精品解析：宁夏银川一中2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷

银川一中2024/2025学年度（下）高一期末考试 物理试卷 一、单选题（每小题4分，共32分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 运动物体受到的合力为零时，机械能一定变化 B. 内力的冲量也能改变系统的总动量 C. 物体速度发生改变，其动能必然改变 D. 动能相同的两物体，质量越大其动量越大 2. 如图所示，物体先后由静止开始从两斜面的顶端A分别下滑至底端C、D，若物体与两斜面间的动摩擦因数相同，已知，两个过程中重力对物体做功分别为、，摩擦力对物体做功分别为、，则（　　） A. B. C. D. 3. 我国天问三号系列任务计划在2028年前后实施两次发射任务，“祝融号”探测器将登陆火星实现火星表面采样并返回地球。为获取火星的相关数据，2021年2月，发射了天问一号探测器，探测器在环绕火星的圆轨道上稳定运行，开展了广泛的科学探测工作，获取了大量的科学数据。其中火星的质量是一个非常重要的数据，除了引力常量外，依据下列两个物理量能计算出火星质量的是（　　） A. 天问一号的质量和绕火星运行的线速度 B. 天问一号的质量和绕火星运行的角速度 C. 天问一号绕火星运行的线速度和角速度 D. 天问一号在绕火星运行的某一时间内运动的某段圆弧对应的圆心角和对应的时间 4. 成语“簸扬糠秕”常用于自谦，形容自己无才而居前列。成语源于如图所示劳动情景，在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止释放的米粒和糠落到地面不同位置，糠落点更远。空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 从释放到落地的过程中，糠的运动时间等于米粒的运动时间 B. 从释放到落地的过程中，水平风力对米粒和糠做功相同 C. 从释放到落地的过程中，米粒和糠重力势能变化量相等 D. 从释放到落地的过程中，米粒和糠重力的冲量相等 5. 某块石头陷入淤泥过程中，其所受的阻力F与深度h的关系为（k，已知），石头沿竖直方向做直线运动，当时，石头陷入淤泥过程中克服阻力做的功为（　　） A. B. C. D. 6. 水切割又称水刀，即高压水射流切割技术，现已逐渐成为工业切割技术方面的主流切割方式。已知水流为柱状，水柱直径为D，水流以速度v垂直射到被切割的钢板上，之后垂直钢板的速度减为零，水的密度为ρ，下列说法正确的是（　　） A. 水刀单位时间内喷出水的质量为 B. 水刀的喷水功率为 C. 水流对钢板的平均冲击力大小为 D. 水流对钢板的压强大小为ρv2 7. 如图所示，两侧倾角均为30°的斜劈固定在水平地面上，将质量为m、长为L的光滑金属链条放在斜劈顶端，左右两侧链条长度之比为1：2。已知两斜面的长度均为2L，两侧链条与斜劈的截面在同一竖直平面内，重力加速度为g。某时刻将链条由静止释放，当链条下端到达斜劈底端时，链条的速度为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，一个光滑的半径为的半圆形管道在竖直平面内固定放置，为管道圆心，为水平直径。一条两端系有小球的细绳穿过管道，管道内径略大于小球直径，小球大小和绳的质量都忽略不计，小球的质量分别为和，初始时A球离点的距离也为，将A球由静止释放，随后无碰撞地进入管道，细绳始终处于绷紧。已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 刚释放时绳上的拉力大小为 B. A球运动到M处时，对管道的压力大小为 C. A球运动到管道的最高点时，B球的速度为 D. A球运动到管道最高点时对管道压力大小为 二、多选题（每小题4分，共20分） 9. 如图是汽车驾驶位方向盘安全气囊弹出时的照片，安全气囊可以有效降低碰撞事故对司机头部造成的伤害，在发生碰撞事故时，下列说法正确的是（　　） A. 安全气囊可以延长力的作用时间 B. 安全气囊可以缩短力的作用时间 C. 安全气囊可以减小司机头部受到的冲量 D. 安全气囊可以减小司机头部受到的作用力 10. 一些地方开设了滑草滑道游乐项目。如图所示，设定某游客（含装备）从滑草滑道的顶端由静止开始下滑到最低点过程中，该游客（含装备）的重力做功，克服摩擦力做功。则该过程中，该游客（含装备）（　　） A. 重力势能增加 B. 动能增加 C. 因摩擦生热 D. 机械能减少 11. 2025年2月3日《观点网》消息，小米汽车官方微博宣布，2025年1月，小米SU7交付量再次超过两万辆。时刻，一辆小米汽车在一段试车专用的平直的公路上由静止启动，其图像如图所示。已知汽车的质量为2000kg，设汽车在运动过程中阻力不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽车的额定功率是320kW B. 汽车受到的阻力大小为9000N C. 时汽车达到额定功率 D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小约为640m 12. 如图所示，倾角为的光滑斜面与光滑水平面在B点平滑连接，原长为的轻质弹簧（劲度系数未知）一端悬挂在点，另一端与质量为的小球（视为质点）相连，B点在点的正下方。小球从斜面上的A点由静止释放，沿斜面下滑，通过B点到达水平面，刚到达水平面时与水平面间的弹力恰好为0。已知与斜面垂直，A、B两点间距为，重力加速度为，劲度系数为的轻质弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的关系式为，、，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧劲度系数为 B. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒 C. 小球在A点时弹簧的弹性势能为 D. 小球到达B点时的速度为 13. 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（物体与弹性挡板碰撞无能量损失），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0.6kg B. 物体与斜面之间的动摩擦因数为0.5 C. 物块从开始到停止运动总路程为12.5m D. 物体在第一次上升过程中机械能减少了20J 三、实验题（16分） 14. 甲、乙两组同学在实验室用不同的方案验证机械能守恒定律。 计数点 A B C D E F G h/cm （1）甲组同学安装实验器材如图1所示，经检查发现一处明显的错误，错误是__________。 甲组同学纠正错误后顺利完成实验，选出符合要求的纸带，如图2所示（纸带其中一段未画出）。在纸带上选取等时间间隔T的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点，O点是比A点更早打出的点。测出这些计数点到O点的距离h记录在表中。由此计算出物体下落到B、C、D、E、F各点时的瞬时速度v，并依据表中数据作出v2-h图像。 （2）关于甲组同学的实验，下列说法正确的是__________ A. 实验中选择密度大、体积小重物 B. 安装实验器材时，调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上 C. 为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源 D. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度 （3）甲组同学画出了v2-h图像，h是计数点到点O的距离，v是该计数点的速度，如下判断正确的是__________ A. 若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒 B. 若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒 C. 若图像是一条不过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定不守恒 （4）甲组同学按照正确操作多次完成实验后，发现同一过程中重锤重力势能的减少量总是略大于动能的增加量。该误差属于__________误差（选填“偶然”或“系统”），该误差产生的原因可能是__________。（写一条即可） （5）乙组同学利用如图3的装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨放在水平桌面上，细绳两端分别与钩码和滑块相连，滑块在钩码的牵引下运动。已知光电门固定在气垫导轨上，遮光条的宽度为d，钩码的质量为m，滑块（含遮光条）的质量为M。保持M和m不变，多次改变遮光条到光电门的距离l，记录每次遮光条的遮光时间t，通过图像验证系统机械能守恒。根据以上乙组同学的设计方案，下列属于必要的实验要求是__________ A. 滑块由静止释放 B. 应使滑块（含遮光条）的质量远大于钩码的质量 C. 查找当地重力加速度 D. 实验前气垫导轨右端适当调高平衡摩擦力 15. 学习了“探究碰撞中的不变量”的实验后，某实验小组选用图甲所示的水平气垫导轨、光电门等测量装置研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。主要实验步骤如下： ①调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作； ②在滑块1上装上挡光片，在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥，测量挡光片宽度L=，用天平测出滑块1和滑块2的质量m1=0.32kg、m2=0.18kg； ③将滑块1和滑块2放在气垫导轨上，滑块2处于静止状态，让滑块1以一定的初速度与滑块2碰撞，撞后两者粘在一起，记下碰前挡光片的遮光时间t1=0.015s和碰后挡光片的遮光时间t2=0.024s； （1）滑块1碰前的动量p1=________；两滑块碰撞后的总动量p2=__________（计算结果保留两位有效数字）； （2）p1与p2的大小有差异，其原因可能是__________。（写一条即可） 四、解答题（32分） 16. 某机车以的速度驶向停在铁轨上的7节车厢，与它们对接。机车与第一节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又与第二节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，求：与最后一节车厢碰撞后车厢的速度。铁轨的摩擦忽略不计。 17. 如图所示，质量为m=0.5kg的小球，用长为l=1m的轻绳悬挂于O点的正下方P点。小球在水平向右拉力的作用下，在竖直平面内从P点缓慢地移动到Q点，Q点轻绳与竖直方向夹角为。不计空气阻力，g取。求： （1）在此过程中水平拉力对小球做的功W； （2）若小球运动到Q点时撤去水平拉力，小球开始下摆，小球回到P点时，对轻绳的拉力大小为多少？ 18. 传送带经常用于分拣货物。如图甲为传送带输送机简化模型图，传送带输送机倾角θ=37°，以大小为v=4m/s的恒定速率顺时针转动，传送带AB的长度L=12m。质量m=2kg的货物以初速度v0=12m/s从A端冲上传送带，货物与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）货物与传动带共速时上滑的位移x1； （2）货物从滑上至离开传送带过程中电动机多消耗的电能E； （3）若传送带速度可调，则传送带速度至少为多少时，快递员才能在B端取到货物。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 银川一中2024/2025学年度（下）高一期末考试 物理试卷 一、单选题（每小题4分，共32分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 运动物体受到的合力为零时，机械能一定变化 B. 内力的冲量也能改变系统的总动量 C. 物体速度发生改变，其动能必然改变 D. 动能相同的两物体，质量越大其动量越大 【答案】D 【解析】 【详解】A． 合力为零时物体静止或做匀速直线运动，若物体静止或做水平匀速直线运动，则动能与势能均无变化，机械能守恒，故A错误； B． 系统总动量变化仅由合外力冲量决定，内力冲量只改变系统内各物体动量，不改变总动量，故B错误； C． 动能仅与速度大小有关，若速度方向改变但大小不变（如匀速圆周运动），动能不变，故C错误； D． 根据动量与动能的数量关系，有，动能相同，质量越大动量越大，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，物体先后由静止开始从两斜面的顶端A分别下滑至底端C、D，若物体与两斜面间的动摩擦因数相同，已知，两个过程中重力对物体做功分别为、，摩擦力对物体做功分别为、，则（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据重力做功 由于h相同，则重力对物体做功相同，即 故AB错误； CD．设斜面的倾角为，动摩擦因数为，可知 由于，可知 故C正确，D错误。 故选C。 3. 我国天问三号系列任务计划在2028年前后实施两次发射任务，“祝融号”探测器将登陆火星实现火星表面采样并返回地球。为获取火星的相关数据，2021年2月，发射了天问一号探测器，探测器在环绕火星的圆轨道上稳定运行，开展了广泛的科学探测工作，获取了大量的科学数据。其中火星的质量是一个非常重要的数据，除了引力常量外，依据下列两个物理量能计算出火星质量的是（　　） A. 天问一号的质量和绕火星运行的线速度 B. 天问一号的质量和绕火星运行的角速度 C. 天问一号绕火星运行的线速度和角速度 D. 天问一号在绕火星运行的某一时间内运动的某段圆弧对应的圆心角和对应的时间 【答案】C 【解析】 【详解】A．已知天问一号的质量和线速度，根据 可推导出，但缺少轨道半径，无法计算火星质量，故A错误； B．已知天问一号的质量和角速度，根据 可推导出，但缺少轨道半径，无法计算火星质量，故B错误； C．已知线速度和角速度，由可得轨道半径 代入 消去后得 可直接计算火星质量，故C正确； D．已知圆心角和时间，可得角速度 但根据，仍缺少轨道半径，无法计算火星质量，故D错误。 故选C。 4. 成语“簸扬糠秕”常用于自谦，形容自己无才而居前列。成语源于如图所示劳动情景，在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止释放的米粒和糠落到地面不同位置，糠落点更远。空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 从释放到落地的过程中，糠的运动时间等于米粒的运动时间 B. 从释放到落地的过程中，水平风力对米粒和糠做功相同 C. 从释放到落地的过程中，米粒和糠重力势能变化量相等 D. 从释放到落地过程中，米粒和糠重力的冲量相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于糠、米粒在竖直方向上做自由落体运动，由于高度h相同，故下落时间t相同，故A正确； B．水平风力对米粒和糠做功 由于糠、米粒的质量不同，故二者水平方向的加速度不同，可知水平风力对米粒和糠做功不相同，故B错误； C．由于糠、米粒的质量不同，即二者重力不同，可知米粒和糠重力做功不同，根据功能关系可知米粒和糠重力势能变化量不相等，故C错误； D．米粒和糠重力的冲量 由于糠、米粒的质量不同，可知米粒和糠重力的冲量不相等，故D错误。 故选A。 5. 某块石头陷入淤泥过程中，其所受的阻力F与深度h的关系为（k，已知），石头沿竖直方向做直线运动，当时，石头陷入淤泥过程中克服阻力做的功为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】阻力随深度线性变化，利用平均力法可得平均力 则 故选C。 6. 水切割又称水刀，即高压水射流切割技术，现已逐渐成为工业切割技术方面的主流切割方式。已知水流为柱状，水柱直径为D，水流以速度v垂直射到被切割的钢板上，之后垂直钢板的速度减为零，水的密度为ρ，下列说法正确的是（　　） A. 水刀单位时间内喷出水的质量为 B. 水刀的喷水功率为 C. 水流对钢板的平均冲击力大小为 D. 水流对钢板的压强大小为ρv2 【答案】D 【解析】 【详解】A．t时间内喷水质量 单位时间内喷出水的质量，故A错误； B．水刀在1s时间内做的功转化为水柱的动能，即为水刀的喷水功率，得，故B错误。 C．t时间内喷出的水在t内速度减小为0，由动量定理，有 解得，故C错误； D．水流对钢板压强大小，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，两侧倾角均为30°的斜劈固定在水平地面上，将质量为m、长为L的光滑金属链条放在斜劈顶端，左右两侧链条长度之比为1：2。已知两斜面的长度均为2L，两侧链条与斜劈的截面在同一竖直平面内，重力加速度为g。某时刻将链条由静止释放，当链条下端到达斜劈底端时，链条的速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】链条从静止至左侧斜面上的链条完全滑到右端的过程中，重力做功为 然后链条下端到达斜劈底端这一过程重力做功为 设链条运动至底端的速度为v，有 解得 故选B。 8. 如图所示，一个光滑的半径为的半圆形管道在竖直平面内固定放置，为管道圆心，为水平直径。一条两端系有小球的细绳穿过管道，管道内径略大于小球直径，小球大小和绳的质量都忽略不计，小球的质量分别为和，初始时A球离点的距离也为，将A球由静止释放，随后无碰撞地进入管道，细绳始终处于绷紧。已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 刚释放时绳上的拉力大小为 B. A球运动到M处时，对管道的压力大小为 C. A球运动到管道的最高点时，B球的速度为 D. A球运动到管道最高点时对管道的压力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．刚释放时设绳上拉力为T，由牛顿第二定律可知T-mg=ma，3mg-T=3ma 联立可得，故A错误； B．当A球运动到M点的过程中，有 弹力提供向心力，有 联立，解得，根据牛顿第三定律可知A球运动到M处时，对管道压力大小为，故B错误； CD．A球运动到最高点的过程中，根据动能定理有 解得，即B球的速度为 A在最高点时，由牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律可知A球运动到管道最高点时对管道的压力大小为，故C正确；D错误。 故选C。 二、多选题（每小题4分，共20分） 9. 如图是汽车驾驶位方向盘安全气囊弹出时的照片，安全气囊可以有效降低碰撞事故对司机头部造成的伤害，在发生碰撞事故时，下列说法正确的是（　　） A. 安全气囊可以延长力的作用时间 B. 安全气囊可以缩短力的作用时间 C. 安全气囊可以减小司机头部受到的冲量 D. 安全气囊可以减小司机头部受到的作用力 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．安全气囊可以延长力的作用时间，选项A正确，B错误； CD．遇到碰撞时司机头部的动量变化量是一定的，即安全气囊不可以减小司机头部受到的冲量，由于增加了作用时间，根据Ft=∆p可知，F减小，即安全气囊可以减小司机头部受到的作用力，选项C错误，D正确。 故选AD。 10. 一些地方开设了滑草滑道游乐项目。如图所示，设定某游客（含装备）从滑草滑道的顶端由静止开始下滑到最低点过程中，该游客（含装备）的重力做功，克服摩擦力做功。则该过程中，该游客（含装备）（　　） A. 重力势能增加 B. 动能增加 C. 因摩擦生热 D. 机械能减少 【答案】BD 【解析】 【详解】A．重力做功等于重力势能的减小量，则重力势能减小，选项A错误； B．合外力做功等于动能增量，则动能增加，选项B正确； C．因摩擦生热等于克服阻力做功，即，选项C错误； D．机械能减少等于除重力以外的其他力的功，即等于克服阻力做功，即，选项D正确。 故选BD。 11. 2025年2月3日《观点网》消息，小米汽车官方微博宣布，2025年1月，小米SU7交付量再次超过两万辆。时刻，一辆小米汽车在一段试车专用的平直的公路上由静止启动，其图像如图所示。已知汽车的质量为2000kg，设汽车在运动过程中阻力不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽车的额定功率是320kW B. 汽车受到的阻力大小为9000N C. 时汽车达到额定功率 D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小约为640m 【答案】BC 【解析】 【详解】ABC．由图像可知从0到8s，汽车做匀变速直线运动，8s后达到额定功率不变，汽车仍在加速。汽车匀加速阶段，根据牛顿第二定律 由图线可知，汽车的加速度为 匀加速最大速度为 则汽车的额定功率为 汽车达到最大速度时 联立，解得，，故A错误，BC正确； D．变加速运动阶段，根据动能定理 其中 解得，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，倾角为的光滑斜面与光滑水平面在B点平滑连接，原长为的轻质弹簧（劲度系数未知）一端悬挂在点，另一端与质量为的小球（视为质点）相连，B点在点的正下方。小球从斜面上的A点由静止释放，沿斜面下滑，通过B点到达水平面，刚到达水平面时与水平面间的弹力恰好为0。已知与斜面垂直，A、B两点间距为，重力加速度为，劲度系数为的轻质弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的关系式为，、，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒 C. 小球在A点时弹簧的弹性势能为 D. 小球到达B点时的速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．刚到达水平面B点时与水平面间的弹力恰好为0，可知 弹簧的劲度系数为，故A错误； B．运动过程中，只有小球的重力和弹簧弹力做功，所以小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故B正确； C．小球在A点时，弹簧伸长量 小球在A点时弹簧伸长量弹簧的弹性势能为，故C正确； D．从A到B由能量关系 其中 解得小球到达B点时的速度为，故D错误。 故选BC。 13. 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（物体与弹性挡板碰撞无能量损失），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0.6kg B. 物体与斜面之间的动摩擦因数为0.5 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20J 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据数学关系可知，当时，可解得 物体向上运动过程做匀减速直线运动，则重力势能增大，动能减小，重力势能 结合图像有 解得，故A错误； B．根据动能定理有 变形得 结合上述与图像有， 解得，，故B正确； C．物块从开始到停止运动过程，根据功能关系与能量守恒定律有 结合上述解得，故C正确； D．根据图示可知，物体在第一次上升过程运动的最大距离 物体在第一次上升过程中机械能减少量为 解得，故D正确。 故选BCD。 三、实验题（16分） 14. 甲、乙两组同学在实验室用不同的方案验证机械能守恒定律。 计数点 A B C D E F G h/cm （1）甲组同学安装实验器材如图1所示，经检查发现一处明显的错误，错误是__________。 甲组同学纠正错误后顺利完成实验，选出符合要求的纸带，如图2所示（纸带其中一段未画出）。在纸带上选取等时间间隔T的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点，O点是比A点更早打出的点。测出这些计数点到O点的距离h记录在表中。由此计算出物体下落到B、C、D、E、F各点时的瞬时速度v，并依据表中数据作出v2-h图像。 （2）关于甲组同学的实验，下列说法正确的是__________ A. 实验中选择密度大、体积小的重物 B. 安装实验器材时，调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上 C. 为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源 D. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度 （3）甲组同学画出了v2-h图像，h是计数点到点O的距离，v是该计数点的速度，如下判断正确的是__________ A. 若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒 B. 若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒 C. 若图像是一条不过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定不守恒 （4）甲组同学按照正确的操作多次完成实验后，发现同一过程中重锤重力势能的减少量总是略大于动能的增加量。该误差属于__________误差（选填“偶然”或“系统”），该误差产生的原因可能是__________。（写一条即可） （5）乙组同学利用如图3的装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨放在水平桌面上，细绳两端分别与钩码和滑块相连，滑块在钩码的牵引下运动。已知光电门固定在气垫导轨上，遮光条的宽度为d，钩码的质量为m，滑块（含遮光条）的质量为M。保持M和m不变，多次改变遮光条到光电门的距离l，记录每次遮光条的遮光时间t，通过图像验证系统机械能守恒。根据以上乙组同学的设计方案，下列属于必要的实验要求是__________ A. 滑块由静止释放 B. 应使滑块（含遮光条）的质量远大于钩码的质量 C. 查找当地重力加速度 D. 实验前气垫导轨右端适当调高平衡摩擦力 【答案】（1）打点计时器接了电池组 （2）AB （3）B （4） ①. 系统 ②. 克服空气阻力和摩擦力阻力做功 （5）AC 【解析】 【小问1详解】 打点计时器应接交流电源，不能用电池组，错误是打点计时器接了电池组。 【小问2详解】 A．为了减小空气阻力的影响，实验中选择密度大、体积小的重物，故A正确； B．安装实验器材时，调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上，纸带要穿过限位孔，故B正确； C．为在纸带上打下尽量多的点，应接通打点计时器的电源，然后释放重物，故C错误； D．公式是在机械能守恒的条件下得到的表达式，不能用来计算打点计时器打下某点时重锤的速度v，而应该根据纸带上的点来计算，故D错误。 故选AB。 【小问3详解】 AB．在重物下落h的过程中，若初速度为零且阻力f恒定，根据动能定理 变形得 则图像就是过原点的一条直线，因此若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒，故A错误，B正确； C．在重物下落h的过程中，若初速度不为零、阻力为零根据机械能守恒定律 变形得 此时图像是一条不经过原点的直线，但重物下落过程中机械能守恒，故C错误。 故选B。 【小问4详解】 [1][2]该实验中重力势能的减少量大于动能的增加量是属于系统误差；由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量。 【小问5详解】 滑块通过光电门的速度 在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，如果系统机械能守恒，满足 变形得 A．由于只有一个光电门，需要将滑块由静止开始释放，以保证初速度为零，故A正确； B．本实验不需要用钩码的重力代替绳子的拉力，不需要使滑块（含遮光条）的质量远大于钩码的质量，故B错误； C．根据上述表达式可知，需要已知当地重力加速度，故C正确； D．为了使钩码下落的高度等于初始位置到光电门的距离，实验前调节气垫导轨水平，故D错误。 故选AC。 15. 学习了“探究碰撞中的不变量”的实验后，某实验小组选用图甲所示的水平气垫导轨、光电门等测量装置研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。主要实验步骤如下： ①调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作； ②在滑块1上装上挡光片，在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥，测量挡光片宽度L=，用天平测出滑块1和滑块2的质量m1=0.32kg、m2=0.18kg； ③将滑块1和滑块2放在气垫导轨上，滑块2处于静止状态，让滑块1以一定的初速度与滑块2碰撞，撞后两者粘在一起，记下碰前挡光片的遮光时间t1=0.015s和碰后挡光片的遮光时间t2=0.024s； （1）滑块1碰前的动量p1=________；两滑块碰撞后的总动量p2=__________（计算结果保留两位有效数字）； （2）p1与p2的大小有差异，其原因可能是__________。（写一条即可） 【答案】（1） ①. 0.096 ②. 0.094 （2）存在空气阻力 【解析】 【小问1详解】 [1]碰前滑块1的速度为 所以滑块1碰前的动量 [2]碰后滑块1、2的速度为 两滑块碰撞后的总动量 【小问2详解】 p1与p2的大小有差异，其原因是滑块运动过程中有空气阻力存在。 四、解答题（32分） 16. 某机车以的速度驶向停在铁轨上的7节车厢，与它们对接。机车与第一节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又与第二节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，求：与最后一节车厢碰撞后车厢的速度。铁轨的摩擦忽略不计。 【答案】 【解析】 【详解】设机车质量为m，相碰过程中，系统合外力为零，逐次碰撞等效于一次跟7节车厢一起碰撞，有 解得 17. 如图所示，质量为m=0.5kg的小球，用长为l=1m的轻绳悬挂于O点的正下方P点。小球在水平向右拉力的作用下，在竖直平面内从P点缓慢地移动到Q点，Q点轻绳与竖直方向夹角为。不计空气阻力，g取。求： （1）在此过程中水平拉力对小球做的功W； （2）若小球运动到Q点时撤去水平拉力，小球开始下摆，小球回到P点时，对轻绳的拉力大小为多少？ 【答案】（1）2.5J （2）10N 【解析】 【小问1详解】 小球从P到Q的过程中，由动能定理得 解得在此过程中水平拉力对小球做的功 【小问2详解】 小球从Q到P的过程中，由动能定理得 小球在P点为圆周轨道的最低点，由牛顿第二定律 解得 由牛顿第三定律可知小球回到P点时，对轻绳的拉力大小为 18. 传送带经常用于分拣货物。如图甲为传送带输送机简化模型图，传送带输送机倾角θ=37°，以大小为v=4m/s的恒定速率顺时针转动，传送带AB的长度L=12m。质量m=2kg的货物以初速度v0=12m/s从A端冲上传送带，货物与传送带间的动摩擦因数μ=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）货物与传动带共速时上滑的位移x1； （2）货物从滑上至离开传送带过程中电动机多消耗的电能E； （3）若传送带速度可调，则传送带速度至少为多少时，快递员才能在B端取到货物。 【答案】（1）8m （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对刚冲上传送带货物进行受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 货物与传送带共速时，所用时间为 则货物与传动带共速时上滑的位移为 【小问2详解】 共速后，对货物进行受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 货物速度减为0所用时间为 货物该过程上滑的位移为 因为 故货物不能到达传送带B端，接着以a2反向加速从A段离开传送带，则有 解得 t1时间内传送带的位移为 （t2+t3）时间内传送带的位移为 货物从滑上至离开传送带过程中，摩擦力对传送带做的功为 为了维持传送带匀速运动，则货物从滑上至离开传送带过程中电动机多消耗的电能为 【小问3详解】 设传送带的速度为v′时，货物到达传送带B端速度恰好减为0，则有 代入数据解得 可知传送带速度至少为时，快递员才能在B端取到货物。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$