山東省青島市2024-2025學(xué)年高三年級(jí)上冊(cè)期中物理試卷（解析版）

2024-2025學(xué)年度第一學(xué)期第一學(xué)段模塊檢測(cè)

高三物理

注意事項(xiàng)：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)等填寫(xiě)在答題卡和試卷指定位置。

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改

動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上。寫(xiě)

在本試卷上無(wú)效。

3.考試結(jié)束后，只需要上交答題卡。

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要

求。

1.近幾年我國(guó)航空事業(yè)飛速發(fā)展，某公司計(jì)劃開(kāi)設(shè)太空旅館。其設(shè)計(jì)圖如圖所示，用長(zhǎng)為

78.4m的繩連結(jié)質(zhì)量相同的兩客艙，兩客艙圍繞兩艙中點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，可使旅客感到和在地面上一

樣受重力作用，而沒(méi)有“失重”的感覺(jué)，已知重力加速度g=9.8m/s2,則客艙轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為

A.0.5rad/sB.0.125rad/sC.0.25rad/sD.0.35rad/s

【答案】A

—=J-^-rad/s=0.5rad/s,故選Ao

【解析】根據(jù)機(jī)。2廠=?1g,可得0

1rV39.2

2.如圖所示，起重機(jī)吊起鋼梁時(shí)，鋼絲繩與鋼梁上的兩固定點(diǎn)A、B連接，兩鋼絲繩與豎直

方向的夾角均為a,下列說(shuō)法正確的是（）

A.鋼絲繩越短，鋼絲繩的拉力廠越小

B.鋼絲繩越長(zhǎng)，鋼絲繩的拉力尸越小

C.a角越小，鋼絲繩越容易斷

D.鋼絲繩拉力廠的大小與繩長(zhǎng)和a角大小無(wú)關(guān)

【答案】B

【解析】根據(jù)平衡條件有

2Fcostz=mg

鋼絲繩越短，a角越大，則尸越大，即鋼絲繩的拉力越大，鋼絲繩越長(zhǎng)，a角越小，鋼絲繩

的拉力尸越小，鋼絲繩越不容易斷。

故選B。

3.放置在粗糙水平面上的物體，在如圖所示的水平推力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段

時(shí)間后，水平推力逐漸減小。在水平推力逐漸減小到0的過(guò)程中（物體仍在運(yùn)動(dòng)），下列說(shuō)

法正確的是（）

IF

0tlt2t

A.物體加速度逐漸減小，速度逐漸增大

B.物體加速度先增大后減小，速度先增大后減小

C.物體加速度逐漸減小，速度先增大后減小

D.物體加速度先減小后增大，速度先增大后減小

【答案】D

【解析】根據(jù)題意可知，在0~6時(shí)間內(nèi)，物體在推力作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),

此過(guò)程推力大于滑動(dòng)摩擦力，隨后推力減小，但開(kāi)始的推力仍然大于滑動(dòng)摩擦力，物體在推

力作用下做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推力大小等于滑動(dòng)摩擦力時(shí)，加速度為0,物

體速度達(dá)到最大值，之后推力小于滑動(dòng)摩擦力，推力減小，加速度方向與速度方向相反，物

體做加速度增大的變減速直線運(yùn)動(dòng)，即物體加速度先減小后增大，速度先增大后減小。

故選D。

4.如圖所示，將一斜面體固定在水平地面上，兩個(gè)小球P、Q分別從圖示位置以大小相同的

速度水平拋出，兩個(gè)小球落到斜面上時(shí)，其速度方向均與斜面垂直。下列說(shuō)法正確的是（）

A.P、Q兩球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為3:4

B.P、Q兩球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為4：3

C.P、Q兩球在水平方向通過(guò)的距離之比為9：16

D.P、Q兩球在豎直方向下落的距離之比為9：16

【答案】C

【解析】AB.設(shè)兩球水平初速度為v,末速度與水平方向的夾角為。，則

tan8，=&

VV

即tan。與，成正比，故

tp_tan37°_9

tQtan53016

故AB錯(cuò)誤；

C.水平方向通過(guò)的距離為

x=vt

可知水平位移與時(shí)間成正比，故為

%p_q_9

XQtQ16

故C正確；

D.豎直方向下落的距離為

,12

h=2gt

豎直方向下落的距離與時(shí)間的平方成正比，故為

故D錯(cuò)誤。

故選c。

5.我國(guó)首個(gè)巡天空間望遠(yuǎn)鏡（CSST）定于2027年發(fā)射升空，它將與我國(guó)空間站在同一軌

道獨(dú)立運(yùn)行，在需要時(shí)可以與空間站對(duì)接。已知巡天空間望遠(yuǎn)鏡預(yù)定軌道離地面高度約為

400km,下列說(shuō)法正確的是（）

A.巡天空間望遠(yuǎn)鏡可以在原軌道加速追上空間站完成對(duì)接

B.巡天空間望遠(yuǎn)鏡的線速度小于赤道上物體的線速度

C.巡天空間望遠(yuǎn)鏡的加速度大于地球同步衛(wèi)星的加速度

D.考慮到稀薄大氣的阻力，巡天空間望遠(yuǎn)鏡的線速度會(huì)越來(lái)越小

【答案】C

【解析】A.巡天空間望遠(yuǎn)鏡若在原軌道加速會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，故不可能追上空間站完成對(duì)接,

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)

"Mmv2

[GMGM

丫=\—，"F

Vrr

由于同步衛(wèi)星軌道半徑大于巡天空間望遠(yuǎn)鏡，所以

v同＜v巡

又因?yàn)橥叫l(wèi)星與赤道上物體具有相同的角速度，同步衛(wèi)星軌道半徑大，則由

v=a)r

v同＞v赤道物體

以上分析可知

V巡〉V同〉丫赤道物體

故B錯(cuò)誤;

C.由

因?yàn)橥叫l(wèi)星軌道半徑大于巡天空間望遠(yuǎn)鏡，故巡天空間望遠(yuǎn)鏡的加速度大于地球同步衛(wèi)星

的加速度，故C正確；

D.由

Vr

考慮到稀薄大氣的阻力，巡天空間望遠(yuǎn)鏡軌道半徑減小，故線速度會(huì)越來(lái)越大，故D錯(cuò)誤。

故選C。

6.在離地面同一高度處有質(zhì)量相同的三個(gè)小球。、b、c,。球以速度w豎直上拋，萬(wàn)球以速

度V0豎直下拋，C球以速度V0水平拋出，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）

A.三個(gè)小球落地時(shí)動(dòng)量相同

B.從拋出到落地，三個(gè)小球的動(dòng)能變化量相等

C.從拋出到落地，三個(gè)小球的動(dòng)量變化量相同

D.從拋出到落地，c球所受重力的沖量最大

【答案】B

【解析】A.根據(jù)題意可得，三個(gè)小球著地時(shí)速度方向不同，根據(jù)動(dòng)量尸=/w,三個(gè)小球落

地時(shí)動(dòng)量大小相同，方向不同，故A錯(cuò)誤；

B.從拋出到落地，三個(gè)小球的合力做功，即重力做功相同，根據(jù)動(dòng)能定理

,1212

mgn=—mv--mv0

根據(jù)功能關(guān)系可知?jiǎng)幽茏兓肯嗟?，故B正確；

C.由三個(gè)小球a、b、c,a球以速度vo豎直上拋，b球以速度如豎直下拋，c球以速度vo

水平拋出，易得小球在到空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系

ta">tb

由動(dòng)量定理

I=&P=mgt

可知，由于三個(gè)小球空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同，故三個(gè)小球的動(dòng)量變化量不相同，故C錯(cuò)誤;

D.根據(jù)

I-Ft=mgt

可知，由于a球運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，故a球所受重力的沖量最大，故D錯(cuò)誤;

故選B。

7.如圖為曲柄連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，其功能是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),

從而驅(qū)動(dòng)汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。曲軸可繞固定的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，連桿兩端分別連接曲軸上

的A點(diǎn)和活塞上的B點(diǎn)，已知轉(zhuǎn)速為24OOr/min,04=4Ocm,A8=lm。下列說(shuō)法正確的是（）

A.從豎直方向轉(zhuǎn)到水平方向過(guò)程中，活塞的速度逐漸增大

B.當(dāng)在豎直方向時(shí)，活塞的速度大小為32皿次

C.當(dāng)04與AB垂直時(shí)，活塞的速度大小為32nm/s

D.當(dāng)。4與AB共線時(shí)，活塞的速度大小為327rm/s

【答案】B

【解析】A.根據(jù)題意，活塞可沿水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以，OA從豎直方向轉(zhuǎn)到水平方向

過(guò)程中，活塞的速度先增大后減小，故A錯(cuò)誤；

B.由公式v=2?”可得，A點(diǎn)線速度為

vA=3271m/s

將A點(diǎn)和活塞的速度沿桿和垂直桿分解，如圖所示

由幾何關(guān)系有可得VB=32mi/s

故B正確；

C.同理可知，A點(diǎn)的速度沿桿方向，活塞的速度分解如圖

所以

vBcos0-VA

由幾何關(guān)系得

21AB5729

sjAB2+OA229

可得

32729,

vB=——-——萬(wàn)m/s

故C錯(cuò)誤；

D.同理可知，A點(diǎn)在沿桿方向的分速度是0,所以活塞的速度為0,故D錯(cuò)誤。

故選B。

8.如圖所示，一輕彈簧原長(zhǎng)為2乙，其一端固定在傾角為37。的斜面底端A點(diǎn)，另一端位于

斜面上B點(diǎn)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。質(zhì)量為m的物塊P從C點(diǎn)由靜止釋放，最低到達(dá)E點(diǎn)（未

畫(huà)出），隨后物塊P被彈回，最高到達(dá)廠點(diǎn)。已知AC=7L,物塊P與斜面間的動(dòng)摩

擦因數(shù)〃=；,重力加速度g=10m/s2,sin37o=0.6,儂37。=0.8。在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正

確的是（）

A.物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.物塊運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)的速度最大

C.彈簧的最大壓縮量為L(zhǎng)5L

D.彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能為￡mgL

【答案】D

【解析】A.對(duì)于物塊與彈簧組成的系統(tǒng)，由于滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做負(fù)功，所以系統(tǒng)的機(jī)械

能不守恒，故A錯(cuò)誤；

B.物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律

mgsin37°—jumgcos37°=ma>0

物塊繼續(xù)加速下滑，知道加速度為零時(shí)速度最大，故物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)速度不是最大，故B

錯(cuò)誤；

CD.設(shè)彈簧的最大壓縮量為心，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為耳，根據(jù)能量守恒定律可得，在

下滑過(guò)程，有

mg(5L+xm)sin37°=Ep+因ng(5L+xm)cos37°

上滑過(guò)程，有

Ep=mg(2L+xm)sin37°+pimg(.2L+xm)cos37°

聯(lián)立，解得

Xm=L,Ep=2AmgL

故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

二多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。

9.如圖所示，實(shí)線和虛線分別表示振幅和頻率均相同的兩列簡(jiǎn)諧波的波峰和波谷，兩列波

的振幅為10cm,波速為0.5m/s,波長(zhǎng)為Im,C點(diǎn)是BD連線的中點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()

A.C點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其振幅為20cm

B.P、Q兩處的質(zhì)點(diǎn)始終處于平衡位置

C.隨著時(shí)間的推移，2處的質(zhì)點(diǎn)將向A處移動(dòng)

D.從圖示時(shí)刻起經(jīng)過(guò)Is,D點(diǎn)通過(guò)的路程為20cm

【答案】AB

【解析】A.B、。連線的中點(diǎn)C點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)的點(diǎn)，其振幅為

A=2A=20cm

故A正確；

B.尸、。兩處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰和波谷的相遇點(diǎn)，兩列波在這兩處的位移始終相反，合位移

為0,故B正確；

C.質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，故c錯(cuò)誤；

D.波的周期為

從圖示時(shí)刻起經(jīng)過(guò)Is,D點(diǎn)通過(guò)的路程為

s=2A=40cm

故D錯(cuò)誤；

故選AB。

10.如圖所示，水平桌面上固定一個(gè)半圓軌道，。點(diǎn)為半圓軌道的圓心，一根輕繩跨過(guò)半圓

軌道的A點(diǎn)（。、A等高），輕繩一端系在豎直桿上的8點(diǎn)，另一端連接小球P?，F(xiàn)將質(zhì)量

為根的小球Q用輕質(zhì)掛鉤掛在輕繩上的A8之間，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知a=30。，

夕=45。，不計(jì)一切摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）

A.小球P的質(zhì)量為也相

2

B.靜止時(shí)半圓軌道對(duì)小球P的支持力為日mg

C.剪斷輕繩瞬間，小球P的加速度大小為L(zhǎng)g

4

D.將輕繩的8端向上緩慢移動(dòng)一小段距離時(shí)，小球P在半圓軌道的位置不變

【答案】BD

【解析】AB.分別對(duì)兩個(gè)小球受力分析，如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系知△04尸為等邊三角形，因?yàn)槭腔罱Y(jié)，所以輕繩的張力大小都相等，設(shè)為7,

對(duì)P由平衡條件得

Nsina=Tsina

Ncosa+Tcosa=mpg

對(duì)Q由平衡條件得

2Tcos[3=mg

聯(lián)立解得

m

T_g

半圓弧軌道對(duì)小球p的支持力為

72

N=—^~mg

小球P的質(zhì)量

r2

故A錯(cuò)誤，B正確；

C.剪斷輕繩瞬間，拉力突變?yōu)榱悖∏騊只受重力和支持力，此時(shí)合力為重力沿切線方向

的分力，為機(jī)gsin30°,所以加速度大小為

mgsin3001

a=----------=-g

m2

故C錯(cuò)誤；

D.將繩的B端向上緩慢移動(dòng)一小段距離時(shí)，對(duì)Q球分析知，變成了晾衣架問(wèn)題，繩

長(zhǎng)不會(huì)變化，A到右邊板的距離不變，因此角度夕不會(huì)發(fā)生變化，即繩子的張力也不會(huì)變化,

P球沒(méi)有發(fā)生位移，小球P在半圓軌道的位置不變，故D正確。

故選BD。

1L位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，圖甲為仁0時(shí)完整的波形

圖，圖乙為x軸上某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。已知介質(zhì)中a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為4m、10m,

A.圖乙可能為質(zhì)點(diǎn)6的振動(dòng)圖像

[6

B.該波的傳播速度為3m/s,U0時(shí)波源已振動(dòng)了一S

3

C.z=0時(shí)，波源的位移大小為2j5cm

D.從仁0時(shí)刻開(kāi)始算起，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)b第二次到達(dá)波峰，波源通過(guò)的路程為（26+26k111

【答案】BCD

【解析】A.題目描述簡(jiǎn)諧橫波向x軸正方向傳播，根據(jù)同側(cè)法判斷可知，仁0時(shí)刻位于6

點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)在向下振動(dòng)，乙圖描述振動(dòng)圖像仁0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.由甲圖可知，仁0波向X軸正方向傳播的距離為

x=16m

a、b間距離

%=5=6m

所以

4=12m

由乙圖可知振動(dòng)周期

T=4s

所以波速

波源已振動(dòng)時(shí)間

x16

t=—=——s

v3

B正確；

C.設(shè)U0時(shí)刻波動(dòng)圖像方程為

y^Asm\-x+(p\

根據(jù)圖像性質(zhì)可知

n

A=4cm,T=4s,(P=一

3

則波動(dòng)圖像方程為

當(dāng)x=0時(shí)

y=4sin—=26cm

3

C正確；

D.根據(jù)題目分析可知，右。時(shí)刻b點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)+時(shí)間第二次

到達(dá)波峰位置。所以波源振動(dòng)時(shí)間也為［1+仁0時(shí)刻波源點(diǎn)經(jīng)過(guò)y=2百位置且向

下運(yùn)動(dòng)，再過(guò)二時(shí)間位于y=-2cm位置。根據(jù)一個(gè)完整周期質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程為44半個(gè)周

4

期質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程為2A的性質(zhì)，時(shí)間可拆分為

對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)路程為

s=4A+2A+26-(-2)=(26+2@cm

D正確。

故選BCD。

12.如圖所示，一自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的彈性輕繩，其彈力與伸長(zhǎng)量成正比，輕繩左端固定在A點(diǎn),

右端跨過(guò)光滑定滑輪連接一質(zhì)量為機(jī)的小球，小球套在豎直固定的粗糙桿上，A8C在同一

水平線上，小球從C點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)。點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。己知A、8間的距離為L(zhǎng)

C、。間的距離為33小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,小球在C點(diǎn)時(shí)彈性繩的拉力為大

小機(jī)g,彈性繩始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）

一c

丁

OD

A.下滑過(guò)程中，小球受到的摩擦力始終不變

B.小球從C到D下滑過(guò)程中克服輕繩彈力做功為25mgL

C.在。點(diǎn)給小球一個(gè)豎直向上的速度v=J亞，小球恰好能回到C點(diǎn)

D.若把小球的質(zhì)量變?yōu)?m,則小球從C點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度大小為J懣

【答案】AD

【解析】A.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)尸點(diǎn)，彈性繩伸長(zhǎng)量是XBP,小球受到如圖所示的四個(gè)力

FT=kxsp

將FT正交分解，則FT的水平分量為

FN=4sin6)=kxBPsin0-kxBC=mg

摩擦力為

LL1

耳=4然=~mg

故A正確；

B.根據(jù)動(dòng)能定理有

—叱單=0

解得

故B錯(cuò)誤；

C.若小球恰能從￡＞點(diǎn)回到C點(diǎn)，應(yīng)用動(dòng)能定理得

312

-mgx3L——mgL+W^,=0——mv~

聯(lián)立求解得

v=y16gL

故C錯(cuò)誤；

D.若只把小球質(zhì)量變?yōu)?m，小球從C點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)。點(diǎn)時(shí)根據(jù)動(dòng)能定理有

2mgx3￡—；mgx3￡—嗎單=；x2冽"2

解得小球到達(dá)。點(diǎn)時(shí)的速度大小

v=y/3gL

故D正確;

故選ADo

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.阿特伍德機(jī)是由英國(guó)物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的用于測(cè)量加速度及驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)

裝置。某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下:

擋

光

片

甲

①將質(zhì)量均為機(jī)的A、B物體（A含擋光片，B含掛鉤）用輕繩連接后，跨放在定滑輪上,

系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)量出擋光片中心到光電門(mén)中心的豎直距離日

②在B的下端掛上質(zhì)量為的的物塊C,讓系統(tǒng)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，光電門(mén)記錄擋光片擋光的

時(shí)間為X。

(1)利用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d,如圖乙所示，讀數(shù)七_(dá)_____mm；

(2)如果系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則關(guān)系式成立(用題中所給物理量表示)；

(3)如果系統(tǒng)機(jī)械能守恒，此過(guò)程中A勻加速上升，繩子對(duì)A的拉力F=(用

機(jī)、mo、g表小)。

【答案】(1)11.60

⑵m^gH=g(2m+

(3)2,。)8

2m+m0

【解析】【小問(wèn)1詳析】

由圖可知，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為

d=11mm+12x0.05mm=11.60mm

【小問(wèn)2詳析】

重物A經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度

d

v=一

系統(tǒng)動(dòng)能增加量

A￡k=1(2^+^0)^2=1(2^+^)

系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為，系統(tǒng)機(jī)械能守恒應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系式為

恤gH=；(2m+恤)

【小問(wèn)3詳析】

A、B、C整體，根據(jù)牛頓第二定律

mQg=Q2m+mQ)a

解得

a=^-

2m+

對(duì)A,根據(jù)牛頓第二定律

F-mg=ma

解得

2m(m+m)g

F=0

2m+m0

14.利用如圖甲所示的裝置探究動(dòng)量守恒定律，圖中。點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的投影。實(shí)

驗(yàn)時(shí)，先讓小球如從斜軌上由靜止釋放，小球釋放后落在平鋪在地面的復(fù)寫(xiě)紙上，通過(guò)復(fù)

寫(xiě)紙會(huì)在白紙上留下印跡，多次實(shí)驗(yàn)后，白紙上留下了7個(gè)印跡，用畫(huà)圓法確定小球的落點(diǎn)

P,測(cè)量平拋射程而。將被碰小球”22靜置于軌道末端，再將入射小球如從斜軌上由靜止

釋放，與小球加2相撞，并多次重復(fù)，分別找到如、儂相碰后平均落地點(diǎn)的位置加、N,測(cè)

量平拋射程麗1，ONo回答以下問(wèn)題：

（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)條件的敘述，下列說(shuō)法正確的是

A.同一組實(shí)驗(yàn)中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放

B.入射小球的質(zhì)量必須大于被碰小球的質(zhì)量

C.斜槽部分必須光滑

D.軌道末端必須水平

（2）如圖乙所示，用畫(huà)圓法確定落點(diǎn)位置，三個(gè)圓中最合理的是（填字母代號(hào)）;

（3）碰撞恢復(fù)系數(shù)的定義式為e=彩一匕,其中vio和也0分別是碰撞前兩小球的速度，

V20—%

也和也分別是碰撞后兩小球的速度，該實(shí)驗(yàn)中碰撞恢復(fù)系數(shù)6=（用題干中的字母表

示）。若測(cè)得e=,可以判定小球的碰撞為彈性碰撞。

【答案】（1）ABD⑵C

(3)1

OP

【解析】【小問(wèn)1詳析】

ACD.只要從同一高度由靜止釋放，兩次摩擦力做的負(fù)功相同，小球到達(dá)軌道末端的速度

相同，所以軌道不需要光滑，但軌道末端必須水平，以保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，故AD正確，

C錯(cuò)誤；

B.為了避免入射小球反彈，要保證入射球質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，且兩者半徑相等，發(fā)

生對(duì)心正碰，故B正確。

故選ABD。

【小問(wèn)2詳析】

用半徑盡可能小的圓把盡可能多的落點(diǎn)圈起來(lái)，這個(gè)圓的圓心可視為小球的平均落點(diǎn)。

故選C。

【小問(wèn)3詳析】

[1]由題意可知，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，下落的時(shí)間都相同，設(shè)為3則恢復(fù)系數(shù)為

v2-v；__ON-OM

'%卬OP

⑵若碰撞為彈性碰撞，則碰撞前后，動(dòng)量守恒

■%=冽］匕+m2v2

動(dòng)能守恒

121212

5叫％=/叫匕+-m2V2

解得

m,2m

l%

叫+%

則，此時(shí)恢復(fù)系數(shù)為

e=91

%

15.在剛剛結(jié)束的第33屆巴黎奧運(yùn)會(huì)上，中國(guó)運(yùn)動(dòng)員鄭欽文勇奪網(wǎng)球女單冠軍，成為中國(guó)

首位奧運(yùn)網(wǎng)球單打冠軍。如圖是網(wǎng)球比賽場(chǎng)地的俯視圖，單打區(qū)域長(zhǎng)為24m,寬為8.2m,

發(fā)球線到網(wǎng)的距離x=6.4m,網(wǎng)的高度H=lm。某球員在發(fā)球線的中點(diǎn)正上方力=0.8m處，將

球沿著中線所在的豎直面斜向上擊出，球在飛行過(guò)程中恰好水平穿過(guò)網(wǎng)的上邊緣。已知網(wǎng)球

質(zhì)量〃2=0.06kg,重力加速度g=10m/s2,網(wǎng)球可看作質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。

PQ

底線

2

中線

發(fā)球線

單打邊界

(1)求人對(duì)網(wǎng)球做的功W；

(2)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明網(wǎng)球會(huì)不會(huì)出底線。

【答案】(1)30.84J

(2)會(huì)出線

【解析】【小問(wèn)1詳析】

因網(wǎng)球恰好水平穿過(guò)網(wǎng)的上邊緣，可知逆過(guò)程可看做是平拋運(yùn)動(dòng)，則由

H-h=^gt2

x-vot

可得

vo=32m/s

則人對(duì)網(wǎng)球做的功

1,

W=mg(H-h)+—mvl=30.84J

【小問(wèn)2詳析】

球從球網(wǎng)邊緣水平拋出時(shí)

x=vot

1，2

H=”

解得

32

xmx14.3m>12m

網(wǎng)球會(huì)出底線。

16.強(qiáng)夯機(jī)是一種在建筑工程中對(duì)松土進(jìn)行壓實(shí)處理的機(jī)器，這種施工方法利用夯錘從高處

自由落下，通過(guò)強(qiáng)大的夯擊能和沖擊波作用來(lái)夯實(shí)土層,從而提高地基的承載力和壓縮模量,

使土壤更加密實(shí)。如圖是某品牌強(qiáng)夯機(jī)，若強(qiáng)夯機(jī)以恒定的輸出功率將夯錘由靜止開(kāi)始提起,

5s后達(dá)到最大速度，然后夯錘以最大速度勻速上升20s時(shí)脫鉤器松開(kāi)。已知夯錘進(jìn)入泥土后

所受阻力/與打入泥土深度d成正比，比例系數(shù)上7.25xl05N/m,強(qiáng)夯機(jī)的輸出功率

P=200kW,夯錘質(zhì)量〃z=20t,重力加速度g=10m/s2。求：

(1)夯錘向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度也

(2)夯錘離開(kāi)地面的最大高度加

(3)夯錘夯入地面的深度d。

【答案】⑴lm/s

(2)25m(3)4m

【解析】【小問(wèn)1詳析】

強(qiáng)夯機(jī)的輸出功率P=200kW=2xl05W,夯錘質(zhì)量wi=20t=2xl04kg?

當(dāng)拉力和重力相等時(shí)速度最大，則有

P=mgVrn

解得

Vm=lm/s

【小問(wèn)2詳析】

設(shè)加速上升過(guò)程中上升的高度為心，則有

12

Pty-mgh,=~mvm

將n=5s代入解得

加=4.95m

勻速上升的位移為

h2=vmt2=1x20m=20m

勻減速上升的位移為

2g

解得

fe=0.05m

所以夯錘離開(kāi)地面的最大高度

h=/zi+fo+fe=25m

【小問(wèn)3詳析】

從開(kāi)始下落到打入地面后速度為零過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得

1,

mg(h+d')~—kd^=0

解得

d=4m

17.如圖甲所示，物塊靜置于水平臺(tái)面上，現(xiàn)施加水平向右的推力后尸隨時(shí)間t的變化關(guān)

系如圖乙所示。物塊在/=4s時(shí)離開(kāi)平臺(tái)，同時(shí)撤去F物塊恰好由尸點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入豎

直光滑圓軌道。已知物塊質(zhì)量〃z=0.5kg,物塊與水平臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.8,軌道圓心

為。，半徑R=|m,MN為豎直直徑，/PON=37。,重力加速度g=10m/s2,$吊37。=0.6,

不計(jì)空氣阻力。求:

甲

(1)物塊離開(kāi)平臺(tái)時(shí)的速度大小;

(2)平臺(tái)距地面的高度/7；

(3)物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中距離地面的最大高度

【答案】⑴4m/s

(2)0.575m(3)1.215m

【解析】【小問(wèn)1詳析】

根據(jù)動(dòng)量定理有

IF-jumgt-mv

其中

r3+6,

I=----x4N-s=18N's

P2

解得

V=4m/s

【小問(wèn)2詳析】

物塊恰好由P點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入豎直光滑圓軌道，根據(jù)速度的分解有

v

tan37°=上

v

根據(jù)豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有

解得

//=0.45m

平臺(tái)距地面的高度為

h=h'+R-Rcos370=0.575m

小問(wèn)3詳析】

產(chǎn)點(diǎn)的速度為

V

Vp—

Pcos37°

設(shè)物塊能運(yùn)動(dòng)到距離O點(diǎn)、卬處,則

-mg(H'+Rcos37°)=；mv'2-；mVp

根據(jù)幾何關(guān)系有

cH'

cosU=——

R

根據(jù)牛頓第二定律有

v'2

mgcoscnz=

解得

41-

H'=0.5m,cos>v'-y5m/s

物塊不能到達(dá)最高點(diǎn)，脫離軌道后物塊做斜拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有

（MsinOy=2gH〃

解得

H"=0.09m

物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中距離地面的最大高度為

H=H'+R+H"=1.215m

18.如圖所示，一可自由移動(dòng)的光滑圓弧軌道〃靜置于光滑水平地面上，圓弧軌道底端水

平，其右側(cè)不遠(yuǎn)處有一順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶，長(zhǎng)度Lec=3m,傳送帶右側(cè)水平軌道粗

8

糙,一輕質(zhì)彈簧右端與固定擋板相連,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)左端恰好在C點(diǎn)。現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.1kg

的小滑塊從圓弧軌道距水平地面高為/z=0.6m處自由下滑，經(jīng)過(guò)傳送帶后壓縮彈簧。已知圓

弧軌道的質(zhì)量M=0.3kg,傳送帶的速度v=5m/s,彈簧的勁度系數(shù)仁4N/m,滑塊與傳送帶及

粗糙軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃=0.4,彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧振子做