精品解析：福建莆田第五中学2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷

莆田五中2025-2026学年度下学期期中考考试试卷 高一 物理 本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 功是标量 B. 物体做匀速圆周运动时，合力为零 C. 卡文迪许提出万有引力定律 D. 功率的单位是J 2. 如图为太阳系部分行星绕太阳运行的圆轨道示意图，水星、金星、地球、火星、木星、土星均绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供行星做圆周运动的向心力。下列说法正确的是（　　） A. 水星的公转轨道半径最小，其绕太阳运行的周期最长。 B. 地球绕太阳运行的公转角速度大于金星绕太阳运行的公转角速度。 C. 地球的第一宇宙速度大小为7.9km/s，它是人造地球卫星的最小发射速度。 D. 土星的公转轨道半径最大，其绕太阳运行的线速度最大。 3. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是（　　） A. h越高，摩托车对侧壁的压力越大 B. h越高，摩托车做圆周运动的加速度越小 C. h越高，摩托车做圆周运动的周期越大 D. h越高，摩托车做圆周运动的线速度越小 4. 2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场，舞者巧借威亚展现别样东方美，寓意鱼跃龙门好运连连。如图所示，图甲为吊威亚表演者的照片，图乙为其简化示意图，工作人员A以速度v沿直线水平向左匀速拉轻绳，表演者B在空中升起，则在此过程中（　　） A. 工作人员A对地面的压力大小等于其重力大小 B. 工作人员A受到地面的摩擦力水平向右 C. 表演者B处于超重状态 D. 经过图示位置时，A与B的速度大小之比为 二、双项选择题:本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，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，某同学正在练习投篮，虚线ABC为篮球在空中的运动轨迹，B点为轨迹最高点，C点在篮筐的中心，忽略空气的阻力，关于该过程下列说法正确的是（　　） A. 篮球的加速度是恒定的 B. 篮球的速度是变化的 C. 相同时间内篮球速度变化量不相等 D. 篮球在B点速度为零 6. 某同学课余时间做了一个“纸帽能弹多高”的小实验，其简化图如图所示，用硬卡纸做成质量为的小纸帽，小纸帽静止在弹簧上端时，弹簧的压缩量为。现缓慢往下压小纸帽，使得弹簧的压缩量变为，然后迅速放开小纸帽，小纸帽恰好能运动到弹簧处于原长位置处。不计空气阻力，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 小纸帽上升的过程中机械能先增大后减小 B. 小纸帽上升的过程中动能先增大后减小 C. 弹簧的压缩量为时的弹性势能为 D. 弹簧的压缩量为时的弹性势能为 7. 宇宙中有孤立的两颗恒星甲、乙，二者密度相同，表面的重力加速度之比为。忽略其他天体的影响和星球的自转，则（　　） A. 两星球半径之比为 B. 两星球半径之比为 C. 两星球第一宇宙速度之比为 D. 两星球第一宇宙速度之比为 8. 如图甲所示，两个完全相同的物块A和B（均可视为质点）放在水平圆盘上，它们分居圆心两侧，用不可伸长的轻绳相连，两物块质量均为2 kg。与圆心距离分别为RA和RB，其中且。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘以不同角速度ω绕轴OO′匀速转动时，绳中弹力FT与ω2的关系如图乙所示，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 物块与圆盘间的动摩擦因数 B. 物块B与圆心距离 C. A、B均相对圆盘静止，当角速度为某一值时，圆盘对A的摩擦力可能为0 D. 当角速度为时，A恰好要相对圆盘发生滑动 三、填空题：本大题共3小题，共8分 9. 地球绕太阳公转的轨迹实际上是一个椭圆，如图所示，和是椭圆轨道的两个焦点，O是椭圆的中心。 （1）若太阳位于位置，则地球在A点的速率______B点的速率（选填“<”、“>”或“=”）； （2）地球分别经过A、B附近时，与太阳的连线在单位时间内扫描过的面积分别为、，则______（选填“<”、“>”或“=”）； （3）地球绕太阳公转与月亮绕地球公转相比，它们轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比是否相等呢？答案是______（选填“是”或“否”）。 10. 一无人机在0~4s内的飞行过程中，其水平方向分速度vx与时间t的关系图像如图甲所示，竖直方向分速度vy与时间t的关系图像如图乙所示。则0~2s内，无人机做__________（选填“直线”或“曲线”）运动；当t=3s时，无人机的速度大小为________m/s。 11. 如图所示，普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置等组成。车轮有大车轮和小车轮，大车轮上固定有手轮圈，手轮圈由患者直接推动。已知大车轮、手轮圈、小车轮的半径之比为，假设轮椅在地面上做直线运动，手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，则大车轮边缘的点与小车轮边缘的点的线速度之比为______；大车轮与小车轮的角速度之比为______；大车轮与手轮圈的向心加速度之比为______。 四、实验题：本大题共2小题，共14分 12. 在“探究平抛运动的特点”实验中，某老师做了如图（a）、图（b）所示两个演示实验：图（a）中用小锤打击弹性金属片，A球被水平抛出的同时B球被松开并自由下落；图（b）中两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，N轨道的末端与光滑水平地面相切。两个完全相同的小钢球P、Q以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出。 （1）关于图（a）、图（b）这两个实验，下列说法正确的是________（多选）。 A. 图（a）实验只能探究平抛运动水平分运动的特点 B. 图（a）实验中需改变敲击的力度，多次重复实验 C. 图（b）实验能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点 D. 图（b）实验多次实验观察到P落地时与Q相遇，说明P球平抛运动时在水平方向上做匀速直线运动 （2）为了进一步探究平抛运动，某同学用如图（c）所示的装置进行实验，下列操作中，必要的是________（多选）。 A. 实验所用斜槽应尽量光滑 B. 通过调节使木板保持竖直 C. 通过调节使斜槽末端保持水平 D. 每次需要从不同位置静止释放小球 （3）如图（d）所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度5cm。据图分析，小球从抛出到运动至B点时，已经在空中飞行的时间为________s（重力加速度大小，计算结果保留一位小数）。 13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中 （1）下列操作正确的是________ A. B. C. （2）如图是实验中获得的一条纸带，其中为打点计时器打下的第一个点，并测得下落高度如图所示。已知重物质量为，打点周期为，重力加速度为，则打下“D”点时，重锤下落的速度大小________，重锤从O点下落到D点的重力势能减少量________（用图中所给字母及、、表示） （3）实验中某同学的实验数据结果显示：重物动能的增加量大于重力势能的减少量，则可能的原因________（多选） A. 空气对重物有阻力和打点计时器对纸带有阻力 B. 利用公式计算重物速度 C. 未静止释放，O点有初速度 D. 电压的频率小于50Hz 五、解答题（本题共3小题，第14题10分，第15题12分，第16题16分，共40分。解写出必要的文字说明、公式和步骤，只写最后答案的不给分） 14. 在“天问一号”火星探测器在登陆火星前，天问一号”在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探测器的引力作用，求： （1）探测器绕火星做匀速圆周运动的半径r和线速度大小v； （2）火星的质量M； 15. 如图所示，从离地面高处的点沿水平方向抛出一个质量的物体，物体恰好无碰撞地沿圆弧切线从点进入竖直光滑圆弧轨道。、为圆弧的两端点，且在同一水平线上，圆弧半径，轨道最低点为，圆弧对应的圆心角，物体离开点后恰好能无碰撞地沿缓冲斜坡滑至点，并自动锁定。已知物体与缓冲斜坡间的动摩擦因数，取，，，求： （1）物体到达点时的速度大小； （2）在点物体对圆弧轨道的压力； （3）缓冲斜坡上、间的距离。 16. 如图所示，电动机带动水平传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带左端点A与光滑水平面PA平滑连接，右端点B与长为的粗糙水平面BC平滑连接，A、B间距。一轻质弹簧原长小于光滑平台PA的长度，其左端固定，右端与质量可看作质点的物块相接触（不拴接），物块压缩轻质弹簧而处于静止状态。已知物块与传送带及水平面BC间的动摩擦因数均为，在C点右侧有一光滑竖直半圆弧轨道与BC相切且平滑连接。当弹簧储存的弹性势能全部释放时，物块恰能滑到与圆心等高的E点。不计空气阻力，重力加速度大小，求： （1）物块被弹簧弹出时的速度大小和光滑竖直半圆弧的轨道直径； （2）若传送带的速度大小可调，物块恰好到达最高点F点抛出后，求落在水平面上的位置到C点的距离。 （3）若传送带的速度大小可调，欲使物块能恰好到达最高点F点，求传送带速度的大小。（计算结果保留根式） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田五中2025-2026学年度下学期期中考考试试卷 高一 物理 本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 功是标量 B. 物体做匀速圆周运动时，合力为零 C. 卡文迪许提出万有引力定律 D. 功率的单位是J 【答案】A 【解析】 【详解】A．功只有大小没有方向，正负表示是动力做功还是阻力做功，属于标量，故A正确； B．匀速圆周运动的物体存在向心加速度，合力提供向心力，合力不为零，故B错误； C．牛顿提出万有引力定律，卡文迪许首次测出了引力常量，故C错误； D．焦耳（J）是功的单位，功率的单位是瓦特（W），故D错误。 故选A。 2. 如图为太阳系部分行星绕太阳运行的圆轨道示意图，水星、金星、地球、火星、木星、土星均绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供行星做圆周运动的向心力。下列说法正确的是（　　） A. 水星的公转轨道半径最小，其绕太阳运行的周期最长。 B. 地球绕太阳运行的公转角速度大于金星绕太阳运行的公转角速度。 C. 地球的第一宇宙速度大小为7.9km/s，它是人造地球卫星的最小发射速度。 D. 土星的公转轨道半径最大，其绕太阳运行的线速度最大。 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律可知 可知，水星的公转轨道半径最小，其绕太阳运行的周期最短，故A错误； B．由题可知，万有引力提供行星圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得 解得 可知，由于地球绕太阳的公转半径大于金星绕太阳的公转半径，因此地球绕太阳运行的公转角速度小于金星绕太阳运行的公转角速度，故B错误； C．地球的第一宇宙速度大小为7.9km/s，它是人造地球卫星的最小发射速度，故C正确； D．由题可知，万有引力提供行星圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得 解得 可知，土星的公转轨道半径最大，其绕太阳运行的线速度最小，故D错误。 故选C。 3. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是（　　） A. h越高，摩托车对侧壁的压力越大 B. h越高，摩托车做圆周运动的加速度越小 C. h越高，摩托车做圆周运动的周期越大 D. h越高，摩托车做圆周运动的线速度越小 【答案】C 【解析】 【详解】摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力，如图所示 侧壁对摩托车的支持力为 根据牛顿第二定律可得 解得 ，， 可知h越高，不变，越大，则摩托车对侧壁的压力不变，摩托车做圆周运动的加速度不变，摩托车做圆周运动的周期越大，摩托车做圆周运动的线速度越大。 故选C。 4. 2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场，舞者巧借威亚展现别样东方美，寓意鱼跃龙门好运连连。如图所示，图甲为吊威亚表演者的照片，图乙为其简化示意图，工作人员A以速度v沿直线水平向左匀速拉轻绳，表演者B在空中升起，则在此过程中（　　） A. 工作人员A对地面的压力大小等于其重力大小 B. 工作人员A受到地面的摩擦力水平向右 C. 表演者B处于超重状态 D. 经过图示位置时，A与B的速度大小之比为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．A匀速运动，根据平衡条件可得竖直方向上 故支持力小于重力，根据牛顿第三定律可知工作人员A对地面的压力大小小于其重力大小，水平方向上 则工作人员A受到地面的摩擦力水平向左，故AB错误； D．根据沿绳方向速度大小相等可知 当时，A与B的速度大小之比为，故D错误； C．工作人员A以速度v沿直线水平向左匀速拉轻绳，角变小，则变大，即B向上做加速运动，加速度向上，处于超重状态，故AB错误，C正确。 故选C。 二、双项选择题:本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，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，某同学正在练习投篮，虚线ABC为篮球在空中的运动轨迹，B点为轨迹最高点，C点在篮筐的中心，忽略空气的阻力，关于该过程下列说法正确的是（　　） A. 篮球的加速度是恒定的 B. 篮球的速度是变化的 C. 相同时间内篮球速度变化量不相等 D. 篮球在B点速度为零 【答案】AB 【解析】 【详解】AC．篮球在空中运动过程中只受到重力，加速度不变始终等于重力加速度，相等时间内速度的变化量相同，故A正确，C错误； B．篮球做曲线运动，篮球在运动过程中，速度的大小和方向不断变化，故B正确； D．篮球在最高点的速度是水平的，不为零，故D错误。 故选AB。 6. 某同学课余时间做了一个“纸帽能弹多高”的小实验，其简化图如图所示，用硬卡纸做成质量为的小纸帽，小纸帽静止在弹簧上端时，弹簧的压缩量为。现缓慢往下压小纸帽，使得弹簧的压缩量变为，然后迅速放开小纸帽，小纸帽恰好能运动到弹簧处于原长位置处。不计空气阻力，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 小纸帽上升的过程中机械能先增大后减小 B. 小纸帽上升的过程中动能先增大后减小 C. 弹簧的压缩量为时的弹性势能为 D. 弹簧的压缩量为时的弹性势能为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小纸帽上升过程中弹簧的弹力一直对小纸帽做正功，小纸帽的机械能一直增大，故A错误； B．小纸帽上升过程的速度先增大后减小，动能先增大后减小，故B正确； CD．小纸帽从最低点运动到最高点，根据动能定理有 又 解得 故正确，D错误。 故选BC。 7. 宇宙中有孤立的两颗恒星甲、乙，二者密度相同，表面的重力加速度之比为。忽略其他天体的影响和星球的自转，则（　　） A. 两星球半径之比为 B. 两星球半径之比为 C. 两星球第一宇宙速度之比为 D. 两星球第一宇宙速度之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．忽略星球的自转，在星球表面，万有引力等于重力，即 解得 由于二者密度相同，所以，故A错误，B正确； CD．第一宇宙速度为物体贴着星球表面绕星球做匀速圆周运动的线速度，万有引力等于向心力得 解得 由于二者密度相同，所以，故C正确，D错误。 故选BC。 8. 如图甲所示，两个完全相同的物块A和B（均可视为质点）放在水平圆盘上，它们分居圆心两侧，用不可伸长的轻绳相连，两物块质量均为2 kg。与圆心距离分别为RA和RB，其中且。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘以不同角速度ω绕轴OO′匀速转动时，绳中弹力FT与ω2的关系如图乙所示，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 物块与圆盘间的动摩擦因数 B. 物块B与圆心距离 C. A、B均相对圆盘静止，当角速度为某一值时，圆盘对A的摩擦力可能为0 D. 当角速度为时，A恰好要相对圆盘发生滑动 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．角速度较小时，物块各自受到的静摩擦力f充当向心力，绳中无拉力。根据牛顿第二定律得 因为，所以物块B与圆盘间的静摩擦力先达到最大值，随着角速度增大，轻绳出现拉力，拉力和最大静摩擦力的合力充当向心力。对物块B分析 整理得 则根据图像中斜率和截距的数据可得 联立解得，故A正确B错误； C．对A，由牛顿第二定律得 当时，解得ω=1rad/s，故C正确； D．当A恰好要相对圆盘发生滑动时，其摩擦力为最大值且方向沿半径向外，对A分析有 此时对B分析有 联立解得，故D错误。 故选AC。 三、填空题：本大题共3小题，共8分 9. 地球绕太阳公转的轨迹实际上是一个椭圆，如图所示，和是椭圆轨道的两个焦点，O是椭圆的中心。 （1）若太阳位于位置，则地球在A点的速率______B点的速率（选填“<”、“>”或“=”）； （2）地球分别经过A、B附近时，与太阳的连线在单位时间内扫描过的面积分别为、，则______（选填“<”、“>”或“=”）； （3）地球绕太阳公转与月亮绕地球公转相比，它们轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比是否相等呢？答案是______（选填“是”或“否”）。 【答案】（1）＞ （2）= （3）否 【解析】 【小问1详解】 根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，且行星在近日点的速率大，远日点的速率小。则地球在A点的速率比在B点的速率大。 【小问2详解】 根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故。 【小问3详解】 根据开普勒第三定律，所有行星绕太阳运动的轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比是一个常量，这个常量与中心天体有关。地球绕太阳公转，中心天体是太阳；月亮绕地球公转，中心天体是地球。由于中心天体不同，所以它们轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比不相等，故填否。 10. 一无人机在0~4s内的飞行过程中，其水平方向分速度vx与时间t的关系图像如图甲所示，竖直方向分速度vy与时间t的关系图像如图乙所示。则0~2s内，无人机做__________（选填“直线”或“曲线”）运动；当t=3s时，无人机的速度大小为________m/s。 【答案】 ①. 曲线 ②. 【解析】 【详解】[1]由题图可知，0~2s内，无人机在水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向做匀速直线运动，则无人机的合运动为匀变速曲线运动； [2]由题图可知，t=3s时，vx=2m/s，vy=1m/s，则无人机的速度大小为 11. 如图所示，普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置等组成。车轮有大车轮和小车轮，大车轮上固定有手轮圈，手轮圈由患者直接推动。已知大车轮、手轮圈、小车轮的半径之比为，假设轮椅在地面上做直线运动，手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，则大车轮边缘的点与小车轮边缘的点的线速度之比为______；大车轮与小车轮的角速度之比为______；大车轮与手轮圈的向心加速度之比为______。 【答案】 ①. 1:1 ②. 1:9 ③. 9:8 【解析】 【详解】[1][2]由于手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，所以大车轮边缘的点与小车轮边缘的点的线速度之比为；根据，可知大车轮与小车轮的角速度之比为 [3]大车轮与手轮圈同轴转动，角速度相等，根据可知，大车轮与手轮圈的向心加速度之比为 四、实验题：本大题共2小题，共14分 12. 在“探究平抛运动的特点”实验中，某老师做了如图（a）、图（b）所示两个演示实验：图（a）中用小锤打击弹性金属片，A球被水平抛出的同时B球被松开并自由下落；图（b）中两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，N轨道的末端与光滑水平地面相切。两个完全相同的小钢球P、Q以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出。 （1）关于图（a）、图（b）这两个实验，下列说法正确的是________（多选）。 A. 图（a）实验只能探究平抛运动水平分运动的特点 B. 图（a）实验中需改变敲击的力度，多次重复实验 C. 图（b）实验能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点 D. 图（b）实验多次实验观察到P落地时与Q相遇，说明P球平抛运动时在水平方向上做匀速直线运动 （2）为了进一步探究平抛运动，某同学用如图（c）所示的装置进行实验，下列操作中，必要的是________（多选）。 A. 实验所用斜槽应尽量光滑 B. 通过调节使木板保持竖直 C. 通过调节使斜槽末端保持水平 D. 每次需要从不同位置静止释放小球 （3）如图（d）所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度5cm。据图分析，小球从抛出到运动至B点时，已经在空中飞行的时间为________s（重力加速度大小，计算结果保留一位小数）。 【答案】（1）BD （2）BC （3）0.2 【解析】 【小问1详解】 A．图（a）实验只能探究平抛运动竖直分运动的特点，故A错误； B．为避免偶然误差，图（a）实验中需改变敲击的力度，多次重复实验，故B正确； C．图（b）实验只能探究平抛运动水平分运动的特点，故C错误； D．图（b）实验多次实验观察到P落地时与Q相遇，说明P球平抛运动时在水平方向上做匀速直线运动，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 A．斜槽与小球之间的摩擦对小球做平抛运动的初速度有影响，但只要每次从同一位置静止释放小球，保证初速度相同即可，不需要使斜槽应尽量光滑，故A错误； B．通过调节使木板保持竖直，方便记录小球的运动轨迹，故B正确； C．通过调节使斜槽末端保持水平，这样才能保证小球做平抛运动，故C正确； D．每次应从同一位置静止释放小球，以保证小球每次平抛的初速度相同，故D错误。 故选BC。 【小问3详解】 由图可知，小球由A到B和由B到C的过程中，水平位移大小相等，由于小球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球由A到B和由B到C所用时间相同，设为。在竖直方向上，根据 从图中可知 解得 小球到B点时，竖直方向上的速度为 则小球到B点时，已经在空中飞行的时间为 13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中 （1）下列操作正确的是________ A. B. C. （2）如图是实验中获得的一条纸带，其中为打点计时器打下的第一个点，并测得下落高度如图所示。已知重物质量为，打点周期为，重力加速度为，则打下“D”点时，重锤下落的速度大小________，重锤从O点下落到D点的重力势能减少量________（用图中所给字母及、、表示） （3）实验中某同学的实验数据结果显示：重物动能的增加量大于重力势能的减少量，则可能的原因________（多选） A. 空气对重物有阻力和打点计时器对纸带有阻力 B. 利用公式计算重物速度 C. 未静止释放，O点有初速度 D. 电压的频率小于50Hz 【答案】（1）B （2） ①. ②. （3）CD 【解析】 【小问1详解】 在“验证机械能守恒定律”的实验中，重物应靠近打点计时器，且纸带应处于竖直状态，这样能减小摩擦阻力的影响。 故选B。 【小问2详解】 [1] 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，由于D点是C、E两点的中间时刻，所以打下“D”点时，重锤下落的速度大小为 [2] 重锤从O点下落到D点的过程中，重物下落的高度为，所以该过程重力势能的减少量为 【小问3详解】 A．由于空气对重物有阻力和打点计时器对纸带有阻力，重锤下落过程中需克服阻力做功，所以空气阻力和纸带阻力会使动能增加量小于重力势能的减少量，故A错误； B．利用公式计算重物速度，相当于默认了机械能守恒，再去验证机械能守恒，算出的结果应为重物动能的增加量等于重力势能的减少量，故B错误； C．如果开始释放时重物就有初速度，那么重物在O点就已经具备了一部分动能，下落过程中，除了重力势能转化的动能，还加上了初始的动能，所以最终测得的动能增加量就会大于重力势能的减少量，故C正确； D．电压频率小于50Hz，实际打点周期大于0.02s，而计算时用了这个偏小的周期，会使速度计算值偏大，所以最终测得的动能增加量就会大于重力势能的减少量，故D正确。 故选CD。 五、解答题（本题共3小题，第14题10分，第15题12分，第16题16分，共40分。解写出必要的文字说明、公式和步骤，只写最后答案的不给分） 14. 在“天问一号”火星探测器在登陆火星前，天问一号”在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探测器的引力作用，求： （1）探测器绕火星做匀速圆周运动的半径r和线速度大小v； （2）火星的质量M； 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 探测器绕火星做匀速圆周运动的半径 根据线速度与周期关系可得探测器绕火星做匀速圆周运动的线速度大小 【小问2详解】 根据万有引力提供向心力可得 解得火星的质量 15. 如图所示，从离地面高处的点沿水平方向抛出一个质量的物体，物体恰好无碰撞地沿圆弧切线从点进入竖直光滑圆弧轨道。、为圆弧的两端点，且在同一水平线上，圆弧半径，轨道最低点为，圆弧对应的圆心角，物体离开点后恰好能无碰撞地沿缓冲斜坡滑至点，并自动锁定。已知物体与缓冲斜坡间的动摩擦因数，取，，，求： （1）物体到达点时的速度大小； （2）在点物体对圆弧轨道的压力； （3）缓冲斜坡上、间的距离。 【答案】（1） （2） 方向竖直向下 （3） 【解析】 【小问1详解】 物体由点到点做平抛运动，在竖直方向上有 在点速度分解 联立解得 【小问2详解】 物体从点运动到点的过程中，根据机械能守恒定律有 根据牛顿第二定律有 联立解得 根据牛顿第三定律，在点物体对圆弧轨道的压力 方向竖直向下 【小问3详解】 圆弧光滑，由机械能守恒定律可得 物块沿斜面上滑时，加速度方向平行于斜面向下，有 由运动学公式 联立解得，缓冲斜坡上、两点之间的距离 16. 如图所示，电动机带动水平传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带左端点A与光滑水平面PA平滑连接，右端点B与长为的粗糙水平面BC平滑连接，A、B间距。一轻质弹簧原长小于光滑平台PA的长度，其左端固定，右端与质量可看作质点的物块相接触（不拴接），物块压缩轻质弹簧而处于静止状态。已知物块与传送带及水平面BC间的动摩擦因数均为，在C点右侧有一光滑竖直半圆弧轨道与BC相切且平滑连接。当弹簧储存的弹性势能全部释放时，物块恰能滑到与圆心等高的E点。不计空气阻力，重力加速度大小，求： （1）物块被弹簧弹出时的速度大小和光滑竖直半圆弧的轨道直径； （2）若传送带的速度大小可调，物块恰好到达最高点F点抛出后，求落在水平面上的位置到C点的距离。 （3）若传送带的速度大小可调，欲使物块能恰好到达最高点F点，求传送带速度的大小。（计算结果保留根式） 【答案】（1）， （2） （3）m/s 【解析】 【小问1详解】 物块被弹簧弹出，根据能量守恒，有 解得物块被弹簧弹出时的速度大小 若物块在传送带上一直加速，设经过传送带获得的速度为，有 根据牛顿第二定律，有 联立解得 所以，物块在传送带上先加速后匀速，经过传送带获得的速度为 从B到E，由动能定理得 解得光滑竖直半圆弧的轨道直径 【小问2详解】 物块恰好到达最高点F，有 又 抛出后做平抛运动，设从最高点下落到水平面的时间为t，则 水平位移大小 解得落在水平面上的位置到C点的距离为 【小问3详解】 设物块在B点的速度为时能恰好到达F点，从B到F点过程中由动能定理可知 解得传送带速度的大小 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $