卷子答案网-一个不只有答案的网站肥城市2023-2024学年高三上学期9月阶段测试
物理试题
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. 有以下这样的几句话，符合科学道理的有（ ）
A. 速度变化大的物体的加速度一定大
B. 物体静止在水平桌面上，物体对桌面的压力是由于物体的形变而产生的
C. 物体受到的作用力中，有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力也不一定有弹力
D. 物体静止在水平桌面上，物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对平衡力
2. 下图显示的是某人站在力传感器上，完成“下蹲”与“起立”动作时力传感器的示数随时间变化的情况。已知t=0时刻人处于静止状态。根据图像判断下列说法正确的是（ ）
A. 从图像显示此人完成了两组“下蹲—起立”动作
B. 图中时刻人处于超重状态
C. 图中时刻人具有向上的加速度
D. “起立”的过程先失重后超重
3. 如图所示，一铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直。现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止。则在这一过程中（ ）
A. 水平力F变小
B. 细线的拉力不变
C. 铁架台对地面的压力变大
D. 铁架台所受地面的摩擦力变大
4. 据悉，北汽新能源极狐阿尔法S的HI车型配备了华为自动驾驶技术，该车型在红绿灯启停、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶。某次试乘，时刻甲、乙两辆自动驾驶车同时并排出发，沿着同一平直路面行驶，它们的速度v随时间t变化的图像如图所示。下列正确的是（ ）
A 时刻，甲、乙两车相遇
B. 时间内，存在甲、乙两车加速度相同的时刻
C. 时间内，甲、乙两车间的距离逐渐增大
D. 时间内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度
5. 如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的速率为 v1，它会落到坑内c点。 c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的速率为v2，该摩托车恰能越过坑到达b点。 等于（ ）
A. 18 B. 9 C. D. 3
6. 某学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆水平时距水平地面高为，可绕转轴O在竖直面内匀速转动，自动识别区到的距离为，汽车匀速驶入自动识别区，自动识别系统识别的反应时间为，闸杆转动的角速度为。若汽车可看成高的长方体，闸杆转轴O与汽车左侧面的水平距离为，要使汽车顺利通过闸杆（车头到达闸杆处视为通过闸杆），则汽车匀速行驶的最大允许速度为（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。甲、乙两个小物块（均可视为质点）分别置于转台的A、B两处，OA、OB与间的夹角分别为和。转台静止时，甲、乙均不会下滑。已知甲的质量是乙的两倍，重力加速度大小为g。当转台从静止开始缓慢加速转动，直到其中一物块刚要滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 甲的线速度大小始终为乙的倍
B. 甲所受向心力的大小始终为乙的2倍
C. 陶罐对甲、乙所做的功相等
D. 当转台角速度为时，甲、乙均有向内侧运动的趋势
8. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量均为m，重力加速度为g，摩擦阻力和空气阻力均忽略。下列选项错误的是（ ）
A. 开始运动后，B的加速度是A的2倍
B. 开始运动后，A的加速度大小为
C. 当B的位移为2h时，B的速度大小为
D. 当A的位移为h时，A的速度大小为
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. 2022年6月，“神舟十四号”载人飞船与“中国空间站”成功对接，全国人民为之振奋。已知空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，圆周率为，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站做圆周运动的加速度小于g
B. 空间站运行速度介于与之间
C. 根据题中所给物理量可计算出地球的密度
D. 空间站离地面的高度为
10. 用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为，最后一节火箭壳体的质量为。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时火箭壳体相对卫星以的速度沿轨道切线方向向后飞去。则（ ）
A. 分离后卫星的速度为 B. 分离后卫星的速度为
C. 分离后火箭壳体的轨道半径会变大 D. 分离后卫星的轨道半径会变大
11. 冬奥会上有一种单板滑雪U形池项目，如图所示为U形池模型。池内各处粗糙程度相同，其中a、c为U形池两侧边缘，且在同一水平面，b为U形池最低点。某运动员从a点正上方h高的O点自由下落由左侧切线进入池中，从右侧切线飞出后上升至最高位置d点（相对c点高度为）。不计空气阻力，重力加速度为g，则运动员（ ）
A. 每次经过b点时重力的功率不同
B. 第一次经过c点时的速度大小为
C. 第一次从a到b与从b到c的过程中机械能损失相同
D. 从d向下返回一定能越过a点再上升一定高度
12. 如图甲所示，木板与水平面间的夹角可调，可视为质点的小物块从木板的底端以初速度沿木板向上运动。保持大小恒定，改变，小物块沿木板向上滑动的最大距离s随之改变，根据实验数据描绘出的“”曲线如图乙所示。若木板足够长且木板与物块之间的动摩擦因数为，取重力加速度，则（ ）
A. 物块的初速度大小为6m/s
B. 当物块沿木板上滑距离最短时，木板与水平面的夹角为53°
C. 当物块沿木板上滑距离最短时，木板与水平面的夹角为60°
D. 物块沿木板上滑的最短距离为
三、实验题（本题包括2小题，共14分。请将正确答案填在答题纸相应的横线上。）
13. 如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图
（1）关于该实验，以下说法正确的是___________（选填选项前的字母）。
A. 精确测量出重锤的质量，有助于减小实验误差
B. 纸带上打下的第1、2点间距大于2mm，则无论怎样处理数据，实验误差都会很大
C. 两限位孔应在同一竖直面内上下对正
D. 实验中摩擦是不可避免得，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦做的功就越少，误差就小
（2）若正确规范完成实验，正确选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O距离如图所示（相邻计时点时间间隔为0.02s），当地重力加速度的值为9.8m/s2
①打下计时点B时，重物的速度___________m/s。（结果保留两位有效数字）
②在从起点O到打下计时点B的过程中，测得重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，这是因为___________。
14. 某学习小组利用如图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系”。
（1）下列说法正确的是（ ）
A．本实验必须让木板倾斜一定的高度，当不挂钩码时小车恰能匀速直线运动
B．本实验必须让木板倾斜一定的高度，当挂钩码时小车恰能匀速直线运动
C．本实验要求所挂钩码的质量远远小于小车的质量
D．本实验可以不平衡摩擦力，钩码的质量也可以大于小车的质量
（2）正确安装好器材后，某次测量得到纸带如图乙所示，若打点计时器的频率为，O点为打出的第一个点，其余各相邻两计数点之间有四个点没有画出；根据纸带测得小车的加速度大小为________。（结果保留两位有效数字）以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图象是一条直线，根据测量数据作出如下图所示的图线，该同学做实验时存在的问题是_______。
（3）另一学习小组用弹簧测力计、小车和钩码设计了如图丙所示的探究装置。正确操作得到某次实验中弹簧测力计的示数是力传感器读数的两倍时，两学习小组测得小车的加速度大小相等，则甲、丙两实验装置中，钩码的加速度_______（填“相等”或者“不相等”）。若甲装置中小车的质量为，丙装置中小车的质量为（不计传感器和滑轮的质量），则________。
四、计算题：本大题共4小题，共46分。解答本题时，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能得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。
15. 将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持，求：
(1)F的最小值以及方向。
(2)在(1)问中，a、b间的细线与水平方向的夹角。
16. 如图所示，质量的小球用长的轻绳悬挂在固定点O，质量的物块静止在质量的光滑圆弧轨道的最低点，圆弧轨道静止在光滑水平面上，悬点O在物块的正上方，将小球拉至轻绳与竖直方向成37°角后，静止释放小球，小球下摆至最低点时与物块发生弹性正碰，碰后物块恰能到达圆弧轨道的最上端。若小球、物块都可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取，，。求
（1）碰撞前，小球下摆至最低点时，球对轻绳拉力的大小；
（2）碰撞后瞬间物块的速度大小；
（3）圆弧轨道的半径。
17. 北京冬奥会期间，上百台机器人承担起疫情防控和赛事服务的重任。某次工作中，一台机器人沿直线从静止开始以加速度匀加速运动2s，再匀速运动2s，最后以大小为的加速度匀减速直至停止，全程通过的位移是。
（1）求加速度和上述减速运动的时间。
（2）另一次工作中，机器人以的速度匀速运动时，突然发现其正前方处有一位运动员以的速度同向匀速运动。为避免撞人，机器人立即减速，求机器人的加速度应满足什么条件？
18. 如图所示，物块A、木板B的质量均为m=1kg，不计A的大小，木板B长L=2m。开始时A、B均静止。现使A以水平初速度v0从B的最左端开始运动。已知A与B、B与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=0.1，g取10m/s2。
（1）发生相对滑动时，A、B的加速度各是多大？
（2）若A刚好没有从B上滑下来，则A的初速度v0为多大？
（3）若A刚好没有从B上滑下来，求B在地面上滑行的总位移。
肥城市2023-2024学年高三上学期9月阶段测试
物理试题 答案解析
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. 有以下这样的几句话，符合科学道理的有（ ）
A. 速度变化大的物体的加速度一定大
B. 物体静止在水平桌面上，物体对桌面的压力是由于物体的形变而产生的
C. 物体受到的作用力中，有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力也不一定有弹力
D. 物体静止在水平桌面上，物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A．速度的变化量与所用时间的比值是加速度，速度变化大的物体加速度不一定大，故A错误；
B．物体静止在水平桌面上，物体对桌面的压力是由于物体的形变而产生的，故B正确；
C．如果有摩擦力的作用，就一定有弹力的作用，而有弹力不一定有摩擦力；故C错误；
D．物体静止在水平桌面上，物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是相互作用力，故D错误；
故选B。
2. 下图显示的是某人站在力传感器上，完成“下蹲”与“起立”动作时力传感器的示数随时间变化的情况。已知t=0时刻人处于静止状态。根据图像判断下列说法正确的是（ ）
A 从图像显示此人完成了两组“下蹲—起立”动作
B. 图中时刻人处于超重状态
C. 图中时刻人具有向上的加速度
D. “起立”的过程先失重后超重
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图像可知，加速度先向下后向上，之后又先向上后向下。而下蹲的过程中，先向下加速度运动，再向下减速到停止，加速度先向下再向上；起立的过程中，先向上加速度运动，再向上减速到停止，加速度先向上再向下。所以此人完成了一组“下蹲—起立”动作，选项A错误；
B．由图可知t1时刻压力小于重力，人处于失重状态，选项B错误；
C．由图可知图中t2时刻，压力大于重力，人具有向上的加速度，选项C正确；
D．“起立”的过程，先向上加速度运动，再向上减速到停止，加速度先向上再向下，先超重后失重，选项D错误。
故选C。
3. 如图所示，一铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直。现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止。则在这一过程中（ ）
A. 水平力F变小
B. 细线的拉力不变
C. 铁架台对地面的压力变大
D. 铁架台所受地面的摩擦力变大
【答案】D
【解析】
【详解】A．对小球受力分析，如图所示
受细线的拉力、重力、水平力F，根据平衡条件有
F＝mgtanθ
θ逐渐增大，则F逐渐增大，故A错误；
B．由图可知，细线的拉力
θ增大，T增大，故B错误；
CD．以铁架台、小球整体为研究对象，根据平衡条件得
f＝F
则f逐渐增大，竖直方向只有重力和地面的支持力，所以
FN保持不变，故C错误，D正确。
故选D。
4. 据悉，北汽新能源极狐阿尔法S的HI车型配备了华为自动驾驶技术，该车型在红绿灯启停、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶。某次试乘，时刻甲、乙两辆自动驾驶车同时并排出发，沿着同一平直路面行驶，它们的速度v随时间t变化的图像如图所示。下列正确的是（ ）
A. 时刻，甲、乙两车相遇
B. 时间内，存在甲、乙两车加速度相同的时刻
C. 时间内，甲、乙两车间的距离逐渐增大
D. 时间内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．时刻，甲、乙两车速度相等，两时刻是两车追逐过程中相距最远的两时刻，并未相遇，A错误；
B．在图像中，图线切线的斜率表示加速度，因此在时间内，存在甲图像某时刻图线切线斜率等于乙斜率的时刻，即加速度相同的时刻，B正确；
C．在时间内，两车间距逐渐增加，在时间内，甲、乙两车间的距离先逐渐减小后增大，C错误；
D．在图像中，图像与时间轴围成的面积等于物体的位移，因此在时间内，甲车的位移比乙车的大，因此甲车的平均速度大于乙车的平均速度，D错误。
故选B。
5. 如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的速率为 v1，它会落到坑内c点。 c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的速率为v2，该摩托车恰能越过坑到达b点。 等于（ ）
A. 18 B. 9 C. D. 3
【答案】C
【解析】
【详解】设落到坑内c点时竖直方向的速度为vy1，则有
得
根据平抛运动的规律可得
、
解得
同理设摩托车恰能越过坑到达b点时竖直方向的速度为vy2，则有
得
根据平抛运动的规律可得
、
解得
则
故选C。
6. 某学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆水平时距水平地面高为，可绕转轴O在竖直面内匀速转动，自动识别区到的距离为，汽车匀速驶入自动识别区，自动识别系统识别的反应时间为，闸杆转动的角速度为。若汽车可看成高的长方体，闸杆转轴O与汽车左侧面的水平距离为，要使汽车顺利通过闸杆（车头到达闸杆处视为通过闸杆），则汽车匀速行驶的最大允许速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，设汽车恰好通过道闸时直杆转过的角度为，由几何知识可得
解得
则直杆的转动时间为
则汽车的行驶时间为
则汽车匀速行驶的最大允许速度为
故选B。
7. 如图所示，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。甲、乙两个小物块（均可视为质点）分别置于转台的A、B两处，OA、OB与间的夹角分别为和。转台静止时，甲、乙均不会下滑。已知甲的质量是乙的两倍，重力加速度大小为g。当转台从静止开始缓慢加速转动，直到其中一物块刚要滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 甲线速度大小始终为乙的倍
B. 甲所受向心力的大小始终为乙的2倍
C. 陶罐对甲、乙所做的功相等
D. 当转台角速度为时，甲、乙均有向内侧运动的趋势
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲、乙的角速度相等，根据
可知甲、乙的线速度大小之比为
即甲的线速度大小始终为乙的倍，故A错误；
B．根据
可得甲、乙所受向心力大小之比为
即甲所受向心力的大小始终为乙的倍，故B错误；
C．根据动能定理可知，陶罐对甲、乙所做的功之比为
故C错误；
D．假设当转台角速度为ω1时，陶罐对甲的摩擦力恰好为零，则此时有
假设当转台角速度为ω2时，陶罐对乙的摩擦力恰好为零，则此时有
根据
可知当转台角速度为时，甲、乙所受支持力和重力的合力均大于所需要的向心力，所以甲、乙均有向内侧运动的趋势，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量均为m，重力加速度为g，摩擦阻力和空气阻力均忽略。下列选项错误的是（ ）
A. 开始运动后，B的加速度是A的2倍
B. 开始运动后，A的加速度大小为
C. 当B的位移为2h时，B的速度大小为
D. 当A的位移为h时，A的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题可知，B下降的位移是A上升位移的两倍，由公式可知，B的加速度是A加速度的2倍，选项A正确；
B．对B分析，由牛顿第二定律有
对A分析，由牛顿第二定律有
又
联立解得
选项B正确；
CD．由速度公式可知，由于B的加速度是A加速度的两倍，所以同一时刻，A的速度是B的一半，即
当A上升h时，B下降高度2h，由机械能守恒得
联立解得
，
选项C正确，D错误。
本题选错误的，故选D。
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. 2022年6月，“神舟十四号”载人飞船与“中国空间站”成功对接，全国人民为之振奋。已知空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，圆周率为，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站做圆周运动的加速度小于g
B. 空间站的运行速度介于与之间
C. 根据题中所给物理量可计算出地球的密度
D. 空间站离地面的高度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由
可知轨道半径越大，加速度越小，空间站做圆周运动的加速度小于g，A正确；
B．空间站绕地球做匀速圆周运动的运行速度小于第一宇宙速度7.9km/s，B错误；
C．由
得
由
可得
故可以算出地球的密度，C正确；
D．空间站绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
地球上物体受到的重力由万有引力提供，有
解得
D错误。
故选AC。
10. 用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为，最后一节火箭壳体的质量为。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时火箭壳体相对卫星以的速度沿轨道切线方向向后飞去。则（ ）
A. 分离后卫星的速度为 B. 分离后卫星的速度为
C. 分离后火箭壳体的轨道半径会变大 D. 分离后卫星的轨道半径会变大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．设卫星运动方向为正方向，则火箭壳速度与卫星速度的关系为
根据动量守恒
得
，
A正确，B错误；
CD．分离后卫星速度变大，做离心运动，轨道半径变大；火箭壳速度变小，做近心运动，轨道半径减小，C错误，D正确。
故选AD。
11. 冬奥会上有一种单板滑雪U形池项目，如图所示为U形池模型。池内各处粗糙程度相同，其中a、c为U形池两侧边缘，且在同一水平面，b为U形池最低点。某运动员从a点正上方h高的O点自由下落由左侧切线进入池中，从右侧切线飞出后上升至最高位置d点（相对c点高度为）。不计空气阻力，重力加速度为g，则运动员（ ）
A. 每次经过b点时重力的功率不同
B. 第一次经过c点时的速度大小为
C. 第一次从a到b与从b到c的过程中机械能损失相同
D. 从d向下返回一定能越过a点再上升一定高度
【答案】BD
【解析】
【详解】A．每次经过b点时，运动员都只有水平方向的速度，竖直方向的速度均为零，因此运动员在经过b点时重力的功率为
其中
因此可知，每次经过b点时重力的功率都为零，故A错误；
B．设第一次经过C点是的速度大小为，根据题意，从C点到上升到最大高度，由机械能守恒有
解得
故B正确；
C．第一次从a到b的过程中，由于U形池的摩擦力作用，运动员的机械能在减小，而从b到c的过程中，由于能量的损失，在与a到b对称的任意一点处的速度大小都将小于在a到b上的速度大小，设运动员与圆心的连线与竖直方向的夹角为，则由牛顿第二定律有
解得
显然运动员对管壁的压力与速度大小有关，速度越大，在等高对称位置处对管壁的压力越大，而滑动摩擦力
则可知，运动员从a到b的过程克服摩擦力做的总功大于从b到c的过程中克服摩擦力做的总功，而克服摩擦力做的功等于运动员机械能的减少量，因此可知，第一次从a到b的过程中损失的机械能大于从b到c的过程中损失的机械能，故C错误；
D．第一次到达d点的过程中，根据动能定理有
可知在此过程中摩擦力做的功为
而根据以上分析可知，从d向下返回的整个过程中，摩擦力做的功一定小于，根据动能定理有
显然，运动员在此回到a点是的速度不为零，因此可知，运动员从d向下返回一定能越过a点再上升一定高度，故D正确。
故选BD。
12. 如图甲所示，木板与水平面间的夹角可调，可视为质点的小物块从木板的底端以初速度沿木板向上运动。保持大小恒定，改变，小物块沿木板向上滑动的最大距离s随之改变，根据实验数据描绘出的“”曲线如图乙所示。若木板足够长且木板与物块之间的动摩擦因数为，取重力加速度，则（ ）
A. 物块的初速度大小为6m/s
B. 当物块沿木板上滑距离最短时，木板与水平面的夹角为53°
C. 当物块沿木板上滑距离最短时，木板与水平面的夹角为60°
D. 物块沿木板上滑的最短距离为
【答案】AC
【解析】
详解】A．由图象可知，当时，s=1.8m，此时小物块做竖直上抛运动
故A正确；
BCD．当板与水平方向夹角为θ时，由动能定理得
解得
令 ，根据数学知识可知
所以当物块沿木板上滑距离最短时，木板与水平面夹角为60°，且最小距离
故C正确BD错误。
故选AC。
三、实验题（本题包括2小题，共14分。请将正确答案填在答题纸相应的横线上。）
13. 如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图
（1）关于该实验，以下说法正确的是___________（选填选项前的字母）。
A. 精确测量出重锤的质量，有助于减小实验误差
B. 纸带上打下的第1、2点间距大于2mm，则无论怎样处理数据，实验误差都会很大
C. 两限位孔应在同一竖直面内上下对正
D. 实验中摩擦是不可避免得，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦做的功就越少，误差就小
（2）若正确规范完成实验，正确选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻计时点时间间隔为0.02s），当地重力加速度的值为9.8m/s2
①打下计时点B时，重物的速度___________m/s。（结果保留两位有效数字）
②在从起点O到打下计时点B的过程中，测得重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，这是因为___________。
【答案】 ①. C ②. 0.98 ③. 下落过程中存在摩擦力和空气阻力的影响
【解析】
【详解】（1）[1]A．验证机械能守恒定律，比较重锤重力势能的减少量和动能的增加量，均含有质量，则不需要测重锤质量，与实验误差无关，故A错误；
B．纸带上打下的第1、2点间距大于2mm，可在后面选取两个点用表达式
仍然可以验证机械能守恒定律，故B错误；
C．两限位孔在同一竖直面内上下不对正时，重力势能的减小除了转化为动能后还有一部分转化为摩擦产生的内能，故两限位孔应在同一竖直面内上下对正，故C正确；
D．实验中摩擦是不可避免得，因此纸带短点好，因为纸带越短，克服摩擦做的功就越少，但是通过测量长度来求出变化的高度和瞬时速度，因此太短会导致误差增大，故D错误。
故选C。
（2）①[2]匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程的平均速度，则
②[2]在下落过程中存在摩擦力和空气阻力的影响，重力势能的减小除了转化为动能后还有一部分转化为摩擦产生的内能，则重物重力势能的减少量略大于动能的增加量。
14. 某学习小组利用如图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。
（1）下列说法正确的是（ ）
A．本实验必须让木板倾斜一定的高度，当不挂钩码时小车恰能匀速直线运动
B．本实验必须让木板倾斜一定的高度，当挂钩码时小车恰能匀速直线运动
C．本实验要求所挂钩码的质量远远小于小车的质量
D．本实验可以不平衡摩擦力，钩码的质量也可以大于小车的质量
（2）正确安装好器材后，某次测量得到纸带如图乙所示，若打点计时器的频率为，O点为打出的第一个点，其余各相邻两计数点之间有四个点没有画出；根据纸带测得小车的加速度大小为________。（结果保留两位有效数字）以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图象是一条直线，根据测量数据作出如下图所示的图线，该同学做实验时存在的问题是_______。
（3）另一学习小组用弹簧测力计、小车和钩码设计了如图丙所示的探究装置。正确操作得到某次实验中弹簧测力计的示数是力传感器读数的两倍时，两学习小组测得小车的加速度大小相等，则甲、丙两实验装置中，钩码的加速度_______（填“相等”或者“不相等”）。若甲装置中小车的质量为，丙装置中小车的质量为（不计传感器和滑轮的质量），则________。
【答案】 ①. A ②. 0.99 ③. 平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力 ④. 不相等 ⑤. 1:4
【解析】
【详解】（1）[1]AB．因摩擦力无法测出，则本实验需要平衡摩擦力，当不挂钩码时小车恰能匀速直线运动，表示不借助其它外力而用自身的重力分力与滑动摩擦力相平衡，故A正确，B错误；
CD．本实验一定要平衡摩擦力，而力传感器能准确测出绳的拉力即小车所受合力，故不需要用钩码重力近似替代拉力，则不需要满足所挂钩码的质量远远小于小车的质量，故CD错误；
故选A。
（2）[2]各相邻两计数点之间有四个点没有画出，则打点周期为
根据匀变速直线运动的判别式，结合连续的六段位移采用逐差法可得加速度为
[3]图象为倾斜直线，但有横截距，表示拉力不为零时的加速度为零，原因是平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力；
（3）[4]甲图中钩码和小车直接相连，沿着同一根绳加速度相同，则甲图中钩码的加速度等于小车的加速度
丙图中钩码和小车用动滑轮连接，在相同的时间内钩码的位移是小车的两倍，则丙图中的钩码的加速度为
则甲丙两实验装置中，虽然小车的加速度大小相等，但钩码的加速度不相等；
[5]对甲丙两实验的小车由牛顿第二定律有
联立可得
四、计算题：本大题共4小题，共46分。解答本题时，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能得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。
15. 将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持，求：
(1)F的最小值以及方向。
(2)在(1)问中，a、b间的细线与水平方向的夹角。
【答案】(1)，垂直向上；(2)
【解析】
【详解】(1)以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图
根据平衡条件得知：F与T的合力与重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，则F的最小值为
方向垂直于Oa向上。
(2) 设a、b间的细线与水平方向的夹角为，受力分析如下图
在(1)问中可求得绳子上的拉力为
对小球有
解得
两式子相比得
则
16. 如图所示，质量的小球用长的轻绳悬挂在固定点O，质量的物块静止在质量的光滑圆弧轨道的最低点，圆弧轨道静止在光滑水平面上，悬点O在物块的正上方，将小球拉至轻绳与竖直方向成37°角后，静止释放小球，小球下摆至最低点时与物块发生弹性正碰，碰后物块恰能到达圆弧轨道的最上端。若小球、物块都可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取，，。求
（1）碰撞前，小球下摆至最低点时，球对轻绳拉力的大小；
（2）碰撞后瞬间物块的速度大小；
（3）圆弧轨道的半径。
【答案】（1）0.07N；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球下摆至最低点，满足机械能守恒定律
小球在最低点，由牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律，球对轻绳的拉力大小为0.07N。
（2）小球与物块碰撞，满足动量守恒定律、机械能守恒定律
解得
（3）物块滑到圆弧轨道最高点的过程中，满足动量守恒定律、机械能守恒定律
解得
17. 北京冬奥会期间，上百台机器人承担起疫情防控和赛事服务的重任。某次工作中，一台机器人沿直线从静止开始以加速度匀加速运动2s，再匀速运动2s，最后以大小为的加速度匀减速直至停止，全程通过的位移是。
（1）求加速度和上述减速运动的时间。
（2）另一次工作中，机器人以的速度匀速运动时，突然发现其正前方处有一位运动员以的速度同向匀速运动。为避免撞人，机器人立即减速，求机器人的加速度应满足什么条件？
【答案】（1）2m/s2；4s（2）大于等于，方向与运动方向相反
【解析】
【详解】（1）设加速、匀速运动时间分别为、，匀速运动速度v，则
加速运动位移
匀速运动位移
减速运动位移
总位移
联立以上各式得
（2）为避免相撞，机器人必须在与运动员相遇前速度减到，设经过时间机器人与运动员相遇，此时速度为
则加速度大小为
（m/s2）
方向与运动方向相反，此时根据
机器人位移
（m）
运动员位移
（m）
根据题意
解得
所以为避免撞人，机器人立即减速，机器人的加速度大于等于，方向与运动方向相反。
18. 如图所示，物块A、木板B的质量均为m=1kg，不计A的大小，木板B长L=2m。开始时A、B均静止。现使A以水平初速度v0从B的最左端开始运动。已知A与B、B与水平面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=0.1，g取10m/s2。
（1）发生相对滑动时，A、B的加速度各是多大？
（2）若A刚好没有从B上滑下来，则A的初速度v0为多大？
（3）若A刚好没有从B上滑下来，求B在地面上滑行的总位移。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）分别对物块A、木板B进行受力分析可知，A在B上向右做匀减速运动，设其加速度大小为a1，根据牛顿第二定律可得
木板B向右做匀加速运动，设其加速度大小为a2，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）A刚好没有从B上滑下来，则A滑到B最右端时的速度和B的速度相同，设为v，则有
，
解得
，
则A刚好没有从B上滑下来，则A的初速度v0为。
（3）若A刚好没有从B上滑下来，A到达B的最右端时B的位移
此后A、B一起匀减速运动直至停止，设加速度大小为，由牛顿第二定律得
解得
A、B在地面上一起滑行的位移
则B在地面上滑行的总位移为
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