精品解析：四川德阳市2025-2026学年高一下学期期末教学质量监测物理试卷

高一年级下期物理练习题 本试卷满分100分，75分钟完成。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目要求。 1. 在2026世界超级摩托车锦标赛捷克站WorldSSP组别正赛中，中国摩托车制造商“张雪机车”包揽本站两回合冠军。摩托车从M点到N点弯道加速超车时，所受合力F的方向可能的是（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示是生产陶瓷的坯体制作工作台，坯体上宽下窄。当坯体匀速转动时，关于坯体上A、B两点的描述，下列选项正确的是（ ） A. ωA＜ωB B. vA＝vB C. vA＜vB D. aA＝aB 3. 如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接。物体A以速率vA匀速向右运动，当绳与轨道成53°角时，物体A的速度大小vA与物体B的速度大小vB之比为（已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）（ ） A. B. 1 C. D. 4. 果农在果园中用竹竿将果实打落，两颗质量相同的果实都从O点飞出，运动轨迹如图所示。两轨迹在同一竖直平面内，且交于P点，抛出时果实1和果实2的初速度分别为v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上。忽略空气阻力，关于两果实在空中的运动，下列说法正确的是（ ） A. 果实2在最高点的速度大小等于v1 B. 从O点运动到P点，果实1所用时间小于果实2 C. 从O点运动到P点，两果实的动量变化量相同 D. 果实2经过P点时重力功率比果实1经过该点时的重力功率小 5. 如图所示，某兴趣小组对超市同款购物车（以下简称“车”）的碰撞进行了研究，分析时将购物车简化为小物块。车开始都静止在水平地面，将1号车以速度v1＝3 m/s向右推出，先与2号车碰撞结合为一体后再撞击3号车，最终三车合为一体。已知车的净质量均为m＝8 kg，忽略一切摩擦和阻力，则第二次碰撞过程中损失的机械能为（ ） A. 3 J B. 4 J C. 5 J D. 6 J 6. 如图所示，部队士兵进行体能训练，用拖绳拖动轮胎在水平地面匀速直线前进。连接轮胎的拖绳与地面夹角为37°，绳子拉力大小为50 N，轮胎以5 m/s的速度匀速直线前进3 s，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，忽略空气阻力，则（ ） A. 水平地面对轮胎的摩擦力大小为30 N B. 3 s内，轮胎克服摩擦力做功为450 J C. 3 s内，绳子拉力对轮胎做功为600 J D. 3 s内，绳子拉力的功率为250 W 7. 如图所示，某款无人配送车车身净质量为300 kg，最大承载质量为200 kg，设计满载最大速度为10 m/s。已知该车在水平路面行驶时，受到的阻力由两部分组成：轮胎滚动阻力约为总重力的0.05倍，空气阻力大小与速度的关系f＝5v，重力加速度g取10 m/s2。该车在水平路面上直线行驶时，下列说法正确的是（ ） A. 配送车受到的最大阻力为250 N B. 配送车空载时，能达到的最大速度为15 m/s C. 配送车以额定功率启动时，先做匀加速直线运动，直至达到最大速度 D. 满载情况下以额定功率启动，当速度为5 m/s时，配送车的加速度大小为0.65 m/s2 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的不得分） 8. 我国成功发射“天问二号”探测器，对小行星进行伴飞、采样并返回。已知地球绕太阳的公转轨道半径为r；小行星的公转周期与地球相等，其轨道为椭圆，近日点到太阳的距离为r1，远日点到太阳的距离为r2。A点为小行星轨道与地球轨道的交点，地球质量和半径分别为M地、R地，引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 远日点到太阳的距离r2＝2r－r1 B. 小行星与地球经过A点时，受到太阳的引力大小一定相等 C. 小行星在近日点的线速度v1与远日点的线速度v2满足 D. 探测器从地球发射时，克服地球引力的最小发射速度为 9. 如图1所示，杂技演员表演水流星节目，用轻绳两端分别拴住两个盛有水的容器，在竖直平面内以轻绳中点为圆心做圆周运动。容器在最高点时，绳对容器的拉力大小为T，容器速度大小为v，其图像如图2所示。每个盛水容器整体质量为m，且可视为质点，转动过程中，杂技演员不对水流星做功，则（　　） A. 整体重力大小为 B. 轻绳的长度为 C. 当时，轻绳的拉力大小为 D. 只要，容器在最低点和最高点时绳的拉力大小之差恒为6a 10. 如图所示，光滑水平面的左端A点与顺时针匀速转动的水平传送带平滑连接，右侧竖直面上的B点固定有被压缩且锁定的轻弹簧。将质量为m、可视为质点的滑块静止放在轻弹簧左端后，解除弹簧锁定，滑块离开弹簧后以速度v滑上传送带，第一次返回后压缩弹簧的最大压缩量为初始压缩量的。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ，弹簧弹性势能，其中k为劲度系数，x为弹簧形变量。不计空气阻力，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，则（ ） A. 传送带匀速转动的速度大小为 B. 滑块第一次在传送带上往返运动总时间为 C. 滑块第一次往返运动的过程中，电机多消耗的电能为 D. 滑块第二次返回后压缩弹簧，弹簧的最大弹性势能为 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、实验题（本大题共2小题，共16分。把答案填在答题卡相应的横线上。） 11. 某同学利用如图1所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需向心力大小F与小球质量m、运动半径r和角速度ω之间的关系。 （1）某同学实验时，将两个等质量的小球分别放在A、C位置，已知A、C转动的半径相同。此次实验是为了探究小球的向心力大小与________（选填“质量”、“角速度”或“半径”）的关系； （2）另一同学利用如图2所示接有传感器的向心力实验器来进行实验。当砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间Δt的数据。 ①用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4 mm，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20 m，经过光电门时的挡光时间为1.5×10-3 s，则小球的角速度ω＝____________rad/s； ②保持砝码质量和运动半径不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图3所示，牵引杆的质量和一切摩擦可忽略，由图线可得：当质量和运动半径一定，向心力F大小与角速度的平方成____________。 12. 实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮，一端悬挂一个物块（含遮光条），光电门固定在铁架台上。主要的实验操作如下： ①用游标卡尺测量遮光条的宽度d； ②用手指将细绳的另一端压在地面上，用米尺测量遮光条到光电门的高度h； ③松开手指，让物块由静止下落，记录遮光条经过光电门的遮光时间t； ④改变物块由静止下落时的位置，重复实验。 请回答下列问题： （1）现有以下材质的物块，实验中应当选用____________； A. 铁块 B. 木块 C. 橡胶块 D. 泡沫块 （2）物块经过光电门时速度的大小v为____________（用题中物理量的符号表示）； （3）若不计阻力与细绳质量，物块下落过程机械能守恒，则应满足关系式____________（用h、d、t、g表示）； （4）若不计阻力与细绳质量，测量时仅记录遮光条距地面高度，忘记记录光电门离地高度，导致每一组h的测量值均比真实下落高度偏大一个固定值。小明认为该操作会导致无法验证机械能守恒，则小明的观点____________（选填“正确”或“不正确”）； （5）若不计阻力与细绳质量，物块由静止下落，则物块经过光电门的速度大小v与下落的高度h之间的关系，下列图像可能正确的是____________ A. B. C. D. 四、计算题（本大题共3小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数字计算的题，答案中必须写出数字和单位。） 13. 如图所示，把一个质量m1＝0.2 kg的小球放在高度为h＝5.0 m的固定直杆的顶端。一颗质量m2＝0.01 kg的子弹以v0＝500 m/s的速度沿水平方向击穿小球，小球落地点离杆的水平距离为x1＝20 m。不计空气阻力，小球和子弹均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）子弹穿过小球时，小球的速度大小v1； （2）小球、子弹落地点的水平距离差Δx； （3）子弹击穿小球的过程中，子弹和小球组成的系统损失的机械能ΔE。 14. 我国“天问一号”火星探测器成功实现火星环绕，为人类探索火星提供了大量精准数据。已知火星的质量为M，半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响。求： （1）火星表面的重力加速度大小g火； （2）若探测器绕火星做半径为r＝2R的匀速圆周运动，探测器的线速度大小v； （3）若探测器从（2）中的圆轨道，通过短暂点火变轨到椭圆轨道，椭圆轨道的近火点为火星表面，远火点为原圆轨道的位置。忽略探测器点火过程的质量变化，则探测器在椭圆轨道近火点的速度大小v近（引力势能公式为，r为物体到星球球心的距离）。 15. 如图所示，图1是游乐园常见的“过山车”项目，该系统结构可以简化成图2的模型、导体棒在ab处由静止释放，先经倾斜平行直轨道到达cd处，然后沿切线进入光滑圆弧轨道，圆弧轨道的底端ef又与足够长、上表面光滑水平导轨相切。已知导体棒在直轨道ac（bd）上的动摩擦因数μ＝0.5，圆弧轨道ce（df）半径r＝25 m，角度θ＝37°，导体棒释放位置与c点的相对高度H＝60 m，导体棒质量m＝10 kg，重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8不计空气阻力，求： （1）导体棒在直轨道ac（bd）上运动的加速度大小a； （2）导体棒经过ef时，轨道对导体棒支持力大小N； （3）若导体棒经过圆弧轨道最低点ef时，开始对导体棒施加大小与速度关系为的电磁制动力，当导体棒速度大小减小为时，电磁制动力消失，改为大小为f＝10 N的刹车摩擦力制动，则制动距离为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一年级下期物理练习题 本试卷满分100分，75分钟完成。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目要求。 1. 在2026世界超级摩托车锦标赛捷克站WorldSSP组别正赛中，中国摩托车制造商“张雪机车”包揽本站两回合冠军。摩托车从M点到N点弯道加速超车时，所受合力F的方向可能的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】摩托车做曲线运动，所受合力 F 的方向应指向轨迹的凹侧（内侧），同时摩托车在加速，说明合力 F 与速度方向（切线方向）的夹角为锐角，B选项中 F 指向凹侧且与速度方向夹角为锐角。 故选B。 2. 如图所示是生产陶瓷的坯体制作工作台，坯体上宽下窄。当坯体匀速转动时，关于坯体上A、B两点的描述，下列选项正确的是（ ） A. ωA＜ωB B. vA＝vB C. vA＜vB D. aA＝aB 【答案】C 【解析】 【详解】A．A、B两点在同一个转动的坯体上，属于同轴转动，角速度相等，即ωA=ωB，故A错误； BC．由图可知，B点离转轴的距离（半径）大于A点离转轴的距离，即。根据线速度与角速度的关系公式 v=ωr，可知 vA＜vB，故B错误，C正确； D．根据向心加速度公式，可知 ，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接。物体A以速率vA匀速向右运动，当绳与轨道成53°角时，物体A的速度大小vA与物体B的速度大小vB之比为（已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）（ ） A. B. 1 C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】将B的速度分解，如图所示，则有 可得。 故选A。 4. 果农在果园中用竹竿将果实打落，两颗质量相同的果实都从O点飞出，运动轨迹如图所示。两轨迹在同一竖直平面内，且交于P点，抛出时果实1和果实2的初速度分别为v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上。忽略空气阻力，关于两果实在空中的运动，下列说法正确的是（ ） A. 果实2在最高点的速度大小等于v1 B. 从O点运动到P点，果实1所用时间小于果实2 C. 从O点运动到P点，两果实的动量变化量相同 D. 果实2经过P点时重力功率比果实1经过该点时的重力功率小 【答案】B 【解析】 【详解】BC．果实2做斜向上抛运动，果实1做平抛运动，均从O点运动到P点，在竖直方向上果实2做竖直上抛运动，果实1做自由落体运动，竖直方向上位移相同，故从O点运动到P点，果实1所用时间小于果实2所用时间；根据动量定理可得 由于两颗果实的质量相同，所以从O点运动到P点，果实1的动量变化量小于果实2的动量变化量，故B正确，C错误； A．果实2做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度；从O点运动到P点，与果实1比较，水平位移相同，但果实2的运动时间较长，故果实2水平方向上的速度较小，即最高点的速度小于，故A错误； D．果实2从最高点到P点的竖直位移大于果实1从初位置到P点的竖直位移，根据 可知果实2到P点的竖直分速度较大；根据 可知果实2经过P点时重力功率比果实1经过该点时的重力功率大 ，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，某兴趣小组对超市同款购物车（以下简称“车”）的碰撞进行了研究，分析时将购物车简化为小物块。车开始都静止在水平地面，将1号车以速度v1＝3 m/s向右推出，先与2号车碰撞结合为一体后再撞击3号车，最终三车合为一体。已知车的净质量均为m＝8 kg，忽略一切摩擦和阻力，则第二次碰撞过程中损失的机械能为（ ） A. 3 J B. 4 J C. 5 J D. 6 J 【答案】D 【解析】 【详解】1、2号车第一次碰撞后结合，取向右为正，由动量守恒有 ，得 第二次碰撞前后，由动量守恒有 得 ，第二次碰撞过程中损失的机械能为 代入数据得 ，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，部队士兵进行体能训练，用拖绳拖动轮胎在水平地面匀速直线前进。连接轮胎的拖绳与地面夹角为37°，绳子拉力大小为50 N，轮胎以5 m/s的速度匀速直线前进3 s，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，忽略空气阻力，则（ ） A. 水平地面对轮胎的摩擦力大小为30 N B. 3 s内，轮胎克服摩擦力做功为450 J C. 3 s内，绳子拉力对轮胎做功为600 J D. 3 s内，绳子拉力的功率为250 W 【答案】C 【解析】 【详解】A．轮胎做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上拉力的水平分量与摩擦力平衡，则摩擦力大小为 f=Fcos37°=40N，故A错误； B．3s 内轮胎的位移为 x=vt=15m 轮胎克服摩擦力做功为，故B错误； C．3s 内，绳子拉力对轮胎做功为 W=Fxcos37°=600J，故C正确； D．3s 内，绳子拉力的功率为 P=Fvcos37°=200W，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，某款无人配送车车身净质量为300 kg，最大承载质量为200 kg，设计满载最大速度为10 m/s。已知该车在水平路面行驶时，受到的阻力由两部分组成：轮胎滚动阻力约为总重力的0.05倍，空气阻力大小与速度的关系f＝5v，重力加速度g取10 m/s2。该车在水平路面上直线行驶时，下列说法正确的是（ ） A. 配送车受到的最大阻力为250 N B. 配送车空载时，能达到的最大速度为15 m/s C. 配送车以额定功率启动时，先做匀加速直线运动，直至达到最大速度 D. 满载情况下以额定功率启动，当速度为5 m/s时，配送车的加速度大小为0.65 m/s2 【答案】D 【解析】 【详解】A．配送车受到的阻力 f=f滚+f空=0.05mg+5v 当配送车满载且速度最大时，阻力最大。满载总质量 M=300 kg+200 kg=500 kg 最大阻力 fmax=0.05×500×10 N +5×10 N =300 N，故A错误； B．当配送车满载以最大速度 vm1=10 m/s 行驶时，牵引力等于阻力，此时功率为额定功率 P。有 空载时，阻力为 由  解得，故B错误； C．配送车以额定功率启动时，由 P=Fv 可知，随着速度 v 增大，牵引力 F 减小。 由牛顿第二定律 F−f=ma 且阻力 f 随速度增大而增大，可知加速度 a 逐渐减小。 配送车做加速度减小的加速运动，直到加速度为零时达到最大速度，不是匀加速直线运动，故C错误； D．满载情况下以额定功率启动，当速度 v1=5 m/s 时，牵引力 此时阻力 f1=0.05Mg+5v=250 N  +5×5 N  =275 N  根据牛顿第二定律有F1−f1=Ma1 解得加速度，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的不得分） 8. 我国成功发射“天问二号”探测器，对小行星进行伴飞、采样并返回。已知地球绕太阳的公转轨道半径为r；小行星的公转周期与地球相等，其轨道为椭圆，近日点到太阳的距离为r1，远日点到太阳的距离为r2。A点为小行星轨道与地球轨道的交点，地球质量和半径分别为M地、R地，引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 远日点到太阳的距离r2＝2r－r1 B. 小行星与地球经过A点时，受到太阳的引力大小一定相等 C. 小行星在近日点的线速度v1与远日点的线速度v2满足 D. 探测器从地球发射时，克服地球引力的最小发射速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小行星的椭圆轨道的半长轴为，且小行星与地球的公转周期相等， 根据开普勒第三定律有 则 所以，故A正确； B．太阳对天体的万有引力，小行星与地球的质量未知，故小行星与地球经过A点时，受到太阳的引力大小不一定相等，故B错误； C．根据开普勒第二定律有 所以小行星在近日点的线速度v1与远日点的线速度v2满足，故C正确； D．是第一宇宙速度，探测器要脱离地球引力飞向小行星，克服地球引力的最小发射速度应为第二宇宙速度，故D错误； 故选AC。 9. 如图1所示，杂技演员表演水流星节目，用轻绳两端分别拴住两个盛有水的容器，在竖直平面内以轻绳中点为圆心做圆周运动。容器在最高点时，绳对容器的拉力大小为T，容器速度大小为v，其图像如图2所示。每个盛水容器整体质量为m，且可视为质点，转动过程中，杂技演员不对水流星做功，则（　　） A. 整体重力大小为 B. 轻绳的长度为 C. 当时，轻绳的拉力大小为 D. 只要，容器在最低点和最高点时绳的拉力大小之差恒为6a 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设容器做圆周运动的半径为，对容器过最高点时进行受力分析，根据牛顿第二定律有 解得 所以图像的斜率为 解得 所以轻绳的长度为 同理图像的纵截距为 所以整体重力的大小为，故A正确，B错误； C．由题图2可知，拉力与容器速度大小v的函数关系为 当时，解得此时轻绳的拉力大小为，故C错误； D．设容器在最低点的速度大小为，则对容器从最高点到最低点过程列动能定理方程有 设容器在最低点时绳的拉力大小为，则在最低点根据牛顿第二定律方程有 又因为 联立解得 即只要，容器在最低点和最高点时绳的拉力大小之差恒为6a，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，光滑水平面的左端A点与顺时针匀速转动的水平传送带平滑连接，右侧竖直面上的B点固定有被压缩且锁定的轻弹簧。将质量为m、可视为质点的滑块静止放在轻弹簧左端后，解除弹簧锁定，滑块离开弹簧后以速度v滑上传送带，第一次返回后压缩弹簧的最大压缩量为初始压缩量的。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ，弹簧弹性势能，其中k为劲度系数，x为弹簧形变量。不计空气阻力，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，则（ ） A. 传送带匀速转动的速度大小为 B. 滑块第一次在传送带上往返运动总时间为 C. 滑块第一次往返运动的过程中，电机多消耗的电能为 D. 滑块第二次返回后压缩弹簧，弹簧的最大弹性势能为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．第一次被弹簧弹出时 第二次压缩弹簧时 解得 即从传送带上滑下时的速度为，即传送带匀速转动的速度大小为，故A错误； B．滑块初速度v向左，减速到0，用时 向左位移 滑块从0开始向右加速，加速到传送带速度用时 加速位移为 剩余位移匀速运动，匀速时间 滑块第一次在传送带上往返运动总时间为，故B正确； C．电机消耗的电能等于摩擦力对传送带做的功，则有，故C正确； D．根据对称性可知，滑块第二次返回后的速度等于传送带的速度，压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能为，故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 三、实验题（本大题共2小题，共16分。把答案填在答题卡相应的横线上。） 11. 某同学利用如图1所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需向心力大小F与小球质量m、运动半径r和角速度ω之间的关系。 （1）某同学实验时，将两个等质量的小球分别放在A、C位置，已知A、C转动的半径相同。此次实验是为了探究小球的向心力大小与________（选填“质量”、“角速度”或“半径”）的关系； （2）另一同学利用如图2所示接有传感器的向心力实验器来进行实验。当砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间Δt的数据。 ①用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4 mm，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20 m，经过光电门时的挡光时间为1.5×10-3 s，则小球的角速度ω＝____________rad/s； ②保持砝码质量和运动半径不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图3所示，牵引杆的质量和一切摩擦可忽略，由图线可得：当质量和运动半径一定，向心力F大小与角速度的平方成____________。 【答案】（1）角速度 （2） ①. 8 ②. 正比 【解析】 【小问1详解】 本实验采用控制变量法：实验控制了小球质量相等、转动半径相同，向心力演示器的两个塔轮皮带传动，线速度相等、塔轮半径不同，因此两轮角速度不同，该步骤目的是探究向心力大小与角速度的关系。 【小问2详解】 ① [1]挡光时间极短，可用平均速度近似挡光杆的线速度 根据线速度与角速度的关系得 ② [2]由图3可知，图线为过原点的倾斜直线，因此可得结论：当质量和运动半径一定时，向心力F大小与角速度的平方成正比。 12. 实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮，一端悬挂一个物块（含遮光条），光电门固定在铁架台上。主要的实验操作如下： ①用游标卡尺测量遮光条的宽度d； ②用手指将细绳的另一端压在地面上，用米尺测量遮光条到光电门的高度h； ③松开手指，让物块由静止下落，记录遮光条经过光电门的遮光时间t； ④改变物块由静止下落时的位置，重复实验。 请回答下列问题： （1）现有以下材质的物块，实验中应当选用____________； A. 铁块 B. 木块 C. 橡胶块 D. 泡沫块 （2）物块经过光电门时速度的大小v为____________（用题中物理量的符号表示）； （3）若不计阻力与细绳质量，物块下落过程机械能守恒，则应满足关系式____________（用h、d、t、g表示）； （4）若不计阻力与细绳质量，测量时仅记录遮光条距地面高度，忘记记录光电门离地高度，导致每一组h的测量值均比真实下落高度偏大一个固定值。小明认为该操作会导致无法验证机械能守恒，则小明的观点____________（选填“正确”或“不正确”）； （5）若不计阻力与细绳质量，物块由静止下落，则物块经过光电门的速度大小v与下落的高度h之间的关系，下列图像可能正确的是____________ A. B. C. D. 【答案】（1）A （2） （3） （4）不正确 （5）C 【解析】 【小问1详解】 实验需要减小空气阻力的影响，应选择密度大、体积小的物块，铁块重力远大于空气阻力，空气阻力可忽略，木块、橡胶块、泡沫块受空气阻力影响相对更大。 故选A。 【小问2详解】 遮光条宽度d很小，遮光时间t极短，可用遮光条通过光电门的平均速度近似替代瞬时速度，即 【小问3详解】 物块下落过程机械能守恒，重力势能的减少量等于动能的增加量： 将速度代入得到： 【小问4详解】 设光电门到地面的距离为，物体下落过程中满足的机械能守恒表达式应为 即 此时，可以利用图像法进行验证，以为纵轴、以h为横轴建立直角坐标系，描点作图，若得到一条不过原点，但斜率约为的直线，就能证明是机械能守恒的，所以小明同学的说法是不正确的。 【小问5详解】 由机械能守恒推导得 与h成正比，图像应为过原点的直线，对应图C。 故选C。 四、计算题（本大题共3小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数字计算的题，答案中必须写出数字和单位。） 13. 如图所示，把一个质量m1＝0.2 kg的小球放在高度为h＝5.0 m的固定直杆的顶端。一颗质量m2＝0.01 kg的子弹以v0＝500 m/s的速度沿水平方向击穿小球，小球落地点离杆的水平距离为x1＝20 m。不计空气阻力，小球和子弹均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）子弹穿过小球时，小球的速度大小v1； （2）小球、子弹落地点的水平距离差Δx； （3）子弹击穿小球的过程中，子弹和小球组成的系统损失的机械能ΔE。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球竖直方向自由落体运动有 解得下落时间 水平方向匀速直线运动有 代入数据解得小球的速度大小 【小问2详解】 设子弹穿过小球时子弹速度为，由子弹穿过小球过程，子弹和小球组成的系统水平方向动量守恒有 代入数据解得 子弹水平位移 小球、子弹落地点的水平距离差 代入数据解得 【小问3详解】 根据能量守恒，子弹击穿小球的过程中，子弹和小球组成的系统损失的机械能 代入数据解得 14. 我国“天问一号”火星探测器成功实现火星环绕，为人类探索火星提供了大量精准数据。已知火星的质量为M，半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响。求： （1）火星表面的重力加速度大小g火； （2）若探测器绕火星做半径为r＝2R的匀速圆周运动，探测器的线速度大小v； （3）若探测器从（2）中的圆轨道，通过短暂点火变轨到椭圆轨道，椭圆轨道的近火点为火星表面，远火点为原圆轨道的位置。忽略探测器点火过程的质量变化，则探测器在椭圆轨道近火点的速度大小v近（引力势能公式为，r为物体到星球球心的距离）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在火星表面，忽略火星自转的影响，物体所受的重力近似等于万有引力。设物体质量为，则有 解得火星表面的重力加速度大小为 【小问2详解】 探测器在半径为的圆轨道上做匀速圆周运动时，由火星的万有引力提供向心力。设探测器质量为，有 化简解得探测器的线速度大小为 【小问3详解】 探测器在椭圆轨道上运动时，只有火星的万有引力做功，探测器与火星组成的系统机械能守恒。同时，根据开普勒第二定律（或角动量守恒定律），探测器在近火点与远火点的速度与其到火星中心的距离成反比。 设探测器在椭圆轨道远火点（即原圆轨道位置，距离为）的速度为，在近火点（火星表面，距离为）的速度为。 由角动量守恒可得， 由机械能守恒定律（动能与引力势能之和保持不变）可得 将代入上式，解得探测器在近火点的速度大小为 15. 如图所示，图1是游乐园常见的“过山车”项目，该系统结构可以简化成图2的模型、导体棒在ab处由静止释放，先经倾斜平行直轨道到达cd处，然后沿切线进入光滑圆弧轨道，圆弧轨道的底端ef又与足够长、上表面光滑水平导轨相切。已知导体棒在直轨道ac（bd）上的动摩擦因数μ＝0.5，圆弧轨道ce（df）半径r＝25 m，角度θ＝37°，导体棒释放位置与c点的相对高度H＝60 m，导体棒质量m＝10 kg，重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8不计空气阻力，求： （1）导体棒在直轨道ac（bd）上运动的加速度大小a； （2）导体棒经过ef时，轨道对导体棒支持力大小N； （3）若导体棒经过圆弧轨道最低点ef时，开始对导体棒施加大小与速度关系为的电磁制动力，当导体棒速度大小减小为时，电磁制动力消失，改为大小为f＝10 N的刹车摩擦力制动，则制动距离为多少。 【答案】（1） （2）300N （3）47.5m 【解析】 【小问1详解】 对导体棒受力分析，沿斜轨方向由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 从释放到ef过程，由动能定理有 在ef最低点，由牛顿第二定律有 解得， 【小问3详解】 电磁制动的过程中，根据动量定理有 则有 解得 刹车摩擦力制动过程中，根据动能定理有 解得 制动距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $