精品解析：湖北鄂州高中2025-2026学年高一下学期5月阶段检测物理试题

2026年春季高一年级5月月考 物理试卷 考试时间：2026年5月26日上午10∶30—11∶45 一、单选题（每题4分、共28分） 1. 下列做圆周运动的物体，关于其受到的摩擦力说法正确的是（　　） A. 图甲中圆盘带着小物块做匀速圆周运动，二者相对静止，物块不受到摩擦力 B. 图乙中物块紧贴筒壁随圆筒一起做匀速圆周运动，角速度越大，摩擦力越大 C. 图丙中物块以相同的速率通过粗糙路面A点和B点，其受到的摩擦力大小相等 D. 图丁中汽车在与水平面夹角为的斜面赛道做圆周运动，可能受到沿斜面向上的摩擦力 2. 、两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，。当追上并发生碰撞后，、两球速度的可能值是（ ） A. B. C. D. 3. 如图，一半径为的半球形轨道竖直固定放置，图示为某一竖直截面，轨道两端等高；质量为的质点多次自轨道上等高的不同端点、、……（在图中统一标记为点）从静止开始滑下，滑到最低点时，对轨道的压力处在范围，重力加速度大小为。质点自滑到的过程中，摩擦力所做的功不可能为（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，有一段截面积为S的弯曲水管被固定在水平地面上，转弯处偏离原方向θ角。若管内水流速度大小为v，水的密度为ρ，管内壁光滑，则水流对转弯处冲击力的大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图（a）所示，一竖直放置的花洒出水孔分布在圆形区域内。打开花洒后，如图（b）所示，水流从出水孔水平向左射出。假设每个出水孔出水速度大小相同，从花洒中喷出的水落于水平地面（分别为最左、最右端两落点），不计空气阻力。落点区域俯视图的形状最可能的是（　　） A. B. C. D. 6. 将小球以初速度v0竖直向上抛出，经过一段时间小球又落回抛出点，速度大小为v，运动过程中小球所受空气阻力大小与小球速率成正比，小球在空中运动时间为t，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 回到抛出点速度v与初速度v0相等 B. t时间内空气阻力的冲量不为零 C. D. 7. 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，则下列说法不正确的是（ ） A. 内井绳对水桶的拉力逐渐减小 B. 电动机的输出功率 C. 内水桶上升的高度为 D. 当角速度时，水桶的加速度大小为 二、多选题（每题4分、共12分） 8. 如图甲所示为物理兴趣小组制作的水火箭（可视为质点），发射时在水火箭内高压空气压力作用下，水从水火箭尾部喷嘴向下高速喷出，水火箭受到反冲作用而快速上升。水火箭在上升至最高点后开始下落（火箭内水全部喷出），将其下落过程简化为如图乙所示，已知水火箭在下落过程中所受空气阻力与速度成正比，即为一常量，大小未知），从最高点下落高度时，速度达到，此后匀速下落，下落过程均在竖直方向，水火箭（不含水）质量为，重力加速度取。则下列说法正确的是（ ） A. B. 水火箭整个下落过程先失重后超重 C. 水火箭整个下落过程机械能一直减小 D. 水火箭从最高点下落高度的过程中，空气阻力做的功为60J 9. 如图所示，机械加工厂中将做好的质量为m的球形工件在高为H的左侧平台边缘处静止释放，工件沿光滑轨道滑入质量为3m的半圆形圆槽。圆槽可自由移动，圆槽最低点与地面高度差不计。圆槽与右侧平台接触时，小球刚好到达圆槽右侧最高点且相对圆槽速度为零被右侧平台上的人接住，右侧平台高度与圆槽圆心O点等高，不计一切摩擦和人的高度，小球可看作质点，重力加速度为g，则（　　） A. 小球到达右侧平台被接住时速度大小为 B. 小球到达右侧平台被接住时速度大小为 C. 右侧平台的高度为 D. 右侧平台的高度为 10. 电影《流浪地球》讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划，这首先需要使自转角速度大小为的地球停止自转，再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星（比邻星）。为了使地球停止自转，设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装台“喷气”发动机，如图所示（较大，图中只画出了4个）。假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为的推力，该推力可阻碍地球的自转。已知描述地球转动的动力学方程与描述质点运动的牛顿第二定律方程具有相似性，为，其中为外力的总力矩，即外力与对应力臂乘积的总和，其值为；为地球相对地轴的转动惯量；为单位时间内地球的角速度的改变量将地球看成质量分布均匀的球体，下列说法中正确的是（ ） A. 在与的类比中，与质量对应的物理量是转动惯量，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度 B. 地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变小 C. 若发动机“喷气”方向与地球上该点的自转线速度方向相反，则地球赤道地面的人可能会“飘”起来 D. 这些行星发动机同时开始工作，使地球停止自转所需要的时间为 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 实验小组利用光电门和数字传感设备设计了一个测量当地重力加速度的集成框架，如图甲所示，框架上装有两个光电门，都可上下移动；框架的竖直部分贴有刻度尺，零刻度线在上端，可以直接读出两个光电门到零刻度线的距离x1和x2；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为m的小铁球吸住。一旦断电，小铁球就由静止释放，先后经过两个光电门时，与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小v1和v2。多次改变两个光电门的位置，得到多组x1和x2、v1和v2的数据建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。 （1）需要提前向数字传感器输入小球的直径d，当小铁球经过光电门时，光电门记录下小球经过光电门的时间t，测算出的速度v=______。 （2）当地的重力加速度为______（用k表示）。 （3）若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为______（用题于中的x1、x2、m、v1、v2、k表示） （4）下面哪个做法可以提高测量的准确度______ A.两个光电门尽量靠近 B.选用大小相同，但密度小一点的铝球 C.在集成框架上加装水平仪，确保刻度尺测量的是竖直高度 12. 用如图1所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图1中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置S由静止释放，确定其平均落地点，记为P。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置S由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为M和N，分别测出O点到平均落地点的距离OM、OP、ON。测得球1的质量为，球2的质量为，已知＞。（P、M、N在图中未画出） （1）下列实验步骤中必要的是______。（选填选项前的字母） A. 测量球1静止释放的高度h B. 测量抛出点距地面的高度H C. 测量两小球的半径 D. 利用重锤线确定O点的位置 （2）①在误差允许范围内，若关系式______成立，说明两球碰撞前后动量守恒。 ②完成上述实验，图2中平均落地点的位置可能正确的是______。 （3）某次实验时先将球1从斜槽上位置S静止释放，确定球1平均落地点P。然后将球2放在斜槽末端，发现球2沿斜槽滚动，于是调整斜槽末端水平，调整后斜槽末端离地面高度跟原来相同。从斜槽上位置S静止释放球1，与球2碰撞后，确定两球平均落地点M和N。若不考虑调整斜槽引起小球在空中运动时间的变化，则______。（选填“＞”“＝”或“＜”） （4）某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。下图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是______。 A. B. C. D. 四、解答题（共42分） 13. 竖直放置半径为r的圆盘绕固定的圆心O做匀速圆周运动，AB是水平直径，一小球（视为质点）从P点的正上方水平抛出，水平速度为，此时圆盘上的M点恰好在圆盘的最高点（未画出），则小球运动到圆盘的边缘M点时速度正好与圆盘的边缘相切，OM与OB的夹角为，重力加速度为g，不计空气阻力，求： （1）P点到圆盘最高点的竖直高度； （2）圆盘转动的角速度。 14. 如图所示，半径的四分之一光滑圆弧体B放在水平平台上，底端与平台相切并与其左端平齐，质量的小物块A（可视为质点）处于圆弧顶端P点正上方1 m处，质量的小车C停在光滑水平面上，小车C紧靠平台左端，车的上表面与平台平齐。A与C、A与平台之间的动摩擦因数均为，B与平台间无摩擦．重力加速度取。开始时B锁定，将A由静止释放，最终A刚好没滑离小车，求： （1）A滑到B底端时对B底端的压力大小； （2）小车C的长度； （3）若B不锁定，A刚好不能滑上小车，求B的质量。 15. 如图，在光滑的水平面上，质量为的平板小车以速度向右匀速运动。现将一质量为的小物块无初速度放在小车右端，同时对小车施加一大小不同的水平向右的恒力，作用一段时间后撤去，最终使物块与小车一起以原速度向右匀速运动。已知物块始终没有从小车上掉下来，重力加速度为，不计空气阻力的影响（物块与小车间的动摩擦因数未知）。 （1）若恒力大小为，求做的功； （2）若恒力的大小为，求做的功； （3）若不知恒力大小，求恒力做功的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年春季高一年级5月月考 物理试卷 考试时间：2026年5月26日上午10∶30—11∶45 一、单选题（每题4分、共28分） 1. 下列做圆周运动的物体，关于其受到的摩擦力说法正确的是（　　） A. 图甲中圆盘带着小物块做匀速圆周运动，二者相对静止，物块不受到摩擦力 B. 图乙中物块紧贴筒壁随圆筒一起做匀速圆周运动，角速度越大，摩擦力越大 C. 图丙中物块以相同的速率通过粗糙路面A点和B点，其受到的摩擦力大小相等 D. 图丁中汽车在与水平面夹角为的斜面赛道做圆周运动，可能受到沿斜面向上的摩擦力 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中圆盘带着小物块做匀速圆周运动，二者相对静止，物块受到指向圆心方向的静摩擦力，故A错误； B．图乙中物块紧贴筒壁随圆筒一起做匀速圆周运动，角速度越大，筒壁对物块的弹力越大，但物块受到的是静摩擦力，静摩擦力与重力平衡，大小不变，故B错误； C．设相同的速率为，A点和B点对应圆弧的半径分别为，由牛顿第二定律， 得， 由得，故C错误； D．设汽车做圆周运动的半径为，当速度为时，汽车不受摩擦力，则 当速度时，汽车受到沿斜面向上的摩擦力，故D正确。 故选D。 2. 、两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，。当追上并发生碰撞后，、两球速度的可能值是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】碰撞问题需满足三个判断条件：①系统动量守恒；②系统总动能不增加；③碰撞后运动状态合理（同向运动时后方物体速度不大于前方物体速度，避免二次碰撞）。 总动量 总动能 A．碰后 ，同向运动时A速度大于B，会发生二次碰撞，不符合运动实际，故A错误； B．碰后总动量 ，动量不守恒，故B错误； C．碰后总动量 ，满足动量守恒； 碰后总动能 ，动能不增加； 且 ，运动状态合理，故C正确； D．碰后总动量 ，满足动量守恒； 碰后总动能 ，动能增加，不符合碰撞规律，故D错误。 故选C。 3. 如图，一半径为的半球形轨道竖直固定放置，图示为某一竖直截面，轨道两端等高；质量为的质点多次自轨道上等高的不同端点、、……（在图中统一标记为点）从静止开始滑下，滑到最低点时，对轨道的压力处在范围，重力加速度大小为。质点自滑到的过程中，摩擦力所做的功不可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】质点经过点时，由重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿第二定律得  根据牛顿第三定律，轨道对质点的支持力等于质点对轨道的压力，即 已知 ，代入上式解得点动能的范围   即  质点自滑到的过程中，由动能定理得   解得摩擦力做功   将动能范围代入，可得摩擦力做功的范围 故选A。 4. 如图所示，有一段截面积为S的弯曲水管被固定在水平地面上，转弯处偏离原方向θ角。若管内水流速度大小为v，水的密度为ρ，管内壁光滑，则水流对转弯处冲击力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】弯水管出口、入口处时间内水的质量 动量变化如图所示 则 故弯管对水的作用力大小为 根据牛顿第三定律，水流对弯管的作用力大小也为。 故选B。 5. 如图（a）所示，一竖直放置的花洒出水孔分布在圆形区域内。打开花洒后，如图（b）所示，水流从出水孔水平向左射出。假设每个出水孔出水速度大小相同，从花洒中喷出的水落于水平地面（分别为最左、最右端两落点），不计空气阻力。落点区域俯视图的形状最可能的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设水龙头最低点离地面的高度为h，水龙头的半径为R，水滴距离地面的高度为，初速度为，则有， 解得，其中 由于y均匀增加时，x不是均匀增加，且x增加得越来越慢，所以俯视的形状为C图。 故选C。 6. 将小球以初速度v0竖直向上抛出，经过一段时间小球又落回抛出点，速度大小为v，运动过程中小球所受空气阻力大小与小球速率成正比，小球在空中运动时间为t，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 回到抛出点速度v与初速度v0相等 B. t时间内空气阻力的冲量不为零 C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球运动的全过程中，空气阻力始终做负功，机械能不断减小，因此落回抛出点时的速度一定小于初速度，即，故A错误； B．空气阻力大小与速率成正比，在极短的一瞬间，阻力的冲量等于阻力系数乘上极短位移（）。由于小球最终落回原抛出点，全过程的总位移为零，所以这些极短位移累加起来为零，导致整个过程中空气阻力的总冲量也必然为零，故B错误； CD．规定竖直向上为正方向。对小球运动的全过程应用动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量： 由B项分析可知，代入上式可得 解得，故C正确，D错误。 故选C。 7. 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，则下列说法不正确的是（ ） A. 内井绳对水桶的拉力逐渐减小 B. 电动机的输出功率 C. 内水桶上升的高度为 D. 当角速度时，水桶的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．内，角速度逐渐增大，根据可知水桶速度逐渐增大。 电动机输出功率恒定，根据可知，井绳对水桶的拉力逐渐减小，故A正确； B．由图丙可知，后水桶做匀速运动，此时 ，速度 此时拉力等于重力，电动机的输出功率 ，故B正确； C．内，根据动能定理有 解得 内水桶匀速上升，高度 内水桶上升的总高度 ，故C正确； D．当角速度 时，水桶速度 此时拉力 根据牛顿第二定律 解得加速度，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 二、多选题（每题4分、共12分） 8. 如图甲所示为物理兴趣小组制作的水火箭（可视为质点），发射时在水火箭内高压空气压力作用下，水从水火箭尾部喷嘴向下高速喷出，水火箭受到反冲作用而快速上升。水火箭在上升至最高点后开始下落（火箭内水全部喷出），将其下落过程简化为如图乙所示，已知水火箭在下落过程中所受空气阻力与速度成正比，即为一常量，大小未知），从最高点下落高度时，速度达到，此后匀速下落，下落过程均在竖直方向，水火箭（不含水）质量为，重力加速度取。则下列说法正确的是（ ） A. B. 水火箭整个下落过程先失重后超重 C. 水火箭整个下落过程机械能一直减小 D. 水火箭从最高点下落高度的过程中，空气阻力做的功为60J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．水火箭匀速下落时受力平衡，重力与空气阻力大小相等 解得 ，故A正确； B．下落过程满足 ，速度增大时，加速度向下，且逐渐减小到0；加速度向下时为失重状态，加速度为0时既不失重也不超重，整个过程不存在加速度向上的超重阶段，故B错误； C．下落过程空气阻力始终与运动方向相反，一直做负功；根据功能关系，机械能的变化等于除重力外其他力的做功，阻力一直做负功，因此水火箭机械能一直减小， 故C正确； D．对下落过程应用动能定理 代入数据解得 ，即空气阻力做功为 ，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，机械加工厂中将做好的质量为m的球形工件在高为H的左侧平台边缘处静止释放，工件沿光滑轨道滑入质量为3m的半圆形圆槽。圆槽可自由移动，圆槽最低点与地面高度差不计。圆槽与右侧平台接触时，小球刚好到达圆槽右侧最高点且相对圆槽速度为零被右侧平台上的人接住，右侧平台高度与圆槽圆心O点等高，不计一切摩擦和人的高度，小球可看作质点，重力加速度为g，则（　　） A. 小球到达右侧平台被接住时速度大小为 B. 小球到达右侧平台被接住时速度大小为 C. 右侧平台的高度为 D. 右侧平台的高度为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．工件从左侧平台由静止释放到圆槽最低点过程中，由于圆槽紧挨左侧平台，故圆槽不会运动，则工件的机械能守恒，则有 解得 又工件刚好到达圆槽右侧最高点且相对圆槽速度为零，说明在圆槽最高点时工件与圆槽共速，即工件从圆槽最低点到圆槽右侧最高点，系统水平方向动量守恒，设共速度为，则有 解得，故A错误，B正确； CD．由题可知，右侧平台的高度等于圆槽的半径。工件从圆槽最低点到圆槽右侧最高点，根据系统机械能守恒有 解得，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 电影《流浪地球》讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划，这首先需要使自转角速度大小为的地球停止自转，再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星（比邻星）。为了使地球停止自转，设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装台“喷气”发动机，如图所示（较大，图中只画出了4个）。假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为的推力，该推力可阻碍地球的自转。已知描述地球转动的动力学方程与描述质点运动的牛顿第二定律方程具有相似性，为，其中为外力的总力矩，即外力与对应力臂乘积的总和，其值为；为地球相对地轴的转动惯量；为单位时间内地球的角速度的改变量将地球看成质量分布均匀的球体，下列说法中正确的是（ ） A. 在与的类比中，与质量对应的物理量是转动惯量，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度 B. 地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变小 C. 若发动机“喷气”方向与地球上该点的自转线速度方向相反，则地球赤道地面的人可能会“飘”起来 D. 这些行星发动机同时开始工作，使地球停止自转所需要的时间为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．在M=Iβ与F=ma的类比中，与转动惯量I对应的物理量是m，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度，故A正确； B．在赤道上，物体受到的万有引力等于重力和向心力之和，地球自转刹车过程中，向心力减小，则重力增大，所以赤道表面附近的重力加速度逐渐变大，故B错误； C．若发动机“喷气”方向与地球上该点的自转线速度方向相反，则地球的自转角速度变大，则人跟地球一起做圆周运动所需的向心力变大，当万有引力不足以提供向心力时，人会飘起来，故C正确； D．这些行星发动机同时开始工作，且产生的推动力大小恒为F，根据 而 则停止的时间，故D错误。 故选AC。 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 实验小组利用光电门和数字传感设备设计了一个测量当地重力加速度的集成框架，如图甲所示，框架上装有两个光电门，都可上下移动；框架的竖直部分贴有刻度尺，零刻度线在上端，可以直接读出两个光电门到零刻度线的距离x1和x2；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为m的小铁球吸住。一旦断电，小铁球就由静止释放，先后经过两个光电门时，与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小v1和v2。多次改变两个光电门的位置，得到多组x1和x2、v1和v2的数据建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。 （1）需要提前向数字传感器输入小球的直径d，当小铁球经过光电门时，光电门记录下小球经过光电门的时间t，测算出的速度v=______。 （2）当地的重力加速度为______（用k表示）。 （3）若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为______（用题于中的x1、x2、m、v1、v2、k表示） （4）下面哪个做法可以提高测量的准确度______ A.两个光电门尽量靠近 B.选用大小相同，但密度小一点的铝球 C.在集成框架上加装水平仪，确保刻度尺测量的是竖直高度 【答案】 ①. ②. ③. ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]光电门测速是用挡光时间内的平均速度来表示小球体通过光电门的瞬时速度，则 （2）[2]根据位移速度关系式有 结合图乙有 解得 （3）[3]若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的动能与重力势能为 ， 结合（1）中结论，解得小铁块经过光电门1时的机械能为 （4）[4]A．光电门测速原理表达式为 挡光时间越小，实验误差越小，两个光电门间距适当大一些，小球经过光电门的速度大一些，挡光时间短一些，测速误差小一些，A错误； B．小球下落过程受空气阻力作用，为了减小空气阻力的影响，实验中应选用大小相同，但密度大一点的铅球，B错误； C．实验中测量的是小球竖直下落的高度，因此实验中可以在集成框架上加装水平仪，确保刻度尺测量的是竖直高度，C正确。 故选C。 12. 用如图1所示的装置进行实验，让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图1中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球1多次从斜槽上位置S由静止释放，确定其平均落地点，记为P。然后，把半径相同的球2置于水平轨道的末端，再将球1从位置S由静止释放，与球2相碰，重复多次，分别确定碰后球1和球2的平均落地点，记为M和N，分别测出O点到平均落地点的距离OM、OP、ON。测得球1的质量为，球2的质量为，已知＞。（P、M、N在图中未画出） （1）下列实验步骤中必要的是______。（选填选项前的字母） A. 测量球1静止释放的高度h B. 测量抛出点距地面的高度H C. 测量两小球的半径 D. 利用重锤线确定O点的位置 （2）①在误差允许范围内，若关系式______成立，说明两球碰撞前后动量守恒。 ②完成上述实验，图2中平均落地点的位置可能正确的是______。 （3）某次实验时先将球1从斜槽上位置S静止释放，确定球1平均落地点P。然后将球2放在斜槽末端，发现球2沿斜槽滚动，于是调整斜槽末端水平，调整后斜槽末端离地面高度跟原来相同。从斜槽上位置S静止释放球1，与球2碰撞后，确定两球平均落地点M和N。若不考虑调整斜槽引起小球在空中运动时间的变化，则______。（选填“＞”“＝”或“＜”） （4）某同学进一步研究两球是否发生弹性碰撞。设。在实验中仅换用不同质量的球1，重复实验，绘出的图像；又仅换用不同质量的球2，重复实验，并绘出的图像。下图中有可能反映两球发生弹性碰撞的是______。 A. B. C. D. 【答案】（1）D （2） ①. ②. C （3）＜ （4）BC 【解析】 【小问1详解】 AB．球1从斜槽上同一位置S由静止释放，到达斜槽末端速度相同；小球离开斜槽后做平抛运动，下落高度相同，运动时间相同，速度​，动量守恒式中可约去，用代替，因此不需要测量释放高度和抛出点高度，故AB错误； C．本题中为抛出点在记录纸上的垂直投影，实验直接测量到落地点的距离，不需要测量小球半径，故C错误； D．必须用重锤线确定点位置，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 [1]碰撞前入射球速度，碰撞后入射球速度，被碰球速度，代入动量守恒 可得验证式 [2]碰撞后球1速度小于，射程小于OP；碰撞后球2速度大于碰撞后球1速度，射程大于OM，因此落地点顺序可能为MPN。 故选C。 【小问3详解】 调整斜槽前，斜槽末端不水平，球1抛出时初速度水平分量小于球1的初速度大小，在空中运动时间不变，则​ 而动量守恒要求 因此 故填。 【小问4详解】 AB．弹性碰撞满足动量守恒和动能守恒， 推导得，代入，，整理得 仅换，增大时，减小，逐渐趋近于，故A错误，B正确； CD．仅换，​​随增大线性增大，截距为，故C正确，D错误。 故选BC。 四、解答题（共42分） 13. 竖直放置半径为r的圆盘绕固定的圆心O做匀速圆周运动，AB是水平直径，一小球（视为质点）从P点的正上方水平抛出，水平速度为，此时圆盘上的M点恰好在圆盘的最高点（未画出），则小球运动到圆盘的边缘M点时速度正好与圆盘的边缘相切，OM与OB的夹角为，重力加速度为g，不计空气阻力，求： （1）P点到圆盘最高点的竖直高度； （2）圆盘转动的角速度。 【答案】（1）；（2）（k=0，1，2，3…） 【解析】 【详解】（1）设小球在M点的速度为v，小球P到M做平抛运动，在M点的速度v分别沿水平方向和竖直方向分解。 设P、M两点的竖直高度为h0，P到圆盘最高点的竖直高度为h，由竖直方向做自由落体运动得 其中 联立得 又因为 联立得 （2）圆盘转过的角度 β＝ωt 依题意圆盘转过的角度满足 （k=0，1，2，3，4，5…） 联立得 （k=0，1，2，3，4，5…） 14. 如图所示，半径的四分之一光滑圆弧体B放在水平平台上，底端与平台相切并与其左端平齐，质量的小物块A（可视为质点）处于圆弧顶端P点正上方1 m处，质量的小车C停在光滑水平面上，小车C紧靠平台左端，车的上表面与平台平齐。A与C、A与平台之间的动摩擦因数均为，B与平台间无摩擦．重力加速度取。开始时B锁定，将A由静止释放，最终A刚好没滑离小车，求： （1）A滑到B底端时对B底端的压力大小； （2）小车C的长度； （3）若B不锁定，A刚好不能滑上小车，求B的质量。 【答案】（1）50N （2）3m （3）0.25kg 【解析】 【小问1详解】 A由静止释放到滑到最底端，由动能定理有 解得 由圆周运动向心力公式有 解得F=50 N 据牛顿第三定律可知，A对B底端压力大小为50 N。 【小问2详解】 地面光滑，A与小车C构成的系统动量守恒，最终共速，有 解得 由能量守恒定律有 解得 【小问3详解】 若B不锁定，设B的质量为，A由静止释放到滑到B底端这个过程，A与B构成的系统机械能守恒和在水平方向上动量守恒，有， 则有 而 A离开B底端后向左匀减速，运动到平台左端速度恰好为0。由动能定理有 联立解得 15. 如图，在光滑的水平面上，质量为的平板小车以速度向右匀速运动。现将一质量为的小物块无初速度放在小车右端，同时对小车施加一大小不同的水平向右的恒力，作用一段时间后撤去，最终使物块与小车一起以原速度向右匀速运动。已知物块始终没有从小车上掉下来，重力加速度为，不计空气阻力的影响（物块与小车间的动摩擦因数未知）。 （1）若恒力大小为，求做的功； （2）若恒力的大小为，求做的功； （3）若不知恒力大小，求恒力做功的范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 若恒力大小为，故小车始终以速度做匀速运动，物块做加速运动，当物块的速度为时撤去，此过程经历的时间为 小车运动的距离为 恒力做的功为 解得 【小问2详解】 若恒力的大小为，小车先做减速运动，物块做加速运动，设经历时间物块与小车的速度相同，设为，对物块和小车分别有， 可得 此过程中物块相对小车滑动的距离为 物块与小车相对静止后一起在的作用下加速到后撤去，根据功能关系得整个过程中做的功 解得 【小问3详解】 当恒力很小时（趋于0）物块相对小车滑动的过程中系统的动量守恒，有 此过程中物块与小车摩擦生热 物块与小车等速后再一起加速到撤去恒力，整个过程中恒力做功的最小值为 解得 当恒力很大时且作用时间极短，恒力给小车一个瞬时冲量后撤去，小车以速度做减速运动，物块做匀加速运动，经过一段时间物块与小车速度均变为，此过程中对系统由动量守恒有 恒力做功的最大值为 解得 可得恒力做功的范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $