精品解析：辽宁省朝阳市多校2025-2026学年高一下学期期中物理试题

2025-2026学年度下学期期中高一物理试题 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。其中1-7题为单选题，每小题只有一个选项符合要求，每小题4分；8-10题为多选题，每小题有多个选项符合要求，每题6分，少选得3分，多选错选不得分） 1. 如图所示，六架飞机组成的飞行编队，其中五架飞机以相同速度水平匀速飞行，另外一架飞机在水平伴飞的同时，还绕飞行编队的轴线做匀速圆周滚转。关于这架滚转飞机，下列说法正确的是（　　） A. 速度保持不变 B. 加速度保持不变 C. 速度方向与编队其他飞机始终相同 D. 所受合外力方向与速度方向不共线 2. 高空蹦极是一项刺激的运动项目。如图所示，一根轻质弹性绳，一端系在运动员身上，另一端固定在起跳平台上。运动员从平台上由静止开始竖直下落，直至运动员第一次到达最低点，弹性绳始终在弹性限度内，忽略空气阻力。在上述过程中下列说法正确的是（　　） A. 运动员的机械能守恒 B. 重力对运动员做负功 C. 运动员的重力势能逐渐减小 D. 弹性绳的弹性势能先减小后增大 3. 我国自行研制的北斗卫星导航系统由多颗卫星组成，其中包括地球静止轨道卫星（GEO）、倾斜同步轨道卫星（IGSO）和中圆地球轨道卫星（MEO），所有卫星均绕地球做匀速圆周运动。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径小于地球静止轨道卫星的轨道半径，倾斜同步轨道卫星的轨道半径与地球静止轨道卫星相同。下列说法正确的是（　　） A. 这三颗卫星的周期相同 B. 所有卫星的轨道都以地心为圆心 C. 中圆轨道卫星受到的地球引力比另两颗卫星大 D. 静止轨道卫星的线速度大于中圆轨道卫星的线速度 4. 某型反坦克导弹采用“攻顶”战术，即导弹先平飞后俯冲，从坦克顶部命中。忽略空气阻力，导弹在俯冲阶段的运动可视为平抛运动。若导弹平飞阶段的速度为v0，俯冲开始时与坦克顶部的高度差为h，则下列说法正确的是（　　） A. 俯冲飞行时间只由h决定 B. 俯冲飞行时间由v0和h共同决定 C. 命中瞬间的速度大小为 D. 命中瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值 5. 天宫空间站，是由我国自主建造的国家级太空实验室。空间站绕地周期约为1.5 h，圆形轨道高度约为400 km。已知地球半径约为6400 km，自转周期约为24 h。设天宫空间站的向心加速度为a站，赤道上地面物体的向心加速度为a地，则a站：a地的比最接近（　　） A. 1：16 B. 1：1 C. 16：1 D. 256：1 6. 如图甲所示，一轻杆一端固定在光滑转轴上的O点，另一端固定一质量为m的小球，小球在竖直平面内绕O点做圆周运动。某同学通过传感器记录了小球在最高点时，轻杆对小球的作用力大小F与小球速度平方v2的关系，如图乙所示。已知重力加速度g。纵轴交于点（0，b），与横轴交于点（a，0），且经过点（c，2 mg）（“c”未画出）。根据图像，下列说法正确的是（　　） A. 杆的长度（圆周半径）为 B. 当v2=a时，小球处于完全失重状态 C. 该图像中a、c数值关系满足a：c=3：1 D. 若v2=2a，则杆对小球的作用力大小为b，方向竖直向上 7. 机械手臂的一部分可以看成物理学中“二连杆”模型，其基本结构由两根刚性杆件AB、BC组成。如图A、B、C处分别装有三个铰链，且A处铰链固定在地面上，C处铰链连接在可移动的木块上。木块沿水平方向以vC=5 m/s的速度向右匀速运动，某时刻AB杆与BC杆垂直，BC杆与水平面成37°角。此时关于B位置处铰链速度vB，下列说法正确的是（　　） A. 速度方向竖直向下 B. 速度方向水平向右 C. vB=3 m/s D. vB=4 m/s 8. 如图所示，某水平公路弯道半径R=50 m，一辆质量m=1.2×103 kg的汽车正在沿该弯道匀速转弯（不侧滑），轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10 m/s2.关于此过程下列说法正确的是（　　） A. 汽车安全转弯的最大速度为 B. 若汽车以18 m/s的速度转弯，不会发生侧滑 C. 若汽车以12 m/s的速度转弯，所需向心力大小为3.456×103 N D. 汽车正常转弯时所需的向心力，由地面对车的静摩擦力提供，方向指向圆心 9. 我国“天问三号”火星探测器在接近火星时进行“近火制动”，进入绕火圆轨道（捕获轨道），之后再次减速进入椭圆轨道（科学探测轨道）。已知：火星质量为M，半径为R，引力常量为G，捕获轨道距火星表面高度为h，科学探测轨道为椭圆，远火点与捕获轨道相切。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 探测器在捕获轨道上的运行周期为 B. 探测器在捕获轨道上做匀速圆周运动的线速度大小为 C. 探测器在科学探测轨道的近火点速度小于捕获轨道的线速度 D. 由捕获轨道进入科学探测轨道后，探测器在科学探测轨道运行时机械能小于在捕获轨道运行时机械能 10. 如图所示，A、B两小球由绕过轻质光滑定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线恰好伸直，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为3m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面，不计空气阻力，在这一过程中A始终在斜面上。下列说法正确的是（　　） A. 斜面倾角α=30° B. 释放A的瞬间，B的加速度大小为0.5 g C. A达到的最大速度大小为 D. 从释放A，到C刚离开地面的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大 第Ⅱ卷（主观题，共54分） 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 利用传感器可定量探究向心加速度a与半径r、角速度ω的关系。装置如图甲所示，转盘连接在一个可调转速的电机上，在转盘上沿半径方向每隔相等距离打一个方孔，传感器（视为质点）可固定在孔上。 （1）保持转盘的转速不变，将传感器固定在不同的孔位上，读出不同半径r下传感器的向心加速度大小a，得到如图乙所示的图像。由图可知当角速度不变时，物体的向心加速度大小与物体做圆周运动的半径成________。 （2）传感器固定在某个孔位中，传感器转动过程中向心加速度与角速度的平方的图像如图丙所示。此时传感器所在孔位距转盘中心的距离为r=________m。（保留三位有效数字） （3）下列实验与本实验采用的实验方法一致的是________。 A. 探究弹簧弹力与形变量的关系 B. 探究物体加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 12. 某实验小组利用气垫导轨、光电门、滑块、遮光条、垫片等器材，完成“验证机械能守恒定律”实验。实验装置如图所示：气垫导轨调节水平后，将其左端用厚度h=1.00 cm的垫片垫高，使导轨倾斜（倾角θ很小时sin θ≈tan θ），单脚螺丝到双脚螺丝连线的水平距离L=50.00 cm，滑块从导轨上端由静止释放，依次经过光电门1和2，测出遮光条通过两光电门的遮光时间t1和t2.已知遮光条宽度d，两光电门之间的距离为s，当地重力加速度为g，滑块和遮光条的总质量为M。 （1）滑块从光电门1运动到光电门2过程中重力势能的减少量=________；（用s、h、L、M和g表示） （2）某次实验测得：h、L不变，s=55.00 cm，d=0.50 cm，t1=0.025 s，t2=0.010 s，M=0.20 kg，g=9.80 m/s2.由以上数据可测出：滑块从光电门1运动到光电门2过程中动能的增加量=__________J；（保留三位有效数字） （3）某同学在一次实验中发现，与不等，则下列几种情况分析合理的是：________。（多选） A. 由于实验中存在阻力，导致机械能减少，进而使得< B. 由于实验中存在阻力，导致机械能减少，进而使得> C. 由于测量的是遮光片经过光电门的中间时刻速度，而不是中间位置的速度，使得< D. 由于测量的是遮光片经过光电门的中间时刻速度，而不是中间位置的速度，使得> 三、计算题（本题共3小题，共40分） 13. 我国计划向某遥远行星发射一颗环绕探测器。该行星可视为质量分布均匀的球体，由于自转其表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同；若该行星表面两极处的重力加速度大小为g0，赤道处的重力加速度大小为g，自转的周期为T，引力常量为G，求： （1）该行星半径R； （2）若在该星球表面发射一颗卫星，该行星的最小发射速度v1（不考虑自转影响） 14. 为测试一种新型缓冲装置的性能，科研人员将一根轻质弹簧固定在足够长、倾角θ=37°的固定斜面底端C处，弹簧劲度系数k=20 N/m，质量m=5 kg的滑块从斜面上A点由静止释放，A点到弹簧前端B点的距离L=4 m。已知滑块与斜面AB段间的动摩擦因数μ=0.5，BC段光滑，弹簧始终在弹性限度内。（重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8） （1）滑块第一次运动到B点时的速度大小vB； （2）滑块第一次被弹簧弹回、离开B点后沿斜面上滑的最大距离s； （3）滑块在压缩弹簧过程中最大速度vm。 15. 中国探月工程（CLEP），是中国实施的月球探测工程。如图所示是中国设计的一款探月工程车。工程车成功登月后，科研人员将围绕其设计一系列实验方案。其中一套方案是利用太阳能板及辅助设备，测出月球表面重力加速度g。 实验简化模型如图所示，倾角为θ的光滑矩形太阳能板，底端有沿水平方向放置的吸能挡板，小球碰撞后沿斜面向下的速度立刻减为零；斜面底端距离水平地面的高度为h。实验时，轻质细绳系着质量m=0.5 kg（视为质点）的小球，围绕O在斜面上做半径R=0.16 m的圆周运动，最高点A与最低点B的速度大小分别为v1、v2；B点距离水平挡板的距离为h0；h0：h=2：1，距左侧边缘的水平距离为L0=1.6 m。 某次实验时，小球恰能在斜面上做完整的圆周运动，当小球过B点时切断轻质细线（切断前后小球速度不变），一段时间后恰与挡板边缘C点碰撞并立刻离开斜面，最终落在水平地面D点（图中未画出），C正下方投影点到D点距离L=0.8 m。由切断轻质细绳开始计时，到小球落地总时间T=3 s。试根据以上信息，求： （1）小球在圆轨迹最低点速度v2及斜面倾角正弦值sin θ； （2）月球表面重力加速度g及小球经过B点切断细绳前瞬间绳子的拉力FT； （3）小球与C点碰撞前重力的功率P。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度下学期期中高一物理试题 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。其中1-7题为单选题，每小题只有一个选项符合要求，每小题4分；8-10题为多选题，每小题有多个选项符合要求，每题6分，少选得3分，多选错选不得分） 1. 如图所示，六架飞机组成的飞行编队，其中五架飞机以相同速度水平匀速飞行，另外一架飞机在水平伴飞的同时，还绕飞行编队的轴线做匀速圆周滚转。关于这架滚转飞机，下列说法正确的是（　　） A. 速度保持不变 B. 加速度保持不变 C. 速度方向与编队其他飞机始终相同 D. 所受合外力方向与速度方向不共线 【答案】D 【解析】 【详解】A．滚转飞机在水平方向做匀速直线运动，在垂直于轴线的平面内做匀速圆周运动。其合速度是水平速度与圆周运动线速度的矢量和。由于圆周运动线速度方向时刻改变，所以合速度的方向时刻改变，速度是变化的，故A错误； B．滚转飞机的加速度由圆周运动的向心加速度提供（水平方向加速度为零）。向心加速度方向始终指向圆心，随着飞机的滚转，加速度方向时刻改变，所以加速度是变化的，故B错误； C．编队其他飞机速度方向水平向前，而滚转飞机的速度方向是水平方向与圆周切线方向的合成，方向时刻变化且通常不水平，故C错误； D．滚转飞机做曲线运动（螺旋运动），根据曲线运动的条件，物体所受合外力方向（即加速度方向，指向圆心）与速度方向（沿轨迹切线方向）不在同一直线上，故D正确。 故选D。 2. 高空蹦极是一项刺激的运动项目。如图所示，一根轻质弹性绳，一端系在运动员身上，另一端固定在起跳平台上。运动员从平台上由静止开始竖直下落，直至运动员第一次到达最低点，弹性绳始终在弹性限度内，忽略空气阻力。在上述过程中下列说法正确的是（　　） A. 运动员的机械能守恒 B. 重力对运动员做负功 C. 运动员的重力势能逐渐减小 D. 弹性绳的弹性势能先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．弹性绳绷紧后，弹性绳对运动员做负功，则运动员的机械能减少，故A错误； BC．重力对运动员做正功，则运动员的重力势能减小，故B错误，C正确； D．弹性绳不断伸长，则弹性绳的弹性势能一直增大，故D错误； 故选C。 3. 我国自行研制的北斗卫星导航系统由多颗卫星组成，其中包括地球静止轨道卫星（GEO）、倾斜同步轨道卫星（IGSO）和中圆地球轨道卫星（MEO），所有卫星均绕地球做匀速圆周运动。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径小于地球静止轨道卫星的轨道半径，倾斜同步轨道卫星的轨道半径与地球静止轨道卫星相同。下列说法正确的是（　　） A. 这三颗卫星的周期相同 B. 所有卫星的轨道都以地心为圆心 C. 中圆轨道卫星受到的地球引力比另两颗卫星大 D. 静止轨道卫星的线速度大于中圆轨道卫星的线速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力  解得周期 因为中圆地球轨道卫星的轨道半径小于地球静止轨道卫星的轨道半径，且倾斜同步轨道卫星的轨道半径与地球静止轨道卫星相同，所以 ，三颗卫星的周期不完全相同，故A错误； B．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，万有引力指向地心，因此所有卫星的轨道圆心都必须与地心重合，故B正确； C．卫星受到的地球引力，由于题目未给出三颗卫星的质量 m 的关系，无法判断它们受到的地球引力大小，故C错误； D．根据万有引力提供向心力 解得线速度 因为静止轨道卫星的轨道半径大于中圆轨道卫星的轨道半径，所以静止轨道卫星的线速度小于中圆轨道卫星的线速度，故D错误。 故选B。 4. 某型反坦克导弹采用“攻顶”战术，即导弹先平飞后俯冲，从坦克顶部命中。忽略空气阻力，导弹在俯冲阶段的运动可视为平抛运动。若导弹平飞阶段的速度为v0，俯冲开始时与坦克顶部的高度差为h，则下列说法正确的是（　　） A. 俯冲飞行时间只由h决定 B. 俯冲飞行时间由v0和h共同决定 C. 命中瞬间的速度大小为 D. 命中瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值 【答案】A 【解析】 【详解】AB．竖直方向满足自由落体位移公式 解得飞行时间 可知时间仅由高度差决定，与水平初速度无关，故A正确，B错误； C．命中瞬间竖直分速度 合速度为水平、竖直分速度的矢量和，即 不是代数直接相加，故C错误； D．设速度方向与水平方向夹角为，则，故D错误。 故选A。 5. 天宫空间站，是由我国自主建造的国家级太空实验室。空间站绕地周期约为1.5 h，圆形轨道高度约为400 km。已知地球半径约为6400 km，自转周期约为24 h。设天宫空间站的向心加速度为a站，赤道上地面物体的向心加速度为a地，则a站：a地的比最接近（　　） A. 1：16 B. 1：1 C. 16：1 D. 256：1 【答案】D 【解析】 【详解】天宫空间站：轨道半径 ，公转周期 ，故 赤道上地面物体：随地球自转的圆周运动半径 ，运动周期等于地球自转周期，故 两者比值为 256:1最接近计算得到的比值。 故选D。 6. 如图甲所示，一轻杆一端固定在光滑转轴上的O点，另一端固定一质量为m的小球，小球在竖直平面内绕O点做圆周运动。某同学通过传感器记录了小球在最高点时，轻杆对小球的作用力大小F与小球速度平方v2的关系，如图乙所示。已知重力加速度g。纵轴交于点（0，b），与横轴交于点（a，0），且经过点（c，2 mg）（“c”未画出）。根据图像，下列说法正确的是（　　） A. 杆的长度（圆周半径）为 B. 当v2=a时，小球处于完全失重状态 C. 该图像中a、c数值关系满足a：c=3：1 D. 若v2=2a，则杆对小球的作用力大小为b，方向竖直向上 【答案】B 【解析】 【详解】小球在最高点，受重力 mg 和杆的作用力 F。设向下为正方向。当 v 较小时，杆表现为支持力（向上），根据牛顿第二定律 解得 当 v 较大时，杆表现为拉力（向下），有 大小为 A．由图像可知，当时，有 当 F=0 时，，此时 解得 ，，故A错误； B．当 时，由图像可知 F=0，此时小球只受重力作用，加速度为 g，方向竖直向下，处于完全失重状态，故B正确； C．当 时，杆表现为拉力，有 图像经过点 (c，2mg)，代入得  所以 a:c=1:3，故C错误； D．若 ，此时，杆表现为拉力，方向竖直向下 代入公式 解得 方向竖直向下，故D错误。 故选B。 7. 机械手臂的一部分可以看成物理学中“二连杆”模型，其基本结构由两根刚性杆件AB、BC组成。如图A、B、C处分别装有三个铰链，且A处铰链固定在地面上，C处铰链连接在可移动的木块上。木块沿水平方向以vC=5 m/s的速度向右匀速运动，某时刻AB杆与BC杆垂直，BC杆与水平面成37°角。此时关于B位置处铰链速度vB，下列说法正确的是（　　） A. 速度方向竖直向下 B. 速度方向水平向右 C. vB=3 m/s D. vB=4 m/s 【答案】D 【解析】 【详解】AB．AB杆绕固定铰链A转动，B点做圆周运动，因此B点速度方向一定垂直于AB杆，因此B点速度方向平行于BC杆（沿BC向下），故AB错误； CD．刚性杆长度不变，杆两端点沿杆方向的分速度大小相等：C点速度​水平向右，将其沿BC杆方向分解，沿BC杆的分速度为  B点速度方向沿BC杆，因此 代入数据解得，故C错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，某水平公路弯道半径R=50 m，一辆质量m=1.2×103 kg的汽车正在沿该弯道匀速转弯（不侧滑），轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10 m/s2.关于此过程下列说法正确的是（　　） A. 汽车安全转弯的最大速度为 B. 若汽车以18 m/s的速度转弯，不会发生侧滑 C. 若汽车以12 m/s的速度转弯，所需向心力大小为3.456×103 N D. 汽车正常转弯时所需的向心力，由地面对车的静摩擦力提供，方向指向圆心 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据可得，汽车安全转弯的最大速度为，A错误； B．若汽车以18 m/s>15.8m/s的速度转弯，会发生侧滑，B错误； C．若汽车以12 m/s<15.8m/s的速度转弯时不会侧滑，所需向心力大小为，C正确； D．汽车正常转弯时所需的向心力，由地面对车的静摩擦力提供，方向指向圆心，D正确。 故选CD。 9. 我国“天问三号”火星探测器在接近火星时进行“近火制动”，进入绕火圆轨道（捕获轨道），之后再次减速进入椭圆轨道（科学探测轨道）。已知：火星质量为M，半径为R，引力常量为G，捕获轨道距火星表面高度为h，科学探测轨道为椭圆，远火点与捕获轨道相切。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 探测器在捕获轨道上的运行周期为 B. 探测器在捕获轨道上做匀速圆周运动的线速度大小为 C. 探测器在科学探测轨道的近火点速度小于捕获轨道的线速度 D. 由捕获轨道进入科学探测轨道后，探测器在科学探测轨道运行时机械能小于在捕获轨道运行时机械能 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．探测器在捕获轨道上万有引力提供圆周运动的向心力，有 解得，，故A正确，B错误； C．科学探测轨道的近火点减速进入低轨道的圆周轨道，根据可知，低轨道的圆周轨道的速度大于捕获轨道的线速度，所以探测器在科学探测轨道的近火点速度大于捕获轨道的线速度，故C错误； D．由捕获轨道进入科学探测轨道需点火减速，推力做负功，机械能减小，所以探测器在科学探测轨道运行时机械能小于在捕获轨道运行时机械能，故D正确； 故选AD。 10. 如图所示，A、B两小球由绕过轻质光滑定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线恰好伸直，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为3m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面，不计空气阻力，在这一过程中A始终在斜面上。下列说法正确的是（　　） A. 斜面倾角α=30° B. 释放A的瞬间，B的加速度大小为0.5 g C. A达到的最大速度大小为 D. 从释放A，到C刚离开地面的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．设当物体C刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为，则 物体C刚刚离开地面时，以B为研究对象，物体B受到重力mg、弹簧的弹力、细线的拉力T三个力的作用，设物体B的加速度为a，根据牛顿第二定律，对B有 对A有 得 当B获得最大速度时，有a=0，解得 所以，故A错误； B．释放瞬间弹簧弹力不突变，弹力仍为 对A、B整体，根据牛顿第二定律有 解得，故B正确； C．初末状态弹簧形变量大小相等，因此弹性势能不变，A下滑距离等于B上升距离，则 根据能量守恒定律有 解得，故C正确； D．弹簧从初始压缩状态，先随着B上升，压缩量逐渐减小到0（原长），这个过程形变量减小，弹性势能减小；之后弹簧被继续拉长，伸长量逐渐增大，形变量增大，弹性势能增大。因此弹性势能先减小后增大，故D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷（主观题，共54分） 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 利用传感器可定量探究向心加速度a与半径r、角速度ω的关系。装置如图甲所示，转盘连接在一个可调转速的电机上，在转盘上沿半径方向每隔相等距离打一个方孔，传感器（视为质点）可固定在孔上。 （1）保持转盘的转速不变，将传感器固定在不同的孔位上，读出不同半径r下传感器的向心加速度大小a，得到如图乙所示的图像。由图可知当角速度不变时，物体的向心加速度大小与物体做圆周运动的半径成________。 （2）传感器固定在某个孔位中，传感器转动过程中向心加速度与角速度的平方的图像如图丙所示。此时传感器所在孔位距转盘中心的距离为r=________m。（保留三位有效数字） （3）下列实验与本实验采用的实验方法一致的是________。 A. 探究弹簧弹力与形变量的关系 B. 探究物体加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 【答案】（1）正比 （2）0.150 （3）B 【解析】 【小问1详解】 保持转速不变即ω不变，由可知，a与r为线性正比关系，且图乙中a−r是过原点的直线，因此角速度不变时，向心加速度与圆周运动半径成正比。 【小问2详解】 固定传感器位置即r不变，由 说明图像的斜率等于半径r。取图丙端点可知 【小问3详解】 A．探究弹簧弹力与形变量的关系，直接通过图像归纳关系，未用控制变量法，故A错误； B．探究物体加速度与力、质量的关系时，在研究其中两个物理量的关系时，需要确保第三个物理量不变，可知，实验采用了控制变量法，故B正确； C．探究两个互成角度的力的合成规律时，采用了等效替代法，没有采用控制变量法，故C错误。 故选B。 12. 某实验小组利用气垫导轨、光电门、滑块、遮光条、垫片等器材，完成“验证机械能守恒定律”实验。实验装置如图所示：气垫导轨调节水平后，将其左端用厚度h=1.00 cm的垫片垫高，使导轨倾斜（倾角θ很小时sin θ≈tan θ），单脚螺丝到双脚螺丝连线的水平距离L=50.00 cm，滑块从导轨上端由静止释放，依次经过光电门1和2，测出遮光条通过两光电门的遮光时间t1和t2.已知遮光条宽度d，两光电门之间的距离为s，当地重力加速度为g，滑块和遮光条的总质量为M。 （1）滑块从光电门1运动到光电门2过程中重力势能的减少量=________；（用s、h、L、M和g表示） （2）某次实验测得：h、L不变，s=55.00 cm，d=0.50 cm，t1=0.025 s，t2=0.010 s，M=0.20 kg，g=9.80 m/s2.由以上数据可测出：滑块从光电门1运动到光电门2过程中动能的增加量=__________J；（保留三位有效数字） （3）某同学在一次实验中发现，与不等，则下列几种情况分析合理的是：________。（多选） A. 由于实验中存在阻力，导致机械能减少，进而使得< B. 由于实验中存在阻力，导致机械能减少，进而使得> C. 由于测量的是遮光片经过光电门的中间时刻速度，而不是中间位置的速度，使得< D. 由于测量的是遮光片经过光电门的中间时刻速度，而不是中间位置的速度，使得> 【答案】（1） （2）0.0210 （3）AD 【解析】 【小问1详解】 导轨倾斜后 滑块下滑距离s，下落高度 因此重力势能减少量 【小问2详解】 用平均速度近似瞬时速度， 动能增加量为 【小问3详解】 AB．实验中存在阻力，重力势能的减少量一部分用于克服阻力做功，因此动能增加量小于重力势能减少量，，故A正确，B错误； CD．计算得到的是遮光条经过光电门的中间时刻速度，而我们需要的是光电门对应位置（遮光条中间位置）的速度；根据匀变速运动规律：匀加速运动中，中间时刻速度小于中间位置速度，推导可得，测得的动能差大于真实动能差，最终导致，故D正确，C错误。 故选AD。 三、计算题（本题共3小题，共40分） 13. 我国计划向某遥远行星发射一颗环绕探测器。该行星可视为质量分布均匀的球体，由于自转其表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同；若该行星表面两极处的重力加速度大小为g0，赤道处的重力加速度大小为g，自转的周期为T，引力常量为G，求： （1）该行星半径R； （2）若在该星球表面发射一颗卫星，该行星的最小发射速度v1（不考虑自转影响） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在赤道 在两极 两式联立解得 【小问2详解】 行星表面最小发射速度即第一宇宙速度，对应近地卫星的环绕速度，轨道半径近似等于行星半径R。不考虑星球自转时，近地卫星的万有引力等于表面重力，重力提供向心力 解得 14. 为测试一种新型缓冲装置的性能，科研人员将一根轻质弹簧固定在足够长、倾角θ=37°的固定斜面底端C处，弹簧劲度系数k=20 N/m，质量m=5 kg的滑块从斜面上A点由静止释放，A点到弹簧前端B点的距离L=4 m。已知滑块与斜面AB段间的动摩擦因数μ=0.5，BC段光滑，弹簧始终在弹性限度内。（重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8） （1）滑块第一次运动到B点时的速度大小vB； （2）滑块第一次被弹簧弹回、离开B点后沿斜面上滑的最大距离s； （3）滑块在压缩弹簧过程中最大速度vm。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块从A到B，由动能定理得 解得 【小问2详解】 由于BC段光滑，所以小滑块第一次脱离弹簧离开B点时的速度大小为，滑块上滑过程中，根据动能定理可得 解得 【小问3详解】 滑块速度最大时合力为0，设此时弹簧压缩量为x，有kx=mgsinθ 从B点到速度最大位置，由动能定理得 解得 15. 中国探月工程（CLEP），是中国实施的月球探测工程。如图所示是中国设计的一款探月工程车。工程车成功登月后，科研人员将围绕其设计一系列实验方案。其中一套方案是利用太阳能板及辅助设备，测出月球表面重力加速度g。 实验简化模型如图所示，倾角为θ的光滑矩形太阳能板，底端有沿水平方向放置的吸能挡板，小球碰撞后沿斜面向下的速度立刻减为零；斜面底端距离水平地面的高度为h。实验时，轻质细绳系着质量m=0.5 kg（视为质点）的小球，围绕O在斜面上做半径R=0.16 m的圆周运动，最高点A与最低点B的速度大小分别为v1、v2；B点距离水平挡板的距离为h0；h0：h=2：1，距左侧边缘的水平距离为L0=1.6 m。 某次实验时，小球恰能在斜面上做完整的圆周运动，当小球过B点时切断轻质细线（切断前后小球速度不变），一段时间后恰与挡板边缘C点碰撞并立刻离开斜面，最终落在水平地面D点（图中未画出），C正下方投影点到D点距离L=0.8 m。由切断轻质细绳开始计时，到小球落地总时间T=3 s。试根据以上信息，求： （1）小球在圆轨迹最低点速度v2及斜面倾角正弦值sin θ； （2）月球表面重力加速度g及小球经过B点切断细绳前瞬间绳子的拉力FT； （3）小球与C点碰撞前重力的功率P。 【答案】（1）0.8m/s，0.5 （2）1.6m/s2；2.4N （3）0.64W 【解析】 【小问1详解】 小球从B点做类平抛运动，则， 小球与C点碰后，垂直于挡板方向的速度减为零，则抛出的水平速度为v2，则由平抛运动可知， 其中T=t1+t2=3s ，h0：h=2：1，联立解得t1=2s，t2=1s，，v2=0.8m/s 【小问2详解】 小球恰能在斜面上做完整的圆周运动，可知在最高点A的速度满足 从A点到B点满足 联立解得g=1.6m/s2 小球经过B点切断细绳前 解得FT=2.4N 【小问3详解】 小球与C点碰撞前重力的功率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $