精品解析：安徽省安庆市桐城市2023-2024学年高一下学期5月期中联考物理试题（A）

高一物理（A卷） 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：必修2的第五至第八章． 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 如图所示，虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹，P是运动轨迹上的一点．四位同学分别画出了带有箭头的线段甲、乙、丙和丁来描述小球经过P点时的速度方向．其中正确的是 A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 【答案】C 【解析】 【详解】小球在水平面上由M到N，某一时刻对应某一位置，此时的速度方向沿曲线上该点的切线方向，因此丙为P点的速度方向． A. 甲，与结论不相符； B. 乙，与结论不相符； C. 丙，与结论相符； D. 丁，与结论不相符； 2. 变速箱是汽车的动力传递装置，由一排排大小不一的齿轮组成。如图所示，是某变速箱中的一部分齿轮，A、B、C齿轮的半径分别为2R、3R、4R，其中a点和b点分别位于A、B齿轮边缘，c点位于C齿轮半径的中点（图中未标出），当齿轮匀速转动时（　　） A. A齿轮上的a点与B齿轮上b点的线速度之比为2:3 B. A齿轮上的a点与C齿轮上c点角速度之比为2:1 C. B齿轮上的b点与C齿轮上c点线速度之比为1:2 D. B齿轮上的b点与C齿轮上c点转速之比为1:1 【答案】B 【解析】 【详解】A．A齿轮上的a点与B齿轮上b点分别位于A、B齿轮边缘，齿轮带动，边缘线速度大小相等，则两点线速度大小之比为1:1，故A错误； B．结合上述可知，三个齿轮边缘的线速度大小均相等，令其为，则有 由于同轴转动的各点的角速度相等，可知，A齿轮上的a点与C齿轮上c点角速度之比为2:1，故B正确； C．根据线速度与角速度的关系有 结合上述可知，B齿轮上的b点与C齿轮上c点线速度之比为3:2，故C错误； D．结合上述可知，B齿轮上的b点与C齿轮上c点的角速度之比为4:3，根据角速度与转速的关系有 可知，B齿轮上的b点与C齿轮上c点转速之比为4:3，故D错误。 故选B。 3. 随着无人机行业迅速发展，“无人机+”的潜力不断被挖掘。某企业研发了一款可以灭火的重载无人机，可带50公斤水基弹飞行30分钟。假如该型无人机悬停在火场上空，一枚水基弹从无人机上自由下落（忽略空气阻力），一小段时间后受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则水基弹的运动的轨迹可能是图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】自由下落刚开始其只受重力，做自由落体运动，其轨迹是直线，后受到水平向右的分力，该水基弹竖直方向做匀加速直线，水平方向做初速度为零的匀加速直线，所以其合运动为曲线运动；当风力消失后，其水平方向的受到的外力消失，即水平方向做匀速直线运动，竖直方向受到重力，继续做匀加速直线运动，其合运动轨迹仍然是曲线。再根据曲线运动合力指向轨迹的凹侧，可知只有D符合题意。 故选D。 4. 北京时间2024年2月3日11时06分，由哈尔滨工业大学威海校区牵头研制的人造地球卫星通遥一体化卫星系统“威海壹号”01/02星搭乘捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空，发射任务取得圆满成功。此次发射的“威海壹号”01/02星每颗重量约95公斤，做圆周运动的轨道高度为520公里。下列关于此卫星的说法正确的是（ ） A. 运行速度大于7.9km/s B. 运行周期小于地球静止卫星周期 C. 做圆周运动向心加速度大于地球表面重力加速度 D. 受到的地球引力一定大于静止卫星受到的地球引力 【答案】B 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是卫星最大的环绕速度，所以此卫星运行速度小于7.9km/s，故A错误； B．根据 解得 此卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，所以它的运行周期小于地球静止卫星周期，故B正确； C．根据 ， 此卫星的轨道半径大于地球的轨道半径，可知它做圆周运动的向心加速度小于地球表面重力加速度，故C错误； D．由于此卫星与静止卫星的质量关系不明确，所以无法判断二者所受地球引力的大小，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧的原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（重力加速度为g，不计空气阻力）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设小球A下降h的过程中克服弹簧弹力做功为W1，根据动能定理，有 mgh－W1=0 小球B下降过程，由动能定理，有 解得 故选B。 6. 我国计划2030年前后发射天问三号，实施火星采样返回任务。已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列关于发射天问三号的说法中正确的是（ ） A. 发射速度只有达到第三宇宙速度才可以 B. 火星表面的重力加速度为地球表面重力加速度的 C. 天问三号在火星表面附近环绕火星运行的最大速度约为地球第一宇宙速度的 D. 若在火星表面和地球表面同一高度以同一速度分别平抛一小球，不计阻力情形下，在火星表面小球运动落地的水平距离为地球上的 【答案】C 【解析】 【详解】A．火星探测器绕火星飞行，脱离了地球引力的束缚，故发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，故A错误； B．根据 解得 可得 故B错误； C．探测器环绕火星运行最大速度等于贴近火星表面做圆周运动的速度，地球的第一宇宙速度等于贴近地球表面做圆周运动的速度，根据 解得 可得 故C正确； D．根据 解得 可得 故D错误。 故选C。 7. 一辆以速度在平直公路上巡逻的警车，突然发现前方嫌疑车辆，立即做匀加速运动进行追赶，追上嫌疑车辆前，警车已达到最大速度。追上嫌疑车辆后，警车立即做匀减速运动进行拦截（此时发动机仍然在工作）。已知警车的额定功率为，所受阻力恒定，从警车加速开始计时到警车停止，下面哪个图反映了警车的实际功率随时间的变化规律（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】警车以速度v开始做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得 警车的功率为 可知匀加速阶段图像为不过原点的倾斜直线；当警车功率达到额定功率时，警车保持额定功率不变，做加速度逐渐减小的加速运动，直到速度达到最大，可知警车保持额定功率不变时，图像为与横轴平行的直线；之后警车做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可得 警车的功率为 可知图像为斜率为负的倾斜直线。 故选C。 8. 如图甲所示，小球在竖直平面内光滑的固定圆管中，绕圆心O点做半径为R的圆周运动（小球直径略小于管的口径且远小于R）。当小球运动到最高点时，速度大小设为v，圆管与小球间弹力的大小设为F，改变速度v得到F-v2图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ） A. 小球的质量为2kg B. 固定圆管的半径为0.5m C. 小球在最高点的速度为2m/s时，小球受到圆管的弹力大小为24N，方向向上 D. 小球在最高点的速度为4m/s时，小球受到圆管的弹力大小为24N，方向向上 【答案】C 【解析】 【详解】A．对小球在最高点受力分析，当速度为0时，有 F=mg 结合图像可知 故A错误； B．当在最高点F=0时，重力提供向心力 结合图像可知 故B错误； CD．小球在最高点的速度为2m/s时，由于 可知小球所受圆环的弹力方向向上，根据牛顿第二定律得 可得 小球在最高点的速度为4m/s时，由于 可知小球所受圆环的弹力方向向下，根据牛顿第二定律得 可得 故C正确、D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目卖求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 2024年5月8日，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，将择机落入月球背面。图为此落月过程的简化示意图。探测器先进入大椭圆轨道3，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道1做匀速圆周运动。轨道2与轨道1、轨道3相切于近月点P点，Q点为轨道2的远月点。下列说法正确的是（ ） A. 探测器在轨道3的P点需要加速制动才能进入轨道2 B. 探测器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，速度越来越大 C. 探测器在轨道1上经过P点的加速度等于其在轨道2上经过P点的加速度 D. 探测器在轨道2上经过P点时的速率大于它在轨道1上经过P点时的速率 【答案】CD 【解析】 【详解】A．探测器在轨道3的P点需要减速制动做近心运动才能进入轨道2。故A错误； B．由开普勒第二定律可知，探测器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，速度越来越小。故B错误； C．根据 解得 可知探测器在轨道1上经过P点的加速度等于其在轨道2上经过P点的加速度。故C正确； D．探测器在轨道2的P点需要减速制动做近心运动才能进入轨道1，所以探测器在轨道2上经过P点时的速率大于它在轨道1上经过P点时的速率。故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，可视为质点的小球A和B用一根长L=0.2m的轻杆相连，两球质量相等，开始两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个大小为2m/s，方向水平向左的初速度，经一段时间两小球滑上倾角为30的光滑斜面上，假设斜面与水平面衔接处有一小段光滑圆弧，g取，在两小球的速度减小为零的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 杆对A球做负功 B. A球机械能增加 C. 杆对B球做正功 D. 速度为零时小球B距水平面高度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题意可知，AB在上升中受A的重力做功而做减速运动；假设没有杆连接，则A上升到斜面时，B还在水平面上运动，那么A在斜面上做减速运动，而B在水平面上做匀速运动，但是有杆存在，那肯定是B推着A上升，因此杆对A做正功，故A错误； B．因杆对A球做正功，故A球的机械能增加，故B正确； C．由A的分析可知，杆对球B做负功，故C错误； D．根据系统机械能守恒，可得 解得 h=0.15m 故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 小红设计了探究平抛运动水平分运动特点的实验，装置如图甲所示。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边与桌子边缘及木板平行。将木板插入自制水平槽中，槽口间距相等用以改变木板到桌边的距离，让小球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录小球的落点，重力加速度为g。 （1）下列实验步骤必要的是______。 A. 在安装时，必须确保桌面水平 B. 为了减小实验误差，应选用体积小密度大的小球 C. 每次必须使小球从相同位置释放 D. 实验时只需要在卡槽1位置用铅垂线，其他位置不需要 （2）实验时将木板插入卡槽1，且紧靠桌子边缘，小球由某位置静止释放，白纸上小球的落点记为O，依次将木板插入槽2、3、4，小球从同一位置由静止释放，白纸上的落点分别记为a、b、c，选取落点清晰的白纸如图乙所示，用刻度尺测出相邻两点之间的距离分别为y1、y2、y3及相邻槽口间的距离x，若______，说明平抛运动在水平方向是匀速直线运动。小球平抛的初速度v0≡______（用测量所得的物理量y1、y2及x、g表示，计算时忽略小球自身半径）。 【答案】（1）ABC （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．为了确保小球飞出的速度方向沿水平方向，使小球做平抛运动，在安装时，必须确保桌面水平，故A正确； B．为了减小小球所受空气阻力的影响，实验中应选用体积小密度大的小球，故B正确； C．为了确保小球每次飞出的速度大小一定，实验时，每次必须使小球从相同位置释放，故C正确； D．为了确保小球相邻两次打击点水平方向的分位移相等，实验时需要在所有卡槽位置均用铅垂线，故D错误。 故选ABC。 小问2详解】 [1]令相邻卡槽间距为L，若水平方向是匀速直线运动，则相邻卡槽经历的时间相等，令为T，则有 ，， 解得 可知，若上述比例成立，说明平抛运动在水平方向是匀速直线运动； [2]小球竖直方向上，根据相邻相等时间内的位移差的规律有 水平方向上有 解得 12. 某同学用图甲所示的装置探究向心力大小与角速度的关系，实验装置是直流电动机带动上面玻璃管转动，放入其中的一个小球通过细绳与下面的力传感器相连，可测绳上拉力大小，在小球随玻璃管转动时，转速计可显示转速，定位插销可改变小球的转动半径。实验过程中细绳始终被拉直。 （1）小球随玻璃管转动做匀速圆周运动时，显示的转速（即每秒圈数）为，则小球转动的角速度ω=______rad/s。 （2）保持小球质量不变，用定位插销使得小球的转动半径为0.1m，改变转速n，多次测量，该同学测出了五组F、n数据，如下表所示： 2 3 5 8 10 4 9 25 64 100 F/N 1.6 3.6 9.8 25.2 39.4 该同学对数据分析后，在图乙中坐标纸上描出了五个点。 ①作出图线；（ ） ②由作出的图线计算小球的质量m=______kg。（结果保留两位小数） 【答案】（1） （2） ①. 见解析 ②. 0.10 【解析】 【小问1详解】 当转速单位取转每秒时，转速即指频率，根据角速度与频率的关系有 【小问2详解】 [1]将点迹用一条倾斜的直线连接起来，使点迹均匀分布在直线两侧，作出图像如图所示 [2]根据向心力与频率的关系式，结合上述有 结合上述图像可知 解得 13. 如图所示，空间有一底面处于水平地面上的正方体框架，棱长为L，从顶点A沿不同方向水平抛出一小球（可视为质点）。已知重力加速度为g，空气阻力不计。 （1）若改变小球平抛的初速度方向，能使小球落在平面的范围，求小球平抛初速度的最大值； （2）若小球以初速度且与AB夹角为30°方向平抛，从平面离开，求离开时距的高度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小球平抛时，落点在C1时，初速度最大，有 联立，解得 （2）小球以初速度且与AB夹角为30°方向平抛时，水平方向，有 又 竖直方向，有 联立，解得 14. 一根轻质细线一端系一可视为质点的小球，小球的质量为m，细线另一端固定在一光滑圆锥顶上，细线与锥面平行，与竖直方向夹角为θ，如图甲所示，小球在水平面内做匀速圆周运动时细线的张力T随角速度平方ω2变化的图像如图乙所示。已知重力加速度为g，图像中、为已知值，求： （1）小球的质量m； （2）轻质细线的长度L； （3）小球的角速度为时，细线的拉力大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设线长为L，锥体母线与竖直方向的夹角为，当时，小球静止，此时有 ； 解得。 （2）增大时，T增大，N减小，当N=0时，角速度为，此时为临界情况，小球所受的重力和细线的拉力的合力来提供向心力，由牛顿第二定律有， 解得细线的长度为。 （3）小球的角速度为时，因为；故小球受重力、细线的拉力、锥面的支持力， 沿水平和竖直方向分解，由牛顿第二定律得， 又； 联立，解得。 15. 如图所示，竖直平面内、半径为R的光滑半圆轨道固定在水平桌面上，一长度等于半圆直径的挡板与半圆轨道对接组成一“D”字形封闭轨道，一可视为质点、质量为m小球静止在半圆轨道的最低点P，在给小球施加一竖直向上的作用力大小恒为的同时给小球水平向右的初速度，使小球沿半圆轨道运动，当小球到达最高点时与挡板发生弹性碰撞（即碰撞前后小球速度大小不变方向相反，时间极短可忽略不计），小球沿原路返回，同时力F大小不变，方向也立即反向，在最低点处继续与挡板发生弹性碰撞，碰后小球返回，力F大小不变方向立即反向，如此重复进行。已知重力加速度为g，不计空气阻力，回答以下问题： （1）为了保证小球不脱离圆轨道，小球的初速度至少为多大？ （2）如果小球的初速度取第（1）问的最小值，小球第一次返回P点且与挡板碰撞前、后瞬间对半圆轨道的压力分别为多大？ （3）假设半圆轨道能承受的最大压力为48mg，小球的初速度取第（1）问的最小值，则小球与挡板下端碰撞多少次后半圆形轨道被压断？ 【答案】（1）；（2）12mg，10mg；（3） 【解析】 【详解】（1）小球受到作用力大小 F＝mg 则小球在轨道内做匀速运动运动，小球到达最高点时的速度为v0，力反向后小球受到的合力为 F+mg＝2mg 在最高点由牛顿第二定律得 解得 （2）小球第一次在最高点与弹性挡板碰后，将做变速圆周运动到最低点与弹性挡板发生第一次碰撞，在该过程中，根据动能定理有 解得 小球第一次返回P与挡板碰撞前瞬间，由牛顿第二定律得 解得 F10＝12mg 碰后速度大小不变，力方向改变，有 解得小球第一次返回P点与挡板碰撞后瞬间对半圆轨道的压力 由牛顿第三定律可知，小球第一次返回P点且与挡板碰撞前、后瞬间对半圆轨道的压力分别为 ， （3）小球在最低点与弹性挡板第一次碰后到小球在最高点与弹性挡板第二次碰前，由于 F=mg 且方向竖直向上，小球做匀速圆周运动，则小球在最高点与弹性挡板第二次碰前的速度为v1，对Q点压力为 小球在最高点与弹性挡板第二次碰后到小球在最低点与弹性挡板第二次碰前的过程，根据动能定理有 小球在最低点与弹性挡板第二次碰前瞬间，根据圆周运动知识有 联立解得 小球第一次以v0出发时有 解得 F0=2mg 由上分析可知，小球每次与弹性挡板下端碰撞前，半圆轨道所受压力均比上一次与弹性挡板碰撞前增加8mg，因而小球在最低点与弹性挡板下端第n次碰前时刻，有 如果轨道被压断，则应有 Fn>48mg 解得 n≥5.75 说明在最低点第5次碰后达到临界值，故小球与挡板下端合计碰撞了5次。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一物理（A卷） 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：必修2的第五至第八章． 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 如图所示，虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹，P是运动轨迹上的一点．四位同学分别画出了带有箭头的线段甲、乙、丙和丁来描述小球经过P点时的速度方向．其中正确的是 A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 2. 变速箱是汽车的动力传递装置，由一排排大小不一的齿轮组成。如图所示，是某变速箱中的一部分齿轮，A、B、C齿轮的半径分别为2R、3R、4R，其中a点和b点分别位于A、B齿轮边缘，c点位于C齿轮半径的中点（图中未标出），当齿轮匀速转动时（　　） A. A齿轮上的a点与B齿轮上b点的线速度之比为2:3 B. A齿轮上的a点与C齿轮上c点角速度之比为2:1 C. B齿轮上的b点与C齿轮上c点线速度之比为1:2 D. B齿轮上b点与C齿轮上c点转速之比为1:1 3. 随着无人机行业迅速发展，“无人机+”的潜力不断被挖掘。某企业研发了一款可以灭火的重载无人机，可带50公斤水基弹飞行30分钟。假如该型无人机悬停在火场上空，一枚水基弹从无人机上自由下落（忽略空气阻力），一小段时间后受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则水基弹的运动的轨迹可能是图中的（　　） A. B. C. D. 4. 北京时间2024年2月3日11时06分，由哈尔滨工业大学威海校区牵头研制的人造地球卫星通遥一体化卫星系统“威海壹号”01/02星搭乘捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空，发射任务取得圆满成功。此次发射的“威海壹号”01/02星每颗重量约95公斤，做圆周运动的轨道高度为520公里。下列关于此卫星的说法正确的是（ ） A. 运行速度大于7.9km/s B. 运行周期小于地球静止卫星周期 C. 做圆周运动的向心加速度大于地球表面重力加速度 D. 受到地球引力一定大于静止卫星受到的地球引力 5. 如图所示，在轻弹簧下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧的原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为3m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（重力加速度为g，不计空气阻力）（　　） A. B. C. D. 6. 我国计划2030年前后发射天问三号，实施火星采样返回任务。已知火星质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列关于发射天问三号的说法中正确的是（ ） A. 发射速度只有达到第三宇宙速度才可以 B. 火星表面的重力加速度为地球表面重力加速度的 C. 天问三号在火星表面附近环绕火星运行的最大速度约为地球第一宇宙速度的 D. 若在火星表面和地球表面同一高度以同一速度分别平抛一小球，不计阻力情形下，在火星表面小球运动落地的水平距离为地球上的 7. 一辆以速度在平直公路上巡逻的警车，突然发现前方嫌疑车辆，立即做匀加速运动进行追赶，追上嫌疑车辆前，警车已达到最大速度。追上嫌疑车辆后，警车立即做匀减速运动进行拦截（此时发动机仍然在工作）。已知警车的额定功率为，所受阻力恒定，从警车加速开始计时到警车停止，下面哪个图反映了警车的实际功率随时间的变化规律（　　） A. B. C. D. 8. 如图甲所示，小球在竖直平面内光滑的固定圆管中，绕圆心O点做半径为R的圆周运动（小球直径略小于管的口径且远小于R）。当小球运动到最高点时，速度大小设为v，圆管与小球间弹力的大小设为F，改变速度v得到F-v2图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ） A. 小球的质量为2kg B. 固定圆管的半径为0.5m C. 小球在最高点的速度为2m/s时，小球受到圆管的弹力大小为24N，方向向上 D. 小球在最高点的速度为4m/s时，小球受到圆管的弹力大小为24N，方向向上 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目卖求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 2024年5月8日，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，将择机落入月球背面。图为此落月过程的简化示意图。探测器先进入大椭圆轨道3，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道1做匀速圆周运动。轨道2与轨道1、轨道3相切于近月点P点，Q点为轨道2的远月点。下列说法正确的是（ ） A. 探测器在轨道3的P点需要加速制动才能进入轨道2 B. 探测器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，速度越来越大 C. 探测器在轨道1上经过P点的加速度等于其在轨道2上经过P点的加速度 D. 探测器在轨道2上经过P点时的速率大于它在轨道1上经过P点时的速率 10. 如图所示，可视为质点的小球A和B用一根长L=0.2m的轻杆相连，两球质量相等，开始两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个大小为2m/s，方向水平向左的初速度，经一段时间两小球滑上倾角为30的光滑斜面上，假设斜面与水平面衔接处有一小段光滑圆弧，g取，在两小球的速度减小为零的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 杆对A球做负功 B. A球机械能增加 C. 杆对B球做正功 D. 速度为零时小球B距水平面的高度 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 小红设计了探究平抛运动水平分运动特点的实验，装置如图甲所示。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边与桌子边缘及木板平行。将木板插入自制水平槽中，槽口间距相等用以改变木板到桌边的距离，让小球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录小球的落点，重力加速度为g。 （1）下列实验步骤必要的是______。 A. 在安装时，必须确保桌面水平 B. 为了减小实验误差，应选用体积小密度大的小球 C. 每次必须使小球从相同位置释放 D. 实验时只需要在卡槽1位置用铅垂线，其他位置不需要 （2）实验时将木板插入卡槽1，且紧靠桌子边缘，小球由某位置静止释放，白纸上小球的落点记为O，依次将木板插入槽2、3、4，小球从同一位置由静止释放，白纸上的落点分别记为a、b、c，选取落点清晰的白纸如图乙所示，用刻度尺测出相邻两点之间的距离分别为y1、y2、y3及相邻槽口间的距离x，若______，说明平抛运动在水平方向是匀速直线运动。小球平抛的初速度v0≡______（用测量所得的物理量y1、y2及x、g表示，计算时忽略小球自身半径）。 12. 某同学用图甲所示的装置探究向心力大小与角速度的关系，实验装置是直流电动机带动上面玻璃管转动，放入其中的一个小球通过细绳与下面的力传感器相连，可测绳上拉力大小，在小球随玻璃管转动时，转速计可显示转速，定位插销可改变小球的转动半径。实验过程中细绳始终被拉直。 （1）小球随玻璃管转动做匀速圆周运动时，显示的转速（即每秒圈数）为，则小球转动的角速度ω=______rad/s。 （2）保持小球质量不变，用定位插销使得小球的转动半径为0.1m，改变转速n，多次测量，该同学测出了五组F、n数据，如下表所示： 2 3 5 8 10 4 9 25 64 100 F/N 1.6 3.6 9.8 25.2 39.4 该同学对数据分析后，在图乙中坐标纸上描出了五个点。 ①作出图线；（ ） ②由作出的图线计算小球的质量m=______kg。（结果保留两位小数） 13. 如图所示，空间有一底面处于水平地面上的正方体框架，棱长为L，从顶点A沿不同方向水平抛出一小球（可视为质点）。已知重力加速度为g，空气阻力不计。 （1）若改变小球平抛的初速度方向，能使小球落在平面的范围，求小球平抛初速度的最大值； （2）若小球以初速度且与AB夹角为30°方向平抛，从平面离开，求离开时距的高度。 14. 一根轻质细线一端系一可视为质点的小球，小球的质量为m，细线另一端固定在一光滑圆锥顶上，细线与锥面平行，与竖直方向夹角为θ，如图甲所示，小球在水平面内做匀速圆周运动时细线的张力T随角速度平方ω2变化的图像如图乙所示。已知重力加速度为g，图像中、为已知值，求： （1）小球的质量m； （2）轻质细线的长度L； （3）小球的角速度为时，细线的拉力大小。 15. 如图所示，竖直平面内、半径为R的光滑半圆轨道固定在水平桌面上，一长度等于半圆直径的挡板与半圆轨道对接组成一“D”字形封闭轨道，一可视为质点、质量为m小球静止在半圆轨道的最低点P，在给小球施加一竖直向上的作用力大小恒为的同时给小球水平向右的初速度，使小球沿半圆轨道运动，当小球到达最高点时与挡板发生弹性碰撞（即碰撞前后小球速度大小不变方向相反，时间极短可忽略不计），小球沿原路返回，同时力F大小不变，方向也立即反向，在最低点处继续与挡板发生弹性碰撞，碰后小球返回，力F大小不变方向立即反向，如此重复进行。已知重力加速度为g，不计空气阻力，回答以下问题： （1）为了保证小球不脱离圆轨道，小球的初速度至少为多大？ （2）如果小球的初速度取第（1）问的最小值，小球第一次返回P点且与挡板碰撞前、后瞬间对半圆轨道的压力分别为多大？ （3）假设半圆轨道能承受最大压力为48mg，小球的初速度取第（1）问的最小值，则小球与挡板下端碰撞多少次后半圆形轨道被压断？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$