精品解析：黑龙江省大庆铁人中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

铁人中学2024级高一下学期期中考试 物理试题 试题说明：1、本试题满分_____100_____分，答题时间_____75_____分钟。 2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。 第Ⅰ卷选择题部分 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 关于做功和功率，下列说法正确的是（　　） A. 做斜抛运动的物体，重力一直做正功 B. 做平抛运动的物体，重力的功率一直增大 C. 若某物体所受合力做的功不为零，则每个力做的功均不为零 D. F越大，速度v越大，瞬时功率P就越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．做斜上抛运动，在上升阶段，重力方向与运动方向夹角为钝角，重力做负功，故A错误； B．重力的功率，做平抛运动的物体，竖直方向的速度一直增大，故重力的功率一直增大，故B正确； C．虽然合力做的功不为零，但可能其中某些力与位移方向垂直，不做功，故C错误； D．根据功率的一般表达式知，功率还有F、v的夹角有关，故D错误。 故选B。 2. 指尖陀螺是一种近年来流行的减压玩具，让人们在专注于陀螺旋转的过程中，放松身心，缓解紧张情绪。如图所示是一个正在高速旋转的指尖陀螺，a、b是陀螺上与转轴等距的两点，c到转轴的距离是a、b两点的一半，则下列说法不正确的是（　　） A. a、b两点在任意时刻的线速度均相同 B. a、b、c三个点的线速度大小之比为2：2：1 C. a点的向心加速度大小是c点的2倍 D. 若陀螺正在减速转动则c点的加速度不指向转轴 【答案】A 【解析】 【详解】A．a、b两点在任意时刻的线速度大小均相同，但是方向不同，故A错误，与题意相符； B．a、b、c三个点的角速度相同，半径之比为2:2:1，根据可知，线速度大小之比为2:2:1，故B正确，与题意不符； C．根据可知，a点的向心加速度大小是c点的2倍，故C正确，与题意不符； D．陀螺匀速转动时加速度指向转轴，若陀螺正在减速转动则c点的加速度不指向转轴，故D正确，与题意不符。 故选A。 3. 修建高层建筑时常用塔式起重机。某段时间内，重物在竖直方向上被匀加速提升，同时在水平方向上向右匀速移动。不计空气阻力。在此过程中（　　） A. 重物的运动轨迹为斜向右上方的直线 B. 绳子对重物拉力所做的功等于重物机械能的增加量 C. 重物所受合力冲量的方向斜向右上方 D. 绳子对重物拉力的冲量等于重物动量的增加量 【答案】B 【解析】 【详解】A．重物在竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，则重物的合运动为曲线运动，故A错误； B．除重力做功外其它力对物体做的功等于物体机械能的增加量，则绳子对重物拉力所做的功等于重物机械能的增加量，故B正确； C．重物在竖直方向做匀加速直线动，水平方向做匀速直线运动，则合力方向竖直向上，由可知，重物所受合力冲量的方向竖直向上，故C错误； D．由动量定理可知，绳子对重物拉力与重力的合力的冲量等于重物动量的增加量，故D错误。 故选B。 4. “双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的半径远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗恒星之间的距离为L，质量之比为m1：m2=3：2，则可知（　　） A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为2：3 B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为3：2 C. m2做圆周运动的半径为 D. m2做圆周运动的周期为 【答案】A 【解析】 【详解】CD．由万有引力提供向心力，有 得 又 得m1与m2做圆周运动的半径分别为， 将代入，解得，故CD错误； AB．双星周期相同，由得m1、m2做圆周运动的线速度之比，由得角速度之比为1：1，故A正确，B错误。 故选A。 5. 2024年10月30日，“神舟十九号”航天员乘组顺利进驻中国空间站，并于2025年4月29日返回地球。假设“神舟十九号”飞船升空后先进入停泊轨道（即近地圆轨道），而后进入转移轨道，最后在中国空间站轨道与空间站组合体对接。各个轨道的示意图如图所示，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，飞船在停泊轨道的运行周期为T，中国空间站轨道可视为圆形轨道且距地面高度为h，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　） A. 飞船在P点从停泊轨道进入转移轨道时需要减速 B. 空间站组合体的向心加速度大小为 C. 飞船在中国空间站轨道的周期为 D. 飞船在转移轨道上从P点运行至Q点所需的时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．飞船在P点从停泊轨道进入转移轨道时，需要做离心运动。根据离心运动条件，需要加速使所需向心力大于万有引力，而不是减速，故A错误； B．空间站组合体的向心加速度大小 又 联立解得，故B错误； C．根据开普勒第三定律 可知飞船在中国空间站轨道的周期为，故C正确； D．根据开普勒第三定律 飞船在转移轨道上从P点运行至Q点所需的时间为 联立，解得 故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，质量为m的小球与轻绳一端相连，绕另一端点O在竖直平面内做圆周运动，圆周运动半径为R，重力加速度为g，忽略一切阻力的影响。现测得绳子对小球的拉力FT随时间变化的图线如图乙所示，则（　　） A. 小球做匀速圆周运动 B. t1时刻小球在与O点等高的位置 C. t2时刻小球的速度大小为 D. t4时刻小球的速度恰好为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．因为小球在竖直平面内做圆周运动，速度大小在变，故A错误； BC．t2时刻小球到达最低点，由重力与绳子拉力的合力提供向心力，则有 解得 小球从O点等高位置到最低点，根据机械能守恒定律有 小球在O点等高位置向心力由绳子拉力提供 由图可知对应时间为t1，故B正确，C错误； D．t4时刻小球到达最高点，由图可知绳的拉力为0，由重力提供向心力，则有 得，故D错误。 故选B。 7. 根据天体运动规律，火星和地球每隔26个月将会分列于太阳的两侧，三个天体近似连成线，这个现象称为火星合日。2021年9月中旬至10月下旬便是这样一个时期，届时中国天问一号火星环绕器和祝融号火星车与地球通信信号将被太阳遮挡，无法通信而进入“日凌模式”。如图所示，假设太阳不动，地球轨道与火星轨道共面，根据题中所给数据及所掌握常识，计算从如图所示的火星合日开始到下一次地球与天问一号能通信这段时间内，地球与火星绕太阳转过的角度之比约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设火星和地球绕太阳做圆周运动的周期分别为T1和T2，则 其中t=26月T2=12月，解得 根据 则从如图所示的火星合日开始到下一次地球与天问一号能通信这段时间内，地球与火星绕太阳转过的角度之比等于周期的反比，则 故选C。 8. 一台额定功率为P的起重机从静止开始提升质量为m的重物，重物运动的v-t图像如图所示，图中线段除AB段是曲线外，其余线段都是直线，已知在t1时刻拉力的功率达到额定功率，之后功率保持不变，到t2时刻时重物上升的高度为h，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 图像中直线OA段起重机的功率随时间均匀增大 B. 图像中曲线AB段起重机的加速度越来越小 C. 在t2时刻，起重机的拉力最大且为 D. t1~t2时间内，起重机对重物所做的功为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图像中直线OA段重物匀加速上升时有 起重机拉力恒定，起重机的功率 所以起重机的功率随时间均匀增大，故A正确； B．图像的斜率表示加速度，图像中曲线AB段起重机的加速度越来越小，故B正确； C．在t2时刻，加速度 起重机的拉力 起重机的拉力在时最小，故C错误； D． 设t1~t2时间内，起重机对重物所做的功为W，t1~t2时间内，对重物由动能定理得 解得 故D错误。 故选AB。 9. 如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r=0.4m，最低点处有一小球（半径比r小很多），现给小球一水平向右的初速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足（g=10m/s2）（　　） A. v0≥0 B. v0≥4m/s C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】小球不脱离圆轨道时，恰能通过最高点的临界情况为在最高点弹力，由重力提供向心力，则有 解得 从最底点到最高点，根据机械能守恒定律得 解得 故要使小球做完整的圆周运动，必须满足； 若不通过圆心等高处小球也不会脱离圆轨道，则小球向右最多运动到与圆心的等高处，根据机械能守恒定律有 解得 故小球不越过圆心等高处，必须满足； 所以要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足或。 故选CD。 10. 如图，轻质定滑轮固定在天花板上，物体P和Q用不可伸长的轻绳相连，悬挂在定滑轮上，Q的质量是P的质量的2倍，时刻将两物体由静止释放，T时刻，物体Q的下降距离为时轻绳突然断开，物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度，取时刻物体P所在水平面为零势能面，此时物体Q的机械能为E。重力加速度大小为g，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。下列说法正确的是（　　） A. T时刻物体P的速度大小为 B. 2T时刻物体Q的机械能为 C. 2T时刻物体P重力的功率为 D. 2T时刻物体P的速度大小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据题意，设物体P的质量为，则物体的质量为，绳子的拉力为，由牛顿第二定律，分别对物体P和物体Q有， 解得， T时刻物体P的速度大小为，故A正确； B．细线断后P能上升的高度 可知开始时PQ距离为 若设开始时P所处的位置为零势能面，则开始时Q的机械能为 从开始到绳子断裂，绳子的拉力对Q做负功，大小为 则此时物体Q的机械能 此后物块Q的机械能守恒，则在时刻物块Q的机械能仍为，故B错误； CD．2T时刻物体P的速度为 方向向下，此时物体P重力的瞬时功率 故CD正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 二、实验题（本题共2小题，共14分。） 11. 某实验小组用图甲所示轨道做“探究平抛运动的规律”实验。 （1）在调整轨道末端水平时，小明发现把球无初速度地放在轨道末端，球会自动滚落，如图甲所示，则轨道上端应向_____（选填“a”或“b”）方向调整。若从轨道上同一位置释放小球，则调整后小球离开轨道末端的速度_____（选填“等于”“大于”或“小于”）调整前小球离开轨道末端的速度。 （2）某同学忘记在白纸上画出竖直方向，其它操作正确，已知点A、B、C为平抛轨迹（图中轨迹未画）上时间间隔相同的三点，如图乙所示，为了找出竖直方向，该同学利用作图法的具体操作如下：连接A、C两点，做线段AC，只需在线段AC上做出_____，并与B点连接，此直线即为竖直方向直线。 【答案】（1） ①. b ②. 小于 （2）线段AC的中点 【解析】 【小问1详解】 [1]根据题图可知斜槽末端向下倾斜，为保证小球做平抛运动，所以应调整轨道末端处于水平，故应将轨道的上端向b方向调整； [2] 若从轨道上同一位置释放小球，则调整后小球离开轨道末端时下落的高度会比调整前低一些，所以调整后小球离开轨道末端的速度会小于小球调整前离开轨道末端的速度； 【小问2详解】 已知点A、B、C为平抛轨迹（图中轨迹未画）上时间间隔相同的三点，则水平方向上AB之间的距离与BC之间的距离相同，故连接A、C两点，做线段AC，只需在线段AC上做出线段AC的中点，并与B点连接，此直线即为竖直方向直线。 12. 甲同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量mA=150g，mB=50g，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，电源频率为50Hz。则： （1）在打点0~5过程中系统势能的减小量ΔEp=_____J，系统动能的增加量ΔEk=_____J。由此甲同学得出在误差允许范围内系统的机械能守恒。（计算中，重力加速度g=9.8m/s2，结果均保留三位有效数字） （2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_____。 A. 利用公式计算重物速度 B. 利用公式计算重物速度 C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 先释放重物，后接通电源打出纸带 （3）乙同学利用这个实验测得的数据，用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度，做出的图像如图丙所示，则可求出当地的重力加速度g=_____m/s2（结果保留三位有效数字）。 【答案】（1） ①. 0.588 ②. 0.576 （2）C （3）9.68 【解析】 【小问1详解】 [1]在打点0~5过程中系统势能的减小量 [2]每相邻两计数点间还有4个点，打点周期为 根据匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,打计数点5时的速度为 系统动能的增加量 【小问2详解】 A．机械能守恒时，利用公式计算重物速度，重力势能的减少量等于动能的增加量，故A错误； B．利用公式计算重物速度，已经认为机械能守恒，所以两者应该没有误差，故B错误； C．重物下落过程中受到空气阻力、摩擦阻力作用,则会使重物动能增加量减小，即动能的增加量小于重力势能的减少量，故C正确； D．先释放重物，后接通电源打出纸带，则会导致纸带上打出很少的点，就会产生较大的实验误差，但不一定会使重物的动能增加量减小，故D错误。 故选C。 【小问3详解】 根据机械能守恒定律得 可得 由图丙可得图像的斜率 解得 三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。） 13. 2025年4月，科学家利用詹姆斯・韦布空间望远镜（JWST）对天体K2-18b进行观测，确认它是一颗类地行星。假设未来有探测器在距该行星表面的高度为R（行星的半径为R）的轨道，线速度的大小为v绕行星做匀速圆周运动，引力常量为G，忽略其它天体对探测器的引力作用，忽略行星自转的影响，求： （1）行星的质量M； （2）行星表面的重力加速度大小g； （3）该行星的第一宇宙速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设卫星的质量为，h=R，根据万有引力定律有 解得 【小问2详解】 对地面上质量为的物体，有 又 解得 【小问3详解】 对质量为的近地卫星，有 又 解得 14. 如图所示，在光滑的水平地面上放置一个质量，足够长的木板B，在B的左端放有一个质量的小滑块A（可视为质点），初始时A、B均静止，B锁定在水平面上。现对A施加的水平向右的拉力，后撤去拉力F．已知A、B间的动摩擦因数，取重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）撤去拉力F时小滑块A的速度大小； （2）若解除B的锁定，拉力改为恒力，重复上述操作，在撤去拉力时，小滑块A的速度仍是v1，则最终A到B左端的距离s是多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在拉力F作用的时间内，对A根据动量定理有， 解得 【小问2详解】 撤去恒力F前，A的位移 对A列动量定理有 可求：F=6N 最终A、B相对静止，根据系统动量定理有 根据系统能量守恒定律有 解得 15. 如图所示，顶端带有轻质滑轮的光滑斜劈固定在水平面上，斜面倾角为37°，转轴固定在天花板上的O点，O点与斜劈等高，长为L的轻杆一端可绕转轴在竖直平面内自由转动，另一端固定一小球P，一根不可伸长的轻绳绕过定滑轮A（大小不计），一端与小球P相连，另一端与斜面底端的滑块Q相连，已知，P、Q两物体质量都为m，滑块Q与水平面间的动摩擦因数μ=0.5.释放小球P，当P摆到最低点时，小球P与杆和绳子脱离，之后运动中，小球P落地时立即静止。小球、滑块均可看作质点，不计转轴及滑轮摩擦力的影响，sin37°=，重力加速度为g。求： （1）小球P脱离瞬间，小球P和滑块Q的速度大小的比值和滑块Q的重力势能增加量； （2）小球P脱离瞬间，小球P的速度大小；（结果可用根式表示） （3）若O点离水平面的高度为h=6.1m，L=4.1m，小球P、滑块Q最终的水平距离。（重力加速度g=10m/s²） 【答案】（1）5：4； （2） （3）22.8m 【解析】 【小问1详解】 小球P到最低点时，令此时的绳与水平方向夹角为，有 解得 将小球P的速度分解后有 解得 滑块Q沿斜面上升的距离 滑块Q增加的重力势能 【小问2详解】 对小球P、滑块Q构成的系统由机械能守恒有 解得 【小问3详解】 小球P做平抛运动，则有 解得 滑块Q先沿斜面减速，根据（2）可知 由动能定理得 解得 滑块Q先沿斜面减速即至0，之后向下加速，最终在水面上减速至静止，则有 解得 则小球P、滑块Q最终的水平距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 铁人中学2024级高一下学期期中考试 物理试题 试题说明：1、本试题满分_____100_____分，答题时间_____75_____分钟。 2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。 第Ⅰ卷选择题部分 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 关于做功和功率，下列说法正确的是（　　） A. 做斜抛运动的物体，重力一直做正功 B. 做平抛运动的物体，重力的功率一直增大 C. 若某物体所受合力做的功不为零，则每个力做的功均不为零 D. F越大，速度v越大，瞬时功率P就越大 2. 指尖陀螺是一种近年来流行的减压玩具，让人们在专注于陀螺旋转的过程中，放松身心，缓解紧张情绪。如图所示是一个正在高速旋转的指尖陀螺，a、b是陀螺上与转轴等距的两点，c到转轴的距离是a、b两点的一半，则下列说法不正确的是（　　） A. a、b两点在任意时刻的线速度均相同 B. a、b、c三个点的线速度大小之比为2：2：1 C. a点的向心加速度大小是c点的2倍 D. 若陀螺正在减速转动则c点的加速度不指向转轴 3. 修建高层建筑时常用塔式起重机。某段时间内，重物在竖直方向上被匀加速提升，同时在水平方向上向右匀速移动。不计空气阻力。在此过程中（　　） A. 重物的运动轨迹为斜向右上方的直线 B. 绳子对重物拉力所做的功等于重物机械能的增加量 C. 重物所受合力冲量的方向斜向右上方 D. 绳子对重物拉力的冲量等于重物动量的增加量 4. “双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的半径远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗恒星之间的距离为L，质量之比为m1：m2=3：2，则可知（　　） A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为2：3 B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为3：2 C. m2做圆周运动的半径为 D. m2做圆周运动的周期为 5. 2024年10月30日，“神舟十九号”航天员乘组顺利进驻中国空间站，并于2025年4月29日返回地球。假设“神舟十九号”飞船升空后先进入停泊轨道（即近地圆轨道），而后进入转移轨道，最后在中国空间站轨道与空间站组合体对接。各个轨道的示意图如图所示，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，飞船在停泊轨道的运行周期为T，中国空间站轨道可视为圆形轨道且距地面高度为h，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　） A. 飞船在P点从停泊轨道进入转移轨道时需要减速 B. 空间站组合体的向心加速度大小为 C. 飞船在中国空间站轨道的周期为 D. 飞船在转移轨道上从P点运行至Q点所需的时间为 6. 如图甲所示，质量为m的小球与轻绳一端相连，绕另一端点O在竖直平面内做圆周运动，圆周运动半径为R，重力加速度为g，忽略一切阻力的影响。现测得绳子对小球的拉力FT随时间变化的图线如图乙所示，则（　　） A. 小球做匀速圆周运动 B. t1时刻小球在与O点等高的位置 C. t2时刻小球的速度大小为 D. t4时刻小球的速度恰好为零 7. 根据天体运动规律，火星和地球每隔26个月将会分列于太阳的两侧，三个天体近似连成线，这个现象称为火星合日。2021年9月中旬至10月下旬便是这样一个时期，届时中国天问一号火星环绕器和祝融号火星车与地球通信信号将被太阳遮挡，无法通信而进入“日凌模式”。如图所示，假设太阳不动，地球轨道与火星轨道共面，根据题中所给数据及所掌握常识，计算从如图所示的火星合日开始到下一次地球与天问一号能通信这段时间内，地球与火星绕太阳转过的角度之比约为（　　） A. B. C. D. 8. 一台额定功率为P的起重机从静止开始提升质量为m的重物，重物运动的v-t图像如图所示，图中线段除AB段是曲线外，其余线段都是直线，已知在t1时刻拉力的功率达到额定功率，之后功率保持不变，到t2时刻时重物上升的高度为h，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 图像中直线OA段起重机的功率随时间均匀增大 B. 图像中曲线AB段起重机的加速度越来越小 C. 在t2时刻，起重机的拉力最大且为 D. t1~t2时间内，起重机对重物所做的功为 9. 如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r=0.4m，最低点处有一小球（半径比r小很多），现给小球一水平向右的初速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足（g=10m/s2）（　　） A. v0≥0 B. v0≥4m/s C. D. 10. 如图，轻质定滑轮固定在天花板上，物体P和Q用不可伸长的轻绳相连，悬挂在定滑轮上，Q的质量是P的质量的2倍，时刻将两物体由静止释放，T时刻，物体Q的下降距离为时轻绳突然断开，物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度，取时刻物体P所在水平面为零势能面，此时物体Q的机械能为E。重力加速度大小为g，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。下列说法正确的是（　　） A. T时刻物体P的速度大小为 B. 2T时刻物体Q的机械能为 C. 2T时刻物体P重力的功率为 D. 2T时刻物体P的速度大小 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 二、实验题（本题共2小题，共14分。） 11. 某实验小组用图甲所示轨道做“探究平抛运动的规律”实验。 （1）在调整轨道末端水平时，小明发现把球无初速度地放在轨道末端，球会自动滚落，如图甲所示，则轨道上端应向_____（选填“a”或“b”）方向调整。若从轨道上同一位置释放小球，则调整后小球离开轨道末端的速度_____（选填“等于”“大于”或“小于”）调整前小球离开轨道末端的速度。 （2）某同学忘记在白纸上画出竖直方向，其它操作正确，已知点A、B、C为平抛轨迹（图中轨迹未画）上时间间隔相同的三点，如图乙所示，为了找出竖直方向，该同学利用作图法的具体操作如下：连接A、C两点，做线段AC，只需在线段AC上做出_____，并与B点连接，此直线即为竖直方向直线。 12. 甲同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量mA=150g，mB=50g，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，电源频率为50Hz。则： （1）在打点0~5过程中系统势能的减小量ΔEp=_____J，系统动能的增加量ΔEk=_____J。由此甲同学得出在误差允许范围内系统的机械能守恒。（计算中，重力加速度g=9.8m/s2，结果均保留三位有效数字） （2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_____。 A. 利用公式计算重物速度 B. 利用公式计算重物速度 C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 先释放重物，后接通电源打出纸带 （3）乙同学利用这个实验测得的数据，用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度，做出的图像如图丙所示，则可求出当地的重力加速度g=_____m/s2（结果保留三位有效数字）。 三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。） 13. 2025年4月，科学家利用詹姆斯・韦布空间望远镜（JWST）对天体K2-18b进行观测，确认它是一颗类地行星。假设未来有探测器在距该行星表面的高度为R（行星的半径为R）的轨道，线速度的大小为v绕行星做匀速圆周运动，引力常量为G，忽略其它天体对探测器的引力作用，忽略行星自转的影响，求： （1）行星的质量M； （2）行星表面的重力加速度大小g； （3）该行星的第一宇宙速度。 14. 如图所示，在光滑的水平地面上放置一个质量，足够长的木板B，在B的左端放有一个质量的小滑块A（可视为质点），初始时A、B均静止，B锁定在水平面上。现对A施加的水平向右的拉力，后撤去拉力F．已知A、B间的动摩擦因数，取重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）撤去拉力F时小滑块A的速度大小； （2）若解除B的锁定，拉力改为恒力，重复上述操作，在撤去拉力时，小滑块A的速度仍是v1，则最终A到B左端的距离s是多少？ 15. 如图所示，顶端带有轻质滑轮的光滑斜劈固定在水平面上，斜面倾角为37°，转轴固定在天花板上的O点，O点与斜劈等高，长为L的轻杆一端可绕转轴在竖直平面内自由转动，另一端固定一小球P，一根不可伸长的轻绳绕过定滑轮A（大小不计），一端与小球P相连，另一端与斜面底端的滑块Q相连，已知，P、Q两物体质量都为m，滑块Q与水平面间的动摩擦因数μ=0.5.释放小球P，当P摆到最低点时，小球P与杆和绳子脱离，之后运动中，小球P落地时立即静止。小球、滑块均可看作质点，不计转轴及滑轮摩擦力的影响，sin37°=，重力加速度为g。求： （1）小球P脱离瞬间，小球P和滑块Q的速度大小的比值和滑块Q的重力势能增加量； （2）小球P脱离瞬间，小球P的速度大小；（结果可用根式表示） （3）若O点离水平面的高度为h=6.1m，L=4.1m，小球P、滑块Q最终的水平距离。（重力加速度g=10m/s²） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $