高一物理下学期期末模拟卷01(教科版)
2026-06-10
|
4份
|
33页
|
93人阅读
|
1人下载
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-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.48 MB |
| 发布时间 | 2026-06-10 |
| 更新时间 | 2026-06-10 |
| 作者 | 愚公已删 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2026-06-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58289111.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高一下期末模拟卷,覆盖必修二及选择性必修一1-3章,以新能源汽车启动、轨道康复者等科技情境,陶瓷利坯、杂技表演等文化素材创设问题,通过选择、实验、解答题梯度考查物理观念、科学思维与探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/46|经典时空观、圆周运动、机械波、天体运动|基础巩固(单选1-7)与能力提升(多选8-10)结合,如以陶瓷利坯模型考查圆周运动规律|
|实验题|2/14|平抛运动、机械能守恒|科学探究,含误差分析(如平抛初速度测量偏差)和数据处理(纸带分析)|
|解答题|3/40|圆弧运动、板块模型、功能关系|创新应用,如多过程板块问题(第15题)考查模型建构与科学推理|
内容正文:
2025-2026学年高一下学期期末模拟卷01
物 理·参考答案
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题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。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
C
B
C
D
B
C
AD
BD
AC
11.(6分)(1)B(1分)
(2) 2/2.0 (1分) -10(1分) -1.25(1分)
(3)大于(2分)
12.(8分)(1)IFBGCD(2分)
(2) (1分) (1分)
(3) 系统(1分) 大于(1分)
(4) 先释放重物,再接通(打点计时器)电源 (1分) 等于(1分)
13.(9分)(1)根据(1分)
解得(2分)
(2)小球在B点有(1分)
解得小球过B点时受到管壁的压力大小(2分)
(3)根据平抛运动规律有(1分)
联立解得(1分)
因此(1分)
14.(13分)(1)滑块从A点到C点,由动能定理可得(1分)
可得滑块第一次经过光滑斜面上的C点时,滑块速度的大小为(2分)
(2)滑块到达D点时,设弹簧具有的弹性势能为,滑块从A点到D点,由功能关系可得(1分)
代入数据解得(2分)
(3)由于圆弧轨道和斜面均光滑,所以滑块最终停止在水平轨道BC间,设滑块在BC段运动的总路程为s,从滑块第一次经过B点到最终停下来的全过程,由动能定理可得(1分)
解得(1分)
则有(1分)
故滑块经过C点6次,最后距离B点的距离为(1分)
(4)由于总路程 (1分)
且 (1分)
故产生的热量(1分)
15.(18分)(1)当物块与木板之间的摩擦力达到最大时,此时有两者不发生相对滑动的最大拉力,以木板为对象,根据牛顿第二定律(1分)
以物块为对象,由牛顿第二定律(1分)
解得
因为F=15N>,所以物块与木板各自加速,设物块加速度为a1,根据牛顿第二定律,有
代入数据解得a1=3m/s2,水平向右。(1分)
设木板的加速度为a2,根据牛顿第二定律,有
解得a2=2m/s2,水平向右。(1分)
(2)作用t1=2s后,撤去F时物块的速度为v1,木板的速度为v2,则物块的速度为v1=a1t1=6m/s
木板的速度为v2=a2t1=4m/s(1分)
撤去F后,物块减速,设物块加速度为a3,根据牛顿第二定律,有
解得a3=2m/s2(1分)
撤去F后,木板加速,长木板加速度a4=a2=2m/s2
当两者至第一次共速时(1分)
解得v共=5m/s,t2=0.5s(1分)
共速后二者一起减速,其加速度为a共,根据牛顿第二定律有
解得a共=1m/s2(1分)
再次减速时间与墙壁发生碰撞。
由匀变速直线运动规律知
共同运动的距离为
木板右端到墙壁的距离(1分)
(3)第一次共速前,物块的位移
木板的位移x2=d1=6.25m
第一次共速前两者的相对位移(1分)
设碰撞墙壁前物块和木板共同速度为,有(1分)
由受力分析知,碰撞后物块由于惯性继续向前做匀减速直线运动,木板碰后反向做匀减速直线运动,设物块做匀减速直线运动加速度为a5,木板做匀减速直线运动加速度为a6,对物块,有a5=a3=2m/s2
对木板,根据牛顿第二定律有(1分)
代入数据解得a6=10m/s2
当木板速度减到零时,设时间为t4,由,解得t4=0.45s
在t4时间内,物块向右的位移(1分)
木板向左的位移
相对位移
此时物块的速度(1分)
之后物块继续减速,长木板反向加速,对物块
对木板,由牛顿第二定律知
解得(1分)
两者再次共速,设时间为t5,有
解得t5=0.9s(1分)
物块向右位移为
木板向右的位移
相对位移(1分)
由x4>x6可知,物块和木板先共速,再一起以初速度减速,长木板能第二次碰上墙壁,此过程两者间无相对位移。
故物块与木板再次共速时物块距木板左端的距离(1分)
/
学科网(北京)股份有限公司
$
2025-2026学年高一下学期期中模拟卷
物 理·全解全析
(满分100分,考试用时75分钟)
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题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。
1.关于经典时空观和相对论时空观,下列说法正确的是( )
A.相对论的建立彻底否定了牛顿经典力学理论
B.相对论时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的
C.相对论时空观认为真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
D.当物体的运动速度远小于光速时,相对论和经典力学的结论仍有很大的区别
【答案】C
【详解】A.相对论是对牛顿经典力学的继承和发展,经典力学是相对论在宏观低速条件下的近似,相对论并未彻底否定经典力学,故A错误;
B.经典时空观认为时间和空间独立于物体及其运动存在,相对论时空观认为时间、空间与物体的运动状态有关,故B错误;
C.光速不变原理是相对论的基本假设之一,明确真空中的光速在不同惯性参考系中大小都相同,故C正确;
D.当物体运动速度远小于光速时,相对论效应可忽略,相对论和经典力学的结论几乎没有区别,故D错误。
故选C。
2.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”,如图甲所示。工匠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。对应的简化模型如乙所示,粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台以恒定的转速匀速转动时,关于粗坯上位于不同半径处的P、Q两质点,下列说法正确的是( )
A.P点转动的周期比Q点的大
B.P点与Q点的线速度相同
C.相同时间内,P点转过的角度与Q点相等
D.点的向心加速度大小比P点的小
【答案】C
【详解】A.粗坯随转台做同轴转动,各点的角速度相同。根据周期公式
P、Q两点转动的周期也相同,故A错误;
B.根据公式
由于
所以两点的线速度大小不相等,故B错误;
C.一定时间内转过的角度为
因为P、Q两点的角速度相同,所以相同时间内转过的角度相等,故C正确;
D.根据向心加速度公式
由于
所以点的向心加速度大小大于点的向心加速度大小,故D错误。
故选C。
3.如图所示,若小船从A点出发到达河的对岸,河宽,河水流速,小船在静水中的航行速度,当船头与河岸垂直时,下列说法正确的是( )
A.小船到达A点的正对岸B点
B.小船的渡河时间为20s
C.若河水流速增大,小船的渡河时间变长
D.若河水流速增大,小船到达对岸的位置离B点的距离不变
【答案】B
【详解】A.当船头与河岸垂直时,小船沿着河岸方向的速度不为零,小船不能到达A点的正对岸B点,到达B点下游,A错误;
B.小船的渡河时间为,B正确;
CD.小船过河时间与河水流速无关,小船到达对岸的位置离B点的距离可知小船到达对岸的位置离B点的距离随着水流速度的增大离B点越远,CD错误。
故选B。
4.一列简谐横波沿x轴方向传播,波速为2m/s,t=1s时波形图如图所示,其中M、N两质点的位移分别为+5cm,-5cm,此时N质点的加速度正在增大。下列分析正确的是( )
A.该横波沿x轴正方向传播
B.t=1s时,M、N两质点的速度、加速度均相同
C.t=2s时,质点M的位移为-5cm
D.t=1s之后,M、N两质点振动步调始终相反
【答案】C
【详解】A.波速为2m/s,根据图像可得波长为,根据可得周期为
t=1s时波形图如图所示,N质点的加速度正在增大,根据可知位移增大,N质点向下振动,根据“上下坡法”可得该横波沿x轴负方向传播,故A错误;
B.t=1s时,M、N两质点的速度大小和方向均相同,根据可知加速度大小相同,方向不同,故B错误;
C.t=1s时波形图如图所示,其中M、N两质点的位移分别为+5cm,-5cm,M质点向下振动,t=2s时,即经过,经过半个周期,根据运动的对称性可知质点会运动到与初始位置关于平衡位置对称的位置,即质点M的位移为-5cm,故C正确;
D.振动步调始终相反的条件是两质点间距为半波长的奇数倍,即,
可得,从波形图看,M、N间距小于,故振动步调不会始终相反,故D错误。
故选C。
5.当前我国新能源汽车销量达到世界汽车的34.5%的份额,事业发展迅猛,某国产新能源汽车的质量为m,在水平路面上由静止开始启动,其图像如图所示,已知时间内为过原点的直线,时刻速度为,功率达到额定功率,此后保持额定功率不变,在时刻达到最大速度后做匀速运动。汽车运动中阻力f大小恒定,下列说法正确的是( )
A.时刻以后,汽车的牵引力为零
B.至,汽车的加速度和速度都增大
C.汽车的额定功率为
D.汽车的最大速度为
【答案】D
【详解】A.时刻后汽车匀速运动,牵引力等于阻力,A错误;
B.阶段汽车保持额定功率不变,根据
速度增大时,牵引力减小,加速度也减小,汽车做加速度减小的加速运动,B错误;
C.汽车做匀加速直线运动,加速度
根据牛顿第二定律
可得牵引力
因此额定功率,C错误;
D.汽车达到最大速度时,牵引力等于阻力,满足
代入的表达式推导 ,D正确。
故选 D。
6.图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命。图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前,二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图,此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1∶4。若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力,则下列说法正确的是( )
A.在图示轨道上,“轨道康复者”的速度大于7.9 km/s
B.同步卫星的向心加速度小于地球表面附近的重力加速度
C.在图示轨道上,“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍
D.在图示轨道上,“轨道康复者”的周期为3h,再过3h两卫星连线再次过地心
【答案】B
【详解】A.7.9km/s是第一宇宙速度,从地面发射卫星的速度不小于第一宇宙速度,卫星绕地球做圆周运动的速度不大于第一宇宙速度,A错误;
B.由万有引力提供向心加速度得
设地球半径为,地球上物体质量为,由万有引力等于重力有
地球表面重力加速度
同步卫星轨道半径,因此其向心加速度小于地表重力加速度,B正确;
C.万有引力提供向心力有
解得加速度
因两者的轨道半径之比为,所以加速度比为,C错误;
D.根据开普勒第三定律有
由题意有,
联立解得
在题图中状态之后,当“轨道康复者”转过的弧度与地球同步卫星转过的弧度差为时,两卫星连线再次过地心。经3h,地球同步卫星转过的弧度为
“轨道康复者”转过的弧度为
弧度差为
因此再过3h两卫星连线不会过地心,D错误。
故选B。
7.如图所示的杂技表演中,天花板上吊着一根长为的秋千(可视作轻绳),演员甲用腿勾住秋千,倒吊着由静止开始向下摆动。当甲摆到最低点时,迅速接住站在平台上的演员乙,随后两个演员一起继续向左摆动。已知两个演员质量相等(设为),不计一切阻力,重力加速度为。若演员甲初始释放点与最低点的高度差为,下列说法正确的是( )
A.演员甲从静止释放到最低点的过程中,重力的冲量大小为
B.演员甲在最低点接住演员乙的瞬间,系统损失的机械能为
C.若要让两人接住后恰好能完成完整的竖直圆周运动(即能通过最高点),则甲的初始高度h至少为10L
D.演员甲接住演员乙后,两人一起向左摆动能够达到的最大高度为
【答案】C
【详解】A.若甲做自由落体下降高度为h,时间为t,则有
解得
但甲做圆周运动运动到最低点,不是自由落体,运动的时间不等于t,所以重力的冲量,故A错误;
B.甲接住乙的过程满足动量守恒(完全非弹性碰撞),设接住后共同速度为,满足
碰前满足
碰撞的过程中损失的机械能为
可解得,故B错误;
C.若要让两人接住后恰好能完成完整的竖直圆周运动,两人在最高点时满足
设此时甲的初始高度为,甲下降到最低点时,有
甲接住乙的过程,有
甲乙一起从最低点到最高点的过程中,有
联立后,可解得,故C正确;
D.甲乙一起向左摆动的过程中,机械能守恒,所以
解得向左摆动的最大高度,故D错误。
故选C。
8.如图甲所示,位于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,P、Q为x轴上的两个质点,其平衡位置坐标分别为xP=4 m、xQ=6 m,t=0时波刚好传到质点P,图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波速为2 m/s
B.波刚好传到Q时,P的位移为2 cm
C.P的起振方向向下
D.0~3 s内,P运动的路程为12 cm
【答案】AD
【详解】A.由图乙可知,波传到点的时刻为,已知时波刚好传到点,则波从传到的时间,、间距
波速,故A正确;
B.波传到时即时,点已振动了,由图乙知周期,则振动了,点回到平衡位置,位移为0,故B错误;
C.介质中所有质点的起振方向相同,由图乙可知点的起振方向沿轴正方向,则点的起振方向也向上,故C错误;
D.内,点振动的时间为,即个周期,路程,故D正确。
故选AD。
9.如图,光滑圆形支架固定于竖直平面内,圆心为O,半径为R=0.5m,AB为圆的竖直直径,圆上穿一质量为m=1.25kg的小球,小球可沿圆自由滑动。原长为L0=0.6m、劲度系数为k=100N/m的轻弹簧一端固定在小球上,另一端固定在圆上A点,初始时小球锁定在圆上C点。已知∠CAB=60°,重力加速度g=10m/s2,弹簧的弹性势能为(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。某一时刻解除锁定,小球沿圆轨道运动过程中弹簧始终在弹性限度内。以A点所在的水平面为重力势能的参考平面,下列说法正确的是( )
A.小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大
B.小球的动能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小
C.小球的最大动能为3.325J
D.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和的最小值为-6J
【答案】BD
【详解】AB.由几何知识得AC=R,假设小球沿圆轨道运动过程中可以通过B点,小球在B点时动能为,小球从C到B过程中,根据机械能守恒定律有
解得
故小球可以通过B点,小球沿圆轨道运动过程中其重力势能先减小再增大,小球与弹簧组成的系统机械能守恒,故小球的动能和弹簧的弹性势能之和先增大再减小,故A错误,B正确;
C.当小球动能最大时其速度最大,则小球沿圆轨道运动的切向加速度为0,设弹簧与直径AB夹角为时小球速度最大,对小球受力分析如图
此时有
解得=37°
小球从C点运动到最大速度的过程中,根据机械能守恒定律有
解得,故C错误;
D.小球动能最大时其重力势能与弹簧的弹性势能之和最小,此时小球的重力势能为
弹簧的弹性势能为
则,故D正确。
故选BD。
10.如图所示,在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块,质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变,其大小f与射入初速度大小成正比,即(k为已知常数)。改变子弹的初速度大小,若木块获得的速度最大,则( )
A.木块获得的速度最大为
B.子弹在木块中运动的时间为
C.木块在加速过程中运动的距离为
D.木块和子弹损失的总动能为
【答案】AC
【详解】A.子弹和木块相互作用过程系统动量守恒,令子弹穿出木块后子弹和木块的速度分别为,则有
子弹和木块相互作用过程中合力都为
因此子弹和物块的加速度分别为
由运动学公式可得子弹和木块的位移分别为
由几何关系
联立解得
因此木块的速度最大即取极值即可,该函数在到无穷单调递减,因此当木块的速度最大,A正确;
B.则子弹穿过未块时木块的速度为
由运动学公式
可得,故B错误;
D.由能量守恒可得子弹和木块损失的能量转化为系统摩擦生热,即
故D错误;
C.木块加速过程运动的距离为,故C正确。
故选AC。
第Ⅱ卷
二、实验题(14分)
11.(6分)某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
(1)一同学让小球从斜槽上离水平桌面高为处由静止释放,使其水平抛出,多次描点,绘出小球做平抛运动时球心的轨迹,下列说法正确的是______(单选)。
A.实验所用斜槽应尽量光滑
B.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
C.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来
(2)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹,、、三点的位置在运动轨迹上已标出,取。
①小球做平抛运动的初速度大小为______;
②小球抛出点的位置坐标为______,______。
(3)由于该同学在确定竖直方向时未用到铅垂线,而导致该同学所绘图像的轴在实际竖直方向稍偏左侧的位置,则该实验小组测得的小球的初速度______(填“大于”“等于”或“小于”)小球真实的初速度。
【答案】(1)B(1分)
(2) 2/2.0 (1分) -10(1分) -1.25(1分)
(3)大于(2分)
【详解】(1)A.小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放,斜槽轨道可以不光滑,故A错误;
B.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些,减小偶然误差,故B正确;
C.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条平滑曲线将尽量多的点连接起来,偏差大的点舍去,从而能减小实验误差,故C错误。
故选B。
(2)①由题图乙可知、、三点中相邻两点的时间间隔相等,设为
根据运动学公式有,解得
则小球做平抛运动的初速度大小为
②小球运动到点时的竖直分速度大小为
小球从抛出点运动到点所用的时间为
故抛出点的横坐标为,纵坐标为
(3)由于实际的竖直方向在该小组同学所绘图像轴偏右侧的位置,导致横坐标的测量值偏大而纵坐标的测量值偏小,根据平抛运动规律,可知测得的小球的初速度偏大。
12.(8分)某实验小组用图(a)所示装置来验证机械能守恒定律。
(1)在实验中,实验步骤的编排如下,其中有的是不必要的,有的是错误的,请选出必要的步骤,并按正确的实验操作顺序排列________。
A.用天平称出重物的质量;
B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度;
C.断开电源,更换新纸带,重复实验两次再得到两条理想的纸带;
D.断开电源,拆去导线,整理仪器;
E.用秒表测出重物下落的时间;
F.把打点计时器接到低压交流电源上(频率为50 Hz);
G.接通电源,释放纸带;
H.把打点计时器接到低压直流电源上;
I.把打点计时器固定到桌边的铁架台上。
(2)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图(b)所示,其中点为打点计时器打下的第一个点,、、为三个计数点,用刻度尺测得,,,在计数点和、和之间还各有一个点。已知重物的质量为,取。在段运动过程中,重物重力势能的减少量________,重物的动能增加量________(结果均保留三位有效数字)。
(3)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的________误差(选填“偶然”或“系统”)。由此可见,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是________(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离,算出了各计数点对应的速度,以为横轴,以为纵轴画出了如图(c)所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是________。乙同学测出该图线的斜率为k,如果不计一切阻力,则当地的重力加速度g________k(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】(1)IFBGCD(2分)
(2) (1分) (1分)
(3) 系统(1分) 大于(1分)
(4) 先释放重物,再接通(打点计时器)电源 (1分) 等于(1分)
【详解】(1)打点计时器必须接交流电源才能正常工作,故H项错误。打点计时器是计时仪器,每隔(频率为)打一个点,故不需要E项。验证机械能守恒定律公式为
故质量可约去来进行比较,故A项是不必要的。
正确的操作步骤是:把打点计时器固定到桌边的铁架台上并接好交流电源;把纸带一端固定到重物上,另一端穿过打点计时器,提升到一定高度;先接通电源,后释放纸带;断开电源,更换新纸带,重复实验两次再得到两条理想的纸带;断开电源,拆去导线,整理仪器。
故正确的实验操作顺序是IFBGCD。
(2)[1]在段运动过程中,重物重力势能的减少量
[2]在计数点和、和之间还各有一个点,故计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动的规律,点对应的瞬时速度等于段的平均速度,即
则重物的动能增加量
(3)[1]该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的系统误差;
[2]由于阻力带来的影响,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是
(4)[1]从图像中可以看出,当物体下落的高度为0时,物体的速度不为0,即纸带上起始点有初速度,可能是操作中先释放重物,再接通(打点计时器)电源。
[2]设打点计时器打下的第一个点时重物的速度为,根据机械能守恒可知
则
故图像斜率
三、解答题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(9分)如图所示,竖直平面内的圆弧形粗糙管道半径,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点为管道的最高点且在O的正上方。一个质量的小球,从A点正上方高处的P点由静止释放,自由下落至A点进入管道并通过B点,过B点时小球的速度为4m/s,小球最后落到AD面上的C点处。不计空气阻力,取。求:
(1)小球过A点时的速度的大小;
(2)小球过B点时受到管壁的压力大小;
(3)C点到A点的距离。
【答案】(1)
(2)5N
(3)0.8m
【详解】(1)根据(1分)
解得(2分)
(2)小球在B点有(1分)
解得小球过B点时受到管壁的压力大小(2分)
(3)根据平抛运动规律有(1分)
联立解得(1分)
因此(1分)
14.(13分)如图,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆弧轨道相切于B点,右端与一倾角为的光滑斜面在C点平滑连接(即物体经过C点时速度大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧。一质量为2 kg的滑块(可视为质点)从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道BC后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆弧轨道的半径为,水平轨道BC长为0.4 m,与滑块间的动摩擦因数为,光滑斜面CD部分长为0.6 m,不计空气阻力,重力加速度大小为。
求:
(1)滑块第一次经过光滑斜面上的C点时,滑块速度的大小;
(2)滑块到达D点时,弹簧具有的弹性势能;
(3)滑块在水平轨道BC上停止的位置距B点的距离及滑块经过C点的次数;
(4)滑块从A点释放到停下的过程中产生的热量Q。
【答案】(1)
(2)
(3),6次
(4)9J
【详解】(1)滑块从A点到C点,由动能定理可得(1分)
可得滑块第一次经过光滑斜面上的C点时,滑块速度的大小为(2分)
(2)滑块到达D点时,设弹簧具有的弹性势能为,滑块从A点到D点,由功能关系可得(1分)
代入数据解得(2分)
(3)由于圆弧轨道和斜面均光滑,所以滑块最终停止在水平轨道BC间,设滑块在BC段运动的总路程为s,从滑块第一次经过B点到最终停下来的全过程,由动能定理可得(1分)
解得(1分)
则有(1分)
故滑块经过C点6次,最后距离B点的距离为(1分)
(4)由于总路程 (1分)
且 (1分)
故产生的热量(1分)
15.(18分)如图所示,质量M=1kg的足够长的木板静止在粗糙水平地面上,将一质量m=3kg的可视为质点的物块静置于长木板最左端,木板右端有一竖直墙壁,已知物块与木板间的动摩擦因数=0.2,木板与水平面间的动摩擦因数=0.1,物块与木板间、木板与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,从t=0时刻起,给小物块施加一水平向右、大小为F=15N的力,作用2s后撤去力F,木板在3s时与墙壁发生碰撞,g=10m/s2,求:
(1)0~2s内物块和木板的加速度;
(2)木板初始位置的右端到墙壁的距离;
(3)若木板与墙壁碰撞后立即以原速率反向弹回,碰撞瞬间物块的运动状态不改变,求木板和墙壁发生第二次碰撞时物块距木板左端的距离。
【答案】(1)3m/s2,2m/s2;方向都为水平向右
(2)8.625m
(3)6.955m
【详解】(1)当物块与木板之间的摩擦力达到最大时,此时有两者不发生相对滑动的最大拉力,以木板为对象,根据牛顿第二定律(1分)
以物块为对象,由牛顿第二定律(1分)
解得
因为F=15N>,所以物块与木板各自加速,设物块加速度为a1,根据牛顿第二定律,有
代入数据解得a1=3m/s2,水平向右。(1分)
设木板的加速度为a2,根据牛顿第二定律,有
解得a2=2m/s2,水平向右。(1分)
(2)作用t1=2s后,撤去F时物块的速度为v1,木板的速度为v2,则物块的速度为v1=a1t1=6m/s
木板的速度为v2=a2t1=4m/s(1分)
撤去F后,物块减速,设物块加速度为a3,根据牛顿第二定律,有
解得a3=2m/s2(1分)
撤去F后,木板加速,长木板加速度a4=a2=2m/s2
当两者至第一次共速时(1分)
解得v共=5m/s,t2=0.5s(1分)
共速后二者一起减速,其加速度为a共,根据牛顿第二定律有
解得a共=1m/s2(1分)
再次减速时间与墙壁发生碰撞。
由匀变速直线运动规律知
共同运动的距离为
木板右端到墙壁的距离(1分)
(3)第一次共速前,物块的位移
木板的位移x2=d1=6.25m
第一次共速前两者的相对位移(1分)
设碰撞墙壁前物块和木板共同速度为,有(1分)
由受力分析知,碰撞后物块由于惯性继续向前做匀减速直线运动,木板碰后反向做匀减速直线运动,设物块做匀减速直线运动加速度为a5,木板做匀减速直线运动加速度为a6,对物块,有a5=a3=2m/s2
对木板,根据牛顿第二定律有(1分)
代入数据解得a6=10m/s2
当木板速度减到零时,设时间为t4,由,解得t4=0.45s
在t4时间内,物块向右的位移(1分)
木板向左的位移
相对位移
此时物块的速度(1分)
之后物块继续减速,长木板反向加速,对物块
对木板,由牛顿第二定律知
解得(1分)
两者再次共速,设时间为t5,有
解得t5=0.9s(1分)
物块向右位移为
木板向右的位移
相对位移(1分)
由x4>x6可知,物块和木板先共速,再一起以初速度减速,长木板能第二次碰上墙壁,此过程两者间无相对位移。
故物块与木板再次共速时物块距木板左端的距离(1分)
/
学科网(北京)股份有限公司
$………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
此卷只装订不密封
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年高一下学期期末模拟卷01
物 理
(满分100分,考试用时75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.测试范围:教科版2019必修第二册+选择性必修第一册1-3章。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题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。
1.关于经典时空观和相对论时空观,下列说法正确的是( )
A.相对论的建立彻底否定了牛顿经典力学理论
B.相对论时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的
C.相对论时空观认为真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
D.当物体的运动速度远小于光速时,相对论和经典力学的结论仍有很大的区别
2.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”,如图甲所示。工匠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。对应的简化模型如乙所示,粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台以恒定的转速匀速转动时,关于粗坯上位于不同半径处的P、Q两质点,下列说法正确的是( )
A.P点转动的周期比Q点的大
B.P点与Q点的线速度相同
C.相同时间内,P点转过的角度与Q点相等
D.点的向心加速度大小比P点的小
3.如图所示,若小船从A点出发到达河的对岸,河宽,河水流速,小船在静水中的航行速度,当船头与河岸垂直时,下列说法正确的是( )
A.小船到达A点的正对岸B点
B.小船的渡河时间为20s
C.若河水流速增大,小船的渡河时间变长
D.若河水流速增大,小船到达对岸的位置离B点的距离不变
4.一列简谐横波沿x轴方向传播,波速为2m/s,t=1s时波形图如图所示,其中M、N两质点的位移分别为+5cm,-5cm,此时N质点的加速度正在增大。下列分析正确的是( )
A.该横波沿x轴正方向传播
B.t=1s时,M、N两质点的速度、加速度均相同
C.t=2s时,质点M的位移为-5cm
D.t=1s之后,M、N两质点振动步调始终相反
5.当前我国新能源汽车销量达到世界汽车的34.5%的份额,事业发展迅猛,某国产新能源汽车的质量为m,在水平路面上由静止开始启动,其图像如图所示,已知时间内为过原点的直线,时刻速度为,功率达到额定功率,此后保持额定功率不变,在时刻达到最大速度后做匀速运动。汽车运动中阻力f大小恒定,下列说法正确的是( )
A.时刻以后,汽车的牵引力为零
B.至,汽车的加速度和速度都增大
C.汽车的额定功率为
D.汽车的最大速度为
6.图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命。图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前,二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图,此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1∶4。若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力,则下列说法正确的是( )
A.在图示轨道上,“轨道康复者”的速度大于7.9 km/s
B.同步卫星的向心加速度小于地球表面附近的重力加速度
C.在图示轨道上,“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍
D.在图示轨道上,“轨道康复者”的周期为3h,再过3h两卫星连线再次过地心
7.如图所示的杂技表演中,天花板上吊着一根长为的秋千(可视作轻绳),演员甲用腿勾住秋千,倒吊着由静止开始向下摆动。当甲摆到最低点时,迅速接住站在平台上的演员乙,随后两个演员一起继续向左摆动。已知两个演员质量相等(设为),不计一切阻力,重力加速度为。若演员甲初始释放点与最低点的高度差为,下列说法正确的是( )
A.演员甲从静止释放到最低点的过程中,重力的冲量大小为
B.演员甲在最低点接住演员乙的瞬间,系统损失的机械能为
C.若要让两人接住后恰好能完成完整的竖直圆周运动(即能通过最高点),则甲的初始高度h至少为10L
D.演员甲接住演员乙后,两人一起向左摆动能够达到的最大高度为
8.如图甲所示,位于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,P、Q为x轴上的两个质点,其平衡位置坐标分别为xP=4 m、xQ=6 m,t=0时波刚好传到质点P,图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波速为2 m/s
B.波刚好传到Q时,P的位移为2 cm
C.P的起振方向向下
D.0~3 s内,P运动的路程为12 cm
9.如图,光滑圆形支架固定于竖直平面内,圆心为O,半径为R=0.5m,AB为圆的竖直直径,圆上穿一质量为m=1.25kg的小球,小球可沿圆自由滑动。原长为L0=0.6m、劲度系数为k=100N/m的轻弹簧一端固定在小球上,另一端固定在圆上A点,初始时小球锁定在圆上C点。已知∠CAB=60°,重力加速度g=10m/s2,弹簧的弹性势能为(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。某一时刻解除锁定,小球沿圆轨道运动过程中弹簧始终在弹性限度内。以A点所在的水平面为重力势能的参考平面,下列说法正确的是( )
A.小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大
B.小球的动能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小
C.小球的最大动能为3.325J
D.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和的最小值为-6J
10.如图所示,在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块,质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变,其大小f与射入初速度大小成正比,即(k为已知常数)。改变子弹的初速度大小,若木块获得的速度最大,则( )
A.木块获得的速度最大为
B.子弹在木块中运动的时间为
C.木块在加速过程中运动的距离为
D.木块和子弹损失的总动能为
第Ⅱ卷
二、实验题(14分)
11.(6分)某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
(1)一同学让小球从斜槽上离水平桌面高为处由静止释放,使其水平抛出,多次描点,绘出小球做平抛运动时球心的轨迹,下列说法正确的是______(单选)。
A.实验所用斜槽应尽量光滑
B.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
C.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来
(2)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹,、、三点的位置在运动轨迹上已标出,取。
①小球做平抛运动的初速度大小为______;
②小球抛出点的位置坐标为______,______。
(3)由于该同学在确定竖直方向时未用到铅垂线,而导致该同学所绘图像的轴在实际竖直方向稍偏左侧的位置,则该实验小组测得的小球的初速度______(填“大于”“等于”或“小于”)小球真实的初速度。
12.(8分)某实验小组用图(a)所示装置来验证机械能守恒定律。
(1)在实验中,实验步骤的编排如下,其中有的是不必要的,有的是错误的,请选出必要的步骤,并按正确的实验操作顺序排列________。
A.用天平称出重物的质量;
B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度;
C.断开电源,更换新纸带,重复实验两次再得到两条理想的纸带;
D.断开电源,拆去导线,整理仪器;
E.用秒表测出重物下落的时间;
F.把打点计时器接到低压交流电源上(频率为50 Hz);
G.接通电源,释放纸带;
H.把打点计时器接到低压直流电源上;
I.把打点计时器固定到桌边的铁架台上。
(2)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图(b)所示,其中点为打点计时器打下的第一个点,、、为三个计数点,用刻度尺测得,,,在计数点和、和之间还各有一个点。已知重物的质量为,取。在段运动过程中,重物重力势能的减少量________,重物的动能增加量________(结果均保留三位有效数字)。
(3)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的________误差(选填“偶然”或“系统”)。由此可见,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是________(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离,算出了各计数点对应的速度,以为横轴,以为纵轴画出了如图(c)所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是________。乙同学测出该图线的斜率为k,如果不计一切阻力,则当地的重力加速度g________k(选填“大于”“等于”或“小于”)。
三、解答题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(9分)如图所示,竖直平面内的圆弧形粗糙管道半径,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点为管道的最高点且在O的正上方。一个质量的小球,从A点正上方高处的P点由静止释放,自由下落至A点进入管道并通过B点,过B点时小球的速度为4m/s,小球最后落到AD面上的C点处。不计空气阻力,取。求:
(1)小球过A点时的速度的大小;
(2)小球过B点时受到管壁的压力大小;
(3)C点到A点的距离。
14.(13分)如图,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆弧轨道相切于B点,右端与一倾角为的光滑斜面在C点平滑连接(即物体经过C点时速度大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧。一质量为2 kg的滑块(可视为质点)从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道BC后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆弧轨道的半径为,水平轨道BC长为0.4 m,与滑块间的动摩擦因数为,光滑斜面CD部分长为0.6 m,不计空气阻力,重力加速度大小为。
求:
(1)滑块第一次经过光滑斜面上的C点时,滑块速度的大小;
(2)滑块到达D点时,弹簧具有的弹性势能;
(3)滑块在水平轨道BC上停止的位置距B点的距离及滑块经过C点的次数;
(4)滑块从A点释放到停下的过程中产生的热量Q。
15.(18分)如图所示,质量M=1kg的足够长的木板静止在粗糙水平地面上,将一质量m=3kg的可视为质点的物块静置于长木板最左端,木板右端有一竖直墙壁,已知物块与木板间的动摩擦因数=0.2,木板与水平面间的动摩擦因数=0.1,物块与木板间、木板与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,从t=0时刻起,给小物块施加一水平向右、大小为F=15N的力,作用2s后撤去力F,木板在3s时与墙壁发生碰撞,g=10m/s2,求:
(1)0~2s内物块和木板的加速度;
(2)木板初始位置的右端到墙壁的距离;
(3)若木板与墙壁碰撞后立即以原速率反向弹回,碰撞瞬间物块的运动状态不改变,求木板和墙壁发生第二次碰撞时物块距木板左端的距离。
试题 第3页(共6页) 试题 第4页(共6页)
试题 第1页(共6页) 试题 第2页(共6页)
学科网(北京)股份有限公司
$
2025-2026学年高一下学期期末模拟卷01
物 理
(满分100分,考试用时75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.测试范围:教科版2019必修第二册+选择性必修第一册1-3章。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题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。
1.关于经典时空观和相对论时空观,下列说法正确的是( )
A.相对论的建立彻底否定了牛顿经典力学理论
B.相对论时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的
C.相对论时空观认为真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
D.当物体的运动速度远小于光速时,相对论和经典力学的结论仍有很大的区别
2.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”,如图甲所示。工匠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。对应的简化模型如乙所示,粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台以恒定的转速匀速转动时,关于粗坯上位于不同半径处的P、Q两质点,下列说法正确的是( )
A.P点转动的周期比Q点的大
B.P点与Q点的线速度相同
C.相同时间内,P点转过的角度与Q点相等
D.点的向心加速度大小比P点的小
3.如图所示,若小船从A点出发到达河的对岸,河宽,河水流速,小船在静水中的航行速度,当船头与河岸垂直时,下列说法正确的是( )
A.小船到达A点的正对岸B点
B.小船的渡河时间为20s
C.若河水流速增大,小船的渡河时间变长
D.若河水流速增大,小船到达对岸的位置离B点的距离不变
4.一列简谐横波沿x轴方向传播,波速为2m/s,t=1s时波形图如图所示,其中M、N两质点的位移分别为+5cm,-5cm,此时N质点的加速度正在增大。下列分析正确的是( )
A.该横波沿x轴正方向传播
B.t=1s时,M、N两质点的速度、加速度均相同
C.t=2s时,质点M的位移为-5cm
D.t=1s之后,M、N两质点振动步调始终相反
5.当前我国新能源汽车销量达到世界汽车的34.5%的份额,事业发展迅猛,某国产新能源汽车的质量为m,在水平路面上由静止开始启动,其图像如图所示,已知时间内为过原点的直线,时刻速度为,功率达到额定功率,此后保持额定功率不变,在时刻达到最大速度后做匀速运动。汽车运动中阻力f大小恒定,下列说法正确的是( )
A.时刻以后,汽车的牵引力为零
B.至,汽车的加速度和速度都增大
C.汽车的额定功率为
D.汽车的最大速度为
6.图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命。图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前,二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图,此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1∶4。若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力,则下列说法正确的是( )
A.在图示轨道上,“轨道康复者”的速度大于7.9 km/s
B.同步卫星的向心加速度小于地球表面附近的重力加速度
C.在图示轨道上,“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍
D.在图示轨道上,“轨道康复者”的周期为3h,再过3h两卫星连线再次过地心
7.如图所示的杂技表演中,天花板上吊着一根长为的秋千(可视作轻绳),演员甲用腿勾住秋千,倒吊着由静止开始向下摆动。当甲摆到最低点时,迅速接住站在平台上的演员乙,随后两个演员一起继续向左摆动。已知两个演员质量相等(设为),不计一切阻力,重力加速度为。若演员甲初始释放点与最低点的高度差为,下列说法正确的是( )
A.演员甲从静止释放到最低点的过程中,重力的冲量大小为
B.演员甲在最低点接住演员乙的瞬间,系统损失的机械能为
C.若要让两人接住后恰好能完成完整的竖直圆周运动(即能通过最高点),则甲的初始高度h至少为10L
D.演员甲接住演员乙后,两人一起向左摆动能够达到的最大高度为
8.如图甲所示,位于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,P、Q为x轴上的两个质点,其平衡位置坐标分别为xP=4 m、xQ=6 m,t=0时波刚好传到质点P,图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波速为2 m/s
B.波刚好传到Q时,P的位移为2 cm
C.P的起振方向向下
D.0~3 s内,P运动的路程为12 cm
9.如图,光滑圆形支架固定于竖直平面内,圆心为O,半径为R=0.5m,AB为圆的竖直直径,圆上穿一质量为m=1.25kg的小球,小球可沿圆自由滑动。原长为L0=0.6m、劲度系数为k=100N/m的轻弹簧一端固定在小球上,另一端固定在圆上A点,初始时小球锁定在圆上C点。已知∠CAB=60°,重力加速度g=10m/s2,弹簧的弹性势能为(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。某一时刻解除锁定,小球沿圆轨道运动过程中弹簧始终在弹性限度内。以A点所在的水平面为重力势能的参考平面,下列说法正确的是( )
A.小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大
B.小球的动能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小
C.小球的最大动能为3.325J
D.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和的最小值为-6J
10.如图所示,在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块,质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变,其大小f与射入初速度大小成正比,即(k为已知常数)。改变子弹的初速度大小,若木块获得的速度最大,则( )
A.木块获得的速度最大为
B.子弹在木块中运动的时间为
C.木块在加速过程中运动的距离为
D.木块和子弹损失的总动能为
第Ⅱ卷
二、实验题(14分)
11.(6分)某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
(1)一同学让小球从斜槽上离水平桌面高为处由静止释放,使其水平抛出,多次描点,绘出小球做平抛运动时球心的轨迹,下列说法正确的是______(单选)。
A.实验所用斜槽应尽量光滑
B.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
C.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来
(2)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹,、、三点的位置在运动轨迹上已标出,取。
①小球做平抛运动的初速度大小为______;
②小球抛出点的位置坐标为______,______。
(3)由于该同学在确定竖直方向时未用到铅垂线,而导致该同学所绘图像的轴在实际竖直方向稍偏左侧的位置,则该实验小组测得的小球的初速度______(填“大于”“等于”或“小于”)小球真实的初速度。
12.(8分)某实验小组用图(a)所示装置来验证机械能守恒定律。
(1)在实验中,实验步骤的编排如下,其中有的是不必要的,有的是错误的,请选出必要的步骤,并按正确的实验操作顺序排列________。
A.用天平称出重物的质量;
B.把纸带固定到重物上,并把纸带穿过打点计时器,提升到一定高度;
C.断开电源,更换新纸带,重复实验两次再得到两条理想的纸带;
D.断开电源,拆去导线,整理仪器;
E.用秒表测出重物下落的时间;
F.把打点计时器接到低压交流电源上(频率为50 Hz);
G.接通电源,释放纸带;
H.把打点计时器接到低压直流电源上;
I.把打点计时器固定到桌边的铁架台上。
(2)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图(b)所示,其中点为打点计时器打下的第一个点,、、为三个计数点,用刻度尺测得,,,在计数点和、和之间还各有一个点。已知重物的质量为,取。在段运动过程中,重物重力势能的减少量________,重物的动能增加量________(结果均保留三位有效数字)。
(3)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的________误差(选填“偶然”或“系统”)。由此可见,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是________(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离,算出了各计数点对应的速度,以为横轴,以为纵轴画出了如图(c)所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是________。乙同学测出该图线的斜率为k,如果不计一切阻力,则当地的重力加速度g________k(选填“大于”“等于”或“小于”)。
三、解答题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(9分)如图所示,竖直平面内的圆弧形粗糙管道半径,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点为管道的最高点且在O的正上方。一个质量的小球,从A点正上方高处的P点由静止释放,自由下落至A点进入管道并通过B点,过B点时小球的速度为4m/s,小球最后落到AD面上的C点处。不计空气阻力,取。求:
(1)小球过A点时的速度的大小;
(2)小球过B点时受到管壁的压力大小;
(3)C点到A点的距离。
14.(13分)如图,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆弧轨道相切于B点,右端与一倾角为的光滑斜面在C点平滑连接(即物体经过C点时速度大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧。一质量为2 kg的滑块(可视为质点)从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道BC后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆弧轨道的半径为,水平轨道BC长为0.4 m,与滑块间的动摩擦因数为,光滑斜面CD部分长为0.6 m,不计空气阻力,重力加速度大小为。
求:
(1)滑块第一次经过光滑斜面上的C点时,滑块速度的大小;
(2)滑块到达D点时,弹簧具有的弹性势能;
(3)滑块在水平轨道BC上停止的位置距B点的距离及滑块经过C点的次数;
(4)滑块从A点释放到停下的过程中产生的热量Q。
15.(18分)如图所示,质量M=1kg的足够长的木板静止在粗糙水平地面上,将一质量m=3kg的可视为质点的物块静置于长木板最左端,木板右端有一竖直墙壁,已知物块与木板间的动摩擦因数=0.2,木板与水平面间的动摩擦因数=0.1,物块与木板间、木板与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,从t=0时刻起,给小物块施加一水平向右、大小为F=15N的力,作用2s后撤去力F,木板在3s时与墙壁发生碰撞,g=10m/s2,求:
(1)0~2s内物块和木板的加速度;
(2)木板初始位置的右端到墙壁的距离;
(3)若木板与墙壁碰撞后立即以原速率反向弹回,碰撞瞬间物块的运动状态不改变,求木板和墙壁发生第二次碰撞时物块距木板左端的距离。
/
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。