精品解析：四川成都市彭州中学2025-2026学年高二下学期期末模拟考试物理试卷

2025-2026学年度四川省彭州中学高2024级高二下期末模拟考试 物理学科试题 注意事项： 1、开考前，请先将自己的姓名填写妥善。 2、选择题部分用2B铅笔填涂，非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写， 3、考试结束后，将答题卡交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 某次军事演习中，在P、Q两处的炮兵向正前方同一目标O发射炮弹A、B，炮弹轨迹如图所示，已知炮口高度相同，忽略空气阻力，则（　　） A. B的加速度比A的大 B. B的飞行时间比A的短 C. B在最高点的速度比A在最高点的小 D. B打到目标时的速度比A打到目标时的大 2. 某战士进行投弹训练，他选择了如图所示的地形，ABC 为一倾角为 30°的斜面，底边 BC长为 L，CDE 是半径为 R 的四分之一圆弧，在 C 点与水平面相切，该战士在 A 点将手榴弹以初速度 v0水平抛出，手榴弹刚好落在 C 点，当他在 A 点将手榴弹以初速度 2v0水平抛出时，手榴弹落在圆弧上的 D 点。则下列说法中正确的是 （　　） A. 手榴弹落在 C 点时速度方向与水平方向的夹角为 60° B. 圆弧半径 R 一定大于 L C. 手榴弹落在 D 点时速度方向与水平方向的夹角一定大于手榴弹落在 C 点时的夹角 D. 如果手榴弹水平抛出时的速度大小合适，手榴弹可能正好落到 E 点 3. 如图所示，在细绳的拉动下，半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管，管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧底端固定在管底，顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时，插销做匀速圆周运动。若v过大，插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力，弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止，v的最大值为（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T﹣v2关系如图乙所示，则（　　） A. 轻质绳长为 B. 当地的重力加速度为 C. 当v2＝c时，轻质绳的拉力大小为a D. 只要v2≥0，小球就能在竖直平面内做完整的圆周运动 5. 我国一直努力进行火星生命迹象的探索。如图所示，某火星探测器先在椭圆轨道Ⅰ上绕火星运动，周期为2T，后从A点进入圆轨道Ⅱ绕火星做匀速圆周运动，周期为T。当探测器即将着陆前悬停在距离火星表面附近h的高度时，以v0的初速度水平弹出一个小球，测得小球弹出点到落地点之间的直线距离为2h。已知火星的半径为R，引力常量为G，下列判断正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度大小为 B. 火星的质量为 C. 椭圆轨道Ⅰ的半长轴为圆轨道Ⅱ半径的2倍 D. 探测器从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，需要在A处点火加速 6. 竖直向上抛出一物块，经过时间落回原处。假设物块所受空气阻力的大小与速率成正比，下列描述该物块的位移x、加速度a、机械能E和所受空气阻力大小f随时间t变化的关系图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示为某一游戏的局部简化示意图．D为弹射装置，AB是长为21m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内．某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0=10m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点．已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是（ ） A. 5s B. 4.8s C. 4.4s D. 3s 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 如图所示，将题中木板竖起，钢球撞到带有白纸和复写纸的竖直长木板上，并在白纸上留下痕迹A，重复实验，将木板依次后退相同的水平距离x，钢球撞到木板上留下痕迹B、C，测量A、B、C点到O点的距离为y1、y2、y3，其中O点与钢球抛出时圆心位置等高，重力加速度为g。 关于此实验以下说法正确的是（　　） A. 桌面的不需要保证光滑与严格水平 B. 重复实验时，必须将弹簧压缩到同一位置再释放钢球 C. 最终测得的数据y1：y2：y3值近似为1：4：9 D. 由以上数据可以得到钢球被水平抛出时的速度为 9. 如图所示，某探测器开始在圆轨道Ⅰ上运行，在点变轨后进入椭圆轨道Ⅱ，在近地点变轨后在近地圆轨道Ⅲ上运行。下列说法正确的是（ ） A. 探测器在轨道Ⅰ上运行时的速度大于 B. 探测器在轨道Ⅱ上运行经过点时的线速度小于经过点时的线速度 C. 探测器在轨道Ⅲ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期 D. 探测器在轨道Ⅰ上运行时，在点必须减速才能进入椭圆轨道Ⅱ 10. 如图所示，某工厂需要利用质量为300kg的物体B通过轻质绳及光滑定滑轮协助传送带将质量为200kg的物体A从传送带底端（与地面等高）由静止开始传送到距离地面H高处，已知传送带倾角为30°，与货物接触面间动摩擦因数为，传送带以5m/s的速度顺时针转动，物体B最初距离地面6.5m且落地后不反弹。某时刻将A释放，最终A刚好到达顶端，g=10m/s2.则有（　　） A. 释放后瞬间物体A的加速度大小为a=5m/s2 B. 释放后瞬间绳子拉力为1500N C. H=13.1m D. 整个过程由于摩擦而产生的热量为J 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 小明同学用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落。 （1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明平抛运动竖直方向的运动是___________； （2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，小球A、B同时落地，A球落地点变远，则在空中运动的时间___________（填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽___________（填“需要”或“不需要”）光滑； （4）某同学用频闪照相机拍摄如图丙所示的小球平抛运动照片，其中小方格边长L=2.5cm，a、b、c、d为连续拍摄记录的四个位置，则小球平抛初速度___________ （当地重力加速度大小，结果保留两位有效数字）。 12. 一物理兴趣小组的同学们，利用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律，实验时调整气垫导轨处于水平状态，重力加速度g取。请回答下列问题： （1）关于本实验，下列说法中正确的是________。 A. 需调节滑轮，确保细线与导轨平行 B. 实验时应满足槽码质量远小于滑块质量 C. 为提升实验精度，所选遮光条的宽度应大些 （2）实验时测得遮光条的宽度为，滑块（含遮光条）的质量为，槽码的质量为。在遮光条中心距离光电门的位置由静止释放滑块，测得遮光条通过光电门的时间为，在此过程中，系统减小的重力势能为________J，增加的动能为________J。（结果均保留2位有效数字） （3）对（2）所得数据进行分析，其明显不合常理，组内一位同学认为是偶然误差所致。于是改变滑块的释放位置，多次测量，测得六组“x，t”的数据。为减小误差且处理数据方便，应以________（填“t”“”“”或“”）为横坐标方能得到如图2所示图像。若测得图线斜率数值为，且要求相对误差控制在5％以内，则本次实验________（填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 一个质量的物体在光滑水平面上运动，它在方向和方向上的两个分运动的速度 时间图像如图所示。 （1）物体所受的合力； （2）计算物体的初速度大小； （3）计算物体在前内和前 内的位移大小。 14. 如图所示，在光滑水平台面上，一个质量 的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住。现打开锁扣，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好从点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道。已知、的高度差 ，水平距离 ，圆弧轨道的半径，点在圆弧轨道的圆心的正下方，并与水平地面上长为 的粗糙直轨道平滑连接，小物块沿轨道 运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，重力加速度，，，空气阻力忽略不计。试求： （1）小物块运动到平台末端的速度大小； （2）圆弧所对的圆心角 ； （3）若小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹，且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道间，那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足什么条件。 15. 如图所示，长为的水平传送带以的速度逆时针匀速转动，紧靠传送带两端各静止一个质量为的物块和，在距传送带左端的水平面上放置一竖直固定挡板，物块与挡板碰撞后会被原速率弹回，右端有一倾角为且足够长的粗糙倾斜轨道，斜面底端与传送带右端平滑连接。现从距斜面底端 处由静止释放一质量的滑块，一段时间后物块与发生弹性碰撞，碰撞时间忽略不计，碰撞后滑上传送带，被取走，已知物块、与传送带间的动摩擦因数 ，与水平面间的动摩擦因数，物块与斜面间的动摩擦因数，物块间的碰撞都是弹性正碰，不计物块大小，取。，。求： （1）物块与物块碰撞后，物块的速度大小； （2）整个过程中，物块与挡板碰撞的次数； （3）整个过程中，物块在传送带上滑行的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度四川省彭州中学高2024级高二下期末模拟考试 物理学科试题 注意事项： 1、开考前，请先将自己的姓名填写妥善。 2、选择题部分用2B铅笔填涂，非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写， 3、考试结束后，将答题卡交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 某次军事演习中，在P、Q两处的炮兵向正前方同一目标O发射炮弹A、B，炮弹轨迹如图所示，已知炮口高度相同，忽略空气阻力，则（　　） A. B的加速度比A的大 B. B的飞行时间比A的短 C. B在最高点的速度比A在最高点的小 D. B打到目标时的速度比A打到目标时的大 【答案】C 【解析】 【详解】A．炮弹在空中运动忽略空气阻力，即做斜上抛运动，只受重力，加速度相同都为重力加速度，故A错误； B．斜上抛运动在竖直方向为竖直上抛运动，水平方向为匀速直线运动，设上升的高度为，上升运动的时间为，下降的高度为，下降的时间为，根据竖直上抛运动的规律可知 ， 由图可知，B上升的高度和下降的高度都比A大，故B运动时间比A运动时间长，故B错误； C．根据斜上抛运动的规律可知，在运动的最高点只有水平方向的速度，两炮弹从最高点开始做平抛运动，由图可知，A的水平位移更大，A运动的时间更短，故A水平方向的速度更大，即B在最高点的速度比A的小，故C正确； D．两炮弹从最高点平抛，则打到目标时的速度为 B的水平速度小，但其竖直高度比A大，则打到目标时的速度两者无法比较大小，故D错误。 故选C。 2. 某战士进行投弹训练，他选择了如图所示的地形，ABC 为一倾角为 30°的斜面，底边 BC长为 L，CDE 是半径为 R 的四分之一圆弧，在 C 点与水平面相切，该战士在 A 点将手榴弹以初速度 v0水平抛出，手榴弹刚好落在 C 点，当他在 A 点将手榴弹以初速度 2v0水平抛出时，手榴弹落在圆弧上的 D 点。则下列说法中正确的是 （　　） A. 手榴弹落在 C 点时速度方向与水平方向的夹角为 60° B. 圆弧半径 R 一定大于 L C. 手榴弹落在 D 点时速度方向与水平方向的夹角一定大于手榴弹落在 C 点时的夹角 D. 如果手榴弹水平抛出时的速度大小合适，手榴弹可能正好落到 E 点 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．设手榴弹在C点的速度方向与水平方向的夹角为则 可得 故A错； B．当手榴弹以初速度水平抛出时，设运动轨迹与C点所在的水平面交于F点，则手榴弹在F点的水平位移为以初速度水平抛出时水平位移的2倍，则CF=BC，所以R一定大于L，故B正确； C．当手榴弹落到AC延长线上时速度与水平方向的夹角与手榴弹落到C点时速度与水平方向的夹角相等，当手榴弹落到D点时速度与水平方向的夹角小于落到AC延长线上时的夹角，也就小于落到C点时的夹角，故C错误； D．由以上分析可知，由于圆弧的遮挡，手榴弹不可能刚好落到E点，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，在细绳的拉动下，半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管，管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧底端固定在管底，顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时，插销做匀速圆周运动。若v过大，插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力，弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止，v的最大值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】有题意可知当插销刚卡紧固定端盖时弹簧的伸长量为，根据胡克定律有 插销与卷轴同轴转动，角速度相同，对插销有弹力提供向心力 对卷轴有 联立解得 故选A。 4. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T﹣v2关系如图乙所示，则（　　） A. 轻质绳长为 B. 当地的重力加速度为 C. 当v2＝c时，轻质绳的拉力大小为a D. 只要v2≥0，小球就能在竖直平面内做完整的圆周运动 【答案】B 【解析】 【详解】A.在最高点时，绳对小球的拉力和重力的合力提供向心力，则得：mg+T＝m 得：Tv2﹣mg…① 由图象知，T＝0时，v2＝b．图象的斜率k，则得：，得绳长 L；故A错误． B.当v2＝0时，T＝﹣a，由①得：﹣a＝﹣mg，得：g；故B正确． C.当v2＝c时，代入①得：T•c﹣mg•c﹣a；故C错误． D.只要v2≥b，在最高点绳子的拉力F≥0，小球就能在竖直平面内做完整的圆周运动，故D正确． 5. 我国一直努力进行火星生命迹象的探索。如图所示，某火星探测器先在椭圆轨道Ⅰ上绕火星运动，周期为2T，后从A点进入圆轨道Ⅱ绕火星做匀速圆周运动，周期为T。当探测器即将着陆前悬停在距离火星表面附近h的高度时，以v0的初速度水平弹出一个小球，测得小球弹出点到落地点之间的直线距离为2h。已知火星的半径为R，引力常量为G，下列判断正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度大小为 B. 火星的质量为 C. 椭圆轨道Ⅰ的半长轴为圆轨道Ⅱ半径的2倍 D. 探测器从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，需要在A处点火加速 【答案】B 【解析】 【详解】AB．设火星表面的重力加速度为，根据平抛运动的规律，有 水平方向 联立可得 根据火星表面物体受到的万有引力等于重力，有 可得，选项A错误，B正确； C．根据开普勒第三定律 可得半长轴，选项C错误； D．从高轨道向低轨道变轨，需要点火减速，选项D错误。 故选B。 6. 竖直向上抛出一物块，经过时间落回原处。假设物块所受空气阻力的大小与速率成正比，下列描述该物块的位移x、加速度a、机械能E和所受空气阻力大小f随时间t变化的关系图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据动能定理知，小物块落回原处的速度小于初速度，根据图像的切线斜率表示速度，可知A图表示小物块落回原处的速度大于初速度，与实际不符，故A错误； B．小物块上升过程和下降过程中，加速度的方向始终竖直向下，方向不变，故B错误； C．由于空气阻力对小物块做负功，所以小物块机械能减小，根据功能关系知 得 速度v在变化，图像的切线斜率也应该变化，故C错误； D．小物块上升阶段，由于速度减小，所受阻力减小，由于阻力减小所以加速度减小，可知上升阶段物块做加速度减小的减速运动，则f随时间的变化率越来越小，小物块下降阶段，做加速度减小的加速运动，则f随时间的变化率也是越来越小，由于落回原处时的速度小于初速度，所以下落时的最大阻力小于上升时的最大阻力，故D正确。 故选D。 7. 如图所示为某一游戏的局部简化示意图．D为弹射装置，AB是长为21m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内．某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0=10m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点．已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是（ ） A. 5s B. 4.8s C. 4.4s D. 3s 【答案】A 【解析】 【分析】分两个阶段求解时间，水平阶段和斜面阶段，根据动能定理求出B点的速度，然后根据运动学规律求解AB段上的运动时间；在斜面阶段需要根据几何知识求解斜面的倾斜角，然后根据牛顿第二定律求解在斜面上的运动加速度，从而求解在斜面上的运动时间． 【详解】设小车的质量为m，小车在AB段所匀减速直线运动，加速度，在AB段，根据动能定理可得，解得，故； 小车在BC段，根据机械能守恒可得，解得，过圆形支架的圆心O点作BC的垂线，根据几何知识可得，解得，，故小车在BC上运动的加速度为，故小车在BC段的运动时间为，所以小车运动的总时间为，A正确． 【点睛】本题的难点在于求解斜面上运动的加速度，本题再次一次提现了数物相结合的原则，在分析物理时涉及几何问题，一定要动手画画图像． 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 如图所示，将题中木板竖起，钢球撞到带有白纸和复写纸的竖直长木板上，并在白纸上留下痕迹A，重复实验，将木板依次后退相同的水平距离x，钢球撞到木板上留下痕迹B、C，测量A、B、C点到O点的距离为y1、y2、y3，其中O点与钢球抛出时圆心位置等高，重力加速度为g。 关于此实验以下说法正确的是（　　） A. 桌面的不需要保证光滑与严格水平 B. 重复实验时，必须将弹簧压缩到同一位置再释放钢球 C. 最终测得的数据y1：y2：y3值近似为1：4：9 D. 由以上数据可以得到钢球被水平抛出时的速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．桌面的不需要保证光滑但需要保证严格水平，A错误； B．为了保证抛出时的速度相同，必须将弹簧压缩到同一位置再释放钢球，B正确； C．钢球撞到木板上A点时，与抛出点的水平距离不知，不能保证OA段的时间和AB、BC段的时间相同，故不能得到y1：y2：y3的比值，C错误； D．因为平抛运动水平方向为匀速直线运动，钢球在AB、BC段运动用的时间相同，竖直方向由自由落体运动规律 又由 得 D正确。 故选BD。 9. 如图所示，某探测器开始在圆轨道Ⅰ上运行，在点变轨后进入椭圆轨道Ⅱ，在近地点变轨后在近地圆轨道Ⅲ上运行。下列说法正确的是（ ） A. 探测器在轨道Ⅰ上运行时的速度大于 B. 探测器在轨道Ⅱ上运行经过点时的线速度小于经过点时的线速度 C. 探测器在轨道Ⅲ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期 D. 探测器在轨道Ⅰ上运行时，在点必须减速才能进入椭圆轨道Ⅱ 【答案】BD 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度 是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度，探测器在轨道上的轨道半径大于近地轨道半径，根据 得卫星线速度 其中为引力常量，为地球质量，为轨道半径 ，轨道半径越大，线速度越小，所以探测器在轨道上运行时的速度小于 ，故A错误； B．根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。在轨道Ⅱ上，点为远地点，点为近地点，所以探测器在轨道Ⅱ上运行经过点时的线速度小于经过点时的线速度，故B正确； C．根据开普勒第三定律（k为常量），轨道Ⅲ的半径小于轨道Ⅱ的半长轴，所以探测器在轨道Ⅲ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期，故C错误； D．探测器在轨道上运行时，在点要进入椭圆轨道Ⅱ，做近心运动，需要的向心力小于万有引力，所以必须减速才能进入椭圆轨道Ⅱ，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，某工厂需要利用质量为300kg的物体B通过轻质绳及光滑定滑轮协助传送带将质量为200kg的物体A从传送带底端（与地面等高）由静止开始传送到距离地面H高处，已知传送带倾角为30°，与货物接触面间动摩擦因数为，传送带以5m/s的速度顺时针转动，物体B最初距离地面6.5m且落地后不反弹。某时刻将A释放，最终A刚好到达顶端，g=10m/s2.则有（　　） A. 释放后瞬间物体A的加速度大小为a=5m/s2 B. 释放后瞬间绳子拉力为1500N C. H=13.1m D. 整个过程由于摩擦而产生的热量为J 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．释放A后瞬间，对物体A受力分析，由牛顿第二定律可得 对物体B受力分析可得 联立以上两式解得 A正确； B．释放A后瞬间，对物体A，由牛顿第二定律则有 代入数据可得 B正确； C．物体A加速到与传送带速度相等，需要的时间 此时A的位移 A的位移小于6.5m，可知物体A与传送带共速后，A继续加速，A受到滑动摩擦力沿传送带向下，对A则有 对B则有 联立解得 设B落地时的速度大小为vB，物体A与传送带共速到B落地的运动中，A的位移大小 由速度位移关系公式，可得 代入数据解得 可知B落地后，物体A向上做减速运动，减速到与传送带速度相等的过程，对A，由牛顿第二定律可得 代入数据解得 该过程物体A的位移大小为 物体A与传送带共速后，继续做减速运动，对A，由牛顿第二定律可得 解得 物体A与传送带共速到速度减到零，物体A的位移大小 整个过程物体A沿传送带上升的位移 则有高度 C错误； D．物体A加速到与传送带速度相等，A相对传送带滑行的距离 此过程产生的内能 物体A与传送带共速到B落地的运动中，所用时间 此过程A相对传送带滑行的距离大小 此过程产生的内能 物体A从速度vB再次减速到与传送带共速，所用时间为 此过程A相对传送带滑行的距离大小为 此过程产生的内能 物体A从再次与传送带共速到顶端，所用时间为 此过程A相对传送带滑行的距离大小为 此过程产生的内能 则有整个过程由于摩擦而产生的热量为 D正确。 故选ABD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 小明同学用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落。 （1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明平抛运动竖直方向的运动是___________； （2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，小球A、B同时落地，A球落地点变远，则在空中运动的时间___________（填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽___________（填“需要”或“不需要”）光滑； （4）某同学用频闪照相机拍摄如图丙所示的小球平抛运动照片，其中小方格边长L=2.5cm，a、b、c、d为连续拍摄记录的四个位置，则小球平抛初速度___________ （当地重力加速度大小，结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）自由落体运动 （2）不变 （3）不需要 （4）1.0 【解析】 【小问1详解】 小球A、B同时落地，说明了平抛的小球在竖直方向上做自由落体运动。 【小问2详解】 由第一问可知，竖直高度不变时，根据 小球运动时间不变。 【小问3详解】 为保证小球初速度相同，让小球多次从斜槽的同一点由静止释放，斜槽不需要光滑。 【小问4详解】 在竖直方向上，根据 解得 小球抛出时的水平速度 12. 一物理兴趣小组的同学们，利用如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律，实验时调整气垫导轨处于水平状态，重力加速度g取。请回答下列问题： （1）关于本实验，下列说法中正确的是________。 A. 需调节滑轮，确保细线与导轨平行 B. 实验时应满足槽码质量远小于滑块质量 C. 为提升实验精度，所选遮光条的宽度应大些 （2）实验时测得遮光条的宽度为，滑块（含遮光条）的质量为，槽码的质量为。在遮光条中心距离光电门的位置由静止释放滑块，测得遮光条通过光电门的时间为，在此过程中，系统减小的重力势能为________J，增加的动能为________J。（结果均保留2位有效数字） （3）对（2）所得数据进行分析，其明显不合常理，组内一位同学认为是偶然误差所致。于是改变滑块的释放位置，多次测量，测得六组“x，t”的数据。为减小误差且处理数据方便，应以________（填“t”“”“”或“”）为横坐标方能得到如图2所示图像。若测得图线斜率数值为，且要求相对误差控制在5％以内，则本次实验________（填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律。 【答案】（1）A （2） ①. 0.67 ②. 0.72 （3） ①. ②. 能 【解析】 【小问1详解】 A．为了保证物块平稳运动，需要保证“细线与导轨平行”，故A正确； B．为了便于测量速度、动能，槽码的质量应适当大些，不应该要求“槽码质量远小于滑块质量”，故B错误； C．测量遮光片到达光电门的速度为“瞬时速度”，故遮光片的宽度应选小的，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 [1]根据题意，系统减小的重力势能即槽码减小的重力势能，故取两位有效数字为 [2]槽码与滑块速度相同，故系统增加的动能为 【小问3详解】 [1][2]由 可得 故欲得到如图2所示的“线性图线”，横坐标轴表示的物理量应为“”，代入数据可知图中图线的斜率为 相对误差 故本次实验可以验证机械能守恒定律。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 一个质量的物体在光滑水平面上运动，它在方向和方向上的两个分运动的速度 时间图像如图所示。 （1）物体所受的合力； （2）计算物体的初速度大小； （3）计算物体在前内和前 内的位移大小。 【答案】（1） ，合力的方向沿轴正方向 （2） （3） ， 【解析】 【小问1详解】 由图可看出，物体沿方向的分运动为匀速直线运动，加速度为 。 沿方向的分运动为匀变速直线运动，加速度不变，大小为 加速度方向沿轴正方向。 根据牛顿第二定律得出合力大小为 合力的方向沿轴正方向。 【小问2详解】 物体的初速度大小 【小问3详解】 根据图像的面积表示位移，可得物体在前内： 轴方向的分位移大小为 轴方向的分位移大小为 故物体在前 内的位移大小 在前 内，可得：轴方向的分位移为： 轴方向的分位移为： 故物体在前 内的位移大小： 14. 如图所示，在光滑水平台面上，一个质量 的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住。现打开锁扣，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好从点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道。已知、的高度差 ，水平距离 ，圆弧轨道的半径，点在圆弧轨道的圆心的正下方，并与水平地面上长为 的粗糙直轨道平滑连接，小物块沿轨道 运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，重力加速度，，，空气阻力忽略不计。试求： （1）小物块运动到平台末端的速度大小； （2）圆弧所对的圆心角 ； （3）若小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹，且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道间，那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足什么条件。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小物块离开平台后做平抛运动，其竖直方向为自由落体运动，则有 又因为小物块水平方向做的是匀速直线运动，则有 联立解得小物块运动到平台末端的速度大小为 【小问2详解】 小物块运动到点时，设其竖直方向的分速度为，则根据自由落体运动的规律有 解得 根据几何关系有 所以圆弧所对的圆心角为 【小问3详解】 小物块运动到点时的速度为 、两点的高度差为 若小物块恰能与墙壁相碰，则根据动能定理有 解得该情况下小物块与轨道之间的动摩擦因数为 若小物块恰不从飞出，则根据动能定理有 解得该情况下小物块与轨道之间的动摩擦因数为 若小物块恰不从飞出后，再次从滑回恰好不与墙壁发生二次碰撞，则根据动能定理有 解得 综上所述可知，若小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹，且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道间，那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足 。 15. 如图所示，长为的水平传送带以的速度逆时针匀速转动，紧靠传送带两端各静止一个质量为的物块和，在距传送带左端的水平面上放置一竖直固定挡板，物块与挡板碰撞后会被原速率弹回，右端有一倾角为且足够长的粗糙倾斜轨道，斜面底端与传送带右端平滑连接。现从距斜面底端 处由静止释放一质量的滑块，一段时间后物块与发生弹性碰撞，碰撞时间忽略不计，碰撞后滑上传送带，被取走，已知物块、与传送带间的动摩擦因数 ，与水平面间的动摩擦因数，物块与斜面间的动摩擦因数，物块间的碰撞都是弹性正碰，不计物块大小，取。，。求： （1）物块与物块碰撞后，物块的速度大小； （2）整个过程中，物块与挡板碰撞的次数； （3）整个过程中，物块在传送带上滑行的总路程。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块在下滑到斜面底端的过程中，由动能定理得 代入数据可得 、两物块发生弹性碰撞，设碰后的速度为，的速度为，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得 根据机械能守恒定律可得 代入数据联立解得 【小问2详解】 物块在传送带上运动的速度大于传送带速度，物块做匀减速运动，对物块，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 物块经时间后，速度与传送带速度相等，设物块向左运动的位移为，则有 代入数据解得， 代入数据解得 由于，物块与传送带速度相等后一起与传送带做匀速运动，物块与物块在传送带左端发生弹性碰撞，取向左为正方向，根据动量守恒定律可得 根据机械能守恒定律可得 代入数据得碰撞后的速度大小为，的速度大小为 由此可知，以后每次与相碰，速度都发生交换。对物块，设来回运动了 次，由动能定理可知 代入数据得 【小问3详解】 由 知，物块第次返回至传送带左端时速度平方大小为，由运动学公式得 物块获得速度后在传送带上先向右做匀减速运动，后向左做匀加速运动，回到传送带左端时速度大小不变，物块第次在传送带上来回一次运动的路程为 所以整个过程物块在传送带上滑行的总路程为 代入数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $