精品解析：山东省济宁市泗水县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

2023——2024学年度第二学期期中教学质量检测 高一物理试题 满分100分。考试用时90分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写到答题卡和试卷规定的位置上。 2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3．第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。 第Ⅰ卷（选择题共40分） 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. 在足球场上罚任意球时，运动员踢出的“香蕉球”，在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门，守门员“望球莫及”，其轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向，下列说法正确的是（　　） A. 合外力的方向与速度方向在一条直线上 B. 合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧 C. 合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向 D 合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向 2. 洪水无情人有情，每一次重大抢险救灾，都有子弟兵的身影。如图所示，水速为v，消防武警驾驶冲锋舟若采取冲锋舟最小速度和船头正对河岸两种行驶方案，沿与平直河岸成30°角的线路把被困群众从A处送到对岸安全地B处，则两种方案中冲锋舟最小速度v1和船头正对河岸的冲锋舟速度v2之比为（　　） A. B. C. D. 3. 为了节能，商场的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行。有人站上去后，扶梯开始加速，然后匀速运动。如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 匀速下行过程中，人的动能不变，扶梯对人不做功 B. 加速下行过程中，扶梯对人的支持力大于人所受的重力 C. 加速下行过程中，人受到的摩擦力方向水平向左 D. 加速下行过程中，支持力对人做正功，摩擦力对人做负功 4. 2020年11月30日，全国青年男U16手球锦标赛在安徽安庆市落幕。如图所示，一运动员将手球以初速度水平抛出，经过时间t，速度变为，再经过时间，手球仍在空中，此时手球的速度大小为（不计空气阻力，重力加速度g取）（　　）。 A. B. C. D. 5. 如图甲，倾角为的传送带始终以恒定速率v2逆时针运行，t=0时初速度大小为v1（）的小物块从传送带的底端滑上传送带，在传送带上运动时速度随时间变化的v-t图象如图乙，则（　　） A. 0~t3时间内，小物块所受到摩擦力始终不变 B. 小物块与传送带间的动摩擦因数满足 C. t2时刻，小物块离传送带底端的距离达到最大 D. 小物块从最高点返回向下运动过程中摩擦力对其始终做负功 6. 如图所示，运动员从某高度处，将质量为m的小球以初速度斜向上方抛出，小球运动到最高点时的速度为，最大高度为h，重力加速度为g。以地面为参考平面，不计空气阻力。则抛出时（ ） A. 小球的机械能为mgh B. 人对小球做功为 C. 小球重力势能为 D. 小球的重力势能为 7. 在现代杂技类节目中，以高空绸吊为代表的高空杂技正在逐渐受到观众的追捧。某杂技演员的手抓着长长的绸带，在空中做着精彩的表演。杂技演员的运动可以等效为圆锥摆，如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球，给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆。设细绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ） A. 小球受重力、绳的拉力和向心力共三个力的作用 B. 细绳的拉力是小球做圆周运动的向心力 C. 越大，小球运动的周期越小 D. 越大；小球运动的线速度越小 8. 如图所示，水平放置的光滑桌面中心开有光滑的小孔，轻质细绳穿过小孔一端连接质量为m的小球，另一端连接总质量为8m的漏斗（其中细沙的质量为7m），小球在轨道1上做匀速圆周运动。某时刻起，漏斗内细沙缓慢流出而漏斗缓慢上升，漏斗内细沙全部流出时漏斗上升的高度为h，之后小球在轨道2上做匀速圆周运动，此过程中小球在任意相等时间内扫过的面积相等，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球在单位时间内扫过的面积为 B. 小球在轨道1上运动时的动能为4mgh C. 小球在轨道2上运动时的动能为3mgh D. 此过程中细绳对漏斗做的功为2mgh 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. 2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭在中国海南文昌航天发射场成功发射，飞行约2200秒后，顺利将探月工程嫦娥五号探测器送入预定轨道，开启中国首次地外天体采样返回之旅。嫦娥五号飞行轨迹可以简化为如图所示，首先进入圆轨道Ⅰ，在P点进入椭圆轨道Ⅱ，到达远地点Q后进入地月转移轨道，到达月球附近后进入环月轨道Ⅲ。圆轨道Ⅰ的半径为，周期为，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a，周期为，环月轨道Ⅲ的半径为，周期为，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。忽略地球自转和太阳引力的影响。下列说法正确的是（ ） A. B. 嫦娥五号在轨道Ⅰ运行速度小于 C. 嫦娥五号在轨道Ⅰ的P点和椭圆轨道Ⅱ的P点加速度相同 D. 嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ的Q点运行速度大于在P点的运行速度 10. 暴风雨后，道路两旁很多树苗被刮倒，某志愿者正在扶正一棵树苗，如图所示。若志愿者向左匀速运动扶正树苗时，手与树苗接触点的高度不变，则该过程中树苗（　　） A. 与手接触点的线速度变大 B. 与手接触点的线速度变小 C. 绕O点转动的角速度变大 D. 绕O点转动的角速度变小 11. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端拴接一可视为质点的小球，小球以水平初速度从最低点开始在竖直面内做圆周运动。已知初速度与绳长的函数关系式为，（为重力加速度的大小），不计空气阻力。若保持其他条件不变，只增大绳长，则小球经过最高点时保持不变的物理量有（　　） A. 小球的动能 B. 小球的角速度 C. 小球对轻绳的拉力 D. 小球重力的瞬时功率 12. 图甲是全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进口的局面，也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体，其图像如图乙所示，内起重机的功率为额定功率，不计其他阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　） A. 该起重机的额定功率为 B. 物体运动的最大速度为 C. 和时间内牵引力做的功之比为 D. 和时间内牵引力做的功之比为 第Ⅱ卷（非选择题 共60分） 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 在“观察红蜡块运动”的实验中，从某时刻（）开始，红蜡块在玻璃管内每秒上升的距离都是；从开始，玻璃管向右匀加速平移，每一秒内通过的水平位移依次是、、、。建立坐标系，用y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，时蜡块位于坐标原点。 （1）由题意可知时刻，蜡块在水平方向的速度大小为__________；水平方向的加速度为__________。 （2）请在图中标出t等于，，，时蜡块的位置，并用平滑的曲线描绘蜡块的运动轨迹_______。 14. 用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律，打出如图甲所示的一条纸带，O为打下的第一个点，A、B、C为三个连续相邻的打印点。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 （1）根据纸带所给数据，打下B点时重物的速度大小为 ______m/s，重物下落的加速度大小为 ______m/s2（结果保留两位有效数字）； （2）通过分析发现，由于实验中存在各种阻力，重物下落过程中机械能并不守恒。已知实验所用重物的质量m= 0.05kg，当地重力加速度g = 9.8m/s2，则重物下落过程中所受的平均阻力f =_______N（结果保留两位有效数字）； （3）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图像，如图乙所示。若重物所受阻力只与重物形状有关，由图象可知a的质量ma与b的质量mb的大小关系为ma ___________mb（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 15. 木星的卫星之一叫“艾奥”，它上面的珞珈火山喷出的岩块初速度为时，上升高度可达h，已知“艾奥”的半径为R，忽略“艾奥”的自转及岩块运动过程中受到稀薄气体的阻力，引力常量为，求： （1）“艾奥”的质量； （2）在“艾奥”上发射卫星所需的最小发射速度。 16. 一粗糙的圆锥体可绕其轴线做圆周运动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为，现于锥面上放一个石块，石块与锥面间的动摩擦因数，石块与圆锥体顶点0的距离，石块的质量为，石块可看作质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度，，．求： （1）若圆锥体与石块均静止，石块受到锥面的摩擦力大小； （2）若石块随圆锥体一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动，石块受到的摩擦力的大小． 17. 如图所示，在水平地面上静止放置一长为L =4m，质量为M =2kg的长直木板，某时刻，有一质量为m=1 kg的滑块以v0=7m/s的速度滑上木板的左端，同时对木板的右端施加一大小为F=11N的水平拉力的作用，已知木板上表面与滑块之间的动摩擦因数，木板下表面与地面之间的动摩擦因数，求 （1）滑块与木板共速前各自的加速度； （2）滑块与木板共速所经历时间； （3）在滑块与木板相互作用整个过程中，滑块与木板之间因摩擦而产生的热量。 18. 如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道，其形状为半径的圆环剪去了左上角135°的圆弧，为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是点到桌面右侧边缘的水平距离为。用质量的物块a将弹簧压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停在B点。用同种材料、质量为的物块b，将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块b过B点后其位移与时间的关系为，物块从D点飞离桌面后由P点沿切线方向落入圆轨道。取，求： （1）、间的水平距离； （2）通过计算，判断物块b能否沿圆轨道到达M点； （3）物块b释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023——2024学年度第二学期期中教学质量检测 高一物理试题 满分100分。考试用时90分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写到答题卡和试卷规定的位置上。 2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3．第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。 第Ⅰ卷（选择题共40分） 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. 在足球场上罚任意球时，运动员踢出的“香蕉球”，在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门，守门员“望球莫及”，其轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向，下列说法正确的是（　　） A. 合外力的方向与速度方向在一条直线上 B. 合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧 C. 合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向 D. 合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向 【答案】C 【解析】 【分析】足球做曲线运动，则其速度方向为轨迹的切线方向；根据物体做曲线运动的条件可知，合外力的方向一定指向轨迹的内侧。 【详解】AB．足球做曲线运动，合外力的方向与速度方向不在一条直线上，速度方向为轨迹的切线方向，所以合外力的方向与轨迹切线方向不在一条直线上，AB错误； CD．足球做曲线运动，合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向，C正确，D错误。 故选C。 2. 洪水无情人有情，每一次重大抢险救灾，都有子弟兵的身影。如图所示，水速为v，消防武警驾驶冲锋舟若采取冲锋舟最小速度和船头正对河岸两种行驶方案，沿与平直河岸成30°角的线路把被困群众从A处送到对岸安全地B处，则两种方案中冲锋舟最小速度v1和船头正对河岸的冲锋舟速度v2之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设冲锋舟以最小速度v1和船头正对河岸速度v2分别从A到B，冲锋舟最小速度v1垂直于AB连线 冲锋舟速度v2垂直于水平河岸 可知 故选项D正确。 3. 为了节能，商场的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行。有人站上去后，扶梯开始加速，然后匀速运动。如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 匀速下行过程中，人的动能不变，扶梯对人不做功 B. 加速下行过程中，扶梯对人的支持力大于人所受的重力 C. 加速下行过程中，人受到的摩擦力方向水平向左 D. 加速下行过程中，支持力对人做正功，摩擦力对人做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A．匀速下行过程中，由平衡条件可知，人和扶梯间没有摩擦力，人所受重力做正功，人的动能不变，可知扶梯对人做负功，故A错误； B．加速下行过程中，竖直方向分加速度向下，人处于失重状态，所以扶梯对人的支持力小于人所受的重力，故B错误； C．加速下行过程中，水平方向分加速度向左，水平方向只有摩擦力提供加速度，根据牛顿第二定律的同向性可知人受到的摩擦力方向水平向左，故C正确； D．加速下行过程中，人所受支持力与人的运动方向夹角大于，支持力做负功，摩擦力与人的运动方向夹角小于，摩擦力对人做正功，故D错误。 故选C。 4. 2020年11月30日，全国青年男U16手球锦标赛在安徽安庆市落幕。如图所示，一运动员将手球以初速度水平抛出，经过时间t，速度变为，再经过时间，手球仍在空中，此时手球的速度大小为（不计空气阻力，重力加速度g取）（　　）。 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】经过时间时，竖直方向的速度 则 再经过时间，手球竖直方向的速度 此时手球的速度大小为 故选A。 5. 如图甲，倾角为的传送带始终以恒定速率v2逆时针运行，t=0时初速度大小为v1（）的小物块从传送带的底端滑上传送带，在传送带上运动时速度随时间变化的v-t图象如图乙，则（　　） A. 0~t3时间内，小物块所受到的摩擦力始终不变 B. 小物块与传送带间的动摩擦因数满足 C. t2时刻，小物块离传送带底端的距离达到最大 D. 小物块从最高点返回向下运动过程中摩擦力对其始终做负功 【答案】B 【解析】 【详解】A．由v-t图像可知，在t2时刻，小物体加速度发生变化，故在t2时刻之前摩擦力沿斜面向下，之后沿斜面向上，发生了变化，故A错误； B．t2时刻小物块与传送带速度相等，之后仍然能继续作加速运动，故 mgsinθ>μmgcosθ 即μ<tanθ，故B正确； C．由v-t图像可知，在t1时刻物体速度反向，故t1时刻小物块离斜面底端距离最大，故C错误； D．小物块从最高点返回向下运动过程中摩擦力的方向先沿斜面向下，后沿斜面方向向上，所以摩擦力先做正功，后做负功，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，运动员从某高度处，将质量为m的小球以初速度斜向上方抛出，小球运动到最高点时的速度为，最大高度为h，重力加速度为g。以地面为参考平面，不计空气阻力。则抛出时（ ） A. 小球的机械能为mgh B. 人对小球做功为 C. 小球的重力势能为 D. 小球的重力势能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．以地面为参考平面，由机械能守恒，抛出时小球的机械能与最高点相同 故A错误； B．由动能动能定理得，人对小球做功为 故B错误； CD．由机械能守恒，抛出时小球的重力势能 故C错误；D正确。 故选D。 7. 在现代杂技类节目中，以高空绸吊为代表的高空杂技正在逐渐受到观众的追捧。某杂技演员的手抓着长长的绸带，在空中做着精彩的表演。杂技演员的运动可以等效为圆锥摆，如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球，给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆。设细绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ） A. 小球受重力、绳的拉力和向心力共三个力的作用 B. 细绳的拉力是小球做圆周运动的向心力 C. 越大，小球运动的周期越小 D. 越大；小球运动的线速度越小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球受到重力和绳的拉力共两个力的作用，两个力的合力提供小球做圆周运动的向心力，故AB错误； C．小球受到重力和绳的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力 可得 则越大T越小，故C正确； D．小球受到重力和绳的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力 可得 则越大v越大，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，水平放置的光滑桌面中心开有光滑的小孔，轻质细绳穿过小孔一端连接质量为m的小球，另一端连接总质量为8m的漏斗（其中细沙的质量为7m），小球在轨道1上做匀速圆周运动。某时刻起，漏斗内细沙缓慢流出而漏斗缓慢上升，漏斗内细沙全部流出时漏斗上升的高度为h，之后小球在轨道2上做匀速圆周运动，此过程中小球在任意相等时间内扫过的面积相等，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球在单位时间内扫过的面积为 B. 小球在轨道1上运动时的动能为4mgh C. 小球在轨道2上运动时的动能为3mgh D. 此过程中细绳对漏斗做的功为2mgh 【答案】B 【解析】 【详解】A．设轨道1、2的半径分别为r1、r2，小球在轨道1、2上运动时的速度大小分别为v1、v2，根据已知条件有 解得 ，， 则小球在单位时间内扫过的面积为 故A错误； B．小球在轨道1上运动时的动能为 故B正确； C．小球在轨道2上运动时的动能为 故C错误； D．此过程中小球动能的变化量为-3mgh，说明细绳对小球做功为-3mgh，则细绳对漏斗做的功为3mgh，故D错误。 故选B。 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. 2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭在中国海南文昌航天发射场成功发射，飞行约2200秒后，顺利将探月工程嫦娥五号探测器送入预定轨道，开启中国首次地外天体采样返回之旅。嫦娥五号飞行轨迹可以简化为如图所示，首先进入圆轨道Ⅰ，在P点进入椭圆轨道Ⅱ，到达远地点Q后进入地月转移轨道，到达月球附近后进入环月轨道Ⅲ。圆轨道Ⅰ的半径为，周期为，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a，周期为，环月轨道Ⅲ的半径为，周期为，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。忽略地球自转和太阳引力的影响。下列说法正确的是（ ） A. B. 嫦娥五号在轨道Ⅰ运行速度小于 C. 嫦娥五号在轨道Ⅰ的P点和椭圆轨道Ⅱ的P点加速度相同 D. 嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ的Q点运行速度大于在P点的运行速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律可知 由于环月轨道Ⅲ的中心天体是月球，所以 故A错误； B．设地球半径为，在地球表面有 嫦娥五号在轨道Ⅰ运行时，有 解得 故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知嫦娥五号在轨道Ⅰ的P点和椭圆轨道Ⅱ的P点加速度相同，故C正确； D．根据开普勒第二定律可知，近地点速度大于远地点的速度，则嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ的Q点运行速度小于在P点的运行速度，故D错误。 故选BC。 10. 暴风雨后，道路两旁很多树苗被刮倒，某志愿者正在扶正一棵树苗，如图所示。若志愿者向左匀速运动扶正树苗时，手与树苗接触点的高度不变，则该过程中树苗（　　） A. 与手接触点的线速度变大 B. 与手接触点的线速度变小 C. 绕O点转动的角速度变大 D. 绕O点转动的角速度变小 【答案】AC 【解析】 【详解】假定分的速度大小为v，将人的速度v分解为垂直于树苗的速度与沿树苗方向的速度，如图所示 设手与树苗接触点的高度为h，当树苗的倾角为时，则手与树苗接触点到O点的距离为 此时树苗与手接触点的线速度大小 树苗绕O点转动的角速度大小为 该过程中变大，可知、均变大，故选AC。 11. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端拴接一可视为质点的小球，小球以水平初速度从最低点开始在竖直面内做圆周运动。已知初速度与绳长的函数关系式为，（为重力加速度的大小），不计空气阻力。若保持其他条件不变，只增大绳长，则小球经过最高点时保持不变的物理量有（　　） A. 小球的动能 B. 小球的角速度 C. 小球对轻绳的拉力 D. 小球重力的瞬时功率 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小球从最低点到最高点由动能定理的 解得小球经过最高点小球的动能 可知小球经过最高点时的动能与绳长有关，故A错误； B．小球经过最高点时由 解得小球经过最高点时的速度 由，解得小球经过最高点时的角速度 可知小球经过最高点时的角速度大小与绳长有关，故B错误； C．小球经过最高点时由牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律可知小球对轻绳的拉力与绳对小球的拉力大小相等，所以小球经过最高点时小球对轻绳的拉力保持不变，故C正确； D．小球经过最高点时重力与小球的速度垂直，小球重力的瞬时功率为零，所以小球经过最高点时小球重力的瞬时功率保持不变，故D正确。 故选CD。 12. 图甲是全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进口的局面，也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体，其图像如图乙所示，内起重机的功率为额定功率，不计其他阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　） A. 该起重机的额定功率为 B. 物体运动的最大速度为 C. 和时间内牵引力做的功之比为 D. 和时间内牵引力做的功之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙，时间内物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律 时速度 此时起重机达到额定功率，所以额定功率 A错误； B．当加速度减小到等于0时，物体达到最大速度 B正确； CD．和时间内牵引力做的功之比为 C正确，D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题 共60分） 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 在“观察红蜡块运动”的实验中，从某时刻（）开始，红蜡块在玻璃管内每秒上升的距离都是；从开始，玻璃管向右匀加速平移，每一秒内通过的水平位移依次是、、、。建立坐标系，用y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，时蜡块位于坐标原点。 （1）由题意可知时刻，蜡块在水平方向的速度大小为__________；水平方向的加速度为__________。 （2）请在图中标出t等于，，，时蜡块的位置，并用平滑的曲线描绘蜡块的运动轨迹_______。 【答案】（1） ①. 0.01m/s ②. 0.02m/s2 （2）见解析 【解析】 【小问1详解】 [1] [2]根据 可得水平方向加速度为 1s末蜡块的水平速度为 则时刻，蜡块在水平方向的速度大小为 【小问2详解】 根据题意可知蜡块每1s内沿轴方向上升的距离都是，则蜡块的运动轨迹如图所示 14. 用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律，打出如图甲所示的一条纸带，O为打下的第一个点，A、B、C为三个连续相邻的打印点。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 （1）根据纸带所给数据，打下B点时重物的速度大小为 ______m/s，重物下落的加速度大小为 ______m/s2（结果保留两位有效数字）； （2）通过分析发现，由于实验中存在各种阻力，重物下落过程中机械能并不守恒。已知实验所用重物的质量m= 0.05kg，当地重力加速度g = 9.8m/s2，则重物下落过程中所受的平均阻力f =_______N（结果保留两位有效数字）； （3）某同学选用两个形状相同，质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图像，如图乙所示。若重物所受阻力只与重物形状有关，由图象可知a的质量ma与b的质量mb的大小关系为ma ___________mb（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】 ①. 2.1 ②. 9.5 ③. 0.015 ④. 大于 【解析】 【详解】（1）[1]打下B点时的速度等于AC段的平均速度，则有 [2]根据 可得 （2）[3]根据牛顿第二定律可得 解得 （3）[4]根据动能定理可得 即有 可知图像的斜率 由图像可知 故有 即大于。 15. 木星的卫星之一叫“艾奥”，它上面的珞珈火山喷出的岩块初速度为时，上升高度可达h，已知“艾奥”的半径为R，忽略“艾奥”的自转及岩块运动过程中受到稀薄气体的阻力，引力常量为，求： （1）“艾奥”的质量； （2）在“艾奥”上发射卫星所需的最小发射速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）岩块做竖直上抛运动，则有 解得卫星表面重力加速度为 忽略“艾奥”的自转，则有 解得 （2）行星的第一宇宙速度等于卫星在该行星表面轨道做匀速圆周运动时的线速度，某卫星在“艾奥”表面绕其做圆周运动时有 解得 16. 一粗糙的圆锥体可绕其轴线做圆周运动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为，现于锥面上放一个石块，石块与锥面间的动摩擦因数，石块与圆锥体顶点0的距离，石块的质量为，石块可看作质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度，，．求： （1）若圆锥体与石块均静止，石块受到锥面的摩擦力大小； （2）若石块随圆锥体一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动，石块受到的摩擦力的大小． 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）若圆锥体与石块均静止，石块的受力分析如图所示 因 故石块受到锥面的摩擦力大小 （2）当圆锥体与石块一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动时，石块的受力分析如答图所示 竖直方向有 水平方向有 解得 17. 如图所示，在水平地面上静止放置一长为L =4m，质量为M =2kg的长直木板，某时刻，有一质量为m=1 kg的滑块以v0=7m/s的速度滑上木板的左端，同时对木板的右端施加一大小为F=11N的水平拉力的作用，已知木板上表面与滑块之间的动摩擦因数，木板下表面与地面之间的动摩擦因数，求 （1）滑块与木板共速前各自的加速度； （2）滑块与木板共速所经历的时间； （3）在滑块与木板相互作用的整个过程中，滑块与木板之间因摩擦而产生的热量。 【答案】（1）2m/s2，5m/s2；（2）1s；（3）14J 【解析】 【详解】（1）对滑块 对木块 （2）对滑块 对木块 令，有 解得 （3） 故 因为 故共速时滑块未滑离木板，令 因为 故共速后滑块将相对于木板向左发生滑动直到脱离木板，即滑块相对于木板发生的总路程为 故滑块与木板因摩擦而产生热量为 18. 如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置光滑轨道，其形状为半径的圆环剪去了左上角135°的圆弧，为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是点到桌面右侧边缘的水平距离为。用质量的物块a将弹簧压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停在B点。用同种材料、质量为的物块b，将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块b过B点后其位移与时间的关系为，物块从D点飞离桌面后由P点沿切线方向落入圆轨道。取，求： （1）、间的水平距离； （2）通过计算，判断物块b能否沿圆轨道到达M点； （3）物块b释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功。 【答案】（1）2.5m；（2）不能到最高点；（3） 【解析】 【详解】（1）由竖直方向有 得 有 由于物块b过B点后其位移与时间的关系为 可知，物块b的初速度为 加速度为 则、间的水平距离为 （2）若物块恰好能过最高点有 M点的速度至少为 设物块在P点的速度至少为 得 在P点时物块的速度 因，故物块不能到最高点 （3）设弹簧长为时的弹性势能为，物块与桌面间的动摩擦因数为，释放时 释放时 且，可得 在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为，则 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$