精品解析：山东省大联考2024-2025学年高一下学期5月月考物理改编练习卷

山东省大联考2024-2025学年高一下学期5月月考物理改编练习卷 一、单选题 1. 如图甲所示，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针方向的匀速圆周运动，可简化为图乙所示模型，A、B分别为衣物经过的最高位置和最低位置，衣物可视为质点。衣物在运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 衣物受到的合力始终为0 B. 衣物在A点时脱水效果比B点好 C. 衣物重力的功率始终不变 D. 合力对衣物做功一定为零 2. 小颜同学将某一可视为质点的弹珠先后两次从同一位置水平抛出，分别击中竖直墙面上的A点和B点，如图所示，若不考虑弹珠所受的空气阻力，则从弹珠离开手到击中竖直墙壁的过程中（　　） A. 两次运动的轨迹都是抛物线 B. 两次运动的时间相等 C. 两次运动中重力做功相等 D. 两次抛出时的初速度相等 3. 下列关于静电现象的说法，不正确的是（　　） A. 图甲中，燃气灶点火时利用了尖端放电原理 B. 图乙中，静电喷涂利用了带电涂料微粒与带电工件间的静电吸引 C. 图丙中，为使带负电粉尘颗粒能到达收集板A，M、N应分别接电源的正、负极 D. 图丁中，由于金属网的屏蔽，A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零 4. 截至目前，巴以冲突已导致双方超1.73万人死亡，为了避免冲突，我国进一步加强军事演练，假设在演练时士兵驾驶坦克向东的速度大小为v1，坦克静止时射出的炮弹速度大小为v2（v2>v1），且出膛方向沿水平面内可调整，坦克轨迹距离目标最近为d，忽略炮弹受到的空气阻力和炮弹竖直方向的下落，且不计炮弹发射对坦克速度的影响，下列说法正确的是（ ） A. 炮弹在水平方向上做的是曲线运动 B. 要想命中目标且炮弹在空中飞行时间最短，坦克发射处离目标的距离为 C. 炮弹命中目标最短时间为 D. 若到达距离目标最近处时再开炮，不管怎样调整炮口方向，炮弹都无法射中目标 5. 2025年1月7日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将实践二十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若卫星入轨后沿椭圆轨道绕地球运动，如图所示，设卫星在近地点、远地点的线速度大小分别为、，近地点到地心的距离为，远地点到地心的距离为，卫星的运行周期为，引力常量为，则地球的质量可表示为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是（　　） A. 若m1>m2，则θ1>θ2 B. 若m1<m2，则θ1>θ2 C. θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关 D. 以上说法均错误 7. 如图，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为q的负点电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，则该电荷的电势能的变化情况是（　　） A. 先增大后减小 B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 一直增大 8. 电动汽车由于其使用成本低、环保、零排放等优点受到广泛的欢迎。如图甲为某国产品牌的电动汽车，假设汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持牵引力功率恒定，其加速度a和速度的倒数（1/v）图象如图所示．若已知汽车的质量M=1000kg，所受到的阻力f恒定，则（ ） A. 汽车的功率P=4kW B. 汽车行驶的最大速度vm=30m/s C. 汽车所受到的阻力f=4000N D. 当车速v=10m/s时，汽车的加速度a=2m/s2 二、多选题 9. 如图所示，探测器前往月球的过程中，首先进入环绕地球的“停泊轨道”，在P点变速进入“地月转移轨道”，接近月球时，被月球引力俘获，在Q点通过变轨实现在“工作轨道”上做匀速圆周运动。下列关于探测器的说法正确的是（　　） A. 发射速度大于地球的第二宇宙速度 B. 在“地月转移轨道”上的运行周期小于在“停泊轨道”上的运行周期 C. 在“地月转移轨道”上经过Q点时的加速度等于在“工作轨道”上经过Q点时的加速度 D. 在“停泊轨道”的P点必须加速才能进入“地月转移轨道”，而在Q点必须减速才能进入“工作轨道” 10. 如图所示，用一条绝缘轻绳挂一个带正电的小球，小球质量为m，所带电荷量为q。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 电场方向水平向左 B. 电场方向水平向右 C. 电场强度大小 D. 电场强度大小 11. 如图所示，一滑块自固定斜面顶端由静止开始下滑，斜面与滑块之间有摩擦，代表相对出发点的位移；代表运动时间，以斜面底端所在的水平面为参考平面。下图中表示滑块下滑过程中动能，重力的瞬时功率，重力势能，机械能变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 12. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A. 图甲中，船相对水垂直河岸匀速行驶，水流速度越大，渡河时间越长 B. 图乙中，质点的运动轨迹已知，若该质点在y轴方向做匀速运动，则在x轴方向做加速运动 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等 D. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球角速度大小相等 三、实验题 13. 向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图甲所示。两个变速塔轮通过皮带连接，变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动，左右每层半径之比由上至下分别为、和。 实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是__________。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 （2）某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，可探究向心力的大小与__________的关系； （3）为探究向心力和角速度的关系，应将质量相同的小球分别放在挡板__________处（选“A和B”、“A和C”、“B和C”）；传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为，则左、右标尺显示的格子数之比为__________。 14. 利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除图示器材外，下列器材中，一定需要的是___________； A. 直流电源 B. 交流电源 C. 天平及砝码 D. 刻度尺 （2）打点计时器打出的一条纸带（如图2）的O点（图中未标出）时，重锤开始下落，纸带的___________（填“O”或“c”，用字母表示）端与重物相连。 （3）a、b、c是打点计时器连续打下的3个点，刻度尺的零刻线与O点对齐，打点计时器在打出b点时重锤下落的高度___________，下落的速度为___________。（第二问计算结果保留3位有效数字）。 （4）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是___________ A. 释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直 B. 做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连接重锤的纸带 C. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度 D. 用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度 （5）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若阻力不可忽略，且速度越大，阻力越大，那么图像应是下图中的___________； A. B. C. D. 四、解答题 15. 2024年5月8日，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道。若嫦娥六号的质量为m，绕月球做半径为r的圆周运动，运动周期为T。月球可视为质量均匀的球体，不考虑月球的自转。 （1）求月球的质量M； （2）求嫦娥六号探测器在该轨道上运行的动能Ek； （3）嫦娥六号登陆月球后，受到的重力为F，求月球的半径R。 16. 如图所示，固定在竖直面内的光滑绝缘圆弧轨道AB，处在水平向右的匀强电场中，圆弧轨道半径R=0.6m，圆弧轨道最高点A与圆心О等高，电场强度E=4×104N/C，电场线与轨道平面平行。一质量m=6×10-2kg的带电小球在Р点时恰能保持静止，小球可视为质点，OP与竖直方向的夹角θ=53°，不计空气阻力（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2）。求： （1）小球的电性和电荷量q； （2）轨道对小球的支持力FN大小； （3）将小球从轨道最低点B由静止释放，小球运动到A时速度v的大小。 17. 如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台缓慢加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径，离水平地面的高度，物块与转台间的动摩擦因数。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，求： （1）物块离开转台边缘时转台的角速度； （2）物块落地时速度与水平方向夹角的正切值； （3）物块落地点到转台中心O点的水平距离。 18. 某商家为了吸引顾客而设计了一个趣味游戏，其简化模型如图所示，轨道由一个水平直轨道ABC和一半径为R的竖直半圆光滑轨道CDE组成，水平直轨道AB段光滑，BC段粗糙。在半圆轨道圆心O左侧同一水平线上且距离O点2R处固定一个小网兜P，将原长小于AB段长度的轻弹簧水平置于AB段上，左端固定在竖直挡板上，物块1静置于B处。游戏者将物块2向左压缩弹簧到某一位置释放，物块2与物块1发生弹性正碰（碰撞时间极短），物块1从半圆轨道最高点E飞出并落入网兜P内获一等奖，在DE之间的圆弧段脱离轨道获二等奖，能够进入半圆轨道CD间获三等奖，其他情况则不能获奖。已知物块1的质量m=0.2kg，物块2的质量m0=0.4kg，R=0.8m，BC=2R，两物块与粗糙水平面间的动摩擦因数均为µ=0.5，，重力加速度g取10m/s2。两物块均可视为质点。求： （1）获得一等奖时，物块1在E点对轨道的压力大小； （2）获得二等奖时，物块1碰后的速度大小范围； （3）游戏者将物块2压缩弹簧至弹性势能为2J，则释放后他能获得几等奖？两物块最终静止时，它们之间的距离是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省大联考2024-2025学年高一下学期5月月考物理改编练习卷 一、单选题 1. 如图甲所示，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针方向的匀速圆周运动，可简化为图乙所示模型，A、B分别为衣物经过的最高位置和最低位置，衣物可视为质点。衣物在运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 衣物受到的合力始终为0 B. 衣物在A点时脱水效果比B点好 C. 衣物重力的功率始终不变 D. 合力对衣物做功一定为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．衣物所受滚筒的作用力与重力的合力提供向心力，且衣物做匀速圆周运动，向心力大小始终为，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得，衣物在A、B位置时所受筒壁的支持力大小分别为 根据牛顿第三定律可知衣物在A位置对滚筒壁的压力比在B位置的小，衣物上的水在B位置时做离心运动的趋势最强，脱水效果最好，故B错误； C．衣物的重力方向竖直向下，在最高点和最低点时，根据 可知，此时的功率为0，而在其他位置，重力与速度有夹角，故重力功率发生变化，故C错误； D．衣物所受滚筒的作用力与重力的合力提供向心力，且方向指向圆心，且速度方向与向心力方向垂直，故合力不做功，故D正确。 故选D。 2. 小颜同学将某一可视为质点的弹珠先后两次从同一位置水平抛出，分别击中竖直墙面上的A点和B点，如图所示，若不考虑弹珠所受的空气阻力，则从弹珠离开手到击中竖直墙壁的过程中（　　） A. 两次运动的轨迹都是抛物线 B. 两次运动的时间相等 C. 两次运动中重力做功相等 D. 两次抛出时的初速度相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．两次小球都做平抛运动，故轨迹都是抛物线，故A正确； BC．平抛运动竖直方向为自由落体运动，根据 可得 由于两次小球击中墙面时下降的高度不同，故运动时间不等，根据重力做功不相等，故BC错误； D．两次运动的时间不等，水平方向上有，由于水平位移相等，故两次抛出时的初速度不相等，故D错误。 故选A。 3. 下列关于静电现象的说法，不正确的是（　　） A. 图甲中，燃气灶点火时利用了尖端放电原理 B. 图乙中，静电喷涂利用了带电涂料微粒与带电工件间的静电吸引 C. 图丙中，为使带负电粉尘颗粒能到达收集板A，M、N应分别接电源的正、负极 D. 图丁中，由于金属网的屏蔽，A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．燃气灶点火时利用了尖端放电原理，故A正确； B．静电喷涂利用了带电涂料微粒与带电工件间的静电吸引，故B正确； C．丙图中带负电的尘埃被吸附在管壁A上，故M接电源的正，N应接电源的负极，故C正确； D．图丁中，由于金属网的屏蔽，验电器箔片不会张开，此时A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度与金属网产生的感应电场相互平衡，不是A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零，故D错误。 本题选错误的，故选D。 4. 截至目前，巴以冲突已导致双方超1.73万人死亡，为了避免冲突，我国进一步加强军事演练，假设在演练时士兵驾驶坦克向东的速度大小为v1，坦克静止时射出的炮弹速度大小为v2（v2>v1），且出膛方向沿水平面内可调整，坦克轨迹距离目标最近为d，忽略炮弹受到的空气阻力和炮弹竖直方向的下落，且不计炮弹发射对坦克速度的影响，下列说法正确的是（ ） A. 炮弹在水平方向上做的是曲线运动 B. 要想命中目标且炮弹在空中飞行时间最短，坦克发射处离目标的距离为 C. 炮弹命中目标最短时间为 D. 若到达距离目标最近处时再开炮，不管怎样调整炮口方向，炮弹都无法射中目标 【答案】C 【解析】 【详解】A．炮弹水平分运动为匀速直线运动。故A错误； BC．炮弹速度向北发射时时间最短，则命中目标最短时间为 坦克发射处离目标的距离为 故B错误；C正确； D．由于v2>v1，若到达距离目标最近处时再开炮，应调整炮口至左上方，可能射中目标。故D错误。 故选C。 5. 2025年1月7日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将实践二十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若卫星入轨后沿椭圆轨道绕地球运动，如图所示，设卫星在近地点、远地点的线速度大小分别为、，近地点到地心的距离为，远地点到地心的距离为，卫星的运行周期为，引力常量为，则地球的质量可表示为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知椭圆轨道的半长轴为 假设有一卫星绕地球做匀速圆周运动的半径满足 根据开普勒第三定律可知，该卫星的运行周期也为；对该卫星，由万有引力提供向心力可得 联立解得地球的质量为 故选C。 6. 如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是（　　） A. 若m1>m2，则θ1>θ2 B. 若m1<m2，则θ1>θ2 C. θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关 D. 以上说法均错误 【答案】C 【解析】 【详解】小球所受重力和环的支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得 解得 说明小球和圆心的连线与竖直方向的夹角θ与小球的质量无关，故ABD错误，C正确。 故选C。 7. 如图，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为q的负点电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，则该电荷的电势能的变化情况是（　　） A. 先增大后减小 B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】如图，A、B为一对等量同种正电荷连线上的两点，由题可知，两个等量同种电荷，由 可知它们在点B处产生的电场强度大小相等，方向相反，合场强是零，等量同种两电荷连线的中垂线上方每一点（除B点）电场方向向上，且从A到B再到C的过程中，A、B两点两正电荷产生电场强度矢量合方向先沿AB方向，后沿BC方向，负电荷所受力的方向与电场强度方向相反，所以负点电荷自A沿直线移到B的过程中，电场力做负功，再沿直线移到C时，电场力还是做负功，则该电荷的电势能一直增大。 故选D。 8. 电动汽车由于其使用成本低、环保、零排放等优点受到广泛的欢迎。如图甲为某国产品牌的电动汽车，假设汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持牵引力功率恒定，其加速度a和速度的倒数（1/v）图象如图所示．若已知汽车的质量M=1000kg，所受到的阻力f恒定，则（ ） A. 汽车的功率P=4kW B. 汽车行驶的最大速度vm=30m/s C. 汽车所受到的阻力f=4000N D. 当车速v=10m/s时，汽车的加速度a=2m/s2 【答案】D 【解析】 【详解】AC．对汽车进行受力分析，根据牛顿第二定律可得 当前牵引力功率一定时，由 可得 联立可得 结合图像对比可知斜率为，纵截距绝对值为，由图像可得 由于质量已知可以得出 故AC错误； B．最大速度时，由平衡条件可知 解得 故B错误； D．当车速v=10m/s时，代入关系式 解得 故D正确。 故选D。 二、多选题 9. 如图所示，探测器前往月球的过程中，首先进入环绕地球的“停泊轨道”，在P点变速进入“地月转移轨道”，接近月球时，被月球引力俘获，在Q点通过变轨实现在“工作轨道”上做匀速圆周运动。下列关于探测器的说法正确的是（　　） A. 发射速度大于地球的第二宇宙速度 B. 在“地月转移轨道”上的运行周期小于在“停泊轨道”上的运行周期 C. 在“地月转移轨道”上经过Q点时的加速度等于在“工作轨道”上经过Q点时的加速度 D. 在“停泊轨道”的P点必须加速才能进入“地月转移轨道”，而在Q点必须减速才能进入“工作轨道” 【答案】CD 【解析】 【详解】A．探测器的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度，故A错误； B．根据开普勒第三定律可知，在“地月转移轨道”上的运行周期大于在“停泊轨道”上的运行周期，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 所以 则探测器在“地月转移轨道”上Q点和“工作轨道”上Q点受力相同，故加速度相同，故C正确； D．在P点进入“地月转移轨道”，做离心运动，所以在P点必须加速；而在Q点进入“工作轨道”，做近心运动，所以在Q点必须减速，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，用一条绝缘轻绳挂一个带正电的小球，小球质量为m，所带电荷量为q。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 电场方向水平向左 B. 电场方向水平向右 C. 电场强度大小 D. 电场强度大小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．对小球受力分析，可知电场力方向水平向右，故A错误，B正确； CD．小球受力平衡 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 11. 如图所示，一滑块自固定斜面顶端由静止开始下滑，斜面与滑块之间有摩擦，代表相对出发点的位移；代表运动时间，以斜面底端所在的水平面为参考平面。下图中表示滑块下滑过程中动能，重力的瞬时功率，重力势能，机械能变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设滑块的加速度为a，则时刻滑块的动能为 图像应是抛物线，故A错误； B．重力的瞬时功率 P与t成正比，图像是过原点的直线，故B正确； C．重力势能 增大时，减小，故C错误； D．机械能 可知图像是向下倾斜的直线，故D正确。 故选BD。 12. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A. 图甲中，船相对水垂直河岸匀速行驶，水流速度越大，渡河时间越长 B. 图乙中，质点的运动轨迹已知，若该质点在y轴方向做匀速运动，则在x轴方向做加速运动 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等 D. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球角速度大小相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．船相对水垂直河岸匀速行驶，渡河时间为（为河岸宽度） 可知渡河时间与水流速度无关，故A错误； B．图乙中，质点的运动轨迹为曲线，力（加速度）方向指向曲线内侧，故若该质点在y轴方向做匀速运动，则在x轴方向做加速运动，故B正确； C．设小球圆锥摆运动所处水平面与悬点的高度为h，细线与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律可得 解得 由于两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则两小球的角速度相等，故C正确； D．设小球圆锥筒侧面与水平面夹角为，根据牛顿第二定律可得 解得 由于A位置小球的轨道半径大于B位置小球的轨道半径，则A位置小球的角速度小于B位置小球的角速度，故D错误。 故选BC。 三、实验题 13. 向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图甲所示。两个变速塔轮通过皮带连接，变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动，左右每层半径之比由上至下分别为、和。 实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是__________。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 （2）某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，可探究向心力的大小与__________的关系； （3）为探究向心力和角速度的关系，应将质量相同的小球分别放在挡板__________处（选“A和B”、“A和C”、“B和C”）；传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为，则左、右标尺显示的格子数之比为__________。 【答案】（1）A （2）半径r （3） ①. A和C ②. 【解析】 【小问1详解】 该实验运用了控制变量的思想方法。 故选A。 【小问2详解】 把传动皮带调至第一层塔轮，塔轮半径相等，则角速度相等，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，则钢球运动半径不同，探究向心力的大小与半径r的关系 【小问3详解】 [1] 为探究向心力和角速度的关系，运动半径应相等，应将小球放在A和C [2] 传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为，根据 可知角速度之比为1:3，根据向心力公式 可知左、右标尺显示的格子数之比为1:9 14. 利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除图示器材外，下列器材中，一定需要的是___________； A. 直流电源 B. 交流电源 C. 天平及砝码 D. 刻度尺 （2）打点计时器打出的一条纸带（如图2）的O点（图中未标出）时，重锤开始下落，纸带的___________（填“O”或“c”，用字母表示）端与重物相连。 （3）a、b、c是打点计时器连续打下的3个点，刻度尺的零刻线与O点对齐，打点计时器在打出b点时重锤下落的高度___________，下落的速度为___________。（第二问计算结果保留3位有效数字）。 （4）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是___________ A. 释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直 B. 做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连接重锤的纸带 C. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度 D. 用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度 （5）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若阻力不可忽略，且速度越大，阻力越大，那么图像应是下图中的___________； A. B. C. D. 【答案】（1）BD （2）O （3） ①. 19.30 ②. 1.95 （4）ABD （5）C 【解析】 【小问1详解】 除图示器材外，电火花打点计时器需要用导线连接交流电源（220V，50Hz）；需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离；本实验验证机械能守恒的表达式中质量可以约掉，所以不需要天平测质量。 故选BD。 【小问2详解】 由题意可知，重锤在下落的过程中速度越来越大，在相等的时间内运动的位移越来越大，故纸带的O端与重物相连。 【小问3详解】 [1]由图可知打点计时器在打出b点时锤下落的高度为 [2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打点计时器在打出b点时重锤下落的速度为 【小问4详解】 A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直，故A正确； B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连接重锤的纸带，故B正确； C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，不能用公式计算，因为这样做相当于用机械能守恒验证机械能守恒，失去了验证机械能守恒的意义，故C错误； D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度，故D正确。 故选ABD。 【小问5详解】 若实验中重锤所受阻力不可忽略，根据动能定理有 整理得 当速度越大，阻力会越大，故在图像中图线斜率会逐渐减小。 故选C。 四、解答题 15. 2024年5月8日，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道。若嫦娥六号的质量为m，绕月球做半径为r的圆周运动，运动周期为T。月球可视为质量均匀的球体，不考虑月球的自转。 （1）求月球的质量M； （2）求嫦娥六号探测器在该轨道上运行的动能Ek； （3）嫦娥六号登陆月球后，受到的重力为F，求月球的半径R。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据万有引力提供向心力有 所以月球的质量为 （2）探测器的动能为 解得 （3）探测器登陆月球后，受到的重力为F，则月球表面的重力加速度为 由于 解得 16. 如图所示，固定在竖直面内的光滑绝缘圆弧轨道AB，处在水平向右的匀强电场中，圆弧轨道半径R=0.6m，圆弧轨道最高点A与圆心О等高，电场强度E=4×104N/C，电场线与轨道平面平行。一质量m=6×10-2kg的带电小球在Р点时恰能保持静止，小球可视为质点，OP与竖直方向的夹角θ=53°，不计空气阻力（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2）。求： （1）小球的电性和电荷量q； （2）轨道对小球的支持力FN大小； （3）将小球从轨道最低点B由静止释放，小球运动到A时速度v的大小。 【答案】（1）q=2×10-5 C；（2）FN=1N；（3）v =2m/s 【解析】 【详解】（1）小球受静电力向左，故带负电 由平衡条件有 qE=mgtan 53° 解得 q=2×10-5 C （2）由平衡条件得 FN=mg 解得 FN=1N （3）小球由B点到A点的运动过程中，由动能定理得 qER-mgR=mv2 解得 v =2m/s 17. 如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台缓慢加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径，离水平地面的高度，物块与转台间的动摩擦因数。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，求： （1）物块离开转台边缘时转台的角速度； （2）物块落地时速度与水平方向夹角的正切值； （3）物块落地点到转台中心O点的水平距离。 【答案】（1） （2）2 （3）1m 【解析】 【小问1详解】 物块恰好滑离转台时物块与转台之间为滑动摩擦力，即 解得 【小问2详解】 物块竖直方向做自由落体运动，则 解得 物块做平抛运动时，水平方向的速度为 物块落地时的速度与水平方向夹角的正切值为 【小问3详解】 物块做平抛运动时竖直方向有 解得 t=0.4s 物块做平抛运动的水平位移为 由几何关系得：物块落地点到转台中心O点的水平距离为 解得 L=1m 18. 某商家为了吸引顾客而设计了一个趣味游戏，其简化模型如图所示，轨道由一个水平直轨道ABC和一半径为R的竖直半圆光滑轨道CDE组成，水平直轨道AB段光滑，BC段粗糙。在半圆轨道圆心O左侧同一水平线上且距离O点2R处固定一个小网兜P，将原长小于AB段长度的轻弹簧水平置于AB段上，左端固定在竖直挡板上，物块1静置于B处。游戏者将物块2向左压缩弹簧到某一位置释放，物块2与物块1发生弹性正碰（碰撞时间极短），物块1从半圆轨道最高点E飞出并落入网兜P内获一等奖，在DE之间的圆弧段脱离轨道获二等奖，能够进入半圆轨道CD间获三等奖，其他情况则不能获奖。已知物块1的质量m=0.2kg，物块2的质量m0=0.4kg，R=0.8m，BC=2R，两物块与粗糙水平面间的动摩擦因数均为µ=0.5，，重力加速度g取10m/s2。两物块均可视为质点。求： （1）获得一等奖时，物块1在E点对轨道的压力大小； （2）获得二等奖时，物块1碰后的速度大小范围； （3）游戏者将物块2压缩弹簧至弹性势能为2J，则释放后他能获得几等奖？两物块最终静止时，它们之间的距离是多少？ 【答案】（1）2N （2） （3）三等奖；1.31m 【解析】 【小问1详解】 获得一等奖时，物体1从E点飞出后做平抛运动，设飞出的速度为vE，则， 解得 在E点，根据牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律可得，物块1在E点对轨道的压力大小为2N； 【小问2详解】 在DE圆弧段脱离轨道获二等奖，则物体刚好到达D点，对应的速度为0，根据动能定理可得 解得 物体在E点刚好脱离轨道，对应的速度设为vE1，则有 解得 根据动能定理可得 解得 所以物块1碰后的速度范围为 【小问3详解】 弹簧的弹性势能转化为动能，即 解得 物块1与物块2碰撞过程，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得， 解得， 设物块1在圆轨道上升的高度为h，则 解得 即物块1进入轨道CD间，获三等奖，设物块1从圆轨道返回在BC上滑行的距离为x1，则 设物块2碰后在BC上滑行的距离为x2，则 两物块停下时，二者间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $