精品解析:福建南安第一中学2025-2026学年度高一下学期期中物理试卷
2026-05-20
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | 泉州市 |
| 地区(区县) | 南安市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.94 MB |
| 发布时间 | 2026-05-20 |
| 更新时间 | 2026-05-20 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57961368.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年度南安一中高一下学期期中考
物理科试卷
考试范围:必修2第1章到第3章;考试时间:75分钟;
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。
一、单选题:本题共4个小题,每小题4分,共16分。每小题四个选项中只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于课本中相关案例的说法正确的是( )
A. 图1所示的演示实验中,若用玻璃球进行实验,同样可以看到小球靠近磁体做曲线运动
B. 图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图,这里运用了“极限”的思想方法
C. 图3所示的演示实验中,可以得出小球平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,水平分运动是匀速直线运动的结论
D. 图4所示为“感受向心力”活动,保持小球质量及绳长(圆周运动半径)不变,当增大小球转速时会感到拉力亦增大,这说明“向心力与转速成正比”
【答案】B
【解析】
【详解】A.图1所示的演示实验中,若用玻璃球进行实验,磁体对玻璃球没有吸引作用,不会出现小球靠近磁体做曲线运动,故A错误;
B.图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图,这里运用了“极限”的思想方法,故B正确;
C.图3所示的演示实验中,改变装置的高度和敲击振片的力度,进行多次实验,若两球同时落地,则证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动。得不出水平分运动是匀速直线运动。故C错误;
D.图4所示为“感受向心力”活动,保持小球质量及绳长(圆周运动半径)不变,当增大小球转速时会感到拉力亦增大,只能说拉力随着转速增大而增大,并不能证明向心力与转速成正比,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软线连接,跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的5倍。当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放,A下落到地面时不再弹起,(不计空气阻力)则B上升的最大高度是( )
A. 2R B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】.
设B的质量为,则A的质量为,A球落地前,A、B组成的系统机械能守恒,有
解得
对B运用动能定理得
解得
则B上升的最大高度为
故选B。
3. 从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h在3m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示.重力加速度取10m/s2.该物体的质量为
A. 2kg B. 1.5kg C. 1kg D. 0.5kg
【答案】C
【解析】
【详解】对上升过程,由动能定理,,得,即F+mg=12N;下落过程,,即N,联立两公式,得到m=1kg、F=2N.
4. 两个质量均为m和m的小木块a和可视为质点放在水平圆盘上,a与转轴的距离为L,b与转轴的距离为2L,a、b之间用长为L的强度足够大的轻绳相连,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,开始时轻绳刚好伸直但无张力,用表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )
A. a比b先达到最大静摩擦力
B. a、b所受的摩擦力始终相等
C. 是b开始滑动的临界角速度
D. 当时,a所受摩擦力的大小为
【答案】C
【解析】
【分析】ab两个物块随圆盘做圆周运动,开始时轻绳刚好伸直但无张力,由静摩擦力充当向心力,当达到一定速度时,ab两物块有向外滑动的趋势,此时轻绳上开始有拉力,对ab物块进行受力分析,列向心力公式。
【详解】A.开始时轻绳刚好伸直但无张力,由静摩擦力充当向心力
对a物块
解得
对b物块
解得
由于,所以b比a先达到最大静摩擦力,故A错误;
B.当圆盘转动的角速度时,对a物块受力分析可知
对b受力分析可知
此时,,故B错误;
C.当b开始滑动时,a也会发生滑动,此时对a物块受力分析
对b受力分析可知
联立可求
故C正确;
D.当时,ab物块在圆盘上已发生滑动,所以a所受的摩擦力为kmg,故D错误;
故选C。
二、双选题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题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,选错的得0分。
5. 陶瓷是中华瑰宝,是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯,如图(a)所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上,用刀旋削,使坯体厚度适当,表里光洁。对应的简化模型如图(b)所示,粗坯的对称轴与转台转轴OO′重合。当转台转速恒定时,关于粗坯上P、Q两质点,下列说法正确的是( )
A. P的周期比Q的大
B. 相同时间内,P通过的路程比Q的大
C. 一个周期内内P通过的位移大小与Q的相同
D. 同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相同
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由题意可知,粗坯上P、Q两质点属于同轴转动,故P、Q两质点的角速度相等,P、Q两质点的周期相等,故A错误;
B.根据
由于P质点的半径大于Q质点的半径,则P质点的线速度大于Q质点的线速度,所以相同时间内,P通过的路程比Q的大,故B正确;
C.由于P、Q两质点的周期相等,在一个周期内P、Q两质点通过的位移均为0,故C正确;
D.向心加速度的方向指向圆心,所以同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相反,故D错误。
故选BC。
6. 如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力随时间变化的图像如图所示,则( )
A. 此运动过程,小球的机械能不守恒
B. 时刻小球动能最大
C. 这段时间内,小球的动能先增加后减少
D. 这段时间内,小球的动能先减小后增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.此运动过程,弹簧对小球做功,则小球的机械能不守恒,故A正确;
BC.这段时间内,弹簧处于开始压缩到达到最大压缩量的过程,根据牛顿第二定律,可知小球受到的弹力开始时小于重力,再等于重力,后来大于重力,所以小球的动能先增大,后减小,在时刻小球的动能是,故B错误,C正确;
D.这段时间内,小球的弹力从最大开始减小,说明小球从最低点上升,小球受到的弹力开始时大于重力,小球向上做加速运动,后来小于重力,小球做减速运动,所以小球的动能先增大,后减小,故D错误。
故选AC。
7. 如图所示,同种材料制成的粗糙斜面AB和AC高度相同,以底端BC所在水平直线为x轴,顶端A在x轴上的投影O为原点建立坐标系。同一物体在顶端A分别沿斜面AB和AC由静止下滑到底端,若规定x轴所在的水平面为零势能面,则物体在两斜面上运动过程中动能、重力势能、机械能E、产生的热量Q随物体在x轴上投影位置坐标x的变化关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】D.物体在斜面AB、AC上下滑过程中克服摩擦力所做的功
根据功能关系可知物体在斜面上运动产生的热量等于克服摩擦力所做的功
结合几何关系知物体沿两个斜面运动图像的斜率是相等的,水平位移大则产生的热量多。D正确;
A.设斜面倾角为θ,水平位移为x时,重力做的功为,克服摩擦力所做的功与x的关系为,根据动能定理
所以沿AB轨道下滑时图像斜率大,到达斜面底端时摩擦力做功较小,动能较大,A错误;
B.规定x轴所在的水平面为零势能面,则下滑过程中的重力势能为
沿AB轨道下滑时图像斜率大,初末状态的重力势能是相等的,B正确;
C.根据功能关系,机械能与x的关系为
结合几何关系知沿两个轨道下滑时图像的斜率应该是相等的,C错误。
故选BD。
8. 如图所示,AB是倾角为30°的光滑斜坡,劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上,另一端与质量为M=0.5kg的薄木板P相连,质量为m1=1.5kg的小球Q紧靠在木板P上。现用一沿斜面向下、大小F=50N的力作用在Q上使Q静止在斜坡上的C处。撤去外力F后,Q沿斜坡上升刚好能到达顶端B处。已知弹簧弹性势能的表达式为EP=kx2,其中x为弹簧的形变量,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。( )
A. 开始静止时,弹簧的压缩量为0.3m
B. 小球Q到达最大速度时,弹簧处于原长
C. 小球Q到达最大速度为
D. C,B两点间的距离为0.9m
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设开始静止时弹簧的压缩量为,根据平衡条件有
解得,故A正确;
BC.撤去外力F后,对PQ整体分析,在向上运动过程中,当加速度为零时,整体到达最大速度,根据受力分析,可得
解得
此时弹簧处于压缩状态;
根据能量守恒有
解得,故BC错误;
D.弹簧恢复为原长时,P、Q分离,设分离时的速度为,根据能量守恒有
P、Q分离后Q继续上滑的距离为,根据能量守恒有
联立解得
即此时弹簧伸长,所以C,B两点间的距离为,故D正确。
故选AD。
三、填空题:本题共3小题,每小题3分,总共9分。
9. 如图所示,一质量为的小球,重力加速度为,用长为的轻绳悬挂于点。第一次小球在水平拉力作用下,从平衡位置点缓慢地移到点,此时绳与竖直方向夹角为,在这个过程中水平拉力做功为______;第二次小球在水平恒力作用下,从点移到点,水平恒力做功为__________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]从平衡位置点缓慢地移到点,由动能定理
可得在这个过程中水平拉力做功为
[2]小球在水平恒力作用下,从点移到点,水平恒力做功为
10. 如图,水平地面上以速度做匀速直线运动的汽车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体。某一时刻绳子与水平方向的夹角为,则此时物体的速度_________在汽车做匀速直线运动的过程中,物体做________运动(选填“加速”或“减速”或“匀速”)。
【答案】 ①. ②. 加速
【解析】
【详解】[1]将沿绳子方向和垂直于绳方向正交分解,等于沿绳方向的分速度,即
[2]汽车以 做匀速直线运动的过程,减小,则增大,所以增大,故物体做加速运动。
11. 某款新能源微型汽车质量为,额定功率为,在水平公路上行驶时所受阻力恒为。当汽车以额定功率启动,随着车速增大,牵引力将_______(选填“增大”、“减小”、“不变”),汽车能达到的最大速度_______。
【答案】 ①. 减小 ②. 30
【解析】
【详解】[1]当汽车以额定功率启动,根据
可知随着车速增大,牵引力将减小;
[2]当牵引力等于阻力时,汽车的速度达到最大,则有
四、实验题:第12题5分,第13题7分,共12分。
12. 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落,下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2,光电计时器记录下小球通过光电门的时间、,已知当地的重力加速度为g。
(1)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量___________(填选项序号)。
A. 小球的质量
B. 光电门1和光电门2之间的距离
C. 小球从光电门1到光电门2下落的时间
(2)保持光电门1位置不变,上下调节光电门2,多次实验记录多组数据,作出随变化的图像如图3所示,如果不考虑空气阻力,若该图线的斜率___________,就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
(3)考虑到实际存在空气阻力,设小球在下落过程中平均阻力大小为,根据实际数据绘出的随变化的图像的斜率为,则实验过程中所受的平均阻力与小球重力的比值___________(用、表示)。
【答案】(1)B (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.验证机械能守恒定律,则满足
则
可知小球的质量m不需要测量,故A错误;
B.光电门1和光电门2之间的距离h需要测量,故B正确;
C.小球从光电门1到光电门2下落的时间t不需要测量,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
小球通过光电门1时的瞬时速度可近似等于平均速度,则有
由,可得
由此可知,若验证小球下落过程中机械能守恒,则该图线的斜率
【小问3详解】
设小球在下落过程中平均阻力大小为f,由牛顿第二定律可得
解得
则
13. 某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律,实验装置放置在水平桌面上,底板上的标尺可以测得水平位移。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中不合理的有___________。
A. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平 B. 斜槽轨道必须光滑
C. 应选择质量较大,体积较小的小球 D. 每次小球应从同一高度由静止释放
(2)若某次实验时,小球抛出点距底板的高度为,水平位移为,重力加速度为,则小球的平抛初速度为___________用、、表示。
(3)如图乙所示,用一张印有小方格的纸记录轨迹,以点为坐标原点,当地重力加速度取,小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的、、、所示,则小球平抛的初速度____________________m/s,小球抛出点的坐标为___________。取。
【答案】(1)B (2)
(3) ①. 2 ②.
【解析】
【小问1详解】
轨道末端应水平,从而保证小球做平抛运动,但不必光滑;应选择质量较大,体积较小的小球,减少空气阻力影响;小球应从同一高度由静止释放,释放位置不能太高或太低,故ACD正确,B错误。
此题选择不合理的,故选B。
【小问2详解】
竖直方向有
水平方向有
联立解得
【小问3详解】
[1]竖直方向由,得
则水平速度
[2]B点的竖直速度,可得
根据,,联立解得
故抛出点坐标为。
五、解答题:本题共3小题,共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案不得分,有数值计算的题,答案应明确写出数值和单位。
14. 2025年哈尔滨亚洲冬季运动会是继北京冬奥会后中国举办的又一重大国际综合性冰雪盛会。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一,跳台滑雪赛道如图甲所示,其简化图如图乙所示,跳台滑雪赛道由光凊助滑道、着陆坡、减速停止区三部分组成,助滑道高度差。比赛中运动员从点由静止下滑,运动到点后水平飞出,落在着陆坡的点,着陆坡的倾角,重力加速度大小,忽略空气阻力影响,求:
(1)运动员从点水平飞出的速度大小;
(2)运动员从点飞出后离斜面最远时的速度大小;
(3)运动员从点飞出后离斜面最远的距离和此过程中沿斜面方向的距离。
【答案】(1)20m/s
(2)25m/s (3)9m,30.75m
【解析】
【小问1详解】
运动员从A到B的过程,由机械能守恒定律
得m/s
【小问2详解】
运动员在离斜面最远时速度方向与斜面平行,则有
得m/s
【小问3详解】
将运动员的运动分解为垂直于斜面的匀变速直线运动和平行于斜面的匀加速直线运动。
垂直于斜面方向有
得m
到最高点时运动时间s
平行于斜面方向有
得m
15. 如图所示,AB为倾角θ=37°的斜面轨道,其中轨道的AC部分光滑,CB部分粗糙,BP部分为圆心角θ2=143°、半径R=0.5m的竖直光滑圆弧形轨道,两轨道相切于B点,O点为圆弧的圆心,P、O两点在同一竖直线上,轻弹簧一端固定在A点,另一端自由伸长至斜面上C点处,现将一质量m=1kg的小物块(可视为质点)在B点以沿斜面向下v0=3m/s初速度射出,物块沿斜面向下运动,当物块压缩弹簧到D点时速度恰好为零。已知斜面B、C两点间距x1=1m,C、D两点间距x2=0.1m,小物块与斜面BC部分间的动摩擦因数μ=0.25,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)弹簧被压缩到D点时的弹性势能Ep;
(2)小物块再次回到B点时对轨道的压力;
(3)若改变小物块在B点沿斜面向下的初速度v0,要使小物块在轨道上运动的过程中不脱离轨道,则v0的取值范围为多少?
【答案】(1);(2)10N;(3)或
【解析】
【详解】(1)物块从B到D的过程,由能量守恒定律可知
解得
(2)物体从B再次回到B的过程,由动能定理可知
由牛顿第二定律可知
解得
由牛顿第三定律可知,物体对轨道压力为10N。
(3)若物块由弹簧反弹上升到与O等高点时的初速度为零,从将物块从B点射出到运动到与O点等高点整个过程。由能量守恒可知
解得
若小物体返回后恰能到达P点
从将物块从B点射出到运动到P点整个过程应用动能定理
解得
要使小物块在轨道上运动过程中不脱离轨道,的取值范围为或。
16. 如图所示,传送带逆时针方向转动,速度大小为,传送带长度为,将质量为小物块(可视为质点)无初速度放到传送带的最右端,小物块与传送带间的动摩擦因数为,小物块离开传送带后从光滑平台上的A点水平拋出,到达C点时恰好沿切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的两个完全相同的长木板1、2,长木板与圆弧轨道末端切线相平。长木板长度均为,质量均为,圆弧轨道的半径为,半径OC与竖直方向的夹角,小物块与长木板间的动摩擦因数为,长木板与地面间的动摩擦因数,(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)不计空气阻力,求;
(1)小物块到达C点时的速度大小;
(2)若小物块滑上长木板1时,长木板不动,而滑上长木板2时,长木板2开始滑动,则小物块与长木板间的动摩擦因数需要满足什么关系;
(3)若,滑上长木板后小物块与两个长木板间摩擦产热。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小物块在传送带上,根据牛顿第二定律
解得
假设小物块在传送带上一直加速,则根据速度位移公式
解得
所以,假设成立。小物块由A到C做平抛运动,则在C点的速度大小为
(2)小物块滑上木板时,对木板的摩擦力为
小物块滑上长木板1时,长木板的最大静摩擦力为
小物块滑上长木板2时,长木板的最大静摩擦力为
又因为,小物块滑上长木板1时,长木板不动,而滑上长木板2时,长木板2开始滑动,则
解得
小物块从C点到D点过程,根据动能定理
解得
小物块在长木板上,根据牛顿第二定律
为保证小物块滑到长木板2,则
代入数据,解得
所以,小物块与长木板间的动摩擦因数需要满足
(3)若,则小物块滑上长木板1时,长木板不动,而滑上长木板2时,长木板2开始滑动。小物块在长木板1上滑动时,产生的热量为
小物块在长木板上,根据牛顿第二定律
解得
小物块滑离长木板1时的速度大小为,根据速度位移公式
解得
小物块滑上长木板2时,对长木板2,根据牛顿第二定律
解得
小物块滑上长木板2后,小物块继续做匀减速直线运动,长木板2做匀加速直线运动,共速后一起减速到静止,则小物块滑上长木板2后到共速过程
解得
此过程,小物块的位移为
长木板2的位移为
相对位移为
则,此过程中小物块与长木板间摩擦产热为
所以,滑上长木板后小物块与两个长木板间摩擦产热为
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2025-2026学年度南安一中高一下学期期中考
物理科试卷
考试范围:必修2第1章到第3章;考试时间:75分钟;
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。
一、单选题:本题共4个小题,每小题4分,共16分。每小题四个选项中只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于课本中相关案例的说法正确的是( )
A. 图1所示的演示实验中,若用玻璃球进行实验,同样可以看到小球靠近磁体做曲线运动
B. 图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图,这里运用了“极限”的思想方法
C. 图3所示的演示实验中,可以得出小球平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,水平分运动是匀速直线运动的结论
D. 图4所示为“感受向心力”活动,保持小球质量及绳长(圆周运动半径)不变,当增大小球转速时会感到拉力亦增大,这说明“向心力与转速成正比”
2. 如图所示,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软线连接,跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的5倍。当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放,A下落到地面时不再弹起,(不计空气阻力)则B上升的最大高度是( )
A. 2R B. C. D.
3. 从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h在3m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示.重力加速度取10m/s2.该物体的质量为
A. 2kg B. 1.5kg C. 1kg D. 0.5kg
4. 两个质量均为m和m的小木块a和可视为质点放在水平圆盘上,a与转轴的距离为L,b与转轴的距离为2L,a、b之间用长为L的强度足够大的轻绳相连,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,开始时轻绳刚好伸直但无张力,用表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )
A. a比b先达到最大静摩擦力
B. a、b所受的摩擦力始终相等
C. 是b开始滑动的临界角速度
D. 当时,a所受摩擦力的大小为
二、双选题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题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,选错的得0分。
5. 陶瓷是中华瑰宝,是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯,如图(a)所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上,用刀旋削,使坯体厚度适当,表里光洁。对应的简化模型如图(b)所示,粗坯的对称轴与转台转轴OO′重合。当转台转速恒定时,关于粗坯上P、Q两质点,下列说法正确的是( )
A. P的周期比Q的大
B. 相同时间内,P通过的路程比Q的大
C. 一个周期内内P通过的位移大小与Q的相同
D. 同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相同
6. 如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力随时间变化的图像如图所示,则( )
A. 此运动过程,小球的机械能不守恒
B. 时刻小球动能最大
C. 这段时间内,小球的动能先增加后减少
D. 这段时间内,小球的动能先减小后增大
7. 如图所示,同种材料制成的粗糙斜面AB和AC高度相同,以底端BC所在水平直线为x轴,顶端A在x轴上的投影O为原点建立坐标系。同一物体在顶端A分别沿斜面AB和AC由静止下滑到底端,若规定x轴所在的水平面为零势能面,则物体在两斜面上运动过程中动能、重力势能、机械能E、产生的热量Q随物体在x轴上投影位置坐标x的变化关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,AB是倾角为30°的光滑斜坡,劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上,另一端与质量为M=0.5kg的薄木板P相连,质量为m1=1.5kg的小球Q紧靠在木板P上。现用一沿斜面向下、大小F=50N的力作用在Q上使Q静止在斜坡上的C处。撤去外力F后,Q沿斜坡上升刚好能到达顶端B处。已知弹簧弹性势能的表达式为EP=kx2,其中x为弹簧的形变量,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。( )
A. 开始静止时,弹簧的压缩量为0.3m
B. 小球Q到达最大速度时,弹簧处于原长
C. 小球Q到达最大速度为
D. C,B两点间的距离为0.9m
三、填空题:本题共3小题,每小题3分,总共9分。
9. 如图所示,一质量为的小球,重力加速度为,用长为的轻绳悬挂于点。第一次小球在水平拉力作用下,从平衡位置点缓慢地移到点,此时绳与竖直方向夹角为,在这个过程中水平拉力做功为______;第二次小球在水平恒力作用下,从点移到点,水平恒力做功为__________。
10. 如图,水平地面上以速度做匀速直线运动的汽车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体。某一时刻绳子与水平方向的夹角为,则此时物体的速度_________在汽车做匀速直线运动的过程中,物体做________运动(选填“加速”或“减速”或“匀速”)。
11. 某款新能源微型汽车质量为,额定功率为,在水平公路上行驶时所受阻力恒为。当汽车以额定功率启动,随着车速增大,牵引力将_______(选填“增大”、“减小”、“不变”),汽车能达到的最大速度_______。
四、实验题:第12题5分,第13题7分,共12分。
12. 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落,下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2,光电计时器记录下小球通过光电门的时间、,已知当地的重力加速度为g。
(1)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量___________(填选项序号)。
A. 小球的质量
B. 光电门1和光电门2之间的距离
C. 小球从光电门1到光电门2下落的时间
(2)保持光电门1位置不变,上下调节光电门2,多次实验记录多组数据,作出随变化的图像如图3所示,如果不考虑空气阻力,若该图线的斜率___________,就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
(3)考虑到实际存在空气阻力,设小球在下落过程中平均阻力大小为,根据实际数据绘出的随变化的图像的斜率为,则实验过程中所受的平均阻力与小球重力的比值___________(用、表示)。
13. 某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律,实验装置放置在水平桌面上,底板上的标尺可以测得水平位移。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中不合理的有___________。
A. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平 B. 斜槽轨道必须光滑
C. 应选择质量较大,体积较小的小球 D. 每次小球应从同一高度由静止释放
(2)若某次实验时,小球抛出点距底板的高度为,水平位移为,重力加速度为,则小球的平抛初速度为___________用、、表示。
(3)如图乙所示,用一张印有小方格的纸记录轨迹,以点为坐标原点,当地重力加速度取,小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的、、、所示,则小球平抛的初速度____________________m/s,小球抛出点的坐标为___________。取。
五、解答题:本题共3小题,共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案不得分,有数值计算的题,答案应明确写出数值和单位。
14. 2025年哈尔滨亚洲冬季运动会是继北京冬奥会后中国举办的又一重大国际综合性冰雪盛会。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一,跳台滑雪赛道如图甲所示,其简化图如图乙所示,跳台滑雪赛道由光凊助滑道、着陆坡、减速停止区三部分组成,助滑道高度差。比赛中运动员从点由静止下滑,运动到点后水平飞出,落在着陆坡的点,着陆坡的倾角,重力加速度大小,忽略空气阻力影响,求:
(1)运动员从点水平飞出的速度大小;
(2)运动员从点飞出后离斜面最远时的速度大小;
(3)运动员从点飞出后离斜面最远的距离和此过程中沿斜面方向的距离。
15. 如图所示,AB为倾角θ=37°的斜面轨道,其中轨道的AC部分光滑,CB部分粗糙,BP部分为圆心角θ2=143°、半径R=0.5m的竖直光滑圆弧形轨道,两轨道相切于B点,O点为圆弧的圆心,P、O两点在同一竖直线上,轻弹簧一端固定在A点,另一端自由伸长至斜面上C点处,现将一质量m=1kg的小物块(可视为质点)在B点以沿斜面向下v0=3m/s初速度射出,物块沿斜面向下运动,当物块压缩弹簧到D点时速度恰好为零。已知斜面B、C两点间距x1=1m,C、D两点间距x2=0.1m,小物块与斜面BC部分间的动摩擦因数μ=0.25,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)弹簧被压缩到D点时的弹性势能Ep;
(2)小物块再次回到B点时对轨道的压力;
(3)若改变小物块在B点沿斜面向下的初速度v0,要使小物块在轨道上运动的过程中不脱离轨道,则v0的取值范围为多少?
16. 如图所示,传送带逆时针方向转动,速度大小为,传送带长度为,将质量为小物块(可视为质点)无初速度放到传送带的最右端,小物块与传送带间的动摩擦因数为,小物块离开传送带后从光滑平台上的A点水平拋出,到达C点时恰好沿切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的两个完全相同的长木板1、2,长木板与圆弧轨道末端切线相平。长木板长度均为,质量均为,圆弧轨道的半径为,半径OC与竖直方向的夹角,小物块与长木板间的动摩擦因数为,长木板与地面间的动摩擦因数,(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)不计空气阻力,求;
(1)小物块到达C点时的速度大小;
(2)若小物块滑上长木板1时,长木板不动,而滑上长木板2时,长木板2开始滑动,则小物块与长木板间的动摩擦因数需要满足什么关系;
(3)若,滑上长木板后小物块与两个长木板间摩擦产热。
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