精品解析：陕西省西安市第八十五中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题

西安市第八十五中学2024—2025学年度第一学期 高二年级开学考试物理试题 一、选择题（共12小题，共46分。1—7题为单项选择题，每小题3分；8—12题为多项选择题，全部选对得5分，对而不全得3分） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 由牛顿万有引力定律可知，当两个物体挨在一起时，它们之间的引力将无穷大 B. 亚里士多德提出了惯性概念 C. 牛顿定律只适用于宏观低速世界，对于微观高速世界不再适用 D. 库仑定律告诉我们，电荷之间的相互作用力不需要电场传递 2. 如图所示，置于光滑水平面上的长木板B的左端有一物体A，A、B间有摩擦，现用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在水平面上，F做的功为，产生的内能增量为，第二次使B可自由滑动，F做的功为，产生的内能增量为，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 3. 嫦娥三号任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二步，嫦娥三号分三步实现了在月球表面平稳着陆。一、从100km×100km的绕月圆轨道上，通过变轨进入100km×15km的绕月椭圆轨道；二、着陆器在15km高度开启发动机反推减速，进入缓慢的下降状态，到100m左右着陆器悬停，着陆器自动判断合适的着陆点；三、缓慢下降到距离月面4m高度时无初速自由下落着陆。如图是嫦娥三号飞行轨道示意图（悬停阶段示意图未画出）。已知月球表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的，下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥三号在椭圆轨道上的周期大于圆轨道上的周期 B. 嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道经过相切点时的加速度不相等 C. 着陆器在100米左右悬停时处于失重状态 D. 着陆瞬间的速度一定小于9m/s 4. 如图所示，将相同的小球，从距离水平地面同一高度，以相同的速率分别水平抛出和竖直向上抛出，不计空气阻力，以地面为重力势能的零势能面，则（ ） A. 落地前瞬间小球的速度比小球的大 B. 从抛出到落地的过程中，小球受到的重力做的功比小球受到的重力做的功大 C. 刚抛出时，小球的机械能小于小球的机械能 D. 从抛出到落地前瞬间，小球的动量变化量比小球的小 5. 如图，A、B为两个带电小球，两球质量均为m，A球固定在绝缘杆的上端，B球通过一绝缘细绳连接在天花板上。A的带电量为Q，B的带电量为q，，静止时，两小球在同一水平线，细绳与竖直方向夹角为。已知重力加速度为g，则（ ） A. 两球带异种电荷 B. B球受到的库仑力大小为 C. B球所受的库仑力比A球所受的库仑力大 D. 若A球靠近B球，细绳对B球的拉力变小 6. 如图所示，正方形框ABCD竖直放置，两个完全相同的小球P、Q分别穿在方框的BC、CD边上，当方框绕AD轴匀速转动时，两球均恰与方框保持相对静止且位于BC、CD边的中点，已知两球与方框之间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则两球与方框间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 7. 用火箭发射人造卫星，发射过程中最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为，最后一节火箭壳体的质量为。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度为。下列说法正确的是（　　） A. 分离后火箭壳体的速度大小为 B. 分离后火箭壳体的速度大小为 C. 分离过程中火箭壳体对卫星的冲量大小为 D. 分离前后卫星与火箭壳体的总动量变化量大小为 8. 安全带是汽车行驶过程中生命安全的保障带。如图，在汽车正面碰撞测试中，汽车以的速度发生碰撞。车内假人的质量为50kg，使用安全带时，假人用时0.8s停下；不使用安全带时，假人与前方碰撞，用时0.2s停下。以下说法正确的是（ ） A. 两次碰撞过程中，汽车和假人的动量变化量不同 B. 安全带的作用是延长冲击力作用时间，减小冲击力大小 C. 安全带的作用是减小假人受到的冲量 D. 无论是否使用安全带，假人受到的冲量相同 9. 一质量为2kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g取。则（　　） A. 时物块的动量大小为 B. 时物块的速度大小为1m/s，方向向右 C. 0~4s时间内F对物块的冲量大小为 D. 0~4s时间内物体的位移为3m 10. 2020年3月27日记者从中国科学院国家天文台获悉，经过近两年观测研究，天文学家通过俗称“中国天眼”的500米口径地面射电望远镜（FAST），在武仙座球状星团（M13）中发现一个脉冲双星系统。如图所示双星系统由两颗恒星组成，两恒星在万有引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动（）。下列说法正确的是（　　） A. 一定大于 B. 轨道半径为的星球线速度更大 C. 若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大 D. 只要测得双星之间的距离L和双星周期T，即可计算出某一颗星的质量 11. 如图，一足够高的光滑曲面轨道固定在光滑水平面的左侧，水平面上有一蹲在滑板上的小孩和其前面的物块均静止于水平面上，小孩和滑板的总质量为，物块的质量。某时刻小孩把物块以大小为的速度（相对于水平面）向左推出，小孩获得退行速度；物块滑上曲面轨道后返回，追上小孩时，小孩又把物块以大小为的速度（相对于水平面）向左推出，经过多次这样推物块后，物块不能再追上小孩。重力加速度g取，则（　　） A. 物块在曲面轨道上上升的最大高度为1.25m B. 小孩第一次推物块的过程，小孩做的功为62.5J C. 小孩第二次将物块推出的瞬间，小孩和滑板的速度大小为 D. 小孩只能推物块四次 12. 如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量为1kg的煤块轻轻放在传送带的A端，2s末煤块恰好到达B端，煤块的速度随时间变化的关系如图乙所示，g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ） A. 第2s内煤块的加速度大小为2m/s2 B. 煤块与传送带间的动摩擦因数0.5 C. 2s内传送带上留下的痕迹长为6m D. 2s内传送带对煤块做功等于72J 二、实验题（每空2分，共20分） 13. 在“研究小球平抛运动”的实验中： （1）某同学设计了图甲所示的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平面平滑衔接，把两个质量相等的小钢球从斜滑道的同一高度（距末端的竖直距离）同时由静止释放，观察到两球在水平面相遇，这说明______。 （2）该同学用频闪照相机拍摄到小球离开滑道1后做平抛运动的部分照片如图乙所示，图中背景正方形方格的边长，重力加速度，则小球离开滑道1开始做平抛运动的初速度______m/s，小球经过b点时的瞬时速度大小______m/s。 14. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）为完成此实验，除了现有的器材，还需要的器材是_________ A. 毫米刻度尺 B. 8V直流电源 C. 天平 D. 8V交流电源 （2）对于本实验操作的说法正确的是_________。 A. 打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上 B. 应用秒表测出重物下落的时间 C. 重物的密度和质量选用的大些，有利于减小误差 D. 实验时应该先释放纸带，再接通电源 （3）若实验中所用重物的质量为1kg，某同学选取了一条前两个点间距接近2mm的纸带，0是打下的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则在纸带上打下点3时的速度__________，此时重物的动能________从打下点0到打下点 3的过程中重物的重力势能减少量__________（g取9.8m/s2结果均保留三位有效数字）。 （4）实验中测得重物重力势能的减少量略_______（选填“大于”“小于”或“等于”）它动能的增加量。 （5）在实验中如果以为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，根据实验数据绘出的的图像是一条倾斜的直线，该图像的斜率等于____________的数值。 三、计算题（第15题10分，第16题10分，第17题14分，共34分） 15. 机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为m的工件（视为质点）被机械臂抓取后，在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为θ，提升高度为h，如图所示。求： （1）提升高度为h时，工件的速度大小； （2）在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。 16. 在一次冰壶运动训练中使用的红冰壶和蓝冰壶的质量都是，开始时蓝冰壶静止在冰面上，红冰壶以一定速度向右运动并和蓝冰壶发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后红冰壶速度为，蓝冰壶速度为，它们与冰面的动摩擦因数相同。求： （1）红冰壶碰撞前瞬间的速度大小； （2）两冰壶在碰撞过程中损失的机械能； （3）碰撞之后红冰壶与蓝冰壶能在冰面上滑行的最大距离之比。 17. 如图所示，“L”型平板B静置在光滑水平地面上，小物块A处于平板B上的点，点左侧粗糙段的长度为L1=0.3m，右侧光滑。用长为R=0.8m不可伸长的轻绳将质量为M=0.1kg的小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生弹性碰撞，碰后小球摆到最高点时将其固定。A沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。已知A的质量mA=0.3kg，B的质量，A与B的动摩擦因数，取重力加速度。所有碰撞时间极短，不计空气阻力，求： （1）小球运动到最低点时对绳子的拉力大小； （2）小球与A发生弹性碰撞后，二者的速度大小； （3）判断A能否从B的左端滑出。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西安市第八十五中学2024—2025学年度第一学期 高二年级开学考试物理试题 一、选择题（共12小题，共46分。1—7题为单项选择题，每小题3分；8—12题为多项选择题，全部选对得5分，对而不全得3分） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 由牛顿万有引力定律可知，当两个物体挨在一起时，它们之间的引力将无穷大 B. 亚里士多德提出了惯性概念 C. 牛顿定律只适用于宏观低速世界，对于微观高速世界不再适用 D. 库仑定律告诉我们，电荷之间的相互作用力不需要电场传递 【答案】C 【解析】 【详解】A．万有引力公式只适用于两个质点间引力的计算，两个物体挨在一起时，不能视为质点，故A错误； B．惯性概念是牛顿提出来的，故B错误； C．牛顿定律只适用于宏观低速世界，对于微观高速世界不再适用，故C正确； D．电荷间的相互作用需要电场作为媒介，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，置于光滑水平面上的长木板B的左端有一物体A，A、B间有摩擦，现用恒力F将A拉至B的右端，第一次将B固定在水平面上，F做的功为，产生的内能增量为，第二次使B可自由滑动，F做的功为，产生的内能增量为，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】设A、B间的摩擦力为，木板长为l，第一次木板固定，则 第二次木板不固定，当用恒力F将A拉至B的右端时，设木板的位移为，则 所以有 故ABD错误，C正确。 故选C。 3. 嫦娥三号任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二步，嫦娥三号分三步实现了在月球表面平稳着陆。一、从100km×100km的绕月圆轨道上，通过变轨进入100km×15km的绕月椭圆轨道；二、着陆器在15km高度开启发动机反推减速，进入缓慢的下降状态，到100m左右着陆器悬停，着陆器自动判断合适的着陆点；三、缓慢下降到距离月面4m高度时无初速自由下落着陆。如图是嫦娥三号飞行轨道示意图（悬停阶段示意图未画出）。已知月球表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的，下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥三号在椭圆轨道上的周期大于圆轨道上的周期 B. 嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道经过相切点时的加速度不相等 C. 着陆器在100米左右悬停时处于失重状态 D. 着陆瞬间的速度一定小于9m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．由开普勒第三定律可知，嫦娥三号在椭圆轨道上的周期小于圆轨道上的周期，故A错误； B．嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道经过相切点所受到的万有引力相等，根据牛顿第二定律 解得 则嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道经过相切点时的加速度相等，故B错误； C．着陆器在100m左右悬停前是竖直向下做减速运动，是处于超重状态，悬停时是受力平衡，此瞬间不失重也不超重，故C错误； D．由匀变速直线运动规律可知 v＝＝m/s≈3.65m/s＜9m/s 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，将相同的小球，从距离水平地面同一高度，以相同的速率分别水平抛出和竖直向上抛出，不计空气阻力，以地面为重力势能的零势能面，则（ ） A. 落地前瞬间小球的速度比小球的大 B. 从抛出到落地的过程中，小球受到的重力做的功比小球受到的重力做的功大 C. 刚抛出时，小球的机械能小于小球的机械能 D. 从抛出到落地前瞬间，小球的动量变化量比小球的小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．从抛出到落地的过程中，设下落高度为，重力做的功为 可知小球受到的重力做的功与小球受到的重力做的功相等；设小球抛出时的速度大小为，根据动能定理可得 解得小球落地前瞬间的速度大小为 可知落地前瞬间小球的速度大小与小球的相等，故AB错误； C．以地面为重力势能的零势能面，刚抛出时，小球的机械能为 可知刚抛出时，小球的机械能等于小球的机械能，故C错误； D．从抛出到落地前瞬间，根据动量定理可得 由于小球的下落时间小于小球的下落时间，则小球的动量变化量比小球的小，故D正确。 故选D。 5. 如图，A、B为两个带电小球，两球质量均为m，A球固定在绝缘杆的上端，B球通过一绝缘细绳连接在天花板上。A的带电量为Q，B的带电量为q，，静止时，两小球在同一水平线，细绳与竖直方向夹角为。已知重力加速度为g，则（ ） A. 两球带异种电荷 B. B球受到的库仑力大小为 C. B球所受的库仑力比A球所受的库仑力大 D. 若A球靠近B球，细绳对B球的拉力变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于两个小球相排斥，所以两个小球带同种电荷，故A错误； B．对B球进行受力分析，受到重力、绳子拉力和库仑力，如图所示 则有 故B正确； C．A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故C错误； D．若A球靠近B球，二者之间的库仑力增大，细绳与竖直方向的夹角增大，根据 可知细绳对B球的拉力变大，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，正方形框ABCD竖直放置，两个完全相同的小球P、Q分别穿在方框的BC、CD边上，当方框绕AD轴匀速转动时，两球均恰与方框保持相对静止且位于BC、CD边的中点，已知两球与方框之间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则两球与方框间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对P球，根据牛顿第二定律可得 对Q球，根据牛顿第二定律可得 联立解得 故选B。 7. 用火箭发射人造卫星，发射过程中最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为，最后一节火箭壳体的质量为。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度为。下列说法正确的是（　　） A. 分离后火箭壳体的速度大小为 B. 分离后火箭壳体的速度大小为 C. 分离过程中火箭壳体对卫星的冲量大小为 D. 分离前后卫星与火箭壳体的总动量变化量大小为 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．设火箭壳体和卫星分离前一起绕地球做匀速圆周运动的速度为，卫星的质量为，火箭壳体的质量为，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度为，分离后火箭壳体的速度大小为，根据题意可知，分离前后卫星与火箭壳体组成的系统动量守恒，则分离前后卫星与火箭壳体的总动量变化量大小为0，取分离前火箭壳体和卫星的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得 解得 则分离后卫星的速度为 故ABD错误。 C．分离过程中，设火箭壳体对卫星的冲量大小为，对卫星由动量定理有 故C正确。 故选C。 8. 安全带是汽车行驶过程中生命安全的保障带。如图，在汽车正面碰撞测试中，汽车以的速度发生碰撞。车内假人的质量为50kg，使用安全带时，假人用时0.8s停下；不使用安全带时，假人与前方碰撞，用时0.2s停下。以下说法正确的是（ ） A. 两次碰撞过程中，汽车和假人的动量变化量不同 B. 安全带的作用是延长冲击力作用时间，减小冲击力大小 C. 安全带的作用是减小假人受到的冲量 D. 无论是否使用安全带，假人受到的冲量相同 【答案】BD 【解析】 【详解】A．碰撞过程中，无论是否使用安全带，汽车和假人的动量变化量是相同的，故A错误； CD．假人的初动量为 末动量都为0，根据动量定理有 所以无论是否使用安全带，假人受到的冲量相同，故C错误，D正确； B．使用安全带时，假人用时0.8s停下；不使用安全带时，用时0.2s停下，可知安全带的作用是延长冲击力作用时间；由动量的定义可知，冲量相同时，延长力的作用时间可以减小冲击力的大小，故B正确。 故选BD。 9. 一质量为2kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g取。则（　　） A. 时物块的动量大小为 B. 时物块的速度大小为1m/s，方向向右 C. 0~4s时间内F对物块的冲量大小为 D. 0~4s时间内物体的位移为3m 【答案】AD 【解析】 【详解】A．物块与地面间的滑动摩擦力为 则前，物块开始滑动，受到滑动摩擦力作用，时根据动量定理 故A正确； B．时物块速度 2s-3s过程，加速度大小为 方向为负，则时物块的速度大小为零，故B错误； C．0~4s时间内F对物块的冲量大小为 故C错误； D．时物块的速度大小为零，之后拉力与摩擦力平衡，不再运动，则0~4s时间内物体的位移为 故D正确。 故选AD。 10. 2020年3月27日记者从中国科学院国家天文台获悉，经过近两年观测研究，天文学家通过俗称“中国天眼”的500米口径地面射电望远镜（FAST），在武仙座球状星团（M13）中发现一个脉冲双星系统。如图所示双星系统由两颗恒星组成，两恒星在万有引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动（）。下列说法正确的是（　　） A. 一定大于 B. 轨道半径为的星球线速度更大 C. 若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大 D. 只要测得双星之间的距离L和双星周期T，即可计算出某一颗星的质量 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意可知，双星做匀速圆周运动的周期相同，则角速度相同，由万有引力提供向心力，对星可得 对星可得 由于，则有，即一定大于，A正确； B．由线速度与角速度的关系公式，对星可得 对星可得 由于，则有，即轨道半径为的星球线速度更小，B错误； C．由于 联立解得 可知若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大，C正确； D．只测得双星之间的距离L和双星周期T，则双星转动半径关系和质量关系都不确定，则不可计算出某一颗星的质量，D错误。 故选AC。 11. 如图，一足够高的光滑曲面轨道固定在光滑水平面的左侧，水平面上有一蹲在滑板上的小孩和其前面的物块均静止于水平面上，小孩和滑板的总质量为，物块的质量。某时刻小孩把物块以大小为的速度（相对于水平面）向左推出，小孩获得退行速度；物块滑上曲面轨道后返回，追上小孩时，小孩又把物块以大小为的速度（相对于水平面）向左推出，经过多次这样推物块后，物块不能再追上小孩。重力加速度g取，则（　　） A. 物块在曲面轨道上上升的最大高度为1.25m B. 小孩第一次推物块的过程，小孩做的功为62.5J C. 小孩第二次将物块推出的瞬间，小孩和滑板的速度大小为 D. 小孩只能推物块四次 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．小孩每次将物块推出后，物块在曲面轨道上上升，根据机械能守恒有 解得 故A正确； B．小孩第一次推物块的过程，由动量守恒有 解得 根据功能关系得小孩做的功 故B错误； C．小孩第二次将物块推出的过程，由动量守恒有 解得 故C正确； D．小孩第三次将物块推出的过程，由动量守恒有 解得 即小孩第三次将物块推出后，物块返回时的速度与小孩共速，物块追不上小孩，不会第四次推物块，故D错误。 故选AC。 12. 如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量为1kg的煤块轻轻放在传送带的A端，2s末煤块恰好到达B端，煤块的速度随时间变化的关系如图乙所示，g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ） A. 第2s内煤块的加速度大小为2m/s2 B. 煤块与传送带间的动摩擦因数0.5 C. 2s内传送带上留下的痕迹长为6m D. 2s内传送带对煤块做功等于72J 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由题图可知，第1s内煤块的加速度大小为 第2s内煤块的加速度大小为 故A正确； B．根据选项A可知，煤块的加速度在1s末发生突变，则在第1s内对煤块有 mgsinθ＋μmgcosθ = ma1 在第2s内对煤块有 mgsinθ－μmgcosθ = ma2 联立解得 μ = 0.5，θ = 37° 故B正确。 C．0 ~ 1s内皮带的位移及物体的位移分别为 它们的相对位移为 1 ~ 2s内皮带的位移及物体的位移分别为 它们的相对位移为 0 ~ 1s内物体位移小于皮带位移，在皮带上出现5m长的痕迹，1 ~ 2s内物体位移大于皮带的位移，这1m长的痕迹与刚才的痕迹重合，所以皮带上出现的痕迹长为5m，故C错误； D．根据选项C可知，在2s内煤块运动的位移为 x = x1＋x2 = 16m 对煤块有 解得 W =- 24J 故D错误。 故选AB。 二、实验题（每空2分，共20分） 13. 在“研究小球平抛运动”的实验中： （1）某同学设计了图甲所示的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平面平滑衔接，把两个质量相等的小钢球从斜滑道的同一高度（距末端的竖直距离）同时由静止释放，观察到两球在水平面相遇，这说明______。 （2）该同学用频闪照相机拍摄到小球离开滑道1后做平抛运动的部分照片如图乙所示，图中背景正方形方格的边长，重力加速度，则小球离开滑道1开始做平抛运动的初速度______m/s，小球经过b点时的瞬时速度大小______m/s。 【答案】（1）平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 （2） ①. 1.0 ②. 1.25 【解析】 【小问1详解】 把两个质量相等的小钢球从斜滑道的同一高度（距末端的竖直距离）同时由静止释放，观察到两球在水平面相遇，这说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。 【小问2详解】 [1]小方格的边长L=2.5 cm=0.025 m，在竖直方向上，根据公式 Δy=gT2 解得频闪周期 T==0.05s 小球做平抛运动的初速度大小 [2]根据匀变速直线运动规律，小球运动到b点在竖直方向上的分速度 则小球运动到b点时的瞬时速度大小 14. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）为完成此实验，除了现有的器材，还需要的器材是_________ A. 毫米刻度尺 B. 8V直流电源 C. 天平 D. 8V交流电源 （2）对于本实验操作的说法正确的是_________。 A. 打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上 B. 应用秒表测出重物下落的时间 C. 重物的密度和质量选用的大些，有利于减小误差 D. 实验时应该先释放纸带，再接通电源 （3）若实验中所用重物的质量为1kg，某同学选取了一条前两个点间距接近2mm的纸带，0是打下的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则在纸带上打下点3时的速度__________，此时重物的动能________从打下点0到打下点 3的过程中重物的重力势能减少量__________（g取9.8m/s2结果均保留三位有效数字）。 （4）实验中测得重物重力势能的减少量略_______（选填“大于”“小于”或“等于”）它动能的增加量。 （5）在实验中如果以为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，根据实验数据绘出的的图像是一条倾斜的直线，该图像的斜率等于____________的数值。 【答案】（1）AD （2）AC （3） ①. 3.25 ②. 5.28 ③. 5.44 （4）大于 （5）重力加速度 【解析】 【小问1详解】 本实验为了验证机械能守恒定律定律，验证物体减少的重力势能与物体增加的动能之间的关系，若机械能守恒，则满足 整理有 需要用毫米刻度尺测量物体下落高度，用打点计时器测量物体的速度，而打点计时器用8V交流电，物体的质量不需要测量，即不需要天平。 故选AD。 【小问2详解】 A．打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上，减少纸带与限位孔间的摩擦，故A项正确； B．重物下落时间有打点计时器测出，不用秒表，故B项错误； C．重物的密度和质量选用的大写有利于减少实验误差，故C项正确； D．实验时应该先接通电源后释放纸带，故D项错误。 故选AC。 【小问3详解】 [1]大小“3”点时的速度为 [2]重物的动能为 [3]打点时间间隔为0.02s，则起始点到第一个点之间的距离为 由于题中说前两个点间的接近2mm，由此可知，0点为起始点，则从0点到“3”点物体下落高度为55.49cm，该过程重力势能减少量为 【小问4详解】 由上述分析可知，重物的重力势能的减少量为5.44J，它的动能增加量为5.28J，其重力势能的增加量略大于它的动能增加量。 【小问5详解】 物体的机械能守恒，有 整理有 所以对于图像，其斜率等于重力加速度的数值。 三、计算题（第15题10分，第16题10分，第17题14分，共34分） 15. 机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为m的工件（视为质点）被机械臂抓取后，在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为θ，提升高度为h，如图所示。求： （1）提升高度为h时，工件的速度大小； （2）在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）根据匀变速直线运动位移与速度关系有 解得 （2）根据速度公式有 解得 根据动能定理有 解得 16. 在一次冰壶运动训练中使用的红冰壶和蓝冰壶的质量都是，开始时蓝冰壶静止在冰面上，红冰壶以一定速度向右运动并和蓝冰壶发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后红冰壶速度为，蓝冰壶速度为，它们与冰面的动摩擦因数相同。求： （1）红冰壶碰撞前瞬间的速度大小； （2）两冰壶在碰撞过程中损失的机械能； （3）碰撞之后红冰壶与蓝冰壶能在冰面上滑行的最大距离之比。 【答案】（1）1.5m/s；（2）10J；（3） 【解析】 【详解】（1）选红冰壶原来速度方向为正方向，由动量守恒有 代入数据可得 （2）由能量守恒定律 代入数据可得 （3）碰撞后均沿冰面做匀减速运动，加速度大小a相同。设红、蓝冰壶碰撞后在冰面上滑行的最大距离分别为x1、x2，由运动学公式 ， 可见碰撞之后红冰壶与蓝冰壶能在冰面上滑行的最大距离之比为 17. 如图所示，“L”型平板B静置在光滑水平地面上，小物块A处于平板B上的点，点左侧粗糙段的长度为L1=0.3m，右侧光滑。用长为R=0.8m不可伸长的轻绳将质量为M=0.1kg的小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生弹性碰撞，碰后小球摆到最高点时将其固定。A沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。已知A的质量mA=0.3kg，B的质量，A与B的动摩擦因数，取重力加速度。所有碰撞时间极短，不计空气阻力，求： （1）小球运动到最低点时对绳子的拉力大小； （2）小球与A发生弹性碰撞后，二者的速度大小； （3）判断A能否从B的左端滑出。 【答案】（1）3N；（2），；（3）不能 【解析】 【详解】（1）小球从静止释放到最低点的过程中，由动能定理得 解得 小球在最低点时，根据牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律可知，小球运动到最低点时对绳子的拉力大小为3N。 （2）设水平向右为正方向，小球与A发生弹性碰撞，故碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒有 联立解得 ， 可知小球与A发生弹性碰撞后，小球速度大小为，A的速度大小为。 （3）设A不从B上滑下，则A、B最终共速；以A、B为系统，根据动量守恒和能量守恒有 联立解得 故假设成立，A不能从B的左端滑出。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $