精品解析：四川省成都市简阳实验学校2023-2024学年高一下学期期末模拟考试物理试题

✮保密✮启用前 使用时间【2024年6月27日16：05~17：35】 成都石室阳安学校2023-2024学年度下期高2023级期末模拟考试 物理 第I卷（选择题，共44分） 一、本题包括8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 对以下物理问题探究过程的认识，不正确的是（ ） A. 图（a）探究平抛运动规律的实验利用了类比法 B. 图（b）装置利用控制变量法探究影响向心力大小的因素 C. 图（c）中卡文迪什扭秤实验装置利用了放大法 D. 图（d）中研究物体沿曲面运动时重力做功用到了微元法的思想 2. 中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表宣言：“中国将采取更加有力的政策和措施，力争2030年前二氧化碳排放量达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”上班和上学时选择共享单车出行就能够为节能减排做出贡献。如图所示的一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和前后两齿轮外沿上的点，其中，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 下列关于简谐运动，以下说法正确的是（　　） A. 位移减小时，加速度减小，速度减小 B. 位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同 C. 物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同 D. 物体向平衡位置运动时做减速运动，远离平衡位置时做加速运动 4. 太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则（　　） A. 空间站变轨前、后在P点的加速度相同 B. 空间站变轨后的运动周期比变轨前的小 C. 空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小 D. 空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大 5. 新能源汽车的发展是为了减少对传统燃料的依赖，减少环境污染和减少温室气体的排放。如图所示为我国比亚迪一型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为，下列说法正确的是（　　） A. 汽车匀加速所需时间为 B. 汽车牵引力的额定功率为 C. 汽车在车速为时，功率为 D. 汽车所受阻力为 6. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。由图中数据可知，下列说法错误的是（　　） A. 物体的质量为2 kg B. h=0时，物体的速率为20 m/s C. h=2 m时，物体的动能Ek=50 J D. 从地面至h=4 m处过程中，物体的动能减少100 J 7. 如图所示，某款无人机有4个半径均为R的动力螺旋桨（每个桨叶旋转形成的是圆面）。在没有风的天气，让每个桨叶均以大小相等的转速旋转，并沿竖直方向向下吹风，从而产生反作用力，使无人机悬停在空中。已知当地的空气密度为ρ，空气被每个桨叶向下吹出的速度大小均为v。则无人机的重力大小（　　） A. B. C. D. 8. 2024年春晚杂技节目《跃龙门》带给观众震撼的视觉盛宴，教练在训练时将压力传感器安装在蹦床上，记录演员对蹦床的压力。如图是某次彩排中质量为的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力—时间（F—t）图像片段，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 演员在a到b过程处于超重状态 B. 演员在b时刻速度最大，速度大小为 C. 从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功大于 D. 从a时刻到b时刻，蹦床给演员的冲量大小为 二、本题包括5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，少选得2分，错选得0分。 9. 一轻绳的一端固定在O点，另一端系一小球，小球静止在最低点时，给小球一初速度，使小球在竖直平面内做完整的圆周运动。小球做圆周运动过程中（　　） A. 轻绳拉力对小球做正功，小球机械能不断增加 B. 轻绳拉力对小球不做功，小球机械能守恒 C. 在最低点时轻绳拉力小于在最高点时轻绳拉力 D. 在最低点时轻绳拉力大于在最高点时轻绳拉力 10. 随着科技的发展，在距地面不同高度的太空已经有了许多的卫星探测器。如图所示，卫星A是我国发射的遥感三十九号卫星，卫星B是地球静止卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星。下列说法正确的是（　　） A. 卫星A、B的运行周期大小关系为 B. 卫星A、P的角速度大小关系为 C. 卫星B、P的向心加速度大小关系为 D. 若将卫星P发射到近地轨道上，则其运行的线速度会比未发射时的线速度大 11. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑的水平面上的A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. t = 0.2s时，振子的位移为 B. 0.1s末和0.7s末，振子的速度相同 C. 在0.4s ~ 0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同 D. 振子做简谐运动的表达式为 12. 如图所示，光滑竖直固定杆上套有一质量为m的小球A，一根竖直轻弹簧上端连接着一个质量为m的物块B，下端连接着一个质量为的物块C。一轻绳跨过轻质定滑轮O，一端与物块B相连，另一端与小球A连接，定滑轮到竖直杆的距离为5L。初始时，小球A在外力作用下静止于P点，此时轻绳刚好伸直无张力且OP间细绳水平、OB间细绳竖直。现将小球A由P点静止释放，A沿杆下滑到达最低点Q，此时物块C与地面间的相互作用刚好为零。不计滑轮大小及摩擦，重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球A运动到最低点时弹簧的形变量为 C. 小球A运动到最低点时弹簧的弹性势能为 D. 用质量为的小球D替换A，并将其拉至Q点由静止释放，小球D经过P点时的动能为 13. 如图所示，水平面上有一质量为5m的小球B与轻弹簧连接，还有质量为2m、半径为R的圆弧形槽C，其底部与水平面平滑相切，最初B、C均静止。一质量为m的小球A从距槽C顶端3R处自由落下后恰好滑入槽C，不计一切摩擦，则（　　） A. 球A沿槽C下滑过程中，槽C对球A做负功 B. 整个过程中球A、球B和槽C构成的系统动量守恒 C. 球A第一次滑至槽C最低点过程中，球A水平向左位移为R D. 球 A与弹簧作用后，能够追上槽C 第II卷（非选择题，共56分） 三、实验题 14. 如图所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在斜槽轨道末端，让A仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置。 （1）以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是（　　） A. 刻度尺 B. 天平 C. 游标卡尺 D. 秒表 （2）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端必须水平 C. 实验过程中，复写纸和白纸都可以移动 D. 小球A的质量要比B球的质量大 （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式______（选填选项前的字母），则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。 A. B. C. D. 15. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中 （1）该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为___________cm；同学用秒表记录的时间如图所示，则秒表的示数为___________s； （2）该同学又想出另一个办法测重力加速度，他测出多组摆线长L与周期T的数据，根据实验数据，作出了的关系图像，如图所示，根据图中数据，重力加速度为___________m/s2（取，结果保留三位有效数字） （3）如果该同学测得的g值偏大，可能的原因是___________ A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 开始计时时，秒表按下稍晚 C. 实验中将51次全振动误记为50次 D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 四、计算题（请写出必要的文字叙述，解答过程，共42分） 16. 天文学家通过凌日系外行星巡天卫星，在距离地球137光年的位置发现了一颗“超级地球”（编号为TO1-715b），分析显示，它上面可能有液态水。假设将来人类移居该行星，某航天员做了如下实验：将小球从离该星球表面高度为h处以水平初速度水平抛出，小球落到星球表面的水平位移大小为x。已知该星球的半径为R，引力常量为G，该星球可视为质量分布均匀的球体，不计该星球的自转及空气阻力，。求： （1）该星球表面的重力加速度大小g； （2）该星球的第一宇宙速度v。 17. 在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A用长L=25m的轻质悬索（重力可忽略不计）系住一质量kg的救援物资B，直升机A和救援物资B一起沿水平方向匀速运动，当飞机突然在离水平地面40m的空中悬停寻找最近的安全目标时，致使救援物资B在空中做水平面内的圆周运动，如图乙所示，此时悬索与竖直方向成37°角（不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）。求： （1）悬索对救援物资B的拉力大小； （2）救援物资B做圆周运动的角速度大小； （3）若悬索在此时断裂，求救援物资B在水平地面上的落点与悬点的水平距离（计算结果允许用根式表示）。 18. 如图所示，半径为R=0.8m光滑四分之一圆轨道，A点与圆心O点等高，B点在圆轨道上O点正下方；传送带两端C、D距离L=27.75m，与水平面的倾角=37°。质量为m=2kg的小滑块从圆轨道上A点静止释放，沿圆弧轨道运动到B点水平抛出，落到传送带上端C点，恰好与传送带CD方向相切并无碰撞地进入传送带。滑块与传送带之间动摩擦因数=0.5，传送带始终保持速率v=10m/s逆时针方向匀速转动。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求： （1）滑块运动到B点时，滑块对圆弧轨道压力的大小FB； （2）滑块从传送带C点运动到D点过程中，滑块与传送带间摩擦产生的热量Q。 19. 一质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与光滑水平面上放置的小滑块b发生正碰，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失，碰后小滑块滑到并排放置在右侧光滑水平地面上的两块木板c、d上，两木板间相互接触但不粘连，木板上表面与水平面齐平，小滑块最终恰好没有离开木板d。已知：小滑块b的质量和两木板c、d的质量均为，木板c的长度为，小滑块与两木板间的动摩擦因数均为，重力加速度g取。不计空气阻力，求： （1）小球与小滑块b碰后，小滑块b的速度大小； （2）小滑块b从滑上c的左端到滑离c所用的时间； （3）木板d的长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ ✮保密✮启用前 使用时间【2024年6月27日16：05~17：35】 成都石室阳安学校2023-2024学年度下期高2023级期末模拟考试 物理 第I卷（选择题，共44分） 一、本题包括8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 对以下物理问题探究过程的认识，不正确的是（ ） A. 图（a）探究平抛运动规律的实验利用了类比法 B. 图（b）装置利用控制变量法探究影响向心力大小的因素 C. 图（c）中卡文迪什扭秤实验装置利用了放大法 D. 图（d）中研究物体沿曲面运动时重力做功用到了微元法的思想 【答案】A 【解析】 【详解】A．图（a）探究平抛运动规律的实验利用了等效思维，故A错误，满足题意要求。 B．图（b）装置，探究影响向心力大小的因素，利用了控制变量法，故B正确，不满足题意要求； C．图（c）中卡文迪什扭秤实验装置利用了放大法，故C正确，不满足题意要求； D．图（d）中研究物体沿曲面运动时重力做功用到了微元法的思想，故D正确，不满足题意要求。 故选A。 2. 中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表宣言：“中国将采取更加有力的政策和措施，力争2030年前二氧化碳排放量达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”上班和上学时选择共享单车出行就能够为节能减排做出贡献。如图所示的一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和前后两齿轮外沿上的点，其中，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，B、C两点的线速度相等，A、C两点的角速度相等，由于 可得 AB．由公式可得 即 则有 故A错误，B正确； CD．由公式可得 即 则有 故CD错误。 故选B。 3. 下列关于简谐运动，以下说法正确的是（　　） A. 位移减小时，加速度减小，速度减小 B. 位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同 C. 物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同 D. 物体向平衡位置运动时做减速运动，远离平衡位置时做加速运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．位移减小时，根据 加速度也减小，当运动方向指向平衡位置时，位移减小，速度增大，故A错误； BC．加速度总是与位移方向相反，当运动方向指向平衡位置时，位移方向与速度方向相反，当背离平衡位置时，位移方向与速度方向相同，故B错误，C正确； D．物体向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相同，做加速运动，远离平衡位置时，加速度方向与速度方向相反，做减速运动，故D错误。 故选C。 4. 太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则（　　） A. 空间站变轨前、后在P点的加速度相同 B. 空间站变轨后的运动周期比变轨前的小 C. 空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小 D. 空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大 【答案】A 【解析】 【详解】A．在P点变轨前后空间站所受到的万有引力不变，根据牛顿第二定律可知空间站变轨前、后在P点的加速度相同，故A正确； B．因为变轨后其半长轴大于原轨道半径，根据开普勒第三定律可知空间站变轨后的运动周期比变轨前的大，故B错误； C．变轨后在P点因反冲运动相当于瞬间获得竖直向下的速度，原水平向左的圆周运动速度不变，因此合速度变大，故C错误； D．由于空间站变轨后在P点的速度比变轨前大，而比在近地点的速度小，则空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小，故D错误。 故选A。 5. 新能源汽车的发展是为了减少对传统燃料的依赖，减少环境污染和减少温室气体的排放。如图所示为我国比亚迪一型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为，下列说法正确的是（　　） A. 汽车匀加速所需时间为 B. 汽车牵引力的额定功率为 C. 汽车在车速为时，功率为 D. 汽车所受阻力为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，汽车在速度等于前，加速度不变，故汽车是恒加速度启动的，根据匀变速直线运动的基本规律可知 故A错误； BD．汽车达到最大车速为，汽车开始做匀速直线运动，此时 ， 当时，汽车的加速度。根据牛顿第二定律可知 代入数据，解得 ， 故B、D错误； C．汽车在车速为时，汽车处于匀加速阶段，故 解得 ， 故C正确。 故选C。 6. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。由图中数据可知，下列说法错误的是（　　） A. 物体的质量为2 kg B. h=0时，物体的速率为20 m/s C. h=2 m时，物体的动能Ek=50 J D. 从地面至h=4 m处过程中，物体的动能减少100 J 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图像可知，物体在h=4m时的重力势能为 EP=mgh=80J 则物体的质量为 m=2 kg 选项A正确； B．h=0时，物体的机械能为100J，即动能为100J，则速率为 选项B错误； C．h=2 m时，物体重力势能为40J，机械能为90J，则物体的动能Ek=50 J，选项C正确； D．从地面至h=4 m处过程中，物体的动能减少100 J，选项D正确。 此题选择错误的，故选B。 7. 如图所示，某款无人机有4个半径均为R的动力螺旋桨（每个桨叶旋转形成的是圆面）。在没有风的天气，让每个桨叶均以大小相等的转速旋转，并沿竖直方向向下吹风，从而产生反作用力，使无人机悬停在空中。已知当地的空气密度为ρ，空气被每个桨叶向下吹出的速度大小均为v。则无人机的重力大小（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】在极短时间内，被每个桨叶向下吹出的空气的质量 则被4个桨叶向下吹出的空气的质量为，由于时间极短，质量很小，忽略所受重力，该部分根据动量定理有 解得 故选C。 8. 2024年春晚杂技节目《跃龙门》带给观众震撼的视觉盛宴，教练在训练时将压力传感器安装在蹦床上，记录演员对蹦床的压力。如图是某次彩排中质量为的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力—时间（F—t）图像片段，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 演员在a到b过程处于超重状态 B. 演员在b时刻速度最大，速度大小为 C. 从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功大于 D. 从a时刻到b时刻，蹦床给演员的冲量大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．演员在a到b过程，压力由最大值减小为0，根据牛顿第三定律可知，演员所受支持力由最大值减小为0，根据牛顿第二定律可知，加速度方向先向上后向下，加速度大小先减小后增大，则演员在a到b过程先处于超重状态，后处于失重状态，故A错误； B．结合上述可知，演员在a到b过程，先向上做加速度减小的变加速直线运动，后向上做加速度减小的变减速直线运动，当加速度为0时，速度达到最大值，即a到b之间的某一时刻，演员的速度最大，故B错误； C．根据图像可知，演员脱离蹦床在空中运动的时间为 2.8s-1.2s=1.6s 根据竖直上抛运动的对称性可知，演员脱离蹦床向上运动的时间为0.8s，利用逆向思维，根据速度公式有 从a时刻到b时刻，结合上述可知，合外力对演员做的功为 根据图像可知，从a时刻到b时刻，蹦床的弹性势能转化为演员增加的重力势能与动能，可知，从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功大于，故C正确； D．从a时刻到b时刻，根据动量定理有 解得 解得 故D错误。 故选C。 二、本题包括5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，少选得2分，错选得0分。 9. 一轻绳的一端固定在O点，另一端系一小球，小球静止在最低点时，给小球一初速度，使小球在竖直平面内做完整的圆周运动。小球做圆周运动过程中（　　） A. 轻绳拉力对小球做正功，小球机械能不断增加 B. 轻绳拉力对小球不做功，小球机械能守恒 C. 在最低点时轻绳拉力小于在最高点时轻绳拉力 D. 在最低点时轻绳拉力大于在最高点时轻绳拉力 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．小球做圆周运动过程中，轻绳拉力对小球不做功，只有重力做功，小球机械能守恒，故A错误，B正确； CD．根据牛顿第二定律可知在最低点有 解得 根据机械能守恒定律可知小球上升过程中速度减小，在最高点根据牛顿第二定律有 解得 所以在最低点时轻绳拉力大于在最高点时轻绳拉力，故C错误，D正确； 故选BD。 10. 随着科技的发展，在距地面不同高度的太空已经有了许多的卫星探测器。如图所示，卫星A是我国发射的遥感三十九号卫星，卫星B是地球静止卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星。下列说法正确的是（　　） A. 卫星A、B的运行周期大小关系为 B. 卫星A、P的角速度大小关系为 C. 卫星B、P的向心加速度大小关系为 D. 若将卫星P发射到近地轨道上，则其运行的线速度会比未发射时的线速度大 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．对于卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 可得 ，， 由于则有 ，， 对于卫星P、B，它们的角速度相等，周期相等，则有 根据 可得 故A正确，BC错误； D．根据 可知未发射时卫星P的线速度小于卫星B的线速度；若将卫星P发射到近地轨道上，根据 可得 可知发射后卫星P线速度大于卫星B的线速度；则卫星P发射到近地轨道上，其运行的线速度会比未发射时的线速度大，故D正确。 故选AD。 11. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑的水平面上的A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. t = 0.2s时，振子的位移为 B. 0.1s末和0.7s末，振子的速度相同 C. 在0.4s ~ 0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同 D. 振子做简谐运动的表达式为 【答案】AC 【解析】 【详解】B．由图可得0.3s未弹簧振子速度为正方向，0.7s未弹簧振子速度为负方向，0.3s末和0.7s未振子的速度方向相反，故B错误； C．由图可得在0.4s ~ 0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同，均指向平衡位置，故C正确； D．由图像得振幅为 A = 12cm 所以振子做简谐运动的表达式为 故D错误； A．t = 0.2s时，振子的位移为 故A正确。 故选AC。 12. 如图所示，光滑竖直固定杆上套有一质量为m的小球A，一根竖直轻弹簧上端连接着一个质量为m的物块B，下端连接着一个质量为的物块C。一轻绳跨过轻质定滑轮O，一端与物块B相连，另一端与小球A连接，定滑轮到竖直杆的距离为5L。初始时，小球A在外力作用下静止于P点，此时轻绳刚好伸直无张力且OP间细绳水平、OB间细绳竖直。现将小球A由P点静止释放，A沿杆下滑到达最低点Q，此时物块C与地面间的相互作用刚好为零。不计滑轮大小及摩擦，重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球A运动到最低点时弹簧的形变量为 C. 小球A运动到最低点时弹簧的弹性势能为 D. 用质量为的小球D替换A，并将其拉至Q点由静止释放，小球D经过P点时的动能为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．开始时，对B有 A在Q点时，对C有 A从P到Q点，由题意可知 解得 A正确；B错误； C．A从P到Q，由能量守恒定律有 解得 因为弹簧原先有形变量，所以，C错误； D．D从Q到P，由能量守恒定律有 解得 D正确。 故选AD。 13. 如图所示，水平面上有一质量为5m的小球B与轻弹簧连接，还有质量为2m、半径为R的圆弧形槽C，其底部与水平面平滑相切，最初B、C均静止。一质量为m的小球A从距槽C顶端3R处自由落下后恰好滑入槽C，不计一切摩擦，则（　　） A. 球A沿槽C下滑过程中，槽C对球A做负功 B. 整个过程中球A、球B和槽C构成的系统动量守恒 C. 球A第一次滑至槽C最低点过程中，球A水平向左位移为R D. 球 A与弹簧作用后，能够追上槽C 【答案】AD 【解析】 【详解】A．球A沿槽C下滑过程中，AC组成的系统机械能守恒，C向右运动机械能增加，球A对槽C做正功，则球A机械能减小，槽C对球A做负功，故A正确； B．整个过程中球A、球B和槽C构成的系统水平方向动量守恒，故B错误； C．球A到槽C上端时的速度为v1，由机械能守恒定律 解得 球A到槽C组成的系统，设球A到最低点时的速度为vA，规定水平向左为正方向，水平方向动量守恒 则 由几何关系 联立解得，球A第一次滑至槽C最低点过程中，球A水平向左位移为 故C错误； D．由能量守恒 其中 联立解得 方向水平向左 方向水平向右。对球A和球B由动量守恒定律 由机械能守恒定律 联立解得 方向水平向右。因为 所以球A与弹簧作用后，能够追上槽C，故D正确。 故选AD。 第II卷（非选择题，共56分） 三、实验题 14. 如图所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在斜槽轨道末端，让A仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置。 （1）以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是（　　） A. 刻度尺 B. 天平 C. 游标卡尺 D. 秒表 （2）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端必须水平 C. 实验过程中，复写纸和白纸都可以移动 D. 小球A的质量要比B球的质量大 （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式______（选填选项前的字母），则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。 A. B. C. D. 【答案】（1）AB （2）BD （3）A 【解析】 【小问1详解】 实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，通过平抛运动的规律，得出小球的速度，由于平抛运动的高度相同，即可通过小球平抛运动的射程，间接表示速度的大小，所以需要用刻度尺测量小球平抛运动的水平位移，以及用天平测量两小球的质量，而不需要游标卡尺和秒表。 故选AB。 【小问2详解】 AB．实验中，斜槽轨道不一定需要光滑，但是斜槽末端必须水平，保证小球做平抛运动，故A错误，B正确； C．实验中，复写纸可以移动，但是白纸的位置不可以移动，故C错误； D．两小球碰撞后小球A不能被反弹，所以小球A的质量大于B球的质量大，故D正确。 故选BD。 【小问3详解】 两球离开轨道后，做平抛运动，它们在空中的运动时间相等，由动量守恒定律可知 所以实验需要验证 故选A。 15. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中 （1）该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为___________cm；同学用秒表记录的时间如图所示，则秒表的示数为___________s； （2）该同学又想出另一个办法测重力加速度，他测出多组摆线长L与周期T的数据，根据实验数据，作出了的关系图像，如图所示，根据图中数据，重力加速度为___________m/s2（取，结果保留三位有效数字） （3）如果该同学测得的g值偏大，可能的原因是___________ A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 开始计时时，秒表按下稍晚 C. 实验中将51次全振动误记为50次 D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 【答案】（1） ①. 1.070 ②. 96.8 （2）9.86 （3）AB 【解析】 【小问1详解】 [1]该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为 [2]秒表的示数为 【小问2详解】 根据单摆周期公式 可得 所以，斜率为 解得 【小问3详解】 AD．根据单摆周期公式 可得 g值偏大的原因可能是测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量值偏大，故A正确，D错误； BC．设测量时间为t，全振动次数为n，则有 g值偏大的原因可能是开始计时时，秒表过迟按表或多记录了全振动次数，故B正确，C错误。 故选AB。 四、计算题（请写出必要的文字叙述，解答过程，共42分） 16. 天文学家通过凌日系外行星巡天卫星，在距离地球137光年的位置发现了一颗“超级地球”（编号为TO1-715b），分析显示，它上面可能有液态水。假设将来人类移居该行星，某航天员做了如下实验：将小球从离该星球表面高度为h处以水平初速度水平抛出，小球落到星球表面的水平位移大小为x。已知该星球的半径为R，引力常量为G，该星球可视为质量分布均匀的球体，不计该星球的自转及空气阻力，。求： （1）该星球表面的重力加速度大小g； （2）该星球的第一宇宙速度v。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小球在该星球表面做平抛运动，竖直方向上有 水平方向上有 解得 （2）根据第一宇宙速度的定义有 又有 解得 17. 在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A用长L=25m的轻质悬索（重力可忽略不计）系住一质量kg的救援物资B，直升机A和救援物资B一起沿水平方向匀速运动，当飞机突然在离水平地面40m的空中悬停寻找最近的安全目标时，致使救援物资B在空中做水平面内的圆周运动，如图乙所示，此时悬索与竖直方向成37°角（不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）。求： （1）悬索对救援物资B的拉力大小； （2）救援物资B做圆周运动的角速度大小； （3）若悬索在此时断裂，求救援物资B在水平地面上的落点与悬点的水平距离（计算结果允许用根式表示）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）救援物资B竖直方向由受力平衡可得 解得悬索对救援物资B的拉力大小为 （2）由拉力在水平方向的分力提供向心力，则有 解得救援物资B做圆周运动的角速度大小为 （3）绳断瞬间物资的高度为 绳断后物资做平抛运动，竖直方向有 解得 水平速度为 水平位移为 则落点与悬点的水平距离为 18. 如图所示，半径为R=0.8m光滑四分之一圆轨道，A点与圆心O点等高，B点在圆轨道上O点正下方；传送带两端C、D距离L=27.75m，与水平面的倾角=37°。质量为m=2kg的小滑块从圆轨道上A点静止释放，沿圆弧轨道运动到B点水平抛出，落到传送带上端C点，恰好与传送带CD方向相切并无碰撞地进入传送带。滑块与传送带之间动摩擦因数=0.5，传送带始终保持速率v=10m/s逆时针方向匀速转动。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求： （1）滑块运动到B点时，滑块对圆弧轨道压力的大小FB； （2）滑块从传送带C点运动到D点过程中，滑块与传送带间摩擦产生的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）滑块从A运动到B点时，根据机械能守恒定律有 解得 在B点，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律，滑块对圆弧轨道压力的大小 （2）落到传送带上端C点，恰好与传送带CD方向相切并无碰撞地进入传送带，根据速度的分解有 小物块滑上传送带后先向下做匀加速运动，设加速至速度等于传送带速度用时，通过的位移为，加速度为，此过程传送带的位移为，则 因为，所以物块与传送带共速后继续向下做匀加速运动，加速度大小设为，滑到底端时间为，则 解得 ， 此过程中传送带的位移为 滑块与传送带间摩擦产生的热量为 19. 一质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与光滑水平面上放置的小滑块b发生正碰，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失，碰后小滑块滑到并排放置在右侧光滑水平地面上的两块木板c、d上，两木板间相互接触但不粘连，木板上表面与水平面齐平，小滑块最终恰好没有离开木板d。已知：小滑块b的质量和两木板c、d的质量均为，木板c的长度为，小滑块与两木板间的动摩擦因数均为，重力加速度g取。不计空气阻力，求： （1）小球与小滑块b碰后，小滑块b的速度大小； （2）小滑块b从滑上c的左端到滑离c所用的时间； （3）木板d的长度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球从释放到最低点的过程中，由动能定理有 解得 设水平向右为正方向，小球与b碰撞过程，由动量守恒定律可得 碰撞过程中，根据能量守恒定律有 联立解得 （2）滑块b冲上c木板至刚离开c木板的过程，根据动量守恒有 根据能量守恒定律有 解得b刚离开长木板c时b的速度及、板的速度分别为 ， 此过程，对b由动量定理有 解得 （3）滑块b离开长木板c的瞬间d木板的速度 滑块b在d木板上运动过程中，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $