精品解析：山东省潍坊市某校2024-2025学年高一下学期期中拉练物理试题

高一下学期物理 期中模拟 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1. 一只小船渡河，小船在渡河过程中船头方向始终垂直于河岸，水流速度各处相同且恒定不变。现小船相对于静水以初速度分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，运动轨迹如图所示，由此可以判断（　　） A. 小船沿三条不同路径渡河的时间相同 B. 小船沿轨迹运动时，小船相对于静水做匀减速直线运动 C. 小船沿轨迹渡河所用的时间最短 D. 小船沿轨迹到达对岸的速度最小 2. 歼-35A是由中国航空工业集团自主研制的新一代中型隐身多用途战斗机。如图所示歼-35A战机先水平向右，再沿曲线ab向上，最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。则在沿ab段曲线飞行过程中（　　） A. 战机水平方向分速度逐渐增大 B. 战机在某点加速度方向可能沿轨迹切线方向 C. 战机克服重力做功的功率逐渐增大 D. 战机所受合外力斜向左上方且保持不变 3. 如图所示。风洞中没风时，将一个小球以初速度竖直向上抛出，小球能上升的最大高度为h，加了水平风力后，将小球仍以初速度竖直向上抛出，小球落到与抛出点等高的位置时，该位置与抛出点间的水平距离为2 h，风对小球的作用力大小恒定，不计阻力，则风力与小球重力之比为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，直径为的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为，重力加速度为，则（　　） A. 子弹在圆筒中水平速度为 B. 子弹在圆筒中的水平速度为 C. 圆筒转动的角速度可能为 D. 圆筒转动的角速度可能为 5. 如图所示为我们常见的共享单车，共享单车为我们的日常生活中提供了方便。若该共享单车前、后轮半径均为，大齿轮（与脚蹬相连）的齿数为38齿，飞轮（与后轮相连）的齿数为19齿，若人以的转速蹬车，共享单车的速度大小约为（　　） A. B. C. D. 6. 2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，实现世界首次月球背面采样返回。据中国探月工程总设计师吴伟仁院士介绍：我国航天员有望在十年内登上月球。如果将来宇航员在月球（视为质量分布均匀的球体）表面以大小为的初速度竖直上抛一物体（视为质点），经时间返回手中。已知引力常量为，月球的半径为，则（　　） A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的质量为 C. 在月球上发射卫星的最小发射速度为 D. 月球卫星的最小环绕速度为 7. 如图所示，平行的太阳光直射地球的赤道，地球自西向东的自转周期T=24h，某日，天刚黑时，位于地球赤道上N点的人用天文望远镜恰好能看到一地球静止轨道卫星M。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。下列说法正确的是（　　） A. 卫星M离地面的高度为 B. 卫星M和N点的人的向心加速度之比为 C. 天黑之后，N点的人一整晚都能看到卫星M D. 天黑之后，N点的人将有一段时间观测不到卫星M 8. 如图甲所示，有一粗糙斜面，下端固定一轻质弹簧，初始时弹簧自然伸长。一小物块在由斜面顶点静止释放后的一段时间内，物块的动能Ek随位移x变化的图像如图乙所示，其中x=0.15m左侧部分为直线、右侧部分为曲线。弹簧始终在弹性限度之内。则以下说法中正确的是（　　） A. 小物块最大动能为0.2J，最大位移为0.4m B. 小物块最大动能为0.2J，最大位移为0.45m C. 小物块最大动能为0.25J，最大位移为0.4m D. 小物块最大动能0.25J，最大位移为0.45m 二、多选题 9. 如图所示，水平放置的圆筒绕其中心对称轴匀速转动，筒壁上P处有一小圆孔，筒壁很薄，筒的半径，当圆孔正上方处有一小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径。已知小球刚好能从孔中进入圆筒，并且与圆筒不发生碰撞离开圆筒。空气阻力不计，取，圆筒转动的角速度可能是（ ） A. B. C. D. 10. 图甲是“天梯”项目海基平台效果图，该项目是在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”，航天员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中r为航天员到地心的距离，R为地球半径。曲线A为地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系；直线B为航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于质量为m，相对地面静止，在“太空电梯”不同高度的航天员，下列说法正确的是（　　） A. 随着r的增大，航天员的线速度逐渐增大 B. 图乙中为地球同步卫星的轨道半径 C. 航天员随地球自转的周期为 D. 离地高度为2R时（轨道半径小于），航天员对座椅的压力大小为 11. 月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似打“水漂”多段减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从点滑入大气层，然后经点从c点“跳出”，经点后再从点“跃入”。点为轨迹最高点，距离地面高度为，已知地球表面重力加速度为，地球半径为。则下列分析正确的是（　　） A. 三点的速率满足 B. 返回舱在点有竖直向下的加速度分量 C. 返回舱在点时的角速度小于 D. 点加速度大小等于 12. 从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的空气阻力的作用。距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能随h的变化如图所示。重力加速度取，则（　　） A. 该物体的质量为2kg B. 空气阻力大小为2N C. 全过程所用的时间为 D. 物体运动过程中机械能减小了36J 三、实验题 13. 实验小组用如图甲所示的装置，来探究斜面对平抛运动的制约性，点是A点在水平地面的投影点，是固定在轨道与地面之间的斜面，小球在水平桌面上获得水平向右的速度，然后在A点以水平向右的初速度（可通过安装在A的光电门测出）做平抛运动，落到或平面上，用刻度尺测出小球的落点与之间的距离为，多次做实验，获取数据，画出的关系图像如图乙所示，画出的关系图像如图丙所示，重力加速度为，设，回答下列问题。 （1）图________（选填“乙”或“丙”）说明小球落在水平面上，图________（选填“乙”或“丙”）说明小球落在斜面上； （2）图丙对应小球平抛运动的时间________（选填“是”或“不是”）定值，若图丙的斜率为，则A、两点的高度差为________； （3）若图乙的斜率为，则的正切值为________。 14. 某同学用如图所示的装置做“验证动能定理”实验，实验操作如下： （1）已知重力加速度为g，小车与遮光片的总质量为M，两光电门间的距离为L，遮光片的宽度为d。 ①调节长木板的倾角，将小车放在长木板靠近滑轮的一侧，砂桶用细绳跨过定滑轮挂在小车上并使细绳平行于长木板。 ②调整砂桶内砂子的质量，使小车以某一初速度沿长木板向下运动时，通过两个光电门的时间相等。 ③取下细绳和砂桶，用天平称得砂桶和砂的总质量为m。再将小车在靠近滑轮的位置由静止释放，小车通过光电门1和光电门2时显示的时间分别为、。则小车从通过光电门1到通过光电门2的过程中，小车所受合力为________。 ④改变砂桶内砂子的质量，重复步骤①②③，通过多组实验数据，做出的图像，若图像斜率k=_______，说明在误差允许的范围内动能定理成立（结果均用已知字母表示）。 （2）实验过程中，________（选填“需要”或“不需要”）满足m<<M。 四、解答题 15. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘可绕垂直于盘面的固定对称轴转动，盘面上离转轴距离为处有一质量为的小物块（可视为质点）静止在倾斜的匀质圆盘上，小物块与盘面间的动摩擦因数为，盘面与水平面的夹角。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度大小为g取。若小物块随圆盘匀速转动且小物块与圆盘始终保持相对静止，求： （1）小物块即将滑动时的角速度；（计算结果可保留根式） （2）当角速度达最大值时，小物块运动到最高点时所受摩擦力的大小。 16. 某中学举办了“水火箭比赛”，同学们积极参与，展示了功能各异的水火箭。某组同学的水火箭可以实现“定点打靶”。将目标置于高的竖直墙面上，水火箭装置置于水平地面上A点，发射位置到墙体的水平距离，调整发射角度（为初速度与水平方向夹角），当初速度为时，水火箭恰好垂直墙体击中目标。不计空气阻力，取重力加速度大小，水火箭与目标均可视为质点。 （1）求水火箭发射的初速度； （2）若在水火箭前进方向的水平地面上B点放置一枚“拦截型”水火箭，其发射方向竖直向上，A点与B点距离为。为模拟真实的拦截效果，发射水火箭后后发射拦截火箭，要使拦截火箭拦截成功，则“拦截型”水火箭的发射速度v是多少。 17. 某兴趣小组遥控一辆玩具车（甲图），使其在水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s至14s牵引力的功率保持不变，10s至14s玩具车做匀速直线运动，14s末停止遥控，让玩具车自由滑行，其图像如图乙所示。整个过程中玩具车所受的阻力大小不变。玩具车的质量为，，求： （1）玩具车在4s末牵引力的功率大小； （2）玩具车在2s末的速度的大小； （3）玩具车在2s至10s内通过的距离s。 18. 如图所示，一粗糙斜面AB与光滑圆弧轨道BCD相切，C为圆弧轨道的最低点，圆弧BC所对圆心角。已知圆弧轨道半径为，斜面AB的长度为。质量为的小物块（可视为质点）从斜面顶端A点处由静止开始沿斜面下滑，从B点进入圆弧轨道运动恰能通过最高点D。，，重力加速度。求： （1）物块通过C点的速度大小。 （2）物块经C点时对圆弧轨道压力大小。 （3）物块与斜面间的动摩擦因数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一下学期物理 期中模拟 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1. 一只小船渡河，小船在渡河过程中船头方向始终垂直于河岸，水流速度各处相同且恒定不变。现小船相对于静水以初速度分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，运动轨迹如图所示，由此可以判断（　　） A. 小船沿三条不同路径渡河的时间相同 B 小船沿轨迹运动时，小船相对于静水做匀减速直线运动 C. 小船沿轨迹渡河所用的时间最短 D. 小船沿轨迹到达对岸的速度最小 【答案】B 【解析】 【详解】B．物体做曲线运动时，合力的力向指向运动轨迹的凹侧，而加速度的方向与合力方向相同，因此，小船沿轨迹做匀加速运动，沿轨迹做匀速运动，沿轨迹做匀减速运动，则小船沿轨迹运动时小船相对于静水做匀减速直线运动，故B正确； AC．水流速度各处相同且恒定不变，沿着河岸方向为匀速直线运动，有 因，则小船沿轨迹渡河时间最短，沿轨迹渡河时间最长，故AC选项错误； D．因为小船沿轨迹加速渡河，所以船靠岸时速度最大，故D错误。 故选B。 2. 歼-35A是由中国航空工业集团自主研制的新一代中型隐身多用途战斗机。如图所示歼-35A战机先水平向右，再沿曲线ab向上，最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。则在沿ab段曲线飞行过程中（　　） A. 战机水平方向的分速度逐渐增大 B. 战机在某点加速度方向可能沿轨迹的切线方向 C. 战机克服重力做功的功率逐渐增大 D. 战机所受合外力斜向左上方且保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．设战机速度大小为v，速度方向与水平方向夹角为θ，则水平分速度为，在ab段，θ逐渐增大，逐渐减小，而v不变，所以水平方向分速度逐渐减小，故A错误； B．根据曲线运动的条件，飞机沿ab段飞行做曲线运动，所受合外力一定不为零，且合外力方向指向ab曲线的内侧，由牛顿第二定律可知加速度方向也指向ab曲线的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，故B错误； C．战机克服重力做功的功率 可知在ab段，θ逐渐增大，逐渐增大，因为v大小不变，故战机克服重力做功的功率逐渐增大，故C正确； D．战机做曲线运动，合外力指向轨迹的凹侧，由于飞机速率不变，故合外力方向时刻与速度方向垂直，由于速度方向时刻变化，所以合外力方向也时刻变化，故D错误。 故选C。 3. 如图所示。风洞中没风时，将一个小球以初速度竖直向上抛出，小球能上升的最大高度为h，加了水平风力后，将小球仍以初速度竖直向上抛出，小球落到与抛出点等高的位置时，该位置与抛出点间的水平距离为2 h，风对小球的作用力大小恒定，不计阻力，则风力与小球重力之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，竖直方向有 有风时竖直方向运动情况不变，落到与抛出点等高的位置所用时间 水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，有 联立解得，故选C。 4. 如图所示，直径为的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为，重力加速度为，则（　　） A. 子弹在圆筒中的水平速度为 B. 子弹在圆筒中的水平速度为 C. 圆筒转动的角速度可能为 D. 圆筒转动的角速度可能为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，子弹做平抛运动，竖直方向上有 解得 水平方向上有 解得 故A正确，B错误； CD．根据题意可知，由于两弹孔在同一竖直线上，则有 解得 圆筒转动的角速度 可知，当时， 时， 时， 故CD错误。 故选A。 5. 如图所示为我们常见的共享单车，共享单车为我们的日常生活中提供了方便。若该共享单车前、后轮半径均为，大齿轮（与脚蹬相连）的齿数为38齿，飞轮（与后轮相连）的齿数为19齿，若人以的转速蹬车，共享单车的速度大小约为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】大齿轮与飞轮相连，两者具有相同的线速度，则有 飞轮与后轮两者具有相同的角速度，则有 若人以的转速蹬车，有 联立解得 所以A正确：BCD错误； 故选A。 6. 2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，实现世界首次月球背面采样返回。据中国探月工程总设计师吴伟仁院士介绍：我国航天员有望在十年内登上月球。如果将来宇航员在月球（视为质量分布均匀的球体）表面以大小为的初速度竖直上抛一物体（视为质点），经时间返回手中。已知引力常量为，月球的半径为，则（　　） A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的质量为 C. 在月球上发射卫星的最小发射速度为 D. 月球卫星的最小环绕速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，设月球表面的重力加速度为，由运动学规律有 可得，月球表面的重力加速度为 故A错误； B．由万有引力等于重力有 解得 故B错误； CD．由万有引力提供向心力有 解得 即在月球上发射卫星的最小发射速度、最大环绕速度为，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图所示，平行的太阳光直射地球的赤道，地球自西向东的自转周期T=24h，某日，天刚黑时，位于地球赤道上N点的人用天文望远镜恰好能看到一地球静止轨道卫星M。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。下列说法正确的是（　　） A. 卫星M离地面的高度为 B. 卫星M和N点的人的向心加速度之比为 C. 天黑之后，N点的人一整晚都能看到卫星M D. 天黑之后，N点的人将有一段时间观测不到卫星M 【答案】D 【解析】 【详解】A．如图所示 对卫星M有 解得轨道半径 故A错误； B．位于N点的人随地球自转的向心加速度大小为 g为地球表面的重力加速度，故B错误； CD．天黑之后阳光无法照射到卫星，反射光无法到达N点的人，因此将有一段时间观测不到卫星M，故C错误，D正确。 故选D。 8. 如图甲所示，有一粗糙斜面，下端固定一轻质弹簧，初始时弹簧自然伸长。一小物块在由斜面顶点静止释放后的一段时间内，物块的动能Ek随位移x变化的图像如图乙所示，其中x=0.15m左侧部分为直线、右侧部分为曲线。弹簧始终在弹性限度之内。则以下说法中正确的是（　　） A. 小物块最大动能为0.2J，最大位移为0.4m B. 小物块最大动能为0.2J，最大位移为0.45m C. 小物块最大动能为0.25J，最大位移为0.4m D. 小物块最大动能为0.25J，最大位移为0.45m 【答案】B 【解析】 【详解】设小物块的质量为m，斜面的倾角为θ，弹簧的劲度系数为k，小物块与斜面之间的动摩擦因数为μ，由题图乙可知，x1=0.15m时小物块恰与弹簧接触，则小物块在0~0.15 m过程中，根据动能定理有mgx1sinθ-μmgx1cosθ=Ek1-0 根据图乙可知，x2=0.25m时，小物块动能达到最大，速度达到最大，加速度为零，则有k（x2-x1）=mgsinθ-μmgcosθ 在x1~x2过程中，根据动能定理有 联立解得小物块的最大动能为Ek2=0.2J 设小物块的最大位移为x3，则从x2~x3的过程，根据动能定理有 解得x3=0.45m （另一解x3=0.05m不符合题意，舍去）。 故选B。 二、多选题 9. 如图所示，水平放置的圆筒绕其中心对称轴匀速转动，筒壁上P处有一小圆孔，筒壁很薄，筒的半径，当圆孔正上方处有一小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径。已知小球刚好能从孔中进入圆筒，并且与圆筒不发生碰撞离开圆筒。空气阻力不计，取，圆筒转动的角速度可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】小球刚落入圆筒时的速度 设小球在圆筒中运动的时间为t，则 解得t=0.4s 则 当n=0时 当时 故选AC。 10. 图甲是“天梯”项目海基平台效果图，该项目是在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”，航天员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中r为航天员到地心的距离，R为地球半径。曲线A为地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系；直线B为航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于质量为m，相对地面静止，在“太空电梯”不同高度的航天员，下列说法正确的是（　　） A. 随着r的增大，航天员的线速度逐渐增大 B. 图乙中为地球同步卫星的轨道半径 C. 航天员随地球自转的周期为 D. 离地高度为2R时（轨道半径小于），航天员对座椅的压力大小为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．航天员的角速度与地球自转角速度相等，半径越大线速度越大，故A正确； B．当时，万有引力刚好提供向心力，故B正确； C.当时，万有引力提供向心力 航天员随地球自转的周期，故C错误； D．根据牛顿第二定律 又在地球表面 得 根据牛顿第三定律，航天员对座椅的压力大小，故D正确。 故选D。 11. 月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似打“水漂”多段减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从点滑入大气层，然后经点从c点“跳出”，经点后再从点“跃入”。点为轨迹最高点，距离地面高度为，已知地球表面重力加速度为，地球半径为。则下列分析正确的是（　　） A. 三点的速率满足 B. 返回舱在点有竖直向下的加速度分量 C. 返回舱在点时的角速度小于 D. 点加速度大小等于 【答案】CD 【解析】 【详解】A．返回舱从点滑入大气层经点到达。点的过程，由于有空气阻力做负功，返回舱的动能减小，故有 从点经点后达到点的过程，不受空气阻力作用，返回舱在该过程机械能守恒，而点和点高度相等，返回舱在两点的重力势能相等，故有 所以 故A错误； B．返回舱由运动到再到的过程中，做曲线运动，合力的方向应指向轨迹的凹侧，所以返回舱在点有向上的加速度分量，故B错误； C．若返回舱过点所在的圆轨道做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力 在地球表面，忽略地球自转，万有引力等于重力有 联立可得 实际上，返回舱经过点的速度 根据线速度与角速度的关系可得 故C正确； D．在点只受到万有引力大小，所以由 根据牛顿第二定律 可得 D正确。 故选CD。 12. 从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的空气阻力的作用。距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能随h的变化如图所示。重力加速度取，则（　　） A. 该物体质量为2kg B. 空气阻力大小为2N C. 全过程所用的时间为 D. 物体运动过程中机械能减小了36J 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据动能定理可得 故图像的斜率绝对值等于物体受到的合力大小；上升阶段有 下降阶段有 联立解得， 故A错误，B正确； D．根据图像可知初动能为72J，回到起点的动能为48J，物体运动过程中机械能减小了24J，故D错误； C．设初速度为v0，则有 解得 上升阶段根据牛顿第二定律可得 解得 则上升阶段所用时间和位移大小分别为， 下降阶段根据牛顿第二定律可得 解得 根据运动学公式可得 解得 则全过程所用的时间为 故C正确。 故选BC。 三、实验题 13. 实验小组用如图甲所示的装置，来探究斜面对平抛运动的制约性，点是A点在水平地面的投影点，是固定在轨道与地面之间的斜面，小球在水平桌面上获得水平向右的速度，然后在A点以水平向右的初速度（可通过安装在A的光电门测出）做平抛运动，落到或平面上，用刻度尺测出小球的落点与之间的距离为，多次做实验，获取数据，画出的关系图像如图乙所示，画出的关系图像如图丙所示，重力加速度为，设，回答下列问题。 （1）图________（选填“乙”或“丙”）说明小球落在水平面上，图________（选填“乙”或“丙”）说明小球落在斜面上； （2）图丙对应小球平抛运动的时间________（选填“是”或“不是”）定值，若图丙的斜率为，则A、两点的高度差为________； （3）若图乙的斜率为，则的正切值为________。 【答案】（1） ①. 丙 ②. 乙 （2） ①. 是 ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]若小球落在斜面AC上，由平抛运动知识，， 综合可得 说明图像是过原点的一条倾斜的直线，对应的图像为图乙，图像的斜率 若小球落到水平面CD上，平抛运动高度不变，运动时间t不变，则有 则关系图像是过原点的一条倾斜直线，对应的图像为图丙，即图丙说明小球落在水平面CD上，图乙说明小球落在斜面AC上。 【小问2详解】 [1][2]图丙对应小球平抛运动的时间是定值，若图丙的斜率为，则有 可得 所以A、B两点的高度差为 【小问3详解】 若图乙的斜率为，则 解得 14. 某同学用如图所示的装置做“验证动能定理”实验，实验操作如下： （1）已知重力加速度为g，小车与遮光片的总质量为M，两光电门间的距离为L，遮光片的宽度为d。 ①调节长木板的倾角，将小车放在长木板靠近滑轮的一侧，砂桶用细绳跨过定滑轮挂在小车上并使细绳平行于长木板。 ②调整砂桶内砂子的质量，使小车以某一初速度沿长木板向下运动时，通过两个光电门的时间相等。 ③取下细绳和砂桶，用天平称得砂桶和砂的总质量为m。再将小车在靠近滑轮的位置由静止释放，小车通过光电门1和光电门2时显示的时间分别为、。则小车从通过光电门1到通过光电门2的过程中，小车所受合力为________。 ④改变砂桶内砂子的质量，重复步骤①②③，通过多组实验数据，做出的图像，若图像斜率k=_______，说明在误差允许的范围内动能定理成立（结果均用已知字母表示）。 （2）实验过程中，________（选填“需要”或“不需要”）满足m<<M。 【答案】（1） ①. mg ②. （2）不需要 【解析】 【小问1详解】 ③[1]小车通过两个光电门的时间相等，可知小车做匀速运动。假设小车重力沿长木板的分量为G1，小车与长木板之间的摩擦力为f，砂桶和砂的总质量为m时小车匀速下滑，根据受力分析可得 所以取下细绳和砂桶后小车沿长木板下滑时有 方向沿长木板向下。 ④[2]小车从通过光电门1到通过光电门2的过程中合力做功为 所以若在误差允许范围内满足等式 即 图像斜率为 则动能定理得以验证。 【小问2详解】 取下细绳和砂桶后小车沿长木板下滑时的合力等于mg，对m的大小并没有要求，对实验结果没有影响，故不需要满足m<<M。 四、解答题 15. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘可绕垂直于盘面的固定对称轴转动，盘面上离转轴距离为处有一质量为的小物块（可视为质点）静止在倾斜的匀质圆盘上，小物块与盘面间的动摩擦因数为，盘面与水平面的夹角。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度大小为g取。若小物块随圆盘匀速转动且小物块与圆盘始终保持相对静止，求： （1）小物块即将滑动时的角速度；（计算结果可保留根式） （2）当角速度达最大值时，小物块运动到最高点时所受摩擦力的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由于小物体随匀质圆盘做圆周运动，其向心力由小物块受到的指向圆心的合力提供，在最低点时摩擦力达到最大，则物块在最低点即将滑动时，由牛顿第二定律有 解得小物块开始滑动的角速度 代入数据解得 【小问2详解】 在最低点，当摩擦力达到最大值时，则 在最高点，根据牛顿第二定律得 代入数据，联立解得 16. 某中学举办了“水火箭比赛”，同学们积极参与，展示了功能各异的水火箭。某组同学的水火箭可以实现“定点打靶”。将目标置于高的竖直墙面上，水火箭装置置于水平地面上A点，发射位置到墙体的水平距离，调整发射角度（为初速度与水平方向夹角），当初速度为时，水火箭恰好垂直墙体击中目标。不计空气阻力，取重力加速度大小，水火箭与目标均可视为质点。 （1）求水火箭发射初速度； （2）若在水火箭前进方向的水平地面上B点放置一枚“拦截型”水火箭，其发射方向竖直向上，A点与B点距离为。为模拟真实的拦截效果，发射水火箭后后发射拦截火箭，要使拦截火箭拦截成功，则“拦截型”水火箭的发射速度v是多少。 【答案】（1），与水平方向的夹角正切值为 （2） 【解析】 【小问1详解】 初速度为的水火箭做斜上抛运动恰好垂直墙体击中目标，由逆向思维法可等效为平抛运动，则有 ， 解得 ， 则水火箭发射的初速度大小为 与水平方向的夹角满足 【小问2详解】 水火箭发射时的竖直分速度为 设水火箭到被拦截所用时间为，则有 可得 要使拦截火箭拦截成功，对发射水火箭，竖直方向有 对“拦截型”水火箭，竖直方向有 解得“拦截型”水火箭的发射速度为 17. 某兴趣小组遥控一辆玩具车（甲图），使其在水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s至14s牵引力的功率保持不变，10s至14s玩具车做匀速直线运动，14s末停止遥控，让玩具车自由滑行，其图像如图乙所示。整个过程中玩具车所受的阻力大小不变。玩具车的质量为，，求： （1）玩具车在4s末牵引力的功率大小； （2）玩具车在2s末的速度的大小； （3）玩具车在2s至10s内通过的距离s。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 14s末停止遥控，由图像可知在14s后的加速度大小为 则玩具车所受的阻力大小为 10s至14s玩具车做匀速直线运动，此时牵引力等于阻力，则此时的功率为 由于2s至14s牵引力的功率保持不变，所以玩具车在4s末牵引力的功率为。 【小问2详解】 设玩具车在内的加速度大小为，则有， 在时，有 联立解得，， 【小问3详解】 玩具车在2s至10s内，根据动能定理可得 代入数据解得玩具车在2s至10s内通过的距离为 18. 如图所示，一粗糙斜面AB与光滑圆弧轨道BCD相切，C为圆弧轨道的最低点，圆弧BC所对圆心角。已知圆弧轨道半径为，斜面AB的长度为。质量为的小物块（可视为质点）从斜面顶端A点处由静止开始沿斜面下滑，从B点进入圆弧轨道运动恰能通过最高点D。，，重力加速度。求： （1）物块通过C点的速度大小。 （2）物块经C点时对圆弧轨道的压力大小。 （3）物块与斜面间的动摩擦因数。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意知小物块沿光滑轨道从C到D且恰能通过最高点，由牛顿第二定律有 解得 从C到D由动能定理可得 代入数据解得 小问2详解】 在C点时由牛顿第二定律可得 由牛顿第三定律得 联立并代入数据得 【小问3详解】 对小物块从A经B到C过程，由动能定理有 结合上述解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$