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2023-2024学年江西省南昌市等5地高三上学期10月统一调研测试 物理试题（含解析）
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这是一份2023-2024学年江西省南昌市等5地高三上学期10月统一调研测试 物理试题（含解析），共6页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1．足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动轨迹类似香蕉型弧线的一种运动，如图所示．在“香蕉球”的运动过程中（ ）
A．要研究其轨迹形成原因时，可以把足球看作质点 B．足球一定做变速运动
C．某时刻足球合力方向可以与速度方向共线 D．某时刻足球合力可以为零
2．神舟十五号载人飞船经过分离、制动、再人和减速四个阶段，在东风着陆场安全着陆．减速阶段为：当返回舱下降至离地高度时，引导伞、减速伞、柱伞会依次打开，巨型的大伞为返回舱提供足够的减速阻力，如图，当返回舱离地高度约时，底部反推发动机点火喷气，最终以的速度平稳着地．设返回舱做直线运动，则反推发动机点火减速阶段（ ）
A．反推发动机要向上喷气 B．返回舱处于失重状态
C，伞绳对返回舱的拉力小于返回舱对伞绳的拉力 D．返回舱的重力小于除重力外其他力的合力
3．王欢同学把电动玩具车放在跑步机上研究分运动与合运动的关系，跑步机履带外部机身上有正对的两点，先用频闪相机得到图甲和图乙，再保持两图中小车和履带各自的运动不变，小车和履带都运动，得到图丙（未画出）．频闪照相时间间隔相等．由图可知（ ）
甲 乙
A．图甲中小车加速运动 B．图乙中履带匀速运动
C．图丙中小车的轨迹为曲线 D．图丙中小车一定做匀加速运动
4．2020年11月10日，我国“奋斗者”号潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为；2022年11月29日，搭载3名宇航员的神舟15号飞船与在离地面高度为的空间站的天和核心舱成功对接，完成了空间站的最后建造工作．真正实现了“可上九天揽月，可下五洋捉鳖，谈笑凯歌还”的豪言壮语．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，假设地球质量分布均匀，半径为，不考虑其自转，则马里亚纳海沟底部处和空间站所在轨道处的重力加速度之比为（ ）
A． B． C． D．
5．如图，“V形”对接的斜面固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为，其中斜面粗糙，斜面光滑，两个质量均为的小滑块通过轻杆分别静止在上，滑块与轻杆间连有铰链，轻杆垂直于斜面，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为．下列说法正确的是（ ）
A．轻杆对的弹力表现为拉力 B．轻杆对的弹力方向与不垂直
C．轻杆对的弹力大小为 D．斜面对的摩擦力大小为
6．神舟十四号飞船进人太空后先以椭圆轨道运行，椭圆轨道近地，点距地面约，远地点距地面，运行周期为，通过点时的加速度分别为，速率分别为．当某次飞船通过点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机喷气，使飞船在短时间内变轨进入到离地面的圆形轨道，运行周期为，加速度为，速率为．除在点处变轨发动机的作用力外，只考虑飞船受地球引力，地球半径为，下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．方程式赛车的某段水平赛道如图，半径为的半圆弧与长为的直线路径相切于点，与半径也为的半圆弧相切于点，赛车从点由静止开始加速，进入圆弧轨道后保持速率不变依次通过半圆弧和半圆弧，已知赛车的速率最大为段加速、减速的加速度最大为段的向心加速度最大为段向心加速度最大为，赛车视为质点，在保证安全的条件下，赛车从点到点所需最短时间约为（ ）
A． B． C． D．
8．沙漠越野是汽车越野爱好者最喜欢的运动项目之一．沙漠越野难免陷车，某次越野车陷入了沙地，两车用绳子拉动（无动力）使其脱困，示意图如图，为两定滑轮，设沿图中虚线做直线运动，对的拉力方向与虚线夹角始终相等，受沙子的阻力方向沿虚线方向且大小恒定，在虚线上段以速度大小匀速运动，运动中受到绳子拉力、阻力均在同一水平面内．则在段运动的过程中（ ）
A．在做加速运动 B．在做减速运动
C．对的拉力增大 D．当拉动的两绳夹角为时，的速度大小为
9．我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，“车能路云”融合发展，将构造全新的智能出行生态系统．某品牌不同型号的两辆新能源汽车在同一条平直公路的两个车道上测试刹车性能，两车同时同地点刹车后，它们的速度与刹车位移的关系如图，刹车后两车恰好并排停下，刹车过程两车均作匀减速直线运动．则（ ）
A．刹车过程中车始终在前面 B．刹车过程中车始终在前面
C．两车刹车的加速度大小之比为 D．两车刹车的时间之比为
10．如图，水平转盘可绕过盘上点的转轴转动，转盘上边长为的等边三角形（其中一个顶点为）一边上放置两个相同的小物块，质量均为在等边三角形的一个顶点处，在一边的中点处，之间有一拉长的弹簧，初始时转盘和两物块均静止，弹簧弹力大小为．现让转盘绕转轴沿逆时针方向（俯视）以不同的角速度匀速转动，当转盘角速度时，滑块与转盘间始终相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法正确的是（ ）
A．转盘静止时受到的摩擦力大小为，方向沿连线指向
B．当时，受到的摩擦力大小为
C．当时，受到的摩擦力大小为
D．物块与转盘间的动摩擦因数等于
二、非选择题：本题共5小题，共60分．
11．（8分）科研小组用雷达探测一辆新能源汽车的加速性能，在一条平直的水平公路上，他们以公路作为位移轴，汽车的运动方向作为正方向．在汽车加速过程中，从某时刻开始每隔测量一次汽车在公路上的位置，汽车可视为质点，结果如下表所示：
回答下列问题：
（1）根据表中数据可以判定汽车在这段时间内近似做匀加速运动，其加速度大小____________（保留两位有效数字）．
（2）当时，汽车的速度大小____________（保留两位有效数字）．
（3）求出汽车在各个时刻的速度，作出汽车的速度一时间图像应该是一条____________（选填“经过”或“不经过”）坐标原点的倾斜直线，该直线经过或不经过坐标原点的理由是____________．
12．（10分）某同学用下列装置做实验探究，实验器材有：水平平台，带有滑轮的长木板，安装有细遮光条的滑块（遮光条宽度为），数字计时器，两光电门，拉力传感器，刻度尺，天平，沙及沙桶，细线．当地重力加速度为．操作步骤如下：
（1）用天平测出滑块及遮光条的质量，按图安装好器材，把滑块置于靠近长木板的左侧位置，调节滑轮的高度，使滑轮左侧细线与长木板平行，初始时刻沙桶中未装沙，滑块静止．
（2）把光电门安装在合适的位置，逐渐向沙桶里加沙，直到滑块运动起来，若在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间相等，读出此时拉力传感器的示数为，则滑块与长木板间动摩擦因数____________（用给出的物理量符号表示）．
（3）再向沙桶加入一定量的沙，由静止释放滑块使其加速运动，读出拉力传感器的示数为，同时在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间，以及遮光条从到的时间，则滑块运动的加速度大小为____________，若要验证加速度与合力、质量的关系，只需验证等式____________是否成立即可．（均用给出的物理量符号表示）
（4）保持沙桶及沙的总质量不变，光电门位置不动，移动光电门的位置，每次把滑块从同一位置由静止释放，使其加速运动，在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间，用刻度尺测出间的距离，得到多组数据后，以为横轴，____________（选填“”“”或“”）为纵轴，建立直角坐标系，作出图像为一倾斜直线，若图像的斜率为，则滑块的加速度大小为____________（用和表示）．
13．（12分）安全绳是防止高空作业人员发生坠落或发生坠落后将作业人员安全悬挂的个体防护装备．某次，一质量为的工人系着原长为的弹性安全绳，不小心发生坠落，当其下落距离时速度达到最大，下落过程中的加速度大小与下落距离之间的关系如图，图中和（重力加速度大小）为已知量，弹性安全绳的弹力遵从胡克定律，弹性绳的形变在弹性限度内，把工人视为质点，不计空气阻力．求：
（1）工人下落距离时的速度大小；
（2）弹性绳的劲度系数；
（3）工人下落的最大距离．
14．（14分）如图，某同学在游戏中模拟直升机投弹后炸弹在空中的运动情况，直升机在距离水平地面一定高度处，以速度水平向右匀速飞行，某时刻在空中点释放一颗质量为的炸弹，下落到达虚线上的点，虚线与水平地面间的区域有水平横风，能给炸弹水平向左的恒力，炸弹进入横风区域后会经过速度最小的点（未画出），最后恰好竖直向下砸向地面．炸弹下落过程中，除了考虑重力和水平风力外，不考虑空气阻力，重力加速度取．求：
（1）间的距离；
（2）炸弹在空中运动的时间；
（3）炸弹在点的速度大小和方向．
15．（16分）如图，水平地面上有一静止的木板，其质量为，木板右侧固定有竖直挡板，水平地面上点正对木板上点，木板上点左侧粗糙，右侧光滑．水平面上方有一传送带，传送带能以不同速率水平向右匀速运动，初始时刻传送带的速度．质量为的小物块，以初速度从左端滑上传送带并接触传送带上的点，经时间传送带的速度瞬间变大为（未知），再经速度刚好达到在传送带的右端水平抛出后落在上的点，与碰后水平速度保持不变，竖直速度变为零，将与上右侧挡板碰撞，碰后的速度大小分别为，方向相反，一段时间后，返回到的正上方处，此时相对于水平地面的速度减为零，始终在上不脱离．与传送带间的动摩擦因数为与左侧间的因数为与地面间摩擦因数为，重力加速度取，求：
（1）的大小；
（2）当滑到传送带端时，与点间的水平距离；
（3）光滑部分的长度（可用分数表示）．
物理参考答案
1．【答案】B
【解析】由题意可得要研究其轨迹形成原因时，不可以把足球看作质点，A项错误；根据曲线运动的特点，足球某时刻的速度方向沿切线方向，速度方向时刻变化，一定做变速运动，一定存在加速度，根据牛顿第二定律，合力一定不为零，且合力指向轨迹的凹侧，B项正确，C、D项错误．
2．【答案】D
【解析】底部反推发动机点火喷气，其目的是要受到喷出气体的向上反作用力，使返回舱减速，根据牛顿第三定律，反推发动机要向下喷气，A项错误；返回舱减速阶段加速度方向向上，处于超重状态，B项错误；根据牛顿第三定律，伞绳对返回舱的拉力等于返回舱对伞绳的拉力，C项错误；根据牛顿第二定律，有，D项正确．
3．【答案】C
【解析】题图甲中小车间距相等，小车做匀速运动，A项错误；题图乙中小车间距增大，履带做加速运动，但不一定是匀加速运动，B项错误；结合题图甲和题图乙可知，小车在图丙中做曲线运动，C项正确；由于履带不一定做匀加速运动，可知图丙中小车不一定做匀加速运动，D项错误．
4．【答案】B
【解析】设质量为的物体在马里海沟底部，有，而，质量为的物体在空间站上，有，上面各式联立解得，B项正确．
5．【答案】D
【解析】对进行受力分析，根据平衡条件可知轻杆对的弹力表现为推力，A项错误；由于滑块与轻杆间连有铰链，轻杆的弹力方向沿杆的方向，与垂直，B项错误；受三个力平衡，设杆的弹力大小为F，根据平衡条件有，解得，C项错误；对进行受力分析，根据平衡条件可知受到的静摩擦力大小，D项正确．
6．【答案】A
【解析】根据开普勒第三定律有，A项正确；根据开普勒第二定律有，即，解得，B项错误；根据，可得，C项错误；在点，飞船要加速变轨，有，D项错误．
7．【答案】C
【解析】赛车在圆弧上运动的最大速度设为，根据向心力公式有，解得，赛车在圆弧上运动的最大速度设为，根据向心力公式有，解得，由于，在安全条件下，赛车在段只能以运动．赛车从点开始以最大加速度加速到，匀速运动一段时间后减速运动，到点时速度为，进入圆弧后以的速度做匀速圆周运动，此过程所需时间最短．赛车从点开始以最大加速度加速到，时间，位移，减速的时间，位移，在段匀速的时间为，在圆弧上运动的时间为，从点到点所需最短时间为，C项正确．
8．【答案】BC
【解析】本题属于关联速度问题，应该是把的速度分解为沿绳和垂直于绳方向，沿绳方向的分速度和速度大小相等，所以在段运动的过程中增大，可得减小，A项错误，B项正确；根据平衡条件，有，可得增大，C项正确；当拉动的两绳夹角为时，，由解得，D项错误．
9．【答案】AD
【解析】由题意可知，两车刹车的位移大小相等，根据匀变速直线运动的速度与位移的关系，得，解得两刹车的加速度大小之比为，C项错误；根据，得，解得两车刹车的时间之比为，D项正确；由于车运动的时间短，又是同时刹车，故车始终在车前面，A项正确，B项错误．
10．【答案】ABD
【解析】转盘静止时，根据平衡条件可得受到的摩擦力与弹簧弹力平衡，摩擦力大小为，方向沿连线指向，A项正确；转盘转动时，当，对于滑块，沿半径方向有，沿切线方向上有，摩擦力，B项正确；当时，将在水平面内受到的两个为分解在沿半径方向和切线方向上，沿半径方向有，沿切线方向上有，解得，摩擦力，同理将在水平面内受到的两个力分解在沿半径方向和切线方向上，沿半径方向有，沿切线方向上有，摩擦力，说明此时摩擦力达到最大值，即，解得，D项正确．
11．【答案】（1）3.0（2分） （2）12（2分） （3）不经过（2分） 时刻，汽车有初速度（2分）
【解析】（1）根据逐差法可得，加速度大小．
（2）当时，汽车的瞬时速度大小等于时的平均速度大小，即．
（3）根据匀变速直线运动速度一时间关系有，解得，即时刻，汽车有初速度，速度一时间图像不经过坐标原点．
12．【答案】（2）（2分） （3）（2分） （2分） （4）（2分） （2分）
【解析】（2）把光电门安装在合适的位置，逐渐向沙桶里加沙，直到滑块运动起来，若在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间相等，说明滑块匀速运动，读出此时拉力传感器的示数为，根据平衡条件有，解得滑块与长木板间动摩擦因数．
（3）再向沙桶加入一定量的沙，由静止释放滑块使其加速运动，读出拉力传感器的示数为，同时在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间，以及遮光条从到的时间，可得滑块经过两光电门时的速度大小为和，滑块运动的加速度，若要验证加速度与合力、质量的关系，根据牛顿第二定律，有，解得，故只需验证等式是否成立即可．
（4）保持沙桶及沙的总质量不变，光电门位置不动，移动光电门的位置，每次把滑块从同一位置由静止释放，使其加速运动，在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间，用刻度尺测出间的距离，由运动学公式有，变形得（其中为定值），故以为横轴，为纵轴，建立直角坐标系，作出图像才为一倾斜直线，若图像的斜率为，有，解得滑块的加速度大小．
13．解：（1）工人下落距离的过程做自由落体运动，加速度为重力加速度
根据自由落体的规律有（2分）
解得（1分）
（2）工人下落距离时加速度为零，有（2分）
解得（1分）
（3）由题意可得，工人位移为时速度最大，在安全绳拉伸过程中由牛顿第二定律有，其中（2分）
可得加速度随位移成线性关系，设工人下落位移为时速度为零，如图，图中两倾斜直线的斜率绝对值相等，斜率（1分）
由图像的物理意义有（2分）
联立解得（1分）
工人下落的最大距离为
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分．
14．解：（1）炸弹在间做平抛运动，根据平抛运动的规律有
竖直方向上（1分）
水平方向上（1分）
间的距离（1分）
联立解得（1分）
（2）炸弹进入横风区后，竖直方向仍以重力加速度加速下落，水平方向做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有（1分）
落地时水平速度为零有（1分）
联立解得（1分）
炸弹在空中运动的时间（1分）
（3）炸弹进入横风区，由力的平行四边形定则可得，合力与竖直方向的夹角满足，即（1分）
在点速度最小，此时速度与合力应该垂直，即速度与水平方向的夹角为，由速度的平行四边形定则可得（1分）
而
（1分）
联立解得
（1分）
此时炸弹的速度大小为（1分）
方向与水平面的夹角（1分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分．
15．解：（1）与在传送带上相对运动时，根据牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
在时间内，先做减速运动，速度由减到，运动时间（1分）
表明还要以的速度匀速运动
再经过加速后，有（1分）
（2）由（1）知在时间内减速的位移为（1分）
点在内的位移
在时间内的位移（1分）
点在内的位移
当滑到传送带端时，与点间的水平距离（1分）
（3）与上右侧挡板碰撞后，对于向左速度由减为零的过程
根据牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
运动的位移为，根据运动学公式有（1分）
解得（1分）
对于向右速度由减速的过程，根据牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
根据运动学公式有（1分）
解得（1分）
光滑部分的长度（1分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分．
0
1
2
3
4
5
6
0
4.50
12.1
22.6
36.1
52.6
72.2
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1．足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动轨迹类似香蕉型弧线的一种运动，如图所示．在“香蕉球”的运动过程中（ ）
A．要研究其轨迹形成原因时，可以把足球看作质点 B．足球一定做变速运动
C．某时刻足球合力方向可以与速度方向共线 D．某时刻足球合力可以为零
2．神舟十五号载人飞船经过分离、制动、再人和减速四个阶段，在东风着陆场安全着陆．减速阶段为：当返回舱下降至离地高度时，引导伞、减速伞、柱伞会依次打开，巨型的大伞为返回舱提供足够的减速阻力，如图，当返回舱离地高度约时，底部反推发动机点火喷气，最终以的速度平稳着地．设返回舱做直线运动，则反推发动机点火减速阶段（ ）
A．反推发动机要向上喷气 B．返回舱处于失重状态
C，伞绳对返回舱的拉力小于返回舱对伞绳的拉力 D．返回舱的重力小于除重力外其他力的合力
3．王欢同学把电动玩具车放在跑步机上研究分运动与合运动的关系，跑步机履带外部机身上有正对的两点，先用频闪相机得到图甲和图乙，再保持两图中小车和履带各自的运动不变，小车和履带都运动，得到图丙（未画出）．频闪照相时间间隔相等．由图可知（ ）
甲 乙
A．图甲中小车加速运动 B．图乙中履带匀速运动
C．图丙中小车的轨迹为曲线 D．图丙中小车一定做匀加速运动
4．2020年11月10日，我国“奋斗者”号潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为；2022年11月29日，搭载3名宇航员的神舟15号飞船与在离地面高度为的空间站的天和核心舱成功对接，完成了空间站的最后建造工作．真正实现了“可上九天揽月，可下五洋捉鳖，谈笑凯歌还”的豪言壮语．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，假设地球质量分布均匀，半径为，不考虑其自转，则马里亚纳海沟底部处和空间站所在轨道处的重力加速度之比为（ ）
A． B． C． D．
5．如图，“V形”对接的斜面固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为，其中斜面粗糙，斜面光滑，两个质量均为的小滑块通过轻杆分别静止在上，滑块与轻杆间连有铰链，轻杆垂直于斜面，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为．下列说法正确的是（ ）
A．轻杆对的弹力表现为拉力 B．轻杆对的弹力方向与不垂直
C．轻杆对的弹力大小为 D．斜面对的摩擦力大小为
6．神舟十四号飞船进人太空后先以椭圆轨道运行，椭圆轨道近地，点距地面约，远地点距地面，运行周期为，通过点时的加速度分别为，速率分别为．当某次飞船通过点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机喷气，使飞船在短时间内变轨进入到离地面的圆形轨道，运行周期为，加速度为，速率为．除在点处变轨发动机的作用力外，只考虑飞船受地球引力，地球半径为，下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．方程式赛车的某段水平赛道如图，半径为的半圆弧与长为的直线路径相切于点，与半径也为的半圆弧相切于点，赛车从点由静止开始加速，进入圆弧轨道后保持速率不变依次通过半圆弧和半圆弧，已知赛车的速率最大为段加速、减速的加速度最大为段的向心加速度最大为段向心加速度最大为，赛车视为质点，在保证安全的条件下，赛车从点到点所需最短时间约为（ ）
A． B． C． D．
8．沙漠越野是汽车越野爱好者最喜欢的运动项目之一．沙漠越野难免陷车，某次越野车陷入了沙地，两车用绳子拉动（无动力）使其脱困，示意图如图，为两定滑轮，设沿图中虚线做直线运动，对的拉力方向与虚线夹角始终相等，受沙子的阻力方向沿虚线方向且大小恒定，在虚线上段以速度大小匀速运动，运动中受到绳子拉力、阻力均在同一水平面内．则在段运动的过程中（ ）
A．在做加速运动 B．在做减速运动
C．对的拉力增大 D．当拉动的两绳夹角为时，的速度大小为
9．我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，“车能路云”融合发展，将构造全新的智能出行生态系统．某品牌不同型号的两辆新能源汽车在同一条平直公路的两个车道上测试刹车性能，两车同时同地点刹车后，它们的速度与刹车位移的关系如图，刹车后两车恰好并排停下，刹车过程两车均作匀减速直线运动．则（ ）
A．刹车过程中车始终在前面 B．刹车过程中车始终在前面
C．两车刹车的加速度大小之比为 D．两车刹车的时间之比为
10．如图，水平转盘可绕过盘上点的转轴转动，转盘上边长为的等边三角形（其中一个顶点为）一边上放置两个相同的小物块，质量均为在等边三角形的一个顶点处，在一边的中点处，之间有一拉长的弹簧，初始时转盘和两物块均静止，弹簧弹力大小为．现让转盘绕转轴沿逆时针方向（俯视）以不同的角速度匀速转动，当转盘角速度时，滑块与转盘间始终相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法正确的是（ ）
A．转盘静止时受到的摩擦力大小为，方向沿连线指向
B．当时，受到的摩擦力大小为
C．当时，受到的摩擦力大小为
D．物块与转盘间的动摩擦因数等于
二、非选择题：本题共5小题，共60分．
11．（8分）科研小组用雷达探测一辆新能源汽车的加速性能，在一条平直的水平公路上，他们以公路作为位移轴，汽车的运动方向作为正方向．在汽车加速过程中，从某时刻开始每隔测量一次汽车在公路上的位置，汽车可视为质点，结果如下表所示：
回答下列问题：
（1）根据表中数据可以判定汽车在这段时间内近似做匀加速运动，其加速度大小____________（保留两位有效数字）．
（2）当时，汽车的速度大小____________（保留两位有效数字）．
（3）求出汽车在各个时刻的速度，作出汽车的速度一时间图像应该是一条____________（选填“经过”或“不经过”）坐标原点的倾斜直线，该直线经过或不经过坐标原点的理由是____________．
12．（10分）某同学用下列装置做实验探究，实验器材有：水平平台，带有滑轮的长木板，安装有细遮光条的滑块（遮光条宽度为），数字计时器，两光电门，拉力传感器，刻度尺，天平，沙及沙桶，细线．当地重力加速度为．操作步骤如下：
（1）用天平测出滑块及遮光条的质量，按图安装好器材，把滑块置于靠近长木板的左侧位置，调节滑轮的高度，使滑轮左侧细线与长木板平行，初始时刻沙桶中未装沙，滑块静止．
（2）把光电门安装在合适的位置，逐渐向沙桶里加沙，直到滑块运动起来，若在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间相等，读出此时拉力传感器的示数为，则滑块与长木板间动摩擦因数____________（用给出的物理量符号表示）．
（3）再向沙桶加入一定量的沙，由静止释放滑块使其加速运动，读出拉力传感器的示数为，同时在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间，以及遮光条从到的时间，则滑块运动的加速度大小为____________，若要验证加速度与合力、质量的关系，只需验证等式____________是否成立即可．（均用给出的物理量符号表示）
（4）保持沙桶及沙的总质量不变，光电门位置不动，移动光电门的位置，每次把滑块从同一位置由静止释放，使其加速运动，在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间，用刻度尺测出间的距离，得到多组数据后，以为横轴，____________（选填“”“”或“”）为纵轴，建立直角坐标系，作出图像为一倾斜直线，若图像的斜率为，则滑块的加速度大小为____________（用和表示）．
13．（12分）安全绳是防止高空作业人员发生坠落或发生坠落后将作业人员安全悬挂的个体防护装备．某次，一质量为的工人系着原长为的弹性安全绳，不小心发生坠落，当其下落距离时速度达到最大，下落过程中的加速度大小与下落距离之间的关系如图，图中和（重力加速度大小）为已知量，弹性安全绳的弹力遵从胡克定律，弹性绳的形变在弹性限度内，把工人视为质点，不计空气阻力．求：
（1）工人下落距离时的速度大小；
（2）弹性绳的劲度系数；
（3）工人下落的最大距离．
14．（14分）如图，某同学在游戏中模拟直升机投弹后炸弹在空中的运动情况，直升机在距离水平地面一定高度处，以速度水平向右匀速飞行，某时刻在空中点释放一颗质量为的炸弹，下落到达虚线上的点，虚线与水平地面间的区域有水平横风，能给炸弹水平向左的恒力，炸弹进入横风区域后会经过速度最小的点（未画出），最后恰好竖直向下砸向地面．炸弹下落过程中，除了考虑重力和水平风力外，不考虑空气阻力，重力加速度取．求：
（1）间的距离；
（2）炸弹在空中运动的时间；
（3）炸弹在点的速度大小和方向．
15．（16分）如图，水平地面上有一静止的木板，其质量为，木板右侧固定有竖直挡板，水平地面上点正对木板上点，木板上点左侧粗糙，右侧光滑．水平面上方有一传送带，传送带能以不同速率水平向右匀速运动，初始时刻传送带的速度．质量为的小物块，以初速度从左端滑上传送带并接触传送带上的点，经时间传送带的速度瞬间变大为（未知），再经速度刚好达到在传送带的右端水平抛出后落在上的点，与碰后水平速度保持不变，竖直速度变为零，将与上右侧挡板碰撞，碰后的速度大小分别为，方向相反，一段时间后，返回到的正上方处，此时相对于水平地面的速度减为零，始终在上不脱离．与传送带间的动摩擦因数为与左侧间的因数为与地面间摩擦因数为，重力加速度取，求：
（1）的大小；
（2）当滑到传送带端时，与点间的水平距离；
（3）光滑部分的长度（可用分数表示）．
物理参考答案
1．【答案】B
【解析】由题意可得要研究其轨迹形成原因时，不可以把足球看作质点，A项错误；根据曲线运动的特点，足球某时刻的速度方向沿切线方向，速度方向时刻变化，一定做变速运动，一定存在加速度，根据牛顿第二定律，合力一定不为零，且合力指向轨迹的凹侧，B项正确，C、D项错误．
2．【答案】D
【解析】底部反推发动机点火喷气，其目的是要受到喷出气体的向上反作用力，使返回舱减速，根据牛顿第三定律，反推发动机要向下喷气，A项错误；返回舱减速阶段加速度方向向上，处于超重状态，B项错误；根据牛顿第三定律，伞绳对返回舱的拉力等于返回舱对伞绳的拉力，C项错误；根据牛顿第二定律，有，D项正确．
3．【答案】C
【解析】题图甲中小车间距相等，小车做匀速运动，A项错误；题图乙中小车间距增大，履带做加速运动，但不一定是匀加速运动，B项错误；结合题图甲和题图乙可知，小车在图丙中做曲线运动，C项正确；由于履带不一定做匀加速运动，可知图丙中小车不一定做匀加速运动，D项错误．
4．【答案】B
【解析】设质量为的物体在马里海沟底部，有，而，质量为的物体在空间站上，有，上面各式联立解得，B项正确．
5．【答案】D
【解析】对进行受力分析，根据平衡条件可知轻杆对的弹力表现为推力，A项错误；由于滑块与轻杆间连有铰链，轻杆的弹力方向沿杆的方向，与垂直，B项错误；受三个力平衡，设杆的弹力大小为F，根据平衡条件有，解得，C项错误；对进行受力分析，根据平衡条件可知受到的静摩擦力大小，D项正确．
6．【答案】A
【解析】根据开普勒第三定律有，A项正确；根据开普勒第二定律有，即，解得，B项错误；根据，可得，C项错误；在点，飞船要加速变轨，有，D项错误．
7．【答案】C
【解析】赛车在圆弧上运动的最大速度设为，根据向心力公式有，解得，赛车在圆弧上运动的最大速度设为，根据向心力公式有，解得，由于，在安全条件下，赛车在段只能以运动．赛车从点开始以最大加速度加速到，匀速运动一段时间后减速运动，到点时速度为，进入圆弧后以的速度做匀速圆周运动，此过程所需时间最短．赛车从点开始以最大加速度加速到，时间，位移，减速的时间，位移，在段匀速的时间为，在圆弧上运动的时间为，从点到点所需最短时间为，C项正确．
8．【答案】BC
【解析】本题属于关联速度问题，应该是把的速度分解为沿绳和垂直于绳方向，沿绳方向的分速度和速度大小相等，所以在段运动的过程中增大，可得减小，A项错误，B项正确；根据平衡条件，有，可得增大，C项正确；当拉动的两绳夹角为时，，由解得，D项错误．
9．【答案】AD
【解析】由题意可知，两车刹车的位移大小相等，根据匀变速直线运动的速度与位移的关系，得，解得两刹车的加速度大小之比为，C项错误；根据，得，解得两车刹车的时间之比为，D项正确；由于车运动的时间短，又是同时刹车，故车始终在车前面，A项正确，B项错误．
10．【答案】ABD
【解析】转盘静止时，根据平衡条件可得受到的摩擦力与弹簧弹力平衡，摩擦力大小为，方向沿连线指向，A项正确；转盘转动时，当，对于滑块，沿半径方向有，沿切线方向上有，摩擦力，B项正确；当时，将在水平面内受到的两个为分解在沿半径方向和切线方向上，沿半径方向有，沿切线方向上有，解得，摩擦力，同理将在水平面内受到的两个力分解在沿半径方向和切线方向上，沿半径方向有，沿切线方向上有，摩擦力，说明此时摩擦力达到最大值，即，解得，D项正确．
11．【答案】（1）3.0（2分） （2）12（2分） （3）不经过（2分） 时刻，汽车有初速度（2分）
【解析】（1）根据逐差法可得，加速度大小．
（2）当时，汽车的瞬时速度大小等于时的平均速度大小，即．
（3）根据匀变速直线运动速度一时间关系有，解得，即时刻，汽车有初速度，速度一时间图像不经过坐标原点．
12．【答案】（2）（2分） （3）（2分） （2分） （4）（2分） （2分）
【解析】（2）把光电门安装在合适的位置，逐渐向沙桶里加沙，直到滑块运动起来，若在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间相等，说明滑块匀速运动，读出此时拉力传感器的示数为，根据平衡条件有，解得滑块与长木板间动摩擦因数．
（3）再向沙桶加入一定量的沙，由静止释放滑块使其加速运动，读出拉力传感器的示数为，同时在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间，以及遮光条从到的时间，可得滑块经过两光电门时的速度大小为和，滑块运动的加速度，若要验证加速度与合力、质量的关系，根据牛顿第二定律，有，解得，故只需验证等式是否成立即可．
（4）保持沙桶及沙的总质量不变，光电门位置不动，移动光电门的位置，每次把滑块从同一位置由静止释放，使其加速运动，在数字计时器上读出滑块上遮光条通过光电门的时间，用刻度尺测出间的距离，由运动学公式有，变形得（其中为定值），故以为横轴，为纵轴，建立直角坐标系，作出图像才为一倾斜直线，若图像的斜率为，有，解得滑块的加速度大小．
13．解：（1）工人下落距离的过程做自由落体运动，加速度为重力加速度
根据自由落体的规律有（2分）
解得（1分）
（2）工人下落距离时加速度为零，有（2分）
解得（1分）
（3）由题意可得，工人位移为时速度最大，在安全绳拉伸过程中由牛顿第二定律有，其中（2分）
可得加速度随位移成线性关系，设工人下落位移为时速度为零，如图，图中两倾斜直线的斜率绝对值相等，斜率（1分）
由图像的物理意义有（2分）
联立解得（1分）
工人下落的最大距离为
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分．
14．解：（1）炸弹在间做平抛运动，根据平抛运动的规律有
竖直方向上（1分）
水平方向上（1分）
间的距离（1分）
联立解得（1分）
（2）炸弹进入横风区后，竖直方向仍以重力加速度加速下落，水平方向做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有（1分）
落地时水平速度为零有（1分）
联立解得（1分）
炸弹在空中运动的时间（1分）
（3）炸弹进入横风区，由力的平行四边形定则可得，合力与竖直方向的夹角满足，即（1分）
在点速度最小，此时速度与合力应该垂直，即速度与水平方向的夹角为，由速度的平行四边形定则可得（1分）
而
（1分）
联立解得
（1分）
此时炸弹的速度大小为（1分）
方向与水平面的夹角（1分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分．
15．解：（1）与在传送带上相对运动时，根据牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
在时间内，先做减速运动，速度由减到，运动时间（1分）
表明还要以的速度匀速运动
再经过加速后，有（1分）
（2）由（1）知在时间内减速的位移为（1分）
点在内的位移
在时间内的位移（1分）
点在内的位移
当滑到传送带端时，与点间的水平距离（1分）
（3）与上右侧挡板碰撞后，对于向左速度由减为零的过程
根据牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
运动的位移为，根据运动学公式有（1分）
解得（1分）
对于向右速度由减速的过程，根据牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
根据运动学公式有（1分）
解得（1分）
光滑部分的长度（1分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分．
0
1
2
3
4
5
6
0
4.50
12.1
22.6
36.1
52.6
72.2
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