精品解析：四川省绵阳外国语学校2024-2025学年高一下学期期末模拟考试物理试题

绵阳外国语学校2024～2025学年下期期末模拟教学质量检测 高一年级物理试卷 本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共6页。完卷时间：75分钟。满分：100分 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 真空中光速为c。如图为一车厢，向右作匀速直线运动，，车厢内中心有一光源，上方有一个接收器，车厢内可视为真空。车厢内的人测得车厢长为，则地面上的人测得车厢长为，则（　　） A. B. C. D. 无法判断 2. 如图所示是小船过河的情景，已知水流和船在静水中的速度均恒定，下列说法正确的是（　　） A. 要想渡河时间最短，船头应该朝向图中1的方向 B. 要想到达B点，船头应该朝向图中3的方向 C. 要想渡河位移最短，船头应该朝向1的方向 D. 若船头朝向2，不可能会在A点靠岸 3. 蹦极是一项刺激的极限运动，如图，游客将一端固定的轻质弹性长绳绑在腰间或踝关节处，从几十米高处跳下（忽略空气阻力）。在某次蹦极中质量为60kg的游客在弹性绳拉直后又经过3s游客的速度减为零。若游客从跳下到弹性绳刚好拉直前的过程称为过程Ⅰ，此过程可视为“由静止自由落体45m”，绳开始拉直到游客速度减为零的过程称为过程Ⅱ。下列说法正确的是（　　） A. 过程Ⅰ中游客动量的改变量等于重力的冲量 B. 过程Ⅱ中游客重力的冲量与绳作用力的冲量大小相等 C. 在Ⅰ和Ⅱ全过程中，游客的最大速度出现在绳刚好拉直时 D. 若g取，过程Ⅱ中绳对游客的平均作用力大小为600N 4. 如图所示，长为L的杆一端固定在过O点的水平转轴上，另一端固定质量为m的小球。杆在电动机的驱动下在竖直平面内旋转，带动小球以角速度做匀速圆周运动，其中A点为最高点，C点为最低点，B、D点与O点等高。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 小球在B、D两点受到杆的作用力大于mg B. 小球在A、C两点受到杆的作用力大小的差值为6mg C. 小球在B、D两点受到杆的作用力大小等于 D. 小球从A点到B点的过程，杆对小球做的功等于 5. 如图所示，一物块以一定初速度沿粗糙的固定斜面上滑，运动时间t后，回到原位置，已知运动过程中摩擦力大小恒定，初位置为重力势能零势能点，则下列表示物体运动时间t的过程中，关于物体动能，重力势能，机械能，重力功率随时间变化的关系图中正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 场地自行车比赛的圆形赛道路面与水平面的夹角为。如图所示，某运动员骑自行车以速率v在该赛道上做半径为R的匀速圆周运动，已知运动员质量为m，重力加速度为g，不考虑空气阻力，则（　　） A. v越大，自行车对赛道的压力越小 B. v越大，自行车对赛道的摩擦力越小 C. 若，赛道对自行车的支持力等于 D. 若，赛道对自行车摩擦力的方向沿斜面向下 7. 如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的小球以初速度正对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经过的时间为t，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　） A. 若小球以最小位移到达斜面，则 B. 若小球垂直击中斜面，则 C. 若小球能击中斜面中点，则 D. 无论小球怎样到达斜面，运动时间均为 8. 如图所示，质量为m的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为4m的物体乙用轻绳跨过光滑的定滑轮与甲连接，开始用手托住乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角为α，某时刻由静止释放乙（足够高），经过一段时间小球运动到Q点，OQ两点的连线水平，OQ=d，且小球在P、Q两点处时弹簧弹力的大小相等。已知重力加速度为g，sinα=0.8，cosα=0.6。则下列说法不正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球位于Q点时速度大小为 C. 物体乙重力的瞬时功率一直增大 D. 小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小 二、本题共4小题，每小题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. 用轻质弹簧连接的质量均为的两物体，静止放置在光滑的水平地面上，弹簧处于原长，A的左端靠在竖直墙壁，现让B突然获得一个水平向左的速度，规定水平向左为正方向，下列说法正确的是（　　） A. A未离开墙壁，从弹簧开始压缩到压缩量最大时，墙壁对A冲量为 B. A未离开墙壁，弹簧从压缩量最大到恢复到原长的过程中，系统的动量守恒 C. 从B获得速度到A刚要离开墙壁的过程中，系统的机械能守恒 D. 从B获得速度到A刚要离开墙壁，弹簧对B的冲量为 10. 我国发射了世界上第一颗在同步轨道上运行的合成孔径雷达（SAR）卫星。该卫星可用于监测城市建设、交通运输、海洋环境等人工活动。地球同步卫星包含静止轨道卫星和倾斜轨道同步轨道卫星，关于地球同步卫星说法正确的是（ ） A. 静止轨道卫星可能在北京正上方 B. 同步卫星环绕地球运动的速度可能大于 C. 任何一颗静止轨道卫星和倾斜轨道同步卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等 D. 倾斜轨道同步卫星一天2次经过赤道同一位置的正上方 11. 如图所示，是小朋友非常喜欢的一款电动玩具小车，我们可以通过玩具小车在水平面上的运动来研究功率问题。已知小车质量为m，小车刚达到额定功率开始计时，且此后小车保持功率不变，小车的v-t图像如图甲所示，t0时刻小车的速度达到最大速度的倍，小车速度由v0增加到最大值的过程中，小车的牵引力F与速度v的关系图像如图乙所示，运动过程中小车所受阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A. 小车的额定功率为3F0v0 B. 小车的最大速度为4v0 C. 小车速度达到最大速度的一半时，加速度大小为 D. 0~t0时间内，小车运动的位移大小为 12. 如图甲所示，两个完全相同的物块A、B（的可视为质点）放在水平圆盘上，它们在同一直径上分居圆心两侧，用不可伸长的轻绳相连。两物块的质量均为1kg，与圆心的距离分别为和，其中且。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，轻绳水平伸直，当圆盘以不同角速度绕轴匀速转动时，轻绳中的弹力与的变化关系如图乙所示，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 物块与圆盘间的动摩擦因数 B. 物块B与圆心的距离 C. 当角速度为时，圆盘对物块A的静摩擦力指向圆心 D. 当角速度为时，物块A恰好相对圆盘发生滑动 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 三、本题共2小题，每空2分，共16分。 13. 如图用“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。 （1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程。然后把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上S位置静止释放，与小球相撞，并多次重复（假设两小球可视为质点）。下列中必要的步骤是______（填选项的符号） A. 用天平测量两个小球的质量、 B. 测量小球开始释放高度 C. 测量抛出点距地面的高度H D. 测量平抛射程OM，ON （2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用、、OP、OM、ON表示）； （3）若两球发生弹性碰撞，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是______（填选项前的符号）。 A B. C. 14. 某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下： ①实验前先调节气垫导轨水平，测量出遮光条的宽度d； ②将滑块置于气垫导轨最右端，测出遮光条中心到光电门中心的距离L； ③接通气泵，将滑块从导轨最右端由静止释放，记录遮光条通过光电门的遮光时间t； ④用天平测出滑块和遮光条的总质量M，砂和砂桶的总质量m； ⑤仅改变光电门的位置，重复步骤②③，测得多组L和t的数据。 （1）本实验________（选填“需要”或“不需要”）满足的条件。 （2）遮光条通过光电门时的速度大小为______________。（用题中所给物理量的字母表示） （3）当地的重力加速度为g，遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为________；系统的重力势能减少量为________。（用题中所给物理量的字母表示） （4）作出图像，如图乙所示，根据机械能守恒定律，图线斜率k的理论值为______________（用题中所给物理量的字母表示）。 四、本题共3小题，共36分。解答过程中，要求必须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。 15. 我国自主研发的北斗系统，是由GEO卫星、IGSO卫星和MEO卫星三种轨道卫星组成的混合导航系统。其中MEO卫星环绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，已知其轨道离地面高度为h，绕地球运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求： （1）地球的密度； （2）地球两极的重力加速度大小。 16. 如图，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道半径，BC为轨道的竖直直径，A与圆心O的连线与竖直方向成53°。现有一质量的小球（可视为质点）从点P以初速度水平抛出，小球恰好能从A点无碰撞的飞入圆弧轨道。不计一切阻力，重力加速度g取，，。求： （1）小球到达圆轨道A点时的速度大小； （2）运动到最低点B时对轨道压力大小； （3）小球能否通过竖直轨道的最高点C？请说明理由。 17. 如图所示，一右端固定有竖直挡板的质量为M＝2kg的木板静置于光滑的水平面上，另一质量m＝1kg的物块（可视为质点）以v＝6m/s的水平速度从木板最左端冲上木板，经过1s时间与右端挡板发生弹性碰撞。已知滑块与木板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，求：（） （1）物块与木板相碰前各自加速度； （2）木板的长度L为多长； （3）物块与木板碰后瞬间各自的速度大小； （4）物块在木板上运动的全过程中因摩擦产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 绵阳外国语学校2024～2025学年下期期末模拟教学质量检测 高一年级物理试卷 本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共6页。完卷时间：75分钟。满分：100分 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 真空中光速为c。如图为一车厢，向右作匀速直线运动，，车厢内中心有一光源，上方有一个接收器，车厢内可视为真空。车厢内的人测得车厢长为，则地面上的人测得车厢长为，则（　　） A. B. C. D. 无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】根据尺缩效应，车厢内的人测得车厢长为，则地面上的人测得车厢长为 故选C。 2. 如图所示是小船过河的情景，已知水流和船在静水中的速度均恒定，下列说法正确的是（　　） A. 要想渡河时间最短，船头应该朝向图中1的方向 B. 要想到达B点，船头应该朝向图中3的方向 C. 要想渡河位移最短，船头应该朝向1的方向 D. 若船头朝向2，不可能会在A点靠岸 【答案】A 【解析】 【详解】A．要想渡河时间最短，应使船头垂直于河岸，即船头应该朝向图中1的方向，故A正确； B．要想到达B点，应使合速度朝向B点，船头应该朝向指向B点方向的左侧的某一方向，故B错误； C．要想渡河位移最短，若船在静水中的速度大于水流速度，应使合速度朝向A点，船头应该朝向1的方向的左侧的某一方向；若船在静水中的速度小于水流速度，船头应该朝向与合速度垂直的方向，故C错误； D．若船头朝向2时合速度朝向A点，则会在A点靠岸，故D错误。 故选A 3. 蹦极是一项刺激的极限运动，如图，游客将一端固定的轻质弹性长绳绑在腰间或踝关节处，从几十米高处跳下（忽略空气阻力）。在某次蹦极中质量为60kg的游客在弹性绳拉直后又经过3s游客的速度减为零。若游客从跳下到弹性绳刚好拉直前的过程称为过程Ⅰ，此过程可视为“由静止自由落体45m”，绳开始拉直到游客速度减为零的过程称为过程Ⅱ。下列说法正确的是（　　） A. 过程Ⅰ中游客动量的改变量等于重力的冲量 B. 过程Ⅱ中游客重力的冲量与绳作用力的冲量大小相等 C. 在Ⅰ和Ⅱ全过程中，游客的最大速度出现在绳刚好拉直时 D. 若g取，过程Ⅱ中绳对游客的平均作用力大小为600N 【答案】A 【解析】 【详解】A．过程Ⅰ用动量定理 可知，过程Ⅰ中运动员动量的改变量与重力的冲量相等，故A正确； B．绷紧过程中，根据动量定理 则过程Ⅱ中游客重力的冲量与绳作用力的冲量大小不相等，故B错误； C．游客运动过程中，重力与拉力相等时，加速度为0，速度最大，故C错误； D．绳在刚绷紧时，人的速度为 绷紧过程中，根据动量定理 解得 N 故D错误； 故选A。 4. 如图所示，长为L的杆一端固定在过O点的水平转轴上，另一端固定质量为m的小球。杆在电动机的驱动下在竖直平面内旋转，带动小球以角速度做匀速圆周运动，其中A点为最高点，C点为最低点，B、D点与O点等高。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 小球在B、D两点受到杆的作用力大于mg B. 小球在A、C两点受到杆的作用力大小的差值为6mg C. 小球在B、D两点受到杆的作用力大小等于 D. 小球从A点到B点的过程，杆对小球做的功等于 【答案】A 【解析】 【详解】AC．当小球在B、D两点时，杆对小球作用力竖直方向的分力应等于重力，水平方向分力提供向心力，故杆对小球的作用力为 故A正确；C错误； B．若小球在最高点，杆对小球的作用力为支持力，则在A点 在C点 所以 若小球在最高点，杆对小球的作用力为拉力，则在A点 在C点 所以 故B错误； D．小球从A点到B点的过程，根据动能定理，可得 解得杆对小球做的功等于 故D错误。 故选A。 5. 如图所示，一物块以一定初速度沿粗糙的固定斜面上滑，运动时间t后，回到原位置，已知运动过程中摩擦力大小恒定，初位置为重力势能零势能点，则下列表示物体运动时间t的过程中，关于物体动能，重力势能，机械能，重力功率随时间变化的关系图中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．已知物体向上做匀减速运动，加速度为 物体向上速度与时间的关系 物体向下做的匀加速运动，加速度为 物体向下速度与时间的关系 物体动能为 显然与时间不是线性变化，故A错误； B．物体向上时重力势能 应为开口向下的抛物线，故B错误； C．物体机械能为 物体向上与向下过程速度与位移变化规律不同，故C错误； D．物体重力功率为 与时间呈线性关系，向上过程图线斜率大于向下过程图线斜率，故D正确。 故选D。 6. 场地自行车比赛的圆形赛道路面与水平面的夹角为。如图所示，某运动员骑自行车以速率v在该赛道上做半径为R的匀速圆周运动，已知运动员质量为m，重力加速度为g，不考虑空气阻力，则（　　） A. v越大，自行车对赛道的压力越小 B. v越大，自行车对赛道的摩擦力越小 C. 若，赛道对自行车的支持力等于 D. 若，赛道对自行车摩擦力的方向沿斜面向下 【答案】C 【解析】 【详解】AB．自行车沿赛道做匀速圆周运动时，合力指向圆心，故自行车在垂直于赛道路面方向合力为0，设圆形赛道路面给自行车的支持力大小为N，轨道给的摩擦力为f，方向沿斜面向上，则竖直方向有 水平方向有 可知v越大，N越大，f越小，则自行车对赛道的压力越大，自行车对赛道的摩擦力越小；若f方向沿斜面向下，则竖直方向 水平方向有 可知v越大，N越大，f越大，则自行车对赛道的压力越大，自行车对赛道的摩擦力越大，综合可知v越大，自行车对赛道的压力越大，自行车对赛道的摩擦力不一定越小，故AB错误； C．设自行车速率为时，自行车恰好不受侧向摩擦力，则自行车受力切面图如下 则赛道对自行车的支持力 由牛顿第二定律有 解得 故C正确； D．若，则自行车做圆周运动所需向心力减小，则自行车有向内滑的趋势，此时赛道对自行车摩擦力的方向沿斜面向上，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的小球以初速度正对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经过的时间为t，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　） A. 若小球以最小位移到达斜面，则 B. 若小球垂直击中斜面，则 C. 若小球能击中斜面中点，则 D. 无论小球怎样到达斜面，运动时间均为 【答案】B 【解析】 【详解】A. 小球的位移与斜面垂直时，小球以最小位移到达斜面，分解小球的位移可 解得 A错误； B．小球的速度与斜面垂直时，小球垂直击中斜面，分解小球速度可得 解得 B正确； C．若小球能击中斜面中点，分解位移，由几何关系可得，， 解得 C错误； D．小球到达斜面的位置不一样，在空中运动的时间也不一样，选项D错误。 故选B。 8. 如图所示，质量为m的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为4m的物体乙用轻绳跨过光滑的定滑轮与甲连接，开始用手托住乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角为α，某时刻由静止释放乙（足够高），经过一段时间小球运动到Q点，OQ两点的连线水平，OQ=d，且小球在P、Q两点处时弹簧弹力的大小相等。已知重力加速度为g，sinα=0.8，cosα=0.6。则下列说法不正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球位于Q点时的速度大小为 C. 物体乙重力的瞬时功率一直增大 D. 小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．P 、Q两点处弹簧弹力的大小相等，则由胡克定律可知P点的压缩量等于Q点的伸长量，由几何关系知 则小球位于P点时弹簧的压缩量为 对P点的小球由力的平衡条件可知 解得 故A正确； B．当小球运动到Q点时，假设小球甲的速度为v，此时物体乙的速度为零，又小球、物体和弹簧组成的系统机械能守恒，则由机械能守恒定律得 解得 故B正确； D．小球由P到Q的过程，弹簧的弹性势能先减小后增大，则小球甲和物体乙的机械能之和先增大后减小，故D正确； C．由于小球在P和Q点处，物体乙的速度都为零，则物体乙重力的瞬时功率先增大后减小，故C错误。 本题选择错误的，故选 C。 二、本题共4小题，每小题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. 用轻质弹簧连接的质量均为的两物体，静止放置在光滑的水平地面上，弹簧处于原长，A的左端靠在竖直墙壁，现让B突然获得一个水平向左的速度，规定水平向左为正方向，下列说法正确的是（　　） A. A未离开墙壁，从弹簧开始压缩到压缩量最大时，墙壁对A的冲量为 B. A未离开墙壁，弹簧从压缩量最大到恢复到原长的过程中，系统的动量守恒 C. 从B获得速度到A刚要离开墙壁的过程中，系统的机械能守恒 D. 从B获得速度到A刚要离开墙壁，弹簧对B的冲量为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．A未离开墙壁，从弹簧开始压缩到压缩量最大时，系统动量的变化量为 对AB系统，墙壁对A的冲量就是系统所受合外力的冲量，由动量定理可得 故A错误； B．A末离开墙壁，弹簧从压缩量最大到恢复到原长的过程中，墙壁对A有向右的弹力，即系统受到向右的弹力，外力之和不等于0，系统的动量不守恒，故B错误； C．从B获得速度到A刚要离开墙壁的过程中，系统内只有弹簧弹力做功，故系统机械能守恒，故C正确； D．B获得速度到A刚要离开墙壁，B的速度由变成，对B，由动量定理可得 可知弹簧对B的冲量为，故D正确。 故选CD。 10. 我国发射了世界上第一颗在同步轨道上运行的合成孔径雷达（SAR）卫星。该卫星可用于监测城市建设、交通运输、海洋环境等人工活动。地球同步卫星包含静止轨道卫星和倾斜轨道同步轨道卫星，关于地球同步卫星说法正确的是（ ） A. 静止轨道卫星可能在北京正上方 B. 同步卫星环绕地球运动的速度可能大于 C. 任何一颗静止轨道卫星和倾斜轨道同步卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等 D. 倾斜轨道同步卫星一天2次经过赤道同一位置的正上方 【答案】CD 【解析】 【详解】A．同步卫星位于赤道平面内，北京不位于赤道上，同步卫星不可能在北京的正上方，A错误； B．根据万有引力定律和牛顿第二定律可得 解得 是地球近地卫星的环绕速度，由于同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据轨道半径越大环绕速度越小，因此同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，B错误； C．根据开普勒第二定律可知，对于同一卫星来说，它与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以任何一颗静止轨道卫星和倾斜轨道同步卫星轨道半径大小相等，因此与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等，C正确； D．由于倾斜地球同步轨道卫星的周期和地球自转周期相等，地球赤道某一位置转过，该卫星也转过，该卫星又处于赤道上某位置上空，所以，倾斜轨道同步卫星一天2次经过赤道正上方同一位置，D正确。 故选CD。 11. 如图所示，是小朋友非常喜欢的一款电动玩具小车，我们可以通过玩具小车在水平面上的运动来研究功率问题。已知小车质量为m，小车刚达到额定功率开始计时，且此后小车保持功率不变，小车的v-t图像如图甲所示，t0时刻小车的速度达到最大速度的倍，小车速度由v0增加到最大值的过程中，小车的牵引力F与速度v的关系图像如图乙所示，运动过程中小车所受阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A. 小车的额定功率为3F0v0 B. 小车的最大速度为4v0 C. 小车速度达到最大速度的一半时，加速度大小为 D. 0~t0时间内，小车运动的位移大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图像从小车刚达到额定功率开始计时，则小车的额定功率为 故A错误； B．当小车以最大速度匀速运动时，有 小车的最大速度为 故B正确； C．小车速度达到最大速度的一半时，牵引力大小为 根据牛顿第二定律 解得加速度大小为 故C错误； D．0~t0时间内，根据动能定理 解得小车运动的位移大小为 故D正确。 故选BD。 12. 如图甲所示，两个完全相同的物块A、B（的可视为质点）放在水平圆盘上，它们在同一直径上分居圆心两侧，用不可伸长的轻绳相连。两物块的质量均为1kg，与圆心的距离分别为和，其中且。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，轻绳水平伸直，当圆盘以不同角速度绕轴匀速转动时，轻绳中的弹力与的变化关系如图乙所示，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 物块与圆盘间动摩擦因数 B. 物块B与圆心的距离 C. 当角速度为时，圆盘对物块A的静摩擦力指向圆心 D. 当角速度时，物块A恰好相对圆盘发生滑动 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．角速度较小时，物体各自受到摩擦力提供向心力，绳中无拉力，根据牛顿第二定律可得 因为，所以物体B与圆盘间的静摩擦力先达到最大值，随着角速度增大，轻绳出现拉力，拉力和最大静摩擦力的合力提供向心力，对物体B分析，根据牛顿第二定律可得 整理可得 结合图像可得， 解得，，A错误，B正确； C．当时，绳子中拉力随着角速度增大，拉力越大，则A所受的静摩擦力变小，当A所受的静摩擦力为0时，对A分析，由牛顿第二定律则有 对B则有 代入数据解得 可知角速度为时，圆盘对物块A的静摩擦力为0，故C错误； D．当A恰好要相对圆盘发生滑动时，其摩擦力为最大值，且方向沿半径向外，对A分析，根据牛顿第二定律可得 此时对B分析 代入数据解得，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 三、本题共2小题，每空2分，共16分。 13. 如图用“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。 （1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程。然后把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上S位置静止释放，与小球相撞，并多次重复（假设两小球可视为质点）。下列中必要的步骤是______（填选项的符号） A. 用天平测量两个小球的质量、 B. 测量小球开始释放高度 C. 测量抛出点距地面的高度H D. 测量平抛射程OM，ON （2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用、、OP、OM、ON表示）； （3）若两球发生弹性碰撞，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是______（填选项前的符号）。 A. B. C. 【答案】（1）AD （2） （3）A 【解析】 【小问1详解】 [1]要验证动量守恒定律，即验证 小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，在空中运动的时间相等，因此有平抛运动在水平方向做匀速直线运动可知 ，， 导入动量守恒可得 因此实验需要测量的两个小球的质量，小球的水平位移，AD正确。 故选AD。 【小问2详解】 [2]由（1）分析可知，两小球碰撞后动量守恒，其表达式为 【小问3详解】 [3]若两小球发生弹性碰撞，即碰撞过程中机械能守恒，由机械能守恒可知 联立动量守恒可得 ， 代入水平位移与平抛时间关系可得 ， 分析可得 即 故选A。 14. 某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下： ①实验前先调节气垫导轨水平，测量出遮光条的宽度d； ②将滑块置于气垫导轨最右端，测出遮光条中心到光电门中心的距离L； ③接通气泵，将滑块从导轨最右端由静止释放，记录遮光条通过光电门的遮光时间t； ④用天平测出滑块和遮光条的总质量M，砂和砂桶的总质量m； ⑤仅改变光电门的位置，重复步骤②③，测得多组L和t的数据。 （1）本实验________（选填“需要”或“不需要”）满足的条件。 （2）遮光条通过光电门时的速度大小为______________。（用题中所给物理量的字母表示） （3）当地的重力加速度为g，遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为________；系统的重力势能减少量为________。（用题中所给物理量的字母表示） （4）作出图像，如图乙所示，根据机械能守恒定律，图线斜率k的理论值为______________（用题中所给物理量的字母表示）。 【答案】（1）不需要 （2） （3） ①. ②. （4） 【解析】 【小问1详解】 本实验验证机械能守恒定律，不需要将砂和砂桶的总重力近似等于滑块的拉力，所以不需要满M远大于的条件。 【小问2详解】 遮光条通过光电门的时间很短，用平均速度近似等于瞬时速度，故遮光条通过光电门时的速度大小为 【小问3详解】 遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为 系统的重力势能减少量为 【小问4详解】 若满足机械能守恒定律，则满足 化简可得 则图线斜率的理论值为 四、本题共3小题，共36分。解答过程中，要求必须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。 15. 我国自主研发的北斗系统，是由GEO卫星、IGSO卫星和MEO卫星三种轨道卫星组成的混合导航系统。其中MEO卫星环绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，已知其轨道离地面高度为h，绕地球运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求： （1）地球的密度； （2）地球两极的重力加速度大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由万有引力提供向心力 轨道半径 地球质量 由以上两式解得 （2）在地球两极 由万有引力提供向心力 解得 16. 如图，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道半径，BC为轨道的竖直直径，A与圆心O的连线与竖直方向成53°。现有一质量的小球（可视为质点）从点P以初速度水平抛出，小球恰好能从A点无碰撞的飞入圆弧轨道。不计一切阻力，重力加速度g取，，。求： （1）小球到达圆轨道A点时的速度大小； （2）运动到最低点B时对轨道的压力大小； （3）小球能否通过竖直轨道的最高点C？请说明理由。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）小球恰好能从A点无碰撞的飞入圆弧轨道，则有 解得小球到达圆轨道A点时的速度大小为 （2）小球从A点到B点过程，根据动能定理可得 解得 在B点，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，运动到最低点B时对轨道的压力大小为。 （3）当小球刚好经过竖直轨道的最高点C，由重力提供向心力得 解得 设小球可以通过竖直轨道的最高点C，从B点到C点过程，根据动能定理可得 解得 由于 则小球不能通过竖直轨道的最高点C。 17. 如图所示，一右端固定有竖直挡板的质量为M＝2kg的木板静置于光滑的水平面上，另一质量m＝1kg的物块（可视为质点）以v＝6m/s的水平速度从木板最左端冲上木板，经过1s时间与右端挡板发生弹性碰撞。已知滑块与木板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，求：（） （1）物块与木板相碰前各自的加速度； （2）木板的长度L为多长； （3）物块与木板碰后瞬间各自的速度大小； （4）物块在木板上运动的全过程中因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1），方向水平向左，，方向水平向右；（2）；（3），；（4） 【解析】 【详解】（1）设物块的加速度大小为，根据牛顿第二定律 解得 方向水平向左。设木板加速度大小为，根据牛顿第二定律 解得 方向水平向右； （2）经过1s时间物块的位移为 木板的位移为 木板的长度L为 （3）设物块与木板碰撞前的速度大小分别为、，则 设物块与木板碰撞后的速度大小分别为、，物块与木板发生弹性碰撞，根据动能守恒 根据动能守恒 解得 （4）假设物块与木板碰撞后两者可以共速，根据动量守恒 解得 物块与木板碰撞后到两者共速，根据能量守恒 解得 所以，假设成立。物块在木板上运动的全过程中，根据能量守恒 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$