精品解析：河北石家庄二中教育集团2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷

**基本信息** 试卷以生活科技情境为载体，如乌贼喷墨（动量守恒）、辘轳提水（功率分析），全面考查物理观念与科学思维，实验题注重科学探究，计算题体现综合应用能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|单摆、动量、平抛、机械能|情境化设计（荡秋千、乌贼喷墨）| |实验题|2/16|动量守恒验证、机械能守恒探究|科学探究（光电门测量、纸带分析）| |计算题|3/38|圆周运动、能量守恒、传送带综合|综合应用（飞椅能量变化、机器人运动分析）|

石家庄二中教育集团2025-2026年度高一年级下学期期中考试 物理试卷 （时间75分钟，分值100分，） 一、选择题（本题共10个小题，1-7为单选题，每小题4分，共计28分；8-10为多选，每小题6分，漏选3分，错选0分，共计18分） 1. 荡秋千是深受小朋友喜欢的游乐活动，如图所示，秋千由坐板和绳构成，人在秋千上小幅度摆动时可以简化为单摆模型，人和坐板可视为摆球，忽略空气阻力，在摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 摆球受重力、摆线的拉力、回复力和向心力的作用 B. 经过最低点时摆球处于平衡状态 C. 远离最低点运动的过程中，摆球的动能逐渐减小 D. 摆球做简谐运动时，摆线越短，其运动周期越大 2. 乌贼喷墨是一种防御行为，用于迷惑天敌，制造逃生机会，此过程伴随“墨水”的喷射。一吸满“墨水”后质量为0.6kg的乌贼初始时静止，某时刻开始以相对于地面恒为75m/s的速度水平向前喷“墨水”，不计水的阻力且不考虑竖直方向的运动和受力变化，则（　　） A. 周围水对喷出的“墨水”的作用力使乌贼向前运动 B. 若乌贼要在极短时间内达到15m/s的速度，则要一次性喷出约0.1kg的“墨水” C. 若乌贼要在极短时间内达到15m/s的速度，则要一次性喷出约0.2kg的“墨水” D. 要极短时间内达到15m/s的速度，此过程中它受到喷出“墨水”的作用力的冲量为9N·s 3. 如图所示，虚线是物体A做平抛运动的轨迹。实线是与虚线形状相同的光滑轨道，小环B从轨道顶端无初速下滑，A、B质量相等。下列说法正确的是（　　） A. A、B两物体到达底端时的速度相同 B. A、B两物体到达底端所用时间相同 C. A、B两物体到达底端时重力的瞬时功率相同 D. A、B两物体整个运动过程中合外力做功相同 4. 如图所示，水平地面上有一固定斜面，斜面与地面夹角为。物块以的初动能从斜面底端沿斜面向上滑动，当它再次回到斜面底端时动能为，则物块与斜面间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 5. 一弹簧振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。时振子的位移为，时位移为，则（　　） A. 振子在与两处的加速度可能相同 B. 振子在与两处的动能可能不同 C. 若振幅为，振子的周期可能为 D. 若振幅为，振子的周期可能为2.4s 6. 如图所示，、两小球由绕过定滑轮的轻质细线相连，、球放在固定不动的倾角为的光滑斜面上，通过劲度系数为的轻质弹簧相连，球靠在与斜面垂直的挡板上。现用手托住球，并使细线刚好伸直但无拉力作用，保证滑轮左侧细线与斜面平行、右侧细线竖直。开始时整个系统处于静止状态，释放后，下落的速度最大时恰好对挡板无压力，已知、、三球的质量均为，重力加速度为，细线与滑轮之间的摩擦不计，运动过程中未落地，未与滑轮相撞，则（　　） A. 该过程、、三球所组成的系统机械能守恒 B. 当球刚要离开挡板时球的加速度一定不为 C. 斜面的倾角为 D. 小球的最大速度为 7. 如图所示，光滑斜面倾角为30°，轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上，上端连接质量为m的滑块。拉动滑块使弹簧伸长到A点，t=0时刻让滑块在A点获得沿斜面向下的速度。已知A、B两点间的距离为L，滑块在时第一次运动到B点，在时第二次运动到B点，在时经过A点，重力加速度为g。弹簧振子的周期 其中m为振子质量，k为弹簧劲度系数。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数 B. 滑块向下运动的最远点到A点的距离为2L C. A、B两点到平衡位置的距离不一定相等 D. 内弹簧对滑块作用力的冲量大小为 8. 辘轳是中国古代取水的重要设施，如图甲。在某次研学活动中，一种用电动机驱动的辘轳引发了同学们的兴趣。该种辘轳的工作原理简化图如图乙，已知转筒（辘轳）半径。在某次提水的过程中，电动机以恒定输出功率将质量为的水桶由静止开始竖直向上提起。圆筒转动的角速度随时间变化的图像如图丙。忽略转筒（辘轳）的质量以及所有摩擦阻力，取重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 内井绳对水桶的拉力逐渐增大 B. 电动机的输出功率 C. 当角速度时，水桶的加速度大小为 D. 内水桶上升的高度为 9. 汽车公司在研究智能吸能盒（可视为一种缓冲装置）的性能时，常采用将其固定在运动台车前端，使台车加速至预定速度后撞击刚性墙的方式进行测试。在某次测试中，一辆质量为m的台车以某一初速度水平撞击刚性墙，车头的智能吸能盒将碰撞过程中台车的动能随压缩距离x的关系实时记录，并绘制出图像如图所示。已知图中阶段图线为抛物线（顶点在纵轴上），阶段图线为直线，最大压缩距离为d。设碰撞过程仅有吸能盒对台车做功，下列说法正确的是（　　） A. 整个碰撞过程中，吸能盒对台车做的功为 B. 整个碰撞过程中，吸能盒对台车的冲量大小为 C. 在阶段，台车运动时间为 D. 在阶段，吸能盒对台车的作用力为恒力 10. 如图，长为的轻绳一端固定在点，另一端连接质量的小球。起始时小球位于点上方的点，与竖直方向夹角为，绳子恰好伸直，使小球由静止下落，当小球运动到最低点时恰好与静置于足够长水平面上质量为的滑块发生碰撞，碰撞时间极短，且碰撞后滑块的速度大小为。足够长的水平面上每间隔铺设有宽度为的防滑带。滑块与水平面间的动摩擦因数为，滑块与防滑带间的动摩擦因数为，重力加速度大小取。以下说法不正确的是（　　） A. 小球P最初的机械能全部转化成摩擦生热 B. 小球与滑块碰撞前瞬间速度的大小为8m/s C. 小球与滑块碰撞过程中损失的机械能为32J D. 滑块从开始运动到静止的位移大小为24m 二、实验题（本题共2个小题，共计16分） 11. 用如图所示的装置验证动量守恒定律，滑块和相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。 （1）实验前需要调节气垫导轨水平：先在光电门的右侧轨道上只放滑块A，向左轻推一下滑块A，其先后通过光电门和光电门的时间分别为、，若，则需将导轨左端_____（选填“调高”或“调低”）。 （2）调节气垫导轨水平后，将滑块置于光电门的左侧，滑块静置于两光电门间的某一适当位置。给一个向右的初速度，通过光电门的时间为，与碰撞后再次通过光电门的时间为，滑块通过光电门的时间为。为完成该实验，还必须测量的物理量有______（填选项前的字母）。 A．挡光片的宽度 B.滑块及挡光片的总质量 C.滑块A及挡光片的总质量 D.光电门到光电门的间距 （3）若滑块A和在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：______________（用已知物理量和测量的物理量的字母表示）。 12. 某物理兴趣小组为探究机械能守恒定律，设计了如下两组实验： 实验一：利用如图甲所示的实验装置探究、组成的系统机械能守恒。 使从一定高度由静止下落，拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量和分析，即可探究机械能守恒定律。 如图乙所示是实验中获取的一条纸带：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个点未标出，各计数点到点的距离已在图中标出。已知、，重力加速度取。 （1）关于实验一，系统在至所对应的运动过程中，系统动能的增加量__________，系统重力势能的减少量__________，实验结果显示略大于，造成这一结果的主要原因是_______________________________。（计算结果均保留一位小数） 实验二：利用如图丙所示的实验装置探究机械能守恒定律。 轻绳的一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，拉力传感器可以测量绳中拉力。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制图像，如图丁所示，已知该图像是一条直线。 （2）关于实验二，若小钢球摆动过程中机械能守恒，则图丁中直线斜率的理论值为__________；小钢球的重力为__________。以上结果均保留位有效数字 三、计算题（本题共3个小题，共计38分） 13. 如图所示为一种叫“飞椅”的游乐项目。长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径也为的水平转盘边缘。当水平转盘从静止逐渐加快转动，座椅在钢绳带动下逐渐偏离竖直方向，圆盘不再加速后，座椅在水平面内做匀速圆周运动，此时钢绳与竖直方向的夹角为。将座椅视为质点，其质量为，不计钢绳质量，取，，。求： （1）座椅从静止到匀速圆周运动的过程中，座椅重力势能的增加量； （2）座椅从静止到匀速圆周运动的过程中，钢绳对座椅做的功。 14. 重庆某机器人公司拟设计一个机器人杂技表演项目参加2026春晚选拔。如图所示，为固定在同一水平面的两条光滑平行轨道，垂直轨道放置质量为的滑杆，滑杆用总长度为的轻绳与质量为的机器人相连。初始时，轻绳跨过点（轨道平面内）正下方处的光滑定滑轮。表演开始时，用外力缓慢向左拉动滑杆，当滑轮上方细绳与竖直方向的夹角为时，撤去外力，滑杆向右运动，绳与滑杆的中心相连，机器人可视为质点，机器人、滑轮、点以及点始终在同一竖直平面内，不计空气阻力，轻绳不可伸长，重力加速度为。求： （1）滑杆滑至点时的速度大小； （2）滑杆滑至点右侧后，求机器人离平行轨道平面的最小距离； （3）滑杆滑至点右侧后，机器人的最大速率。 15. 如图所示，MN是一长为L1＝2.0 m的水平传送带，以v0＝4 m/s顺时针匀速转动，传送带左端M与半径r＝0.45 m的四分之一固定光滑圆轨道相切，右端N与放在光滑水平桌面上的长木板C上表面平齐。木板C长为L2＝2.64 m，右端带有挡板，挡板厚度忽略不计。在C上放有小物块B，开始时B和C静止，B到挡板的距离为L3＝0.14m。现将小物块A从圆弧轨道最高点由静止释放，小物块A与传送带间的动摩擦因数μ1＝0.25，A、C之间及B、C之间的动摩擦因数均为μ2＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。小物块A、B可视为质点，A、B与C的质量均为m＝1 kg，重力加速度为g＝10 m/s2，所有的碰撞均为弹性正碰。求： （1）小物块A在传送带上运动过程中因摩擦产生的热量； （2）小物块A滑上C后，经多长时间小物块B与挡板碰撞； （3）小物块B与C碰撞后，小物块B到挡板的最大距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石家庄二中教育集团2025-2026年度高一年级下学期期中考试 物理试卷 （时间75分钟，分值100分，） 一、选择题（本题共10个小题，1-7为单选题，每小题4分，共计28分；8-10为多选，每小题6分，漏选3分，错选0分，共计18分） 1. 荡秋千是深受小朋友喜欢的游乐活动，如图所示，秋千由坐板和绳构成，人在秋千上小幅度摆动时可以简化为单摆模型，人和坐板可视为摆球，忽略空气阻力，在摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 摆球受重力、摆线的拉力、回复力和向心力的作用 B. 经过最低点时摆球处于平衡状态 C. 远离最低点运动的过程中，摆球的动能逐渐减小 D. 摆球做简谐运动时，摆线越短，其运动周期越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．摆球在摆动过程中，实际受到的力为重力和摆线的拉力。回复力是重力沿切线方向的分力，向心力是重力和拉力的合力沿径向的分力，二者均为效果力，并非独立存在的力。因此，摆球只受重力和拉力两个力的作用，故A错误； B．平衡状态的条件是物体所受合力为零。摆球经过最低点时，速度最大，需要向心力维持圆周运动，此时摆线拉力与重力的合力提供向心力，合力不为零，故摆球不处于平衡状态，故B错误； C．忽略空气阻力时，摆球摆动过程中机械能守恒。远离最低点运动时，摆球高度增加，重力势能增大，根据机械能守恒定律，动能必然减小，故C正确； D．单摆做简谐运动的周期公式为，当摆线越短时，摆长越小，周期越小，故D错误。 故选C。 2. 乌贼喷墨是一种防御行为，用于迷惑天敌，制造逃生机会，此过程伴随“墨水”的喷射。一吸满“墨水”后质量为0.6kg的乌贼初始时静止，某时刻开始以相对于地面恒为75m/s的速度水平向前喷“墨水”，不计水的阻力且不考虑竖直方向的运动和受力变化，则（　　） A. 周围水对喷出的“墨水”的作用力使乌贼向前运动 B. 若乌贼要在极短时间内达到15m/s的速度，则要一次性喷出约0.1kg的“墨水” C. 若乌贼要在极短时间内达到15m/s的速度，则要一次性喷出约0.2kg的“墨水” D. 要极短时间内达到15m/s的速度，此过程中它受到喷出“墨水”的作用力的冲量为9N·s 【答案】B 【解析】 【详解】A．喷出的“墨水”对乌贼有向后的反作用力使乌贼向后运动，故A错误； BC．根据动量守恒可得 解得，故B正确，C错误； D．根据动量定理可得，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，虚线是物体A做平抛运动的轨迹。实线是与虚线形状相同的光滑轨道，小环B从轨道顶端无初速下滑，A、B质量相等。下列说法正确的是（　　） A. A、B两物体到达底端时的速度相同 B. A、B两物体到达底端所用时间相同 C. A、B两物体到达底端时重力的瞬时功率相同 D. A、B两物体整个运动过程中合外力做功相同 【答案】D 【解析】 【详解】A． A物体做的是平抛运动，有初始动能，而B物体的初速度为0，初始动能为0，根据机械能守恒，A、B两物体初始高度相同，重力势能相同，根据机械能守恒定律，初始时A物体的机械能大于B物体的机械能。A、B两物体运动到达底端时机械能全部转化为动能，因此A物体到达底端时的速度大于B物体，故A错误； B．A物体做的是平抛运动，在竖直方向的加速度为g，而B物体做的不是平抛运动，因为轨道支持力的存在，竖直方向的加速度小于g，所以两物体同时开始运动，运动时间不同，B错误； C．A、B两物体运动到达底端时，A物体到达底端时的速度大于B物体，但速度方向相同，故运动到达底端时竖直方向分速度有，根据瞬时功率公式 可得A、B两物体运动到达底端时重力的瞬时功率分别为， 因此，C错误； D．A、B两物体运动到达底端的过程中，B物体受到轨道支持力与速度方向垂直不做功。A、B两物体整个运动过程中竖直方向位移相同且受到重力相同，因此A、B两物体整个运动过程中合外力做功相同，D正确。 故选D。 4. 如图所示，水平地面上有一固定斜面，斜面与地面夹角为。物块以的初动能从斜面底端沿斜面向上滑动，当它再次回到斜面底端时动能为，则物块与斜面间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设物块沿斜面上升的最大距离为，物块质量为，动摩擦因数为，斜面倾角。 物块从底端出发到再次回到底端的全过程，根据动能定理 代入数据得 对物块上滑过程，根据动能定理 整理得  故选C。 5. 一弹簧振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。时振子的位移为，时位移为，则（　　） A. 振子在与两处的加速度可能相同 B. 振子在与两处的动能可能不同 C. 若振幅为，振子的周期可能为 D. 若振幅为，振子的周期可能为2.4s 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由于振子在与两处相对平衡位置对称，所以振子在与两处的加速度大小相等，方向相反；根据对称性可知，振子在与两处的速度大小相等，动能相同，故AB错误； CD．若振幅 ，则，。设振动方程为 时，则 ，可取或。 若，时，即 相位可为 或 。 当 时， ， ， （ ） T可能值为 当 时， ， ， （ ） 当时 若，同理可得 或（ ） 综上，周期可能为，不可能为（不满足上述通式），故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，、两小球由绕过定滑轮的轻质细线相连，、球放在固定不动的倾角为的光滑斜面上，通过劲度系数为的轻质弹簧相连，球靠在与斜面垂直的挡板上。现用手托住球，并使细线刚好伸直但无拉力作用，保证滑轮左侧细线与斜面平行、右侧细线竖直。开始时整个系统处于静止状态，释放后，下落的速度最大时恰好对挡板无压力，已知、、三球的质量均为，重力加速度为，细线与滑轮之间的摩擦不计，运动过程中未落地，未与滑轮相撞，则（　　） A. 该过程、、三球所组成的系统机械能守恒 B. 当球刚要离开挡板时球的加速度一定不为 C. 斜面的倾角为 D. 小球的最大速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．对于A、B、C三球所组成的系统，在运动过程中，除了重力做功外，还有弹簧的弹力对B球做功，弹簧的弹性势能发生变化，因此该系统的机械能不守恒，若将弹簧纳入系统，则A、B、C及弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误； B．当A球下落速度最大时，A球的加速度为，由于A、B通过细线相连，B球的加速度也为。此时C球恰好对挡板无压力，说明C球刚要离开挡板，处于平衡状态的临界点，B球此时受力平衡，加速度为，故B错误； C．当A球速度最大时，A、B的加速度均为。对A球受力分析，绳子拉力 对C球，恰好对挡板无压力，说明弹簧弹力 对B球，由平衡条件得 联立解得 即 所以，故C正确； D．初始时弹簧压缩量 速度最大时弹簧伸长量 此过程中A下落、B上滑的距离均为 由于初末状态弹簧形变量相同，弹性势能变化量为。对A、B及弹簧系统应用机械能守恒定律 代入数据解得，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，光滑斜面倾角为30°，轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上，上端连接质量为m的滑块。拉动滑块使弹簧伸长到A点，t=0时刻让滑块在A点获得沿斜面向下的速度。已知A、B两点间的距离为L，滑块在时第一次运动到B点，在时第二次运动到B点，在时经过A点，重力加速度为g。弹簧振子的周期 其中m为振子质量，k为弹簧劲度系数。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数 B. 滑块向下运动的最远点到A点的距离为2L C. A、B两点到平衡位置的距离不一定相等 D. 内弹簧对滑块作用力的冲量大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．从到，滑块从B点回到A点，用时；而从A点出发到第二次回到B点用时，结合简谐运动的对称性，可知滑块做简谐运动的周期。根据弹簧振子的周期公式 代入可得，A错误； C．由题意可知，滑块从A点出发到第二次回到B点用时，为半个周期，根据弹簧振子的运动规律，可知A、B两点到平衡位置的距离相等，C错误； B．滑块从A点运动到B点，经过平衡位置，速度快，用时，位移为L，滑块从第一次经过B点到第二次经过B点，经过最大位移处，速度慢，用时，因此从B点向下运动到最大位移处的位移一定小于L，故滑块向下运动的最远点到A点的距离小于2L，B错误； D．取沿斜面向上为正方向，对时间内滑块的运动过程进行分析，由于B点与A点对称，因此滑块的初速度，末速度，对滑块的运动过程运用动量定理有 整理可得内弹簧对滑块作用力的冲量大小为，D正确。 故选D。 8. 辘轳是中国古代取水的重要设施，如图甲。在某次研学活动中，一种用电动机驱动的辘轳引发了同学们的兴趣。该种辘轳的工作原理简化图如图乙，已知转筒（辘轳）半径。在某次提水的过程中，电动机以恒定输出功率将质量为的水桶由静止开始竖直向上提起。圆筒转动的角速度随时间变化的图像如图丙。忽略转筒（辘轳）的质量以及所有摩擦阻力，取重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 内井绳对水桶的拉力逐渐增大 B. 电动机的输出功率 C. 当角速度时，水桶的加速度大小为 D. 内水桶上升的高度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．内速度增大，根据可知，拉力逐渐减小，故A错误； B．水桶被提起的最大速度为 电动机的输出功率为，故B正确； C．当角速度时，速度 水桶的加速度大小为，故C错误； D．0~4s内，根据动能定理有 0~4s内水桶上升的高度为 4s-6s内水桶上升的高度为 内水桶上升的高度为，故D正确； 故选BD。 9. 汽车公司在研究智能吸能盒（可视为一种缓冲装置）的性能时，常采用将其固定在运动台车前端，使台车加速至预定速度后撞击刚性墙的方式进行测试。在某次测试中，一辆质量为m的台车以某一初速度水平撞击刚性墙，车头的智能吸能盒将碰撞过程中台车的动能随压缩距离x的关系实时记录，并绘制出图像如图所示。已知图中阶段图线为抛物线（顶点在纵轴上），阶段图线为直线，最大压缩距离为d。设碰撞过程仅有吸能盒对台车做功，下列说法正确的是（　　） A. 整个碰撞过程中，吸能盒对台车做的功为 B. 整个碰撞过程中，吸能盒对台车的冲量大小为 C. 在阶段，台车运动时间为 D. 在阶段，吸能盒对台车的作用力为恒力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．整个碰撞过程中，台车动能由减小到，根据动能定理，吸能盒对台车做的功，故A错误； B．整个碰撞过程中，根据 可知台车初速度 末速度为，根据动量定理，吸能盒对台车的冲量大小，故B正确； C．在 阶段，图线为直线，斜率恒定，说明吸能盒对台车的作用力恒定，台车做匀减速直线运动。该阶段初动能，对应速度 末速度，位移 由平均速度公式 解得，故C正确； D．在 阶段，图线为直线，斜率恒定，由 可知作用力为恒力；在阶段，图线为抛物线，斜率变化，作用力为变力。故D错误。 故选BC。 10. 如图，长为的轻绳一端固定在点，另一端连接质量的小球。起始时小球位于点上方的点，与竖直方向夹角为，绳子恰好伸直，使小球由静止下落，当小球运动到最低点时恰好与静置于足够长水平面上质量为的滑块发生碰撞，碰撞时间极短，且碰撞后滑块的速度大小为。足够长的水平面上每间隔铺设有宽度为的防滑带。滑块与水平面间的动摩擦因数为，滑块与防滑带间的动摩擦因数为，重力加速度大小取。以下说法不正确的是（　　） A. 小球P最初的机械能全部转化成摩擦生热 B. 小球与滑块碰撞前瞬间速度的大小为8m/s C. 小球与滑块碰撞过程中损失的机械能为32J D. 滑块从开始运动到静止的位移大小为24m 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球从点下落过程中，绳子绷紧瞬间有机械能损失转化为内能，与滑块碰撞过程也有机械能损失，且碰撞后小球仍有动能，滑块动能最终转化为摩擦生热，能量转化形式多样，不全是摩擦生热，故A错误； B．小球从点自由下落高度时绳子恰好再次伸直，根据自由落体公式可知，此时竖直速度 绳子绷紧瞬间沿绳方向速度减为0，垂直绳方向速度 此后小球做圆周运动到最低点，由动能定理 解得，故B正确； C．碰撞过程动量守恒 代入数据解得 损失机械能 ，故C正确； D．滑块初动能 滑块在普通面和防滑带运动一个周期克服摩擦力做功 滑块能运动 个周期，总位移 ，故D错误。 本题选择错误的，故选AD。 二、实验题（本题共2个小题，共计16分） 11. 用如图所示的装置验证动量守恒定律，滑块和相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。 （1）实验前需要调节气垫导轨水平：先在光电门的右侧轨道上只放滑块A，向左轻推一下滑块A，其先后通过光电门和光电门的时间分别为、，若，则需将导轨左端_____（选填“调高”或“调低”）。 （2）调节气垫导轨水平后，将滑块置于光电门的左侧，滑块静置于两光电门间的某一适当位置。给一个向右的初速度，通过光电门的时间为，与碰撞后再次通过光电门的时间为，滑块通过光电门的时间为。为完成该实验，还必须测量的物理量有______（填选项前的字母）。 A．挡光片的宽度 B.滑块及挡光片的总质量 C.滑块A及挡光片的总质量 D.光电门到光电门的间距 （3）若滑块A和在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：______________（用已知物理量和测量的物理量的字母表示）。 【答案】 ①. 调高 ②. BC ③. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]先后通过光电门和光电门的时间分别为、，，说明滑块A在加速，应将左端调高。 （2）[2]如果导轨水平时，滑块在导轨上做匀速直线运动，所以滑块经过两光电门时用时相等。本实验中需要验证动量守恒，所以在实验中必须要测量质量和速度，速度可以根据光电门的时间求解，而质量通过天平测出，同时，遮光板的宽度可以消去，所以不需要测量遮光片的宽度。故B、C正确，A、D错误。 （3）[3]根据速度公式可知，碰前的速度 碰后A的速度 的速度 设的原方向为正方向，根据动量守恒定律可知：应验证的表达式为 代入数据并化简可得 12. 某物理兴趣小组为探究机械能守恒定律，设计了如下两组实验： 实验一：利用如图甲所示的实验装置探究、组成的系统机械能守恒。 使从一定高度由静止下落，拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量和分析，即可探究机械能守恒定律。 如图乙所示是实验中获取的一条纸带：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个点未标出，各计数点到点的距离已在图中标出。已知、，重力加速度取。 （1）关于实验一，系统在至所对应的运动过程中，系统动能的增加量__________，系统重力势能的减少量__________，实验结果显示略大于，造成这一结果的主要原因是_______________________________。（计算结果均保留一位小数） 实验二：利用如图丙所示的实验装置探究机械能守恒定律。 轻绳的一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，拉力传感器可以测量绳中拉力。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制图像，如图丁所示，已知该图像是一条直线。 （2）关于实验二，若小钢球摆动过程中机械能守恒，则图丁中直线斜率的理论值为__________；小钢球的重力为__________。以上结果均保留位有效数字 【答案】（1） ①. ②. ③. 纸带与打点计时器间的摩擦阻力做功造成的机械能损失 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]打点计时器工作频率，相邻两计数点间还有个点未标出，相邻计数点间时间间隔 点瞬时速度等于段平均速度 系统动能增加量 [2]系统重力势能减少量 [3]由于纸带与打点计时器间的摩擦阻力做功造成的机械能损失，导致重力势能减少量略大于动能增加量。 【小问2详解】 [1][2]设小钢球质量为，摆长为，最大摆角为。在最高点速度为零，沿绳方向合力为零， 从最高点到最低点，由机械能守恒定律得 在最低点，由牛顿第二定律得 联立解得 由此可知图像斜率理论值为 由图像可知 则小钢球重力 三、计算题（本题共3个小题，共计38分） 13. 如图所示为一种叫“飞椅”的游乐项目。长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径也为的水平转盘边缘。当水平转盘从静止逐渐加快转动，座椅在钢绳带动下逐渐偏离竖直方向，圆盘不再加速后，座椅在水平面内做匀速圆周运动，此时钢绳与竖直方向的夹角为。将座椅视为质点，其质量为，不计钢绳质量，取，，。求： （1）座椅从静止到匀速圆周运动的过程中，座椅重力势能的增加量； （2）座椅从静止到匀速圆周运动的过程中，钢绳对座椅做的功。 【答案】（1）600J （2） 【解析】 【小问1详解】 座椅从静止到匀速圆周运动的过程中，上升的高度为 重力势能的增加量 【小问2详解】 座椅做匀速圆周运动的半径 对座椅受力分析，重力和钢绳拉力的合力提供向心力，有 解得 根据动能定理，钢绳对座椅做的功与重力做功之和等于动能的变化量，即 代入数据得 14. 重庆某机器人公司拟设计一个机器人杂技表演项目参加2026春晚选拔。如图所示，为固定在同一水平面的两条光滑平行轨道，垂直轨道放置质量为的滑杆，滑杆用总长度为的轻绳与质量为的机器人相连。初始时，轻绳跨过点（轨道平面内）正下方处的光滑定滑轮。表演开始时，用外力缓慢向左拉动滑杆，当滑轮上方细绳与竖直方向的夹角为时，撤去外力，滑杆向右运动，绳与滑杆的中心相连，机器人可视为质点，机器人、滑轮、点以及点始终在同一竖直平面内，不计空气阻力，轻绳不可伸长，重力加速度为。求： （1）滑杆滑至点时的速度大小； （2）滑杆滑至点右侧后，求机器人离平行轨道平面的最小距离； （3）滑杆滑至点右侧后，机器人的最大速率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑杆滑至O点时，其竖直方向速度为0，所以机器人的速度为0，二者组成的系统机械能守恒，有 解得 【小问2详解】 滑杆滑至O点右侧后，当二者水平方向速度相等时，机器人离平行轨道的距离最小，设其为，对于滑杆和机器人组成的系统，根据系统水平方向动量守恒 根据机械能守恒可得 解得 【小问3详解】 当机器人再次到最低点时速度最大，在最低点，动量守恒 能量守恒 解得 即机器人的最大速率为。 15. 如图所示，MN是一长为L1＝2.0 m的水平传送带，以v0＝4 m/s顺时针匀速转动，传送带左端M与半径r＝0.45 m的四分之一固定光滑圆轨道相切，右端N与放在光滑水平桌面上的长木板C上表面平齐。木板C长为L2＝2.64 m，右端带有挡板，挡板厚度忽略不计。在C上放有小物块B，开始时B和C静止，B到挡板的距离为L3＝0.14m。现将小物块A从圆弧轨道最高点由静止释放，小物块A与传送带间的动摩擦因数μ1＝0.25，A、C之间及B、C之间的动摩擦因数均为μ2＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。小物块A、B可视为质点，A、B与C的质量均为m＝1 kg，重力加速度为g＝10 m/s2，所有的碰撞均为弹性正碰。求： （1）小物块A在传送带上运动过程中因摩擦产生的热量； （2）小物块A滑上C后，经多长时间小物块B与挡板碰撞； （3）小物块B与C碰撞后，小物块B到挡板的最大距离。 【答案】（1）0.5J （2）1.2 s （3） 【解析】 【小问1详解】 小物块A由静止运动到圆轨道最低点，由动能定理有 解得vM＝3m/s 设经时间t1小物块A与传送带共速，由动量定理有μ1mgt1＝mv0－mvM 解得t1＝0.4s 在时间t1内小物块A、传送带发生的位移为，x2＝v0t1＝1.6 m 相对位移为0.2m。小物块A通过传送带过程产生的内能为Q＝μ1mg（x1－x2）＝0.5J 【小问2详解】 对物块B和长木板C整体受力分析，由牛顿第二定律有μ2mg＝2ma 物块B和长木板C整体加速度为 对物块B，由牛顿第二定律得f＝ma＝1N 设A滑上C后经时间t2物块A与B碰撞，有 解得t2＝1s 设A、B碰撞前速度分别为v1、v2，碰后速度分别为v3、v4，则v1＝v0－μ2gt2＝2m/s， A、B碰撞过程，由动量守恒和能量守恒，得mv1＋mv2＝mv3＋mv4， 解得v3＝1m/s，v4＝2m/s 设A、B碰后经时间t3物块B与挡板相碰，有 解得t3＝0.2s A滑上C后，B与挡板碰撞的时间t＝t2＋t3＝1.2s 【小问3详解】 设B与挡板碰撞前C、B的速度分别为v5、v6， 则，v6＝v4－μ2gt3＝1.6m/s B与C碰撞过程动量守恒和机械能守恒，设碰后C、B的速度分别为v7、v8，得mv5＋mv6＝mv7＋mv8 ， 解得v7＝1.6 m/s，v8＝1.2m/s 之后A、B一起相对C滑动ΔL达到共同速度， 对三者由动量守恒mv0＝3mv共 由能量守恒 解得ΔL＝ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $