精品解析：陕西西安高新第一中学2025-2026学年高一第二学期期中考试物理试题

2025-2026学年第二学期期中考试 2028届高一物理试题 一、单项选择题（本题共10小题，每题只有一个选项符合题目要求，每题4分，共40分） 1. 魔术师经常会玩抽桌布的游戏，桌布在抽走时物品往往看似纹丝不动。某同学模仿该情境，把一支粉笔竖直放在水平桌面边缘的纸条上进行探究学习，第一次以较慢的速度将纸条抽出，粉笔向后倾倒；第二次以较快的速度将纸条抽出，粉笔轻微晃动一下又静立在桌面上。比较两次现象，下列说法正确的是（　　） A. 第一次粉笔受到纸条的摩擦力更大 B. 第二次粉笔受到纸条的摩擦力更大 C. 第一次粉笔受到纸条的冲量更小 D. 第二次粉笔受到纸条的冲量更小 2. 由于地球自转，地球两极和赤道处的重力加速度不同，若地球两极处的重力加速度为g，地球的自转周期为T，将地球看成质量分布均匀、半径为R的球体，则质量为m的物体在赤道处受到的重力大小为（　　） A. mg B. C. D. 3. 如图，一轻质弹簧置于固定光滑斜面上，下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于A点。一物块由斜面上A点上方某位置释放，将弹簧压缩至最低点B（弹簧在弹性限度内），则物块由A点运动至B点的过程中，弹簧弹性势能的（ ） A. 增加量等于物块动能的减少量 B. 增加量等于物块重力势能的减少量 C. 增加量等于物块机械能的减少量 D. 最大值等于物块动能的最大值 4. 为实现“嫦娥六号”在月球背面的精准采样与安全返回，航天工程师对探测器的轨道动力学特性进行分析。“嫦娥六号”被月球捕获进入月球轨道的部分过程如图所示，探测器在椭圆轨道1运行经过点时变轨进入椭圆轨道2、在轨道2上经过点时再次变轨进入圆轨道3。三个轨道相切于点。下列关于探测器说法正确的是（　　） A. 从轨道1进入轨道2的过程中，需点火加速 B. 分别沿着轨道2和轨道3运行，经过点时的加速度相同 C. 不同轨道上探测器与月球球心的连线在相等的时间内扫过的面积相同 D. 在轨道3上运行的周期大于其在轨道1上运行的周期 5. 在科技馆“动量守恒奇妙秀”展区，有一套互动实验装置。质量相等的小球和小车组成动量小车，置于光滑的水平面上，紧靠小车右端有一固定挡板，现将小球向右拉开到一定角度，同时静止释放小球和小车，直到小球第一次摆到左侧最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 当小球向左摆动时，小车也一定向左运动 B. 当小球向左摆动时，小车可能向右运动 C. 在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定守恒 D. 在小车离开挡板后，小球和小车在水平方向的动量一定守恒 6. 校园足球比赛某次传球过程如下图所示，足球在地面位置1被踢出后落到位置3，2为空中达到的最高点，此时速度大小为，已知足球受到空气阻力的方向与运动方向相反，下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中的水平速度始终为 B. 足球在位置1和位置3的机械能相等 C. 若在位置2以大小为的速度水平向左抛出，足球将沿原轨迹返回位置1 D. 与下落过程相比，足球在上升过程中克服重力做功的平均功率较大 7. 一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为，喷水速度约为，水的密度为，则该喷头喷水的功率约为（　　） A. 1600 W B. 800 W C. 160 W D. 80 W 8. 用高倍望远镜在地球上观测月球时，如果时间合适可以看到我国空间站在月球前面快速掠过的奇观，称为“空间站凌月”，将空间站绕地球的运动看作匀速圆周运动，已知月球绕地球做匀速圆周运行的周期为，空间站与月球在同一轨道平面且绕行方向相同，连续两次观测到“凌月”现象的时间间隔为，则该空间站圆周运动的周期可表示为（　　） A. B. C. D. 9. 如图甲所示，质量为的物块、和质量为的用粘性炸药粘在一起，使它们获得的速度后沿足够长的粗糙水平地面向前滑动，物块A、B与水平地面之间的动摩擦因数相同，运动时间后炸药瞬间爆炸，A、B分离，爆炸前后物块A的速度随时间变化的图像如图乙所示，图乙中、均为已知量，若粘性炸药质量和体积均不计，爆炸前后A、B质量不变。则A、B均停止运动时它们之间的距离为（　　） A. B. C. D. 10. 雨打芭蕉是中国古代文学中常见的抒情意象，为估算雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强，小华同学将一圆柱形的量杯置于院中，测得一段时间内杯中水面上升的高度为，查询得知当时雨滴下落的速度为。设雨滴竖直下落到水平的芭蕉叶上后以原来的速率竖直反弹。已知水的平均密度为，不计雨滴重力的影响，则的大小为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共4小题，共16分，每题至少有两个选项符合题目要求，选全得4分，选对但不全得2分，有错选项得0分） 11. 如图所示，装有沙子的小车静止在光滑的水平面上，总质量为，将一个质量的小球从距沙面高度处以大小为的初速度水平抛出，小球落入车内并陷入沙中最终与车一起向右匀速运动。不计空气阻力，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 小球陷入沙子过程中，小球和沙、车组成的系统动量守恒 B. 小车最终的速度大小为 C. 小车最终的速度大小为 D. 小球陷入沙子过程中，合外力对小球的冲量大小为 12. 如图甲所示，一木板静止于光滑水平桌面上，时，物块（视为质点）以大小为的速度水平滑上木板左端。图乙为物块与木板运动的图像，图中已知，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 木板的最小长度为 B. 物块与木板的质量之比为2∶1 C. 物块与木板间的动摩擦因数为 D. 整个过程中物块减小的动能、木板增大的动能及物块与木板组成的系统产生的热量之比为4∶1∶3 13. “古有司南，今有北斗”，如图甲所示的是北斗卫星导航系统，卫星运行轨道半径越大，线速度越小，卫星运行状态视为匀速圆周运动，其图像如图乙所示，图中为地球半径，为北斗星座卫星的运行轨道半径，图中物理量单位均为国际单位，引力常量为，忽略地球自转，则（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的质量为 C. 北斗星座卫星的加速度为 D. 地球表面的重力加速度为 14. 如图，将质量为的重物系在轻绳的一端，放在倾角为的固定光滑斜面上，轻绳的另一端系一质量为的环，轻绳绕过光滑轻小定滑轮，环套在竖直固定的光滑直杆上，定滑轮与直杆的距离为。杆上的点与定滑轮等高，杆上的点在点正下方距离为处。轻绳绷直，系重物段轻绳与斜面平行，不计一切摩擦阻力，轻绳、杆、斜面足够长，，，重力加速度为。现将环从处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 环下降到最低点时，环下降的高度为 B. 环到达处时，环的速度大小为 C. 环从点释放时，环的加速度小于 D. 环下降到最低点前，重物的机械能一直增加 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 15. 某小组做“验证动量守恒定律”实验：一长木板固定在水平桌面上，其左端固定一个弹射装置。两个小滑块、质量分别为、，与木板间的动摩擦因数相同，滑块每次被弹射装置弹出的速度相同。主要实验步骤如下： ①紧靠弹射装置，被弹出后停在木板上的点，如图甲所示； ②将放在木板上的某一位置处，测出与两点间的距离，如图乙所示； ③紧靠弹射装置，被弹出后与发生正碰，被弹回； ④分别测出、两滑块停下时的位置与点的距离、，如图丙所示。 根据以上实验步骤，回答以下问题： （1）验证系统动量是否守恒时，__________（填“需要”或“不需要”）知道物块和长木板间动摩擦因数的大小； （2）到达点时的速度与的关系满足__________； A. B. C. （3）若表达式满足__________，则碰撞中动量守恒；（用、、、、表示） （4）所放的位置不能过于偏左或偏右，请简要说明理由_______________________________。 16. 小明利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，斜槽轨道末端离水平地面的高度为。将小球从轨道上高为处由静止释放，测量小球的落点距轨道末端的水平距离为。 （1）现有以下材质的小球，实验中应当选用__________。 A. 乒乓球 B. 钢球 C. 泡沫球 （2）将小球从同一高度多次释放，小球的落点如图1所示，把毫米刻度尺的0刻度线跟记录纸上的点对齐，由图可得应为__________。 （3）改变小球的释放高度，测得多组数据，作出了的实验图线，如图2所示。为验证机械能是否守恒，请在图2中画出的理论图线___________________________________。 （4）根据以上理论图线和实验图线的对照，分析可能造成以上实验误差的原因是__________。 A. 测量值总是偏大 B. 轨道末端斜向下 C. 测量值总是偏小 D. 空气阻力作用 四、计算题（本题共3小题，共28分，17题8分，18题8分，19题12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。） 17. “高空抛物”一直被称为悬在城市头顶上的痛，严重威胁公众的生命安全。某研究小组网上查阅资料了解人的头部承受力不超过，若有一质量为的花盆从高为居民楼的花架上无初速坠下，砸中身高为的居民头顶，假设撞击后花盆碎片的速度均变为零，撞击时间，重力加速度，不计空气阻力，撞击过程中考虑花盆自身的重力，求： （1）花盆砸中该居民头顶动量变化量的大小； （2）花盆对该居民的平均撞击力有多大。 18. 如图甲所示，光滑圆弧形轨道静止在水平地面上，水平，点为轨道的最低点，轨道最低点下方安装有压力传感器。现有一质量为的小球，在时从距离轨道边缘点正上方高为的位置自由下落，小球进入圆弧轨道时无机械能损失，压力传感器的示数如图乙所示，图中、，已知圆弧轨道在水平外力作用下保持静止，圆弧对应的圆心角为，重力加速度为，空气阻力不计。求： （1）该圆弧形轨道的半径； （2）小球离开圆弧轨道后距离地面的最大高度。 19. 如图，质量分别为和物块和（均视为质点），通过轻质不可伸长的细绳连接，跨过定滑轮（不考虑其质量）悬挂于两侧。初始时，两物块距天花板的高度均为，绳长，两物块距地面的高度均为。初始状态下通过外力使物块与保持静止。在时刻，同时释放两物块。当物块接触光滑地面的瞬间，将细绳切断。此后物块的速度减为零，将拿走。此时位于物块左侧的另一个的物块（连接轻质弹簧，且弹簧初始为原长）以一定初速度与物块发生碰撞。碰撞结束时，轻质弹簧恢复原长且物块静止，随后物块以冲上长度为，与水平面夹角为的传送带。已知传送带与物块间的动摩擦因数为，重力加速度，，。 （1）求物块落地时的速度大小； （2）若传送带静止，定量计算分析物块能否冲上传送带顶端？ （3）若传送带顺时针匀速运动，为使物块恰好能够到达顶端，传送带速度应为多大？此过程传送带电动机因运送物块而额外消耗的电能是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第二学期期中考试 2028届高一物理试题 一、单项选择题（本题共10小题，每题只有一个选项符合题目要求，每题4分，共40分） 1. 魔术师经常会玩抽桌布的游戏，桌布在抽走时物品往往看似纹丝不动。某同学模仿该情境，把一支粉笔竖直放在水平桌面边缘的纸条上进行探究学习，第一次以较慢的速度将纸条抽出，粉笔向后倾倒；第二次以较快的速度将纸条抽出，粉笔轻微晃动一下又静立在桌面上。比较两次现象，下列说法正确的是（　　） A. 第一次粉笔受到纸条的摩擦力更大 B. 第二次粉笔受到纸条的摩擦力更大 C. 第一次粉笔受到纸条的冲量更小 D. 第二次粉笔受到纸条的冲量更小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由于正压力不变，根据滑动摩擦力的公式可知，粉笔受到纸条的摩擦力不变，故AB错误； CD．由于慢慢地将纸条抽出作用的时间较长，根据可知，第一次粉笔受到纸条的冲量更大，第二次粉笔受到纸条的冲量更小，故D正确，C错误。 故选D。 2. 由于地球自转，地球两极和赤道处的重力加速度不同，若地球两极处的重力加速度为g，地球的自转周期为T，将地球看成质量分布均匀、半径为R的球体，则质量为m的物体在赤道处受到的重力大小为（　　） A. mg B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设地球的质量为M，质量为m的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力为 物体在赤道处随地球自转做圆周运动的周期等于地球自转的周期，轨道半径等于地球半径。根据万有引力定律和牛顿第二定律有 解得 故选D。 3. 如图，一轻质弹簧置于固定光滑斜面上，下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于A点。一物块由斜面上A点上方某位置释放，将弹簧压缩至最低点B（弹簧在弹性限度内），则物块由A点运动至B点的过程中，弹簧弹性势能的（ ） A. 增加量等于物块动能的减少量 B. 增加量等于物块重力势能的减少量 C. 增加量等于物块机械能的减少量 D. 最大值等于物块动能的最大值 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．设物块在A点时的动能为，斜面的倾角为，物块由A点运动至B点的过程中，对物块由能量守恒有 可知，物块由A点运动至B点的过程中，物块的机械能转化成了弹簧的弹性势能，因此可知，弹簧弹性势能增加量大于物块动能的减少量，同样大于物块重力势能的减少量，而等于物块机械能的减少量，故AB错误，C正确； D．显然，物块由A点运动至B点的过程中，弹簧弹性势能最大时即弹簧被压缩至最短时，而物块动能最大时，弹簧的弹力等于物块重力沿斜面向下的分力，即此时弹簧已被压缩，具有了一定的弹性势能，而此后物块还要继续向下运动，直至速度减为零，弹簧被压缩至最短，因此弹簧弹性势能的最大值大于物块动能的最大值，而等于物块机械能的减少量，故D错误。 故选C。 4. 为实现“嫦娥六号”在月球背面的精准采样与安全返回，航天工程师对探测器的轨道动力学特性进行分析。“嫦娥六号”被月球捕获进入月球轨道的部分过程如图所示，探测器在椭圆轨道1运行经过点时变轨进入椭圆轨道2、在轨道2上经过点时再次变轨进入圆轨道3。三个轨道相切于点。下列关于探测器说法正确的是（　　） A. 从轨道1进入轨道2的过程中，需点火加速 B. 分别沿着轨道2和轨道3运行，经过点时的加速度相同 C. 不同轨道上探测器与月球球心的连线在相等的时间内扫过的面积相同 D. 在轨道3上运行的周期大于其在轨道1上运行的周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．探测器从轨道1进入轨道2的过程中，由高轨道向低轨道变轨，需减速，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 解得 探测器分别沿着轨道2和轨道3运行，经过P点时到月心的距离相等，所以加速度也相同，故B正确； C．开普勒第二定律是指同一轨道上，探测器与月心的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以不同轨道上探测器与月球球心的连线在相等的时间内扫过的面积不相同，故C错误； D．根据开普勒第三定律可得 探测器在轨道3上运行的半长轴小于其在轨道1上运行的半长轴，所以在轨道3上运行的周期小于其在轨道1上运行的周期，故D错误。 故选B。 5. 在科技馆“动量守恒奇妙秀”展区，有一套互动实验装置。质量相等的小球和小车组成动量小车，置于光滑的水平面上，紧靠小车右端有一固定挡板，现将小球向右拉开到一定角度，同时静止释放小球和小车，直到小球第一次摆到左侧最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 当小球向左摆动时，小车也一定向左运动 B. 当小球向左摆动时，小车可能向右运动 C. 在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定守恒 D. 在小车离开挡板后，小球和小车在水平方向的动量一定守恒 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．小球 A 从释放到最低点过程中，挡板对小车有作用力，系统水平方向受外力，动量不守恒，小车 B 保持静止。小球运动至最低点后，小车脱离挡板，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，小球 A 向左运动，小车 B 随之向左运动。故AB错误； C．小球从释放到摆到最低点的过程中，小车始终靠在挡板上，挡板对小车有水平方向的外力，因此小球和小车组成的系统在水平方向合外力不为零；小车离开挡板后，系统竖直方向存在重力分力，合外力不为零，因此系统总动量不守恒，故C错误。 故选D。 6. 校园足球比赛某次传球过程如下图所示，足球在地面位置1被踢出后落到位置3，2为空中达到的最高点，此时速度大小为，已知足球受到空气阻力的方向与运动方向相反，下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中的水平速度始终为 B. 足球在位置1和位置3的机械能相等 C. 若在位置2以大小为的速度水平向左抛出，足球将沿原轨迹返回位置1 D. 与下落过程相比，足球在上升过程中克服重力做功的平均功率较大 【答案】D 【解析】 【详解】A．将运动分解为水平、竖直方向，空气阻力始终与运动方向相反，整个过程阻力始终存在水平向左的分量，因此水平方向一直做减速运动。 最高点2处竖直速度为0，水平速度为，说明1到2过程水平速度一直大于，2到3过程水平速度一直小于，A错误； B．运动过程中空气阻力始终对足球做负功，足球机械能不断损失，因此位置1的机械能大于位置3的机械能，B错误； C．若在2点以水平向左抛出，水平方向仍做减速运动，竖直方向的加速度和原过程不同，相同水平位置处的竖直位移和原轨迹不重合，因此不会沿原轨迹返回位置1，C错误； D．上升和下落过程，克服重力做功大小都为（为最高点高度），做功大小相等 竖直方向加速度分析：上升时阻力竖直分量向下，加速度；下落时阻力竖直分量向上，加速度 上升、下降过程中位移相等，因此可得 平均功率公式为​，由于​、 因此​，即足球在上升过程中克服重力做功的平均功率比下落过程更大，D正确。 故选D。 7. 一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为，喷水速度约为，水的密度为，则该喷头喷水的功率约为（　　） A. 1600 W B. 800 W C. 160 W D. 80 W 【答案】B 【解析】 【详解】设时间内从喷头流出的水的质量为 喷头喷水的功率等于时间内喷出的水的动能增加量，即 联立得功率公式 代入已知数值、、计算可得 故选B。 8. 用高倍望远镜在地球上观测月球时，如果时间合适可以看到我国空间站在月球前面快速掠过的奇观，称为“空间站凌月”，将空间站绕地球的运动看作匀速圆周运动，已知月球绕地球做匀速圆周运行的周期为，空间站与月球在同一轨道平面且绕行方向相同，连续两次观测到“凌月”现象的时间间隔为，则该空间站圆周运动的周期可表示为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】已知连续两次出现空间站凌月现象的时间为t，则满足 解得 故选C。 9. 如图甲所示，质量为的物块、和质量为的用粘性炸药粘在一起，使它们获得的速度后沿足够长的粗糙水平地面向前滑动，物块A、B与水平地面之间的动摩擦因数相同，运动时间后炸药瞬间爆炸，A、B分离，爆炸前后物块A的速度随时间变化的图像如图乙所示，图乙中、均为已知量，若粘性炸药质量和体积均不计，爆炸前后A、B质量不变。则A、B均停止运动时它们之间的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】爆炸过程，A、B组成的系统动量守恒 由图像可知 解得 爆炸后A、B减速滑动，由图像可知它们的加速度大小为 爆炸后，A向后的位移大小为 B向前的位移大小为 所以，A、B均停止运动时它们之间的距离为 故选B。 10. 雨打芭蕉是中国古代文学中常见的抒情意象，为估算雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强，小华同学将一圆柱形的量杯置于院中，测得一段时间内杯中水面上升的高度为，查询得知当时雨滴下落的速度为。设雨滴竖直下落到水平的芭蕉叶上后以原来的速率竖直反弹。已知水的平均密度为，不计雨滴重力的影响，则的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】单位时间的降水量 在芭蕉叶上取定的面积上，时间内降落的雨水质量 设雨水受到的撞击力为，根据动量定理 解得 根据牛顿第三定律可知，芭蕉叶上的面积受到的撞击力的大小为 因此平均压强为 故选A。 【点睛】 二、多项选择题（本题共4小题，共16分，每题至少有两个选项符合题目要求，选全得4分，选对但不全得2分，有错选项得0分） 11. 如图所示，装有沙子的小车静止在光滑的水平面上，总质量为，将一个质量的小球从距沙面高度处以大小为的初速度水平抛出，小球落入车内并陷入沙中最终与车一起向右匀速运动。不计空气阻力，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 小球陷入沙子过程中，小球和沙、车组成的系统动量守恒 B. 小车最终的速度大小为 C. 小车最终的速度大小为 D. 小球陷入沙子过程中，合外力对小球的冲量大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球陷入沙子过程，小球在竖直方向做变速运动，系统在竖直方向合力不为零，因此系统动量不守恒，故A错误； BC．小球陷入沙子过程中，小球与车、沙组成的系统在水平方向动量守恒，水平方向有 解得，故B正确，C错误； D．根据小球落入沙子前做平抛运动，则竖直方向有 小球落入沙子前竖直方向速度 竖直方向，规定竖直向上为正方向，对小球由动量定理 水平方向，规定水平向右为正方向，对小球有 则小球陷入沙子过程中，合外力对小球的冲量大小为，故D正确。 故选BD。 12. 如图甲所示，一木板静止于光滑水平桌面上，时，物块（视为质点）以大小为的速度水平滑上木板左端。图乙为物块与木板运动的图像，图中已知，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 木板的最小长度为 B. 物块与木板的质量之比为2∶1 C. 物块与木板间的动摩擦因数为 D. 整个过程中物块减小的动能、木板增大的动能及物块与木板组成的系统产生的热量之比为4∶1∶3 【答案】AD 【解析】 【详解】AB． 设物块质量为，木板质量为，由动量守恒   整理得，即物块与木板质量之比 木板的最小长度等于共速前物块与木板的相对位移，等于v-t图中两图线的面积差， 物块位移  木板位移  相对位移 即木板最小长度为，故A正确，B错误； C．对物块，加速度大小 由牛顿第二定律 得  ，故C错误； D．物块减小的动能 木板增大的动能 系统产生的热量等于系统动能损失 因此三者之比，故D正确。 故选AD。 13. “古有司南，今有北斗”，如图甲所示的是北斗卫星导航系统，卫星运行轨道半径越大，线速度越小，卫星运行状态视为匀速圆周运动，其图像如图乙所示，图中为地球半径，为北斗星座卫星的运行轨道半径，图中物理量单位均为国际单位，引力常量为，忽略地球自转，则（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的质量为 C. 北斗星座卫星的加速度为 D. 地球表面的重力加速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】ABC．根据 由图乙可知当时， 代入可得地球的质量为 对北斗星座GEO卫星根据 代入 可得GEO卫星的加速度大小，故AC正确，B错误； D．根据 代入 解得地球表面的重力加速度，故D错误。 故选AC。 14. 如图，将质量为的重物系在轻绳的一端，放在倾角为的固定光滑斜面上，轻绳的另一端系一质量为的环，轻绳绕过光滑轻小定滑轮，环套在竖直固定的光滑直杆上，定滑轮与直杆的距离为。杆上的点与定滑轮等高，杆上的点在点正下方距离为处。轻绳绷直，系重物段轻绳与斜面平行，不计一切摩擦阻力，轻绳、杆、斜面足够长，，，重力加速度为。现将环从处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 环下降到最低点时，环下降的高度为 B. 环到达处时，环的速度大小为 C. 环从点释放时，环的加速度小于 D. 环下降到最低点前，重物的机械能一直增加 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．环下降到最低点时，设此时滑轮到环的距离为L，根据环与重物系统机械能守恒，有 解得 则环下降的高度为，故A正确； B．设到B时环的速度为v，则重物的速度为 则根据环和重物组成的系统机械能守恒有 解得，故B正确； C．环从A点释放时，环在竖直方向上只受到重力mg，则环的加速度大小为，故C错误； D．环下降到最低点的过程中，环和滑轮之间的绳子长度一直在增加，则滑轮和重物之间的绳子长度一直在减小，即绳子对重物一直做正功，机械能增加，故D正确。 故选ABD。 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 15. 某小组做“验证动量守恒定律”实验：一长木板固定在水平桌面上，其左端固定一个弹射装置。两个小滑块、质量分别为、，与木板间的动摩擦因数相同，滑块每次被弹射装置弹出的速度相同。主要实验步骤如下： ①紧靠弹射装置，被弹出后停在木板上的点，如图甲所示； ②将放在木板上的某一位置处，测出与两点间的距离，如图乙所示； ③紧靠弹射装置，被弹出后与发生正碰，被弹回； ④分别测出、两滑块停下时的位置与点的距离、，如图丙所示。 根据以上实验步骤，回答以下问题： （1）验证系统动量是否守恒时，__________（填“需要”或“不需要”）知道物块和长木板间动摩擦因数的大小； （2）到达点时的速度与的关系满足__________； A. B. C. （3）若表达式满足__________，则碰撞中动量守恒；（用、、、、表示） （4）所放的位置不能过于偏左或偏右，请简要说明理由_______________________________。 【答案】（1）不需要 （2）B （3） （4）若O过于偏左，A到达O点时速度过大，碰撞后B容易滑出木板，无法测出;若O过于偏右，A在到达O点前就会停止运动，无法与B发生碰撞 【解析】 【小问1详解】 验证系统动量是否守恒时，由第三问解析可知，动摩擦因数会从等式两边消去，因此不需要知道其大小。 【小问2详解】 滑块在木板上滑行时，加速度大小 由运动学公式 得 因此 故选B。 【小问3详解】 设向右为正方向，碰撞前A在O点的速度，碰撞后A反弹，速度 B碰撞后速度 根据动量守恒 整理得动量守恒表达式 【小问4详解】 若O过于偏左，A到达O点时速度过大，碰撞后B容易滑出木板，无法测出;若O过于偏右，A在到达O点前就会停止运动，无法与B发生碰撞。 16. 小明利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，斜槽轨道末端离水平地面的高度为。将小球从轨道上高为处由静止释放，测量小球的落点距轨道末端的水平距离为。 （1）现有以下材质的小球，实验中应当选用__________。 A. 乒乓球 B. 钢球 C. 泡沫球 （2）将小球从同一高度多次释放，小球的落点如图1所示，把毫米刻度尺的0刻度线跟记录纸上的点对齐，由图可得应为__________。 （3）改变小球的释放高度，测得多组数据，作出了的实验图线，如图2所示。为验证机械能是否守恒，请在图2中画出的理论图线___________________________________。 （4）根据以上理论图线和实验图线的对照，分析可能造成以上实验误差的原因是__________。 A. 测量值总是偏大 B. 轨道末端斜向下 C. 测量值总是偏小 D. 空气阻力作用 【答案】（1）B （2）58.30～58.50 （3） （4）BD 【解析】 【小问1详解】 为了减少因空气阻力引起的实验误差，应选择质量较大，体积较小的球。 故选B。 【小问2详解】 通过找落点的方法，即找一个最小半径的圆把小球的落点包含进去，此时圆心即为多次实验后落点的平均位置，由此小球的落点距离O点的距离为58.40cm。 【小问3详解】 根据机械能守恒定律得 解得 则小球做平抛运动的水平位移大小为 在竖直方向 则有 整理可得 所以图线如下 【小问4详解】 根据以上理论图线和实验图线的对照，自同一高度静止释放的小球，也就是h为某一具体数值时，理论的数值大于实验的数值。 A．由以上分析可知，可能是的测量值总是偏小，故A错误； B．若轨道末端斜向下，则小球在空中运动时间偏小且小球水平初速度也减小，根据可知，的实验值偏小，故B正确； C．根据以上理论图线和实验图线的对照，当相同时，的实验值较大，即可能为的测量值总是偏大，故C错误； D．根据平抛运动规律知道同一高度运动时间一定，所以实验中水平抛出的速率小于理论值，由图像可知小球水平抛出的速率差十分显著，认为造成上述偏差的可能原因是小球与轨道间存在摩擦力。由于摩擦力做功损失了部分机械能，所以造成实验中水平抛出的速率小于理论值，故D正确。 故选BD。 四、计算题（本题共3小题，共28分，17题8分，18题8分，19题12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。） 17. “高空抛物”一直被称为悬在城市头顶上的痛，严重威胁公众的生命安全。某研究小组网上查阅资料了解人的头部承受力不超过，若有一质量为的花盆从高为居民楼的花架上无初速坠下，砸中身高为的居民头顶，假设撞击后花盆碎片的速度均变为零，撞击时间，重力加速度，不计空气阻力，撞击过程中考虑花盆自身的重力，求： （1）花盆砸中该居民头顶动量变化量的大小； （2）花盆对该居民的平均撞击力有多大。 【答案】（1） （2）9010N 【解析】 【小问1详解】 根据 解得花盆砸中居民头顶前瞬间的速度大小为 则花盆砸中该居民头顶动量变化量的大小为 【小问2详解】 根据动量定理 解得花盆对该居民的平均撞击力大小为 18. 如图甲所示，光滑圆弧形轨道静止在水平地面上，水平，点为轨道的最低点，轨道最低点下方安装有压力传感器。现有一质量为的小球，在时从距离轨道边缘点正上方高为的位置自由下落，小球进入圆弧轨道时无机械能损失，压力传感器的示数如图乙所示，图中、，已知圆弧轨道在水平外力作用下保持静止，圆弧对应的圆心角为，重力加速度为，空气阻力不计。求： （1）该圆弧形轨道的半径； （2）小球离开圆弧轨道后距离地面的最大高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 压力传感器的初始示数为轨道自身的重力，小球运动到点时，小球对轨道的压力为 根据牛顿第三定律，轨道对小球的支持力。 小球从开始下落到点过程机械能守恒，以为零势能面   小球在点，合力提供向心力    解得 【小问2详解】 C点距离地面的高度为  从初始位置到点机械能守恒   解得 小球离开时速度方向沿切线，与水平方向夹角为，竖直分速度 设小球离开后上升的高度为，则  最高点距离地面的总高度 19. 如图，质量分别为和物块和（均视为质点），通过轻质不可伸长的细绳连接，跨过定滑轮（不考虑其质量）悬挂于两侧。初始时，两物块距天花板的高度均为，绳长，两物块距地面的高度均为。初始状态下通过外力使物块与保持静止。在时刻，同时释放两物块。当物块接触光滑地面的瞬间，将细绳切断。此后物块的速度减为零，将拿走。此时位于物块左侧的另一个的物块（连接轻质弹簧，且弹簧初始为原长）以一定初速度与物块发生碰撞。碰撞结束时，轻质弹簧恢复原长且物块静止，随后物块以冲上长度为，与水平面夹角为的传送带。已知传送带与物块间的动摩擦因数为，重力加速度，，。 （1）求物块落地时的速度大小； （2）若传送带静止，定量计算分析物块能否冲上传送带顶端？ （3）若传送带顺时针匀速运动，为使物块恰好能够到达顶端，传送带速度应为多大？此过程传送带电动机因运送物块而额外消耗的电能是多少？ 【答案】（1） （2）见解析 （3）， 【解析】 【小问1详解】 对A、B组成的系统，由机械能守恒定律 解得物块A落地时的速度大小为 【小问2详解】 物块A在传送带上，根据牛顿第二定律可得 解得 则物块A在传送带的最多上升的位移大小为 所以物块A不能冲上传送带顶端。 【小问3详解】 当传送带顺时针匀速运动时，设传送带的速度为v。物块A恰好能够到达顶端，说明其上滑过程中速度必先减小到与传送带速度v相等。由于mAgsinθ=12N＞μmAgcosθ=8N，两物块共速后无法保持相对静止，物块A的速度会继续减小，此时摩擦力方向变为沿斜面向上。则开始时物块A的速度大于传送带速度，摩擦力沿传送带向下，物块A的加速度仍为 当物块A减速到与传送带共速后，摩擦力沿传送带向上，此时对物块A，根据牛顿第二定律可得 解得 即此后物块A以的加速度减速，则， 且 解得 物块A的速度大于传送带的速度的减速时间为 此过程传送带的位移大小为 传送带对物块A做的功为 物块A与传送带共速后到减速到零所用时间为 此过程传送带的位移大小为 传送带对物块A做的功为 根据功能关系可知，传送带电动机因运送物块A而额外消耗的电能是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $