精品解析：山东省济南市第一中学等二校2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

高一质量监测联合调考 物理 本试卷满分100分，考试用时90分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册。 一、单项选择题：本题共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. 小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直减小。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合外力，下列四幅图可能正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 踢毽子是我国传统的民间体育运动。如图所示，某同学练习踢毽子，毽子离开脚后竖直向上运动，减速到零后，又回到出发点，假设运动过程中毽子受到的空气阻力大小不变，下列说法正确的是（　　） A. 毽子上升时克服空气阻力做功的功率逐渐增大 B. 毽子从离开脚面到回到出发点，受到的合力做的总功为0 C. 毽子上升时克服重力做功的功率逐渐减小 D. 由于毽子从离开脚面到回到出发点的位移为0，空气阻力对毽子做的总功为0 3. 如图所示，用一辆汽车通过定滑轮吊起一个重物，若汽车匀速向右沿直线运动，则下列说法正确的是（　　） A. 重物在加速上升 B. 重物在匀速上升 C. 重物处于失重状态 D. 无法判断重物的加速度方向 4. 修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，原理可简化为图中的模型，A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点，若A、B、C的轨道半径之比为2∶3∶1，则A、B、C的线速度大小之比为（　　） A. 1∶3∶3 B. 1∶1∶3 C. 3∶1∶3 D. 3∶3∶1 5. 2024年5月9日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，随后将智慧天网一号01星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。发射该卫星的示意图如图所示，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后在Q点变轨，使其沿椭圆轨道2运行，最后在椭圆轨道的远地点P再次变轨，将卫星送入中圆轨道3。下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上运行的速率可能大于第一宇宙速度 B. 卫星在轨道2上Q点的速率大于在轨道3上的速率 C. 卫星在轨道2上Q点的加速度小于在轨道1上Q点的加速度 D. 卫星在Q点由轨道1变轨至轨道2需减速 6. 如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上。为使小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点A小球获得水平向右的初速度v，B点为小球经过的最低点，C点为与圆心等高位置，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 初速度v必须满足 B. 若增大初速度v，小球经过A点时杆对小球的弹力一定增大 C. 若增大初速度v，小球经过B点时杆对小球的弹力一定增大 D. 若增大初速度v，小球经过B点时和经过C点时杆对小球的弹力之差增大 7. 如图甲所示，倾角为37°传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量m＝10 kg的货物（可视为质点）轻放到传送带底端A，货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，t＝10 s时刻货物到达传送带顶端B，取重力加速度大小，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，货物从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 货物受到的摩擦力大小始终为64 N B. 货物受到的摩擦力做的功为320 J C. 货物受到的合力做的功为920 J D. 传送带因传送货物而多消耗的能量为1240 J 8. 2024年4月20日，在世界田联钻石联赛厦门站女子铅球比赛中，中国选手以19米72的成绩夺得冠军。若把铅球的运动简化为如图所示的模型：质量为m的铅球从离水平地面一定高度的O点被抛出，抛出时铅球的速度大小为v0、与水平方向的夹角为θ，经过一段时间铅球落地，落地时铅球的速度方向与水平方向的夹角为α，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 铅球在空中运动的时间为 B. 铅球水平位移大小为 C. 铅球落地前瞬间重力做功的瞬时功率为 D. 铅球的抛出点离水平地面的高度为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 一执行任务的无人机正在空中飞行，无人机上的速度传感器记录了一段时间内竖直方向上（向上为正方向）的速度、水平方向上的速度分别与时间t的关系图像，如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 在时刻，无人机上升到最高点 B. 在时间内，无人机先处于失重状态后处于超重状态 C. 在时间内，无人机做曲线运动 D. 在时间内，无人机做匀变速直线运动 10. 我国首个电动汽车智慧充换电示范区在江苏建成，智慧充电技术的日益成熟，极大促进了电动汽车销量的增长。若一辆电动汽车的质量为m，额定功率为P。汽车由静止启动后做匀加速直线运动，汽车的速度大小为v时恰好达到其额定功率，之后汽车维持额定功率行驶，达到最大速度3v。已知汽车行驶时受到的阻力恒定，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 电动汽车受到的阻力大小为 B. 电动汽车做匀加速直线运动的加速度大小为 C. 电动汽车做匀加速直线运动的时间为 D. 电动汽车做匀加速直线运动的位移大小为 11. 北斗卫星导航系统是我国自行研制全球卫星导航系统，其空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球静止轨道卫星的运行周期为T，地球（可视为质量分布均匀的球体）的半径为R，近地卫星（轨道半径近似等于地球半径）的运行周期为，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的平均密度为 C. 地球静止轨道卫星的轨道半径为 D. 地球赤道上与北极极点上重力加速度大小的比值为 12. 如图所示，水平圆台可绕过其圆心的竖直轴OO′转动，可视为质点、质量为1 kg的物块放在距圆心L＝0.3 m处，物块与台面间的动摩擦因数为0.27。圆台绕竖直轴转动的角速度由0开始随时间均匀增大，角速度与时间的关系式为ω＝kt，其中，物块随圆台一起做圆周运动物块与台面间的摩擦力恰好达到最大静摩擦力的时刻为（未知）。接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A. 内物块受到的摩擦力方向并未指向圆心 B. C. 内物块增加的机械能为 D. 内摩擦力对物块做的功为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下： ①测量遮光片的宽度d； ②用手托住滑块，使其保持静止，测出遮光片到光电门的距离x、垫块的厚度h、气垫导轨左端到垫块左端的距离L； ③接通气泵，将滑块由静止释放； ④记录遮光片经过光电门的时间t。 ⑤改变滑块的位置，重复实验。 （1）遮光片通过光电门时速度大小v＝________（用题中所给物理量符号表示）。 （2）关于本实验的说法正确的是________。 A. 实验时必须测出含遮光片的滑块质量 B. 实验时选用宽些的遮光片可以减小误差 C. 将滑块从离光电门更远的位置释放可以减小误差 （3）若已知含遮光片的滑块质量为m，重力加速度大小为g，滑块从释放到经过光电门的过程中减小的重力势能________，增加的动能________，在实验误差范围内，可证明滑块下滑过程中机械能守恒。 14. 某同学做“探究物体做圆周运动时向心力大小与角速度大小的关系”的实验，装置如图所示，质量为m的磁性小球（可视为质点）用细线a、b连接，细线a的另一端连接在竖直杆上的O点，细线b的另一端连接在力传感器上（力传感器固定在竖直杆上的A点且厚度不计），拉动小球，当a、b两细线都伸直且细线b水平，测得O点到A点的距离为，磁性小球到A点的距离为，磁性小球附近固定磁传感器。磁性小球被竖直杆带着以不同角速度做匀速圆周运动（细线a、b始终绷直），经过磁传感器时，磁传感器就可以记录接收n次（首次经过时记为0）磁场脉冲所用的总时间t，力传感器记录下细线b上的拉力大小F。已知重力加速度大小为g。 （1）小球做匀速圆周运动的角速度大小________，向心力大小________。（均用m、n、t、、、π中的部分符号表示） （2）小球以不同角速度做匀速圆周运动（细线a、b始终绷直）时，细线a上的拉力大小________（填“发生改变”或“保持不变”）。 （3）某次实验时测得细线b上的拉力大小F，从受力分析角度可知向心力大小________（用F、m、g、、表示）。 15. “路亚”是一种钓鱼方法，用这种方法钓鱼时，先把鱼饵通过鱼线收到鱼竿顶端，然后用力将鱼饵甩向远处。如图所示，鱼饵在最高点a时被甩出，同时迅速释放鱼线确保鱼线松弛，鱼饵被水平抛出，鱼饵落在水面上时，速度与水平方向上的夹角。已知a点离水面的高度，鱼饵的质量，取重力加速度大小，取鱼饵在水面时的重力势能为0，，，不计空气阻力，求： （1）鱼饵被甩出时的初速度大小； （2）鱼饵落到水面前瞬间机械能E。 16. 近月制动是嫦娥六号探测器在飞行过程中的一次关键轨道控制。嫦娥六号探测器飞到月球附近时，实施“刹车”制动，使其速度低于月球逃逸速度，从而被月球引力捕获，实现绕月飞行。已知月球的质量为地球质量的，月球的半径为地球半径的，地球表面重力加速度大小为g，地球的第一宇宙速度大小为v，星球的逃逸速度为对应星球第一宇宙速度的倍，不计地球和月球自转，求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球的逃逸速度。 17. 如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动，筒口半径R和筒高H均为0.8 m，筒内壁A点的高度为筒高的一半，物块与筒内壁间的动摩擦因数μ＝0.6，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。现使圆锥筒转动的角速度大小由（大小未知）开始缓慢增大，质量m＝2 kg的物块（可视为质点）放置在A点始终相对于圆锥筒静止。 （l）当物块在A点受到的摩擦力为零时，求此时圆锥筒转动的角速度大小； （2）若物块在A点始终与圆锥筒保持相对静止，求圆锥筒转动的最大角速度。 18. 如图所示，倾角θ＝30°、足够长的斜面底端固定有挡板P，轻质弹簧一端固定在挡板P上，另一端拴接着物块C，物块B粘连着物块C。斜面右上端M处与半径R＝4.8 m的光滑圆弧轨道连接，圆弧轨道的圆心O在斜面的延长线上，圆弧上N点在圆心O的正下方，∠MON＝60°。M处固定有一光滑轻质滑轮，用跨过滑轮的轻质细绳将物块B与小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点。斜面上的弹簧、细绳始终与斜面平行，初始时细绳恰好绷直而无张力，弹簧处于压缩状态，B、C恰好不上滑。已知小球A、物块B、物块C的质量分别为、、，物块B、C与斜面间的动摩擦因数均为，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的弹性势能表达式，其中弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，弹簧始终处于弹性限度范围内，取重力加速度大小。 （1）求初始时弹簧的弹性势能； （2）某时刻解除小球A的锁定，小球A由静止开始运动，求小球A运动到N点时物块B的速度大小； （3）在第（2）问条件下，小球A经过N点时剪断细绳且物块B、C不再粘连，该瞬间物块B、C的速度不变，求物块B、C静止时两者之间的距离d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一质量监测联合调考 物理 本试卷满分100分，考试用时90分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册。 一、单项选择题：本题共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. 小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直减小。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合外力，下列四幅图可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直减小，物体做曲线运动时，合力方向位于轨迹的凹侧，由于小车的动能一直减小，所以合力方向与速度方向（沿着轨迹切线方向）的夹角大于。 故选C。 2. 踢毽子是我国传统的民间体育运动。如图所示，某同学练习踢毽子，毽子离开脚后竖直向上运动，减速到零后，又回到出发点，假设运动过程中毽子受到的空气阻力大小不变，下列说法正确的是（　　） A. 毽子上升时克服空气阻力做功的功率逐渐增大 B. 毽子从离开脚面到回到出发点，受到的合力做的总功为0 C. 毽子上升时克服重力做功的功率逐渐减小 D. 由于毽子从离开脚面到回到出发点的位移为0，空气阻力对毽子做的总功为0 【答案】C 【解析】 【详解】AC．根据P=Fv可知，毽子上升时速度逐渐减小，因此克服空气阻力做功的功率和克服重力做功的功率均逐渐减小，选项A错误、C正确； BD．毽子受到的空气阻力始终对毽子做负功，重力做的总功为0，因此毽子受到的合力做负功，选项BD错误。 故选C。 3. 如图所示，用一辆汽车通过定滑轮吊起一个重物，若汽车匀速向右沿直线运动，则下列说法正确的是（　　） A. 重物在加速上升 B. 重物在匀速上升 C. 重物处于失重状态 D. 无法判断重物的加速度方向 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设汽车某一瞬时速度大小为，此时滑轮与汽车间的绳子与水平面的夹角为，则重物的速度 随着减小，增大，重物在加速上升，A正确，B错误； C．重物在加速上升，处于超重状态，C错误； D．重物的加速度方向竖直向上，D错误。 故选A。 4. 修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，原理可简化为图中的模型，A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点，若A、B、C的轨道半径之比为2∶3∶1，则A、B、C的线速度大小之比为（　　） A. 1∶3∶3 B. 1∶1∶3 C. 3∶1∶3 D. 3∶3∶1 【答案】D 【解析】 【详解】修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，边缘点的线速度大小相等，即 B、C两点为同轴转动，角速度相等 根据，，可得A、B、C的线速度大小之比为3∶3∶1。 故选D。 5. 2024年5月9日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，随后将智慧天网一号01星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。发射该卫星的示意图如图所示，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后在Q点变轨，使其沿椭圆轨道2运行，最后在椭圆轨道的远地点P再次变轨，将卫星送入中圆轨道3。下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上运行的速率可能大于第一宇宙速度 B. 卫星在轨道2上Q点的速率大于在轨道3上的速率 C. 卫星在轨道2上Q点的加速度小于在轨道1上Q点的加速度 D. 卫星在Q点由轨道1变轨至轨道2需减速 【答案】B 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是卫星的最大运行速度，卫星在轨道3上运行的速率一定小于第一宇宙速度，故A错误； B．卫星在轨道2上点的速率大于在轨道1上的速率，根据可知，卫星在轨道1上的速率大于在轨道3上的速率，故B正确； C．根据可知，卫星在轨道2上点和在轨道1上点的加速度大小相等，故C错误； D．卫星在点由轨道1变轨至轨道2需要加速，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上。为使小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点A小球获得水平向右的初速度v，B点为小球经过的最低点，C点为与圆心等高位置，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 初速度v必须满足 B. 若增大初速度v，小球经过A点时杆对小球的弹力一定增大 C. 若增大初速度v，小球经过B点时杆对小球的弹力一定增大 D. 若增大初速度v，小球经过B点时和经过C点时杆对小球的弹力之差增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．在A点时轻杆可施加给小球竖直向上的弹力，小球经过最高点的初速度只要满足即可，选项A错误； B．若，小球经过A点时有 杆对小球的弹力随增大而减小，选项B错误； C．小球经过B点时有 解得 可知小球经过B点时杆对小球的弹力随增大而增大，选项C正确； D．小球经过C点时有 解得 可知小球经过B点时和经过C点时杆对小球的弹力之差恒为，选项D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量m＝10 kg的货物（可视为质点）轻放到传送带底端A，货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，t＝10 s时刻货物到达传送带顶端B，取重力加速度大小，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，货物从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 货物受到的摩擦力大小始终为64 N B. 货物受到的摩擦力做的功为320 J C. 货物受到的合力做的功为920 J D. 传送带因传送货物而多消耗的能量为1240 J 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像中斜率表示加速度，因此货物在内的加速度大小 由牛顿第二定律得 解得 内货物做匀速直线运动，有 故A错误； B．0~5s内货物受到的摩擦力做的功 5s~10s内货物受到的摩擦力做的功 故B错误； C．根据动能定理有 故C错误； D．传送带因传送货物而多消耗的能量用来克服货物给传送带的摩擦力做的功，有 故D正确。 故选D。 8. 2024年4月20日，在世界田联钻石联赛厦门站女子铅球比赛中，中国选手以19米72的成绩夺得冠军。若把铅球的运动简化为如图所示的模型：质量为m的铅球从离水平地面一定高度的O点被抛出，抛出时铅球的速度大小为v0、与水平方向的夹角为θ，经过一段时间铅球落地，落地时铅球的速度方向与水平方向的夹角为α，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 铅球在空中运动的时间为 B. 铅球的水平位移大小为 C. 铅球落地前瞬间重力做功的瞬时功率为 D. 铅球抛出点离水平地面的高度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．铅球被抛出时的竖直分速度大小 水平分速度大小 落地前瞬间竖直分速度大小 因此铅球在空中运动的时间 选项A错误； B．铅球的水平位移大小 选项B正确； C．铅球落地前瞬间重力做功的瞬时功率 选项C错误； D．铅球落地时的速度大小 由动能定理有 解得 选项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。每小题有多个选项符合题目要求。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. 一执行任务无人机正在空中飞行，无人机上的速度传感器记录了一段时间内竖直方向上（向上为正方向）的速度、水平方向上的速度分别与时间t的关系图像，如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 在时刻，无人机上升到最高点 B. 在时间内，无人机先处于失重状态后处于超重状态 C. 在时间内，无人机做曲线运动 D. 在时间内，无人机做匀变速直线运动 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由题图甲可知，无人机在时间内，竖直方向上先向上加速再向上减速，时刻，无人机上升到最高点，无人机先处于超重后处于失重状态，故A正确，B错误； C．在时间内，无人机在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，无人机合速度与加速度不共线，无人机做曲线运动，故C正确； D．在时间内，无人机的加速度恒定，做匀变速曲线运动，故D错误。 故选AC。 10. 我国首个电动汽车智慧充换电示范区在江苏建成，智慧充电技术的日益成熟，极大促进了电动汽车销量的增长。若一辆电动汽车的质量为m，额定功率为P。汽车由静止启动后做匀加速直线运动，汽车的速度大小为v时恰好达到其额定功率，之后汽车维持额定功率行驶，达到最大速度3v。已知汽车行驶时受到的阻力恒定，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 电动汽车受到的阻力大小为 B. 电动汽车做匀加速直线运动的加速度大小为 C. 电动汽车做匀加速直线运动的时间为 D. 电动汽车做匀加速直线运动的位移大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．汽车速度达到最大时，牵引力等于阻力，有 解得 选项A错误； B．汽车恰好达到其额定功率时有 解得 选项B正确； C．电动汽车做匀加速直线运动的时间 选项C错误； D．电动汽车做匀加速直线运动的位移大小 选项D正确。 故选BD。 11. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，其空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球静止轨道卫星的运行周期为T，地球（可视为质量分布均匀的球体）的半径为R，近地卫星（轨道半径近似等于地球半径）的运行周期为，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的平均密度为 C. 地球静止轨道卫星的轨道半径为 D. 地球赤道上与北极极点上重力加速度大小的比值为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对近地卫星有 解得 A错误； B．地球的平均密度 B正确； C．根据开普勒第三定律有 解得 C错误； D．地球赤道上有 地球北极极点上有 解得 D正确。 故选BD。 12. 如图所示，水平圆台可绕过其圆心的竖直轴OO′转动，可视为质点、质量为1 kg的物块放在距圆心L＝0.3 m处，物块与台面间的动摩擦因数为0.27。圆台绕竖直轴转动的角速度由0开始随时间均匀增大，角速度与时间的关系式为ω＝kt，其中，物块随圆台一起做圆周运动物块与台面间的摩擦力恰好达到最大静摩擦力的时刻为（未知）。接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A. 内物块受到的摩擦力方向并未指向圆心 B. C. 内物块增加的机械能为 D. 内摩擦力对物块做的功为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．物块随圆台一起做圆周运动时，由于其角速度随时间均匀增大，圆台对物块的摩擦力可分解为指向圆心方向的分力和沿圆周轨迹切线方向的分力，因此物块受到的摩擦力方向并未指向圆心，故A正确； B．物块的线速度大小随时间均匀变化，其轨迹切线方向的加速度大小 向心加速度大小 由牛顿第二定律有 ， 物块与台面间的摩擦力达到最大静摩擦力时有 解得 故B错误； CD．时刻物块的线速度大小 物块增加的机械能 根据动能定理可知摩擦力对物块做的功为，故C错误，D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下： ①测量遮光片的宽度d； ②用手托住滑块，使其保持静止，测出遮光片到光电门的距离x、垫块的厚度h、气垫导轨左端到垫块左端的距离L； ③接通气泵，将滑块由静止释放； ④记录遮光片经过光电门的时间t。 ⑤改变滑块的位置，重复实验。 （1）遮光片通过光电门时的速度大小v＝________（用题中所给物理量符号表示）。 （2）关于本实验的说法正确的是________。 A. 实验时必须测出含遮光片的滑块质量 B. 实验时选用宽些的遮光片可以减小误差 C. 将滑块从离光电门更远的位置释放可以减小误差 （3）若已知含遮光片的滑块质量为m，重力加速度大小为g，滑块从释放到经过光电门的过程中减小的重力势能________，增加的动能________，在实验误差范围内，可证明滑块下滑过程中机械能守恒。 【答案】（1） （2）C （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 根据光电门测速原理可知，遮光片通过光电门时的速度大小 【小问2详解】 A．由于重力势能减少量和动能增加量均与滑块的质量成正比，可以不用测出滑块的质量，选项A错误； BC．实验时选用窄些的遮光片或将滑块从离光电门更远的位置释放可以减小实验误差，选项B错误、C正确。 故选C。 【小问3详解】 [1]滑块从释放到经过光电门的过程中减小的重力势能 [2]增加的动能 14. 某同学做“探究物体做圆周运动时向心力大小与角速度大小的关系”的实验，装置如图所示，质量为m的磁性小球（可视为质点）用细线a、b连接，细线a的另一端连接在竖直杆上的O点，细线b的另一端连接在力传感器上（力传感器固定在竖直杆上的A点且厚度不计），拉动小球，当a、b两细线都伸直且细线b水平，测得O点到A点的距离为，磁性小球到A点的距离为，磁性小球附近固定磁传感器。磁性小球被竖直杆带着以不同角速度做匀速圆周运动（细线a、b始终绷直），经过磁传感器时，磁传感器就可以记录接收n次（首次经过时记为0）磁场脉冲所用的总时间t，力传感器记录下细线b上的拉力大小F。已知重力加速度大小为g。 （1）小球做匀速圆周运动的角速度大小________，向心力大小________。（均用m、n、t、、、π中的部分符号表示） （2）小球以不同角速度做匀速圆周运动（细线a、b始终绷直）时，细线a上的拉力大小________（填“发生改变”或“保持不变”）。 （3）某次实验时测得细线b上的拉力大小F，从受力分析角度可知向心力大小________（用F、m、g、、表示）。 【答案】（1） ①. ②. （2）保持不变 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]小球做匀速圆周运动的角速度大小 [2]向心力大小 【小问2详解】 设细线a与杆的夹角为θ，对小球受力分析，竖直方向上有 其中 由此可知小球的角速度改变时细线a上的拉力大小保持不变。 【小问3详解】 对小球受力分析，水平方向上有 其中 解得 15. “路亚”是一种钓鱼方法，用这种方法钓鱼时，先把鱼饵通过鱼线收到鱼竿顶端，然后用力将鱼饵甩向远处。如图所示，鱼饵在最高点a时被甩出，同时迅速释放鱼线确保鱼线松弛，鱼饵被水平抛出，鱼饵落在水面上时，速度与水平方向上的夹角。已知a点离水面的高度，鱼饵的质量，取重力加速度大小，取鱼饵在水面时的重力势能为0，，，不计空气阻力，求： （1）鱼饵被甩出时的初速度大小； （2）鱼饵落到水面前瞬间的机械能E。 【答案】（1）6m/s；（2）1J 【解析】 【详解】（1）鱼馅在空中做平抛运动，竖直方向上有 解得 鱼饵落到水面时竖直方向上速度大小 根据题意有 解得 （2）鱼饵在空中运动时，根据机械能守恒有 解得 16. 近月制动是嫦娥六号探测器在飞行过程中的一次关键轨道控制。嫦娥六号探测器飞到月球附近时，实施“刹车”制动，使其速度低于月球逃逸速度，从而被月球引力捕获，实现绕月飞行。已知月球的质量为地球质量的，月球的半径为地球半径的，地球表面重力加速度大小为g，地球的第一宇宙速度大小为v，星球的逃逸速度为对应星球第一宇宙速度的倍，不计地球和月球自转，求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球的逃逸速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）在地球表面时有 在月球表面时有 解得 （2）根据第一宇宙速度定义有 对月球有 又有 解得 17. 如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动，筒口半径R和筒高H均为0.8 m，筒内壁A点的高度为筒高的一半，物块与筒内壁间的动摩擦因数μ＝0.6，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。现使圆锥筒转动的角速度大小由（大小未知）开始缓慢增大，质量m＝2 kg的物块（可视为质点）放置在A点始终相对于圆锥筒静止。 （l）当物块在A点受到的摩擦力为零时，求此时圆锥筒转动的角速度大小； （2）若物块在A点始终与圆锥筒保持相对静止，求圆锥筒转动最大角速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对物块受力分析，竖直方向上有 水平方向上有 其中 解得 θ＝45°， （2）物块将要相对于圆锥筒滑动时，竖直方向上有 水平方向上有 其中 解得 18. 如图所示，倾角θ＝30°、足够长的斜面底端固定有挡板P，轻质弹簧一端固定在挡板P上，另一端拴接着物块C，物块B粘连着物块C。斜面右上端M处与半径R＝4.8 m的光滑圆弧轨道连接，圆弧轨道的圆心O在斜面的延长线上，圆弧上N点在圆心O的正下方，∠MON＝60°。M处固定有一光滑轻质滑轮，用跨过滑轮的轻质细绳将物块B与小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点。斜面上的弹簧、细绳始终与斜面平行，初始时细绳恰好绷直而无张力，弹簧处于压缩状态，B、C恰好不上滑。已知小球A、物块B、物块C的质量分别为、、，物块B、C与斜面间的动摩擦因数均为，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的弹性势能表达式，其中弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，弹簧始终处于弹性限度范围内，取重力加速度大小。 （1）求初始时弹簧的弹性势能； （2）某时刻解除小球A锁定，小球A由静止开始运动，求小球A运动到N点时物块B的速度大小； （3）在第（2）问条件下，小球A经过N点时剪断细绳且物块B、C不再粘连，该瞬间物块B、C的速度不变，求物块B、C静止时两者之间的距离d。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对物块B、C整体受力分析，有 其中 此时弹簧的弹性势能 解得 （2）小球A运动到N点时物块B、C沿斜面上滑距离 可知此时弹簧恰好处于原长位置； 由能量守恒定律有 其中 解得 （3）剪断细绳瞬间，对物块B、C整体有 对物块B有 解得 可知该瞬间物块B、C分离； 从物块B、C分离到物块B速度减为0，有 解得 从物块B、C分离到物块C速度减为0，有 解得 由于 物块B、C的速度为0时均能静止 由此可知物块B、C静止时距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$