精品解析：四川省成都市成华区2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题

2024—2025学年度下期期末学业水平监测 高一物理 说明：本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，满分100分，考试时间75分钟 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。 2、答选择题时，必须用2B铅笔将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。 3、答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。字体工整、笔迹清楚，超出答题卡区域书写的答案无效，写在本试卷上无效。请保持答题卡卷面清洁，不得折叠、破损等。 4、考试结束，将本试卷和答题卡一并收回。 第Ⅰ卷（选择题，共43分） 一、单项选择题（题中所给的四个选项中，只有一个选项正确，选正确得4分，选错得0分，共28分） 1. 在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题。在飞机机翼前缘处装置配重杆的主要目的是（　　） A. 减小飞机的惯性 B. 使机翼更加美观 C. 使机翼更加牢固 D. 改变机翼的固有频率 2. 关于机械能是否守恒，下列说法正确的是（　　） A. 做变速运动的物体机械能可能守恒 B. 做圆周运动的物体机械能一定守恒 C. 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 D. 合外力对物体做功为零，机械能一定守恒 3. 如图所示，质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时悬线与竖直方向夹角为30°，下列说法正确的是（　　） A. 小明在最高点的速度为零，合力为零 B. 小明在最低点的加速度为零，速度最大 C. 最高点秋千对小明的作用力为 D. 最低点秋千对小明的作用力为mg 4. 如图所示，物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A物体受水平向右的力的作用，此时B匀速下降，A水平向左运动，可知（　　） A. 物体A做匀速运动 B. 物体A做加速运动 C. 物体A所受摩擦力逐渐增大 D. 物体A所受摩擦力不变 5. 已知某品牌概念车的质量为，额定功率为，运动过程中汽车所受的阻力大小恒定，若保持额定功率不变，汽车能达到的最大速度为。若汽车以的恒定功率启动。从静止开始做加速直线运动，当速度为时，则汽车的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 航天飞机在完成对哈勃太空望远镜的维修任务后，在A点短时间开动小型发动机进行变轨，从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在轨道Ⅱ上经过A的机械能大于经过B的机械能 B. 在A点短时间开动发动机后航天飞机的动能增大了 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 7. 一个质量为的小球从的高处自由下落，落到一个厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了，规定竖直向下的方向为正，则在这段时间内，软垫支持力对小球的冲量为（取）（　　） A. 0.8N·s B. -0.6N·s C. 0.2N·s D. -0.4N·s 二、多项选择题（题中所给出的选项中至少有两个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共15分） 8. 如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是 A. t=0.8s时，振子的速度方向向右 B. t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处 C. t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同 D. t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐增大 9. 如图甲所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，取斜面底端为重力势能的零势点，已知上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 木块上滑过程中，重力势能增加了 B. 木块受到的摩擦力大小为 C. 木块的重力大小为 D. 木块与斜面间的动摩擦因数为 10. 如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，现用手控制住A，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法正确的是（　　） A. 斜面倾角α=30° B. A球获得的最大速度为 C. C球刚离开地面时，B球的加速度最大 D. 从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能先减小再增大 第Ⅱ卷（非选择题，共57分） 三、实验题（本大题共2小题，共15分） 11. 某实验小组同学利用如图所示的装置做“探究滑块（含遮光条）的动能变化量与合外力做功关系”的实验。 实验主要步骤如下： ①在水平桌面上放置气垫导轨，并将滑块调到平衡状态； ②用精密仪器测量出遮光条的宽度； ③由导轨刻度尺读出两光电门中心之间的距离； ④用天平称出滑块和遮光条的总质量为、托盘和砝码的总质量为； ⑤将滑块移至光电门1右侧某处，释放滑块，托盘落地前遮光条已通过光电门2，从数字计时器读出遮光条通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为。 回答下列问题： （1）为了调节滑块处于平衡状态，不挂细线和托盘，接通气源，轻推滑块，如果遮光条通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为，当满足________（选填“>”“=”或“<”）时，则表示滑块已调至平衡状态。 （2）为了使细绳的拉力近似等于托盘和砝码的总重力，与应该满足的关系是___________。 （3）已知重力加速度为，以滑块（包含遮光条）为研究对象，在实验误差允许的范围内，若满足关系式____________（用测量的物理量的字母、、、、、表示），则可认为滑块（含遮光条）的动能变化量与合外力做功相等。 12. 用如图所示装置验证动量守恒定律。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下： 步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置； 步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。 （1）对于上述实验操作，下列说法正确的是（　　） A. 小球1每次必须在斜槽上相同的位置由静止滚下 B. 小球1可以在斜槽上不同的位置由静止滚下 C. 斜槽轨道末端必须水平 D. 斜槽轨道必须光滑 （2）若入射小球质量为m1、半径为r1，被碰小球质量为m2、半径为r2，需（　　） A. m1>m2，r1>r2 B. m1>m2，r1=r2 C. m1<m2，r1>r2 D. m1<m2，r1=r2 （3）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还必须要测量的物理量有（　　） A. A、B两点间的高度差h1 B. B点离地面的高度h2 C. 小球1和小球2的质量m1、m2 D. 小球1和小球2的半径r1、r2 （4）当所测物理量满足表达式=__________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞过程中遵守动量守恒定律。 四、计算题（本大题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 在冰雪覆盖大地的冬季，打雪仗是许多人喜爱的娱乐活动。假设在水平的雪地上，某人从距雪地高处水平抛出一个雪球，雪球的落地点与抛出点的水平距离为。不计空气阻力，重力加速度取，求： （1）雪球平抛时的初速度； （2）雪球落地时的速度大小及方向。 14. 如图所示，质量的物块以1m/s的初速度水平向右滑上传送带的A端，物块与传送带之间的动摩擦因数，传送带长，且以恒定速率顺时针运转，取重力加速度，物块可视为质点，求： （1）物块到达传送带最右端B点需要的时间； （2）传送带将物块从A端运送到B端，电动机多消耗的电能。 15. 高一某班同学利用课外活动课设计了一个挑战游戏。如图所示，固定的半径为光滑圆弧形轨道末端水平，且与放置在水平地面上质量为的“┘形”滑板上表面平滑相接，滑板上左端A处放置一质量为的滑块，在滑板右端地面上的P点处有一个站立的玩具小熊。在某次挑战中，颜长坤老师将质量为的小球从轨道上距平台高度处静止释放，与滑块发生正碰，若滑板最后恰好不碰到玩具小熊则挑战成功。滑板长度，滑板与地面间的动摩擦因数为，滑块与滑板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。小球、滑块和玩具小熊均视为质点，题中涉及的碰撞均为弹性碰撞，已知重力加速度，求： （1）小球到达轨道最低点时受到轨道支持力的大小； （2）小球与滑块碰后瞬间两者速度的大小； （3）颜老师要挑战成功，A、P间距离s为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度下期期末学业水平监测 高一物理 说明：本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，满分100分，考试时间75分钟 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。 2、答选择题时，必须用2B铅笔将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。 3、答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。字体工整、笔迹清楚，超出答题卡区域书写的答案无效，写在本试卷上无效。请保持答题卡卷面清洁，不得折叠、破损等。 4、考试结束，将本试卷和答题卡一并收回。 第Ⅰ卷（选择题，共43分） 一、单项选择题（题中所给的四个选项中，只有一个选项正确，选正确得4分，选错得0分，共28分） 1. 在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题。在飞机机翼前缘处装置配重杆的主要目的是（　　） A. 减小飞机的惯性 B. 使机翼更加美观 C. 使机翼更加牢固 D. 改变机翼的固有频率 【答案】D 【解析】 【详解】A．惯性由物体质量决定，配重杆增加了质量，惯性会增大而非减小，故A错误； B．装置配重杆的目的是解决振动问题，与美观无关，故B错误； C．配重杆的作用并非直接加固结构，而是调整振动特性，故C错误； D．机翼抖动是因共振（驱动力频率接近机翼固有频率）。加装配重杆改变了机翼的固有频率，使其远离驱动力频率，避免共振，故D正确。 故选D。 2. 关于机械能是否守恒，下列说法正确的是（　　） A. 做变速运动的物体机械能可能守恒 B. 做圆周运动的物体机械能一定守恒 C. 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 D. 合外力对物体做功为零，机械能一定守恒 【答案】A 【解析】 【详解】A．做变速运动的物体机械能可能守恒。例如自由落体运动（匀变速直线运动），只有重力做功，机械能守恒，故A正确； B．做圆周运动的物体机械能不一定守恒。例如竖直平面内的圆周运动若存在空气阻力或摩擦力，机械能会损耗，故B错误； C．做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒。例如匀速上升的物体，动能不变但重力势能增加，机械能增加（需外力做功），故C错误； D．合外力对物体做功为零，机械能不一定守恒。例如物体匀速下落时，合外力做功为零，但重力势能减少导致机械能减少，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时悬线与竖直方向夹角为30°，下列说法正确的是（　　） A. 小明在最高点的速度为零，合力为零 B. 小明在最低点的加速度为零，速度最大 C. 最高点秋千对小明的作用力为 D. 最低点秋千对小明的作用力为mg 【答案】C 【解析】 【详解】AC．小明在最高点时，速度为零，受力分析如图 易知 解得 故A错误；C正确； BD．小明在最低点速度最大，分力分析如图 由牛顿第二定律，可得 易知，加速度不为零，秋千对小明的作用力大于。故BD错误。 故选C。 4. 如图所示，物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A物体受水平向右的力的作用，此时B匀速下降，A水平向左运动，可知（　　） A. 物体A做匀速运动 B. 物体A做加速运动 C. 物体A所受摩擦力逐渐增大 D. 物体A所受摩擦力不变 【答案】B 【解析】 【详解】AB．B匀速下降，A沿水平面向左运动，如图所示 根据沿绳方向速度大小处处相等，则有 解得 随着vB与水平方向的夹角增大，减小，故vA增大，所以A在水平方向上向左做加速运动，故A错误，B正确； CD．对A、B受力分析，如图所示 因为B匀速下降，所以B受力平衡，B所受绳拉力 对A分析，在竖直方向有 可知随着增大，则增大，故减小，根据 可知摩擦力减小，故CD错误。 故选B。 5. 已知某品牌概念车的质量为，额定功率为，运动过程中汽车所受的阻力大小恒定，若保持额定功率不变，汽车能达到的最大速度为。若汽车以的恒定功率启动。从静止开始做加速直线运动，当速度为时，则汽车的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】当以功率P行驶到最大速度v时满足 当以功率行驶到速度时，满足 由牛顿第二定律可得 联立解得 故选B。 6. 航天飞机在完成对哈勃太空望远镜的维修任务后，在A点短时间开动小型发动机进行变轨，从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在轨道Ⅱ上经过A的机械能大于经过B的机械能 B. 在A点短时间开动发动机后航天飞机的动能增大了 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．在轨道II上运动过程，只有引力做功，机械能守恒，故经过A的机械能等于经过B的机械能，故A错误； B．在轨道I上A点短时间开动发动机使航天飞机减速做近心运动，短时间开动发动机后航天飞机的动能减小了，故B错误； C．在轨道II上运动的半长轴小于在轨道I上运动的半径，由开普勒第三定律可知，在轨道II上运动的周期小于在轨道I上运动的周期，故C正确； D．万有引力提供向心力 解得 可知在轨道II上经过A的加速度等于在轨道I上经过A的加速度，故D错误。 故选C。 7. 一个质量为的小球从的高处自由下落，落到一个厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了，规定竖直向下的方向为正，则在这段时间内，软垫支持力对小球的冲量为（取）（　　） A. 0.8N·s B. -0.6N·s C. 0.2N·s D. -0.4N·s 【答案】B 【解析】 【详解】由机械能守恒可得，小球接触软垫时的速度为 则在这段时间内，软垫对小球的冲量为 解得 故选B。 二、多项选择题（题中所给出的选项中至少有两个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共15分） 8. 如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是 A. t=0.8s时，振子的速度方向向右 B. t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处 C. t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同 D. t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐增大 【答案】D 【解析】 【详解】A. 由图2可知t=0.8s时，振子的速度方向为负，也就是向左，故A错误； B. 由数学知道可知 t=0.2s时，振子的位移，故B错误； C. t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度大小相同，方向相反，C错误； D. t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子向平衡位置运动，速度逐渐增大，故D正确． 9. 如图甲所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，取斜面底端为重力势能的零势点，已知上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 木块上滑过程中，重力势能增加了 B. 木块受到的摩擦力大小为 C. 木块的重力大小为 D. 木块与斜面间的动摩擦因数为 【答案】BD 【解析】 【详解】根据题意，由图乙可知，木块初状态的机械能全部为动能，大小为，末状态动能为0，机械能全部为重力势能，大小为 AC．由上述分析可知，木块的重力势能增加了，由功能关系可知，克服重力做功为，设木块的重力大小为，由公式可得 解得 故AC错误； BD．根据题意可知，除重力做功外，只有摩擦力做功，设摩擦力大小为，由功能关系有 解得 又有 解得 故BD正确； 故选BD。 10. 如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，现用手控制住A，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法正确的是（　　） A. 斜面倾角α=30° B. A球获得的最大速度为 C. C球刚离开地面时，B球的加速度最大 D. 从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能先减小再增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．C恰好离开地面，此时弹簧处于伸长状态，且有 A沿斜面下滑至速度最大时B速度也最大，即A、B加速度均为0，对B，有 对A，有 联立解得，故A正确； B．开始时弹簧处于压缩状态，且有 A沿斜面下滑至速度最大时弹簧伸长量为x2，则B上升和A沿斜面下滑的距离都为 由机械能守恒得 解得，故B正确； C．C刚离开地面时，A速度最大，则B速度也最大，说明B的加速度为0，即加速度最小，故C错误； D．从释放A到C刚离开地面的过程中，弹簧对B先做正功后做负功，则A、B两小球组成的系统机械能先增加后减少，故D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷（非选择题，共57分） 三、实验题（本大题共2小题，共15分） 11. 某实验小组同学利用如图所示的装置做“探究滑块（含遮光条）的动能变化量与合外力做功关系”的实验。 实验主要步骤如下： ①在水平桌面上放置气垫导轨，并将滑块调到平衡状态； ②用精密仪器测量出遮光条的宽度； ③由导轨刻度尺读出两光电门中心之间的距离； ④用天平称出滑块和遮光条的总质量为、托盘和砝码的总质量为； ⑤将滑块移至光电门1右侧某处，释放滑块，托盘落地前遮光条已通过光电门2，从数字计时器读出遮光条通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为。 回答下列问题： （1）为了调节滑块处于平衡状态，不挂细线和托盘，接通气源，轻推滑块，如果遮光条通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为，当满足________（选填“>”“=”或“<”）时，则表示滑块已调至平衡状态。 （2）为了使细绳的拉力近似等于托盘和砝码的总重力，与应该满足的关系是___________。 （3）已知重力加速度为，以滑块（包含遮光条）为研究对象，在实验误差允许的范围内，若满足关系式____________（用测量的物理量的字母、、、、、表示），则可认为滑块（含遮光条）的动能变化量与合外力做功相等。 【答案】（1）= （2）远小于 （3） 【解析】 【小问1详解】 遮光条通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间，说明滑块做匀速直线运动，导轨已处于水平状态。 【小问2详解】 为了使细绳的拉力近似等于托盘和砝码的总重力，应使 【小问3详解】 根据题意可知，滑块通过光电门1的速度 滑块通过光电门2的速度 由于，若系统机械能守恒，则有 联立可得 12. 用如图所示装置验证动量守恒定律。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下： 步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置； 步骤2：把小球2放在斜槽末端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。 （1）对于上述实验操作，下列说法正确的是（　　） A. 小球1每次必须在斜槽上相同的位置由静止滚下 B. 小球1可以在斜槽上不同的位置由静止滚下 C. 斜槽轨道末端必须水平 D. 斜槽轨道必须光滑 （2）若入射小球质量为m1、半径为r1，被碰小球质量为m2、半径为r2，需（　　） A. m1>m2，r1>r2 B. m1>m2，r1=r2 C. m1<m2，r1>r2 D. m1<m2，r1=r2 （3）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还必须要测量的物理量有（　　） A. A、B两点间的高度差h1 B. B点离地面的高度h2 C. 小球1和小球2的质量m1、m2 D. 小球1和小球2的半径r1、r2 （4）当所测物理量满足表达式=__________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞过程中遵守动量守恒定律。 【答案】（1）AC （2）B （3）C （4） 【解析】 【小问1详解】 AB．小球1每次自由滚下时，需保证高度不变，以保证小球1滚下时的速度不变，故A正确，B错误； C．斜槽末端必须水平，以保证小球1碰撞前速度水平，并且保证小球1、2做平抛运动，故C正确； D．只要小球1从同一位置释放即可，并不需要保证斜槽光滑，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 在小球碰撞前后，为了保证碰撞后小球1的速度方向不变，故需满足 为了保证两小球发生正碰，则 故选B。 【小问3详解】 AB．本实验中小球的速度由水平位移代替，故不必测量AB的高度和B离地面的高度，故AB错误； C．验证动量守恒时，即系统的初动量等于末动量，初、末动量均包含质量，且质量不能约掉，所以需要测量小球的质量，且入射小球的质量应大于被碰小球的质量，故C正确； D．小球的半径保证一样即可，无需测量两小球的半径，故D错误。 故选C。 【小问4详解】 设小球平抛运动的时间为t，则小球1碰撞前后的速度分别为， 小球2碰撞后的速度为 根据动量守恒定律有 联立可得 所以 四、计算题（本大题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 在冰雪覆盖大地的冬季，打雪仗是许多人喜爱的娱乐活动。假设在水平的雪地上，某人从距雪地高处水平抛出一个雪球，雪球的落地点与抛出点的水平距离为。不计空气阻力，重力加速度取，求： （1）雪球平抛时的初速度； （2）雪球落地时的速度大小及方向。 【答案】（1）；（2），与水平方向所成的夹角为 【解析】 【详解】（1）雪球做平抛运动，由平抛运动规律 竖直方向上有 水平方向上有 联立解得 （2）雪球在落地时，竖直方向 速度大小 设速度方向与水平方向所成的夹角为，则 联立解得 ， 14. 如图所示，质量的物块以1m/s的初速度水平向右滑上传送带的A端，物块与传送带之间的动摩擦因数，传送带长，且以恒定速率顺时针运转，取重力加速度，物块可视为质点，求： （1）物块到达传送带最右端B点需要的时间； （2）传送带将物块从A端运送到B端，电动机多消耗的电能。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 物块速度小于传送带速度，物块做匀加速运动，如果能和传送带共速， 根据牛顿第二定律可得 解得加速度为 时间为 共速前物块的位移可算出为 可知，物块到达传送带右端前已经与传送带共速，物块相对传送带静止后匀速运动到最右端的时间为 物块到传送带最右端点需要的时间为 【小问2详解】 物块到达传送带右端前已经与传送带共速，此过程传送带的位移为 物块与传送带之间因摩擦而产生的热量为 传送带电动机因传送物块需要多消耗的电能为 代入数据解得 15. 高一某班同学利用课外活动课设计了一个挑战游戏。如图所示，固定的半径为光滑圆弧形轨道末端水平，且与放置在水平地面上质量为的“┘形”滑板上表面平滑相接，滑板上左端A处放置一质量为的滑块，在滑板右端地面上的P点处有一个站立的玩具小熊。在某次挑战中，颜长坤老师将质量为的小球从轨道上距平台高度处静止释放，与滑块发生正碰，若滑板最后恰好不碰到玩具小熊则挑战成功。滑板长度，滑板与地面间的动摩擦因数为，滑块与滑板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。小球、滑块和玩具小熊均视为质点，题中涉及的碰撞均为弹性碰撞，已知重力加速度，求： （1）小球到达轨道最低点时受到轨道支持力的大小； （2）小球与滑块碰后瞬间两者速度的大小； （3）颜老师要挑战成功，A、P间距离s为多大？ 【答案】（1）8.4N，方向竖直向下；（2）0，；（3）2.975m 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，小球从静止释放到点过程中，由动能定理有 解得 小球在点，由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可得，小球到达轨道最低点时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。 （2）根据题意可知，小球与滑块碰撞过程中，系统的动量守恒，能量守恒，则有 解得 （3）根据题意可知，滑块以速度滑上滑板，滑板所受平台的最大静摩擦力为 滑板受滑块的滑动摩擦力为 可知，滑板保持静止不动，滑块在滑板上向右匀减速，设滑块滑到滑板右侧时速度为，由动能定理有 解得 滑块与滑板发生弹性碰撞，系统动量守恒和能量守恒，设碰后两者速度分别为、，则有 解得 此后，滑块与滑板分别向右做匀加速直线运动和匀减速直线运动，假设在点前两者共速，速率为，对滑块和滑板，分别由动量定理有 解得 此过程，滑板位移为 滑块位移为 滑块相对滑板向左的位移为 说明滑块未离开滑板，故假设成立，共速后，因，两者相对静止做加速度大小为 的匀减速直线运动直至停止，由公式可得，两者的位移为 则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $