精品解析：四川省成都市五区2024-2025学年高一下学期期末物理试题

2024-2025学年度下期期末适应性考试试题 高一物理 本试卷共6页。满分100分，考试时间75分钟 注意事项： 1．考生使用答题卡作答。 2．在作答前，考生务必将自己的姓名、考生号和座位号填写在答题卡上。考试结束，监考人员将试卷和答题卡一并收回。 3．选择题部分请使用2B铅笔填涂；非选择题部分请使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 4．请按照题号在答题卡上各题目对应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。 5．保持答题卡面清洁，不得折叠、污染、破损等。 一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合要求。 1. 如图所示，在一条张紧的绳子上挂3个摆。当C摆振动时，通过张紧的绳子给A、B摆施加驱动力，使A、B摆也振动起来（A、B、C的摆球质量相等），以下说法正确的是（　　） A. A摆的固有周期最大 B. A、B摆振动周期不同 C. A摆比B摆振幅大 D. B摆比A摆振幅大 2. 2025年春晚舞台上，一组机器人扭秧歌。机器人通过内置电动机驱动机械臂匀速转动，从而使手帕在竖直面内做匀速圆周运动。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若机械臂的转速增大，手帕转动的角速度也增大 B. 若机械臂突然停止转动，手帕仍保持匀速圆周运动 C. 手帕上P、Q两点的向心加速度大小相等 D. 手帕上P、Q两点的线速度大小相等 3. 安全气囊是汽车重要的被动安全装备，能够在车辆发生碰撞时迅速充气弹出，为车内乘客提供保护。如图甲所示，在某安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高H=0.8m处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律可近似用图乙的图像描述。已知头锤质量M=5kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 头锤落到气囊上表面时的动量大小为4kg⋅m/s B. 碰撞过程中F的冲量方向竖直向下 C. 碰撞过程中F的冲量大小为60N⋅s D. 碰撞过程中头锤的动量变化量大小为25kg⋅m/s 4. 如图所示，速冻食品加工厂将饺子由水平传送带运送至下一环节。饺子无初速度地放在传送带上，传送带匀速运动且足够长，饺子与传送带间动摩擦因数相同，不计饺子之间的相互作用力和空气阻力。饺子在水平传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A 摩擦力对饺子做负功 B. 饺子的机械能一直增加 C. 传送带速度越大，相同质量的饺子最终获得的动能一定越大 D. 传送带因传送饺子多消耗的电能等于饺子增加的动能 5. 我国发射“天问一号”探测器对火星开展广泛的科学探测工作。已知探测器质量为m，在火星表面附近悬停，受到竖直向上的升力F，火星半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转。下列说法正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度大小为 B. 火星质量为 C. 火星的第一宇宙速度大小为 D. 火星密度为 6. 电动平衡车因其体积小，速度快，携带及操作方便，被越来越多的人作为代步工具及警用巡逻车。某次骑行过程中，人站在平衡车上由静止开始做直线运动，整个骑行过程的v−t图像如图所示（0~1s及7s以后图像均为直线），1s末功率达到额定功率并保持不变。已知人与平衡车总质量为72kg，骑行过程所受的阻力保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 骑行过程中，人及平衡车整体所受阻力大小为240N B. 骑行过程中，牵引力的最大功率为1200W C. 0~7s时间内，平衡车位移大小为22.125m D. 0~7s时间内，牵引力做功为3120J 7. 如图所示，一抛物线形状的光滑导轨竖直放置，固定在光滑水平面的B点，O为导轨的顶点，O点离水平面的高度，A在O点正下方，A、B两点相距0.8m（A、B均在水平面上）。轨道上套有一个小球P，小球P通过轻杆与小球Q相连，两小球的质量均为1kg，Q始终不离开水平面。现将小球P从距水平面高度处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 小球P即将落在水平面时，它速度大小为 B. 小球P即将落在水平面时，它的速度方向与水平面的夹角为 C. 从静止释放到小球P即将落在水平面时，轻杆对小球Q做的功为1J D. 若小球P落在水平面后不反弹，则水平面对小球P作用力的冲量大小为 二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 我国“鹊桥二号”通导技术试验卫星发射升空，卫星主要用于地月空间通导技术验证。“鹊桥二号”采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），A点为近月点，B点为远月点，CD为椭圆轨道的短轴，下列有关“鹊桥二号”的说法正确的是（　　） A. 从A经C到B的运动时间为12h B. 从A经C到B的运动过程中加速度逐渐增大 C. 从A经C到B的运动过程中速度逐渐减小 D. 在C、D两点的加速度方向指向 9. 如图所示的工程器件，质量为m的小球A与内外均光滑的轻质圆筒B用轻杆固定连接，圆筒B套在光滑的固定竖直细杆C上（A、B均可视为质点，B、C之间无缝隙，杆C足够长），轻杆长度为L，初始时A、B均处于静止状态。某时刻，小球A获得垂直于轻杆的水平初速度，则（　　） A. 小球A做匀速圆周运动 B. 小球A转一圈的时间为 C. 若经过时间t小球恰好转了2圈，小球动量变化量的大小为2mgt D. 若经过时间t小球恰好转了2圈，小球动能为 10. 如图所示，一轻质弹簧竖直放置在水平地面上，其下端固定，上端拴接一个质量为3m、厚度不计的薄板，薄板静止时，弹簧压缩量为a，现有一个质量为m的物块从薄板正上方某高度处自由下落，与薄板碰撞后立即粘连在一起，碰撞时间极短。碰后，物块与薄板一起在竖直方向运动，弹簧最大压缩量为3a，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是（弹性势能公式，k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量）（　　） A. 物块、薄板和弹簧构成系统在运动的全过程中机械能守恒 B. 物块与薄板在最低点加速度大小1.25g C. 物块从距离薄板正上方16a处自由下落 D. 物块与薄板碰撞后的瞬间速度大小为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13—15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 图甲为小明同学设计的“验证动能定理”的实验装置，图乙是其中一次实验得到的纸带，起始点O至各计数点A、B、C、D、E、F的距离如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，小车所受拉力，小车质量。在从O到E的运动过程中 （1）拉力F所做的功______J（保留两位有效数字）； （2）小车动能增加量______J（保留两位有效数字）； （3）通过计算，小明发现拉力所做的功略大于小车增加的动能，请分析原因：______。 12. 某实验小组通过图甲所示的装置“探究向心加速度与线速度、半径的关系”。滑块上端固定宽度为d的遮光片，总质量为m，滑块套在水平杆上且随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。光电门测得挡光时间为t，中心轴处力传感器可测出轻绳的拉力F。不计一切摩擦，控制细绳长度不变，改变水平杆转动速度，多次测量并记录多组数据。 （1）在“探究向心加速度与线速度、半径的关系”时，主要用到的物理学方法是______； A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 （2）实验小组通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F并算出对应的向心加速度大小____；通过光电门的测量数据算出对应滑块的线速度大小______；进一步计算出的数值，并以a为纵轴、为横轴拟合出图线。（答案均用题中物理量字母表示） （3）实验小组进一步分析图线（图乙）得出如下实验结论：在误差范围内，半径不变时，向心加速度与线速度平方的关系为______（选填“正比”或者“反比”） （4）实验小组仔细观察图乙中的图像是一条不过坐标原点的直线。导致该实验结果的原因可能是______。 A. 没有考虑光电门测量挡光时间的误差 B. 滑块与水平杆间实际存在摩擦 C. 用绳长作为圆周运动的半径 D. 光电门的挡光宽度测量值偏大 13. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，时刻部分波形如图所示，此后质点M比质点N先回到平衡位置，且在18s时质点M、N的位移再次与时刻相同，求： （1）波的传播方向和波长； （2）波的传播速度大小。 14. 如图所示，有一右侧带半圆弧槽的木板B固定在水平地面上，圆弧槽内部光滑，半径，N为圆弧轨道最低点且与木板水平段右侧相连。滑块A经过N点前后速度大小不变，M与半圆弧槽圆心O等高，木板水平段长，滑块A可视为质点，开始时静止放置在木板水平段的正中央。已知滑块A与水平段木板的动摩擦因数，滑块A的质量，某一时刻给滑块A以水平向右的初速度，重力加速度，求： （1）滑块A向右通过N点时的速度大小； （2）滑块A通过M点时对半圆弧槽的压力大小； （3）滑块A返回木板水平段（不考虑反弹及后续过程）的位置距出发点的水平距离d。 15. 如图所示，将长的不可伸长轻绳一端固定在O点，轻绳另一端与质量的小球相连。小球位于A点时，轻绳恰处于绷直状态且与竖直方向夹角。一质量的滑块Q静置于光滑平台上，滑块Q的正上方有一质量的滑块P套在固定的光滑水平细杆上，滑块Q和滑块P通过轻质弹簧连接。现将小球从A点静止释放，当小球到达最低点B时与滑块Q发生弹性碰撞，滑块Q在随后的运动过程中一直没有离开水平面且滑块P没有滑离细杆，重力加速度，不计空气阻力，不计绳与杆、绳与滑块P之间的相互作用，小球和滑块P、Q均可视为质点。求： （1）小球与滑块Q碰前瞬间轻绳拉力大小； （2）小球与滑块Q相碰后，小球能到达的最大高度； （3）若弹簧第一次恢复原长时，滑块P的速度大小为，则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度下期期末适应性考试试题 高一物理 本试卷共6页。满分100分，考试时间75分钟 注意事项： 1．考生使用答题卡作答。 2．在作答前，考生务必将自己的姓名、考生号和座位号填写在答题卡上。考试结束，监考人员将试卷和答题卡一并收回。 3．选择题部分请使用2B铅笔填涂；非选择题部分请使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 4．请按照题号在答题卡上各题目对应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。 5．保持答题卡面清洁，不得折叠、污染、破损等。 一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合要求。 1. 如图所示，在一条张紧的绳子上挂3个摆。当C摆振动时，通过张紧的绳子给A、B摆施加驱动力，使A、B摆也振动起来（A、B、C的摆球质量相等），以下说法正确的是（　　） A. A摆的固有周期最大 B. A、B摆振动周期不同 C. A摆比B摆振幅大 D. B摆比A摆振幅大 【答案】D 【解析】 【详解】A．因C摆的摆长最长，根据可知，C摆的固有周期最大，故A错误； B．A、B摆都做受迫振动，其周期都等于驱动力的周期，即C摆的固有周期，故振动周期相同，故B错误； CD．因A摆和B摆摆长都比C摆的摆长短，且B摆摆长更接近C摆，故B摆的固有周期更接近驱动力的周期（即C摆的固有周期），故B摆比A摆振幅大，故C错误，D正确。 故选D。 2. 2025年春晚舞台上，一组机器人扭秧歌。机器人通过内置电动机驱动机械臂匀速转动，从而使手帕在竖直面内做匀速圆周运动。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若机械臂的转速增大，手帕转动的角速度也增大 B. 若机械臂突然停止转动，手帕仍保持匀速圆周运动 C. 手帕上P、Q两点的向心加速度大小相等 D. 手帕上P、Q两点的线速度大小相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据 可知若机械臂的转速增大，手帕转动的角速度也增大，故A正确； B．若机械臂突然停止转动，提供的向心力减小，由于受重力作用，则手帕将逐渐停止运动，故B错误； C．手帕上P、Q两点属于同轴转动，所以两点的角速度大小相同，根据 可知由于P、Q两点的不相等，故手帕上P、Q两点的向心加速度大小不相等，故C错误； D．手帕上P、Q两点属于同轴转动，所以两点的角速度大小相同，根据 可知由于P、Q两点的不相等，故手帕上P、Q两点的线速度大小不相等，故D错误。 故选A。 3. 安全气囊是汽车重要的被动安全装备，能够在车辆发生碰撞时迅速充气弹出，为车内乘客提供保护。如图甲所示，在某安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高H=0.8m处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律可近似用图乙的图像描述。已知头锤质量M=5kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 头锤落到气囊上表面时的动量大小为4kg⋅m/s B. 碰撞过程中F的冲量方向竖直向下 C. 碰撞过程中F的冲量大小为60N⋅s D. 碰撞过程中头锤的动量变化量大小为25kg⋅m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．头锤落到气囊上表面时的动量大小为，故A错误； B．碰撞过程中气囊对头锤的作用力F竖直向上，可知F的冲量方向竖直向上，故B错误； C．F−t图像的面积等于力F的冲量，则碰撞过程中F的冲量大小为，故C错误； D．碰撞过程中根据动量定理 即头锤的动量变化量大小为25kg⋅m/s，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，速冻食品加工厂将饺子由水平传送带运送至下一环节。饺子无初速度地放在传送带上，传送带匀速运动且足够长，饺子与传送带间动摩擦因数相同，不计饺子之间的相互作用力和空气阻力。饺子在水平传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 摩擦力对饺子做负功 B. 饺子的机械能一直增加 C. 传送带速度越大，相同质量的饺子最终获得的动能一定越大 D. 传送带因传送饺子多消耗的电能等于饺子增加的动能 【答案】C 【解析】 【详解】A．饺子无初速度地放在传送带上，相对于传送带，饺子往后运动，受到的摩擦力向前，饺子在传送带的传送下向前运动，可知摩擦力做正功，故A错误； B．由于水平传送带匀速运动且足够长，故饺子在传送带上先做匀加速直线运动，与传送带共速后做匀速直线运动，饺子的机械能先增大后不变，故B错误； C．传送带速度越大，饺子最终获得的速度越大，质量相同，则动能也越大，故C正确； D．传送带因传送饺子多消耗的电能等于饺子增加的动能与因摩擦系统产生的内能之和，故D错误。 故选C 。 5. 我国发射“天问一号”探测器对火星开展广泛的科学探测工作。已知探测器质量为m，在火星表面附近悬停，受到竖直向上的升力F，火星半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转。下列说法正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度大小为 B. 火星质量为 C. 火星的第一宇宙速度大小为 D. 火星密度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．探测器悬停时，升力与火星重力平衡，即 可得火星表面重力加速度，故A错误。 B．由万有引力提供重力有 解得 联立 得，故B正确 C．第一宇宙速度，故C错误。 D．火星密度，故D错误。 故选B。 6. 电动平衡车因其体积小，速度快，携带及操作方便，被越来越多的人作为代步工具及警用巡逻车。某次骑行过程中，人站在平衡车上由静止开始做直线运动，整个骑行过程的v−t图像如图所示（0~1s及7s以后图像均为直线），1s末功率达到额定功率并保持不变。已知人与平衡车总质量为72kg，骑行过程所受的阻力保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 骑行过程中，人及平衡车整体所受阻力大小为240N B. 骑行过程中，牵引力的最大功率为1200W C. 0~7s时间内，平衡车位移大小为22.125m D. 0~7s时间内，牵引力做功为3120J 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在t=1s时达到最大功率，此过程中 由牛顿第二定律 功率 联立可得 因t=7s达到最大速度，则P=fvm=5f 联立解得f=96N，P=480W，故AB错误； C．0−1s内位移 1−7s内由动能定理 解得x2=22.125m 则0~7s时间内，平衡车位移大小为x=x1+x2=23.125m，故C错误； D．0~7s时间内，根据动能定理 解得牵引力做功为W=3120J，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一抛物线形状的光滑导轨竖直放置，固定在光滑水平面的B点，O为导轨的顶点，O点离水平面的高度，A在O点正下方，A、B两点相距0.8m（A、B均在水平面上）。轨道上套有一个小球P，小球P通过轻杆与小球Q相连，两小球的质量均为1kg，Q始终不离开水平面。现将小球P从距水平面高度处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 小球P即将落在水平面时，它的速度大小为 B. 小球P即将落在水平面时，它的速度方向与水平面的夹角为 C. 从静止释放到小球P即将落在水平面时，轻杆对小球Q做的功为1J D. 若小球P落在水平面后不反弹，则水平面对小球P的作用力的冲量大小为 【答案】C 【解析】 【详解】B．平抛运动的轨迹为抛物线，将上述抛物线轨道类比平抛运动，将小球P从O点平抛，设速度与水平方向的夹角为，根据几何关系有 解得，故B错误； A．设小球P即将落地时，它的速度大小为，小球Q的速度大小为，根据系统机械能守恒有 小球P与小球Q沿杆方向的速度相等，则有 联立解得，，故A错误； C．根据动能定理可得，从静止释放到小球P即将落地，轻杆对小球Q做的功为，故C正确； D．小球P落地与地面相互作用的过程中，根据动量定理有 由于轨道、轻杆对小球有作用力，且小球P有重力，则地面对小球P的作用力的冲量大小与大小不相等，即不等于，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 我国“鹊桥二号”通导技术试验卫星发射升空，卫星主要用于地月空间通导技术验证。“鹊桥二号”采用周期为24h环月椭圆冻结轨道（如图），A点为近月点，B点为远月点，CD为椭圆轨道的短轴，下列有关“鹊桥二号”的说法正确的是（　　） A. 从A经C到B的运动时间为12h B. 从A经C到B的运动过程中加速度逐渐增大 C. 从A经C到B的运动过程中速度逐渐减小 D. 在C、D两点的加速度方向指向 【答案】AC 【解析】 【详解】A．“鹊桥二号”采用周期为24h，根据运动特点可知从A经C到B的运动时间为12h，故A正确； B．从A经C到B的运动过程中“鹊桥二号”受到的万有引力逐渐减小，所以“鹊桥二号”加速度逐渐减小，故B错误； C．“鹊桥二号”从A经C到B的运动过程中，引力做负功，速度逐渐减小，故C正确； D．“鹊桥二号”在C、D点受到月亮的万有引力，加速度方向指向月球球心，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示的工程器件，质量为m的小球A与内外均光滑的轻质圆筒B用轻杆固定连接，圆筒B套在光滑的固定竖直细杆C上（A、B均可视为质点，B、C之间无缝隙，杆C足够长），轻杆长度为L，初始时A、B均处于静止状态。某时刻，小球A获得垂直于轻杆的水平初速度，则（　　） A. 小球A做匀速圆周运动 B. 小球A转一圈的时间为 C. 若经过时间t小球恰好转了2圈，小球动量变化量的大小为2mgt D. 若经过时间t小球恰好转了2圈，小球动能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球A的运动是竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速圆周运动的合运动，故A错误； B．小球A水平方向做匀速圆周运动，则小球A转一圈的时间为，故B正确； CD．若经过时间t小球恰好转了2圈，竖直分速度为 正好转两圈，所以水平方向上动量变化为零，则动量变化量为 动能为，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，一轻质弹簧竖直放置在水平地面上，其下端固定，上端拴接一个质量为3m、厚度不计的薄板，薄板静止时，弹簧压缩量为a，现有一个质量为m的物块从薄板正上方某高度处自由下落，与薄板碰撞后立即粘连在一起，碰撞时间极短。碰后，物块与薄板一起在竖直方向运动，弹簧最大压缩量为3a，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是（弹性势能公式，k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量）（　　） A. 物块、薄板和弹簧构成系统在运动的全过程中机械能守恒 B. 物块与薄板在最低点加速度大小为1.25g C. 物块从距离薄板正上方16a处自由下落 D. 物块与薄板碰撞后的瞬间速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．物块与薄板碰撞后立即粘连在一起，即发生的是完全非弹性碰撞，此过程有机械能损耗，故A错误； B．薄板静止时，弹簧压缩量为a，则有 物块与薄板在最低点时弹簧最大压缩量为3a，根据牛顿第二定律有 解得，故B正确； CD．令物块从距离薄板正上方h处自由下落，则有 碰撞过程，根据动量守恒定律有 碰后，物块与薄板一起在竖直方向运动至最低点过程有 结合上述解得，，故C正确，D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13—15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 图甲为小明同学设计的“验证动能定理”的实验装置，图乙是其中一次实验得到的纸带，起始点O至各计数点A、B、C、D、E、F的距离如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，小车所受拉力，小车质量。在从O到E的运动过程中 （1）拉力F所做的功______J（保留两位有效数字）； （2）小车动能增加量______J（保留两位有效数字）； （3）通过计算，小明发现拉力所做的功略大于小车增加的动能，请分析原因：______。 【答案】（1）0.092## （2）0.090## （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 从O到E的运动过程中，拉力F所做的功 【小问2详解】 匀变速直线运动全程平均速度等于中间时刻的瞬时速度 则小车动能增加量 【小问3详解】 因为在运动过程中，除了拉力做功以外，还存在着阻力（包括摩擦阻力以及空气阻力等）做负功，我们只计算了拉力做的功，而忽略了阻力做的功，因此造成了这种误差，使得拉力所做的功略大于小车增加的动能。 12. 某实验小组通过图甲所示的装置“探究向心加速度与线速度、半径的关系”。滑块上端固定宽度为d的遮光片，总质量为m，滑块套在水平杆上且随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。光电门测得挡光时间为t，中心轴处力传感器可测出轻绳的拉力F。不计一切摩擦，控制细绳长度不变，改变水平杆转动速度，多次测量并记录多组数据。 （1）在“探究向心加速度与线速度、半径的关系”时，主要用到的物理学方法是______； A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 （2）实验小组通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F并算出对应的向心加速度大小____；通过光电门的测量数据算出对应滑块的线速度大小______；进一步计算出的数值，并以a为纵轴、为横轴拟合出图线。（答案均用题中物理量字母表示） （3）实验小组进一步分析图线（图乙）得出如下实验结论：在误差范围内，半径不变时，向心加速度与线速度平方的关系为______（选填“正比”或者“反比”） （4）实验小组仔细观察图乙中的图像是一条不过坐标原点的直线。导致该实验结果的原因可能是______。 A. 没有考虑光电门测量挡光时间的误差 B. 滑块与水平杆间实际存在摩擦 C. 用绳长作为圆周运动的半径 D. 光电门的挡光宽度测量值偏大 【答案】（1）A （2） ①. ②. （3）正比 （4）B 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需要令质量m、角速度ω和半径r三个变量中的两个不变，探究向心力F与另一个变量的关系，这采用的是控制变量法，故选A。 【小问2详解】 [1]根据牛顿第二定律，有 可得向心加速度大小 [2]滑块经过光电门的线速度大小为 【小问3详解】 根据图乙可知，在误差允许范围内a-v²图像几乎是过原点的直线，因此得出如下实验结论:在误差范围内，半径不变时，向心加速度与线速度平方的关系为正比； 【小问4详解】 若滑块与水平面间的摩擦力不能忽略，根据牛顿第二定律F=ma 根据向心力公式 联立解得 当a = 0时，横截距 故选B。 13. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，时刻部分波形如图所示，此后质点M比质点N先回到平衡位置，且在18s时质点M、N的位移再次与时刻相同，求： （1）波的传播方向和波长； （2）波的传播速度大小。 【答案】（1）沿x轴正方向传播， （2） 【解析】 【小问1详解】 质点M比质点N先回到平衡位置，可知，质点M沿y轴正方向运动，质点N沿y轴负方向运动，根据同侧法可知，波沿x轴正方向传播 结合图示，根据对称性有 解得 【小问2详解】 由于在18s时质点M、N的位移再次与时刻相同，可知，周期 波传播的速度 解得 14. 如图所示，有一右侧带半圆弧槽的木板B固定在水平地面上，圆弧槽内部光滑，半径，N为圆弧轨道最低点且与木板水平段右侧相连。滑块A经过N点前后速度大小不变，M与半圆弧槽圆心O等高，木板水平段长，滑块A可视为质点，开始时静止放置在木板水平段的正中央。已知滑块A与水平段木板的动摩擦因数，滑块A的质量，某一时刻给滑块A以水平向右的初速度，重力加速度，求： （1）滑块A向右通过N点时的速度大小； （2）滑块A通过M点时对半圆弧槽的压力大小； （3）滑块A返回木板水平段（不考虑反弹及后续过程）的位置距出发点的水平距离d。 【答案】（1） （2）60N （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块A在木板水平段由动能定理 解得 【小问2详解】 滑块A从N到M，由动能定理 在M点由向心力 联立解得 由牛顿第三定律，滑块A在M点对半圆弧槽的压力大小为60N。 小问3详解】 假设滑块A能到达半圆弧槽的最高点P，对NP段由机械能守恒 解得 滑块A能到达半圆弧槽的最高点P并从P点水平抛出后落回到水平面；滑块A从P点抛出后在竖直方向 解得 在水平方向 故滑块A返回水平段瞬间的位置在初位置左边处。 15. 如图所示，将长的不可伸长轻绳一端固定在O点，轻绳另一端与质量的小球相连。小球位于A点时，轻绳恰处于绷直状态且与竖直方向夹角。一质量的滑块Q静置于光滑平台上，滑块Q的正上方有一质量的滑块P套在固定的光滑水平细杆上，滑块Q和滑块P通过轻质弹簧连接。现将小球从A点静止释放，当小球到达最低点B时与滑块Q发生弹性碰撞，滑块Q在随后的运动过程中一直没有离开水平面且滑块P没有滑离细杆，重力加速度，不计空气阻力，不计绳与杆、绳与滑块P之间的相互作用，小球和滑块P、Q均可视为质点。求： （1）小球与滑块Q碰前瞬间轻绳拉力大小； （2）小球与滑块Q相碰后，小球能到达的最大高度； （3）若弹簧第一次恢复原长时，滑块P的速度大小为，则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小球由A到达最低点B时速度大小为，由机械能守恒可知 解得 由牛顿第二定律可知 解得 【小问2详解】 小球在B处与Q发生弹性碰撞，设碰后小球的速度为v，滑块Q的速度为，由动量守恒可知 由能量守恒定律可知 解得， 对小球，从碰后到运动到最高点的过程，由动能定理 解得 【小问3详解】 当弹簧第一次恢复原长时，设Q的速度为，假设此时P的速度向右，对P、Q系统由动量守恒可得 解得 此时P、Q系统的动能 与实际不符，舍去。 可知弹簧第一次恢复原长时，P的速度向左，弹簧开始时一定处于压缩状态，对P、Q系统由动量守恒定律可得 解得 此时：P、Q系统的动能 符合题意 说明初态的弹簧被压缩，储存的弹性势能大小 当Q与P速度相等时弹簧最长，对P、Q系统，由动量守恒定律有 弹性势能的大小 解得弹簧的最大弹性势能为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $