精品解析：福建福州第一中学2025-2026学年高一第二学期第三学段模块考试（期中）物理试卷

福州一中2025-2026学年第二学期第三学段模块考试 高一物理期中考试试卷 （完卷75分钟 满分100分） 一、单项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 通过认真学习，同学们掌握了丰富的物理知识。下列说法正确的是（　　） A. 功是标量，功的正负表示大小 B. 重力做正功时，重力势能可能增加 C. 做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力 D. 以某一初速度水平抛出的物体的运动一定是平抛运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．功只有大小，没有方向，是标量，功的正负表示动力做功还是阻力做功，A错误； B．重力做功与重力势能变化满足关系，重力做正功时，重力势能一定减少，B错误； C．匀速圆周运动的合外力是向心力，方向始终指向圆心，方向时刻发生变化，力是矢量，方向改变则力改变，因此合外力为变力，C正确； D．平抛运动的条件是：初速度水平，只受重力作用。仅水平抛出的物体可能受空气阻力等其他力，不一定属于平抛运动，D错误。 故选C。 2. 由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点，其中O点为发射点，d点为落地点，b点为轨迹的最高点，a、c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（　　） A. 到达b点时，炮弹的速度为零 B. 到达b点时，炮弹的加速度为零 C. 炮弹经过a点时的速度大于经过b点时的速度 D. 炮弹由O点运动到b点的时间大于由b点运动到d点的时间 【答案】C 【解析】 【详解】A．炮弹在最高点竖直方向上的速度为零，水平方向上的速度不为零，故炮弹在最高点速度不为零，故A错误； B．在最高点受空气阻力和重力作用，二力合力不为零，根据牛顿第二定律可知加速度不为零，故B错误； C．由于空气阻力总是做负功，所以根据动能定理可知经过点时的速度大于经过点时的速度，故C正确； D．从到的过程中，在竖直方向上，受到重力和阻力在竖直向下的分力，即 解得 在从到的过程中，在竖直方向，受到向下的重力和阻力在竖直向上的分力，即 解得、故有 根据逆向思维，两个阶段的运动可看作为从点向点和从点向点运动的类平抛运动，竖直位移相同，加速度越大，时间越小，所以炮弹由点运动到点的时间小于由点运动到点的时间，故D错误。 故选C。 3. 足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动，某时刻一个质量为m的小物块被轻放在传送带上，最后小物块的速度与传送带的速度相同。在小物块与传送带间有相对运动的过程中，滑动摩擦力对小物块做的功为W，小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q。则下列判断中正确的是（　　） A. W=，Q=mv2 B. W=0，Q=2mv2 C. W=，Q= D. W=mv2，Q=2mv2 【答案】C 【解析】 【详解】对小物块进行受力分析，受到重力、支持力、摩擦力，重力和支持力是一对平衡力，根据动能定理可得摩擦力做功 设经过时间t，小物块的速度与传送带的速度相同，此时传送带的位移 因为小物块在传送带上做初速度为0的匀加速直线运动，所以小物块的位移 所以小物块的传送带上的划痕为 又 小物块与传送带间因摩擦产生的热量为 联立解得 故选C。 4. 如图所示，光滑足够长斜面底端固定一个挡板，物块A、B用轻弹簧连接，一不可伸长的细线一端连接物块B，另一端绕过固定在天花板的两个光滑定滑轮被地面处的某同学用手牵住，此时绳子拉直但无弹力，人与定滑轮的高度差为。现该同学向左运动到点，该过程人拉力做功为，此时物块A对挡板的压力刚好为零。已知物块A、B的质量均为，斜面倾角为，弹簧的劲度系数为，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的初始压缩量为 B. 该过程弹簧弹性势能一直减小 C. 该过程物块B重力势能的增量为 D. 人在点时的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．初始细线无拉力，对物块B分析，解得，A错误； B．当物块A对挡板的弹力为零时，弹簧处于伸长状态，对物块A分析可知，弹力大小不变，此时弹簧的伸长量为，故物块B移动的距离为，此时左侧绳长为，绳与地面的夹角为，该过程弹簧弹性势能先减小再增大，B错误； C．物块B重力势能的增加量为，C错误； D．对物块B由动能定理，解得 在点，由关联速度可知人的速度大小为，故D正确。 故选D。 二、双项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 如图所示，一个长为、质量为的木板，静止在光滑水平面上，一个质量为的物块（可视为质点）以水平初速度从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为，当物块与木板相对静止时，物块仍在长木板上，物块相对木板的位移为，木板相对地面的位移为，重力加速度为。则在此过程中（ ） A. 摩擦力对物块做的功为 B. 摩擦力对木板做的功为 C. 木板动能的增量为 D. 由于摩擦而产生的热量为 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．根据功的定义，其中指物体的位移，而指力与位移之间的夹角，可知 摩擦力对物块做的功 摩擦力对木板做的功，A、B正确； C．根据动能定理可知木板动能的增量，C错误； D．由于摩擦而产生的热量．，D错误。 故选AB。 6. 如图所示的皮带传动装置中，左边是主动轮，右边是一个轮轴，a、b、c分别为轮边缘上的点，已知Ra:Rb:Rc=1:2:3，假设在传动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（　　） A. a点与b点的角速度大小相等 B. a点与c点的角速度大小相等 C. a、b、c点的线速度比为1:2:3 D. a、b、c点的加速度比为2:1:6 【答案】BD 【解析】 【详解】A．a点与b点所在的轮为皮带传动，则a点与b点线速度大小相等，但圆周运动的半径，由可知，a点的角速度比b点的大，故A错误； B．a点与c点所在的轮为同轴转动，则a点与c点的角速度大小相等，故B正确； CD．因，，Ra:Rb:Rc=1:2:3，根据可知，a、b、c点的线速度比为；根据和可知，a、b、c点的加速度比为，故C错误，D正确。 故选BD 。 7. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。由图中数据可得（　　） A. 物体的质量为1kg B. h=0时，物体的速率为10m/s C. h=2m时，物体的动能Ek=50J D. 从地面至h=4m，物体的动能减少80J 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图可知在最高点，解得，A错误； B．在初位置由图可知 ，解得 ，B正确； C．h=2m时，物体的动能，故C正确； D．根据图像可知从地面至h=4 m，物体的动能减少，故D错误。 故选BC。 8. “风洞实验”常用于研究飞行器的空气动力学特性，在某风洞中，将一小球从点竖直向上抛出，小球在大小恒定的水平风力作用下，运动轨迹如图所示。其中M、N两点在同一水平线上，点为轨迹的最高点，小球经过点时的动能为，经过点时的动能为。下列说法正确的是（ ） A. 从点运动到点的过程，小球的动能一直减小 B. 上升和下降过程，风力对小球做功之比为1：2 C. 上升和下降过程，小球的机械能变化量之比为 D. 小球经过点时的动能为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．从M点运动到O点的过程，小球受到重力和水平向右风力，其合力方向为右下方，开始与速度方向夹角为钝角，合力做负功，动能减小 快到O点时与速度方向夹角为锐角，合力做正功，动能增大；动能先减小后增大，A错误。 B．小球在竖直方向做竖直上抛运动（对称），水平方向受恒定风力做匀加速直线运动。设竖直方向从M到O的时间为，则从O到N的时间也为 水平方向加速度为，M到O的水平位移，O到N的水平位移，即 上升和下降过程，风力对小球做功之比为 ，B错误； C．上升和下降过程，小球的机械能变化量等于重力之外的合力（风力）做的功，上一选项的解析中已知上升和下降过程中风力对小球做功之比为， 所以上升和下降过程中小球的机械能变化量之比为，C正确； D．设小球在M点的初速度为，最高点O点的速度沿水平方向为，到N点时的速度为 由竖直上抛运动的对称性可知，N点时的竖直方向分速度 水平方向为匀加速直线运动，N点时的水平方向分速度 由题意知，， 小球在N点时的动能 ，D正确。 故选CD。 二、填空题与实验题（每空2分，共28分） 9. 小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹．图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是________（填轨迹字母代号），磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是________（填轨迹字母代号）．实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________（填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动． 【答案】 ①. b； ②. c； ③. 不在 【解析】 【详解】[1]因条形磁铁与钢珠间的作用力为引力，方向沿二者的连线方向，而物体所受合力与速度共线时做直线运动，不共线时做曲线运动，且运动轨迹向合力方向的一侧弯曲，由图知磁铁在A位置时对钢珠引力与v0同向，轨迹为b； [2][3]当磁铁放在位置B时，先钢珠运动过程中有受到磁体的吸引，小钢珠逐渐接近磁体，所以其的运动轨迹是c；实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 10. 如图所示，从倾角为的足够长的斜面顶端以速度抛出一个小球，落在斜面上某处点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为，若把初速度变为，小球仍落在斜面上，空中的运动时间变为原来的_______倍，夹角与初速度大小_________（选填“有关”或“无关”）。 【答案】 ①. 2 ②. 无关 【解析】 【详解】[1]根据 解得 初速度变为原来的2倍，则小球在空中的运动时间变为原来的2倍。 [2]末速度与水平方向夹角的正切值 可知速度方向与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，因为位移与水平方向夹角不变，则末速度与水平方向夹角不变，由几何关系可知α不变，与初速度大小无关。 11. 一艘船以vA=20m/s的速度用最短的时间渡河，另一艘船以vB=12m/s的速度从同一地点以最短的路程过河，两船轨迹恰好重合（设河水速度保持不变），则两船过河所用的时间之比是_______。 【答案】9:25 【解析】 【详解】根据题意做出满足条件的速度合成的矢量三角形, 因两船轨迹恰好重合,故它们的合速度方向相同,设河宽为d,由几何关系 解得, 两船过河所用的时间之比是 12. 某兴趣小组探究平抛运动的特点，尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。 （1）在如图甲所示的实验中，用小锤击打弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被释放，自由下落，由两球撞击水平地面的声音判断出两球同时落地。改变装置的高度和小锤击打的力度，多次实验，发现两球仍然同时落地，由此可初步得出结论：平抛运动的（　　） A. 竖直分运动是自由落体运动 B. 水平分运动是匀速直线运动 C. 竖直分运动是自由落体运动，水平分运动是匀速直线运动 （2）用如图乙所示的装置进行定量研究。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点水平飞出，由于挡板MN靠近硬板一侧较低，钢球落到挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。取平抛运动的起始点为坐标原点O，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。下列操作正确的有（　　） A. 钢球静置于Q点时，取钢球的球心作为坐标原点O B. 确定y轴时，需要y轴与重垂线平行 C. 可以将重垂线当作尺直接画出y轴 D. 应该先确定x轴，再确定y轴 （3）如图丙所示，根据印迹描出平抛运动的轨迹。在轨迹上取C、D两点，O、C与C、D的水平间距相等且均为x，测得O、C与C、D的竖直间距分别是y1和y2；重复上述步骤，测得多组数据，计算发现始终满足，设从O→C、从C→D的时间分别是tOC、tCD，则这两个时间________（选填“相等”或“不相等”），由此可初步得出结论：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，算出钢球平抛的初速度大小为________（结果用x、y1、当地重力加速度g表示）。 【答案】（1）A （2）AB （3） ①. 相等 ②. 【解析】 【小问1详解】 A球水平抛出，同时B球被释放，自由下落，由两球撞击水平地面的声音判断出两球同时落地，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，无法判断水平方向的运动。 故选A。 【小问2详解】 A. 钢球静置于Q点时，取钢球的球心作为坐标原点O，故A正确； B．确定y轴时，需要y轴与重锤线平行，故B正确； C．由于重锤线是柔软的且可以摆动，不可以将重锤线当作尺直接画出y轴，故C错误； D．本实验确定x轴y轴无先后之分，故D错误。 故选AB。 【小问3详解】 [1]平抛运动竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动规律可得 解得 [2]由平抛运动规律可得 联立可得 13. 某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为L0，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。 （1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。 （2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。 【答案】 ①. ②. ③. mgh5 ④. 纸带与限位孔的摩擦力做功变多导致两曲线间隔变大 【解析】 【详解】（1）[1]从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为 整理有 [2]打F点时钩码的速度为 由于在误差允许的范围内，认为释放钩码的同时打出A点，则钩码动能的增加量为 [3]钩码的重力势能增加量为 Ep重 = mgh5 （2）[4] 钩码机械能的增加量，即钩码动能和重力势能增加量的总和，若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少量等于钩码机械能的增加量。现在随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，而两条曲线在纵向的间隔即阻力做的功，则产生这个问题的主要原因是纸带与限位孔的摩擦力做功变多导致两曲线间隔变大。 四、计算题（本题共3小题，共32分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 如图，汽车在铺设沥青的高速公路上行驶时，水平弯道的最小半径为R，轮胎与地面的径向最大摩擦力为汽车重力的k倍，g为重力加速度。求； （1）在此高速公路上转弯时，限速最大为多少？ （2）若想把最大限速提高n倍，将弯道路面设计为倾斜（内低外高），使路面有个倾角，使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，求路面倾角θ为多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 汽车在水平路面上转弯，可认为汽车做匀速圆周运动，由静摩擦力提供向心力可得 由题意可知 联立可得 【小问2详解】 要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，汽车受到的重力和支持力的合力提供向心力，有 解得 15. 强夯机是一种在建筑工程中对松土进行压实处理的机器，这种施工方法利用夯锤从高处自由落下，通过强大的夯击能和冲击波作用来夯实土层，从而提高地基的承载力和压缩模量，使土壤更加密实。如图是某品牌强夯机，若强夯机以恒定的输出功率将夯锤由静止开始提起，5s后达到最大速度，然后夯锤以最大速度匀速上升20s时脱钩器松开。已知夯锤进入泥土后所受阻力f与打入泥土深度d成正比，比例系数k=7.25×105N/m，强夯机的输出功率P=200kW，夯锤质量m=20t，重力加速度g=10m/s2。求： （1）夯锤向上运动过程中的最大速度v； （2）夯锤离开地面的最大高度h； （3）夯锤夯入地面的深度d。 【答案】（1）1m/s （2）25m （3）4m 【解析】 【小问1详解】 强夯机的输出功率P=200kW=2×105W，夯锤质量m=20t=2×104kg。 当拉力和重力相等时速度最大，则有 P=mgvm 解得 vm=1m/s 【小问2详解】 设加速上升过程中上升的高度为h1，则有 将t1=5s代入解得 h1=4.95m 匀速上升的位移为 h2=vmt2=1×20m=20m 匀减速上升的位移为 解得 h3=0.05m 所以夯锤离开地面的最大高度 h= h1+h2+h3=25m 【小问3详解】 从开始下落到打入地面后速度为零过程中，根据动能定理可得 解得 d=4m 16. “抛石机”是古代战争中常用的一种设备，其装置简化原理如图所示。“抛石机”长臂的长度L=4.8m，短臂的长度l=0.96m。在某次攻城战中，敌人城墙高度H=12m，士兵们为了能将石块投入敌人城中，在城外堆出了高h=8m的小土丘，在小土丘上使用“抛石机”对敌人进行攻击。士兵将质量m=4.8kg的石块装在长臂末端的弹框中，开始时长臂处于静止状态，其与水平底面夹角α=30°。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出且恰好击中城墙正面与小土丘等高的P点，P点与抛出位置间的水平距离x0=18m。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。 （1）求石块刚被抛出时短臂末端的速度大小v； （2）求石块转到最高点的过程中弹框对石块所做的功； （3）已知城墙上端的水平宽度d=2.4m，若石块要击中敌人城墙顶部，则抛出石块的速度取值范围是多少？ （4）对短臂施加不同作用力，改变石块抛出的速度，求石块击中敌人城墙墙壁的最小动能是多少？ 【答案】（1）3m/s （2）885.6J （3） （4）864J 【解析】 【小问1详解】 石块抛出后做平抛运动，有 则石块抛出时的速度 长臂和短臂的角速度相同，有 代入数据解得， 【小问2详解】 石块转到最高点的过程中，弹框对石块做的功，根据动能定理 得石块转到最高点的过程中弹框对石块所做的功W=885.6J 【小问3详解】 石块击中城墙顶部时，根据公式有 代入数据解得 石块击中城墙顶部的水平位移 抛出时初速度 代入数据解得，抛出石块的速度取值范围是 【小问4详解】 根据平抛公式有， 根据机械能守恒公式有 可得 当时，有最小值，则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福州一中2025-2026学年第二学期第三学段模块考试 高一物理期中考试试卷 （完卷75分钟 满分100分） 一、单项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 通过认真学习，同学们掌握了丰富的物理知识。下列说法正确的是（　　） A. 功是标量，功的正负表示大小 B. 重力做正功时，重力势能可能增加 C. 做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力 D. 以某一初速度水平抛出的物体的运动一定是平抛运动 2. 由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点，其中O点为发射点，d点为落地点，b点为轨迹的最高点，a、c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（　　） A. 到达b点时，炮弹的速度为零 B. 到达b点时，炮弹的加速度为零 C. 炮弹经过a点时的速度大于经过b点时的速度 D. 炮弹由O点运动到b点的时间大于由b点运动到d点的时间 3. 足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动，某时刻一个质量为m的小物块被轻放在传送带上，最后小物块的速度与传送带的速度相同。在小物块与传送带间有相对运动的过程中，滑动摩擦力对小物块做的功为W，小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q。则下列判断中正确的是（　　） A. W=，Q=mv2 B. W=0，Q=2mv2 C. W=，Q= D. W=mv2，Q=2mv2 4. 如图所示，光滑足够长斜面底端固定一个挡板，物块A、B用轻弹簧连接，一不可伸长的细线一端连接物块B，另一端绕过固定在天花板的两个光滑定滑轮被地面处的某同学用手牵住，此时绳子拉直但无弹力，人与定滑轮的高度差为。现该同学向左运动到点，该过程人拉力做功为，此时物块A对挡板的压力刚好为零。已知物块A、B的质量均为，斜面倾角为，弹簧的劲度系数为，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的初始压缩量为 B. 该过程弹簧弹性势能一直减小 C. 该过程物块B重力势能的增量为 D. 人在点时的速度大小为 二、双项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 如图所示，一个长为、质量为的木板，静止在光滑水平面上，一个质量为的物块（可视为质点）以水平初速度从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为，当物块与木板相对静止时，物块仍在长木板上，物块相对木板的位移为，木板相对地面的位移为，重力加速度为。则在此过程中（ ） A. 摩擦力对物块做的功为 B. 摩擦力对木板做的功为 C. 木板动能的增量为 D. 由于摩擦而产生的热量为 6. 如图所示的皮带传动装置中，左边是主动轮，右边是一个轮轴，a、b、c分别为轮边缘上的点，已知Ra:Rb:Rc=1:2:3，假设在传动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（　　） A. a点与b点的角速度大小相等 B. a点与c点的角速度大小相等 C. a、b、c点的线速度比为1:2:3 D. a、b、c点的加速度比为2:1:6 7. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。由图中数据可得（　　） A. 物体的质量为1kg B. h=0时，物体的速率为10m/s C. h=2m时，物体的动能Ek=50J D. 从地面至h=4m，物体的动能减少80J 8. “风洞实验”常用于研究飞行器的空气动力学特性，在某风洞中，将一小球从点竖直向上抛出，小球在大小恒定的水平风力作用下，运动轨迹如图所示。其中M、N两点在同一水平线上，点为轨迹的最高点，小球经过点时的动能为，经过点时的动能为。下列说法正确的是（ ） A. 从点运动到点的过程，小球的动能一直减小 B. 上升和下降过程，风力对小球做功之比为1：2 C. 上升和下降过程，小球的机械能变化量之比为 D. 小球经过点时的动能为 二、填空题与实验题（每空2分，共28分） 9. 小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹．图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是________（填轨迹字母代号），磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是________（填轨迹字母代号）．实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________（填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动． 10. 如图所示，从倾角为的足够长的斜面顶端以速度抛出一个小球，落在斜面上某处点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为，若把初速度变为，小球仍落在斜面上，空中的运动时间变为原来的_______倍，夹角与初速度大小_________（选填“有关”或“无关”）。 11. 一艘船以vA=20m/s的速度用最短的时间渡河，另一艘船以vB=12m/s的速度从同一地点以最短的路程过河，两船轨迹恰好重合（设河水速度保持不变），则两船过河所用的时间之比是_______。 12. 某兴趣小组探究平抛运动的特点，尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。 （1）在如图甲所示的实验中，用小锤击打弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被释放，自由下落，由两球撞击水平地面的声音判断出两球同时落地。改变装置的高度和小锤击打的力度，多次实验，发现两球仍然同时落地，由此可初步得出结论：平抛运动的（　　） A. 竖直分运动是自由落体运动 B. 水平分运动是匀速直线运动 C. 竖直分运动是自由落体运动，水平分运动是匀速直线运动 （2）用如图乙所示的装置进行定量研究。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点水平飞出，由于挡板MN靠近硬板一侧较低，钢球落到挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。取平抛运动的起始点为坐标原点O，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。下列操作正确的有（　　） A. 钢球静置于Q点时，取钢球的球心作为坐标原点O B. 确定y轴时，需要y轴与重垂线平行 C. 可以将重垂线当作尺直接画出y轴 D. 应该先确定x轴，再确定y轴 （3）如图丙所示，根据印迹描出平抛运动的轨迹。在轨迹上取C、D两点，O、C与C、D的水平间距相等且均为x，测得O、C与C、D的竖直间距分别是y1和y2；重复上述步骤，测得多组数据，计算发现始终满足，设从O→C、从C→D的时间分别是tOC、tCD，则这两个时间________（选填“相等”或“不相等”），由此可初步得出结论：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，算出钢球平抛的初速度大小为________（结果用x、y1、当地重力加速度g表示）。 13. 某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为L0，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。 （1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。 （2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。 四、计算题（本题共3小题，共32分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 如图，汽车在铺设沥青的高速公路上行驶时，水平弯道的最小半径为R，轮胎与地面的径向最大摩擦力为汽车重力的k倍，g为重力加速度。求； （1）在此高速公路上转弯时，限速最大为多少？ （2）若想把最大限速提高n倍，将弯道路面设计为倾斜（内低外高），使路面有个倾角，使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，求路面倾角θ为多少？ 15. 强夯机是一种在建筑工程中对松土进行压实处理的机器，这种施工方法利用夯锤从高处自由落下，通过强大的夯击能和冲击波作用来夯实土层，从而提高地基的承载力和压缩模量，使土壤更加密实。如图是某品牌强夯机，若强夯机以恒定的输出功率将夯锤由静止开始提起，5s后达到最大速度，然后夯锤以最大速度匀速上升20s时脱钩器松开。已知夯锤进入泥土后所受阻力f与打入泥土深度d成正比，比例系数k=7.25×105N/m，强夯机的输出功率P=200kW，夯锤质量m=20t，重力加速度g=10m/s2。求： （1）夯锤向上运动过程中的最大速度v； （2）夯锤离开地面的最大高度h； （3）夯锤夯入地面的深度d。 16. “抛石机”是古代战争中常用的一种设备，其装置简化原理如图所示。“抛石机”长臂的长度L=4.8m，短臂的长度l=0.96m。在某次攻城战中，敌人城墙高度H=12m，士兵们为了能将石块投入敌人城中，在城外堆出了高h=8m的小土丘，在小土丘上使用“抛石机”对敌人进行攻击。士兵将质量m=4.8kg的石块装在长臂末端的弹框中，开始时长臂处于静止状态，其与水平底面夹角α=30°。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出且恰好击中城墙正面与小土丘等高的P点，P点与抛出位置间的水平距离x0=18m。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。 （1）求石块刚被抛出时短臂末端的速度大小v； （2）求石块转到最高点的过程中弹框对石块所做的功； （3）已知城墙上端的水平宽度d=2.4m，若石块要击中敌人城墙顶部，则抛出石块的速度取值范围是多少？ （4）对短臂施加不同作用力，改变石块抛出的速度，求石块击中敌人城墙墙壁的最小动能是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $