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所属成套资源：2024厦门双十中学高三上学期10月月考及答案(九科)
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2024厦门双十中学高三上学期10月月考物理试题含答案
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这是一份2024厦门双十中学高三上学期10月月考物理试题含答案，共26页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。
1. 关于下列对配图的说法中正确的是（ ）
A. 图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒
B. 图2中火车在匀速转弯时所受合外力零
C. 图3中握力器在手的压力下弹性势能增加了
D. 图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒
2. 如图所示，、两物体的质量比，它们原来静止在足够长的平板车上，、间有一根被压缩了的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，且已知、组成的系统动量守恒。则有（ ）
A. 、与的动摩擦因数相等
B. 某一时刻、速率之比为3：4
C. 最终稳定时小车向右运动
D. 、、系统动量不守恒
3. 新能源汽车具有广阔的发展前景，主要优点是低能耗、轻污染。某新能源汽车生产厂家为了测试一款新能源汽车的性能，司机驾驶该汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶，达到发动机额定功率后保持功率不变，最终匀速行驶。假设汽车所受的阻力不变，则汽车的速度v、加速度a、牵引力F、发动机的功率P随时间t的变化规律正确的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出。经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹。若M点在P点正下方，M点与N点位于同一水平线上，不计空气阻力，可将黄豆看成质点，则下列说法正确的是（ ）
A. 两黄豆相遇时乙的速度与水平方向的夹角的正切值为甲的
B. 甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度不相等
C. 两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍
D. 乙黄豆相对于M点上升最大高度为PM长度的
二、双项选择题：共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。
5. 如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A与圆心O等高，B位于O的正下方，它们由静止释放，最终在水平面上运动，下列说法正确的是（ ）
A. 下滑过程中A的机械能守恒
B. 最终小球A和B在水平面上运动的速度大小为
C. 下滑过程中重力对A做功的功率一直增加
D. 整个过程中轻杆对B做的功为mgR
6. 如图所示，水平面上固定一质量为的框架，框架内部为竖直平面内半径为的光滑圆形轨道，质量都为的两小球A和B，某时刻恰好位于轨道的最高点和最低点，速度分别为，，则两小球在运动过程中（ ）
A. 可能会在某一位置中发生碰撞B. 两小球距离最近时总动能最小
C. 对地面的压力最大值大于D. 当A位于最低点时，B一定位于最高点
7. 如图所示，某航天器围绕一颗半径为R的行星做匀速圆周运动，其环绕周期为T，经过轨道上A点时发出了一束激光，与行星表面相切于B点，若测得激光束AB与轨道半径AO夹角为θ，引力常量为G，不考虑行星的自转，下列说法正确的是（ ）
A. 行星的质量为
B. 行星的平均密度为
C. 行星表面的重力加速度为
D. 行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度为
8. 如图甲所示，传送带是物料搬运系统机械化和自动化传送用具。如图乙所示，传送带与水平面间夹角，逆时针匀速转动。某次将静止的物体从高处传送至低处的过程中，以水平地面为重力势能的零势能面，物体的机械能和传送距离的关系如图丙所示。已知物体的质量为，可视为质点，重小加速度为，下列说法中正确的是（ ）
A. 传送带的运行速度为
B. 物体与传送带之间的滑动摩擦因数为0.25
C. 在内与内，传送带对物体做的功大小相等
D. 在内与内，物体与传送带之间产生的热量相等
三、填空题：共3小题，每小题3分，共9分。答案需填涂在答题卡中。
9. 如图，物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑，物体B在水平面上用细绳跨过定滑轮与A相连，当绳与水平面成θ时，物体B的速率为___________，B做___________（填“加速”、“减速”或“匀速”）运动。
10. 图示为控制中心大屏幕上显示的“神舟”十四号飞船在轨运行图，屏幕上的曲线表示它一段时间内先后两次在同一轨道绕地球做匀速圆周运动的“轨迹”。则飞船运动轨道面与赤道面______（选填“重合”或“不重合”）；已知飞船运行周期为1.5h，在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为______。
11. 偏心振动轮广泛应用于生产中的各个领域，如图甲为内振式振动压路机。压路机内部偏心振动轮简化为图乙所示，轮上有一质量为m的偏心块，压路机的其余部分总质量为M。若偏心轮绕转轴О在竖直平面内做匀速圆周运动，已知偏心块角速度为，重心距О点距离为r，重力加速度为g。则当偏心块运动到图乙中____（选填“最高”或“最低”）位置时，压路机对路面压力最大，其最大值为_________。
四、实验题：共2小题，共12分，答案需填涂在答题卡中。
12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒时，
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是________
A. B. C. D.
（2）关于接通电源和放手让重物运动的先后顺序，下列说法正确的是________
A.接通电源和放手应同时 B.先接通电源后放手
C.先放手后接通电源 D.以上说法都不对
（3）实验中，按照正确的操作得到如下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点（纸带上第一个点）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量________，动能变化量________；
（4）重力势能变化量绝对值小于动能变化量，可能的原因是________
A.纸带受到阻力较大 B.先接通电源后放手
C.先放手后接通电源 D.阻力与重力之比很小
13. 一同学用如图甲所示的装置探究向心力与角速度的关系。将力传感器固定在铁架台上，将细线一端固定在力传感器上，另一端固定一个直径为的金属小球，该同学测出小球重心到悬点的距离为，然后拉起小球，使细线伸直与竖直方向成一角度，静止释放小球，让小球在竖直平面内做圆周运动，当小球摆到最低点时，小球中心恰好经过光电门，该同学在一次实验中测得小球通过光电门的时间为。
（1）小球通过光电门时的角速度为_________。
（2）多次拉起小球，每次拉起小球时细线与竖直方向的夹角不同，每次都记录小球通过光电门的时间，做出悬线拉力与的关系图像如图乙所示，已知图像的斜率为，截距为，则小球的质量为_________，当地的重力加速度为_________。（用题中给出的字母表示）
五、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14. 最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，假设宇航员乘坐探测器登上了火星，请你帮助宇航员完成下面科学探究：
（1）如果只有一把米尺和秒表，如何测定火星表面重力加速度g大小？请简要写出探究步骤以及需要测量的物理量，并用所测物理量的字母表示火星表面重力加速度g大小；
（2）通过天文观察发现，火星的其中一个卫星绕火星的周期为T，请你估算该卫星离火星表面高度h的大小，已知火星半径为R。（用第一问测出的g的表达式、T、R表示）
15. 如图所示，足够大水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量为m的光滑小球A和质量为2m的光滑小球B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度增大到某个值时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g求：
（1）两小球均静止时，求弹簧的长度；
（2）当小球B刚要离开台面时，求小球A对弹簧的压力；
（3）求小球B刚要离开台面时的角速度ω0。
16. 竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v-t图像如图（b）所示，图中的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求物块B的质量；
（2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功；
（3）已知两物块与轨道间动摩擦因数均相等，在物块B停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。2024届高三第二次月考-物理试卷
（满分：100分，考试时间：75分钟）
一、单项选择题：共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。
1. 关于下列对配图的说法中正确的是（ ）
A. 图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒
B. 图2中火车在匀速转弯时所受合外力为零
C. 图3中握力器在手的压力下弹性势能增加了
D. 图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．图1中“蛟龙号”被吊车匀速吊下水的过程中，钢绳对它做负功，所以机械能不守恒，故A错误；
B．图2中火车在匀速转弯时做匀速圆周运动，所受的合外力指向圆心且不为零，故B错误；
C．图3中握力器在手的压力下形变增大，所以弹性势能增大，故C正确；
D．图4中撑杆跳高运动员在上升过程中撑杆的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能不守恒，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，、两物体的质量比，它们原来静止在足够长的平板车上，、间有一根被压缩了的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，且已知、组成的系统动量守恒。则有（ ）
A. 、与的动摩擦因数相等
B. 某一时刻、速率之比为3：4
C. 最终稳定时小车向右运动
D. 、、系统动量不守恒
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB．A、B组成的系统动量守恒，则AB两物体所受的摩擦力应该大小相等方向相反，系统所受合外力才为0，因为AB质量不相等所以动摩擦因数不相等，A错误；
B．由题知，任意时刻A、B组成的系统动量守恒，且初状态的总动量为零，根据动量守恒有
解得
B正确；
CD．由题可知，ABC三物体所组成的系统动所受合外力为0，动量守恒。最终稳定时，三个物体应该都处于静止状态，CD错误。
故选B。
3. 新能源汽车具有广阔的发展前景，主要优点是低能耗、轻污染。某新能源汽车生产厂家为了测试一款新能源汽车的性能，司机驾驶该汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶，达到发动机额定功率后保持功率不变，最终匀速行驶。假设汽车所受的阻力不变，则汽车的速度v、加速度a、牵引力F、发动机的功率P随时间t的变化规律正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意可知汽车以恒定的加速度启动，则汽车先做匀加速直线运动，A错误；
BC．汽车的牵引力恒定不变，当汽车的功率等于额定功率时汽车的匀加速直线运动结束，此后汽车保持恒定的功率不变，由可知汽车的速度增大，汽车所受的牵引力减小，由牛顿第二定律有
故汽车的加速度逐渐减小，当汽车的加速度减为零，即牵引力等于阻力时，汽车的速度大小最大，此后汽车开始匀速直线运动，B错误，C正确；
D．汽车做匀加速直线运动时
，，
整理得
则该阶段P关于t的图像为一条过原点的倾斜直线，汽车的功率达到额定功率时，汽车的功率恒定不变，D错误；
故选C。
4. 如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出。经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹。若M点在P点正下方，M点与N点位于同一水平线上，不计空气阻力，可将黄豆看成质点，则下列说法正确的是（ ）
A. 两黄豆相遇时乙的速度与水平方向的夹角的正切值为甲的
B. 甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度不相等
C. 两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍
D. 乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度的
【答案】A
【解析】
【详解】AD．设 PM = y，MN = x ，设运动时间为 t ，对甲有
根据速度的反向延长线过水平位移的中点
对乙有，根据斜抛的对称性可知竖直距离为
根据速度的反向延长线过水平位移的中点，则有
因此
故A正确，D错误；
B．甲乙二者水平方向上做匀速直线运动，位移和时间均相同，则速度相等，因此甲黄豆在 P 点的速度与乙黄豆在最高点的速度相等，故 B 错误；
C．甲乙黄豆相遇时
即
解得
甲黄豆的合速度为
乙黄豆的合速度为
可知两黄豆相遇时甲的速度大小不为乙的两倍，故 C 错误。
故选A。
二、双项选择题：共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。
5. 如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A与圆心O等高，B位于O的正下方，它们由静止释放，最终在水平面上运动，下列说法正确的是（ ）
A. 下滑过程中A的机械能守恒
B. 最终小球A和B在水平面上运动的速度大小为
C. 下滑过程中重力对A做功的功率一直增加
D. 整个过程中轻杆对B做的功为mgR
【答案】BD
【解析】
【详解】B．A、B小球组成的系统，在运动过程中，机械能守恒，设A到达轨道最低点时，A、B速度相等。令速度为v，根据机械能守恒定律有
解得
B正确；
A．下滑过程中，A的重力势能减小
ΔEp=mgR
动能增加量
结合上述可知，下滑过程中A的机械能减小，即下滑过程中A的机械能减小，A错误；
C．因为A的初位置速度为零，则重力的功率为0，最低点速度方向与A重力的方向垂直，重力的功率也为零，可知下滑过程重力对A的功率先增大后减小，C错误；
D．整个过程中对B，根据动能定理有
D正确。
故选BD。
6. 如图所示，水平面上固定一质量为的框架，框架内部为竖直平面内半径为的光滑圆形轨道，质量都为的两小球A和B，某时刻恰好位于轨道的最高点和最低点，速度分别为，，则两小球在运动过程中（ ）
A. 可能会在某一位置中发生碰撞B. 两小球距离最近时总动能最小
C. 对地面的压力最大值大于D. 当A位于最低点时，B一定位于最高点
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据机械能守恒，对恰好位于轨道最高点小球进行分析，当其运动至轨道最低点时，有
解得
可知两小球做的是相同的圆周运动，其周期相同，不可能会在某一位置中发生碰撞，故A错误；
B．对两小球的运动过程，由动能定理可得
总动能为
可知总动能与两球的竖直高度差有关，当两球的竖直高度差最小时，即两球距离最小时，具有最小值，故B正确；
D．根据对称性可知，小球从最低点到最高点的时间等于从最高点到最低点的时间，时间为小球做圆周运动周期的一半，起始时两球运动时间差半个周期，故当A位于最低点时，B一定位于最高点，故D正确；
C．根据受力分析可知，当小球位于最低点时，受到的支持力最大，小球位于最高点时，受到的压力最小，可知当对地面的压力最大值时，一个小球在最低点，一个小球在最高点，对最低点的小球受力分析可得
对最高点的小球受力分析可得
地面对的支持力最大值为
根据牛顿第三定律可知对地面的压力最大值等于，故C错误。
故选BD。
7. 如图所示，某航天器围绕一颗半径为R的行星做匀速圆周运动，其环绕周期为T，经过轨道上A点时发出了一束激光，与行星表面相切于B点，若测得激光束AB与轨道半径AO夹角为θ，引力常量为G，不考虑行星的自转，下列说法正确的是（ ）
A. 行星的质量为
B. 行星的平均密度为
C. 行星表面的重力加速度为
D. 行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．航天器匀速圆周运动的周期为T，那么可以得到匀速圆周运动的线速度为
再根据万有引力提供向心力
解得
故A正确；
B．球体积为
所以平均密度为
故B正确；
C．行星表面，根据重力等于万有引力可知
解得
故C正确；
D．根据已知条件无法求出行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度，故D错误。
故选ABC。
8. 如图甲所示，传送带是物料搬运系统机械化和自动化传送用具。如图乙所示，传送带与水平面间的夹角，逆时针匀速转动。某次将静止的物体从高处传送至低处的过程中，以水平地面为重力势能的零势能面，物体的机械能和传送距离的关系如图丙所示。已知物体的质量为，可视为质点，重小加速度为，下列说法中正确的是（ ）
A. 传送带的运行速度为
B. 物体与传送带之间的滑动摩擦因数为0.25
C. 在内与内，传送带对物体做的功大小相等
D. 在内与内，物体与传送带之间产生的热量相等
【答案】AC
【解析】
【详解】B．传送距离时，物体速度小于传送带速度，受到摩擦力沿传送带向下，摩擦力做正功，物体的机械能增加，可得
物体与传送带之间的滑动摩擦因数为
故B错误；
A．传送距离时，物块的加速度为
传送带的运行速度为
故A正确；
C．在内与内，物块受到滑动摩擦力大小相等，方向相反，物体的位移相同，可知传送带对物体做的功大小相等，故C正确；
D．在内，传送带的位移
物块的位移为
物块与传送带相对位移为
物体与传送带之间产生的热量
在内，物体与传送带之间产生的热量
物块与传送带相对位移为
可得在内与内，物体与传送带之间产生的热量不相等，故D错误。
故选AC
三、填空题：共3小题，每小题3分，共9分。答案需填涂在答题卡中。
9. 如图，物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑，物体B在水平面上用细绳跨过定滑轮与A相连，当绳与水平面成θ时，物体B速率为___________，B做___________（填“加速”、“减速”或“匀速”）运动。
【答案】 ①. vsinθ ②. 加速
【解析】
【详解】[1] 将A下降的速度分解为沿绳的速度和垂直于绳的速度，如图所示
B物体运动的速率为
[2]由于A做匀速直线运动，即v不变，随着A下降θ增大，所以B的速率增大，即B做加速运动。
10. 图示为控制中心大屏幕上显示的“神舟”十四号飞船在轨运行图，屏幕上的曲线表示它一段时间内先后两次在同一轨道绕地球做匀速圆周运动的“轨迹”。则飞船运动轨道面与赤道面______（选填“重合”或“不重合”）；已知飞船运行周期为1.5h，在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为______。
【答案】 ①. 不重合 ②.
【解析】
【详解】[1][2]飞船运动轨道面与赤道面不重合；在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为
11. 偏心振动轮广泛应用于生产中的各个领域，如图甲为内振式振动压路机。压路机内部偏心振动轮简化为图乙所示，轮上有一质量为m的偏心块，压路机的其余部分总质量为M。若偏心轮绕转轴О在竖直平面内做匀速圆周运动，已知偏心块角速度为，重心距О点距离为r，重力加速度为g。则当偏心块运动到图乙中____（选填“最高”或“最低”）位置时，压路机对路面压力最大，其最大值为_________。
【答案】 ①. 最低 ②.
【解析】
【详解】[1][2]当偏心块运动到图乙中最低位置时
最高位置时
可知当偏心块运动到图乙中最低位置时，压路机对路面压力最大，其最大值
四、实验题：共2小题，共12分，答案需填涂在答题卡中。
12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒时，
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是________
A. B. C. D.
（2）关于接通电源和放手让重物运动的先后顺序，下列说法正确的是________
A.接通电源和放手应同时 B.先接通电源后放手
C.先放手后接通电源 D.以上说法都不对
（3）实验中，按照正确的操作得到如下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点（纸带上第一个点）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量________，动能变化量________；
（4）重力势能变化量绝对值小于动能变化量，可能的原因是________
A.纸带受到阻力较大 B.先接通电源后放手
C.先放手后接通电源 D.阻力与重力之比很小
【答案】 ① A ②. B ③. ④. ⑤. C
【解析】
【详解】（1）[1]重物应靠近打点计时器，为减小阻力，使纸带在竖直方向上，可知A图符合要求。
故选A。
（2）[2]为了充分利用纸带，先接通电源后放手，释放纸带。
故选B。
（3）[3]从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量
[4]打点的速度为
动能变化量
（4）[5]正常情况下实验中，由于系统误差，各种阻力导致机械能有损失，那么重力势能的减小量总略大于动能的增加量，而此验恰相反，则是操作错误引起的，可能是物体具有初速度，即先放手后接通电源。
故选C。
13. 一同学用如图甲所示的装置探究向心力与角速度的关系。将力传感器固定在铁架台上，将细线一端固定在力传感器上，另一端固定一个直径为的金属小球，该同学测出小球重心到悬点的距离为，然后拉起小球，使细线伸直与竖直方向成一角度，静止释放小球，让小球在竖直平面内做圆周运动，当小球摆到最低点时，小球中心恰好经过光电门，该同学在一次实验中测得小球通过光电门的时间为。
（1）小球通过光电门时的角速度为_________。
（2）多次拉起小球，每次拉起小球时细线与竖直方向的夹角不同，每次都记录小球通过光电门的时间，做出悬线拉力与的关系图像如图乙所示，已知图像的斜率为，截距为，则小球的质量为_________，当地的重力加速度为_________。（用题中给出的字母表示）
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]小球通过最低点时的线速度
由
可得角速度
。
（2）[2] [3]对小球受力分析可得
把代入，可得
可得
解得
五、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14. 最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，假设宇航员乘坐探测器登上了火星，请你帮助宇航员完成下面科学探究：
（1）如果只有一把米尺和秒表，如何测定火星表面重力加速度g大小？请简要写出探究步骤以及需要测量的物理量，并用所测物理量的字母表示火星表面重力加速度g大小；
（2）通过天文观察发现，火星的其中一个卫星绕火星的周期为T，请你估算该卫星离火星表面高度h的大小，已知火星半径为R。（用第一问测出的g的表达式、T、R表示）
【答案】（1）见解析，；（2）－R
【解析】
【详解】（1）捡一块小石子让自由下落，用米尺测量小石子下落高度H，同时用秒表记录下落时间t，由
得
（2）设火星质量M，卫星质量m，卫星离地面高度h，假设卫星绕火星做匀速圆周运动，火星对卫星的万有引力充当卫星做圆周运动的向心力
设火星表面一个物体的质量为m’，根据物体与火星之间万有引力近视等于重力
联立可得
h=－R
15. 如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量为m的光滑小球A和质量为2m的光滑小球B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度增大到某个值时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g求：
（1）两小球均静止时，求弹簧的长度；
（2）当小球B刚要离开台面时，求小球A对弹簧的压力；
（3）求小球B刚要离开台面时的角速度ω0。
【答案】（1）；（2）3mg；（3）
【解析】
【详解】（1）A、B均静止时，杆的弹力为零，对A
kx0=mg
x0=L-l
解得
（2）B刚离开台面时，台面支持力为零，此时杆与竖直方向夹角为θ，对B
Tcsθ=2mg
对A
Tcsθ+mg=F
由牛顿第三定律
F′=F
解得
F′=3mg
（3）B球杆拉力的水平分力提供向心力
Tsinθ=2mR
半径
R=Lsinθ
此时弹力
kx=3mg
解得
16. 竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v-t图像如图（b）所示，图中的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求物块B的质量；
（2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功；
（3）已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块B停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。
【答案】（1）3m ；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物块A和物块B发生碰撞后一瞬间的速度分别为、，弹性碰撞瞬间，动量守恒，机械能守恒，即
联立方程解得
，
根据v-t图像可知
解得
（2）设斜面的倾角为，根据牛顿第二定律，当物块A沿斜面下滑时
由v-t图像知
当物体A沿斜面上滑时
由v-t图像知
解得
又因下滑位移
则碰后A反弹，沿斜面上滑的最大位移为
其中为P点离水平面得高度，即
解得
故在图（b）描述的整个过程中，物块A克服摩擦力做的总功为
（3）设物块B在水平面上最远的滑行距离为S，设原来的摩擦因为为，则以A和B组成的系统，根据能量守恒定律有
设改变后的摩擦因数为，然后将A从P点释放，A恰好能与B再次碰上，即A恰好滑到物块B位置时，速度减为零，以A为研究对象，根据能量守恒定律得
又据（2）的结论可知
得
联立解得，改变前与改变后的摩擦因素之比为
一、单项选择题：共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。
1. 关于下列对配图的说法中正确的是（ ）
A. 图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒
B. 图2中火车在匀速转弯时所受合外力零
C. 图3中握力器在手的压力下弹性势能增加了
D. 图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒
2. 如图所示，、两物体的质量比，它们原来静止在足够长的平板车上，、间有一根被压缩了的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，且已知、组成的系统动量守恒。则有（ ）
A. 、与的动摩擦因数相等
B. 某一时刻、速率之比为3：4
C. 最终稳定时小车向右运动
D. 、、系统动量不守恒
3. 新能源汽车具有广阔的发展前景，主要优点是低能耗、轻污染。某新能源汽车生产厂家为了测试一款新能源汽车的性能，司机驾驶该汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶，达到发动机额定功率后保持功率不变，最终匀速行驶。假设汽车所受的阻力不变，则汽车的速度v、加速度a、牵引力F、发动机的功率P随时间t的变化规律正确的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出。经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹。若M点在P点正下方，M点与N点位于同一水平线上，不计空气阻力，可将黄豆看成质点，则下列说法正确的是（ ）
A. 两黄豆相遇时乙的速度与水平方向的夹角的正切值为甲的
B. 甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度不相等
C. 两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍
D. 乙黄豆相对于M点上升最大高度为PM长度的
二、双项选择题：共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。
5. 如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A与圆心O等高，B位于O的正下方，它们由静止释放，最终在水平面上运动，下列说法正确的是（ ）
A. 下滑过程中A的机械能守恒
B. 最终小球A和B在水平面上运动的速度大小为
C. 下滑过程中重力对A做功的功率一直增加
D. 整个过程中轻杆对B做的功为mgR
6. 如图所示，水平面上固定一质量为的框架，框架内部为竖直平面内半径为的光滑圆形轨道，质量都为的两小球A和B，某时刻恰好位于轨道的最高点和最低点，速度分别为，，则两小球在运动过程中（ ）
A. 可能会在某一位置中发生碰撞B. 两小球距离最近时总动能最小
C. 对地面的压力最大值大于D. 当A位于最低点时，B一定位于最高点
7. 如图所示，某航天器围绕一颗半径为R的行星做匀速圆周运动，其环绕周期为T，经过轨道上A点时发出了一束激光，与行星表面相切于B点，若测得激光束AB与轨道半径AO夹角为θ，引力常量为G，不考虑行星的自转，下列说法正确的是（ ）
A. 行星的质量为
B. 行星的平均密度为
C. 行星表面的重力加速度为
D. 行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度为
8. 如图甲所示，传送带是物料搬运系统机械化和自动化传送用具。如图乙所示，传送带与水平面间夹角，逆时针匀速转动。某次将静止的物体从高处传送至低处的过程中，以水平地面为重力势能的零势能面，物体的机械能和传送距离的关系如图丙所示。已知物体的质量为，可视为质点，重小加速度为，下列说法中正确的是（ ）
A. 传送带的运行速度为
B. 物体与传送带之间的滑动摩擦因数为0.25
C. 在内与内，传送带对物体做的功大小相等
D. 在内与内，物体与传送带之间产生的热量相等
三、填空题：共3小题，每小题3分，共9分。答案需填涂在答题卡中。
9. 如图，物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑，物体B在水平面上用细绳跨过定滑轮与A相连，当绳与水平面成θ时，物体B的速率为___________，B做___________（填“加速”、“减速”或“匀速”）运动。
10. 图示为控制中心大屏幕上显示的“神舟”十四号飞船在轨运行图，屏幕上的曲线表示它一段时间内先后两次在同一轨道绕地球做匀速圆周运动的“轨迹”。则飞船运动轨道面与赤道面______（选填“重合”或“不重合”）；已知飞船运行周期为1.5h，在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为______。
11. 偏心振动轮广泛应用于生产中的各个领域，如图甲为内振式振动压路机。压路机内部偏心振动轮简化为图乙所示，轮上有一质量为m的偏心块，压路机的其余部分总质量为M。若偏心轮绕转轴О在竖直平面内做匀速圆周运动，已知偏心块角速度为，重心距О点距离为r，重力加速度为g。则当偏心块运动到图乙中____（选填“最高”或“最低”）位置时，压路机对路面压力最大，其最大值为_________。
四、实验题：共2小题，共12分，答案需填涂在答题卡中。
12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒时，
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是________
A. B. C. D.
（2）关于接通电源和放手让重物运动的先后顺序，下列说法正确的是________
A.接通电源和放手应同时 B.先接通电源后放手
C.先放手后接通电源 D.以上说法都不对
（3）实验中，按照正确的操作得到如下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点（纸带上第一个点）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量________，动能变化量________；
（4）重力势能变化量绝对值小于动能变化量，可能的原因是________
A.纸带受到阻力较大 B.先接通电源后放手
C.先放手后接通电源 D.阻力与重力之比很小
13. 一同学用如图甲所示的装置探究向心力与角速度的关系。将力传感器固定在铁架台上，将细线一端固定在力传感器上，另一端固定一个直径为的金属小球，该同学测出小球重心到悬点的距离为，然后拉起小球，使细线伸直与竖直方向成一角度，静止释放小球，让小球在竖直平面内做圆周运动，当小球摆到最低点时，小球中心恰好经过光电门，该同学在一次实验中测得小球通过光电门的时间为。
（1）小球通过光电门时的角速度为_________。
（2）多次拉起小球，每次拉起小球时细线与竖直方向的夹角不同，每次都记录小球通过光电门的时间，做出悬线拉力与的关系图像如图乙所示，已知图像的斜率为，截距为，则小球的质量为_________，当地的重力加速度为_________。（用题中给出的字母表示）
五、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14. 最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，假设宇航员乘坐探测器登上了火星，请你帮助宇航员完成下面科学探究：
（1）如果只有一把米尺和秒表，如何测定火星表面重力加速度g大小？请简要写出探究步骤以及需要测量的物理量，并用所测物理量的字母表示火星表面重力加速度g大小；
（2）通过天文观察发现，火星的其中一个卫星绕火星的周期为T，请你估算该卫星离火星表面高度h的大小，已知火星半径为R。（用第一问测出的g的表达式、T、R表示）
15. 如图所示，足够大水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量为m的光滑小球A和质量为2m的光滑小球B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度增大到某个值时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g求：
（1）两小球均静止时，求弹簧的长度；
（2）当小球B刚要离开台面时，求小球A对弹簧的压力；
（3）求小球B刚要离开台面时的角速度ω0。
16. 竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v-t图像如图（b）所示，图中的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求物块B的质量；
（2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功；
（3）已知两物块与轨道间动摩擦因数均相等，在物块B停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。2024届高三第二次月考-物理试卷
（满分：100分，考试时间：75分钟）
一、单项选择题：共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。
1. 关于下列对配图的说法中正确的是（ ）
A. 图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒
B. 图2中火车在匀速转弯时所受合外力为零
C. 图3中握力器在手的压力下弹性势能增加了
D. 图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．图1中“蛟龙号”被吊车匀速吊下水的过程中，钢绳对它做负功，所以机械能不守恒，故A错误；
B．图2中火车在匀速转弯时做匀速圆周运动，所受的合外力指向圆心且不为零，故B错误；
C．图3中握力器在手的压力下形变增大，所以弹性势能增大，故C正确；
D．图4中撑杆跳高运动员在上升过程中撑杆的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能不守恒，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，、两物体的质量比，它们原来静止在足够长的平板车上，、间有一根被压缩了的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，且已知、组成的系统动量守恒。则有（ ）
A. 、与的动摩擦因数相等
B. 某一时刻、速率之比为3：4
C. 最终稳定时小车向右运动
D. 、、系统动量不守恒
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB．A、B组成的系统动量守恒，则AB两物体所受的摩擦力应该大小相等方向相反，系统所受合外力才为0，因为AB质量不相等所以动摩擦因数不相等，A错误；
B．由题知，任意时刻A、B组成的系统动量守恒，且初状态的总动量为零，根据动量守恒有
解得
B正确；
CD．由题可知，ABC三物体所组成的系统动所受合外力为0，动量守恒。最终稳定时，三个物体应该都处于静止状态，CD错误。
故选B。
3. 新能源汽车具有广阔的发展前景，主要优点是低能耗、轻污染。某新能源汽车生产厂家为了测试一款新能源汽车的性能，司机驾驶该汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶，达到发动机额定功率后保持功率不变，最终匀速行驶。假设汽车所受的阻力不变，则汽车的速度v、加速度a、牵引力F、发动机的功率P随时间t的变化规律正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意可知汽车以恒定的加速度启动，则汽车先做匀加速直线运动，A错误；
BC．汽车的牵引力恒定不变，当汽车的功率等于额定功率时汽车的匀加速直线运动结束，此后汽车保持恒定的功率不变，由可知汽车的速度增大，汽车所受的牵引力减小，由牛顿第二定律有
故汽车的加速度逐渐减小，当汽车的加速度减为零，即牵引力等于阻力时，汽车的速度大小最大，此后汽车开始匀速直线运动，B错误，C正确；
D．汽车做匀加速直线运动时
，，
整理得
则该阶段P关于t的图像为一条过原点的倾斜直线，汽车的功率达到额定功率时，汽车的功率恒定不变，D错误；
故选C。
4. 如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出。经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹。若M点在P点正下方，M点与N点位于同一水平线上，不计空气阻力，可将黄豆看成质点，则下列说法正确的是（ ）
A. 两黄豆相遇时乙的速度与水平方向的夹角的正切值为甲的
B. 甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度不相等
C. 两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍
D. 乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度的
【答案】A
【解析】
【详解】AD．设 PM = y，MN = x ，设运动时间为 t ，对甲有
根据速度的反向延长线过水平位移的中点
对乙有，根据斜抛的对称性可知竖直距离为
根据速度的反向延长线过水平位移的中点，则有
因此
故A正确，D错误；
B．甲乙二者水平方向上做匀速直线运动，位移和时间均相同，则速度相等，因此甲黄豆在 P 点的速度与乙黄豆在最高点的速度相等，故 B 错误；
C．甲乙黄豆相遇时
即
解得
甲黄豆的合速度为
乙黄豆的合速度为
可知两黄豆相遇时甲的速度大小不为乙的两倍，故 C 错误。
故选A。
二、双项选择题：共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。
5. 如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A与圆心O等高，B位于O的正下方，它们由静止释放，最终在水平面上运动，下列说法正确的是（ ）
A. 下滑过程中A的机械能守恒
B. 最终小球A和B在水平面上运动的速度大小为
C. 下滑过程中重力对A做功的功率一直增加
D. 整个过程中轻杆对B做的功为mgR
【答案】BD
【解析】
【详解】B．A、B小球组成的系统，在运动过程中，机械能守恒，设A到达轨道最低点时，A、B速度相等。令速度为v，根据机械能守恒定律有
解得
B正确；
A．下滑过程中，A的重力势能减小
ΔEp=mgR
动能增加量
结合上述可知，下滑过程中A的机械能减小，即下滑过程中A的机械能减小，A错误；
C．因为A的初位置速度为零，则重力的功率为0，最低点速度方向与A重力的方向垂直，重力的功率也为零，可知下滑过程重力对A的功率先增大后减小，C错误；
D．整个过程中对B，根据动能定理有
D正确。
故选BD。
6. 如图所示，水平面上固定一质量为的框架，框架内部为竖直平面内半径为的光滑圆形轨道，质量都为的两小球A和B，某时刻恰好位于轨道的最高点和最低点，速度分别为，，则两小球在运动过程中（ ）
A. 可能会在某一位置中发生碰撞B. 两小球距离最近时总动能最小
C. 对地面的压力最大值大于D. 当A位于最低点时，B一定位于最高点
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据机械能守恒，对恰好位于轨道最高点小球进行分析，当其运动至轨道最低点时，有
解得
可知两小球做的是相同的圆周运动，其周期相同，不可能会在某一位置中发生碰撞，故A错误；
B．对两小球的运动过程，由动能定理可得
总动能为
可知总动能与两球的竖直高度差有关，当两球的竖直高度差最小时，即两球距离最小时，具有最小值，故B正确；
D．根据对称性可知，小球从最低点到最高点的时间等于从最高点到最低点的时间，时间为小球做圆周运动周期的一半，起始时两球运动时间差半个周期，故当A位于最低点时，B一定位于最高点，故D正确；
C．根据受力分析可知，当小球位于最低点时，受到的支持力最大，小球位于最高点时，受到的压力最小，可知当对地面的压力最大值时，一个小球在最低点，一个小球在最高点，对最低点的小球受力分析可得
对最高点的小球受力分析可得
地面对的支持力最大值为
根据牛顿第三定律可知对地面的压力最大值等于，故C错误。
故选BD。
7. 如图所示，某航天器围绕一颗半径为R的行星做匀速圆周运动，其环绕周期为T，经过轨道上A点时发出了一束激光，与行星表面相切于B点，若测得激光束AB与轨道半径AO夹角为θ，引力常量为G，不考虑行星的自转，下列说法正确的是（ ）
A. 行星的质量为
B. 行星的平均密度为
C. 行星表面的重力加速度为
D. 行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．航天器匀速圆周运动的周期为T，那么可以得到匀速圆周运动的线速度为
再根据万有引力提供向心力
解得
故A正确；
B．球体积为
所以平均密度为
故B正确；
C．行星表面，根据重力等于万有引力可知
解得
故C正确；
D．根据已知条件无法求出行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度，故D错误。
故选ABC。
8. 如图甲所示，传送带是物料搬运系统机械化和自动化传送用具。如图乙所示，传送带与水平面间的夹角，逆时针匀速转动。某次将静止的物体从高处传送至低处的过程中，以水平地面为重力势能的零势能面，物体的机械能和传送距离的关系如图丙所示。已知物体的质量为，可视为质点，重小加速度为，下列说法中正确的是（ ）
A. 传送带的运行速度为
B. 物体与传送带之间的滑动摩擦因数为0.25
C. 在内与内，传送带对物体做的功大小相等
D. 在内与内，物体与传送带之间产生的热量相等
【答案】AC
【解析】
【详解】B．传送距离时，物体速度小于传送带速度，受到摩擦力沿传送带向下，摩擦力做正功，物体的机械能增加，可得
物体与传送带之间的滑动摩擦因数为
故B错误；
A．传送距离时，物块的加速度为
传送带的运行速度为
故A正确；
C．在内与内，物块受到滑动摩擦力大小相等，方向相反，物体的位移相同，可知传送带对物体做的功大小相等，故C正确；
D．在内，传送带的位移
物块的位移为
物块与传送带相对位移为
物体与传送带之间产生的热量
在内，物体与传送带之间产生的热量
物块与传送带相对位移为
可得在内与内，物体与传送带之间产生的热量不相等，故D错误。
故选AC
三、填空题：共3小题，每小题3分，共9分。答案需填涂在答题卡中。
9. 如图，物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑，物体B在水平面上用细绳跨过定滑轮与A相连，当绳与水平面成θ时，物体B速率为___________，B做___________（填“加速”、“减速”或“匀速”）运动。
【答案】 ①. vsinθ ②. 加速
【解析】
【详解】[1] 将A下降的速度分解为沿绳的速度和垂直于绳的速度，如图所示
B物体运动的速率为
[2]由于A做匀速直线运动，即v不变，随着A下降θ增大，所以B的速率增大，即B做加速运动。
10. 图示为控制中心大屏幕上显示的“神舟”十四号飞船在轨运行图，屏幕上的曲线表示它一段时间内先后两次在同一轨道绕地球做匀速圆周运动的“轨迹”。则飞船运动轨道面与赤道面______（选填“重合”或“不重合”）；已知飞船运行周期为1.5h，在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为______。
【答案】 ①. 不重合 ②.
【解析】
【详解】[1][2]飞船运动轨道面与赤道面不重合；在飞船先后经过同一纬度上a、b两位置的时间内，地球自转转过的角度为
11. 偏心振动轮广泛应用于生产中的各个领域，如图甲为内振式振动压路机。压路机内部偏心振动轮简化为图乙所示，轮上有一质量为m的偏心块，压路机的其余部分总质量为M。若偏心轮绕转轴О在竖直平面内做匀速圆周运动，已知偏心块角速度为，重心距О点距离为r，重力加速度为g。则当偏心块运动到图乙中____（选填“最高”或“最低”）位置时，压路机对路面压力最大，其最大值为_________。
【答案】 ①. 最低 ②.
【解析】
【详解】[1][2]当偏心块运动到图乙中最低位置时
最高位置时
可知当偏心块运动到图乙中最低位置时，压路机对路面压力最大，其最大值
四、实验题：共2小题，共12分，答案需填涂在答题卡中。
12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒时，
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是________
A. B. C. D.
（2）关于接通电源和放手让重物运动的先后顺序，下列说法正确的是________
A.接通电源和放手应同时 B.先接通电源后放手
C.先放手后接通电源 D.以上说法都不对
（3）实验中，按照正确的操作得到如下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点（纸带上第一个点）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量________，动能变化量________；
（4）重力势能变化量绝对值小于动能变化量，可能的原因是________
A.纸带受到阻力较大 B.先接通电源后放手
C.先放手后接通电源 D.阻力与重力之比很小
【答案】 ① A ②. B ③. ④. ⑤. C
【解析】
【详解】（1）[1]重物应靠近打点计时器，为减小阻力，使纸带在竖直方向上，可知A图符合要求。
故选A。
（2）[2]为了充分利用纸带，先接通电源后放手，释放纸带。
故选B。
（3）[3]从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量
[4]打点的速度为
动能变化量
（4）[5]正常情况下实验中，由于系统误差，各种阻力导致机械能有损失，那么重力势能的减小量总略大于动能的增加量，而此验恰相反，则是操作错误引起的，可能是物体具有初速度，即先放手后接通电源。
故选C。
13. 一同学用如图甲所示的装置探究向心力与角速度的关系。将力传感器固定在铁架台上，将细线一端固定在力传感器上，另一端固定一个直径为的金属小球，该同学测出小球重心到悬点的距离为，然后拉起小球，使细线伸直与竖直方向成一角度，静止释放小球，让小球在竖直平面内做圆周运动，当小球摆到最低点时，小球中心恰好经过光电门，该同学在一次实验中测得小球通过光电门的时间为。
（1）小球通过光电门时的角速度为_________。
（2）多次拉起小球，每次拉起小球时细线与竖直方向的夹角不同，每次都记录小球通过光电门的时间，做出悬线拉力与的关系图像如图乙所示，已知图像的斜率为，截距为，则小球的质量为_________，当地的重力加速度为_________。（用题中给出的字母表示）
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]小球通过最低点时的线速度
由
可得角速度
。
（2）[2] [3]对小球受力分析可得
把代入，可得
可得
解得
五、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14. 最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，假设宇航员乘坐探测器登上了火星，请你帮助宇航员完成下面科学探究：
（1）如果只有一把米尺和秒表，如何测定火星表面重力加速度g大小？请简要写出探究步骤以及需要测量的物理量，并用所测物理量的字母表示火星表面重力加速度g大小；
（2）通过天文观察发现，火星的其中一个卫星绕火星的周期为T，请你估算该卫星离火星表面高度h的大小，已知火星半径为R。（用第一问测出的g的表达式、T、R表示）
【答案】（1）见解析，；（2）－R
【解析】
【详解】（1）捡一块小石子让自由下落，用米尺测量小石子下落高度H，同时用秒表记录下落时间t，由
得
（2）设火星质量M，卫星质量m，卫星离地面高度h，假设卫星绕火星做匀速圆周运动，火星对卫星的万有引力充当卫星做圆周运动的向心力
设火星表面一个物体的质量为m’，根据物体与火星之间万有引力近视等于重力
联立可得
h=－R
15. 如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量为m的光滑小球A和质量为2m的光滑小球B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度增大到某个值时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g求：
（1）两小球均静止时，求弹簧的长度；
（2）当小球B刚要离开台面时，求小球A对弹簧的压力；
（3）求小球B刚要离开台面时的角速度ω0。
【答案】（1）；（2）3mg；（3）
【解析】
【详解】（1）A、B均静止时，杆的弹力为零，对A
kx0=mg
x0=L-l
解得
（2）B刚离开台面时，台面支持力为零，此时杆与竖直方向夹角为θ，对B
Tcsθ=2mg
对A
Tcsθ+mg=F
由牛顿第三定律
F′=F
解得
F′=3mg
（3）B球杆拉力的水平分力提供向心力
Tsinθ=2mR
半径
R=Lsinθ
此时弹力
kx=3mg
解得
16. 竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v-t图像如图（b）所示，图中的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求物块B的质量；
（2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功；
（3）已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块B停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。
【答案】（1）3m ；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物块A和物块B发生碰撞后一瞬间的速度分别为、，弹性碰撞瞬间，动量守恒，机械能守恒，即
联立方程解得
，
根据v-t图像可知
解得
（2）设斜面的倾角为，根据牛顿第二定律，当物块A沿斜面下滑时
由v-t图像知
当物体A沿斜面上滑时
由v-t图像知
解得
又因下滑位移
则碰后A反弹，沿斜面上滑的最大位移为
其中为P点离水平面得高度，即
解得
故在图（b）描述的整个过程中，物块A克服摩擦力做的总功为
（3）设物块B在水平面上最远的滑行距离为S，设原来的摩擦因为为，则以A和B组成的系统，根据能量守恒定律有
设改变后的摩擦因数为，然后将A从P点释放，A恰好能与B再次碰上，即A恰好滑到物块B位置时，速度减为零，以A为研究对象，根据能量守恒定律得
又据（2）的结论可知
得
联立解得，改变前与改变后的摩擦因素之比为
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