精品解析：河南南阳市六校2025-2026学年高一下学期期末素质评价物理试卷

南阳六校高一年级期末素质评价 物理 注意事项： 1．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，一艘快艇在海面上沿曲线减速运动，A、B为轨迹上两点，虚线为B点的切线。快艇从A运动到B过程，下列说法正确的是（ ） A. 快艇在A点的速度方向指向曲线的凹侧 B. 快艇在B点的加速度方向沿切线 C. 快艇在B点的速度方向可能沿b方向 D. 快艇在B点的合力方向可能沿a方向 2. 我国计划未来发射探测器前往海王星进行科学探测。已知海王星是太阳系中距离太阳最远的行星，平均距离约30天文单位，1天文单位是地球到太阳的平均距离。探测器从地球发射后，要能到达海王星轨道附近，其发射速度应满足（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，一小朋友在游乐园玩蹦床。小朋友从蹦床正上方的某一高度处由静止下落，接触蹦床后继续向下运动，到达最低点后又向上弹起。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 从接触蹦床到向下运动至最低点的过程中，小朋友的机械能守恒 B. 从接触蹦床到向下运动至最低点的过程中，小朋友一直做减速运动 C. 从最低点向上弹起至脱离蹦床的过程中，小朋友的机械能守恒 D. 从开始下落到刚接触蹦床的过程中，小朋友的机械能守恒 4. 复兴号高铁以速率通过某弯道时，车轮对两侧轨道均无侧向压力，轨道平面与水平面的夹角为，弯道半径为，重力加速度为。某次高铁以恒定速率通过此弯道，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 若，此时车轮一定对内轨产生侧向压力 5. 如图所示，某颗处于低圆轨道（半径为）上的科研卫星通过霍曼转移轨道（椭圆轨道）进入更高的圆轨道（半径）。卫星经两次点火加速，分别从低圆轨道进入椭圆轨道、从椭圆轨道进入高圆轨道。已知卫星在低圆轨道上的周期为，在椭圆轨道近地点时的速度大小为，在远地点时的速度大小为，引力常量为。下列说法正确的是（ ） A. 卫星在低圆轨道上的机械能大于在高圆轨道上的机械能 B. 卫星在椭圆轨道远地点的加速度大小等于在低圆轨道上的加速度大小 C. 根据题中条件可以计算出地球密度 D. 6. 某科技小组制作了一个“太空旋转舱”模型，如图所示，长为的轻杆一端固定在光滑水平转轴上，另一端固定一质量为的“太空旋转舱”，在竖直平面内绕点顺时针匀速转动。“太空旋转舱”在最低点时杆的拉力大小为，重力加速度为，不计一切摩擦，“太空旋转舱”可视为质点。下列说法正确的是（ ） A. 当“太空旋转舱”运动到右侧与圆心等高的位置时，重力的瞬时功率为 B. 当“太空旋转舱”运动到与圆心等高的位置时，“太空旋转舱”的向心力大小为 C. “太空旋转舱”在最高点的速度大小为 D. “太空旋转舱”转动一圈，重力的平均功率不为零 7. 如图所示，由斜面底部点以初速度抛出一物体，一段时间后，物体水平击中斜面顶端正上方的点。重力加速度为，初速度与斜面的夹角为，斜面与水平方向的夹角为，不计空气阻力，下列说法错误的是（ ） A. 物体离斜面的最远距离为 B. 、之间的高度差为 C. 物体从运动到的时间为 D. 抛出后经时间，物体的速度方向平行于斜面 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多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。 8. 如图所示，水平地面上静置一块滑板，一名同学站在滑板上，随后该同学用力蹬滑板，向前上方跳起，滑板向后运动，该同学离开滑板后在空中运动一段时间，最终落回地面。不计空气阻力及滑板与地面间的摩擦力，下列说法正确的是（ ） A. 人跳起的过程中，人与滑板组成的系统动量守恒 B. 人跳起至落地的过程中，人与滑板组成的系统水平方向动量守恒 C. 人离开滑板后的上升过程，人的重力势能增大 D. 人离开滑板后的上升过程，人的动能增大 9. 如图所示，若宇宙中存在一个稳定的六星系统，由六颗质量均为的恒星组成，它们位于正六边形的六个顶点上，每颗恒星均在万有引力作用下绕正六边形的中心做匀速圆周运动。已知正六边形边长为，引力常量为，忽略其他天体的影响。关于该六星系统，下列说法正确的是（ ） A. 每颗恒星做圆周运动的向心力大小均为 B. 每颗恒星做圆周运动的向心力大小均为 C. 若恒星质量不变，正六边形的边长变大，则每颗恒星的公转周期变小 D. 若恒星质量不变，正六边形的边长变大，则每颗恒星的公转周期变大 10. 如图所示，质量为、可视为质点的小球可在竖直平面内沿光滑圆环轨道内侧运动，圆环的半径为。整个空间中存在方向水平向右速度恒定的风。某时刻在轨道最低点给小球一个沿切线方向的初速度，运动过程中小球始终受到水平向右的恒定风力作用，风力大小，小球恰好能够沿圆环做完整的圆周运动。重力加速度为，下列说法正确的是（ ） A. 小球从轨道最低点运动到最高点的过程中，所受合力对小球一直做负功，小球速度一直减小 B. 运动过程中小球的最小速度为 C. 运动过程中小球的最大速度为 D. 运动过程中风力对小球做的功等于其机械能变化量 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某科技小组设计了如图所示的装置来验证机械能守恒定律，四分之一圆弧形轨道固定在水平桌面上，轨道末端水平。一个质量为的小球从圆弧轨道上由静止释放，轨道底部安装有光电门，当小球经过轨道最低点时，可测得小球的速度。圆弧轨道上方装有移动式激光测距仪，可准确测量出小球在释放点与在最低点之间的竖直高度差。重力加速度为。 小组同学改变小球释放的高度，多次测量对应的和，并记录在下表中。 实验次数 1 2 3 4 0.50 0.40 0.30 0.20 3.03 2.72 1.94 （1）若机械能守恒，理论上应满足的关系式为____________（用、表示）。根据表中数据计算，第3次实验对应的理论速度的平方值为____________（取，结果保留2位小数）。 （2）根据实验数据得到图像，若图像的实际斜率小于其理论值，原因可能是____________。 12. 如图所示，为探究完全弹性碰撞，某科技兴趣小组设计了如下实验，在气垫导轨上有两滑块A、B，两滑块相对侧装有弹簧，两滑块的质量分别为、（均含弹簧）。导轨两端安装有速度传感器，可通过计算机测得碰撞前滑块A、B的速度、和碰撞后滑块、的速度、，实验数据记录如下，取水平向右为正方向。 实验次数 1 0.2 0.2 0.45 -0.30 -0.28 0.43 2 0.2 0.4 0 -0.24 -0.31 -0.08 3 0.3 0.2 0.40 0 0.08 0.47 （1）打开气泵，调节气垫导轨，仅将滑块放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，当速度传感器测得滑块的速度逐渐变小时，应将气垫导轨____________（填“左”或“右”）端调高，直至滑块速度不变，可认为气垫导轨水平。 （2）若碰撞过程中动量守恒，则在误差允许范围内，有____________（用、、、、、表示）。 （3）在第1次实验中，碰撞前滑块的动量大小为____________，碰撞过程中A、B系统损失的机械能为____________。（结果均保留2位有效数字） （4）为了更接近完全弹性碰撞，有同学建议将滑块上的弹簧换成磁铁（同名磁极相对），实现非接触式碰撞。请分析这种方案的优点：_________________________________________________________。 13. 如图所示，“火卫一”和“火卫二”是火星的两颗卫星。已知“火卫一”的轨道半径为，运行周期为，“火卫二”的轨道半径为，引力常量为。求： （1）火星的质量； （2）“火卫二”的运行周期。 14. 如图所示，质量为的物块静止在光滑水平面上，另一个质量为的物块以水平速度向右匀速运动，与发生弹性正碰，碰撞时间为。求： （1）碰撞分离后物块和物块的速度分别为多大； （2）碰撞过程中物块所受物块平均冲击力的大小。 15. 如图所示，半径为4R的四分之一光滑圆弧轨道AB底端B与水平粗糙传送带平滑衔接，传送带长，以速度逆时针匀速转动，传送带右侧与半径为r（未知）的光滑半圆轨道CDE平滑衔接，C为最低点，轨道AB和CDE均固定在竖直平面内。现将一质量为m、可视为质点的滑块从轨道AB的顶端A点由静止释放，重力加速度为g。 （1）若滑块恰好能通过半圆轨道的最高点E，求滑块经过C点时对轨道的压力大小； （2）若在（1）条件下，且，求滑块从B运动到C过程中因摩擦产生的热量； （3）若滑块与传送带间的动摩擦因数，滑块第一次在轨道CDE上运动时不中途脱离轨道，求轨道CDE半径r的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南阳六校高一年级期末素质评价 物理 注意事项： 1．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，一艘快艇在海面上沿曲线减速运动，A、B为轨迹上两点，虚线为B点的切线。快艇从A运动到B过程，下列说法正确的是（ ） A. 快艇在A点的速度方向指向曲线的凹侧 B. 快艇在B点的加速度方向沿切线 C. 快艇在B点的速度方向可能沿b方向 D. 快艇在B点的合力方向可能沿a方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．做曲线运动的物体，在某一点的速度方向就是沿该点曲线的切线方向。因此，快艇在点的速度方向应沿点的切线，指向曲线的外侧，而不是指向曲线的凹侧。故A错误； B．做曲线运动的物体，其所受合外力必定指向轨迹弯曲的凹侧。因此，快艇的加速度方向也应指向曲线的凹侧，而不是沿切线方向。故B错误； C．根据曲线运动规律，速度方向必须沿切线且指向运动的前方，快艇在点的速度方向必然是沿切线方向（指向右上方），而不是沿方向。故C错误； D．物体做曲线运动，合外力指向轨迹弯曲的凹侧。快艇做减速运动，说明合外力与速度方向（沿切线）夹角为钝角；而方向与切线速度方向恰好成钝角，符合减速条件。故合力方向可能沿。故D正确。 故选D。 2. 我国计划未来发射探测器前往海王星进行科学探测。已知海王星是太阳系中距离太阳最远的行星，平均距离约30天文单位，1天文单位是地球到太阳的平均距离。探测器从地球发射后，要能到达海王星轨道附近，其发射速度应满足（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】首先明确三大宇宙速度的物理意义： 第一宇宙速度：是物体绕地球做圆周运动的最小发射速度，小于该速度的物体无法脱离地球表面绕地球运行； 第二宇宙速度：是物体脱离地球引力束缚的最小发射速度，大于该速度的物体不再绕地球运行，可绕太阳运行； 第三宇宙速度：是物体脱离太阳引力束缚的最小发射速度，大于该速度的物体将离开太阳系。 A．速度小于时，物体无法脱离地球表面，不可能前往海王星，故A错误； B．速度介于和之间时，物体只能绕地球运行，无法脱离地球引力前往太阳系其他行星，故B错误； C．速度介于和之间时，物体可脱离地球引力束缚，且仍在太阳系内运动，可到达海王星轨道，故C正确； D．速度大于时，物体将脱离太阳引力束缚离开太阳系，无法到达海王星，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，一小朋友在游乐园玩蹦床。小朋友从蹦床正上方的某一高度处由静止下落，接触蹦床后继续向下运动，到达最低点后又向上弹起。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 从接触蹦床到向下运动至最低点的过程中，小朋友的机械能守恒 B. 从接触蹦床到向下运动至最低点的过程中，小朋友一直做减速运动 C. 从最低点向上弹起至脱离蹦床的过程中，小朋友的机械能守恒 D. 从开始下落到刚接触蹦床的过程中，小朋友的机械能守恒 【答案】D 【解析】 【详解】A．从接触蹦床到向下运动至最低点的过程中，蹦床对小朋友的弹力方向向上，位移方向向下，弹力对小朋友做负功，小朋友的机械能减小转化为蹦床的弹性势能，其机械能不守恒，故A错误； B．从接触蹦床到向下运动至最低点的过程中，设小朋友的质量为，受到的蹦床弹力大小为，加速度大小为，取竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律有 由于向下运动过程中弹力从零开始逐渐增大，当时加速度为正值即方向向下，当时加速度为负值即方向向上，可知小朋友的速度先增大后减小，即小朋友先做加速运动后做减速运动，故B错误； C．从最低点向上弹起至脱离蹦床的过程中，蹦床对小朋友的弹力方向向上，位移方向向上，弹力对小朋友做正功，小朋友的机械能增加，其机械能不守恒，故C错误； D．从开始下落到刚接触蹦床的过程中，不计空气阻力，小朋友只受重力作用，只有重力做功，其机械能守恒，故D正确。 故选D。 4. 复兴号高铁以速率通过某弯道时，车轮对两侧轨道均无侧向压力，轨道平面与水平面的夹角为，弯道半径为，重力加速度为。某次高铁以恒定速率通过此弯道，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 若，此时车轮一定对内轨产生侧向压力 【答案】A 【解析】 【详解】 ABC．当车轮对两侧轨道均无侧向压力时，高铁的向心力由重力和轨道支持力的合力提供： 竖直方向受力平衡： 水平方向合力提供向心力： 将两式相除消去和，可得，故A正确，BC错误。 D．若，所需向心力​大于重力与支持力的合力，外轨会对车轮施加向内的侧向压力补充向心力，根据牛顿第三定律，车轮对外轨产生侧向压力，不是内轨，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，某颗处于低圆轨道（半径为）上的科研卫星通过霍曼转移轨道（椭圆轨道）进入更高的圆轨道（半径）。卫星经两次点火加速，分别从低圆轨道进入椭圆轨道、从椭圆轨道进入高圆轨道。已知卫星在低圆轨道上的周期为，在椭圆轨道近地点时的速度大小为，在远地点时的速度大小为，引力常量为。下列说法正确的是（ ） A. 卫星在低圆轨道上的机械能大于在高圆轨道上的机械能 B. 卫星在椭圆轨道远地点的加速度大小等于在低圆轨道上的加速度大小 C. 根据题中条件可以计算出地球密度 D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．卫星从低圆轨道通过点火加速进入椭圆轨道，再在远地点点火加速进入高圆轨道，在变轨过程中发动机做正功，卫星的机械能增大，所以在低圆轨道上的机械能小于在高圆轨道上的机械能，故A错误； B．根据万有引力定律和牛顿第二定律有 解得 卫星在椭圆轨道远地点时距离地心的距离为 在低圆轨道上时距离地心的距离为，由于距离不相等，两处的加速度大小不相等，故B错误； C．由万有引力提供向心力有 可解得地球质量 由于地球的半径未知，无法求出地球的体积，故不能计算出地球的密度，故C错误； D．根据开普勒第二定律可知，卫星在椭圆轨道上运动时，近地点速度与近地点半径的乘积等于远地点速度与远地点半径的乘积，即 解得，故D正确。 故选D。 6. 某科技小组制作了一个“太空旋转舱”模型，如图所示，长为的轻杆一端固定在光滑水平转轴上，另一端固定一质量为的“太空旋转舱”，在竖直平面内绕点顺时针匀速转动。“太空旋转舱”在最低点时杆的拉力大小为，重力加速度为，不计一切摩擦，“太空旋转舱”可视为质点。下列说法正确的是（ ） A. 当“太空旋转舱”运动到右侧与圆心等高的位置时，重力的瞬时功率为 B. 当“太空旋转舱”运动到与圆心等高的位置时，“太空旋转舱”的向心力大小为 C. “太空旋转舱”在最高点的速度大小为 D. “太空旋转舱”转动一圈，重力的平均功率不为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．“太空旋转舱”在最低点受到的拉力大小为8mg，根据牛顿第二定律有 解得 因“太空旋转舱”做匀速转动，解得线速度大小为 当“太空旋转舱”运动到右侧与圆心等高的位置时，速度方向竖直向下，与重力方向相同，此时重力的瞬时功率为 解得，故A错误； B．因“太空旋转舱”做匀速转动，向心力大小处处相等，故“太空旋转舱”运动到与圆心等高的位置时向心力大小为7mg，故B正确； C．因“太空旋转舱”做匀速转动，线速度大小处处相等，故在最高点的速度大小恒为，故C错误； D．“太空旋转舱”转动一圈的过程中，物体回到原位置，重力做功为零，故重力的平均功率为零，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，由斜面底部点以初速度抛出一物体，一段时间后，物体水平击中斜面顶端正上方的点。重力加速度为，初速度与斜面的夹角为，斜面与水平方向的夹角为，不计空气阻力，下列说法错误的是（ ） A. 物体离斜面的最远距离为 B. 、之间的高度差为 C. 物体从运动到的时间为 D. 抛出后经时间，物体的速度方向平行于斜面 【答案】A 【解析】 【详解】A．将物体的运动沿斜面方向和垂直斜面方向分解，物体在垂直斜面方向做匀减速直线运动，其初速度和加速度大小分别有， 当物体在垂直斜面方向的速度减为零时，物体离斜面的距离最远，根据匀变速直线运动的速度位移公式有 解得最远距离为，故A错误； B．物体做斜抛运动，其初速度与水平方向的夹角为，即物体在竖直方向的初速度为 由于物体水平击中点，说明其在点时竖直方向的分速度为零，根据匀变速直线运动的速度位移公式有 解得、之间的高度差为，故B正确； C．物体从运动到的过程中，竖直方向做匀减速直线运动，根据速度时间公式有 解得运动时间为，故C正确； D．当物体的速度方向平行于斜面时，物体在垂直斜面方向的分速度为零，根据速度时间公式有 解得抛出后的时间为，故D正确。 本题选错误的，故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多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。 8. 如图所示，水平地面上静置一块滑板，一名同学站在滑板上，随后该同学用力蹬滑板，向前上方跳起，滑板向后运动，该同学离开滑板后在空中运动一段时间，最终落回地面。不计空气阻力及滑板与地面间的摩擦力，下列说法正确的是（ ） A. 人跳起的过程中，人与滑板组成的系统动量守恒 B. 人跳起至落地的过程中，人与滑板组成的系统水平方向动量守恒 C. 人离开滑板后的上升过程，人的重力势能增大 D. 人离开滑板后的上升过程，人的动能增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．人跳起过程中，人与滑板组成的系统在竖直方向有加速度，系统合外力不为零，系统总动量不守恒，故A错误； B．人跳起至落地的过程中，人与滑板构成的系统水平方向合外力为0，系统水平方向动量守恒，故B正确； C．人离开滑板后的上升过程，重力做负功，根据功能关系可知，人的重力势能增大，故C正确； D．人离开滑板后的上升过程，重力做负功，根据动能定理可知，人的动能减小，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，若宇宙中存在一个稳定的六星系统，由六颗质量均为的恒星组成，它们位于正六边形的六个顶点上，每颗恒星均在万有引力作用下绕正六边形的中心做匀速圆周运动。已知正六边形边长为，引力常量为，忽略其他天体的影响。关于该六星系统，下列说法正确的是（ ） A. 每颗恒星做圆周运动的向心力大小均为 B. 每颗恒星做圆周运动的向心力大小均为 C. 若恒星质量不变，正六边形的边长变大，则每颗恒星的公转周期变小 D. 若恒星质量不变，正六边形的边长变大，则每颗恒星的公转周期变大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．每颗恒星做圆周运动的向心力由合外力提供，对单个恒星有，故A正确，B错误； BD．对单个恒星有 整理得 可知若恒星质量不变，正六边形的边长变大，则每颗恒星的公转周期变大，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，质量为、可视为质点的小球可在竖直平面内沿光滑圆环轨道内侧运动，圆环的半径为。整个空间中存在方向水平向右速度恒定的风。某时刻在轨道最低点给小球一个沿切线方向的初速度，运动过程中小球始终受到水平向右的恒定风力作用，风力大小，小球恰好能够沿圆环做完整的圆周运动。重力加速度为，下列说法正确的是（ ） A. 小球从轨道最低点运动到最高点的过程中，所受合力对小球一直做负功，小球速度一直减小 B. 运动过程中小球的最小速度为 C. 运动过程中小球的最大速度为 D. 运动过程中风力对小球做的功等于其机械能变化量 【答案】BD 【解析】 【详解】A．先将重力与风力求合力，该力为恒力，可视为等效重力，设为，如图 则合力大小 合力方向与竖直方向夹角为，则有 解得 可知小球从轨道最低点运动到最高点的过程中，所受合力对小球先做正功后做负功，因此小球速度先增大后减小，故A错误； B．运动过程中小球的最小速度出现在等效重力最高点，即B点，由题意可知，小球恰好能够沿圆环做完整的圆周运动，可知小球在B点有 联立解得，故B正确； C．运动过程中小球的最大速度出现在等效重力最低点，即A点，则从B到A过，根据动能定理有 联立解得，故C错误； D．根据功能关系可知，运动过程中风力对小球做的功等于其机械能变化量，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某科技小组设计了如图所示的装置来验证机械能守恒定律，四分之一圆弧形轨道固定在水平桌面上，轨道末端水平。一个质量为的小球从圆弧轨道上由静止释放，轨道底部安装有光电门，当小球经过轨道最低点时，可测得小球的速度。圆弧轨道上方装有移动式激光测距仪，可准确测量出小球在释放点与在最低点之间的竖直高度差。重力加速度为。 小组同学改变小球释放的高度，多次测量对应的和，并记录在下表中。 实验次数 1 2 3 4 0.50 0.40 0.30 0.20 3.03 2.72 1.94 （1）若机械能守恒，理论上应满足的关系式为____________（用、表示）。根据表中数据计算，第3次实验对应的理论速度的平方值为____________（取，结果保留2位小数）。 （2）根据实验数据得到图像，若图像的实际斜率小于其理论值，原因可能是____________。 【答案】（1） ①. ②. 5.88 （2）小球下滑过程中受到轨道的摩擦力作用，造成部分重力势能转化为内能所致 【解析】 【小问1详解】 [1]若机械能守恒，则有 整理得 [2]根据可知，第3次实验对应的理论速度的平方值为 【小问2详解】 根据以上分析可知 可知图像斜率表示加速度g，若图像的实际斜率小于其理论值，说明，说明相同下落高度h下，测得的偏小，即小球到达最低点的实际速度比理论值小，则原因是小球下滑过程中受到轨道的摩擦力作用，造成部分重力势能转化为内能所致。 12. 如图所示，为探究完全弹性碰撞，某科技兴趣小组设计了如下实验，在气垫导轨上有两滑块A、B，两滑块相对侧装有弹簧，两滑块的质量分别为、（均含弹簧）。导轨两端安装有速度传感器，可通过计算机测得碰撞前滑块A、B的速度、和碰撞后滑块、的速度、，实验数据记录如下，取水平向右为正方向。 实验次数 1 0.2 0.2 0.45 -0.30 -0.28 0.43 2 0.2 0.4 0 -0.24 -0.31 -0.08 3 0.3 0.2 0.40 0 0.08 0.47 （1）打开气泵，调节气垫导轨，仅将滑块放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，当速度传感器测得滑块的速度逐渐变小时，应将气垫导轨____________（填“左”或“右”）端调高，直至滑块速度不变，可认为气垫导轨水平。 （2）若碰撞过程中动量守恒，则在误差允许范围内，有____________（用、、、、、表示）。 （3）在第1次实验中，碰撞前滑块的动量大小为____________，碰撞过程中A、B系统损失的机械能为____________。（结果均保留2位有效数字） （4）为了更接近完全弹性碰撞，有同学建议将滑块上的弹簧换成磁铁（同名磁极相对），实现非接触式碰撞。请分析这种方案的优点：_________________________________________________________。 【答案】（1）左 （2） （3） ①. 0.090 ②. 0.0030 （4）避免滑块直接碰撞产生机械能损耗，该过程动能损失较小，实验更接近理想完全弹性碰撞，减小测量误差。 【解析】 【小问1详解】 滑块A向右运动，速度逐渐变小，说明导轨右端高、左端低，因此需要将左端调高，直到滑块匀速运动。 【小问2详解】 若碰撞过程中动量守恒，规定向右为正方向，则在误差允许范围内，有 【小问3详解】 [1]在第1次实验中，碰撞前滑块A的动量大小为 [2]碰撞前A、B系统机械 碰撞后A、B系统机械 则碰撞过程中A、B系统损失的机械能为 【小问4详解】 避免滑块直接碰撞产生机械能损耗，该过程动能损失较小，实验更接近理想完全弹性碰撞，减小测量误差。 13. 如图所示，“火卫一”和“火卫二”是火星的两颗卫星。已知“火卫一”的轨道半径为，运行周期为，“火卫二”的轨道半径为，引力常量为。求： （1）火星的质量； （2）“火卫二”的运行周期。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对火卫一，根据 解得火星质量 【小问2详解】 对火卫一、火卫二，根据开普勒第三定律有 解得 14. 如图所示，质量为的物块静止在光滑水平面上，另一个质量为的物块以水平速度向右匀速运动，与发生弹性正碰，碰撞时间为。求： （1）碰撞分离后物块和物块的速度分别为多大； （2）碰撞过程中物块所受物块平均冲击力的大小。 【答案】（1）1m/s，2m/s （2）40N 【解析】 【小问1详解】 规定向右为正方向，对A碰B过程，由于是弹性碰撞，根据动量守恒有 根据机械能守恒有 联立解得， 可知碰撞分离后物块A和物块B的速度大小分别为1m/s、2m/s。 【小问2详解】 对A碰B过程，对B，根据动量定理有 代入题中数据，解得物块B所受物块A平均冲击力的大小 15. 如图所示，半径为4R的四分之一光滑圆弧轨道AB底端B与水平粗糙传送带平滑衔接，传送带长，以速度逆时针匀速转动，传送带右侧与半径为r（未知）的光滑半圆轨道CDE平滑衔接，C为最低点，轨道AB和CDE均固定在竖直平面内。现将一质量为m、可视为质点的滑块从轨道AB的顶端A点由静止释放，重力加速度为g。 （1）若滑块恰好能通过半圆轨道的最高点E，求滑块经过C点时对轨道的压力大小； （2）若在（1）条件下，且，求滑块从B运动到C过程中因摩擦产生的热量； （3）若滑块与传送带间的动摩擦因数，滑块第一次在轨道CDE上运动时不中途脱离轨道，求轨道CDE半径r的取值范围。 【答案】（1）6mg （2）1.5mgR （3）或 【解析】 【小问1详解】 若滑块恰好能通过半圆轨道的最高点E，则滑块在E点有 解得 滑块从C到E过程，根据机械能守恒有 联立解得 滑块在C点有 联立解得滑块经过C点时轨道对滑块的支持力大小 根据牛顿第三定律可知，滑块经过C点时对轨道的压力大小6mg。 【小问2详解】 若，由第（1）问可知，滑块从A到C过程，根据动能定理有 联立解得 滑块从A到B过程，根据机械能守恒有 解得 则滑块从B到C过程用时 则滑块从B运动到C过程中因摩擦产生的热量 【小问3详解】 滑块与传送带间的动摩擦因数，当滑块恰好运动到D点时速度减为0，则滑块从A到D过程，根据动能定理有 代入题中数据，解得 当滑块恰好能通过半圆轨道的最高点E时，由第（1）问可知，此时滑块在E点的速度大小 则滑块从A到E过程，根据动能定理有 代入题中数据，解得 综上可知，滑块第一次在轨道CDE上运动时不中途脱离轨道，则或。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $