精品解析：河南许昌市2025-2026学年第二学期期末质量检测高一物理试题

2025—2026学年第二学期期末质量检测 高一物理 考试时间∶75分钟 试卷满分∶100分 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 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. 下列说法正确的是（　　） A. 做曲线运动的物体加速度一定发生改变 B. 电场看不见、摸不着，因此不是一种物质 C. 所有带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍 D. 做平抛运动的物体在相等时间内速度变化量逐渐增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．平抛运动属于曲线运动，其加速度为恒定的重力加速度，说明曲线运动的加速度不一定发生改变，故A错误； B．电场是客观存在的特殊场物质，是否可见不是判断物质是否存在的依据，故B错误； C．元电荷是自然界最小的电荷量，实验证明所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，故C正确； D．平抛运动的加速度恒为重力加速度，由速度变化量公式 可知，相等时间内速度变化量大小相等、方向均竖直向下，是恒定值，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。已知质量为60 kg的学员在A位置，质量为70 kg的教练员在B位置，学员和教练员均可视为质点，A的转弯半径为5.0 m，B的转弯半径为4.0 m，则下列说法正确的是（　　） A. 学员和教练员线速度大小之比为4∶5 B. 学员和教练员周期之比为5∶4 C. 学员和教练员向心加速度大小之比为4∶5 D. 学员和教练员受到的合力大小之比为15∶14 【答案】D 【解析】 【详解】学员和教练在同一辆车上绕同一点做匀速圆周运动，因此他们的角速度相等，周期也相等。 A．线速度，所以线速度之比，故A错误； B．学员与教练的周期相等，所以学员与教练的周期为，故B错误； C．向心加速度，所以加速度之比，故C错误； D．向心力，所以合力之比，故D正确。 故选D。 3. 2026年5月24日，神舟二十三号飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，在执行任务时它可视为在距地面约393 km轨道上做匀速圆周运动；此前在西昌卫星发射中心成功发射的北斗导航卫星G7属于地球静止轨道卫星（高度约为36000 km），它使北斗导航系统的可靠性进一步提高。以下说法中正确的是（　　） A. 神舟二十三号飞船的周期比北斗G7的周期小 B. 神舟二十三号飞船的向心加速度比北斗G7的小 C. 通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方 D. 神舟二十三号飞船和北斗G7的运行速度都可能大于7.9 km/s 【答案】A 【解析】 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，有= 解得 轨道半径越小，周期越小。神舟二十三号飞船的轨道半径小于北斗的轨道半径，所以其周期比北斗小，故A正确； B．由万有引力提供向心力，有= 解得，轨道半径越小，向心加速度越大。神舟二十三号飞船的轨道半径更小，所以其向心加速度比北斗大，故B错误； C．地球静止轨道卫星必须位于赤道正上方，西昌不在赤道上，因此不能将北斗定点于西昌正上方，故C错误； D．由万有引力提供向心力，有= 解得，轨道半径越大线速度越小。第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动时轨道半径近似等于地球半径的最大环绕速度，神舟二十三号飞船和北斗的轨道半径均大于地球半径，所以运行速度都小于，故D错误。 故选A。 4. 如图所示为一对不等量异种点电荷Q1、Q2的电场线分布示意图，下列说法正确的是（　　） A. Q1对Q2的静电力大于Q2对Q1的静电力 B. Q1所带的电荷量小于Q2所带的电荷量 C. B处没画电场线，故B处电场强度为零 D. 根据电场强度的定义式可知，A处电场强度与试探电荷无关 【答案】D 【解析】 【详解】A．Q1对Q2的静电力与Q2对Q1的静电力为一对相互作用力，根据牛顿第三定律可得，相互作用力等大反向，故A错误； B．电场线疏密代表场强大小，点电荷附近电场线越密，电荷量越大，Q1所带的电荷量大于Q2所带的电荷量，故B错误； C．电场线只是电场的形象表示，没画出电场线不代表场强为0，B点处在电场中，合场强不为零，故C错误； D．根据电场强度的定义式 又， 为和的合力，可得电场强度与场源电荷、有关，与试探电荷无关，故D正确。 故选D。 5. 我国国产航空母舰“福建舰”（舷号18），于2024年12月29日正式交付海军，成为国防重器。已知“福建舰”发动机的最大输出功率为P，最大航行速度为v，假设某次直线航行过程中所受的阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A. 若“福建舰”以加速度a匀加速启动，则启动时发动机的输出功率恒定 B. 若“福建舰”以速度v匀速航行，则牵引力的大小为 C. 若“福建舰”以速度匀速航行，则发动机的输出功率为 D. 若“福建舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达到v，则有 【答案】B 【解析】 【详解】A．匀加速启动阶段加速度恒定，由牛顿第二定律得，可知牵引力大小恒定。 匀加速运动速度，速度随时间不断增大。 结合功率公式，可知输出功率随速度增大而升高，并非恒定，故A错误； B．以最大速度匀速航行时，牵引力等于阻力，且此时发动机功率为最大输出功率，由可得牵引力，故B正确； C．匀速航行时牵引力等于恒定阻力 若以匀速航行，输出功率，故C错误； D．恒定功率启动过程，合外力做功等于动能变化，由动能定理得 其中为阻力做功，因此，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的滑动摩擦力大小为Ff，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，以下结论正确的是（　　） A. 小物块克服摩擦力所做的功为Ff（L+x） B. 小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ff（L+x） C. 小物块到达小车最右端时，小物块具有的动能为（F-Ff）L D. 小物块和小车组成的系统增加的机械能为FL 【答案】A 【解析】 【详解】A．小物块受到的滑动摩擦力大小为，方向与运动方向相反。克服摩擦力做功等于摩擦力大小乘以物块的对地位移，故A正确； B．小车水平方向仅受物块施加的滑动摩擦力，根据动能定理，小车的动能等于合外力对小车做的功。小车对地位移为x，因此，故B错误； C．物块水平方向受恒力F和摩擦力，合力为。根据动能定理，物块的动能等于合力乘以物块的对地位移，故C错误； D．系统增加的机械能等于外力F做的总功，减去系统内因摩擦产生的内能（相对位移对应的热量），即，故D错误。 故选A。 7. 一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是（　　） A. 物块在下滑过程中机械能守恒 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.4 C. 物块下滑时加速度的大小为2.0 m/s2 D. 当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J 【答案】C 【解析】 【详解】A．下滑5m的过程中，重力势能减少30J，动能增加10J，减少的重力势能并不等于增加的动能，所以机械能不守恒，A错误； B．斜面高3m、长5m，则斜面倾角为θ＝37°。令斜面底端为零势能面，则物块在斜面顶端时的重力势能mgh＝30J 可得质量m＝1kg 下滑5m过程中，由功能关系，机械能的减少量等于克服摩擦力做的功则μmg·cosθ·s＝20J 解得物块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，B错误； C．由牛顿第二定律mgsinθ－μmgcosθ＝ma 解得物块下滑时加速度的大小为a＝2m/s2，C正确； D．物块下滑2.0m时，重力势能减少12J，动能增加4J，所以机械能损失了8J，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。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。 8. 如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴上的O点转动，另一端与质量为m的可视为质点的小物块相连，小物块以水平初速度v0出发，恰好能在桌面上完成一个完整的圆周运动。则下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中小物块所受的摩擦力恒定 B. 小物块所受摩擦力的大小为 C. 小物块运动一周所用时间 D. 轻质细杆对小物块做的功 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．小物块在运动过程中，受到滑动摩擦力的作用，根据滑动摩擦力的性质，其方向总是与物块相对桌面运动的速度方向相反，速度方向一直在变，故摩擦力方向也一直在变，不是恒定的，A错误； B．滑动摩擦力大小不变，根据动能定理，有，其中 得，B正确； C．根据动量定理，有 得，C正确； D．轻质细杆对小物块的作用力沿径向方向，小物块的速度始终沿切线方向，细杆的作用力与速度方向始终垂直，因此细杆对小物块做功为，D错误。 故选BC。 【点睛】 9. 如图所示，有一个倾角为θ的足够长固定斜面，小球从斜面上以速度v斜向上抛离斜面，v与斜面夹角为α。小球恰好沿水平方向打在斜面上并且不反弹，不计空气阻力，重力加速度为g，对于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球离开斜面的最远距离为 B. 小球在空中运动的时间为 C. 小球打在斜面上的速度大小为vcos（α+θ） D. 小球沿水平方向打在斜面上需满足tanα=2tanθ 【答案】AC 【解析】 【详解】A．将初速度沿斜面和垂直于斜面方向分解，则垂直斜面方向 沿斜面方向 将加速度沿斜面和垂直于斜面方向分解，垂直斜面方向 沿斜面方向 当垂直斜面方向速度减为0时，小球离斜面最远，由匀变速运动公式 小球离开斜面的最远距离为，故A正确； B．将初速度沿水平方向和竖直方向分解，有， 由于小球恰好沿水平方向打在斜面上，则小球在空中运动的时间为，故B错误； C．小球在水平方向做匀速直线运动，则小球打在斜面上的速度大小为，故C正确； D．落点在斜面上，满足位移关系 代入、和​ 整理得 即，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，光滑细杆1、2分别沿水平和竖直固定放置，交点为O，质量M=2.25 kg的甲物块套在杆2上，质量m=1 kg的乙物块套在杆1上，甲、乙（均视为质点）用长度L=5 m的轻杆3铰接，当杆3与水平方向夹角为53°时，甲由静止开始释放，重力加速度g取10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则下列说法正确的是（　　） A. 当杆3与杆2的夹角为53°时，甲与O点的距离为4 m B. 当杆3与杆2夹角为53°时，乙的速度大小为4 m/s C. 从甲由静止释放到杆3与杆2夹角为53°时，系统势能的减少量为22.5 J D. 从甲由静止释放到杆3与杆2夹角为53°时，杆3对乙做的功为4.5 J 【答案】CD 【解析】 【详解】A．当杆3与杆2的夹角为53°时，甲与O的距离，故A错误； B．杆3与杆1的夹角为53°时， 甲与O的距离 当杆3与杆2的夹角为53°时，设甲、乙的速度分别为、，则有 由系统的机械能守恒定律可得 解得，故B错误； C．从甲由静止释放到杆3与杆2夹角为53°时，系统势能的减少量为，故C正确； D．由动能定理可得杆3对乙做的功为 解得，故D正确。 故选CD。 三、实验探究题（本大题有2小题，每空2分，共16分） 11. 在“探究平抛运动的特点”的实验中，三个实验小组选用不同的仪器进行实验。 （1）第一组采用图甲所示的装置，实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤击打弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。实验者观察到的现象是：小球A、B______（选填“同时”或“不同时”）落地。 （2）第二组同学使用频闪照相机（每隔相等时间T拍一次照片）拍摄小球在空中的位置，图中背景小方格的边长实际长度为2.5 cm，重力加速度g取10 m/s2，则小球做平抛运动的水平初速度大小是______m/s。 （3）图丙所示是第三组同学实验中记录的一段轨迹。已知小球是从原点O水平抛出的，经测量P点的坐标为（30 cm，20 cm），重力加速度g取10 m/s2，则小球在P点时速度方向与水平方向夹角的正切值为______（用分数表示）。 【答案】（1）同时 （2）1 （3） 【解析】 【小问1详解】 图甲的实验中，A球做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动；B球被松开后直接做自由落体运动。由于两球从同一高度同时开始运动，竖直方向运动规律完全相同，因此小球A、B会同时落地。 【小问2详解】 小球竖直方向有 解得照相机的频闪周期 小球做平抛运动的水平初速度大小为 【小问3详解】 该平抛运动的位移偏转角正切值为 则小球在P点时速度方向与水平方向夹角的正切值为 12. 某兴趣小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。轻绳跨过轻质定滑轮，左端连结轻质弹簧，右端连结小物块，初始时两结点分别在A、B位置，A、B在同一水平线上，弹簧下端固定且处于原长，光电门中心到遮光条中心的竖直距离为l，从静止释放小物块，遮光条经过光电门的挡光时间为t。已知小物块和遮光条总质量为m，弹簧的劲度系数为k，弹性势能（x为弹簧形变量），重力加速度为g，遮光条的宽度为d（d远远小于l）。 （1）为了验证机械能守恒，该实验研究对象应为______（选填“小物块和遮光条所组成的系统”或“小物块和遮光条及弹簧所组成的系统”）。 （2）改变光电门的位置，重复实验，每次小物块均从B点由静止释放，记录多组l和对应的时间t，若要验证机械能守恒，则在误差允许的范围内，需要验证的关系式是______。 （3）作出图像如图2所示，当和时，小物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为和，则______（用l1、m、l2、g表示）。 （4）当l取某个值时，可以使小物块通过光电门时的速度最大，则此时l为______，速度最大值为______（以上两空均用m、g、k表示）。 【答案】（1）小物块和遮光条及弹簧所组成的系统 （2） （3） （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 从静止释放小物块，小物块和遮光条的重力势能减少，动能增加、弹簧弹性势能增加，为了验证机械能守恒，研究对象应为物块和遮光条及弹簧所组成的系统。 【小问2详解】 遮光条经过光电门的挡光时间为t，则遮光条经过光电门时的速度为 根据系统机械能守恒可得 联立可得需要验证的关系式是 【小问3详解】 由图2可知，和时相等，说明小物块动能相等，根据系统机械能守恒可得， 则有 【小问4详解】 [1][2]物块速度最大时，加速度为0，合力为零，即重力等于弹簧弹力，则有 解得 根据系统机械能守恒可得 解得速度最大值为 四、解答题（共38分） 13. 我国计划在2030年前实现载人登月，开展科学探索。假设宇航员在月球上将一小球竖直向上抛出，小球的初速度大小为v0，经过时间t落回抛出点。已知月球的半径为R，万有引力常量为G，忽略月球自转，求： （1）月球的第一宇宙速度v； （2）月球的平均密度ρ。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球做竖直上抛运动，由运动学公式 解得月球表面的重力加速度 而 解得月球的第一宇宙速度 【小问2详解】 根据万有引力与重力的关系 得月球的质量为 由 月球的体积为 则月球的平均密度为 14. 下图是许昌东湖电动音乐喷泉喷水时的场景，已知其中一个喷管的直径为d，水的密度为ρ，竖直向上喷水时，测得该喷管喷出的水柱最大高度为h，重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）该喷管的最大喷水流量Q（流量指单位时间内喷出水的体积）； （2）给该喷管供水的电动机输出功率P至少有多大； （3）取湖面处的重力势能为零，不计湖面上喷管的长度。若该喷管以最大速度且与水平方向成θ角喷水，求稳定时空中水的机械能E。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设喷口处水的速度为，从喷口到最高点的过程中只有重力做功，由机械能守恒有= 解得 喷管横截面积 最大喷水流量 【小问2详解】 时间内喷出的水的质量 电动机至少提供这些水在喷口处的动能，由能量转化有 代入，整理得 将、 代入，得 【小问3详解】 喷管以最大速度且与水平方向成角喷水时，水从喷出到回到湖面所用时间 稳定时空中水的质量 湖面处重力势能为零，且不计空气阻力，每部分水的机械能等于其喷出时动能，所以空中水的机械能 代入、 整理得 15. 如图所示，光滑曲面轨道AB、光滑竖直圆轨道BCB′、水平轨道B′D、水平传送带DE依次平滑连接，圆轨道最低点处的入口B与出口B′靠近但相互错开，在EF右侧空间存在水平向右的匀强电场，电场强度大小，不考虑电场的边缘效应。现将一质量，带电荷量的绝缘滑块（可视为质点）从AB轨道上高度为H处由静止释放。已知圆轨道半径，水平轨道B′D的长度，传送带两端点DE间的距离，EF的竖直高度，滑块与水平轨道B′D和传送带间的动摩擦因数均为，传送带以恒定速度逆时针转动（不考虑传送带轮对运动的影响），重力加速度g取10 m/s2。求： （1）若使滑块在圆轨道内做完整的圆周运动，H的最小值； （2）当时，滑块落点与F点间的水平距离（不考虑落到FG以后的运动）； （3）当时，滑块从释放到飞出传送带的过程中，因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1）5 m （2）1.56 m （3）56 J 【解析】 【小问1详解】 滑块由静止运动至C点的过程， 由动能定理可得 在C点由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 当时，滑块从A点到E点的过程， 根据动能定理有 解得 从E点飞出后，竖直方向上 水平方向上 电场内有 解得 【小问3详解】 当时，从A点到D点，根据动能定理有 解得 根据 由运动学公式 解得。 在2s时间内，滑块的位移为 传送带运动的位移为 滑块相对于传送带的位移为 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年第二学期期末质量检测 高一物理 考试时间∶75分钟 试卷满分∶100分 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 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. 下列说法正确的是（　　） A. 做曲线运动的物体加速度一定发生改变 B. 电场看不见、摸不着，因此不是一种物质 C. 所有带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍 D. 做平抛运动的物体在相等时间内速度变化量逐渐增加 2. 如图所示，为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。已知质量为60 kg的学员在A位置，质量为70 kg的教练员在B位置，学员和教练员均可视为质点，A的转弯半径为5.0 m，B的转弯半径为4.0 m，则下列说法正确的是（　　） A. 学员和教练员线速度大小之比为4∶5 B. 学员和教练员周期之比为5∶4 C. 学员和教练员向心加速度大小之比为4∶5 D. 学员和教练员受到的合力大小之比为15∶14 3. 2026年5月24日，神舟二十三号飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，在执行任务时它可视为在距地面约393 km轨道上做匀速圆周运动；此前在西昌卫星发射中心成功发射的北斗导航卫星G7属于地球静止轨道卫星（高度约为36000 km），它使北斗导航系统的可靠性进一步提高。以下说法中正确的是（　　） A. 神舟二十三号飞船的周期比北斗G7的周期小 B. 神舟二十三号飞船的向心加速度比北斗G7的小 C. 通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方 D. 神舟二十三号飞船和北斗G7的运行速度都可能大于7.9 km/s 4. 如图所示为一对不等量异种点电荷Q1、Q2的电场线分布示意图，下列说法正确的是（　　） A. Q1对Q2的静电力大于Q2对Q1的静电力 B. Q1所带的电荷量小于Q2所带的电荷量 C. B处没画电场线，故B处电场强度为零 D. 根据电场强度的定义式可知，A处电场强度与试探电荷无关 5. 我国国产航空母舰“福建舰”（舷号18），于2024年12月29日正式交付海军，成为国防重器。已知“福建舰”发动机的最大输出功率为P，最大航行速度为v，假设某次直线航行过程中所受的阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A. 若“福建舰”以加速度a匀加速启动，则启动时发动机的输出功率恒定 B. 若“福建舰”以速度v匀速航行，则牵引力的大小为 C. 若“福建舰”以速度匀速航行，则发动机的输出功率为 D. 若“福建舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达到v，则有 6. 如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的滑动摩擦力大小为Ff，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，以下结论正确的是（　　） A. 小物块克服摩擦力所做的功为Ff（L+x） B. 小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ff（L+x） C. 小物块到达小车最右端时，小物块具有的动能为（F-Ff）L D. 小物块和小车组成的系统增加的机械能为FL 7. 一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是（　　） A. 物块在下滑过程中机械能守恒 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.4 C. 物块下滑时加速度的大小为2.0 m/s2 D. 当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J 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，有选错或不选的得0分。 8. 如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴上的O点转动，另一端与质量为m的可视为质点的小物块相连，小物块以水平初速度v0出发，恰好能在桌面上完成一个完整的圆周运动。则下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中小物块所受的摩擦力恒定 B. 小物块所受摩擦力的大小为 C. 小物块运动一周所用时间 D. 轻质细杆对小物块做的功 9. 如图所示，有一个倾角为θ的足够长固定斜面，小球从斜面上以速度v斜向上抛离斜面，v与斜面夹角为α。小球恰好沿水平方向打在斜面上并且不反弹，不计空气阻力，重力加速度为g，对于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球离开斜面的最远距离为 B. 小球在空中运动的时间为 C. 小球打在斜面上的速度大小为vcos（α+θ） D. 小球沿水平方向打在斜面上需满足tanα=2tanθ 10. 如图所示，光滑细杆1、2分别沿水平和竖直固定放置，交点为O，质量M=2.25 kg的甲物块套在杆2上，质量m=1 kg的乙物块套在杆1上，甲、乙（均视为质点）用长度L=5 m的轻杆3铰接，当杆3与水平方向夹角为53°时，甲由静止开始释放，重力加速度g取10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则下列说法正确的是（　　） A. 当杆3与杆2的夹角为53°时，甲与O点的距离为4 m B. 当杆3与杆2夹角为53°时，乙的速度大小为4 m/s C. 从甲由静止释放到杆3与杆2夹角为53°时，系统势能的减少量为22.5 J D. 从甲由静止释放到杆3与杆2夹角为53°时，杆3对乙做的功为4.5 J 三、实验探究题（本大题有2小题，每空2分，共16分） 11. 在“探究平抛运动的特点”的实验中，三个实验小组选用不同的仪器进行实验。 （1）第一组采用图甲所示的装置，实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤击打弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。实验者观察到的现象是：小球A、B______（选填“同时”或“不同时”）落地。 （2）第二组同学使用频闪照相机（每隔相等时间T拍一次照片）拍摄小球在空中的位置，图中背景小方格的边长实际长度为2.5 cm，重力加速度g取10 m/s2，则小球做平抛运动的水平初速度大小是______m/s。 （3）图丙所示是第三组同学实验中记录的一段轨迹。已知小球是从原点O水平抛出的，经测量P点的坐标为（30 cm，20 cm），重力加速度g取10 m/s2，则小球在P点时速度方向与水平方向夹角的正切值为______（用分数表示）。 12. 某兴趣小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。轻绳跨过轻质定滑轮，左端连结轻质弹簧，右端连结小物块，初始时两结点分别在A、B位置，A、B在同一水平线上，弹簧下端固定且处于原长，光电门中心到遮光条中心的竖直距离为l，从静止释放小物块，遮光条经过光电门的挡光时间为t。已知小物块和遮光条总质量为m，弹簧的劲度系数为k，弹性势能（x为弹簧形变量），重力加速度为g，遮光条的宽度为d（d远远小于l）。 （1）为了验证机械能守恒，该实验研究对象应为______（选填“小物块和遮光条所组成的系统”或“小物块和遮光条及弹簧所组成的系统”）。 （2）改变光电门的位置，重复实验，每次小物块均从B点由静止释放，记录多组l和对应的时间t，若要验证机械能守恒，则在误差允许的范围内，需要验证的关系式是______。 （3）作出图像如图2所示，当和时，小物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为和，则______（用l1、m、l2、g表示）。 （4）当l取某个值时，可以使小物块通过光电门时的速度最大，则此时l为______，速度最大值为______（以上两空均用m、g、k表示）。 四、解答题（共38分） 13. 我国计划在2030年前实现载人登月，开展科学探索。假设宇航员在月球上将一小球竖直向上抛出，小球的初速度大小为v0，经过时间t落回抛出点。已知月球的半径为R，万有引力常量为G，忽略月球自转，求： （1）月球的第一宇宙速度v； （2）月球的平均密度ρ。 14. 下图是许昌东湖电动音乐喷泉喷水时的场景，已知其中一个喷管的直径为d，水的密度为ρ，竖直向上喷水时，测得该喷管喷出的水柱最大高度为h，重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）该喷管的最大喷水流量Q（流量指单位时间内喷出水的体积）； （2）给该喷管供水的电动机输出功率P至少有多大； （3）取湖面处的重力势能为零，不计湖面上喷管的长度。若该喷管以最大速度且与水平方向成θ角喷水，求稳定时空中水的机械能E。 15. 如图所示，光滑曲面轨道AB、光滑竖直圆轨道BCB′、水平轨道B′D、水平传送带DE依次平滑连接，圆轨道最低点处的入口B与出口B′靠近但相互错开，在EF右侧空间存在水平向右的匀强电场，电场强度大小，不考虑电场的边缘效应。现将一质量，带电荷量的绝缘滑块（可视为质点）从AB轨道上高度为H处由静止释放。已知圆轨道半径，水平轨道B′D的长度，传送带两端点DE间的距离，EF的竖直高度，滑块与水平轨道B′D和传送带间的动摩擦因数均为，传送带以恒定速度逆时针转动（不考虑传送带轮对运动的影响），重力加速度g取10 m/s2。求： （1）若使滑块在圆轨道内做完整的圆周运动，H的最小值； （2）当时，滑块落点与F点间的水平距离（不考虑落到FG以后的运动）； （3）当时，滑块从释放到飞出传送带的过程中，因摩擦产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $