精品解析：山西省大同市2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

2024-2025学年度第二学期高一年级期末教学质量监测试题（卷） 物理 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上相应的位置。 2．全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮插干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上。 4．本试卷共100分，考试时间75分钟。考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。 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，只有一项符合题目要求。 1. 近期，我国生产的歼系列战机凭借实战中卓越的性能，火遍全球。如图所示，歼-20沿曲线MN向下俯冲，图中画出的有向线段表示歼-20在P点受到合力的四种示意图，以地面为零势能面，从M到N，其中正确的是（　　） A. 若合力始终沿①方向，则飞机的动能与重力势能均增大 B. 若合力始终沿②方向，则飞机的动能与机械能均减小 C. 合力可能始终沿③方向（切线方向）且飞机的动能不断减小 D. 合力可能始终沿④方向（竖直方向）且飞机的机械能守恒 2. 明代出版的《天工开物》这部古代科技巨著记载了我国古人利用纺车纺纱（棉）的过程（如图甲）。图乙为纺车（轮）的简化图，同一纺车（轮）上有A、B、C三点，在纺车（轮）绕中轴转动过程中，下列说法正确的是（　　） A. A点角速度比B点的小 B. A点的向心加速度大小比B点的小 C. A点与C点的线速度相同 D. B点与C点在相同时间内平均速度大小可能相等 3. 物理学的发展历史和其中蕴含的丰富物理思想或方法是人类智慧的巨大财富，下列关于四幅图所涉及的知识叙述错误的是（　　） A. 甲图，在理论上探究曲线运动的速度方向时，运用了“极限”思想 B. 乙图，在探究向心力大小的表达式实验中，用到了“控制变量”法 C. 丙图，开普勒通过大量天文观测数据总结了行星运动的规律 D. 丁图，伽利略通过理想斜面实验，得出了“机械能守恒”的结论 4. 一个物体在下列甲、乙、丙三种情形下，水平运动了相同距离，已知作用力F大小相等，角大小如图所示，地面粗糙程度处相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 三种情形中，物体对地面的压力均等于重力 B. 三种情形中，作用力F做功相同 C 三种情形中，甲情形摩擦力做功最多 D. 甲、丙情形中物体的动能增加，乙情形中物体的动能减小 5. 2025年5月14日，我国将全球首个太空计算卫星星座（首批共12颗）送入离地高度约550km（小于地球同步卫星与地面的距离）的预定圆轨道（如图所示），开创了人类将超级计算能力部署至太空的新纪元。在轨运行时，该卫星（　　） A. 角速度大小比地球自转角速度大 B. 速度大小可能比地球第一宇宙速度大 C. 所受地球引力一定比同步卫星的大 D. 所受合力比静止在赤道地面上时小 6. 作为大同装备制造业的龙头，“大同机车”已成为了我国电力机车走向世界的一张名片！如图为某“复兴”号机车以恒定加速度从静止开始运动，其所受阻力恒定，若经过时间t达到额定输出功率P，则该过程中机车牵引力所做的功为（　　） A Pt B. C. D. 已知条件不足，无法确定 7. 如图甲为中国五大面食之一的山西大同刀削面的切削过程。某次连续削出的面片中有一片的空中运动轨迹如图乙所示，P、Q为轨迹上的两点，已知该面片以某一水平初速度由O点削出，从O到P与从P到Q的时间相等，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 该面片在空中运动过程中，其速度变化率一直增大 B. 该面片从O到P与从P到Q过程，重力做功之比为 C. 该面片从O到P与从P到Q过程，重力做功的平均功率之比为 D. 该面片运动到P点与Q点时，重力做功的瞬时功率之比为 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，有两个或两个以上正确答案，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8. 近年来，随着篮球运动在我国的广泛普及，越来越多的青少年投身到篮球训练中。某次训练中，一名同学在篮球上升到最高点时竖直向下拍球，如图所示，手与篮球的作用距离为0.2m（还没到达地面），篮球离手瞬间的速度为4m/s，篮球的质量为0.5kg，不计空气阻力，重力加速度g取，则（　　） A. 人对篮球做的功为3.0J B. 人对篮球的平均作用力为15.0N C. 从开始拍球至落地前全过程中，篮球的机械能一直增大 D. 从开始拍球至落地前全过程，篮球重力势能的减小量小于其动能的增加量 9. 曾举办过“青运会”、“省运会”雪上项目的大同万龙雪场，是一处令人流连忘返的滑雪胜地！现将情景简化如下，如图所示滑雪场近似看作倾角一定的斜面，某运动员（视为质点）由静止开始沿斜面向下无动力滑行。若斜面粗糙程度处处相同，选取斜面末端所在水平面为零势能面，下滑过程中，只计摩擦阻力，则该运动员的加速度大小a、动能、重力势能和机械能E随运动时间t变化的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，一足够长的轻绳一端挂一个质量为M的物体B，另一端系在一个质量为m的圆环A上，圆环套在竖直固定的杆上，轻质定滑轮（不计大小）与细杆相距0.3m。将圆环A从与定滑轮等高位置由静止释放，环沿杆向下滑动的最大距离为0.4m，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 圆环A释放瞬间，其加速度小于重力加速度g B. 在圆环A下滑的过程中，圆环A与物体B的速度大小之比一直在减小 C. 圆环A与物体B的质量之比为 D. 圆环A下滑的全过程，圆环A减小的重力势能大于物体B增加的重力势能 三、实验题：本题共2小题，共14分。 11. 在“探究平抛运动的特点”实验中，两个实验小组选用不同的仪器进行实验。第一组选用了如图甲所示的装置，实验操作是：在小球A、B处于某一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 （1）让A、B两球恢复初始状态，高度不变，用较大的力敲击弹性金属片。则______ A. 小球A的运动时间变长 B. 小球A的运动时间不变 C. 小球A、B不同时落地 D. 小球A、B仍同时落地 （2）改变高度，重复实验。关于实验结论。以下说法正确的是______ A. 实验说明小球A在水平方向的运动特点 B. 实验说明小球A在水平方向做匀速直线运动 C. 实验说明小球A与B在竖直方向运动特点相同 D. 实验说明小球A在竖直方向做自由落体运动 （3）第二组借助该装置用数码相机连拍功能探究平抛运动的特点，连拍间隔时间相等。如图乙为用闪光照相机拍摄的照片处理后的一部分，A、B、C三点为连续三次频闪照相时小球经过的位置，图中背景方格的边长均为5cm，取重力加速度大小，则频闪照相的时间间隔______s，小球平抛的初速度大小______m/s。（计算结果均保留两位有效数字） 12. 如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验（已知当地的重力加速度为g）。 （1）实验室提供的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______。 A. 天平及砝码 B. 毫米刻度尺 C. 直流电源 D. 交流电源 （2）实验中得到如图乙所示的一条纸带（部分）。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，动能增加量ΔEk=______。 （3）该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，得到如图丙所示的v2-h图像，由图像可求得当地的重力加速度g=______m/s2（保留三位有效数字）。 （4）用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小车位于气垫导轨上（图中未画出，视为无摩擦力），重力加速度为g，先接通电源，后释放托盘与砝码，测得如下物理量：遮光片宽度d，遮光片释放点到光电门的长度l，遮光片通过光电门的挡光时间Δt，托盘与砝码的总质量m1，小车和遮光片的总质量m2。若在误差允许范围内能证明这一过程中系统机械能守恒，则满足的关系式是______（用题干中的字母表示）。 四、计算题：本题共3小题，共40分，解答时须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得分，有数值计算的题，答案中必须写明数值和单位。 13. 如图是建筑工地上常用的一种“深坑打夯机”工作情景的简化图，某次工作时，电动机带动两个紧压夯杆的滚轮转动，将夯杆从深坑底部由静止开始向上提升，当夯杆底端运动到距坑底处时，其速度，此时两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆只在自身重力的作用下，一段时间后落回深坑，将坑底砸深，已知夯杆质量，取，计算结果可带根号。求： （1）本次打夯电动机对夯杆做了多少功？ （2）夯杆刚落回坑底时的速度为多大？ （3）夯杆对坑底的平均冲击力为多大？ 14. 风洞实验，作为一种重要的空气动力学研究方法，广泛应用于各类工程领域。现有一实验小组利用风洞研究小球在恒定风力作用下的各种参数，简化为如下图，一质量为m的小球，以初速度从A点竖直向上抛出，同时其始终受到水平向右的风力作用，当小球通过B点时速率为，方向水平向右，全程只计重力与风力，重力加速度取g。求： （1）风力的大小； （2）小球在A、B两点所受合力做功的瞬时功率大小之比； （3）从A到B过程小球机械能的变化量。 15. 如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道半径，A点与圆心O等高，B点右侧平滑连接一长为的粗糙水平面，在水平面右端平滑对接一个与其等高的传送带CD，CD间距，传送带以的速率顺时针匀速转动，传送带右侧平滑对接一段等高的光滑平台DE，E点固定一竖直墙壁，一根轻弹簧右端与墙壁连接，弹簧原长小于平台DE的长度。现将一质量的物块（视为质点）由A点静止释放，已知物块与水平面，物块与传送带间的动摩擦因数分别为，，物块与弹簧碰撞过程中，无机械能损失，且弹簧未超出弹性限度，取，不计空气阻力，计算结果可带根号。求： （1）物块滑到圆弧B点时对轨道的压力大小； （2）弹簧被压缩过程中的最大弹性势能； （3）物块第二次滑上传送带后与传送带摩擦产生的热量以及物块最终停止时的位置与C点的间距。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期高一年级期末教学质量监测试题（卷） 物理 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上相应的位置。 2．全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮插干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上。 4．本试卷共100分，考试时间75分钟。考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。 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，只有一项符合题目要求。 1. 近期，我国生产的歼系列战机凭借实战中卓越的性能，火遍全球。如图所示，歼-20沿曲线MN向下俯冲，图中画出的有向线段表示歼-20在P点受到合力的四种示意图，以地面为零势能面，从M到N，其中正确的是（　　） A. 若合力始终沿①方向，则飞机的动能与重力势能均增大 B. 若合力始终沿②方向，则飞机的动能与机械能均减小 C. 合力可能始终沿③方向（切线方向）且飞机的动能不断减小 D. 合力可能始终沿④方向（竖直方向）且飞机的机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．当合力始终沿①方向，合力方向与飞机的运动方向的夹角为锐角，飞机做加速运动，动能增大，由于飞机高度不断降低，其重力势能减小，A错误； B．当合力始终沿②方向，合力方向与飞机的运动方向的夹角为钝角，飞机做减速运动，动能减小，同时其高度降低，重力势能减小，故飞机的机械能减小，B正确； CD．当物体做曲线运动时，其所受合力方向与速度方向不共线，且合力指向运动轨迹的凹侧，故本题中飞机所受合力不可能沿③、④方向，CD错误。 故选B。 2. 明代出版《天工开物》这部古代科技巨著记载了我国古人利用纺车纺纱（棉）的过程（如图甲）。图乙为纺车（轮）的简化图，同一纺车（轮）上有A、B、C三点，在纺车（轮）绕中轴转动过程中，下列说法正确的是（　　） A. A点的角速度比B点的小 B. A点的向心加速度大小比B点的小 C. A点与C点的线速度相同 D. B点与C点在相同时间内平均速度大小可能相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于纺车（轮）绕同一中轴旋转，其上A、B、C三点的角速度均相同，A错误； B．A点与B点的角速度相等，向心加速度 由于，故A点的向心加速度大小比B点的大，B错误；. C．纺车（轮）上A点与C点的线速度大小相等，方向不同，C错误； D．纺车（轮）在旋转整数圈的情况下，由于B点与C点的位移均为零，则该两点在相同时间内平均速度大小相等（均为零），D正确。 故选D。 3. 物理学的发展历史和其中蕴含的丰富物理思想或方法是人类智慧的巨大财富，下列关于四幅图所涉及的知识叙述错误的是（　　） A. 甲图，在理论上探究曲线运动的速度方向时，运用了“极限”思想 B. 乙图，在探究向心力大小的表达式实验中，用到了“控制变量”法 C. 丙图，开普勒通过大量天文观测数据总结了行星运动的规律 D. 丁图，伽利略通过理想斜面实验，得出了“机械能守恒”的结论 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图，在轨迹曲线上的某一点A附近另取一点B，构成一段位移，当点B不断逼近点A，位移无限趋近于零时，该位移方向为点A处的切线方向，即速度方向。在理论上，这种分析运用了“极限”思想，A正确，不符合题意； B．乙图，在探究向心力大小的表达式实验中用到了控制变量法，通过改变小球的质量、速度和半径，观察向心力的变化，从而得出向心力的表达式，B正确，不符合题意； C．丙图，开普勒通过大量天文观测数据总结了行星运动的规律，C正确，不符合题意； D．伽利略在研究力与运动关系时，通过理想斜面实验，发现小球从一斜面上某点由静止滑下，滑上另一斜面后，停止时与初始高度基本相同，但是并没有得出“机械能守恒”的结论，D错误，符合题意；故选D。 4. 一个物体在下列甲、乙、丙三种情形下，水平运动了相同距离，已知作用力F大小相等，角的大小如图所示，地面粗糙程度处相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 三种情形中，物体对地面的压力均等于重力 B. 三种情形中，作用力F做功相同 C. 三种情形中，甲情形摩擦力做功最多 D. 甲、丙情形中物体的动能增加，乙情形中物体的动能减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．将作用力F沿水平与竖直方向正交分解，易得甲情形中物体对地面的压力大于重力，而乙、丙情形中物体对地面的压力均小于重力，A错误； B．依据恒力做功（公式），可得甲、丙情形中作用力F做正功，乙情形中作用力F做负功，且正、负功相等，故三种情形做功不相同，B错误； C．设物体重力为G，运动距离为L，物体与地面间动摩擦因数为，则求得三种情形中对应摩擦力做功分别为、、，故甲情形中摩擦力做功最多，C正确； D．乙情形中易判断物体所受合力与其运动方向反向，做减速运动，物体的动能减小，而甲、丙情形中，由于无法比较物体所受摩擦力与作用力F水平分力之大小关系，合力方向无法确定，故其动能的增减无法判断，D错误。 故选C。 5. 2025年5月14日，我国将全球首个太空计算卫星星座（首批共12颗）送入离地高度约550km（小于地球同步卫星与地面距离）的预定圆轨道（如图所示），开创了人类将超级计算能力部署至太空的新纪元。在轨运行时，该卫星（　　） A. 角速度大小比地球自转角速度大 B. 速度大小可能比地球第一宇宙速度大 C. 所受地球引力一定比同步卫星的大 D. 所受合力比静止在赤道地面上时小 【答案】A 【解析】 【详解】A．该卫星的轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，由开普勒第三定律可知，该卫星做圆周运动的周期小于地球同步卫星的周期，故该卫星在轨运行的角速度大小比地球自转角速度大，A正确； B．第一宇宙速度为地球卫星的最大环绕速度，该卫星在轨运行速度不可能比地球第一宇宙速度大，B错误； C．由万有引力公式 可知该卫星与同步卫星所受地球引力大小，除了和它们到地心距离r有关，还和两卫星质量有关，C错误； D．该卫星所受合力即等于其做圆周运动的向心力，由向心力公式 可知，其所受合外力比静止在赤道地面上时的大，D错误。 故选A。 6. 作为大同装备制造业的龙头，“大同机车”已成为了我国电力机车走向世界的一张名片！如图为某“复兴”号机车以恒定加速度从静止开始运动，其所受阻力恒定，若经过时间t达到额定输出功率P，则该过程中机车牵引力所做的功为（　　） A. Pt B. C. D. 已知条件不足，无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】设匀加速阶段机车的牵引力为F，则达到额定功率P时，其速度为 又该阶段机车运动的位移为 综上所述，该过程中机车牵引力所做的功为 故选B。 7. 如图甲为中国五大面食之一的山西大同刀削面的切削过程。某次连续削出的面片中有一片的空中运动轨迹如图乙所示，P、Q为轨迹上的两点，已知该面片以某一水平初速度由O点削出，从O到P与从P到Q的时间相等，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 该面片在空中运动过程中，其速度变化率一直增大 B. 该面片从O到P与从P到Q过程，重力做功之比为 C. 该面片从O到P与从P到Q过程，重力做功的平均功率之比为 D. 该面片运动到P点与Q点时，重力做功的瞬时功率之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于面片做平抛运动，只受重力，则加速度恒定，即速度变化率恒定，A错误； BC．面片抛出后，在竖直方向上做自由落体运动，在从O到P与从P到Q的相等时间内竖直方向运动的位移之比为，则重力做功之比为，重力做功的平均功率之比也为，B错误，C正确； D．由，可得该面片运动到P点与Q点时，竖直方向的速度之比为，又，可知P点与Q点处，面片重力做功的瞬时功率之比为，D错误。 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，有两个或两个以上正确答案，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8. 近年来，随着篮球运动在我国的广泛普及，越来越多的青少年投身到篮球训练中。某次训练中，一名同学在篮球上升到最高点时竖直向下拍球，如图所示，手与篮球的作用距离为0.2m（还没到达地面），篮球离手瞬间的速度为4m/s，篮球的质量为0.5kg，不计空气阻力，重力加速度g取，则（　　） A. 人对篮球做的功为3.0J B. 人对篮球的平均作用力为15.0N C. 从开始拍球至落地前全过程中，篮球的机械能一直增大 D. 从开始拍球至落地前全过程，篮球重力势能的减小量小于其动能的增加量 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB．设在拍球过程中人对篮球做的功为W，由动能定理可得 其中，，，解得 设人对篮球的平均作用力为，由，解得，故AB正确； C．从开始拍球至篮球离手前，由于人对篮球做正功，篮球的机械能一直增大。从篮球离手后至落地前，篮球的机械能守恒，其机械能一直不变，故全过程中，篮球的机械能先增大后不变，故C错误； D．由于从开始拍球至落地前全过程，篮球的机械能增大，即篮球重力势能的减小量小于其动能的增加量，故D正确。 故选ABD。 9. 曾举办过“青运会”、“省运会”雪上项目的大同万龙雪场，是一处令人流连忘返的滑雪胜地！现将情景简化如下，如图所示滑雪场近似看作倾角一定的斜面，某运动员（视为质点）由静止开始沿斜面向下无动力滑行。若斜面粗糙程度处处相同，选取斜面末端所在水平面为零势能面，下滑过程中，只计摩擦阻力，则该运动员的加速度大小a、动能、重力势能和机械能E随运动时间t变化的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设运动员的质量为m，其与斜面间的动摩擦因数为，斜面的倾角为，重力加速度为g，对运动员下滑过程进行受力分析，列牛顿第二定律方程有 解得运动员下滑的加速度为 由此可以看出为定值，不随时间变化，故A正确； B．由分析可知，运动员在斜面上由静止开始向下做匀加速直线运动，其速度为 所以下滑过程中动能为 即动能是关于时间的二次函数，故B错误； C．设初始时运动员距离零势能面的高度为，其下滑的位移为 则运动员下滑过程中重力势能为 即重力势能是关于时间的二次函数，且图像开口向下，故C错误； D．设运动员在初始时刻的机械能为，运动员在下滑过程中，摩擦力对其做的功为 根据功能关系可知，运动员下滑过程中机械能的变化等于摩擦力对其做的功，即 联立上式解得下滑过程中运动员的机械能为 即机械能是关于时间的二次函数，且图像开口向下，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，一足够长的轻绳一端挂一个质量为M的物体B，另一端系在一个质量为m的圆环A上，圆环套在竖直固定的杆上，轻质定滑轮（不计大小）与细杆相距0.3m。将圆环A从与定滑轮等高位置由静止释放，环沿杆向下滑动的最大距离为0.4m，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 圆环A释放瞬间，其加速度小于重力加速度g B. 在圆环A下滑的过程中，圆环A与物体B的速度大小之比一直在减小 C. 圆环A与物体B的质量之比为 D. 圆环A下滑的全过程，圆环A减小的重力势能大于物体B增加的重力势能 【答案】BC 【解析】 【详解】A．释放瞬间对圆环A，水平方向合力为零，竖直合力为重力，据牛顿第二定律，可知，加速度，故A错误； B．设轻绳与杆的夹角为，在圆环A下滑的过程中，由速度关联，A、B的速度满足 则有 随着角不断减小，圆环A与物体B的速度大小之比一直在减小，故B正确； C．设全过程中圆环A下滑的高度为，物体B上升的高度为，根据机械能守恒定律有 其中由几何关系得， 解得，故C正确； D．圆环A下滑的全过程，由机械能守恒易得，圆环A减小的重力势能等于物体B增加的重力势能，故D错误。 故选BC。 三、实验题：本题共2小题，共14分。 11. 在“探究平抛运动的特点”实验中，两个实验小组选用不同的仪器进行实验。第一组选用了如图甲所示的装置，实验操作是：在小球A、B处于某一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 （1）让A、B两球恢复初始状态，高度不变，用较大的力敲击弹性金属片。则______ A. 小球A的运动时间变长 B. 小球A的运动时间不变 C. 小球A、B不同时落地 D 小球A、B仍同时落地 （2）改变高度，重复实验。关于实验结论。以下说法正确的是______ A. 实验说明小球A在水平方向的运动特点 B. 实验说明小球A在水平方向做匀速直线运动 C. 实验说明小球A与B在竖直方向运动特点相同 D. 实验说明小球A在竖直方向做自由落体运动 （3）第二组借助该装置用数码相机的连拍功能探究平抛运动的特点，连拍间隔时间相等。如图乙为用闪光照相机拍摄的照片处理后的一部分，A、B、C三点为连续三次频闪照相时小球经过的位置，图中背景方格的边长均为5cm，取重力加速度大小，则频闪照相的时间间隔______s，小球平抛的初速度大小______m/s。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）BD （2）CD （3） ①. 0.10 ②. 1.5 【解析】 【小问1详解】 用较大的力敲击弹性金属片，则A球初速度变大，但由于两球高度不变，则运动时间不变，同时落地，故选BD。 【小问2详解】 两球运动时间相同，说明A球在竖直方向上做自由落体运动，故选CD。 【小问3详解】 [1][2]竖直方向由 可得 A、B点时间间隔是0.1s。小球运动中水平分速度的大小为 12. 如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验（已知当地的重力加速度为g）。 （1）实验室提供的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______。 A. 天平及砝码 B. 毫米刻度尺 C. 直流电源 D. 交流电源 （2）实验中得到如图乙所示的一条纸带（部分）。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，动能增加量ΔEk=______。 （3）该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，得到如图丙所示的v2-h图像，由图像可求得当地的重力加速度g=______m/s2（保留三位有效数字）。 （4）用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小车位于气垫导轨上（图中未画出，视为无摩擦力），重力加速度为g，先接通电源，后释放托盘与砝码，测得如下物理量：遮光片宽度d，遮光片释放点到光电门的长度l，遮光片通过光电门的挡光时间Δt，托盘与砝码的总质量m1，小车和遮光片的总质量m2。若在误差允许范围内能证明这一过程中系统机械能守恒，则满足的关系式是______（用题干中的字母表示）。 【答案】（1）BD （2） （3）9.70 （4） 【解析】 【小问1详解】 A．根据 ，不需要天平及砝码，A不符合题意； B．需要毫米刻度尺测量计数点之间距离，B符合题意； CD．不需要直流电源，需要交流电源给打点计时器供电，C不符合题意，D符合题意。 故选BD 【小问2详解】 动能增加量为 【小问3详解】 根据机械能守恒定律得，解得 ，根据图像得 ，解得 ； 【小问4详解】 根据机械能守恒定律得 ，整理得。 四、计算题：本题共3小题，共40分，解答时须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得分，有数值计算的题，答案中必须写明数值和单位。 13. 如图是建筑工地上常用的一种“深坑打夯机”工作情景的简化图，某次工作时，电动机带动两个紧压夯杆的滚轮转动，将夯杆从深坑底部由静止开始向上提升，当夯杆底端运动到距坑底处时，其速度，此时两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆只在自身重力的作用下，一段时间后落回深坑，将坑底砸深，已知夯杆质量，取，计算结果可带根号。求： （1）本次打夯电动机对夯杆做了多少功？ （2）夯杆刚落回坑底时的速度为多大？ （3）夯杆对坑底的平均冲击力为多大？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设本次打夯电动机对夯杆做功为，对于夯杆从坑底被提至高度处这一过程，据动能定理有 解得 【小问2详解】 设夯杆刚落回坑底时的速率为，对于夯杆从提至高度处到再刚落回到坑底过程，由于只有夯杆重力做功，由动能定理得 解得 【小问3详解】 设坑底对夯杆平均作用力大小为，对于夯杆砸深过程，据动能定理有 解得 根据牛顿第三定律可知，夯杆对坑底的平均冲击力大小为。 14. 风洞实验，作为一种重要的空气动力学研究方法，广泛应用于各类工程领域。现有一实验小组利用风洞研究小球在恒定风力作用下的各种参数，简化为如下图，一质量为m的小球，以初速度从A点竖直向上抛出，同时其始终受到水平向右的风力作用，当小球通过B点时速率为，方向水平向右，全程只计重力与风力，重力加速度取g。求： （1）风力的大小； （2）小球在A、B两点所受合力做功的瞬时功率大小之比； （3）从A到B过程小球机械能的变化量。 【答案】（1）2mg （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球水平方向做初速度为0的匀加速运动，在竖直方向做竖直上抛运动，设小球受到的风力大小为F，从A到B经历的时间为。建立水平方向为x轴，竖直方向为y轴的平面xOy坐标系，水平（x轴）方向，对于小球，根据牛顿第二定律有 据运动学公式有 其中 竖直（轴）方向，对于小球，据运动学公式有 其中 联立以上式子，解得风力大小 【小问2详解】 由题可知，小球在A点所受合力做功的瞬时功率，即为重力做功的瞬时功率，大小为 同理，小球在点所受合力做功的瞬时功率，即为风力做功的瞬时功率，大小为 其中 故小球在A、B两点所受合力做功的瞬时功率大小之比为 【小问3详解】 设从A到过程，小球的水平位移为，根据运动学公式有 加速度 解得 根据功能关系有 其中 解得从A到过程小球机械能的变化量 15. 如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道半径，A点与圆心O等高，B点右侧平滑连接一长为的粗糙水平面，在水平面右端平滑对接一个与其等高的传送带CD，CD间距，传送带以的速率顺时针匀速转动，传送带右侧平滑对接一段等高的光滑平台DE，E点固定一竖直墙壁，一根轻弹簧右端与墙壁连接，弹簧原长小于平台DE的长度。现将一质量的物块（视为质点）由A点静止释放，已知物块与水平面，物块与传送带间的动摩擦因数分别为，，物块与弹簧碰撞过程中，无机械能损失，且弹簧未超出弹性限度，取，不计空气阻力，计算结果可带根号。求： （1）物块滑到圆弧B点时对轨道的压力大小； （2）弹簧被压缩过程中的最大弹性势能； （3）物块第二次滑上传送带后与传送带摩擦产生的热量以及物块最终停止时的位置与C点的间距。 【答案】（1）30N （2）12.5J （3）， 【解析】 【小问1详解】 设物块滑到圆弧点时的速率为，B点处轨道对物块的支持力为，则对于物块从A到过程，根据动能定理有 在点处，根据牛顿第二定律有 联立以上两式，解得 根据牛顿第三定律，物块滑到圆弧点时对轨道的压力大小为30N。 【小问2详解】 设物块滑到点时的速率为，对于物块从A到过程，根据动能定理有 解得 即物块首次滑上传送带后要先做加速运动，设物块首次滑到点时的速率为，则对于物块从到与传送带共速，由动能定理有 则物块在传送带上加速的位移为 则有 由于平台光滑，对于物块和弹簧组成的系统，从弹簧开始压缩到其压缩量最大，根据机械能守恒有 解得 【小问3详解】 在平台上，由于机械能守恒，物块被弹簧弹回到点时，其速率仍为，当物块第二次滑上传送带后，先做匀减速运动，设其从开始减速到速度减为零运动的位移为，则对于该过程，根据动能定理有 解得 即物块第二次在传送带上一直匀减速直至从点滑离，设物块从到过程经历的时间为，加速度为，根据牛顿第二定律有 根据运动学公式 联立以上两式，解得或（舍） 则物块从到过程相对传送带的位移大小 物块第二次滑上传送带后与传送带摩擦产生的热量 又设物块第二次通过点后最远滑行的距离为，则对于物块从点运动到最终停止过程，根据动能定理有 解得 即物块最终停止时的位置与点间距为0.625m。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $