精品解析：山东省泰安肥城市2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

高一物理试题 1、答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2、选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3、请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的转速增大以后，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列判断正确的是（ ） A. 物体所受弹力增大，摩擦力增大 B. 物体所受弹力增大，摩擦力不变 C. 物体所受弹力减小，摩擦力不变 D. 物体所受弹力不变，摩擦力减小 2. 如图所示，将一质量为m的小球从离地高度为h1的桌面上以速度v竖直向上抛出，小球能达到的最大离地高度为h。若以桌面作为重力势能的零参考平面，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ） A. 小球抛出时的机械能为 B. 小球在最高点的机械能为mgh C. 小球在最高点的机械能为0 D. 小球落地时的机械能为mg(h－h1) 3. 如图所示，板长为L，板的B端静止放有质量为m的小物体，物体与板间的动摩擦因数为μ。开始时板水平，在缓慢转过一个不太大的角度α的过程中，小物体保持与板相对静止，则在这个过程中（ ） A. 摩擦力对小物体做负功 B. 弹力对小物体不做功 C. 弹力对小物体做功为mgLsinα D. 板对小物体不做功 4. 火星为太阳系里四颗类地行星之一，火星的半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的，把地球和火星均看作质量分布均匀的球体，若地球的第一宇宙速度大小为v，则火星的第一宇宙速度大小约为（ ） A. B. C. D. 5. 2024年3月20日，我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面附近时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行；后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，其中P、Q两点分别为鹊桥二号的近月点和远月点，如图所示。下列说法中正确的是（ ） A. 鹊桥二号在冻结轨道P点的速度大于在捕获轨道P点的速度 B. 鹊桥二号在捕获轨道P点的速度小于其在Q点的速度 C. 若鹊桥二号在冻结轨道运行周期为24h，则其在捕获轨道上运动周期一定大于24h D. 若鹊桥二号绕地球运行和绕月球运行的椭圆轨道的半长轴相等，则绕地球运行和绕月球运行的周期也一定相等 6. 如图，将带负电的导体球M靠近（不接触）不带电的导体N。若沿虚线1将导体N分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB ；若沿虚线2将导体N平分成两部分，这两部分所带电荷量分别为和。下列说法正确的是（ ） A. ， B. 和带正电，和带负电 C. 在导体球M的作用下，导体N中的带正电的离子向B端移动，使B带上正电 D. 在导体球M的作用下，导体N中的自由电子向A端移动，使A带上负电 7. 可视为点电荷两个完全相同的导体球相隔一定距离，其中一个带电量为，另一个带电量为+4Q。现将两球接触后再放回接触前的位置。下列说法正确的是（ ） A. 接触后两球电量不相等 B. 接触后两球间的库仑力变大 C. 接触后两球连线的中点处电场强度不为零 D. 接触后在两球连线上中点处电场强度最小 8. 质量为m的新能源汽车在平直道路上以恒定功率P由静止启动，行驶距离为x时达到最大速度，汽车在行驶时所受阻力恒为f，该过程所用的时间为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 用电场线能直观、方便地比较电场中各点场强的强弱。图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是该电场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（ ） A. B、C两点场强大小相等，方向相反 B. A、D两点场强大小相等，方向相同 C. E、O、F三点比较，O点场强最强 D. B、O、F三点比较，B点场强最强 10. 某人用手将1 kg的物体由静止向上提起4 m，这时物体的速度为4 m/s（g取10m/s2）。忽略空气阻力，则关于该过程下列说法正确的是（ ） A 合力做功8 J B. 合力做功12 J C. 手对物体做功8 J D. 物体机械能增加了48 J 11. 有一种叫“飞椅”游乐项目，简化模型如图所示。长为L=5 m的钢绳一端系着质量为座椅，另一端固定在半径r=2 m的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角。不计钢绳重力，，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列判断正确的是（ ） A. 飞椅的角速度 B. 飞椅的角速度 C. 钢绳对座椅的拉力大小为125 N D. 钢绳对座椅的拉力大小为75 N 12. 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为3R，bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到方向水平向右、大小与重力相等的拉力作用，自a点由静止开始向右运动，重力加速度大小为g。则（ ） A. 小球运动到c点时速度大小为 B. 小球运动到c点时速度大小为 C. 小球在c点对轨道压力大小为6mg D. 小球在c点对轨道的压力大小为7mg 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某学习小组使用如图所示的实验装置探究向心力大小与半径、角速度、质量之间的关系。若两球分别放在长槽和短槽的挡板内侧，转动手柄，长槽和短槽随变速轮塔匀速转动，两球所受向心力的比值可通过标尺上的等分格显示。当皮带放在皮带盘的第一挡、第二挡和第三挡时，左、右变速轮塔的角速度之比分别为1∶1，1∶2和1∶3。 （1）本实验采用的实验探究方法与下列实验相同的是______ A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C. 探究平抛运动的特点 （2）皮带放在皮带盘的第一挡时，把两个质量不同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们的转动半径相同，匀速转动手柄，可以探究 A. 向心力的大小与质量的关系 B. 向心力的大小与半径的关系 C. 向心力的大小与角速度的关系 （3）该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧，改变皮带挡位，记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边2.0格、右边7.9格，则记录该组数据时，皮带位于皮带盘的第_____挡（选填“一”、“二”或“三”）。 14. 某小组用如图所示的装置验证“机械能守恒定律”。甲、乙两小物块分别连接在一条跨过定滑轮的轻绳两端，乙右侧水平固定一宽度为d的遮光条，遮光条下方水平固定一光电门。已知甲的质量为m1，乙（含遮光条）的质量为m2，且m1＜m2。先让甲、乙保持静止，轻绳伸直，测出遮光条到光电门中心的高度h，然后将甲、乙同时由静止释放，测出遮光条通过光电门的遮光时间t。 （1）（多选）实验过程中，下列说法正确的是 A. 需要测量出遮光条从下落到光电门所用的时间T B. 需要测量出两物块的质量和 C. 小物块应选择体积比较大的木块 D. 为了减小实验误差，遮光条到光电门中心的高度h应尽量大些 （2）乙物块到达光电门时，其速度大小为v=______（用d，t表示）。已知当地重力加速度大小为g，若在误差允许范围内，关系式________________________________（用、、g、h、d、表示）成立，则验证了“机械能守恒定律”。 （3）如果实验中保持光电门的位置不变，多次改变乙物块释放的高度，得到多组h、t 数据，然后用图像法处理数据，以h为纵轴，以________（填“”、“”、“”或“”）为横轴，若得到的图像是一条过原点的直线就表明机械能守恒定律得到验证。 15. 我国探月计划“嫦娥工程”分为绕、落、回三个阶段，在实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测中，宇航员着陆月球后，在月球表面以初速度v0竖直向上抛出小球，小球上升的最大高度为h。已知月球半径为R，引力常量为G，小球上升的最大高度远小于月球的半径。 （1）求月球表面的重力加速度大小g； （2）求月球的质量M； （3）若月球自转周期为T，求月球的同步卫星距离月球表面的高度H。 16. 如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球质量m=0.8 kg，匀强电场的场强，取重力加速度，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求小球所受电场力的大小和方向； （2）求小球所带电荷量； （3）将电场撤去，小球由静止开始运动。求小球运动到最低点时细绳对小球拉力的大小。 17. 如图甲所示，一物体置于倾角θ=37°的足够长斜面上，电动机通过跨过定滑轮的轻绳牵引物体沿斜面上升，轻绳与斜面平行。启动电动机后，在0~6 s内物体运动的v-t图像如图乙所示，其中除1~5 s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，1 s时电动机达到最大输出功率，此后保持该输出功率不变。已知物体的质量为2 kg，物体与斜面间动摩擦因数为0.25，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）0~1 s内电动机牵引力大小及电动机的最大输出功率； （2）t=5 s时物体速度的大小； （3）物体的速度为5 m/s时的加速度大小； （4）0~5 s内物体位移的大小。 18. 如图所示，处于竖直平面内的轨道装置由半径R=0.9m光滑半圆轨道BCD和半径r=0.1 m光滑半圆轨道EFG组成。D、G为两半圆轨道最高点，O、O'为两半圆轨道圆心，C点与圆心O等高，水平地面与半圆轨道最低点B平滑连接。DE间隙很小，其宽度不计，视为质点的物块可通过。在水平地面的P点处固定一竖直挡板，A点放置一可视为质点的物块，P、A间地面光滑，A、B间地面粗糙。一轻质弹簧水平放置在P、A间，左端固定在挡板上，右端与物块接触（未拴接，此时弹簧处于原长）。已知物块质量m=1 kg，A、B间地面长度L=1 m，物块与A、B间地面的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10 m/s2。现使物块压缩弹簧（始终处于弹性限度内），某时刻由静止释放。 （1）若物块释放后恰好能运动到C点，求： ①释放物块时弹簧所具有的弹性势能； ②物块停止运动时与B点的距离。 （2）若释放后，物块能沿两半圆轨道到达G点，求释放物块时弹簧所具有弹性势能最小值Epmin及物块到达G点时速度的最小值vmin（结果可保留根号）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理试题 1、答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2、选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3、请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的转速增大以后，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列判断正确的是（ ） A. 物体所受弹力增大，摩擦力增大 B. 物体所受弹力增大，摩擦力不变 C. 物体所受弹力减小，摩擦力不变 D. 物体所受弹力不变，摩擦力减小 【答案】B 【解析】 【详解】对物体，物体所受弹力提供向心力，即 当圆筒的转速增大以后，物体角速度也会增大，物体所需向心力增大，则弹力增大，但在竖直方向上物体合力为零，所受摩擦力与重力大小始终相等，所以摩擦力不变。 故选B。 2. 如图所示，将一质量为m的小球从离地高度为h1的桌面上以速度v竖直向上抛出，小球能达到的最大离地高度为h。若以桌面作为重力势能的零参考平面，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ） A. 小球抛出时的机械能为 B. 小球在最高点的机械能为mgh C. 小球在最高点的机械能为0 D. 小球落地时的机械能为mg(h－h1) 【答案】D 【解析】 【详解】A．以桌面作为重力势能的零参考平面，小球抛出时的机械能为，故A错误； BC．以桌面作为重力势能零参考平面，小球抛出时的机械能为，故BC错误； D．若以桌面作为重力势能的零参考平面，不计空气阻力，小球机械能守恒，小球落地时的机械能与小球在最高点的机械能相等，为，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，板长为L，板的B端静止放有质量为m的小物体，物体与板间的动摩擦因数为μ。开始时板水平，在缓慢转过一个不太大的角度α的过程中，小物体保持与板相对静止，则在这个过程中（ ） A. 摩擦力对小物体做负功 B. 弹力对小物体不做功 C. 弹力对小物体做功为mgLsinα D. 板对小物体不做功 【答案】C 【解析】 【详解】A．小物体沿板方向没有发生位移，即沿摩擦力方向没有位移，所以摩擦力对小物体做功为零，故A错误； BC．根据动能定理可得 解得 故B错误；C正确； D．依题意，板对小物块的摩擦力做功为0，板对小物块的弹力做功为，则板对小物体做功为，故D错误。 故选C。 4. 火星为太阳系里四颗类地行星之一，火星的半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的，把地球和火星均看作质量分布均匀的球体，若地球的第一宇宙速度大小为v，则火星的第一宇宙速度大小约为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据 解得，可知地球的第一宇宙速度为，火星的第一宇宙速度为 联立，解得 故选A。 5. 2024年3月20日，我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面附近时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行；后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，其中P、Q两点分别为鹊桥二号的近月点和远月点，如图所示。下列说法中正确的是（ ） A. 鹊桥二号在冻结轨道P点的速度大于在捕获轨道P点的速度 B. 鹊桥二号在捕获轨道P点的速度小于其在Q点的速度 C. 若鹊桥二号在冻结轨道运行周期24h，则其在捕获轨道上运动周期一定大于24h D. 若鹊桥二号绕地球运行和绕月球运行的椭圆轨道的半长轴相等，则绕地球运行和绕月球运行的周期也一定相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．P点是冻结轨道和捕获轨道的近月点，鹊桥二号从捕获轨道变轨到冻结轨道需要在P点制动减速，鹊桥二号在冻结轨道P点的速度大于在捕获轨道P点的速度，故A错误； B．由开普勒第二定律可知，鹊桥二号在捕获轨道P点的速度大于其在Q点的速度，故B错误； C．冻结轨道的半长轴小于捕获轨道的半长轴，由开普勒第三定律，可知若鹊桥二号在冻结轨道运行周期为24h，则其在捕获轨道上运动周期一定大于24h，故C正确； D．由开普勒第三定律中的k值由中心天体的质量决定，地球与月球的质量不等，所以若鹊桥二号绕地球运行和绕月球运行的椭圆轨道的半长轴相等，则绕地球运行和绕月球运行的周期一定不相等，故D错误。 故选C。 6. 如图，将带负电的导体球M靠近（不接触）不带电的导体N。若沿虚线1将导体N分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB ；若沿虚线2将导体N平分成两部分，这两部分所带电荷量分别为和。下列说法正确的是（ ） A. ， B. 和带正电，和带负电 C. 在导体球M的作用下，导体N中的带正电的离子向B端移动，使B带上正电 D. 在导体球M的作用下，导体N中的自由电子向A端移动，使A带上负电 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于导体不带电，因此无论沿虚线1还是沿虚线2将导体分开，左右两部分所带电荷量总是相等的，即，，故A错误； B．由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，则和带负电，和带正电，故B错误； CD．导体中只有自由电子能够移动，则自由电子受到向左的电场力向A端移动，使A带上负电，B带上正电，故C错误；D正确。 故选D。 7. 可视为点电荷的两个完全相同的导体球相隔一定距离，其中一个带电量为，另一个带电量为+4Q。现将两球接触后再放回接触前的位置。下列说法正确的是（ ） A. 接触后两球电量不相等 B. 接触后两球间的库仑力变大 C. 接触后两球连线的中点处电场强度不为零 D. 接触后在两球连线上中点处电场强度最小 【答案】D 【解析】 【详解】A．两导体球完全相同，接触后总电荷量为 均分后每球带电量为，故接触后两球电量相等，A错误； B．接触前库仑力大小为（吸引力） 接触后两球带同种电荷，库仑力大小为（排斥力） 显然，故B错误； C．接触后两球为等量同种点电荷，连线中点处两电荷产生的电场方向相反且大小相等，合场强为零，故C错误； D．等量同种点电荷连线中点的场强为零，而连线上其他位置的场强均大于零，因此中点处场强最小，故D正确。 故选D。 8. 质量为m的新能源汽车在平直道路上以恒定功率P由静止启动，行驶距离为x时达到最大速度，汽车在行驶时所受阻力恒为f，该过程所用的时间为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】汽车以恒定功率启动，当达到最大速度时满足牵引力等于阻力，即 此时最大速度 根据动能定理有 解得，故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 用电场线能直观、方便地比较电场中各点场强的强弱。图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是该电场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（ ） A. B、C两点场强大小相等，方向相反 B. A、D两点场强大小相等，方向相同 C. E、O、F三点比较，O点场强最强 D. B、O、F三点比较，B点场强最强 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．根据等量异种电荷的电场分布结合对称性可知，B、C两点场强大小相等，方向相同，A、D两点场强大小相等，方向相同，选项A错误，B正确； C．E、O、F三点比较，O点电场线最密集，场强最强，选项C正确； D．B、O、F三点比较，B点电场线较O点密集，则B点场强大于O点；O点场强大于F点，可知B点场强最强，选项D正确。 故选BCD。 10. 某人用手将1 kg的物体由静止向上提起4 m，这时物体的速度为4 m/s（g取10m/s2）。忽略空气阻力，则关于该过程下列说法正确的是（ ） A. 合力做功8 J B. 合力做功12 J C. 手对物体做功8 J D. 物体机械能增加了48 J 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．对物体，根据动能定理有 可知合力做功为8J，故A正确，B错误； CD．根据总功 联立解得手对物体做功 功能关系可知物体机械能增加了48 J，故C错误，D正确。 故选AD。 11. 有一种叫“飞椅”的游乐项目，简化模型如图所示。长为L=5 m的钢绳一端系着质量为座椅，另一端固定在半径r=2 m的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角。不计钢绳重力，，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列判断正确的是（ ） A. 飞椅的角速度 B. 飞椅的角速度 C. 钢绳对座椅的拉力大小为125 N D. 钢绳对座椅的拉力大小为75 N 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据牛顿第二定律得 解得，A错误，B正确； CD．钢绳对座椅拉力大小为 解得 ，C正确，D错误。 故选BC。 12. 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为3R，bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到方向水平向右、大小与重力相等的拉力作用，自a点由静止开始向右运动，重力加速度大小为g。则（ ） A. 小球运动到c点时速度大小为 B. 小球运动到c点时速度大小为 C. 小球在c点对轨道的压力大小为6mg D. 小球在c点对轨道的压力大小为7mg 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．从a到c由动能定理 其中F=mg，可得小球运动到c点时速度大小为，选项A错误，B正确； CD．小球在c点根据牛顿第二定律 解得N=7mg 根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小为N＇=7mg，选项C错误，D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某学习小组使用如图所示的实验装置探究向心力大小与半径、角速度、质量之间的关系。若两球分别放在长槽和短槽的挡板内侧，转动手柄，长槽和短槽随变速轮塔匀速转动，两球所受向心力的比值可通过标尺上的等分格显示。当皮带放在皮带盘的第一挡、第二挡和第三挡时，左、右变速轮塔的角速度之比分别为1∶1，1∶2和1∶3。 （1）本实验采用的实验探究方法与下列实验相同的是______ A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C. 探究平抛运动的特点 （2）皮带放在皮带盘的第一挡时，把两个质量不同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们的转动半径相同，匀速转动手柄，可以探究 A. 向心力的大小与质量的关系 B. 向心力的大小与半径的关系 C. 向心力的大小与角速度的关系 （3）该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧，改变皮带挡位，记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边2.0格、右边7.9格，则记录该组数据时，皮带位于皮带盘的第_____挡（选填“一”、“二”或“三”）。 【答案】（1）B （2）A （3）二 【解析】 【小问1详解】 该实验所用的方法是控制变量法，则 A．探究两个互成角度的力的合成规律是用等效替代法，选项A不符合题意； B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系用控制变量法，选项B符合题意； C．探究平抛运动的特点用的是合成分解的思想，选项C不符合题意。 故选B。 【小问2详解】 皮带放在皮带盘的第一挡时，角速度相同；把两个质量不同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们的转动半径相同，匀速转动手柄，可以探究向心力的大小与质量的关系，故选A； 【小问3详解】 该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧，改变皮带挡位，记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边2.0格、右边7.9格，即左右两球的向心力之比约为1:4，则根据F=mω2r可知，角速度之比为1:2，则记录该组数据时，皮带位于皮带盘的第二挡。 14. 某小组用如图所示的装置验证“机械能守恒定律”。甲、乙两小物块分别连接在一条跨过定滑轮的轻绳两端，乙右侧水平固定一宽度为d的遮光条，遮光条下方水平固定一光电门。已知甲的质量为m1，乙（含遮光条）的质量为m2，且m1＜m2。先让甲、乙保持静止，轻绳伸直，测出遮光条到光电门中心的高度h，然后将甲、乙同时由静止释放，测出遮光条通过光电门的遮光时间t。 （1）（多选）实验过程中，下列说法正确的是 A. 需要测量出遮光条从下落到光电门所用的时间T B. 需要测量出两物块的质量和 C. 小物块应选择体积比较大的木块 D. 为了减小实验误差，遮光条到光电门中心的高度h应尽量大些 （2）乙物块到达光电门时，其速度大小为v=______（用d，t表示）。已知当地重力加速度大小为g，若在误差允许范围内，关系式________________________________（用、、g、h、d、表示）成立，则验证了“机械能守恒定律”。 （3）如果实验中保持光电门的位置不变，多次改变乙物块释放的高度，得到多组h、t 数据，然后用图像法处理数据，以h为纵轴，以________（填“”、“”、“”或“”）为横轴，若得到的图像是一条过原点的直线就表明机械能守恒定律得到验证。 【答案】（1）BD （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 A．利用光电门测速度是通过遮光条的宽度和遮光时间来计算，不需要测量遮光条从下落到光电门所用的时间T，故A错误； B． 验证机械能守恒，需要计算系统重力势能的变化和动能的变化，所以需要测量两物块的质量，故B正确； C． 为减小空气阻力影响，小物块应选择体积小、质量大的，而不是体积比较大的木块，故C错误； D． 遮光条到光电门中心的高度h尽量大些，可减小测量h的相对误差，同时使乙到达光电门时速度大些，减小速度测量的相对误差 ，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 [1]乙物块到达光电门时，其速度大小为 [2]该过程动能增加量 重力势能减少量 若在误差允许范围内，机械能守恒有 【小问3详解】 根据 可知是一条过原点的直线，即以为横轴，若得到的图像是一条过原点的直线就表明机械能守恒定律得到验证。 15. 我国探月计划“嫦娥工程”分为绕、落、回三个阶段，在实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测中，宇航员着陆月球后，在月球表面以初速度v0竖直向上抛出小球，小球上升的最大高度为h。已知月球半径为R，引力常量为G，小球上升的最大高度远小于月球的半径。 （1）求月球表面的重力加速度大小g； （2）求月球的质量M； （3）若月球自转周期为T，求月球的同步卫星距离月球表面的高度H。 【答案】（1） （2） （3）H= 【解析】 【小问1详解】 对小球做竖直上抛运动，则 解得 【小问2详解】 在月球表面 得 所以 【小问3详解】 月球同步卫星的转动周期等于月球自转周期，所以 解得H= 16. 如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球质量m=0.8 kg，匀强电场的场强，取重力加速度，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求小球所受电场力的大小和方向； （2）求小球所带电荷量； （3）将电场撤去，小球由静止开始运动。求小球运动到最低点时细绳对小球拉力的大小。 【答案】（1）6N，方向水平向右 （2）C （3）11.2N 【解析】 【小问1详解】 对小球受力分析可得 解得N 方向水平向右； 【小问2详解】 由于 解得C 【小问3详解】 小球由开始运动到最低点，由动能定理得 在最低点 解得F=11.2 N 17. 如图甲所示，一物体置于倾角θ=37°的足够长斜面上，电动机通过跨过定滑轮的轻绳牵引物体沿斜面上升，轻绳与斜面平行。启动电动机后，在0~6 s内物体运动的v-t图像如图乙所示，其中除1~5 s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，1 s时电动机达到最大输出功率，此后保持该输出功率不变。已知物体的质量为2 kg，物体与斜面间动摩擦因数为0.25，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）0~1 s内电动机牵引力大小及电动机的最大输出功率； （2）t=5 s时物体速度的大小； （3）物体的速度为5 m/s时的加速度大小； （4）0~5 s内物体位移大小。 【答案】（1）24N，W （2）v=6 m/s （3）m/s2 （4）x=24.75 m 【解析】 【小问1详解】 0~1 s内，由v-t图像得a=4 m/s2 对物体 解得F=24 N 1s时 所以W 【小问2详解】 5s时合力为0， 解得v=6 m/s 【小问3详解】 速度为5 m/s时，由得N 由牛顿第二定律得 解得m/s2 小问4详解】 由v-t图像得0~1 s内物体的位移x1=2 m，变加速时间 0~5 s内由全过程动能定理得 解得x=24.75 m 18. 如图所示，处于竖直平面内的轨道装置由半径R=0.9m光滑半圆轨道BCD和半径r=0.1 m光滑半圆轨道EFG组成。D、G为两半圆轨道最高点，O、O'为两半圆轨道圆心，C点与圆心O等高，水平地面与半圆轨道最低点B平滑连接。DE间隙很小，其宽度不计，视为质点的物块可通过。在水平地面的P点处固定一竖直挡板，A点放置一可视为质点的物块，P、A间地面光滑，A、B间地面粗糙。一轻质弹簧水平放置在P、A间，左端固定在挡板上，右端与物块接触（未拴接，此时弹簧处于原长）。已知物块质量m=1 kg，A、B间地面长度L=1 m，物块与A、B间地面的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10 m/s2。现使物块压缩弹簧（始终处于弹性限度内），某时刻由静止释放。 （1）若物块释放后恰好能运动到C点，求： ①释放物块时弹簧所具有的弹性势能； ②物块停止运动时与B点的距离。 （2）若释放后，物块能沿两半圆轨道到达G点，求释放物块时弹簧所具有的弹性势能最小值Epmin及物块到达G点时速度的最小值vmin（结果可保留根号）。 【答案】（1）①J；②0.2 m （2）27.5J，m/s 【解析】 【小问1详解】 ①从A到C由能量守恒定律得 解得J ②全程由能量守恒定律得 解得s=2.8 m 所以物块停止运动时与B点的距离为0.2 m。 【小问2详解】 若G点最小速度为 由动能定理得 得vD=m/s 小于过D点不脱离轨道的最小速度 故D点最小速度大小应为vDmin=3 m/s。 从A到D，由能量守恒定律得 解得J 从D到G，由动能定理得 解得vmin=m/s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $