精品解析:广东实验中学深圳学校2025-2026学年高一下学期第二次教学质量检测物理试题
2026-06-04
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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) | 广东省 |
| 地区(市) | 深圳市 |
| 地区(区县) | 龙岗区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.38 MB |
| 发布时间 | 2026-06-04 |
| 更新时间 | 2026-06-04 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58200236.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年下学期高一年级第二次教学质量检测
物理试题
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 如图所示,鱼漂静止时,点恰好位于水面处。用手将鱼漂缓慢向下压,使点到达水面,松手后,鱼漂沿竖直方向运动,上升到最高处时,点到达水面。若鱼漂的段可视为圆柱体,仅在重力与浮力的作用下运动,则有关鱼漂松手后的运动,下列说法不正确的是( )
A. 鱼漂的运动是简谐运动
B. 点过水面时,鱼漂的速度最大
C. 点到达水面时,鱼漂具有向下的加速度
D. 鱼漂由释放至运动到最高点的过程中,速度先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.鱼漂在水中受到了浮力的作用,由阿基米德浮力定律可知,浮力的大小与鱼漂进入水面的深度成正比,鱼漂所受的重力为恒力,以静止时O点所处位置为坐标原点,则合力的大小与鱼漂的位移大小成正比,方向总是与位移方向相反,所以鱼漂做简谐运动,故A正确;
B.点O过水面时,鱼漂到达了平衡位置,速度最大,故B正确;
C.点M到达水面时,鱼漂达到了向下的最大位移,所受合力方向向上,所以具有向上的加速度,故C错误;
D.由简谐运动的特点可知,鱼漂由释放至运动到最高点的过程中,速度先增大后减小,故D正确。
本题选不正确项,故选C。
2. 避险车道是指在长下坡路段行车道外侧增设的供刹车失灵的车辆驶离正线安全减速的专用车道,如图甲是某高速公路旁建设的避险车道,简化为图乙所示。若质量为m的货车刹车失灵后以速度经A点冲上避险车道,运动到B点速度减为0,货车所受摩擦阻力恒定,不计空气阻力。已知A、B两点高度差为h,重力加速度为g,下列关于该货车从A运动到B的过程说法正确的是( )
A. 合外力做的功为 B. 重力做的功为mgh
C. 摩擦阻力做的功为 D. 摩擦阻力做的功为
【答案】D
【解析】
【详解】A.货车从A运动到B的过程,根据动能定理可知合外力做的功为,故A错误;
B.重力做的功为,故B错误;
CD.根据动能定理可得
可得摩擦阻力做的功为,故C错误,D正确。
故选D。
3. 短道速滑比赛中“接棒”运动员(称为“甲”)在前面滑行,“交棒”运动员(称为“乙”)从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程,如图所示。假设甲的质量小于乙的质量、交接棒过程中甲、乙速度方向均在同一直线上,忽略运动员与冰面之间的摩擦。在交接棒过程,下列说法中正确的是( )
A. 乙对甲的作用力大于甲对乙的作用力
B. 甲的动量增加量大于乙的动量减少量
C. 甲的速度增加量大于乙的速度减少量
D. 甲、乙两运动员冲量之和不为零
【答案】C
【解析】
【详解】AD.根据牛顿第三定律可知,乙对甲的作用力等于甲对乙的作用力,结合冲量的定义可知,甲、乙两运动员冲量等大反向,冲量之和为零,故AD错误;
BC.甲、乙组成的系统所受合外力为零,动量守恒,所以甲的动量增加量等于乙的动量减少量,又因动量变化量等于质量与速度变化量的乘积,且甲的质量小于乙的质量,所以甲的速度增加量大于乙的速度减少量,故B错误,C正确。
故选C。
4. 如图所示,水平传送带速度恒为v,将质量均为m的木块A、B叠放在一起,轻轻的放在传送带左侧,木块离开传送带之前已经与传送带共速,运动过程中两木块无相对滑动,下列说法正确的是( )
A. 支持力对B不做功
B. 摩擦力对B先做正功然后不做功
C. 传送带对A做的功等于
D. 全过程多消耗的电能等于两木块动能的增加量
【答案】C
【解析】
【详解】A.木块B所受支持力的方向始终垂直斜面向上,始终与B的运动方向成钝角,支持力对B始终做负功,A错误;
B.木块B先做加速运动后做匀速运动,一直受摩擦力作用。摩擦力的方向始终沿斜面向上,摩擦力的方向始终与木块的运动方向成锐角,摩擦力对B一直做正功,B错误;
C.设木块A与传送带之间的摩擦系数为μ,两个木块共同运动的加速度为
解得
与传送带达到相同速度的时间
两个木块加速运动的位移
传送带对A做的功
解得,C正确;
D.全过程多消耗的电能等于两木块动能的增加量与因为摩擦产生的热量之和,D错误。
故选C。
5. 现在很多健身设备智能化,一种自动计数的呼啦圈深受人们欢迎,如图甲,腰带外侧带有轨道,轨道内有一滑轮,滑轮与细绳连接,细绳的另一端连接配重,其模型简化如图乙所示,已知配重质量为1kg,绳长为0.3m,悬挂点到腰带中心的距离为0.12m,水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重在水平面内做匀速圆周运动。不计一切阻力,绳子与竖直方向夹角,配重距离地面高度为0.8m,取,,,下列说法正确的是( )
A. 绳的拉力大小为
B. 配重做圆周运动的角速度为4rad/s
C. 配重做圆周运动的线速度的大小为1.5m/s
D. 若配重不慎脱落,脱落后平抛的水平位移大小为0.8m
【答案】C
【解析】
【详解】A.对配重进行受力分析,在竖直方向上有
解得绳的拉力大小为,故A错误;
B.由题知,配重做匀速圆周运动,根据几何关系有
配重受到的合外力提供向心力,则有
解得,故B错误;
C.配重做圆周运动的线速度,故C正确;
D.配重不慎脱落后做平抛运动,平抛的初速度等于做圆周运动的线速度,在竖直方向上有
解得
平抛的水平位移,故D错误。
故选C。
6. 如图,在进行火星考察时,火星探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标。经考查已知火星表面的重力加速度为,火星的平均密度为,火星可视为均匀球体且忽略自转。火星探测器绕火星做匀速圆周运动时离火星表面的高度为火星半径的,已知引力常量,下列说法正确的是( )
A. 火星的半径为
B. 火星探测器的发射速度一定大于且小于
C. 依据题中信息可以求出火星的质量
D. 火星探测器绕火星做匀速圆周运动时的向心加速度为
【答案】C
【解析】
【详解】AC.在火星表面,引力与重力相等
又
可得,,A错误,C正确;
B.火星探测器需要挣脱地球引力的束缚,其发射速度应大于11.2 km/s,B错误;
D.对做圆周运动的探测器,根据牛顿第二定律有
解得,D错误。
故选C。
7. 磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,运行时不同于其他列车需要接触地面,可认为只受来自空气的阻力。我国目前正在研发超导磁悬浮列车,设计时速可达600公里。如图所示,磁悬浮列车的质量为m,以某一恒定的功率在平直轨道上从静止开始运动,经时间t达到该功率下的最大速度vm,已知列车所受空气阻力满足,其中k为已知常数,v为列车的速度,则下列说法正确的是( )
A. 列车的功率为kvm2
B. 列车达到最大速度前加速度与牵引力成正比
C. 列车在时间t内克服空气阻力做功为
D. 列车在时间t内位移小于
【答案】C
【解析】
【详解】A.列车匀速运动时功率最大
根据题意得
解得,A错误;
B.根据牛顿第二定律得
又因为
解得
列车达到最大速度前加速度与牵引力不成正比,B错误;
C.根据动能定理得
解得,C正确;
D.列车在时间t内做变加速运动,平均速度大于,位移大于,D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,斜面顶端有一物块,斜面底端的固定挡板连结一轻质弹簧,弹簧平行斜面放置。物块在沿斜面向下的拉力F作用下以初速度沿斜面运动,一段时间后撤去拉力F,物块继续运动并压缩弹簧至最短长度,弹簧始终处于弹性限度内。整个过程中,拉力对物块做的功为,重力对物块做的功为,物块克服摩擦力做的功为,物块克服弹簧弹力做的功为。对于由物块和弹簧组成的系统,下列说法正确的是( )
A. 系统重力势能的变化量可表示为
B. 系统弹性势能的变化量可表示为
C. 系统动能的变化量可表示为
D. 系统机械能的变化量可表示为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.系统重力势能的变化量可表示为,故A错误;
B.系统弹性势能的变化量可表示为,故B正确;
C.系统动能的变化量可表示为,故C正确;
D.系统机械能的变化量可表示为,故D错误。
故选BC。
9. 2025年春节,我国产的烟花火遍全球,新的烟花研发设计层出不穷。现有某烟花筒的结构如图1所示,其工作原理为:点燃引线,引燃发射药燃烧发生爆炸,礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线,当礼花弹到最高点时,延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点炸开成a、b两部分,速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。忽略空气阻力的作用,则( )
A. a、b两部分落地时的速度大小之比为
B. a、b两部分的初动能之比为
C. 从炸开到两部分落地的过程中,a、b两部分所受重力的冲量之比为
D. a、b两部分落地时的重力功率之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.a、b两部分水平方向做匀速运动,因水平位移之比1:3,竖直高度相等,则运动时间相等,可知落地时的水平速度大小之比为1:3,竖直速度相等,根据
可知落地时速度大小之比不是1:3,选项A错误;
B.a、b两部分在最高点炸裂时由动量守恒
根据
则初动能之比为
选项B正确;
C.由于
根据I=mgt
则从炸开到两部分落地的过程中,a、b两部分所受重力的冲量之比为3:1,选项C错误;
D.根据P=mgvy=mg2t
可知a、b两部分落地时的重力功率之比为3:1,选项D正确。
故选BD。
10. 如图所示,有一表面带有四分之一圆弧轨道的物块B,静止在水平地面上(不固定),轨道底端与水平地面相切,其半径r=0.4m;一可视为质点的物块A以水平向左的速度v=4m/s冲上物块B的轨道,经一段时间运动到最高点,随后再返回水平地面。已知A、B质量分别为 ,不计一切摩擦,重力加速度的大小g取。则下列说法正确的是( )
A. 整个过程中,A、B组成的系统动量不守恒,机械能守恒
B. 整个过程中,物块B获得的最大速度为2m/s
C. 物块A返回水平面的速度大小为2m/s,且方向向左
D. 物块A可以冲出物块B的四分之一轨道继续做斜上抛运动
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.A在B圆弧轨道上滑动过程,由于A在竖直方向有加速度,所以A、B组成的系统在竖直方向的合外力不为0,A、B组成的系统动量不守恒,只有重力与内部弹力做功,系统机械能守恒,故A正确;
BC.整个过程中,当A从B的底端滑离时,B的速度最大,A、B组成的系统满足水平方向动量守恒,则有
根据系统机械能守恒可得
联立解得,
可知物块B获得的最大速度为,物块A返回水平面的速度大小为,且方向向右,故B正确,C错误;
D.设物块A可以冲出物块B的四分之一轨道,物块A到达B四分之一轨道最高点时,两者具有相同水平速度,则物块A做斜抛运动过程,A、B具有相同的水平速度,当A到达最高点时,根据系统水平方向动量守恒可得
根据系统机械能守恒可得
联立解得
假设成立,故D正确。
故选ABD。
第二部分:非选择题(共54分)
11. 某同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律,如图所示。其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连。两个滑块A、B(包含挡光片)质量分别为m1、m2,当它们通过光电门时,计时器可测得挡光片被遮挡的时间。
(1)先调节气垫导轨水平,经过调整后,轻推一下B,若它通过光电门G1的时间_________(填“大于”、“等于”、“小于”)它通过光电门G2的时间,或将其轻放在气垫导轨上任何位置都能静止,则气垫导轨已调至水平。
(2)将B静置于两光电门之间,将A置于光电门G1右侧,用手轻推一下A,使其向左运动,与B发生碰撞,为了使A碰后不返回,则m1_________m2(填“>”、“=”或“<”);
(3)光电门G1记录的挡光时间为Δt1,滑块B、A先后通过光电门时,G2记录的挡光时间分别为Δt2、Δt3,为了减小误差,挡光片的宽度应选择_________(填“窄”或者“宽”)的,若m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3满足_________(写出关系式)则可验证动量守恒定律。
【答案】(1)等于 (2)>
(3) ①. 窄 ②.
【解析】
【小问1详解】
实验开始,在不挂重物的情况下轻推滑块,若滑块做匀速直线运动,滑块通过光电门速度相等,则光电门的挡光时间相等,证明气垫导轨已经水平。
【小问2详解】
根据弹性碰撞的“动碰静”的碰撞后的速度通项公式可知,要想“动”的物体碰撞“静”的物体不返回,必须“动”的物体的质量大于“静”物体的质量,即
【小问3详解】
[1] 滑块通过光电门的速度是用遮光片通过光电门的平均速度替代,则遮光片的宽度要越小,则遮光片通过光电门的平均速度越接近于滑块过光电门的瞬时速度,因此挡光片应选择“窄”的;
[2] 设挡光片的宽度为d,滑块A两次经过光电门G1的速度近似等于滑块经过光电门时的平均速度,分别为,
滑块B经过光电门G2的速度
根据动量守恒定律有
化简可得
12. 某兴趣小组的几位成员做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,操作正确的是( )
A. B. C. D.
(2)关于上述实验,下列说法中正确的是( )
A. 重物最好选择密度较大的铁块
B. 重物的质量必须测量
C. 实验中应先接通电源,后释放纸带
D. 可以通过纸带测量物体的下落高度h,再代入公式求解瞬时速度
(3)若某同学正确操作得到如图所示的纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量为___________,重物的动能变化量为___________。(结果用题设字母表示);
(4)从打O点到打B点的过程中,重物会受到空气阻力的作用,纸带与限位孔之间也存在相互作用的摩擦力,因此,重物的重力势能变化量的测量值与真实值相比会___________。(填“偏大”“偏小”或“不变”)
【答案】(1)B (2)AC
(3) ①. ②.
(4)不变
【解析】
【小问1详解】
在释放纸带瞬间应保证纸带竖直,且重物应靠近打点计时器。
故选B。
【小问2详解】
A.重物最好选择密度较大的铁块,故A正确;
B.由,可知验证机械能守恒定律动能与重力势能中的质量可以消去,所以不需要测量质量,故B错误;
C.实验中为了充分利用纸带,且打第一个点时纸带速度接近为零,应先接通电源后释放纸带,故C正确;
D.正确的是通过测量某段位移,求该段位移平均速度的方法求该段位移中间时刻的瞬时速度,如果用 求速度是以机械能守恒为前提得出的结果,无法验证实验,故D错误。
故选AC。
【小问3详解】
[1]从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量为
[2]打B点时速度大小为
重物的动能变化量为
【小问4详解】
从打O点到打B点的过程中,重物受到空气阻力的作用,纸带与限位孔之间也存在相互作用的摩擦力,不影响重物下落高度的测量,因此,重物的重力势能变化量的测量值与真实值相比会不变。
13. 如图所示,甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏。甲和他的冰车总质量为M,乙和他的冰车总质量也为M,游戏时,甲推着一个质量为m的箱子和他一起以的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来。为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处,乙迅速抓住。不计冰面摩擦:
(1)若甲将箱子以速度推出,甲的速度变为多少;
(2)设乙抓住迎面滑来的速度为的箱子后反向运动,乙抓住箱子后的速度变为多少;
(3)若甲和他的冰车,乙和他的冰车总质量均为M=55kg,箱子质量m=10kg,,乙接住冰车后甲、乙恰好最后不相撞,则在该过程中,系统损失的机械能为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)2145
【解析】
【小问1详解】
甲将箱子推出的过程,甲和箱子组成的系统动量守恒,以甲的运动方向为正方向,由动量守恒定律得
解得
【小问2详解】
箱子和乙作用的过程动量守恒,以箱子的速度方向为正方向,由动量守恒定律得
解得
【小问3详解】
乙接住冰车后甲、乙恰好最后不相撞,则三者最终有共同速度,由动量守恒得
解得
损失的能量
解得
14. 2025年4月30日13时08分,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在距离地表约的高度打开降落伞,速度减至后保持匀速向下运动。在距离地面的高度约时,如图,返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气,使返回舱的速度在内由降到。假设反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态,此过程返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为,g取。
(1)求反推发动机工作过程中返回舱的动量变化量;
(2)估算反推发动机工作过程中返回舱受到的平均推力大小;
(3)若已知反推发动机喷气过程中返回舱受到的对时间平均的推力大小为,喷出气体的密度为,4台发动机喷气口的直径均为,喷出气体的重力忽略不计,喷出气体的速度远大于返回舱运动的速度。请推导:喷出气体的速度大小,以及每台发动机提供功率的表达式。
【答案】(1),方向竖直向上
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
取竖直向下为正方向,则有
解得
即大小为,方向竖直向上。
【小问2详解】
设返回舱受到的平均推力大小为,取竖直向下为正方向,根据动量定理有
解得
【小问3详解】
很短的时间内,以喷出的气体为研究对象,喷气质量
根据牛顿第三定律,返回舱对气体的平均推力大小为,方向竖直向下,取竖直向下为正方向,根据动量定理有
解得
根据动能定理有
每台发动机提供的功率
解得
15. 如图所示,将一质量为的小物块P放在O点,某时刻用弹射装置将其弹出,使其沿着竖直面内半径为的光滑半圆形轨道OA运动,物块P恰好通过轨道最高点A。之后,物块P进入同一竖直面内一个半径为、圆心为O点的光滑半圆形管道AB(管径远小于),A、O、B在同一竖直线上,物块P的大小略小于管径且经过A、B两处时均无能量损失。管道AB与长度为的粗糙水平轨道BC相切于点B,在水平轨道BC末端C点放置另一质量为的小物块Q。P与水平轨道BC间的动摩擦因数,P运动到C点时与Q发生弹性正碰。EF为放在水平地面上的缓冲垫(厚度不计且物块落入后立即被吸附不反弹),EF离C点的竖直高度为,长度也为。P、Q均可视为质点,重力加速度为,不计空气阻力。求:
(1)P离开O点时速度;
(2)P到达半圆管道末端B点时,管道对P的作用力大小;
(3)要使P、Q碰后均能平抛落入缓冲垫EF,EF最左端E点离C点的水平距离应满足的条件。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
P 恰好通过A点有
P 从 O 到 A,由动能定理得
解得
【小问2详解】
P 从 A 到 B,由动能定理得
P 在 B 点有
解得
【小问3详解】
P从B到C,由动能定理得
解得
P与Q碰撞,由动量守恒定律
碰撞前后总动能不变
解得,
设P、Q平抛运动的时间t,有
要使两球都能落入槽中,则有,
解得
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2025-2026学年下学期高一年级第二次教学质量检测
物理试题
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 如图所示,鱼漂静止时,点恰好位于水面处。用手将鱼漂缓慢向下压,使点到达水面,松手后,鱼漂沿竖直方向运动,上升到最高处时,点到达水面。若鱼漂的段可视为圆柱体,仅在重力与浮力的作用下运动,则有关鱼漂松手后的运动,下列说法不正确的是( )
A. 鱼漂的运动是简谐运动
B. 点过水面时,鱼漂的速度最大
C. 点到达水面时,鱼漂具有向下的加速度
D. 鱼漂由释放至运动到最高点的过程中,速度先增大后减小
2. 避险车道是指在长下坡路段行车道外侧增设的供刹车失灵的车辆驶离正线安全减速的专用车道,如图甲是某高速公路旁建设的避险车道,简化为图乙所示。若质量为m的货车刹车失灵后以速度经A点冲上避险车道,运动到B点速度减为0,货车所受摩擦阻力恒定,不计空气阻力。已知A、B两点高度差为h,重力加速度为g,下列关于该货车从A运动到B的过程说法正确的是( )
A. 合外力做的功为 B. 重力做的功为mgh
C. 摩擦阻力做的功为 D. 摩擦阻力做的功为
3. 短道速滑比赛中“接棒”运动员(称为“甲”)在前面滑行,“交棒”运动员(称为“乙”)从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程,如图所示。假设甲的质量小于乙的质量、交接棒过程中甲、乙速度方向均在同一直线上,忽略运动员与冰面之间的摩擦。在交接棒过程,下列说法中正确的是( )
A. 乙对甲的作用力大于甲对乙的作用力
B. 甲的动量增加量大于乙的动量减少量
C. 甲的速度增加量大于乙的速度减少量
D. 甲、乙两运动员冲量之和不为零
4. 如图所示,水平传送带速度恒为v,将质量均为m的木块A、B叠放在一起,轻轻的放在传送带左侧,木块离开传送带之前已经与传送带共速,运动过程中两木块无相对滑动,下列说法正确的是( )
A. 支持力对B不做功
B. 摩擦力对B先做正功然后不做功
C. 传送带对A做的功等于
D. 全过程多消耗的电能等于两木块动能的增加量
5. 现在很多健身设备智能化,一种自动计数的呼啦圈深受人们欢迎,如图甲,腰带外侧带有轨道,轨道内有一滑轮,滑轮与细绳连接,细绳的另一端连接配重,其模型简化如图乙所示,已知配重质量为1kg,绳长为0.3m,悬挂点到腰带中心的距离为0.12m,水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重在水平面内做匀速圆周运动。不计一切阻力,绳子与竖直方向夹角,配重距离地面高度为0.8m,取,,,下列说法正确的是( )
A. 绳的拉力大小为
B. 配重做圆周运动的角速度为4rad/s
C. 配重做圆周运动的线速度的大小为1.5m/s
D. 若配重不慎脱落,脱落后平抛的水平位移大小为0.8m
6. 如图,在进行火星考察时,火星探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标。经考查已知火星表面的重力加速度为,火星的平均密度为,火星可视为均匀球体且忽略自转。火星探测器绕火星做匀速圆周运动时离火星表面的高度为火星半径的,已知引力常量,下列说法正确的是( )
A. 火星的半径为
B. 火星探测器的发射速度一定大于且小于
C. 依据题中信息可以求出火星的质量
D. 火星探测器绕火星做匀速圆周运动时的向心加速度为
7. 磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,运行时不同于其他列车需要接触地面,可认为只受来自空气的阻力。我国目前正在研发超导磁悬浮列车,设计时速可达600公里。如图所示,磁悬浮列车的质量为m,以某一恒定的功率在平直轨道上从静止开始运动,经时间t达到该功率下的最大速度vm,已知列车所受空气阻力满足,其中k为已知常数,v为列车的速度,则下列说法正确的是( )
A. 列车的功率为kvm2
B. 列车达到最大速度前加速度与牵引力成正比
C. 列车在时间t内克服空气阻力做功为
D. 列车在时间t内位移小于
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,斜面顶端有一物块,斜面底端的固定挡板连结一轻质弹簧,弹簧平行斜面放置。物块在沿斜面向下的拉力F作用下以初速度沿斜面运动,一段时间后撤去拉力F,物块继续运动并压缩弹簧至最短长度,弹簧始终处于弹性限度内。整个过程中,拉力对物块做的功为,重力对物块做的功为,物块克服摩擦力做的功为,物块克服弹簧弹力做的功为。对于由物块和弹簧组成的系统,下列说法正确的是( )
A. 系统重力势能的变化量可表示为
B. 系统弹性势能的变化量可表示为
C. 系统动能的变化量可表示为
D. 系统机械能的变化量可表示为
9. 2025年春节,我国产的烟花火遍全球,新的烟花研发设计层出不穷。现有某烟花筒的结构如图1所示,其工作原理为:点燃引线,引燃发射药燃烧发生爆炸,礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线,当礼花弹到最高点时,延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点炸开成a、b两部分,速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。忽略空气阻力的作用,则( )
A. a、b两部分落地时的速度大小之比为
B. a、b两部分的初动能之比为
C. 从炸开到两部分落地的过程中,a、b两部分所受重力的冲量之比为
D. a、b两部分落地时的重力功率之比为
10. 如图所示,有一表面带有四分之一圆弧轨道的物块B,静止在水平地面上(不固定),轨道底端与水平地面相切,其半径r=0.4m;一可视为质点的物块A以水平向左的速度v=4m/s冲上物块B的轨道,经一段时间运动到最高点,随后再返回水平地面。已知A、B质量分别为 ,不计一切摩擦,重力加速度的大小g取。则下列说法正确的是( )
A. 整个过程中,A、B组成的系统动量不守恒,机械能守恒
B. 整个过程中,物块B获得的最大速度为2m/s
C. 物块A返回水平面的速度大小为2m/s,且方向向左
D. 物块A可以冲出物块B的四分之一轨道继续做斜上抛运动
第二部分:非选择题(共54分)
11. 某同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律,如图所示。其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连。两个滑块A、B(包含挡光片)质量分别为m1、m2,当它们通过光电门时,计时器可测得挡光片被遮挡的时间。
(1)先调节气垫导轨水平,经过调整后,轻推一下B,若它通过光电门G1的时间_________(填“大于”、“等于”、“小于”)它通过光电门G2的时间,或将其轻放在气垫导轨上任何位置都能静止,则气垫导轨已调至水平。
(2)将B静置于两光电门之间,将A置于光电门G1右侧,用手轻推一下A,使其向左运动,与B发生碰撞,为了使A碰后不返回,则m1_________m2(填“>”、“=”或“<”);
(3)光电门G1记录的挡光时间为Δt1,滑块B、A先后通过光电门时,G2记录的挡光时间分别为Δt2、Δt3,为了减小误差,挡光片的宽度应选择_________(填“窄”或者“宽”)的,若m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3满足_________(写出关系式)则可验证动量守恒定律。
12. 某兴趣小组的几位成员做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,操作正确的是( )
A. B. C. D.
(2)关于上述实验,下列说法中正确的是( )
A. 重物最好选择密度较大的铁块
B. 重物的质量必须测量
C. 实验中应先接通电源,后释放纸带
D. 可以通过纸带测量物体的下落高度h,再代入公式求解瞬时速度
(3)若某同学正确操作得到如图所示的纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量为___________,重物的动能变化量为___________。(结果用题设字母表示);
(4)从打O点到打B点的过程中,重物会受到空气阻力的作用,纸带与限位孔之间也存在相互作用的摩擦力,因此,重物的重力势能变化量的测量值与真实值相比会___________。(填“偏大”“偏小”或“不变”)
13. 如图所示,甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏。甲和他的冰车总质量为M,乙和他的冰车总质量也为M,游戏时,甲推着一个质量为m的箱子和他一起以的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来。为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处,乙迅速抓住。不计冰面摩擦:
(1)若甲将箱子以速度推出,甲的速度变为多少;
(2)设乙抓住迎面滑来的速度为的箱子后反向运动,乙抓住箱子后的速度变为多少;
(3)若甲和他的冰车,乙和他的冰车总质量均为M=55kg,箱子质量m=10kg,,乙接住冰车后甲、乙恰好最后不相撞,则在该过程中,系统损失的机械能为多少?
14. 2025年4月30日13时08分,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在距离地表约的高度打开降落伞,速度减至后保持匀速向下运动。在距离地面的高度约时,如图,返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气,使返回舱的速度在内由降到。假设反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态,此过程返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为,g取。
(1)求反推发动机工作过程中返回舱的动量变化量;
(2)估算反推发动机工作过程中返回舱受到的平均推力大小;
(3)若已知反推发动机喷气过程中返回舱受到的对时间平均的推力大小为,喷出气体的密度为,4台发动机喷气口的直径均为,喷出气体的重力忽略不计,喷出气体的速度远大于返回舱运动的速度。请推导:喷出气体的速度大小,以及每台发动机提供功率的表达式。
15. 如图所示,将一质量为的小物块P放在O点,某时刻用弹射装置将其弹出,使其沿着竖直面内半径为的光滑半圆形轨道OA运动,物块P恰好通过轨道最高点A。之后,物块P进入同一竖直面内一个半径为、圆心为O点的光滑半圆形管道AB(管径远小于),A、O、B在同一竖直线上,物块P的大小略小于管径且经过A、B两处时均无能量损失。管道AB与长度为的粗糙水平轨道BC相切于点B,在水平轨道BC末端C点放置另一质量为的小物块Q。P与水平轨道BC间的动摩擦因数,P运动到C点时与Q发生弹性正碰。EF为放在水平地面上的缓冲垫(厚度不计且物块落入后立即被吸附不反弹),EF离C点的竖直高度为,长度也为。P、Q均可视为质点,重力加速度为,不计空气阻力。求:
(1)P离开O点时速度;
(2)P到达半圆管道末端B点时,管道对P的作用力大小;
(3)要使P、Q碰后均能平抛落入缓冲垫EF,EF最左端E点离C点的水平距离应满足的条件。
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