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2024届湖南省邵阳市武冈市高三上学期期中考试物理试题 （解析版）
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这是一份2024届湖南省邵阳市武冈市高三上学期期中考试物理试题 （解析版），共18页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 自驾游是目前比较流行的旅游方式，在人烟稀少的公路上行驶，司机会经常遇到动物过公路的情形。如图所示是一辆汽车正在以的速度匀速行驶，突然公路上冲出三只小动物，司机马上刹车，假设刹车过程是匀减速运动，加速度大小为，小动物与汽车距离约为，以下说法正确的是（ ）
A. 汽车匀减速末的速度大小为
B. 匀减速运动的汽车一定撞上小动物
C. 汽车第末的速度为
D. 汽车匀减速第末到第末位移为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意，由公式
代入数据解得
可知汽车在刹车5s后停止运动，故6s末速度为0，故A错误；
B．由A分析可知，汽车在刹车5s后停止运动，根据公式
带入数据解得
汽车刹车行驶50m停下小于55m，则没有撞上小动物，故B错误；
C．根据题意，由公式
代入数据解得
故C错误；
D．汽车刹车减速5s停止，根据逆运算，第末到第末位移可看成第末反向初速度为零的匀加速，则加速时间1s，根据公式
代入数据解得
故D正确。
故选D。
2. 如图所示是北京冬奥会中的四个项目，有关说法正确的是（ ）
A. 速度滑冰运动员在弯道转弯时加速度为零
B. 冰壶在冰面上滑行不受到任何力的作用
C. 研究单板滑雪运动员在空中转体时不可以将她看成质点
D. 杆对冰球的力先产生，冰球对杆的力后产生
【答案】C
【解析】
【详解】A．速度滑冰运动员在弯道转弯时，做曲线运动，加速度不零，故A错误；
B．冰壶在冰面上滑行是，受到重力、支持力和摩擦力作用，故B错误；
C．研究单板滑雪运动员在空中转体时，运动员的形状大小不能忽略不计，不可以将她看成质点，故C正确；
D．杆对冰球的力和冰球对杆的力是一对相互作用力，同时产生，故D错误。
故选C。
3. 做惯性演示实验时，小刚将一张白纸平放在水平桌面上，在白纸的上面水平放置一个黑板擦，用力把白纸快速抽出，黑板擦几乎不动，但细心的小刚发现，黑板擦在桌上水平前进了一小段距离，对于这种现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 将白纸快速抽出，黑板擦受到与运动方向相反的摩擦力
B. 将白纸快速抽出，白纸给黑板擦的摩擦力对黑板擦做了正功
C. 如果以较小速度抽出白纸，黑板擦往前运动的加速度将会变小
D. 如果以较小速度抽出白纸，黑板擦所受的摩擦力的冲量将会变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．将白纸快速向左抽出时，黑板擦受到摩擦力向左，黑板擦向左运动，摩擦力的方向与黑板擦的运动方向相同，A错误；
B．将白纸快速向左抽出时，黑板擦受到摩擦力向左，黑板擦向左运动，摩擦力的方向与黑板擦的运动方向相同，摩擦力对黑板擦做正功，B正确；
C．设黑板擦的质量为m，白纸与黑板擦之间的滑动摩擦系数为μ1，黑板擦在白纸上向前滑动的加速度为a1，根据牛顿第二定律得
解得
无论快速抽出白纸还是慢速抽出白纸，黑板擦在白纸上向前滑动的加速度a1相同；
设桌面与黑板擦之间的滑动摩擦系数为μ2，黑板擦在桌面上向前滑动的加速度为a2，根据牛顿第二定律得
解得
无论快速抽出白纸还是慢速抽出白纸，黑板擦在桌面上向前滑动的加速度a2相同；C错误；
D．如果以较小速度抽出白纸，白纸与黑板擦之间的作用时间变长，黑板擦所受的摩擦力的冲量将会变大，D错误。
故选B。
4. 尖劈可用来卡紧物体，在距今约万年的新石器时代的石斧、石矛都说明尖劈是人类最早发明并广泛使用的一种简单的工具。如图所示为顶角很小的木质尖劈，将它嵌入木头缝中，可起到卡紧物体的目的。已知木质尖劈与木头间的动摩擦因数为，为了使木质尖劈起到卡紧物体的作用，则木质尖劈的顶角最大约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于尖劈具有对称性，则分析尖劈一侧受力即可，将F分解为竖直分力和水平分力，设顶角一半为，如图1所示
将摩擦力分解如图2所示
当时，尖劈可起到卡紧物体的作用，即有
得
即
所以木质尖劈的顶角最大约为，A正确。
故选A。
5. 水平杆上套有滑块a，用轻绳与小球b相连，在水平力F作用下使小球b保持静止，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ。现改变水平力F的大小使小球b缓慢运动至滑块a正下方，此过程中a始终静止。则（ ）
A. 水平拉力F先变大后变小B. 轻绳的拉力先变小后变大
C. 水平杆对滑块a的支持力变小D. 水平杆对滑块a的作用力变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对小球b受力分析如图
根据平衡条件可得
，
解得
，
小球b缓慢运动至滑块a正下方，减小，则水平拉力F变小，轻绳的拉力变小，故AB错误；
C．以a、b为整体分析，竖直方向水平杆对滑块a支持力与a、b重力的合力平衡，保持不变，故C错误；
D．对滑块a、b整体受力分析可知，杆对a的作用力与a、b重力与水平拉力F的合力大小相等方向相反，小球b缓慢运动过程中，水平拉力F逐渐减小，重力恒定，故水平杆对滑块a的作用力变小，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，质量均为的两物块、叠放后静止在光滑水平面上的点，其中通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连，弹簧劲度系数。现对施加一水平向左的推力，使、一起缓慢向左移至点后释放。已知、间动摩擦因数，重力加速度，设两物块间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（ ）
A. 间距离最大为B. 释放后将从上滑出
C. 释放后的加速度可能为D. 释放后、将一起向右做匀加速运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．、一起缓慢向左移至点，、间恰好不发生滑移，、间的最大静摩擦力等于弹簧弹力
故间距离最大为
故A正确；
B．释放后根据牛顿第二定律有
由于、间的最大静摩擦力足以提供B做加速运动的合外力，故释放后、相对静止，不会从上滑出，故B错误；
C．释放后的最大加速度为
故释放后的加速度不可能为，故C错误；
D．释放后、将一起做简谐运动，故D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分，在四个选项中，有多项符合题目要求，全选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分。
7. 亲子游戏有益于家长与孩子之间的情感交流。如图，父亲与儿子站在水平地面玩抛球游戏，两人相向站立，各持一小球并将球水平抛出，下述抛球方式可能使两球在落地前相遇的有（ ）
A 父亲先将球抛出B. 儿子先将球抛出
C. 两人同时将球抛出D. 父亲下蹲适当高度后再与儿子同时将球抛出
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC．要想使两球在落地前相遇，则父亲扔出的球的竖直位移较大，则根据
可知，时间超长，即父亲先将球抛出，故A正确，BC错误；
D．若父亲下蹲适当高度与儿子高度相同，再与儿子同时将球抛出，则两球在相同时间内下落相同的高度，则也能相遇，故D正确。
故选AD。
8. 如图所示，是一颗卫星发射的简化过程示意图。首先将卫星发射到近地圆轨道1，轨道1的半径近似等于地球半径，在点点火加速变到椭圆轨道2，远地点到地心的距离是，在点再次点火加速使卫星在圆轨道3上做匀速圆周运动。已知引力常量和卫星在轨道2上的周期，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道1上运动的周期是
B. 卫星在轨道2上正常运行时经过点的加速度，大于在轨道1上正常运行时经过点的加速度
C. 卫星在轨道2上正常运行时经过点的加速度，等于在轨道1上正常运行时经过点的加速度
D. 根据题中的条件可以求出地球的质量是
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意可知，轨道2的半长轴为，由开普勒第三定律有
解得
故A正确；
BC．由万有引力提供向心力有
解得
可知，卫星在轨道2上正常运行时经过点的加速度，等于在轨道1上正常运行时经过点的加速度，故B错误，C正确；
D．由万有引力提供向心力有
解得
故D错误。
故选AC。
9. 2021年10月25日，如图甲所示的全球最大“上回转塔机”成功首发下线，又树立了一面“中国高端制造”的新旗帜。若该起重机某次从时刻由静止开始向上提升质量为m的物体，其图像如图乙所示，时达到额定功率，时间内起重机保持额定功率运动，重力加速度为g，不计其它阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内物体处于失重状态
B. 时间内起重机对物体做功为
C. 该物体的最大速度为
D. 时间内起重机对物体做功为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．时间内物体有向上的加速度，物体处于超重状态，故A错误；
B．时间内起重机对物体做功为
故B错误；
C．根据牛顿第二定律
时间内起重机对物体牵引力为
起重机的最大功率为
该物体的最大速度为
故C正确；
D．时间内起重机对物体做功为
时间内起重机对物体做功为
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是时刻的波形图。已知该横波沿轴负方向传播，质点的平衡位置在处。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的周期可能为
B. 若波的周期为，则质点在时间内运动的路程为
C. 质点在时刻沿轴正方向运动
D. 该波遇到尺度为的障碍物时，无衍射现象发生
【答案】AB
【解析】
【详解】A．波沿轴负方向传播，根据题意有
则周期
当时
故正确；
B．当时
是周期的倍，点在内运动的路程
故B正确；
C．波沿轴负方向传播，根据上下坡法可知质点在时刻沿轴负方向运动，故C错误；
D．该波的波长为，则该波遇到尺度为的障碍物时会发生衍射现象，但不能发生明显的衍射现象，故D错误。
故选AB。
三、实验题（共15分）
11. 利用如图所示装置做“研究弹力与弹簧伸长量关系”的实验，所用的钩码都相同。
（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持___________状态；
（2）下列操作正确的是____________
A．实验前，应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度
B．用直尺测得弹簧的长度作为弹簧的伸长量
C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读刻度尺的读数
D．逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量
（3）某同学采用正确的方法操作后，用图像法处理数据时，把弹簧的伸长量作为横坐标，弹力作为纵坐标，然后描点作图，则作出的图像应为________。
A． B．
C． D．
【答案】 ①. 竖直 ②. CD##DC ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态。
（2）[2] A．实验前，应该先把弹簧竖直悬挂后测量其长度，故A错误；
B．用直尺测得弹簧的长度不是弹簧的伸长量，而是原长和伸长量之和，故B错误；
C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读刻度尺的读数，故C正确；
D．为防止超过弹性限度，应逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量，故D正确。
故选CD。
（3）[3]根据F=kx，作出的图像应为一条过原点的直线。
故选A
12. 图甲是某研究性学习小组探究木块加速度与合外力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上。细线一端与木块相连，另一端通过一个定滑轮和一个动滑轮与固定的弹簧测力计相连，动滑轮下悬挂一个沙桶。改变桶中沙的质量进行多次实验，并记录相关数据。
（1）利用该装置实验时，下列说法正确的是___________。
A．实验前应将长木板靠近打点计时器的一端垫高，以平衡摩擦力
B．每次在增加沙的质量后，需要重新平衡摩擦力
C．应将木块靠近打点计时器，先释放木块，再接通电源
D．实验中一定要保证沙和沙桶的总质量 m 远小于木块的质量M
（2）图乙是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两个计数点间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，已知交流电频率为50 Hz。 根据图中数据得出打计数点3时木块的瞬时速度大小为 v=___________m/s，木块的加速度大小为 a=___________m/s² （结果保留三位有效数字）。
（3）两同学在实验室各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，在没有平衡摩擦力的情况下，研究木块的加速度a 与拉力F 的关系，他们分别得到图丙中甲、乙两条直线。设两木块质量分别为m甲、m乙， 两木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙， 由图可知，m甲___________
m乙，μ甲___________μ乙。 （选填“>”“<”或“=”）
【答案】 ①. A ②. 0.264 ③. 0.496 ④. < ⑤. >
【解析】
【详解】（1） [1]
A．实验前应将长木板靠近打点计时器的一端垫高，以平衡摩擦力，使得木块受到的合力等于绳子拉力，故A正确；
B．当重力在斜面上的分力与摩擦力相等时有
由此可知，当增加沙的质量后，重力在斜面上的分力与摩擦力依然相等，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C．为了充分利用纸带，应将木块靠近打点计时器，先接通电源，再释放木块，故C错误；
D．此实验中，由于绳子拉力可以通过弹簧测力计得到，所以不需要满足沙和沙桶的总质量m远小于木块的质量M，故D错误。
故选A。
（2）[2]每相邻两个计数点间还有4个计时点未标出，则相邻两个计数点之间的时间间隔为
打计数点3时木块的瞬时速度大小为
[3]根据逐差法可得，木块的加速度大小为
（3）[4][5] 根据牛顿第二定律可得
整理得
由图像的斜率和纵轴截距大小关系可知
四、解答题（共41分）
13. 强行超车是道路交通安全的极大隐患之一、如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以36 km/h的速度在平直路面上匀速行驶，其中甲车车身长L1=4 m、货车车身长L2=4 m，货车在甲车前s=4 m。若甲车司机发现附近无其他车辆后开始加速从货车左侧超车，加速度大小为2 m/s2。假定货车速度保持不变，汽车车尾超过货车车头4 m后完成超车，不计车辆变道的时间及车辆的宽度。求：
（1）甲车完成超车至少需要多长时间；
（2）若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距110 m，乙车速度为54 km/h。甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车。
【答案】（1）4 s；（2）不能
【解析】
【详解】（1）设甲车经过时间t刚好完成超车，在时间t内，甲车的位移大小
货车的位移大小
x2=v2t
根据题意有
x1=x2＋L1＋L2＋s＋s1
代入数值得
t=4 s
（2）假设甲车能安全超车，在最短的时间4 s内，甲车的位移大小
x1=56 m
乙车的位移大小
x3=v3t=60 m
由于
x1＋x3=116 m>110 m
故假设不成立，不能安全超车。
14. 如图所示，在光滑水平面上小物块B置于足够长的长木板A的左端和A一起以速度大小匀速向右运动，与迎面来的速度大小的小物块C发生弹性碰撞（时间极短），经过一段时间，A、B再次达到共同速度，且以后恰好不再与C碰撞。已知A、C质量分别为、，A与B间的动摩擦因数，重力加速度。求：
（1）A、C碰撞后的速度、；
（2）小物块B的质量；
（3）小物块B相对长板A滑动的距离L。
【答案】（1），方向水平向左，，方向水平向右；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，规定水平向右为正方向，A、C发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
联立解得
（2）A、B再次达到共同速度，且以后恰好不再与C碰撞，可判断知A、B最终速度相同等于，以A、B为系统，从A、C碰撞后到A、B共速过程，根据动量守恒定律有
解得
（3）从A、C碰后到A、B共速过程，A、B系统根据能量守恒定律有
解得
15. 如图所示，某一游戏装置由轻弹簧发射器、长度的粗糙水平直轨道AB与半径可调的光滑圆弧状细管轨道CD组成。质量的滑块1被轻弹簧弹出后，与静置于AB中点、质量的滑块2发生完全非弹性碰撞并粘合为滑块组。已知轻弹簧贮存的弹性势能，两滑块与AB的动摩擦因数均为，两滑块均可视为质点，各轨道间连接平滑且间隙不计，若滑块组从D飞出落到AB时不反弹且静止。
（1）求碰撞后瞬间滑块组的速度大小；
（2）调节CD半径，求滑块组进入到圆弧轨道后在C点时对轨道的压力大小；
（3）改变CD的半径R，求滑块组静止时离B点的最远距离，并写出应满足的条件。
【答案】（1）3m/s；（2）1N；（3）0.8m，R大于等于0.1m
【解析】
【详解】（1）滑块1被弹簧弹出的速度为，有
滑块1与滑块2碰撞前速度为，有
滑块1与滑块2粘在一起后速度为，有
解得
（2）滑块组在碰撞后到C点的过程中有
解得
由牛顿第三定律有
（3）当半径为时，其滑块组恰好能到达D点，因为是细管管道，所以此时在D点速度为零，有
解得
所以当圆弧轨道半径小于0.1m时，滑块组能从D点飞出，之后做平抛运动，继续调节圆弧轨道半径，其从D点飞出的速度不同，其落在水平轨道上距离B点的距离也不同，设半径为R时，有
滑块组在D点之后做平抛运动，有
整理有
根据数学知识有，当时，s取最大值，其值为0.2m。
当圆弧轨道半径大于0.1m时，滑块组不能从D点飞出，沿轨道滑回水平轨道，最终静止在水平轨道上，设在水平轨道上滑动路程为s'，由能量守恒
解得
s'=1.8m
则滑块组静止时离B点的最远距离为
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 自驾游是目前比较流行的旅游方式，在人烟稀少的公路上行驶，司机会经常遇到动物过公路的情形。如图所示是一辆汽车正在以的速度匀速行驶，突然公路上冲出三只小动物，司机马上刹车，假设刹车过程是匀减速运动，加速度大小为，小动物与汽车距离约为，以下说法正确的是（ ）
A. 汽车匀减速末的速度大小为
B. 匀减速运动的汽车一定撞上小动物
C. 汽车第末的速度为
D. 汽车匀减速第末到第末位移为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意，由公式
代入数据解得
可知汽车在刹车5s后停止运动，故6s末速度为0，故A错误；
B．由A分析可知，汽车在刹车5s后停止运动，根据公式
带入数据解得
汽车刹车行驶50m停下小于55m，则没有撞上小动物，故B错误；
C．根据题意，由公式
代入数据解得
故C错误；
D．汽车刹车减速5s停止，根据逆运算，第末到第末位移可看成第末反向初速度为零的匀加速，则加速时间1s，根据公式
代入数据解得
故D正确。
故选D。
2. 如图所示是北京冬奥会中的四个项目，有关说法正确的是（ ）
A. 速度滑冰运动员在弯道转弯时加速度为零
B. 冰壶在冰面上滑行不受到任何力的作用
C. 研究单板滑雪运动员在空中转体时不可以将她看成质点
D. 杆对冰球的力先产生，冰球对杆的力后产生
【答案】C
【解析】
【详解】A．速度滑冰运动员在弯道转弯时，做曲线运动，加速度不零，故A错误；
B．冰壶在冰面上滑行是，受到重力、支持力和摩擦力作用，故B错误；
C．研究单板滑雪运动员在空中转体时，运动员的形状大小不能忽略不计，不可以将她看成质点，故C正确；
D．杆对冰球的力和冰球对杆的力是一对相互作用力，同时产生，故D错误。
故选C。
3. 做惯性演示实验时，小刚将一张白纸平放在水平桌面上，在白纸的上面水平放置一个黑板擦，用力把白纸快速抽出，黑板擦几乎不动，但细心的小刚发现，黑板擦在桌上水平前进了一小段距离，对于这种现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 将白纸快速抽出，黑板擦受到与运动方向相反的摩擦力
B. 将白纸快速抽出，白纸给黑板擦的摩擦力对黑板擦做了正功
C. 如果以较小速度抽出白纸，黑板擦往前运动的加速度将会变小
D. 如果以较小速度抽出白纸，黑板擦所受的摩擦力的冲量将会变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．将白纸快速向左抽出时，黑板擦受到摩擦力向左，黑板擦向左运动，摩擦力的方向与黑板擦的运动方向相同，A错误；
B．将白纸快速向左抽出时，黑板擦受到摩擦力向左，黑板擦向左运动，摩擦力的方向与黑板擦的运动方向相同，摩擦力对黑板擦做正功，B正确；
C．设黑板擦的质量为m，白纸与黑板擦之间的滑动摩擦系数为μ1，黑板擦在白纸上向前滑动的加速度为a1，根据牛顿第二定律得
解得
无论快速抽出白纸还是慢速抽出白纸，黑板擦在白纸上向前滑动的加速度a1相同；
设桌面与黑板擦之间的滑动摩擦系数为μ2，黑板擦在桌面上向前滑动的加速度为a2，根据牛顿第二定律得
解得
无论快速抽出白纸还是慢速抽出白纸，黑板擦在桌面上向前滑动的加速度a2相同；C错误；
D．如果以较小速度抽出白纸，白纸与黑板擦之间的作用时间变长，黑板擦所受的摩擦力的冲量将会变大，D错误。
故选B。
4. 尖劈可用来卡紧物体，在距今约万年的新石器时代的石斧、石矛都说明尖劈是人类最早发明并广泛使用的一种简单的工具。如图所示为顶角很小的木质尖劈，将它嵌入木头缝中，可起到卡紧物体的目的。已知木质尖劈与木头间的动摩擦因数为，为了使木质尖劈起到卡紧物体的作用，则木质尖劈的顶角最大约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于尖劈具有对称性，则分析尖劈一侧受力即可，将F分解为竖直分力和水平分力，设顶角一半为，如图1所示
将摩擦力分解如图2所示
当时，尖劈可起到卡紧物体的作用，即有
得
即
所以木质尖劈的顶角最大约为，A正确。
故选A。
5. 水平杆上套有滑块a，用轻绳与小球b相连，在水平力F作用下使小球b保持静止，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ。现改变水平力F的大小使小球b缓慢运动至滑块a正下方，此过程中a始终静止。则（ ）
A. 水平拉力F先变大后变小B. 轻绳的拉力先变小后变大
C. 水平杆对滑块a的支持力变小D. 水平杆对滑块a的作用力变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对小球b受力分析如图
根据平衡条件可得
，
解得
，
小球b缓慢运动至滑块a正下方，减小，则水平拉力F变小，轻绳的拉力变小，故AB错误；
C．以a、b为整体分析，竖直方向水平杆对滑块a支持力与a、b重力的合力平衡，保持不变，故C错误；
D．对滑块a、b整体受力分析可知，杆对a的作用力与a、b重力与水平拉力F的合力大小相等方向相反，小球b缓慢运动过程中，水平拉力F逐渐减小，重力恒定，故水平杆对滑块a的作用力变小，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，质量均为的两物块、叠放后静止在光滑水平面上的点，其中通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连，弹簧劲度系数。现对施加一水平向左的推力，使、一起缓慢向左移至点后释放。已知、间动摩擦因数，重力加速度，设两物块间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（ ）
A. 间距离最大为B. 释放后将从上滑出
C. 释放后的加速度可能为D. 释放后、将一起向右做匀加速运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．、一起缓慢向左移至点，、间恰好不发生滑移，、间的最大静摩擦力等于弹簧弹力
故间距离最大为
故A正确；
B．释放后根据牛顿第二定律有
由于、间的最大静摩擦力足以提供B做加速运动的合外力，故释放后、相对静止，不会从上滑出，故B错误；
C．释放后的最大加速度为
故释放后的加速度不可能为，故C错误；
D．释放后、将一起做简谐运动，故D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分，在四个选项中，有多项符合题目要求，全选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分。
7. 亲子游戏有益于家长与孩子之间的情感交流。如图，父亲与儿子站在水平地面玩抛球游戏，两人相向站立，各持一小球并将球水平抛出，下述抛球方式可能使两球在落地前相遇的有（ ）
A 父亲先将球抛出B. 儿子先将球抛出
C. 两人同时将球抛出D. 父亲下蹲适当高度后再与儿子同时将球抛出
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC．要想使两球在落地前相遇，则父亲扔出的球的竖直位移较大，则根据
可知，时间超长，即父亲先将球抛出，故A正确，BC错误；
D．若父亲下蹲适当高度与儿子高度相同，再与儿子同时将球抛出，则两球在相同时间内下落相同的高度，则也能相遇，故D正确。
故选AD。
8. 如图所示，是一颗卫星发射的简化过程示意图。首先将卫星发射到近地圆轨道1，轨道1的半径近似等于地球半径，在点点火加速变到椭圆轨道2，远地点到地心的距离是，在点再次点火加速使卫星在圆轨道3上做匀速圆周运动。已知引力常量和卫星在轨道2上的周期，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道1上运动的周期是
B. 卫星在轨道2上正常运行时经过点的加速度，大于在轨道1上正常运行时经过点的加速度
C. 卫星在轨道2上正常运行时经过点的加速度，等于在轨道1上正常运行时经过点的加速度
D. 根据题中的条件可以求出地球的质量是
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意可知，轨道2的半长轴为，由开普勒第三定律有
解得
故A正确；
BC．由万有引力提供向心力有
解得
可知，卫星在轨道2上正常运行时经过点的加速度，等于在轨道1上正常运行时经过点的加速度，故B错误，C正确；
D．由万有引力提供向心力有
解得
故D错误。
故选AC。
9. 2021年10月25日，如图甲所示的全球最大“上回转塔机”成功首发下线，又树立了一面“中国高端制造”的新旗帜。若该起重机某次从时刻由静止开始向上提升质量为m的物体，其图像如图乙所示，时达到额定功率，时间内起重机保持额定功率运动，重力加速度为g，不计其它阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内物体处于失重状态
B. 时间内起重机对物体做功为
C. 该物体的最大速度为
D. 时间内起重机对物体做功为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．时间内物体有向上的加速度，物体处于超重状态，故A错误；
B．时间内起重机对物体做功为
故B错误；
C．根据牛顿第二定律
时间内起重机对物体牵引力为
起重机的最大功率为
该物体的最大速度为
故C正确；
D．时间内起重机对物体做功为
时间内起重机对物体做功为
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是时刻的波形图。已知该横波沿轴负方向传播，质点的平衡位置在处。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的周期可能为
B. 若波的周期为，则质点在时间内运动的路程为
C. 质点在时刻沿轴正方向运动
D. 该波遇到尺度为的障碍物时，无衍射现象发生
【答案】AB
【解析】
【详解】A．波沿轴负方向传播，根据题意有
则周期
当时
故正确；
B．当时
是周期的倍，点在内运动的路程
故B正确；
C．波沿轴负方向传播，根据上下坡法可知质点在时刻沿轴负方向运动，故C错误；
D．该波的波长为，则该波遇到尺度为的障碍物时会发生衍射现象，但不能发生明显的衍射现象，故D错误。
故选AB。
三、实验题（共15分）
11. 利用如图所示装置做“研究弹力与弹簧伸长量关系”的实验，所用的钩码都相同。
（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持___________状态；
（2）下列操作正确的是____________
A．实验前，应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度
B．用直尺测得弹簧的长度作为弹簧的伸长量
C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读刻度尺的读数
D．逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量
（3）某同学采用正确的方法操作后，用图像法处理数据时，把弹簧的伸长量作为横坐标，弹力作为纵坐标，然后描点作图，则作出的图像应为________。
A． B．
C． D．
【答案】 ①. 竖直 ②. CD##DC ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态。
（2）[2] A．实验前，应该先把弹簧竖直悬挂后测量其长度，故A错误；
B．用直尺测得弹簧的长度不是弹簧的伸长量，而是原长和伸长量之和，故B错误；
C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读刻度尺的读数，故C正确；
D．为防止超过弹性限度，应逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量，故D正确。
故选CD。
（3）[3]根据F=kx，作出的图像应为一条过原点的直线。
故选A
12. 图甲是某研究性学习小组探究木块加速度与合外力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上。细线一端与木块相连，另一端通过一个定滑轮和一个动滑轮与固定的弹簧测力计相连，动滑轮下悬挂一个沙桶。改变桶中沙的质量进行多次实验，并记录相关数据。
（1）利用该装置实验时，下列说法正确的是___________。
A．实验前应将长木板靠近打点计时器的一端垫高，以平衡摩擦力
B．每次在增加沙的质量后，需要重新平衡摩擦力
C．应将木块靠近打点计时器，先释放木块，再接通电源
D．实验中一定要保证沙和沙桶的总质量 m 远小于木块的质量M
（2）图乙是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两个计数点间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，已知交流电频率为50 Hz。 根据图中数据得出打计数点3时木块的瞬时速度大小为 v=___________m/s，木块的加速度大小为 a=___________m/s² （结果保留三位有效数字）。
（3）两同学在实验室各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，在没有平衡摩擦力的情况下，研究木块的加速度a 与拉力F 的关系，他们分别得到图丙中甲、乙两条直线。设两木块质量分别为m甲、m乙， 两木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙， 由图可知，m甲___________
m乙，μ甲___________μ乙。 （选填“>”“<”或“=”）
【答案】 ①. A ②. 0.264 ③. 0.496 ④. < ⑤. >
【解析】
【详解】（1） [1]
A．实验前应将长木板靠近打点计时器的一端垫高，以平衡摩擦力，使得木块受到的合力等于绳子拉力，故A正确；
B．当重力在斜面上的分力与摩擦力相等时有
由此可知，当增加沙的质量后，重力在斜面上的分力与摩擦力依然相等，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C．为了充分利用纸带，应将木块靠近打点计时器，先接通电源，再释放木块，故C错误；
D．此实验中，由于绳子拉力可以通过弹簧测力计得到，所以不需要满足沙和沙桶的总质量m远小于木块的质量M，故D错误。
故选A。
（2）[2]每相邻两个计数点间还有4个计时点未标出，则相邻两个计数点之间的时间间隔为
打计数点3时木块的瞬时速度大小为
[3]根据逐差法可得，木块的加速度大小为
（3）[4][5] 根据牛顿第二定律可得
整理得
由图像的斜率和纵轴截距大小关系可知
四、解答题（共41分）
13. 强行超车是道路交通安全的极大隐患之一、如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以36 km/h的速度在平直路面上匀速行驶，其中甲车车身长L1=4 m、货车车身长L2=4 m，货车在甲车前s=4 m。若甲车司机发现附近无其他车辆后开始加速从货车左侧超车，加速度大小为2 m/s2。假定货车速度保持不变，汽车车尾超过货车车头4 m后完成超车，不计车辆变道的时间及车辆的宽度。求：
（1）甲车完成超车至少需要多长时间；
（2）若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距110 m，乙车速度为54 km/h。甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车。
【答案】（1）4 s；（2）不能
【解析】
【详解】（1）设甲车经过时间t刚好完成超车，在时间t内，甲车的位移大小
货车的位移大小
x2=v2t
根据题意有
x1=x2＋L1＋L2＋s＋s1
代入数值得
t=4 s
（2）假设甲车能安全超车，在最短的时间4 s内，甲车的位移大小
x1=56 m
乙车的位移大小
x3=v3t=60 m
由于
x1＋x3=116 m>110 m
故假设不成立，不能安全超车。
14. 如图所示，在光滑水平面上小物块B置于足够长的长木板A的左端和A一起以速度大小匀速向右运动，与迎面来的速度大小的小物块C发生弹性碰撞（时间极短），经过一段时间，A、B再次达到共同速度，且以后恰好不再与C碰撞。已知A、C质量分别为、，A与B间的动摩擦因数，重力加速度。求：
（1）A、C碰撞后的速度、；
（2）小物块B的质量；
（3）小物块B相对长板A滑动的距离L。
【答案】（1），方向水平向左，，方向水平向右；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，规定水平向右为正方向，A、C发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
联立解得
（2）A、B再次达到共同速度，且以后恰好不再与C碰撞，可判断知A、B最终速度相同等于，以A、B为系统，从A、C碰撞后到A、B共速过程，根据动量守恒定律有
解得
（3）从A、C碰后到A、B共速过程，A、B系统根据能量守恒定律有
解得
15. 如图所示，某一游戏装置由轻弹簧发射器、长度的粗糙水平直轨道AB与半径可调的光滑圆弧状细管轨道CD组成。质量的滑块1被轻弹簧弹出后，与静置于AB中点、质量的滑块2发生完全非弹性碰撞并粘合为滑块组。已知轻弹簧贮存的弹性势能，两滑块与AB的动摩擦因数均为，两滑块均可视为质点，各轨道间连接平滑且间隙不计，若滑块组从D飞出落到AB时不反弹且静止。
（1）求碰撞后瞬间滑块组的速度大小；
（2）调节CD半径，求滑块组进入到圆弧轨道后在C点时对轨道的压力大小；
（3）改变CD的半径R，求滑块组静止时离B点的最远距离，并写出应满足的条件。
【答案】（1）3m/s；（2）1N；（3）0.8m，R大于等于0.1m
【解析】
【详解】（1）滑块1被弹簧弹出的速度为，有
滑块1与滑块2碰撞前速度为，有
滑块1与滑块2粘在一起后速度为，有
解得
（2）滑块组在碰撞后到C点的过程中有
解得
由牛顿第三定律有
（3）当半径为时，其滑块组恰好能到达D点，因为是细管管道，所以此时在D点速度为零，有
解得
所以当圆弧轨道半径小于0.1m时，滑块组能从D点飞出，之后做平抛运动，继续调节圆弧轨道半径，其从D点飞出的速度不同，其落在水平轨道上距离B点的距离也不同，设半径为R时，有
滑块组在D点之后做平抛运动，有
整理有
根据数学知识有，当时，s取最大值，其值为0.2m。
当圆弧轨道半径大于0.1m时，滑块组不能从D点飞出，沿轨道滑回水平轨道，最终静止在水平轨道上，设在水平轨道上滑动路程为s'，由能量守恒
解得
s'=1.8m
则滑块组静止时离B点的最远距离为
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