精品解析：山东省淄博市沂源县第一中学2024-2025学年高一下学期期中物理试题

山东省淄博市沂源县第一中学2024-2025学年高一下学期期中物理试题 一、单选题 1. “歼20”是我国自行研制的第五代隐身战斗机，其作战性能位居世界前列。如图所示，在2023珠海航展上表演中，“歼20”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。当战机沿ab段曲线飞行时，下列说法正确的是（　　） A. 加速度大小为零 B. 所受合外力方向竖直向上 C. 水平方向的分速度不变 D. 竖直方向的分速度逐渐增大 2. 不计阻力情况下，关于下图所对应的描述正确的选项是（　　） A. 图甲中，运动员上升过程中其机械能守恒 B. 图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小 C. 图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒 D. 图丁中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，物块的机械能守恒 3. 如图所示.半径均为r的两光滑圆柱体A、B叠放在墙角，若用力推动水平地面上的圆柱体A向右运动，圆柱体B会沿竖直墙面向上运动。当圆柱体A的中心轴与竖直墙面的距离为时.圆柱体A的速度大小为v，此时圆柱体B的速度大小为（ ） A. v B. C. D. 4. 如图所示，在一次空地演习中，离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截。设拦截系统与飞机的水平距离为s，不计空气阻力。若拦截成功，则v1，v2的关系应满足（　　） A. v1=v2 B. C. D. 5. 从空中以10m/s的初速度沿着水平方向抛出一个质量为1kg的物体，已知t=3s时物体未落地，不计空气阻力，取，取抛出点所在水平面为零势能面。下列说法正确的是（　　） A. 抛出后3s末，小球的速度大小为30m/s B. 抛出后3s末，重力的功率为300W C. 抛出后3s内，重力平均功率为300W D. 抛出后3s末，小球的重力势能为450J 6. 我国北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星A（GEO）、倾斜地球同步轨道卫星B（IGSO）和中圆地球轨道卫星C（MEO）组成，如图所示。设三类卫星都绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径关系为。下列说法正确是（　　） A. A的线速度比B的小 B. A的角速度比C的大 C. B和C的周期之比为 D. B和C的线速度之比为 7. 如图所示，一质量为的小球以大小为的初速度从地面竖直上抛，刚落回地面时的速度大小为，已知小球在运动过程中所受空气阻力大小恒定，重力加速度为，下列说法正确的是（ ） A. 小球在运动过程中所受空气阻力大小为 B. 小球在运动过程中所受空气阻力大小为 C. 小球能到达的最高点距地面 D. 小球能到达的最高点距地面 8. 中欧班列是指运行于中国与欧洲以及“一带一路”共建国家间的集装箱国际联运列车，从开通至今已经完成2万次运输。列车采用内燃加锂电池的混合动力进行驱动，整车最大功率，行驶过程中受到阻力恒定，速度最高为，已知列车的总质量为，列车以最大功率启动，下列说法正确的是（　　） A. 行驶过程中列车受到的阻力为 B. 列车以行驶时的加速度是 C. 列车加速过程中的平均速率是 D. 列车行驶1小时，牵引力对其做功为750kJ 9. 如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从弹簧上端静止下落。若以小球开始下落的位置为坐标原点，建立竖直向下坐标轴Ox，小球下落至最低点过程中的a－x图像如图乙所示（图中标示坐标值、、、g均为已知量），不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A. 弹簧的劲度系数 B. 弹簧的最大弹力 C. 小球向下运动过程中最大加速度 D. 小球向下运动过程中最大速度 二、多选题 10. 如图甲所示，在水平地面上放置一木块，其质量，木块在水平推力F作用下运动，推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 木块先做匀变速直线运动，后做匀速直线运动 B. 木块运动的过程中，其克服摩擦力所做的功 C. 木块运动的过程中，合力做的功为 D. 木块在运动过程中的加速度一直变大 11. 如图所示，在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方P点，将一个小球以速度v0沿垂直于圆柱体轴线方向水平抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线方向飞过，测得该截面的圆心O与Q点的连线与竖直方向的夹角为θ，那么小球从P运动到Q的时间是（　　） A. t＝ B. t＝ C. t＝ D. t＝ 12. 一质量不计的直角形支架两端分别连接质量均为m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为和，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放OA，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 运动过程中，A、B两球的速度大小总相等 B. 运动过程中，A、B和支架系统机械能守恒 C. A运动至最低点时速度大小为 D. A运动至最低点的过程中，杆对B做功为 三、实验题 13. 某同学把附有轻质滑轮的长木板放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系，此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、刻度尺、天平（含砝码）等。组装的实验装置如图所示。 （1）要验证动能定理，下列不需测量的物理量有（　　） A. 悬挂钩码的总质量m B. 长木板的倾角θ C. 小车运动的距离L D. 小车的质量M （2）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，他这样做的目的是（　　） A. 避免小车在运动过程中发生抖动 B. 可使打点计时器在纸带上打出的点清晰 C. 可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D. 可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车的合力 （3）他将钩码重力做的功当作细绳拉力对小车做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成（　　） A. 在接通电源的同时释放了小车 B. 小车释放时离打点计时器太近 C. 阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉 D. 钩码匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力 （4）如图所示是某小组在做实验中，由打点计时器得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T，并测得钩码总质量m，小车质量M，各点间距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，则∶选A到B，验证“动能定理”计算表达式∶__________________。 14. 如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 （1）本实验中，下列说法正确的是________。 A. 重物选用质量和密度较大的金属锤 B. 安装打点计时器时，应使两个限位孔处于竖直方向同一直线上 C. 可以根据v = gt来计算重物在t时刻的瞬时速度 D. 先接通电源，后释放重物 （2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________ A. OA、AD和EG的长度 B. OC、BC和CD的长度 C. BD、CF和EG长度 D. AC、BD和EG的长度 （3）已知当地重力加速度为9.80 m/s2，某同学所用重物的质量为m = 1.0 kg，得到纸带如下乙图，则打点计时器在打0点到4点的这段时间内，重锤动能的增加量为________J，重力势能的减少量为________J。（计算结果保留三位有效数字），根据计算，可以得知在误差允许范围内重物在下落过程中机械能守恒。 （4）实验小组选用两个质量相同、材料不同的重物P和Q分别进行实验，多次记录下落高度h和相应的速度大小v，作出的v2 − h图像如丙图所示，对比图像分析可知选重物________（选填“P”或“Q”）进行实验误差更小。 四、解答题 15. 设想利用载人飞船探索行星，飞船上备有计时器、质量为m的物体P、测力计等实验器材。该飞船到达很靠近行星表面的圆形轨道（轨道半径近似等于行星半径）绕行数圈后着陆。宇航员测得飞船绕行周期为T，物体P处于行星表面的重力为F。已知万有引力常量为G。不考虑行星自转。根据这些已知量，求： (1)行星表面的重力加速度g； (2)行星的密度； (3)行星的半径R。 16. 如图所示，竖直平面内的一半径的光滑圆弧槽，点与圆心等高，质量的小球（可看作质点）从点正上方高处的点自由下落，由点进入圆弧轨道，从点飞出，不计空气阻力，（取）求： （1）小球经过点时的动能； （2）小球经过最低点时速度大小； （3）小球经过最低点时对轨道的压力大小。 17. 如图，套在光滑竖直细杆上质量为m的A环由跨过小定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，杆与定滑轮的距离为L。现让A环与定滑轮等高，静止释放A环，环下落的最大距离为，此时重物B未接触到滑轮，且环未碰到底座，重力加速度大小为g，取，求： （1）A环从静止下落到最低点的过程中其重力做的功W； （2）重物B的质量； （3）A环下落L时的速度大小。 18. 如图所示，倾角的光滑斜面下端有一长的水平传送带，其以的速度顺时针运行。一质量的物体（可视为质点）从高处的O点由静止沿斜面下滑，物体经过A点时不计其动能损失，物体与传送带间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）物体经过A点的动能； （2）物体从O点到A点所经历的时间； （3）物体与传送带因摩擦而产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山东省淄博市沂源县第一中学2024-2025学年高一下学期期中物理试题 一、单选题 1. “歼20”是我国自行研制的第五代隐身战斗机，其作战性能位居世界前列。如图所示，在2023珠海航展上表演中，“歼20”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。当战机沿ab段曲线飞行时，下列说法正确的是（　　） A. 加速度大小为零 B. 所受合外力方向竖直向上 C. 水平方向分速度不变 D. 竖直方向的分速度逐渐增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．战机沿ab段曲线飞行时，速度方向发生了变化，速度的变化量不等于0，加速度不等于0，故A错误； B．由于飞行速率不变，即沿轨迹切线方向的合力为0，当速度方向变化，垂直于速度方向的合力不等于0，可知，战机所受合力方向为斜向左上方，故B错误； C．战机沿ab段曲线飞行过程，速度方向与水平方向夹角逐渐增大，速率不变，则水平方向的分速度逐渐减小，故C错误； D．结合上述可知，战机竖直方向的分速度逐渐增大，故D正确。 故选D。 2. 不计阻力的情况下，关于下图所对应的描述正确的选项是（　　） A. 图甲中，运动员上升过程中其机械能守恒 B. 图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小 C. 图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒 D. 图丁中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，物块的机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，运动员上升过程中，人本身消耗生物能，则人的机械能增加，故A错误； B．图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，根据 因开始在A点时竖直速度为零，到B点时竖直速度又变为零，可知小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小，故B正确； C．图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员以及蹦床系统的机械能守恒，但是运动员的机械能不守恒，故C错误； D．图丁中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力对物块做负功，则物块的机械能减小，故D错误。 故选B。 3. 如图所示.半径均为r的两光滑圆柱体A、B叠放在墙角，若用力推动水平地面上的圆柱体A向右运动，圆柱体B会沿竖直墙面向上运动。当圆柱体A的中心轴与竖直墙面的距离为时.圆柱体A的速度大小为v，此时圆柱体B的速度大小为（ ） A. v B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】接触面两侧物体的速度在垂直于接触面的速度投影量相等，如图 根据几何关系有 解得 故选D。 4. 如图所示，在一次空地演习中，离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截。设拦截系统与飞机的水平距离为s，不计空气阻力。若拦截成功，则v1，v2的关系应满足（　　） A. v1=v2 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】水平炮弹做平抛运动，则有 ， 竖直炮弹做竖直上抛运动，则有 解得 故选D。 5. 从空中以10m/s的初速度沿着水平方向抛出一个质量为1kg的物体，已知t=3s时物体未落地，不计空气阻力，取，取抛出点所在水平面为零势能面。下列说法正确的是（　　） A. 抛出后3s末，小球的速度大小为30m/s B. 抛出后3s末，重力的功率为300W C. 抛出后3s内，重力的平均功率为300W D. 抛出后3s末，小球的重力势能为450J 【答案】B 【解析】 【详解】A．抛出后3s末，小球的竖直方向的速度为 小球的速度大小为 故A错误； B．抛出后3s末，重力的功率为 故B正确； C．抛出后3s内，小球下落的高度为 抛出后3s内，重力的平均功率为 故C错误； D．抛出后3s末，小球的重力势能为 故D错误。 故选B。 6. 我国北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星A（GEO）、倾斜地球同步轨道卫星B（IGSO）和中圆地球轨道卫星C（MEO）组成，如图所示。设三类卫星都绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径关系为。下列说法正确的是（　　） A. A线速度比B的小 B. A的角速度比C的大 C. B和C的周期之比为 D. B和C的线速度之比为 【答案】D 【解析】 【详解】AD．根据万有引力提供向心力有 解得 由于轨道半径的关系为 可得，B和C的线速度之比为 A与B的线速度大小相等，故A错误，D正确； B．根据万有引力提供向心力有 解得 由于轨道半径的关系为 可知，A的角速度比C的小，故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 解得 由于轨道半径的关系为 可得，B和C的周期之比为 故C错误。 故选D。 7. 如图所示，一质量为的小球以大小为的初速度从地面竖直上抛，刚落回地面时的速度大小为，已知小球在运动过程中所受空气阻力大小恒定，重力加速度为，下列说法正确的是（ ） A. 小球在运动过程中所受空气阻力大小为 B. 小球在运动过程中所受空气阻力大小为 C. 小球能到达的最高点距地面 D. 小球能到达的最高点距地面 【答案】D 【解析】 【详解】设小球所受的空气阻力大小为，上升的最大高度为。根据动能定理得上升过程有 下落过程有 联立解得 故选D。 8. 中欧班列是指运行于中国与欧洲以及“一带一路”共建国家间的集装箱国际联运列车，从开通至今已经完成2万次运输。列车采用内燃加锂电池的混合动力进行驱动，整车最大功率，行驶过程中受到阻力恒定，速度最高为，已知列车的总质量为，列车以最大功率启动，下列说法正确的是（　　） A. 行驶过程中列车受到的阻力为 B. 列车以行驶时的加速度是 C. 列车加速过程中的平均速率是 D. 列车行驶1小时，牵引力对其做功为750kJ 【答案】B 【解析】 【详解】A．当列车匀速行驶时，所受的牵引力等于阻力，即 解得行驶过程中列车受到的阻力为 故A错误； B．当列车以行驶时，对列车由牛顿第二定律 其中 联立解得，列车以15m/s行驶时的加速度是 故B正确； C．作出列车运动的图像，如图所示 由图可知，列车加速过程中的平均速率 故C错误； D．根据列车以最大功率启动，则 故D错误。 故选B。 9. 如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从弹簧上端静止下落。若以小球开始下落的位置为坐标原点，建立竖直向下坐标轴Ox，小球下落至最低点过程中的a－x图像如图乙所示（图中标示坐标值、、、g均为已知量），不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A. 弹簧的劲度系数 B. 弹簧的最大弹力 C. 小球向下运动过程中最大加速度 D 小球向下运动过程中最大速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．结合图乙可知，小球下落的加速度为零时则有 解得弹簧的劲度系数为 故A错误； B．小球向下运动过程中弹簧最大弹力为 故B错误； C．小球向下运动过程中最大加速度为 故C错误； D．设小球向下运动过程中最大速度，根据动能定理可知 整理可得 结合图像围成的面积，可知 解得小球向下运动过程中最大速度为 故D正确； 故选D。 二、多选题 10. 如图甲所示，在水平地面上放置一木块，其质量，木块在水平推力F作用下运动，推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 木块先做匀变速直线运动，后做匀速直线运动 B. 木块运动的过程中，其克服摩擦力所做的功 C. 木块运动的过程中，合力做的功为 D. 木块在运动过程中的加速度一直变大 【答案】BC 【解析】 【详解】AD．由题意可得木块受到的滑动摩擦力大小 对木块，由牛顿第二定律可得 可得 所以a随F的变化先增大后不变，木块先做非匀变速运动，后做匀变速运动，故AD错误； B．木块运动的过程中，滑动摩擦力对木块做负功，则木块克服摩擦力所做的功 故B正确； C．图线与横轴围成的面积表示F所做的功，木块运动的过程中F对木块做正功，则有 则 故C正确。 故选BC。 11. 如图所示，在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方P点，将一个小球以速度v0沿垂直于圆柱体轴线方向水平抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线方向飞过，测得该截面的圆心O与Q点的连线与竖直方向的夹角为θ，那么小球从P运动到Q的时间是（　　） A. t＝ B. t＝ C. t＝ D. t＝ 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．如图所示 小球在水平方向上做匀速运动，水平位移 x=Rsinθ=v0t 得 t= 故A正确； B．小球到达Q点时的竖直方向上的速度 vy=gt=v0tanθ 得 t= 故B正确； CD．小球从圆柱体的Q点沿切线飞过，故小球在Q点的速度方向垂直于半径OQ，Q点的速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，设小球通过Q点时其竖直位移为y，则 y=tanθ=Rsinθtanθ 又有y=gt2，联立解得 t= 故D正确，C错误。 故选ABD 12. 一质量不计的直角形支架两端分别连接质量均为m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为和，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放OA，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 运动过程中，A、B两球的速度大小总相等 B. 运动过程中，A、B和支架系统机械能守恒 C. A运动至最低点时速度大小为 D. A运动至最低点的过程中，杆对B做功为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．A、B两球同轴转动，角速度相等，根据 可得 故运动过程中，A、B两球的速度大小不相等，故A错误； B．运动过程中，系统中只有重力做功，A、B和支架系统机械能守恒，故B正确； C．A运动至最低点时，根据机械能守恒 联立解得 ， 故C正确； D．A运动至最低点的过程中，对B，根据动能定理有 解得 故D错误。 故选BC。 三、实验题 13. 某同学把附有轻质滑轮的长木板放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系，此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、刻度尺、天平（含砝码）等。组装的实验装置如图所示。 （1）要验证动能定理，下列不需测量的物理量有（　　） A. 悬挂钩码的总质量m B. 长木板的倾角θ C. 小车运动的距离L D. 小车的质量M （2）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，他这样做的目的是（　　） A. 避免小车在运动过程中发生抖动 B. 可使打点计时器在纸带上打出的点清晰 C. 可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D. 可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车的合力 （3）他将钩码重力做的功当作细绳拉力对小车做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成（　　） A. 在接通电源的同时释放了小车 B. 小车释放时离打点计时器太近 C. 阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉 D. 钩码匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力 （4）如图所示是某小组在做实验中，由打点计时器得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T，并测得钩码总质量m，小车质量M，各点间距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，则∶选A到B，验证“动能定理”计算表达式∶__________________。 【答案】（1）B （2）D （3）CD （4） 【解析】 【小问1详解】 根据本实验的实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量，通过研究纸带来研究小车的速度，利用砝码的重力代替小车的合外力，所以需要知道砝码的质量，小车的质量，小车运动的距离L，关于木板的倾角，是为了平衡摩擦力作用的，故不需要测量，故选B。 【小问2详解】 调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，故选D。 【小问3详解】 他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，从功能关系看出:该实验可能有转化为内能的摩擦力做功导致，即试验中有存在摩擦力没有被平衡掉；只有当小车的质量远大于砝码的质量时，小车的拉力才近似等于砝码的重力，即在运动中由于加速度的存在，计算拉力做功时本身用的外力就大于绳子的外力导致的，故选CD。 【小问4详解】 根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可知，物体在A点处瞬时速度vA的表达式为 同理物体在B点处瞬时速度为 从A到B，滑块质量M，沙和沙桶的总质量m，此过程总功为 动能增加量为 故验证“动能定理”计算表达式为 即 14. 如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 （1）本实验中，下列说法正确的是________。 A. 重物选用质量和密度较大的金属锤 B. 安装打点计时器时，应使两个限位孔处于竖直方向同一直线上 C. 可以根据v = gt来计算重物在t时刻的瞬时速度 D. 先接通电源，后释放重物 （2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________ A. OA、AD和EG的长度 B. OC、BC和CD的长度 C. BD、CF和EG的长度 D. AC、BD和EG的长度 （3）已知当地重力加速度为9.80 m/s2，某同学所用重物的质量为m = 1.0 kg，得到纸带如下乙图，则打点计时器在打0点到4点的这段时间内，重锤动能的增加量为________J，重力势能的减少量为________J。（计算结果保留三位有效数字），根据计算，可以得知在误差允许范围内重物在下落过程中机械能守恒。 （4）实验小组选用两个质量相同、材料不同的重物P和Q分别进行实验，多次记录下落高度h和相应的速度大小v，作出的v2 − h图像如丙图所示，对比图像分析可知选重物________（选填“P”或“Q”）进行实验误差更小。 【答案】（1）ABD （2）BC （3） ①. 3.65 ②. 3.97 （4）P 【解析】 【小问1详解】 AB．为了减小空气阻力和摩擦阻力的影响，重物选用质量和密度较大的金属锤，安装打点计时器时，应使两个限位孔处于竖直方向同一直线上，故AB正确； C．重物下落过程受到一定的阻力作用，实际加速度不是重力加速度g，所以不可以根据v = gt来计算重物在t时刻的瞬时速度，故C错误； D．为了充分利用纸带，应先接通电源，后释放重物，故D正确。 故选ABD。 【小问2详解】 A．当知道OA、AD和EG的长度时，无法求出A点和D点的速度，可以求出F点的速度，但无法知道F点到O点的距离，故A错误； B．当知道OC、BC和CD的长度时，可以求出C点的速度，也可以知道C点到O点的距离，可以验证机械能守恒定律，故B正确； C．当知道BD、CF和EG的长度时，知道BD的长度可以求出C点的速度，根据EG的长度可以求出F点的速度，结合CF的长度，可以验证机械能守恒定律，故C正确； D．当知道AC、BD和EG的长度时，分别可求出B点、C点、F点的速度，但无法知道B点、C点、F点到O点的距离，故D错误。 故选BC。 【小问3详解】 [1]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有 则打点计时器在打0点到4点的这段时间内，重锤动能的增加量为 [2]打点计时器在打0点到4点的这段时间内，重锤重力势能的减少量为 【小问4详解】 设重物下落过程中受到的阻力为f，根据动能定理可得 整理可得 则v2 − h图像的斜率为 由于重物P、Q质量相同，结合图丙可知重物Q所受阻力较大，因此选重物P进行实验误差更小。 四、解答题 15. 设想利用载人飞船探索行星，飞船上备有计时器、质量为m的物体P、测力计等实验器材。该飞船到达很靠近行星表面的圆形轨道（轨道半径近似等于行星半径）绕行数圈后着陆。宇航员测得飞船绕行周期为T，物体P处于行星表面的重力为F。已知万有引力常量为G。不考虑行星自转。根据这些已知量，求： (1)行星表面的重力加速度g； (2)行星的密度； (3)行星的半径R。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)行星表面的重力加速度为 (2)飞船在行星表面做圆周运动，万有引力等于向心力，则有 行星的密度 联立解得 (3) 飞船在行星表面做圆周运动，重力加速度等于向心加速度 解得行星的半径为 16. 如图所示，竖直平面内的一半径的光滑圆弧槽，点与圆心等高，质量的小球（可看作质点）从点正上方高处的点自由下落，由点进入圆弧轨道，从点飞出，不计空气阻力，（取）求： （1）小球经过点时的动能； （2）小球经过最低点时的速度大小； （3）小球经过最低点时对轨道的压力大小。 【答案】（1）3J （2）5m/s （3）12N 【解析】 【小问1详解】 由机械能守恒定律可知，小球经过点时的动能 【小问2详解】 由A到C由动能定理 解得 【小问3详解】 在C点时由牛顿第二定律 解得 FN=12N 根据牛顿第三定律可知小球经过最低点时对轨道的压力 FN＇=FN=12N 17. 如图，套在光滑竖直细杆上质量为m的A环由跨过小定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，杆与定滑轮的距离为L。现让A环与定滑轮等高，静止释放A环，环下落的最大距离为，此时重物B未接触到滑轮，且环未碰到底座，重力加速度大小为g，取，求： （1）A环从静止下落到最低点的过程中其重力做的功W； （2）重物B的质量； （3）A环下落L时的速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）A环从静止下落到最低点过程中重力做的功为 （2）由几何关系可得，当A环下落至最低点时滑轮左边绳长为 B上升高度为 对A、B组成的系统由机械能守恒得 解得 （3）当A环下落L时，B上升高度为 此时B的速度为 根据系统机械能守恒定律有 联立解得 18. 如图所示，倾角的光滑斜面下端有一长的水平传送带，其以的速度顺时针运行。一质量的物体（可视为质点）从高处的O点由静止沿斜面下滑，物体经过A点时不计其动能损失，物体与传送带间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）物体经过A点的动能； （2）物体从O点到A点所经历的时间； （3）物体与传送带因摩擦而产生的热量。 【答案】（1）64J；（2）1.6s；（3）132J 【解析】 【详解】（1）释放到A点过程有 解得 （2）物体在光滑斜面有 O到A的距离为 O到A有 解得 （3）设物体滑到距离A点x处时速度为零，有 解得 其在传送带上有 其在传送带上运动时间为，有 物体从O到A有 该时间内传送带的位移为 物体与传送带的相对位移为 摩擦产生的热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$