精品解析：广东省佛山市普通高中2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测物理试卷

2024~2025学年下学期佛山市普通高中教学质量检测 高一物理 满分100分 考试用时75分钟 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上，将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目后面的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。 第一部分选择题（共46分） 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，只有一个选项符合题目要求。选对的得4分，错选、不选的得0分。 1. 某汽车减速进入水平弯道时的运动轨迹如图中虚线所示，则下列图中表示该汽车的速度方向与受到的合外力方向的关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 2025年4月24日，神舟二十号载人飞船成功与空间站天和核心舱径向端口对接。假设对接前某段时间内，神舟飞船和空间站均做匀速圆周运动，其轨道分别如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 神舟飞船的加速度大于空间站的加速度 B. 神舟飞船的线速度小于空间站的线速度 C. 神舟飞船的运动周期大于空间站的运动周期 D. 神舟飞船受到地球的引力一定比空间站的大 3. 如图甲，机器人小车静止在分拣口，托盘绕转轴转动到某一角度后停止转动，快递立刻加速下滑进入分拣口。在快递向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 托盘对快递的支持力做正功 B. 托盘对快递的摩擦力做正功 C. 快递受到的合外力做正功 D. 快递的机械能增大 4. 关于下列四幅图片的说法中正确的是（　　） A. 甲图中的实验表明平抛运动的水平方向为匀速直线运动 B. 乙图中是应用离心现象，脱水桶转动时水滴做离心运动 C. 根据丙图中电场线分布情况，可知甲、乙带等量同种电荷 D. 丁图中若甲同学随火车一起以接近光速水平向左运动，则他看到站台上的乙同学会变矮 5. 如图所示为一针状电极与平板电极间形成的电场。现有一微小带电颗粒（重力可忽略），沿虚线轨迹运动，并最终被吸附在平板电极上。图中a、b两点距离与c、d两点距离相等，下列说法正确的是（　　） A. 该微小颗粒带正电 B. a、b两点电场强度相同 C. a、b两点间电势差一定等于c、d两点间电势差 D. 该微小颗粒在a点的电势能比在d点的电势能大 6. 如图a，“打铁花”是中国传统民俗表演活动。打铁花时，用柳木板迅速击打滚烫的铁水，铁水向四周散开形成小滴或小块做抛体运动。假设有三块质量相同的小铁块以相同的速率同时从柳木板同一位置离开，其运动示意图如图b所示，所有运动轨迹均在同一竖直平面内，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小铁块1在最高点时速度零 B. 三个小铁块在空中的运动时间相同 C. 小铁块1和2在空中运动时发生了碰撞 D. 在空中运动的过程，重力对小铁块3做功的平均功率最大 7. 如图为3D打印机，空间坐标系O-xyz如图所示。打印机喷头可沿y轴左右移动，还可沿z轴上下移动，托板可沿x轴前后移动。若某次打印，喷头靠近托板沿y轴正方向匀加速运动（z轴方向无运动），托板沿x轴正方向匀速运动，则在托板打印出的图样有可能是以下哪个（　　） A. B. C 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。全选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分。 8. 如图所示，某智能下棋机器人正在下棋，其机械手臂由两段等长的手臂组成，能绕着固定的竖直转轴水平转动，为机械手臂上的两点，若保持两段手臂夹角不变（），在机械手臂匀速转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 、两点的线速度相等 B. 、两点的角速度相等 C. 点的加速度大于点的加速度 D. 两点的加速度方向不变 9. 2025年4月23日，我国利用激光测距系统首次实现地月距离尺度的激光测距。现利用激光测距技术测量某同步卫星高度，如图所示，同步卫星与测距系统和地心共线，某时刻通过测距系统向同步卫星发射激光信号，经过时间接收到卫星的反射信号（此过程地球及卫星转过角度很小，可忽略不计）。已知地球半径为，激光速度为，同步卫星的周期为，万有引力常量为，则可得（　　） A. 同步卫星距离地面高度为 B. 同步卫星绕地球运行的线速度大小为 C. 同步卫星绕地球的向心加速度大小为 D. 地球的质量为 10. 有一种蜘蛛带电后能在电场环境中“御电飞行”。如图所示，在一个固定的带正电的金属球旁边，一只带负电的蜘蛛在水平面上做半径为R的匀速圆周运动。若金属球半径为R，带电荷量为+Q，蜘蛛可看为质点且质量为m，其到球面的距离和到过O点竖直线的距离均为R，已知金属球均匀带电，其在球外某点产生的电场强度等同于把球上全部电量集中在球心后在该处所产生的电场强度，蜘蛛所带电量不影响金属球电荷分布，重力加速度为g，静电力常量为k，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 蜘蛛做圆周运动的半径为R B. 蜘蛛受到的电场力为2mg C. 蜘蛛的动能为 D. 蜘蛛所带电量为 第二部分 非选择题（共54分） 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 小明同学利用手机传感器来验证机械能守恒定律，如图所示：细绳一端固定在手机一端的中间，另一端悬挂在点。已知细绳的长度远大于手机尺寸，且点至手机传感器的距离为。实验步骤如下： （1）在手机上打开测量加速度APP，握住手机使细绳拉紧至水平后静止释放，手机开始向下摆动。若以点所在水平面为零势能参考面，则手机在下摆到最低点的过程中重力势能_____（选填“增加”“减少”或“不变”）。 （2）从APP中读出手机摆至最低点的向心加速度为，则手机摆至最低点时的速度_____（用题中已知符号表示）。 （3）只要满足_____（为重力加速度），则说明手机在下摆过程中机械能守恒。 12. 利用如图甲装置研究重物做圆周运动的向心力与角速度的关系，在表面粗糙的转盘同一直径上开了两道宽度均为d的狭缝，转盘上放置一质量未知的重物，拉力传感器固定在转轴上，重物与拉力传感器用轻绳连接。激光发射器发出的细小光束穿过狭缝后可被正对的接收器接收，调整激光发射器和接收器的位置使得激光束恰好正对着重物中间。实验开始时把轻绳拉直，启动电机让转盘缓慢加速，重物与转盘始终保持相对静止，最后一起保持匀速转动。某次实验中当转盘匀速转动时，接收器接收到的激光强度随时间的变化情况如图乙所示：激光接收周期为t0，每次接收到光照的时长为Δt。 （1）要研究向心力与角速度的关系时，需要保证重物的_____和_____保持不变； （2）此次实验物体随圆盘做匀速圆周运动的角速度为ω=_____，重物的转动半径r=_____；（用题中已知量的符号表示） （3）改变转盘转速，进行多次实验，测得多组激光接收周期t及对应的传感器示数F，得到如图丙所示的图像，图线不过原点的主要原因是_____。由图像可得重物的质量m=_____（用题中已知量的符号表示）。 四、解答题：本大题共3小题，共38分。按题目要求作答，写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 2025年由哈尔滨工程大学研发“冰雪运动人体动作捕捉与训练系统”亮相亚冬会，它能够通过传感器和AI算法，捕捉滑雪运动员的动作细节。某一次训练中运动员从斜坡上A点由静止滑下，然后从B点水平飞出，训练系统通过捕捉运动员在空中的姿势算出其从B点抛出的速度为20m/s，然后在E点着地（图中未画出）。BC是长为80m、倾角为37°的斜坡，CD段是水平面。不计空气阻力，但运动员与雪地的阻力不能忽略，重力加速度取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）请描述运动员从A点运动到B点过程中机械能变化情况； （2）为了防止运动受伤，着地点E必须落在斜坡上且离C点距离不少于4m，通过计算判断本次训练运动员是否符合安全要求。 14. 劳动人民智慧多，在农村某工程队为了方便将屋顶上拆下来的瓦片运送到地面，便架起了如图所示的轨道进行运输。质量的可看为质点的瓦片在轨道点静止释放后，沿着轨道运动到末端点速度恰好为零。已知轨道段为半径的圆弧，其两端点离地面高度分别为。段为长、倾角的直线。瓦片与段轨道间的动摩擦因数，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）瓦片滑至点时速度大小； （2）瓦片在轨道段克服摩擦力做的功； （3）若瓦片经过和段克服摩擦力做功相等，则瓦片滑至轨道最低点对轨道的压力多大。 15. 如图，两个竖直放置的四分之一圆弧轨道下端与水平面间有一小台阶，两圆弧圆心等高、半径均为R=0.8m。一块足够长、质量M=1kg木板与台阶左端相触但不粘连，木板与左右台阶等高且与右边台阶距离为x。刚开始O1B与O2C之间存在强度E=400V/m、方向水平向右的匀强电场。一个质量m=1kg、带电量q=+0.01C的带电小方块（可视为质点）从左边圆弧最高点A静止释放，圆弧最低点B、C各有一个触发装置，当小方块经过B点时会使电场方向水平向右，经过C点时会使电场方向水平向左（场强大小不变）。已知小方块与木板间动摩擦因数μ=0.4，其余所有接触面光滑，不计空气阻力，触发装置不会阻碍小方块的运动，小方块运动过程电量始终保持不变，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小方块刚滑上木板时，小方块和木板的加速度大小； （2）若木板与台阶第一次相触前瞬间，小方块与木板刚好共速，则木板右侧与台阶的初始距离x为多少，与小方块间摩擦产生的热量为多少； （3）若木板每次与台阶相碰时立即停止但不相粘连，试讨论经过足够长的时间，小方块上升到最高点离BC的高度h与x取不同值的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年下学期佛山市普通高中教学质量检测 高一物理 满分100分 考试用时75分钟 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上，将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目后面的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。 第一部分选择题（共46分） 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，只有一个选项符合题目要求。选对的得4分，错选、不选的得0分。 1. 某汽车减速进入水平弯道时的运动轨迹如图中虚线所示，则下列图中表示该汽车的速度方向与受到的合外力方向的关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】汽车做曲线运动，则合外力的方向指向轨迹的凹侧，汽车做减速运动，合外力的方向与速度方向夹角应大于90°； 故选B。 2. 2025年4月24日，神舟二十号载人飞船成功与空间站天和核心舱径向端口对接。假设对接前某段时间内，神舟飞船和空间站均做匀速圆周运动，其轨道分别如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 神舟飞船的加速度大于空间站的加速度 B. 神舟飞船的线速度小于空间站的线速度 C. 神舟飞船的运动周期大于空间站的运动周期 D. 神舟飞船受到地球的引力一定比空间站的大 【答案】A 【解析】 【详解】根据 解得，， 因神舟飞船的运动半径小于空间站，可知神舟飞船的加速度大于空间站的加速度；神舟飞船的线速度大于空间站的线速度；神舟飞船的运动周期小于空间站的运动周期；因两者的质量关系不确定，则不能比较受地球引力的大小。 故选A。 3. 如图甲，机器人小车静止在分拣口，托盘绕转轴转动到某一角度后停止转动，快递立刻加速下滑进入分拣口。在快递向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 托盘对快递的支持力做正功 B. 托盘对快递的摩擦力做正功 C. 快递受到的合外力做正功 D. 快递的机械能增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．托盘对快递的支持力方向与下滑的速度方向垂直，不做功，故A错误； B．托盘对快递的摩擦力与运动方向相反，做负功，故B错误； C．快递加速下滑，由动能定理可知合外力做正功，故C正确； D．快递摩擦力做负功，所以机械能减少，故D错误。 故选C。 4. 关于下列四幅图片的说法中正确的是（　　） A. 甲图中的实验表明平抛运动的水平方向为匀速直线运动 B. 乙图中是应用离心现象，脱水桶转动时水滴做离心运动 C. 根据丙图中电场线的分布情况，可知甲、乙带等量同种电荷 D. 丁图中若甲同学随火车一起以接近光速水平向左运动，则他看到站台上的乙同学会变矮 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中的实验表明平抛运动的竖直方向为自由落体运动，不能表明水平方向为匀速直线运动，故A错误； B．乙图中是应用离心现象，脱水桶转动时当衣服对水滴附着力不足以提供水滴做圆周运动的向心力时，水滴做离心运动，故B正确； C．根据丙图中电场线的分布情况，可知甲、乙带不等量异种电荷，故C错误； D．丁图中根据 “尺缩原理”若甲同学随火车一起以接近光速水平向左运动，则他看到站台上的乙同学身高不变，但会变“瘦”，故D错误。 故选B。 5. 如图所示为一针状电极与平板电极间形成的电场。现有一微小带电颗粒（重力可忽略），沿虚线轨迹运动，并最终被吸附在平板电极上。图中a、b两点距离与c、d两点距离相等，下列说法正确的是（　　） A. 该微小颗粒带正电 B. a、b两点电场强度相同 C. a、b两点间电势差一定等于c、d两点间电势差 D. 该微小颗粒在a点的电势能比在d点的电势能大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据微粒的运动轨迹可知，该微小颗粒受电场力大致向下，可知微粒带负电，故A错误； B．因a点电场线较b点密集，可知a、b两点电场强度不相同，故B错误； C．由图可知a、b两点间与c、d两点间场强不相等，又a、b两点距离与c、d两点距离相等，根据U=Ed可知，a、b两点间电势差不等于c、d两点间电势差，故C错误； D．沿电场线电势逐渐降低，可知a点电势低于d点，负电荷在低电势点的电势能较大，可知该微小颗粒在a点的电势能比在d点的电势能大，故D正确。 故选D。 6. 如图a，“打铁花”是中国传统民俗表演活动。打铁花时，用柳木板迅速击打滚烫的铁水，铁水向四周散开形成小滴或小块做抛体运动。假设有三块质量相同的小铁块以相同的速率同时从柳木板同一位置离开，其运动示意图如图b所示，所有运动轨迹均在同一竖直平面内，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小铁块1在最高点时速度为零 B. 三个小铁块在空中的运动时间相同 C. 小铁块1和2在空中运动时发生了碰撞 D. 在空中运动的过程，重力对小铁块3做功的平均功率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．小铁块1做斜上抛运动，在最高点竖直分速度为零，水平分速度不为零，小铁块在最高点时的速度不为零，故A错误； B．小铁块在同一位置以相同的速率抛出，1做斜上抛运动，2做平抛运动，3做斜下抛运动，因此1的运动时间最长，3的运动时间最短，故B错误； C．小铁块1与2同时抛出，1做斜上抛运动，2做平抛运动，到达同一位置时，1需要的时间比2需要的时间长，两铁块不可能相碰撞，故C错误； D．三个质量相同的铁块从同一位置抛出，在空中运动过程，重力做功相等，铁块3的运动时间最短，则重力对小铁块3做功的平均功率最大，故D正确。 故选D。 7. 如图为3D打印机，空间坐标系O-xyz如图所示。打印机喷头可沿y轴左右移动，还可沿z轴上下移动，托板可沿x轴前后移动。若某次打印，喷头靠近托板沿y轴正方向匀加速运动（z轴方向无运动），托板沿x轴正方向匀速运动，则在托板打印出图样有可能是以下哪个（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．轨迹一定向加速度方向弯曲。喷头靠近托板沿y轴正方向匀加速运动（z轴方向无运动），喷头加速度沿着y轴正方向，喷头的轨迹一定向y轴正方向弯曲，ABD错误； C．托板沿x轴正方向匀速运动，以托板为参考系，喷头沿x轴负方向匀速运动，向y轴正方向做匀加速直线运动，C正确。 故选C。 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。全选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分。 8. 如图所示，某智能下棋机器人正在下棋，其机械手臂由两段等长的手臂组成，能绕着固定的竖直转轴水平转动，为机械手臂上的两点，若保持两段手臂夹角不变（），在机械手臂匀速转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 、两点的线速度相等 B. 、两点的角速度相等 C. 点的加速度大于点的加速度 D. 两点的加速度方向不变 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由于P与Q是同轴转动，所以P与Q角速度相等，根据，P与Q旋转半径不同，则线速度不相等，故A错误，B正确； C．根据，P与Q角速度相等，P旋转半径大于Q，则点的加速度大于点的加速度，故C正确； D．圆周运动的加速度方向始终指向圆心，时刻都在发生变化，则两点的加速度方向一直在变，故D错误。 故选BC。 9. 2025年4月23日，我国利用激光测距系统首次实现地月距离尺度的激光测距。现利用激光测距技术测量某同步卫星高度，如图所示，同步卫星与测距系统和地心共线，某时刻通过测距系统向同步卫星发射激光信号，经过时间接收到卫星的反射信号（此过程地球及卫星转过角度很小，可忽略不计）。已知地球半径为，激光速度为，同步卫星的周期为，万有引力常量为，则可得（　　） A. 同步卫星距离地面高度为 B. 同步卫星绕地球运行的线速度大小为 C. 同步卫星绕地球的向心加速度大小为 D. 地球的质量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．激光信号射出后，经过时间完成一次往返，则同步卫星距离地面高度为，故A正确； B．同步卫星角速度为 则同步卫星的线速度大小为 故B错误； C．同步卫星绕地球的向心加速度大小为 故C错误； D．同步卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 解得 故D正确。 故选AD。 10. 有一种蜘蛛带电后能在电场环境中“御电飞行”。如图所示，在一个固定的带正电的金属球旁边，一只带负电的蜘蛛在水平面上做半径为R的匀速圆周运动。若金属球半径为R，带电荷量为+Q，蜘蛛可看为质点且质量为m，其到球面的距离和到过O点竖直线的距离均为R，已知金属球均匀带电，其在球外某点产生的电场强度等同于把球上全部电量集中在球心后在该处所产生的电场强度，蜘蛛所带电量不影响金属球电荷分布，重力加速度为g，静电力常量为k，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 蜘蛛做圆周运动的半径为R B. 蜘蛛受到的电场力为2mg C. 蜘蛛的动能为 D. 蜘蛛所带电量为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．“一只带负电的蜘蛛在水平面上做半径为R的匀速圆周运动”，故A正确； B．电场力与竖直方向的夹角为 解得 蜘蛛受到的电场力为F，有 解得，故B错误； C．蜘蛛的动能为 根据牛顿第二定律得 解得，故C正确； D．根据库仑定律 解得 蜘蛛所带电量为，故D正确。 故选ACD。 第二部分 非选择题（共54分） 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 小明同学利用手机传感器来验证机械能守恒定律，如图所示：细绳一端固定在手机一端的中间，另一端悬挂在点。已知细绳的长度远大于手机尺寸，且点至手机传感器的距离为。实验步骤如下： （1）在手机上打开测量加速度APP，握住手机使细绳拉紧至水平后静止释放，手机开始向下摆动。若以点所在水平面为零势能参考面，则手机在下摆到最低点的过程中重力势能_____（选填“增加”“减少”或“不变”）。 （2）从APP中读出手机摆至最低点向心加速度为，则手机摆至最低点时的速度_____（用题中已知符号表示）。 （3）只要满足_____（为重力加速度），则说明手机在下摆过程中机械能守恒。 【答案】（1）减少 （2） （3）2 【解析】 【小问1详解】 手机在下摆到最低点的过程中重力做正功，重力势能减少。 【小问2详解】 做圆周运动的物体，向心加速度公式，可求得 【小问3详解】 如果手机在下摆过程中机械能守恒，则 再由向心加速度公式可得 12. 利用如图甲装置研究重物做圆周运动的向心力与角速度的关系，在表面粗糙的转盘同一直径上开了两道宽度均为d的狭缝，转盘上放置一质量未知的重物，拉力传感器固定在转轴上，重物与拉力传感器用轻绳连接。激光发射器发出的细小光束穿过狭缝后可被正对的接收器接收，调整激光发射器和接收器的位置使得激光束恰好正对着重物中间。实验开始时把轻绳拉直，启动电机让转盘缓慢加速，重物与转盘始终保持相对静止，最后一起保持匀速转动。某次实验中当转盘匀速转动时，接收器接收到的激光强度随时间的变化情况如图乙所示：激光接收周期为t0，每次接收到光照的时长为Δt。 （1）要研究向心力与角速度的关系时，需要保证重物的_____和_____保持不变； （2）此次实验物体随圆盘做匀速圆周运动的角速度为ω=_____，重物的转动半径r=_____；（用题中已知量的符号表示） （3）改变转盘转速，进行多次实验，测得多组激光接收周期t及对应的传感器示数F，得到如图丙所示的图像，图线不过原点的主要原因是_____。由图像可得重物的质量m=_____（用题中已知量的符号表示）。 【答案】（1） ①. 质量 ②. 转动半径 （2） ①. ②. （3） ①. 当转盘转速较小时，由转盘与重物间的静摩擦力提供向心力；随着转盘转速增大，达到最大静摩擦力后，绳子才开始提供拉力 ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]在研究向心力与角速度的关系时，根据控制变量法，需要保证重物的质量和转动半径保持不变。因为向心力的表达式为F=mω2r，只有当m和r不变时，才能研究F与ω的关系。 【小问2详解】 [1]转盘匀速转动时，激光接收周期为t0，所以转盘的旋转周期为 根据角速度与周期的关系 解得重物随圆盘做匀速圆周运动的角速度为 [2]已知狭缝宽度为d，每次接收到光照的时长为Δt，则重物随圆盘做匀速圆周运动的线速度为 根据线速度与角速度的关系 解得重物的转动半径为 【小问3详解】 [1]由于转盘表面粗糙，存在摩擦力。当转盘转速较小时，由转盘与重物间的静摩擦力提供向心力；随着转盘转速增大，达到最大静摩擦力后，绳子才开始提供拉力，拉力传感器才会有示数，所以图线不过原点。 [2]由图丙可知，图像的斜率为 设重物做匀速圆周运动过程受到的最大静摩擦力为，根据牛顿第二定律有 其中，，代入上式解得 所以有 解得重物的质量为 四、解答题：本大题共3小题，共38分。按题目要求作答，写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 2025年由哈尔滨工程大学研发“冰雪运动人体动作捕捉与训练系统”亮相亚冬会，它能够通过传感器和AI算法，捕捉滑雪运动员的动作细节。某一次训练中运动员从斜坡上A点由静止滑下，然后从B点水平飞出，训练系统通过捕捉运动员在空中的姿势算出其从B点抛出的速度为20m/s，然后在E点着地（图中未画出）。BC是长为80m、倾角为37°的斜坡，CD段是水平面。不计空气阻力，但运动员与雪地的阻力不能忽略，重力加速度取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）请描述运动员从A点运动到B点过程中机械能变化情况； （2）为了防止运动受伤，着地点E必须落在斜坡上且离C点距离不少于4m，通过计算判断本次训练运动员是否符合安全要求。 【答案】（1）运动员从A点运动到B点过程中，机械能减少。 （2）符合安全要求 【解析】 【小问1详解】 运动员从A点运动到B点过程中，由于阻力做负功，则机械能减少。 【小问2详解】 假设落在斜面上，则水平距离 竖直距离 由几何关系得 由以上三式解得 可得BE长度 由题意sBE<（sBC−4m），即符合安全要求。 14. 劳动人民智慧多，在农村某工程队为了方便将屋顶上拆下来的瓦片运送到地面，便架起了如图所示的轨道进行运输。质量的可看为质点的瓦片在轨道点静止释放后，沿着轨道运动到末端点速度恰好为零。已知轨道段为半径的圆弧，其两端点离地面高度分别为。段为长、倾角的直线。瓦片与段轨道间的动摩擦因数，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）瓦片滑至点时的速度大小； （2）瓦片在轨道段克服摩擦力做的功； （3）若瓦片经过和段克服摩擦力做功相等，则瓦片滑至轨道最低点对轨道的压力多大。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 瓦片由P点滑至Q点的过程，由动能定理得 求得 【小问2详解】 瓦片由滑到的过程，由动能定理得 求得 【小问3详解】 瓦片由滑到的过程，由动能定理得 求得 在点有 求得 由牛顿第三定律得瓦片在对轨道的压力 15. 如图，两个竖直放置的四分之一圆弧轨道下端与水平面间有一小台阶，两圆弧圆心等高、半径均为R=0.8m。一块足够长、质量M=1kg木板与台阶左端相触但不粘连，木板与左右台阶等高且与右边台阶距离为x。刚开始O1B与O2C之间存在强度E=400V/m、方向水平向右的匀强电场。一个质量m=1kg、带电量q=+0.01C的带电小方块（可视为质点）从左边圆弧最高点A静止释放，圆弧最低点B、C各有一个触发装置，当小方块经过B点时会使电场方向水平向右，经过C点时会使电场方向水平向左（场强大小不变）。已知小方块与木板间动摩擦因数μ=0.4，其余所有接触面光滑，不计空气阻力，触发装置不会阻碍小方块的运动，小方块运动过程电量始终保持不变，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小方块刚滑上木板时，小方块和木板的加速度大小； （2）若木板与台阶第一次相触前瞬间，小方块与木板刚好共速，则木板右侧与台阶的初始距离x为多少，与小方块间摩擦产生的热量为多少； （3）若木板每次与台阶相碰时立即停止但不相粘连，试讨论经过足够长的时间，小方块上升到最高点离BC的高度h与x取不同值的关系。 【答案】（1）0，4m/s2 （2）2m，8J （3）x≤2m，h=0.8m；x>2m，h=0.4x 【解析】 【小问1详解】 对小方块 解得 对木板 解得 【小问2详解】 小方块从A滑到B点时有 解得 因为木板与右台阶碰撞时恰好与小方块共速，即板的末速度 由匀变速规律得 解得 共速前用时 故木板与右边台阶第一次相触前与方块摩擦生热 【小问3详解】 ①若x≤2m，小方块在电场中始终以v0=4m/s做匀速直线运动，然后进入圆弧面。 由动能定理得 解得 ②若x>2m，小方块最终离开台阶速度与木板加速x距离的速度相等 由 解得 由动能定理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $