精品解析：河北沧州市部分校2025-2026学年高一下学期7月期末教学质量监测物理试题

2025—2026学年第二学期教学质量监测 高一物理 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名及考号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 2026年亚太机器人世界杯国际邀请赛在天津举行。如图所示，曲线为智能驾驶场地路线图，图中标出了无人驾驶汽车经过a、b、c、d四点时的速度方向，则速度方向标注可能正确的是（ ） A. a B. b C. c D. d 2. 如图所示，水杯和花盆随餐桌转盘一起匀速转动且无相对滑动。已知水杯和花盆的质量比为1∶4，二者到转盘中心的距离相等，且均可视为质点，则水杯和花盆所受的向心力大小之比为（ ） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4 3. 如图所示为特殊机械的变速齿轮组，两齿轮的齿形及齿大小完全相同，齿轮1、齿轮2上各齿到自身转轴的距离沿圆周方向逐渐增大。齿轮1为主动轮，角速度（转速）保持恒定，转动方向如图中标注所示；齿轮2为从动轮。下列说法正确的是（ ） A. 齿轮2按照图中标注的方向转动 B. 齿轮2上所有齿的线速度大小均保持不变 C. 图示状态下，齿轮2的转速正在逐渐增大 D. 两齿轮接触位置处的线速度大小不相等 4. 学校趣味运动会上有一个项目：将小球从水平桌面上以某一速度击出，恰好击中挂在竖直墙面上的圆形靶的圆心者获胜。假设小球击中圆形靶时，水平方向的速度大小不变、方向反向，竖直方向的速度不变。某次比赛中小球沿桌面水平击出，击中靶的位置距地面的高度恰好为桌面离地面高度的一半，小球可视为质点，不计空气阻力，则小球落地点距墙面的水平距离与桌子边缘距墙面的水平距离之比为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，某同学将激光笔放置在水平桌面上，激光笔尾端O距离墙面的距离d=0.5  m。首先将射出的光线调整到垂直竖直墙面，然后使激光笔围绕尾端O在水平桌面内以角速度ω=0.5  rad/s顺时针匀速转动，当转过时，墙上光点的速度为（ ） A. 1  m/s B. 2  m/s C. 3  m/s D. 4  m/s 6. 地球与哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示。哈雷彗星近日点A与远日点B到太阳中心的距离分别约为地球公转轨道半径的0.6倍和35.4倍，忽略地球及其他星体对哈雷彗星万有引力的影响。关于哈雷彗星，下列说法正确的是（ ） A. 公转周期约为56年 B. 在A点的速度为在B点速度的59倍 C. 在A点的加速度为在B点加速度的59倍 D. 由A点运动到B点的过程中，太阳对哈雷彗星的万有引力做正功 7. 如图所示，一根一端固定于P点的弹性轻绳绕过固定在O点的光滑定滑轮，另一端连接质量为m的可看作质点的小球，小球穿在固定的光滑杆上，杆与水平方向的夹角θ=45°。已知P、O两点连线竖直且两点间距恰好为弹性轻绳原长，杆上M点与O点的连线与杆垂直，O、Q两点间的距离，k为弹性轻绳的劲度系数，弹性轻绳始终在弹性限度内。现将小球由与O点等高的位置Q点静止释放，直至运动到O点正下方的N点。忽略定滑轮的大小，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 该过程小球的速度先增大后减小 B. 小球在M点时机械能最小 C. 小球运动到N点时的速度大小为 D. 小球运动到N点时重力的功率为 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，有两个或两个以上选项是符合题目要求的。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 2026年4月24日，北京国际汽车展览会的氢能展区某款汽车吸引了众多观众驻足。工作人员在平直公路上对该车开展性能测试，使汽车以额定功率启动。某时刻仪表盘显示速度大小为72 km/h，设其所受阻力大小恒为103 N，则该汽车的额定功率可能为（ ） A. 1×103 W B. 1×104 W C. 6×104 W D. 9×104 W 9. 夏季水上娱乐项目深受人们的喜爱。如图所示为游客从水滑梯上最高点由静止下滑到最低点的过程，已知该过程游客（含滑垫）重力做功为，阻力做功为，则该游客（含滑垫）的（ ） A. 重力势能增加 B. 重力势能减少 C. 动能增加 D. 机械能减少 10. 如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道ABC固定在竖直面内，轨道对应的圆心角为270°，A点与圆心O等高。质量为m的小球在轨道最低点以某一初速度水平向右沿轨道运动。已知重力加速度g取10m/s2，小球可看作质点，忽略空气阻力，不考虑小球与圆弧轨道碰撞后的运动。下列说法正确的是（ ） A. 若小球脱离轨道后恰好经过A点，小球一定不过圆弧轨道的最高点 B. 若小球脱离轨道后恰好经过O点，小球脱离轨道时的位置半径与水平方向的夹角为30° C. 若小球脱离轨道后恰好经过O点，小球脱离轨道时的速度大小为 D. 若小球脱离轨道后恰好经过O点，小球的初速度大小 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 实验小组采用不同的实验装置研究平抛运动的特点。 （1）利用图甲所示装置进行研究时，下列说法正确的是_________。 A. 该装置能够验证平抛运动在水平方向做匀速直线运动 B. 该装置能够验证平抛运动在竖直方向做自由落体运动 C. 该装置既可验证平抛运动在水平方向做匀速直线运动，也可验证在竖直方向做自由落体运动 （2）利用图乙所示装置进行实验，回答下列问题。 ①若实验获取的轨迹点如图丙所示，此实验过程出现的问题可能是__________________。 ②正确进行实验操作后，以抛出点为坐标原点，沿水平和竖直方向分别建立x、y轴，测量获取的轨迹点的水平坐标x和竖直坐标y，作出y-x2图像，如图丁中Ⅰ所示。若适当提高小球的初始释放位置，则可能得到的图像是图丁中的_________（填“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 12. 某实验小组设计了如图甲所示装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下： A.将气垫导轨放在水平桌面上，并将导轨调至水平； B.测出遮光条的宽度d； C.用天平称出钩码的总质量m、滑块和遮光条的总质量M； D.将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L； E.由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t； F.改变L，多次重复实验，记录数据。 （1）为了验证气垫导轨是否水平，可以通过遮光时间来判断，但实验室只有一个光电门，故同学采用了如图乙所示的遮光条，为减小误差应选择图中l的长度稍_________（填“大”或“小”）一些的遮光条，若两侧遮光条的宽度相同，遮光时间分别为t1，t2，则满足t1________t2（填“>”“=”或“<”），则说明气垫导轨已经水平。 （2）本实验的研究对象为_________。 A. 滑块（含遮光条） B. 钩码 C. 滑块（含遮光条）和钩码 （3）根据实验数据作出的图像如图丙所示，若满足机械能守恒，且已知当地的重力加速度为g，则图线斜率k=_________（用题中所给物理量的字母表示）。 （4）若考虑空气阻力的影响，则实验中的k值比理论值_________（填“偏大”或“偏小”）。 13. 2026年5月24日，神舟二十三号飞船成功发射，飞船入轨后，只用了约3.5小时就与中国空间站的天和核心舱完成径向对接。飞船与空间站对接后，组合体在空间站原轨道上做匀速圆周运动。设神舟二十三号飞船的质量为m，中国空间站的轨道半径为r0，取无穷远处引力势能为零，飞船引力势能（相当于重力势能）表达式为（G表示引力常量，M表示地球的质量，r为飞船到地球中心的距离）。已知地球两极处重力加速度为g，地球半径为R，忽略空气阻力作用。求： （1）神舟二十三号飞船与空间站核心舱对接后，飞船做圆周运动时的动能； （2）神舟二十三号飞船与空间站核心舱对接后，飞船做圆周运动时的机械能。 14. 如图所示，平面直角坐标系xOy位于光滑水平面内，一质量m=1 kg的小球以v0=1 m/s的速度沿x轴正方向运动，当其经过坐标原点时，受到沿xOy平面且与x轴负方向成θ=37°、大小F=5 N的恒力作用，经过一段时间到达A点（未画出），到达A点前恒力F做负功，之后做正功。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。求： （1）小球再次返回到y轴所经历的时间； （2）小球运动到A点时的速度。 15. 如图所示为某冲关游戏装置简化模型竖直截面图。一轻质弹簧固定在轨道最左侧，半径r=0.1 m、底部略微错开的圆形轨道固定在图示位置，水平传送带与两侧轨道等高，传送带右侧水平面上固定一半径足够大的四分之一圆弧面，弧面底端与水平轨道相切。现有一质量m=1 kg的物块压缩弹簧后由静止释放，弹簧始终在弹性限度内，物块在圆形轨道内做完整的圆周运动。已知传送带长度L=6 m，沿顺时针转动的速度v0=1 m/s；物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，与其他接触面间的摩擦力均忽略不计；物块可看作质点，重力加速度g取10 m/s2。 （1）求释放弹簧时，弹簧的最小弹性势能； （2）若物块经过圆形轨道最高点时对轨道的压力FN=440 N，求物块第一次在传送带上运动时因摩擦产生的热量； （3）若释放弹簧时弹簧的弹性势能Ep=12.5 J，从物块滑上传送带开始计时，求物块在传送带上滑行12 s的过程中因摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年第二学期教学质量监测 高一物理 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名及考号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 2026年亚太机器人世界杯国际邀请赛在天津举行。如图所示，曲线为智能驾驶场地路线图，图中标出了无人驾驶汽车经过a、b、c、d四点时的速度方向，则速度方向标注可能正确的是（ ） A. a B. b C. c D. d 【答案】D 【解析】 【详解】无人驾驶汽车做曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，故ABC错误，D正确。 故选D。 2. 如图所示，水杯和花盆随餐桌转盘一起匀速转动且无相对滑动。已知水杯和花盆的质量比为1∶4，二者到转盘中心的距离相等，且均可视为质点，则水杯和花盆所受的向心力大小之比为（ ） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，水杯和花盆随餐桌转盘一起匀速转动且无相对滑动，因此角速度相同；二者到转盘中心的距离相等，则做圆周运动的半径r相同。由向心力公式可知，水杯和花盆所受的向心力大小之比为即为二者质量之比，为，故选D。 3. 如图所示为特殊机械的变速齿轮组，两齿轮的齿形及齿大小完全相同，齿轮1、齿轮2上各齿到自身转轴的距离沿圆周方向逐渐增大。齿轮1为主动轮，角速度（转速）保持恒定，转动方向如图中标注所示；齿轮2为从动轮。下列说法正确的是（ ） A. 齿轮2按照图中标注的方向转动 B. 齿轮2上所有齿的线速度大小均保持不变 C. 图示状态下，齿轮2的转速正在逐渐增大 D. 两齿轮接触位置处的线速度大小不相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．齿轮2按照图中标注的方向的反方向转动，故A错误； B．齿轮2上所有齿的转动半径不等，线速度大小均不相等，故B错误； CD．齿轮1角速度（转速）保持恒定，图示状态下，齿轮1边缘齿的转动半径逐渐增大，齿轮2的边缘的齿的转动半径逐渐减小，由于两齿轮边缘齿的线速度大小相等，由可知齿轮2的转速正在逐渐增大，故C正确，D错误。 故选C。 4. 学校趣味运动会上有一个项目：将小球从水平桌面上以某一速度击出，恰好击中挂在竖直墙面上的圆形靶的圆心者获胜。假设小球击中圆形靶时，水平方向的速度大小不变、方向反向，竖直方向的速度不变。某次比赛中小球沿桌面水平击出，击中靶的位置距地面的高度恰好为桌面离地面高度的一半，小球可视为质点，不计空气阻力，则小球落地点距墙面的水平距离与桌子边缘距墙面的水平距离之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设桌面离地高度为，小球水平初速度大小为，第一阶段从桌面平抛到击中靶，下落高度为，由 整理得 击中靶时竖直速度大小为 桌子边缘到墙面的水平距离为 第二阶段碰后水平方向速度大小不变、方向反向，竖直方向速度不变，从靶到地面还下落，设用时为，则 将 及 代入，得= 整理得 取正根得 落地点到墙面的水平距离为 所以== 比值为，故C正确。 故选C。 5. 如图所示，某同学将激光笔放置在水平桌面上，激光笔尾端O距离墙面的距离d=0.5  m。首先将射出的光线调整到垂直竖直墙面，然后使激光笔围绕尾端O在水平桌面内以角速度ω=0.5  rad/s顺时针匀速转动，当转过时，墙上光点的速度为（ ） A. 1  m/s B. 2  m/s C. 3  m/s D. 4  m/s 【答案】A 【解析】 【详解】墙上光点沿墙面运动，设光点为，当激光方向与墙面法线夹角为时，有 激光方向转动时，光点速度沿墙面，在垂直方向的分量为 该分量等于激光方向在距离处的扫过速度为，所以 解得==，故A正确。 故选A。 6. 地球与哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示。哈雷彗星近日点A与远日点B到太阳中心的距离分别约为地球公转轨道半径的0.6倍和35.4倍，忽略地球及其他星体对哈雷彗星万有引力的影响。关于哈雷彗星，下列说法正确的是（ ） A. 公转周期约为56年 B. 在A点的速度为在B点速度的59倍 C. 在A点的加速度为在B点加速度的59倍 D. 由A点运动到B点的过程中，太阳对哈雷彗星的万有引力做正功 【答案】B 【解析】 【详解】A．设地球公转轨道半径为，哈雷彗星轨道半长轴为= 由开普勒第三定律知为常量，则哈雷彗星周期，故A错误； B．由开普勒第二定律知，哈雷彗星在相同时间内与太阳连线扫过的面积相等，在近日点和远日点处速度均与太阳到彗星的连线垂直，所以 整理得===，故B正确； C．哈雷彗星的加速度由太阳引力产生，大小 所以==，故C错误； D．由点运动到点的过程中，哈雷彗星逐渐远离太阳，太阳引力方向指向太阳，与彗星运动位移方向夹角为钝角，太阳引力做负功，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，一根一端固定于P点的弹性轻绳绕过固定在O点的光滑定滑轮，另一端连接质量为m的可看作质点的小球，小球穿在固定的光滑杆上，杆与水平方向的夹角θ=45°。已知P、O两点连线竖直且两点间距恰好为弹性轻绳原长，杆上M点与O点的连线与杆垂直，O、Q两点间的距离，k为弹性轻绳的劲度系数，弹性轻绳始终在弹性限度内。现将小球由与O点等高的位置Q点静止释放，直至运动到O点正下方的N点。忽略定滑轮的大小，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 该过程小球的速度先增大后减小 B. 小球在M点时机械能最小 C. 小球运动到N点时的速度大小为 D. 小球运动到N点时重力的功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从Q到M过程绳伸长量减小，弹力沿杆分力向下，与重力沿杆分力同向，合力沿杆向下，持续加速；从M到N过程绳伸长量增大，弹力沿杆分力向上，但大小始终小于等于重力沿杆的分力，合力仍沿杆向下，持续加速，到N点时合力为0，速度达到最大，因此Q到N过程速度一直增大，故A错误； B．小球从Q到M过程绳子拉力对小球做正功(绳缩短，拉力与小球位移夹角为锐角)，小球机械能持续增加。小球从M到N过程绳子拉力对小球做负功（绳拉长，拉力与位移夹角钝角)，小球机械能持续减少。故M点是小球机械能最大值位置，故B错误； C．当时 Q处绳伸长量 弹性势能 N处绳伸长量 弹性势能 可得 初末弹性势能相等，弹性势能变化 Q、O等高，N在O正下方，下落高度 系统机械能守恒，则 代入，解得，故C错误； D．重力功率公式 竖直分速度杆倾角，沿杆向下，竖直分速度 解得，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。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项是符合题目要求的。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 2026年4月24日，北京国际汽车展览会的氢能展区某款汽车吸引了众多观众驻足。工作人员在平直公路上对该车开展性能测试，使汽车以额定功率启动。某时刻仪表盘显示速度大小为72 km/h，设其所受阻力大小恒为103 N，则该汽车的额定功率可能为（ ） A. 1×103 W B. 1×104 W C. 6×104 W D. 9×104 W 【答案】CD 【解析】 【详解】汽车以额定功率启动，速度为时牵引力与额定功率满足 能达到题给速度时，牵引力应大于阻力，故 由， 解得 所以额定功率应大于。 故选CD。 9. 夏季水上娱乐项目深受人们的喜爱。如图所示为游客从水滑梯上最高点由静止下滑到最低点的过程，已知该过程游客（含滑垫）重力做功为，阻力做功为，则该游客（含滑垫）的（ ） A. 重力势能增加 B. 重力势能减少 C. 动能增加 D. 机械能减少 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．已知该过程游客（含滑垫）重力做功为，则重力势能变化量为 可知重力势能减少，故A错误，B正确； C．根据动能定理可得动能增加量为，故C错误； D．阻力做功为，可知克服阻力做功为，根据功能关系可知，机械能减少，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道ABC固定在竖直面内，轨道对应的圆心角为270°，A点与圆心O等高。质量为m的小球在轨道最低点以某一初速度水平向右沿轨道运动。已知重力加速度g取10m/s2，小球可看作质点，忽略空气阻力，不考虑小球与圆弧轨道碰撞后的运动。下列说法正确的是（ ） A. 若小球脱离轨道后恰好经过A点，小球一定不过圆弧轨道的最高点 B. 若小球脱离轨道后恰好经过O点，小球脱离轨道时的位置半径与水平方向的夹角为30° C. 若小球脱离轨道后恰好经过O点，小球脱离轨道时的速度大小为 D. 若小球脱离轨道后恰好经过O点，小球的初速度大小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．假设小球经过最高点后恰好经过A点，根据平抛可知， 解得 而小球恰好经过最高点的条件为 可知小球经过圆弧轨道最高点点最小速度 所以若小球脱离轨道后恰好经过A点，小球一定不过圆弧轨道的最高点，A正确； BC．若小球脱离轨道后恰好经过O点，由运动学方程，沿水平方向有 竖直方向 小球脱离圆弧轨道的临界条件 解得，​​，B错误，C正确； D．从最低点到小球脱离轨道，根据动能定理  解得： ，D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 实验小组采用不同的实验装置研究平抛运动的特点。 （1）利用图甲所示装置进行研究时，下列说法正确的是_________。 A. 该装置能够验证平抛运动在水平方向做匀速直线运动 B. 该装置能够验证平抛运动在竖直方向做自由落体运动 C. 该装置既可验证平抛运动在水平方向做匀速直线运动，也可验证在竖直方向做自由落体运动 （2）利用图乙所示装置进行实验，回答下列问题。 ①若实验获取的轨迹点如图丙所示，此实验过程出现的问题可能是__________________。 ②正确进行实验操作后，以抛出点为坐标原点，沿水平和竖直方向分别建立x、y轴，测量获取的轨迹点的水平坐标x和竖直坐标y，作出y-x2图像，如图丁中Ⅰ所示。若适当提高小球的初始释放位置，则可能得到的图像是图丁中的_________（填“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 【答案】（1）B （2） ①. 倾斜轨道末端切线不水平 ②. II 【解析】 【小问1详解】 [1] A．图甲中小球做平抛运动，小球同时从同一高度由静止释放，实验只能比较两球竖直方向的运动情况，不能验证水平方向做匀速直线运动，故A错误； B．若两球总能同时落地，说明小球在竖直方向的运动与小球的自由落体运动相同，可以验证平抛运动在竖直方向做自由落体运动，故B正确； C．该装置不能测量相同时间内平抛小球的水平位移关系，不能验证水平方向做匀速直线运动，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 [2] 图丙中以抛出点为原点，轴水平向右、轴竖直向下。若小球离开轨道时初速度水平，则起始时竖直分速度为零，轨迹应从原点开始向下弯曲；图中轨迹开始时先位于轴上方，说明小球离开轨道时有向上的竖直分速度，所以实验中可能是倾斜轨道末端切线不水平。 [3] 正确操作后，小球做平抛运动，有 由关系式 整理得 所以图像的斜率为 适当提高小球的初始释放位置时，小球到达抛出点的速度增大，斜率减小，应得到比图线I斜率更小的图线II。 12. 某实验小组设计了如图甲所示装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下： A.将气垫导轨放在水平桌面上，并将导轨调至水平； B.测出遮光条的宽度d； C.用天平称出钩码的总质量m、滑块和遮光条的总质量M； D.将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L； E.由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t； F.改变L，多次重复实验，记录数据。 （1）为了验证气垫导轨是否水平，可以通过遮光时间来判断，但实验室只有一个光电门，故同学采用了如图乙所示的遮光条，为减小误差应选择图中l的长度稍_________（填“大”或“小”）一些的遮光条，若两侧遮光条的宽度相同，遮光时间分别为t1，t2，则满足t1________t2（填“>”“=”或“<”），则说明气垫导轨已经水平。 （2）本实验的研究对象为_________。 A. 滑块（含遮光条） B. 钩码 C. 滑块（含遮光条）和钩码 （3）根据实验数据作出的图像如图丙所示，若满足机械能守恒，且已知当地的重力加速度为g，则图线斜率k=_________（用题中所给物理量的字母表示）。 （4）若考虑空气阻力的影响，则实验中的k值比理论值_________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） ①. 大 ②. = （2）C （3） （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 [1]为减小误差，应选择长度l稍大的遮光条：l越大，两次遮光的时间间隔越长，速度差异越易观测，时间测量的相对误差更小。 [2] 若气垫导轨水平，滑块做匀速直线运动，两次经过光电门的速度大小相等，因此遮光时间满足。 【小问2详解】 本实验中，钩码的重力势能减少，同时滑块和钩码的动能增加，验证的是滑块（含遮光条）和钩码组成的系统的机械能守恒，因此研究对象为二者整体。 故选 C。 【小问3详解】 系统机械能守恒，钩码下落距离L时，重力势能的减少量等于系统动能的增加量 滑块经过光电门的瞬时速度由遮光条宽度和遮光时间近似得到 代入得 所以图像的斜率为 【小问4详解】 考虑空气阻力f时，由动能定理，重力做功与阻力做负功的和等于系统动能的增加量，即 所以 可知 即实验中的k值比理论值偏大。 13. 2026年5月24日，神舟二十三号飞船成功发射，飞船入轨后，只用了约3.5小时就与中国空间站的天和核心舱完成径向对接。飞船与空间站对接后，组合体在空间站原轨道上做匀速圆周运动。设神舟二十三号飞船的质量为m，中国空间站的轨道半径为r0，取无穷远处引力势能为零，飞船引力势能（相当于重力势能）表达式为（G表示引力常量，M表示地球的质量，r为飞船到地球中心的距离）。已知地球两极处重力加速度为g，地球半径为R，忽略空气阻力作用。求： （1）神舟二十三号飞船与空间站核心舱对接后，飞船做圆周运动时的动能； （2）神舟二十三号飞船与空间站核心舱对接后，飞船做圆周运动时的机械能。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 地球两极处，有 又神舟二十三号飞船与空间站核心舱对接后，飞船做圆周运动向心力 飞船做圆周运动时的动能 解得 【小问2详解】 神舟二十三号飞船的引力势能 机械能 解得 14. 如图所示，平面直角坐标系xOy位于光滑水平面内，一质量m=1 kg的小球以v0=1 m/s的速度沿x轴正方向运动，当其经过坐标原点时，受到沿xOy平面且与x轴负方向成θ=37°、大小F=5 N的恒力作用，经过一段时间到达A点（未画出），到达A点前恒力F做负功，之后做正功。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。求： （1）小球再次返回到y轴所经历的时间； （2）小球运动到A点时的速度。 【答案】（1） （2）大小为，方向与轴正方向的夹角为 【解析】 【小问1详解】 恒力在轴负方向的分力大小为，小球在轴方向做匀变速直线运动，加速度大小为= 小球再次返回到轴时方向位移为，由= 整理得，或= 舍去，小球再次返回到轴所经历的时间为 【小问2详解】 恒力在轴正方向的分力大小为，小球在轴方向的加速度大小为= 到达点前恒力做负功，之后做正功，说明在点速度方向与恒力方向垂直，设到达点的时间为，速度分量为， 由速度方向与恒力方向垂直，有 代入得 解得 所以 由关系式 小球运动到点时的速度大小为 设速度方向与轴正方向的夹角为，则=== 故 15. 如图所示为某冲关游戏装置简化模型竖直截面图。一轻质弹簧固定在轨道最左侧，半径r=0.1 m、底部略微错开的圆形轨道固定在图示位置，水平传送带与两侧轨道等高，传送带右侧水平面上固定一半径足够大的四分之一圆弧面，弧面底端与水平轨道相切。现有一质量m=1 kg的物块压缩弹簧后由静止释放，弹簧始终在弹性限度内，物块在圆形轨道内做完整的圆周运动。已知传送带长度L=6 m，沿顺时针转动的速度v0=1 m/s；物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，与其他接触面间的摩擦力均忽略不计；物块可看作质点，重力加速度g取10 m/s2。 （1）求释放弹簧时，弹簧的最小弹性势能； （2）若物块经过圆形轨道最高点时对轨道的压力FN=440 N，求物块第一次在传送带上运动时因摩擦产生的热量； （3）若释放弹簧时弹簧的弹性势能Ep=12.5 J，从物块滑上传送带开始计时，求物块在传送带上滑行12 s的过程中因摩擦产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】（1）物块恰好通过圆形轨道最高点时，动能最小，此时有 根据能量守恒定律 解得 （2）在最高点有 由牛顿第三定律知 由机械能守恒定律 假设物块在传送带上一直减速，则有 解得，假设成立 由运动学公式有 则 （3）由能量守恒定律有 第一次滑上传送带过程，由动能定理有 由运动学公式有 则 当物块从右侧圆弧面返回后，再次滑上传送带过程，由运动学公式有 该过程相对位移 向左减速到后，反向加速过程的相对位移 之后重复这个过程，故内产生的总热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $