精品解析：贵州遵义市2025-2026学年高一下学期7月期末物理试题

遵义市2026年高一年级卷库试卷二 物理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．考试开始前，请用黑色签字笔将答题卡上的姓名、班级、考号填写清楚，并在相应位置粘贴条形码。 2．选择题答题时，请用2B铅笔答题，若需改动，请用橡皮轻轻擦拭干净后再选涂其他选项；非选择题答题时，请用黑色签字笔在答题卡相应的位置答题，在规定区域以外的答题不给分，在试卷上作答无效。 一、选择题（本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每题5分，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 如图，某洒水车（包含车内剩余的水）在水平路面上向前行驶并洒水作业，一段时间后司机关闭洒水系统并制动车辆，使车轮停止转动，车辆仍向前滑行。下列说法正确的是（ ） A. 洒水过程中，洒水车惯性不变 B. 洒水过程中，洒水车惯性变大 C. 车轮向前滑行时地面对车轮的摩擦力方向向后 D. 车轮向前滑行时地面对车轮的摩擦力方向向前 2. 农业科研人员研究发现，品种、形状、软硬程度等相近的李子，在着地部位条件相同时，落地前瞬间动能越大，碰撞损伤越严重。现有符合上述条件的甲、乙两颗李子从距水平地面相同高度处由静止脱落。已知甲的质量大于乙，若落至水平地面过程中只受重力作用。则（ ） A. 甲落地瞬间速度较小 B. 甲落地后损伤更严重 C. 乙落地瞬间速度较小 D. 乙下落的时间会更长 3. 图为某戏曲演员展示手绢基本功的情景。若手绢在竖直平面内匀速转动且始终平整，其上各点皆绕固定中心转动，将手绢上、处的微小部分分别视为质点、，且，则（ ） A. 的线速度始终保持不变 B. 所受合力方向垂直于转动平面 C. 、的角速度大小之比为2∶1 D. 、的线速度大小之比为1∶2 4. 如图，可忽略质量的结点连接三段轻质、绷紧的蛛丝。质量为的蜘蛛静止悬挂在竖直蛛丝的下端，若蛛丝与竖直方向夹角为，蛛丝水平，重力加速度大小为。则蛛丝（ ） A. 张力大小为 B. 张力大小为 C. 张力大小为 D. 张力大小为 5. 教材插图常能体现不同的物理研究方法。图①为利用光的多次反射放大桌面微小形变的装置；图②为定性探究两带电小球间静电力大小与电荷量、距离等因素关系的装置；图③表示将曲线运动过程分割成许多很小的位移段，研究重力做功；图④为探究向心力大小与物体质量、圆周运动半径、角速度关系的装置。下列图示所对应的研究中，均主要采用控制变量法的是（ ） A. ②与④ B. ①与② C. ①与③ D. ③与④ 6. 如图，内壁光滑半径为、圆心为的圆形轨道固定在竖直平面内，、分别为轨道的最低点和最高点。质量为、可视为质点的小球，沿轨道内侧运动且通过时的速率，重力加速度大小为，忽略空气阻力，则小球（ ） A. 在点的加速度大小为 B. 在点的加速度大小为 C. 从到重力势能增加 D. 经过与圆心等高处的速率为 7. 如图，可视为质点的篮球在竖直平面内运动。篮球从水平地面上的点以斜向右上的初速度飞出，落到点，在点反弹后运动至轨迹的最高点，篮球运动到点时受到运动员的短促击打，击打后立即以水平速度向左飞出，并刚好落回点。已知、、在同一水平地面上，且为在地面上的投影，篮球与地面碰撞后，水平分速度方向仍向右，大小与碰撞前相等，竖直分速度大小未知。与的长度之比为4∶1，不计空气阻力，则击打后瞬间篮球的速度大小是其被击打前瞬间的（ ） A. 3倍 B. 4倍 C. 5倍 D. 6倍 8. 神舟二十号载人飞船入轨后，沿椭圆轨道Ⅰ运行一段时间，在处点火，进入经过点的圆轨道Ⅱ，并与目标（天和核心舱）顺利对接。将变轨过程简化如图。、分别为椭圆轨道Ⅰ的近地点和远地点，、为轨道Ⅰ短轴（未画出）上的两个端点。若只考虑地球对飞船的影响，则飞船在（ ） A. 轨道Ⅱ上的周期大于轨道Ⅰ上的周期 B. 轨道Ⅱ上的周期小于轨道Ⅰ上的周期 C. 轨道Ⅰ上、、、四个位置上的位置所受引力最小 D. 轨道Ⅰ上、、、四个位置上的位置所受引力最大 9. 如图，用一根轻质且不可伸长的细线，将质量为2 kg的小球悬挂于点正下方，小球初始静止在最低点。现用外力从初始位置缓慢拉动小球，使其运动至细线与竖直方向成的位置。已知细线长1 m，始终沿小球运动轨迹的切线方向，且与细线垂直，重力加速度大小取。下列说法正确的是（ ） A. 小球位移大小为1 m B. 对小球做功为20 J C. 缓慢拉动小球的过程中外力逐渐变大 D. 缓慢拉动小球过程中细线上的弹力逐渐变大 10. 图为某研究小组设计的电极探针微粒调控装置，核心区域可简化为如下模型：在光滑、足够大的绝缘水平面上，等边三角形三个顶点处各固定一个电荷量为的点电荷，电场线（实线）分布如图。为三角形中心，、为同一条电场线上的两点。将一带正电微粒静置于点，忽略微粒所带电荷对空间电场分布的影响。下列说法正确的是（ ） A. 点的电场强度大于点 B. 点的电势高于点 C. 立即撤去处的点电荷后，微粒将沿方向运动且加速度大小逐渐减小 D. 将处的电荷由改为，微粒在点所受电场力大小是撤去处电荷时的2倍 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 为加深对牛顿第二定律的理解，某同学设计实验验证合力不变时加速度与质量之间的关系，该同学选用的实验器材有：电脑、手机、轨道、小车、细绳、轻质滑轮、钩码、力传感器。他将搭载手机传感器软件、可由电脑远程控制的手机固定在小车上，手机和小车构成“小车系统”。手机传感器软件可直接测量“小车系统”的加速度大小，用力传感器测量“小车系统”所受拉力大小，实验原理如图所示。 （1）为了使力传感器示数可视为“小车系统”的合力大小，本实验___________（填“需要”或“不需要”）平衡轨道对“小车系统”的阻力； （2）该同学采用控制变量法进行实验。他通过在小车上增减钩码改变“小车系统”的总质量，并在每次改变后调节悬挂钩码，使力传感器示数保持为1.00 N，得到表1中的数据，为直观地找到加速度与质量之间的关系，他绘制出“小车系统”的“”图线，请根据表1的数据，在图甲中补充尚未标出的数据点，并拟合图线，由图像可验证：在“小车系统”合力保持不变时，与近似成正比关系，即与成反比； 表1 实验数据（保持“小车系统”所受合力不变） （） （） 4.18 1.00 0.239 4.184 3.46 1.00 0.289 3.460 2.95 1.00 0.339 2.950 2.28 1.00 0.439 2.278 1.86 1.00 0.539 1.855 1.70 1.00 0.589 1.698 1.45 1.00 0.689 1.451 （3）若未完全平衡阻力，且各次实验中未被平衡的阻力大小近似相同，则拟合直线的斜率比完全平衡阻力时略有___________（填“减小”或“增大”）。 12. 某同学用如图所示的实验装置探究物块（带有遮光条）、轻弹簧组成的系统机械能是否守恒。图中光电门安装在铁架台上，位置可调。物块释放前，不可伸长的细线与弹簧连接点和物块的重心在同一水平高度，且弹簧处于原长。滑轮质量不计，细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能（为弹簧形变量），重力加速度大小取，遮光条的宽度为，遮光条中心到光电门中心的竖直距离为（远远小于）。现将物块由静止释放，记录遮光条通过光电门的时间。 （1）物块通过光电门时的速度大小为___________（用、表示）； （2）改变光电门的位置，重复实验，物块每次均从图示初始位置由静止释放，记录多组和物块通过光电门的时间，若要探究该系统机械能守恒，在误差允许的范围内，需要验证的关系式___________（选用、、、表示）； （3）该同学发现，物块连同遮光条的动能增加量___________（选填“小于”或“等于”）系统势能减少量。造成该结果的误差主要来源是_________________________________（写出一条原因即可）； （4）该同学经过理论分析发现：如果反复调节光电门位置，将物块由静止释放，遮光条到光电门中心的距离分别为和（不等于），若遮光条通过光电门的时间相等，则根据机械能守恒定律可得，弹簧劲度系数___________（用、、、表示）。 三、计算题（本题共3小题，共41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。） 13. 在废旧塑料资源化生产线上，加工后的塑料块带电后进入静电分选区，实现分类回收。研究人员设计了如图模型。光滑、绝缘水平面上，一质量为、电荷量为的带正电塑料块（可视为质点）在水平向右的恒力作用下，由点从静止开始向右做匀加速直线运动，时到达点，该过程中塑料块的加速度大小。塑料块通过点后，在方向水平向左的匀强电场中做匀速直线运动。求： （1）塑料块在点的速度大小； （2）电场强度大小。 14. 在校园科技节“过环挑战”的趣味活动中，同学们设计了由水平粗糙直轨道与半径为、圆心为的竖直光滑半圆形轨道拼接而成的游戏装置，拼接处平滑连接，、分别为半圆弧轨道的最低点与最高点，滑块沿半圆弧轨道内侧运动。点安装一压力传感器（未画出），用于测量滑块对轨道的压力大小。现一名同学用水平恒力推动质量为的滑块（可视为质点），使其从点由静止向右滑动，滑至点时撤去力，规定滑块通过点时压力传感器示数为零即挑战成功。已知：、、，滑块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度的大小取。若挑战成功，求滑块： （1）通过点后，第一次落地点距的水平距离； （2）刚进入半圆弧轨道点与经过点的加速度大小之比； （3）在水平恒力作用下从到过程中做功的平均功率。 15. 工作人员采用图a所示的自动回收系统对珊瑚样本（可视为小滑块）的运动过程进行研究。样本抓取系统由长的摆臂（视为轻杆）及末端抓取器构成，末端抓取器质量忽略不计。现使摆臂从与竖直方向夹角时由静止释放，摆臂、样本和抓取器一起绕点在竖直面内摆动，转轴摩擦不计。当样本运动到最低点处时与抓取器分离并开始计时，处与摆臂末端等高，忽略分离过程对速度的影响。此后，样本进入功率可调的水平驱动装置（未画出）滑道，最后被仰角为的接收板接住并送回样本仓。某次质量的样本被抓取后，以的速度从点水平飞出恰好碰到接收板的上端点，驱动装置对样本做功的功率（视为合力功率）随时间的变化如图b，样本在过程中经历的时间为0.80 s，已知，、两点的高度差。忽略空气阻力和接收板的形变，重力加速度的大小取，，。求： （1）样本从到过程中重力所做的功； （2）图b中的时间； （3）接收板可绕点处的固定转轴在竖直面内转动，以仰角为基准，可选择顺时针或逆时针单向调整，调整角不超过。若样本碰到接收板即被接住，求驱动装置对样本做功的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 遵义市2026年高一年级卷库试卷二 物理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．考试开始前，请用黑色签字笔将答题卡上的姓名、班级、考号填写清楚，并在相应位置粘贴条形码。 2．选择题答题时，请用2B铅笔答题，若需改动，请用橡皮轻轻擦拭干净后再选涂其他选项；非选择题答题时，请用黑色签字笔在答题卡相应的位置答题，在规定区域以外的答题不给分，在试卷上作答无效。 一、选择题（本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每题5分，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 如图，某洒水车（包含车内剩余的水）在水平路面上向前行驶并洒水作业，一段时间后司机关闭洒水系统并制动车辆，使车轮停止转动，车辆仍向前滑行。下列说法正确的是（ ） A. 洒水过程中，洒水车惯性不变 B. 洒水过程中，洒水车惯性变大 C. 车轮向前滑行时地面对车轮的摩擦力方向向后 D. 车轮向前滑行时地面对车轮的摩擦力方向向前 【答案】C 【解析】 【详解】AB．物体的惯性与速度无关，与质量有关，洒水过程中，车（含车内的水）质量减小，惯性减小，故AB错误； CD．司机关闭洒水系统并制动车辆，使车轮停止转动，车轮向前滑行时，车轮相对地面向前运动，地面对车轮的摩擦力方向向后，故C正确，D错误。 故选C。 2. 农业科研人员研究发现，品种、形状、软硬程度等相近的李子，在着地部位条件相同时，落地前瞬间动能越大，碰撞损伤越严重。现有符合上述条件的甲、乙两颗李子从距水平地面相同高度处由静止脱落。已知甲的质量大于乙，若落至水平地面过程中只受重力作用。则（ ） A. 甲落地瞬间速度较小 B. 甲落地后损伤更严重 C. 乙落地瞬间速度较小 D. 乙下落的时间会更长 【答案】B 【解析】 【详解】AC．根据自由落体运动规律有 解得 因为甲乙下落高度相同，因此落地速度大小相等，故AC错误； B．李子落地瞬间动能 因为甲的质量更大、下落高度相同，因此甲落地动能更大，根据题意“落地前瞬间动能越大，碰撞损伤越严重”，可知甲落地后损伤更严重，故B正确； D．根据自由落体运动规律有 解得 因为甲乙下落高度相同，因此下落时间相等，故D错误。 故选B。 3. 图为某戏曲演员展示手绢基本功的情景。若手绢在竖直平面内匀速转动且始终平整，其上各点皆绕固定中心转动，将手绢上、处的微小部分分别视为质点、，且，则（ ） A. 的线速度始终保持不变 B. 所受合力方向垂直于转动平面 C. 、的角速度大小之比为2∶1 D. 、的线速度大小之比为1∶2 【答案】D 【解析】 【详解】A．手绢做匀速圆周运动，手绢上M点的线速度大小不变，方向始终在变，故A错误； B．M点所受的合力提供向心力，指向圆心O点，此方向平行于转动平面，故B错误； C．M、N在同一个转动平面上，所以M、N的角速度比为，故C错误； D．根据线速度与角速度的关系 可知，故D正确。 故选D。 4. 如图，可忽略质量的结点连接三段轻质、绷紧的蛛丝。质量为的蜘蛛静止悬挂在竖直蛛丝的下端，若蛛丝与竖直方向夹角为，蛛丝水平，重力加速度大小为。则蛛丝（ ） A. 张力大小为 B. 张力大小为 C. 张力大小为 D. 张力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】CD．以蜘蛛为对象，根据平衡条件可得张力大小为，故C正确，D错误； AB．以点为对象，根据平衡条件可得， 联立解得张力大小为，故AB错误。 故选C。 5. 教材插图常能体现不同的物理研究方法。图①为利用光的多次反射放大桌面微小形变的装置；图②为定性探究两带电小球间静电力大小与电荷量、距离等因素关系的装置；图③表示将曲线运动过程分割成许多很小的位移段，研究重力做功；图④为探究向心力大小与物体质量、圆周运动半径、角速度关系的装置。下列图示所对应的研究中，均主要采用控制变量法的是（ ） A. ②与④ B. ①与② C. ①与③ D. ③与④ 【答案】A 【解析】 【详解】图①为利用光的多次反射放大桌面微小形变的装置，主要采用了放大法； 图②为定性探究两带电小球间静电力大小与电荷量、距离等因素关系的装置，主要采用了控制变量法； 图③表示将曲线运动过程分割成许多很小的位移段，研究重力做功，主要采用了微元法； 图④为探究向心力大小与物体质量、圆周运动半径、角速度关系的装置，主要采用了控制变量法； 故均主要采用控制变量法的是②与④。 故选A。 6. 如图，内壁光滑半径为、圆心为的圆形轨道固定在竖直平面内，、分别为轨道的最低点和最高点。质量为、可视为质点的小球，沿轨道内侧运动且通过时的速率，重力加速度大小为，忽略空气阻力，则小球（ ） A. 在点的加速度大小为 B. 在点的加速度大小为 C. 从到重力势能增加 D. 经过与圆心等高处的速率为 【答案】B 【解析】 【详解】小球在光滑圆轨道内侧运动，只有重力做功，故小球的机械能守恒。 A．设小球在点的速度为。由机械能守恒定律，从点到点有 代入 解得 在点，小球的加速度即为向心加速度，故A错误； B．在点，小球的加速度即为向心加速度，故B正确； C．从到的高度差为，因此重力势能的增加量为，故C错误； D．设小球经过与圆心等高处时的速率为，该位置与点的高度差为 由机械能守恒定律得 代入 解得，故D错误。 故选B。 7. 如图，可视为质点的篮球在竖直平面内运动。篮球从水平地面上的点以斜向右上的初速度飞出，落到点，在点反弹后运动至轨迹的最高点，篮球运动到点时受到运动员的短促击打，击打后立即以水平速度向左飞出，并刚好落回点。已知、、在同一水平地面上，且为在地面上的投影，篮球与地面碰撞后，水平分速度方向仍向右，大小与碰撞前相等，竖直分速度大小未知。与的长度之比为4∶1，不计空气阻力，则击打后瞬间篮球的速度大小是其被击打前瞬间的（ ） A. 3倍 B. 4倍 C. 5倍 D. 6倍 【答案】C 【解析】 【详解】从D点到A点为平抛运动，竖直方向位移为C、D之间的距离；因为D点为轨迹的最高点，所以从B点到D点可视为平抛运动的逆运动，竖直方向位移也为C、D之间的距离，两段平抛运动的竖直位移相同，由可知用时相同。又因为击打后水平方向的位移 由水平方向位移可知，击打后瞬间篮球的速度大小是其被击打前瞬间的5倍。 故选C。 8. 神舟二十号载人飞船入轨后，沿椭圆轨道Ⅰ运行一段时间，在处点火，进入经过点的圆轨道Ⅱ，并与目标（天和核心舱）顺利对接。将变轨过程简化如图。、分别为椭圆轨道Ⅰ的近地点和远地点，、为轨道Ⅰ短轴（未画出）上的两个端点。若只考虑地球对飞船的影响，则飞船在（ ） A. 轨道Ⅱ上的周期大于轨道Ⅰ上的周期 B. 轨道Ⅱ上的周期小于轨道Ⅰ上的周期 C. 轨道Ⅰ上、、、四个位置上的位置所受引力最小 D. 轨道Ⅰ上、、、四个位置上的位置所受引力最大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据开普勒第三定律，圆轨道Ⅱ的半径（即的距离）大于椭圆轨道Ⅰ的半长轴，因此轨道Ⅱ上的周期大于轨道Ⅰ上的周期，故A正确，B错误； CD．根据万有引力定律可知，距离地球中心越近，飞船所受的万有引力越大。在轨道Ⅰ上的、、、四个位置中，为近地点，距离地心最近，因此位置所受引力最大，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图，用一根轻质且不可伸长的细线，将质量为2 kg的小球悬挂于点正下方，小球初始静止在最低点。现用外力从初始位置缓慢拉动小球，使其运动至细线与竖直方向成的位置。已知细线长1 m，始终沿小球运动轨迹的切线方向，且与细线垂直，重力加速度大小取。下列说法正确的是（ ） A. 小球位移大小为1 m B. 对小球做功为20 J C. 缓慢拉动小球的过程中外力逐渐变大 D. 缓慢拉动小球过程中细线上的弹力逐渐变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．几何关系可知，此三点（即小球的初、末位置、O点）连线构成等边三角形，位移为两点直线距离，即L=1m，故A正确； B．对小球，根据动能定理有 代入题中数据，解得F对小球做的功，故B错误； C．由于始终沿小球运动轨迹的切线方向，且与细线垂直，对小球，根据平衡条件有 因为缓慢拉动小球的过程中，逐渐增大，因此F逐渐增大，故C正确； D．对小球，根据平衡条件有 因为缓慢拉动小球的过程中，逐渐增大，因此细线上的弹力T逐渐减小，故D错误。 故选AC。 10. 图为某研究小组设计的电极探针微粒调控装置，核心区域可简化为如下模型：在光滑、足够大的绝缘水平面上，等边三角形三个顶点处各固定一个电荷量为的点电荷，电场线（实线）分布如图。为三角形中心，、为同一条电场线上的两点。将一带正电微粒静置于点，忽略微粒所带电荷对空间电场分布的影响。下列说法正确的是（ ） A. 点的电场强度大于点 B. 点的电势高于点 C. 立即撤去处的点电荷后，微粒将沿方向运动且加速度大小逐渐减小 D. 将处的电荷由改为，微粒在点所受电场力大小是撤去处电荷时的2倍 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．电场线的疏密表示电场强度大小，由题图可知D点的电场强度大于E点，故A正确； B．根据沿电场方向电势逐渐降低可知，D点的电势高于E点，故B正确； C．初始三个在O点合场强为零，因此撤去A处的点电荷后，B、C处的点电荷在O点的合场强方向沿OA向上，带正电微粒沿OA方向运动。OA是B、C连线的中垂线，两个等量正电荷的中垂线上，场强从连线中点向外先增大后减小，O到A的过程中，场强先增大后减小，因此加速度先增大后减小，不是逐渐减小，故C错误； D.设A处原在O点产生的场强大小为E，初始总场强为零，因此B、C处的点电荷在O点的合场强大小为E，方向沿OA向上；撤去A处的点电荷后，O点总场强大小为E，电场力大小为 A处的电荷改为后，A处的电荷在O点产生的场强大小仍为E，方向变为沿OA向上，则O点总场强大小为2E，电场力大小 可知将处的电荷由改为，微粒在点所受电场力大小是撤去处电荷时的2倍，故D正确。 故选ABD。 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 为加深对牛顿第二定律的理解，某同学设计实验验证合力不变时加速度与质量之间的关系，该同学选用的实验器材有：电脑、手机、轨道、小车、细绳、轻质滑轮、钩码、力传感器。他将搭载手机传感器软件、可由电脑远程控制的手机固定在小车上，手机和小车构成“小车系统”。手机传感器软件可直接测量“小车系统”的加速度大小，用力传感器测量“小车系统”所受拉力大小，实验原理如图所示。 （1）为了使力传感器示数可视为“小车系统”的合力大小，本实验___________（填“需要”或“不需要”）平衡轨道对“小车系统”的阻力； （2）该同学采用控制变量法进行实验。他通过在小车上增减钩码改变“小车系统”的总质量，并在每次改变后调节悬挂钩码，使力传感器示数保持为1.00 N，得到表1中的数据，为直观地找到加速度与质量之间的关系，他绘制出“小车系统”的“”图线，请根据表1的数据，在图甲中补充尚未标出的数据点，并拟合图线，由图像可验证：在“小车系统”合力保持不变时，与近似成正比关系，即与成反比； 表1 实验数据（保持“小车系统”所受合力不变） （） （） 4.18 1.00 0.239 4.184 3.46 1.00 0.289 3.460 2.95 1.00 0.339 2.950 2.28 1.00 0.439 2.278 1.86 1.00 0.539 1.855 1.70 1.00 0.589 1.698 1.45 1.00 0.689 1.451 （3）若未完全平衡阻力，且各次实验中未被平衡的阻力大小近似相同，则拟合直线的斜率比完全平衡阻力时略有___________（填“减小”或“增大”）。 【答案】（1）需要 （2） （3）减小 【解析】 【小问1详解】 力传感器测出的拉力只是绳子的拉力，轨道摩擦力会抵消一部分拉力。只有平衡阻力后，绳子拉力才等于小车系统的合外力，因此本实验需要平衡轨道阻力。 【小问2详解】 根据表格数据，作图如下 【小问3详解】 若未完全平衡阻力，设力传感器示数为F，对小车，根据牛顿第二定律有 整理得 可知图像斜率为 因此拟合直线的斜率（）比完全平衡阻力时（斜率为F）略有减小。 12. 某同学用如图所示的实验装置探究物块（带有遮光条）、轻弹簧组成的系统机械能是否守恒。图中光电门安装在铁架台上，位置可调。物块释放前，不可伸长的细线与弹簧连接点和物块的重心在同一水平高度，且弹簧处于原长。滑轮质量不计，细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能（为弹簧形变量），重力加速度大小取，遮光条的宽度为，遮光条中心到光电门中心的竖直距离为（远远小于）。现将物块由静止释放，记录遮光条通过光电门的时间。 （1）物块通过光电门时的速度大小为___________（用、表示）； （2）改变光电门的位置，重复实验，物块每次均从图示初始位置由静止释放，记录多组和物块通过光电门的时间，若要探究该系统机械能守恒，在误差允许的范围内，需要验证的关系式___________（选用、、、表示）； （3）该同学发现，物块连同遮光条的动能增加量___________（选填“小于”或“等于”）系统势能减少量。造成该结果的误差主要来源是_________________________________（写出一条原因即可）； （4）该同学经过理论分析发现：如果反复调节光电门位置，将物块由静止释放，遮光条到光电门中心的距离分别为和（不等于），若遮光条通过光电门的时间相等，则根据机械能守恒定律可得，弹簧劲度系数___________（用、、、表示）。 【答案】（1） （2） （3） ①. 小于 ②. 存在空气阻力、细线与滑轮之间的摩擦阻力等阻力做功 （4） 【解析】 【小问1详解】 物块通过光电门时的速度为 【小问2详解】 物块从释放到运动到光电门位置，由机械能守恒定律得： 即 【小问3详解】 实际实验中，由于存在空气阻力、细线与滑轮之间的摩擦等阻力做功，物块通过光电门时的速度会比理想情况偏小，因此物块连同遮光条的动能增加量小于系统势能减少量。 【小问4详解】 若遮光条通过光电门的时间相等，说明物块通过两高度、处时的速度相同，即动能相等，从高度处到高度处，根据系统机械能守恒可得弹簧弹性势能增加量等于重力势能减小量，即 解得弹簧劲度系数 三、计算题（本题共3小题，共41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。） 13. 在废旧塑料资源化生产线上，加工后的塑料块带电后进入静电分选区，实现分类回收。研究人员设计了如图模型。光滑、绝缘水平面上，一质量为、电荷量为的带正电塑料块（可视为质点）在水平向右的恒力作用下，由点从静止开始向右做匀加速直线运动，时到达点，该过程中塑料块的加速度大小。塑料块通过点后，在方向水平向左的匀强电场中做匀速直线运动。求： （1）塑料块在点的速度大小； （2）电场强度大小。 【答案】（1）4m/s （2）40N/C 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，塑料块从A点到B点过程，做初速度为0的匀加速直线运动，则塑料块在点的速度大小 【小问2详解】 塑料块从A点到B点过程，根据牛顿第二定律有 塑料块通过点后，在方向水平向左的匀强电场中做匀速直线运动，则有 解得 14. 在校园科技节“过环挑战”的趣味活动中，同学们设计了由水平粗糙直轨道与半径为、圆心为的竖直光滑半圆形轨道拼接而成的游戏装置，拼接处平滑连接，、分别为半圆弧轨道的最低点与最高点，滑块沿半圆弧轨道内侧运动。点安装一压力传感器（未画出），用于测量滑块对轨道的压力大小。现一名同学用水平恒力推动质量为的滑块（可视为质点），使其从点由静止向右滑动，滑至点时撤去力，规定滑块通过点时压力传感器示数为零即挑战成功。已知：、、，滑块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度的大小取。若挑战成功，求滑块： （1）通过点后，第一次落地点距的水平距离； （2）刚进入半圆弧轨道点与经过点的加速度大小之比； （3）在水平恒力作用下从到过程中做功的平均功率。 【答案】（1）0.8m （2）5:1 （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，滑块过C点时合力为重力，滑块在C点时有 解得 滑块过C点后做平抛运动，设第一次落地点距点的水平距离为x，则有， 联立解得 【小问2详解】 滑块过C点时合力为重力，加速度 滑块从B到C过程，根据机械能守恒有 解得 则滑块过B点时加速度大小 则有 【小问3详解】 滑块从A到B过程，加速度大小 该过程用时 该过程，根据牛顿第二定律有 解得 则该过程F的平均功率 15. 工作人员采用图a所示的自动回收系统对珊瑚样本（可视为小滑块）的运动过程进行研究。样本抓取系统由长的摆臂（视为轻杆）及末端抓取器构成，末端抓取器质量忽略不计。现使摆臂从与竖直方向夹角时由静止释放，摆臂、样本和抓取器一起绕点在竖直面内摆动，转轴摩擦不计。当样本运动到最低点处时与抓取器分离并开始计时，处与摆臂末端等高，忽略分离过程对速度的影响。此后，样本进入功率可调的水平驱动装置（未画出）滑道，最后被仰角为的接收板接住并送回样本仓。某次质量的样本被抓取后，以的速度从点水平飞出恰好碰到接收板的上端点，驱动装置对样本做功的功率（视为合力功率）随时间的变化如图b，样本在过程中经历的时间为0.80 s，已知，、两点的高度差。忽略空气阻力和接收板的形变，重力加速度的大小取，，。求： （1）样本从到过程中重力所做的功； （2）图b中的时间； （3）接收板可绕点处的固定转轴在竖直面内转动，以仰角为基准，可选择顺时针或逆时针单向调整，调整角不超过。若样本碰到接收板即被接住，求驱动装置对样本做功的范围。 【答案】（1）5J （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 样本从到过程中重力所做的功 【小问2详解】 设样本到达B点时速度大小为，根据动能定理有 解得 图像与横轴围成的面积表示功，故从B到C过程，对样本，根据动能定理有 联立解得 【小问3详解】 样本过C点后做平抛运动，则有 解得 则CN水平距离为 由于调整角不超过，因此仰角最大值、最小值分别为，当仰角为且落到M端时，样本平抛初速度最大，驱动装置对样本做功最多，则有， 联立解得 根据动能定理有 联立解得 样本恰好落到N端时，样本平抛初速度最小，由题意可知，此时样本平抛初速度大小为 根据动能定理有 联立解得 综上可知驱动装置对样本做功的范围为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $