精品解析：河南省郑州市中牟县2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

2023—2024学年下学期期末测评试卷 高一物理 注意事项： 1.本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。 2.请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、准考证号是否与本人相符合，再将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上。 3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡的指定位置，在其他位置答题一律无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 在光滑水平面上有一质量为2kg的物体，在几个共点力作用下做匀速直线运动，如图所示。现突然将与速度反方向的2N的力水平旋转90°，则下列叙述正确的是（　　） A. 物体做速度大小不变的曲线运动 B. 物体做速度越来越大的匀加速直线运动 C. 物体做速度越来越大的变加速曲线运动 D. 物体做速度越来越大的匀变速曲线运动 2. 如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动。测得某时刻R的x、y坐标值分别为6cm和2cm，从开始移动到该时刻的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 该过程所用时间为6s B. 玻璃管运动的加速度为 C. 该时刻小圆柱体的速度大小为6cm/s D. 该时刻小圆柱体的速度方向与y轴夹角的正切值为 3. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆，如图所示。测得A、B间的竖直高度差为20m，斜坡与水平方向的夹角为30°，不计空气阻力，g取。则下列说法错误的是（　　） A. 运动员在A处速度大小为 B. 运动员在空中飞行的时间为2s C. 运动员在空中离坡面的最大距离为 D. 运动以从A到B速度变化量为10m/s 4. 如图所示是一皮带传动装置示意图，右轮半径为r，A是它边缘上的一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，B点在小轮上，到轮轴的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，则关于A、B、C、D四点的比较，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 2024年4月26日3时32分，神舟十八号载人飞船入轨后，成功对接于空间站天和核心舱径向端口，整个自主交会对接过程历时约6.5小时；它成功对接，意味着中国航天在国际上的地位和影响力将得到进一步提升，它必将激励更多的年轻人投身航天事业，推动中国航天事业的持续发展。如图为神舟十八号的发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道。其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①③轨道的交会点。关于空间站的运行和神舟十八号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（　　） A. 空间站运行过程不受任何力的作用 B. 若已知空间站运行的轨道半径，则根据题干信息可以得到地球的质量 C. 神舟十八号飞船从②轨道变轨到③轨道需要在Q点点火加速 D. 若核心舱在③轨道运行周期为T，则飞船在②轨道从P到Q的时间为 6. 如图所示，把质量是0.2kg的小球放在竖直的弹簧上，先把小球往下按至A的位置，再迅速松手后，弹簧把小球弹起；小球运动的最高位置为C，在B位置弹簧刚好处于自由状态。已知A、B之间的高度差为0.05m，C、B的高度差为0.25m，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，g取。下列关于小球弹起过程的说法正确的是（　　） A. 小球的动能先增大后减小，在B点时小球动能最大 B. 小球的重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，总的机械能保持不变 C. 若选B点零势能点，则小球在A、C点，重力势能分别为0.1J和0.5J D. 在A位置弹簧的弹性势能为0.6J 7. 太阳系外行星P和行星Q可能适宜人类居住，P半径是Q半径的，若分别在P和Q距星球表面附近高为h处水平拋出一小球，小球平抛运动水平位移的二次方随抛出速度的二次方变化的函数图像如图所示，忽略空气阻力，忽略行星自转。则下列判断正确的是（　　） A. 行星P和行星Q表面的重力加速度之比为 B. 行星P和行星Q的第一宇宙速度之比为 C. 行星P和行星Q的密度之比为 D. 行星P和行星Q的密度之比为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车的速度v与牵引力大小F倒数的图像，表示最大速度。已知汽车在平直路面上由静止启动，阻力恒定，最终达到最大速度后以额定功率匀速行驶，ab、cd平行于v轴，bc反向延长线过原点O，汽车质量为M，M、、、为已知量，下列说法错误的是（　　） A. 汽车从b到c过程做匀加速直线运动 B. 汽车额定功率为 C. 汽车运行的最大速度 D. 汽车匀加速运动持续的时间为 9. 2024年2月3日，“中国移动01星”试验成功发射入轨。它是全球首颗可验证5G天地一体演进技术的星上信号处理试验卫星，也是全球首颗6G架构验证星。如图所示，假设一颗在赤道上空运行的人造卫星，距离地球赤道表面高度为（R为地球半径），卫星的转动方向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为，地球表面处的重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 人造卫星所在处的重力加速度为 B. 人造卫星绕地球转动的运行速度为 C. 人造卫星绕地球转动的角速度为 D. 人造卫星相邻两次经过赤道上同一位置A上方的时间间隔为 10. 一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的3倍。用手托住B球，轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度为h，A球静止于地面，如图所示。现静止释放小球B，B通过轻绳带动A球上升，B球着地后对轻绳无作用力，速度立即变为0。A、B可视为质点，定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g。则从静止释放小球B，到球A达到最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 球A、B组成的系统机械能守恒 B. 拉力对球A所做的功为 C. A球重力势能增加量为 D. A球动能的最大值为mgh 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 图甲是探究平抛运动的特点的实验装置图。 （1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线______。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛______。 （2）在平板上铺上复写纸、白纸，让小球多次沿同一轨道运动，描述出小球平抛运动的轨迹如图乙所示。选择抛出O为坐标原点，沿水平方向建立x轴，竖直向下方向建立y轴，图中A、B为其轨迹上的两点，、分别为OA、AB竖直方向上的高度，、为其水平方向的位移。按照自由落体运动的规律，若______，则说明OA、AB段时间间隔相等；同时在误差允许的范围内，若______，则说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。 12. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，可输出交流电和直流电。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸袋上打出一系列的点，对途中纸袋上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。 （1）下列几个操作步骤中： A.按照图示，安装好实验装置 B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上 C.用天平测出重锤的质量 D.先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列点 E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 没有必要的是______，操作错误的是______。（填步骤前相应的子母） （2）在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示，纸带上所打的点记录了重锤作不同时刻对应的位置，那么纸带的______（填“左”或“右”）端与重锤相连。 （3）已知交流电频率为50Hz，重锤质量为200g，当地重力加速度，则从O点到C点，重锤的重力势能变化量的绝对值______J、打C点的动能______J（计算结果均保留3位有效数字）。 （4）比较与的大小，出现这一结果的原因可能是______。 A. 工作电压偏高 B. 存在空气阻力和摩擦力 C. 接通电源前释放了纸带 13. 神舟十八号载人飞船的发射是中国航天事业发展的重要里程碑，它承载着国家荣誉、民族梦想和人类探索未知世界的渴望。其发射过程简化如下：飞船在发射中心发射，由“长征二号F遥十八”运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，点A距地面的高度为h1，飞船通过变轨进入预定圆轨道，设飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，求： （1）地球平均密度； （2）飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小； （3）椭圆轨道远地点B距地面的高度。 14. 如图所示为一质量为的滑块，在光滑水平面上，在水平方向恒力作用下运动的一段轨迹。已知滑块过P、Q两点时速度大小均为，滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角，，。求： （1）水平恒力F的方向，并给出合适的理由； （2）滑块从P点运动到Q点的时间； （3）P、Q两点连线的距离。 15. 一内壁光滑的细管弯成半径的半圆形轨道CD，将其竖直放置并将C点与一水平光滑轨道BC平滑相连。置于左侧水平光滑轨道上的弹簧一端与竖直墙壁相连，A至墙壁的距离为弹簧的自然长度。在A、B之间放置一长度为的传送带，如图所示。传送带速度为6m/s，将一个质量的小滑块放在弹簧的右侧，推动滑块向左压缩弹簧，再将滑块由静止释放，滑块通过传送带后，进入半圆轨道继续滑行。已知滑块运动到C处，对半圆轨道的压力，滑块与传送带的动摩擦因数，取重力加速度，求： （1）小滑块运动到轨道最高处D时对轨道的压力； （2）弹簧释放前的弹性势能； （3）若推动滑块向左压缩弹簧，当弹簧具有的弹性势能为6.4J时释放滑块，传送带因传送小滑块而多消耗的电能和小滑块运动到轨道最高处D对轨道的压力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年下学期期末测评试卷 高一物理 注意事项： 1.本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。 2.请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、准考证号是否与本人相符合，再将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上。 3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡的指定位置，在其他位置答题一律无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 在光滑水平面上有一质量为2kg的物体，在几个共点力作用下做匀速直线运动，如图所示。现突然将与速度反方向的2N的力水平旋转90°，则下列叙述正确的是（　　） A. 物体做速度大小不变的曲线运动 B. 物体做速度越来越大的匀加速直线运动 C. 物体做速度越来越大的变加速曲线运动 D. 物体做速度越来越大的匀变速曲线运动 【答案】D 【解析】 【详解】由平衡条件知，除与速度反方向的2N的力外其余力的合力大小为2N、方向与速度方向相同，该力水平旋转，物体所受合力大小为 合力方向与速度方向的夹角为，故物体做匀加速曲线运动。 故选D。 2. 如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动。测得某时刻R的x、y坐标值分别为6cm和2cm，从开始移动到该时刻的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 该过程所用时间为6s B. 玻璃管运动的加速度为 C. 该时刻小圆柱体的速度大小为6cm/s D. 该时刻小圆柱体的速度方向与y轴夹角的正切值为 【答案】B 【解析】 【详解】A．R在y轴方向匀速直线运动，所以运动时间为 故A错误； B．在x轴水平方向做初速度为0的匀加速直线运动，有 解得 故B正确； C．该时刻小圆柱体R的速度大小为 故C错误； D．该时刻小圆柱体的速度方向与y轴夹角的正切值为 故D错误。 故选B。 3. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆，如图所示。测得A、B间的竖直高度差为20m，斜坡与水平方向的夹角为30°，不计空气阻力，g取。则下列说法错误的是（　　） A. 运动员在A处的速度大小为 B. 运动员在空中飞行的时间为2s C. 运动员在空中离坡面的最大距离为 D. 运动以从A到B速度变化量为10m/s 【答案】D 【解析】 【详解】B．运动员做平抛运动，在竖直方向 解得 B正确； A．在水平方向 则水平速度为 A正确； C．运动员沿斜面方向的分加速度为 在垂直斜面方向分加速度为 当运动员运动方向与斜面平行时，离斜面最远。此时垂直斜面方向的分速度为零，可得，运动员离斜面最远为 其中 解得 C正确； D．运动以从A到B速度变化量为 D错误。 本题选择错误的，故选D。 4. 如图所示是一皮带传动装置示意图，右轮半径为r，A是它边缘上的一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，B点在小轮上，到轮轴的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，则关于A、B、C、D四点的比较，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．同皮带转动时有 又因为B、C、D点位于同一个转轮上所以 并且 2:1 根据线速度表达式可得 2:1:2 故A错误； B．因为B、C点都在同一个转轮上所以 同皮带转动时有 通过可得 2:1 所以有 2:1:1 故B错误； CD．由向心加速度公式 可知 4:1:2:4 故C错误，D正确。 故选D。 5. 2024年4月26日3时32分，神舟十八号载人飞船入轨后，成功对接于空间站天和核心舱径向端口，整个自主交会对接过程历时约6.5小时；它的成功对接，意味着中国航天在国际上的地位和影响力将得到进一步提升，它必将激励更多的年轻人投身航天事业，推动中国航天事业的持续发展。如图为神舟十八号的发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道。其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①③轨道的交会点。关于空间站的运行和神舟十八号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（　　） A. 空间站运行过程不受任何力的作用 B. 若已知空间站运行的轨道半径，则根据题干信息可以得到地球的质量 C. 神舟十八号飞船从②轨道变轨到③轨道需要在Q点点火加速 D. 若核心舱在③轨道运行周期为T，则飞船在②轨道从P到Q的时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．空间站运行过程受到万有引力提供向心力，故A错误； B．若已知空间站运行的轨道半径，则题干中无其他空间站相关信息，故无法得到地球的质量，故B错误； C．飞船在Q点由②轨道到变轨到③轨道，由近心运动变为圆周运动，需要点火加速，故C正确； D．设飞船在②轨道从P到Q的时间为t，根据开普勒第三定律有 解得 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，把质量是0.2kg的小球放在竖直的弹簧上，先把小球往下按至A的位置，再迅速松手后，弹簧把小球弹起；小球运动的最高位置为C，在B位置弹簧刚好处于自由状态。已知A、B之间的高度差为0.05m，C、B的高度差为0.25m，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，g取。下列关于小球弹起过程的说法正确的是（　　） A. 小球的动能先增大后减小，在B点时小球动能最大 B. 小球的重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，总的机械能保持不变 C. 若选B点为零势能点，则小球在A、C点，重力势能分别为0.1J和0.5J D. 在A位置弹簧的弹性势能为0.6J 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从A上升到B位置的过程中，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球先加速后减速，当弹簧的弹力等于重力时，合力为零，小球的速度达到最大，之故小球从A上升到B的过程中，动能先增大后减小，故A错误； B．小球从A上升至B的过程中，弹力做正功，机械能增大，从B到C过程中，只有重力做功，机械能不变，故小球的机械能先增大再不变，故B错误； C．小球在A点的重力势能为 小球在C点的重力势能为 故C错误； D．以小球和弹簧为研究对象，从A到C，根据机械能守恒 故D正确。 故选D。 7. 太阳系外行星P和行星Q可能适宜人类居住，P半径是Q半径的，若分别在P和Q距星球表面附近高为h处水平拋出一小球，小球平抛运动水平位移的二次方随抛出速度的二次方变化的函数图像如图所示，忽略空气阻力，忽略行星自转。则下列判断正确的是（　　） A. 行星P和行星Q表面的重力加速度之比为 B. 行星P和行星Q的第一宇宙速度之比为 C. 行星P和行星Q的密度之比为 D. 行星P和行星Q的密度之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．抛运动水平位移 竖直方向做匀变速运动 所以 由图可得，斜率分别为 所以 故A错误； B．根据 可得，第一宇宙速度 又因为P半径是Q半径的，所以 故B错误； CD．根据 可得 行星的体积为 密度为 可得 故C正确，D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车的速度v与牵引力大小F倒数的图像，表示最大速度。已知汽车在平直路面上由静止启动，阻力恒定，最终达到最大速度后以额定功率匀速行驶，ab、cd平行于v轴，bc反向延长线过原点O，汽车质量为M，M、、、为已知量，下列说法错误的是（　　） A. 汽车从b到c过程做匀加速直线运动 B. 汽车额定功率为 C. 汽车运行的最大速度 D. 汽车匀加速运动持续的时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图线的斜率为 根据 可知，汽车由b到c过程中功率不变，随着汽车速度的增大，牵引力减小，根据牛顿第二定律得 汽车所受阻力不变，随着牵引力的减小，汽车的加速度也减小，汽车由b到c过程中加速度减小的加速运动，故A错误，符合题意； B．由题意可知，当汽车的速度达到时，汽车达到额定功率，则汽车的额定功率为 故B正确，不符合题意； C．由图可知，当汽车达到最大速度时，汽车的牵引力为，则汽车的最大速度为 故C正确，不符合题意； D．根据牛顿第二定律 可知，当汽车达到最大速度时，汽车的牵引力等于阻力，即 则加速度为 汽车匀加速运动持续的时间为 故D错误，符合题意。 故选AD。 9. 2024年2月3日，“中国移动01星”试验成功发射入轨。它是全球首颗可验证5G天地一体演进技术的星上信号处理试验卫星，也是全球首颗6G架构验证星。如图所示，假设一颗在赤道上空运行的人造卫星，距离地球赤道表面高度为（R为地球半径），卫星的转动方向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为，地球表面处的重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 人造卫星所在处的重力加速度为 B. 人造卫星绕地球转动的运行速度为 C. 人造卫星绕地球转动的角速度为 D. 人造卫星相邻两次经过赤道上同一位置A上方的时间间隔为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．在地球表面处物体受到的重力等于万有引力 在轨道半径为处，有 解得 故A错误； BC．根据万有引力提供向心力，可得 联立，可得 则运行速度为 故BC正确； D．卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于时，卫星再次出现在建筑物上空，即 解得 故D正确。 故选BCD。 10. 一条轻绳跨过定滑轮，绳两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的3倍。用手托住B球，轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度为h，A球静止于地面，如图所示。现静止释放小球B，B通过轻绳带动A球上升，B球着地后对轻绳无作用力，速度立即变为0。A、B可视为质点，定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g。则从静止释放小球B，到球A达到最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 球A、B组成的系统机械能守恒 B. 拉力对球A所做的功为 C. A球重力势能增加量为 D. A球动能的最大值为mgh 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在B落地前，对A、B整体，只有重力做功，故球A、B组成的系统机械能守恒，但B落地后，速度立即变为0，机械能减小，而球A继续上升，机械能不变，故整体机械能不守恒，故A错误； B．由题可知球B落地前绳子对球A做功，设B刚落地时两球的速度大小为，根据机械能守恒 解得 对球A，根据动能定理 解得拉力对球A所做的功为 故B正确； C．球B落地后，设球A上升的距离为，则有 解得 A球重力势能增加量为 故C正确； D．当B球落地时，球A的速度最大，此时动能最大为 故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 图甲是探究平抛运动的特点的实验装置图。 （1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线______。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛______。 （2）在平板上铺上复写纸、白纸，让小球多次沿同一轨道运动，描述出小球平抛运动的轨迹如图乙所示。选择抛出O为坐标原点，沿水平方向建立x轴，竖直向下方向建立y轴，图中A、B为其轨迹上的两点，、分别为OA、AB竖直方向上的高度，、为其水平方向的位移。按照自由落体运动的规律，若______，则说明OA、AB段时间间隔相等；同时在误差允许的范围内，若______，则说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。 【答案】（1） ① 保持水平 ②. 初速度相同 （2） ①. 1：3 ②. 1：1 【解析】 【小问1详解】 [1]为了保证小球做平抛运动，调节使斜槽末端切线保持水平； [2]每次释放小球的位置相同，由静止释放，以保证每次平抛初速度相同。 【小问2详解】 [1]O为抛出点，竖直方向自由落体运动，OA、OB段时间间隔相等，按照自由落体规律 初速度为零匀加速，则有 [2]水平匀速运动，根据 在误差允许的范围内，则有 12. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，可输出交流电和直流电。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸袋上打出一系列的点，对途中纸袋上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。 （1）下列几个操作步骤中： A.按照图示，安装好实验装置 B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上 C.用天平测出重锤的质量 D.先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点 E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 没有必要的是______，操作错误的是______。（填步骤前相应的子母） （2）在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示，纸带上所打的点记录了重锤作不同时刻对应的位置，那么纸带的______（填“左”或“右”）端与重锤相连。 （3）已知交流电频率为50Hz，重锤质量为200g，当地重力加速度，则从O点到C点，重锤的重力势能变化量的绝对值______J、打C点的动能______J（计算结果均保留3位有效数字）。 （4）比较与的大小，出现这一结果的原因可能是______。 A. 工作电压偏高 B. 存在空气阻力和摩擦力 C. 接通电源前释放了纸带 【答案】（1） ①. C ②. D （2）左 （3） ①. 0.547 ②. 0.564 （4）C 【解析】 【小问1详解】 [1]根据 可知，验证机械能守恒，不用测出重锤的质量。 故没有必要的是C。 [2]对于打点计时器为了充分利用纸带，所以使用方法应先接通电源再释放重锤。 故操作错误的是D。 【小问2详解】 重锤做加速运动，所以相同时间内的位移越来越大，故纸带的左端与重锤相连。 【小问3详解】 [1]重锤的重力势能变化量的绝对值为 [2]打C点的速度为 其中 代入数据，解得 打C点的动能为 【小问4详解】 经比较可知，重锤获得的动能大于其减小的重力势能，出先这一结果的原因可能是接通电源前释放了纸带，导致在打下第一个点时，物体不是静止的，而是具有了一定的速度，使得初动能不为零。 故选C。 13. 神舟十八号载人飞船的发射是中国航天事业发展的重要里程碑，它承载着国家荣誉、民族梦想和人类探索未知世界的渴望。其发射过程简化如下：飞船在发射中心发射，由“长征二号F遥十八”运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，点A距地面的高度为h1，飞船通过变轨进入预定圆轨道，设飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，求： （1）地球的平均密度； （2）飞船经过椭圆轨道近地点A时加速度大小； （3）椭圆轨道远地点B距地面的高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据万有引力提供地球表面物体的重力 根据密度公式 解得 （2）根据牛顿第二定律得 解得 （3）根据牛顿第二定律得 解得 14. 如图所示为一质量为的滑块，在光滑水平面上，在水平方向恒力作用下运动的一段轨迹。已知滑块过P、Q两点时速度大小均为，滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角，，。求： （1）水平恒力F的方向，并给出合适的理由； （2）滑块从P点运动到Q点时间； （3）P、Q两点连线的距离。 【答案】（1）与PQ连线夹角为斜向右下，见解析；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）滑块过P、Q两点时速度大小相等，根据动能定理得 得 即水平方向上恒定的外力F与PQ连线夹角为斜向右下； （2）把滑块在P点的速度分解到沿水平恒力F和垂直水平恒力F两个方向上，沿水平恒力F方向上滑块先做匀减速直线运动后做匀加速直线运动，加速度大小为 当沿水平恒力F方向上的速度为0时，时间 根据对称性，滑块从P到Q的时间为 （3）在垂直水平恒力F两个方向上，滑块匀速直线运动，则P、Q两点连线的距离为 15. 一内壁光滑的细管弯成半径的半圆形轨道CD，将其竖直放置并将C点与一水平光滑轨道BC平滑相连。置于左侧水平光滑轨道上的弹簧一端与竖直墙壁相连，A至墙壁的距离为弹簧的自然长度。在A、B之间放置一长度为的传送带，如图所示。传送带速度为6m/s，将一个质量的小滑块放在弹簧的右侧，推动滑块向左压缩弹簧，再将滑块由静止释放，滑块通过传送带后，进入半圆轨道继续滑行。已知滑块运动到C处，对半圆轨道的压力，滑块与传送带的动摩擦因数，取重力加速度，求： （1）小滑块运动到轨道最高处D时对轨道的压力； （2）弹簧释放前的弹性势能； （3）若推动滑块向左压缩弹簧，当弹簧具有的弹性势能为6.4J时释放滑块，传送带因传送小滑块而多消耗的电能和小滑块运动到轨道最高处D对轨道的压力。 【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3），，方向竖直向上 【解析】 【详解】（1）滑块运动到C处，根据牛顿第三定律，轨道对滑块的支持力为 根据牛顿第二定律 解得 滑块由C点运动到D点的过程，根据动能定理 解得 则滑块在D点所需向心力为 所以滑块受到轨道的支持力竖直向下，大小为 解得 根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力为 方向竖直向上； （2）因为滑块在C点的速度 所以滑块在传送带上一直加速，加速度为 根据速度位移公式 解得 根据能量守恒，弹簧释放前的弹性势能为 （3）当弹簧具有的弹性势能为6.4J时释放滑块，设滑块经过A点的速度为，根据能量守恒 解得 假设滑块在传送带上可以一直加速，设末速度为，则 解得 所以假设不成立，滑块与传送带达到共速时滑块的位移为 共速所需时间为 此时传送带的位移为 根据能量守恒，传送带因传送小滑块而多消耗的电能为 滑块此时通过C点时的速度等于传送带的速度，滑块由C点运动到D点的过程，设滑块通过D点时的速度为，根据动能定理 解得 则滑块在D点所需向心力为 所以滑块受到轨道的支持力竖直向下，大小为 解得 根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力为 方向竖直向上。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$