精品解析：广东省揭阳市惠来县第一中学2023-2024学年高一下学期第二次月考物理试题

2023-2024学年第二学期惠来一中高一级第二次阶段考试 物理科试题 本试卷满分100分，考试时间75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2．请将答案正确填涂在答题卡上。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列过程中，满足机械能守恒的是（　　） A. 子弹射穿木块的过程 B. 树叶在空中缓缓飘落的过程 C. 竖直向上抛出的物体，运动过程中只受重力作用 D. 跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降的过程 2. 如图所示，国产C919飞机正在沿机身所在直线匀速斜向上飞行，机身与水平方向的夹角为θ，飞机受到的重力大小为G，垂直机身向上的空气升力为，沿飞机前进方向的动力大小为，空气阻力与飞机运动方向相反、大小为。下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示为风杯式风速传感器，其感应部分由三个相同的半球形空杯组成，称为风杯。三个风杯对称地位于水平面内互成120°的三叉型支架末端，与中间竖直轴的距离相等。开始刮风时，空气流动产生的风力推动静止的风杯开始绕竖直轴在水平面内转动，风速越大，风杯转动越快。若风速保持不变，三个风杯最终会匀速转动，根据风杯的转速，就可以确定风速，则（　　） A. 若风速不变，三个风杯最终加速度为零 B. 任意时刻，三个风杯转动的速度都相同 C. 开始刮风时，风杯加速转动，其所受合外力不指向旋转轴 D. 风杯匀速转动时，其转动周期越大，测得的风速越大 4. 北斗卫星导航系统是中国自行研制全球卫星导航系统．其中北斗—G4为一颗地球静止轨道卫星，北斗—IGSO2为一颗倾斜同步轨道卫星，北斗—M3为一颗中圆地球轨道卫星（轨道半径小于静止轨道半径），下列说法正确的是（ ） A. 北斗—G4和北斗—IGSO2都相对地面静止 B. 北斗—G4和北斗—IGSO2的轨道半径相等 C. 北斗—M3与北斗—G4的周期平方之比等于高度立方之比 D. 北斗—M3线速度比北斗—IGSO2的线速度小 5. 如图所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为R，人体重为mg，要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于2倍自身的重力，则过山车在最高点时的速度大小为（　　） A. 0 B. C. D. 6. 如图所示为向河水中水平投掷瓦片游戏的示意图。若水平抛出时的高度与河岸顶部平齐，河岸顶距水面的高度为5m，河岸的斜面倾角为，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，sin=0.6，cos=0.8，下列说法正确的是（　　） A. 瓦片落到斜面上时，速度方向与水平方向夹角的正切值为0.75 B. 瓦片落到水面上时(O点除外)，速度方向与水平方向夹角的正切值为1.5 C. 拋出速度为5m/s时，瓦片在空中运动的时间为0.75s D. 抛出速度为10m/s时，瓦片在空中运动的时间为1.25s 7. 如图所示，竖直光滑杆固定不动，弹簧下端固定，将滑块向下压缩弹簧至离地高度h＝0.1m处，滑块与弹簧不拴接，现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h，并作出其Ek—h图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，g取10m/s2，由图象可知（　　） A. 小滑块的质量为0.2kg B. 弹簧最大弹性势能为0.7J C. 轻弹簧的初始压缩量为0.25m D. 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.5J 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，运动员把质量为m足球从水平地面踢出，在空中达到的最大高度为h，在最高点时的速度为v。不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 运动员踢球时脚对足球做功 B. 足球上升过程克服重力做功 C. 运动员踢球时脚对足球做功 D. 足球上升过程克服重力做功 9. 如图所示，三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m，且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)下列说法正确的是 A. 物块A先到达传送带底端 B. 物块A、B同时到达传送带底端 C. 传送带对物块A、B均做负功 D. 物块A、B在传送带上的划痕长度之比为1∶3 10. 跳绳是一项减肥效率较高的运动，如图所示，一名质量为50kg的女生在某次跳绳中重的心上升的高度为5cm，落地时与地面接触的时间为上升时间的，忽略运动过程中的阻力，重力加速度，下列说法正确的是（  ） A. 图中A点的线速度比B点的线速度大 B. 在空中运动过程中，该女生处于失重状态 C. 在空中上升过程中，该女生克服重力做功的平均功率为250W D. 每次着地过程中，该女生对地面的平均作用力大小为1250N 三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答） 11. 图（a）是“研究平抛物体的运动”实验装置。实验时，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）本实验还需用到下列哪个器材______； A.弹簧秤 B.重锤线 C.打点计时器 （2）以下实验操作要求，合理的有______； A.安装斜槽轨道，使其末端水平 B.每次钢球应由同一位置静止释放 C.钢球运动时应与竖直硬板上的白纸相接触 （3）图（b）是根据实验画出的部分钢球平抛运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，已知当地重力加速度为g，则钢球平抛的初速度大小为______（结果用上述字母表示）。 12. 如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。 （1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需的器材是______。 A 直流电源、天平及砝码 B. 直流电源、刻度尺 C. 交流电源、天平及砝码 D. 交流电源、刻度尺 （2）实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。这些方案中合理的是______。 A. 用刻度尺测出物体下落的高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v B. 用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v C. 根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h； D. 用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v。 （3）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重锤重力势能的减少量______，动能的增加量______（用题中所给字母表示）。 （4）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是______。 A. 该误差属于偶然误差 B. 该误差属于系统误差 C. 可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 D. 可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 （5）某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力f对本实验的影响。他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2-h图线，如图所示。图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是______（用数学表达式书写，可能用到的物理量m、g、f）。 13. 某游乐场滑梯可以简化为如图所示竖直面内的ABCD轨道，AB为长L=5m、倾角的斜轨，BC为水平轨道，CD为半径R=14m的圆弧轨道。轨道AB段粗糙，其余各段均光滑，一小孩（可视为质点）从A点以初速度v0=3m/s下滑，沿轨道运动到C点时的速度vC=7m/s，全程不滑离轨道（不计经过B点时的能量损失）。已知该小孩的质量m=20kg，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）小孩沿轨道AB运动过程中重力所做的功； （2）该小孩第一次经过圆弧C点时，对圆弧轨道的压力FN； （3）该小孩与AB轨道间的动摩擦因数； 14. 如图所示，排球场总长为18m，设球网高度为2m，运动员站在网前3m处正对球网跳起将球水平击出，取重力加速度. （1）若击球高度为2.5m，为使球既不触网又不出界，求水平击球的速度范围 （2）当击球点的高度为何值时，无论水平击球的速度多大，球不是触网就是出界？ 15. 甲、乙两位同学利用中国象棋进行游戏。某次游戏中，在水平放置的棋盘上，甲用手将甲方的棋子以0.4m/s的初速度正对乙方棋子弹出，两棋子相碰撞后（碰撞时间极短），甲方棋子速度大小变为0.1m/s，方向不变．两棋子初始位置如图所示，棋子中心与网格线交叉点重合，该棋盘每方格长宽均，棋子直径均为，棋子质量相等均为，棋子与棋盘间的动摩擦因数均为。重力加速度g大小取。求： （1）甲、乙两棋子相碰时损失的机械能； （2）通过计算，判断乙方棋子中心是否滑出边界； （3）甲方棋子从弹出到停下所需的时间。（计算结果保留2位有效数字） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年第二学期惠来一中高一级第二次阶段考试 物理科试题 本试卷满分100分，考试时间75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2．请将答案正确填涂在答题卡上。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列过程中，满足机械能守恒的是（　　） A. 子弹射穿木块的过程 B. 树叶在空中缓缓飘落的过程 C. 竖直向上抛出的物体，运动过程中只受重力作用 D. 跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降的过程 【答案】C 【解析】 【详解】A．子弹射穿木块的过程，机械能有损失，不守恒，选项A错误； B．树叶在空中缓缓飘落的过程，空气阻力要做功，机械能减小，选项B错误； C．竖直向上抛出的物体，运动过程中只受重力作用，只有重力做功，机械能守恒，选项C正确； D．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降的过程，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项D错误。 故选C。 2. 如图所示，国产C919飞机正在沿机身所在直线匀速斜向上飞行，机身与水平方向的夹角为θ，飞机受到的重力大小为G，垂直机身向上的空气升力为，沿飞机前进方向的动力大小为，空气阻力与飞机运动方向相反、大小为。下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对飞机受力分析，如图所示 根据平衡条件，在水平方向 在竖直方向 联立，解得 故选D。 3. 如图所示为风杯式风速传感器，其感应部分由三个相同的半球形空杯组成，称为风杯。三个风杯对称地位于水平面内互成120°的三叉型支架末端，与中间竖直轴的距离相等。开始刮风时，空气流动产生的风力推动静止的风杯开始绕竖直轴在水平面内转动，风速越大，风杯转动越快。若风速保持不变，三个风杯最终会匀速转动，根据风杯的转速，就可以确定风速，则（　　） A. 若风速不变，三个风杯最终加速度为零 B. 任意时刻，三个风杯转动的速度都相同 C. 开始刮风时，风杯加速转动，其所受合外力不指向旋转轴 D. 风杯匀速转动时，其转动周期越大，测得的风速越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．若风速不变，三个风杯最终做匀速圆周运动，其合外力不为零，根据牛顿第二定律可知，其加速度不为零，故A错误； B．三个风杯属于同轴转动，角速度相同，而三个风杯做圆周运动的半径相同，由可知，任意时刻三个风杯的线速度大小相同，方向不同，即速度不同，故B错误； C．未刮风时，风杯处于平衡状态，重力和连接风杯的杆对风杯的弹力平衡，而开始刮风时，风杯所受合外力沿水平方向，与风力方向相反，并不指向旋转轴，故C正确； D．当风杯匀速转动时，根据 可知，其转动周期越大，测得的风速越小，故D错误。 故选C。 4. 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统．其中北斗—G4为一颗地球静止轨道卫星，北斗—IGSO2为一颗倾斜同步轨道卫星，北斗—M3为一颗中圆地球轨道卫星（轨道半径小于静止轨道半径），下列说法正确的是（ ） A. 北斗—G4和北斗—IGSO2都相对地面静止 B. 北斗—G4和北斗—IGSO2的轨道半径相等 C. 北斗—M3与北斗—G4的周期平方之比等于高度立方之比 D. 北斗—M3的线速度比北斗—IGSO2的线速度小 【答案】B 【解析】 【详解】A．北斗—G4为一颗地球静止轨道卫星，可知北斗—G4相对地面静止；北斗—IGSO2为一颗倾斜同步轨道卫星，则北斗—IGSO2的周期等于地球自转周期，但北斗—IGSO2相对地面不是静止的，故A错误； B．根据万有引力提供向心力 可得 由于北斗—G4和北斗—IGSO2的周期相等，则北斗—G4和北斗—IGSO2的轨道半径相等，故B正确； C．根据开普勒第三定律 可知北斗—M3与北斗—G4的周期平方之比等于轨道半径立方之比，故C错误； D．根据万有引力提供向心力 可得 由于中圆地球轨道卫星轨道半径小于静止轨道半径，则北斗—M3的线速度比北斗—IGSO2的线速度大，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为R，人体重为mg，要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于2倍自身的重力，则过山车在最高点时的速度大小为（　　） A 0 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得 根据题意可知 解得 故D正确，ABC错误。 故选D。 6. 如图所示为向河水中水平投掷瓦片游戏的示意图。若水平抛出时的高度与河岸顶部平齐，河岸顶距水面的高度为5m，河岸的斜面倾角为，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，sin=0.6，cos=0.8，下列说法正确的是（　　） A. 瓦片落到斜面上时，速度方向与水平方向夹角的正切值为0.75 B. 瓦片落到水面上时(O点除外)，速度方向与水平方向夹角的正切值为1.5 C. 拋出速度为5m/s时，瓦片在空中运动的时间为0.75s D. 抛出速度为10m/s时，瓦片在空中运动的时间为1.25s 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设瓦片落到斜面上时与水平方向的夹角为，由平抛运动规律可知 tanθ=2tan=15 故AB错误； C．设抛出速度为时瓦片刚好落到堤坝斜面底端与水面交汇处，则 =6.67m/s 抛出速度为5m/s<时，瓦片落到堤坝斜面上，设在空中运动的时间为t，则 ，，=tan 解得 t=0.75s 故C正确； D．抛出速度为10m/s>时，瓦片落在水面上，在空中运动的时间为行 =1s 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，竖直光滑杆固定不动，弹簧下端固定，将滑块向下压缩弹簧至离地高度h＝0.1m处，滑块与弹簧不拴接，现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h，并作出其Ek—h图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，g取10m/s2，由图象可知（　　） A. 小滑块的质量为0.2kg B. 弹簧最大弹性势能为0.7J C. 轻弹簧的初始压缩量为0.25m D. 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.5J 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题意知h=0.2m时滑块脱离弹簧做竖直上抛运动，由图知此过程初动能为，对竖直上阶段应用机械能守恒得 解得 A正确； B．从开始释放到上升到最高点的过程中由能量守恒可知弹簧的最大弹性势能等于滑块增加的最大重力势能，即 B错误； C．由于滑块从h=0.2m离开弹簧开始做匀变速运动，故弹簧原长为0.2m，而滑块开始运动时的高度为0.1m，故弹簧的初始压缩量为0.1m，C错误； D．小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小时其动能最大，由图知其最大动能超过0.3J，系统总能量等于滑块的最大重力势能，故系统总势能一定小于0.4J，D错误。 故选A。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，在空中达到的最大高度为h，在最高点时的速度为v。不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 运动员踢球时脚对足球做功 B. 足球上升过程克服重力做功 C. 运动员踢球时脚对足球做功 D. 足球上升过程克服重力做功 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．根据动能定理可得运动员踢球时脚对足球做功 C正确，A错误； BD．足球上升过程重力做负功为，即克服重力做功，B正确，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，三角形传送带以1m/s速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m，且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)下列说法正确的是 A. 物块A先到达传送带底端 B. 物块A、B同时到达传送带底端 C. 传送带对物块A、B均做负功 D. 物块A、B在传送带上的划痕长度之比为1∶3 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．AB都以1m/s的初速度沿传送带下滑，故传送带对两物体的滑动摩擦力均沿斜面向上，大小也相等，故两物体沿斜面向下的加速度大小相同，滑到底端时位移大小相同，故时间相同，故A错误，B正确； C．滑动摩擦力向上，位移向下，摩擦力做负功，故C正确； D．AB的摩擦力都是沿斜面向上的，AB滑下时的加速度相同，所以下滑到底端的时间相同，由 s=v0t+at2 加速度为 a=gsinθ–μgcosθ 得 t=1s 传送带在1s的位移是1m， A与皮带是同向运动，A的划痕是A对地位移（斜面长度）在此时间内皮带的位移，即 B与皮带是反向运动的，B的划痕是A对地位移（斜面长度）在此时间内皮带的位移，即 故D正确。 故选BCD。 10. 跳绳是一项减肥效率较高的运动，如图所示，一名质量为50kg的女生在某次跳绳中重的心上升的高度为5cm，落地时与地面接触的时间为上升时间的，忽略运动过程中的阻力，重力加速度，下列说法正确的是（  ） A. 图中A点的线速度比B点的线速度大 B. 在空中运动过程中，该女生处于失重状态 C. 在空中上升过程中，该女生克服重力做功的平均功率为250W D. 每次着地过程中，该女生对地面的平均作用力大小为1250N 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图中A点和B点均绕手臂所在的轴转动，二者角速度相等，但是B点的半径较大，所以图中A点的线速度比B点的线速度小，故A错误； B．离地过程中，该女生仅受重力作用，加速度向下，处于失重状态，故B正确； C．运用逆向思维，上升过程的逆运动为自由落体运动，则 解得上升时间 该女生克服重力做功的平均功率为 故C正确； D．由题可知该女生落地和跳起的速度大小相同，方向相反，由 可得 以竖直向上为正方向，根据动量定理可知 解得地面对该女生的平均作用力大小 由牛顿第三定律可知落地时该女生对地面的平均作用力大小为5500N，故D错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答） 11. 图（a）是“研究平抛物体的运动”实验装置。实验时，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）本实验还需用到下列哪个器材______； A.弹簧秤 B.重锤线 C.打点计时器 （2）以下实验操作要求，合理的有______； A.安装斜槽轨道，使其末端水平 B.每次钢球应由同一位置静止释放 C.钢球运动时应与竖直硬板上的白纸相接触 （3）图（b）是根据实验画出的部分钢球平抛运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，已知当地重力加速度为g，则钢球平抛的初速度大小为______（结果用上述字母表示）。 【答案】 ①. B ②. AB ③. 【解析】 【详解】（1）[1]该实验需要用重锤线确定竖直方向，画出y坐标轴，取斜槽末端小球球心位置为坐标原点，过坐标原点画y轴垂线，作出x轴，这样建立平面直角坐标系，研究平抛运动规律，该过程没有用到弹簧秤、打点计时器，故选B。 （2）[2]A．为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需调成水平，故A正确； B．每次必须由同一位置静止释放小球，这样才能保证小球离开斜槽末端速度相同，对应的才是同一个平抛运动，故B正确； C．为保证钢球运动过程中只受重力作用，钢球运动时不应与木板上的白纸相接触，故C错误。 故选AB。 （3）[3]因三点间水平位移相等，则时间相等，设为T，则由 解得 12. 如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。 （1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需的器材是______。 A. 直流电源、天平及砝码 B. 直流电源、刻度尺 C. 交流电源、天平及砝码 D. 交流电源、刻度尺 （2）实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。这些方案中合理的是______。 A. 用刻度尺测出物体下落的高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v B. 用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v C. 根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h； D. 用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v。 （3）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重锤重力势能的减少量______，动能的增加量______（用题中所给字母表示）。 （4）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是______。 A. 该误差属于偶然误差 B. 该误差属于系统误差 C. 可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 D. 可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差 （5）某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力f对本实验的影响。他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2-h图线，如图所示。图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是______（用数学表达式书写，可能用到的物理量m、g、f）。 【答案】（1）D （2）D （3） ①. ②. （4）BD （5） 【解析】 【小问1详解】 打点计时器需要交流电源、纸带的点距需要刻度尺测量。 故选D。 【小问2详解】 AB．通过v=gt和计算出瞬时速度不合理，若加速度为g，说明只受重力作用，机械能必然守恒，故AB错误； C．同理，通过计算得出高度h不合理，故C错误； D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，该方案合理，故D正确。 故选D。 【小问3详解】 [1][2]从O点到F点的过程中，重锤重力势能的减少量为 动能的增加量 其中 联立解得 【小问4详解】 AB．该误差属于系统误差，故A错误，B正确； C．系统误差无法通过多次测量取平均值的方法来减小，故C错误； D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该系统误差，故D正确。 故选BD。 【小问5详解】 据动能定理可得 整理得 故斜率的含义是 13. 某游乐场的滑梯可以简化为如图所示竖直面内的ABCD轨道，AB为长L=5m、倾角的斜轨，BC为水平轨道，CD为半径R=14m的圆弧轨道。轨道AB段粗糙，其余各段均光滑，一小孩（可视为质点）从A点以初速度v0=3m/s下滑，沿轨道运动到C点时的速度vC=7m/s，全程不滑离轨道（不计经过B点时的能量损失）。已知该小孩的质量m=20kg，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）小孩沿轨道AB运动过程中重力所做的功； （2）该小孩第一次经过圆弧C点时，对圆弧轨道的压力FN； （3）该小孩与AB轨道间的动摩擦因数； 【答案】（1）；（2）270N，方向向下；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）小孩沿轨道AB运动过程中重力所做的功为 （2）小孩第一次经过圆弧C点时，根据牛顿第二定律 代入数据求得 FN=270N 根据牛顿第三定律，小孩对轨道压力为270N，方向向下 （3）小孩从A点下滑，沿轨道运动到C点，根据动能定理 代入数据求得 14. 如图所示，排球场总长为18m，设球网高度为2m，运动员站在网前3m处正对球网跳起将球水平击出，取重力加速度. （1）若击球高度为2.5m，为使球既不触网又不出界，求水平击球的速度范围 （2）当击球点的高度为何值时，无论水平击球的速度多大，球不是触网就是出界？ 【答案】（1）9.48m/s＜v＜16.97m/s；（2）2.13m 【解析】 【详解】（1）排球被水平击出后，做平抛运动，作出如图1所示的示意图； 若正好压在底线上，根据，球在空中飞行的时间为： ， 由此得排球越界的临界击球速度值为： ， 若球恰好触网，根据则球在球网上方运动的时间为： ， 由此求得排球触网的临界击球速度： ， 要使排球既不触网又不越界，水平击球速度v的取值范围为m/s＜v＜m/s，即9.48m/s＜v＜16.97m/s； （2）设击球点的高度为h，当h较小时，击球速度过大会出界，击球速度过小又会触网，此情况是球刚好擦网而过，落地时又恰压底线上（如图2所示），则有： ， 解得： h=2.13m， 即击球高度不超过此值时，球不是出界就是触网。 15. 甲、乙两位同学利用中国象棋进行游戏。某次游戏中，在水平放置的棋盘上，甲用手将甲方的棋子以0.4m/s的初速度正对乙方棋子弹出，两棋子相碰撞后（碰撞时间极短），甲方棋子速度大小变为0.1m/s，方向不变．两棋子初始位置如图所示，棋子中心与网格线交叉点重合，该棋盘每方格长宽均，棋子直径均为，棋子质量相等均为，棋子与棋盘间的动摩擦因数均为。重力加速度g大小取。求： （1）甲、乙两棋子相碰时损失的机械能； （2）通过计算，判断乙方棋子中心是否滑出边界； （3）甲方棋子从弹出到停下所需的时间。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】（1）；（2）不滑出边界；（3） 【解析】 【详解】（1）设甲、乙两棋子碰撞前瞬间甲棋子的速度大小为，从甲棋子开始运动到甲、乙碰撞前瞬间过程，甲移动距离为 对甲棋子，由动能定理得 代入数据解得 甲、乙两棋子碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，设碰撞后瞬间乙棋子的速度大小为，以碰撞前甲棋子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得 代入数据解得 碰撞过程中损失的机械能为 解得 （2）设乙棋子碰后运动距离停下来，对乙棋子，由动能定理得 解得 即可乙棋子移动距离不够1方格，棋子中心不滑出边界。 （3）对甲棋子从弹出到碰撞前，列动量定理有 解得 碰撞后，对甲棋子，列动量定理有 解得 甲方棋子从弹出到停下所需的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$