精品解析：广东广州市某区2025-2026学年高一下学期期末综合练习物理试卷

高一年级物理综合练习 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试时间75分钟 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上，并在相应位置贴条形码。 2、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案答在试卷上无效。 3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡交回。 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，只有一项符合题目要求。 1. 如图为我国歼击机在航展上编队飞行时做曲线运动的情景，下列说法正确的是（ ） A. 歼击机的速度一定发生变化 B. 歼击机所受合外力一定不变 C. 歼击机受到的合力沿轨迹的切线方向 D. 歼击机的加速度方向与速度方向在同一条直线上 2. “套圈圈”活动中，某同学以v1、v2的速度（方向相同）将两个套圈从同一位置水平抛出，分别套中Ⅰ、Ⅱ号奖品（如图所示）。若套圈在空中运动的时间分别为t1、t2，套圈可近似视为质点，不计空气阻力，则（ ） A. t1＜t2 B. t1＝t2 C. v1＞v2 D. v1＜v2 3. 2026年春节联欢晚会中人机共舞节目《武BOT》表演了棍术。如图所示，用于表演的棍上O、P、Q三点共线，P为OQ的中点。假设O点不动，棍绕O点匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. P、Q两点的角速度之比是1∶2 B. P、Q两点的线速度大小之比是1∶2 C. P、Q两点的周期之比是1∶2 D. P、Q两点的向心加速度大小之比是1∶1 4. 如图所示，赛车手驾驶摩托车在水平路面上转弯时车身向内侧倾斜一定角度，在摩托车转弯过程中，下列说法正确的是（ ） A. 地面对车轮的支持力垂直于路面向上 B. 赛车手与摩托车所受的合外力不变 C. 只要摩托车的速度合适，沿转弯半径方向就可以不受摩擦力作用 D. 赛车手与摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 5. 如图，竖直悬挂的轻弹簧上端固定，下端系有一小球。将小球置于弹簧原长位置并由静止释放，以释放点为坐标原点，竖直向下为x轴正方向。已知弹簧形变始终在弹性限度内，取小球下落的最低点为重力势能零点。不计空气阻力，在小球下落至最低点的过程中，关于其加速度a、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随位移x变化的图像，正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 2026年5月17日我国以“一箭18星”方式成功将千帆星座第九批组网卫星送入预定轨道。卫星发射流程如下：火箭先将卫星送入近地圆形轨道Ⅰ；卫星在轨道Ⅰ的a点加速进入椭圆转移轨道Ⅱ；当卫星运动至椭圆轨道远地点b时，再次加速进入更高的圆形轨道Ⅲ。已知卫星质量保持不变，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 卫星在椭圆轨道Ⅱ上的运行周期最长 B. 卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅲ上的机械能 C. 卫星在轨道Ⅱ、轨道Ⅲ上经过b点时的加速度大小相等 D. 相等时间内，卫星在三个轨道上与地心的连线扫过的面积均相等 7. 如图，放在水平地面的人字梯，梯子中间的固定装置突然掉落失效，梯子底端M、N沿水平地面向外滑动。已知AM＝AN，当AM、AN夹角增大到120°时底端M、N的滑动速度大小均为v，此时顶端A的速度大小为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分。 8. 2026年1月10日出现木星冲日现象：此时地球运行至太阳与木星之间，太阳、地球、木星三者近似在同一直线上。已知木星和地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，木星与地球的公转轨道半径之比约为5∶1，如图所示。根据以上信息，下列说法正确的是（ ） A. 木星与地球公转的线速度之比约为 B. 木星与地球公转的周期之比约为 C. 木星与地球相距最近时，二者相对速度达最大值 D. 下一次木星冲日的时间将在2027年1月10日之后 9. 如图，撑杆跳全过程可分为四个阶段：a→b阶段，助跑加速；b→c阶段，杆弯曲程度增大、人上升；c→d阶段，杆弯曲程度减小、人上升；d→e阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. a→b阶段：人和杆的机械能增加 B. b→c阶段：人和杆系统动能减少，重力势能和弹性势能增加 C. c→d阶段：人的动能减少量等于重力势能增加量 D. d→e阶段：重力对人所做的功等于人机械能的增加量 10. 如图，按压式圆珠笔可简化为外壳、内芯和轻质弹簧三部分。已知内芯质量为m，外壳质量为4m。将笔竖直倒立于水平硬桌面，下压至弹簧压缩量最大后由静止释放，外壳竖直上升，当弹簧恰好恢复原长时，外壳与静止的内芯发生完全非弹性碰撞，之后两者共同竖直上升至最大高度h，再竖直下落。不计摩擦与空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 按压过程中，弹簧增加的弹性势能等于5mgh B. 外壳与内芯碰撞前瞬间，外壳的速度大小为 C. 笔从离开桌面到落回桌面的过程中，重力做功的平均功率为0 D. 圆珠笔弹起过程中，弹簧释放的弹性势能等于圆珠笔增加的重力势能 三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答） 11. （1）图甲为研究平抛规律的仪器。实验中，使电磁铁C和D分别相对于各自轨道出口水平线处于相同________。把两个钢球分别吸在C、D上，切断电源，使两个钢球同时运动，若观察到两个钢球发生碰撞，则表明做平抛运动的钢球在水平方向________。 （2）用向心力演示器（如图乙）验证向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。已知小球放在挡板A、B、C处做圆周运动时的半径之比为1∶2∶1；变速塔轮自上而下每层左、右半径之比分别为1∶1、2∶1和3∶1，如图丙所示。 ①本实验采用的实验方法与下列实验相同的是________； A.探究两个互成角度的力的合成规律 B.探究加速度与物体受力、质量的关系 C.探究平抛运动的规律 ②探究向心力与半径间关系时，传动皮带是连接在图丙中的________塔轮上（选填“第一层”、“第二层”或“第三层”）。 12. 感光变色PU皮革在激光照射下会变色，探究小组利用这一特性制作激光打点计时器验证机械能守恒定律。激光打点计时器质量m＝100g，其内部含有电池和微控制器，微控制器控制激光头供电图像如图甲，供电周期T＝0.05s，一个供电周期内发射激光时长Δt＝0.01s。小组把计时器水平放置在竖直悬挂并固定的感光变色PU皮革前，如图乙；t＝0时刻静止释放计时器，在PU皮革上留下一串短线，如图丙，选取前4条连续短线标记为O、A、B、C，数据处理如下： （1）如图丁，测量短线C的长度为_____cm，计时器打C线过程的平均速度为_____m/s（计算结果保留两位有效数字）。 （2）实验测得相邻短线起点间距依次为：x1＝1.22 cm，x2＝3.66 cm，x3＝6.12 cm。计时器从静止到落至C线中点，下落高度h＝_______cm；已知重力加速度g＝9.80 m/s2，则此过程计时器重力势能减少量ΔEp＝_____J，动能增加量ΔEk＝______J。（结果均保留三位有效数字） （3）小组多次重复实验发现，计时器减少的重力势能总是略大于增加的动能，造成这一现象的主要原因是______。 13. 一只质量为M的乌贼静止在海水中（不考虑海水流动），吸入体积为V的海水。遭遇天敌时，乌贼在Δt时间内（Δt极短）将吸入的海水全部向后喷出，从而获得反向速度得以逃窜。若喷出海水的速度大小为v0（相对于静止的海面），海水密度为ρ，不计海水的阻力，求： （1）喷出的海水对乌贼的平均作用力的大小； （2）喷出海水瞬间乌贼获得的速度大小。 14. 如图甲所示，质量的托盘A静止在光滑水平地面上，托盘上放置一质量的工件B。现对托盘施加水平拉力F，使托盘从静止开始做直线运动，拉力F对托盘所做的功W随托盘位移x的变化关系如图乙所示。已知托盘与工件间的动摩擦因数为0.2，工件受的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）0~0.4m阶段，拉力F的大小； （2）0~0.4m阶段，托盘与工件的加速度大小； （3）0~1.0m全过程中，摩擦力对工件B做的功。 15. 如图所示的游戏平台，AB为竖直半圆形圆管轨道，其半径R＝0.4 m（忽略圆管的内径），水平轨道AC与半径同为R的圆弧轨道CDE相接于C点，D为圆弧最低点，C、E两点等高，圆弧轨道CDE对应的圆心角2θ＝106°。一质量m＝0.5 kg的小球在弹射器的作用下冲上竖直圆管轨道，并从B点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，然后从E点离开，最终从高为H＝0.6 m的圆框中心穿过。已知圆框中心与固定圆框的竖直挡板（足够高）的距离L＝0.1 m，重力加速度g取10 m/s2，忽略摩擦阻力和空气阻力，小球视为质点，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求： （1）小球从B点运动到C点的时间； （2）小球经过D点时受到的支持力大小； （3）游戏要求小球从圆框中心穿过，可以直接穿过，也可与竖直挡板碰撞一次后从圆框中心穿过。假设小球碰撞竖直挡板时沿平行挡板方向的速度不变，垂直挡板方向的速度大小不变，方向相反，求竖直挡板与圆弧轨道E点间的距离L1的可能值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一年级物理综合练习 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试时间75分钟 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上，并在相应位置贴条形码。 2、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案答在试卷上无效。 3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡交回。 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，只有一项符合题目要求。 1. 如图为我国歼击机在航展上编队飞行时做曲线运动的情景，下列说法正确的是（ ） A. 歼击机的速度一定发生变化 B. 歼击机所受合外力一定不变 C. 歼击机受到的合力沿轨迹的切线方向 D. 歼击机的加速度方向与速度方向在同一条直线上 【答案】A 【解析】 【详解】A．曲线运动中，物体速度方向时刻沿轨迹切线改变，速度是矢量，方向改变则速度一定变化，故A正确； B．歼击机做曲线运动，合外力可能不变也可能变化，故B错误； C．曲线运动中，速度方向沿轨迹切线方向，合外力指向轨迹的凹侧，并非沿切线方向，故C错误； D．曲线运动的条件是加速度（合外力）方向与速度方向不在同一条直线上，若共线物体将做直线运动，故D错误。 故选A。 2. “套圈圈”活动中，某同学以v1、v2的速度（方向相同）将两个套圈从同一位置水平抛出，分别套中Ⅰ、Ⅱ号奖品（如图所示）。若套圈在空中运动的时间分别为t1、t2，套圈可近似视为质点，不计空气阻力，则（ ） A. t1＜t2 B. t1＝t2 C. v1＞v2 D. v1＜v2 【答案】D 【解析】 【详解】AB．套圈做平抛运动，竖直方向做自由落体运动。设套中I、II号奖品时的竖直下落高度分别为、，由图可知，由 可知，故A错误，B错误。 CD．设到I、II号奖品的水平位移分别为、，由图可知。水平方向做匀速直线运动，有，又，所以，故C错误，D正确。 故选D。 3. 2026年春节联欢晚会中人机共舞节目《武BOT》表演了棍术。如图所示，用于表演的棍上O、P、Q三点共线，P为OQ的中点。假设O点不动，棍绕O点匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. P、Q两点的角速度之比是1∶2 B. P、Q两点的线速度大小之比是1∶2 C. P、Q两点的周期之比是1∶2 D. P、Q两点的向心加速度大小之比是1∶1 【答案】B 【解析】 【详解】AC．棍绕O点匀速转动时，P、Q两点属于同轴转动，同轴转动的各点角速度相等，即，则角速度之比为；周期公式，相同则周期相同，周期之比为，故AC错误； B．P是OQ中点，因此转动半径满足 由线速度公式，相同，得，故B正确； D．向心加速度公式，相同，得，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，赛车手驾驶摩托车在水平路面上转弯时车身向内侧倾斜一定角度，在摩托车转弯过程中，下列说法正确的是（ ） A. 地面对车轮的支持力垂直于路面向上 B. 赛车手与摩托车所受的合外力不变 C. 只要摩托车的速度合适，沿转弯半径方向就可以不受摩擦力作用 D. 赛车手与摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 【答案】A 【解析】 【详解】A．摩托车在水平路面上转弯，地面对车轮的支持力是接触面法向力，方向垂直于水平路面向上，故A正确； B．赛车手与摩托车做曲线运动，需要指向转弯圆心的合外力，且向心方向随运动位置改变，合外力方向会改变，故B错误； C．沿转弯半径方向需要静摩擦力提供向心力，速度合适只能说明不发生侧滑，并不是不受摩擦力作用，故C错误； D．对赛车手与摩托车整体受力分析，实际受重力、支持力和静摩擦力作用；向心力是这些实际力的合力效果，不是额外受到的一个力，故D错误。 故选A。 5. 如图，竖直悬挂的轻弹簧上端固定，下端系有一小球。将小球置于弹簧原长位置并由静止释放，以释放点为坐标原点，竖直向下为x轴正方向。已知弹簧形变始终在弹性限度内，取小球下落的最低点为重力势能零点。不计空气阻力，在小球下落至最低点的过程中，关于其加速度a、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随位移x变化的图像，正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．以释放点为坐标原点，竖直向下为轴正方向，小球向下运动的过程中，根据牛顿第二定律有 解得 当小球到达最低点时，根据对称性可知此时的加速度大小为，方向竖直向上，即，加速度与位移成线性关系，加速度大小变化趋势为先减小后反向增大，故A错误； B．根据动能定理，小球下落过程中动能的变化量 可见图像应是一条开口向下的抛物线，故B错误； C．取小球下落的最低点为重力势能零点，则小球在最高点时（即释放点），下落到最低点的距离为整个下落位移的最大值，小球任意位置的重力势能为 重力势能与位移成线性关系，图线为一条倾斜的直线，下落至最低点，即时，重力势能为零，故C正确； D．小球下落至最低点的过程中，不计空气阻力，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，但由于弹簧弹性势能不断增大，小球自身的机械能不断减小，根据功能关系有 可见图像应是一条开口向下的抛物线，故D错误。 故选C。 6. 2026年5月17日我国以“一箭18星”方式成功将千帆星座第九批组网卫星送入预定轨道。卫星发射流程如下：火箭先将卫星送入近地圆形轨道Ⅰ；卫星在轨道Ⅰ的a点加速进入椭圆转移轨道Ⅱ；当卫星运动至椭圆轨道远地点b时，再次加速进入更高的圆形轨道Ⅲ。已知卫星质量保持不变，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 卫星在椭圆轨道Ⅱ上的运行周期最长 B. 卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅲ上的机械能 C. 卫星在轨道Ⅱ、轨道Ⅲ上经过b点时的加速度大小相等 D. 相等时间内，卫星在三个轨道上与地心的连线扫过的面积均相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律，轨道半长轴越大，运行周期越长。三个轨道中，圆轨道Ⅲ的半长轴最大，因此周期最长，故A错误； B．卫星从低轨道变轨到高轨道需要点火加速，外力对卫星做正功，机械能增加。轨道Ⅰ高度低于轨道Ⅲ，因此卫星在轨道Ⅰ上的机械能小于轨道Ⅲ上的机械能，故B错误； C．由牛顿第二定律可得 可得 在b点时，卫星到地心的距离相同，因此无论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，经过b点的加速度大小相等，故C正确； D．开普勒第二定律的结论是：同一轨道上，卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等，该规律不适用于不同轨道，故D错误。 故选C。 7. 如图，放在水平地面的人字梯，梯子中间的固定装置突然掉落失效，梯子底端M、N沿水平地面向外滑动。已知AM＝AN，当AM、AN夹角增大到120°时底端M、N的滑动速度大小均为v，此时顶端A的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】将、两点的速度分解到沿杆AM方向和垂直于杆AM方向，由对称性可知，顶端的速度竖直向下，当AM、AN夹角增大到时，杆AM与竖直方向的夹角为，与水平方向的夹角为，根据沿杆方向的分速度相等，有 解得此时顶端的速度大小为 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分。 8. 2026年1月10日出现木星冲日现象：此时地球运行至太阳与木星之间，太阳、地球、木星三者近似在同一直线上。已知木星和地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，木星与地球的公转轨道半径之比约为5∶1，如图所示。根据以上信息，下列说法正确的是（ ） A. 木星与地球公转的线速度之比约为 B. 木星与地球公转的周期之比约为 C. 木星与地球相距最近时，二者相对速度达最大值 D. 下一次木星冲日的时间将在2027年1月10日之后 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据可得 因，可知木星与地球公转的线速度之比约为，A错误； B．根据开普勒第三定律 可得木星与地球公转的周期之比约为，B正确； C．木星与地球相距最近时，二者相对速度达最小值；相距最远时，二者相对速度达最大值，C错误； D．相邻两次木星冲日的时间间隔为t年，可得 根据题意T地=1年， 解得t≈1.1年 2026年1月10日经过约13.2个月是2027年2月，即下一次木星冲日的时间将在2027年1月10日之后，D正确。 故选BD。 9. 如图，撑杆跳全过程可分为四个阶段：a→b阶段，助跑加速；b→c阶段，杆弯曲程度增大、人上升；c→d阶段，杆弯曲程度减小、人上升；d→e阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. a→b阶段：人和杆的机械能增加 B. b→c阶段：人和杆系统动能减少，重力势能和弹性势能增加 C. c→d阶段：人的动能减少量等于重力势能增加量 D. d→e阶段：重力对人所做的功等于人机械能的增加量 【答案】AB 【解析】 【详解】A．阶段，助跑加速，人体肌肉做功使人和杆系统的动能增加，重力势能和杆的弹性势能基本不变，故人和杆的机械能增加，故A正确； B．阶段，杆弯曲程度增大，人上升，人和杆系统的部分动能转化为重力势能和杆的弹性势能，故系统动能减少，重力势能和弹性势能增加，故B正确； C．阶段，杆弯曲程度减小，杆的弹性势能减少并对人做功，人的动能变化由重力和杆的弹力共同决定，人的动能减少量不等于重力势能增加量，故C错误； D．阶段，人离开横杆后空气阻力忽略，人的机械能守恒，重力对人做的功等于人的动能增加量，不等于人机械能的增加量，故D错误。 故选AB。 10. 如图，按压式圆珠笔可简化为外壳、内芯和轻质弹簧三部分。已知内芯质量为m，外壳质量为4m。将笔竖直倒立于水平硬桌面，下压至弹簧压缩量最大后由静止释放，外壳竖直上升，当弹簧恰好恢复原长时，外壳与静止的内芯发生完全非弹性碰撞，之后两者共同竖直上升至最大高度h，再竖直下落。不计摩擦与空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 按压过程中，弹簧增加的弹性势能等于5mgh B. 外壳与内芯碰撞前瞬间，外壳的速度大小为 C. 笔从离开桌面到落回桌面的过程中，重力做功的平均功率为0 D. 圆珠笔弹起过程中，弹簧释放的弹性势能等于圆珠笔增加的重力势能 【答案】BC 【解析】 【详解】B．碰撞后外壳和内芯一起上升h，设共速速度为v共，根据动能定理，有 解得 外壳与静止的内芯发生完全非弹性碰撞，则有4mv0=(4m+m)v共 解得，故B正确； A．外壳与静止的内芯发生完全非弹性碰撞，损失的机械能为 按压过程中，弹簧增加的弹性势能等于，故A错误； C．笔离开桌面，最后落回桌面，初位置和末位置高度一样，总重力做功WG=0 所以重力的平均功率为零，故C正确； D．弹簧释放的弹性势能：一部分变成碰撞过程损失的内能，另一部分转化为圆珠笔最后的重力势能，故D错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答） 11. （1）图甲为研究平抛规律的仪器。实验中，使电磁铁C和D分别相对于各自轨道出口水平线处于相同________。把两个钢球分别吸在C、D上，切断电源，使两个钢球同时运动，若观察到两个钢球发生碰撞，则表明做平抛运动的钢球在水平方向________。 （2）用向心力演示器（如图乙）验证向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。已知小球放在挡板A、B、C处做圆周运动时的半径之比为1∶2∶1；变速塔轮自上而下每层左、右半径之比分别为1∶1、2∶1和3∶1，如图丙所示。 ①本实验采用的实验方法与下列实验相同的是________； A.探究两个互成角度的力的合成规律 B.探究加速度与物体受力、质量的关系 C.探究平抛运动的规律 ②探究向心力与半径间关系时，传动皮带是连接在图丙中的________塔轮上（选填“第一层”、“第二层”或“第三层”）。 【答案】（1） ①. 高度 ②. 做匀速直线运动 （2） ①. B ②. 第一层 【解析】 【小问1详解】 [1] 使电磁铁和分别相对于各自轨道出口水平线处于相同高度，可以使两球从相同高度差释放，确保到达出口时水平方向初速度相同。 [2] 若两球同时运动且发生碰撞，说明做平抛运动的钢球水平方向与沿水平轨道运动的钢球运动情况相同，所以做平抛运动的钢球在水平方向做匀速直线运动。 【小问2详解】 [3] A．探究两个互成角度的力的合成规律主要采用等效替代法，不是本实验的主要方法，故A错误； B．本实验研究与、、的关系，需要控制其他物理量不变，采用控制变量法，与探究加速度与物体受力、质量的关系实验相同，故B正确； C．探究平抛运动的规律主要研究运动的分解，不是本实验采用的主要方法，故C错误。 故选B。 [4] 探究向心力与半径间关系时，应控制小球质量和角速度相同，只改变半径；传动皮带连接在第一层塔轮上时，左、右塔轮半径相同，两塔轮角速度相同，因此应选第一层。 12. 感光变色PU皮革在激光照射下会变色，探究小组利用这一特性制作激光打点计时器验证机械能守恒定律。激光打点计时器质量m＝100g，其内部含有电池和微控制器，微控制器控制激光头供电图像如图甲，供电周期T＝0.05s，一个供电周期内发射激光时长Δt＝0.01s。小组把计时器水平放置在竖直悬挂并固定的感光变色PU皮革前，如图乙；t＝0时刻静止释放计时器，在PU皮革上留下一串短线，如图丙，选取前4条连续短线标记为O、A、B、C，数据处理如下： （1）如图丁，测量短线C的长度为_____cm，计时器打C线过程的平均速度为_____m/s（计算结果保留两位有效数字）。 （2）实验测得相邻短线起点间距依次为：x1＝1.22 cm，x2＝3.66 cm，x3＝6.12 cm。计时器从静止到落至C线中点，下落高度h＝_______cm；已知重力加速度g＝9.80 m/s2，则此过程计时器重力势能减少量ΔEp＝_____J，动能增加量ΔEk＝______J。（结果均保留三位有效数字） （3）小组多次重复实验发现，计时器减少的重力势能总是略大于增加的动能，造成这一现象的主要原因是______。 【答案】（1） ①. 1.50 ②. 1.5 （2） ①. 11.8 ②. 0.115 ③. 0.113 （3）计时器下落过程中受到空气阻力作用，部分重力势能转化为内能 【解析】 【分析】 【小问1详解】 [1]由图丁可得，短线的长度为 [2]由平均速度公式，有 【小问2详解】 [1]由图丙可知，计时器从静止到落至C线中点，下落高度 [2]重力势能减少量 [3]打线过程的平均速度近似等于线中点的瞬时速度，动能增加量 【小问3详解】 计时器下落过程中受到空气阻力作用，部分重力势能转化为内能，故计时器减少的重力势能总是略大于增加的动能。 【点睛】 13. 一只质量为M的乌贼静止在海水中（不考虑海水流动），吸入体积为V的海水。遭遇天敌时，乌贼在Δt时间内（Δt极短）将吸入的海水全部向后喷出，从而获得反向速度得以逃窜。若喷出海水的速度大小为v0（相对于静止的海面），海水密度为ρ，不计海水的阻力，求： （1）喷出的海水对乌贼的平均作用力的大小； （2）喷出海水瞬间乌贼获得的速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【分析】 【小问1详解】 喷出海水的质量为，以海水喷出方向为正方向，设乌贼对海水的平均作用力为，海水初动量为0，末动量为 对喷出的海水应用动量定理可得 代入得 根据牛顿第三定律，喷出海水对乌贼的平均作用力大小等于，即 【小问2详解】 乌贼本身质量为，喷出过程不计海水阻力，乌贼和喷出海水组成的系统动量守恒，系统初始总动量为0。设乌贼获得的速度大小为，由动量守恒可得 解得乌贼的速度 14. 如图甲所示，质量的托盘A静止在光滑水平地面上，托盘上放置一质量的工件B。现对托盘施加水平拉力F，使托盘从静止开始做直线运动，拉力F对托盘所做的功W随托盘位移x的变化关系如图乙所示。已知托盘与工件间的动摩擦因数为0.2，工件受的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）0~0.4m阶段，拉力F的大小； （2）0~0.4m阶段，托盘与工件的加速度大小； （3）0~1.0m全过程中，摩擦力对工件B做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，阶段，拉力做的功为 根据功的定义式有 解得阶段，拉力的大小为 【小问2详解】 由于工件B能达到的最大加速度由最大静摩擦力提供，设工件B能达到的最大加速度为，则根据牛顿第二定律有 解得 假设A、B相对静止，设整体的加速度大小为，则对A、B整体列牛顿第二定律方程有 代入数据解得 由于 所以假设成立，即A、B相对静止，加速度均为。 【小问3详解】 阶段，A、B相对静止，静摩擦力提供工件B的加速度，则根据牛顿第二定律可知，此时工件B受到的静摩擦力大小为 此阶段工件B的位移为，所以此阶段静摩擦力对工件B做的功为 设位移为时A、B的速度大小为，则根据运动学公式有 代入数据解得 由图乙可知，当时，水平拉力F逐渐减小，所以A、B仍相对静止一起向右运动，在过程拉力做的功为 则在该过程对A、B整体列动能定理方程有 解得当时，整体的速度为 在该过程对B列动能定理方程有 解得该过程摩擦力对工件B做的功为 所以0~1.0m全过程中，摩擦力对工件B做的功为 15. 如图所示的游戏平台，AB为竖直半圆形圆管轨道，其半径R＝0.4 m（忽略圆管的内径），水平轨道AC与半径同为R的圆弧轨道CDE相接于C点，D为圆弧最低点，C、E两点等高，圆弧轨道CDE对应的圆心角2θ＝106°。一质量m＝0.5 kg的小球在弹射器的作用下冲上竖直圆管轨道，并从B点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，然后从E点离开，最终从高为H＝0.6 m的圆框中心穿过。已知圆框中心与固定圆框的竖直挡板（足够高）的距离L＝0.1 m，重力加速度g取10 m/s2，忽略摩擦阻力和空气阻力，小球视为质点，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求： （1）小球从B点运动到C点的时间； （2）小球经过D点时受到的支持力大小； （3）游戏要求小球从圆框中心穿过，可以直接穿过，也可与竖直挡板碰撞一次后从圆框中心穿过。假设小球碰撞竖直挡板时沿平行挡板方向的速度不变，垂直挡板方向的速度大小不变，方向相反，求竖直挡板与圆弧轨道E点间的距离L1的可能值。 【答案】（1） （2） （3）直接穿过时或；碰撞一次后穿过时或。 【解析】 【小问1详解】 点飞出速度水平，点与点等高，故到的竖直位移为，由竖直方向自由落体运动有 解得 所以小球从点运动到点的时间为。到达点时竖直分速度大小为 因速度沿点切线方向，有 解得，故。 【小问2详解】 点到点下降的高度为 由机械能守恒有 在点，轨道支持力和重力的合力提供向心力，有 解得 即小球经过点时受到的支持力大小为。 【小问3详解】 点与点等高，由机械能守恒得，小球从点离开时速度沿切线方向，故， 以点为坐标原点，设小球到达圆框中心高度所用时间为，竖直方向有 代入数据得 解得，。 对应水平位移为，。 若小球直接穿过圆框中心，则圆框中心到点的水平距离为，所以或，得或。 若小球与竖直挡板碰撞一次后穿过圆框中心，可将圆框中心关于竖直挡板作镜像，则小球无碰撞时应到达镜像点，镜像点到点的水平距离为，所以或，得或。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $