精品解析:广东深圳中学2025-2026学年高一第二学期期末考试物理试卷
2026-07-18
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 深圳市 |
| 地区(区县) | 罗湖区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.25 MB |
| 发布时间 | 2026-07-18 |
| 更新时间 | 2026-07-18 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58869309.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
深圳中学2025-2026学年度第二学期期末考试试题
高一物理
考试时长:75分钟 卷面总分:100分
注意事项:答案写在答题卡指定的位置上,写在试题卷上无效。选择题作答必须用2B铅笔,修改时用橡皮擦干净。
一、单项选择题(每小题只有一个答案符合题意,共7小题,每小题4分,共28分)
1. 如图所示,跳马运动员从空中落地的过程中,双脚脚尖先接触地面,随后双腿弯曲,重心继续下降,完全落地时重心降至最低点,人体静止。下列关于人从脚尖触地到完全落地过程的分析,正确的是( )
A. 人与地球组成的系统机械能守恒
B. 双腿弯曲是为了延长作用时间,减小地面对人的作用力
C. 地面对人的支持力与人的重力始终大小相等
D. 地面对人支持力的冲量大于人对地面压力的冲量
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于着地过程中动能和势能都减少,故系统的机械能不守恒,故A错误;
B.根据动量定理可知,双腿弯曲,可以延长作用时间,减小作用力,故B正确;
C.人在落地的过程中经历了先加速后减速,加速过程重力大于支持力,减速时重力小于支持力,故C错误;
D.地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,同时存在且等大反向,所以这两个力的冲量大小始终相等,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,在同一高度处将四个小球以相同的速率同时抛出:甲竖直向上抛出、乙斜向上抛出、丙水平抛出、丁斜向下抛出。不计空气阻力,则最先落地的小球是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】D
【解析】
【详解】设抛出点离地高度为,取竖直向下为正方向。四个小球在竖直方向上均只受重力作用,加速度均为。竖直方向根据位移时间公式有
可知,在和相同的情况下,竖直向下的初速度分量越大,落地时间越短。由题图可知,丁斜向下抛出时竖直向下的初速度分量最大,落地时间最短,故最先落地的小球是丁。
故选D。
3. 如图所示,一质量的小球静止在竖直固定、内壁光滑、半径为的圆轨道内的最低点。现给小球一水平瞬时冲量,小球此后恰好能经过圆轨道的最高点。已知重力加速度为,则冲量的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小球恰好能经过圆轨道的最高点,此时重力刚好提供向心力,则有
解得
从最低点到最高点的过程中,由机械能守恒可得
解得小球在最低点的速度大小为
根据动量定理可得
解得。
故选D。
4. 如图所示为嫦娥六号探测器绕月飞行的轨道示意图,嫦娥六号先在圆形轨道1上绕月球飞行,在点变轨后进入椭圆轨道2,为椭圆轨道2的远月点。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的是( )
A. 在轨道2上经过点的速率大于轨道1经过点的速率。
B. 在轨道2上经过点的加速度大于轨道1经过点的加速度
C. 在轨道1的周期小于在轨道2的周期
D. 在轨道1的机械能等于在轨道2的机械能
【答案】C
【解析】
【详解】A.轨道 1 半径小于 B 到月球的距离,轨道 1 上 A 点的线速度大于以 B 到月球距离做圆周运动的速度,而轨道 2 上 B 点速度小于同半径圆轨道的速度,所以,故A错误;
B.根据万有引力定律,轨道1和轨道2的A点是同一点,到月心的距离不变,所以加速度相同,故B错误;
C.根据开普勒第三定律,半长轴(半径)越大,周期越大,故探测器在轨道2上周期大于探测器在轨道1上周期,故C正确;
D.在A点变轨时,需要加速才能从轨道1进入轨道2,故探测器在轨道2的动能大于轨道1动能,因探测器在A点加速时势能不变,故探测器在轨道2上机械能更大,故D错误。
故选C。
5. 光滑斜面体静止在光滑水平面上,一个质量为的小物块由静止开始从顶端沿斜面下滑至底端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块对斜面的压力对斜面做正功
B. 斜面的支持力对物块不做功
C. 物块的重力势能减少,物块的重力做负功
D. 物块和斜面组成的系统动量守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A.物块对斜面的压力垂直于斜面向下,与斜面的运动方向之间的夹角小于,则物块对斜面的压力对斜面做正功,故A正确;
B.斜面的支持力垂直于斜面向上,与物块的运动方向之间的夹角大于,则斜面的支持力对物块做负功,故B错误;
C.物块下滑过程,物块的重力做正功,物块的重力势能减少,故C错误;
D.物块下滑过程,物块在竖直方向有加速度,斜面在竖直方向没有加速度,所以物块和斜面组成的系统在竖直方向所受合外力不为0,系统动量不守恒,故D错误。
故选A。
6. 2026年6号台风“蔷薇”在西北太平洋洋面上生成,预计将向偏北转北偏西方向移动,强度逐渐增强,并向台湾岛以东洋面靠近,其中心附近最大风力8级(约),中心最低气压998百帕。假如你身处其中正面迎风(假设空气吹到人身上后速度瞬间减为零,空气密度为),人体迎风面积约为,估算你受到的风力大约为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】时间内,撞击人体的空气质量为
根据动量定理可得
联立可得
可知受到的风力大约为。
故选C。
7. 如图是劳动者抛沙袋入车的情境图。一排人站在平直的轨道旁,分别标记为1,2,3……。已知车的质量为40 kg,每个沙袋质量为5 kg。当车经过一人身旁时,此人将一个沙袋沿与车前进相反的方向以投入到车内,沙袋与车瞬间就获得共同速度。已知车原来的速度大小为,忽略地面的摩擦,当车停止运动时,一共抛入的沙袋有( )
A. 10个 B. 20个 C. 30个 D. 40个
【答案】B
【解析】
【详解】取车前进方向为正方向,设共投入个沙袋。每个沙袋与车碰撞并获得共同速度的过程中,水平方向动量守恒。把次碰撞的动量关系相加,车停止时有
解得
故选B。
二、多项选择题(共3小题,全对得6分,错选得0分,漏选得3分,共18分)
8. 从地面竖直向上抛出一物体,取地面为重力势能零点,在上升过程中,该物体的机械能和重力势能随它离地面的高度的变化关系如图所示。已知重力加速度为,由图中数据可得( )
A. 物体的质量为10 kg
B. 时,物体的速率为10 m/s
C. 上升过程物体所受合外力做功-50 J
D. 上升过程除重力外物体还受到大小为的恒定阻力
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由题图可知,物体刚被抛出时的机械能为,即物体竖直上抛的初动能
当机械能与重力势能相等,说明动能为零,物体上升到最高点时离地面高度为,这时重力势能
所以,故A错误;
B.根据
解得时,物体的速率,故B正确;
C.由图可知当时,
当时,,故
所以从地面至离地面高处的过程中,物体的动能减少50J,由动能定理可知合外力做功-50 J,故C正确。
D.由功能关系知物体机械能的变化量等于除重力(或者弹力)外其它力做的功,故图像中直线的斜率表示阻力,故阻力大小恒为,故D正确。
故选BCD。
9. 质量为的子弹以某一初速度击中静止在光滑水平地面上质量为的木块,并陷入木块一定深度后与木块相对静止,甲、乙两图表示了这一过程开始和结束时子弹和木块可能的相对位置,设木块对子弹的摩擦阻力大小恒定为,下列说法正确的是( )
A. 若较小,则可能是甲图所示情形;若较大,则可能是乙图所示情形
B. 不论多大,都只能是甲图所示情形
C. 仅增大,子弹和木块最终的共同速度减小
D. 仅增大,子弹和木块最终的共同速度不变
【答案】BD
【解析】
【详解】CD.对木块和子弹,根据动量守恒定律,有
得,知子弹和木块最终的共同速度与无关,C错误,D正确;
AB.设子弹射入木块的深度为,根据能量守恒定律,有
得
设木块的位移为,对木块,根据动能定理,有
得
则,因为一定小于木块的长度,则木块的位移一定小于木块的长度,故不论多大,都只能是甲图所示情形,A错误,B正确。
故选BD。
【点睛】
10. 在一直径的空心球壳内放有一直径的实心小球,二者质量相等均为,不计球壳厚度,初始二者静置在水平面上,球壳顶端与天花板间的距离。二者自地面以初速度竖直上抛,球壳与天花板发生碰撞后以原速率反弹,碰撞时间极短。所有碰撞均为弹性碰撞,重力加速度,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 球壳与天花板碰后的瞬时速度大小为1m/s
B. 球壳与天花板碰后至与小球第一次碰撞的时间间隔为0.5s
C. 球壳与小球第二次碰后的瞬时速度大小为4m/s
D. 球壳第一次落地前共与小球发生4次碰撞
【答案】AD
【解析】
【详解】A.球壳做竖直上抛运动,则与天花板碰前的瞬时速度
可知球壳与天花板碰后的瞬时速度大小为1m/s,A正确;
B.碰后球壳以初速度1m/s做竖直下抛运动,小球以速度1m/s做竖直上抛运动,可知两者的相对运动为匀速直线运动,相对速度为2m/s,则球壳与天花板碰后至与小球第一次碰撞的时间间隔为,B错误;
C.向下为正方向,球壳与小球第一次碰前球壳的速度,方向向下;小球的速度,方向向下;
因两物体发生弹性碰撞,则由动量守恒和能量关系,
可知,
两者的相对速度仍为2m/s,则第2次碰撞经历的时间仍为
此时球壳的速度,小球的速度
同理第二次碰撞后两球仍交换速度,则碰后球壳和小球的速度分别为,
即球壳与小球第二次碰后的瞬时速度大小为6m/s,C错误;
D.球壳与小球第一次碰撞时球壳下落的高度
球壳与小球从第一次碰撞到第二次碰撞球壳下落的高度
同理第二次碰后球壳和小球的速度分别为,
同理从第二次到第三次碰撞经历的时间仍为,此时碰前球壳的速度,小球的速度
第二次碰撞到第三次碰撞球壳下落的高度
同理第三次碰撞后两球仍交换速度,则碰后球壳和小球的速度分别为,
同理从第三次到第四次碰撞经历的时间仍为,此时球壳的速度,小球的速度
第三次碰撞到第四次碰撞球壳下落的高度
同理第四次碰撞后两球仍交换速度,则碰后球壳和小球的速度分别为,
同理从第四次碰撞到第五次碰撞经历的时间仍为,此时球壳的速度,第四次碰撞到第五次碰撞球壳下落的高度
因,而
可知球壳第一次落地前共与小球发生4次碰撞,D正确。
故选AD。
三、实验题(共2小题,11题10分,12题6分,共16分)
11. 某学习兴趣小组用图甲所示实验装置验证动量守恒定律,主要步骤为:
①将斜槽固定在水平桌面上,使槽的末端水平;
②将质量为的入射球多次从斜槽上S位置静止释放,记录其平均落地点位置;
③将质量为的被碰球静置于槽的末端,再将入射球从斜槽上S位置静止释放,与被碰球相碰,并多次重复,记录两小球的平均落地点位置;
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、,如图乙所示。
(1)实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为__________(选填“>”“<”或“=”);
(2)关于该实验,下列说法正确的有__________;
A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽末端可以不水平
C. 入射球和被碰球的半径必须相同 D. 实验必须测量出小球抛出点的离地高度
(3)落点__________(选填“M”“P”或“N”)是步骤②记录的;
(4)若两球碰撞时动量守恒,应满足的关系式为____________________;若碰撞是弹性碰撞,还应满足的关系式为____________________。(均用题干所给物理量的符号表示)
【答案】(1)> (2)C
(3)P (4) ①. m1x2=m1x1+m2x3 ②.
【解析】
【小问1详解】
实验中为防止入射球碰后反弹,则入射球和被碰球的质量应满足的关系为;
【小问2详解】
A.斜槽轨道是否光滑对实验无影响,A错误;
B.斜槽末端必须水平,以保证小球做平抛运动,B错误;
C.入射球和被碰球的半径必须相同,以保证两球发生正碰,C正确;
D.实验中用小球平抛的水平位移代替水平速度,可知没必要测量出小球抛出点的离地高度,D错误。
故选C。
【小问3详解】
步骤②中不放被碰球,只将质量为的入射球多次从斜槽上S位置静止释放,则落点P是步骤②记录的;
【小问4详解】
[1]以水平向右为正方向,若满足动量守恒定律,要验证的关系为m1v0=m1v1+m2v2
由于小球做平抛运动的竖直位移相同,所以平抛运动的时间相同,可知平抛运动的水平位移大小与初速度大小成正比,故可用水平位移表示平抛运动的初速度。
设小球在空中运动的时间为t,则有m1v0t=m1v1t+m2v2t
可得应满足的关系式为:m1x2=m1x1+m2x3
[2]若碰撞是弹性碰撞,还应满足机械能守恒定律,则有
12. 小明同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。他测出小钢球的直径、质量,将不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,拉力传感器正下方固定光电门,小钢球静止在最低点时正对光电门,测出绳长,然后拉起小钢球至某一位置,测出轻绳与竖直方向之间的夹角,随即将其由静止释放。小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值。改变,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制图像。已知当地重力加速度为。
(1)若小钢球通过光电门的时间为,则小钢球通过光电门时的速度为_____,小钢球通过光电门时拉力传感器的示数表达式为_____(用已知量符号表示)。
(2)该同学绘制的图像如图乙所示,若小球运动过程中满足机械能守恒,则图像的斜率大小_____(用题中所给物理量的符号表示)。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]小钢球通过光电门时的速度为
[2]小球通过最低点时,由牛顿第二定律有
解得拉力传感器的示数表达式为
【小问2详解】
小球由最高点运动至最低点过程中,根据机械能守恒定律有
小球通过最低点时有
联立解得
故图像的斜率大小
四、计算题(共3小题,13题12分,14题10分,15题16分,共38分)
13. 暑期研学是中学生感受传统民俗魅力,体悟劳动艰辛与丰收喜悦的重要途径,如图所示为深圳中学高一暑期研学农家项目“打糍粑”的情景。某次“打糍粑”动作过程简化为木槌始终在竖直方向做直线运动,分析如下:某同学握持质量的木槌,槌头初始竖直保持静止,底端位于糍粑正上方处,随后该同学对木槌施加一竖直向上的恒力,施力持续时间,停止施力后木槌仅在重力作用下继续运动,当槌头下落至接触糍粑打击后木槌静止,已知重力加速度,求:
(1)停止施力时木槌的速度大小;
(2)木槌上升的最大高度;
(3)木槌打击糍粑的作用力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
取竖直向上为正方向,施力阶段由牛顿第二定律得
解得==
木槌初速度为零,由速度公式得
【小问2详解】
施力阶段木槌上升的高度为==
停止施力后,木槌仅受重力作用继续上升,由速度与位移关系得
解得==
所以木槌上升的最大高度为
【小问3详解】
木槌从最高点下落至接触糍粑的距离为
由速度与位移关系得
解得
木槌与糍粑接触后速度在内减为零,平均加速度方向竖直向上,大小为==
由牛顿第三定律,糍粑对木槌的平均作用力大小也为。对木槌由牛顿第二定律得
解得
14. 一种升降电梯的原理如图所示,A为电梯的轿厢,B为平衡配重。在某次运行时A、B的质量分别为和。A、B由跨过轻质定滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉B,使电梯的轿厢由静止开始向上运动。此过程电动机施加给牵引绳拉力的功率保持为不变,不计空气阻力和摩擦阻力,重力加速度为,在向上运动过程中(楼层足够高),求:
(1)当向上运动的速率为时,电动机施加给牵引绳的拉力大小;
(2)A能达到的最大速率;
(3)A从静止开始上升高度(A已处于匀速状态)所用的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当向上运动的速率为时,电动机施加给牵引绳的拉力大小
【小问2详解】
当轿厢A的速度达到最大时轿厢A做匀速直线运动,电动机的牵引力为F,则有
又
代入数据解得
【小问3详解】
厢体A从静止开始到上升的高度为H时,轿厢箱体已处于匀速状态,对A、B整体,由动能定理得
代入数据解得
15. 如图所示,质量为m的长直木板静置于光滑平面上,自木板的左端至右端均匀放置4个完全相同、可视为质点的质量均为的小滑块。紧靠木板左端有一光滑圆弧轨道(与木板不粘连),质量为,轨道半径为,质量也为的小滑块A从光滑的轨道顶端由静止滑下。小滑块与木板间的动摩擦因数均为,滑块与滑块间的碰撞时间极短,碰撞均为弹性碰撞,木板长度。求:
(1)若圆弧轨道与地面不固定,A滑块从圆弧轨道顶端滑到最低点时,圆弧轨道的位移大小s;
(2)若圆弧轨道与地面固定,A滑块滑下与木板上第一个滑块碰撞,碰后瞬间立即解除圆弧轨道与地面间的固定:
①滑块A与木板上第一个滑块碰后,木板上第一个滑块的速度;
②最终状态下木板上的四个滑块距木板最左端的距离、、、。
【答案】(1)
(2),,,,
【解析】
【小问1详解】
取水平向右为正,设滑块从轨道顶端到最低点的过程中,轨道向左位移大小为,则滑块相对地面向右位移为。滑块和轨道的质量均为,系统水平方向不受外力,质心位置不变,有=
解得
【小问2详解】
轨道固定时,滑块从顶端滑到最低点的过程中机械能守恒。设其到达最低点时的速度大小为,则,解得
滑块与第一个滑块发生一维弹性碰撞,由弹性碰撞规律可得==
碰后滑块的速度为==
解除轨道固定后,当滑块再次回到最低点时,其重力势能恢复初值。由水平方向动量守恒和机械能守恒,有
且
此时滑块相对轨道向右运动,解得,由关系式
所以滑块不会再与木板上的滑块相碰。第一个滑块碰后的相对木板速度为。在速度传递过程中,任一时刻均只有一个滑块相对木板向右滑动,其余三个滑块与木板相对静止。滑动滑块的加速度为
木板与其余三个滑块组成的整体加速度为=
因此,滑动滑块相对木板的加速度大小为
质量相等的两个滑块发生弹性正碰时交换速度,因此前一滑块与木板相对静止,后一滑块继续相对木板向右滑动,滑动速度可以依次传递。速度传递停止前,滑动滑块相对木板的总位移为==
四个滑块的初始位置依次为、、、。由于,速度依次传到第二、第三个滑块后停止,不能传到第四个滑块。前两个滑块的最终位置为=
由关系式=
后两个滑块的最终位置为=
由关系式
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深圳中学2025-2026学年度第二学期期末考试试题
高一物理
考试时长:75分钟 卷面总分:100分
注意事项:答案写在答题卡指定的位置上,写在试题卷上无效。选择题作答必须用2B铅笔,修改时用橡皮擦干净。
一、单项选择题(每小题只有一个答案符合题意,共7小题,每小题4分,共28分)
1. 如图所示,跳马运动员从空中落地的过程中,双脚脚尖先接触地面,随后双腿弯曲,重心继续下降,完全落地时重心降至最低点,人体静止。下列关于人从脚尖触地到完全落地过程的分析,正确的是( )
A. 人与地球组成的系统机械能守恒
B. 双腿弯曲是为了延长作用时间,减小地面对人的作用力
C. 地面对人的支持力与人的重力始终大小相等
D. 地面对人支持力的冲量大于人对地面压力的冲量
2. 如图所示,在同一高度处将四个小球以相同的速率同时抛出:甲竖直向上抛出、乙斜向上抛出、丙水平抛出、丁斜向下抛出。不计空气阻力,则最先落地的小球是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
3. 如图所示,一质量的小球静止在竖直固定、内壁光滑、半径为的圆轨道内的最低点。现给小球一水平瞬时冲量,小球此后恰好能经过圆轨道的最高点。已知重力加速度为,则冲量的大小为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示为嫦娥六号探测器绕月飞行的轨道示意图,嫦娥六号先在圆形轨道1上绕月球飞行,在点变轨后进入椭圆轨道2,为椭圆轨道2的远月点。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的是( )
A. 在轨道2上经过点的速率大于轨道1经过点的速率。
B. 在轨道2上经过点的加速度大于轨道1经过点的加速度
C. 在轨道1的周期小于在轨道2的周期
D. 在轨道1的机械能等于在轨道2的机械能
5. 光滑斜面体静止在光滑水平面上,一个质量为的小物块由静止开始从顶端沿斜面下滑至底端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块对斜面的压力对斜面做正功
B. 斜面的支持力对物块不做功
C. 物块的重力势能减少,物块的重力做负功
D. 物块和斜面组成的系统动量守恒
6. 2026年6号台风“蔷薇”在西北太平洋洋面上生成,预计将向偏北转北偏西方向移动,强度逐渐增强,并向台湾岛以东洋面靠近,其中心附近最大风力8级(约),中心最低气压998百帕。假如你身处其中正面迎风(假设空气吹到人身上后速度瞬间减为零,空气密度为),人体迎风面积约为,估算你受到的风力大约为( )
A. B. C. D.
7. 如图是劳动者抛沙袋入车的情境图。一排人站在平直的轨道旁,分别标记为1,2,3……。已知车的质量为40 kg,每个沙袋质量为5 kg。当车经过一人身旁时,此人将一个沙袋沿与车前进相反的方向以投入到车内,沙袋与车瞬间就获得共同速度。已知车原来的速度大小为,忽略地面的摩擦,当车停止运动时,一共抛入的沙袋有( )
A. 10个 B. 20个 C. 30个 D. 40个
二、多项选择题(共3小题,全对得6分,错选得0分,漏选得3分,共18分)
8. 从地面竖直向上抛出一物体,取地面为重力势能零点,在上升过程中,该物体的机械能和重力势能随它离地面的高度的变化关系如图所示。已知重力加速度为,由图中数据可得( )
A. 物体的质量为10 kg
B. 时,物体的速率为10 m/s
C. 上升过程物体所受合外力做功-50 J
D. 上升过程除重力外物体还受到大小为的恒定阻力
9. 质量为的子弹以某一初速度击中静止在光滑水平地面上质量为的木块,并陷入木块一定深度后与木块相对静止,甲、乙两图表示了这一过程开始和结束时子弹和木块可能的相对位置,设木块对子弹的摩擦阻力大小恒定为,下列说法正确的是( )
A. 若较小,则可能是甲图所示情形;若较大,则可能是乙图所示情形
B. 不论多大,都只能是甲图所示情形
C. 仅增大,子弹和木块最终的共同速度减小
D. 仅增大,子弹和木块最终的共同速度不变
10. 在一直径的空心球壳内放有一直径的实心小球,二者质量相等均为,不计球壳厚度,初始二者静置在水平面上,球壳顶端与天花板间的距离。二者自地面以初速度竖直上抛,球壳与天花板发生碰撞后以原速率反弹,碰撞时间极短。所有碰撞均为弹性碰撞,重力加速度,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 球壳与天花板碰后的瞬时速度大小为1m/s
B. 球壳与天花板碰后至与小球第一次碰撞的时间间隔为0.5s
C. 球壳与小球第二次碰后的瞬时速度大小为4m/s
D. 球壳第一次落地前共与小球发生4次碰撞
三、实验题(共2小题,11题10分,12题6分,共16分)
11. 某学习兴趣小组用图甲所示实验装置验证动量守恒定律,主要步骤为:
①将斜槽固定在水平桌面上,使槽的末端水平;
②将质量为的入射球多次从斜槽上S位置静止释放,记录其平均落地点位置;
③将质量为的被碰球静置于槽的末端,再将入射球从斜槽上S位置静止释放,与被碰球相碰,并多次重复,记录两小球的平均落地点位置;
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、,如图乙所示。
(1)实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为__________(选填“>”“<”或“=”);
(2)关于该实验,下列说法正确的有__________;
A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽末端可以不水平
C. 入射球和被碰球的半径必须相同 D. 实验必须测量出小球抛出点的离地高度
(3)落点__________(选填“M”“P”或“N”)是步骤②记录的;
(4)若两球碰撞时动量守恒,应满足的关系式为____________________;若碰撞是弹性碰撞,还应满足的关系式为____________________。(均用题干所给物理量的符号表示)
12. 小明同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。他测出小钢球的直径、质量,将不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,拉力传感器正下方固定光电门,小钢球静止在最低点时正对光电门,测出绳长,然后拉起小钢球至某一位置,测出轻绳与竖直方向之间的夹角,随即将其由静止释放。小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值。改变,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制图像。已知当地重力加速度为。
(1)若小钢球通过光电门的时间为,则小钢球通过光电门时的速度为_____,小钢球通过光电门时拉力传感器的示数表达式为_____(用已知量符号表示)。
(2)该同学绘制的图像如图乙所示,若小球运动过程中满足机械能守恒,则图像的斜率大小_____(用题中所给物理量的符号表示)。
四、计算题(共3小题,13题12分,14题10分,15题16分,共38分)
13. 暑期研学是中学生感受传统民俗魅力,体悟劳动艰辛与丰收喜悦的重要途径,如图所示为深圳中学高一暑期研学农家项目“打糍粑”的情景。某次“打糍粑”动作过程简化为木槌始终在竖直方向做直线运动,分析如下:某同学握持质量的木槌,槌头初始竖直保持静止,底端位于糍粑正上方处,随后该同学对木槌施加一竖直向上的恒力,施力持续时间,停止施力后木槌仅在重力作用下继续运动,当槌头下落至接触糍粑打击后木槌静止,已知重力加速度,求:
(1)停止施力时木槌的速度大小;
(2)木槌上升的最大高度;
(3)木槌打击糍粑的作用力大小。
14. 一种升降电梯的原理如图所示,A为电梯的轿厢,B为平衡配重。在某次运行时A、B的质量分别为和。A、B由跨过轻质定滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉B,使电梯的轿厢由静止开始向上运动。此过程电动机施加给牵引绳拉力的功率保持为不变,不计空气阻力和摩擦阻力,重力加速度为,在向上运动过程中(楼层足够高),求:
(1)当向上运动的速率为时,电动机施加给牵引绳的拉力大小;
(2)A能达到的最大速率;
(3)A从静止开始上升高度(A已处于匀速状态)所用的时间。
15. 如图所示,质量为m的长直木板静置于光滑平面上,自木板的左端至右端均匀放置4个完全相同、可视为质点的质量均为的小滑块。紧靠木板左端有一光滑圆弧轨道(与木板不粘连),质量为,轨道半径为,质量也为的小滑块A从光滑的轨道顶端由静止滑下。小滑块与木板间的动摩擦因数均为,滑块与滑块间的碰撞时间极短,碰撞均为弹性碰撞,木板长度。求:
(1)若圆弧轨道与地面不固定,A滑块从圆弧轨道顶端滑到最低点时,圆弧轨道的位移大小s;
(2)若圆弧轨道与地面固定,A滑块滑下与木板上第一个滑块碰撞,碰后瞬间立即解除圆弧轨道与地面间的固定:
①滑块A与木板上第一个滑块碰后,木板上第一个滑块的速度;
②最终状态下木板上的四个滑块距木板最左端的距离、、、。
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