精品解析：山东省东营市胜利第一中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题

2023-2024学年度胜利一中高一04月 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题 1. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ） A. 物体做曲线运动，加速度不可能为零 B. 物体的速度发生变化，物体一定做曲线运动 C. 物体在恒力的作用下，不可能做曲线运动 D. 物体在变力的作用下，一定做曲线运动 2. 中学生在雨中打伞行走，从物理学可知当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少，若雨滴在空中以2m/s的速度竖直下落，而学生打着伞以1.5m/s的速度向西走，则该学生少淋雨的打伞（伞柄指向）方式为（　　） A. B. C. D. 3. “筋膜枪”利用其内部特制的高速电机带动枪头，产生的高频振动可以作用到肌肉深层，以达到缓解疼痛、促进血液循环等作用。如图所示为某款筋膜枪的内部结构简化图，连杆OB以角速度绕垂直于纸面的O轴匀速转动，带动连杆AB，使套在横杆上的滑块左右滑动，从而带动枪头振动。已知AB杆长为L，OB杆长为R，当时，滑块的速度大小为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，从倾角为θ的斜面上的某点先后将同一小球以不同初速度水平抛出，小球均落到斜面上，当抛出的速度为v1时，小球到达斜面时的速度方向与斜面的夹角为α1，当抛出的速度为v2时，小球到达斜面时的速度方向与斜面的夹角为α2，则（ ） A. 当v1 > v2时，α1 > α2 B. 当v1 > v2时，α1 < α2 C. 无论v1、v2大小如何，均有α1 = α2 D. 2tanθ > tan(α1 + θ) 5. 如图所示，竖直杆AB在A、B两点通过光滑铰链连接两等长轻杆AC和BC，AC和BC与竖直方向的夹角均为θ，轻杆长均为L，在C处固定一质量为m的小球，重力加速度为g，在装置绕竖直杆AB转动的角速度ω从0开始逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 当ω=0时，AC杆和BC杆对球的作用力都表现为拉力 B. AC杆对球的作用力先增大后减小 C. 一定时间后，AC杆与BC杆上的力的大小之差恒定 D. 当ω=时，BC杆对球的作用力为0 6. 如图所示，一颗在某中地圆轨道上运行的质量为m的卫星，通过M、N两位置的变轨，经椭圆转移轨道进入近地圆轨道运行，然后调整好姿态再伺机进入大气层，返回地面。已知近地圆轨道的半径可认为等于地球半径，中地圆轨道与近地圆轨道共平面且轨道半径为地球半径的3倍，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ） A. 卫星在M、N两点处需要加速才能实现题设条件中的变轨 B. 该卫星在近地圆轨道上运行的动能为 C. 该卫星在中地圆轨道上运行的速度 D. 该卫星在转移轨道上从M点运行至N点（M、N与地心在同一直线上）所需的时间 7. 传送带在工农业生产和日常生活中都有着广泛的应用。如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针运动，现将m=2kg的货物放在传送带上的A点，货物与传送带的速度v随时间t变化图像如图乙所示，整个过程皮带是绷紧的，货物经过1.2s到达传送带的B端。已知重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 货物在0~0.2s内的加速度大小为1m/s2 B. A、B两点间的距离为1.5m C. 货物从A运动到B的过程中，货物与传送带间因摩擦产生的热量为2.4J D. 货物从A运动到B的过程中，传送带对货物做的功为6.4J 8. 将一弹性小球从距地面高度h处的P点以某一速度水平抛出，与前方的一面竖直墙弹性碰撞，且碰撞满足光的反射定律（碰后小球竖直速度不变，水平速度大小不变，与墙壁的夹角不变）。已知与竖直墙面的夹角为，小球落地后不再反弹。落地点到墙面的距离为；若小球从P点以的初速度沿原方向水平抛出，落地点到墙面的距离为。已知重力加速度为g，则小球第一次抛出的初速度和P点到墙面的距离s为（　　） A. B. C. D. 二、多选题 9. 如图所示，小球在竖直放置的光滑固定圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径很小，则下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时的最小速度 B. 小球通过最高点时的最小速度 C. 小球在水平线以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力 D. 小球在水平线以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 10. 近年科学研究发现，在宇宙中，三恒星系统约占所有恒星系统的十分之一，可见此系统是一个比较常见且稳定的系统。在三恒星系统中存在这样一种运动形式：忽略其他星体对它们的作用，三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在平面内以相同角速度做匀速圆周运动。如图所示为A、B、C三颗星体质量mA、mB、mC大小不同时，星体运动轨迹的一般情况。设三颗星体在任意时刻受到的万有引力的合力大小分别为F1、F2、F3，加速度大小分别为a1、a2、a3，星体轨迹半径分别为RA、RB、RC，下列说法正确的是（　　） A. 若三颗星体质量关系有mA＝mB＝mC，则三颗星体运动轨迹圆为同一个 B. 若三颗星体运动轨迹半径关系有RA＜RB＜RC，则三颗星体质量大小关系为mA＜mB＜mC C. F1、F2、F3的矢量和一定为0，与星体质量无关 D. a1、a2、a3的矢量和一定为0，与星体质量无关 11. 如图所示，两轮平衡车广受年轻人的喜爱，它的动力系统由电池驱动，能够输出的最大功率为，小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动，受到的阻力恒为f，已知小明和平衡车的总质量为m，从启动到达到最大速度的整个过程中，小明和平衡车可视为质点，不考虑小明对平衡车做功，设平衡车启动后最初的一段时间内是由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，直到达到最大功率，下列正确的是（　　） A. 平衡车做匀加速直线运动时，输出功率与速度成正比 B. 平衡车做匀加速直线运动时，牵引力大小 C. 平衡车做匀加速直线运动所用的时间 D. 平衡车做匀加速直线运动所用的时间 12. 如图所示，两物块a、b放在倾角为30°的固定光滑斜面上，物块a和物块b通过劲度系数为k的轻质弹簧连接，物块b和物块c用跨过轻质定滑轮的细线连接。现用手控制物块c，使细线刚刚拉直但无拉力作用，滑轮左侧细线与斜面平行。已知物块a、b的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放物块后，物块c向下运动，速度逐渐增大至最大速度vm（未知）时物块a恰好离开挡板，此时物块b未滑离斜面，弹簧始终在弹性限度内。物块c从释放到达到最大速度vm的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块b和c组成的系统机械能守恒 B. 释放物块c的瞬间，物块b的加速度大小为0.5g C. 物块c的质量为m D. 物块c的最大速度vm为 第II卷（非选择题） 三、实验题 13. 如图甲所示是“研究平抛物体的运动”的实验装置图： （1）关于这个实验，以下说法正确的是 ___________。 A．小球释放的初始位置越高越好 B．每次小球要从同一高度由静止释放 C．实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直 D．小球在平抛运动时要靠近但不接触木板 （2）某同学实验时得到如图乙所示物体的运动轨迹，A、B、C 是运动轨迹上的三点，位置已标出，O 点不是抛出点，x 轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛运动的初速度是_______m/s，小球从抛出运动到 B 点的时间为_______s，抛出点的坐标 x=_______m，y=_______m。 （g=10m/s2） 14. 某同学设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。左侧铁架台的横杆上固定一拉力传感器，将小球（可视为质点）用不可伸长的细线悬挂在传感器上。右侧有两个竖直杆固定在底座上，杆上分别装有刻度尺和激光笔，激光笔保持水平。实验步骤如下： ①使小球自由静止在最低点，记录此时拉力传感器的示数； ②借助激光束调节刻度尺的零刻线与小球相平； ③借助激光笔测出悬点O与之间的高度差L； ④将激光笔向下移动到某位置，读出此时激光束与高度差h，并记为。把小球拉至该高度处（并使细线处于伸直状态），由静止释放小球，读出小球下摆过程中拉力传感器最大示数F，并记为； ⑤改变激光笔的高度重复步骤④，实验过程中h均小于L； ⑥测出多组F和h的数据，在坐标纸上做出图像如图乙所示。 （1）由题中信息可知，小球从高处摆到最低点的过程中重力势能的减少量为_____________，小球动能的增加量为_____________。（用题中所给物理量符号表示） （2）测得图像的斜率为k，如果该过程满足机械能守恒定律，则_____________。（用题中所给物理量符号表示） 四、解答题 15. 一轰炸机在海面上方h=500m高处沿水平直线飞行，以v1=100m/s的速度追赶一艘位于正前下方以v2=20m/s的速度逃跑的敌舰，如图所示。要准确击中敌舰，飞机应在离敌舰水平距离为s处释放炸弹，释放炸弹时，炸弹与飞机的相对速度为零，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2。求： (1)炸弹刚落到水面时的速度大小； (2)要能准确击中敌舰，s应为多大？ 16. 如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点。已经重力加速度为g。不计空气阻力。 （1）小球在水平恒力F＝mg的作用下，从P点运动到Q点，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ，求小球在Q点的速度大小； （2）用水平拉力F将小球从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ，求拉力F做的功。 17. 现将等宽双线在水平面内绕制成如图所示轨道，两段半圆形轨道半径均为R=m，两段直轨道AB、A′B′长度均为l=1.35m。在轨道上放置一个质量m=0.1kg的小圆柱体，如图所示，圆柱体与轨道两侧相切处和圆柱截面圆心O连线的夹角θ为120°，如图所示。两轨道与小圆柱体的动摩擦因数均为μ=0.5，小圆柱尺寸和轨道间距相对轨道长度可忽略不计。初始时小圆柱位于A点处，现使之获得沿直轨道AB方向的初速度v0.求： （1）小圆柱沿AB运动时，内外轨道对小圆柱的摩擦力f1、f2的大小； （2）当v0=6m/s，小圆柱刚经B点进入圆弧轨道时，外轨和内轨对小圆柱的压力N1、N2的大小； （3）为了让小圆柱不脱离内侧轨道，v0的最大值，以及在v0取最大值情形下小圆柱最终滑过的路程s。 18. 如图所示，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为的固定直轨道AC的底端A点，另一端位于直轨道上B点，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为R的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达距A点为R的E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，已知P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g，取，，求： （1）物块P从C点到第一次通过B点所用时间t； （2）F点到A点的距离； （3）改变物块P的质量为km，然后将P推至E点从静止释放，物块P通过圆弧上的D点时，对圆弧轨道的压力在竖直方向且大小等于物块现有重力的0.2倍，求k的数值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度胜利一中高一04月 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题 1. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ） A. 物体做曲线运动，加速度不可能为零 B. 物体的速度发生变化，物体一定做曲线运动 C. 物体在恒力的作用下，不可能做曲线运动 D. 物体在变力的作用下，一定做曲线运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．物体若做曲线运动，合外力和速度不共线，则加速度不能为零，故A正确； B．物体的速度只是大小发生变化，物体将做直线运动，故B错误； C．物体在恒力的作用下，可能做曲线运动，例如平抛运动，故C错误； D．物体在变力的作用下，可能做直线运动，故D错误。 故选A。 2. 中学生在雨中打伞行走，从物理学可知当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少，若雨滴在空中以2m/s的速度竖直下落，而学生打着伞以1.5m/s的速度向西走，则该学生少淋雨的打伞（伞柄指向）方式为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在水平方向上，雨滴相对于人的速度为1.5m/s，方向向东，在竖直方向上，雨滴的速度为2m/s，方向竖直向下，设雨滴相对于人的速度方向与竖直方向的夹角为α，则根据矢量合成法则可知 解得 可见伞柄应向前倾斜，与竖直方向成37°角。 故选A。 3. “筋膜枪”利用其内部特制的高速电机带动枪头，产生的高频振动可以作用到肌肉深层，以达到缓解疼痛、促进血液循环等作用。如图所示为某款筋膜枪的内部结构简化图，连杆OB以角速度绕垂直于纸面的O轴匀速转动，带动连杆AB，使套在横杆上的滑块左右滑动，从而带动枪头振动。已知AB杆长为L，OB杆长为R，当时，滑块的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】当时，杆的速度等于B点的速度为 滑块沿杆方向的速度等于杆的速度，则有 联立得此时滑块的速度大小为 故选B。 4. 如图所示，从倾角为θ的斜面上的某点先后将同一小球以不同初速度水平抛出，小球均落到斜面上，当抛出的速度为v1时，小球到达斜面时的速度方向与斜面的夹角为α1，当抛出的速度为v2时，小球到达斜面时的速度方向与斜面的夹角为α2，则（ ） A. 当v1 > v2时，α1 > α2 B. 当v1 > v2时，α1 < α2 C. 无论v1、v2大小如何，均有α1 = α2 D. 2tanθ > tan(α1 + θ) 【答案】C 【解析】 【详解】设小球落到斜面上时，速度方向与水平方向夹角为φ，如图所示 则有 ， 整理有 tanφ = 2tanθ 根据几何关系有 φ = α + θ 可知落到斜面上时，速度方向与初速度大小无关，只与斜面的倾角有关，因此无论v1、v2大小如何，均有 α1 = α2 故选C。 5. 如图所示，竖直杆AB在A、B两点通过光滑铰链连接两等长轻杆AC和BC，AC和BC与竖直方向的夹角均为θ，轻杆长均为L，在C处固定一质量为m的小球，重力加速度为g，在装置绕竖直杆AB转动的角速度ω从0开始逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 当ω=0时，AC杆和BC杆对球的作用力都表现为拉力 B. AC杆对球的作用力先增大后减小 C. 一定时间后，AC杆与BC杆上的力的大小之差恒定 D. 当ω=时，BC杆对球的作用力为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．当ω=0时，小球在水平方向受力平衡，因此AC杆对小球的作用力表现为拉力，BC杆对小球的作用力表现为支持力，且大小相等，A错误； BD．当ω逐渐增大时，AC杆对小球的拉力逐渐增大，BC杆对小球的支持力逐渐减小，当BC杆的作用力为0时，有 mgtanθ=mω2Lsinθ 解得 ω= 当ω继续增大时，AC杆对小球的拉力继续增大，BC杆对小球的作用力变为拉力，且逐渐增大，B、D错误； C．一定时间后，AC杆和BC杆对球的作用力都变为拉力，拉力的竖直分力之差等于小球的重力，即 FACcosθ-FBCcosθ=mg 则 FAC-FBC= 因此AC杆与BC杆上的力的大小之差恒定，C正确。 故选C。 6. 如图所示，一颗在某中地圆轨道上运行的质量为m的卫星，通过M、N两位置的变轨，经椭圆转移轨道进入近地圆轨道运行，然后调整好姿态再伺机进入大气层，返回地面。已知近地圆轨道的半径可认为等于地球半径，中地圆轨道与近地圆轨道共平面且轨道半径为地球半径的3倍，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ） A. 卫星在M、N两点处需要加速才能实现题设条件中的变轨 B. 该卫星在近地圆轨道上运行的动能为 C. 该卫星在中地圆轨道上运行的速度 D. 该卫星在转移轨道上从M点运行至N点（M、N与地心在同一直线上）所需的时间 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题设条件知，卫星在向低轨道变轨，故需要减小速度，使卫星做向心运动，故A错误； B．在近地圆轨道上，有 可得 根据万有引力提供向心力有 解得 则该卫星在近地圆轨道上运行的动能为 故B错误； C．在中地圆轨道上，根据万有引力提供向心力有 结合，可得 故C正确； D．在近地圆轨道上，卫星运行的周期，则有 转移轨道是椭圆轨道，其半长轴 根据开普勒第三定律可得 联立得 则该卫星在转移轨道上从M点运行至N点所需的时间 故D错误。 故选C。 7. 传送带在工农业生产和日常生活中都有着广泛的应用。如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针运动，现将m=2kg的货物放在传送带上的A点，货物与传送带的速度v随时间t变化图像如图乙所示，整个过程皮带是绷紧的，货物经过1.2s到达传送带的B端。已知重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 货物在0~0.2s内的加速度大小为1m/s2 B. A、B两点间的距离为1.5m C. 货物从A运动到B的过程中，货物与传送带间因摩擦产生的热量为2.4J D. 货物从A运动到B的过程中，传送带对货物做的功为6.4J 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图线斜率可知货物在0~0.2s内的加速度大小为，A错误； B．A、B两点间距离等于货物在整个过程中通过的位移即货物的速度图线与时间所围图形的面积 故B错误； C．由图知两阶段中货物运动的加速度、，由两阶段货物受力结合牛顿第二定律可得 ， 解得 由两图线间所围面积绝对值之和可得货物与传送带间相对路程 货物与传送带间因摩擦产生的热量等于摩擦力与相对路程的乘积 C正确； D．传送带对货物的作用力中弹力不做功，只有摩擦力对货物做功，而第一个阶段中摩擦力对货物做功正功、第二个阶段中摩擦力对货物做负功，整个过程中摩擦力对货物所做功为 D错误。 故选C。 8. 将一弹性小球从距地面高度h处的P点以某一速度水平抛出，与前方的一面竖直墙弹性碰撞，且碰撞满足光的反射定律（碰后小球竖直速度不变，水平速度大小不变，与墙壁的夹角不变）。已知与竖直墙面的夹角为，小球落地后不再反弹。落地点到墙面的距离为；若小球从P点以的初速度沿原方向水平抛出，落地点到墙面的距离为。已知重力加速度为g，则小球第一次抛出的初速度和P点到墙面的距离s为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，两次抛出小球的过程小球运动时间相等，根据 可得 根据几何关系可得 联立可得 故选A。 二、多选题 9. 如图所示，小球在竖直放置的光滑固定圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径很小，则下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时的最小速度 B. 小球通过最高点时的最小速度 C. 小球在水平线以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力 D. 小球在水平线以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为，故最小速度为0，故A错误，B正确； C．小球在水平线以下管道运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确； D．小球在水平线以上管道运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，可能外侧壁对小球有作用力，也可能内侧壁对小球有作用力，故D错误。 故选BC。 10. 近年科学研究发现，在宇宙中，三恒星系统约占所有恒星系统的十分之一，可见此系统是一个比较常见且稳定的系统。在三恒星系统中存在这样一种运动形式：忽略其他星体对它们的作用，三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在平面内以相同角速度做匀速圆周运动。如图所示为A、B、C三颗星体质量mA、mB、mC大小不同时，星体运动轨迹的一般情况。设三颗星体在任意时刻受到的万有引力的合力大小分别为F1、F2、F3，加速度大小分别为a1、a2、a3，星体轨迹半径分别为RA、RB、RC，下列说法正确的是（　　） A. 若三颗星体质量关系有mA＝mB＝mC，则三颗星体运动轨迹圆为同一个 B. 若三颗星体运动轨迹半径关系有RA＜RB＜RC，则三颗星体质量大小关系为mA＜mB＜mC C. F1、F2、F3的矢量和一定为0，与星体质量无关 D. a1、a2、a3的矢量和一定为0，与星体质量无关 【答案】AC 【解析】 【详解】A．若三个星体质量相等，则根据对称性可知，三个星体所受的万有引力大小均相同，在角速度都相等的情况下，轨迹半径也相等，故三颗星体运动轨迹圆为同一个，故A正确； B．若三颗星体运动轨迹半径关系有 RA＜RB＜RC 而因为三颗星体的角速度相等，则万有引力的大小关系为 FA＜FB＜FC 根据对称性可知 mA＞mB＞mC 故B错误； CD．根据万有引力定律可知 F1＝FBA+FCA 同理可得 F2＝FAB+FCB；F3＝FAC+FBC （此处的“+”号表示的是矢量的运算）则 F1+F2+F3＝FBA+FCA+FAB+FCB+FAC+FBC＝0 而 当三颗星体的质量相等时，加速度的矢量和才等于0，故C正确，D错误； 故选AC。 11. 如图所示，两轮平衡车广受年轻人的喜爱，它的动力系统由电池驱动，能够输出的最大功率为，小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动，受到的阻力恒为f，已知小明和平衡车的总质量为m，从启动到达到最大速度的整个过程中，小明和平衡车可视为质点，不考虑小明对平衡车做功，设平衡车启动后最初的一段时间内是由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，直到达到最大功率，下列正确的是（　　） A. 平衡车做匀加速直线运动时，输出功率与速度成正比 B. 平衡车做匀加速直线运动时，牵引力大小 C. 平衡车做匀加速直线运动所用的时间 D. 平衡车做匀加速直线运动所用的时间 【答案】AC 【解析】 【详解】A．平衡车做匀加速直线运动时，牵引力一定，根据 可知，输出功率与速度成正比，A正确； B．根据牛顿第二定律有 解得 B错误； CD．匀加速的末状态达到最大功率 由运动学公式有 解得 C正确，D错误。 故选AC。 12. 如图所示，两物块a、b放在倾角为30°的固定光滑斜面上，物块a和物块b通过劲度系数为k的轻质弹簧连接，物块b和物块c用跨过轻质定滑轮的细线连接。现用手控制物块c，使细线刚刚拉直但无拉力作用，滑轮左侧细线与斜面平行。已知物块a、b的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放物块后，物块c向下运动，速度逐渐增大至最大速度vm（未知）时物块a恰好离开挡板，此时物块b未滑离斜面，弹簧始终在弹性限度内。物块c从释放到达到最大速度vm的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块b和c组成的系统机械能守恒 B. 释放物块c的瞬间，物块b的加速度大小为0.5g C. 物块c的质量为m D. 物块c的最大速度vm为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由于弹簧先压缩后伸长，所以弹簧对b先做正功，后做负功，所以物块b和c组成的系统机械能不守恒，故A错误； CD．设初始整个系统处于静止状态时，弹簧的压缩量为x1，当物块a刚要离开挡板时，弹簧的伸长量为x2，则 所以 由于弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，且物块a刚要离开挡板时，b、c两物块的速度相等，以b、c及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得 解得 ， 故CD正确； B．释放物块c的瞬间，根据牛顿第二定律，对c，有 对b，有 解得 故B正确。 故选BCD。 第II卷（非选择题） 三、实验题 13. 如图甲所示是“研究平抛物体的运动”的实验装置图： （1）关于这个实验，以下说法正确的是 ___________。 A．小球释放的初始位置越高越好 B．每次小球要从同一高度由静止释放 C．实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直 D．小球在平抛运动时要靠近但不接触木板 （2）某同学实验时得到如图乙所示物体的运动轨迹，A、B、C 是运动轨迹上的三点，位置已标出，O 点不是抛出点，x 轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛运动的初速度是_______m/s，小球从抛出运动到 B 点的时间为_______s，抛出点的坐标 x=_______m，y=_______m。 （g=10m/s2） 【答案】 ①. BCD ②. 4 ③. 0.4 ④. -0.8 ⑤. -0.2 【解析】 【详解】（1）[1]A.小球释放的初始位置并不是越高越高，释放的位置如果过高，会使抛物线轨迹开口过大，需要更宽的木板及坐标纸，不宜进行轨迹的绘制以及数据处理，所以释放位置的高度适宜即可，故A错误； B．为了使小球每次抛出时速度大小相等，每次应使小球从同一高度由静止释放，故B正确； C．本实验中探究的是平抛运动的水平分运动与竖直分运动规律，所以实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，故C正确； D．小球在平抛运动时要靠近但不接触木板，若接触木板，小球会受到木板的摩擦力作用，使其不再做平抛运动，故D正确。 故选BCD。 （2）[2]小球在水平方向做匀速直线运动，由题图乙可知相邻两点间的水平距离相等，所以相邻两点间运动的时间间隔相等，设为T，小球在竖直方向上做自由落体运动，根据运动学规律有 解得T=0.1s，故平抛运动的初速度为 [3]小球在B点的竖直分速度大小为 根据运动学公式可得小球从抛出运动到B点的时间为 [4][5]小球从抛出运动到B点的水平位移大小为 竖直位移大小为 故抛出点的横坐标为 x=0.8m-1.6m=-0.8m 纵坐标为 y=0.6m-0.8m=-0.2m 14. 某同学设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。左侧铁架台的横杆上固定一拉力传感器，将小球（可视为质点）用不可伸长的细线悬挂在传感器上。右侧有两个竖直杆固定在底座上，杆上分别装有刻度尺和激光笔，激光笔保持水平。实验步骤如下： ①使小球自由静止在最低点，记录此时拉力传感器的示数； ②借助激光束调节刻度尺的零刻线与小球相平； ③借助激光笔测出悬点O与之间的高度差L； ④将激光笔向下移动到某位置，读出此时激光束与高度差h，并记为。把小球拉至该高度处（并使细线处于伸直状态），由静止释放小球，读出小球下摆过程中拉力传感器最大示数F，并记为； ⑤改变激光笔的高度重复步骤④，实验过程中h均小于L； ⑥测出多组F和h的数据，在坐标纸上做出图像如图乙所示。 （1）由题中信息可知，小球从高处摆到最低点的过程中重力势能的减少量为_____________，小球动能的增加量为_____________。（用题中所给物理量符号表示） （2）测得图像的斜率为k，如果该过程满足机械能守恒定律，则_____________。（用题中所给物理量符号表示） 【答案】（1） ①. ②. （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]对小球，根据平衡条件可得 小球从高处摆到最低点的过程中重力势能的减少量 [2]小球在最低点时，根据牛顿第二定律 又 联立可得小球动能的增加量 【小问2详解】 根据牛顿第二定律可得 若满足机械能守恒定律，则 联立可得 整理可得 若测得图像的斜率为 则该过程满足机械能守恒定律。 四、解答题 15. 一轰炸机在海面上方h=500m高处沿水平直线飞行，以v1=100m/s的速度追赶一艘位于正前下方以v2=20m/s的速度逃跑的敌舰，如图所示。要准确击中敌舰，飞机应在离敌舰水平距离为s处释放炸弹，释放炸弹时，炸弹与飞机的相对速度为零，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2。求： (1)炸弹刚落到水面时的速度大小； (2)要能准确击中敌舰，s应为多大？ 【答案】(1)200m/s；(2)800m 【解析】 【详解】(1)投下的炸弹做平抛运动，竖直方向有 代入数据解得 炸弹刚落到水面时竖直方向的速度大小为 则炸弹刚落到水面时的速度大小为 (2)炸弹从被投出到落到水面时的水平位移为 在这段时间内，敌舰前进的位移为 所以飞机投弹时与敌舰在水平方向上距离为 16. 如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点。已经重力加速度为g。不计空气阻力。 （1）小球在水平恒力F＝mg的作用下，从P点运动到Q点，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ，求小球在Q点的速度大小； （2）用水平拉力F将小球从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ，求拉力F做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由动能定理 解得 （2）由动能定理 解得 17. 现将等宽双线在水平面内绕制成如图所示轨道，两段半圆形轨道半径均为R=m，两段直轨道AB、A′B′长度均为l=1.35m。在轨道上放置一个质量m=0.1kg的小圆柱体，如图所示，圆柱体与轨道两侧相切处和圆柱截面圆心O连线的夹角θ为120°，如图所示。两轨道与小圆柱体的动摩擦因数均为μ=0.5，小圆柱尺寸和轨道间距相对轨道长度可忽略不计。初始时小圆柱位于A点处，现使之获得沿直轨道AB方向的初速度v0.求： （1）小圆柱沿AB运动时，内外轨道对小圆柱的摩擦力f1、f2的大小； （2）当v0=6m/s，小圆柱刚经B点进入圆弧轨道时，外轨和内轨对小圆柱的压力N1、N2的大小； （3）为了让小圆柱不脱离内侧轨道，v0的最大值，以及在v0取最大值情形下小圆柱最终滑过的路程s。 【答案】（1）0.5N，0.5N；（2）；（3），2.85m 【解析】 【详解】（1）圆柱体与轨道两侧相切处和圆柱截面圆心O连线的夹角θ为120°，根据对称性可知，两侧弹力大小均与重力相等为1N，内外轨道对小圆柱的摩擦力 （2）当v0=6m/s，小圆柱刚经B点进入圆弧轨道时 在B点 ， 解得 （3）为了让小圆柱不脱离内侧轨道，v0最大时，在B点 ， 且 解得v0的最大值为，在圆弧上受摩擦力仍为 所以 解得 18. 如图所示，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为的固定直轨道AC的底端A点，另一端位于直轨道上B点，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为R的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达距A点为R的E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，已知P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g，取，，求： （1）物块P从C点到第一次通过B点所用时间t； （2）F点到A点的距离； （3）改变物块P的质量为km，然后将P推至E点从静止释放，物块P通过圆弧上的D点时，对圆弧轨道的压力在竖直方向且大小等于物块现有重力的0.2倍，求k的数值。 【答案】（1）；（2）4R；（3） 【解析】 【详解】（1）物块从点到点的过程中，由牛顿第二定律得 解得 a=0.4g 物块从点到点的过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有 解得 （2）设E、F间的距离为，物块从点到点最终达到点的过程，由能量守恒定律得 解得 s=3R F点到A点的距离 （3）设弹簧被压缩到点时具有的弹性势能为，改变前物块从到的过程中，由能量守恒定律得 解得 由题意知，轨道对物块的支持力大小为，设物块在点的速度大小为，在D点，由牛顿第二定律得 解得 物块从E点到D点的过程中，由能量守恒定律得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $