天津市2025-2026学年高一下学期期末冲刺模拟物理练习卷 03

**基本信息** 天津高一物理期末冲刺卷，以珠海航展“歼-35A”飞行、二十四节气等真实情境为载体，覆盖曲线运动、机械能等核心知识，注重科学思维与问题解决能力考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题/52分|曲线运动、圆周运动、万有引力、机械能|结合歼-35A曲线运动、二十四节气地球公转等情境，考查运动与相互作用观念| |实验题|2题/14分|动量守恒、机械能守恒验证|通过“验证动量守恒定律”实验，考查数据处理与误差分析，体现科学探究素养| |计算题|3题/46分|平抛运动、圆周运动与能量综合|如卡车事故零件平抛分析、圆轨道小球运动，融合运动学公式与动能定理，考查模型建构与科学推理|

【天津专用】2025-2026学年高一第二学期物理期末冲刺 模拟练习卷03 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的） 1.在2024年珠海航展中，“歼-35A”闪亮登场，并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。假设“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹为曲线，则战机在这一段过程中（　　） A. 速度方向一定变化 B. 速度大小一定变化 C. 所受合力为零 D. 所受合力方向与运动方向在同一直线上 2. 下列说法中正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体速度始终不变 B. 做匀速圆周运动的物体加速度时刻改变 C. 做匀速圆周运动的物体角速度时刻改变 D. 做平抛运动的物体加速度时刻改变 3. 二十四节气入选联合国教科文组织非物质文化遗产代表作名录。在国际气象界中，二十四节气被誉为“中国第五大发明”。2025年春分、夏至、秋分和冬至在椭圆轨道所处位置和对应时间如图所示，关于这四个节气，下列说法正确的是（　　） A. 太阳对地球的万有引力在夏至时达到最大值 B. 地球绕太阳公转运行到冬至时线速度达到最大值 C. 地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中，加速度逐渐增大 D. 若按照圆轨道处理，根据地球的公转周期和轨道半径可估算出地球的质量 4.一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动。轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的牵引力F、速度v、功率P随时间t的变化规律正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 已知铅球的质量为m，铅球出手瞬间距离地面的高度为h，铅球的速度大小为，经过一段时间铅球落地，落地瞬间的速度大小为，重力加速度用g表示，铅球克服空气阻力做功为．则下列说法正确的是（ ） A. 人推铅球的瞬间，人对铅球做功为 B. 铅球从离手到落地，铅球动能的增加量为 C. 铅球从离手到落地，铅球的机械能减少 D. 6. 有关机械能的理解，下列说法中正确的是（　　） A. 一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化 B. 处于平衡状态的物体，机械能不一定守恒 C. 机械能守恒时，物体一定只受重力的作用 D. 沿粗糙、固定斜面上滑的物块机械能一定增加 7.如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为，线速度大小为，则（ ） A. B. C. D. 8.如图所示，在倾角为且足够大的光滑斜面上，有一长为L的细线，细线的一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球。现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动。已知重力加速度为g，下列判定正确的是（　　） A. 小球在斜面上做匀速圆周运动 B. 在最高点A点时速度为 C. 小球在最高点时的加速度为g D. 小球从B运动到A过程中，线拉力一直在减小 二、不定项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 9.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯时超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙“水流星”表演中，刚好通过最高点时杯子处于完全失重状态，不受重力作用 C. 如图丙，洗衣机脱水筒的脱水原理是因为衣服受到向心力，把水从衣服内甩出 D. 如图丁，山崖边的公路被称为最险公路，若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈较为安全 10.用起重机将质量为200kg的重物从地面由静止沿竖直方向吊起，重物先匀加速上升，起重机输出功率达到额定功率4.4kW后保持不变，整个过程中起重机输出功率P随时间t的变化如图所示，规定地面为重力势能的零势能面，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²，下列说法正确的是（　　） A. 重物能够达到的最大速率为2m/s B. t=2s时，重物受到竖直向上的拉力大小为2000N C. t=2s时，重物的重力势能为4000J D. t=3s时，重物的加速度大小小于1m/s² 11.空降兵在某次跳伞训练中，打开伞之前的运动可视为匀加速直线运动，其加速度为a，下降的高度为h，伞兵和装备系统的总质量为m，重力加速度为g。则下降h的过程中，伞兵和装备系统的（　　） A. 重力势能减少了mah B. 重力势能减少了mgh C. 动能增加了mah D. 动能增加了mgh 12.如图所示，可视为质点、质量为1kg的物块静止在水平地面上。用水平向右、大小为8N的恒力F作用在物块上，物块运动了2m、速度大小为4m/s时撤去F，物块继续运动一段距离后停下来，物块与水平地面动摩擦因数不变，。对于物块由静止开始运动到最终停下来的过程，下列说法正确的是（　　） A. 物块运动的路程为8m B. 物块与水平地面动摩擦因数为0.4 C. 力F对物块做功的平均功率为32W D. 物块受到的滑动摩擦力做的功为-16J 第Ⅱ卷 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 13.“验证动量守恒定律”实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。 （1）实验时有如下A、B、C三个小球，则入射小球和被撞小球分别应选取________和________进行实验（选填“A”、“B”或“C”）。 A、 B、 C、 （2）关于本实验，下列说法正确的是________ A. 斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平 B. 入射小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放 C. 必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 D. 实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间 （3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次试验，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图丙中画的三个圆最合理的是________（选填A、B、C）。 （4）若入射小球和被撞小球质量分别为m₁、m₂，用刻度尺测量M、P、N距O点的距离依次为x1、x2、x3，通过验证等式________是否成立，从而验证动量守恒定律。 14.某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。 （1）如图1所示，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。 ①下列实验操作和数据处理正确的是________。 A．实验中必须测量重物的质量 B．打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直 C．实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物 D．测量纸带上某点的速度时，可由公式计算 ②图2为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为、、。已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g。从打O点到打B点的过程中，若满足________则表明在误差允许范围内小球在上述运动过程中机械能守恒。 （2）用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小车位于气垫导轨上（图中未画出，视为无摩擦力），重力加速度为g，先接通电源，后释放托盘与砝码，测得如下物理量：遮光片宽度d，遮光片释放点到光电门的长度l，遮光片通过光电门的挡光时间Δt，托盘与砝码的总质量m1，小车和遮光片的总质量m2。若在误差允许范围内满足关系式________则能证明这一过程中系统机械能守恒。（用题干中的字母表示）。 四、计算题（本题共3小题，共46分，要求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给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。） 15.某卡车在限速100km/h 的高速公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，可以判断它是事故发生时车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。警察测得这个零件在事故发生时的原位置与陷落点的水平距离为21m，车顶距泥地的竖直高度为2.45m。不计空气阻力， 求： （1）事故发生时该车的速度大小，并判断该车是否超速； （2）该零件落入泥地时的速度。（结果可用根号形式表示） 16.如图所示，一光滑的半径为的半圆形轨道固定在水平面上，轨道底端在A点与水平面平滑连接，半圆形轨道的直径AB竖直，B点为最高点。一个质量为的小球以某一速度冲上轨道，小球恰好能够到达B点，并从B点飞出，取重力加速度。求： （1）小球落地点C距A处距离； （2）小球经过A点时速度大小。 17.如图所示，轻质非弹性细线的一端固定在O'点，另一端系一小球，小球静止时恰好与水平面接触但无相互作用力，BC为粗糙水平面，CD为半径为 的内壁光滑的四分之一圆管，管口D正下方直立一根劲度系数为 的轻弹簧，弹簧下端固定，上端恰好与D端齐平。现将小球拉至图中的A位置由静止开始释放，当小球运动到最低点 B 处，细线刚好被拉断，小球进入管口C端时与圆管恰好无压力作用，通过CD后压缩弹簧。已知细线长 ， ，小球质量为，可视为质点，与水平面BC间的动摩擦因数为0.25，小球与水平面的摩擦可视为滑动摩擦，g取10m/s2。求： （1）细线能承受的最大拉力的大小； （2）水平面BC的距离s； （3）若小球压缩弹簧过程中，小球速度最大时弹簧弹性势能为 ，则小球向下压缩弹簧过程中的最大动能Ekm为多大。 【天津专用】2025-2026学年高一第二学期物理期末冲刺 模拟练习卷03 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的） 1.在2024年珠海航展中，“歼-35A”闪亮登场，并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。假设“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹为曲线，则战机在这一段过程中（　　） A. 速度方向一定变化 B. 速度大小一定变化 C. 所受合力为零 D. 所受合力方向与运动方向在同一直线上 【答案】A 【解析】 【详解】AB．战机沿曲线运动过程中，速度的方向一定变化，速度的大小是否变化无法确定，故A正确，B错误； C．战机的速度变化，则合外力一定不为零，故C错误； D．战机做曲线运动，战机所受合力方向与运动方向不在同一直线上，故D错误。 故选A。 2. 下列说法中正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体速度始终不变 B. 做匀速圆周运动的物体加速度时刻改变 C. 做匀速圆周运动的物体角速度时刻改变 D. 做平抛运动的物体加速度时刻改变 【答案】B 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动的物体速度大小不变，方向时刻发生变化，故A错误； B．做匀速圆周运动物体加速度大小不变，方向时刻发生变化，故B正确； C．匀速圆周运动中角速度大小和方向均恒定不变，故C错误； D．平抛运动仅受重力，加速度为重力加速度g，大小和方向均不变，故D错误。 故选B。 3. 二十四节气入选联合国教科文组织非物质文化遗产代表作名录。在国际气象界中，二十四节气被誉为“中国第五大发明”。2025年春分、夏至、秋分和冬至在椭圆轨道所处位置和对应时间如图所示，关于这四个节气，下列说法正确的是（　　） A. 太阳对地球的万有引力在夏至时达到最大值 B. 地球绕太阳公转运行到冬至时线速度达到最大值 C. 地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中，加速度逐渐增大 D. 若按照圆轨道处理，根据地球的公转周期和轨道半径可估算出地球的质量 【答案】B 【解析】 【详解】A．夏至时地球离太阳最远，由万有引力定律 可知，太阳对地球的万有引力在夏至时达到最小值，故A错误； B．由开普勒第二定律知，地球绕太阳公转运行到冬至时位于近日点，线速度达到最大值，故B正确； C．由牛顿第二定律得，解得 则知地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中，加速度先减小后增大，故C错误； D．由万有引力提供向心力得，式中M是太阳的质量，m是地球的质量，r是地球公转半径，T是地球公转周期，根据地球的公转周期T和太阳与地球的距离r可估算出太阳的质量M，估算不出地球的质量m，故D错误。 故选B。 4.一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动。轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的牵引力F、速度v、功率P随时间t的变化规律正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】汽车由静止开始匀加速运动，匀加速阶段有 ，， 可知该阶段牵引力保持不变，图像为一条与横轴平行的直线， 图像为一条过原点的倾斜直线，图像为一条过原点的倾斜直线；当汽车达到额定功率后保持功率不变，可知图像变为一条与横轴平行的直线，之后牵引力开始减小，根据牛顿第二定律可得 可知汽车做加速度逐渐减小的加速运动， 图像的切线斜率逐渐减小；当牵引力减小到等于阻力时，汽车开始做匀速运动，速度保持不变。 故选C。 5. 已知铅球的质量为m，铅球出手瞬间距离地面的高度为h，铅球的速度大小为，经过一段时间铅球落地，落地瞬间的速度大小为，重力加速度用g表示，铅球克服空气阻力做功为．则下列说法正确的是（ ） A. 人推铅球的瞬间，人对铅球做功为 B. 铅球从离手到落地，铅球动能的增加量为 C. 铅球从离手到落地，铅球的机械能减少 D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．人推铅球的瞬间，人对铅球做功为 A错误； B．铅球从离手到落地，对铅球由动能定理得铅球动能的增加量为 B错误； C．由功能关系可知，铅球从离手到落地，铅球机械能的减少量等于除铅球的重力外其余力对铅球所做的功，则 C错误； D．铅球从离手到落地的过程，由动能定理得 解得 D正确。 故选D。 6. 有关机械能的理解，下列说法中正确的是（　　） A. 一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化 B. 处于平衡状态的物体，机械能不一定守恒 C. 机械能守恒时，物体一定只受重力的作用 D. 沿粗糙、固定斜面上滑的物块机械能一定增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．一定质量的物体，速度方向变化大小不变时，动能不变，故A错误； B．处于平衡状态的物体，机械能不一定守恒，比如匀速上升的物体，动能不变，重力势能增加，机械能增加，故B正确； C．机械能守恒时，系统内只有重力或者弹力做功，物体受其他作用力，其它力不做功，机械能同样守恒，故C错误； D．沿粗糙、固定斜面上滑的物块由于摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能减小，故D错误。 故选B。 7.如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为，线速度大小为，则（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】杆上A、B两点绕O点转动，则两点的角速度相等，即 根据 ， 可知 故选D． 8.如图所示，在倾角为且足够大的光滑斜面上，有一长为L的细线，细线的一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球。现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动。已知重力加速度为g，下列判定正确的是（　　） A. 小球在斜面上做匀速圆周运动 B. 在最高点A点时速度为 C. 小球在最高点时的加速度为g D. 小球从B运动到A过程中，线拉力一直在减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据机械能守恒定律，小球在斜面上做圆周运动速率变化，不是做匀速圆周运动，故A错误； B．据牛顿第二定律得 所以 故B错误； C．小球在最高点时的加速度为 解得 故C错误； D．小球从最低位置转过角度，根据圆周运动和牛顿第二定律有 小球从B运动到A过程中，v减小，减小，线拉力一直在减小，故D正确。 故选D 二、不定项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 9.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯时超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙“水流星”表演中，刚好通过最高点时杯子处于完全失重状态，不受重力作用 C. 如图丙，洗衣机脱水筒的脱水原理是因为衣服受到向心力，把水从衣服内甩出 D. 如图丁，山崖边的公路被称为最险公路，若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈较为安全 【答案】AD 【解析】 【详解】A．如图甲，火车转弯时超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心运动趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故A正确； B．如图乙“水流星”表演中，刚好通过最高点时，仅受重力，重力刚好提供向心力，处于完全失重状态，故B错误； C．如图丙，洗衣机脱水筒的脱水原理是因为水受到的附着力不足以提供所需的向心力，水做离心运动，把水从衣服内甩出，故C错误； D．当汽车转弯时，摩擦力提供向心力 可知汽车以恒定的线速度大小转弯，半径越大，需要的向心力越小，所以选择外圈较为安全，故D正确。 故选AD。 10.用起重机将质量为200kg的重物从地面由静止沿竖直方向吊起，重物先匀加速上升，起重机输出功率达到额定功率4.4kW后保持不变，整个过程中起重机输出功率P随时间t的变化如图所示，规定地面为重力势能的零势能面，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²，下列说法正确的是（　　） A. 重物能够达到的最大速率为2m/s B. t=2s时，重物受到竖直向上的拉力大小为2000N C. t=2s时，重物的重力势能为4000J D. t=3s时，重物的加速度大小小于1m/s² 【答案】CD 【解析】 【详解】A．重物达到最大速度时F=mg 则能够达到的最大速率为，选项A错误； B．t=2s时设速度为v，匀加速阶段的加速度 功率P=Fv 重物受到竖直向上的拉力大小为 解得v=2m/s，a=1m/s2，F=2200N，选项B错误； C．t=2s时，重物上升的高度 重力势能为EP=mgh=4000J，选项C正确； D．t=2s后起重机的功率恒定不变，则随速度的增加，重物牵引力减小，加速度减小，则t=3s时，重物的加速度大小小于1m/s²，选项D正确。 故选CD。 11.空降兵在某次跳伞训练中，打开伞之前的运动可视为匀加速直线运动，其加速度为a，下降的高度为h，伞兵和装备系统的总质量为m，重力加速度为g。则下降h的过程中，伞兵和装备系统的（　　） A. 重力势能减少了mah B. 重力势能减少了mgh C. 动能增加了mah D. 动能增加了mgh 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．系统的高度下降了h，重力做功为mgh，所以重力势能减小了mgh，故B正确，A错误； CD．系统做匀加速直线运动，速度增大，动能增加，由牛顿第二定律知，系统所受的合力 F=ma 由动能定理知动能的增加量等于合力做功，为mah，故C正确，D错误。 故选BC。 12.如图所示，可视为质点、质量为1kg的物块静止在水平地面上。用水平向右、大小为8N的恒力F作用在物块上，物块运动了2m、速度大小为4m/s时撤去F，物块继续运动一段距离后停下来，物块与水平地面动摩擦因数不变，。对于物块由静止开始运动到最终停下来的过程，下列说法正确的是（　　） A. 物块运动的路程为8m B. 物块与水平地面动摩擦因数为0.4 C. 力F对物块做功的平均功率为32W D. 物块受到的滑动摩擦力做的功为-16J 【答案】BD 【解析】 【详解】B．根据题意，由运动学公式可得，撤去F前物块的加速度大小为 由牛顿第二定律有 解得物块与水平地面动摩擦因数为，故B正确； A．撤去F后，物块的加速度大小为 物块继续运动的距离为 则物块运动的路程为，故A错误； C．力F对物块做的功为 物块加速阶段所用时间为 则力F对物块做功的平均功率为，故C错误； D．物块受到的滑动摩擦力做的功为，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 13.“验证动量守恒定律”实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。 （1）实验时有如下A、B、C三个小球，则入射小球和被撞小球分别应选取________和________进行实验（选填“A”、“B”或“C”）。 A、 B、 C、 （2）关于本实验，下列说法正确的是________ A. 斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平 B. 入射小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放 C. 必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 D. 实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间 （3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次试验，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图丙中画的三个圆最合理的是________（选填A、B、C）。 （4）若入射小球和被撞小球质量分别为m₁、m₂，用刻度尺测量M、P、N距O点的距离依次为x1、x2、x3，通过验证等式________是否成立，从而验证动量守恒定律。 【答案】（1） ①. B ②. A （2）B （3）C （4） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]为保证两球发生对心正碰，则两球半径应该相等；为防止入射球反弹，则入射球的质量应该大于被碰球的质量，则入射小球和被撞小球分别应选取B和A进行实验。 【小问2详解】 A．斜槽是否光滑对实验无影响，但是安装时斜槽末端必须保持水平，以保证小球做平抛运动，A错误； B．入射小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放，以保证小球到达底端时速度相同，B正确； CD．两球做平抛运动，下落的高度相同，运动时间相同，则可用水平位移代替水平速度，则没必要测量出斜槽末端到水平地面的高度，也不需要用秒表测量小球空中飞行的时间，CD错误。 故选B。 【小问3详解】 确定小球的位置时，应该用尽量小的圆将小球的落地点圈起来，圆心即为小球的平均落地点，故C最合理。 【小问4详解】 小球离开斜槽后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，运动时间t相等，碰撞前入射球的速度 碰撞后入射球的速度 碰撞后被碰球的速度 碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得m1v0=m1v1+m2v2 整理得m1x2=m1x1+m2x3 14.某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。 （1）如图1所示，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。 ①下列实验操作和数据处理正确的是________。 A．实验中必须测量重物的质量 B．打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直 C．实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物 D．测量纸带上某点的速度时，可由公式计算 ②图2为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为、、。已知打点计时器的打点周期为T，当地重力加速度为g。从打O点到打B点的过程中，若满足________则表明在误差允许范围内小球在上述运动过程中机械能守恒。 （2）用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，连接小车与托盘的绳子与水平桌面平行，带遮光片的小车位于气垫导轨上（图中未画出，视为无摩擦力），重力加速度为g，先接通电源，后释放托盘与砝码，测得如下物理量：遮光片宽度d，遮光片释放点到光电门的长度l，遮光片通过光电门的挡光时间Δt，托盘与砝码的总质量m1，小车和遮光片的总质量m2。若在误差允许范围内满足关系式________则能证明这一过程中系统机械能守恒。（用题干中的字母表示）。 【答案】（1） ①. BC ②. （2） 【解析】 【小问1详解】 ①[1]A．实验中要验证的关系为两边m可消掉，则实验不需要测量重物的质量，选项A错误； B．打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直，以减小纸带和限位孔间的摩擦，选项B正确； C．实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物，选项C正确； D．测量纸带上某点的速度时，应该通过纸带上的点间距根据瞬时速度等于中间时刻的速度计算，不能公式计算，否则就失去了验证的价值了，选项D错误。 故选BC。 ②[2]从打O点到打B点的过程中，重力势能的减小量 动能增加量 若满足 即满足 则表明在误差允许范围内小球在上述运动过程中机械能守恒。 【小问2详解】 重力势能减小量 系统动能增加量 若在误差允许范围内满足关系式 则能证明这一过程中系统机械能守恒。 四、计算题（本题共3小题，共46分，要求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给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。） 15.某卡车在限速100km/h 的高速公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，可以判断它是事故发生时车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。警察测得这个零件在事故发生时的原位置与陷落点的水平距离为21m，车顶距泥地的竖直高度为2.45m。不计空气阻力， 求： （1）事故发生时该车的速度大小，并判断该车是否超速； （2）该零件落入泥地时的速度。（结果可用根号形式表示） 【答案】（1）30m/s，该车超速 （2），方向与水平方向夹角 【解析】 【小问1详解】 零件做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动 解得 零件水平方向上做匀速直线运动 代入数据得 根据计算结果可知 ，该车已经超速。 【小问2详解】 竖直方向上 该零件落入泥地时速度的大小 代入数据得 零件落地速度与水平方向夹角θ 解得 16.如图所示，一光滑的半径为的半圆形轨道固定在水平面上，轨道底端在A点与水平面平滑连接，半圆形轨道的直径AB竖直，B点为最高点。一个质量为的小球以某一速度冲上轨道，小球恰好能够到达B点，并从B点飞出，取重力加速度。求： （1）小球落地点C距A处距离； （2）小球经过A点时速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球恰好能够到达B点，此时重力刚好提供向心力，则有 解得 小球从B点抛出后做平抛运动，竖直方向有 解得 则小球落地点C距A处距离为 【小问2详解】 小球从A点到B点过程，根据动能定理可得 联立解得小球经过A点时速度大小为 17.如图所示，轻质非弹性细线的一端固定在O'点，另一端系一小球，小球静止时恰好与水平面接触但无相互作用力，BC为粗糙水平面，CD为半径为 的内壁光滑的四分之一圆管，管口D正下方直立一根劲度系数为 的轻弹簧，弹簧下端固定，上端恰好与D端齐平。现将小球拉至图中的A位置由静止开始释放，当小球运动到最低点 B 处，细线刚好被拉断，小球进入管口C端时与圆管恰好无压力作用，通过CD后压缩弹簧。已知细线长 ， ，小球质量为，可视为质点，与水平面BC间的动摩擦因数为0.25，小球与水平面的摩擦可视为滑动摩擦，g取10m/s2。求： （1）细线能承受的最大拉力的大小； （2）水平面BC的距离s； （3）若小球压缩弹簧过程中，小球速度最大时弹簧弹性势能为 ，则小球向下压缩弹簧过程中的最大动能Ekm为多大。 【答案】（1）10N （2）3.6m （3）1.5J 【解析】 【小问1详解】 当小球由A到B，由动能定理得 解得 由牛顿第二定律可得 可得 【小问2详解】 小球进入管口C端时与圆管恰好无压力作用，由牛顿第二定律有 解得 当小球由B到C点，由动能定理得 解得 【小问3详解】 小球速度最大时，加速度为0，设此时弹簧压缩量为x，由 得 由C点到速度最大时，小球和弹簧、地球组成的系统机械能守恒。选速度最大时所在的水平面为参考平面，有 解得 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $