精品解析：广东东莞市2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题

2025—2026学年度第二学期教学质量自查 高一物理 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷 选择题 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题的四个选项中只有一个选项符合题目要求。） 1. 如图所示，在白纸上放置一根直尺，沿直尺的边缘放置一张校卡。甲同学将校卡沿直尺水平向右匀速运动的同时，乙同学用铅笔从校卡右下角由静止开始向上加速运动，则铅笔在纸上留下的痕迹可能是（ ） A. B. C. D. 2. 某同学在玩飞镖游戏时，从一定高度水平掷出飞镖，飞镖落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬时速度的方向，如图所示。若不计空气阻力，以下说法正确的是（ ） A. 飞镖在空中飞行时，速度方向时刻发生变化 B. 飞镖在空中飞行时，加速度方向时刻发生变化 C. 适当增大飞镖出手高度，飞镖水平射程会变短 D. 适当增大飞镖出手速度，飞镖在空中飞行时间会变长 3. 2026年3月28日，世界超级摩托车锦标赛（WSBK）赛场，法国车手驾驶着中国摩托车制造商张雪机车的赛车，连夺SSP组别第一回合与第二回合冠军，实现两连冠。如图所示，赛车手驾驶摩托车在水平路面上匀速转弯过程中，下列说法正确的是（ ） A. 赛车手处于平衡状态 B. 水平路面对车轮的支持力竖直向上 C. 若车速过大，摩托车将沿半径背离圆心向外飞出 D. 赛车手和摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 4. 2026年2月12日，捷龙三号遥九运载火箭在阳江海陵岛附近海域点火升空，以“一箭七星”海上发射方式成功将卫星精准送入520公里高度的预定轨道，发射任务取得圆满成功。则七星之一的“港中大一号”卫星做匀速圆周运动时（ ） A. 线速度不变 B. 周期小于24 h C. 向心加速度大于9.8 m/s2 D. 运行速度大于第一宇宙速度 5. 如图所示，马路上半径R=20 cm球形大理石墩顶部蹲着一只质量为0.10 kg的小仓鼠，不小心沿球形侧面由静止滑落，到达四分之一圆弧A点后竖直下落。已知A点离地面高h=2R，落地时速度v=3 m/s，g取10 m/s2，则整个过程中克服阻力做功为（ ） A. 0.15 J B. 0.30 J C. 0.45 J D. 0.60 J 6. 如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平面上，一轻质弹簧下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长且上端位于B点，AB段粗糙，滑动摩擦因数为μ，BC段光滑。质量为m的物块在拉力F=μmgcosθ作用下从A点由静止沿斜面下滑，运动到B点时撤去力F，物块继续下滑压缩弹簧至最低点C（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（ ） A. 物块从A点运动到B点的过程中，机械能增加 B. 物块从B点运动到C点的过程中，动能一直减小 C. 物块经C点后能再次返回至A点 D. 物块从B点运动到C点的过程中，机械能减少量等于弹簧弹性势能增加量 7. 如图甲所示，汽车以30 m/s的速度在平直路面上匀速行驶，10s时通过O点后进入足够长的斜坡，通过“换挡”的办法减小速度，来得到较大的牵引力；40s时以15m/s的速度匀速行驶，v-t图像如图乙所示。已知汽车始终保持额定功率行驶，且汽车所受路面及空气带来的阻力恒为1800N，不计通过O点前后能量的损失，下列说法正确的是（ ） A. 汽车额定功率为27kW B. 10s-40s时间内汽车做匀减速直线运动 C. 10s-40s时间内牵引力做的功为1.62×106J D. 汽车在斜坡上做匀速运动的牵引力为1800N 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有两个或两个以上选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。） 8. 如图是运动员投掷铅球的示意图，b点是铅球的抛出点，c点是运动过程中的最高点，d点是铅球的落地点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 铅球在c点速度为零 B. 铅球在c点加速度为零 C. 铅球在b点速度小于d点速度 D. 铅球在bc段运动时间小于cd段运动时间 9. 2025年11月1日，神舟二十一号航天员乘组入驻中国空间站，成功实现了中国航天史上第7次“太空会师”。已知空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，轨道半径为r，运动周期为T，万有引力常量为G，地球半径为R。则（ ） A. 在空间站内的物体不受重力的作用 B. 空间站的运行速度 C. 地球的质量 D. 地球表面的重力加速度 10. 如图是一弹珠游戏机的简化示意图，整个装置处于竖直平面内。圆心为O、半径为R的四分之一圆弧轨道与高为3R的面板相切于A、B两点，一区、二区、三区、四区为游戏获奖区，获奖区宽度均为R，一区右端在O点正下方，质量为m的弹珠被压缩弹簧弹射进入轨道。当弹簧的弹性势能Ep=4mgR时，弹珠恰好通过B点，弹珠可视为质点，弹簧长度远小于R。已知弹珠经过圆弧AB阻力做功恒定，重力加速度为g，不计其它一切阻力，下列说法正确的是（ ） A. 弹珠经过B点速度为 B. 整个过程弹珠机械能守恒 C. 弹珠经过圆弧AB克服阻力做功为 D. 要在四区获奖，弹簧压缩的弹性势能至少为 第Ⅱ卷 非选择题 三、实验与探究题（本题共2小题，共16分。） 11. 在“探究平抛运动的特点”的实验中，某组同学用如图甲所示装置研究平抛运动。 将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，让钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上，并挤压白纸留下痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）某同学用图甲的实验装置得到的痕迹点如图乙所示，请在图乙中描出钢球的运动轨迹______。 （2）该同学发现图乙痕迹点中有一个点偏差较大，产生的原因可能是下列选项中哪一个______（填选项前的字母）。 A. 钢球释放的高度偏低 B. 钢球没有被静止释放 C. 斜槽轨道PO不够光滑 D. 挡板MN未水平放置 （3）另一同学用频闪照相机记录了钢球做平抛运动过程中连续的A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图丙所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中均已标出，则根据图中数据计算钢球平抛的初速度为______m/s（g取10 m/s2，计算结果保留两位有效数字）。 12. （1）某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，重物从高处由静止开始下落，重物拖着的纸带打出一系列的点，图乙是从纸带中选择一条符合实验要求的纸带（部分纸带未画出），其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F、G均为连续的计时点。已知打点周期为T，重力加速度为g。 ①关于本实验，下列说法正确的是______； A.应尽量选择密度大、体积小的重物进行实验 B.可以利用或v=gt计算瞬时速度 C.用天平测出重物的质量 D.先接通电源，后释放纸带 ②若已知OF的长度为h1，EG的长度为h2，选取从O点到F点的过程来验证机械能守恒定律，请用题中所给的字母写出需要验证的表达式为gh1=______； （2）该同学发现由于空气阻力以及纸带与打点计时器摩擦阻力对实验的影响比较大，为此设计出图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。真空管竖直固定在铁架台上，空心铁球被电磁铁吸引在真空管内，真空管下方连接的是抽气装置。 ①断开电磁铁控制器，让空心铁球在真空管中从静止开始自由下落，经过光电门的挡光时间t，已知空心铁球的直径d，则空心铁球通过光电门时的瞬时速度可表示为v=______。 ②通过改变光电门到电磁铁下端之间的距离h，重复实验，记录多组数据，若空心铁球下落过程中机械能守恒，重力加速度为g，作出图像如图乙所示，则图线的斜率k=______（用题目中所给字母表示），图线与h轴交点的物理意义为____________________________________。 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，置于圆形水平转台边缘的质量为m的物块随转台缓慢加速转动，物块可视为质点。当转台转动角速度ω=2 rad/s时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5 m，离水平地面的高度H=0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小为x。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度g=10 m/s2。求： （1）物块滑离转台时的线速度大小v0； （2）物块与水平转台间的动摩擦因数μ； （3）物块落地点距离转台中心O的水平距离s（结果用根号表示）。 14. 中国自行研制具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，然后飞船再进行变轨进入预定圆轨道，其中椭圆轨道B点与预定圆轨道相切，如图所示。已知：飞船的质量为m，椭圆轨道上近地点A距地心的距离为rA，远地点B距地心的距离为rB，飞船在椭圆轨道运行时经过A点的速度大小为vA，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G。假设地球是一个密度均匀的球体，求： （1）地球的密度ρ； （2）飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小a； （3）飞船从椭圆轨道上A点运行至B点过程中，地球引力对飞船做的功W。 15. 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是某滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为θ=53°，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且滑动摩擦因数μ=0.2，B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h=2 m和H=2.45 m。一质量为m=60 kg（包括滑板）的运动员从轨道上A点以初速度v0=3 m/s水平滑出，在B点刚好沿圆弧形轨道BC的切线方向滑入，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回，整个运动过程忽略空气阻力影响。重力加速度g=10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）运动员到达B点时的速度大小； （2）轨道CD段的长度； （3）运动员到达B点时对轨道的压力大小； （4）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如果能，请求出回到B点时的速度大小；如果不能，则最后停在何处？ 16. 如图所示，处于光滑水平面上的四分之一光滑圆弧小车，半径R=0.2 m，停靠在平台CDE左端且与平台高度相等。平台CDE高h=0.2 m，其中CD部分光滑，DE部分粗糙且与滑块Q间的动摩擦因数μ=0.25，长度L=1 m的平台DE与半径同样为R的四分之一光滑圆弧固定轨道EF相切于E点。滑块P、Q间有一被锁定且处于压缩状态的轻质弹簧，弹簧与P、Q不拴接，解除锁定后，滑块Q恰好能到达轨道的F点。已知滑块P、Q离开CD平台前弹簧已经恢复原长，P、Q质量均为m=1 kg，小车质量为M=0.5 kg，取g=10 m/s2，忽略运动过程中空气阻力的影响。求： （1）滑块Q运动到E点时对轨道的压力大小； （2）初始弹簧的弹性势能； （3）滑块P滑离小车时，小车和滑块P的速度大小； （4）滑块P落地时距小车右端的水平距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度第二学期教学质量自查 高一物理 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷 选择题 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题的四个选项中只有一个选项符合题目要求。） 1. 如图所示，在白纸上放置一根直尺，沿直尺的边缘放置一张校卡。甲同学将校卡沿直尺水平向右匀速运动的同时，乙同学用铅笔从校卡右下角由静止开始向上加速运动，则铅笔在纸上留下的痕迹可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】笔尖参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的加速直线运动，加速度方向竖直向上，其合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，笔尖做曲线运动，加速度的方向指向轨迹凹的一侧。 故选C。 2. 某同学在玩飞镖游戏时，从一定高度水平掷出飞镖，飞镖落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬时速度的方向，如图所示。若不计空气阻力，以下说法正确的是（ ） A. 飞镖在空中飞行时，速度方向时刻发生变化 B. 飞镖在空中飞行时，加速度方向时刻发生变化 C. 适当增大飞镖出手高度，飞镖水平射程会变短 D. 适当增大飞镖出手速度，飞镖在空中飞行时间会变长 【答案】A 【解析】 【详解】A．平抛运动是曲线运动，曲线运动的速度方向沿轨迹切线方向，时刻发生变化，故A正确； B．飞镖飞行过程只受重力，加速度恒为重力加速度，方向始终竖直向下，不发生变化，故B错误； C．平抛运动的飞行时间满足 得，出手高度增大时，飞行时间变长； 水平射程，初速度不变时，水平射程会变长，故C错误； D．飞行时间，仅由下落高度决定，与出手初速度无关，因此增大出手速度，飞行时间不变，故D错误。 故选A。 3. 2026年3月28日，世界超级摩托车锦标赛（WSBK）赛场，法国车手驾驶着中国摩托车制造商张雪机车的赛车，连夺SSP组别第一回合与第二回合冠军，实现两连冠。如图所示，赛车手驾驶摩托车在水平路面上匀速转弯过程中，下列说法正确的是（ ） A. 赛车手处于平衡状态 B. 水平路面对车轮的支持力竖直向上 C. 若车速过大，摩托车将沿半径背离圆心向外飞出 D. 赛车手和摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．平衡状态的条件是合力为零（静止或匀速直线运动）。赛车匀速转弯时做匀速圆周运动，速度方向不断变化，存在向心加速度，合力不为零，因此不是平衡状态，故A错误； B．支持力是弹力，方向始终垂直于接触面。本题中接触面是水平路面，因此路面对车轮的支持力竖直向上，和摩托车车身倾斜无关，故B正确； C．车速过大时，摩擦力不足以提供向心力，摩托车做离心运动，逐渐远离圆心，但摩托车速度方向始终沿圆周切线方向，不会沿半径背离圆心飞出，故C错误； D．向心力是合力提供的效果力，不是物体实际受到的力，受力分析中不需要单独分析向心力。赛车手和摩托车整体实际只受重力、支持力、摩擦力三个力，故D错误。 故选B。 4. 2026年2月12日，捷龙三号遥九运载火箭在阳江海陵岛附近海域点火升空，以“一箭七星”海上发射方式成功将卫星精准送入520公里高度的预定轨道，发射任务取得圆满成功。则七星之一的“港中大一号”卫星做匀速圆周运动时（ ） A. 线速度不变 B. 周期小于24 h C. 向心加速度大于9.8 m/s2 D. 运行速度大于第一宇宙速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．线速度是矢量，匀速圆周运动的线速度大小不变，但方向时刻改变，因此线速度是变化的，故A错误； B．地球同步卫星的轨道高度约为，远大于本题卫星的，根据开普勒第三定律，轨道半径越小，周期越小。同步卫星周期为，因此该卫星周期小于，故B正确； C．由万有引力提供圆周运动向心力可知，轨道半径越大，向心加速度越小。近地卫星的向心加速度等于重力加速度，该卫星轨道半径更大，因此向心加速度小于，故C错误； D．由万有引力提供圆周运动向心力的规律可知，轨道半径越大，环绕速度越小。第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，是所有绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度，因此该卫星运行速度小于第一宇宙速度，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，马路上半径R=20 cm球形大理石墩顶部蹲着一只质量为0.10 kg的小仓鼠，不小心沿球形侧面由静止滑落，到达四分之一圆弧A点后竖直下落。已知A点离地面高h=2R，落地时速度v=3 m/s，g取10 m/s2，则整个过程中克服阻力做功为（ ） A. 0.15 J B. 0.30 J C. 0.45 J D. 0.60 J 【答案】A 【解析】 【详解】小仓鼠从石墩顶部静止开始滑落，最终落地。由图可知，顶部比点高，点离地面高，因此顶部到地面的总下落高度。设整个过程克服阻力做功为，初动能为，根据动能定理可得 解得 故选A。 6. 如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平面上，一轻质弹簧下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长且上端位于B点，AB段粗糙，滑动摩擦因数为μ，BC段光滑。质量为m的物块在拉力F=μmgcosθ作用下从A点由静止沿斜面下滑，运动到B点时撤去力F，物块继续下滑压缩弹簧至最低点C（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（ ） A. 物块从A点运动到B点的过程中，机械能增加 B. 物块从B点运动到C点的过程中，动能一直减小 C. 物块经C点后能再次返回至A点 D. 物块从B点运动到C点的过程中，机械能减少量等于弹簧弹性势能增加量 【答案】D 【解析】 【详解】A．物块从点到点过程中，除重力外，拉力做正功​ 滑动摩擦力做负功​ 因此除重力外其他力总做功，根据机械能的变化量等于除重力外其他力做功之和，可知物块机械能不变，故A错误； B．物块从点到点过程中，撤去且段光滑，初始阶段弹簧弹力小于重力沿斜面向下的分力，物块仍沿斜面向下加速，动能先增大；当弹簧弹力大于后，物块才开始减速，动能减小。因此动能是先增大后减小，不是一直减小，故B错误； C．物块从点返回经过段时，摩擦力始终做负功，全程存在机械能损耗，因此不可能返回点，故C错误； D．物块从点到点过程中，段光滑无摩擦，对于物块和弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，因此物块机械能（动能+重力势能）的减少量，全部转化为弹簧的弹性势能，即等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，汽车以30 m/s的速度在平直路面上匀速行驶，10s时通过O点后进入足够长的斜坡，通过“换挡”的办法减小速度，来得到较大的牵引力；40s时以15m/s的速度匀速行驶，v-t图像如图乙所示。已知汽车始终保持额定功率行驶，且汽车所受路面及空气带来的阻力恒为1800N，不计通过O点前后能量的损失，下列说法正确的是（ ） A. 汽车额定功率为27kW B. 10s-40s时间内汽车做匀减速直线运动 C. 10s-40s时间内牵引力做的功为1.62×106J D. 汽车在斜坡上做匀速运动的牵引力为1800N 【答案】C 【解析】 【详解】A．汽车在平直路面匀速行驶时，牵引力等于阻力，额定功率，故A错误； B．内汽车保持额定功率行驶，由可知，速度减小时，牵引力逐渐增大。根据牛顿第二定律可得​，增大则加速度减小，因此汽车做加速度减小的减速直线运动，不是匀减速直线运动，故B错误； C．汽车额定功率不变，内时间，牵引力做功，故C正确； D．汽车在斜坡匀速运动时，牵引力，除阻力外还需要平衡重力沿斜坡向下的分力，因此牵引力大于平地阻力，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有两个或两个以上选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。） 8. 如图是运动员投掷铅球的示意图，b点是铅球的抛出点，c点是运动过程中的最高点，d点是铅球的落地点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 铅球在c点速度为零 B. 铅球在c点加速度为零 C. 铅球在b点速度小于d点速度 D. 铅球在bc段运动时间小于cd段运动时间 【答案】CD 【解析】 【详解】A．将铅球的运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀变速直线运动，铅球运动到最高点c时，竖直分速度为0，但水平分速度不为0，即合速度不为0，故A错误； B．铅球做斜抛运动，全程只受重力，加速度恒为重力加速度g，故c点加速度不为零，故B错误； C．铅球从b点运动到d点过程，重力做了正功，根据动能定理可知，该过程铅球动能增大，铅球在b点速度小于d点速度，故C正确； D．由图可知，bc段水平距离小于cd段水平距离，又因为铅球在水平方向做匀速直线运动，根据可知，铅球在bc段运动时间小于cd段运动时间，故D正确。 故选CD。 9. 2025年11月1日，神舟二十一号航天员乘组入驻中国空间站，成功实现了中国航天史上第7次“太空会师”。已知空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，轨道半径为r，运动周期为T，万有引力常量为G，地球半径为R。则（ ） A. 在空间站内的物体不受重力的作用 B. 空间站的运行速度 C. 地球的质量 D. 地球表面的重力加速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．地球附近的物体都受到重力的作用，A错误； B．空间站做匀速圆周运动，线速度，B正确； C．空间站做匀速圆周运动时万有引力充当向心力，解得，C错误； D．由，，解得，D正确。 故选BD。 10. 如图是一弹珠游戏机的简化示意图，整个装置处于竖直平面内。圆心为O、半径为R的四分之一圆弧轨道与高为3R的面板相切于A、B两点，一区、二区、三区、四区为游戏获奖区，获奖区宽度均为R，一区右端在O点正下方，质量为m的弹珠被压缩弹簧弹射进入轨道。当弹簧的弹性势能Ep=4mgR时，弹珠恰好通过B点，弹珠可视为质点，弹簧长度远小于R。已知弹珠经过圆弧AB阻力做功恒定，重力加速度为g，不计其它一切阻力，下列说法正确的是（ ） A. 弹珠经过B点速度为 B. 整个过程弹珠机械能守恒 C. 弹珠经过圆弧AB克服阻力做功为 D. 要在四区获奖，弹簧压缩的弹性势能至少为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．弹珠在点做圆周运动，圆心在正下方处，恰好通过点时向心力由重力提供 解得​，故A正确； B．题目明确说明圆弧对弹珠有阻力做功，因此整个过程弹珠机械能不守恒，故B错误； C．从弹簧弹射到弹珠到达点，由能量守恒，弹性势能转化为重力势能、动能和克服阻力的功 解得，即克服阻力做功为，故C正确； D．四区获奖要求弹珠平抛水平位移至少为，对平抛运动，在竖直方向 解得 水平方向 解得 由能量守恒可知，最小弹性势能 代入得，故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷 非选择题 三、实验与探究题（本题共2小题，共16分。） 11. 在“探究平抛运动的特点”的实验中，某组同学用如图甲所示装置研究平抛运动。 将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，让钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上，并挤压白纸留下痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）某同学用图甲的实验装置得到的痕迹点如图乙所示，请在图乙中描出钢球的运动轨迹______。 （2）该同学发现图乙痕迹点中有一个点偏差较大，产生的原因可能是下列选项中哪一个______（填选项前的字母）。 A. 钢球释放的高度偏低 B. 钢球没有被静止释放 C. 斜槽轨道PO不够光滑 D. 挡板MN未水平放置 （3）另一同学用频闪照相机记录了钢球做平抛运动过程中连续的A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图丙所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中均已标出，则根据图中数据计算钢球平抛的初速度为______m/s（g取10 m/s2，计算结果保留两位有效数字）。 【答案】（1） （2）B （3）1.0 【解析】 【小问1详解】 用平滑曲线连接所有正常点，偏离过大的错误点舍去，得到平滑的抛物线即可。 【小问2详解】 A．释放高度偏低会导致初速度偏小，水平位移小于正常点，位置偏左，故A错误； B．钢球没有被静止释放会导致初速度偏大，水平位移大于正常点，位置偏右，故B正确； C．斜槽不够光滑不影响实验，只要每次从同一位置释放，摩擦力影响一致，初速度不变，不会造成单个点偏差，故C错误； D．若挡板一直未水平放置，所有点都会偏差，不会仅单个点偏差，故D错误。 故选B。 【小问3详解】 由图丙可知，，说明从到、从到的时间间隔相等，设为 由匀变速直线运动推论可知，连续相等时间内位移差满足 竖直位移差 解得 解得平抛初速度 12. （1）某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，重物从高处由静止开始下落，重物拖着的纸带打出一系列的点，图乙是从纸带中选择一条符合实验要求的纸带（部分纸带未画出），其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F、G均为连续的计时点。已知打点周期为T，重力加速度为g。 ①关于本实验，下列说法正确的是______； A.应尽量选择密度大、体积小的重物进行实验 B.可以利用或v=gt计算瞬时速度 C.用天平测出重物的质量 D.先接通电源，后释放纸带 ②若已知OF的长度为h1，EG的长度为h2，选取从O点到F点的过程来验证机械能守恒定律，请用题中所给的字母写出需要验证的表达式为gh1=______； （2）该同学发现由于空气阻力以及纸带与打点计时器摩擦阻力对实验的影响比较大，为此设计出图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。真空管竖直固定在铁架台上，空心铁球被电磁铁吸引在真空管内，真空管下方连接的是抽气装置。 ①断开电磁铁控制器，让空心铁球在真空管中从静止开始自由下落，经过光电门的挡光时间t，已知空心铁球的直径d，则空心铁球通过光电门时的瞬时速度可表示为v=______。 ②通过改变光电门到电磁铁下端之间的距离h，重复实验，记录多组数据，若空心铁球下落过程中机械能守恒，重力加速度为g，作出图像如图乙所示，则图线的斜率k=______（用题目中所给字母表示），图线与h轴交点的物理意义为____________________________________。 【答案】（1） ①. AD ②. （2） ①. ②. ③. 空心铁球的半径或 【解析】 【小问1详解】 [1]A．选择密度大、体积小的重物，可以减小空气阻力对实验的影响，故A正确； B．若用​或计算速度，相当于提前默认了机械能守恒（自由落体规律），属于循环论证，故B错误； C．验证机械能守恒时，质量可约去，不需要测量，故C错误； D．实验操作要求先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故D正确。 故选AD。 [2]根据匀变速直线运动规律，点的瞬时速度等于段的平均速度​​ 为起始点（初速度为），验证到过程机械能守恒，即 整理得 【小问2详解】 [1]利用光电门测瞬时速度时，用平均速度近似代替瞬时速度，铁球直径为，挡光时间为，因此瞬时速度 [2]设空心铁球半径，铁球球心实际下落高度为，若机械能守恒，则 整理得 因此​图线的斜率​ [3]图线与轴交点对应，速度为，下落高度为，此时的物理意义是电磁铁下端到空心铁球球心的距离，即空心铁球的半径。 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，置于圆形水平转台边缘的质量为m的物块随转台缓慢加速转动，物块可视为质点。当转台转动角速度ω=2 rad/s时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5 m，离水平地面的高度H=0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小为x。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度g=10 m/s2。求： （1）物块滑离转台时的线速度大小v0； （2）物块与水平转台间的动摩擦因数μ； （3）物块落地点距离转台中心O的水平距离s（结果用根号表示）。 【答案】（1）v0=1m/s （2）μ=0.2 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据圆周运动线速度与角速度的关系可知  解得 【小问2详解】 物块恰好滑离时，最大静摩擦力提供圆周运动的向心力，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力  整理得​ 代入数据得 【小问3详解】 物块做平抛运动，竖直方向自由下落 解得平抛时间 平抛运动水平方向位移 由几何关系可知，（转台半径，沿径向）与平抛水平位移（沿切向）垂直，因此落地点到的水平距离满足勾股定理 14. 中国自行研制具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，然后飞船再进行变轨进入预定圆轨道，其中椭圆轨道B点与预定圆轨道相切，如图所示。已知：飞船的质量为m，椭圆轨道上近地点A距地心的距离为rA，远地点B距地心的距离为rB，飞船在椭圆轨道运行时经过A点的速度大小为vA，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G。假设地球是一个密度均匀的球体，求： （1）地球的密度ρ； （2）飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小a； （3）飞船从椭圆轨道上A点运行至B点过程中，地球引力对飞船做的功W。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设地球质量为M，地球表面某物体质量为m0 根据在地球表面处的物体，重力与万有引力近似相等可知 地球体积公式 地球密度公式 解得 【小问2详解】 飞船经过椭圆轨道近地点A时，由牛顿第二定律可知 解得 【小问3详解】 飞船在椭圆轨道上运动时，由开普勒第二定律可知 飞船从椭圆轨道A点运动到B点过程中，由动能定理可知 解得 15. 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是某滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为θ=53°，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且滑动摩擦因数μ=0.2，B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h=2 m和H=2.45 m。一质量为m=60 kg（包括滑板）的运动员从轨道上A点以初速度v0=3 m/s水平滑出，在B点刚好沿圆弧形轨道BC的切线方向滑入，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回，整个运动过程忽略空气阻力影响。重力加速度g=10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）运动员到达B点时的速度大小； （2）轨道CD段的长度； （3）运动员到达B点时对轨道的压力大小； （4）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如果能，请求出回到B点时的速度大小；如果不能，则最后停在何处？ 【答案】（1）5m/s （2）4m （3）660N （4）不能，停在距离C点0.25m 【解析】 【小问1详解】 从点到点做平抛运动，水平分速度保持初速度不变，B点速度方向沿轨道切线，与水平方向夹角为，对点的速度进行分解可得 解得 【小问2详解】 设长度为，从到过程，光滑，只有段摩擦力做功。运动员从点运动到点的过程中，由动能定理可得 解得 【小问3详解】 运动员在点，设轨道对运动员的支持力为，由牛顿第二定律可知 由数学知识可得 解得 由牛顿第三定律可知运动员对轨道的压力大小为 【小问4详解】 设运动员第一次返回左端上升的最大高度为 运动员从点运动到左端最大高度处，由动能定理可得 解得，小于段圆弧轨道高度，故运动员不能返回点。 运动员从点运动到最终停下来的整个过程列动能定理可得 解得 故运动员最后停在距离C点的距离为 16. 如图所示，处于光滑水平面上的四分之一光滑圆弧小车，半径R=0.2 m，停靠在平台CDE左端且与平台高度相等。平台CDE高h=0.2 m，其中CD部分光滑，DE部分粗糙且与滑块Q间的动摩擦因数μ=0.25，长度L=1 m的平台DE与半径同样为R的四分之一光滑圆弧固定轨道EF相切于E点。滑块P、Q间有一被锁定且处于压缩状态的轻质弹簧，弹簧与P、Q不拴接，解除锁定后，滑块Q恰好能到达轨道的F点。已知滑块P、Q离开CD平台前弹簧已经恢复原长，P、Q质量均为m=1 kg，小车质量为M=0.5 kg，取g=10 m/s2，忽略运动过程中空气阻力的影响。求： （1）滑块Q运动到E点时对轨道的压力大小； （2）初始弹簧的弹性势能； （3）滑块P滑离小车时，小车和滑块P的速度大小； （4）滑块P落地时距小车右端的水平距离。 【答案】（1）30 N （2）9 J （3）4 m/s，1 m/s （4）0.6 m 【解析】 【分析】 【小问1详解】 滑块Q从F点返回到E点过程由动能定理 滑块Q在E点处由牛顿第二定律可得 解得FN=30 N 由牛顿第三定律可知滑块Q对轨道的压力FN′=FN=30 N 【小问2详解】 滑块Q从D点运动到F点过程由动能定理 解得vQ=3 m/s 滑块P与滑块Q被弹簧弹开过程中，满足系统动量守恒可得mvQ=mvP 根据两个滑块与弹簧组成的系统机械能守恒可得 解得EP=9 J 【小问3详解】 研究P和小车组成的系统，根据水平方向动量守恒可得mvP=mv1+Mv2 根据P和小车组成的系统相互作用过程中机械能守恒可得 解得v1=1 m/s，v2=4 m/s 即滑块速度大小为1 m/s，小车速度大小为4 m/s 【小问4详解】 滑块P滑离小车后做平抛运动，由平抛运动规律可知 解得t=0.2 s 滑块P离开小车后对地水平位移x1=v1t 此过程小车对地水平位移x2=v2t 滑块P落地时距小车水平距离Δx=x2-x1 解得Δx=0.6 m 【点睛】 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $