广东省茂名区域学校2024-2025学年高三上学期10月联考物理试题
1．（2024高三上·茂名期中）一无人机在竖直面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．无人机的动量不变 B．无人机的机械能不变
C．无人机的向心加速度大小不变 D．无人机所受的合力不变
【答案】C
【知识点】向心力；向心加速度；机械能守恒定律；动量
【解析】【解答】A．一无人机在竖直面内做匀速圆周运动，无人机的速度大小不变，方向时刻发生变化，所以无人机的动量大小不变，方向时刻发生变化，故A错误；
B．无人机的动能不变，重力势能时刻发生变化，所以无人机的机械能发生变化，故B错误；
CD．根据
，
可知无人机的向心加速度大小不变；所受的合力大小不变，发生时刻发生变化，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】匀速圆周运动是考察频率很大曲线运动之一。
1.速度大小不变，但是方向发生变化；动量是矢量而动能是标量。
2.竖直面内的匀速圆周运动虽然动能大小没有变化，但是重力势能发生了变化。
3.圆周运动需要有力提供向心力。
2．（2024高三上·茂名期中）如图所示，某环形吊灯半径为R，质量为m，且分布均匀，通过五根相同长度的细线（质量可忽略不计）悬挂在天花板上半径为的固定圆盘上，已知，重力加速度大小为，五根细线均匀分布，且长度可调节（长度总相等）。下列说法正确的是（ ）
A．每根细线对吊灯的拉力大小都大于
B．每根细线对吊灯的拉力大小都等于
C．将五根细线同时缩短相同长度，每根细线的张力大小都不变
D．将五根细线同时伸长相同长度，每根细线的张力都增大
【答案】A
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB．以吊灯为对象，设细线与竖直的夹角为，竖直方向根据受力平衡可得
解得每根细线对吊灯的拉力大小为
故A正确，B错误；
CD．将四根细线同时缩短相同长度，则变大，变小，根据
可知细线的张力大小变大，反之，若将五根细线同时伸长相同长度，则变小，变大，细线上的张力大小变小，故CD错误。
故选A。
【分析】本题考查共点力的平衡。
1.五根绳子具有对称性，它们在水平方向分解后的力，合成后水平方向上的合力为零。
2.五根绳子在竖直方向上的分力，合成后等于物体重力大小。
3.绳子长短的变化影响角度变化。越短则每根绳子的拉力越大。
3．（2024高三上·茂名期中）某同学骑自行车以5m/s的速度匀速前行，发现正前方十字路口的绿色信号灯显示为10s，于是他赶紧蹬了几下，使自行车做加速度大小为的匀加速直线运动，经过3s，自行车恰好通过停止线。把自行车看成质点，不计该同学的反应时间，则自行车在这3s内的位移大小为（ ）
A．24m B．19.5m C．9m D．4.5m
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】根据匀变速直线运动中的位移-时间关系
自行车在这3s内的位移大小为
故选B。
【分析】匀变速直线运动最重要的规律之一，是位移-时间公式。
1、需要先规定正方向，并用正负号区分相反的两个方向。
2、代入公式计算的数值，必须都是国际制单位下的数值。
3、如果遇到刹车问题，需要先判断刹车时间，然后进行位移计算。
4．（2024高三上·茂名期中）在万有引力作用下，太空中的两个天体a、b可以做相对位置不变的匀速圆周运动，已知天体a的质量小于天体b的质量，如图所示，天体a、b间的距离为2r，a、b连线的中点为O，天体a、b的半径均远小于r。忽略其他天体的影响，下列说法正确的是（ ）
A．天体a做圆周运动所需的向心力小于天体b做圆周运动所需的向心力
B．两个天体运动的线速度大小相等
C．天体在一个周期内的路程为
D．天体做圆周运动的圆心在点右侧
【答案】D
【知识点】双星（多星）问题
【解析】【解答】A．a、b做相对位置不变的匀速圆周运动，
由两天体之间的万有引力提供各自圆周运动的向心力，
天体a做圆周运动所需的向心力大小等于小于天体b做圆周运动所需的向心力，故A错误；
B．结合上述，两天体圆周运动角速度相等，对两个天体a、b分别进行分析有
，
解得
由于天体a的质量小于天体b的质量，则有
由于
，
可知
故B错误；
C．结合上述可知
则天体在一个周期内的路程小于，故C错误；
D．结合上述可知，天体做圆周运动的圆心在点右侧，故D正确。
故选D。
【分析】双星问题是非常典型的多星问题。
1.他们绕转的圆心和周期相同。
2.多个万有引力的合力参与提供向心力。
3.多星结构往往具有稳定性和对称性。
5．（2024高三上·茂名期中）茂名音乐喷泉是一处受到游客喜爱的音乐喷泉景点。若喷泉中的某个喷头出水口的横截面积为，该喷头喷水的功率为，，则喷水速度大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】能量守恒定律；功率及其计算
【解析】【解答】先构建研究对象，设时间内从喷头流出的水的质量为
喷头喷水的功率等于时间内喷出的水的动能增加量，即
联立解得
故选A。
【分析】高中物理有一类特殊的研究对象，那就是流体。
1.需要先取很小时间段内流体。
2.往往构建柱体模型，先表达体积然后表达质量。
3.结合物理规律列式求解。
6．（2024高三上·茂名期中）如图所示，运动员把冰壶沿平直冰面投出，冰壶先在冰面AB段滑行，再进入冰刷刷过的冰面BC段并最终停在点。已知冰壶与AB段、BC段间的动摩擦因数的比值为，冰壶在AB段和BC段滑行所用的时间的比值为，则冰并在AB段和BC段的位移大小的比值为（ ）
A．pq B． C． D．
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】在AB段和BC段，设AB段和BC段动摩擦因数分别为、，
分别对冰壶列牛顿第二定律得加速度大小分别为
，
将全过程看成两段反向的匀加速直线运动，则在段位移为
在段位移为
又因为
根据题中信息可知
，
各方程联立解得
故选D。
【分析】多过程变速直线运动，注意分析每个不同阶段的加速度。
1.由牛顿第二定律分析每个过程物体的加速度。
2.对于减速到零的过程往往取逆过程分析。
3.注意分析转折点，因为转折点是上一个过程的末态，同时是下一个过程的初态。
7．（2024高三上·茂名期中）如图所示，光滑斜面与水平方向的夹角为45°，劲度系数为、原长为的轻质弹簧一端固定在天花板上的点，另一端与质量为的物块（视为质点）相连，物块静置在斜面上的A点时，弹簧正好处于水平状态。现使物块获得一个沿斜面向下的初速度，物块经过点运动到点，已知OB与斜面垂直，OC沿竖直方向，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A．O、C两点间的距离为
B．物块从A点运动到点的过程中机械能增大
C．物块在点时，弹簧的弹力大小为
D．物块在点时的动能比在A点时的动能大
【答案】C
【知识点】共点力的平衡；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．物体处于A点时，
由平衡条件得
解得
由于OC沿竖直方向且光滑斜面与水平方向的夹角为45°，则由几何关系得OC间距离也为。故A错误；
B．OB距离明显小于OA，则物块从A点运动到点的过程中，弹簧先对他做负功再做正功，可知物块机械能先减小再增大。故B错误；
C．物块在点时，弹簧的弹力大小为
故C正确；
D．C到A由动能定理得
故D错误。
故选C。
【分析】弹簧模型是牛顿经典力学里面非常典型的一类模型。
1.以弹簧和物体构成的系统为对象，斜面光滑，则系统机械能守恒。
2.当弹簧拉伸形变和压缩形变一样时，弹簧储存的弹性势能一样。
3.如果单独以物块为研究对象，它的机械能不守恒，可以运用动能定理分析解题。
8．（2024高三上·茂名期中）半球形碗的竖直截面图如图所示，为圆心，为半球形碗的最低点，AOB为水平直径。两个小球甲和乙分别从A点、B点先后以不同的初速度、沿水平方向相向抛出，小球甲恰好落到碗上的点，。两小球均可视为质点，不考虑撞到碗后的反弹情况，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．甲可能垂直撞击到碗上
B．两小球不可能在空中相遇
C．乙落到碗上的位置在点右侧
D．甲刚要撞到碗时的竖直分速度比乙刚要撞到碗时的竖直分速度小
【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．对于做平抛运动的甲，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，小球落在C点的速度斜向右下方，不可能沿半径方向，即甲不可能垂直撞击到碗上，故A错误；
BC．令甲落在C点经历时间为，则有
此时甲的水平分位移为
假设乙平抛运动时间也为，则乙水平分位移为
表明甲在圆弧上C点右侧落在圆弧上，即两小球不可能在空中相遇，乙落到碗上的位置在点右侧，故BC正确；
D．竖直方向上有
结合上述可知，甲落在圆弧上的时间大于乙落在圆弧上的时间，即甲刚要撞到碗时的竖直分速度比乙刚要撞到碗时的竖直分速度大，故D错误。
故选BC。
【分析】研究平抛运动的方法是运动的合成与分解。
1、二者在竖直方向上的分运动都是自由落体运动，经过相同的时间下落相同的高度。
2、水平方向分运动都是匀速直线运动，位移与时间成正比。
3、平抛运动合速度反向延长线过水平位移中点，即不会过圆心O点，所以不会垂直砸在碗上。
9．（2024高三上·茂名期中）如图所示，一质量为的木块以的速率向右滑上以的速率在光滑水平地面上向左运动的薄木板，薄木板质量为，已知，，取水平向右为正方向。则在以后的运动过程中，下列图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】AC．假设二者之间的动摩擦因数为μ，对木块由牛顿第二定律可得木块加速度大小为
同理可得木板加速度大小为
由题可知
故有
的图像斜率代表加速度，故v1图像斜率应小于v2图像斜率，AC错误；
B．由于不知道木板的长度，若木块滑离木板时木板速度恰好为0，则可能出现如图所示的情况，B正确；
D．若木板足够长，则木板速度减到0后会在摩擦力作用下向右做匀加速运动，加速度不变，最终一起向右做匀速直线运动，D正确；
故选BD。
【分析】板块模型往往采用隔离法分析受力，求解加速度。
1、二者之间的滑动摩擦力是一对相互作用力，大小相等，方向相反。
2、v-t图像斜率代表加速度大小和方向。所围图像面积代表位移。
3、如果板长足够，那么二者可以达到共同速度而保持相对静止。
10．（2024高三上·茂名期中）安检机通过传送带将被检物从端传到端，安检机的简化图如图所示，A、B间的距离，传送带以速率匀速转动，将可视为质点的被检物无初速度地放在端。被检物与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．在传送带将被检物从A端送到B端的过程中，被检物先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动
B．传送带将被检物从A端送到B端所用的时间为1s
C．若仅使传送带的速度增大，则传送带将被检物从A端送到B端所用的时间增大
D．若仅使被检物与传送带间的动摩擦因数增大，则传送带将被检物从A端送到B端所用的时间减小
【答案】A,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】AB．物体受到水平向右的滑动摩擦力，根据
解得
被检物做匀加速直线运动，设被检物能与传送带共速，则到达共速所需时间
被检物此阶段位移为
假设成立，共速后被检物所受摩擦力突变为0，则之后会随传送带做匀速直线运动。第二阶段时间
传送带将被检物从A端送到B端所用的时间为
故A正确，B错误；
C．根据被检物运动图像可知，被检物的总位移为不变，即图像与横轴围成的面积不变。若仅使传送带的速度增大，对应总时间需要减小。故C错误；
D．被检物加速度
根据被检物运动图像可知，被检物的位移
动摩擦因数增大，即加速度增大，则上述表达式中运动总时间会减小。故D正确。
故选AD。
【分析】传送带问题往往伴随着摩擦力的分析。
1、物体先在摩擦力作用下做初速度为零的匀加速直线运动。此时需要判断共速时物体位移与传送带的长度关系。
2、对于v-t图像，可以利用面积意义处理位移大小关系，往往可以使问题解决变得直观简洁。
3、熟练运用匀变速直线运动的基本公式是解题的关键。
11．（2024高三上·茂名期中）某中学实验小组为探究加速度与合力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。主要实验步骤如下：
①按图甲安装实验器材：重物用轻绳挂在动滑轮上（重物与动滑轮的总质量为m），其下端与纸带相连；轻绳左端与固定于天花板的力传感器相连，力传感器可以测量绳上的拉力大小，轻绳右端跨过光滑定滑轮与质量为M的钩码连接；
②接通打点计时器的电源，由静止释放钩码，钩码向下运动的过程中，打点计时器在纸带上打出一系列点，记录此时力传感器的示数F；
③改变钩码的质量，多次重复实验步骤②，利用纸带计算重物的加速度a，得到多组a，F数据。
（1）在释放钩码前，重物应 （填“靠近”或“远离”）打点计时器。
（2）某次实验所得纸带如图乙所示，M、P和P、N间各有4个计时点未标出，则重物的加速度大小 （结果保留两位有效数字）。
（3）若以重物的加速度大小为纵坐标、以力传感器的示数为横坐标得到的图像的斜率，则重物和动滑轮的总质量 kg（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）靠近
（2）1.8
（3）0.40
【知识点】加速度；实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）根据题意，为了充分利用纸带，使纸带上有尽可能多的点，在释放钩码前，需要重物靠近打点计时器。
（2）M、P和P、N间各有4个计时点未标出，则相邻计数点之间的时间间隔为
根据逐差法可知重物的加速度大小
（3）对重物和动滑轮由牛顿第二定律得
可得
则斜率
代入题中数据可得
【分析】1、为了充分利用纸带，一是要先通电后释放纸带，二是要让重物靠近打点计时器。
2、注意区分自然计时打点和人为计数点之间的时间倍数关系。
3、利用逐差法求加速度是关键。
（1）根据题意，为了充分利用纸带，使纸带上有尽可能多的点，在释放钩码前，需要重物靠近打点计时器。
（2）M、P和P、N间各有4个计时点未标出，则相邻计数点之间的时间间隔为
根据逐差法可知重物的加速度大小
（3）对重物和动滑轮由牛顿第二定律得
可得
则斜率
代入题中数据可得
12．（2024高三上·茂名期中）某实验小组用如图所示的装置来探究圆锥摆运动的规律，轻质细线穿过竖直固定的细圆管（内壁以及管口均光滑）并跨越光滑的定滑轮，一端连接物块（质量为M），另一端连接直径为d的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动并通过光电门（小球通过光电门的时间为），物块静止不动，用秒表来记录小球做圆周运动的时间，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
（1）小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小 （用d、表示），从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期 （用n、t表示），若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，则小球受到的向心力 （用H、r、M、g表示）。
（2）实验发现当两次圆锥摆实验的圆弧半径r不同，而细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差H相同时，两种圆周运动的周期T相同，这说明圆锥摆的周期T与H有关，则有 （用H、g表示）。
【答案】（1） ； ；
（2）
【知识点】向心力；生活中的圆周运动
【解析】【解答】（1）小球直径为d，通过光电门的时间为，则小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小
从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期
若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，根据几何关系有
解得小球受到的向心力
（2）小球受到的向心力
解得
【分析】1、通过光电门时间很短，可以用平均速度近似替代瞬时速度。
2、用累计法测量匀速圆周运动的周期可以减少误差。
3、利用相似三角形表达力的合成关系是求解的关键。
（1）[1]小球直径为d，通过光电门的时间为，则小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小
[2]从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期
[3]若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，根据几何关系有
解得小球受到的向心力
（2）小球受到的向心力
解得
13．（2024高三上·茂名期中）如图所示，一子弹（视为质点）从O点水平射出，初速度大小，子弹在绕中心轴匀速转动的竖直薄壁圆筒上留下了两个弹孔A、B（B孔未标出）。O点到圆筒左侧的距离，圆筒的半径。不考虑空气阻力和圆筒对子弹运动的影响，取重力加速度大小。
（1）求子弹打A孔时竖直方向的分速度大小；
（2）若孔在A孔的正下方，求圆筒转动的最大周期。
【答案】（1）子弹在水平方向上做匀速直线运动，则有
解得
子弹在竖直方向上做自由落体运动，则有
解得
（2）子弹从A孔运动到孔的时间
解得
由题意可知
解得
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）平抛运动的研究利用运动的合成与分解。子弹在水平方向上做匀速直线运动，子弹在竖直方向上做自由落体运动，从而求解分速度大小；
（2）利用圆周运动的周期性找出小球平抛运动的时间关系，最大周期等于平抛运动的时间的两倍。
（1）子弹在水平方向上做匀速直线运动，则有
解得
子弹在竖直方向上做自由落体运动，则有
解得
（2）子弹从A孔运动到孔的时间
解得
由题意可知
解得
14．（2024高三上·茂名期中）如图所示，将网球（视为质点）塞入竖直塑料管中，网球和塑料管均处于静止状态，网球正好在塑料管的中间位置，已知网球的质量为m，塑料管的质量为3m，网球与塑料管之间的滑动摩擦力大小恒为2mg，塑料管的长度为L，管的下端与地面足够远，重力加速度大小为g，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）用手握住塑料管迅速向下加速运动，要使网球能够相对塑料管滑动，求手给塑料管竖直向下的作用力F的范围；
（2）若给塑料管施加竖直向下的恒力，从刚施加力到网球刚从塑料管上端滑出的时间为t，求该恒力的大小。
【答案】（1）设网球刚好没有相对塑料管滑动，以塑料管和网球为整体，根据牛顿第二定律有
以网球为研究对象，根据牛顿第二定律有
又由于
解得
所以
（2）设塑料管和网球的加速度大小分别为、，以塑料管为研究对象，根据牛顿第二定律有
以网球为研究对象，根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有
解得
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）以塑料管和网球为整体，根据牛顿第二定律求解整体加速度，以网球为研究对象，根据牛顿第二定律求解网球加速度，从而求解作用力F的范围；
（2）根据牛顿运动定律求解各自加速度，根据位移时间关系结合塑料管的长度为L ，列方程求解。
（1）设网球刚好没有相对塑料管滑动，以塑料管和网球为整体，根据牛顿第二定律有
以网球为研究对象，根据牛顿第二定律有
又由于
解得
所以
（2）设塑料管和网球的加速度大小分别为、，以塑料管为研究对象，根据牛顿第二定律有
以网球为研究对象，根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有
解得
15．（2024高三上·茂名期中）如图所示，为固定在水平地面上的光滑圆弧形滑道，圆弧所对的圆心角，滑道顶点与滑道末端点的高度差，静止在光滑水平地面上的滑板紧靠滑道的末端，并与其水平相切。一质量的物块（视为质点）从点由静止开始下滑，在点滑上滑板，物块恰好与滑板共速时，从点进入与滑板上表面等高的平台（固定在地面上），并在平台上滑行停下。已知物块与滑板及平台表面之间的动摩擦因数分别为、，忽略空气阻力，取重力加速度大小，求：
（1）物块滑到点时，滑道对物块的支持力大小；
（2）滑板的质量；
（3）滑板的长度。
【答案】（1）设物块滑到点时的速度为，从点到点的过程中，根据机械能守恒定律有
解得
物块在点时，根据牛顿第二定律有
其中
解得
（2）设物块刚滑上平台时的速度大小为，物块在平台上运动的过程中，由动能定理有
解得
当滑板右端运动到平台的边缘时，物块恰好不从滑板上掉落，由动量守恒定律有
解得
（3）根据功能关系有
解得
【知识点】碰撞模型；动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】（1）根据机械能守恒结合牛顿第二定律、第三定律求游客滑到b点时对滑梯的压力的大小；
（2）物块在平台上运动的过程中，由动能定理求解物块刚滑上平台时的速度大小，物块恰好不从滑板上掉落，由动量守恒定律求解滑板的质量。
（3）由动能定理或者功能关系求滑板的长度。
1 / 1广东省茂名区域学校2024-2025学年高三上学期10月联考物理试题
1．（2024高三上·茂名期中）一无人机在竖直面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．无人机的动量不变 B．无人机的机械能不变
C．无人机的向心加速度大小不变 D．无人机所受的合力不变
2．（2024高三上·茂名期中）如图所示，某环形吊灯半径为R，质量为m，且分布均匀，通过五根相同长度的细线（质量可忽略不计）悬挂在天花板上半径为的固定圆盘上，已知，重力加速度大小为，五根细线均匀分布，且长度可调节（长度总相等）。下列说法正确的是（ ）
A．每根细线对吊灯的拉力大小都大于
B．每根细线对吊灯的拉力大小都等于
C．将五根细线同时缩短相同长度，每根细线的张力大小都不变
D．将五根细线同时伸长相同长度，每根细线的张力都增大
3．（2024高三上·茂名期中）某同学骑自行车以5m/s的速度匀速前行，发现正前方十字路口的绿色信号灯显示为10s，于是他赶紧蹬了几下，使自行车做加速度大小为的匀加速直线运动，经过3s，自行车恰好通过停止线。把自行车看成质点，不计该同学的反应时间，则自行车在这3s内的位移大小为（ ）
A．24m B．19.5m C．9m D．4.5m
4．（2024高三上·茂名期中）在万有引力作用下，太空中的两个天体a、b可以做相对位置不变的匀速圆周运动，已知天体a的质量小于天体b的质量，如图所示，天体a、b间的距离为2r，a、b连线的中点为O，天体a、b的半径均远小于r。忽略其他天体的影响，下列说法正确的是（ ）
A．天体a做圆周运动所需的向心力小于天体b做圆周运动所需的向心力
B．两个天体运动的线速度大小相等
C．天体在一个周期内的路程为
D．天体做圆周运动的圆心在点右侧
5．（2024高三上·茂名期中）茂名音乐喷泉是一处受到游客喜爱的音乐喷泉景点。若喷泉中的某个喷头出水口的横截面积为，该喷头喷水的功率为，，则喷水速度大小为（ ）
A． B． C． D．
6．（2024高三上·茂名期中）如图所示，运动员把冰壶沿平直冰面投出，冰壶先在冰面AB段滑行，再进入冰刷刷过的冰面BC段并最终停在点。已知冰壶与AB段、BC段间的动摩擦因数的比值为，冰壶在AB段和BC段滑行所用的时间的比值为，则冰并在AB段和BC段的位移大小的比值为（ ）
A．pq B． C． D．
7．（2024高三上·茂名期中）如图所示，光滑斜面与水平方向的夹角为45°，劲度系数为、原长为的轻质弹簧一端固定在天花板上的点，另一端与质量为的物块（视为质点）相连，物块静置在斜面上的A点时，弹簧正好处于水平状态。现使物块获得一个沿斜面向下的初速度，物块经过点运动到点，已知OB与斜面垂直，OC沿竖直方向，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A．O、C两点间的距离为
B．物块从A点运动到点的过程中机械能增大
C．物块在点时，弹簧的弹力大小为
D．物块在点时的动能比在A点时的动能大
8．（2024高三上·茂名期中）半球形碗的竖直截面图如图所示，为圆心，为半球形碗的最低点，AOB为水平直径。两个小球甲和乙分别从A点、B点先后以不同的初速度、沿水平方向相向抛出，小球甲恰好落到碗上的点，。两小球均可视为质点，不考虑撞到碗后的反弹情况，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．甲可能垂直撞击到碗上
B．两小球不可能在空中相遇
C．乙落到碗上的位置在点右侧
D．甲刚要撞到碗时的竖直分速度比乙刚要撞到碗时的竖直分速度小
9．（2024高三上·茂名期中）如图所示，一质量为的木块以的速率向右滑上以的速率在光滑水平地面上向左运动的薄木板，薄木板质量为，已知，，取水平向右为正方向。则在以后的运动过程中，下列图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2024高三上·茂名期中）安检机通过传送带将被检物从端传到端，安检机的简化图如图所示，A、B间的距离，传送带以速率匀速转动，将可视为质点的被检物无初速度地放在端。被检物与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．在传送带将被检物从A端送到B端的过程中，被检物先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动
B．传送带将被检物从A端送到B端所用的时间为1s
C．若仅使传送带的速度增大，则传送带将被检物从A端送到B端所用的时间增大
D．若仅使被检物与传送带间的动摩擦因数增大，则传送带将被检物从A端送到B端所用的时间减小
11．（2024高三上·茂名期中）某中学实验小组为探究加速度与合力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。主要实验步骤如下：
①按图甲安装实验器材：重物用轻绳挂在动滑轮上（重物与动滑轮的总质量为m），其下端与纸带相连；轻绳左端与固定于天花板的力传感器相连，力传感器可以测量绳上的拉力大小，轻绳右端跨过光滑定滑轮与质量为M的钩码连接；
②接通打点计时器的电源，由静止释放钩码，钩码向下运动的过程中，打点计时器在纸带上打出一系列点，记录此时力传感器的示数F；
③改变钩码的质量，多次重复实验步骤②，利用纸带计算重物的加速度a，得到多组a，F数据。
（1）在释放钩码前，重物应 （填“靠近”或“远离”）打点计时器。
（2）某次实验所得纸带如图乙所示，M、P和P、N间各有4个计时点未标出，则重物的加速度大小 （结果保留两位有效数字）。
（3）若以重物的加速度大小为纵坐标、以力传感器的示数为横坐标得到的图像的斜率，则重物和动滑轮的总质量 kg（结果保留两位有效数字）。
12．（2024高三上·茂名期中）某实验小组用如图所示的装置来探究圆锥摆运动的规律，轻质细线穿过竖直固定的细圆管（内壁以及管口均光滑）并跨越光滑的定滑轮，一端连接物块（质量为M），另一端连接直径为d的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动并通过光电门（小球通过光电门的时间为），物块静止不动，用秒表来记录小球做圆周运动的时间，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
（1）小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小 （用d、表示），从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期 （用n、t表示），若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，则小球受到的向心力 （用H、r、M、g表示）。
（2）实验发现当两次圆锥摆实验的圆弧半径r不同，而细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差H相同时，两种圆周运动的周期T相同，这说明圆锥摆的周期T与H有关，则有 （用H、g表示）。
13．（2024高三上·茂名期中）如图所示，一子弹（视为质点）从O点水平射出，初速度大小，子弹在绕中心轴匀速转动的竖直薄壁圆筒上留下了两个弹孔A、B（B孔未标出）。O点到圆筒左侧的距离，圆筒的半径。不考虑空气阻力和圆筒对子弹运动的影响，取重力加速度大小。
（1）求子弹打A孔时竖直方向的分速度大小；
（2）若孔在A孔的正下方，求圆筒转动的最大周期。
14．（2024高三上·茂名期中）如图所示，将网球（视为质点）塞入竖直塑料管中，网球和塑料管均处于静止状态，网球正好在塑料管的中间位置，已知网球的质量为m，塑料管的质量为3m，网球与塑料管之间的滑动摩擦力大小恒为2mg，塑料管的长度为L，管的下端与地面足够远，重力加速度大小为g，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）用手握住塑料管迅速向下加速运动，要使网球能够相对塑料管滑动，求手给塑料管竖直向下的作用力F的范围；
（2）若给塑料管施加竖直向下的恒力，从刚施加力到网球刚从塑料管上端滑出的时间为t，求该恒力的大小。
15．（2024高三上·茂名期中）如图所示，为固定在水平地面上的光滑圆弧形滑道，圆弧所对的圆心角，滑道顶点与滑道末端点的高度差，静止在光滑水平地面上的滑板紧靠滑道的末端，并与其水平相切。一质量的物块（视为质点）从点由静止开始下滑，在点滑上滑板，物块恰好与滑板共速时，从点进入与滑板上表面等高的平台（固定在地面上），并在平台上滑行停下。已知物块与滑板及平台表面之间的动摩擦因数分别为、，忽略空气阻力，取重力加速度大小，求：
（1）物块滑到点时，滑道对物块的支持力大小；
（2）滑板的质量；
（3）滑板的长度。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】向心力；向心加速度；机械能守恒定律；动量
【解析】【解答】A．一无人机在竖直面内做匀速圆周运动，无人机的速度大小不变，方向时刻发生变化，所以无人机的动量大小不变，方向时刻发生变化，故A错误；
B．无人机的动能不变，重力势能时刻发生变化，所以无人机的机械能发生变化，故B错误；
CD．根据
，
可知无人机的向心加速度大小不变；所受的合力大小不变，发生时刻发生变化，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】匀速圆周运动是考察频率很大曲线运动之一。
1.速度大小不变，但是方向发生变化；动量是矢量而动能是标量。
2.竖直面内的匀速圆周运动虽然动能大小没有变化，但是重力势能发生了变化。
3.圆周运动需要有力提供向心力。
2．【答案】A
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】AB．以吊灯为对象，设细线与竖直的夹角为，竖直方向根据受力平衡可得
解得每根细线对吊灯的拉力大小为
故A正确，B错误；
CD．将四根细线同时缩短相同长度，则变大，变小，根据
可知细线的张力大小变大，反之，若将五根细线同时伸长相同长度，则变小，变大，细线上的张力大小变小，故CD错误。
故选A。
【分析】本题考查共点力的平衡。
1.五根绳子具有对称性，它们在水平方向分解后的力，合成后水平方向上的合力为零。
2.五根绳子在竖直方向上的分力，合成后等于物体重力大小。
3.绳子长短的变化影响角度变化。越短则每根绳子的拉力越大。
3．【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】根据匀变速直线运动中的位移-时间关系
自行车在这3s内的位移大小为
故选B。
【分析】匀变速直线运动最重要的规律之一，是位移-时间公式。
1、需要先规定正方向，并用正负号区分相反的两个方向。
2、代入公式计算的数值，必须都是国际制单位下的数值。
3、如果遇到刹车问题，需要先判断刹车时间，然后进行位移计算。
4．【答案】D
【知识点】双星（多星）问题
【解析】【解答】A．a、b做相对位置不变的匀速圆周运动，
由两天体之间的万有引力提供各自圆周运动的向心力，
天体a做圆周运动所需的向心力大小等于小于天体b做圆周运动所需的向心力，故A错误；
B．结合上述，两天体圆周运动角速度相等，对两个天体a、b分别进行分析有
，
解得
由于天体a的质量小于天体b的质量，则有
由于
，
可知
故B错误；
C．结合上述可知
则天体在一个周期内的路程小于，故C错误；
D．结合上述可知，天体做圆周运动的圆心在点右侧，故D正确。
故选D。
【分析】双星问题是非常典型的多星问题。
1.他们绕转的圆心和周期相同。
2.多个万有引力的合力参与提供向心力。
3.多星结构往往具有稳定性和对称性。
5．【答案】A
【知识点】能量守恒定律；功率及其计算
【解析】【解答】先构建研究对象，设时间内从喷头流出的水的质量为
喷头喷水的功率等于时间内喷出的水的动能增加量，即
联立解得
故选A。
【分析】高中物理有一类特殊的研究对象，那就是流体。
1.需要先取很小时间段内流体。
2.往往构建柱体模型，先表达体积然后表达质量。
3.结合物理规律列式求解。
6．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】在AB段和BC段，设AB段和BC段动摩擦因数分别为、，
分别对冰壶列牛顿第二定律得加速度大小分别为
，
将全过程看成两段反向的匀加速直线运动，则在段位移为
在段位移为
又因为
根据题中信息可知
，
各方程联立解得
故选D。
【分析】多过程变速直线运动，注意分析每个不同阶段的加速度。
1.由牛顿第二定律分析每个过程物体的加速度。
2.对于减速到零的过程往往取逆过程分析。
3.注意分析转折点，因为转折点是上一个过程的末态，同时是下一个过程的初态。
7．【答案】C
【知识点】共点力的平衡；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．物体处于A点时，
由平衡条件得
解得
由于OC沿竖直方向且光滑斜面与水平方向的夹角为45°，则由几何关系得OC间距离也为。故A错误；
B．OB距离明显小于OA，则物块从A点运动到点的过程中，弹簧先对他做负功再做正功，可知物块机械能先减小再增大。故B错误；
C．物块在点时，弹簧的弹力大小为
故C正确；
D．C到A由动能定理得
故D错误。
故选C。
【分析】弹簧模型是牛顿经典力学里面非常典型的一类模型。
1.以弹簧和物体构成的系统为对象，斜面光滑，则系统机械能守恒。
2.当弹簧拉伸形变和压缩形变一样时，弹簧储存的弹性势能一样。
3.如果单独以物块为研究对象，它的机械能不守恒，可以运用动能定理分析解题。
8．【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．对于做平抛运动的甲，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，小球落在C点的速度斜向右下方，不可能沿半径方向，即甲不可能垂直撞击到碗上，故A错误；
BC．令甲落在C点经历时间为，则有
此时甲的水平分位移为
假设乙平抛运动时间也为，则乙水平分位移为
表明甲在圆弧上C点右侧落在圆弧上，即两小球不可能在空中相遇，乙落到碗上的位置在点右侧，故BC正确；
D．竖直方向上有
结合上述可知，甲落在圆弧上的时间大于乙落在圆弧上的时间，即甲刚要撞到碗时的竖直分速度比乙刚要撞到碗时的竖直分速度大，故D错误。
故选BC。
【分析】研究平抛运动的方法是运动的合成与分解。
1、二者在竖直方向上的分运动都是自由落体运动，经过相同的时间下落相同的高度。
2、水平方向分运动都是匀速直线运动，位移与时间成正比。
3、平抛运动合速度反向延长线过水平位移中点，即不会过圆心O点，所以不会垂直砸在碗上。
9．【答案】B,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】AC．假设二者之间的动摩擦因数为μ，对木块由牛顿第二定律可得木块加速度大小为
同理可得木板加速度大小为
由题可知
故有
的图像斜率代表加速度，故v1图像斜率应小于v2图像斜率，AC错误；
B．由于不知道木板的长度，若木块滑离木板时木板速度恰好为0，则可能出现如图所示的情况，B正确；
D．若木板足够长，则木板速度减到0后会在摩擦力作用下向右做匀加速运动，加速度不变，最终一起向右做匀速直线运动，D正确；
故选BD。
【分析】板块模型往往采用隔离法分析受力，求解加速度。
1、二者之间的滑动摩擦力是一对相互作用力，大小相等，方向相反。
2、v-t图像斜率代表加速度大小和方向。所围图像面积代表位移。
3、如果板长足够，那么二者可以达到共同速度而保持相对静止。
10．【答案】A,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】AB．物体受到水平向右的滑动摩擦力，根据
解得
被检物做匀加速直线运动，设被检物能与传送带共速，则到达共速所需时间
被检物此阶段位移为
假设成立，共速后被检物所受摩擦力突变为0，则之后会随传送带做匀速直线运动。第二阶段时间
传送带将被检物从A端送到B端所用的时间为
故A正确，B错误；
C．根据被检物运动图像可知，被检物的总位移为不变，即图像与横轴围成的面积不变。若仅使传送带的速度增大，对应总时间需要减小。故C错误；
D．被检物加速度
根据被检物运动图像可知，被检物的位移
动摩擦因数增大，即加速度增大，则上述表达式中运动总时间会减小。故D正确。
故选AD。
【分析】传送带问题往往伴随着摩擦力的分析。
1、物体先在摩擦力作用下做初速度为零的匀加速直线运动。此时需要判断共速时物体位移与传送带的长度关系。
2、对于v-t图像，可以利用面积意义处理位移大小关系，往往可以使问题解决变得直观简洁。
3、熟练运用匀变速直线运动的基本公式是解题的关键。
11．【答案】（1）靠近
（2）1.8
（3）0.40
【知识点】加速度；实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）根据题意，为了充分利用纸带，使纸带上有尽可能多的点，在释放钩码前，需要重物靠近打点计时器。
（2）M、P和P、N间各有4个计时点未标出，则相邻计数点之间的时间间隔为
根据逐差法可知重物的加速度大小
（3）对重物和动滑轮由牛顿第二定律得
可得
则斜率
代入题中数据可得
【分析】1、为了充分利用纸带，一是要先通电后释放纸带，二是要让重物靠近打点计时器。
2、注意区分自然计时打点和人为计数点之间的时间倍数关系。
3、利用逐差法求加速度是关键。
（1）根据题意，为了充分利用纸带，使纸带上有尽可能多的点，在释放钩码前，需要重物靠近打点计时器。
（2）M、P和P、N间各有4个计时点未标出，则相邻计数点之间的时间间隔为
根据逐差法可知重物的加速度大小
（3）对重物和动滑轮由牛顿第二定律得
可得
则斜率
代入题中数据可得
12．【答案】（1） ； ；
（2）
【知识点】向心力；生活中的圆周运动
【解析】【解答】（1）小球直径为d，通过光电门的时间为，则小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小
从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期
若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，根据几何关系有
解得小球受到的向心力
（2）小球受到的向心力
解得
【分析】1、通过光电门时间很短，可以用平均速度近似替代瞬时速度。
2、用累计法测量匀速圆周运动的周期可以减少误差。
3、利用相似三角形表达力的合成关系是求解的关键。
（1）[1]小球直径为d，通过光电门的时间为，则小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小
[2]从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期
[3]若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，根据几何关系有
解得小球受到的向心力
（2）小球受到的向心力
解得
13．【答案】（1）子弹在水平方向上做匀速直线运动，则有
解得
子弹在竖直方向上做自由落体运动，则有
解得
（2）子弹从A孔运动到孔的时间
解得
由题意可知
解得
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）平抛运动的研究利用运动的合成与分解。子弹在水平方向上做匀速直线运动，子弹在竖直方向上做自由落体运动，从而求解分速度大小；
（2）利用圆周运动的周期性找出小球平抛运动的时间关系，最大周期等于平抛运动的时间的两倍。
（1）子弹在水平方向上做匀速直线运动，则有
解得
子弹在竖直方向上做自由落体运动，则有
解得
（2）子弹从A孔运动到孔的时间
解得
由题意可知
解得
14．【答案】（1）设网球刚好没有相对塑料管滑动，以塑料管和网球为整体，根据牛顿第二定律有
以网球为研究对象，根据牛顿第二定律有
又由于
解得
所以
（2）设塑料管和网球的加速度大小分别为、，以塑料管为研究对象，根据牛顿第二定律有
以网球为研究对象，根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有
解得
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）以塑料管和网球为整体，根据牛顿第二定律求解整体加速度，以网球为研究对象，根据牛顿第二定律求解网球加速度，从而求解作用力F的范围；
（2）根据牛顿运动定律求解各自加速度，根据位移时间关系结合塑料管的长度为L ，列方程求解。
（1）设网球刚好没有相对塑料管滑动，以塑料管和网球为整体，根据牛顿第二定律有
以网球为研究对象，根据牛顿第二定律有
又由于
解得
所以
（2）设塑料管和网球的加速度大小分别为、，以塑料管为研究对象，根据牛顿第二定律有
以网球为研究对象，根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有
解得
15．【答案】（1）设物块滑到点时的速度为，从点到点的过程中，根据机械能守恒定律有
解得
物块在点时，根据牛顿第二定律有
其中
解得
（2）设物块刚滑上平台时的速度大小为，物块在平台上运动的过程中，由动能定理有
解得
当滑板右端运动到平台的边缘时，物块恰好不从滑板上掉落，由动量守恒定律有
解得
（3）根据功能关系有
解得
【知识点】碰撞模型；动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】（1）根据机械能守恒结合牛顿第二定律、第三定律求游客滑到b点时对滑梯的压力的大小；
（2）物块在平台上运动的过程中，由动能定理求解物块刚滑上平台时的速度大小，物块恰好不从滑板上掉落，由动量守恒定律求解滑板的质量。
（3）由动能定理或者功能关系求滑板的长度。
1 / 1
