精品解析：云南省昭通市市直中学2022-2023学年高一下学期第二次月考物理试题

昭通市市直中学2022~2023学年下学期高一年级第二次月考 物理 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8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90分钟。 第I卷（选择题，共48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、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 如图所示，水平桌面距地面0.8m，一质量为1kg小球自距桌面0.4m的高度由静止下落。小球可视为质点，不计空气阻力，以桌面为参考平面，重力加速度g取，小球将要落地前，其机械能为（　　） A. 2J B. 4J C. 8J D. 12J 2. 2022年我国成功举办第24届冬季奥林匹克运动会，向世界展示中国的发展成就。其中雪车也称“有舵雪橇”是一项非常刺激的运动项目。如图所示，在一段赛道上，运动员操控雪车无助力滑行，沿斜坡赛道由静止从A点滑行过B点，再沿水平赛道滑行至C点停下来。已知运动员和雪车的总质量为m，A，B两点间的竖直高度为h，雪车与赛道间的动摩擦因数处处相同，重力加速度为g，忽略空气阻力的影响。运动员及雪车从A点滑行到C点的整个过程中，下列说法不正确的是（ ） A. 重力做功为 B. 重力势能的减小量为 C. 轨道对雪车支持力做功为0 D. 合外力做功为 3. 如图所示，一个质量为的钢球，以的速度水平向右运动，若碰到坚硬的墙壁后以原来速度大小的一半弹回。关于碰撞前后钢球的动量变化量，下列说法正确的是（　　） A. 动量变化量的大小是0 B. 动量变化量的大小是，方向水平向左 C. 动量变化量的大小是，方向水平向右 D. 动量变化量的大小是，方向水平向左 4. 如图所示，一个质量为的物体（可视为质点）以某一速度从点冲上倾角为的固定斜面，其运动的加速度大小为，该物体在斜面上上升的最大高度为，则在这个过程中物体的（　　） A. 机械能守恒 B. 动能损失了 C. 重力势能增加了 D 机械能损失了 5. 如图所示为小明玩蹦床的情景，其中位置表示床面未受压力时的平衡位置，位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中不正确的是（　　） A. 小明的动能先增大后减小 B. 小明的机械能不守恒 C. 床面弹性势能一直变大 D. 床面弹性势能和小明的重力势能之和先变小后变大 6. 如图所示，水平传送带以的速度匀速运行，质量为的物块（可视为质点）无初速度地放在传送带左端点处，若物块与传送带间的动摩擦因数为，与传送带右端点相距，重力加速度取，则物块从运动到的过程中，下列说法不正确的是（　　） A. 传送带对物块做功为2J B. 因摩擦产生的热量为 C. 电动机因运送物块多消耗的电能为 D. 传送带克服摩擦力做功为 7. 如图所示，一倾角为的光滑斜面和光滑水平面平滑连接，两个质量均为的小球A、B用长为的轻质细杆连接固定，现将两球从斜面上由静止释放，释放时A离斜面底端的距离为，重力加速度为，两球可视为质点，。两球从斜面滑到水平面上虚线位置的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 到虚线位置时A球速度为 B. 到虚线位置时B球的速度为 C. 细杆对B球做功为 D. 细杆对B球做功为 8. 水平面上有质量相等的两个物体，水平推力分别作用在上，一段时间后撤去推力，两物体继续运动一段距离后停下，两物体的图像如图所示，图中，则整个过程中（　　） A. 物体受到的摩擦力大于物体受到的摩擦力 B. 水平推力的冲量大于水平推力的冲量 C. 摩擦力对物体的冲量大于摩擦力对物体的冲量 D. 合外力对物体的冲量等于合外力对物体的冲量 9. 在如图所示物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上角释放后绕光滑支点摆动；乙图中置于光滑水平面上，物体沿光滑斜面下滑；丙图为物体将弹簧压缩的过程；丁图为不计任何阻力和定滑轮质量时，加速下落，加速上升过程。关于这几个物理过程（空气阻力均忽略不计），下列说法正确的是（　　） A. 甲图中小球机械能守恒 B. 乙图中物体机械能守恒 C. 丙图中物体的机械能不守恒 D. 丁图中、组成的系统机械能不守恒 10. 如图所示，质量为的物体P穿在一固定的光滑水平直杆上，直杆右端固定一光滑定滑轮。一绕过两光滑定滑轮的细线的一端与物体P相连，另一端与质量为的物体Q相连，开始时物体P在外力作用下静止于A点，杆上点位于滑轮正下方，绳处于伸直状态，已知，，重力加速度取，两物体均视为质点，不计空气阻力。某时刻释放物体P，在物体P从A滑到的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体Q的速度先增大后减小 B. 物体P和Q组成的系统机械能守恒 C. 物体P运动的最大速度为 D. 物体Q的重力势能减少 11. 如图所示，有一条柔软的质量为、长为的均匀链条，开始时链条的长在水平桌面上，而长垂于桌外，用外力使链条静止。不计一切摩擦，桌子足够高。下列说法中正确的是（　　） A. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 B. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 C. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 D. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 12. 如图甲所示，在倾角为足够长的光滑固定斜面上有一质量为的物体，它受到沿斜面方向的力的作用。设力可按图乙、丙、丁、戊所示四种方式随时间变化，力沿斜面向上为正。已知该物体在时速度为零，则关于该物体在内的运动，下列说法不正确的是（取）（　　） A. 乙图中，物体沿斜面向下运动，末的速率为 B. 丙图中，物体沿斜面向上运动，末速率为 C. 丁、戊图中，物体均沿斜面向下运动，末的速率均为 D. 丁图中，物体沿斜面向上运动；戊图中物体沿斜面向下运动 第II卷（非选择题，共52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。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分） 13. 在南开中学的一次物理选修课上，某兴趣小组利用如图甲实验装置探究组成的系统机械能是否守恒。实验操作步骤如下： A．用天平测出重物，的质量； B．按照图示的装置安装器材，让重物靠近打点计时器，与间的细线刚好伸直； C．接通电源后松手让从一定高度由静止开始下落，让拖着纸带打出一系列的点； D．关闭电源，取下纸带，测量纸带上某些点间的距离； E．根据测量的结果计算下落过程中系统减少的重力势能是否等于系统增加的动能。 如图乙给出的是实验中获取的一条纸带，O是打下的第一个点，打点计时器的工作频率为。A、B、C为纸带上标注的三个计数点，每相邻两计数点间还有2个计时点未标出。各计数点到O点的距离为：。已知：、，重力加速度g取。 （1）根据纸带上的测量数据，可得出打B点时的速度为__________。 （2）从打计数点O至B过程中系统重力势能的减少量为 __________J，系统动能的增加量为__________ J。（计算结果均保留3位有效数字） （3）通过计算，数值上__________（填“>”“=”或“<”），这是因为__________。 14. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示。 （1）实验步骤： ①将气垫导轨放在水平面上，将导轨调至水平； ②测出挡光条的宽度为l； ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s； ④将滑块移至光电门1左侧其处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； ⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用时间△和△； ⑥用天平称出滑块和挡光条总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m． （2）用表示直接测量的物理量字母写出下列所示物理量的表达式： ①当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为_________和_________； ②在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量_________（重力加速度为g）； ③如果_________，则可认为验证了机械能守恒定律。 三、计算题（本大题共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 如图所示，将半径为的光滑圆弧固定在水平地面上，已知质量为的小球从圆弧顶端点由静止释放，到达圆弧底端点的速度（此过程中，小球的机械能守恒），然后小球沿粗糙的水平地面运动经过点，间距离，小球与地面间滑动摩擦力大小为，整个过程中不计空气阻力，取。求： （1）圆弧的半径； （2）小球在粗糙的水平地面上运动经过点时的速度大小。 16. 我国交通法规定摩托车、电动车、自行车的骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。安全头盔主要由帽壳和帽衬（如图所示）构成。某同学对安全头盔性能进行了模拟检测，已知该头盔的质量（帽衬质量忽略不计），将一质量的砖块固定在头盔帽衬上，然后让其与头盔在距离地面高处一起自由下落，头盔与水泥地面碰撞，帽壳被挤压凹陷了时速度减为0，此时由于帽衬的缓冲，砖块继续运动的时间速度也减为0。将帽壳与地面相碰挤压变形的过程视为匀减速直线运动，帽壳速度减为0就不再运动，忽略空气阻力，重力加速度取。求： （1）头盔刚落地时的速度大小； （2）若头盔做匀减速运动的过程中忽略砖块对头盔的作用力，则头盔受到地面的平均作用力大小； （3）从头盔着地到砖块停止运动的过程中帽衬对砖块的平均作用力大小。 17. 一滑雪项目如图所示，可视为质点的总质量（包括装备）为的滑板运动员，从高为的斜面的顶端A点由静止开始沿斜面下滑，在点进入光滑的四分之一圆弧，圆弧半径为，运动员经点沿竖直轨道冲出向上运动，经时间后到达点正上方的最高点（图中未标出）。若运动员经点后在空中运动时只受重力，轨道段粗糙、段光滑，，不计过点时机械能的损耗和空气阻力。求： （1）运动员在点的速度大小和离开点可上升的高度； （2）运动员（包括装备）运动到圆轨道最低点时对轨道的压力大小； （3）从A点到点，运动员（包括装备）损失的机械能。 18. 如图所示，在高的光滑水平平台上，质量的小物块压缩轻弹簧后被锁扣锁住，储存了一定量的弹性势能（水平平台的长度大于弹簧的原长）。若打开锁扣，则物块与弹簧脱离后将以一定的水平速度向右从点冲出平台做平抛运动，并恰好能从固定的光滑圆弧形轨道的点沿切线方向进入圆弧形轨道。已知圆弧轨道所对的圆心角，圆弧轨道的圆心与平台等高，轨道最低点的切线水平，并与地面上长为的水平粗糙轨道平滑连接，物块与轨道间的动摩擦因数，小物块沿轨道运动并与右边墙壁发生无能量损失的碰撞，取，小物块可视为质点。求： （1）小物块原来压缩弹簧时储存的弹性势能； （2）小物块第一次通过点时的速度大小； （3）小物块在段通过的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 昭通市市直中学2022~2023学年下学期高一年级第二次月考 物理 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8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90分钟。 第I卷（选择题，共48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、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 如图所示，水平桌面距地面0.8m，一质量为1kg小球自距桌面0.4m的高度由静止下落。小球可视为质点，不计空气阻力，以桌面为参考平面，重力加速度g取，小球将要落地前，其机械能为（　　） A. 2J B. 4J C. 8J D. 12J 【答案】B 【解析】 【详解】以桌面为参考平面，则小球刚下落时的机械能为 小球下落过程中机械能守恒，则小球将要落地前，其机械能为4J，ACD错误，B正确。 故选B。 2. 2022年我国成功举办第24届冬季奥林匹克运动会，向世界展示中国的发展成就。其中雪车也称“有舵雪橇”是一项非常刺激的运动项目。如图所示，在一段赛道上，运动员操控雪车无助力滑行，沿斜坡赛道由静止从A点滑行过B点，再沿水平赛道滑行至C点停下来。已知运动员和雪车的总质量为m，A，B两点间的竖直高度为h，雪车与赛道间的动摩擦因数处处相同，重力加速度为g，忽略空气阻力的影响。运动员及雪车从A点滑行到C点的整个过程中，下列说法不正确的是（ ） A. 重力做功为 B. 重力势能的减小量为 C. 轨道对雪车支持力做功为0 D. 合外力做功为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．重力做功为 WG= 重力势能的变化只与重力做功有关，重力做多少正功重力势能就减小多少，所以重力势能的减小量为，故AB正确 C．轨道对雪车的支持力始终与速度方向垂直，所以不做功，故C正确； D．根据动能定理可知合外力做功为零，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 3. 如图所示，一个质量为的钢球，以的速度水平向右运动，若碰到坚硬的墙壁后以原来速度大小的一半弹回。关于碰撞前后钢球的动量变化量，下列说法正确的是（　　） A. 动量变化量的大小是0 B. 动量变化量的大小是，方向水平向左 C. 动量变化量的大小是，方向水平向右 D. 动量变化量的大小是，方向水平向左 【答案】D 【解析】 【详解】动量变化量 动量变化量的大小是，方向水平向左。 故选D 。 4. 如图所示，一个质量为的物体（可视为质点）以某一速度从点冲上倾角为的固定斜面，其运动的加速度大小为，该物体在斜面上上升的最大高度为，则在这个过程中物体的（　　） A. 机械能守恒 B. 动能损失了 C. 重力势能增加了 D. 机械能损失了 【答案】B 【解析】 【详解】A．对物体冲上斜面，由牛顿第二定律 解得，在这个过程中物体受阻力作用，故机械能不守恒，故A错误； B．根据动能定理，故B正确； C．重力势能增加，故C错误； D．机械能损失等于阻力做的功，故D错误。 故选B。 5. 如图所示为小明玩蹦床的情景，其中位置表示床面未受压力时的平衡位置，位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中不正确的是（　　） A. 小明的动能先增大后减小 B. 小明的机械能不守恒 C. 床面弹性势能一直变大 D. 床面弹性势能和小明的重力势能之和先变小后变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．小明接触蹦床前在空中动能增加，刚接触床面时，蹦床对小明的弹力小于重力，合力向下，继续向下加速，其动能变大；然后弹力大于重力，合力向上，继续向下减速，动能变小，故A正确，不符题意； B．小明接触蹦床前机械能守恒，接触蹦床后受到弹力向上做负功，机械能减小，故B正确，不符题意； C．小明接触蹦蹦床前床面弹性势能为零保持不变，接触床面后，床面的形变越来越大，弹性势能变大，故C错误，符合题意； D．床面弹性势能和小明的机械能之和保持不变，小明的动能先变大后变小，则床面弹性势能和小明的重力势能之和先变小后变大，故D正确，不符题意。 故选C。 6. 如图所示，水平传送带以的速度匀速运行，质量为的物块（可视为质点）无初速度地放在传送带左端点处，若物块与传送带间的动摩擦因数为，与传送带右端点相距，重力加速度取，则物块从运动到的过程中，下列说法不正确的是（　　） A. 传送带对物块做功2J B. 因摩擦产生的热量为 C. 电动机因运送物块多消耗的电能为 D. 传送带克服摩擦力做功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．物块放在A处后，先做初速度为0的匀加速直线运动，加速度大小为 与传送带共速时位移为 因为，则物块在传送带上滑动2m后与传送带一起做匀速直线运动，则传送带对物块做功为，故A正确，不符题意； B．物块放在A处直到共速，传送带位移为， 解得 则因摩擦产生的热量为，故B正确，不符题意； C．电动机因运送物块多消耗的电能为物块增加的动能和摩擦力生热之和，则，故C正确，不符题意； D．送带克服摩擦力做功为，故D错误，符合题意。 故选D。 7. 如图所示，一倾角为的光滑斜面和光滑水平面平滑连接，两个质量均为的小球A、B用长为的轻质细杆连接固定，现将两球从斜面上由静止释放，释放时A离斜面底端的距离为，重力加速度为，两球可视为质点，。两球从斜面滑到水平面上虚线位置的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 到虚线位置时A球速度为 B. 到虚线位置时B球的速度为 C. 细杆对B球做功为 D. 细杆对B球做功为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．滑到水平面上时，A、B两球的速度相同，根据系统机械能守恒 可得，故AB错误； CD．以B为对象，根据动能定理 可解得，故C正确，D错误。 故选C。 8. 水平面上有质量相等的两个物体，水平推力分别作用在上，一段时间后撤去推力，两物体继续运动一段距离后停下，两物体的图像如图所示，图中，则整个过程中（　　） A. 物体受到的摩擦力大于物体受到的摩擦力 B. 水平推力的冲量大于水平推力的冲量 C. 摩擦力对物体的冲量大于摩擦力对物体的冲量 D. 合外力对物体的冲量等于合外力对物体的冲量 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，由图像斜率表示加速度可知，说明推力撤去后两物体的加速度相等，推力撤去后物体的合力等于摩擦力，由牛顿第二定律可知，两物体受摩擦力大小相等，故A错误； B．在没有撤去推力前，由动量定理得 解得 由图可知，两物体的最大速度相等，因为推力的作用时间 所以冲量小于的冲量，故B错误； C．摩擦力的冲量为 由题可知，整个过程中a的运动时间小于b运动的时间，而两物体所受摩擦力相等，所以摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，故C错误； D．全程动量变化为0，所以合外力的冲量为0，合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量，故D正确。 故选D。 9. 在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上角释放后绕光滑支点摆动；乙图中置于光滑水平面上，物体沿光滑斜面下滑；丙图为物体将弹簧压缩的过程；丁图为不计任何阻力和定滑轮质量时，加速下落，加速上升过程。关于这几个物理过程（空气阻力均忽略不计），下列说法正确的是（　　） A. 甲图中小球机械能守恒 B. 乙图中物体机械能守恒 C. 丙图中物体的机械能不守恒 D. 丁图中、组成的系统机械能不守恒 【答案】AC 【解析】 【详解】A．支点光滑，所以甲图中小球的机械能没有向其他形式的能量转化，轻杆的弹力沿杆，对小球不做功，故小球机械能守恒，故A正确； B．水平面光滑，所以物体的机械能一部分转化为了斜面的动能，故系统机械能守恒，物体机械能不守恒，故B错误； C．丙图中物体受弹簧弹力，机械能减小，故C正确； D．绳子拉力对、做功之和为0，故丁图中、组成的系统机械能守恒，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，质量为的物体P穿在一固定的光滑水平直杆上，直杆右端固定一光滑定滑轮。一绕过两光滑定滑轮的细线的一端与物体P相连，另一端与质量为的物体Q相连，开始时物体P在外力作用下静止于A点，杆上点位于滑轮正下方，绳处于伸直状态，已知，，重力加速度取，两物体均视为质点，不计空气阻力。某时刻释放物体P，在物体P从A滑到的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体Q的速度先增大后减小 B. 物体P和Q组成的系统机械能守恒 C. 物体P运动的最大速度为 D. 物体Q的重力势能减少 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由题知，刚开始释放物体Q的速度为0，当P运动到B点时，根据速度的合成与分解有 可知此时物体Q的速度为0，所以物体Q的速度先增大后减小，故A正确； B．对物体P和物体Q组成的系统，绳的拉力是系统内力，对物体P做正功，则物体P的机械能增加；对物体Q做负功，则物体Q的机械能减小，但系统机械能守恒，故B正确； C．对于PQ组成的系统当物体P运动到B处时，物体Q的速度为0，物体P的速度最大，设物体Q下落的高度为 根据几何关系可得 根据系统机械能守恒有 解得，故C正确； D．物体Q减小的重力势能为，故D错误。 故选ABC。 11. 如图所示，有一条柔软的质量为、长为的均匀链条，开始时链条的长在水平桌面上，而长垂于桌外，用外力使链条静止。不计一切摩擦，桌子足够高。下列说法中正确的是（　　） A. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 B. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 C. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 D. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．若自由释放链条，以桌面为零重力势能参考平面，根据机械能守恒可得 解得链条刚离开桌面时的速度为 B正确，A错误； CD．若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做的功等于垂于桌外链条增加的重力势能，则有 D正确，C错误。 故选BD。 12. 如图甲所示，在倾角为的足够长的光滑固定斜面上有一质量为的物体，它受到沿斜面方向的力的作用。设力可按图乙、丙、丁、戊所示四种方式随时间变化，力沿斜面向上为正。已知该物体在时速度为零，则关于该物体在内的运动，下列说法不正确的是（取）（　　） A. 乙图中，物体沿斜面向下运动，末的速率为 B. 丙图中，物体沿斜面向上运动，末的速率为 C. 丁、戊图中，物体均沿斜面向下运动，末的速率均为 D. 丁图中，物体沿斜面向上运动；戊图中物体沿斜面向下运动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．乙图中，根据动量定理有 解得 负号表示物体沿斜面向下运动，末的速率为，故A正确，不符合题意； B．丙图中，根据动量定理有 解得 负号物体沿斜面向下运动，末的速率为，故B错误，符合题意； CD．丁图中，根据动量定理有 解得 负号物体沿斜面向下运动，末的速率为 戊图中，根据动量定理有 解得 负号物体沿斜面向下运动，末的速率为，故C正确，不符合题意；D错误，符合题意。 故选BD。 第II卷（非选择题，共52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。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分） 13. 在南开中学的一次物理选修课上，某兴趣小组利用如图甲实验装置探究组成的系统机械能是否守恒。实验操作步骤如下： A．用天平测出重物，的质量； B．按照图示装置安装器材，让重物靠近打点计时器，与间的细线刚好伸直； C．接通电源后松手让从一定高度由静止开始下落，让拖着纸带打出一系列的点； D．关闭电源，取下纸带，测量纸带上某些点间的距离； E．根据测量的结果计算下落过程中系统减少的重力势能是否等于系统增加的动能。 如图乙给出的是实验中获取的一条纸带，O是打下的第一个点，打点计时器的工作频率为。A、B、C为纸带上标注的三个计数点，每相邻两计数点间还有2个计时点未标出。各计数点到O点的距离为：。已知：、，重力加速度g取。 （1）根据纸带上的测量数据，可得出打B点时的速度为__________。 （2）从打计数点O至B过程中系统重力势能的减少量为 __________J，系统动能的增加量为__________ J。（计算结果均保留3位有效数字） （3）通过计算，数值上__________（填“>”“=”或“<”），这是因为__________。 【答案】 ①. 2.17 ②. 2.42 ③. 2.35 ④. > ⑤. 空气阻力或打点计时器与纸带之间摩擦的影响 【解析】 【详解】（1）[1]每相邻两计数点间还有2个计时点未标出，可得相邻两个计数点的时间间隔为 T=0.06s 根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度可得可得出打B点时的速度为 （2）[2][3]从打计数点O至B过程中系统重力势能的减少量为 系统动能的增加量 （3）[4][5]通过计算，数值上 > 原因是空气阻力或打点计时器与纸带之间摩擦的影响。 14. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示。 （1）实验步骤： ①将气垫导轨放在水平面上，将导轨调至水平； ②测出挡光条的宽度为l； ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s； ④将滑块移至光电门1左侧其处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； ⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用时间△和△； ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m． （2）用表示直接测量的物理量字母写出下列所示物理量的表达式： ①当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为_________和_________； ②在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量_________（重力加速度为g）； ③如果_________，则可认为验证了机械能守恒定律。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 或者 【解析】 【详解】（2）①[1][2]由于光电门的宽度l很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，可得 当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为 ②[3]在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，托盘和砝码减少的势能就是系统势能的减少 mgs ③[4]根据动能定理可知若满足重力势能的减少等于系统动能的增加，也就是 Ek2-Ek1 则机械能守恒，即 三、计算题（本大题共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 如图所示，将半径为的光滑圆弧固定在水平地面上，已知质量为的小球从圆弧顶端点由静止释放，到达圆弧底端点的速度（此过程中，小球的机械能守恒），然后小球沿粗糙的水平地面运动经过点，间距离，小球与地面间滑动摩擦力大小为，整个过程中不计空气阻力，取。求： （1）圆弧的半径； （2）小球在粗糙的水平地面上运动经过点时的速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 从到过程中小球机械能守恒，则 代入数据解得 【小问2详解】 整个过程中，根据动能定理有 其中 代入数据解得 16. 我国交通法规定摩托车、电动车、自行车的骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。安全头盔主要由帽壳和帽衬（如图所示）构成。某同学对安全头盔性能进行了模拟检测，已知该头盔的质量（帽衬质量忽略不计），将一质量的砖块固定在头盔帽衬上，然后让其与头盔在距离地面高处一起自由下落，头盔与水泥地面碰撞，帽壳被挤压凹陷了时速度减为0，此时由于帽衬的缓冲，砖块继续运动的时间速度也减为0。将帽壳与地面相碰挤压变形的过程视为匀减速直线运动，帽壳速度减为0就不再运动，忽略空气阻力，重力加速度取。求： （1）头盔刚落地时的速度大小； （2）若头盔做匀减速运动的过程中忽略砖块对头盔的作用力，则头盔受到地面的平均作用力大小； （3）从头盔着地到砖块停止运动的过程中帽衬对砖块的平均作用力大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 头盔做自由落体运动 解得 【小问2详解】 帽壳与地面相碰挤压变形的过程视为匀减速直线运动，匀减速运动的时间为 取竖直向下为正方向，根据动量定理 解得 【小问3详解】 取竖直向下为正方向，根据动量定理 解得 17. 一滑雪项目如图所示，可视为质点的总质量（包括装备）为的滑板运动员，从高为的斜面的顶端A点由静止开始沿斜面下滑，在点进入光滑的四分之一圆弧，圆弧半径为，运动员经点沿竖直轨道冲出向上运动，经时间后到达点正上方的最高点（图中未标出）。若运动员经点后在空中运动时只受重力，轨道段粗糙、段光滑，，不计过点时机械能的损耗和空气阻力。求： （1）运动员在点的速度大小和离开点可上升的高度； （2）运动员（包括装备）运动到圆轨道最低点时对轨道的压力大小； （3）从A点到点，运动员（包括装备）损失的机械能。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 小问1详解】 根据竖直上抛运动规律，可得运动员在点的速度为 离开点可上升的高度为 【小问2详解】 从到过程，根据机械能守恒定律可得 在点，根据牛顿第二定律可得 联立解得 由牛顿第三定律可知，对轨道的压力大小为 【小问3详解】 从到，根据机械能守恒定律，有 可得A到，运动员（包括装备）损失机械能为 18. 如图所示，在高的光滑水平平台上，质量的小物块压缩轻弹簧后被锁扣锁住，储存了一定量的弹性势能（水平平台的长度大于弹簧的原长）。若打开锁扣，则物块与弹簧脱离后将以一定的水平速度向右从点冲出平台做平抛运动，并恰好能从固定的光滑圆弧形轨道的点沿切线方向进入圆弧形轨道。已知圆弧轨道所对的圆心角，圆弧轨道的圆心与平台等高，轨道最低点的切线水平，并与地面上长为的水平粗糙轨道平滑连接，物块与轨道间的动摩擦因数，小物块沿轨道运动并与右边墙壁发生无能量损失的碰撞，取，小物块可视为质点。求： （1）小物块原来压缩弹簧时储存的弹性势能； （2）小物块第一次通过点时的速度大小； （3）小物块在段通过的总路程。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由几何关系可得，点高度为 设从运动到的时间为，则，解得 小物块平抛的水平速度是，则，解得 根据能量关系 【小问2详解】 小物块第一次通过点，由能量守恒定律可得 解得 【小问3详解】 假设小物块能回到点，设小物块第一次返回点的速度为 由能量守恒得 解得 所以物块会从点飞出圆弧轨道，故小物块在段通过的总路程 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