精品解析：辽宁省部分高中2023-2024学年高一下学期6月月考物理试题

辽宁省名校联盟2024年高一6月份联合考试 物理 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。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。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图所示，是使货物在水平面上转弯的自动流水线装置图，及其示意图。货物从传送带A端传送到B端，传送过程中传送速率保持不变，货物与传送带之间不打滑。则货物在此过程中（　　） A. 所受合力为零 B. 所受摩擦力对货物做负功 C. 所受合力的冲量不为零 D. 所受重力的冲量为零 2. 如图所示，某物理老师为了演示动量守恒定律的应用，在光滑水平桌面上放置一小车，用细线将一小钢球悬挂在小车的立柱上。演示开始前该老师用右手按住小车，左手拿着小球将细线向左拉开一定角度，并保持整个装置静止在桌面上的A处，若使小车能够运动到右侧较远的B处，下列方案可行的是（　　） A. 同时松开两只手 B. 先松开左手，当小球第一次运动到最低点时，再松开右手 C. 先松开左手，当小球运动到右侧最高点时，再松开右手 D. 先松开左手，当小球第二次运动到最低点时，再松开右手 3. 如图所示，两个大小相同但质量不同的小球A、B在同一高度处静止不动，用小锤击打弹片，A球下落的同时B球水平飞出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若两球同时落在水平地面上，则可以说明平抛运动的水平分运动为匀速直线运动 B. 两球在空中运动的过程中，相同时间内动量的变化量相同 C. 两球在空中运动的过程中，相同时间内速度的变化量相同 D. 两球在空中运动的过程中，相同时间内动能的变化量相同 4. 在做甩手动作的物理原理研究课题研究中，采用手机的加速度传感器测定手的向心加速度。某次一同学先用刻度尺测量手臂长（如图所示），然后伸直手臂，以肩为轴从水平位置加速自然下摆，当手臂摆到竖直方向时，手握住的手机显示手的向心加速度大小约为，下列说法正确的是（　　） A. 可估算手臂摆到竖直位置时手的线速度大小约为2m/s B. 手臂摆到竖直位置时手机处于失重状态 C. 自然下摆过程中手机所受合力始终沿手臂方向 D. 由可知手掌比手肘的向心加速度小 5. 如图所示，有一质量、边长为0.2m的正方体木块，静止于光滑水平面上，木块内部有一从顶面贯通至底面的通道，一个质量为的小球由静止开始从轨道的左端运动到右端，在该过程中木块的位移为（　　） A. 0.05m B. 0.10m C. 0.15m D. 0.5m 6. 我国首次进行立式风洞跳伞实验的情景如图所示，风洞喷出竖直向上的气流使几个实验者悬停在空中，其中甲、乙两人的质量分别为m1、m2，受风面积分别为S1、S2，若作用于甲、乙的气流密度、气流速度大小均相同，气流吹到人身上后速度均变为零，则下列关系式一定正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 某人造地球卫星在半径为r的轨道1上做匀速圆周运动，动能为Ek，变轨到轨道2上后，动能比在轨道1上减小了△E，在轨道2上也做匀速圆周运动，忽略空气阻力及卫星质量的变化，则（　　） A. 轨道2的半径为 B. 轨道2的半径为 C. 由轨道1变轨到轨道2的过程中，卫星发动机做功为-△E D. 由轨道1变轨到轨道2的过程中，卫星的机械能减少了△E 8. 幼儿园滑梯（如图甲所示）是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友（可视为质点），从竖直面内、半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为（g为当地的重力加速度）。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°，滑道各处动摩擦因数相同，则小朋友在沿着AB下滑的过程中（　　） A. 克服摩擦力做功为 B. 处于先超重后失重状态 C. 重力的功率先增大后减小 D. 在最低点B时对滑道的压力大小为mg 9. 如图所示，某研学小组用自制的投石机演练投石过程，质量为m的石块（可视为质点）装在长臂末端的口袋中，开始时长臂末端放在水平地面上，与竖直方向的夹角为θ=60°；长臂与短臂长度分别为2L与L，在短臂末端加上质量为6m的配重物后，使石块由静止经较长路径获得较大的速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动（配重物不会碰到地面），石块在位置A被水平抛出，石块落地位置B与抛出位置A间的水平距离为x。不计摩擦阻力与空气阻力，忽略长短臂的质量。则（　　） A. B. C. 从开始到射出石块的过程中，配重物减小的重力势能全部转化为石块增加的机械能 D. 要想增加投射射程x，可以减小石块的质量，同时增大配重的质量 10. 某同学家举行餐桌“冰壶”比赛。如图所示，选取两个质量不同的易拉罐（均可视为质点），把易拉罐B放在离餐桌左侧中心五分之一处，将易拉罐A从左侧桌边中心以某一初速度快速推出，两易拉罐沿运动方向发生弹性正碰，最终两易拉罐都恰好停在桌边。若已知餐桌长为L，两易拉罐与桌面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 两个易拉罐的质量之比为 B. 全过程两个易拉罐与桌面间因摩擦产生的内能之比为 C. 易拉罐A的初速度为 D. 碰后两个易拉罐同时到达桌子边缘 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹（时间间隔为T）。如图（b），在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g。 （1）若电动机的转速为3000r/min，则T = __________s。 （2）实验操作时，应该__________。（填正确答案标号） A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落 B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动 （3）画出痕迹D时，钢柱下落的速度 __________。（用题中所给物理量的字母表示） （4）设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出图像，发现图线接近一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于__________，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。 12. 在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图a所示的装置进行了如下的操作： ①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B； ③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C； ④用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为、和。 （1）上述实验除需测量白纸上O点到A、B、C三点的距离外，还需要测量的物理量有_________。 A．木板向右移动的距离L B．小球a和小球b的质量、 C．A、B两点间的高度差 D．小球a和小球b的半径r （2）两小球的质量关系：_________（填“＞”“＜”或“＝”）。 （3）用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为_________。 （4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图b所示，图中圆弧为圆心在斜槽末端的圆弧。使小球a仍从斜槽上原固定点由静止滚下，重复开始的实验，得到两球落在圆弧上的平均位置为M′、P′、N′。测得斜槽末端与M′、P′、N′三点的连线与竖直方向的夹角分别为、、，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_________（用所测物理量的字母表示）。 13. 如图所示，跳跳鞋是一种适合运动、休闲和潮流场合的鞋类。直接将弹簧固定安装在运动鞋的底部，利用人体自身的重量和腿部向下的压力，使得弹簧变形后产生一个竖直向上的弹力，将人向上弹起，最终带离地面。某运动员穿着跳跳鞋从距地面1.8m高处由静止自由落下，与地面撞击后反弹竖直上升。已知运动员与地面的接触时间为2s。撞击过程中损失了385J的机械能。运动员与装备的总质量为70kg，忽略空气阻力和跳跳鞋的尺寸，不考虑人体生物能与机械能的转换（即不考虑人自身做功），重力加速度g取10m/s2。求： （1）运动员刚离开地面时的动量大小； （2）运动员对地面的平均撞击力。 14. 一个冲关赛道如图所示，赛道1为一倾角为、长为d的光滑斜面，斜面底端靠近逆时转动的转盘1最左端，转盘平面保持水平、圆心为O1、转盘半径为R；赛道2为空中悬挂着的半径为r的转盘2，圆心为O2，转盘1和2两平面平行，转盘2左边缘的C点悬挂一长为的轻绳，轻绳垂下时恰好在转盘1右侧边缘的正上方；O3在转盘2圆心O2的正下方，O1、O3在同一水平线上，重力加速度为g。当挑战者在斜面顶端A处看到转盘1边缘B点经过斜面底端时，立即从A点由静止滑下后恰好落在转盘的B点上，并且相对转盘速度立即变为零，挑战者与转盘间的最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力。当挑战者随转盘1转至轻绳正下方时，突然站起紧紧抓住轻绳末端P（挑战者可视为质点），同时转盘2开始以恒定的角速度逆时针转动，稳定后，轻绳与竖直方向的夹角为。不计空气阻力。 （1）求挑战者在转盘2中恒定角速度的大小； （2）为了保证挑战者落在B点时不会被甩出落水，求挑战者与转盘1间动摩擦因数μ的最小值。 15. 如图所示，轨道ABCD由半径R1=1.2m的光滑圆弧轨道AB、长度LBC=0.6m的粗糙水平轨道BC以及足够长的光滑水平轨道CD组成。质量为m1=2kg的物块P和质量为m2=1kg的物块Q压缩着一轻质弹簧并锁定（物块与弹簧不拴接），二者静置于CD段中间，物块P、Q均可视为质点。紧靠D的右侧水平地面上停放着质量为m3=3kg的小车，其上表面EF段粗糙且与CD等高，长度LEF=1.2m；FG段为半径R2=1.8m的光滑圆弧轨道；小车与地面间的阻力忽略不计。物块P、Q与BC、EF间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，现解除弹簧锁定，物块P、Q由静止被弹出（物块P、Q脱离弹簧后立即撤走弹簧），其中物块P进入CBA轨道，而物块Q滑上小车。不计物块经过各连接点时的机械能损失，轻弹簧始终在弹性限度内。 （1）若物块P经过CB后恰好能到达A点，求物块P通过B点时，圆弧轨道对物块P的支持力大小； （2）若物块P经过CB后恰好能到达A点，求物块Q冲出小车后离开G点的最大高度； （3）若弹簧解除锁定后，物块Q向右滑上小车后能通过F点，并且后续运动过程始终不滑离小车，求被锁定弹簧的弹性势能最小值； （4）求出第（3）问中被锁定弹簧的弹性势能最大值。（只写结果，不要求写计算过程） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 辽宁省名校联盟2024年高一6月份联合考试 物理 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。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。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图所示，是使货物在水平面上转弯的自动流水线装置图，及其示意图。货物从传送带A端传送到B端，传送过程中传送速率保持不变，货物与传送带之间不打滑。则货物在此过程中（　　） A. 所受合力为零 B. 所受摩擦力对货物做负功 C. 所受合力的冲量不为零 D. 所受重力的冲量为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．货物做匀速圆周运动，则所受合力不为零，选项A错误； B．货物做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力，则摩擦力的方向与货物的速度方向垂直，则所受摩擦力对货物不做功，选项B错误； C．因货物所受的合力不为零，根据I=Ft可知，所受合力的冲量不为零，选项C正确； D．根据I=Ft可知，所受重力的冲量不为零，选项D错误。 故选C。 2. 如图所示，某物理老师为了演示动量守恒定律的应用，在光滑水平桌面上放置一小车，用细线将一小钢球悬挂在小车的立柱上。演示开始前该老师用右手按住小车，左手拿着小球将细线向左拉开一定角度，并保持整个装置静止在桌面上的A处，若使小车能够运动到右侧较远的B处，下列方案可行的是（　　） A. 同时松开两只手 B. 先松开左手，当小球第一次运动到最低点时，再松开右手 C. 先松开左手，当小球运动到右侧最高点时，再松开右手 D. 先松开左手，当小球第二次运动到最低点时，再松开右手 【答案】B 【解析】 【详解】A．同时松开两只手，钢球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，系统在水平方向上总动量为0，小球向右运动时，车往左运动，小球向左运动时，车往右运动，车只会在原来位置左右往复运动，无法持续向右运动到处，故A错误； C．选项中先松开左手，当小球运动到右侧最高点时，再松开右手，系统在水平方向上总动量为0，小球向左运动时，车往右运动，小球向右运动时，车往左运动，车只会在原来位置左右往复运动，无法持续向右运动到处，故C错误； B．先松开左手，当小球第一次运动到最低点时，再松开右手，系统在水平方向上总动量方向向右，车最终会运动到B处，故B正确； D．先松开左手，当小球第二次运动到最低点时，速度向左，此时再松开右手，系统在水平方向上总动量方向向左，车不会运动到处，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，两个大小相同但质量不同的小球A、B在同一高度处静止不动，用小锤击打弹片，A球下落的同时B球水平飞出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若两球同时落在水平地面上，则可以说明平抛运动的水平分运动为匀速直线运动 B. 两球在空中运动的过程中，相同时间内动量的变化量相同 C. 两球在空中运动的过程中，相同时间内速度的变化量相同 D. 两球在空中运动的过程中，相同时间内动能的变化量相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．在打击弹片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，故A错误； B．由动量定理可得 在相同时间内，两球的质量不同、运动时间相同，则动量的变化大小不相等，方向相同，故B错误； C．因为平抛运动、自由落体运动的加速度相等，则两球相同时间内速度的变化量相同，故C正确； D．由动能定理可得，两球在空中运动过程中，相同时间内动能的变化量 由于质量不同，无法比较动能的变化量，故D错误。 故选C。 4. 在做甩手动作的物理原理研究课题研究中，采用手机的加速度传感器测定手的向心加速度。某次一同学先用刻度尺测量手臂长（如图所示），然后伸直手臂，以肩为轴从水平位置加速自然下摆，当手臂摆到竖直方向时，手握住的手机显示手的向心加速度大小约为，下列说法正确的是（　　） A. 可估算手臂摆到竖直位置时手的线速度大小约为2m/s B. 手臂摆到竖直位置时手机处于失重状态 C. 自然下摆过程中手机所受合力始终沿手臂方向 D. 由可知手掌比手肘的向心加速度小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知手臂长度 由可得手臂摆到竖直位置时手的线速度大小 故A正确； B．手臂摆到竖直位置时手机的加速度竖直向上，处于超重状态，故B错误； C．自然下摆过程中手机做变速圆周运动，所受合力不始终沿手臂方向，故C错误； D．手掌与手肘的转动角速度相同，手掌比手肘的转动半径大，由可知手掌比手肘的向心加速度大，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，有一质量、边长为0.2m的正方体木块，静止于光滑水平面上，木块内部有一从顶面贯通至底面的通道，一个质量为的小球由静止开始从轨道的左端运动到右端，在该过程中木块的位移为（　　） A. 0.05m B. 0.10m C. 0.15m D. 0.5m 【答案】A 【解析】 【详解】小球由静止开始从如图所示轨道的左端运动到右端过程中，小球与木块组成的系统，水平方向平均动量守恒，则有 即 根据题意，有 联立解得 故选A。 6. 我国首次进行立式风洞跳伞实验的情景如图所示，风洞喷出竖直向上的气流使几个实验者悬停在空中，其中甲、乙两人的质量分别为m1、m2，受风面积分别为S1、S2，若作用于甲、乙的气流密度、气流速度大小均相同，气流吹到人身上后速度均变为零，则下列关系式一定正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，设气流密度为、气流速度为，时间为，由平衡条件可知，气流对人的作用为 由牛顿第三定律可知，人对气流的作用力 对气流，由动量定理有 又有 整理可得 由于气流密度、气流速度大小均保持不变，则有 故选B。 7. 某人造地球卫星在半径为r的轨道1上做匀速圆周运动，动能为Ek，变轨到轨道2上后，动能比在轨道1上减小了△E，在轨道2上也做匀速圆周运动，忽略空气阻力及卫星质量的变化，则（　　） A. 轨道2的半径为 B. 轨道2的半径为 C. 由轨道1变轨到轨道2的过程中，卫星发动机做功为-△E D. 由轨道1变轨到轨道2的过程中，卫星的机械能减少了△E 【答案】A 【解析】 【详解】AB.某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动，动能 万有引力提供向心力 在轨道2上运行时，动能 万有引力提供向心力 联立以上各式得 故A正确，B错误； C.由轨道1变轨到轨道2的过程中，动能减少，说明是从低轨变到高轨，需要点火加速才能实现。这过程重力势能同时增加，卫星机械能应是增加，发动机对卫星做正功，故CD错误。 故选A。 8. 幼儿园滑梯（如图甲所示）是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友（可视为质点），从竖直面内、半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为（g为当地的重力加速度）。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°，滑道各处动摩擦因数相同，则小朋友在沿着AB下滑的过程中（　　） A. 克服摩擦力做功为 B. 处于先超重后失重状态 C. 重力的功率先增大后减小 D. 在最低点B时对滑道的压力大小为mg 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由动能定理得 联立可得克服摩擦力做功为 故A错误； B．小朋友在A点时加速度沿着切线向下，处于失重状态，到最低点时加速度竖直向上，处于超重状态，故B错误； C．小朋友在A点时速度为零，重力的功率为零，到最低点时重力的方向与速度方向垂直，重力的功率也为零，故重力的功率先增大后减小，故C正确； D．根据牛顿第二定律得 结合牛顿第三定律得小朋友在最低点B时对滑道的压力大小为 故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，某研学小组用自制的投石机演练投石过程，质量为m的石块（可视为质点）装在长臂末端的口袋中，开始时长臂末端放在水平地面上，与竖直方向的夹角为θ=60°；长臂与短臂长度分别为2L与L，在短臂末端加上质量为6m的配重物后，使石块由静止经较长路径获得较大的速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动（配重物不会碰到地面），石块在位置A被水平抛出，石块落地位置B与抛出位置A间的水平距离为x。不计摩擦阻力与空气阻力，忽略长短臂的质量。则（　　） A. B. C. 从开始到射出石块的过程中，配重物减小的重力势能全部转化为石块增加的机械能 D. 要想增加投射射程x，可以减小石块的质量，同时增大配重的质量 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．从开始到转到竖直位置时，配重的速度为v，石块的速度为2v，则由机械能守恒定律 解得 石块做平抛运动，则 解得 选项A错误，B正确； C．从开始到射出石块的过程中，配重物减小的重力势能全部转化为石块增加的机械能和配重的动能，选项C错误； D．要想增加投射射程x，则必须要增加抛出时的速度，则由选项A的能量关系式可知，可以减小石块的质量，同时增大配重的质量，选项D正确。 故选BD。 10. 某同学家举行餐桌“冰壶”比赛。如图所示，选取两个质量不同的易拉罐（均可视为质点），把易拉罐B放在离餐桌左侧中心五分之一处，将易拉罐A从左侧桌边中心以某一初速度快速推出，两易拉罐沿运动方向发生弹性正碰，最终两易拉罐都恰好停在桌边。若已知餐桌长为L，两易拉罐与桌面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 两个易拉罐的质量之比为 B. 全过程两个易拉罐与桌面间因摩擦产生的内能之比为 C. 易拉罐A的初速度为 D. 碰后两个易拉罐同时到达桌子边缘 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设易拉罐A与B碰撞前的速度为，碰撞后两易拉罐的速度分别为和，碰撞过程中易拉罐A和易拉罐B组成的系统满足动量守恒和机械能守恒，则有 ， 两易拉罐都恰好停在桌边，根据能量守恒有 ， 联立解得 ， 则两个易拉罐的质量之比为 故A错误； B．全过程易拉罐A与桌面间因摩擦产生的内能为 易拉罐B与桌面间因摩擦产生的内能为 则有 故B正确； C．设易拉罐A的初速度为，由速度位移公式可得 联立解得 故C正确； D．碰后易拉罐在桌面上运动的时间分别为 ， 则碰后两个易拉罐在桌面上运动时间之比 可知碰后两个易拉罐不是同时到达桌子边缘，故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹（时间间隔为T）。如图（b），在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g。 （1）若电动机的转速为3000r/min，则T = __________s。 （2）实验操作时，应该__________。（填正确答案标号） A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落 B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动 （3）画出痕迹D时，钢柱下落的速度 __________。（用题中所给物理量的字母表示） （4）设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出图像，发现图线接近一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于__________，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。 【答案】 ①. 0.02 ②. A ③. ④. 2g 【解析】 【详解】（1）[1]由于电动机的转速为3000r/min，则其频率为 则 （2）[2]实验操作时，为了使软笔在钢柱表面画上一条痕迹条数多一些，应该先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落。 故选A。 （3）[3]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度为 （4）[4]钢制的圆柱下落过程中，只有重力做功，重力势能的减小等于动能的增加，即 可得 若图线为一条倾斜直线，且直线的斜率近似等于，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。 12. 在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图a所示的装置进行了如下的操作： ①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B； ③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C； ④用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为、和。 （1）上述实验除需测量白纸上O点到A、B、C三点的距离外，还需要测量的物理量有_________。 A．木板向右移动的距离L B．小球a和小球b的质量、 C．A、B两点间的高度差 D．小球a和小球b的半径r （2）两小球的质量关系：_________（填“＞”“＜”或“＝”）。 （3）用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为_________。 （4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图b所示，图中圆弧为圆心在斜槽末端的圆弧。使小球a仍从斜槽上原固定点由静止滚下，重复开始的实验，得到两球落在圆弧上的平均位置为M′、P′、N′。测得斜槽末端与M′、P′、N′三点的连线与竖直方向的夹角分别为、、，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_________（用所测物理量的字母表示）。 【答案】 ①. B ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1] 小球离开斜槽后做平抛运动，水平位移为L，则小球做平抛运动的时间 小球的竖直位移 解得 碰撞前入射球的水平速度 碰撞后入射球的水平速度 碰撞后被碰球的水平速度 如果碰撞过程系统动量守恒，则 解得 所以应测量的物理量为两小球的质量。 故选B。 （2）[2] 为防止碰撞后入射球反弹，入射小球a的质量应大于被碰小球b的质量，故 （3）[3]用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为 （4）[4] 测得斜槽末端与M′的连线与竖直方向的夹角为，由平抛规律 ， 设斜槽末端与M的连线长度为R（即圆弧半径为R） ， 解得 测得斜槽末端与P′连线与竖直方向的夹角为，同理可得 测得斜槽末端与N′的连线与竖直方向夹角为，同理可得 由动量守恒，化简可得 13. 如图所示，跳跳鞋是一种适合运动、休闲和潮流场合的鞋类。直接将弹簧固定安装在运动鞋的底部，利用人体自身的重量和腿部向下的压力，使得弹簧变形后产生一个竖直向上的弹力，将人向上弹起，最终带离地面。某运动员穿着跳跳鞋从距地面1.8m高处由静止自由落下，与地面撞击后反弹竖直上升。已知运动员与地面的接触时间为2s。撞击过程中损失了385J的机械能。运动员与装备的总质量为70kg，忽略空气阻力和跳跳鞋的尺寸，不考虑人体生物能与机械能的转换（即不考虑人自身做功），重力加速度g取10m/s2。求： （1）运动员刚离开地面时的动量大小； （2）运动员对地面的平均撞击力。 【答案】（1）350kg·m/s；（2）1085N 【解析】 【详解】（1）设运动员反弹离地时的速度大小为v， 则 根据 p=mv 代入数值解得 p=350kg·m/s 方向竖直向上。 （2） 设运动员下落刚接触地面时的速度大小为， 有 设地面对运动员的平均撞击力为F， 取向上为正， 根据动量定理可得 解得 F=1085N 根据牛顿第三定律，运动员对地面的平均撞击力为 1085N， 方向竖直向下。 14. 一个冲关赛道如图所示，赛道1为一倾角为、长为d的光滑斜面，斜面底端靠近逆时转动的转盘1最左端，转盘平面保持水平、圆心为O1、转盘半径为R；赛道2为空中悬挂着的半径为r的转盘2，圆心为O2，转盘1和2两平面平行，转盘2左边缘的C点悬挂一长为的轻绳，轻绳垂下时恰好在转盘1右侧边缘的正上方；O3在转盘2圆心O2的正下方，O1、O3在同一水平线上，重力加速度为g。当挑战者在斜面顶端A处看到转盘1边缘B点经过斜面底端时，立即从A点由静止滑下后恰好落在转盘的B点上，并且相对转盘速度立即变为零，挑战者与转盘间的最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力。当挑战者随转盘1转至轻绳正下方时，突然站起紧紧抓住轻绳末端P（挑战者可视为质点），同时转盘2开始以恒定的角速度逆时针转动，稳定后，轻绳与竖直方向的夹角为。不计空气阻力。 （1）求挑战者在转盘2中恒定角速度的大小； （2）为了保证挑战者落在B点时不会被甩出落水，求挑战者与转盘1间动摩擦因数μ的最小值。 【答案】(1) (2) 【解析】 【详解】(1)挑战者抓住悬绳末端，稳定后与转盘2一起以恒定的角速度转动，挑战者受到的向心力 挑战者做圆周运动的半径 则有 解得 (2)挑战者落到转盘1上不落水的临界条件为最大静摩擦力提供所需的向心力，故有 根据牛顿第二定律有 由于当挑战者看到转盘边缘B点经过斜面底端时，立即从斜面顶端A点由静止滑下恰好又落在转盘上的B点，即 联立可得 当时，动摩擦因数有最小值为 15. 如图所示，轨道ABCD由半径R1=1.2m的光滑圆弧轨道AB、长度LBC=0.6m的粗糙水平轨道BC以及足够长的光滑水平轨道CD组成。质量为m1=2kg的物块P和质量为m2=1kg的物块Q压缩着一轻质弹簧并锁定（物块与弹簧不拴接），二者静置于CD段中间，物块P、Q均可视为质点。紧靠D的右侧水平地面上停放着质量为m3=3kg的小车，其上表面EF段粗糙且与CD等高，长度LEF=1.2m；FG段为半径R2=1.8m的光滑圆弧轨道；小车与地面间的阻力忽略不计。物块P、Q与BC、EF间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，现解除弹簧锁定，物块P、Q由静止被弹出（物块P、Q脱离弹簧后立即撤走弹簧），其中物块P进入CBA轨道，而物块Q滑上小车。不计物块经过各连接点时的机械能损失，轻弹簧始终在弹性限度内。 （1）若物块P经过CB后恰好能到达A点，求物块P通过B点时，圆弧轨道对物块P的支持力大小； （2）若物块P经过CB后恰好能到达A点，求物块Q冲出小车后离开G点的最大高度； （3）若弹簧解除锁定后，物块Q向右滑上小车后能通过F点，并且后续运动过程始终不滑离小车，求被锁定弹簧的弹性势能最小值； （4）求出第（3）问中被锁定弹簧的弹性势能最大值。（只写结果，不要求写计算过程） 【答案】（1）60N；（2）2.1m；（3）12J；（4）24J 【解析】 【详解】（1）物块P从B到A过程，根据动能定理有 物块P在B点，对该物块进行分析有 解得 （2）物块P被弹出到运动到A过程，根据动能定理有 解得 对P、Q构成的系统，根据动量守恒定律有 解得 对Q与小车构成的系统，在水平方向，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 解得 之后，物块Q左斜抛运动，在竖直方向上上为竖直上抛运动，根据逆向思维，物块Q冲出小车后离开G点的最大高度 解得 （3）物块被弹开过程有 当物块Q向右滑上小车后恰好到达F点与小车共速时，弹簧弹性势能最小，此时，对物块Q与小车有 解得 （4）第（3）问中被锁定弹簧的弹性势能最大值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $