精品解析：福建厦门市2025-2026学年高一第二学期期末物理试题

厦门市2025—2026学年第二学期高一年级 物理练习 （满分：100分 考试时间：75分钟） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把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；非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 科技节活动中，小厦同学发射自制水火箭，其运动轨迹如图所示。已知水火箭在P点处于加速运动状态，则水火箭在该点所受合外力可能为（　　） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 2. “一棹春风一叶舟，一纶茧缕一轻钩。”垂钓能给人们带来悠然自得的乐趣。如图所示，某钓鱼爱好者收线的过程中，钓鱼者旋转线轮，使得穿过竿末端圆环O点的鱼线以速度v0匀速收回，O点保持不动，鱼沿水平方向被拉回，某时刻鱼线与竖直方向的夹角为θ，则此时鱼的速度大小为（　　） A. B. C. D. 3. 晓萌同学在操场练习操控无人机。以水平向右为x轴正方向，以竖直向上为y轴正方向，某次操控过程中，无人机在x轴和y轴上的分速度vx和vy与时间t的关系如图所示，则无人机运动轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 4. 在学校运动会的铅球比赛中，小厦同学扔出的铅球运动轨迹如图中实线所示，A、B、C为轨迹上的三点，B为轨迹最高点。已知AB和BC与水平方向的夹角分别为30°和45°，不计空气阻力，则铅球从A运动到B与从B运动到C的时间之比为（　　） A. B. C. 1∶3 D. 3∶1 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两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，有选错的得0分。 5. 如图甲所示，石磨由上表面平整的可动磨盘、推杆和固定磨盘组成。推动推杆，可动磨盘绕过圆心O的竖直轴转动，俯视图如图乙所示。散落在磨盘上质量相同的米粒M、N随磨盘一起匀速转动，则（　　） A. 米粒M、N角速度大小相等 B. 米粒M、N线速度大小相等 C. 米粒M所受摩擦力小于N所受摩擦力 D. 米粒M所受摩擦力大于N所受摩擦力 6. 2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射，奔赴“天宫”空间站。如图所示，飞船进入近地停泊轨道Ⅰ，经过点火变轨后，进入轨道Ⅱ与空间站成功对接，轨道Ⅰ、Ⅱ均可视为圆形轨道，则飞船（　　） A. 在轨道Ⅰ上的向心加速度小于在轨道Ⅱ上的向心加速度 B. 在轨道Ⅰ上的向心加速度大于在轨道Ⅱ上的向心加速度 C. 在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能 D. 在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能 7. 我国配重式抛石机最早出现于元朝，其结构如图甲所示。物理兴趣小组按该原理制作简易抛石机，如图乙所示。将质量为1 kg的石块放入凹槽后由静止发射，石块随凹槽运动到最高点时以v=10 m/s的速度水平抛出，落到水平地面上。已知凹槽与支点距离R=2 m，凹槽尺寸远小于R，初始时杠杆与水平地面的夹角α=30°，重力加速度大小g取10 m/s2，不计一切摩擦及空气阻力，石块可视为质点，则（　　） A. 石块抛出后的水平射程为 B. 石块抛出后的水平射程为 C. 石块抛出前瞬间，在竖直方向上凹槽对石块作用力大小为50 N D. 全过程凹槽对石块做功80 J 8. 如图甲所示，工人利用传送带运送货物，倾斜传送带与水平面间的夹角θ=37°，以恒定速率逆时针转动，可视为质点的货物从顶端由静止释放。选取传送带底端所在的水平面为零重力势能面，货物的机械能E随其位移x变化图像如图乙所示。已知货物与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度大小g取10 m/s²，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A. 货物运动0.2 m后所受摩擦力方向发生改变 B. 货物的质量为20 kg C. 货物从释放到运动1.45 m过程中因摩擦产生的热量为10 J D. 货物运动到传送带底端时的机械能比在顶端时少144 J 三、非选择题：本题共8小题，共60分。考生根据要求作答。 9. 如图甲所示，铁路弯道处的外轨略高于内轨，当火车以规定速度v0转弯时，内、外轨均未受到轮缘的挤压。如图乙所示，内外铁轨所在平面的倾角为θ，重力加速度为g，则弯道的半径r=______（用v0、θ和g表示）；当火车质量更大时，规定的行驶速度应______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 10. “闽超”比赛中厦门队的战绩暂列榜首。运动员在主罚一次任意球过程中，将球从地面A点踢出，足球以vB=10 m/s的速度经过最高点B后，落到地面上C点。已知B点距离地面高h=5 m，足球质量m=0.44 kg，足球从A运动到B过程克服空气阻力做功为10 J，重力加速度大小g取10 m/s2，则足球在B点所受重力的瞬时功率为______W，则运动员对足球做功大小为______J。 11. 清华大学物理系王晓锋教授课题组在距离地球约2760光年处发现了致密双星（代号J0526），这是目前已知的轨道周期最短的热亚矮星双星系统。该双星系统简化模型如图所示，恒星A和B均可看成球体，两球心之间的距离为L，两颗恒星绕O点做匀速圆周运动的周期为T，已知OA＞OB，则恒星A的质量______（选填“大于”“等于”或“小于”）恒星B的质量；两颗恒星的线速度之和为______。 12. 图甲所示的向心力演示器是探究影响向心力大小因素的实验装置。装置中长槽的A、B处和短槽的C处到各自转轴中心距离之比为，左右变速塔轮从上到下半径大小如图乙所示，其中R1=R4，R2=2R5，R3=3R6。 （1）本实验用露出标尺的红白相间格子数来表示向心力的大小，应用的物理思想方法是______（选填“转换法”或“控制变量法”）； （2）若要探究向心力大小与半径的关系，下面操作正确的是（ ） A. 将皮带都套到塔轮最上层，选用两个相同的钢球分别放在挡板A和挡板B处 B. 将皮带都套到塔轮最上层，选用两个相同的钢球分别放在挡板B和挡板C处 C. 将皮带都套到塔轮最上层，选用两个大小相同的钢球和铝球分别放在挡板B和挡板C处 D. 将皮带都套到塔轮第二层，选用两个相同的钢球分别放在挡板B和挡板C处 （3）当皮带都套在第二层塔轮上时，放在A、C的两小球做圆周运动的角速度之比为（ ） A. B. C. D. （4）若其他条件不变，增大转动手柄转速，可观察到左右标尺露出格子数的比值______（选填“不变”“变大”或“变小”）。 13. 某实验小组利用智能手机的“专业摄影模式”结合视频分析软件Tracker，进行“验证机械能守恒定律”实验。装置如图甲所示，小球从O点由静止释放，手机固定在刻度背景板前方录制视频。 （1）实际操作中，很难做到“释放小球的瞬间恰好开始录制”，导致第一帧画面并非小球实际的释放瞬间画面。下列做法中，能有效减小该误差的是（ ） A. 调整录制参数，缩短相邻两帧画面的时间间隔 B. 提前开始录制，并在Tracker软件的回放中，选取小球刚要开始运动的画面作为计时起点 C. 选用质量更大、体积更小的金属球进行实验，以减小空气阻力对下落阶段的影响 （2）导出小球下落过程中采集到的数据，绘制小球速度平方v2随下落高度h变化的图像如图乙所示： ①已知小球质量为m=0.020 kg，下落高度h=0.40 m，当地重力加速度g=9.80 m/s2，小球减少的重力势能Ep=______J，增加的动能Ek=______J，并据此判断机械能是否守恒；（结果均保留三位有效数字） ②根据图乙拟合得到的直线方程为v2=19.00h+0.10（式中物理量均采用国际单位制），根据该方程，可求出小球下落过程中受到的平均空气阻力为______N。 14. 2026年3月28日，中国制造的张雪机车在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）勇夺冠军，打破了欧美日品牌长达30多年的垄断。在某次安全性能测试时，摩托车以恒定加速度a=10 m/s2起动，其功率随时间变化图像如图所示，t1时刻达到额定功率，再经一段时间后达到最大速度。已知摩托车和车手的总质量m=225 kg，摩托车额定功率P0=60 kW，行驶过程受到阻力恒为f=750 N，求该摩托车： （1）能达到的速度最大值； （2）匀加速过程牵引力的大小； （3）0～t1内行驶的距离。 15. 如图所示，火星探测器抵达探测轨道的路径可简化为地火转移轨道Ⅰ、火星停泊轨道Ⅱ及探测圆轨道Ⅲ。三条轨道相切于A点，A、B两点分别为轨道Ⅱ的近火点和远火点。已知火星半径为R，B点距火星中心的距离为12R，轨道Ⅲ的半径为4R，探测器质量为m，在轨道Ⅲ运行的周期为T0，引力常量为G。 （1）求火星的质量； （2）求探测器在轨道Ⅱ上运行的周期； （3）探测器运动到停泊轨道Ⅱ上的A点时点火减速，进入轨道Ⅲ做匀速圆周运动。若探测器在B点的速度大小为，求该变轨过程中探测器损失的机械能（已知质量为m0的物体与质量为M0的中心天体球心距离为r时，引力势能可表示为）。 16. 如图所示，固定在水平面上的竖直半圆光滑轨道PQ与倾角θ=30°带有挡板的固定斜面ABC在同一竖直平面内，底端带有轻弹簧的薄木板置于斜面顶端，恰好静止在斜面上。一质量m=3 kg的物块（可视为质点）静止在水平面上的N点，给物块施加大小F=186 N、方向水平向左的推力，物块到达P点时撤去推力，此后物块滑上圆弧轨道，恰好能够经过轨道的最高点Q。物块离开Q点后，恰好从木板顶端沿平行于木板方向落到木板上并开始向下滑行，木板下滑到斜面底端碰到挡板后立刻停下，物块继续运动，最终静止的位置离弹簧上端的距离是全过程中弹簧最大压缩量的2倍。已知NP长度L0=0.5 m，轻弹簧自然长度L1=0.6 m，木板质量M=1 kg、长度L2=2 m，初始时木板底端距离斜面底端L3=2.4 m。物块与水平地面之间的动摩擦因数μ1=0.2，物块与木板之间的动摩擦因数，弹簧始终处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取10 m/s2，不计空气阻力。求： （1）物块经过P点时的速度大小； （2）竖直半圆轨道的半径； （3）物块滑上木板到木板碰到斜面底端挡板的过程中，物块与木板之间摩擦产生的热量； （4）全过程弹簧弹性势能的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 厦门市2025—2026学年第二学期高一年级 物理练习 （满分：100分 考试时间：75分钟） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把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；非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 科技节活动中，小厦同学发射自制水火箭，其运动轨迹如图所示。已知水火箭在P点处于加速运动状态，则水火箭在该点所受合外力可能为（　　） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 【答案】D 【解析】 【详解】做曲线运动的物体所受合外力指向轨迹的凹侧；已知水火箭在P点处于加速运动状态，则水火箭在该点所受合外力指向轨迹的凹侧，且与速度方向的夹角小于，所以水火箭在该点所受合外力可能为。 故选D。 2. “一棹春风一叶舟，一纶茧缕一轻钩。”垂钓能给人们带来悠然自得的乐趣。如图所示，某钓鱼爱好者收线的过程中，钓鱼者旋转线轮，使得穿过竿末端圆环O点的鱼线以速度v0匀速收回，O点保持不动，鱼沿水平方向被拉回，某时刻鱼线与竖直方向的夹角为θ，则此时鱼的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】鱼实际的运动方向是水平向左，将其实际速度分解为两个效果： 1.沿鱼线方向使鱼线缩短的分速度，其大小等于鱼线收回的速度； 2.垂直于鱼线方向使鱼绕点转动的分速度。 设鱼的速度为，由图可知鱼线方向与竖直方向的夹角为 因此，沿鱼线方向的分速度为 解得鱼的速度大小为 故选B。 3. 晓萌同学在操场练习操控无人机。以水平向右为x轴正方向，以竖直向上为y轴正方向，某次操控过程中，无人机在x轴和y轴上的分速度vx和vy与时间t的关系如图所示，则无人机运动轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由分速度vx和vy与时间t的关系图像可知，无人机在x方向沿x轴正方向做匀速直线运动， y方向先沿y轴正向做匀速直线运动，后沿y轴正向做匀减速直线运动（加速度方向沿y轴负方向）。x方向的匀速直线运动和y方向的匀速直线运动的合运动是匀速直线运动，x方向的匀速直线运动和y方向的匀减速直线运动的合运动为匀变速曲线运动，由于加速度沿y轴负方向，则轨迹向y轴负方向弯曲。因此无人机的运动轨迹分为两个阶段：第一阶段为直线，第二阶段为曲线，且轨迹向y轴负方向弯曲。。 故选D。 4. 在学校运动会的铅球比赛中，小厦同学扔出的铅球运动轨迹如图中实线所示，A、B、C为轨迹上的三点，B为轨迹最高点。已知AB和BC与水平方向的夹角分别为30°和45°，不计空气阻力，则铅球从A运动到B与从B运动到C的时间之比为（　　） A. B. C. 1∶3 D. 3∶1 【答案】A 【解析】 【详解】设铅球在最高点B的速度为，B与平抛运动轨迹上任一点连线与水平方向的夹角为 从B到该点，有，， 联立可得 从A到B可视为从B到A平抛运动的逆运动，故。 故选A。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两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，有选错的得0分。 5. 如图甲所示，石磨由上表面平整的可动磨盘、推杆和固定磨盘组成。推动推杆，可动磨盘绕过圆心O的竖直轴转动，俯视图如图乙所示。散落在磨盘上质量相同的米粒M、N随磨盘一起匀速转动，则（　　） A. 米粒M、N角速度大小相等 B. 米粒M、N线速度大小相等 C. 米粒M所受摩擦力小于N所受摩擦力 D. 米粒M所受摩擦力大于N所受摩擦力 【答案】AC 【解析】 【详解】A．质量相同的米粒M、N随磨盘一起匀速转动，则米粒M、N角速度大小相等，故A正确； B．根据，由于，可知米粒N的线速度大于米粒M的线速度，故B错误； CD．由摩擦力提供向心力得 由于米粒M、N的质量相等，角速度相等，，所以米粒M所受摩擦力小于N所受摩擦力，故C正确，D错误。 故选AC。 6. 2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射，奔赴“天宫”空间站。如图所示，飞船进入近地停泊轨道Ⅰ，经过点火变轨后，进入轨道Ⅱ与空间站成功对接，轨道Ⅰ、Ⅱ均可视为圆形轨道，则飞船（　　） A. 在轨道Ⅰ上的向心加速度小于在轨道Ⅱ上的向心加速度 B. 在轨道Ⅰ上的向心加速度大于在轨道Ⅱ上的向心加速度 C. 在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能 D. 在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．飞船绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 解得 可知飞船在轨道Ⅰ上的向心加速度大于在轨道Ⅱ上的向心加速度，故A错误，B正确； CD．飞船从低轨道变轨到高轨道需要点火加速，变轨过程机械能增加，所以飞船在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能，故C正确，D错误。 故选BC。 7. 我国配重式抛石机最早出现于元朝，其结构如图甲所示。物理兴趣小组按该原理制作简易抛石机，如图乙所示。将质量为1 kg的石块放入凹槽后由静止发射，石块随凹槽运动到最高点时以v=10 m/s的速度水平抛出，落到水平地面上。已知凹槽与支点距离R=2 m，凹槽尺寸远小于R，初始时杠杆与水平地面的夹角α=30°，重力加速度大小g取10 m/s2，不计一切摩擦及空气阻力，石块可视为质点，则（　　） A. 石块抛出后的水平射程为 B. 石块抛出后的水平射程为 C. 石块抛出前瞬间，在竖直方向上凹槽对石块作用力大小为50 N D. 全过程凹槽对石块做功80 J 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．初始时石块在地面，由几何关系可知支点离地面的高度为 抛出时石块到达最高点，此时石块离地高度为 石块抛出后做平抛运动，竖直方向上根据 可得运动时间 水平射程，故A错误，B正确； C．在最高点抛出前瞬间，根据牛顿第二定律，石块受到的合力提供向心力，即合力大小为 由于石块重力 因此在竖直方向上凹槽对石块的作用力大小不可能为，故C错误； D．从静止发射到抛出前瞬间的全过程，对石块由动能定理得 解得全过程凹槽对石块做功，故D正确。 故选BD。 8. 如图甲所示，工人利用传送带运送货物，倾斜传送带与水平面间的夹角θ=37°，以恒定速率逆时针转动，可视为质点的货物从顶端由静止释放。选取传送带底端所在的水平面为零重力势能面，货物的机械能E随其位移x变化图像如图乙所示。已知货物与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度大小g取10 m/s²，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A. 货物运动0.2 m后所受摩擦力方向发生改变 B. 货物的质量为20 kg C. 货物从释放到运动1.45 m过程中因摩擦产生的热量为10 J D. 货物运动到传送带底端时的机械能比在顶端时少144 J 【答案】AD 【解析】 【详解】B．由题图乙可知，货物从顶端释放时的初始机械能为，此时动能为零，所以初始重力势能 设传送带总长度为，则 货物刚放上传送带时，初速度为零，速度小于传送带速度，受到的滑动摩擦力沿传送带向下，货物做匀加速直线运动，其机械能随位移增大而增大，根据功能关系有 结合图乙过程可知，斜率 解得，，故B错误； A．当货物加速到与传送带共速后，由于 货物继续向下做匀加速直线运动，此时速度大于传送带速度，所受滑动摩擦力方向沿传送带向上，方向发生改变，所以货物运动后所受摩擦力方向发生改变，故A正确； C．货物加速到与传送带共速时的加速度大小 共速时速度大小 即传送带的恒定速率为，此过程经历的时间 该过程传送带的位移 两者相对位移大小 共速后货物的加速度大小 设货物再运动的时间为，由运动学公式 解得 该过程传送带的位移 两者相对位移大小 货物从释放到运动过程中因摩擦产生的总热量，故C错误； D．货物从顶端运动到底端的过程中，前摩擦力做正功，后摩擦力做负功，根据功能关系可知，货物机械能的变化量等于摩擦力做的总功，即 所以货物运动到传送带底端时的机械能比在顶端时少，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共8小题，共60分。考生根据要求作答。 9. 如图甲所示，铁路弯道处的外轨略高于内轨，当火车以规定速度v0转弯时，内、外轨均未受到轮缘的挤压。如图乙所示，内外铁轨所在平面的倾角为θ，重力加速度为g，则弯道的半径r=______（用v0、θ和g表示）；当火车质量更大时，规定的行驶速度应______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 ①. ②. 不变 【解析】 【详解】[1]当火车以规定速度v0转弯时，内、外轨均未受到轮缘的挤压，此时重力和支持力的合力刚好提供所需的向心力，则有 解得弯道的半径为 [2]当火车质量更大时，根据牛顿第二定律可得 解得 可知规定的行驶速度与火车质量无关，所以规定的行驶速度应不变。 10. “闽超”比赛中厦门队的战绩暂列榜首。运动员在主罚一次任意球过程中，将球从地面A点踢出，足球以vB=10 m/s的速度经过最高点B后，落到地面上C点。已知B点距离地面高h=5 m，足球质量m=0.44 kg，足球从A运动到B过程克服空气阻力做功为10 J，重力加速度大小g取10 m/s2，则足球在B点所受重力的瞬时功率为______W，则运动员对足球做功大小为______J。 【答案】 ①. 0 ②. 54 【解析】 【详解】[1]足球在最高点时的速度方向为水平方向，重力方向竖直向下，两者相互垂直，根据瞬时功率公式可知，重力的瞬时功率为0。 [2]设运动员对足球做功为，足球从运动到的过程中，克服空气阻力做功记为，根据动能定理有 解得 11. 清华大学物理系王晓锋教授课题组在距离地球约2760光年处发现了致密双星（代号J0526），这是目前已知的轨道周期最短的热亚矮星双星系统。该双星系统简化模型如图所示，恒星A和B均可看成球体，两球心之间的距离为L，两颗恒星绕O点做匀速圆周运动的周期为T，已知OA＞OB，则恒星A的质量______（选填“大于”“等于”或“小于”）恒星B的质量；两颗恒星的线速度之和为______。 【答案】 ①. 小于 ②. 【解析】 【详解】[1]双星系统中两颗恒星绕共同圆心做匀速圆周运动，周期相同，它们的角速度也相同，设恒星和恒星的轨道半径分别为和，根据万有引力提供向心力有， 联立两式可得 已知，即，所以可得，即恒星的质量小于恒星的质量。 [2]根据线速度与角速度、周期的关系，两颗恒星的线速度分别为， 两颗恒星的线速度之和为 由于两颗恒星轨道半径之和等于它们之间的距离，即 解得两颗恒星的线速度之和为 12. 图甲所示的向心力演示器是探究影响向心力大小因素的实验装置。装置中长槽的A、B处和短槽的C处到各自转轴中心距离之比为，左右变速塔轮从上到下半径大小如图乙所示，其中R1=R4，R2=2R5，R3=3R6。 （1）本实验用露出标尺的红白相间格子数来表示向心力的大小，应用的物理思想方法是______（选填“转换法”或“控制变量法”）； （2）若要探究向心力大小与半径的关系，下面操作正确的是（ ） A. 将皮带都套到塔轮最上层，选用两个相同的钢球分别放在挡板A和挡板B处 B. 将皮带都套到塔轮最上层，选用两个相同的钢球分别放在挡板B和挡板C处 C. 将皮带都套到塔轮最上层，选用两个大小相同的钢球和铝球分别放在挡板B和挡板C处 D. 将皮带都套到塔轮第二层，选用两个相同的钢球分别放在挡板B和挡板C处 （3）当皮带都套在第二层塔轮上时，放在A、C的两小球做圆周运动的角速度之比为（ ） A. B. C. D. （4）若其他条件不变，增大转动手柄转速，可观察到左右标尺露出格子数的比值______（选填“不变”“变大”或“变小”）。 【答案】（1）转换法 （2）B （3）B （4）不变 【解析】 【小问1详解】 本实验用露出标尺的红白相间格子数来表示向心力的大小，由于向心力不易直接测量，通过标尺格子数来体现，属于将不易观测的量转换为易观测的量，应用的物理思想方法是转换法。 【小问2详解】 A．将皮带都套到塔轮最上层，选用两个相同的钢球分别放在挡板和挡板处，两球均放在长槽上，无法通过左右标尺直接对比向心力的大小，故A错误； B．将皮带都套到塔轮最上层，此时，两塔轮角速度相同，选用两个相同的钢球分别放在挡板和挡板处，控制了小球质量和角速度相同，改变了旋转半径，可以探究向心力大小与半径的关系，故B正确； C．将皮带都套到塔轮最上层，选用两个大小相同的钢球和铝球分别放在挡板和挡板处，由于材质不同导致小球质量不同，没有控制质量相同，故C错误； D．将皮带都套到塔轮第二层，由于，两转盘的角速度不同，没有控制角速度相同，故D错误。 故选B。 【小问3详解】 当皮带都套在第二层塔轮上时，边缘线速度大小相等，根据， 可得放在、处的两小球做圆周运动的角速度之比为 故选B。 【小问4详解】 若其他条件不变，增大转动手柄转速，左右两轮的边缘线速度成比例增大，由于塔轮半径不变，两塔轮的角速度之比保持不变。根据向心力公式可知，左右两边小球受到的向心力之比不变，因此观察到左右标尺露出格子数的比值不变。 13. 某实验小组利用智能手机的“专业摄影模式”结合视频分析软件Tracker，进行“验证机械能守恒定律”实验。装置如图甲所示，小球从O点由静止释放，手机固定在刻度背景板前方录制视频。 （1）实际操作中，很难做到“释放小球的瞬间恰好开始录制”，导致第一帧画面并非小球实际的释放瞬间画面。下列做法中，能有效减小该误差的是（ ） A. 调整录制参数，缩短相邻两帧画面的时间间隔 B. 提前开始录制，并在Tracker软件的回放中，选取小球刚要开始运动的画面作为计时起点 C. 选用质量更大、体积更小的金属球进行实验，以减小空气阻力对下落阶段的影响 （2）导出小球下落过程中采集到的数据，绘制小球速度平方v2随下落高度h变化的图像如图乙所示： ①已知小球质量为m=0.020 kg，下落高度h=0.40 m，当地重力加速度g=9.80 m/s2，小球减少的重力势能Ep=______J，增加的动能Ek=______J，并据此判断机械能是否守恒；（结果均保留三位有效数字） ②根据图乙拟合得到的直线方程为v2=19.00h+0.10（式中物理量均采用国际单位制），根据该方程，可求出小球下落过程中受到的平均空气阻力为______N。 【答案】（1）B （2） ①. 0.0784 ②. 0.0770 ③. 0.006 【解析】 【小问1详解】 A．调整录制参数，缩短相邻两帧画面的时间间隔，只能提高时间分辨率，不能消除“释放小球的瞬间恰好开始录制”所产生的误差，故A错误； B．提前开始录制，并在Tracker软件的回放中，选取小球刚要开始运动的画面作为计时起点，能有效避免释放瞬间未能恰好录制带来的误差，故B正确； C．选用质量更大、体积更小的金属球进行实验，是为了减小空气阻力对实验过程的影响，不能减小未能恰好录制带来的时间误差，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]小球减少的重力势能为 根据图乙可知，当下落高度时，小球速度的平方，则小球增加的动能为 [2]设小球下落过程中受到的平均空气阻力为，根据牛顿第二定律有 可得 由匀变速直线运动规律有 结合图乙拟合得到的直线方程 联立可得图线斜率 解得小球下落过程中受到平均空气阻力为 14. 2026年3月28日，中国制造的张雪机车在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）勇夺冠军，打破了欧美日品牌长达30多年的垄断。在某次安全性能测试时，摩托车以恒定加速度a=10 m/s2起动，其功率随时间变化图像如图所示，t1时刻达到额定功率，再经一段时间后达到最大速度。已知摩托车和车手的总质量m=225 kg，摩托车额定功率P0=60 kW，行驶过程受到阻力恒为f=750 N，求该摩托车： （1）能达到的速度最大值； （2）匀加速过程牵引力的大小； （3）0～t1内行驶的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当牵引力等于阻力时，摩托车达到最大速度，此时牵引力 根据 可得能达到的速度最大值 【小问2详解】 在匀加速阶段，根据牛顿第二定律有 解得匀加速过程牵引力的大小 【小问3详解】 设时刻摩托车的速度为，此时达到额定功率，有 解得 根据匀变速直线运动规律，内行驶的距离 15. 如图所示，火星探测器抵达探测轨道的路径可简化为地火转移轨道Ⅰ、火星停泊轨道Ⅱ及探测圆轨道Ⅲ。三条轨道相切于A点，A、B两点分别为轨道Ⅱ的近火点和远火点。已知火星半径为R，B点距火星中心的距离为12R，轨道Ⅲ的半径为4R，探测器质量为m，在轨道Ⅲ运行的周期为T0，引力常量为G。 （1）求火星的质量； （2）求探测器在轨道Ⅱ上运行的周期； （3）探测器运动到停泊轨道Ⅱ上的A点时点火减速，进入轨道Ⅲ做匀速圆周运动。若探测器在B点的速度大小为，求该变轨过程中探测器损失的机械能（已知质量为m0的物体与质量为M0的中心天体球心距离为r时，引力势能可表示为）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 火星探测器在轨道Ⅲ运行的周期为T0，由万有引力提供向心力得 解得火星的质量为 【小问2详解】 设探测器在轨道Ⅱ上运行的周期为，根据开普勒第三定律可得 解得 【小问3详解】 由题意可知探测器在停泊轨道Ⅱ上的机械能为 代入火星质量，可得 探测器在轨道Ⅲ做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力得 探测器在轨道Ⅲ上的机械能为 联立可得 则该变轨过程中探测器损失的机械能为 16. 如图所示，固定在水平面上的竖直半圆光滑轨道PQ与倾角θ=30°带有挡板的固定斜面ABC在同一竖直平面内，底端带有轻弹簧的薄木板置于斜面顶端，恰好静止在斜面上。一质量m=3 kg的物块（可视为质点）静止在水平面上的N点，给物块施加大小F=186 N、方向水平向左的推力，物块到达P点时撤去推力，此后物块滑上圆弧轨道，恰好能够经过轨道的最高点Q。物块离开Q点后，恰好从木板顶端沿平行于木板方向落到木板上并开始向下滑行，木板下滑到斜面底端碰到挡板后立刻停下，物块继续运动，最终静止的位置离弹簧上端的距离是全过程中弹簧最大压缩量的2倍。已知NP长度L0=0.5 m，轻弹簧自然长度L1=0.6 m，木板质量M=1 kg、长度L2=2 m，初始时木板底端距离斜面底端L3=2.4 m。物块与水平地面之间的动摩擦因数μ1=0.2，物块与木板之间的动摩擦因数，弹簧始终处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取10 m/s2，不计空气阻力。求： （1）物块经过P点时的速度大小； （2）竖直半圆轨道的半径； （3）物块滑上木板到木板碰到斜面底端挡板的过程中，物块与木板之间摩擦产生的热量； （4）全过程弹簧弹性势能的最大值。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 物块从点运动到点的过程中，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 物块从点运动到点的过程中，根据机械能守恒定律有 物块恰好能够经过轨道的最高点，重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律有 解得， 【小问3详解】 物块离开点后做平抛运动，落到木板上时速度方向与木板平行，则此时竖直方向的分速度大小 落到木板上时的速度大小 初始时木板恰好静止在斜面上，设斜面与木板间的动摩擦因数为，根据平衡条件可知 物块滑上木板后，物块受到的滑动摩擦力，方向沿斜面向上 物块重力沿斜面向下的分力 故物块沿木板向下做匀减速直线运动，加速度大小为 木板与斜面间的最大静摩擦力 对木板，受到的沿斜面向下的力 所以木板加速下滑，加速度大小为 设经过时间物块与木板达到共同速度，则有 解得， 此过程中，物块的位移 木板的位移 物块相对木板滑动的位移 此时木板距离挡板的距离 由于 故此后物块与木板一起以的速度匀速下滑，两者保持相对静止直至木板碰到挡板，物块滑上木板到木板碰到斜面底端挡板的过程中，物块与木板之间摩擦产生的热量为 【小问4详解】 木板碰到挡板停止运动时，物块距离弹簧上端的距离 木板停止后，物块继续以的加速度匀减速下滑，到达弹簧上端时的速度设为，则有 解得 设弹簧最大压缩量为，由于物块向上滑动时重力沿斜面的分力小于最大静摩擦力，因此物块被弹簧反弹后离开弹簧上端处将停止并永久保持静止，从物块接触弹簧到最终静止的全过程，根据动能定理有 解得 从物块接触弹簧到压缩至最短的过程中，根据能量守恒定律有 解得全过程中弹簧弹性势能的最大值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $