精品解析:陕西渭南市华州区中山实验中学校等校2025-2026学年高一下学期期中测试物理试题
2026-06-13
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2份
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30页
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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) | 陕西省 |
| 地区(市) | 渭南市 |
| 地区(区县) | 华州区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.15 MB |
| 发布时间 | 2026-06-13 |
| 更新时间 | 2026-06-13 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58334806.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
陕西校联考期中测试2025—2026学年下学期
高一物理试题
(测试范围:人教版必修第二册§5.1-§8.3)
2026.04
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥。如图所示,桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上,一辆质量为m的小汽车,从A端以不变的速率驶过该立交桥,小汽车速度大小为,则( )
A. 小汽车通过桥顶时受重力、支持力、向心力
B. 小汽车通过桥顶时车速越快,对桥面压力越大
C. 小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
D. 小汽车到达桥顶时的速度必须大于
【答案】C
【解析】
【详解】A.小汽车通过桥顶时竖直方向受重力、支持力作用,其中重力和支持力的合力提供向心力,A错误;
BC.小汽车通过桥顶时,竖直方向
可知小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
则车速越快,对桥面压力越小,B错误,C正确;
D.小汽车到达桥顶时,为保证安全,则,可得,D错误。
故选C。
2. 如图甲所示,花样滑冰比赛中运动员做圆锥摆运动,可简化为如图乙所示的模型。小球质量为,小球到悬挂点的摆线长为,测得小球做圆锥摆运动的周期为,摆线与竖直方向的夹角为,小球运动过程中始终没有与地面接触,下列说法正确的是( )
A. 小球做圆周运动的圆心为悬挂点
B. 摆线对小球的拉力充当小球的向心力
C. 小球所需的向心力大小为
D. 摆线对小球的拉力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球在水平面内做圆周运动,运动圆心为悬挂点在运动平面内的投影,故A错误;
B.摆线的拉力指向悬挂点,应该是拉力的水平分力提供向心力,故B错误;
C.小球所需的向心力大小,故C错误;
D.摆线对小球的拉力大小的水平分力提供向心力,即
结合C选项的结论,可得,故D正确。
故选D。
3. 在2025年都灵大冬会短道速滑男子5000米接力A组决赛中,中国队夺得冠军。运动员过弯时的运动可视为匀速圆周运动。下列关于匀速圆周运动的说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B. 物体做匀速圆周运动时,其线速度是不变的
C. 物体做匀速圆周运动时,其加速度是变化的
D. 物体做匀速圆周运动时,其合外力为零
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.做匀速圆周运动的物体,其加速度大小不变,方向时刻指向圆心,则加速度变化,为非匀变速曲线运动,其线速度大小不变,方向改变,则线速度改变,故C正确,AB错误;
D.物体做匀速圆周运动时,其合外力提供向心力,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,竖直平面内固定一半径为R的圆管轨道BCD,现从A点以初速度水平抛出一小球,小球质量为m,恰好从B点沿切线方向进入,最后从圆管的最高点D射出,又恰好落到圆管轨道的B点。已知A与D在同一水平线上,BC弧线的圆心角,不计空气阻力。则( )
A. 小球由A到B过程中,重力的功率逐渐增大
B. 小球在A点的初速度与到D点时的速度大小应相等
C. 小球在D点对圆管轨道有向上的作用力
D. 小球由B到D的过程机械能守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A.小球由A到B过程中,重力的功率
t逐渐变大,则P逐渐增大,故A正确;
BD.小球由A到B过程中,竖直方向
解得
根据速度关系,小球在A点的初速度
小球由D到B过程中,竖直方向
水平方向
则小球到D点的速度为
可见小球由B到D的过程中有能量损失,机械能不守恒,故BD错误;
C.在D点,根据向心力公式有
则管壁对小球有向上的支持力,根据牛顿第三定律,小球在D点对圆管轨道有向下的作用力,故C错误;
故选A。
5. 排球比赛中,运动员在A处水平发球,对方一传在B处垫球过网,排球经最高点C运动到D处,轨迹如图所示。已知A与C、B与D分别在同一水平线上,A、D在同一竖直线上。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 排球从A运动到B的时间与从B运动到D的相等
B. 排球在A点的动能与在C点的动能相等
C. 对方一传击球前后排球的机械能相等
D. 以为零势能面,排球在点的机械能是排球被一传击打离开点时机械能的倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.设AD高度为h,排球从A点运动到B点,根据平抛运动规律有
解得
排球从D到B过程,根据斜抛规律可知
可知排球从A运动到B的时间与从B运动到D的不相等,故A错误;
B.设BD距离为x,则排球在A点的速度大小为
排球从C到D过程做平抛运动,根据平抛运动规律,排球在C点的速度大小为
可知排球在A点的速度是在C点的速度的2倍。故排球在这两点动能不等,故B错误;
C.对方一传击球前后除重力对排球做功外,对方一传也对排球做功,排球的机械能不相等,故C错误;
D.以AC为零势能面,排球在A点的机械能为
击打后排球的机械能守恒,故击打后排球在B点与C点的机械能相等,即
由B选项可知,故,故D正确。
故选D。
6. 如图,可视为质点的物块A、B用一不可伸长的轻绳连接,A穿在光滑竖直细杆上,细杆底部固定。轻绳跨过轻质光滑定滑轮。A、B的质量分别为,,定滑轮到杆的距离为,细绳长为。现让A从与定滑轮等高处由静止释放,不计一切摩擦、空气阻力及定滑轮大小,重力加速度为。关于A下落过程中的说法正确的是( )
A. 物块A的机械能一直增大
B. 物块A的速度始终小于物块B的速度
C. 物块A下落的最大距离为
D. 物块A、B等高时物块B的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由静止释放物块A,物块A向下运动的过程中,重力做正功,绳子的拉力做负功,物块A的机械能减小,故A错误;
B.设物块A下滑的过程中绳与竖直方向的夹角为,则
所以,物块A的速度大于物块B的速度,当物块A的速度为零时,物块B的速度也为零,故B错误;
C.当物块A的速度为零时,物块A的下落高度最大,此时物块B的速度也为0,设物块A下落的最大高度为,根据机械能守恒定律有
解得,故C正确;
D.设物块A、B处于同一高度时定滑轮左侧细绳与水平方向所成的角为,根据几何关系有
又知,
联立解得
根据动能定理有
又知
联立解得,物块A、B等高时物块B的速度大小为,故D错误。
故选C。
7. 如图所示是重庆长江某码头专门用于货物传送的装置示意图。工作人员将货物轻放在传送带的底端传送到顶端,随后由其他工作人员完成装车任务。图甲为倾角的传送带,在电动机的带动下以一定的速度顺时针稳定运行。某货物质量,将其从轻放在传送带底端处开始计时,10s时刚好到达顶端,其运动过程的图像如图乙,货物可视为质点,取,,则货物从运动到的过程中,下列说法正确的( )
A. 货物与传送带之间的动摩擦因数
B. 传送带对货物做功为
C. 若其余条件不变,逐次增大传送带的运行速率,货物运动到顶端的时间也会一直逐次变短
D. 若其余条件不变,逐次增大传送带的运行速率,货物在传送带上留下的划痕为定值
【答案】B
【解析】
【详解】A.前5s,货物加速运动,加速度为
根据牛顿第二定律有
解得,故A错误;
B.由图像与坐标轴围成的面积代表位移可知
根据动能定理有
解得,故B正确;
C.若传送带速度不断增大,当传送带速度大到一定程度,货物从A到B全程做匀加速运动,此时有
时间不会再随传送带速度增大而变短,故C错误;
D.设传送带速度,若,相对位移
越大,也越大。因此划痕长度不是定值,故D错误。
故选B。
8. 卫星P、Q绕某行星运动的轨道均为椭圆,若仅考虑P、Q受到该行星的引力,引力大小随时间的变化如图所示,已知,下列说法错误的是( )
A. P、Q绕行星公转的周期之比为
B. P、Q到行星中心距离的最小值之比为
C. P、Q的质量之比为
D. Q的轨道长轴与短轴之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,故A正确;
B.当P离行星最近时,有
当P离行星最远时,有
当Q离行星最近时,有
当Q离行星最远时,有
由开普勒第三定律可知,联立解得,故B错误;
C.由题图和万有引力定律可知
解得P、Q的质量之比为,故C正确;
D.设卫星Q的轨迹半长轴为a,半短轴为b,半焦距为c,则有、、
联立解得,
所以Q的轨道长轴与短轴之比为,故D正确。
由于本题选择错误的,故选B。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得2分,有选错的得0分)
9. 中国计划在2030年前实现载人登月,开展月球科学考察及相关技术试验。根据“嫦娥”系列卫星的发射,设想登月载人飞船的运行轨迹如图所示。质量为的飞船发射后首先进入绕地球运行的圆形“停泊轨道”,在点加速进入椭圆“过渡轨道”,该轨道离地球表面的最近距离为,飞船到达离点最远距离为的点时,依靠飞船的反向助推器减速,被月球引力“俘获”后,在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行,择机降落在月球表面。已知地球半径为,月球半径为为椭圆轨道的短轴,地球表面的重力加速度为,月球表面的重力加速度为,飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是( )
A. 飞船在“停泊轨道”上运行速度为
B. 飞船在“过渡轨道”上运行周期为
C. 、两点的速度方向垂直于地心与月心的连线
D. 若飞船在“过渡轨道”点的动能为,则被月球“俘获”过程中助推器需要做功
【答案】BD
【解析】
【详解】A.飞船在“停泊轨道”上运行时,万有引力提供向心力,可得
又知
联立解得,故A错误;
B.飞船在“停泊轨道”上的运行时,周期为
根据开普勒第三定律有
联立解得,故B正确;
C.、两点的速度方向平行于地心与月心的连线,故C错误;
D.飞船在“绕月轨道”上运行时,万有引力提供向心力,可得
又知
联立解得
根据动能定理有
所以,飞船在被月球“俘获”过程中助推器需要做功,故D正确。
故选BD。
10. 某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能Eₖ与位移s的关系图像如图所示,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计。根据图像所给的信息可求出( )
A. 汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N
B. 汽车的额定功率为800kW
C. 汽车前500m加速运动的时间为16.25s
D. 汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.设汽车行驶过程中所受地面的阻力大小为f,根据图线①结合动能定理有
解得,故A错误;
B.汽车的最大行驶速度为
当汽车以最大速度行驶时,牵引力与阻力大小相等,所以汽车的额定功率为,故B错误;
C.设汽车前500m加速运动的时间为t,根据动能定理有
解得,故C正确;
D.开启储能装置后,由能量守恒:初始动能转化为克服阻力的功和储存的电能,根据图线②可得,故D正确。
故选CD。
11. 如图,轻质定滑轮固定在天花板上,物体P和Q用不可伸长的轻绳相连,悬挂在定滑轮上,质量、时刻将两物体由静止释放,物体Q的加速度大小为。T时刻轻绳突然断开,物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度,取时刻物体P所在水平面为零势能面,此时物体Q的机械能为E。重力加速度大小为g,不计摩擦和空气阻力,两物体均可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 物体P和Q的质量之比为1:3
B. T时刻物体Q的机械能为
C. 2T时刻物体P的速度大小
D. 2T时刻物体P重力的功率为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.开始释放时物体Q的加速度为,则,
解得,故A错误;
B.在T时刻,两物体的速度
P上升的距离
细线断后P能上升的高度
可知开始时PQ距离为
若设开始时P所处的位置为零势能面,则开始时Q的机械能为
从开始到绳子断裂,绳子的拉力对Q做负功,大小为
则此时物体Q的机械能,故B正确;
CD.在2T时刻,重物P的速度
大小为,方向向下;此时物体P重力的瞬时功率,故C正确,D错误。
故选BC。
三、实验题(本题共2小题,共16分)
12. 小西同学利用以下实验器材测量北碚当地的重力加速度。一光滑桌面倾斜放置,其与水平面间的夹角为θ,在桌面上固定一悬挂点O,轻绳通过拉力传感器拴接在O点,另一端连接一个质量为m大小可忽略的物块。
①现给物块足够大的初速度,使其在桌面内做圆周运动,分别记录物块在最低点时绳子的拉力和最高点时绳子的拉力,改变不同的初速度,记录多组和;
②建立坐标系,以拉力为纵轴、拉力为横轴,得到了一条线性图像,测得图线斜率为k,纵轴截距为b
(1)根据以上测量数据,请问图像斜率________,重力加速度的表达式为________(用m、b、θ表示);
(2)实际物块运动过程中还受桌面的滑动摩擦力,物块与桌面间的滑动摩擦因数为μ,物块到圆心的距离为L,则某次从最低点到最高点的过程中因摩擦产生的热量为________。(用μ、b、θ、L表示)
【答案】(1) ①. 1 ②.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]小球在最低点时,有
在最高点时,有
从最低点到最高点,根据动能定理有
联立可得
可知图像的纵轴截距为,斜率k=1
解得重力加速度为
【小问2详解】
若考虑滑动摩擦力,则从最低点到最高点,根据动能定理有
其中
整理可得
又
由以上联立得
【点睛】
13. 某同学利用如图甲所示的实验装置探究机械能守恒定律。实验时,将小钢球从斜槽上位置A处由静止释放,钢球沿斜槽下滑并通过斜槽末端O处的光电门,光电门记录下钢球的遮光时间t。用刻度尺测得钢球下降的高度h,重力加速度为g。
(1)测量钢球直径的正确操作是图中______(填“乙”或“丙”)所示的方式,测得钢球直径为d。
(2)若钢球下滑过程中机械能守恒,则gh=______(用题目的符号表示)。
(3)实验中发现,钢球的动能增加量始终小于钢球的重力势能减少量,且误差超过10%,产生误差的主要原因是______。
(4)该同学在原装置上拆掉光电门后改成图丁所示装置来探究动量守恒定律实验。小钢球1、2的质量分别为,先将钢球1从A点由静止释放,钢球1离开斜槽后落到P点;仍将钢球1从A点由静止释放,钢球1和放在斜槽末端的钢球2碰撞后,落地点分别为M和N,测出钢球落地点与斜槽末端的水平距离,在不计空气阻力的情况下,在实验误差允许的范围内,满足______关系时,两钢球的碰撞过程动量守恒;满足______关系时,两钢球的碰撞过程为弹性碰撞。(用题目中给出的符号表示)
【答案】(1)
乙 (2)
(3)
误把释放时球心到轨道末端的竖直距离当成
(4)
[1]
[2]
【解析】
【小问1详解】
测量钢球外径应选乙所示的方式。
【小问2详解】
钢球下滑过程中机械能守恒
钢球通过光电门
联立解得
【小问3详解】
由可知,误把释放时球心到轨道末端的竖直距离当成,多出了钢球半径,重力势能减少量明显偏大。
【小问4详解】
[1]钢球平抛,
联立解得,,
两钢球的碰撞过程动量守恒
所以
[2]两钢球的碰撞过程为弹性碰撞,机械能守恒
解得
四、解答题(本大题共3小题,37分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。温馨提示:考生请注意在答题卡规定区域内用黑色笔作答,超出指定区域答题不给分)
14. 如图所示,在水平面上放置有可视为质点的物体A、B和带圆弧轨道的凹槽C,圆弧轨道与水平面相切。某时刻给物体A一水平向右的初速度,经过一段时间物体A、B发生弹性碰撞,碰撞时间极短,碰后物体B冲上凹槽C。已知物体A的质量为m,物体B的质量为,圆弧轨道的半径为,重力加速度为g,忽略一切摩擦。求:
(1)物体A、B碰后瞬间的速度分别为多大;
(2)若凹槽C固定,物体B在圆弧轨道最低点时与运动到最高点时对凹槽的压力分别为多大;
(3)若凹槽C不固定,欲保证物体A、B刚好不发生第二次碰撞,求凹槽C的质量以及物体B沿凹槽上滑的最大高度。
【答案】(1),
(2),
(3),
【解析】
【小问1详解】
由于物体A、B发生的是弹性碰撞,则该过程两物体组成的系统动量守恒、机械能守恒,则有,
解得,
即物体A、B碰后瞬间的速度大小分别为,。
【小问2详解】
若凹槽C固定,物体B在圆弧轨道最低点时,由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律可知物体B对凹槽的压力大小为
设物体B到凹槽最高点时,物体B和圆心的连线与竖直方向的夹角为,物体B从最低点到最高点的过程,由机械能守恒定律得
物体B在最高点时,速度为0,则向心力为0,即沿半径方向的合力为0,则有
由牛顿第三定律可知物体B对凹槽的压力大小为
【小问3详解】
若凹槽C不固定,设物体B与凹槽C分离后的速度分别为、,对物体B与凹槽C组成的系统水平方向动量守恒、机械能守恒,则有,
解得
物体A、B刚好不发生第二次碰撞,则有
解得
当物体B运动到最高点时,物体B与凹槽共速,二者组成的系统水平方向动量守恒、机械能守恒,设物体B上升的最大高度为h,则有,
解得
15. 如图所示,长的非弹性轻绳一端固定在点,另一端拴有小球,点正下方处有一小物块静置于木板最右端,小物块距离右端。开始时被锁定,轻绳伸直与水平方向间夹角,由静止释放,轻绳再次伸直时做圆周运动,到最低点与发生弹性碰撞,之后向左运动,与D发生弹性碰撞后瞬间解除C的锁定,最终D恰好未从C上滑落。已知A、B、C的质量均为,D的质量为,B、D与C间的动摩擦因数均为,重力加速度大小。地面光滑,A、B、D均可视为质点,求:
(1)A与B碰撞前A的速度大小;
(2)C的长度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
A由静止开始自由下落,设当绳再次绷紧时A的速度大小为,如图所示:
则对A根据机械能守恒有
解得
设A与B碰撞前A的速度大小为,则从绳再次绷紧后到A运动到最低点的过程中,对A列动能定理方程有
解得
【小问2详解】
设A与发生弹性碰撞后,A的速度为,B的速度为,则根据动量守恒有
根据机械能守恒有
联立解得,
之后B在C上向左做匀减速直线运动,设其加速度大小为,则根据牛顿第二定律有
解得
设B与D碰撞前瞬间的速度大小为,则根据运动学公式有
解得
设B、D发生弹性碰撞后速度分别为、,以向左为正方向,则根据动量守恒有
根据机械能守恒有
联立解得,
即B、D发生弹性碰撞后,B以的速度向右做减速运动,D以的速度向左做减速运动,设D的加速度大小为,则根据牛顿第二定律有
解得
解除C的锁定后,C将向左做匀加速直线运动,设其加速度为,则根据牛顿第二定律有
解得
设C加速后经过时间与D达到共速,则有
解得,
此时B的速度大小为
则之后C、D将保持相对静止一起向左减速,B将反向向左做加速运动。从D开始运动到刚好不滑落C,C、D间的相对位移为
所以C的长度为
16. 固定在地面上的两根竖直杆距离为2d,半径不计的轻质定滑轮距两杆距离均为d,质量为m的圆环A和质量为2m的圆环B分别套在两根杆上,并通过轻绳连接。用外力作用在B上,使两物体在图示位置保持静止,某一时刻撤去外力,释放圆环,已知重力加速度为g,不计一切摩擦,求:
(1)AB静止时,轻绳拉力的大小;
(2)AB等高时,A的动能大小;
(3)以定滑轮位置为参考平面,求A的最大机械能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
圆环A竖直方向由平衡条件有
解得轻绳拉力的大小为
【小问2详解】
由几何关系知AB间轻绳总长为
AB等高时,根据对称性AB的速度大小相等
由系统机械能守恒有
解得
【小问3详解】
以定滑轮位置为参考平面,当 A上升到定滑轮上方时,绳拉力对A做负功,所以 A上升到定滑轮等高时,机械能最大
由于两物体沿绳方向的速度相等, A上升到定滑轮等高时,B的速度恰好为零
以定滑轮位置为参考平面,则 A上升到定滑轮等高时,A增加的机械能等于B损失的机械能
原A的机械能为
故A最大的机械能为
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陕西校联考期中测试2025—2026学年下学期
高一物理试题
(测试范围:人教版必修第二册§5.1-§8.3)
2026.04
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥。如图所示,桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上,一辆质量为m的小汽车,从A端以不变的速率驶过该立交桥,小汽车速度大小为,则( )
A. 小汽车通过桥顶时受重力、支持力、向心力
B. 小汽车通过桥顶时车速越快,对桥面压力越大
C. 小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
D. 小汽车到达桥顶时的速度必须大于
2. 如图甲所示,花样滑冰比赛中运动员做圆锥摆运动,可简化为如图乙所示的模型。小球质量为,小球到悬挂点的摆线长为,测得小球做圆锥摆运动的周期为,摆线与竖直方向的夹角为,小球运动过程中始终没有与地面接触,下列说法正确的是( )
A. 小球做圆周运动的圆心为悬挂点
B. 摆线对小球的拉力充当小球的向心力
C. 小球所需的向心力大小为
D. 摆线对小球的拉力大小为
3. 在2025年都灵大冬会短道速滑男子5000米接力A组决赛中,中国队夺得冠军。运动员过弯时的运动可视为匀速圆周运动。下列关于匀速圆周运动的说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B. 物体做匀速圆周运动时,其线速度是不变的
C. 物体做匀速圆周运动时,其加速度是变化的
D. 物体做匀速圆周运动时,其合外力为零
4. 如图所示,竖直平面内固定一半径为R的圆管轨道BCD,现从A点以初速度水平抛出一小球,小球质量为m,恰好从B点沿切线方向进入,最后从圆管的最高点D射出,又恰好落到圆管轨道的B点。已知A与D在同一水平线上,BC弧线的圆心角,不计空气阻力。则( )
A. 小球由A到B过程中,重力的功率逐渐增大
B. 小球在A点的初速度与到D点时的速度大小应相等
C. 小球在D点对圆管轨道有向上的作用力
D. 小球由B到D的过程机械能守恒
5. 排球比赛中,运动员在A处水平发球,对方一传在B处垫球过网,排球经最高点C运动到D处,轨迹如图所示。已知A与C、B与D分别在同一水平线上,A、D在同一竖直线上。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 排球从A运动到B的时间与从B运动到D的相等
B. 排球在A点的动能与在C点的动能相等
C. 对方一传击球前后排球的机械能相等
D. 以为零势能面,排球在点的机械能是排球被一传击打离开点时机械能的倍
6. 如图,可视为质点的物块A、B用一不可伸长的轻绳连接,A穿在光滑竖直细杆上,细杆底部固定。轻绳跨过轻质光滑定滑轮。A、B的质量分别为,,定滑轮到杆的距离为,细绳长为。现让A从与定滑轮等高处由静止释放,不计一切摩擦、空气阻力及定滑轮大小,重力加速度为。关于A下落过程中的说法正确的是( )
A. 物块A的机械能一直增大
B. 物块A的速度始终小于物块B的速度
C. 物块A下落的最大距离为
D. 物块A、B等高时物块B的速度大小为
7. 如图所示是重庆长江某码头专门用于货物传送的装置示意图。工作人员将货物轻放在传送带的底端传送到顶端,随后由其他工作人员完成装车任务。图甲为倾角的传送带,在电动机的带动下以一定的速度顺时针稳定运行。某货物质量,将其从轻放在传送带底端处开始计时,10s时刚好到达顶端,其运动过程的图像如图乙,货物可视为质点,取,,则货物从运动到的过程中,下列说法正确的( )
A. 货物与传送带之间的动摩擦因数
B. 传送带对货物做功为
C. 若其余条件不变,逐次增大传送带的运行速率,货物运动到顶端的时间也会一直逐次变短
D. 若其余条件不变,逐次增大传送带的运行速率,货物在传送带上留下的划痕为定值
8. 卫星P、Q绕某行星运动的轨道均为椭圆,若仅考虑P、Q受到该行星的引力,引力大小随时间的变化如图所示,已知,下列说法错误的是( )
A. P、Q绕行星公转的周期之比为
B. P、Q到行星中心距离的最小值之比为
C. P、Q的质量之比为
D. Q的轨道长轴与短轴之比为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得2分,有选错的得0分)
9. 中国计划在2030年前实现载人登月,开展月球科学考察及相关技术试验。根据“嫦娥”系列卫星的发射,设想登月载人飞船的运行轨迹如图所示。质量为的飞船发射后首先进入绕地球运行的圆形“停泊轨道”,在点加速进入椭圆“过渡轨道”,该轨道离地球表面的最近距离为,飞船到达离点最远距离为的点时,依靠飞船的反向助推器减速,被月球引力“俘获”后,在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行,择机降落在月球表面。已知地球半径为,月球半径为为椭圆轨道的短轴,地球表面的重力加速度为,月球表面的重力加速度为,飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是( )
A. 飞船在“停泊轨道”上运行速度为
B. 飞船在“过渡轨道”上运行周期为
C. 、两点的速度方向垂直于地心与月心的连线
D. 若飞船在“过渡轨道”点的动能为,则被月球“俘获”过程中助推器需要做功
10. 某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能Eₖ与位移s的关系图像如图所示,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计。根据图像所给的信息可求出( )
A. 汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N
B. 汽车的额定功率为800kW
C. 汽车前500m加速运动的时间为16.25s
D. 汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为
11. 如图,轻质定滑轮固定在天花板上,物体P和Q用不可伸长的轻绳相连,悬挂在定滑轮上,质量、时刻将两物体由静止释放,物体Q的加速度大小为。T时刻轻绳突然断开,物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度,取时刻物体P所在水平面为零势能面,此时物体Q的机械能为E。重力加速度大小为g,不计摩擦和空气阻力,两物体均可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 物体P和Q的质量之比为1:3
B. T时刻物体Q的机械能为
C. 2T时刻物体P的速度大小
D. 2T时刻物体P重力的功率为
三、实验题(本题共2小题,共16分)
12. 小西同学利用以下实验器材测量北碚当地的重力加速度。一光滑桌面倾斜放置,其与水平面间的夹角为θ,在桌面上固定一悬挂点O,轻绳通过拉力传感器拴接在O点,另一端连接一个质量为m大小可忽略的物块。
①现给物块足够大的初速度,使其在桌面内做圆周运动,分别记录物块在最低点时绳子的拉力和最高点时绳子的拉力,改变不同的初速度,记录多组和;
②建立坐标系,以拉力为纵轴、拉力为横轴,得到了一条线性图像,测得图线斜率为k,纵轴截距为b
(1)根据以上测量数据,请问图像斜率________,重力加速度的表达式为________(用m、b、θ表示);
(2)实际物块运动过程中还受桌面的滑动摩擦力,物块与桌面间的滑动摩擦因数为μ,物块到圆心的距离为L,则某次从最低点到最高点的过程中因摩擦产生的热量为________。(用μ、b、θ、L表示)
13. 某同学利用如图甲所示的实验装置探究机械能守恒定律。实验时,将小钢球从斜槽上位置A处由静止释放,钢球沿斜槽下滑并通过斜槽末端O处的光电门,光电门记录下钢球的遮光时间t。用刻度尺测得钢球下降的高度h,重力加速度为g。
(1)测量钢球直径的正确操作是图中______(填“乙”或“丙”)所示的方式,测得钢球直径为d。
(2)若钢球下滑过程中机械能守恒,则gh=______(用题目的符号表示)。
(3)实验中发现,钢球的动能增加量始终小于钢球的重力势能减少量,且误差超过10%,产生误差的主要原因是______。
(4)该同学在原装置上拆掉光电门后改成图丁所示装置来探究动量守恒定律实验。小钢球1、2的质量分别为,先将钢球1从A点由静止释放,钢球1离开斜槽后落到P点;仍将钢球1从A点由静止释放,钢球1和放在斜槽末端的钢球2碰撞后,落地点分别为M和N,测出钢球落地点与斜槽末端的水平距离,在不计空气阻力的情况下,在实验误差允许的范围内,满足______关系时,两钢球的碰撞过程动量守恒;满足______关系时,两钢球的碰撞过程为弹性碰撞。(用题目中给出的符号表示)
四、解答题(本大题共3小题,37分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。温馨提示:考生请注意在答题卡规定区域内用黑色笔作答,超出指定区域答题不给分)
14. 如图所示,在水平面上放置有可视为质点的物体A、B和带圆弧轨道的凹槽C,圆弧轨道与水平面相切。某时刻给物体A一水平向右的初速度,经过一段时间物体A、B发生弹性碰撞,碰撞时间极短,碰后物体B冲上凹槽C。已知物体A的质量为m,物体B的质量为,圆弧轨道的半径为,重力加速度为g,忽略一切摩擦。求:
(1)物体A、B碰后瞬间的速度分别为多大;
(2)若凹槽C固定,物体B在圆弧轨道最低点时与运动到最高点时对凹槽的压力分别为多大;
(3)若凹槽C不固定,欲保证物体A、B刚好不发生第二次碰撞,求凹槽C的质量以及物体B沿凹槽上滑的最大高度。
15. 如图所示,长的非弹性轻绳一端固定在点,另一端拴有小球,点正下方处有一小物块静置于木板最右端,小物块距离右端。开始时被锁定,轻绳伸直与水平方向间夹角,由静止释放,轻绳再次伸直时做圆周运动,到最低点与发生弹性碰撞,之后向左运动,与D发生弹性碰撞后瞬间解除C的锁定,最终D恰好未从C上滑落。已知A、B、C的质量均为,D的质量为,B、D与C间的动摩擦因数均为,重力加速度大小。地面光滑,A、B、D均可视为质点,求:
(1)A与B碰撞前A的速度大小;
(2)C的长度。
16. 固定在地面上的两根竖直杆距离为2d,半径不计的轻质定滑轮距两杆距离均为d,质量为m的圆环A和质量为2m的圆环B分别套在两根杆上,并通过轻绳连接。用外力作用在B上,使两物体在图示位置保持静止,某一时刻撤去外力,释放圆环,已知重力加速度为g,不计一切摩擦,求:
(1)AB静止时,轻绳拉力的大小;
(2)AB等高时,A的动能大小;
(3)以定滑轮位置为参考平面,求A的最大机械能。
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