精品解析：云南省昭通一中教研联盟2024-2025学年高一下学期期末质量检测物理试题(A卷)

昭通一中教研联盟2024~2025学年下学期高一年级期末质量检测 物理（A卷） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第4页，第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 注意事项： 1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2、每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 如图所示，建筑工地上常用打桩机把桩打入地下。打桩机先把重锤吊起一定的高度，然后由静止释放，重锤打在桩上，接着随桩一起向下运动直到停止。不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 重锤与桩的撞击过程中，重锤和桩组成的系统机械能守恒 B. 从静止释放到停止运动的过程中，重锤和桩组成的系统动量守恒 C. 重锤随桩一起向下运动过程中，重锤所受的合外力冲量向下 D. 从静止释放到停止运动的过程中，重锤所受合外力冲量为零 2. 如图所示，光滑水平面上，一物体正沿Pa方向做匀速直线运动，某时刻突然加上水平力F，则以下说正确的是（　　） A. 由于受到拉力作用，物体运动的速率一定发生变化 B. 若拉力F的大小不变，则物体可能沿图中圆形轨迹运动 C. 若拉力F为图示方向的恒力，则物体可能沿图中Pc轨迹运动 D. 若拉力F为图示方向的恒力，则物体不可能沿图中Pb轨迹运动 3. 如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正点电荷，它们在D点产生的场强大小都为E，下列说法正确的是（　　） A. D点的电场强度大小为2E B. B、D两点的电场强度相同 C. A、C两点连线中点的电场强度大小为0 D. 若再在B点放一正电荷、有可能使D点电场强度为0 4. 如图所示，O处为地心，卫星1环绕地球做匀速圆周运动，卫星2环绕地球运行的轨道为椭圆，两轨道不在同一平面内。已知圆轨道的直径等于椭圆轨道的长轴，且地球位于椭圆轨道的一个焦点上，引力常量为G，地球的质量为M，卫星1的轨道半径为R，卫星1的运转速度为，关系为。下列说法正确的是（　　） A. 卫星1的运行周期小于卫星2的运行周期 B. 卫星2在Q点的速度大小 C. 卫星2在P、Q点的速度大小关系为 D. 如果卫星1的加速度大小为a，卫星2在P点的加速度大小为，则 5. 如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧的原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h，弹簧始终处于弹性限度内，若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（重力加速度为g，不计空气阻力）（　　） A. B. C. D. 6. 若火箭竖直向上发射的初级阶段可做如下假设：重力加速度g不变，空气阻力忽略不计，火箭的质量m保持不变，加速度a与速度倒数的关系图像如图所示。已知图像的横轴截距为b，斜率为k，下列说法正确的是（　　） A. 火箭的加速度恒定 B. 火箭以恒定的功率启动 C. 火箭的最小速度大小为 D. 图像的纵轴截距为－g 7. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量m＝1kg的另一物体B（可视作质点）以水平速度m/s滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（重力加速度g取10）（　　） A. 木板获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为3J C. 木板A的最小长度为2m D. A、B间的动摩擦因数为0.3 二、多项选择题（本大题共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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分） 8. 如图所示为两个点电荷的电场，虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法中正确的是（　　） A. 带电粒子带负电 B. 两个点电荷为左正右负，且右边电荷所带电荷量多 C. 带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 D. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 9. “谷雨前后，点瓜种豆”是一句农业谚语。如图甲所示为农民伯伯用手抛撒谷粒进行水稻播种。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从O点抛出，初速度分别为v1、v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于P点，如图乙所示。忽略空气阻力的影响，则（　　） A. 抛出速度v1>v2 B. 谷粒1先到达P点 C. 两谷粒到达P点时重力的瞬时功率相同 D. 在空中运动的过程中，谷粒2的速度变化率等于谷粒1的速度变化率 10. 如图所示，光滑的圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的C点与光滑水平面相切，B点切线竖直，其半径R＝0.8m。在水平面内有一质量M＝3kg的小球Q连接着轻质弹簧处于静止状态，现有一质量为m＝1kg的小球P从B点正上方h＝1m高处由静止释放，小球P、Q均可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度，则（　　） A. 小球P从释放到到达圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小为45N B. 小球P从释放到到达圆弧轨道最低点C的过程中合力对它的冲量大小为6N·s C. 在小球P压缩弹簧的过程中弹簧具有的最大弹性势能为13.5J D. 小球Q获得的最大速度为3m/s 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 三、填空、实验题（本大题共2小题，共16分） 11. 某实验小组利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。安装好器材后，进行了以下操作，完成下列填空： （1）用天平测得滑块a（含遮光条）、b（含橡皮泥）的质量分别为、；本实验中__________（填“需要”或“不需要”）。 （2）打开气泵，待稳定后调节气垫导轨，直至轻推滑块a后，a上遮光条通过光电门1和2的时间__________（填“相等”或“不等”），说明气垫导轨已调至水平。 （3）将滑块a推至光电门1的左侧，将滑块b放在光电门1和2之间。向右轻推一下a，滑块a通过光电门1后与静止的滑块b碰撞并粘在一起以共同速度通过光电门2。测得滑块a上的遮光条通过光电门1、2的时间分别为和。 （4）改变滑块a推出时的速度，重复步骤（3），作出以为纵坐标，以__________（填“”或“”）为横坐标的图线。若该图线为过原点的直线，且直线的斜率k＝__________，则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。 12. 如图所示，某同学利用此装置验证系统机械能守恒。一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物P、Q质量均为m，在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，设物块Z的质量为M，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，当地的重力加速度为g。 （1）某次实验中，先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图所示的纸带，其中cm，cm，cm，cm，cm，cm。则系统运动的加速度大小a＝__________。（保留三位有效数字） （2）利用纸带可以验证系统机械能守恒，测量纸带得出1点到5点的距离为h，求出1点速度大小为，5点的速度大小为，根据以上数据，可求重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于__________，系统动能的增加量等于__________，在误差允许的范围内系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则系统机械能守恒。（表达式用题中M、m、、、g、h字母表示） （3）忽略各类阻力，求出物块Z质量的测量值为M＝__________。（表达式用题中m、a、g字母表示） 四、计算题（本大题共3小题，共38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，只写出最后答案的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，长l=1 m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°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-5 C，匀强电场的场强E=3.0×103 N/C，取重力加速度g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8求： （1）小球所受电场力F的大小。 （2）小球的质量m。 （3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。 14. 如图所示，小明坐在倾角为的斜坡上将质量为m＝1kg的小球抛出，抛出点可近似认为贴近斜坡，并最终落在斜坡上，小球抛出瞬间的速度大小为m/s，不计空气阻力，取重力加速度，，求： （1）若小球抛出时速度沿水平方向，求落在斜坡上的时间t和小球的位移大小s； （2）若小球抛出时速度可沿任意方向，求小球运动的最长时间。 15. 很多医院都装备有气动物流装置，将药房配药输送到各科室。如图所示是类似的气动输送装置，管道abcde右端开口，其中ab竖直，高度H＝2.5R，bc是半径为R的四分之一圆弧管（R远大于管道直径），cde水平，cd长度，de长度。d处紧挨放置着大小可忽略不计的运输胶囊B和C，B被锁定在d处，a处放置胶囊A，胶囊与管道内壁接触处均不漏气，胶囊A、C间气室为真空，A的质量为m，B、C的质量均为M＝2m。启动风机，给A施加一大小恒为F＝2mg的气动推力，A运动至d处前瞬间解锁B，并与B完成弹性碰撞，紧接着B与C完成弹性碰撞，碰撞时间极短，大气对C产生的压力大小恒为mg（忽略管道内空气流动对气压的影响），ab和cde均光滑，A经bc过程克服阻力做功为，A、B、C均可视作质点，重力加速度为g，求： （1）A经圆弧管b点处时，管道对其弹力大小； （2）B与C碰撞后瞬间，C的速度大小； （3）试分析并判断B与C是否会发生第二次碰撞。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 昭通一中教研联盟2024~2025学年下学期高一年级期末质量检测 物理（A卷） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第4页，第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 注意事项： 1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2、每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 如图所示，建筑工地上常用打桩机把桩打入地下。打桩机先把重锤吊起一定的高度，然后由静止释放，重锤打在桩上，接着随桩一起向下运动直到停止。不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 重锤与桩的撞击过程中，重锤和桩组成的系统机械能守恒 B. 从静止释放到停止运动的过程中，重锤和桩组成的系统动量守恒 C. 重锤随桩一起向下运动过程中，重锤所受的合外力冲量向下 D. 从静止释放到停止运动的过程中，重锤所受合外力冲量为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．重锤与桩的撞击过程会产生内能，所以撞击过程中机械能不守恒，故A错误； B．整个运动过程，重锤和桩组成的系统所受合外力不为零，所以系统在运动过程中动量不守恒，故B错误； C．重锤随桩一起向下运动过程，动量变化量方向向上，故合外力冲量向上，故C错误； D．整个运动过程，重锤初始动量为零，末动量为零，根据动量定理，重锤所受合外力冲量为零，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，光滑水平面上，一物体正沿Pa方向做匀速直线运动，某时刻突然加上水平力F，则以下说正确的是（　　） A. 由于受到拉力作用，物体运动的速率一定发生变化 B. 若拉力F的大小不变，则物体可能沿图中圆形轨迹运动 C. 若拉力F为图示方向的恒力，则物体可能沿图中Pc轨迹运动 D. 若拉力F为图示方向的恒力，则物体不可能沿图中Pb轨迹运动 【答案】B 【解析】 【详解】AB．若拉力F的大小不变，若满足 （R为图中圆的半径）则物体会沿图中圆形轨迹运动，此时物体运动的速率不发生变化，故A错误，B正确； CD．若拉力F为图示方向的恒力，则物体将以v为初速度在水平面内做类平抛运动，物体的速度方向只能趋近于恒力F的方向；物体可能沿图中Pb轨迹运动，但是不可能沿图中Pc轨迹运动，故CD错误。 故选B。 3. 如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正点电荷，它们在D点产生的场强大小都为E，下列说法正确的是（　　） A. D点的电场强度大小为2E B. B、D两点的电场强度相同 C. A、C两点连线中点的电场强度大小为0 D. 若再在B点放一正电荷、有可能使D点电场强度为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．在A点和C点放有电荷量都为q的正点电荷，它们在D点产生的场强大小都为E，则D点的电场强度大小为，故A错误； B．根据对称性可知，D点的电场强度大小等于B点的电场强度大小，方向相反，故B错误； C．两个等量正点电荷在A、C两点连线中点的场强大小相等，方向相反，则A、C两点连线中点的电场强度大小为0，故C正确； D．若再在B点放一正电荷，可知两个等量正点电荷在D点产生的合场强方向与正电荷在D点产生的场强方向相同，则D点电场强度不可能为0，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，O处为地心，卫星1环绕地球做匀速圆周运动，卫星2环绕地球运行的轨道为椭圆，两轨道不在同一平面内。已知圆轨道的直径等于椭圆轨道的长轴，且地球位于椭圆轨道的一个焦点上，引力常量为G，地球的质量为M，卫星1的轨道半径为R，卫星1的运转速度为，关系为。下列说法正确的是（　　） A. 卫星1的运行周期小于卫星2的运行周期 B. 卫星2在Q点的速度大小 C. 卫星2在P、Q点的速度大小关系为 D. 如果卫星1的加速度大小为a，卫星2在P点的加速度大小为，则 【答案】D 【解析】 【详解】A．题意可知卫星2的轨道半长轴为R，根据开普勒第三定律，由于卫星1的半径等于卫星2的半长轴，所以卫星1的运行周期等于卫星2的运行周期，故A错误； B．若卫星2在OQ为半径的轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 解得 由于卫星在椭圆轨道的Q点要做近心运动，所以 故B错误； C．若卫星在P点做半径为R的圆周运动，根据易知卫星在P点做半径为R的圆周运动的速度大于（），由于卫星在圆轨道的P点要做离心运动，则有，同理，若卫星在Q点做半径为1.5R的圆周运动，根据易知卫星在Q点做半径为1.5R的圆周运动的速度小于（），由于卫星在圆轨道的Q点要做近心运动，则有 综合以上可知，故C错误； D．设卫星质量为m，则有 解得 由于P点距离中心天体较近，所以，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧的原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h，弹簧始终处于弹性限度内，若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（重力加速度为g，不计空气阻力）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设小球A下降h的过程中克服弹簧弹力做功为，根据动能定理有 小球B下降过程，由动能定理有 解得 故选A。 6. 若火箭竖直向上发射的初级阶段可做如下假设：重力加速度g不变，空气阻力忽略不计，火箭的质量m保持不变，加速度a与速度倒数的关系图像如图所示。已知图像的横轴截距为b，斜率为k，下列说法正确的是（　　） A. 火箭的加速度恒定 B. 火箭以恒定的功率启动 C. 火箭的最小速度大小为 D. 图像的纵轴截距为－g 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像看出火箭的加速度随速度而变化，则不是以恒定的加速度启动，故A错误； C．加速度为0时，速度的倒数为最小值，速度达到最大值，由图像看出 则，故C错误； BD．假设火箭以恒定的功率P启动，由牛顿第二定律和功率的公式综合可得 可得 则a关系图像是一条倾斜的直线，假设成立，即火箭是以恒定的功率启动，图像的斜率为 解得 图像的纵截为－g，故B错误，D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量m＝1kg的另一物体B（可视作质点）以水平速度m/s滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（重力加速度g取10）（　　） A. 木板获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为3J C. 木板A的最小长度为2m D. A、B间的动摩擦因数为0.3 【答案】B 【解析】 【详解】A．设木板A的质量为M，由乙图可知，木板A的最终速度为1m/s，可知木板获得的动能为 A、B相互作用过程中，系统动量守恒，可得 联立解得，M＝2kg，故A错误； B．系统损失的机械能为，故B正确； C．设木板A的最小长度为L，由乙图中图线与坐标轴所围面积表示位移大小，可得，故C错误； D．设A、B间的动摩擦因数为，根据能量守恒，可得 解得，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（本大题共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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分） 8. 如图所示为两个点电荷的电场，虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法中正确的是（　　） A. 带电粒子带负电 B. 两个点电荷为左正右负，且右边电荷所带电荷量多 C. 带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 D. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据粒子的轨迹一定夹在速度和电场力之间，可判断带电粒子受电场力方向与电场线相反，故该粒子带负电，故A正确； B．由电场线的指向和电场线的密集程度可判断，左边电荷带正电，且所带电荷量多，故B错误； C．由于b点靠近正电荷所以b点电势更高，负电粒子在电势高的地方所具有的电势能小，所以带电粒子在b点的电势能小，故C正确； D．b处的电场线更加密集，电场强度较大，所以带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度，故D错误。 故选AC。 9. “谷雨前后，点瓜种豆”是一句农业谚语。如图甲所示为农民伯伯用手抛撒谷粒进行水稻播种。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从O点抛出，初速度分别为v1、v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于P点，如图乙所示。忽略空气阻力的影响，则（　　） A. 抛出速度v1>v2 B. 谷粒1先到达P点 C. 两谷粒到达P点时重力的瞬时功率相同 D. 在空中运动的过程中，谷粒2的速度变化率等于谷粒1的速度变化率 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设谷粒2的初速度方向与水平方向的夹角为，沿水平和竖直两个方向分速度大小分别为， 设OP两点竖直方向的距离为h，水平方向的距离为x，谷粒1和谷粒2从抛出到P点的时间分别为t1、t2，则取竖直向下为正方向，竖直方向有， 可得 即谷粒1先到达P点，水平方向为匀速直线运动，有 联立可得 又0<cosθ<1，则v1与v2的大小关系无法确定，故A错误，B正确； C．谷粒1、2在竖直方向的位移相同，加速度相同，但谷粒2有向上的初速度，根据速度位移关系可知到达P点时谷粒2的竖直速度较大，根据P=mgvy，可得P1<P2，故C错误； D．根据可知速度的变化率即为加速度，而谷粒1做平抛运动和谷粒2做斜上抛运动的加速度均为重力加速度g，即在空中运动的过程中谷粒2的速度变化率等于谷粒1的速度变化率，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，光滑的圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的C点与光滑水平面相切，B点切线竖直，其半径R＝0.8m。在水平面内有一质量M＝3kg的小球Q连接着轻质弹簧处于静止状态，现有一质量为m＝1kg的小球P从B点正上方h＝1m高处由静止释放，小球P、Q均可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度，则（　　） A. 小球P从释放到到达圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小为45N B. 小球P从释放到到达圆弧轨道最低点C的过程中合力对它的冲量大小为6N·s C. 在小球P压缩弹簧的过程中弹簧具有的最大弹性势能为13.5J D. 小球Q获得的最大速度为3m/s 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．小球P从A点运动到C点的过程中，由机械能守恒得 在C点有 得，故A错误； B．据动量定理有 代入数据解得I＝6N·s，故B正确； C．当P、Q两球共速时，弹簧具有的弹性势能最大，令共同速度为v，规定水平向右为正方向，由P、Q两球组成的系统动量守恒得 根据机械能守恒定律有 代入数据解得，故C正确； D．当弹簧恢复原长时，小球Q获得的速度最大，根据动量守恒有 根据能量守恒有 代入数据解得，故D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 三、填空、实验题（本大题共2小题，共16分） 11. 某实验小组利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。安装好器材后，进行了以下操作，完成下列填空： （1）用天平测得滑块a（含遮光条）、b（含橡皮泥）的质量分别为、；本实验中__________（填“需要”或“不需要”）。 （2）打开气泵，待稳定后调节气垫导轨，直至轻推滑块a后，a上遮光条通过光电门1和2的时间__________（填“相等”或“不等”），说明气垫导轨已调至水平。 （3）将滑块a推至光电门1的左侧，将滑块b放在光电门1和2之间。向右轻推一下a，滑块a通过光电门1后与静止的滑块b碰撞并粘在一起以共同速度通过光电门2。测得滑块a上的遮光条通过光电门1、2的时间分别为和。 （4）改变滑块a推出时的速度，重复步骤（3），作出以为纵坐标，以__________（填“”或“”）为横坐标的图线。若该图线为过原点的直线，且直线的斜率k＝__________，则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。 【答案】 ①. 不需要 ②. 相等 ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]因为该碰撞为完全非弹性碰撞，碰撞后黏在一起，所以对两物体质量无要求。 （2）[2]轻推滑块a后，a上遮光条通过光电门1和2的时间相等，说明滑块匀速运动，即说明气垫导轨已调至水平。 （3）[3][4]设遮光条宽度为d，题意可知滑块a碰滑块b前速度大小 滑块a碰滑块b后整体速度 规定向右为正方向，由动量守恒有 联立解得 整理得 可知图线为过原点的直线，且直线的斜率 则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。 12. 如图所示，某同学利用此装置验证系统机械能守恒。一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物P、Q质量均为m，在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，设物块Z的质量为M，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，当地的重力加速度为g。 （1）某次实验中，先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图所示的纸带，其中cm，cm，cm，cm，cm，cm。则系统运动的加速度大小a＝__________。（保留三位有效数字） （2）利用纸带可以验证系统机械能守恒，测量纸带得出1点到5点的距离为h，求出1点速度大小为，5点的速度大小为，根据以上数据，可求重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于__________，系统动能的增加量等于__________，在误差允许的范围内系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则系统机械能守恒。（表达式用题中M、m、、、g、h字母表示） （3）忽略各类阻力，求出物块Z质量的测量值为M＝__________。（表达式用题中m、a、g字母表示） 【答案】（1）5.38 （2） ①. Mgh ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 由题图乙可知，相邻计数点间的时间间隔为T＝0.04s 根据逐差公式可得，系统运动的加速度为 【小问2详解】 [1]对P、Q、Z整体分析，重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于Mgh。 [2]系统动能的增加量等于 【小问3详解】 对Q、Z整体分析，根据牛顿第二定律 有对P分析，根据牛顿第二定律有 联立解得 四、计算题（本大题共3小题，共38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，只写出最后答案的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，长l=1 m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°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-5 C，匀强电场的场强E=3.0×103 N/C，取重力加速度g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8求： （1）小球所受电场力F的大小。 （2）小球的质量m。 （3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。 【答案】（1）3.0×10-2 N；（2）4.0×10-3 kg；（3）2.0 m/s 【解析】 【分析】 【详解】（1）电场力 F=qE=3.0×10-2 N 　 （2）由 解得 m=4.0×10-3 kg （3）由动能定理 解得 v=2.0 m/s 14. 如图所示，小明坐在倾角为的斜坡上将质量为m＝1kg的小球抛出，抛出点可近似认为贴近斜坡，并最终落在斜坡上，小球抛出瞬间的速度大小为m/s，不计空气阻力，取重力加速度，，求： （1）若小球抛出时速度沿水平方向，求落在斜坡上的时间t和小球的位移大小s； （2）若小球抛出时速度可沿任意方向，求小球运动的最长时间。 【答案】（1）0.6s，3m （2） 【解析】 【小问1详解】 小球运动的位移与水平方向夹角为，由平抛运动知识，则有 解得 小球的水平位移大小 小球的位移大小 解得 【小问2详解】 由于小球的初速度大小一定，且最终落在斜坡上，可知垂直于斜坡方向抛出运动时间最长垂直于斜坡方向加速度 小球运动的时间 解得 15. 很多医院都装备有气动物流装置，将药房配药输送到各科室。如图所示是类似的气动输送装置，管道abcde右端开口，其中ab竖直，高度H＝2.5R，bc是半径为R的四分之一圆弧管（R远大于管道直径），cde水平，cd长度，de长度。d处紧挨放置着大小可忽略不计的运输胶囊B和C，B被锁定在d处，a处放置胶囊A，胶囊与管道内壁接触处均不漏气，胶囊A、C间气室为真空，A的质量为m，B、C的质量均为M＝2m。启动风机，给A施加一大小恒为F＝2mg的气动推力，A运动至d处前瞬间解锁B，并与B完成弹性碰撞，紧接着B与C完成弹性碰撞，碰撞时间极短，大气对C产生的压力大小恒为mg（忽略管道内空气流动对气压的影响），ab和cde均光滑，A经bc过程克服阻力做功为，A、B、C均可视作质点，重力加速度为g，求： （1）A经圆弧管b点处时，管道对其弹力大小； （2）B与C碰撞后瞬间，C的速度大小； （3）试分析并判断B与C是否会发生第二次碰撞。 【答案】（1） （2） （3）不会发生二次碰撞 【解析】 【小问1详解】 A由a到b过程 解得 A经b点处时 解得 【小问2详解】 A由b到d过程 解得 A与B碰撞，以的方向为正方向，有， 解得， B与C碰撞，以的方向为正方向，有， 解得， 【小问3详解】 先假设A反弹后不会进入圆弧管，则A减速至速度为零所需的距离 解得 因为，所以假设成立 以的方向为正方向，则A与B两次碰撞时间间隔为 A与B从第一次碰撞到第二次碰撞过程中C的位移为 C的加速度大小 解得 因为，所以B与C不会发生二次碰撞。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $