高一下学期物理期末押题密卷（3）-2024-2025学年高一物理下学期期末《考点•题型•密卷》精讲精练高效复习讲义

高一下学期物理期末押题密卷（3） 一：单项选择题：本题共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．水车是我国最古老的农业灌溉工具，体现了中华民族高超的劳动技艺和创造力，是中国农耕文化的重要组成部分。如图所示，水车最外层圆型支架上固定多个水斗，内部有两个圆形支架固定木辐条，在流水的冲力作用下，水车匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．所有水斗的角速度都相同 B．所有水斗的向心加速度都相同 C．水斗的周期比木辐条中点的周期大 D．在最低点的水斗向心加速度最大 2．某市进行防溺水安全演练，消防员计划以一定的速度驾驶皮艇用最短时间救援被困于礁石上的人员，如图所示，假设河中各处水流速度相等，下列关于救援时皮艇头部指向的说法正确的是（　　） A．应在河岸A处沿v1方向进行救援 B．应在河岸A处沿v2方向进行救援 C．应在河岸B处沿v3方向进行救援 D．应在河岸B处沿v4方向进行救援 3．下列有关生活中圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（　　）    A．甲图中汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，越不容易爆胎 B．乙图中在铁路转弯处，通常要求外轨比内轨适当高一些，目的是减轻轮缘与内外轨的挤压 C．丙图中杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时绳子张力一定为零 D．丁图中洗衣机脱水桶的脱水原理是因为衣服受到向心力，把水从衣服内甩出 4．如图所示，某同学用沿拖杆方向的力F推拖把，拖把头在水平地板上以速度v匀速运动的位移为L，此时拖杆与竖直方向的夹角为θ。设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略，拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。下列判断正确的是（    ） A．地板对拖把的支持力的大小 B．推力F对拖把做的功 C．摩擦力对拖把做功的大小 D．推力F的瞬时功率为 5．如图所示，一轻绳通过光滑的轻质定滑轮与套在光滑水平杆上的小物块A连接，另一端与小球B连接．系统由静止释放后，物块A经过图示位置时向右运动的速度大小为，小球B的速度大小为，轻绳与杆的夹角为。则（    ）    A． B．小球B一直向下加速 C．由静止释放到图示时刻的过程中，绳中拉力对A一直没有做功 D．图示时刻，轻绳对物块A做功的功率大于小球B做功的功率 6．宇航员在某一星球表面（接近真空环境）做科学实验，他让小球自距星球表面h高处自由下落，经过时间t小球落到星球表面，已知该星球半径为R，万有引力常数为G，h远小于R，则下列说法错误的是（　　） A．星球表面的重力加速度为 B．星球的质量为M= C．该星球的第一宇宙速度为 D．此星球的平均密度为 7．质量为m的小红站在结冰的水平路面上（摩擦力不可忽略），在一个恒定的水平拉力F作用下，做初速度为零的匀加速直线运动，经过一段时间后小红的速度增加到v。下列说法正确的是（　　） A．小红的机械能守恒 B．力F所做的功为 C．力F对小红做功的平均功率为 D．力F对小红做功的平均功率为 二：多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．人从高处跳到低处时，一般在着地的过程中需要屈膝下蹲，某人在0.8m的平台跳下，屈膝下蹲过程用了0.4s，已知其质量为50kg，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．屈膝过程中人的动量保持不变 B．屈膝是为了减小地面对人的平均作用力 C．屈膝过程中人的动量变化量大小约为200kg·m/s D．屈膝过程地面对人的平均作用力大小约为500N 9．足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点。两次射门，足球均恰好水平击中横梁上的a、b两点，a为横梁中点．如图所示，不计空气的作用效果，则足球（    ）    A．从射出到打到a、b两点的时间一定是 B．从射出到打到a、b两点的时间一定是 C．在被踢出时速度与水平方向的夹角（小于） D．到达a、b两点瞬间的速度大小 10．如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，可视为质点的小物体B以水平速度v0滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，取，则下列说法正确的是（　　） A．木板A与物体B质量相等 B．若木板A、物体B质量已知，可以求得热量Q C．小物体B相对长木板A滑行的距离1m D．A对B做的功与B对A做的功等大反向 三：实验题:本题共2小题，第一小题小题8分，第二小题8分，共16分。 11．某实验小组利用重物下落验证机械能守恒定律。 （1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，操作最合理的是 。 A．   B．  C．   D．   （2）关于此实验，下列说法中正确的是 。 A．打点计时器安装时，要使两限位孔的中线在同一竖直线上，以减小摩擦阻力 B．重物的质量可以不测量 C．实验中应先释放纸带，后接通电源 D．可以利用公式来求解瞬时速度 （3）实验小组的同学发现所做的重物下落实验误差较大，操作也不便，于是在老师的指导下利用如图甲所示的DIS实验装置对验证机械能守恒定律实验进行改进。    a.如图乙所示，主要由光电门与轻质摆杆组成单摆绕O点转动，实验时，质量为的光电门从点静止下摆，依次经过6个宽度为的遮光片，光电门摆至左边海绵止动阀处被卡住不再回摆，忽略光电门的大小对实验的影响。已知摆长为，当摆杆与竖直方向的夹角为（小于90°）时，光电门经过遮光片的时间为，以圆弧最低点所在平面为参考面，则光电门的势能 ，动能 （选用字母、、、、表示），然后对比不同遮光片处势能和动能之和是否相等。 b.实验结束后，得到了如题表所示的实验数据，其中动能变化的图像应该是 （选A、B或者C）。    12．如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛水平射程OP。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端，再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放，与小球相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置M、N。 （1）图2是小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为 cm。 （2）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是 。 A．可选用半径不同的两小球 B．选用两球的质量应满足 C．小球每次必须从斜轨同一位置释放 D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间 （3）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为、，三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示） （4）验证动量守恒的实验也可以在如图3所示的水平气垫导轨上完成。实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为、滑块B的总质量为，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。 左侧光电门 右侧光电门 碰前 碰后 、 无 在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示） （5）关于实验，也可以根据牛顿运动定律及加速度的定义，从理论上论证碰撞前后两滑块的动量变化量与的关系为 （提示：与均为矢量）。 四：解答题:本题共3小题,第一小题小题9分，第二小题8分，第三小题13分，第四小题16分，共38分。 13．风洞，被称为飞行器的摇篮，我国的风洞技术世界领先。如图所示，在一次实验中，风洞竖直放置且足够长，质量为m的小球从A点以速度沿直径水平进入风洞。小球在风洞中运动时受到的风力F恒定，方向竖直向上，风力大小F可在0~3mg间调节。小球可视作质点，碰壁后不反弹，重力加速度g取，风洞横截面直径。 （1）当时，求小球撞击右壁的速度大小和方向； （2）保持不变，调节F的大小，求小球撞击右壁的区域长度。 14．如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面由粗糙水平轨道与四分之一圆弧光滑轨道组成。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并可轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着轨道运动，已知细线长，小球质量，物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长为s，物块与水平轨道间的动摩擦因数，圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，。 （1）求小球运动到最低点的速度大小； （2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块的速度大小； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求小车上的水平轨道长度s的取值范围。 15．如图甲所示，在竖直平面内，粗糙的倾斜直轨道AB和光滑的圆轨道BCD相切于B点，C是圆轨道最低点，圆心角，D点与圆心等高，最低点C处有压力传感器。现有一个质量为m可视为质点的小物块从D点正上方静止释放后，恰好沿D点进入轨道DCB，压力传感器测出不同高度h释放时第一次经过C点的压力示数F，做出F与高度h的图像，如图乙所示。已知，，。 （1）求小物块的质量m和圆轨道的半径R； （2）若，轨道AB的长度，改变小物块与轨道AB间的动摩擦因数，试求小物块在斜面轨道AB上滑行的路程s与的关系。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一下学期物理期末押题密卷（3） 一：单项选择题：本题共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．水车是我国最古老的农业灌溉工具，体现了中华民族高超的劳动技艺和创造力，是中国农耕文化的重要组成部分。如图所示，水车最外层圆型支架上固定多个水斗，内部有两个圆形支架固定木辐条，在流水的冲力作用下，水车匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．所有水斗的角速度都相同 B．所有水斗的向心加速度都相同 C．水斗的周期比木辐条中点的周期大 D．在最低点的水斗向心加速度最大 【答案】A 【详解】AC．同轴转动的物体，任意位置的角速度、周期都相同，故A正确，C错误； BD．做匀速圆周运动的物体，向心加速度大小不变、方向时刻指向圆心，故BD错误。 故选A。 2．某市进行防溺水安全演练，消防员计划以一定的速度驾驶皮艇用最短时间救援被困于礁石上的人员，如图所示，假设河中各处水流速度相等，下列关于救援时皮艇头部指向的说法正确的是（　　） A．应在河岸A处沿v1方向进行救援 B．应在河岸A处沿v2方向进行救援 C．应在河岸B处沿v3方向进行救援 D．应在河岸B处沿v4方向进行救援 【答案】A 【详解】若救援所用时间最短，则消防员的速度应与河岸垂直，且出发点应位于礁石上游。 故选A。 3．下列有关生活中圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（　　）    A．甲图中汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，越不容易爆胎 B．乙图中在铁路转弯处，通常要求外轨比内轨适当高一些，目的是减轻轮缘与内外轨的挤压 C．丙图中杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时绳子张力一定为零 D．丁图中洗衣机脱水桶的脱水原理是因为衣服受到向心力，把水从衣服内甩出 【答案】B 【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律有 速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A错误； B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，由火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力，目的是减轻轮缘与外轨的挤压，故B正确； C．丙图中杂技演员表演“水流星”，恰好通过最高点的要求是重力提供向心力，由牛顿第二定律有 解得 若通过最高点的速度，则绳子张力不为零，故C错误； D．洗衣机脱水筒的脱水原理是附着在衣服上的小水滴做圆周运动所需的向心力大于衣服提供的力时，做离心运动，从而离开衣服，故D错误。 故选B。 4．如图所示，某同学用沿拖杆方向的力F推拖把，拖把头在水平地板上以速度v匀速运动的位移为L，此时拖杆与竖直方向的夹角为θ。设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略，拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。下列判断正确的是（    ） A．地板对拖把的支持力的大小 B．推力F对拖把做的功 C．摩擦力对拖把做功的大小 D．推力F的瞬时功率为 【答案】B 【详解】A．地板对拖把的支持力的大小为 A错误； B．推力F对拖把做的功为 B正确； C．摩擦力对拖把做功的大小为 解得 C错误； D．推力F的瞬时功率为 D错误。 故选B。 5．如图所示，一轻绳通过光滑的轻质定滑轮与套在光滑水平杆上的小物块A连接，另一端与小球B连接．系统由静止释放后，物块A经过图示位置时向右运动的速度大小为，小球B的速度大小为，轻绳与杆的夹角为。则（    ）    A． B．小球B一直向下加速 C．由静止释放到图示时刻的过程中，绳中拉力对A一直没有做功 D．图示时刻，轻绳对物块A做功的功率大于小球B做功的功率 【答案】A 【详解】A．物块A的运动为合运动，将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于小球B的速度，即 A正确； B．运动过程中，没有摩擦，系统机械能守恒，系统重力势能转化为两者动能，当时，B球的速度为零，故Ｂ球先加速后减速，先失重后超重，无法判断图示时刻B球的状态，B错误； C．由静止释放到图示时刻的过程中，橙子拉力与A的位移一直成锐角，做正功，C错误； D．系统机械能守恒，轻绳对物块A和小球B的拉力大小相等，沿绳子的速度大小相等，则轻绳对两者拉力做功的功率大小相等，D错误。 故选A。 6．宇航员在某一星球表面（接近真空环境）做科学实验，他让小球自距星球表面h高处自由下落，经过时间t小球落到星球表面，已知该星球半径为R，万有引力常数为G，h远小于R，则下列说法错误的是（　　） A．星球表面的重力加速度为 B．星球的质量为M= C．该星球的第一宇宙速度为 D．此星球的平均密度为 【答案】D 【详解】A．小球在星球表面做自由落体运动，小球在竖直方向自由落体运动 解得小球在星球表面的重力加速度为 故A正确，不符合题意； B．在星球表面重力与万有引力相等有 所以星球的质量为 故B正确，不符合题意； C．卫星做圆周运动万有引力提供向心力 解得该星球的第一宇宙速度为 故C正确，不符合题意； D．此星球的平均密度为 故D错误，符合题意。 故选D。 7．质量为m的小红站在结冰的水平路面上（摩擦力不可忽略），在一个恒定的水平拉力F作用下，做初速度为零的匀加速直线运动，经过一段时间后小红的速度增加到v。下列说法正确的是（　　） A．小红的机械能守恒 B．力F所做的功为 C．力F对小红做功的平均功率为 D．力F对小红做功的平均功率为 【答案】D 【详解】A．小红速度增加则动能增加，重力势能不变，机械能增加，故A错误； B．由动能定理有 故B错误； CD．力F对小红做功的平均功率为 故C错误，D正确。 故选D。 二：多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．人从高处跳到低处时，一般在着地的过程中需要屈膝下蹲，某人在0.8m的平台跳下，屈膝下蹲过程用了0.4s，已知其质量为50kg，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．屈膝过程中人的动量保持不变 B．屈膝是为了减小地面对人的平均作用力 C．屈膝过程中人的动量变化量大小约为200kg·m/s D．屈膝过程地面对人的平均作用力大小约为500N 【答案】BC 【详解】A．屈膝过程中人的动量不断变化，最后变为零，故A错误； B．屈膝是为了延长作用时间，从而减小地面对人的支持力，故B正确； C．人与地面接触前的下落过程有 解得 所以屈膝过程中人的动量变化量为 即动量变化量的大小为200kg·m/s，方向竖直向上，故C正确； D．根据动量定理可得 解得 故D错误。 故选BC。 9．足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点。两次射门，足球均恰好水平击中横梁上的a、b两点，a为横梁中点．如图所示，不计空气的作用效果，则足球（    ）    A．从射出到打到a、b两点的时间一定是 B．从射出到打到a、b两点的时间一定是 C．在被踢出时速度与水平方向的夹角（小于） D．到达a、b两点瞬间的速度大小 【答案】CD 【详解】AB．足球均恰好水平击中横梁上的a、b两点，则在a、b两点足球的竖直速度都为零，两次射门足球运动的竖直距离相同，在竖直方向由匀变速直线运动规律得 可知 选项AB错误； D．由几何关系可知到达b点的足球水平位移较大，水平方向根据 可知到达a、b两点瞬间速度 选项D正确； C．在被踢出时速度与水平方向的夹角的正切值为 可知足球在被踢出时速度与水平方向的夹角 选项C正确。 故选CD。 10．如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，可视为质点的小物体B以水平速度v0滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，取，则下列说法正确的是（　　） A．木板A与物体B质量相等 B．若木板A、物体B质量已知，可以求得热量Q C．小物体B相对长木板A滑行的距离1m D．A对B做的功与B对A做的功等大反向 【答案】ABC 【详解】A．由v-t图线的斜率表示加速度可知，小物块B在长木板A上滑行时加速度大小相等，又因为小物块B、长木板A受到的滑动摩擦力大小也相等，由牛顿第二定律可得 f=ma 可知木板A与物体B质量相等；故A正确； B．若木板A、物体B质量已知，由v-t图像可知，小物块B 的初速度v0=2m/s，最终小物块B和长木板A达到共速，v共=1m/s，由能量守恒可得 可以求出此过程中产生的热量Q，故B正确； C．在达到共同速度之时，A、B的位移差 故C正确； D．A、B之间的摩擦力是一对相互作用力，等大反向，但是物块B的位移要大于木板A的位移，所以它们之间的摩擦力对对方做的功在数量上并不相等，故D错误。 故选ABC。 三：实验题:本题共2小题，第一小题小题8分，第二小题8分，共16分。 11．某实验小组利用重物下落验证机械能守恒定律。 （1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，操作最合理的是 。 A．   B．  C．   D．   （2）关于此实验，下列说法中正确的是 。 A．打点计时器安装时，要使两限位孔的中线在同一竖直线上，以减小摩擦阻力 B．重物的质量可以不测量 C．实验中应先释放纸带，后接通电源 D．可以利用公式来求解瞬时速度 （3）实验小组的同学发现所做的重物下落实验误差较大，操作也不便，于是在老师的指导下利用如图甲所示的DIS实验装置对验证机械能守恒定律实验进行改进。   a.如图乙所示，主要由光电门与轻质摆杆组成单摆绕O点转动，实验时，质量为的光电门从点静止下摆，依次经过6个宽度为的遮光片，光电门摆至左边海绵止动阀处被卡住不再回摆，忽略光电门的大小对实验的影响。已知摆长为，当摆杆与竖直方向的夹角为（小于90°）时，光电门经过遮光片的时间为，以圆弧最低点所在平面为参考面，则光电门的势能 ，动能 （选用字母、、、、表示），然后对比不同遮光片处势能和动能之和是否相等。 b.实验结束后，得到了如题表所示的实验数据，其中动能变化的图像应该是 （选A、B或者C）。    【答案】 A AB/BA B 【详解】（1）[1]实验释放纸带时，应使重物靠近打点计时器，纸带处于竖直状态，手提着纸带上端。 故选A。 （2）[2]A．打点计时器安装时，要使两限位孔的中线在同一竖直线上，以减小摩擦阻力，故A正确； B．机械能守恒定律实验过程中需要验证 是否成立，重物的质量可以消去，故重物的质量可以不测量，故B正确； C．实验中应先接通电源，后释放纸带，故C错误； D．不可以利用公式来求解瞬时速度，因为利用此公式可以得到 恒成立，不能体现实验验证，故D错误。 故选AB。 （3）[3]根据题意可知，以圆弧最低点所在平面为参考面，当摆杆与竖直方向的夹角为（小于）时，光电门的势能为 [4]光电门通过遮光片的速度为 则光电门的动能为 [5]若实验过程中，光电门的机械能守恒，则光电门在不同遮光片处势能和动能之和相等，则随着高度的降低，势能减小，动能应该增加。故动能变化的图像应该是。 12．如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛水平射程OP。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端，再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放，与小球相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置M、N。 （1）图2是小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为 cm。 （2）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是 。 A．可选用半径不同的两小球 B．选用两球的质量应满足 C．小球每次必须从斜轨同一位置释放 D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间 （3）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为、，三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示） （4）验证动量守恒的实验也可以在如图3所示的水平气垫导轨上完成。实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为、滑块B的总质量为，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。 左侧光电门 右侧光电门 碰前 碰后 、 无 在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示） （5）关于实验，也可以根据牛顿运动定律及加速度的定义，从理论上论证碰撞前后两滑块的动量变化量与的关系为 （提示：与均为矢量）。 【答案】 55.50 BC/CB 【详解】（1）[1]确定m2落点平均位置的方法：用尽可能小的圆把小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置；依题意碰撞后m2球的水平路程应取为55.50cm。 （2）[2]A．为保证碰撞在同一条水平线上，所以两个小球的半径要相等，故A错误； B．为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大，即，故B正确； C．为保证小球每一次碰撞前的速度都相同，要求小球m1每次必须从斜轨同一位置静止释放，故C正确； D．小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需要测量时间，故D错误。 故选BC。 （3）[3]要验证动量守恒定律定律，即验证 小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得 得 可知，实验需要验证 在误差允许范围内，上式近似成立即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。 （4）[4]若让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，选取向右为正方向，依题意有 设遮光片的宽度为d，则 联立可得 （5）[5]以m1为研究对象，假定m2对m1的作用力为F，相互作用时间为，根据牛顿第二定律有 同理，以m2为研究对象，根据牛顿运动定律有 两式联立可得碰撞前后两滑块的动量变化量与的关系为 四：解答题:本题共3小题,第一小题小题9分，第二小题8分，第三小题13分，第四小题16分，共38分。 13．风洞，被称为飞行器的摇篮，我国的风洞技术世界领先。如图所示，在一次实验中，风洞竖直放置且足够长，质量为m的小球从A点以速度沿直径水平进入风洞。小球在风洞中运动时受到的风力F恒定，方向竖直向上，风力大小F可在0~3mg间调节。小球可视作质点，碰壁后不反弹，重力加速度g取，风洞横截面直径。 （1）当时，求小球撞击右壁的速度大小和方向； （2）保持不变，调节F的大小，求小球撞击右壁的区域长度。 【答案】（1），速度方向与水平方向夹角为；（2）15m 【详解】（1）当时，小球做平抛运动，水平方向有 解得 竖直分速度为 小球撞击右壁的速度大小 令速度与水平方向夹角为，则有 ， （2）结合上述，当时，小球做平抛运动，竖直方向的分位移 解得 当时，根据牛顿第二定律有 小球做类平抛运动，则有 ， 解得 则小球撞击右壁的区域长度 14．如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面由粗糙水平轨道与四分之一圆弧光滑轨道组成。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并可轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着轨道运动，已知细线长，小球质量，物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长为s，物块与水平轨道间的动摩擦因数，圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，。 （1）求小球运动到最低点的速度大小； （2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块的速度大小； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求小车上的水平轨道长度s的取值范围。 【答案】（1）5m/s；（2）4m/s；（3） 【详解】（1）对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理 解得 （2）小球与物块碰撞后的瞬间，小球的速度的大小为，物块速度的大小为，小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律 解得 （3）若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体，由水平方向动量守恒 由能量守恒定律 解得 若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒 由能量守恒定律 解得 综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围为 15．如图甲所示，在竖直平面内，粗糙的倾斜直轨道AB和光滑的圆轨道BCD相切于B点，C是圆轨道最低点，圆心角，D点与圆心等高，最低点C处有压力传感器。现有一个质量为m可视为质点的小物块从D点正上方静止释放后，恰好沿D点进入轨道DCB，压力传感器测出不同高度h释放时第一次经过C点的压力示数F，做出F与高度h的图像，如图乙所示。已知，，。 （1）求小物块的质量m和圆轨道的半径R； （2）若，轨道AB的长度，改变小物块与轨道AB间的动摩擦因数，试求小物块在斜面轨道AB上滑行的路程s与的关系。 【答案】（1）0.2kg，1m；（2）m（）或（）或（） 【详解】（1）当时，由图像截距可知 N 得 由图像可知，当时，对轨道的压力N，根据动能定理有 解得 （2）①当较小，则小物块滑离斜面，此时有 解得 小球的路程为1.8m； ②当较大，小物块能停在斜面上，有 解得 根据动能定理有 解得 ③当时，小物块最终在与B点等高水平线范围内往复运动，则有 解得 综上可知，小物块在斜面轨道AB上滑行的路程s与μ的关系为： m（）或（）或（） 2 学科网（北京）股份有限公司 $$