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安康市高新中学2024届高三上学期10月月考物理试卷(含答案)
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这是一份安康市高新中学2024届高三上学期10月月考物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。若E表示杨氏模量，弹性体原长为，形变量为，横截面积为S，所受压力为F，则有。在国际单位制中，E的单位为( )
A.B.C.D.
2．如图所示，纸面内有两个完全相同的薄等边三角形板重叠放置，其底边位于同一水平直线上。若两三角板同时沿底边所在的水平直线分别向左和向右匀速运动，速率均为v，则在两三角板完全分开之前腰上交点O的速度大小为( )
A.vB.C.D.
3．如图所示，在粗糙的水平地面上叠放着三个完全相同的物体A、B、C，现用大小均为、但方向相反的水平外力分别作用在A、C两物体上，整个系统处于静止状态。下列判断正确的是( )
A.物体B、C之间的摩擦力大小为0
B.物体B、C之间的摩擦力大小为2N
C.物体C与地面之间的摩擦力大小为2N
D.物体A、B之间的摩擦力大小为0
4．北京时间2023年5月30日16时29分，神舟十六号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约6.5小时，采用的是径向交会对接技术。在对接开始前，飞船需要运动到空间站的正下方；对接过程中，飞船的径向对接发动机需要提供一定的推力使其与空间站保持相同的角速度环绕地球做匀速圆周运动，同时飞船缓慢提升轨道高度，逐渐靠近空间站，最终完成对接。在此过程中，飞船径向对接发动机提供的推力应该是( )
A.指向地心且逐渐变小B.指向地心且逐渐变大
C.背离地心且逐渐变小D.背离地心且逐渐变大
5．质量为的小物块放置在光滑的水平面上，物块先在且水平向右的恒力作用下由静止开始运动并计时，时撤去，同时对物块施加一水平向左的恒力时物块又回到出发点，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.时力的瞬时功率为B.时力的瞬时功率为
C.第内力的平均功率为D.第内力的平均功率为
6．喷泉嘴竖直向上喷出水流，时间内喷出的水的质量为，已知圆形喷嘴直径约为，忽略空气阻力的影响，不考虑水在上升过程中截面的改变，则该喷泉喷嘴喷出的水能上升的最大高度接近于( )
A.B.C.D.
7．图1是离心机的工作原理图，离心机工作时离心管绕转轴高速转动，每分钟所转圈数称为值，离心管中的微粒做圆周运动所需向心力与其重力的比值称为值。图2是差速离心法分离肝组织匀浆液的流程图，图中“”指的是细胞匀浆液中微粒的向心力需要达到1000倍自身重力。已知实验室某一型号的离心机在完成此实验时，第一步沉淀细胞核时设置的为2000，则最后一步沉淀核糖体时，应该设置为( )
A.4000B.10000C.20000D.100000
8．如图，轻弹簧一端固定在倾角为的粗糙斜面顶端，另一端与质量为的物块A连接，质量为m的物块B叠放在A上，弹簧与斜面平行。将A、B系统从弹簧原长处由静止释放，当A、B沿斜面向下运动至最低点Q（图中未标出）时立即将B取下，此后，A将沿斜面返回并恰好滑至原出发点。已知A、B可视为质点且在运动过程中未发生相对滑动，斜面体始终静止在水平地面上，弹簧始终处在弹性限度内，。则下列说法正确的是( )
A.向下滑动过程中可能存在A、B间摩擦力为零的位置
B.全过程中系统增加的内能小于物块B减少的重力势能
C.A与斜面间的动摩擦因数为0.15
D.A与斜面间的动摩擦因数为0.75
二、多选题
9．如图所示，半径为R的光滑大圆环固定在竖直平面内，一质量为m的带孔小球穿过大圆环，自大圆环顶端由静止开始自由下滑。已知重力加速度大小为g，则小球自顶端下滑到最低点的过程中( )
A.重力做的功等于
B.重力做的功等于
C.重力做功的功率先增大后减小
D.重力做功的功率先减小后增大
10．如图所示，在倾角为θ的固定斜面顶端，以初速度水平抛出一小球，经过一段时间后，小球落在斜面上。不计空气阻力，斜面足够长，小球可视为质点。关于小球从抛出到落在斜面上之前的运动，以下结论正确的是( )
A.小球在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动
B.小球在平行于斜面方向及垂直于斜面方向均做匀变速直线运动
C.小球运动的时间与成正比
D.小球离开斜面的最大距离与成正比
11．如图所示，水平传送带以速率顺时针传动，传送带足够长，将一质量为m的小滑块（滑块底部附有黑色涂料能划出痕迹线）轻放在靠近传送带左端的O点，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( )
A.滑块开始运动时的加速度大小为
B.滑块与传送带间因摩擦产生的热量为
C.滑块在传送带上的痕迹线的长度为
D.从放上滑块至滑块恰好相对传送带静止的过程中，传送带上O点运动的位移为
12．一个高为、长为的斜面体固定在水平地面上，一小物块从斜面的顶端由静止开始释放，对物块在斜面上的运动过程，物块的动能及机械能随物块下滑高度h的变化如图中的直线Ⅰ、Ⅱ所示。已知重力加速度g取。则下列说法正确的是( )
A.物块运动的加速度大小为
B.物块的质量为
C.物块沿斜面下滑的过程中克服阻力做的功为
D.物块沿斜面下滑的过程中所受合力做的功为
三、实验题
13．某同学通过实验“验证力的平行四边形定则”。如图1所示装置中，在底座上相隔一定距离固定两根刚性竖直杆，两竖直杆后放置一竖直平板，平板与两杆所在的平面平行，平板上贴有白纸。
实验步骤如下：
①单独用一根轻质细绳通过力传感器1提起重物，记录此时力传感器1的示数F及细绳的方向；
②将力传感器1固定在右侧杆上并保持其位置不变，一根轻质细绳的右端与力传感器1相连，另一根轻质细绳的左端与左侧杆上的力传感器2相连，两绳连接的结点O处系上同一重物，力传感器2的位置及左侧细绳的长度可调节。将力传感器2调至某一位置并固定，调节左侧细绳长度，待系统稳定后，平板未与重物、细绳和力传感器接触，读出力传感器1的示数和力传感器2的示数，并通过描点在坐标纸上记下两绳的方向；
③继续调整力传感器2的位置并固定，重复以上步骤。
回答下列问题：
（1）下列做法对减小实验误差有帮助的是________（填选项前的字母）
A.调整力传感器2的位置时，必须保证结点O的位置不变
B.两侧杆必须用铅垂线调整为竖直放置，不能左右倾斜
C.记录绳子方向时，选用较远的两点
（2）某次操作中，测得，请在图2方框中作出力和二者的合力；
（3）若稳定时两绳互相垂直，现保持右侧绳和结点O的位置不动，将力传感器2移至图1中的A处并固定，调节左侧细绳使其保持张紧，则力传感器1的示数将________（填“变大”“变小”或“不变”）。
14．某同学用如图所示的实验装置验证动能定理。实验器材有：水平气垫导轨、带有遮光条的滑块、光电门A、B（与数字毫秒计时器相连）、轻质细线、砝码及砝码盘等。知当地的重力加速度大小为g。
实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，通过气垫导轨上的刻度尺得到A、B间的距离L。
（2）接通气源电源，气泵正常工作，用手轻推一下滑块，若遮光条经过两个光电门的时间________（选填“>”“<”或“＝”），则说明气垫导轨调整水平。
（3）用天平称量滑块与遮光条的总质量m、砝码盘及砝码的总质量M。
（4）按图示方式用细线连接砝码盘与滑块，调整滑轮高度，使导轨上方的细线呈水平状态，整条细线恰好拉直。
（5）由静止释放砝码盘，记录滑块依次通过光电门A、B的时间分别为。
（6）在遮光条随滑块从A运动到B的过程中，砝码盘及砝码总重力做的功为________；滑块（含遮光条）动能的增加量为________。（均用题中所给物理量的字母表示）
（7）改变m、M或L，重新做该实验，在误差允许范围内，若表达式________________（用题中所给的字母表示）成立，则验证了动能定理。
（8）写出一条产生系统误差的原因________________
四、计算题
15．一辆公交车总质量，从车站由静止启动，加速过程中牵引力恒定不变，加速了时，司机发现前方为红灯，于是关闭发动机，公交车停止时，车前端恰好与停止线平齐。已知从车站到停止线处为单向车道平直路段，启动时车前端到停止线的距离为，不考虑司机的反应时间，重力加速度g取。
（1）若公交车行驶过程中所受的阻力恒为其重力的，求公交车在加速阶段的位移；
（2）若地面潮湿，阻力只有（1）中的一半，该公交车仍以原来牵引力从车站由静止启动，还想恰好在原停止线处停下，司机应该比（1）中提前多远距离关闭发动机？
16．贵州“村超”爆红全网，足球比赛精彩纷呈。在某场比赛中，甚至出现了“巴西”式直塞传球破门的精彩镜头。这一过程可简化成：如图1所示，甲球员在中场A处，发现己方乙球员在B处且无人防守，于是甲将足球以的初速度在水平地面上沿A、B连线传出，在传出球的同时，乙从B处由静止开始沿A、B连线向远离A的方向运动，从此刻开始计时，足球和乙球员运动过程的图像如图2所示。在时，乙与足球同时到达球门前方C处，乙飞脚射门成功。已知A、B、C三点连线与球门线垂直，C点到球门线的距离为。求：
（1）A处到球门线的距离；
（2）A、B间的距离；
（3）甲传球后，乙球员与足球在运动过程中有几次相遇，且在何时相遇。
17．如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面与倾角也为的传送带在斜面上端的B相接，传送带又与圆心为O半径的光滑圆弧轨道在传送带上端的C相切，D为圆弧的最高点，连线竖直。一劲度系数为的轻质弹簧的一端固定于斜面最下端，另一端在弹簧自由状态时位于A点。一质量的物块P压缩弹簧至某一位置后由静止释放，物块通过轨道上的D点时对轨道的压力。已知长度为,BC长度为，传送带以的速率逆时针传动，物块与斜面及传送带间的动摩擦因数均为。弹簧弹性势能的表达式为，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。物块可视为质点，整个过程中，弹簧始终处于弹性限度内，空气阻力不计，重力加速度g取，，。
（1）求释放物块时弹簧储存的弹性势能；
（2）求物块P通过传送带的过程中系统因摩擦而产生的热量；
（3）更换另一物块Q，压缩弹簧至相同位置后由静止释放，要求物块Q在圆弧轨道上运动时不脱离轨道且能沿轨道返回。求物块Q质量的取值范围。（结果可用分数表示）
参考答案
1．答案：D
解析：题中表达式变形后为，在国际单位制中，进行单位变换，有，D正确。
2．答案：C
解析：设等边三角形板的边长为L，两三角形板从重合到分离用时，两板的交点在这段时间内的速度大小，C正确。
3．答案：B
解析：将物体A、B看成一个整体，B受到C的摩擦力大小为，方向水平向左，B正确，A错误；同理，D错误；将A、B、C看成一个整体，C与地面之间的摩擦力大小为0，C错误。
4．答案：C
解析：飞船缓慢靠近空间站过程中，设飞船径向对接发动机的推力为F，飞船的轨道半径为r，空间站的轨道半径为，共同角速度为ω，对空间站有，对飞船有，解得，即F方向背离地心，大小随r增大而减小，C正确。
5．答案：D
解析：内，，整个过程中有，解得，则时，物块的速度大小，瞬时功率为，A、B错误；物块在第内的位移大小，则平均速度大小为，力的平均功率，D正确，C错误。
6．答案：B
解析：因不计空气阻力的影响，取某一微小水柱，设该水柱喷出时的速度大小为，该水柱做竖直上抛运动，上升的最大高度为，单位时间内喷出的水的质量为，喷嘴面积，为喷嘴直径，联立解得。，取，解得，B正确。
7．答案：C
解析：由知，向心加速度与转速的平方成正比，即，因，则最后一步的转速，C正确。
8．答案：C
解析：A、B在下滑过程中未发生相对滑动，假设存在A、B间摩擦力为零的位置，由牛顿第二定律知，A、B的加速度大小均为，方向平行斜面向下，此时，A受到弹簧的弹力一定等于A受到斜面的摩擦力，且两力方向相反；因物块下滑过程中，弹簧的弹力方向和摩擦力方向均沿斜面向上，上述显然与实际不符，A错误；全过程中系统增加的内能源于克服物块A与斜面间的滑动摩擦力做功。因始末状态A的动能、重力势能和弹簧的弹性势能均不变，由能量守恒定律知，整个过程中系统增加的内能等于物块B减少的重力势能，B错误；设A、B释放处到Q点的距离为l，该过程中弹簧增加的弹性势能为，在A、B下滑过程中，研究整个系统，由功能关系，有；同理，在A上滑过程中，研究A与弹簧系统，由功能关系，有，联立解得，C正确，D错误。
9．答案：AC
解析：由重力做功的特点知，重力做功与路径无关，即，A正确，B错误；重力做功的功率取决于重力与竖直方向的分速度，显然，小球在顶端及最低点时，重力做功的功率均为零，因此，小球自顶端下滑到最低点的过程中，重力做功的功率先增大后减小，C正确，D错误。
10．答案：ABC
解析：根据运动的分解知识可知，A、B正确；小球离开斜面的距离达到最大时，其速度方向一定平行于斜面，将该速度进行分解，竖直分速度为，解得，由对称性知，小球落在斜面上前运动的时间为，C正确；将和加速度g均沿与斜面垂直方向分解，有，则由匀变速运动的规律，小球离开斜面的最大距离为，D错误。
11．答案：ABD
解析：滑块在传送带上做匀加速运动，由牛顿第二定律得滑块的加速度大小为，A正确；滑块与传送带共速需要的时间为，这段时间内的相对位移大小为，则因摩擦产生的热量为，C错误，B正确；传送带上的O点在这段时间内运动的位移为，D正确。
12．答案：BD
解析：设物块的质量为m，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，在物块下滑到地面时，动能的变化量；由能量守恒定律知，机械能的变化量。由题意知，联立解得，B正确；下滑过程中，由牛顿第二定律有，解得，A错误；物块沿斜面下滑的过程中，克服阻力做的功为，C错误；物块下滑的过程中，合外力做的功为，D正确。
13．答案：（1）C
（2）如图所示
（3）变大
解析：（1）实验中力的作用效果由重物重力确定，因此只要重物平衡即可保证等效替代，不需要结点O的位置不动，A不符合题意；在系统稳定时，力传感器1、2可直接读出两绳上的弹力，绳子的方向决定了两力的方向，两侧杆左右略微倾斜对此没有影响，B不符合题意；在确定绳子的方向时，若选择较远的两点，可减小误差，C符合题意；
（2）按照标度及平行四边形定则作图，如答案图所示。
（3）如图所示，经分析得，两绳合力F的大小、方向不发生改变，方向不变，又初始时两绳垂直，由力的动态三角形可得，在左侧绳方向变为虚线位置时，右侧绳的拉力变大。
14．答案：（2）＝
（6）；
（7）
（8）空气阻力、滑块与导轨之间的摩擦阻力、细线的质量、细线与小滑轮之间有摩擦、滑轮有质量等（写出任意一条即可）
解析：（2）由于滑块做匀速运动，因此经过两个光电门的时间。
（6）砝码盘及砝码的总重力做的功为；由遮光条遮光时间得到滑块通过光电门的瞬时速度分别为，则滑块（含遮光条）动能的增加量为。
（7）对于砝码盘（含砝码）及滑块（含遮光条）系统，外力做的总功等于系统动能的增加量，其表达式为。若该式在误差允许的范围内成立，则验证了动能定理。
（8）产生系统误差的原因有：空气阻力的影响、细线与小滑轮之间有摩擦、滑轮有质量等。
15．答案：(1)
(2)
解析：（1）设牵引力为F，加速时的加速度为a，加速阶段位移为，则有
加速阶段，由牛顿第二定律有
位移
联立解得
（2）路面潮湿时，设加速阶段位移为，则有
解得
应提前关闭发动机的距离
16．答案：(1)
(2)
(3)见解析
解析：（1）由题图2知，甲传球后，足球做匀减速直线运动，加速度大小
内，足球运动的距离
代入数据解得
则A处到球门线的距离
（2）由题图2知，乙球员在内运动的位移
代入数据解得
间的距离
（3）由题图2知，内，乙球员速度大于足球的速度，且在时二者相遇，说明时，乙从后方追上足球，因开始时足球在乙后方，说明时为二者第2次相遇的时刻。
内，乙球员的速度小于足球的速度，足球从乙球员的后方追上乙球员，即第一次相遇发生在前。由图像的对称关系知，为第一次相遇时刻。
17．答案：(1)
(2)
(3)()
解析：（1）设释放物块时，弹簧的压缩量为
物块在D点时，由向心力公式有
对物块由释放至运动至D点过程，由能量守恒定律有
解得
即
（2）物块从释放至B点时，由能量守恒定律有
解得
物块在传送带上运动时，由牛顿第二定律有
解得
由
解得或（舍去）
此过程传送带位移
此过程产热
（3）①当物块恰好能到达C点时，由能量守恒定律有
解得
②当物块在圆弧轨道上运动时，恰好到达与圆心O等高处并返回斜面，由能量守恒定律有
故物块Q质量的取值范围为（也正确）
一、单选题
1．杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。若E表示杨氏模量，弹性体原长为，形变量为，横截面积为S，所受压力为F，则有。在国际单位制中，E的单位为( )
A.B.C.D.
2．如图所示，纸面内有两个完全相同的薄等边三角形板重叠放置，其底边位于同一水平直线上。若两三角板同时沿底边所在的水平直线分别向左和向右匀速运动，速率均为v，则在两三角板完全分开之前腰上交点O的速度大小为( )
A.vB.C.D.
3．如图所示，在粗糙的水平地面上叠放着三个完全相同的物体A、B、C，现用大小均为、但方向相反的水平外力分别作用在A、C两物体上，整个系统处于静止状态。下列判断正确的是( )
A.物体B、C之间的摩擦力大小为0
B.物体B、C之间的摩擦力大小为2N
C.物体C与地面之间的摩擦力大小为2N
D.物体A、B之间的摩擦力大小为0
4．北京时间2023年5月30日16时29分，神舟十六号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约6.5小时，采用的是径向交会对接技术。在对接开始前，飞船需要运动到空间站的正下方；对接过程中，飞船的径向对接发动机需要提供一定的推力使其与空间站保持相同的角速度环绕地球做匀速圆周运动，同时飞船缓慢提升轨道高度，逐渐靠近空间站，最终完成对接。在此过程中，飞船径向对接发动机提供的推力应该是( )
A.指向地心且逐渐变小B.指向地心且逐渐变大
C.背离地心且逐渐变小D.背离地心且逐渐变大
5．质量为的小物块放置在光滑的水平面上，物块先在且水平向右的恒力作用下由静止开始运动并计时，时撤去，同时对物块施加一水平向左的恒力时物块又回到出发点，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.时力的瞬时功率为B.时力的瞬时功率为
C.第内力的平均功率为D.第内力的平均功率为
6．喷泉嘴竖直向上喷出水流，时间内喷出的水的质量为，已知圆形喷嘴直径约为，忽略空气阻力的影响，不考虑水在上升过程中截面的改变，则该喷泉喷嘴喷出的水能上升的最大高度接近于( )
A.B.C.D.
7．图1是离心机的工作原理图，离心机工作时离心管绕转轴高速转动，每分钟所转圈数称为值，离心管中的微粒做圆周运动所需向心力与其重力的比值称为值。图2是差速离心法分离肝组织匀浆液的流程图，图中“”指的是细胞匀浆液中微粒的向心力需要达到1000倍自身重力。已知实验室某一型号的离心机在完成此实验时，第一步沉淀细胞核时设置的为2000，则最后一步沉淀核糖体时，应该设置为( )
A.4000B.10000C.20000D.100000
8．如图，轻弹簧一端固定在倾角为的粗糙斜面顶端，另一端与质量为的物块A连接，质量为m的物块B叠放在A上，弹簧与斜面平行。将A、B系统从弹簧原长处由静止释放，当A、B沿斜面向下运动至最低点Q（图中未标出）时立即将B取下，此后，A将沿斜面返回并恰好滑至原出发点。已知A、B可视为质点且在运动过程中未发生相对滑动，斜面体始终静止在水平地面上，弹簧始终处在弹性限度内，。则下列说法正确的是( )
A.向下滑动过程中可能存在A、B间摩擦力为零的位置
B.全过程中系统增加的内能小于物块B减少的重力势能
C.A与斜面间的动摩擦因数为0.15
D.A与斜面间的动摩擦因数为0.75
二、多选题
9．如图所示，半径为R的光滑大圆环固定在竖直平面内，一质量为m的带孔小球穿过大圆环，自大圆环顶端由静止开始自由下滑。已知重力加速度大小为g，则小球自顶端下滑到最低点的过程中( )
A.重力做的功等于
B.重力做的功等于
C.重力做功的功率先增大后减小
D.重力做功的功率先减小后增大
10．如图所示，在倾角为θ的固定斜面顶端，以初速度水平抛出一小球，经过一段时间后，小球落在斜面上。不计空气阻力，斜面足够长，小球可视为质点。关于小球从抛出到落在斜面上之前的运动，以下结论正确的是( )
A.小球在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动
B.小球在平行于斜面方向及垂直于斜面方向均做匀变速直线运动
C.小球运动的时间与成正比
D.小球离开斜面的最大距离与成正比
11．如图所示，水平传送带以速率顺时针传动，传送带足够长，将一质量为m的小滑块（滑块底部附有黑色涂料能划出痕迹线）轻放在靠近传送带左端的O点，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( )
A.滑块开始运动时的加速度大小为
B.滑块与传送带间因摩擦产生的热量为
C.滑块在传送带上的痕迹线的长度为
D.从放上滑块至滑块恰好相对传送带静止的过程中，传送带上O点运动的位移为
12．一个高为、长为的斜面体固定在水平地面上，一小物块从斜面的顶端由静止开始释放，对物块在斜面上的运动过程，物块的动能及机械能随物块下滑高度h的变化如图中的直线Ⅰ、Ⅱ所示。已知重力加速度g取。则下列说法正确的是( )
A.物块运动的加速度大小为
B.物块的质量为
C.物块沿斜面下滑的过程中克服阻力做的功为
D.物块沿斜面下滑的过程中所受合力做的功为
三、实验题
13．某同学通过实验“验证力的平行四边形定则”。如图1所示装置中，在底座上相隔一定距离固定两根刚性竖直杆，两竖直杆后放置一竖直平板，平板与两杆所在的平面平行，平板上贴有白纸。
实验步骤如下：
①单独用一根轻质细绳通过力传感器1提起重物，记录此时力传感器1的示数F及细绳的方向；
②将力传感器1固定在右侧杆上并保持其位置不变，一根轻质细绳的右端与力传感器1相连，另一根轻质细绳的左端与左侧杆上的力传感器2相连，两绳连接的结点O处系上同一重物，力传感器2的位置及左侧细绳的长度可调节。将力传感器2调至某一位置并固定，调节左侧细绳长度，待系统稳定后，平板未与重物、细绳和力传感器接触，读出力传感器1的示数和力传感器2的示数，并通过描点在坐标纸上记下两绳的方向；
③继续调整力传感器2的位置并固定，重复以上步骤。
回答下列问题：
（1）下列做法对减小实验误差有帮助的是________（填选项前的字母）
A.调整力传感器2的位置时，必须保证结点O的位置不变
B.两侧杆必须用铅垂线调整为竖直放置，不能左右倾斜
C.记录绳子方向时，选用较远的两点
（2）某次操作中，测得，请在图2方框中作出力和二者的合力；
（3）若稳定时两绳互相垂直，现保持右侧绳和结点O的位置不动，将力传感器2移至图1中的A处并固定，调节左侧细绳使其保持张紧，则力传感器1的示数将________（填“变大”“变小”或“不变”）。
14．某同学用如图所示的实验装置验证动能定理。实验器材有：水平气垫导轨、带有遮光条的滑块、光电门A、B（与数字毫秒计时器相连）、轻质细线、砝码及砝码盘等。知当地的重力加速度大小为g。
实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，通过气垫导轨上的刻度尺得到A、B间的距离L。
（2）接通气源电源，气泵正常工作，用手轻推一下滑块，若遮光条经过两个光电门的时间________（选填“>”“<”或“＝”），则说明气垫导轨调整水平。
（3）用天平称量滑块与遮光条的总质量m、砝码盘及砝码的总质量M。
（4）按图示方式用细线连接砝码盘与滑块，调整滑轮高度，使导轨上方的细线呈水平状态，整条细线恰好拉直。
（5）由静止释放砝码盘，记录滑块依次通过光电门A、B的时间分别为。
（6）在遮光条随滑块从A运动到B的过程中，砝码盘及砝码总重力做的功为________；滑块（含遮光条）动能的增加量为________。（均用题中所给物理量的字母表示）
（7）改变m、M或L，重新做该实验，在误差允许范围内，若表达式________________（用题中所给的字母表示）成立，则验证了动能定理。
（8）写出一条产生系统误差的原因________________
四、计算题
15．一辆公交车总质量，从车站由静止启动，加速过程中牵引力恒定不变，加速了时，司机发现前方为红灯，于是关闭发动机，公交车停止时，车前端恰好与停止线平齐。已知从车站到停止线处为单向车道平直路段，启动时车前端到停止线的距离为，不考虑司机的反应时间，重力加速度g取。
（1）若公交车行驶过程中所受的阻力恒为其重力的，求公交车在加速阶段的位移；
（2）若地面潮湿，阻力只有（1）中的一半，该公交车仍以原来牵引力从车站由静止启动，还想恰好在原停止线处停下，司机应该比（1）中提前多远距离关闭发动机？
16．贵州“村超”爆红全网，足球比赛精彩纷呈。在某场比赛中，甚至出现了“巴西”式直塞传球破门的精彩镜头。这一过程可简化成：如图1所示，甲球员在中场A处，发现己方乙球员在B处且无人防守，于是甲将足球以的初速度在水平地面上沿A、B连线传出，在传出球的同时，乙从B处由静止开始沿A、B连线向远离A的方向运动，从此刻开始计时，足球和乙球员运动过程的图像如图2所示。在时，乙与足球同时到达球门前方C处，乙飞脚射门成功。已知A、B、C三点连线与球门线垂直，C点到球门线的距离为。求：
（1）A处到球门线的距离；
（2）A、B间的距离；
（3）甲传球后，乙球员与足球在运动过程中有几次相遇，且在何时相遇。
17．如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面与倾角也为的传送带在斜面上端的B相接，传送带又与圆心为O半径的光滑圆弧轨道在传送带上端的C相切，D为圆弧的最高点，连线竖直。一劲度系数为的轻质弹簧的一端固定于斜面最下端，另一端在弹簧自由状态时位于A点。一质量的物块P压缩弹簧至某一位置后由静止释放，物块通过轨道上的D点时对轨道的压力。已知长度为,BC长度为，传送带以的速率逆时针传动，物块与斜面及传送带间的动摩擦因数均为。弹簧弹性势能的表达式为，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。物块可视为质点，整个过程中，弹簧始终处于弹性限度内，空气阻力不计，重力加速度g取，，。
（1）求释放物块时弹簧储存的弹性势能；
（2）求物块P通过传送带的过程中系统因摩擦而产生的热量；
（3）更换另一物块Q，压缩弹簧至相同位置后由静止释放，要求物块Q在圆弧轨道上运动时不脱离轨道且能沿轨道返回。求物块Q质量的取值范围。（结果可用分数表示）
参考答案
1．答案：D
解析：题中表达式变形后为，在国际单位制中，进行单位变换，有，D正确。
2．答案：C
解析：设等边三角形板的边长为L，两三角形板从重合到分离用时，两板的交点在这段时间内的速度大小，C正确。
3．答案：B
解析：将物体A、B看成一个整体，B受到C的摩擦力大小为，方向水平向左，B正确，A错误；同理，D错误；将A、B、C看成一个整体，C与地面之间的摩擦力大小为0，C错误。
4．答案：C
解析：飞船缓慢靠近空间站过程中，设飞船径向对接发动机的推力为F，飞船的轨道半径为r，空间站的轨道半径为，共同角速度为ω，对空间站有，对飞船有，解得，即F方向背离地心，大小随r增大而减小，C正确。
5．答案：D
解析：内，，整个过程中有，解得，则时，物块的速度大小，瞬时功率为，A、B错误；物块在第内的位移大小，则平均速度大小为，力的平均功率，D正确，C错误。
6．答案：B
解析：因不计空气阻力的影响，取某一微小水柱，设该水柱喷出时的速度大小为，该水柱做竖直上抛运动，上升的最大高度为，单位时间内喷出的水的质量为，喷嘴面积，为喷嘴直径，联立解得。，取，解得，B正确。
7．答案：C
解析：由知，向心加速度与转速的平方成正比，即，因，则最后一步的转速，C正确。
8．答案：C
解析：A、B在下滑过程中未发生相对滑动，假设存在A、B间摩擦力为零的位置，由牛顿第二定律知，A、B的加速度大小均为，方向平行斜面向下，此时，A受到弹簧的弹力一定等于A受到斜面的摩擦力，且两力方向相反；因物块下滑过程中，弹簧的弹力方向和摩擦力方向均沿斜面向上，上述显然与实际不符，A错误；全过程中系统增加的内能源于克服物块A与斜面间的滑动摩擦力做功。因始末状态A的动能、重力势能和弹簧的弹性势能均不变，由能量守恒定律知，整个过程中系统增加的内能等于物块B减少的重力势能，B错误；设A、B释放处到Q点的距离为l，该过程中弹簧增加的弹性势能为，在A、B下滑过程中，研究整个系统，由功能关系，有；同理，在A上滑过程中，研究A与弹簧系统，由功能关系，有，联立解得，C正确，D错误。
9．答案：AC
解析：由重力做功的特点知，重力做功与路径无关，即，A正确，B错误；重力做功的功率取决于重力与竖直方向的分速度，显然，小球在顶端及最低点时，重力做功的功率均为零，因此，小球自顶端下滑到最低点的过程中，重力做功的功率先增大后减小，C正确，D错误。
10．答案：ABC
解析：根据运动的分解知识可知，A、B正确；小球离开斜面的距离达到最大时，其速度方向一定平行于斜面，将该速度进行分解，竖直分速度为，解得，由对称性知，小球落在斜面上前运动的时间为，C正确；将和加速度g均沿与斜面垂直方向分解，有，则由匀变速运动的规律，小球离开斜面的最大距离为，D错误。
11．答案：ABD
解析：滑块在传送带上做匀加速运动，由牛顿第二定律得滑块的加速度大小为，A正确；滑块与传送带共速需要的时间为，这段时间内的相对位移大小为，则因摩擦产生的热量为，C错误，B正确；传送带上的O点在这段时间内运动的位移为，D正确。
12．答案：BD
解析：设物块的质量为m，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，在物块下滑到地面时，动能的变化量；由能量守恒定律知，机械能的变化量。由题意知，联立解得，B正确；下滑过程中，由牛顿第二定律有，解得，A错误；物块沿斜面下滑的过程中，克服阻力做的功为，C错误；物块下滑的过程中，合外力做的功为，D正确。
13．答案：（1）C
（2）如图所示
（3）变大
解析：（1）实验中力的作用效果由重物重力确定，因此只要重物平衡即可保证等效替代，不需要结点O的位置不动，A不符合题意；在系统稳定时，力传感器1、2可直接读出两绳上的弹力，绳子的方向决定了两力的方向，两侧杆左右略微倾斜对此没有影响，B不符合题意；在确定绳子的方向时，若选择较远的两点，可减小误差，C符合题意；
（2）按照标度及平行四边形定则作图，如答案图所示。
（3）如图所示，经分析得，两绳合力F的大小、方向不发生改变，方向不变，又初始时两绳垂直，由力的动态三角形可得，在左侧绳方向变为虚线位置时，右侧绳的拉力变大。
14．答案：（2）＝
（6）；
（7）
（8）空气阻力、滑块与导轨之间的摩擦阻力、细线的质量、细线与小滑轮之间有摩擦、滑轮有质量等（写出任意一条即可）
解析：（2）由于滑块做匀速运动，因此经过两个光电门的时间。
（6）砝码盘及砝码的总重力做的功为；由遮光条遮光时间得到滑块通过光电门的瞬时速度分别为，则滑块（含遮光条）动能的增加量为。
（7）对于砝码盘（含砝码）及滑块（含遮光条）系统，外力做的总功等于系统动能的增加量，其表达式为。若该式在误差允许的范围内成立，则验证了动能定理。
（8）产生系统误差的原因有：空气阻力的影响、细线与小滑轮之间有摩擦、滑轮有质量等。
15．答案：(1)
(2)
解析：（1）设牵引力为F，加速时的加速度为a，加速阶段位移为，则有
加速阶段，由牛顿第二定律有
位移
联立解得
（2）路面潮湿时，设加速阶段位移为，则有
解得
应提前关闭发动机的距离
16．答案：(1)
(2)
(3)见解析
解析：（1）由题图2知，甲传球后，足球做匀减速直线运动，加速度大小
内，足球运动的距离
代入数据解得
则A处到球门线的距离
（2）由题图2知，乙球员在内运动的位移
代入数据解得
间的距离
（3）由题图2知，内，乙球员速度大于足球的速度，且在时二者相遇，说明时，乙从后方追上足球，因开始时足球在乙后方，说明时为二者第2次相遇的时刻。
内，乙球员的速度小于足球的速度，足球从乙球员的后方追上乙球员，即第一次相遇发生在前。由图像的对称关系知，为第一次相遇时刻。
17．答案：(1)
(2)
(3)()
解析：（1）设释放物块时，弹簧的压缩量为
物块在D点时，由向心力公式有
对物块由释放至运动至D点过程，由能量守恒定律有
解得
即
（2）物块从释放至B点时，由能量守恒定律有
解得
物块在传送带上运动时，由牛顿第二定律有
解得
由
解得或（舍去）
此过程传送带位移
此过程产热
（3）①当物块恰好能到达C点时，由能量守恒定律有
解得
②当物块在圆弧轨道上运动时，恰好到达与圆心O等高处并返回斜面，由能量守恒定律有
故物块Q质量的取值范围为（也正确）
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