广东省深圳市深圳高级中学2024年高三上学期第一次月考物理试题含解析.docx

2024深圳高级中学高三年级第一阶段性测试一、单选题(本大题共7小题，每小题4分，共28分)1. 伽利略斜面实验的“合理外推”示意图如图所示，伽利略的成功，不仅在于找出了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路，下列说法正确的是()A. 让小球在倾角较小的斜面上运动，目的是延长物体的运动时间，加快物体的下落速度B. 让小球在斜面上运动来研究自由落体运动，其实质是“放大重力”，减小位移延长时间C. 伽利略对落体的研究思路概括如下：发现问题提出猜想数学推理实验验证合理外推得出结论D. 伽利略把竖直实验的结果推广到斜面情况，是思维方法的一种“升华”，这种方法被称为“放大法”2. 某同学课间帮助老师抬水。如图所示为某时刻该同学同时抬两桶相同的水，并保持静止状态，下列说法正确的是()A. A桶受到的摩擦力大于自身重力，所以没有掉下来B. 增加对A桶的握力，可以增加摩擦力C. A桶和B桶的受到人给的作用力相同D B桶位置更高，所以人给B桶作用力更大3. 由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是( )A. P点的线速度大小不变B. P点的加速度方向不变C. Q点竖直方向做匀速运动D. Q点在水平方向做匀速运动4. 如图所示，质量为m1的足够长木板静止在光滑水平地面上，其上放一质量为m2的木块。t=0时刻起，给木块施加一水平恒力F。分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，下列图中可能符合运动情况的是()A. B. C. D. 5. 如图所示，甲、乙两物体之间存在相互作用的滑动摩擦力，甲对乙的滑动摩擦力对乙做了负功，则乙对甲的滑动摩擦力对甲()A. 可能做正功，也可能做负功，也可能不做功B 可能做正功，也可能做负功，但不可能不做功C. 可能做正功，也可能不做功，但不可能做负功D. 可能做负功，也可能不做功，但不可能做正功6. 某同学设计了一个滑梯游戏装置，如图所示，一光滑轨道AO固定在水平桌面上，O点在桌面右侧边缘上。以O点为圆心的光滑圆弧轨道BD竖直固定在桌子的右侧，C点为圆弧轨道BD的中点。若宇航员利用该游戏装置分别在地球表面和火星表面进行模拟实验，将小球放在光滑轨道AO上某点由静止下滑，小球越过O点后飞出，落在光滑圆弧轨道BD上。忽略空气阻力，已知地球表面的重力加速度大小为g，火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。在地球表面或在火星表面上，下列说法正确的是()A. 若小球恰能打到C点，则击中C点时的速度方向与圆弧面垂直B. 小球释放点越低，小球落到圆弧上时动能就越小C. 根据题目的条件可以得出火星表面的重力加速度大小D. 在地球和火星进行模拟实验时，若都从光滑轨道上同一位置释放小球，则小球将落在圆弧上同一点7. 如图所示，由弹丸发射器、固定在水平面上的37°斜面以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙(挡板墙上分布有多个力传感器)构成的游戏装置，半圆形挡板的半径R=0.5m，斜面高度h=0.9m，弹丸与斜面间的动摩擦因数1=0.5。游戏者调节发射器，弹丸到B点时速度沿斜面且大小为5m/s，接着他将半圆形挡板向左平移使C、D两端重合。挡板墙上各处的力传感器收集到的侧压力F与墙上转过圆心角之间的关系如图所示。下列说法正确的是()A. 弹丸的质量为0.1kgB. 弹丸的质量为0.4kgC. 弹丸与地面的动摩擦因数为0.6D. 弹丸与地面的动摩擦因数为0.8二、多选题(本大题共4小题，每小题5分，共20分。全部选对得5分，选对但不全的得3分，不选或有选错的得零分)8. 每个小伙伴都有一个飞行梦，现在钢铁侠的梦想就能成为现实，消防员利用马丁飞行背包在某次高楼火灾观测时，从地面开始竖直飞行的v-t图像如图所示，下列说法正确的是( )A. 消防员上升的最大高度为225mB. 消防员在3090s内正处于上升阶段C. 消防员在150180s之间处于失重状态D. 消防员在150255s内的平均速度大小为零9. 新能源交通工具是国家大力推广的项目，2019年1-4月中国插电式混合动力汽车产销分别完成8.1万辆和8.2万辆，比上年同期分别增长36.3%和43.7%。某型号电动汽车质量为m=1.0×103 kg，在平直公路上从静止开始运动，- t图像如图所示，0-2s和22s后图线是直线，2s时电动车速度为6m/s，此后电动汽车的功率保持不变，22s时速度达到最大，假设整个过程中电动汽车受到的阻力恒为车重的0.1倍，则()A. 0-2s时间内，电动汽车牵引力为=3×103NB. 2s-22s时间内，电动汽车的功率=2.4×104WC. 电动汽车的最大速度=24m/sD. 电动汽车在加速阶段通过的路程S=210m10. 2022年4月7日，我国在酒泉卫星发射中心，用“长征四号丙运载火箭”成功发射“高分三号03星”，“高分三号03星”发射入轨后将与在轨运行的“高分三号”、“高分三号02星”组网。为最大化发挥卫星的应用效能，研制团队选择将高分三号系列卫星均匀分布在同一轨道面上，三星绕地球一圈的时间均为99分钟。这一设计将增加卫星观测次数，提高重访能力和全球覆盖能力，进一步提升卫星对海洋信息服务支持能力及灾害应对处理能力。则以下分析正确的是()A. “高分三号03星”的最小发射速度是11.2km/sB. “高分三号03星”的运行速度大于地球同步卫星的运行速度C. 出入某种原因“高分三号02星”想要追上“高分三号03星”，可以直接通过点火加速实现D. 设“高分三号03星”绕地球运动的周期为T，用G表示引力常量，则用表达式求得的地球平均密度比真实值要小11. 质量为m的小球由轻绳a、b分别系于轻质木架上的A和C点，绳长分别为la、lb(且lalb)，如图，当轻杆绕轴BC以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a沿竖直方向，绳b沿水平方向，当球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时杆停止转动，重力加速度为g，下列说法中错误的是()A. 小球仍在水平面内做匀速圆周运动B. 在绳b被烧断瞬间，绳a中张力突然增大到mg+m2laC. 无论角速度多大，小球都不可能再做完整的圆周运动D. 绳b未被烧断时，绳a上的拉力等于mg，绳b上的拉力为m2lb第II卷(非选择题)三、实验题(本大题共2小题，共15分。其中第12小题6分，第13小题9分)12. 某同学用如图1所示装置做做探究加速度与力的关系实验。钩码质量远小于车质量，小车的质量为M，重力加速度为g。(1)实验前要平衡摩擦力不挂钩码，将轨道一端略抬高，给小车一初速度使其在轨道上运动利用位移传感器获得小车的位移一时间图像如图2所示，应适当_(填“增大”或“减小”)轨道倾角，直至获得小车的位移一时间图像是一条_。(2)挂上钩码，记录钩码的质量，经过正确操作，将位移传感器测得的小车运动位移x及对应的运动时间t输入计算机，作出图像是一条倾斜直线，如果图像的斜率为k，则小车运动的加速度为_。(3)保持小车质量不变，多次改变钩码的质量，重复实验，测得多组钩码质量m及小车运动的加速度a，作出a-m图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率为_，则实验得到的结论是：质量一定时，小车的加速度与合外力成正比。13. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。(1)在这个实验中，利用了_(填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系；(2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_(填“相同”或“不同”)的小球，分别放在挡板C与_(填“挡板A”或“挡板B”)处，同时选择半径_(填“相同”或“不同”)的两个塔轮；(3)当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球轨道半径的4倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为，则左、右两边塔轮的半径之比为_；(4)若放在长槽和短槽的三个小球均为质量相同的钢球，皮带所在塔轮的半径为，逐渐加大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会_。(填“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”)四、计算题(本大题共3小题，共37分。其中第14题8分，第15题13分，第16题16分)14. 我国中继卫星“鹊桥”是运行于地月拉格朗日点的通信卫星，点位于地球和月球连线的延长线上，“鹊桥”可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动，如图所示。已知“鹊桥”质量远小于月球质量，可忽略“鹊桥”对月球的影响，地球与月球的中心距离为r，点与月球的中心距离为，月球绕地球公转周期为T，引力常量为G。求：(1)“鹊桥”在点的加速度大小a；(2)地球质量与月球质量的比值。15. 如图甲所示，倾斜传送带与水平台面相切于B点，传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。现将一小煤块从水平台面上A处以初速度滑到传送带B处，时小煤块从C点离开传送带。在整个过程中，小煤块的速率随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g取，不计小煤块与传送带摩擦过程中损失的质量。求：(1)A，B两点之间的距离；(2)小煤块与传送带之间的动摩擦因数；(3)水平台面的高度；(4)在时间内，小煤块在传送带上留下的痕迹长度。16. 如图甲所示，“离心轨道演示仪”是学习机械能守恒定律的经典演示装置，现将该实验装置建立为如图乙所示的物理模型：竖直平面内由倾角的斜面轨道AB、半径为的圆周轨道BCD和半径为的部分圆周轨道CE构成的装置固定于水平地面，B、C两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。圆心、与C点在同一竖直线上，与竖直方向的夹角为，E点与竖直墙面的距离d=1.2m。现将质量为m=0.1kg的小球从斜面的某高度h处静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，斜面轨道AB足够长，不计小球大小和所受阻力，已知重力加速度取，。(1)若小球的初始高度h=0.2m，求小球到达C点时对轨道的压力：(2)若小球能沿轨道到达E点，求h的最小值；(3)若小球释放后能够从原路径返回到出发点，高度h应该满足什么条件？深圳高级中学高三年级第一阶段性测试一、单选题(本大题共7小题，每小题4分，共28分)1. 伽利略斜面实验的“合理外推”示意图如图所示，伽利略的成功，不仅在于找出了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路，下列说法正确的是()A. 让小球在倾角较小的斜面上运动，目的是延长物体的运动时间，加快物体的下落速度B. 让小球在斜面上运动来研究自由落体运动，其实质是“放大重力”，减小位移延长时间C. 伽利略对落体的研究思路概括如下：发现问题提出猜想数学推理实验验证合理外推得出结论D. 伽利略把竖直实验的结果推广到斜面情况，是思维方法的一种“升华”，这种方法被称为“放大法”【答案】C【解析】【详解】A让小球在倾角较小的斜面上运动，目的是延长物体的运动时间，减小物体下落的速度，故A错误；B让小球在斜面上运动来研究自由落体运动，其实质是“冲淡重力”，故B错误；C伽利略对落体的研究思路概括如下，发现问题提出猜想数学推理实验验证合理外推得出结论，故C正确；D伽利略把斜面实验的结果推广到竖直情况，是思维方法的一种“升华”，这种方法被称为“合理外推”，故D错误。故选C。2. 某同学课间帮助老师抬水。如图所示为某时刻该同学同时抬两桶相同水，并保持静止状态，下列说法正确的是()A. A桶受到的摩擦力大于自身重力，所以没有掉下来B. 增加对A桶的握力，可以增加摩擦力C. A桶和B桶的受到人给的作用力相同D. B桶位置更高，所以人给B桶作用力更大【答案】C【解析】【详解】AB依题意，可知A桶处于竖直状态且静止，由平衡条件可知A桶受到的摩擦力等于自身的重力；增加对A桶的握力，并不能增加A桶受到的摩擦力，故AB错误；CDA、B两桶均处于静止状态，由平衡条件可知，A桶和B桶受到人给的作用力相同，大小等于桶的重力，且方向竖直向上，人给桶的作用力与桶所处的位置高低无关，故C正确，D错误。故选C。3. 由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是( )A. P点的线速度大小不变B. P点的加速度方向不变C. Q点在竖直方向做匀速运动D. Q点在水平方向做匀速运动【答案】A【解析】【分析】【详解】A由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，则P点的线速度大小不变，A正确；B由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，P点的加速度方向时刻指向O点，B错误；CQ点在竖直方向的运动与P点相同，相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为y = lOP×sin( + t)则可看出Q点在竖直方向不是匀速运动，C错误；DQ点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为x = lOP×cos( + t) + lPQ则可看出Q点在水平方向也不是匀速运动，D错误。故选A。【点睛】4. 如图所示，质量为m1的足够长木板静止在光滑水平地面上，其上放一质量为m2的木块。t=0时刻起，给木块施加一水平恒力F。分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，下列图中可能符合运动情况的是()A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】当恒力F较小时，木块和木板保持相对静止，一起做匀加速直线运动，此时a1=a2v1=v2当恒力F较大时，木块相对于木板向前滑动，木块的加速度a2大于木板的加速度a1，且木块比木板运动得快，由于两者受力恒定，所以分别做匀加速直线运动，此时a1<a2v1<v2故选C。5. 如图所示，甲、乙两物体之间存在相互作用的滑动摩擦力，甲对乙的滑动摩擦力对乙做了负功，则乙对甲的滑动摩擦力对甲()A. 可能做正功，也可能做负功，也可能不做功B 可能做正功，也可能做负功，但不可能不做功C. 可能做正功，也可能不做功，但不可能做负功D. 可能做负功，也可能不做功，但不可能做正功【答案】A【解析】【详解】恒力做功的表达式W=Flcos，甲对乙的滑动摩擦力对乙做了负功，可知甲对乙的滑动摩擦力的方向向左，乙对甲的滑动摩擦力方向向右；当甲静止时，乙对甲的滑动摩擦力对乙不做功；当甲向右运动时，乙对甲的滑动摩擦力对甲做正功；当甲向左运动时，乙对甲的滑动摩擦力对甲做负功；故A正确，BCD错误；故选A【点睛】本题关键要分清相对运动方向与运动方向的关系，前者是相对与物体接触的另一个物体，而后者是相对与参考系；同时要明确恒力做功的求法.6. 某同学设计了一个滑梯游戏装置，如图所示，一光滑轨道AO固定在水平桌面上，O点在桌面右侧边缘上。以O点为圆心的光滑圆弧轨道BD竖直固定在桌子的右侧，C点为圆弧轨道BD的中点。若宇航员利用该游戏装置分别在地球表面和火星表面进行模拟实验，将小球放在光滑轨道AO上某点由静止下滑，小球越过O点后飞出，落在光滑圆弧轨道BD上。忽略空气阻力，已知地球表面的重力加速度大小为g，火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。在地球表面或在火星表面上，下列说法正确的是()A. 若小球恰能打到C点，则击中C点时的速度方向与圆弧面垂直B. 小球释放点越低，小球落到圆弧上时动能就越小C. 根据题目的条件可以得出火星表面的重力加速度大小D. 在地球和火星进行模拟实验时，若都从光滑轨道上同一位置释放小球，则小球将落在圆弧上的同一点【答案】D【解析】【详解】A若小球恰能打到C点，则飞出后的水平位移与竖直位移相等，设此时速度方向与水平方向的夹角为，由平抛运动规律可知由几何关系可知速度方向与圆弧面不垂直，A错误；B小球释放点越低，则飞出时的速度越小，落点越低飞出后重力做功越多，小球落到圆弧上时动能不一定越小，B错误；C在星球表面重力等于万有引力可得火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的，可得C错误；D小球在光滑轨道AO上运动的过程中，由动能定理得飞出后小球做平抛运动解得可知落点的位置与加速度无关，故在地球和火星进行模拟实验时，若都从光滑轨道上同一位置释放小球，则小球将落在圆弧上的同一点，D正确；故选D。7. 如图所示，由弹丸发射器、固定在水平面上的37°斜面以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙(挡板墙上分布有多个力传感器)构成的游戏装置，半圆形挡板的半径R=0.5m，斜面高度h=0.9m，弹丸与斜面间的动摩擦因数1=0.5。游戏者调节发射器，弹丸到B点时速度沿斜面且大小为5m/s，接着他将半圆形挡板向左平移使C、D两端重合。挡板墙上各处的力传感器收集到的侧压力F与墙上转过圆心角之间的关系如图所示。下列说法正确的是()A. 弹丸的质量为0.1kgB. 弹丸的质量为0.4kgC. 弹丸与地面的动摩擦因数为0.6D. 弹丸与地面的动摩擦因数为0.8【答案】C【解析】【分析】【详解】AB弹丸从B到D过程由动能定理得由图可知，在D点，挡板对弹丸的支持力为12.4N，由牛顿第二定律有联立解得故AB错误；CD设弹丸与地面之间的动摩擦因数为，设转过3后的速度为，由动能定理得在转过3后挡板对弹丸的支持力为5.2N，由牛顿第二定律得联立解得故C正确，D错误。故选C。二、多选题(本大题共4小题，每小题5分，共20分。全部选对得5分，选对但不全的得3分，不选或有选错的得零分)8. 每个小伙伴都有一个飞行梦，现在钢铁侠的梦想就能成为现实，消防员利用马丁飞行背包在某次高楼火灾观测时，从地面开始竖直飞行的v-t图像如图所示，下列说法正确的是( )A. 消防员上升最大高度为225mB. 消防员在3090s内正处于上升阶段C. 消防员在150180s之间处于失重状态D. 消防员在150255s内的平均速度大小为零【答案】BC【解析】【详解】Av-t图像面积表示物体运动的位移，可知上升的高度为故A错误；B3090s内，速度大于零，故其处于上升阶段，故B正确；C150180s内，加速度小于零，加速下降，加速度方向向下，处于失重状态，故C正确；D150255s内，平均速度等于位移与时间的比值，由图可知故D错误。故选BC。9. 新能源交通工具是国家大力推广项目，2019年1-4月中国插电式混合动力汽车产销分别完成8.1万辆和8.2万辆，比上年同期分别增长36.3%和43.7%。某型号电动汽车质量为m=1.0×103 kg，在平直公路上从静止开始运动，- t图像如图所示，0-2s和22s后图线是直线，2s时电动车速度为6m/s，此后电动汽车的功率保持不变，22s时速度达到最大，假设整个过程中电动汽车受到的阻力恒为车重的0.1倍，则()A. 0-2s时间内，电动汽车的牵引力为=3×103NB. 2s-22s时间内，电动汽车的功率=2.4×104WC. 电动汽车的最大速度=24m/sD. 电动汽车在加速阶段通过的路程S=210m【答案】BC【解析】【详解】A汽车所受的阻力0-2s时间内，电动汽车的加速度根据牛顿第二定律可得牵引力为A错误；B2s-22s时间内，电动汽车的功率保持不变等于2s瞬间的功率，为B正确；C最大速度时，牵引力等于阻力，因此C正确；D在0-2s时间内的路程在2s-22s时间内，根据动能定理可得因此加速阶段通过的路程D错误。故选BC。10. 2022年4月7日，我国在酒泉卫星发射中心，用“长征四号丙运载火箭”成功发射“高分三号03星”，“高分三号03星”发射入轨后将与在轨运行的“高分三号”、“高分三号02星”组网。为最大化发挥卫星的应用效能，研制团队选择将高分三号系列卫星均匀分布在同一轨道面上，三星绕地球一圈的时间均为99分钟。这一设计将增加卫星观测次数，提高重访能力和全球覆盖能力，进一步提升卫星对海洋信息服务支持能力及灾害应对处理能力。则以下分析正确的是()A. “高分三号03星”的最小发射速度是11.2km/sB. “高分三号03星”的运行速度大于地球同步卫星的运行速度C. 出入某种原因“高分三号02星”想要追上“高分三号03星”，可以直接通过点火加速实现D. 设“高分三号03星”绕地球运动的周期为T，用G表示引力常量，则用表达式求得的地球平均密度比真实值要小【答案】BD【解析】【详解】A“高分三号03星”的发射速度应该大于7.9km/s小于11.2km/s，故A错误；B三星绕地球一圈的时间均为99分钟，而地球同步卫星绕地球一圈的时间为24小时，根据可知，轨道半径越大，周期越大，可见“高分三号03星”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，又因为轨道半径越大，运行速度越小，所以“高分三号03星”的运行速度大于地球同步卫星的运行速度，故B正确；C因为“高分三号02星”和“高分三号03星”在同一轨道上，而“高分三号02星”点火加速会离心到更高的轨道上，则无法追上“高分三号03星”，故C错误；D由得，地球质量为设地球半径为R，则地球体积为则地球密度为因为所以 即用表达式求得的地球平均密度比真实值要小，故D正确。故选BD。11. 质量为m的小球由轻绳a、b分别系于轻质木架上的A和C点，绳长分别为la、lb(且lalb)，如图，当轻杆绕轴BC以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a沿竖直方向，绳b沿水平方向，当球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时杆停止转动，重力加速度为g，下列说法中错误的是()A. 小球仍在水平面内做匀速圆周运动B. 在绳b被烧断瞬间，绳a中张力突然增大到mg+m2laC. 无论角速度多大，小球都不可能再做完整圆周运动D. 绳b未被烧断时，绳a上的拉力等于mg，绳b上的拉力为m2lb【答案】ABC【解析】【详解】D绳子断开前，小球做匀速圆周运动，合力指向C点，对小球受力分析，受重力G，a绳子的拉力F1，b绳子的拉力F2，根据牛顿第二定律和平衡条件有F1=mgF2=m2lb小球的线速度为v=lb故D正确；AC绳子断开后，杆停止转动，由于惯性，小球将绕A点转动，若速度较小，小球将在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动，若速度较大，也有可能在垂直于平面ABC的竖直平面内绕A点做完整的圆周运动，故AC错误；B在最低点时Fa-mg=m解得Fa=mg+mF1则a绳中张力突然增大到mg+m，故B错误。本题选错误的，故选ABC。第II卷(非选择题)三、实验题(本大题共2小题，共15分。其中第12小题6分，第13小题9分)12. 某同学用如图1所示装置做做探究加速度与力的关系实验。钩码质量远小于车质量，小车的质量为M，重力加速度为g。(1)实验前要平衡摩擦力不挂钩码，将轨道一端略抬高，给小车一初速度使其在轨道上运动利用位移传感器获得小车的位移一时间图像如图2所示，应适当_(填“增大”或“减小”)轨道倾角，直至获得小车的位移一时间图像是一条_。(2)挂上钩码，记录钩码的质量，经过正确操作，将位移传感器测得的小车运动位移x及对应的运动时间t输入计算机，作出图像是一条倾斜直线，如果图像的斜率为k，则小车运动的加速度为_。(3)保持小车质量不变，多次改变钩码的质量，重复实验，测得多组钩码质量m及小车运动的加速度a，作出a-m图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率为_，则实验得到的结论是：质量一定时，小车的加速度与合外力成正比。【答案】 . 增大 . 倾斜直线 . 2k . 【解析】【详解】(1)1有图像可知小车的速度逐渐减小，做减速运动，即小车所受合外力沿斜面向上，对小车受力分析可知由此可知，如果想让小车做匀速直线运动，应让倾角变大，即增大斜面的倾角；2x-t图像的斜率表示速度，因此当小车做匀速直线运动时，图像应为倾斜的直线；(2)3由运动学公式可知所以即斜率与加速度满足(3)4分别对小车和钩码受力分析可知 解得因为钩码质量远小于小车质量，所以绳上拉力约等于钩码重力，所以小车的加速度所以斜率为13. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。(1)在这个实验中，利用了_(填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系；(2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_(填“相同”或“不同”)的小球，分别放在挡板C与_(填“挡板A”或“挡板B”)处，同时选择半径_(填“相同”或“不同”)的两个塔轮；(3)当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球轨道半径的4倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为，则左、右两边塔轮的半径之比为_；(4)若放在长槽和短槽的三个小球均为质量相同的钢球，皮带所在塔轮的半径为，逐渐加大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会_。(填“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”)【答案】 . 控制变量法 . 相同 . 挡板B . 相同 . 4：1 . 不变【解析】【详解】(1)1在此实验中，要分别探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，所以需要用到控制变量法。(2)234探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，需要控制小球的质量和运动的角速度相同，所以应选择两个质量相同的小球和半径相同的两个塔轮，并将两个小球分别放在挡板C和挡板B处来控制半径不同。(3)5当两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球轨道半径的4倍，即转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为12，即根据可求得由于左右两边塔轮用皮带转动，根据可知，左、右两边塔轮的半径之比为(4)6皮带所在塔轮的半径为11，两塔轮边缘的线速度大小相等，则可知钢球运动的角速度相同，有逐渐加大转速，三个钢球所受向心力的大小都会增大，比例保持不变，则左右标尺露出的红色、白色等分标记之比保持不变。四、计算题(本大题共3小题，共37分。其中第14题8分，第15题13分，第16题16分)14. 我国中继卫星“鹊桥”是运行于地月拉格朗日点的通信卫星，点位于地球和月球连线的延长线上，“鹊桥”可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动，如图所示。已知“鹊桥”质量远小于月球质量，可忽略“鹊桥”对月球的影响，地球与月球的中心距离为r，点与月球的中心距离为，月球绕地球公转周期为T，引力常量为G。求：(1)“鹊桥”在点的加速度大小a；(2)地球质量与月球质量的比值。【答案】(1) ；(2) 【解析】【详解】(1)“鹊桥”在点的加速度(2)设“鹊桥”质量为m，地球质量为，月球质量为，对“鹊桥”对月球解得15. 如图甲所示，倾斜传送带与水平台面相切于B点，传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。现将一小煤块从水平台面上A处以初速度滑到传送带B处，时小煤块从C点离开传送带。在整个过程中，小煤块的速率随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g取，不计小煤块与传送带摩擦过程中损失的质量。求：(1)A，B两点之间的距离；(2)小煤块与传送带之间的动摩擦因数；(3)水平台面的高度；(4)在时间内，小煤块在传送带上留下的痕迹长度。【答案】(1)4m；(2)0.25；(3)8.4m；(4)4m【解析】【分析】【详解】(1)根据图乙所示，A、B两点之间的距离等于小煤块内运动的位移大小，由图像围成的面积可得(2)根据速度-时间图象的斜率表示加速度的大小，则可得内的加速度大小为内的加速度大小为在内，根据牛顿第二定律有在内，根据牛顿第二定律有联立解得(3)由图可知，在时间内，小煤块从B点运动到C点，可知传送带的长度则水平台面的高度(4)由图可知传送带与小煤块速度相等时。速度大小为，在内，小煤块相对于传送带的位移在内，小煤块相对于传送带向前的位移因为痕迹有覆盖，所以划痕长度为16. 如图甲所示，“离心轨道演示仪”是学习机械能守恒定律的经典演示装置，现将该实验装置建立为如图乙所示的物理模型：竖直平面内由倾角的斜面轨道AB、半径为的圆周轨道BCD和半径为的部分圆周轨道CE构成的装置固定于水平地面，B、C两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。圆心、与C点在同一竖直线上，与竖直方向的夹角为，E点与竖直墙面的距离d=1.2m。现将质量为m=0.1kg的小球从斜面的某高度h处静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，斜面轨道AB足够长，不计小球大小和所受阻力，已知重力加速度取，。(1)若小球的初始高度h=0.2m，求小球到达C点时对轨道的压力：(2)若小球能沿轨道到达E点，求h的最小值；(3)若小球释放后能够从原路径返回到出发点，高度h应该满足什么条件？【答案】(1)5N；(2)；(3)或h=1.35m【解析】【详解】(1)设小球达到C点时速度为，此时轨道对小球的支持力为F，小球对轨道的压力为，则有从释放点到C位置由动能定理可得在C位置有由牛顿第三定律(2)设E点离地面的高度为，D点离地面的高度为，由几何关系代入数据得根据上述数据得因此小球若能达到D点，则必能达到E点，刚好达到D点的释放高度即为，从释放点到D位置由动能定理可得在D位置代入数据得(3)情况1：如图所示，G点与点等高，若小球滑入圆轨道后上升的高度小于或等于G点的高度，则其必将沿原路径返回。设小球刚好能达到G点时的释放高度为，则有从释放点到G位置由动能定理可得代入数据得即有情况2：若小球从E点抛出，与墙面垂直反弹后，沿原路径返回。设小球释放点高度为，且满足上述条件，小球达到E点时速度为，从E点抛出到与墙面即将发生正碰的时间为t，则有水平方向竖直方向从释放点到E位置由动能定理可得代入数据得根据上述数据有因此，情况2满足题意，综上则有：或h=1.35m满足题目要求。