精品解析：浙江省杭州市学军中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

杭州学军中学2024学年第二学期期中考试 高一物理试卷 第Ⅰ卷（选择题　共42分） 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30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，选对的得3分，选错或未选的得0分） 1. 在单位制中，下面单位不能代表能量的是（　　） A. J B. Kg·m2/s2 C. W D. N·m 2. 2023年10月5日，中国队在杭州亚运会女篮决赛中以74：72战胜日本队，获得冠军。这也是中国女篮第7次获得亚运会金牌。如图为中国队李梦持球进攻时的某张照片，则（　　） A. 全场比赛共四节，每节10min，10min指的是时刻 B. 在考虑篮球投入蓝框中是否旋转时，该篮球可以看作质点 C. 手对篮球产生弹力是因为手发生了形变 D. 篮球刚被投出后受到重力、手的推力和空气阻力 3. 如图所示，一个物体由点出发分别沿三条光滑轨道到达、、，则（　　） A. 物体到达点时的速度最大 B. 物体分别在三条轨道上的运动时间相同 C. 在上运动的加速度最小 D. 物体到达的时间最短 4. 一挡板把两根完全相同的圆木挡在倾角为斜坡上，截面图如图所示。在挡板从竖直位置绕下端O点逆时针缓慢转过角的过程中，若不计摩擦。下列判断正确的是（　　） A. a对b弹力一直减小 B. 斜坡对b的弹力先减少后增大 C. 斜坡对a的弹力一直减小 D. 挡板对a的弹力一直减小 5. 如图是某次网球的飞行轨迹，图中A、B为轨迹上等高的两点，P为最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则该网球（　　） A. 在空中的运动为匀变速曲线运动 B. 经过P点加速度等于重力加速度 C. 经过A、B两点速度大小相等 D. 在段的飞行时间小于在段的飞行时间 6. 节气歌，是我国古代按照节气编写的歌诀，二十四节气准确地反映了自然节律变化，在人们日常生活中发挥了重要的作用。在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为四季。如图所示是地球绕太阳的运动轨迹，则（　　） A. 冬至时地球的公转速度最小 B. 地球在夏至时受到太阳的万有引力大小比在春分时的大 C. 从冬至到夏至，地球受到的引力先做负功再做正功 D. 一年中地球从夏至到秋分的运行时间大于从秋分到冬至的运行时间 7. 关于静电的利用和防范，下列说法中错误的是（　　） A. 静电喷漆时，被喷的金属件与油漆雾滴带异种电荷 B. 油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链可以防止静电产生危害 C. 雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观，这是静电屏蔽的原因 D. 接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属 8. 如图所示，某景区的彩虹滑梯由两段倾角不同的直轨道组成，游客由静止开始从顶端滑到底端，且与两段滑梯间的动摩擦因数相同。用x、a、E、P分别表示其下滑距离、加速度、机械能和重力的功率，t表示所用时间，下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（　　） A. 若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电 B. 不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电 C. 若粒子是从B运动到A，则其加速度增大 D. 若粒子是从B运动到A，则其速度减小 10. 如图所示，一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置，导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为q、2q、3q的微粒，通过多次摆放发现，当三个微粒均静止时，它们距导体棒的距离之比总是，不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒，在导体棒所在的竖直平面内距导体棒1.5h、2.5h处分别放有电子A、B（不计重力），给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动，则A、B做圆周运动的线速度之比为（　　） A. B. C. D. 二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题给出的四个选项中至少有一个是正确的，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或未选的得0分） 11. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲实验利用“放大法”观察玻璃瓶的微小形变 B. 图乙水杯随圆盘一起匀速圆周转动，受重力、支持力、静摩擦力和向心力 C. 图丙货物被起重机竖直向上匀速提起过程中，所受合外力不做功，机械能增加 D. 图丁自动卸货车始终静止在地面上， 车厢在液压机作用下倾角缓慢增大且货物始终没有下滑，该过程中车厢对货物的支持力逐渐变大且做正功 12. 如图所示，在某次排球比赛中，一运动员将排球从A点水平击出，排球击中D点；另一运动员将该排球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最高点为C，排球也击中D点，A、C高度相同。不计空气阻力，下列说法正确的有（　　） A. 两个过程中，排球的飞行时间相等 B 后一个过程中，排球击中D点时速度较大 C. 两个过程中，运动员对排球所做功可能相等 D. 两个过程中，排球击中D点时重力做功的瞬时功率相等 13. 如图，质量为M的木板放在光滑的水平面上，木板的左端有一质量为m的滑块，在滑块上施加一水平向右的恒力F，滑块和木板均由静止开始运动，木板相对地面运动位移为x时二者分离。则下列哪些变化可使x减小（　　） A. 仅增大恒力F B. 仅增大滑块的质量m C. 仅增大木板的质量M D. 仅减小滑块与木板间的动摩擦因数 第Ⅱ卷（非选择题　共58分） 三、实验题 14. 在“探究平抛运动的特点”的实验中： （1）某同学获得了一个小球做平抛运动时的频闪照片，该同学以小球平抛的初始位置为坐标原点建立了如图所示的坐标系，其中y轴正方向竖直向下，假设球在“1” “2” “3”三位置的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2）和（x3，y3），以下说法正确的是 （多选）； A. 研究水平分运动时应有 B. 研究水平分运动时应有 C 研究竖直分运动时应有 D. 研究竖直分运动时应有 （2）某同学在分析小球运动轨迹时发现初始两个位置已经污损，该同学又以“1”位置球心所在处为坐标原点建立如图所示的坐标系，测量出此时“2”、“3”位置的坐标为（0.0720m，0.0600m）、（0.1440m，0.1600m），若小球实际的位移是照片上的10倍，则小球平抛的初速度大小为_________m/s（g取10m/s2，计算结果保留三位有效数字）。 15. 以下是利用落体法验证机械能守恒定律的两种方案。 （1）采用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。 ①图乙中的纸带是实验过程中打点计时器打出的一条纸带。打点计时器频率为50 Hz，打下O点（图中未标出）时，钩码开始下落，、、是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的0刻线与O点对齐，、、三个点所对刻度如图乙所示。打点计时器在打出b点时钩码下落的速度为_______m/s（计算结果保留三位有效数字）； ②若打点计时器在打出b点时的速度表示为，钩码下落的高度表示为，当地的重力加速度为g，若在误差允许范围内表达式_______（用题中所给的物理量表示）成立，则机械能守恒。 （2）采用光电门验证机械能守恒定律，装置如图丙所示。切断电磁铁电源，让小钢球自由下落，下落过程中小钢球经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小钢球通过光电门1、2的时间、，用刻度尺测出两光电门间距离h，已知小钢球的直径为d，当地的重力加速度为g。 ①小钢球通过光电门1时的瞬时速度________（用题中所给的物理量表示）； ②保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出随h变化的图像，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率________（用题中所给的物理量表示），就可以验证小钢球下落过程中机械能守恒； ③若考虑空气阻力的影响，则实验得出的随h变化的图像的斜率一定________（填“大于”“小于”或“等于”）不考虑空气阻力时图线的斜率。 四、解答题 16. 如图所示，用绝缘细线将质量为4×10−3kg的带电小球悬挂在O点下，当空间加方向水平向右、大小为1×104N/C的匀强电场，小球再次静止时细线与竖直方向夹角为37°，此时小球距地面的高度为20cm。不计空气阻力，sin37°=0.6，g取10m/s2。求： （1）小球的带电性质及电量； （2）细线的拉力大小； （3）如果剪断细线，则小球经过多长时间着地。 17. 北京时间2024年6月4日7时38分，嫦娥六号着陆器上的上升器携带月球样品自月球背面起飞，成功将上升器送入预定环月轨道。6月6日14时48分，嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体（简称“组合体”）完成月球轨道的交会对接。已知上升器（含样品）的总质量为m，月球质量为M，月球的半径R，组合体到月球中心的距离为r，引力常量为G，忽略月球的自转。 （1）求月球表面的重力加速度大小g； （2）月球表面没有大气层。上升器从着陆器上发射时，通过推进剂燃烧产生高温高压气体，从尾部向下喷出而获得动力。若发射之初上升器加速度大小为a，方向竖直向上，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体对上升器的作用力大小F； （3）取上升器与月球相距无穷远时引力势能为零，它们距离为r时，引力势能为，求上升器从月球表面返回并与组合体成功对接所需要的最少能量E。 18. 图甲为老师办公桌的抽屉柜。已知抽屉的质量M = 1.8 kg，长度d = 0.8 m，其中放有质量m = 0.2 kg，长s = 0.2 m的书本，书本的四边与抽屉的四边均平行。书本的右端与抽屉的右端相距也为s，如图乙所示。不计柜体和抽屉的厚度以及抽屉与柜体间的摩擦，书本与抽屉间的动摩擦因数μ = 0.1。现用水平力F将抽屉抽出，抽屉遇到柜体的挡板时立即锁定不动。重力加速度g = 10 m/s2。 （1）F = 1.8 N时，书本和抽屉一起向右运动，求与挡板碰前瞬间抽屉的速度大小v； （2）要使书本和抽屉不发生相对滑动，求F的最大值Fm； （3）F = 3.8 N时，求书本最终停止时，书本和抽屉因摩擦产生的内能ΔU。 19. 某兴趣小组设计了一个游戏装置，其简化模型如图所示，斜面轨道AB长、倾角，与小球间动摩擦因数；BC为光滑水平轨道；CDEFG轨道竖直放置，由4个半径的四分之一光滑圆弧轨道组成，D点与F点为竖直连接点，当小球在圆弧轨道上运动时，轨道与小球间存在沿半径方向、大小为的特殊引力；GH为粗糙水平轨道，轨道某处与小球的摩擦因数为（其中x表示GH上某点到G点的距离）；上述各部分轨道平滑连接，一质量为的小球从斜面顶端A点以一定的初速度沿斜面滑下，不计空气阻力，g取。（提醒：可以用图像下的“面积”代表力F做的功）。 （1）若小球以的初速度从A点滑下时 ①求小球到达斜面底端B点的速度； ②求小球刚过D点瞬间对轨道的压力； （2）要使小球能沿轨道运动，最后成功停在GH上区间，求小球在A点初速度的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 杭州学军中学2024学年第二学期期中考试 高一物理试卷 第Ⅰ卷（选择题　共42分） 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30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，选对的得3分，选错或未选的得0分） 1. 在单位制中，下面单位不能代表能量的是（　　） A. J B. Kg·m2/s2 C. W D. N·m 【答案】C 【解析】 【详解】 ABD正确，都代表能量的单位；W是功率的单位，C错误。 选不正确的，故选C。 2. 2023年10月5日，中国队在杭州亚运会女篮决赛中以74：72战胜日本队，获得冠军。这也是中国女篮第7次获得亚运会金牌。如图为中国队李梦持球进攻时的某张照片，则（　　） A. 全场比赛共四节，每节10min，10min指的是时刻 B. 在考虑篮球投入蓝框中是否旋转时，该篮球可以看作质点 C. 手对篮球产生弹力是因为手发生了形变 D. 篮球刚被投出后受到重力、手的推力和空气阻力 【答案】C 【解析】 【详解】A．10min是一个时间段，指是时间间隔，故A错误； B．在考虑篮球投入蓝框中是否旋转时，该篮球的大小和形状不能忽略，所以篮球不可以看作质点，故B错误； C．手对篮球产生弹力是因为手发生了形变且要恢复原状，于是对与手接触的篮球发生了弹力的作用，故C正确； D．篮球刚被投出后受到重力和空气阻力，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，一个物体由点出发分别沿三条光滑轨道到达、、，则（　　） A. 物体到达点时的速度最大 B. 物体分别在三条轨道上的运动时间相同 C. 在上运动的加速度最小 D. 物体到达时间最短 【答案】D 【解析】 【详解】AC．对物体受力分析，由牛顿第二定律 可得，物体在斜面上的加速度为 因为 所以 物体到达点时的加速度最大。由运动学公式 其中 可得 所以物体到、、时速度大小相等，故AC错误； BD．由运动学公式 其中 ， 可得 因为 所以 所以物体到达的时间最短，故B错误，D正确。 故选D。 4. 一挡板把两根完全相同的圆木挡在倾角为斜坡上，截面图如图所示。在挡板从竖直位置绕下端O点逆时针缓慢转过角的过程中，若不计摩擦。下列判断正确的是（　　） A. a对b的弹力一直减小 B. 斜坡对b的弹力先减少后增大 C. 斜坡对a的弹力一直减小 D. 挡板对a的弹力一直减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．转动挡板过程中、斜坡对的弹力方向不变，的重力不变，根据平衡条件可知、斜坡对的弹力大小也不变，故a对b的弹力、斜坡对b的弹力不变，故AB错误； CD．对整体受力分析，如图所示，可知在挡板从竖直位置绕下端点逆时针缓慢转过角过程中，斜坡对整体弹力一直减小，而斜坡对的弹力不变，则斜坡对的弹力一直减小，挡板对整体弹力先减小后增大，即对的弹力先减小后增大，故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图是某次网球的飞行轨迹，图中A、B为轨迹上等高的两点，P为最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则该网球（　　） A. 在空中的运动为匀变速曲线运动 B. 经过P点的加速度等于重力加速度 C. 经过A、B两点的速度大小相等 D. 在段的飞行时间小于在段的飞行时间 【答案】D 【解析】 【详解】AC．羽毛球在运动过程中受到自身重力和空气阻力作用，其合力是变化的，做变加速曲线运动，且空气阻力做负功，羽毛球的机械能减小，由于A、B为同一轨迹上等高的两点，则羽毛球在A点的速度大于在B点的速度。故AC错误； B．经过P点时羽毛球受重力与空气阻力的作用，加速度不等于重力加速度。故B错误； D．由于存在空气阻力与运动方向相反，AP段羽毛球处于上升阶段，可知羽毛球竖直向下的加速度大于重力加速度，而PB段羽毛球处于下降阶段，羽毛球竖直向下的加速度小于重力加速度，由于上升与下降阶段，竖直方向的位移大小相等，由 可知AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间。故D正确。 故选D。 6. 节气歌，是我国古代按照节气编写的歌诀，二十四节气准确地反映了自然节律变化，在人们日常生活中发挥了重要的作用。在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为四季。如图所示是地球绕太阳的运动轨迹，则（　　） A. 冬至时地球的公转速度最小 B. 地球在夏至时受到太阳的万有引力大小比在春分时的大 C. 从冬至到夏至，地球受到的引力先做负功再做正功 D. 一年中地球从夏至到秋分的运行时间大于从秋分到冬至的运行时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，地球在近日点的公转速度最大，在远日点的公转速度最小，故冬至时地球的公转速度最大，故A错误； B．根据万有引力定律有 可知地球在夏至时受到太阳的万有引力大小比在春分时的小，故B错误； C．从冬至到夏至，地球一直远离太阳，万有引力一直做负功，故C错误； D．根据开普勒第二定律可知，地球从夏至到秋分的运行平均速率小于从秋分到冬至的运行平均速率，所以从夏至到秋分的运行时间大于从秋分到冬至的运行时间，故D正确。 故选D。 7. 关于静电的利用和防范，下列说法中错误的是（　　） A. 静电喷漆时，被喷的金属件与油漆雾滴带异种电荷 B. 油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链可以防止静电产生危害 C. 雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观，这是静电屏蔽的原因 D. 接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属 【答案】C 【解析】 【详解】A．接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。故静电喷漆时，被喷的金属件与油漆雾滴带异种电荷，A正确，不符合题意； B．油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链可以防止静电产生危害，B正确，不符合题意； C．武当山重峦叠嶂，气候多变，云层常带大量电荷。金殿屹立峰巅，是一个庞大的优良导体。当带电的积雨云移来时，云层与金殿顶部之间形成巨大的电压，使空气电离，产生电弧，也就是闪电。强大的电弧使周围空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球，并伴有雷鸣。金殿顶部，除海马等屋脊上的装饰外，很少有带尖的结构，不易放电，所以能使电压升得比较高，保证“炼殿”之需，不属于静电屏蔽现象，C错误，符合题意； D．接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属，否则人体静电会损坏电路元件，D正确，不符合题意。 故选C 8. 如图所示，某景区的彩虹滑梯由两段倾角不同的直轨道组成，游客由静止开始从顶端滑到底端，且与两段滑梯间的动摩擦因数相同。用x、a、E、P分别表示其下滑距离、加速度、机械能和重力的功率，t表示所用时间，下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．游客沿两段轨道上都做匀加速直线运动，第一段有 第二段有 （是游客在第一段轨道上运动的总时间），两段路程和时间都是二次函数关系，图像都是抛物线的一部分，故A错误； B．设第一段倾角为θ，由牛顿第二定律 解得 第二段倾角为α，由牛顿第二定律得 解得 因为两段加速度都是定值，不随时间变化，故B错误； C．设游客初始机械能为，在第一段过程由功能关系得 在第二段过程由功能关系得 L是第一段轨道的长度，而x和时间t都是二次函数关系，则图像应是抛物线的一部分，故C错误； D．第一段重力的功率为 P与时间成正比；第二段重力的功率为 P与t成一次函数关系，两段图像均为直线，且第一段直线的斜率比第二段的大，故D正确。 故选D。 9. 如图所示，带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（　　） A. 若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电 B. 不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电 C. 若粒子从B运动到A，则其加速度增大 D. 若粒子是从B运动到A，则其速度减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据做曲线运动的物体所受合外力方向指向曲线内侧，可知静电力与电场线的方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，故A错误，B正确； C．电场线密的地方电场强度大，所以粒子在B点时受到的静电力大，在B点时的加速度较大，若粒子是从B运动到A，则其加速度减小，故C错误； D．从B到A过程中静电力与速度的方向成锐角，速度增大，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置，导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为q、2q、3q的微粒，通过多次摆放发现，当三个微粒均静止时，它们距导体棒的距离之比总是，不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒，在导体棒所在的竖直平面内距导体棒1.5h、2.5h处分别放有电子A、B（不计重力），给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动，则A、B做圆周运动的线速度之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设q、2q、3q所在位置对应的电场强度为，的由平衡条件得 即 而它们距导体棒的距离之比总是，可知某点电场强度的大小与该点到导体棒的距离成反比。则任意一点的电场强度大小可写成 （k为常量） 由于电子绕导体棒做匀速圆周运动，则 解得 故选A。 二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题给出的四个选项中至少有一个是正确的，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或未选的得0分） 11. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲实验利用“放大法”观察玻璃瓶的微小形变 B. 图乙水杯随圆盘一起匀速圆周转动，受重力、支持力、静摩擦力和向心力 C. 图丙货物被起重机竖直向上匀速提起过程中，所受合外力不做功，机械能增加 D. 图丁自动卸货车始终静止在地面上， 车厢在液压机作用下倾角缓慢增大且货物始终没有下滑，该过程中车厢对货物的支持力逐渐变大且做正功 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．图甲实验能过细管中液面的上升情况来分析瓶子的微小形变，是利用了“放大法”的物理原理，故A正确； B．向心力是效果力，匀速圆周运动中向心力由合外力提供，物体受到重力、支持力和摩擦力作用，故B错误； C．货物被起重机竖直向上匀速提起过程中，动能不变，所受合外力不做功，但重力势能增大了，所以机械能增加了，故C正确； D．根据 FN=mgcosθ 可知，随着斜面倾角增大，支持力逐渐变小，支持力做正功，故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，在某次排球比赛中，一运动员将排球从A点水平击出，排球击中D点；另一运动员将该排球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最高点为C，排球也击中D点，A、C高度相同。不计空气阻力，下列说法正确的有（　　） A. 两个过程中，排球的飞行时间相等 B. 后一个过程中，排球击中D点时速度较大 C. 两个过程中，运动员对排球所做功可能相等 D. 两个过程中，排球击中D点时重力做功的瞬时功率相等 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．由于从A、B两点出发的排球都能到达D点，球从C到地面在竖直方向做自由落体运动，可得 ， 由于水平方向的位移相同，根据可知 根据速度的合成可知，从A点抛出时的排球速度，球落到D点时的速度为 从B点抛出时的排球速度球落到D点的速度为 所以在两个过程中，后一个过程排球击中D点时的速度较小，故A、B错误； C．第一个过程中运动员对排球做的功，由功能关系有 同理，第二个过程中运动员对排球做的功为 由于，可知W1可能等于W2，C正确； D．由于排球在竖直方向做自由落体运动，下落的高度相同，根据 可知，落地时竖直方向的分速度相同，则重力的瞬时功率 故两个过程中，排球击中D点时重力做功的瞬时功率相等，故D正确。 故选CD。 13. 如图，质量为M的木板放在光滑的水平面上，木板的左端有一质量为m的滑块，在滑块上施加一水平向右的恒力F，滑块和木板均由静止开始运动，木板相对地面运动位移为x时二者分离。则下列哪些变化可使x减小（　　） A. 仅增大恒力F B. 仅增大滑块的质量m C. 仅增大木板的质量M D. 仅减小滑块与木板间的动摩擦因数 【答案】ACD 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得木块的加速度为 木板加速度为 设板长为L，根据 得 木块相对地面运动位移为 A．若仅增大恒力F，则木块的加速度变大，木板的加速度不变，则x减小，故A正确； B．若仅增大木块的质量m，则木块的加速度减小，木板的加速度增大，则x增大，故B错误； C．若仅增大木板的质量M，木块的加速度不变，木板的加速度减小，则x减小，故C正确； D．若仅减小木块与木板间的动摩擦因数，则木块的加速度变大，木板的加速度减小，则x减小，故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题　共58分） 三、实验题 14. 在“探究平抛运动的特点”的实验中： （1）某同学获得了一个小球做平抛运动时的频闪照片，该同学以小球平抛的初始位置为坐标原点建立了如图所示的坐标系，其中y轴正方向竖直向下，假设球在“1” “2” “3”三位置的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2）和（x3，y3），以下说法正确的是 （多选）； A. 研究水平分运动时应有 B. 研究水平分运动时应有 C. 研究竖直分运动时应有 D. 研究竖直分运动时应有 （2）某同学在分析小球运动轨迹时发现初始两个位置已经污损，该同学又以“1”位置球心所在处为坐标原点建立如图所示的坐标系，测量出此时“2”、“3”位置的坐标为（0.0720m，0.0600m）、（0.1440m，0.1600m），若小球实际的位移是照片上的10倍，则小球平抛的初速度大小为_________m/s（g取10m/s2，计算结果保留三位有效数字）。 【答案】（1）BD （2）3.60 【解析】 【小问1详解】 平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，竖直分运动为自由落体运动，由于1、2和2、3位置之间的时间间隔相等，则根据运动学规律可知，研究水平分运动时应有 根据逐差相等 可知，研究研究竖直分运动时应有 故选BD。 【小问2详解】 在竖直方向，根据逐差相等 可得，位置1、2、3相邻位置间时间为 在水平方向 15. 以下是利用落体法验证机械能守恒定律的两种方案。 （1）采用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示。 ①图乙中的纸带是实验过程中打点计时器打出的一条纸带。打点计时器频率为50 Hz，打下O点（图中未标出）时，钩码开始下落，、、是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的0刻线与O点对齐，、、三个点所对刻度如图乙所示。打点计时器在打出b点时钩码下落的速度为_______m/s（计算结果保留三位有效数字）； ②若打点计时器在打出b点时的速度表示为，钩码下落的高度表示为，当地的重力加速度为g，若在误差允许范围内表达式_______（用题中所给的物理量表示）成立，则机械能守恒。 （2）采用光电门验证机械能守恒定律，装置如图丙所示。切断电磁铁电源，让小钢球自由下落，下落过程中小钢球经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小钢球通过光电门1、2的时间、，用刻度尺测出两光电门间距离h，已知小钢球的直径为d，当地的重力加速度为g。 ①小钢球通过光电门1时的瞬时速度________（用题中所给的物理量表示）； ②保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出随h变化的图像，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率________（用题中所给的物理量表示），就可以验证小钢球下落过程中机械能守恒； ③若考虑空气阻力的影响，则实验得出的随h变化的图像的斜率一定________（填“大于”“小于”或“等于”）不考虑空气阻力时图线的斜率。 【答案】 ①. 1.95 ②. ③. ④. ⑤. 小于 【解析】 【详解】（1）①[1]用、两点之间的平均速度代表b点的瞬时速度有 ②[2]若机械能守恒，则有 整理后有 （2）①[3]小钢球通过光电门1时的瞬时速度为 ②[4]不考虑空气阻力，由 ，， 可得 由此可知若随h变化图像的斜率为 就可以验证小钢球下落过程中机械能守恒； ③[5]考虑空气阻力的影响，则小钢球下落的加速度小于g，由可知，实验得出的随h变化的图像的斜率一定小于不考虑空气阻力时图线的斜率。 四、解答题 16. 如图所示，用绝缘细线将质量为4×10−3kg的带电小球悬挂在O点下，当空间加方向水平向右、大小为1×104N/C的匀强电场，小球再次静止时细线与竖直方向夹角为37°，此时小球距地面的高度为20cm。不计空气阻力，sin37°=0.6，g取10m/s2。求： （1）小球的带电性质及电量； （2）细线的拉力大小； （3）如果剪断细线，则小球经过多长时间着地。 【答案】（1）带正电， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球进行受力分析，小球受到竖直向下的重力、沿绳子方向的拉力，则电场力向右才可能维持平衡，因此小球带正电。根据平衡条件可知 代入数据解得 【小问2详解】 设绳子的拉力大小为，根据平衡条件可知 代入数据解得 【小问3详解】 剪断细线，小球在竖直方向上做自由落体运动，则有 代入数据解得 17. 北京时间2024年6月4日7时38分，嫦娥六号着陆器上的上升器携带月球样品自月球背面起飞，成功将上升器送入预定环月轨道。6月6日14时48分，嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体（简称“组合体”）完成月球轨道的交会对接。已知上升器（含样品）的总质量为m，月球质量为M，月球的半径R，组合体到月球中心的距离为r，引力常量为G，忽略月球的自转。 （1）求月球表面的重力加速度大小g； （2）月球表面没有大气层。上升器从着陆器上发射时，通过推进剂燃烧产生高温高压气体，从尾部向下喷出而获得动力。若发射之初上升器加速度大小为a，方向竖直向上，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体对上升器的作用力大小F； （3）取上升器与月球相距无穷远时引力势能为零，它们距离为r时，引力势能为，求上升器从月球表面返回并与组合体成功对接所需要的最少能量E。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 质量为的物体放在月球表面，由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 取向上为正，对于上升器 解得 【小问3详解】 组合体在环月轨道上做圆周运动时，有 解得 上升器从月球表面到返回组合体过程中引力势能的变化量为 上升器从月球表面返回并与组合体成功对接需要的能量至少为 18. 图甲为老师办公桌的抽屉柜。已知抽屉的质量M = 1.8 kg，长度d = 0.8 m，其中放有质量m = 0.2 kg，长s = 0.2 m的书本，书本的四边与抽屉的四边均平行。书本的右端与抽屉的右端相距也为s，如图乙所示。不计柜体和抽屉的厚度以及抽屉与柜体间的摩擦，书本与抽屉间的动摩擦因数μ = 0.1。现用水平力F将抽屉抽出，抽屉遇到柜体的挡板时立即锁定不动。重力加速度g = 10 m/s2。 （1）F = 1.8 N时，书本和抽屉一起向右运动，求与挡板碰前瞬间抽屉的速度大小v； （2）要使书本和抽屉不发生相对滑动，求F的最大值Fm； （3）F = 3.8 N时，求书本最终停止时，书本和抽屉因摩擦产生的内能ΔU。 【答案】（1）1.2 m/s （2）2 N （3）0.16 J 【解析】 【小问1详解】 对书本和抽屉由牛顿第二定律可得 解得 根据运动学公式可得 解得与挡板碰前瞬间抽屉的速度大小为 【小问2详解】 对书本由牛顿第二定律有 解得 对抽屉和书本整体由牛顿第二定律有 解得要使书本和抽屉不发生相对滑动，F的最大值为 【小问3详解】 由于 可知书本和抽屉有相对滑动；对抽屉，由牛顿第二定律有 解得 设抽屉的运动时间为t2，根据运动学公式可得 解得 此时，书本的速度为 书本通过的位移大小为 此后书本经过x3速度减为0，则有 则书本最终停止时，书本和抽屉因摩擦产生的内能为 解得 19. 某兴趣小组设计了一个游戏装置，其简化模型如图所示，斜面轨道AB长、倾角，与小球间动摩擦因数；BC为光滑水平轨道；CDEFG轨道竖直放置，由4个半径的四分之一光滑圆弧轨道组成，D点与F点为竖直连接点，当小球在圆弧轨道上运动时，轨道与小球间存在沿半径方向、大小为的特殊引力；GH为粗糙水平轨道，轨道某处与小球的摩擦因数为（其中x表示GH上某点到G点的距离）；上述各部分轨道平滑连接，一质量为的小球从斜面顶端A点以一定的初速度沿斜面滑下，不计空气阻力，g取。（提醒：可以用图像下的“面积”代表力F做的功）。 （1）若小球以的初速度从A点滑下时 ①求小球到达斜面底端B点的速度； ②求小球刚过D点瞬间对轨道的压力； （2）要使小球能沿轨道运动，最后成功停在GH上区间，求小球在A点初速度的取值范围。 【答案】（1）①；②0；（2） 【解析】 【详解】（1）①小球从斜面上滑下，由 得 由 得 ②小球从B到D点 得 小球刚过D点 得 由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力为0 （2）①要使小球不脱离圆轨道，对应最大速度时，在刚过D点刚好不脱离轨道，则由上题②可知 ②要使小球能通过圆轨道，对应最小速度时，在E点速度为0，小球从B到E点 得 ③要使小球能成功停在GH上区间，有 得 综上 小球从A到B过程，由 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $