【精品解析】四川省百师联盟2025-2026学年高三上学期10月期中考试物理试题

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名称 【精品解析】四川省百师联盟2025-2026学年高三上学期10月期中考试物理试题
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文件大小 3.2MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2026-01-12 00:00:00

文档简介

四川省百师联盟2025-2026学年高三上学期10月期中考试物理试题
1.(2025高三上·四川期中)2025年9月3日上午9时,北京天安门广场举行了中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年纪念大会,期间进行了盛大的阅兵,下列说法正确的是(  )
A.上午9时指的是时间间隔
B.研究士兵踢正步的动作时,可以将其视为质点
C.装备方队整齐通过天安门广场,以方队中一辆战车为参考系,其余战车是静止的
D.空军飞行编队从起飞到降落,路程和位移的大小相等
2.(2025高三上·四川期中)如图甲所示,“蛟龙号”是一艘由我国自主设计,具有世界先进水平的载人潜水器。某次测试过程中,“蛟龙号”沿直线运动的x t图像如图乙所示,则它的v t图像可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
3.(2025高三上·四川期中)如图为神舟十九号飞船与空间站分离时的情境。分离前,两者的组合体以速度大小运动,经时间(较短)完成分离,分离后神舟十九号飞船的速度大小为,仍沿原方向运动。若神舟十九号飞船的质量为,则分离过程,空间站对神舟十九号飞船的平均推力大小为(  )
A. B. C. D.
4.(2025高三上·四川期中)图甲为某款可折叠晾衣架,图乙为其结构简图,等长的细杆中部通过铰链连接,可绕铰链转动。晾衣架展开时,两细杆和竖直方向的夹角相等,若将晾衣架折叠起来,让端点沿着地面以相等的速率向中间匀速靠拢,则铰链上移的速率(  )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
5.(2025高三上·四川期中)如图所示,智能机器人正在分拣口投递包裹,初始时托盘水平,然后倾角缓慢增大,直至包裹滑下。已知包裹与托盘间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则要使包裹能够滑下,托盘的最小倾角为(  )
A. B. C. D.
6.(2025高三上·四川期中)如图甲所示,一弹射器固定在地面上,初始时,弹射器内轻弹簧压缩一定的长度并处于锁定状态。将一个小球放置在弹簧的上端,解除锁定,小球由静止加速后竖直向上射出(竖直向上为正方向),一段时间后又落回弹射器内。整个运动过程中,小球受到的空气阻力随速率增大而增大,随时间变化的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.时,小球上升到最高点
B.,小球的加速度方向竖直向上
C.,小球的加速度大小一直减小
D.,小球处于失重状态
7.(2025高三上·四川期中)某款“<”形轻质工件结构简图如图所示,、的长度均为,,该工件可绕点在竖直面内自由转动(无阻力)。在端点、两点各固定一个相同的小球(视为质点),从两球连线竖直位置释放该工件,一段时间后,两球首次转到同一水平线上。已知小球的质量均为,不计空气阻力,重力加速度大小为,则该过程中,工件对点处小球做的功为(  )
A. B. C. D.
8.(2025高三上·四川期中)我国计划于2030年前后实施火星采样返回任务。若完成采样后,探测器返回时其运动轨迹如图所示,先进入近火圆轨道Ⅰ,后在点点火,进入环火椭圆轨道Ⅱ,点为远火点。下列说法正确的是(  )
A.探测器在轨道Ⅱ上从向运动过程中,受到火星的引力逐渐减小
B.探测器在轨道Ⅱ上从向运动过程中,机械能逐渐增大
C.探测器在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅰ上的运行周期
D.已知引力常量和探测器在轨道上的运行周期,可求出火星的质量
9.(2025高三上·四川期中)如图所示,一个小球(视为质点)分别通过细线1、2固定在竖直墙面上的点和水平地面上的点,小球处于静止状态,细线1、2与竖直方向、水平面的夹角均为,重力加速度大小为,下列说法正确的是(  )
A.若剪断细线1,则剪断瞬间小球加速度的大小为
B.若剪断细线1,则剪断瞬间小球加速度的大小为
C.若剪断细线2,则剪断瞬间小球加速度的大小为
D.若剪断细线2,则剪断瞬间小球加速度的大小为
10.(2025高三上·四川期中)如图所示,从倾角为的斜面点的正上方高处由静止释放一个质量为的弹性小球(视为质点),小球与斜面发生弹性碰撞(时间极短,平行于斜面方向的分速度不变,垂直于斜面方向的分速度大小不变,方向反向),然后落到斜面上的点,不计空气阻力,重力加速度大小为,下列说法正确的是(  )
A.小球与斜面碰撞后瞬间的速度大小为
B.小球与斜面碰撞过程中,受到斜面的冲量大小为
C.小球从点运动到点的时间为
D.两点间的距离为
11.(2025高三上·四川期中)某科技小组设计了图甲所示的实验装置,来研究圆周运动的规律,纸带的一端固定在水平放置的圆盘边缘处,另一端穿过打点计时器,让圆盘绕中心轴旋转起来,纸带就会紧紧缠绕在圆盘上,根据纸带上的打点情况,来研究圆周运动的规律。已知圆盘的半径为,打点计时器所接交流电的频率为。请回答下列问题:
(1)实验时,先接通打点计时器电源,若让圆盘以固定的角速度匀速转动起来,在纸带未绕圆盘一周之前,打点计时器所打点的间隔是   (选填“均匀”或“非均匀”)的。
(2)若让圆盘从静止开始转动,在纸带未绕圆盘一周之前,获得的部分纸带如图乙所示,相邻计数点间还有4个点没有画出,则这部分纸带   (选填“是”或“不是”)做匀变速运动,判断依据是   ,打点计时器打点时,圆盘的边缘点的向心加速度大小为   (结果保留2位有效数字)。
12.(2025高三上·四川期中)某实验小组设计了两组方案,通过小球在斜槽末端的碰撞来验证动量守恒定律,请回答下列问题:
(1)图甲为方案一的实验装置图,接球木板水平放置。实验时,让入射球A多次从斜槽上某点静止释放,平均落点为。再把被碰小球B静止放在斜槽末端,再将入射小球A从斜槽上同一位置静止释放,与小球B相撞,并多次重复,记录两个小球碰后的平均落点、。
①安装实验装置时,斜槽末端   (选填“需要”或“不需要”)水平;
②小球、的质量分别为、,半径分别为、,则为了顺利完成实验,它们应满足的关系是   、   ;(均选填“>”“<”或“=”)
③点为小球抛出时球心在木板上的投影点,测得、、的长度分别为、、,若表达式   (用表示)成立,则动量守恒定律得到验证。
(2)图乙为方案二的实验装置图,仅移动木板的位置,将其竖直放置在斜槽末端的右侧,点为小球抛出时球心在木板上的投影点。仍重复方案一的操作,木板上得到三个平均落点、、,测出、、长度分别为、、,若表达式   (用、、、、表示)成立,则动量守恒定律也能得到验证。
13.(2025高三上·四川期中)如图所示(俯视图),光滑的水平直道上每间隔铺有宽度的减速带。一物块(视为质点)从左侧以的初速度水平向右滑入第一个减速带。已知物块与减速带间动摩擦因数均为0.55,重力加速度大小取,求:
(1)物块滑出第一个减速带时速度的大小;
(2)物块从进入第一个减速带至停止运动,位移的大小。(结果保留2位有效数字)
14.(2025高三上·四川期中)如图所示,半径为(厚度不计)的铁质圆形轨道固定在竖直面内,、分别为轨道的最高点和最低点(和垂直),为轨道上一点且和圆心连线与水平方向夹角为。质量为的磁性小球通过磁力吸附在轨道上,磁力大小恒为、方向始终通过圆心。现给磁性小球施加水平向左、大小为的恒力。忽略轨道厚度及小球大小,不计一切摩擦,重力加速度大小为。
(1)若让小球从轨道外侧点由静止释放,通过计算判断小球会不会脱离轨道;
(2)若让小球从轨道内侧点以初速度大小水平向左射入轨道,求:
①小球运动过程中对轨道的最大压力的大小;
②小球运动到点时对轨道压力的大小。
15.(2025高三上·四川期中)如图所示,一质量且足够长的长木板静止在光滑的水平面上,长木板的右侧沿直线等间距的放置着个相同的滑块,滑块的质量均为。现有一质量的物块从长木板的左端以的初速度滑上长木板,在长木板与滑块1发生碰撞前,物块和长木板已共速。长木板上表面粗糙程度一致,所有的碰撞均为弹性碰撞,物块和滑块均看作质点,重力加速度大小取,求:
(1)若物块与长木板间的动摩擦因数为0.8,则从物块滑上长木板至两者第一次共速时,物块相对于长木板运动的距离为多少?
(2)长木板Q与滑块1碰撞后瞬间,二者的速度大小分别为多少?
(3)物块最终的速度大小(结果用表示)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】质点;位移与路程;参考系与坐标系
【解析】【解答】A.“上午 9 时” 是大会开始的瞬间,对应时刻(时间点),而非时间间隔(时间段),故A错误;
B.研究踢正步的动作时,需要分析肢体的细节(形状、大小不可忽略),因此不能将士兵视为质点,故B错误;
C.装备方队整齐行进时,各战车之间的相对位置保持不变,以其中一辆战车为参考系,其余战车的位置没有变化,故是静止的,故C正确;
D.飞行编队整个过程的运动轨迹是曲线或折线,轨迹总长度(路程)会大于位移大小,故D错误。
故答案为:C。
【分析】区分 “时刻与时间间隔”“质点的条件”“参考系的相对运动”“路程与位移的区别” 这几个物理概念,逐一判断选项。
2.【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】x t图像切线的斜率表示速度,由图可知,0~t1时间内,“蛟龙号”的速度减小,t1~t2时间内,“蛟龙号”的速度反向增大。
故答案为:B。
【分析】根据x-t图像的斜率表示速度,分析 “蛟龙号” 的速度变化规律,再匹配对应的v-t图像。
3.【答案】D
【知识点】动量定理
【解析】【解答】规定方向为正方向,以神舟十九号为研究对象,根据动量定理,解得
故答案为:D。
【分析】以神舟十九号飞船为研究对象,利用动量定理(合外力的冲量等于动量的变化量),计算空间站对飞船的平均推力。
4.【答案】A
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】如图所示
两点的速率和铰链上移的速率关系为,即
端点以相等的速率向中间匀速靠拢,减小,铰链上移的速率一直减小。
故答案为:A。
【分析】以神舟十九号飞船为研究对象,利用动量定理(合外力的冲量等于动量的变化量)计算空间站对它的平均推力。
5.【答案】D
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】包裹刚开始下滑,对包裹受力分析得
其中
解得托盘的最小倾角
故答案为:D。
【分析】当包裹刚好下滑时,重力沿斜面向下的分力与最大静摩擦力(等于滑动摩擦力)平衡,据此列方程求解最小倾角。
6.【答案】C
【知识点】超重与失重;牛顿定律与图象
【解析】【解答】A.竖直向下,可知这段时间内速度方向竖直向上,,竖直向上,可知这段时间内速度方向竖直向下,所以时,小球上升到最高点,故A错误;
B.先增大后减小,可知速度先增加后减小,所以加速度方向先竖直向上后竖直向下,故B错误;
C.竖直向上且一直增大,根据牛顿第二定律,可知小球的加速度大小一直减小,故C正确;
D.竖直向上且一直减小,可知速度竖直向下,也一直减小,加速度竖直向上,小球处于超重状态,故D错误。
故答案为:C。
【分析】结合空气阻力的方向(与速度方向相反)判断速度方向,再通过牛顿第二定律分析加速度的变化,区分超重、失重状态。
7.【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用;机械能守恒定律
【解析】【解答】设两球首次转到同一水平线上时的速度大小为,则根据系统机械能守恒有
设工件对点处小球做功为,则对点处小球列动能定理方程有
联立解得
故答案为:B。
【分析】先对两小球组成的系统应用机械能守恒定律(只有重力做功)求共同速度,再对P点小球应用动能定理(重力做功+工件做功=动能变化),求解工件对P球做的功。
8.【答案】A,C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A.根据万有引力公式,从P到Q,探测器与火星的距离增大,故引力逐渐减小,故A正确;
B.探测器在轨道Ⅱ上运动时,只有火星的引力做功(引力属于系统内力),机械能守恒,不会逐渐增大,故B错误;
C.根据开普勒第三定律有,探测器在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道上的运行周期,故C正确;
D.探测器在轨道上做圆周运动,根据万有引力提供向心力有,解得,已知引力常量和探测器在轨道上的运行周期,还需要知道轨道的半径,才能求出火星的质量,故D错误。
故答案为:AC。
【分析】结合万有引力定律、机械能守恒、开普勒第三定律,分析探测器在不同轨道上的受力、能量、周期及天体质量的求解条件。
9.【答案】B,C
【知识点】受力分析的应用;牛顿第二定律
【解析】【解答】AB.若剪断细线1,则剪断瞬间,细线1和2的弹力消失,小球只受重力作用,加速度大小为g,故A错误,B正确;
CD.若剪断细线2,小球将绕着点向下做圆周运动,细线1上的拉力发生了突变,把小球的重力分别沿着细线1和垂直细线1的方向分解,则有,解得,故C正确,D错误。
故答案为:BC。
【分析】剪断细线瞬间,未断细线的弹力会突变,需根据小球的运动趋势(自由下落 / 圆周运动),对小球进行受力分析,结合牛顿第二定律求加速度。
10.【答案】B,D
【知识点】动量定理;平抛运动
【解析】【解答】A.根据,小球与斜面发生弹性碰撞(时间极短),小球离开斜面时速度大小仍为,方向与斜面成,A错误;
B.小球离开斜面时,速度可分解为沿斜面方向的分速度和垂直于斜面方向的分速度,小球与斜面发生弹性碰撞,沿斜面方向分速度大小、方向均不变,垂直于斜面方向分速度大小不变、方向相反,根据动量定理,,解得,B正确;
CD.小球离开斜面到再次落回斜面的运动可分解为沿斜面、垂直于斜面的匀变速运动,垂直于斜面方向,,沿斜面方向,,解得,,C错误,D正确。
故答案为:BD。
【分析】先分析小球下落至斜面的速度,再结合弹性碰撞的速度变化规律,利用动量定理、运动分解(沿斜面 / 垂直斜面)分析冲量、运动时间和位移。
11.【答案】(1)均匀
(2)是;相邻间隔的位移之差均近似为,为定值;2.6
【知识点】向心加速度
【解析】【解答】(1)在纸带未绕圆盘一周之前,纸带匀速运动,打点计时器所打点的间隔是均匀的。
故答案为:均匀
(2)计算发现,相邻间隔的位移之差均近似为,为定值,所以这部分纸带做匀变速运动,点是的中间时刻点,则有,向心加速度
故答案为:是;相邻间隔的位移之差均近似为,为定值;2.6
【分析】(1)匀速转动的打点间隔:圆盘匀速时纸带线速度恒定,打点间隔由电源频率决定,故均匀。
(2)匀变速判断与向心加速度:通过位移差是否恒定判断匀变速;利用中间时刻速度公式求 D 点速度,再结合向心加速度公式计算。
(1)在纸带未绕圆盘一周之前,纸带匀速运动,打点计时器所打点的间隔是均匀的。
(2)[1][2][3]计算发现,相邻间隔的位移之差均近似为,为定值,所以这部分纸带做匀变速运动,点是的中间时刻点,则有
向心加速度
12.【答案】(1)需要;>;=;
(2)
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)斜槽末端需要水平,以保证小球能做平抛运动。
为满足对心正碰,且碰后小球不反弹,则,
小球从斜槽末端飞出后,做平抛运动,竖直方向上,小球下落的高度相等,则小球在空中运动的时间相等,设为,碰撞前小球的速度为,碰撞后小球的速度分别为
取水平向右为正方向,两球碰撞前后的总动量守恒有
整理得
故答案为:需要;>;=;
(2)设碰撞前与小球的距离为,小球做平抛运动,碰撞前小球有,
解得
同理碰后小球的速度为,
取水平向右为正方向,两球碰撞前后总动量守恒
整理得
故答案为:
【分析】(1)水平木板方案:利用平抛运动时间相等,将速度转化为水平位移,结合动量守恒推导表达式;明确斜槽水平、小球质量/半径的实验要求。
(2)竖直木板方案:利用平抛运动的竖直位移与时间的关系,将速度转化为,推导动量守恒的表达式。
(1)[1]斜槽末端需要水平,以保证小球能做平抛运动。
[2][3]为满足对心正碰,且碰后小球不反弹,则,
[4]小球从斜槽末端飞出后,做平抛运动,竖直方向上,小球下落的高度相等,则小球在空中运动的时间相等,设为,碰撞前小球的速度为
碰撞后小球的速度分别为
取水平向右为正方向,两球碰撞前后的总动量守恒有
整理得
(2)设碰撞前与小球的距离为,小球做平抛运动,碰撞前小球有,
解得
同理碰后小球的速度为,
取水平向右为正方向,两球碰撞前后总动量守恒
整理得
13.【答案】(1)解:根据牛顿第二定律
解得
物块滑出第一个减速带时,根据
解得
(2)解:物块在减速带上做匀减速运动,在其余部分做匀速运动,设物块在减速带上运动了,则有
解得
所以物块停在第4个减速带上,则物块在直道的光滑部分运动了
物块从进入第一个减速带至停止运动,位移
解得
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】(1)减速带的速度:利用牛顿第二定律求加速度,结合匀减速直线运动公式计算滑出速度。
(2)总位移:先求物块在减速带上的总路程,再结合减速带的间隔距离,累加得总位移。
(1)根据牛顿第二定律
解得
物块滑出第一个减速带时,根据
解得
(2)物块在减速带上做匀减速运动,在其余部分做匀速运动,设物块在减速带上运动了,则有
解得
所以物块停在第4个减速带上,则物块在直道的光滑部分运动了
物块从进入第一个减速带至停止运动,位移
解得
14.【答案】(1)解:把恒力和重力的合力视为等效重力
设等效重力方向与竖直方向夹角为,则有
解得
过圆心作的平行线和圆轨道有两个交点,下方交点为等效最低点,如图
假设小球能到达等效最低点,由动能定理
解得
在等效最低点恰好不脱离轨道时
解得
可知
可知小球不会脱离轨道。
(2)解:①从点到等效最低点,由动能定理
解得
在等效最低点压力最大
解得
根据牛顿第三定律,小球对轨道的最大压力。
②从点运动到点过程,可知合外力做功为0,所以
在点,受力分析如图
解得
根据牛顿第三定律,小球在点对轨道的压力。
【知识点】生活中的圆周运动;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)脱轨判断:将重力与恒力合成 “等效重力”,分析其径向分力与磁力的大小关系,判断是否脱轨。
(2)轨道压力:利用动能定理求对应位置的速度,结合径向合力公式(向心力)计算轨道支持力,进而得小球对轨道的压力。
(1)把恒力和重力的合力视为等效重力
设等效重力方向与竖直方向夹角为,则有
解得
过圆心作的平行线和圆轨道有两个交点,下方交点为等效最低点,如图
假设小球能到达等效最低点,由动能定理
解得
在等效最低点恰好不脱离轨道时
解得
可知
可知小球不会脱离轨道。
(2)①从点到等效最低点,由动能定理
解得
在等效最低点压力最大
解得
根据牛顿第三定律,小球对轨道的最大压力。
②从点运动到点过程,可知合外力做功为0,所以
在点,受力分析如图
解得
根据牛顿第三定律,小球在点对轨道的压力。
15.【答案】(1)解:物块与长木板组成的系统动量守恒
解得
根据能量守恒
解得
(2)解:物块P第一次与长木板Q共速后,长木板Q与滑块1发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒
解得,
(3)解:由于所有滑块质量相等,发生的碰撞都是弹性碰撞,所以滑块之间碰撞后交换速度,则第个滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止。
长木板与滑块第一次碰撞后,物块第二次与长木板共速过程,根据动量守恒
解得
同理可知长木板与滑块1第二次发生弹性碰撞后的速度分别为
可知第块滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止
接着物块第三次与长木板共速的速度为
长木板与滑块1第三次发生弹性碰撞后的速度分别为
综上分析可知,长木板与滑块1第次发生弹性碰撞后,物块第次与长木板共速的速度为物块最终的速度
【知识点】动量守恒定律;机械能守恒定律;碰撞模型
【解析】【分析】(1)相对距离:利用动量守恒求共速速度,结合能量守恒(摩擦力做功)求相对位移。
(2)弹性碰撞:联立动量守恒与机械能守恒,求解碰撞后两者的速度。
(3)最终速度:分析多次 “共速-碰撞-反弹-再共速” 的过程,归纳速度的递推规律,得到最终速度表达式。
(1)物块与长木板组成的系统动量守恒
解得
根据能量守恒
解得
(2)物块P第一次与长木板Q共速后,长木板Q与滑块1发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒
解得
(3)由于所有滑块质量相等,发生的碰撞都是弹性碰撞,所以滑块之间碰撞后交换速度,则第个滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止。
长木板与滑块第一次碰撞后,物块第二次与长木板共速过程,根据动量守恒
解得
同理可知长木板与滑块1第二次发生弹性碰撞后的速度分别为
可知第块滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止
接着物块第三次与长木板共速的速度为
长木板与滑块1第三次发生弹性碰撞后的速度分别为
综上分析可知,长木板与滑块1第次发生弹性碰撞后,物块第次与长木板共速的速度为物块最终的速度
1 / 1四川省百师联盟2025-2026学年高三上学期10月期中考试物理试题
1.(2025高三上·四川期中)2025年9月3日上午9时,北京天安门广场举行了中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年纪念大会,期间进行了盛大的阅兵,下列说法正确的是(  )
A.上午9时指的是时间间隔
B.研究士兵踢正步的动作时,可以将其视为质点
C.装备方队整齐通过天安门广场,以方队中一辆战车为参考系,其余战车是静止的
D.空军飞行编队从起飞到降落,路程和位移的大小相等
【答案】C
【知识点】质点;位移与路程;参考系与坐标系
【解析】【解答】A.“上午 9 时” 是大会开始的瞬间,对应时刻(时间点),而非时间间隔(时间段),故A错误;
B.研究踢正步的动作时,需要分析肢体的细节(形状、大小不可忽略),因此不能将士兵视为质点,故B错误;
C.装备方队整齐行进时,各战车之间的相对位置保持不变,以其中一辆战车为参考系,其余战车的位置没有变化,故是静止的,故C正确;
D.飞行编队整个过程的运动轨迹是曲线或折线,轨迹总长度(路程)会大于位移大小,故D错误。
故答案为:C。
【分析】区分 “时刻与时间间隔”“质点的条件”“参考系的相对运动”“路程与位移的区别” 这几个物理概念,逐一判断选项。
2.(2025高三上·四川期中)如图甲所示,“蛟龙号”是一艘由我国自主设计,具有世界先进水平的载人潜水器。某次测试过程中,“蛟龙号”沿直线运动的x t图像如图乙所示,则它的v t图像可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】x t图像切线的斜率表示速度,由图可知,0~t1时间内,“蛟龙号”的速度减小,t1~t2时间内,“蛟龙号”的速度反向增大。
故答案为:B。
【分析】根据x-t图像的斜率表示速度,分析 “蛟龙号” 的速度变化规律,再匹配对应的v-t图像。
3.(2025高三上·四川期中)如图为神舟十九号飞船与空间站分离时的情境。分离前,两者的组合体以速度大小运动,经时间(较短)完成分离,分离后神舟十九号飞船的速度大小为,仍沿原方向运动。若神舟十九号飞船的质量为,则分离过程,空间站对神舟十九号飞船的平均推力大小为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】动量定理
【解析】【解答】规定方向为正方向,以神舟十九号为研究对象,根据动量定理,解得
故答案为:D。
【分析】以神舟十九号飞船为研究对象,利用动量定理(合外力的冲量等于动量的变化量),计算空间站对飞船的平均推力。
4.(2025高三上·四川期中)图甲为某款可折叠晾衣架,图乙为其结构简图,等长的细杆中部通过铰链连接,可绕铰链转动。晾衣架展开时,两细杆和竖直方向的夹角相等,若将晾衣架折叠起来,让端点沿着地面以相等的速率向中间匀速靠拢,则铰链上移的速率(  )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】A
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】如图所示
两点的速率和铰链上移的速率关系为,即
端点以相等的速率向中间匀速靠拢,减小,铰链上移的速率一直减小。
故答案为:A。
【分析】以神舟十九号飞船为研究对象,利用动量定理(合外力的冲量等于动量的变化量)计算空间站对它的平均推力。
5.(2025高三上·四川期中)如图所示,智能机器人正在分拣口投递包裹,初始时托盘水平,然后倾角缓慢增大,直至包裹滑下。已知包裹与托盘间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则要使包裹能够滑下,托盘的最小倾角为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】包裹刚开始下滑,对包裹受力分析得
其中
解得托盘的最小倾角
故答案为:D。
【分析】当包裹刚好下滑时,重力沿斜面向下的分力与最大静摩擦力(等于滑动摩擦力)平衡,据此列方程求解最小倾角。
6.(2025高三上·四川期中)如图甲所示,一弹射器固定在地面上,初始时,弹射器内轻弹簧压缩一定的长度并处于锁定状态。将一个小球放置在弹簧的上端,解除锁定,小球由静止加速后竖直向上射出(竖直向上为正方向),一段时间后又落回弹射器内。整个运动过程中,小球受到的空气阻力随速率增大而增大,随时间变化的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.时,小球上升到最高点
B.,小球的加速度方向竖直向上
C.,小球的加速度大小一直减小
D.,小球处于失重状态
【答案】C
【知识点】超重与失重;牛顿定律与图象
【解析】【解答】A.竖直向下,可知这段时间内速度方向竖直向上,,竖直向上,可知这段时间内速度方向竖直向下,所以时,小球上升到最高点,故A错误;
B.先增大后减小,可知速度先增加后减小,所以加速度方向先竖直向上后竖直向下,故B错误;
C.竖直向上且一直增大,根据牛顿第二定律,可知小球的加速度大小一直减小,故C正确;
D.竖直向上且一直减小,可知速度竖直向下,也一直减小,加速度竖直向上,小球处于超重状态,故D错误。
故答案为:C。
【分析】结合空气阻力的方向(与速度方向相反)判断速度方向,再通过牛顿第二定律分析加速度的变化,区分超重、失重状态。
7.(2025高三上·四川期中)某款“<”形轻质工件结构简图如图所示,、的长度均为,,该工件可绕点在竖直面内自由转动(无阻力)。在端点、两点各固定一个相同的小球(视为质点),从两球连线竖直位置释放该工件,一段时间后,两球首次转到同一水平线上。已知小球的质量均为,不计空气阻力,重力加速度大小为,则该过程中,工件对点处小球做的功为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用;机械能守恒定律
【解析】【解答】设两球首次转到同一水平线上时的速度大小为,则根据系统机械能守恒有
设工件对点处小球做功为,则对点处小球列动能定理方程有
联立解得
故答案为:B。
【分析】先对两小球组成的系统应用机械能守恒定律(只有重力做功)求共同速度,再对P点小球应用动能定理(重力做功+工件做功=动能变化),求解工件对P球做的功。
8.(2025高三上·四川期中)我国计划于2030年前后实施火星采样返回任务。若完成采样后,探测器返回时其运动轨迹如图所示,先进入近火圆轨道Ⅰ,后在点点火,进入环火椭圆轨道Ⅱ,点为远火点。下列说法正确的是(  )
A.探测器在轨道Ⅱ上从向运动过程中,受到火星的引力逐渐减小
B.探测器在轨道Ⅱ上从向运动过程中,机械能逐渐增大
C.探测器在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅰ上的运行周期
D.已知引力常量和探测器在轨道上的运行周期,可求出火星的质量
【答案】A,C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A.根据万有引力公式,从P到Q,探测器与火星的距离增大,故引力逐渐减小,故A正确;
B.探测器在轨道Ⅱ上运动时,只有火星的引力做功(引力属于系统内力),机械能守恒,不会逐渐增大,故B错误;
C.根据开普勒第三定律有,探测器在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道上的运行周期,故C正确;
D.探测器在轨道上做圆周运动,根据万有引力提供向心力有,解得,已知引力常量和探测器在轨道上的运行周期,还需要知道轨道的半径,才能求出火星的质量,故D错误。
故答案为:AC。
【分析】结合万有引力定律、机械能守恒、开普勒第三定律,分析探测器在不同轨道上的受力、能量、周期及天体质量的求解条件。
9.(2025高三上·四川期中)如图所示,一个小球(视为质点)分别通过细线1、2固定在竖直墙面上的点和水平地面上的点,小球处于静止状态,细线1、2与竖直方向、水平面的夹角均为,重力加速度大小为,下列说法正确的是(  )
A.若剪断细线1,则剪断瞬间小球加速度的大小为
B.若剪断细线1,则剪断瞬间小球加速度的大小为
C.若剪断细线2,则剪断瞬间小球加速度的大小为
D.若剪断细线2,则剪断瞬间小球加速度的大小为
【答案】B,C
【知识点】受力分析的应用;牛顿第二定律
【解析】【解答】AB.若剪断细线1,则剪断瞬间,细线1和2的弹力消失,小球只受重力作用,加速度大小为g,故A错误,B正确;
CD.若剪断细线2,小球将绕着点向下做圆周运动,细线1上的拉力发生了突变,把小球的重力分别沿着细线1和垂直细线1的方向分解,则有,解得,故C正确,D错误。
故答案为:BC。
【分析】剪断细线瞬间,未断细线的弹力会突变,需根据小球的运动趋势(自由下落 / 圆周运动),对小球进行受力分析,结合牛顿第二定律求加速度。
10.(2025高三上·四川期中)如图所示,从倾角为的斜面点的正上方高处由静止释放一个质量为的弹性小球(视为质点),小球与斜面发生弹性碰撞(时间极短,平行于斜面方向的分速度不变,垂直于斜面方向的分速度大小不变,方向反向),然后落到斜面上的点,不计空气阻力,重力加速度大小为,下列说法正确的是(  )
A.小球与斜面碰撞后瞬间的速度大小为
B.小球与斜面碰撞过程中,受到斜面的冲量大小为
C.小球从点运动到点的时间为
D.两点间的距离为
【答案】B,D
【知识点】动量定理;平抛运动
【解析】【解答】A.根据,小球与斜面发生弹性碰撞(时间极短),小球离开斜面时速度大小仍为,方向与斜面成,A错误;
B.小球离开斜面时,速度可分解为沿斜面方向的分速度和垂直于斜面方向的分速度,小球与斜面发生弹性碰撞,沿斜面方向分速度大小、方向均不变,垂直于斜面方向分速度大小不变、方向相反,根据动量定理,,解得,B正确;
CD.小球离开斜面到再次落回斜面的运动可分解为沿斜面、垂直于斜面的匀变速运动,垂直于斜面方向,,沿斜面方向,,解得,,C错误,D正确。
故答案为:BD。
【分析】先分析小球下落至斜面的速度,再结合弹性碰撞的速度变化规律,利用动量定理、运动分解(沿斜面 / 垂直斜面)分析冲量、运动时间和位移。
11.(2025高三上·四川期中)某科技小组设计了图甲所示的实验装置,来研究圆周运动的规律,纸带的一端固定在水平放置的圆盘边缘处,另一端穿过打点计时器,让圆盘绕中心轴旋转起来,纸带就会紧紧缠绕在圆盘上,根据纸带上的打点情况,来研究圆周运动的规律。已知圆盘的半径为,打点计时器所接交流电的频率为。请回答下列问题:
(1)实验时,先接通打点计时器电源,若让圆盘以固定的角速度匀速转动起来,在纸带未绕圆盘一周之前,打点计时器所打点的间隔是   (选填“均匀”或“非均匀”)的。
(2)若让圆盘从静止开始转动,在纸带未绕圆盘一周之前,获得的部分纸带如图乙所示,相邻计数点间还有4个点没有画出,则这部分纸带   (选填“是”或“不是”)做匀变速运动,判断依据是   ,打点计时器打点时,圆盘的边缘点的向心加速度大小为   (结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)均匀
(2)是;相邻间隔的位移之差均近似为,为定值;2.6
【知识点】向心加速度
【解析】【解答】(1)在纸带未绕圆盘一周之前,纸带匀速运动,打点计时器所打点的间隔是均匀的。
故答案为:均匀
(2)计算发现,相邻间隔的位移之差均近似为,为定值,所以这部分纸带做匀变速运动,点是的中间时刻点,则有,向心加速度
故答案为:是;相邻间隔的位移之差均近似为,为定值;2.6
【分析】(1)匀速转动的打点间隔:圆盘匀速时纸带线速度恒定,打点间隔由电源频率决定,故均匀。
(2)匀变速判断与向心加速度:通过位移差是否恒定判断匀变速;利用中间时刻速度公式求 D 点速度,再结合向心加速度公式计算。
(1)在纸带未绕圆盘一周之前,纸带匀速运动,打点计时器所打点的间隔是均匀的。
(2)[1][2][3]计算发现,相邻间隔的位移之差均近似为,为定值,所以这部分纸带做匀变速运动,点是的中间时刻点,则有
向心加速度
12.(2025高三上·四川期中)某实验小组设计了两组方案,通过小球在斜槽末端的碰撞来验证动量守恒定律,请回答下列问题:
(1)图甲为方案一的实验装置图,接球木板水平放置。实验时,让入射球A多次从斜槽上某点静止释放,平均落点为。再把被碰小球B静止放在斜槽末端,再将入射小球A从斜槽上同一位置静止释放,与小球B相撞,并多次重复,记录两个小球碰后的平均落点、。
①安装实验装置时,斜槽末端   (选填“需要”或“不需要”)水平;
②小球、的质量分别为、,半径分别为、,则为了顺利完成实验,它们应满足的关系是   、   ;(均选填“>”“<”或“=”)
③点为小球抛出时球心在木板上的投影点,测得、、的长度分别为、、,若表达式   (用表示)成立,则动量守恒定律得到验证。
(2)图乙为方案二的实验装置图,仅移动木板的位置,将其竖直放置在斜槽末端的右侧,点为小球抛出时球心在木板上的投影点。仍重复方案一的操作,木板上得到三个平均落点、、,测出、、长度分别为、、,若表达式   (用、、、、表示)成立,则动量守恒定律也能得到验证。
【答案】(1)需要;>;=;
(2)
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)斜槽末端需要水平,以保证小球能做平抛运动。
为满足对心正碰,且碰后小球不反弹,则,
小球从斜槽末端飞出后,做平抛运动,竖直方向上,小球下落的高度相等,则小球在空中运动的时间相等,设为,碰撞前小球的速度为,碰撞后小球的速度分别为
取水平向右为正方向,两球碰撞前后的总动量守恒有
整理得
故答案为:需要;>;=;
(2)设碰撞前与小球的距离为,小球做平抛运动,碰撞前小球有,
解得
同理碰后小球的速度为,
取水平向右为正方向,两球碰撞前后总动量守恒
整理得
故答案为:
【分析】(1)水平木板方案:利用平抛运动时间相等,将速度转化为水平位移,结合动量守恒推导表达式;明确斜槽水平、小球质量/半径的实验要求。
(2)竖直木板方案:利用平抛运动的竖直位移与时间的关系,将速度转化为,推导动量守恒的表达式。
(1)[1]斜槽末端需要水平,以保证小球能做平抛运动。
[2][3]为满足对心正碰,且碰后小球不反弹,则,
[4]小球从斜槽末端飞出后,做平抛运动,竖直方向上,小球下落的高度相等,则小球在空中运动的时间相等,设为,碰撞前小球的速度为
碰撞后小球的速度分别为
取水平向右为正方向,两球碰撞前后的总动量守恒有
整理得
(2)设碰撞前与小球的距离为,小球做平抛运动,碰撞前小球有,
解得
同理碰后小球的速度为,
取水平向右为正方向,两球碰撞前后总动量守恒
整理得
13.(2025高三上·四川期中)如图所示(俯视图),光滑的水平直道上每间隔铺有宽度的减速带。一物块(视为质点)从左侧以的初速度水平向右滑入第一个减速带。已知物块与减速带间动摩擦因数均为0.55,重力加速度大小取,求:
(1)物块滑出第一个减速带时速度的大小;
(2)物块从进入第一个减速带至停止运动,位移的大小。(结果保留2位有效数字)
【答案】(1)解:根据牛顿第二定律
解得
物块滑出第一个减速带时,根据
解得
(2)解:物块在减速带上做匀减速运动,在其余部分做匀速运动,设物块在减速带上运动了,则有
解得
所以物块停在第4个减速带上,则物块在直道的光滑部分运动了
物块从进入第一个减速带至停止运动,位移
解得
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】(1)减速带的速度:利用牛顿第二定律求加速度,结合匀减速直线运动公式计算滑出速度。
(2)总位移:先求物块在减速带上的总路程,再结合减速带的间隔距离,累加得总位移。
(1)根据牛顿第二定律
解得
物块滑出第一个减速带时,根据
解得
(2)物块在减速带上做匀减速运动,在其余部分做匀速运动,设物块在减速带上运动了,则有
解得
所以物块停在第4个减速带上,则物块在直道的光滑部分运动了
物块从进入第一个减速带至停止运动,位移
解得
14.(2025高三上·四川期中)如图所示,半径为(厚度不计)的铁质圆形轨道固定在竖直面内,、分别为轨道的最高点和最低点(和垂直),为轨道上一点且和圆心连线与水平方向夹角为。质量为的磁性小球通过磁力吸附在轨道上,磁力大小恒为、方向始终通过圆心。现给磁性小球施加水平向左、大小为的恒力。忽略轨道厚度及小球大小,不计一切摩擦,重力加速度大小为。
(1)若让小球从轨道外侧点由静止释放,通过计算判断小球会不会脱离轨道;
(2)若让小球从轨道内侧点以初速度大小水平向左射入轨道,求:
①小球运动过程中对轨道的最大压力的大小;
②小球运动到点时对轨道压力的大小。
【答案】(1)解:把恒力和重力的合力视为等效重力
设等效重力方向与竖直方向夹角为,则有
解得
过圆心作的平行线和圆轨道有两个交点,下方交点为等效最低点,如图
假设小球能到达等效最低点,由动能定理
解得
在等效最低点恰好不脱离轨道时
解得
可知
可知小球不会脱离轨道。
(2)解:①从点到等效最低点,由动能定理
解得
在等效最低点压力最大
解得
根据牛顿第三定律,小球对轨道的最大压力。
②从点运动到点过程,可知合外力做功为0,所以
在点,受力分析如图
解得
根据牛顿第三定律,小球在点对轨道的压力。
【知识点】生活中的圆周运动;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)脱轨判断:将重力与恒力合成 “等效重力”,分析其径向分力与磁力的大小关系,判断是否脱轨。
(2)轨道压力:利用动能定理求对应位置的速度,结合径向合力公式(向心力)计算轨道支持力,进而得小球对轨道的压力。
(1)把恒力和重力的合力视为等效重力
设等效重力方向与竖直方向夹角为,则有
解得
过圆心作的平行线和圆轨道有两个交点,下方交点为等效最低点,如图
假设小球能到达等效最低点,由动能定理
解得
在等效最低点恰好不脱离轨道时
解得
可知
可知小球不会脱离轨道。
(2)①从点到等效最低点,由动能定理
解得
在等效最低点压力最大
解得
根据牛顿第三定律,小球对轨道的最大压力。
②从点运动到点过程,可知合外力做功为0,所以
在点,受力分析如图
解得
根据牛顿第三定律,小球在点对轨道的压力。
15.(2025高三上·四川期中)如图所示,一质量且足够长的长木板静止在光滑的水平面上,长木板的右侧沿直线等间距的放置着个相同的滑块,滑块的质量均为。现有一质量的物块从长木板的左端以的初速度滑上长木板,在长木板与滑块1发生碰撞前,物块和长木板已共速。长木板上表面粗糙程度一致,所有的碰撞均为弹性碰撞,物块和滑块均看作质点,重力加速度大小取,求:
(1)若物块与长木板间的动摩擦因数为0.8,则从物块滑上长木板至两者第一次共速时,物块相对于长木板运动的距离为多少?
(2)长木板Q与滑块1碰撞后瞬间,二者的速度大小分别为多少?
(3)物块最终的速度大小(结果用表示)。
【答案】(1)解:物块与长木板组成的系统动量守恒
解得
根据能量守恒
解得
(2)解:物块P第一次与长木板Q共速后,长木板Q与滑块1发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒
解得,
(3)解:由于所有滑块质量相等,发生的碰撞都是弹性碰撞,所以滑块之间碰撞后交换速度,则第个滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止。
长木板与滑块第一次碰撞后,物块第二次与长木板共速过程,根据动量守恒
解得
同理可知长木板与滑块1第二次发生弹性碰撞后的速度分别为
可知第块滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止
接着物块第三次与长木板共速的速度为
长木板与滑块1第三次发生弹性碰撞后的速度分别为
综上分析可知,长木板与滑块1第次发生弹性碰撞后,物块第次与长木板共速的速度为物块最终的速度
【知识点】动量守恒定律;机械能守恒定律;碰撞模型
【解析】【分析】(1)相对距离:利用动量守恒求共速速度,结合能量守恒(摩擦力做功)求相对位移。
(2)弹性碰撞:联立动量守恒与机械能守恒,求解碰撞后两者的速度。
(3)最终速度:分析多次 “共速-碰撞-反弹-再共速” 的过程,归纳速度的递推规律,得到最终速度表达式。
(1)物块与长木板组成的系统动量守恒
解得
根据能量守恒
解得
(2)物块P第一次与长木板Q共速后,长木板Q与滑块1发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒
解得
(3)由于所有滑块质量相等,发生的碰撞都是弹性碰撞,所以滑块之间碰撞后交换速度,则第个滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止。
长木板与滑块第一次碰撞后,物块第二次与长木板共速过程,根据动量守恒
解得
同理可知长木板与滑块1第二次发生弹性碰撞后的速度分别为
可知第块滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止
接着物块第三次与长木板共速的速度为
长木板与滑块1第三次发生弹性碰撞后的速度分别为
综上分析可知,长木板与滑块1第次发生弹性碰撞后,物块第次与长木板共速的速度为物块最终的速度
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