精品解析：四川省成都市铁路中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

成都铁中2024-2025学年（下）高2025级半期考试试题 高一物理 （满分100分，考试时间75分钟） 一、单项选择题：本大题共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. 小越同学在课本中选取了四幅图片，如图所示，他的观点正确的是（ ） A. 图甲，喷泉斜向上喷出的水到最高点时的速度为零 B. 图乙，桶内衣物上的水滴被甩出是因为水滴受到离心力的作用 C 图丙，用不同力度打击弹性金属片，高度一定时，力度越大，A球运动时间越长 D. 图丁，液压杆缓慢将车厢顶起过程中（货物相对车厢静止），支持力对货物做正功 2. “天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（　　） A. 发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间 B. 从P点转移到Q点的时间小于6个月 C. 在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度 D. 在停泊轨道的机械能比在调相轨道的机械能小 3. 如图所示，一人随电梯由静止开始先匀加速后匀速向上运动，从电梯开始运动时计时，下列关于人受到的摩擦力f、支持力、人的动能以及重力势能随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，轻弹簧上端固定，下端系一物体，物体在A处时，弹簧处于原长状态，现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开，此过程中，手的支持力对物体所做的功的绝对值为W。不考虑空气阻力，关于此过程，下列说法正确的有（已知弹簧弹性势能为，其中x为弹簧的形变量）（　　） A. 手对物体做的一定是正功 B. 物体重力势能减小量可能小于W C. 物体与弹簧组成系统机械能增加量为W D. 若将物体从A处由静止释放，则物体到达B处时的动能为W 5. 如图甲所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，细线一端与可看成质点的质量为m的小球相连，另一端穿入小孔O与力传感器（位于斜面体内部）连接，传感器可实时记录细线拉力大小及扫过的角度。初始时，细线水平，小球位于小孔O的右侧，现敲击小球，使小球获得一平行于斜面向上的初速度v0，此后传感器记录细线拉力T的大小随细线扫过角度α的变化图像如图乙所示，图中F0已知，小球到O点距离为l，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 小球位于初始位置时的加速度大小为 B. 小球通过最高点时速度大小为 C. 小球通过最高点时速度大小为 D. 小球通过最低点时速度大小为 6. 长3L的轻杆两端分别固定有质量均为2m的小铁球，杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放，当杆到达竖直位置时，下列说法中错误的是（　　） A. 球1的速度为 B. 球2的速度为 C. 轻杆对球2的作用力F的大小3.6mg D. 轻杆对球2做功为-2mgL 7. 如图甲所示，可视为质点的物体以一定的初速度从倾角的斜面底端沿斜面向上运动。现以斜面底端为坐标原点，沿斜面建立坐标轴x，选择地面为零势能面。坐标原点处固定一厚度不计的弹性挡板，物体第一次上升过程中的动能和重力势能随坐标x的变化如图乙所示。g取，则（　　） A. 物体的质量为0.8kg B. 物体与斜面之间的动摩擦因数为0.2 C. 物块从开始到停止运动的总路程为12.5m D. 物体在第一次上升过程中机械能减少了15J 二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 如图所示，三个光滑斜面均固定于同一水平地面上，它们的高度相同倾角不同，斜面的倾角分别为，，，现将质量相同的三个小物体分别由三个光滑斜面的顶端同时由静止释放，并运动到各自斜面的底端以下说法中正确的是（　　） A. 沿乙斜面下滑的小物体，下滑时间最短 B. 三个小物体在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，所受重力做的功相等 C. 三个小物体在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，沿甲斜面下滑的小物体所受重力做功的平均功率最小 D. 三个小物体在运动到斜面底端时，沿丙斜面下滑的小物体所受重力做功的瞬时功率最小 9. 如图甲所示，一长木板P静止于水平地面上，t=0时小物块Q以4m/s的初速度从左端滑上长木板，二者的速度随时间的变化情况如图乙所示，运动过程中，小物块始终未离开长木板。已知长木板P质量为1kg，小物块Q质量为3kg，重力加速度g取10m/s2，在运动的全过程中（　　） A. 小物块与长木板之间的动摩擦因数为0.2 B. 长木板与地面之间的动摩擦因数为0.05 C. 小物块与长木板之间因摩擦产生的热量为6J D. 小物块对长木板所做的功为12J 10. 如图所示，圆心在点、半径为的光滑圆弧轨道竖直固定在水平桌面上，端装有轻质定滑轮，与的夹角为，轨道最低点A与桌面相切。一足够长的轻绳跨过定滑轮，两端分别系着质量为和的两小球（均可视为质点），将由点静止释放后，沿圆弧下滑，不计一切摩擦。则（ ） A. 在由点下滑到A点过程中两球速度大小始终相等 B. 在由点下滑到A点的过程中，重力对做功功率先增大后减小 C. 若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则 D. 在由点下滑到A点的过程中，机械能守恒 三、实验题：本大题共2大题，共15分。 11. 如图1所示，某同学用此装置做验证动能定理实验，方法是验证相同的橡皮筋对小车做功等于小车动能变化量。他这样操作：当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条…橡皮筋重复实验时，保持每次橡皮筋形变量一样，分别记每次实验中橡皮筋所做的功为2W、3W…。对应每次橡皮筋弹开小车后的速度可由纸带求出，电源频率为50Hz。 （1）本实验___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力； （2）橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第五次的纸带（如图2所示）可以看出小车接在纸带的___________（填“左边”或“右边”）。求得小车获得的速度为___________m/s（保留两2位有效数字）； （3）根据多次测量数据画出W—v2图像如图3所示，图线不过原点的原因是______________________。 12. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示。 （1）实验步骤： ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于，将导轨调至水平； ②用游标卡尺测量挡光条的宽度为； ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离______________； ④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； ⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和； ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。 （2）用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式： ①滑块通过光电门1和光电门2时的瞬时速度分别为______________和______________。 ②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为______________和______________。 ③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量______________（重力加速度为g）。 （3）如果______________，则可认为该实验验证了机械能守恒定律。 四、计算题（本题共3小题，13小题12分，14小题14分，15小题16分，共42分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位） 13. 如图甲为在检测某种汽车性能。质量的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度，并描绘出的图像如图乙所示（图线ABC为汽车由静止到达到最大速度的全过程，AB、BC均为直线，且BC延长线恰好过原点），假设该汽车行驶过程中所受的阻力恒定。 （1）请说明汽车从B到C做什么运动； （2）求该汽车的额定功率； （3）该汽车由静止开始运动，经过35s达到最大速度，求汽车匀加速行驶的时间和其在BC段的位移大小。 14. 如图所示，半径R = 1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心0的连线与水平方向的夹角θ = 37°，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M = 2kg，上表面与C点等高。质量为m = 1kg的物块（可视为质点）从空中A点以某一初速度水平抛出，恰好从圆弧轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数μ = 0.2，物块经过C点的速度vC = 6m/s，已知g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，求： （1）若木板足够长，物块滑上木板到与木板相对静止的过程中摩擦力对木板所做的功和系统产生的内能； （2）物块在A点的抛出速度v0大小。 15. 如图所示，水平传送带AB长，以的速度顺时针转动，传送带与半径可调的竖直光滑半圆轨道BCD平滑连接，CD段为光滑管道，小物块（可视为质点）轻放在传送带左端，已知小物块的质量，与传送带间的动摩擦因数，，重力加速度。 （1）求小物块到达B点时的速度大小； （2）求由于传送小物块，电动机多做的功； （3）若要使小物块从D点飞出后落回传送带水平距离最大，求半圆轨道半径R的大小； （4）若小物块在半圆轨道内运动时始终不脱离轨道且不从D点飞出，求半圆轨道半径R的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 成都铁中2024-2025学年（下）高2025级半期考试试题 高一物理 （满分100分，考试时间75分钟） 一、单项选择题：本大题共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. 小越同学在课本中选取了四幅图片，如图所示，他的观点正确的是（ ） A. 图甲，喷泉斜向上喷出的水到最高点时的速度为零 B. 图乙，桶内衣物上的水滴被甩出是因为水滴受到离心力的作用 C. 图丙，用不同力度打击弹性金属片，高度一定时，力度越大，A球运动时间越长 D. 图丁，液压杆缓慢将车厢顶起过程中（货物相对车厢静止），支持力对货物做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．喷泉斜向上喷出的水到最高点时竖直方向上的速度为零，但水平方向上的速度不为零，A错误； B．水滴在衣服上的附着力小于其圆周运动所需的向心力时，水滴会做离心运动，从而被甩出去，向心力、离心力都是效果力，不能说水滴受到离心力的作用，B错误； C．平抛运动在水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，根据自由落体运动规律 解得 因此A球在空中运动的时间只与竖直高度有关，C错误； D．对货物受力分析可知，支持力的方向与货物上升位移的夹角为锐角，故支持力对其做正功，D正确。 故选D。 2. “天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（　　） A. 发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间 B. 从P点转移到Q点的时间小于6个月 C. 在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度 D. 在停泊轨道的机械能比在调相轨道的机械能小 【答案】D 【解析】 【详解】A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误； B．地球公转周期为12个月，根据开普勒第三定律 可知，天问一号在地火转移轨道的轨道半径大于地球的公转半径，则运行周期大于12个月，从P点运动到Q点的时间大于6个月，故B错误； C．天问一号在Q点点火加速进入火星轨道，则在地火转移轨道运动时，Q点的速度小于火星轨道的速度，根据万有引力提供向心力有 可得 可知地球半径小于火星公转半径，则地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，则在地火转移轨道运动时，Q点的速度小于地球绕太阳的速度，故C错误。 D．因在环绕火星调相轨道变轨到停泊轨道，降轨要点火减速，则停泊轨道机械能小，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，一人随电梯由静止开始先匀加速后匀速向上运动，从电梯开始运动时计时，下列关于人受到的摩擦力f、支持力、人的动能以及重力势能随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．电梯先匀加速上升再匀速上升，对运动过程受力分析结合牛顿第二定律的同向性可知人先受摩擦力后不受摩擦力，A错误； B．加速上升阶段，加速度向上，人受到的支持力大于重力，匀速上升阶段，支持力等于重力，B错误； C．人的动能先增大后不变，动能增大阶段，动能表达式 C正确； D．设电梯的倾角为，加速运动时，上升的高度随时间的关系为 重力势能随时间变化的关系为 D错误。 故选C。 4. 如图所示，轻弹簧上端固定，下端系一物体，物体在A处时，弹簧处于原长状态，现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开，此过程中，手的支持力对物体所做的功的绝对值为W。不考虑空气阻力，关于此过程，下列说法正确的有（已知弹簧弹性势能为，其中x为弹簧的形变量）（　　） A. 手对物体做的一定是正功 B. 物体重力势能减小量可能小于W C. 物体与弹簧组成的系统机械能增加量为W D. 若将物体从A处由静止释放，则物体到达B处时的动能为W 【答案】D 【解析】 【详解】A．手的支持力向上，物体的位移向下，根据功的定义知手对物体一定做负功，故A错误； B．重物在向下运动的过程中，重力对物体做正功，其重力势能减小。设物体克服弹簧拉力做功为W弹，根据动能定理得 物体重力势能减小量 故物体重力势能减小量一定大于W，故B错误； C．物体克服手的支持力所做的功为W，由功能关系知，系统的机械能减小量为W，故C错误； D．由题，由动能定理知 在B点，由平衡条件有 又 联立得 重物从静止下落到B速度最大的过程中，根据动能定理，有 得 故D正确。 故选D。 5. 如图甲所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，细线一端与可看成质点的质量为m的小球相连，另一端穿入小孔O与力传感器（位于斜面体内部）连接，传感器可实时记录细线拉力大小及扫过的角度。初始时，细线水平，小球位于小孔O的右侧，现敲击小球，使小球获得一平行于斜面向上的初速度v0，此后传感器记录细线拉力T的大小随细线扫过角度α的变化图像如图乙所示，图中F0已知，小球到O点距离为l，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 小球位于初始位置时的加速度大小为 B. 小球通过最高点时速度大小为 C. 小球通过最高点时速度大小为 D. 小球通过最低点时速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．位于初始位置时的向心加速度 沿斜面向下的加速度 根据平行四边形定则知，则小球位于初始位置时加速度大于，故A错误； B．由图乙可知，小球通过最高点时细线的拉力最小，为零，则有 解得小球通过最高点时的速度 故B错误； C．小球在初始位置时，有 则小球通过最高点时的速度，故C正确； D．小球通过最低点时，细线的拉力最大，根据牛顿第二定律有 解得小球通过最低点的速度 故D错误。 故选C。 6. 长3L的轻杆两端分别固定有质量均为2m的小铁球，杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放，当杆到达竖直位置时，下列说法中错误的是（　　） A. 球1的速度为 B. 球2的速度为 C. 轻杆对球2的作用力F的大小3.6mg D. 轻杆对球2做功为-2mgL 【答案】D 【解析】 【详解】AB．系统机械能守恒，可得 根据 可得 联立，解得 ， 故AB正确，与题意不符； C．对球2受力分析，由牛顿第二定律可得 解得 故C正确，与题意不符； D．由动能定理，可得 解得 故D错误，与题意相符。 本题选错误的故选D。 7. 如图甲所示，可视为质点的物体以一定的初速度从倾角的斜面底端沿斜面向上运动。现以斜面底端为坐标原点，沿斜面建立坐标轴x，选择地面为零势能面。坐标原点处固定一厚度不计的弹性挡板，物体第一次上升过程中的动能和重力势能随坐标x的变化如图乙所示。g取，则（　　） A. 物体的质量为0.8kg B. 物体与斜面之间的动摩擦因数为0.2 C. 物块从开始到停止运动的总路程为12.5m D. 物体在第一次上升过程中机械能减少了15J 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设物体上滑最大距离为l，则有 物体上滑距离为时，动能和重力势能相等，则有 又有， 解得， 故AB错误； C．物块从开始到停止，根据能量守恒 解得总路程为12.5m 故C正确； D．物体上升过程中机械能减少量为 故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 如图所示，三个光滑斜面均固定于同一水平地面上，它们的高度相同倾角不同，斜面的倾角分别为，，，现将质量相同的三个小物体分别由三个光滑斜面的顶端同时由静止释放，并运动到各自斜面的底端以下说法中正确的是（　　） A. 沿乙斜面下滑的小物体，下滑时间最短 B. 三个小物体在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，所受重力做的功相等 C. 三个小物体在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，沿甲斜面下滑的小物体所受重力做功的平均功率最小 D. 三个小物体在运动到斜面底端时，沿丙斜面下滑的小物体所受重力做功的瞬时功率最小 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．对于任意一个倾角为的斜面，设物体运动的时间为，由初速度为0的位移公式和斜面上小物体的受力分析 得 则 可以分析出，越大，越大，越小，所以丙下滑时间最短，再由图知相同，而不同，则物体运动的时间不同，而重力做功公式都为由平均功率公式可知，越小，越小，越大，所以沿甲斜面下滑的小物体所受重力做功的平均功率最小，故A错误，C正确； B．三个小物体在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，只有重力做功，所受重力做的功相等，故B正确； D．由能量守恒定律 得 所以三个小物体分别由三个光滑斜面的顶端同时由静止释放到各自斜面的底端的速度大小相等，根据公式，由于三小物体在底端的速度方向与重力方向夹角不等，所以滑到底端时，重力瞬时功率不同，所以越大，速度与重力方向的夹角越小，瞬时功率越大，故D错误； 故选BC。 9. 如图甲所示，一长木板P静止于水平地面上，t=0时小物块Q以4m/s的初速度从左端滑上长木板，二者的速度随时间的变化情况如图乙所示，运动过程中，小物块始终未离开长木板。已知长木板P质量为1kg，小物块Q质量为3kg，重力加速度g取10m/s2，在运动的全过程中（　　） A. 小物块与长木板之间的动摩擦因数为0.2 B. 长木板与地面之间的动摩擦因数为0.05 C. 小物块与长木板之间因摩擦产生的热量为6J D. 小物块对长木板所做的功为12J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙所示图像可知 对Q由牛顿第二定律得 代入数据解得小物块与长木板间的动摩擦因数 故A正确； B．由图乙所示图像可知，P、Q相对运动时P的加速度为 对P由牛顿第二定律得 代入数据解得长木板与地面间的动摩擦因数 故B错误； C．小物块相对于长木板的位移 其中， 代入数据解得 小物块与长木板间因摩擦产生的热量 代入数据解得 故C错误； D．小物块与长木板相对滑动过程，长木板的位移 对长木板由动能定理得 其中 代入数据解得此过程小物块对长木板做的功 滑块与长木板共速到静止过程滑行的距离 减速过程由动能定理得 代入数据解得 小物块对长木板做的功 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，圆心在点、半径为的光滑圆弧轨道竖直固定在水平桌面上，端装有轻质定滑轮，与的夹角为，轨道最低点A与桌面相切。一足够长的轻绳跨过定滑轮，两端分别系着质量为和的两小球（均可视为质点），将由点静止释放后，沿圆弧下滑，不计一切摩擦。则（ ） A. 在由点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等 B. 在由点下滑到A点过程中，重力对做功功率先增大后减小 C. 若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则 D. 在由点下滑到A点的过程中，机械能守恒 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在由点下滑到A点的过程中，两球沿绳方向的速度大小是相等的，质量为的小球下滑一段时间后其速度有垂直于绳方向的分量，所以此时两个小球的速度大小必然不相等。故A错误； B．重力的功率 其中为质量为的小球速度的竖直分量，开始时质量为的小球静止为0，当质量为的小球运动到A点时，其速度方向是水平的，所以也为0，因此先变大后变小，所以重力的功率也先增大后减小。故B正确； C．若质量为的小球恰好能沿圆弧下滑到A点，此时两小球速度均为0，对两球组成的系统从C点运动到A点的过程，由几何关系可知质量为的小球上升高度为R。根据系统机械能守恒得 解得 故C正确； D．由C选项分析可知，两球组成的系统机械能守恒，对质量为的小球，由点下滑到A点的过程中，除重力以外轻绳的拉力也做了功，其机械能不守恒。故D错误。 故选BC。 三、实验题：本大题共2大题，共15分。 11. 如图1所示，某同学用此装置做验证动能定理实验，方法是验证相同的橡皮筋对小车做功等于小车动能变化量。他这样操作：当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条…橡皮筋重复实验时，保持每次橡皮筋形变量一样，分别记每次实验中橡皮筋所做的功为2W、3W…。对应每次橡皮筋弹开小车后的速度可由纸带求出，电源频率为50Hz。 （1）本实验___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力； （2）橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第五次的纸带（如图2所示）可以看出小车接在纸带的___________（填“左边”或“右边”）。求得小车获得的速度为___________m/s（保留两2位有效数字）； （3）根据多次测量数据画出的W—v2图像如图3所示，图线不过原点的原因是______________________。 【答案】 ①. 需要 ②. 左边 ③. 2.0 ④. 平衡摩擦力过度 【解析】 【详解】（1）[1]实验目的是研究橡皮筋对小车做功等于小车动能变化量，所以需要平衡摩擦力，使橡皮筋对小车拉力为合外力。 （2）[2][3]由纸带左密右疏可知，小车接在纸带的左边，并可以求得被橡皮筋弹开后的速度为 （3）[4]橡皮筋对小车做功为0时，小车依旧可以获得动能，说明平衡摩擦力过度，重力做正功。 12. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示。 （1）实验步骤： ①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于，将导轨调至水平； ②用游标卡尺测量挡光条的宽度为； ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离______________； ④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； ⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和； ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。 （2）用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式： ①滑块通过光电门1和光电门2时的瞬时速度分别为______________和______________。 ②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为______________和______________。 ③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量______________（重力加速度为g）。 （3）如果______________，则可认为该实验验证了机械能守恒定律。 【答案】（1）60.00 （2） ①. ②. ③. ④. ⑤. （3） 【解析】 小问1详解】 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离 【小问2详解】 [1][2]由于挡光条宽度很小，因此将挡光条通过光电门时的平均速度看作瞬时速度，挡光条的宽度l可用游标卡尺测量，挡光时间可从数字计时器读出，因此，滑块通过光电门的瞬时速度为，则通过光电门1时的瞬时速度为，通过光电门2时的瞬时速度为 [3][4] 由于质量事先已用天平测出，由公式，可得滑块道过光电门1时系统动能 滑块通过光电门2时系统动能 末动能减初动能可得动能的增加量。 [5]两光电门中心之间的距离x为砝码和托盘下落的高度，系统势能的减小量 【小问3详解】 最后对比与数值大小，若在误差允许的范围内相等，就验证了机械能守恒定律。 四、计算题（本题共3小题，13小题12分，14小题14分，15小题16分，共42分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位） 13. 如图甲为在检测某种汽车性能。质量的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度，并描绘出的图像如图乙所示（图线ABC为汽车由静止到达到最大速度的全过程，AB、BC均为直线，且BC延长线恰好过原点），假设该汽车行驶过程中所受的阻力恒定。 （1）请说明汽车从B到C做什么运动； （2）求该汽车的额定功率； （3）该汽车由静止开始运动，经过35s达到最大速度，求汽车匀加速行驶的时间和其在BC段的位移大小。 【答案】（1）加速度减小的变加速运动；（2）；（3）5s，75m 【解析】 【详解】（1）由乙图可知，汽车从B到C过程的功率不变，由得知，速度增大，牵引力F减小，由牛顿第二定律 可知加速度减小，则汽车从B到C过程做加速度减小的变加速运动。 （2）由乙图可知，当达到最大速度时，牵引力为，由平衡条件 所以汽车的额定功率 （3）图像AB部分表示牵引力F不变，即 F＝8000N 则匀加速运动的末速度为 汽车由A到B做匀加速运动的加速度 设汽车由A到B所用时间为，由B到C所用时间为，位移为x2，则汽车匀加速行驶的时间为 其中 B点之后，对汽车由动能定理可得 解得 x2＝75m 14. 如图所示，半径R = 1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心0的连线与水平方向的夹角θ = 37°，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M = 2kg，上表面与C点等高。质量为m = 1kg的物块（可视为质点）从空中A点以某一初速度水平抛出，恰好从圆弧轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数μ = 0.2，物块经过C点的速度vC = 6m/s，已知g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，求： （1）若木板足够长，物块滑上木板到与木板相对静止的过程中摩擦力对木板所做的功和系统产生的内能； （2）物块在A点的抛出速度v0大小。 【答案】（1）Wf = 4J，Q = 12J；（2）v0 = 1.2m/s 【解析】 【详解】（1）物块在木板上相对滑动过程中由于摩擦力作用，最终将一起共同运动。设相对滑动时物体加速度为a1，木板加速度为a2，经过时间t达到共同运动速度为v，则物块在滑动摩擦力作用下匀减速 μmg = ma1 木板在滑动摩擦力作用下匀加速 μmg = Ma2 v = vC－a1t v = a2t 解得 v = 2m/s 计算出 Wf = 4J 二者速度相等之后由于地面光滑，将一起做匀速直线运动，根据能量守恒定律有 联立解得 Q = 12J （2）设物体在B点的速度为vB，从B到C，根据动能定理有 从A到B物体做平抛运动，在B点根据速度的分解有 vBsinθ = v0 综上解得 v0 = 1.2m/s 15. 如图所示，水平传送带AB长，以的速度顺时针转动，传送带与半径可调的竖直光滑半圆轨道BCD平滑连接，CD段为光滑管道，小物块（可视为质点）轻放在传送带左端，已知小物块的质量，与传送带间的动摩擦因数，，重力加速度。 （1）求小物块到达B点时的速度大小； （2）求由于传送小物块，电动机多做的功； （3）若要使小物块从D点飞出后落回传送带的水平距离最大，求半圆轨道半径R的大小； （4）若小物块在半圆轨道内运动时始终不脱离轨道且不从D点飞出，求半圆轨道半径R的取值范围。 【答案】（1）4m/s （2）16J （3）0.2m （4）或 【解析】 【小问1详解】 对小物块受力分析，由牛顿第二定律 解得 设小物块与传送带共速的时间为t1，由运动学公式 可得 加速的位移为 因为 所以小物块在传送带上先加速后匀速，到达B点时的速度大小为4m/s。 【小问2详解】 小物块在传送带上因摩擦而产生的热量为 由于传送小物块，电动机多做的功为 【小问3详解】 从B点到D点，由动能定理 小物块离开D点后做平抛运动，有 联立可得 由数学关系可知，当时，小物块从D点飞出后落回传送带的水平距离最大 【小问4详解】 ①刚好沿半圆到达与圆心O等高处，根据动能定理 解得 小物块在半圆轨道内运动时始终不脱离轨道，则 ②刚好到达C点不脱轨，临界条件是弹力为0，在C点 从B点到C点，根据动能定理 代入数据解得 ③刚好到达D点不脱轨，在D点有，从B点到D点，根据动能定理 代入数据解得 若小物块在半圆轨道内运动时不从D点飞出，则满足 综上所述，半圆轨道半径R取值范围为 或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$