2024-2025学年山东名校考试联盟高三上学期10月阶段性检测物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1山东名校考试联盟2024年10月高三年级阶段性检测物理试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写。字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.为庆祝2024年中秋佳节，全国多地举办了无人机表演秀。如图所示为表演过程中在竖直方向运动的某无人机的s-t图像，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（）A.无人机在0∼6s内的位移大小为6mB.无人机在0∼6s内路程为2mC.无人机在0∼2s内的平均速率大于2s∼6s内的平均速率D.无人机在0∼2s内的平均速率等于2s∼6s内的平均速率【答案】D【解析】A．由图可知，无人机在0∼6s内的位移大小为2m，故A错误；B．无人机在0∼6s内的路程为6m，故B错误；CD．无人机在0~2s内的路程为2m，在2~6s内的路程为4m，所以平均速率分别为故C错误，D正确。故选D。2.如图所示为超市中运送货物常用的“L”型小推车。初始时小推车支架与水平地面垂直，运送货物时先将“L”型小推车绕O点逆时针缓慢转动45°，然后推动小推车沿水平地面运动。在小推车绕O点逆时针缓慢转动的过程中，支架对货物的弹力为，底板对货物的弹力为，不计货物与小推车间的摩擦，下列说法正确的是（）A.逐渐减小 B.先减小后增大C.逐渐减小 D.先减小后增大【答案】C【解析】对货物受力分析如图，在小推车绕O点逆时针缓慢转动的过程中，不变，从逐渐增大到，从逐渐减小到，根据正弦定理可知逐渐增大，逐渐减小。故选C。3.如图所示为某缆车运送货物的示意图，已知缆绳和水平方向夹角为30°，车厢内P、Q两物体与车厢一起沿缆绳向上做匀加速直线运动，P、Q和车厢保持相对静止。下列P、Q两物体间摩擦力可能为零的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】A．根据题意，车厢内P、Q两物体与车厢一起沿缆绳向上做匀加速直线运动，则加速度的方向沿缆绳方向，即与水平方向成30°斜向右上方，若P、Q间没有摩擦力，则P受竖直向下重力和垂直于接触面的支持力，支持力的方向与水平方向成60°斜向右上方，二者的合力方向可能沿缆绳方向，故A正确；CD．若P、Q间摩擦力为零，P受向下的重力和垂直于接触面的支持力，二者的合力不可能沿缆绳向上，故CD错误；B．若P、Q间没有摩擦力，则P受竖直向下重力和垂直于接触面的支持力，支持力的方向与水平方向成30°斜向右上方，二者的合力方向不可能沿缆绳方向向上，故B错误。故选A。4.如图所示为我国运动员在2024年巴黎奥运会上蹦床比赛的精彩画面。该运动员从最高点由静止开始沿竖直方向向下运动，运动员与蹦床接触后，蹦床对人的弹力始终沿竖直方向且弹力大小与形变量满足胡克定律。运动员可视作质点，取竖直向下为正方向，不计空气阻力，重力加速度为g。运动员从最高点开始向下运动直到速度减为零的过程中，加速度a随位移x变化的图像可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】根据题意，当运动员在刚开始下落阶段，只受重力，加速度为重力加速度，一直不变，当与蹦床接触后，运动员受到向上的弹力，根据牛顿第二定律有所以由此可知，a-x图线应为倾斜直线，当弹力增大到与重力相等时，运动员的加速度为零，之后，运动员所受弹力大于重力，加速度向上，根据牛顿第二定律可得即随着x增大，加速度反向增大。故选A。5.如图所示为某简易升降装置的示意图，物体A可沿光滑竖直杆运动，不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮B一端与物体A相连，另一端与电动机C相连。半径为r的电动机以恒定角速度ω逆时针匀速转动，轻绳始终处于伸直状态。当A、B间的轻绳与竖直杆的夹角为θ时，物体A的瞬时速度大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根据题意可得将A的速度分解为沿绳方向和垂直于绳方向，则所以故选B。6.如图所示为我国发射北斗卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r的圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，卫星运动到A点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，运动到椭圆轨道Ⅱ的远地点B时，再次变轨进入半径为2r的圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动。已知卫星的质量为m，地球质量为M，引力常量为G，卫星在A点变轨后瞬间的速度大小为，卫星在椭圆轨道Ⅱ上的A点和B点满足卫星到地心的距离与其速度的乘积为定值，不计卫星质量的变化，下列说法正确的是（）A.卫星沿椭圆轨道Ⅱ从A点运动到B点所用的时间为沿圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动周期的倍B.卫星沿椭圆轨道Ⅱ从A点运动到B点所用的时间为沿圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动周期的倍C.在B点变轨过程中发动机对卫星做的功为D.在B点变轨过程中发动机对卫星做的功为【答案】D【解析】AB．根据开普勒第三定律可得沿椭圆轨道Ⅱ从A点运动到B点所用的时间为联立可得故AB错误；CD．变轨前卫星在B点的速度大小为根据万有引力提供向心力可得解得所以在B点变轨过程中发动机对卫星做功为故C错误，D正确。故选D。7.如图所示，在某次风洞实验中将质量的物体从A点以的初速度水平抛出，物体运动到B点时的速度，、与连线的夹角均为30°，A、B两点间的距离为。已知风洞对物体的作用力F恒定且方向与纸面平行，取重力加速度，下列说法正确的是（）A.，方向竖直向上B.，方向斜向左上方与水平方向成30°C.，方向竖直向下D.，方向斜向左上方与水平方向成30°【答案】D【解析】水平方向有竖直方向有联立解得，，所以则风洞对物体的作用力大小为且即力F与水平方向的夹角为30°，斜向左上方。故选D。8.2024年9月，全国首座全自动化渔业码头正式启用，传送带是码头自动化搬运系统不可缺少的组成部分。如图甲所示，倾角为的倾斜传送带沿顺时针方向转动，传送带的速度v随时间t的变化图像如图乙所示。时刻将质量为的货物轻放在传送带底端，已知货物和传送带间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，传送带足够长，取重力加速度，，。0∼15s过程中货物和传送带由于摩擦产生的热量为（）A.64J B.60J C.32J D.30J【答案】C【解析】货物向上做匀加速直线运动最大的加速度为传送带的加速度为所以在两者相对静止一起向上运动，传送带的加速度为从10s开始货物相对传送带向下滑动，货物位移传送带位移为0∼15s过程中货物和传送带由于摩擦产生的热量为故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。9.2024年6月4日，嫦娥六号返回舱携带月球样品自月球背面起飞，随后成功进入预定环月轨道，完成世界首次月球背面采样。假设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。已知月球质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是（）A.返回舱绕月飞行的周期小于地球上近地圆轨道卫星的周期B.返回舱绕月飞行的周期大于地球上近地圆轨道卫星的周期C.返回舱绕月飞行的速度小于地球第一宇宙速度D.返回舱绕月飞行的速度大于地球第一宇宙速度【答案】BC【解析】根据万有引力提供向心力有所以，所以，即返回舱绕月飞行的周期大于地球上近地圆轨道卫星的周期，返回舱绕月飞行的速度小于地球第一宇宙速度。故选BC。10.高铁列车进站时做匀减速直线运动，列车第一节车厢从头部经过标记点到尾部经过标记点用时2s，第二节车厢从头部经过标记点到尾部经过标记点用时4s，已知每节车厢的长度为24m，不计车厢间的距离。下列说法正确的是（）A.高铁列车的加速度大小为B.高铁列车的加速度大小为C.高铁列车停止运动时标记点位于第三节车厢头部与尾部之间D.高铁列车停止运动时标记点位于第五节车厢头部与尾部之间【答案】AC【解析】AB．根据题意可得，第一节车厢经过标志点的平均速度为第二节车厢经过标志点的平均速度为则故A正确，B错误；CD．根据位移时间关系可得解得所以列车停止运动时位移为由于所以高铁列车停止运动时标记点位于第三节车厢头部与尾部之间，故C正确，D错误。故选AC。11.如图所示，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中段水平，段是以O为圆心的圆弧轨道，两轨道相切于B点。可视为质点的小球从A点以初速度水平向左运动，恰好能通过圆弧轨道的最高点D，重力加速度为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A.圆弧轨道的半径为B.圆弧轨道的半径为C.若增大，则小球在圆弧轨道上B点与D点所受的弹力之差变大D.若增大，则小球在圆弧轨道上B点与D点所受的弹力之差不变【答案】BD【解析】AB．小球恰好能通过最高点，则小球从A点运动到最高点，有联立可得故A错误，B正确；CD．小球在B点，有小球在D点，有小球从B点运动到D点，有联立可得若增大，则小球在圆弧轨道上B点与D点所受的弹力之差不变，故C错误，D正确。故选BD。12.如图所示，底端带有挡板的粗糙斜面固定在水平地面上，轻弹簧一端连接挡板，另一端连接小滑块P，施加外力缓慢推动小滑块P使弹簧处于压缩状态，撤去外力，小滑块P沿斜面向上运动到最高点时，紧靠小滑块P右侧无初速度释放小滑块Q，小滑块P和Q完全相同，且两者沿斜面向下运动时一直保持接触不分离，下列说法正确的是（）A.小滑块P向上运动过程中的加速度先减小后增大B.小滑块P向上运动过程中弹簧不可能处于伸长状态C.小滑块P、Q向下运动过程中，小滑块P、Q间的弹力先减小后增大D.小滑块P、Q向下运动过程中，斜面对地面的压力一直增大【答案】ABD【解析】A．滑块P向上运动过程中受到重力、斜面的支持力，沿斜面向下的摩擦力以及弹簧的弹力，一开始弹簧处于压缩状态，弹簧的弹力沿斜面向上，但弹力不断减小，设斜面倾角为θ，滑块P的质量为m，根据牛顿第二定律可得由此可知，滑块P的加速度不断减小，当加速度减小到零时，滑块P的速度达到最大，弹簧仍处于压缩状态，之后有加速度沿斜面向下，滑块P做减速运动，加速度增大，故A正确；B．当P到达最高点时，无初速度释放小滑块Q，两者沿斜面向下运动时一直保持接触不分离，即二者加速度相同，对物块Q，有即Q的加速度满足若弹簧处于伸长状态，则整体的加速度满足所以要使二者一起向下运动，弹簧不可能伸长，故B正确；C．小滑块P、Q向下运动过程中，一开始向下加速，若弹簧处于原长或压缩状态，P、Q向下运动，弹簧沿斜面向上的弹力不断增大，所以加速度不断减小，若弹簧处于伸长状态，P、Q向下运动，弹簧沿斜面向下的弹力不断减小，加速度减小，对滑块Q，根据牛顿第二定律可得由于加速度减小，则P、Q间的弹力增大，当加速度减为零时，二者速度达到最大，之后，加速度沿斜面向上增大，则P、Q间的弹力仍然增大，故C错误；D．根据整体法，整体在竖直方向先具有向下减小加速度，后有向上增大的加速度，根据牛顿第二定律可知，斜面对地面的压力一直增大，故D正确。故选ABD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某学习小组用如图甲所示的装置探究平抛运动特点，实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光。某次拍摄后得到的照片如图乙所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图乙中标出，取重力加速度g=9.8m/s2。（1）该小球抛出时的水平速度大小为______m/s；（结果保留2位有效数字）（2）图乙中小球位于A点时竖直方向的分速度______（选填“大于”“等于”或“小于”）该点水平方向的分速度；（3）若平抛运动是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体的合运动，根据运动规律可推断出本次实验中小球做平抛运动的抛出点位于图乙中的（）A.1号格子区域 B.2号格子区域 C.3号格子区域 D.4号格子区域【答案】（1）1.0（2）大于（3）C【解析】【小问1详解】小球水平方向做匀速直线运动，有在竖直方向做自由落体运动，有代入数据解得，【小问2详解】小球位于A点时竖直方向的分速度为【小问3详解】小球从抛出到运动到A点所用时间为t，则解得则抛出点到A点的水平距离为竖直距离为由于，所以抛出点应位于图乙中的3号格子区域。故选C。14.某学习小组探究物体加速度与其所受合外力的关系，实验装置如图甲所示，主要实验步骤如下：（1）水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，测出小车（带遮光片）的质量M，遮光片的宽度d，两个光电门间的距离L；（2）在小车不连接细绳的情况下适当垫高轨道左端，给小车一初速度让小车沿轨道向右运动，观察到遮光片通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，若要平衡小车所受摩擦力，应适当______（选填“增加”或者“减小”）轨道左端的高度，直到观察到遮光片通过光电门1的时间近似等于通过光电门2的时间；（3）将细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上质量为m的钩码，调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行。钩码重力记为F，由理论推导可知，当钩码质量远小于小车质量时，小车的合外力近似为F。若细线与轨道不平行，可能会造成小车______（选填“加速度”或者“合外力”）的测量出现偏差；（4）将小车从轨道左侧某处释放，测出遮光片通过光电门1的时间，通过光电门2的时间，小车运动加速度的大小______（用d、、、L表示）；（5）多次改变悬挂钩码的数量，测量遮光片通过光电门1、2的时间，计算相应的加速度a的值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，当钩码质量远小于小车质量时，小车的加速度与其所受合外力成正比；（6）保持实验装置和实验操作不变，仅换用质量更小的小车重复此实验，作出图像，下列四个图像中可能正确的是______（图中实线表示质量大的小车，虚线表示质量小的小车）【答案】（2）增加（3）合外力（4）（6）A【解析】[1]在小车不连接细绳的情况下适当垫高轨道左端，给小车一初速度让小车沿轨道向右运动，观察到遮光片通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明小车做减速运动，沿斜面向上的摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，若要平衡小车所受摩擦力，应适当增加轨道左端的高度；[2]当钩码质量远小于小车质量时，小车的合外力近似为F，即钩码的重力大小代替小车所受的合外力，所以若细线与轨道不平行，可能会造成小车运动过程中实际所受到的合外力变化，但钩码重力不变，即合外力的测量出现偏差；[3]遮光片通过光电门1、2的速度分别为所以小车运动的加速度大小为[4]根据牛顿第二定律可得联立可得若保持实验装置和实验操作不变，仅换用质量更小的小车重复此实验，即M减小，图线的斜率增大，即虚线的斜率大于实线的斜率，同时由于小车的质量减小，使得钩码的质量与小车的质量相差不大，随着钩码质量增大，即F增大，图线提前发生弯曲。故选A。15.如图所示，某路段由斜面和水平面组成，其中段倾角为37°，段和段平滑连接。将小滑块由A点自由释放，一段时间后小滑块停在C点。已知小滑块与段间的动摩擦因数为0.625，小滑块与段间的动摩擦因数为0.4，段长度为，取重力加速度，，，求（1）小滑块运动到B点时的速度大小；（2）小滑块整个运动过程的时间。【答案】（1）（2）5s【解析】【小问1详解】小滑块由到运动的过程中，由牛顿第二定律可得解得小滑块由到运动的过程中解得【小问2详解】小滑块由到运动的时间满足解得小滑块由到运动的过程，由牛顿第二定律可得解得小滑块由到运动的时间满足解得小滑块整个运动过程的时间16.如图所示，质量为m的小球在不可伸长的水平轻绳和倾斜轻绳的作用下保持静止，倾斜轻绳与竖直方向的夹角为60°，P点为倾斜轻绳的悬点。半径为R的半圆形凹槽固定在水平地面上，凹槽上的A点、B点和圆心O等高，A点位于P点的正下方。现将水平轻绳剪断，小球运动到最低点时轻绳恰好断裂，一段时间后，小球恰好垂直击中半圆形凹槽上的Q点，已知倾斜轻绳的长度为，，重力加速度为g，，，求：（1）剪断水平轻绳的瞬间小球的加速度a；（2）倾斜轻绳断裂的瞬间小球的速度大小v；（3）从倾斜轻绳断裂到小球击中半圆形凹槽Q点的运动时间t。【答案】（1），与水平方向夹角为斜向右下方（2）（3）【解析】【小问1详解】剪断水平轻绳的瞬间，对小球，由牛顿第二定律可得解得与水平方向夹角为斜向右下方；【小问2详解】剪断水平轻绳到倾斜轻绳断裂的过程，由动能定理可得解得【小问3详解】倾斜轻绳断裂后，小球做平抛运动，在水平方向满足解得17.如图所示，倾角为的斜面与半径为R的光滑圆弧轨道在B点平滑连接，圆弧轨道末端C点处的切线水平。质量为的小滑块在沿斜面向上大小为的拉力作用下从A点由静止开始运动。已知斜面的长度为，小滑块与斜面间的动摩擦因数为，整个运动过程中小滑块始终受到拉力的作用。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，，，忽略空气阻力，求：（1）小滑块第一次经过B点时对圆弧轨道的压力；（2）小滑块对圆弧轨道的最大压力；（3）经过足够长时间，小滑块与斜面摩擦产生的总热量Q。【答案】（1）12.8mg，方向垂直AB指向右下方（2）14.4mg，方向水平向右（3）【解析】【小问1详解】小滑块在斜面上由A点运动到B点的过程中，由动能定理得解得当小滑块运动到点时，根据牛顿第二定律可得解得由牛顿第三定律得，小滑块对轨道的压力大小为方向垂直AB指向右下方；【小问2详解】当小滑块在圆弧轨道运动时，始终受到恒定的外力F和重力mg，二者的合力为方向水平向右，因此D点是等效最低点，如图所示小滑块在D点时，对圆弧轨道的压力最大，根据牛顿第二定律可得滑块由B点运动到D点的过程中，由动能定理得解得由牛顿第三定律得，小滑块对圆弧轨道的压力大小为方向水平向右；【小问3详解】根据小滑块的受力分析和运动分析可知，小滑块在B、E两点之间做往复运动，在B、E两点处速度均为0，所以第一次经过B点时小滑块具有的动能全部转化为小滑块与斜面间的内能，有小滑块在斜面上由A点第一次运动到B点的过程中，有所以小滑块与斜面间摩擦产生的总热量为解得18.如图所示，顶端带有轻质定滑轮的斜面体放在水平地面上，不可伸长的轻绳跨过定滑轮一端连接斜面上的木板A，另一端连接小物块B。初始时木板A刚好不上滑，小物块B离水平地面的高度为，某时刻小物块C以初速度滑上木板A，一段时间后，在小物块B落地的瞬间剪断轻绳。已知斜面与水平方向的夹角为，木板A与滑轮间轻绳与斜面平行，木板A足够长且木板不会与滑轮相碰，整个运动过程中斜面体始终保持静止，木板A的质量，小物块C的质量，木板A与斜面间动摩擦因数为，小物块C与木板A间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，，，求（1）小物块B质量；（2）木板A在斜面上向上运动的最大距离s及运动时间t；（3）木板A回到初始位置时的速度大小v；（4）从木板A开始运动到木板A回到初始位置的过程中，画出地面对斜面体的静摩擦力f随时间t变化的图像。（规定水平向左为正方向，不用写出论证过程）【答案】（1）2kg（2）0.4m，1s（3）（4）见解析【解析】【小问1详解】初始时木板刚好不上滑，对木板受力分析得对小物块B受力分析得解得【小问2详解】当小物块C滑上木板A后未共速前，对小物块C、木板A和小物块B受力分析得解得，即小物块C做匀减速直线运动，木板A和小物块B做匀加速直线运动，设经过时间t1后木板A和小物块C达到共速，此时有解得，此时二者速度大小均为木板A和小物块C共速之后二者相对静止一起运动，此时对AC整体和小物块B受力分析得解得与速度方向相反，做匀减速直线运动，假设经过时间t2从共速到速度减到零，则解得，即三者速度减到零时小物块B恰好落地，所以木板A在斜面上向上运动的最大距离为解得运动时间为解得【小问3详解】小物块B落地的瞬间剪断轻绳后，木板A和小物块C将相对静止一起向下运动，对AC整体受力分析得解得方向沿斜面向下，由运动学公式解得【小问4详解】地面对斜面体的静摩擦力f随时间t变化的图像如下图所示山东名校考试联盟2024年10月高三年级阶段性检测物理试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写。字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.为庆祝2024年中秋佳节，全国多地举办了无人机表演秀。如图所示为表演过程中在竖直方向运动的某无人机的s-t图像，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（）A.无人机在0∼6s内的位移大小为6mB.无人机在0∼6s内路程为2mC.无人机在0∼2s内的平均速率大于2s∼6s内的平均速率D.无人机在0∼2s内的平均速率等于2s∼6s内的平均速率【答案】D【解析】A．由图可知，无人机在0∼6s内的位移大小为2m，故A错误；B．无人机在0∼6s内的路程为6m，故B错误；CD．无人机在0~2s内的路程为2m，在2~6s内的路程为4m，所以平均速率分别为故C错误，D正确。故选D。2.如图所示为超市中运送货物常用的“L”型小推车。初始时小推车支架与水平地面垂直，运送货物时先将“L”型小推车绕O点逆时针缓慢转动45°，然后推动小推车沿水平地面运动。在小推车绕O点逆时针缓慢转动的过程中，支架对货物的弹力为，底板对货物的弹力为，不计货物与小推车间的摩擦，下列说法正确的是（）A.逐渐减小 B.先减小后增大C.逐渐减小 D.先减小后增大【答案】C【解析】对货物受力分析如图，在小推车绕O点逆时针缓慢转动的过程中，不变，从逐渐增大到，从逐渐减小到，根据正弦定理可知逐渐增大，逐渐减小。故选C。3.如图所示为某缆车运送货物的示意图，已知缆绳和水平方向夹角为30°，车厢内P、Q两物体与车厢一起沿缆绳向上做匀加速直线运动，P、Q和车厢保持相对静止。下列P、Q两物体间摩擦力可能为零的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】A．根据题意，车厢内P、Q两物体与车厢一起沿缆绳向上做匀加速直线运动，则加速度的方向沿缆绳方向，即与水平方向成30°斜向右上方，若P、Q间没有摩擦力，则P受竖直向下重力和垂直于接触面的支持力，支持力的方向与水平方向成60°斜向右上方，二者的合力方向可能沿缆绳方向，故A正确；CD．若P、Q间摩擦力为零，P受向下的重力和垂直于接触面的支持力，二者的合力不可能沿缆绳向上，故CD错误；B．若P、Q间没有摩擦力，则P受竖直向下重力和垂直于接触面的支持力，支持力的方向与水平方向成30°斜向右上方，二者的合力方向不可能沿缆绳方向向上，故B错误。故选A。4.如图所示为我国运动员在2024年巴黎奥运会上蹦床比赛的精彩画面。该运动员从最高点由静止开始沿竖直方向向下运动，运动员与蹦床接触后，蹦床对人的弹力始终沿竖直方向且弹力大小与形变量满足胡克定律。运动员可视作质点，取竖直向下为正方向，不计空气阻力，重力加速度为g。运动员从最高点开始向下运动直到速度减为零的过程中，加速度a随位移x变化的图像可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】根据题意，当运动员在刚开始下落阶段，只受重力，加速度为重力加速度，一直不变，当与蹦床接触后，运动员受到向上的弹力，根据牛顿第二定律有所以由此可知，a-x图线应为倾斜直线，当弹力增大到与重力相等时，运动员的加速度为零，之后，运动员所受弹力大于重力，加速度向上，根据牛顿第二定律可得即随着x增大，加速度反向增大。故选A。5.如图所示为某简易升降装置的示意图，物体A可沿光滑竖直杆运动，不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮B一端与物体A相连，另一端与电动机C相连。半径为r的电动机以恒定角速度ω逆时针匀速转动，轻绳始终处于伸直状态。当A、B间的轻绳与竖直杆的夹角为θ时，物体A的瞬时速度大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根据题意可得将A的速度分解为沿绳方向和垂直于绳方向，则所以故选B。6.如图所示为我国发射北斗卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r的圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，卫星运动到A点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，运动到椭圆轨道Ⅱ的远地点B时，再次变轨进入半径为2r的圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动。已知卫星的质量为m，地球质量为M，引力常量为G，卫星在A点变轨后瞬间的速度大小为，卫星在椭圆轨道Ⅱ上的A点和B点满足卫星到地心的距离与其速度的乘积为定值，不计卫星质量的变化，下列说法正确的是（）A.卫星沿椭圆轨道Ⅱ从A点运动到B点所用的时间为沿圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动周期的倍B.卫星沿椭圆轨道Ⅱ从A点运动到B点所用的时间为沿圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动周期的倍C.在B点变轨过程中发动机对卫星做的功为D.在B点变轨过程中发动机对卫星做的功为【答案】D【解析】AB．根据开普勒第三定律可得沿椭圆轨道Ⅱ从A点运动到B点所用的时间为联立可得故AB错误；CD．变轨前卫星在B点的速度大小为根据万有引力提供向心力可得解得所以在B点变轨过程中发动机对卫星做功为故C错误，D正确。故选D。7.如图所示，在某次风洞实验中将质量的物体从A点以的初速度水平抛出，物体运动到B点时的速度，、与连线的夹角均为30°，A、B两点间的距离为。已知风洞对物体的作用力F恒定且方向与纸面平行，取重力加速度，下列说法正确的是（）A.，方向竖直向上B.，方向斜向左上方与水平方向成30°C.，方向竖直向下D.，方向斜向左上方与水平方向成30°【答案】D【解析】水平方向有竖直方向有联立解得，，所以则风洞对物体的作用力大小为且即力F与水平方向的夹角为30°，斜向左上方。故选D。8.2024年9月，全国首座全自动化渔业码头正式启用，传送带是码头自动化搬运系统不可缺少的组成部分。如图甲所示，倾角为的倾斜传送带沿顺时针方向转动，传送带的速度v随时间t的变化图像如图乙所示。时刻将质量为的货物轻放在传送带底端，已知货物和传送带间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，传送带足够长，取重力加速度，，。0∼15s过程中货物和传送带由于摩擦产生的热量为（）A.64J B.60J C.32J D.30J【答案】C【解析】货物向上做匀加速直线运动最大的加速度为传送带的加速度为所以在两者相对静止一起向上运动，传送带的加速度为从10s开始货物相对传送带向下滑动，货物位移传送带位移为0∼15s过程中货物和传送带由于摩擦产生的热量为故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。9.2024年6月4日，嫦娥六号返回舱携带月球样品自月球背面起飞，随后成功进入预定环月轨道，完成世界首次月球背面采样。假设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。已知月球质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是（）A.返回舱绕月飞行的周期小于地球上近地圆轨道卫星的周期B.返回舱绕月飞行的周期大于地球上近地圆轨道卫星的周期C.返回舱绕月飞行的速度小于地球第一宇宙速度D.返回舱绕月飞行的速度大于地球第一宇宙速度【答案】BC【解析】根据万有引力提供向心力有所以，所以，即返回舱绕月飞行的周期大于地球上近地圆轨道卫星的周期，返回舱绕月飞行的速度小于地球第一宇宙速度。故选BC。10.高铁列车进站时做匀减速直线运动，列车第一节车厢从头部经过标记点到尾部经过标记点用时2s，第二节车厢从头部经过标记点到尾部经过标记点用时4s，已知每节车厢的长度为24m，不计车厢间的距离。下列说法正确的是（）A.高铁列车的加速度大小为B.高铁列车的加速度大小为C.高铁列车停止运动时标记点位于第三节车厢头部与尾部之间D.高铁列车停止运动时标记点位于第五节车厢头部与尾部之间【答案】AC【解析】AB．根据题意可得，第一节车厢经过标志点的平均速度为第二节车厢经过标志点的平均速度为则故A正确，B错误；CD．根据位移时间关系可得解得所以列车停止运动时位移为由于所以高铁列车停止运动时标记点位于第三节车厢头部与尾部之间，故C正确，D错误。故选AC。11.如图所示，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中段水平，段是以O为圆心的圆弧轨道，两轨道相切于B点。可视为质点的小球从A点以初速度水平向左运动，恰好能通过圆弧轨道的最高点D，重力加速度为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A.圆弧轨道的半径为B.圆弧轨道的半径为C.若增大，则小球在圆弧轨道上B点与D点所受的弹力之差变大D.若增大，则小球在圆弧轨道上B点与D点所受的弹力之差不变【答案】BD【解析】AB．小球恰好能通过最高点，则小球从A点运动到最高点，有联立可得故A错误，B正确；CD．小球在B点，有小球在D点，有小球从B点运动到D点，有联立可得若增大，则小球在圆弧轨道上B点与D点所受的弹力之差不变，故C错误，D正确。故选BD。12.如图所示，底端带有挡板的粗糙斜面固定在水平地面上，轻弹簧一端连接挡板，另一端连接小滑块P，施加外力缓慢推动小滑块P使弹簧处于压缩状态，撤去外力，小滑块P沿斜面向上运动到最高点时，紧靠小滑块P右侧无初速度释放小滑块Q，小滑块P和Q完全相同，且两者沿斜面向下运动时一直保持接触不分离，下列说法正确的是（）A.小滑块P向上运动过程中的加速度先减小后增大B.小滑块P向上运动过程中弹簧不可能处于伸长状态C.小滑块P、Q向下运动过程中，小滑块P、Q间的弹力先减小后增大D.小滑块P、Q向下运动过程中，斜面对地面的压力一直增大【答案】ABD【解析】A．滑块P向上运动过程中受到重力、斜面的支持力，沿斜面向下的摩擦力以及弹簧的弹力，一开始弹簧处于压缩状态，弹簧的弹力沿斜面向上，但弹力不断减小，设斜面倾角为θ，滑块P的质量为m，根据牛顿第二定律可得由此可知，滑块P的加速度不断减小，当加速度减小到零时，滑块P的速度达到最大，弹簧仍处于压缩状态，之后有加速度沿斜面向下，滑块P做减速运动，加速度增大，故A正确；B．当P到达最高点时，无初速度释放小滑块Q，两者沿斜面向下运动时一直保持接触不分离，即二者加速度相同，对物块Q，有即Q的加速度满足若弹簧处于伸长状态，则整体的加速度满足所以要使二者一起向下运动，弹簧不可能伸长，故B正确；C．小滑块P、Q向下运动过程中，一开始向下加速，若弹簧处于原长或压缩状态，P、Q向下运动，弹簧沿斜面向上的弹力不断增大，所以加速度不断减小，若弹簧处于伸长状态，P、Q向下运动，弹簧沿斜面向下的弹力不断减小，加速度减小，对滑块Q，根据牛顿第二定律可得由于加速度减小，则P、Q间的弹力增大，当加速度减为零时，二者速度达到最大，之后，加速度沿斜面向上增大，则P、Q间的弹力仍然增大，故C错误；D．根据整体法，整体在竖直方向先具有向下减小加速度，后有向上增大的加速度，根据牛顿第二定律可知，斜面对地面的压力一直增大，故D正确。故选ABD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某学习小组用如图甲所示的装置探究平抛运动特点，实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光。某次拍摄后得到的照片如图乙所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图乙中标出，取重力加速度g=9.8m/s2。（1）该小球抛出时的水平速度大小为______m/s；（结果保留2位有效数字）（2）图乙中小球位于A点时竖直方向的分速度______（选填“大于”“等于”或“小于”）该点水平方向的分速度；（3）若平抛运动是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体的合运动，根据运动规律可推断出本次实验中小球做平抛运动的抛出点位于图乙中的（）A.1号格子区域 B.2号格子区域 C.3号格子区域 D.4号格子区域【答案】（1）1.0（2）大于（3）C【解析】【小问1详解】小球水平方向做匀速直线运动，有在竖直方向做自由落体运动，有代入数据解得，【小问2详解】小球位于A点时竖直方向的分速度为【小问3详解】小球从抛出到运动到A点所用时间为t，则解得则抛出点到A点的水平距离为竖直距离为由于，所以抛出点应位于图乙中的3号格子区域。故选C。14.某学习小组探究物体加速度与其所受合外力的关系，实验装置如图甲所示，主要实验步骤如下：（1）水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，测出小车（带遮光片）的质量M，遮光片的宽度d，两个光电门间的距离L；（2）在小车不连接细绳的情况下适当垫高轨道左端，给小车一初速度让小车沿轨道向右运动，观察到遮光片通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，若要平衡小车所受摩擦力，应适当______（选填“增加”或者“减小”）轨道左端的高度，直到观察到遮光片通过光电门1的时间近似等于通过光电门2的时间；（3）将细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上质量为m的钩码，调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行。钩码重力记为F，由理论推导可知，当钩码质量远小于小车质量时，小车的合外力近似为F。若细线与轨道不平行，可能会造成小车______（选填“加速度”或者“合外力”）的测量出现偏差；（4）将小车从轨道左侧某处释放，测出遮光片通过光电门1的时间，通过光电门2的时间，小车运动加速度的大小______（用d、、、L表示）；（5）多次改变悬挂钩码的数量，测量遮光片通过光电门1、2的时间，计算相应的加速度a的值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，当钩码质量远小于小车质量时，小车的加速度与其所受合外力成正比；（6）保持实验装置和实验操作不变，仅换用质量更小的小车重复此实验，作出图像，下列四个图像中可能正确的是______（图中实线表示质量大的小车，虚线表示质量小的小车）【答案】（2）增加（3）合外力（4）（6）A【解析】[1]在小车不连接细绳的情况下适当垫高轨道左端，给小车一初速度让小车沿轨道向右运动，观察到遮光片通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明小车做减速运动，沿斜面向上的摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，若要平衡小车所受摩擦力，应适当增加轨道左端的高度；[2]当钩码质量远小于小车质量时，小车的合外力近似为F，即钩码的重力大小代替小车所受的合外力，所以若细线与轨道不平行，可能会造成小车运动过程中实际所受到的合外力变化，但钩码重力不变，即合外力的测量出现偏差；[3]遮光片通过光电门1、2的速度分别为所以小车运动的加速度大小为[4]根据牛顿第二定律可得联立可得若保持实验装置和实验操作不变，仅换用质量更小的小车重复此实验，即M减小，图线的斜率增大，即虚线的斜率大于实线的斜率，同时由于小车的质量减小，使得钩码的质量与小车的质量相差不大，随着钩码质量增大，即F增大，图线提前发生弯曲。故选A。15.如图所示，某路段由斜面和水平面组成，其中段倾角为37°，段和段平滑连接。将小滑块由A点自由释放，一段时间后小滑块停在C点。已知小滑块与段间的动摩擦因数为0.625，小滑块与段间的动摩擦因数为0.4，段长度为，取重力加速度，，，求（1）小滑块运动到B点时的速度大小；（2）小滑块整个运动过程的时间。【答案】（1）（2）5s【解析】【小问1详解】小滑块由到运动的过程中，由牛顿第二定律可得解得小滑块由到运动的过程中解得【小问2详解】小滑块由到运动的时间满足解得小滑块由到运动的过程，由牛顿第二定律可得解得小滑块由到运动的时间满足解得小滑块整个运动过程的时间16.如图所示，质量为m的小球在不可伸长的水平轻绳和倾斜轻绳的作用下保持静止，倾斜轻绳与竖直方向的夹角为60°，P点为倾斜轻绳的悬点。半径为R的半圆形凹槽固定在水平地面上，凹槽上的A点、B点和圆心O等高，A点位于P点的正下方。现将水平轻绳剪断，小球运动到最低点时轻绳恰好断裂，一段时间后，小球恰好垂直击中半圆形凹槽上的Q点，已知倾斜轻绳的长度为，，