精品解析:新疆维吾尔自治区喀什地区英吉沙县多校2025-2026学年高一下学期7月期末物理试题
2026-07-20
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内容正文:
英吉沙县2025—2026学年第二学期期末质量检测
高一物理 试题卷
(卷面分值:100分 考试时间:90分钟)
一、单选题(本题共12题,每小题4分,共48分。1—8题为单选题,所列的四个选项中,只有一项符合题意;9—12题为多项选择题,所列四个选项至少有二项符合题意,漏选得2分,错选或不选不得分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 开普勒发现了行星运动规律
B. 牛顿发现了万有引力定律并测出万有引力常量
C. 根据万有引力定律可知,当r→0时,引力
D. 卡文迪什进行的“月—地检验”表明地球、地面物体间的引力与地球、月球间的引力遵循同样的规律
2. 如图所示,封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块A能在水中以速度v1匀速上升。在红蜡块从玻璃管底端匀速上升的同时,使玻璃管以速度v2水平匀速向右运动,下列说法正确的是( )
A. 红蜡块相对地面的运动轨迹为一条曲线
B. 若速度v2增大,则红蜡块上升的速度v1也增大
C. 若速度v2增大,则红蜡块的合速度也增大
D. 若速度v2增大,则红蜡块上升到玻璃管顶端的时间变长
3. 如图所示,物体在力F的作用下沿水平面运动一段位移l。设这三种情形下力F和位移l的大小都是一样的。下列说法正确的是( )
A. 甲图中,力F对物体做负功 B. 乙图中,力F对物体做功为-Flcos30°
C. 乙图和丙图中,力F对物体做功相同 D. 甲图和乙图中,力F对物体做功相同
4. 2023年第一季度,我国已成功发射七颗卫星。如果将其中一颗轨道半径为r的卫星,调整至2r的轨道绕地运行,则( )
A. 根据公式v=ωr可知,卫星的线速度增大到原来的2倍
B. 根据公式a=可知,卫星的向心加速度减小到原来的
C. 根据公式F=m可知,卫星的向心力减小到原来的
D. 根据公式F=G可知,卫星的向心力减小到原来的
5. 如图所示,质量为m的小球沿光滑曲面滑下,当它到达高度为h1的位置A时速度大小为v1,当它继续滑到高度为h2的位置B时速度大小为v2。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 若选A点所在的水平面为参考平面,小球滑至B点时的机械能为
B. 若选A点所在的水平面为参考平面,小球滑至底部时的机械能为-mgh1
C. 若选B点所在的水平面为参考平面,小球滑至底部时的重力势能为mgh2
D. 小球从A点下滑至底部的过程中,重力势能先减小后增大
6. 如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定角速度匀速转动,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,此时小物块受到的摩擦力恰好为0,且它和O点的连线与OO'之间的夹角为θ,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小物块做圆周运动的半径为R B. 小物块受到的支持力提供向心力
C. 小物块受到的支持力大小为 D. 转台转动的角速度为
7. 地球静止卫星的发射过程可以简化如下:卫星先在近地圆形轨道I上运动,在点A时点火变轨进入椭圆轨道II,到达轨道的远地点B时,再次点火进入同步轨道III绕地球做匀速圆周运动。设卫星质量保持不变,下列说法中正确的是( )
A. 卫星在轨道I上运动经过A点时的加速度小于在轨道II上运动经过A点时的加速度
B. 卫星在轨道I上的机械能等于在轨道III上的机械能
C. 卫星在轨道I上和轨道III上的运动周期均与地球自转周期相同
D. 卫星在轨道II上运动经过B点时的速率小于地球的第一宇宙速度
8. 一种叫“旋转飞椅”的游乐项目如图甲所示,其结构简化模型如图乙所示。长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。转盘静止时,钢绳沿竖直方向自由下垂;转盘匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,且与竖直方向的夹角为θ。将游客和座椅看作一个质点,不计钢绳重力和空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法不正确的是( )
A. 匀速转动时,游客和座椅受到的合力始终沿水平方向
B. 当θ稳定时,游客和座椅的角速度
C. 转速缓慢增大,角θ总小于90°
D. 转速缓慢增大,钢绳上张力的竖直分量保持不变
9. 在下列各种措施中,属于利用静电的是( )
A. 静电除尘
B. 静电喷雾
C. 激光打印
D. 在高大的建筑物顶端安装避雷针
10. 在下面列举的各个实例中(除A外都不计空气阻力),机械能守恒的是( )
A. 跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
B. 掷出的标枪在空中的运动
C. 一物块冲上光滑的固定斜面
D. 飞行的子弹穿过固定不动的木块
11. 果农在果园中用竹竿将果实打落,两颗质量相同的果实都从O点飞出,运动轨迹如图所示。两轨迹在同一竖直平面内,且交于P点,抛出时果实1和果实2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两果实在空中的运动,下列说法正确的是( )
A. 果实2在最高点的速度有可能等于
B. 两果实从O点运动到P点的时间相同
C. 两果实从O点运动到P点的动能变化量相同
D. 果实2经过P点时重力功率比果实1过该点时的重力功率大
12. 如图所示是描述甲,乙两个点电荷电场的部分电场线,下列说法正确的是( )
A. 甲带负电,乙带正电
B. 甲的电荷量大于乙的电荷量
C. 在点由静止释放一个带正电的粒子,仅在电场力的作用下,粒子会沿电场线运动到点
D. 点的电场强度大于点的电场强度
二、实验题 (本大题包括3小题,每空2分,共24分)
13. 某同学利用图示装置,采用控制变量法探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。已知A、C分别到塔轮中心的距离相等,B到塔轮中心的距离是A到塔轮中心的距离的2倍。某次实验中,该同学把两个完全相同的小球分别放在B、C位置,匀速转动手柄时,左边标尺露出2格,右边标尺露出1格。
(1)该同学此次实验是为了探究向心力大小与______(选填“质量”、“半径”或“角速度”)的关系。
(2)此次实验皮带连接的左、右塔轮半径之比为______。
14. 教材中给出了多个“探究平抛运动的特点”的实验方案。
(1)用图1装置进行探究,在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时释放B球。多次重复实验,观察到的现象:小球A、B总是同时落地,可判断出A球竖直方向做______运动。
(2)用图2装置进行实验。
①关于该实验的做法,合理的是______。
A.尽可能使用密度大、体积小的球进行实验
B.轨道末端必须水平
C.上下调节挡板时必须每次等间距移动
D.实验中必须用到的器材有刻度尺和秒表
②实验操作时,每次需将小球从轨道同一位置无初速度释放,其主要目的是使小球抛出后______。
A.只受重力 B.轨迹重合
C.做平抛运动 D.速度小些便于确定位置
(3)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置信息,如图3所示。以竖直方向为y轴,水平方向为x轴建立直角坐标系,图中坐标纸的正方形小格的边长为l,则小球平抛的初速度大小为______(重力加速度为g)。
15. 实验室中可以利用图1 装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的___________。
A. 动能变化量与势能变化量
B. 速度变化量与势能变化量
C. 速度变化量的平方与高度变化量
(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是___________(填选项前的字母)。
A. 交流电源 B. 天平(含砝码) C. 刻度尺
(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。 从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量为___________,动能增加量为__________(用题中字母表示)。
(4) 某小组先后用两个不同的重锤进行实验,实验操作规范。多次记录下落的高度h和对应的速度大小v,分别作出v2-h图像如图3所示。请分析说明两条图线斜率不同的原因__________,并指出选择哪条图线验证机械能守恒定律误差更小__________。
三、解答题(本题共4小题,共28分。16题6分,17题5分, 18题6分, 19题11分)
16. 民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面,斜面高3.2m,长7.5m。质量为60kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240N,g取。在人从出口沿斜面滑到地面的过程中,求:
(1)重力对人做的功;
(2)阻力对人做的功;
(3)人滑至地面时的速度大小。
17. 如图,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B,当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ。若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则 =_____。
18. 2024年,“嫦娥六号”成功采集月球背面土壤样品并顺利返回地球。质量为m的“嫦娥六号”月球探测器,在距月球表面高为h处,做周期为T的匀速圆周运动。已知月球半径为R,引力常量为G,求:
(1)月球的质量;
(2)月球表面的重力加速度大小;
(3)月球的第一宇宙速度大小。
19. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R。一个质量为m的物块将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物块获得某一向右的速度后脱离弹簧,之后沿半圆形导轨运动,物块恰好通过C点。弹簧压缩至A点时的弹性势能为,重力加速度为g,空气阻力不计。求:
(1)物块经过B点时的速度大小;
(2)物块落回水平面的落点与B点之间的距离;
(3)物块从B点运动到C点过程中阻力做的功。
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英吉沙县2025—2026学年第二学期期末质量检测
高一物理 试题卷
(卷面分值:100分 考试时间:90分钟)
一、单选题(本题共12题,每小题4分,共48分。1—8题为单选题,所列的四个选项中,只有一项符合题意;9—12题为多项选择题,所列四个选项至少有二项符合题意,漏选得2分,错选或不选不得分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 开普勒发现了行星运动规律
B. 牛顿发现了万有引力定律并测出万有引力常量
C. 根据万有引力定律可知,当r→0时,引力
D. 卡文迪什进行的“月—地检验”表明地球、地面物体间的引力与地球、月球间的引力遵循同样的规律
【答案】A
【解析】
【详解】A.开普勒通过分析第谷的观测数据,总结出行星运动的三大定律,故A正确;
B.牛顿发现了万有引力定律,但万有引力常量G是卡文迪什通过扭秤实验测出的,故B错误;
C.万有引力定律仅适用于质点或均匀球体间的相互作用。当r→0时,物体不能视为质点,公式不再成立,故C错误;
D.“月—地检验”是牛顿为验证地球对月球的引力与地球对地面物体的引力遵循相同规律而提出的,卡文迪什的贡献是测定引力常量G,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块A能在水中以速度v1匀速上升。在红蜡块从玻璃管底端匀速上升的同时,使玻璃管以速度v2水平匀速向右运动,下列说法正确的是( )
A. 红蜡块相对地面的运动轨迹为一条曲线
B. 若速度v2增大,则红蜡块上升的速度v1也增大
C. 若速度v2增大,则红蜡块的合速度也增大
D. 若速度v2增大,则红蜡块上升到玻璃管顶端的时间变长
【答案】C
【解析】
【详解】A.红蜡块在水平方向和竖直方向的运动都是匀速运动,可知合运动为直线运动,则相对地面的运动轨迹为一条直线,选项A错误;
B.两个方向分运动互不影响,即若速度v2增大,则红蜡块上升的速度v1不变,选项B错误;
C.合速度为
则若速度v2增大,则红蜡块的合速度也增大,选项C正确;
D.红蜡块上升到玻璃管顶端的时间由竖直速度v1决定,即
则若速度v2增大,则红蜡块上升到玻璃管顶端的时间不变,选项D错误。
故选C。
3. 如图所示,物体在力F的作用下沿水平面运动一段位移l。设这三种情形下力F和位移l的大小都是一样的。下列说法正确的是( )
A. 甲图中,力F对物体做负功 B. 乙图中,力F对物体做功为-Flcos30°
C. 乙图和丙图中,力F对物体做功相同 D. 甲图和乙图中,力F对物体做功相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中,力的方向与物体的位移方向成锐角,力F对物体做正功,A错误;
BC.乙图中,力F对物体做功为
丙图中,力F对物体做功为
乙图和丙图中,力F对物体做功不相同
B正确,C错误;
D.甲图力F对物体做功为
乙图中,力F对物体做功为
甲图和乙图中,力F对物体做功不相同,D错误。
故选B。
4. 2023年第一季度,我国已成功发射七颗卫星。如果将其中一颗轨道半径为r的卫星,调整至2r的轨道绕地运行,则( )
A. 根据公式v=ωr可知,卫星的线速度增大到原来的2倍
B. 根据公式a=可知,卫星的向心加速度减小到原来的
C. 根据公式F=m可知,卫星的向心力减小到原来的
D. 根据公式F=G可知,卫星的向心力减小到原来的
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据牛顿第二定律有
解得
可知如果将其中一颗轨道半径为r的卫星,调整至2r的轨道绕地运行,卫星的线速度减小原来的倍,卫星的向心加速度减小到原来的,故AB错误;
CD.天上的卫星有万有引力提供向心力,根据万有引力公式
F=G
可知,将其中一颗轨道半径为r的卫星,调整至2r的轨道绕地运行,卫星的向心力减小到原来的,故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示,质量为m的小球沿光滑曲面滑下,当它到达高度为h1的位置A时速度大小为v1,当它继续滑到高度为h2的位置B时速度大小为v2。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 若选A点所在的水平面为参考平面,小球滑至B点时的机械能为
B. 若选A点所在的水平面为参考平面,小球滑至底部时的机械能为-mgh1
C. 若选B点所在的水平面为参考平面,小球滑至底部时的重力势能为mgh2
D. 小球从A点下滑至底部的过程中,重力势能先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.若选A点所在的水平面为参考平面,小球的机械能为
小球滑至B点时的机械能为
小球滑至底部时的机械能为
A正确,B错误;
C.根据,若选B点所在的水平面为参考平面,小球滑至底部时的重力势能为-mgh2,C错误;
D.小球从A点下滑至底部的过程中,重力做正功,重力势能减小,D错误。
故选A。
6. 如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定角速度匀速转动,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,此时小物块受到的摩擦力恰好为0,且它和O点的连线与OO'之间的夹角为θ,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小物块做圆周运动的半径为R B. 小物块受到的支持力提供向心力
C. 小物块受到的支持力大小为 D. 转台转动的角速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小物块做圆周运动的半径为
,A错误;
B.小物块受到的支持力与重力的合力提供向心力,B错误;
C.小物块受到的支持力大小为
解得,C错误;
D.转台转动的角速度为
解得,D正确。
故选D。
7. 地球静止卫星的发射过程可以简化如下:卫星先在近地圆形轨道I上运动,在点A时点火变轨进入椭圆轨道II,到达轨道的远地点B时,再次点火进入同步轨道III绕地球做匀速圆周运动。设卫星质量保持不变,下列说法中正确的是( )
A. 卫星在轨道I上运动经过A点时的加速度小于在轨道II上运动经过A点时的加速度
B. 卫星在轨道I上的机械能等于在轨道III上的机械能
C. 卫星在轨道I上和轨道III上的运动周期均与地球自转周期相同
D. 卫星在轨道II上运动经过B点时的速率小于地球的第一宇宙速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.由,解得
可知卫星在轨道I上运动经过A点时的加速度等于在轨道II上运动经过A点时的加速度,故A错误;
B.卫星从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点火加速,卫星从轨道Ⅱ进入轨道III需在B点火加速,所以卫星在轨道I上的机械能小于在轨道III上的机械能,故B错误;
C.由开普勒第三定律,可知卫星在轨道I上的运动周期小于在轨道III上的运动周期,轨道III上的运动周期与地球自转周期相同,故C错误;
D.由,可知
可知卫星在轨道III上运动经过B点时的速率小于地球的第一宇宙速度,卫星在轨道III上运动经过B点时的速率大于卫星在轨道II上运动经过B点时的速率,故卫星在轨道II上运动经过B点时的速率小于地球的第一宇宙速度,故D正确。
故选D。
8. 一种叫“旋转飞椅”的游乐项目如图甲所示,其结构简化模型如图乙所示。长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。转盘静止时,钢绳沿竖直方向自由下垂;转盘匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,且与竖直方向的夹角为θ。将游客和座椅看作一个质点,不计钢绳重力和空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法不正确的是( )
A. 匀速转动时,游客和座椅受到的合力始终沿水平方向
B. 当θ稳定时,游客和座椅的角速度
C. 转速缓慢增大,角θ总小于90°
D. 转速缓慢增大,钢绳上张力的竖直分量保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.匀速转动时,游客和座椅在水平面内做匀速圆周运动,所受到的合力指向圆心,必沿水平方向,故A正确,不符合题意;
B.当θ稳定时,有
得,故B错误,符合题意;
C.因游客和座椅所受重力和拉力的合力提供向心力,所以所受合力必指向圆心,转速缓慢增大,角θ总小于90°,故C正确,不符合题意;
D.转速缓慢增大,钢绳上张力的竖直分量始终等于重力,保持不变,故D正确,不符合题意。
故选B。
9. 在下列各种措施中,属于利用静电的是( )
A. 静电除尘
B. 静电喷雾
C. 激光打印
D. 在高大的建筑物顶端安装避雷针
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】ABC.利用静电可以进行静电除尘、静电喷涂、激光打印,ABC符合题意;
D.高大建筑物上的避雷针是为了把产生的静电导走,属于静电的防止,D不符合题意。
故选ABC。
10. 在下面列举的各个实例中(除A外都不计空气阻力),机械能守恒的是( )
A. 跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
B. 掷出的标枪在空中的运动
C. 一物块冲上光滑的固定斜面
D. 飞行的子弹穿过固定不动的木块
【答案】BC
【解析】
【详解】A.下落过程中,动能不变,重力势能减小,则机械能不守恒,故A错误;
B.掷出的标枪在空中的运动过程中,不计空气阻力,故只有重力做功,则机械能守恒,故B正确;
C.一物块冲上光滑的固定斜面,不计空气阻力,故只有重力做功,则机械能守恒,故C正确;
D.飞行的子弹穿过固定不动的木块时,摩擦力做功,则机械能不守恒,故D错误。
故选BC。
11. 果农在果园中用竹竿将果实打落,两颗质量相同的果实都从O点飞出,运动轨迹如图所示。两轨迹在同一竖直平面内,且交于P点,抛出时果实1和果实2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两果实在空中的运动,下列说法正确的是( )
A. 果实2在最高点的速度有可能等于
B. 两果实从O点运动到P点的时间相同
C. 两果实从O点运动到P点的动能变化量相同
D. 果实2经过P点时重力功率比果实1过该点时的重力功率大
【答案】CD
【解析】
【详解】B.根据图像可知,谷粒1做平抛运动,谷粒2做斜抛运动,令谷粒2抛出速度与水平方向夹角为,从O到P过程,对谷粒1、2分别有,
解得,
则有
可知,故粒1先到达P点,故B错误;
A.两谷粒在水平方向做匀速直线运动,则有,
由于
则有
即谷粒2在最高点的速度小于,故A错误;
C.忽略空气阻力,两果实从O点运动到P点的过程中,根据动能定理可得两果实从O点运动到P点的动能变化量相同,故C正确;
D.由于谷粒2运动时间较长,其在点时,速度在竖直方向上的分速度较大,根据重力做功的瞬时功率
可知果实2经过P点时重力功率比果实1过该点时的重力功率大,故D正确。
故选CD。
12. 如图所示是描述甲,乙两个点电荷电场的部分电场线,下列说法正确的是( )
A. 甲带负电,乙带正电
B. 甲的电荷量大于乙的电荷量
C. 在点由静止释放一个带正电的粒子,仅在电场力的作用下,粒子会沿电场线运动到点
D. 点的电场强度大于点的电场强度
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据电场线分布特点,可判断出甲带正电、乙带负电,并且甲的电荷量大于乙的电荷量,A错误,B正确;
C.在P位置静止释放一个带正电的粒子,仅在电场力的作用下,粒子沿P位置电场线的切线从静止加速,会离开电场线,故C错误;
D.根据电场线的密集程度可以判断出P点的电场强度大于Q点的电场强度,故D正确。
故选BD。
二、实验题 (本大题包括3小题,每空2分,共24分)
13. 某同学利用图示装置,采用控制变量法探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。已知A、C分别到塔轮中心的距离相等,B到塔轮中心的距离是A到塔轮中心的距离的2倍。某次实验中,该同学把两个完全相同的小球分别放在B、C位置,匀速转动手柄时,左边标尺露出2格,右边标尺露出1格。
(1)该同学此次实验是为了探究向心力大小与______(选填“质量”、“半径”或“角速度”)的关系。
(2)此次实验皮带连接的左、右塔轮半径之比为______。
【答案】(1)半径 (2)
【解析】
【小问1详解】
该同学此次实验把两个完全相同的小球分别放在B、C位置,即保持质量和角速度相同,则是为了探究向心力大小与半径的关系。
【小问2详解】
左右标尺露出的格数之比2:1,可知向心力之比2:1;根据F=mω2r,因质量相等,半径之比2:1,可知角速度相等,可知此次实验皮带连接的左、右塔轮半径之比为1:1。
14. 教材中给出了多个“探究平抛运动的特点”的实验方案。
(1)用图1装置进行探究,在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时释放B球。多次重复实验,观察到的现象:小球A、B总是同时落地,可判断出A球竖直方向做______运动。
(2)用图2装置进行实验。
①关于该实验的做法,合理的是______。
A.尽可能使用密度大、体积小的球进行实验
B.轨道末端必须水平
C.上下调节挡板时必须每次等间距移动
D.实验中必须用到的器材有刻度尺和秒表
②实验操作时,每次需将小球从轨道同一位置无初速度释放,其主要目的是使小球抛出后______。
A.只受重力 B.轨迹重合
C.做平抛运动 D.速度小些便于确定位置
(3)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置信息,如图3所示。以竖直方向为y轴,水平方向为x轴建立直角坐标系,图中坐标纸的正方形小格的边长为l,则小球平抛的初速度大小为______(重力加速度为g)。
【答案】(1)自由落体
(2) ①. AB ②. B
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球B做自由落体运动,小球A、B总是同时落地,可判断出A球竖直方向做自由落体运动。
【小问2详解】
①[1]A.为了减小空气阻力影响,实验中应尽可能使用密度大、体积小的球进行实验,故A正确;
B.为了确保小球飞出斜槽末端速度方向水平,实验中轨道末端必须水平,故B正确;
C.为了描绘出小球的轨迹上的位置,实验中需要上下调节挡板,但并不需要每次等间距移动,故C错误;
D.为了测量位移,实验中必须用到刻度尺,由于根据水平与竖直方向分运动规律能够间接求出时间,实验中不需要用秒表,故D错误。
故选AB。
②[2]实验操作时,每次需将小球从轨道同一位置无初速度释放,其主要目的是使小球飞出斜槽的速度大小一定,确保小球平抛运动轨迹重合。
故选B。
【小问3详解】
相邻点迹间的时间间隔相等,在竖直方向上有
水平方向上有
解得
15. 实验室中可以利用图1 装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的___________。
A. 动能变化量与势能变化量
B. 速度变化量与势能变化量
C. 速度变化量的平方与高度变化量
(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是___________(填选项前的字母)。
A. 交流电源 B. 天平(含砝码) C. 刻度尺
(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。 从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量为___________,动能增加量为__________(用题中字母表示)。
(4) 某小组先后用两个不同的重锤进行实验,实验操作规范。多次记录下落的高度h和对应的速度大小v,分别作出v2-h图像如图3所示。请分析说明两条图线斜率不同的原因__________,并指出选择哪条图线验证机械能守恒定律误差更小__________。
【答案】(1)A (2)AC
(3) ①. mghB ②.
(4) ①. 设重锤质量为m,阻力为f,根据动能定理
得
重锤所受阻力f与质量m的比值不同,导致两图线斜率不同,且均小于2g ②. 图线M
【解析】
【小问1详解】
为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量。故选A。
【小问2详解】
电磁打点计时器需要使用低压交流电源,需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离;由于验证机械能守恒的表达式中,重物的质量可以约去,所以不需要用天平测质量。故选AC。
【小问3详解】
[1]从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量
[2]打B点时,重物的速度为
则从打O点到打B点的过程中,重物的动能增加量
【小问4详解】
[1][2]从图中可以看出,重锤的质量大,图像的斜率大,下落相同的高度时动能增加的大一些,可见,重锤的质量越大,空气阻力的影响越小,直线M、N斜率不一样的原因是空气阻力和摩擦阻力对二者的影响不一样,对M的影响较小。数学分析如下:设重锤质量为m,阻力为f,根据动能定理
得
重锤所受阻力f与质量m的比值不同,导致两图线斜率不同,且均小于2g
三、解答题(本题共4小题,共28分。16题6分,17题5分, 18题6分, 19题11分)
16. 民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面,斜面高3.2m,长7.5m。质量为60kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240N,g取。在人从出口沿斜面滑到地面的过程中,求:
(1)重力对人做的功;
(2)阻力对人做的功;
(3)人滑至地面时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
重力做功
可得
【小问2详解】
阻力做功
可得
【小问3详解】
由动能定理
代入数据可得
17. 如图,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B,当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ。若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则 =_____。
【答案】
【解析】
【详解】小球A受力平衡,A球所受的库仑力F=mgtanθ。知
联立两式得
18. 2024年,“嫦娥六号”成功采集月球背面土壤样品并顺利返回地球。质量为m的“嫦娥六号”月球探测器,在距月球表面高为h处,做周期为T的匀速圆周运动。已知月球半径为R,引力常量为G,求:
(1)月球的质量;
(2)月球表面的重力加速度大小;
(3)月球的第一宇宙速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对探测器有
可得
【小问2详解】
在月球表面
可得
【小问3详解】
在月球表面
可得
19. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R。一个质量为m的物块将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物块获得某一向右的速度后脱离弹簧,之后沿半圆形导轨运动,物块恰好通过C点。弹簧压缩至A点时的弹性势能为,重力加速度为g,空气阻力不计。求:
(1)物块经过B点时的速度大小;
(2)物块落回水平面的落点与B点之间的距离;
(3)物块从B点运动到C点过程中阻力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
弹簧弹出物块过程,由能量守恒可得
解得
【小问2详解】
在C点
解得
物块通过C点后做平抛运动,竖直方向上
水平方向上
可得
【小问3详解】
从B到C的过程中,由动能定理可得
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