精品解析：山东临沂第一中学2025-2026学年高一下学期第二次阶段检测物理试题

2025级高一下学期第二次月考 物理试卷 一、单选题（每小题只有一个正确答案，每题3分，共8个小题） 1. 某一物体受到几个共点力的作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力时，物体有可能（　　） A. 开始做匀速圆周运动 B. 处于平衡状态 C. 开始做匀加速直线运动 D. 开始做变加速曲线运动 2. 如图所示，空心球壳半径为 R，绕过竖直直径的 OO’轴以角速度 ω 匀速转动时，物块 A相对静止在内壁上．下列说法中正确的是（ ） A. A 物体可能受两个力作用 B. 若球不光滑，则 A 物一定受三个力作用 C. 若 ω 增大为 1.2ω，则 A 物一定慢慢向上滑动 D. A 物体做圆周运动的半径为 R 3. 青岛市即墨区鳌山湾一带受崂山余脉和海岛影响，形成了长达60多公里的狭长“疾风带”，为风力发电创造了有利条件，目前该地风电总装机容量已达18万千瓦。如图，风力推动三个叶片转动，叶片带动转子（磁极）转动，在定子（线圈）中产生电流，实现风能向电能的转化。已知叶片长为r，风速为v，空气密度为，流到叶片旋转形成的圆面的空气中约有速度减速为0，原速率穿过，不考虑其他能量损耗。下列说法正确的是（ ） A. 在时间内流过扇叶的空气体积为 B. 在时间t内流过扇叶的空气质量为 C. 一台风力发电机的发电功率约为 D. 一台风力发电机的发电功率约为 4. 质量为的物体，放在动摩擦因数的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功随位移变化的关系如图所示。重力加速度取，则（ ） A. 至的过程中，水平拉力为 B. 至的过程中，水平拉力为 C. 时，物体的速度为 D. 至的过程中，物体做匀加速运动 5. 如图所示，两个光滑半圆形轨道竖直固定放置，质量相同的两个小球分别从与轨道圆心等高处的点由静止滑下，经过最低点，已知，则（　　） A. 小球经过时的速率比经过时的速率大 B. 小球经过时的向心加速度比经过时的向心加速度大 C. 小球经过时受到轨道的支持力比经过时受到轨道的支持力大 D. 小球经过时重力的功率比经过时重力的功率大 6. 质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( ) A. 汽车受到的阻力200N B. 汽车的最大牵引力为700N C. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m D. 8s~18s过程中汽车牵引力做的功为7×104J 7. 千帆星座（别称G60星链）是中国首个进入正式组网阶段的巨型低轨商业卫星互联网星座，计划于2030年前部署超1.5万颗卫星。如图所示，两颗已发射的卫星A、B在同一轨道平面内绕地球沿逆时针方向做匀速圆周运动（只考虑地球对它们的引力作用），某时刻两者与地心连线夹角为，轨道半径分别为、。已知引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（　　） A. 两卫星的线速度之比为 B. 两卫星的加速度之比为 C. 再经过时间，两卫星相距最近 D. 两卫星经过相同的时间，卫星B与地心连线扫过的面积更大 8. 如图所示，t=0时小球从C点自由下落，t1时刻小球经过弹簧原长处B，t2时刻小球下落至最低点A。取A位置所在水平面为零势能面，规定竖直向下方向为正方向。Ek表示小球的动能，E表示小球的动能和重力势能之和，x表示小球从C点下落的位移，从小球刚下落时开始计时，不计空气阻力，重力加速度为g。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多选题（每小题至少有2个正确答案，每题4分，选不全得2分，错选不得分，共4个小题） 9. 2025年3月4日，《上观新闻》消息，我国2025年将发射神舟二十号、神舟二十一号载人飞船和一搜货运飞船，执行二次载人飞行任务的航天员乘组已经选定，正在开展相关训练。如果“神舟二十号”飞船升空后先进入停泊轨道（即近地圆形轨道），之后进入转移轨道，最后在中国空间站轨道与天和核心舱对接，如图所示。已知中国空间站轨道为圆形轨道，距地面高度为h，飞船在停泊轨道运行的周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ） A. 从停泊轨道进入转移轨道在P点需要减速 B. 天和核心舱的向心加速度大小为 C. 可估得地球密度为 D. 飞船从P点运行到Q点需要的时间为 10. 如图所示，固定的粗糙斜面AB的长为8m，倾角为37°，质量的小物块从A点处由静止释放，下滑到B点与弹性挡板碰撞，每次碰撞前后速率不变，第一次返回斜面到达的最高点为Q（图中未画出）。设物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，以B点为零势能面（，，g取）。则下列说法正确的是（　　） A. Q点到B点距离为4m B. 物块第一次下滑过程，重力的平均功率为24W C. 物块第一次下滑时，动能与重力势能相等的位置在AB中点下方 D. 物块从开始释放到最终静止经过的总路程为30m 11. 根据动滑轮省力的特点设计如图甲所示装置(滑轮质量、摩擦均不计).质量为2kg的物体在竖直向上的拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知（取g=10m/s2）（ ） A. 物体加速度大小为0.5m/s2 B. 拉力F的大小为12 N C. 2s末拉力F的功率大小为96W D. 2s内拉力F做的功为48J 12. 质量分布均匀、长度为L且不可伸长的链条位于光滑水平桌面上，一端位于光滑桌面的边缘，由于微小扰动便开始沿桌面下滑，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 下滑三分之一时，链条的速度为 B. 下滑三分之一时，链条的速度为 C. 链条下滑过程中加速度不断增大 D. 链条下滑过程中链条水平部分与竖直部分间拉力不断增大 三、实验题（每空2分，共7个空，共2个小题） 13. 某同学用图甲所示的装置研究“平抛运动竖直方向的运动特点”，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放小球，发现两小球同时落地（两球下落过程不发生碰撞），改变H大小，重复实验，、仍同时落地。 （1）下列关于实验条件和结论的说法中，正确的有_____。 A. P球的质量必须大于Q球的质量 B. 斜槽轨道必须是光滑的 C. 本实验说明做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动 （2）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为，重力加速度g取，则频闪相机的闪光周期_____，该小球平抛时的初速度大小为_____。 14. 某同学用重物自由下落验证机械能守恒定律。实验装置如图甲所示。 （1）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小的木块 B．本实验需使用秒表测出重物下落的时间 C．实验中应先接通电源，后释放纸带 D．可以利用公式来求解瞬时速度 （2）若实验中所用重锤质量，打点纸带如图乙所示，O为第一个点，打点时间间隔为0.02s，则打B点时，重锤动能______J。从O点下落至B点，重锤的重力势能减少量是______J。（，两空结果均保留三位有效数字） （3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度，通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的图像应该是如图中的______。 A．B． C．D． 四、解答题（共4个小题） 15. 如图是2022年卡塔尔世界杯决赛中，阿根廷队员梅西的一脚点球在空中飞行的示意图，梅西将质量的足球以速度踢出，在最高点的速度大小。足球视为质点，不计空气阻力，g取，求： （1）足球在上升的过程中重力做正功还是负功？ （2）梅西对足球做的功W是多少？ （3）足球在空中的最大高度h是多少？ 16. 2020年11月29日，“嫦娥五号”进入绕月圆轨道，距月球表面高度为h，绕月球运行的周期为T，如图所示，已知月球的半径为R，万有引力常量为G，求： （1）月球的质量M； （2）月球表面的重力加速度g； （3）月球的第一宇宙速度速度。 17. 如图所示，粗糙的水平轨道BC的右端与半径R=0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切，光滑的倾斜轨道AB与水平方向的夹角为37°，质量m=0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下，小球经过轨道衔接处时没有能量损失.已知倾斜轨道AB的长度l=2m，小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.375，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2） （1）求小球第一次到达倾斜轨道底端B点时的速度大小（结果可以用根号表示）； （2）要使第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道，水平轨道BC的长度L应满足什么条件? 18. 2022年的北京冬奥会上，谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台的比赛中凭借第三跳空中转体的超高难度动作成功逆转夺冠，给观众留下了深刻的印象。如图所示，为滑雪大跳台运动过程的示意图，质量为的运动员由点静止出发，经过长为的直道助滑区，接着通过半径为的圆弧形起跳台，然后从点飞出，在空中完成展示动作后，落在斜坡上。为圆弧的圆心，图中和圆弧相切于点，且与水平方向成角，与水平方向成角，，若不计空气阻力和摩擦力，运动员可视为质点（不考虑其转动动能），，。求： （1）运动员到达段最低点时对跳台的压力大小； （2）运动员从点飞出后的最高位置与点的高度差； （3）运动员从点飞出后经过多少时间离斜坡最远？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025级高一下学期第二次月考 物理试卷 一、单选题（每小题只有一个正确答案，每题3分，共8个小题） 1. 某一物体受到几个共点力的作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力时，物体有可能（　　） A. 开始做匀速圆周运动 B. 处于平衡状态 C. 开始做匀加速直线运动 D. 开始做变加速曲线运动 【答案】C 【解析】 【详解】物体受到几个共点力的作用而处于平衡状态，如果是运动，则是匀速直线运动；当撤去某个恒力时，剩余其余力的合力与这个力等大反向。 A．由于合力的方向不会改变，而匀速圆周运动的合外力方向时刻在改变，故A错误； B．当撤去某个恒力时，物体的合力与这个力等大反向，则物体不可能处于平衡状态，故B错误； C．若撤去的恒力与速度方向相反，则合力的方向与初速度方向相同，物体做匀加速直线运动，故C正确； D．物体撤去恒力后，合力恒定，加速度不变，所以不可能做变加速曲线运动，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，空心球壳半径为 R，绕过竖直直径的 OO’轴以角速度 ω 匀速转动时，物块 A相对静止在内壁上．下列说法中正确的是（ ） A. A 物体可能受两个力作用 B. 若球不光滑，则 A 物一定受三个力作用 C. 若 ω 增大为 1.2ω，则 A 物一定慢慢向上滑动 D. A 物体做圆周运动的半径为 R 【答案】A 【解析】 【详解】AB．对物体进行受力分析，当A受到的重力和支持力的合力刚好提供向心力时，物体不受静摩擦力作用，此时只受两个力，故A正确，B错误； C．若ω增大，物体所需的向心力增大，但当物体受到的合力仍能提供向心力时，物体不向上滑动，故C错误； D．A做圆周运动的圆心在O点的下方，所以半径小于R，故D错误． 3. 青岛市即墨区鳌山湾一带受崂山余脉和海岛影响，形成了长达60多公里的狭长“疾风带”，为风力发电创造了有利条件，目前该地风电总装机容量已达18万千瓦。如图，风力推动三个叶片转动，叶片带动转子（磁极）转动，在定子（线圈）中产生电流，实现风能向电能的转化。已知叶片长为r，风速为v，空气密度为，流到叶片旋转形成的圆面的空气中约有速度减速为0，原速率穿过，不考虑其他能量损耗。下列说法正确的是（ ） A. 在时间内流过扇叶的空气体积为 B. 在时间t内流过扇叶的空气质量为 C. 一台风力发电机的发电功率约为 D. 一台风力发电机的发电功率约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．时间内，风速为，到达叶片扫过圆面的空气会形成一个横截面积、长度为的空气柱，因此流过圆面的空气体积为 则流过扇叶的空气体积为，故A错误； B．圆面的空气质量为 流过扇叶的空气质量为，故B错误； CD．发电机的发电功率等于单位时间内空气减少的动能，的空气动能降为0，则动能减少量（即转化得到的电能） 得发电功率，故C错误，D正确。 故选D。 4. 质量为的物体，放在动摩擦因数的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功随位移变化的关系如图所示。重力加速度取，则（ ） A. 至的过程中，水平拉力为 B. 至的过程中，水平拉力为 C. 时，物体的速度为 D. 至的过程中，物体做匀加速运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据公式，由图像可知，在的过程中拉力为恒力，解得 故A错误； B．根据公式，由图像可知，解得 故B错误； C．根据题意可知，物体受到的摩擦力 在时，由可得，拉力做功为 由动能定理有 代入数据解得 故C正确； D．由BC可知物体在过程中，拉力，摩擦力，所以物体做匀速直线运动，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，两个光滑半圆形轨道竖直固定放置，质量相同的两个小球分别从与轨道圆心等高处的点由静止滑下，经过最低点，已知，则（　　） A. 小球经过时的速率比经过时的速率大 B. 小球经过时的向心加速度比经过时的向心加速度大 C. 小球经过时受到轨道的支持力比经过时受到轨道的支持力大 D. 小球经过时重力的功率比经过时重力的功率大 【答案】A 【解析】 【详解】A．从P点到Q点由动能定理有 可知，半径越大，越大，到最低点速率越大，选项A正确； BC．到最低点根据牛顿第二定律有 解得 可见最低点时加速度大小、支持力大小与半径无关，选项BC错误； D．点重力方向和速度方向垂直，因此重力的瞬时功率都为0，选项D错误。 故选A。 6. 质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( ) A. 汽车受到的阻力200N B. 汽车的最大牵引力为700N C. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m D. 8s~18s过程中汽车牵引力做的功为7×104J 【答案】D 【解析】 【详解】A．当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则有 故A错误； B．汽车做匀加速运动的牵引力最大，则有 故B错误； C．变加速过程中，根据动能定理得 解得 故C错误； D．8s－18s过程中汽车牵引力已达到最大功率，所以牵引力做的功为 故D正确。 故选D。 7. 千帆星座（别称G60星链）是中国首个进入正式组网阶段的巨型低轨商业卫星互联网星座，计划于2030年前部署超1.5万颗卫星。如图所示，两颗已发射的卫星A、B在同一轨道平面内绕地球沿逆时针方向做匀速圆周运动（只考虑地球对它们的引力作用），某时刻两者与地心连线夹角为，轨道半径分别为、。已知引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（　　） A. 两卫星的线速度之比为 B. 两卫星的加速度之比为 C. 再经过时间，两卫星相距最近 D. 两卫星经过相同的时间，卫星B与地心连线扫过的面积更大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 可得 可知两卫星的线速度之比为，故A错误； B．根据牛顿第二定律有 可得 可知两卫星的加速度之比为，故B错误； C．根据万有引力提供向心力可得 可得 设经过时间两卫星相距最近，根据 当时，解得，故C正确； D．卫星与地心连线时间内扫过的面积 代入可得 由于，则两卫星经过相同的时间，卫星A与地心连线扫过的面积更大，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，t=0时小球从C点自由下落，t1时刻小球经过弹簧原长处B，t2时刻小球下落至最低点A。取A位置所在水平面为零势能面，规定竖直向下方向为正方向。Ek表示小球的动能，E表示小球的动能和重力势能之和，x表示小球从C点下落的位移，从小球刚下落时开始计时，不计空气阻力，重力加速度为g。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．在阶段，小球做初速度为零的匀加速直线运动，图像为过原点的直线；在阶段，小球受重力与逐渐增大的弹力作用，加速度先减小后反向增大，速度随时间呈曲线变化，并在时刻减为零，故A正确； B．在阶段，加速度为恒定量，图像应为水平直线；在阶段，由牛顿第二定律得加速度 加速度与位移呈线性关系，图像为倾斜直线，到达最低点时重力势能的减少量全部转化为弹性势能，根据能量守恒 可解得加速度，故B错误； C．根据动能定理，在阶段，动能，图像应为过原点的直线，斜率为；在阶段，动能，当时动能达到最大，故C错误； D．在阶段，仅有重力做功，守恒，图像应为水平直线；在阶段，弹力做负功，，图像应为曲线，故D错误。 故选A。 二、多选题（每小题至少有2个正确答案，每题4分，选不全得2分，错选不得分，共4个小题） 9. 2025年3月4日，《上观新闻》消息，我国2025年将发射神舟二十号、神舟二十一号载人飞船和一搜货运飞船，执行二次载人飞行任务的航天员乘组已经选定，正在开展相关训练。如果“神舟二十号”飞船升空后先进入停泊轨道（即近地圆形轨道），之后进入转移轨道，最后在中国空间站轨道与天和核心舱对接，如图所示。已知中国空间站轨道为圆形轨道，距地面高度为h，飞船在停泊轨道运行的周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ） A. 从停泊轨道进入转移轨道在P点需要减速 B. 天和核心舱的向心加速度大小为 C. 可估得地球密度为 D. 飞船从P点运行到Q点需要的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．飞船需要通过加速从停泊轨道进入转移轨道，A错误； B．设天和核心舱的向心加速度大小为，地表物体受的重力为，由，解得，B正确； C．船在停泊轨道运行的周期为，根据万有引力提供向心力有，解得，则地球的密度为，解得，C正确； D．设飞船在转移轨道运行的周期为，由开普勒第三定律有，整理可得，故飞船在转移轨道上从点飞到点所需的时间为，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，固定的粗糙斜面AB的长为8m，倾角为37°，质量的小物块从A点处由静止释放，下滑到B点与弹性挡板碰撞，每次碰撞前后速率不变，第一次返回斜面到达的最高点为Q（图中未画出）。设物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，以B点为零势能面（，，g取）。则下列说法正确的是（　　） A. Q点到B点距离为4m B. 物块第一次下滑过程，重力的平均功率为24W C. 物块第一次下滑时，动能与重力势能相等的位置在AB中点下方 D. 物块从开始释放到最终静止经过的总路程为30m 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．设Q点到B点距离为，从A点下滑到上升到达最高点Q点过程，由功能关系可得 解得Q点到B点距离为 故A正确； B．物块第一次下滑过程，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 根据运动学公式可得 解得下滑所用时间为 下滑过程重力做功为 则物块第一次下滑过程，重力的平均功率为 故B正确； C．若斜面光滑，即只有重力对物块做功时，物块的机械能守恒，则当物块下滑到AB中点时，物块的重力势能和动能相等；实际还存在摩擦力对物块做负功，则物块下滑到AB中点时，物块的动能仍小于重力势能，则物块第一次下滑时，动能与重力势能相等的位置在AB中点下方，故C正确； D．由于 可知物块最终只能静止在底端挡板处，设物块从开始释放到最终静止经过的总路程为，根据功能关系可得 解得 故D错误。 故选ABC。 11. 根据动滑轮省力的特点设计如图甲所示装置(滑轮质量、摩擦均不计).质量为2kg的物体在竖直向上的拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知（取g=10m/s2）（ ） A. 物体加速度大小为0.5m/s2 B. 拉力F的大小为12 N C. 2s末拉力F的功率大小为96W D. 2s内拉力F做的功为48J 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．根据v-t图象知加速度 故A错误； B．牛顿第二定律得 2F-mg=ma 解得 故B正确. C．2s末物体的速度v=4m/s，则F的功率 P=Fv′=2Fv=12×8W=96W 故C正确. D．物体在2s内的位移 则拉力作用点的位移x=8m，则拉力F做功的大小为 W=Fx=12×8J=96J 故D错误. 故选BC。 12. 质量分布均匀、长度为L且不可伸长的链条位于光滑水平桌面上，一端位于光滑桌面的边缘，由于微小扰动便开始沿桌面下滑，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 下滑三分之一时，链条的速度为 B. 下滑三分之一时，链条的速度为 C. 链条下滑过程中加速度不断增大 D. 链条下滑过程中链条水平部分与竖直部分间拉力不断增大 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．链条位于光滑水平桌面下滑，对链条构成的系统只有重力做功，系统的机械能守恒，三分之一(即质量为)的铁链下滑，其重心下降，有： 解得铁链的瞬时速度为： 故A错误，B正确； C．随着下滑垂下来的部分越来越长，垂下来的那一段链子的质量增大，软链总质量 保持不变，对整体根据牛顿第二定律得加速度a也不断增大，是一个变加速运动，故C正确； D．对水平部分的铁链由牛顿第二定律： 将带入可得： 可知当时，拉力有最大值，则链条下滑过程中链条水平部分与竖直部分间拉力先增大后减小，故D错误。 故选BC。 三、实验题（每空2分，共7个空，共2个小题） 13. 某同学用图甲所示的装置研究“平抛运动竖直方向的运动特点”，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放小球，发现两小球同时落地（两球下落过程不发生碰撞），改变H大小，重复实验，、仍同时落地。 （1）下列关于实验条件和结论的说法中，正确的有_____。 A. P球的质量必须大于Q球的质量 B. 斜槽轨道必须是光滑的 C. 本实验说明做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动 （2）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为，重力加速度g取，则频闪相机的闪光周期_____，该小球平抛时的初速度大小为_____。 【答案】（1）C （2） ①. 0.02 ②. 0.4 【解析】 【分析】 【小问1详解】 A．该实验研究平抛竖直分运动，自由落体的加速度与小球质量无关，不需要P球质量大于Q球，故A错误； B．本实验只需要P球抛出时初速度水平即可，斜槽不需要一定光滑，故B错误； C．P平抛、Q自由下落，初始高度相同，每次都同时落地，说明相同时间内P竖直方向的位移和Q自由落体位移总是相同，证明平抛运动竖直方向为自由落体运动，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1]竖直方向，相邻相等时间内的位移差满足 由图乙可知，相邻两点竖直位移差 代入得 [2]水平方向相邻两点的位移，水平方向匀速，故 【点睛】 14. 某同学用重物自由下落验证机械能守恒定律。实验装置如图甲所示。 （1）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小的木块 B．本实验需使用秒表测出重物下落的时间 C．实验中应先接通电源，后释放纸带 D．可以利用公式来求解瞬时速度 （2）若实验中所用重锤质量，打点纸带如图乙所示，O为第一个点，打点时间间隔为0.02s，则打B点时，重锤动能______J。从O点下落至B点，重锤的重力势能减少量是______J。（，两空结果均保留三位有效数字） （3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度，通过描绘图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的图像应该是如图中的______。 A．B． C．D． 【答案】 ①. C ②. 0.342 ③. 0.372 ④. D 【解析】 【详解】（1）[1] A．为了减小阻力的影响，重物最好选择密度较大，体积较小的铁块，A错误； B．本实验通过打点计时器可以知道打点时间，不需要使用秒表测出重物下落的时间，B错误； C．实验中应先接通打点计时器电源，再释放纸带，C正确； D．本实验由于存在阻力的影响，重物实际下落的加速度小于重力加速度，不能直接用公式来求解瞬时速度，D错误； 故选C。 （2）[2]点的速度等于段的平均速度，则有 则打点时，重锤动能为 [3]从开始下落到点，重锤的重力势能减少量为 （3）[4]若忽略阻力因素，重锤下落过程只有重力做功，满足机械能守恒，则有 可得 则本实验的图像应是正比例函数，D正确，ABC错误。 故选D。 四、解答题（共4个小题） 15. 如图是2022年卡塔尔世界杯决赛中，阿根廷队员梅西的一脚点球在空中飞行的示意图，梅西将质量的足球以速度踢出，在最高点的速度大小。足球视为质点，不计空气阻力，g取，求： （1）足球在上升的过程中重力做正功还是负功？ （2）梅西对足球做的功W是多少？ （3）足球在空中的最大高度h是多少？ 【答案】（1）负功；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）足球在上升的过程中，重力做负功。 （2）根据动能定理可得梅西对足球做的功为 （3）根据动能定理可得 解得足球在空中的最大高度为 16. 2020年11月29日，“嫦娥五号”进入绕月圆轨道，距月球表面高度为h，绕月球运行的周期为T，如图所示，已知月球的半径为R，万有引力常量为G，求： （1）月球的质量M； （2）月球表面的重力加速度g； （3）月球的第一宇宙速度速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由万有引力提供向心力可得 月球的质量 （2）由公式 可得月球表面的重力加速度 （3）由公式 可得月球的第一宇宙速度 17. 如图所示，粗糙的水平轨道BC的右端与半径R=0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切，光滑的倾斜轨道AB与水平方向的夹角为37°，质量m=0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下，小球经过轨道衔接处时没有能量损失.已知倾斜轨道AB的长度l=2m，小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.375，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2） （1）求小球第一次到达倾斜轨道底端B点时的速度大小（结果可以用根号表示）； （2）要使第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道，水平轨道BC的长度L应满足什么条件? 【答案】（1）；（2）或者 【解析】 【详解】（1）小球在倾斜轨道上运动，由动能定理知 解得 （2）小球恰好从B点到C点 由动能定理得 解得 L=3.2m 在圆轨道运动时小球不脱离轨道，有两种情形 情形一：物体能完成圆周运动 在最高点：由 对小物块从B点到圆轨道最高点利用动能定理 解得 情形二：物体运动到圆轨道圆心等高处速度为零 对小物块从B点到圆轨道圆心等高处利用动能定理 解得 L=2m 综合以上两种情形可得：或者 18. 2022年的北京冬奥会上，谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台的比赛中凭借第三跳空中转体的超高难度动作成功逆转夺冠，给观众留下了深刻的印象。如图所示，为滑雪大跳台运动过程的示意图，质量为的运动员由点静止出发，经过长为的直道助滑区，接着通过半径为的圆弧形起跳台，然后从点飞出，在空中完成展示动作后，落在斜坡上。为圆弧的圆心，图中和圆弧相切于点，且与水平方向成角，与水平方向成角，，若不计空气阻力和摩擦力，运动员可视为质点（不考虑其转动动能），，。求： （1）运动员到达段最低点时对跳台的压力大小； （2）运动员从点飞出后的最高位置与点的高度差； （3）运动员从点飞出后经过多少时间离斜坡最远？ 【答案】（1）2700N；（2）12.8m；（3）2.4s 【解析】 【详解】（1）由题意可知，从到，根据动能定理，有 在点，有跳台对运动员的支持力和重力的合力提供向心力，即 联立得 根据牛顿第三定律，得运动员对跳台的压力为2700N。 （2）从到，根据动能定理，有 运动员在点速度沿水平方向的分量为 运动员离开后做斜抛运动，到达最高点时速度为，从到斜抛最高点，根据动能定理，有 解得 （3）将运动员离开点时的速度和加速度均分别沿斜坡和垂直于斜坡方向分解，垂直斜坡方向的分运动减速到时，运动员离斜坡最远。由几何知识可知，运动员垂直斜坡方向的加速度为 vC垂直斜坡的速度分量为 由速度公式可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $