精品解析：湖南长沙市望城区第二中学2025-2026学年高一下学期7月期末物理试题

2026年上学期高一期末考试 物理 注意事项∶ 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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，写在试卷上无效。 3、考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 2023年11月珠海航展表演中，我国自主研发的歼-35A正式亮相，展示了其卓越的飞行性能和隐身能力。如图所示，歼-35A沿着近似圆弧的曲线从a运动到b后沿陡斜线直入云霄。设此段飞行路径在同一竖直面内，飞行速率保持不变。关于战机从a运动到b这一段，下列说法正确的是（　　） A. 战斗机合力可能一直竖直向上 B. 战斗机的速度一直在变化 C. 战斗机的加速度可能保持不变 D. 战斗机做匀变速曲线连动 2. 如图所示，有三片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶中心c处跳到低处荷叶中心处。设低处荷叶中心a、b和高处荷叶中心c均在同一竖直平面内，a在b正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动，则下列说法正确的是（　　） A. 青蛙跳到a处和b处的初速度相等 B. 青蛙跳到a处和b处的时间相等 C. 青蛙跳到a处的初速度更小 D. 青蛙跳到b处的初速度更小 3. 无级变速是自动挡车型变速箱的一种，比普通的自动变速箱换挡更平顺，没有冲击感。如图为其原理图，通过改变滚轮位置实现在变速范围内任意连续变换速度。A、B为滚轮轴上两点，变速过程中主动轮转速不变，各轮间不打滑，则（　　） A. 从动轮和主动轮转动方向始终相反 B. 滚轮在B处，从动轮角速度小于主动轮角速度 C. 滚轮从A到B，从动轮线速度先变大再变小 D. 滚轮从A到B，从动轮转速先变大后变小 4. 如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴、以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环一直相对杆不动，下列判断正确的是（ ） A. 转动的角速度越大，细线中的拉力越大 B. 转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力不变而环M与水平杆之间的弹力越大 C. 转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等 D. 转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小一定不相等 5. 北京时间2025年1月7日4时00分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将实践二十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功，该卫星主要用于卫星燃料补加与延寿服务技术验证，轨道高度略高于同步轨道，下列说法正确的是（　　） A. 实践二十五号卫星的周期大于24h B. 实践二十五号卫星的速度大于静止卫星的速度 C. 实践二十五号卫星的加速度大于静止卫星的加速度 D. 实践二十五号卫星的角速度大于静止卫星的角速度 6. 一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做了如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定于O点，如图甲所示。在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得轻绳拉力F的大小随时间t的变化规律如图乙所示，，设R、m、引力常量G和均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（　　） A. 该星球表面的重力加速度为 B. 该星球的密度为 C. 该星球的第一宇宙速度为 D. 卫星绕该星球运行的最小周期为 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7. 某型号农田喷灌机如图所示，喷口出水速度的大小和方向均可调节。该喷灌机的喷水速度大小v=10m/s，方向与水平面所成夹角θ可在30°至60°之间调节，取重力加速度g=10m/s2，忽略喷头距离地面的高度及空气阻力。则下列判断正确的是（　　） A. 当喷口出水速度方向与水平面夹角θ=60°时，喷灌的射程最远 B. 当喷口出水速度方向与水平面夹角θ=60°时，水在空中的运行时间最长 C. 喷灌的射程最远为 D. 该喷灌机的最大喷灌面积为 8. 如图所示，用细线相连的两个质量均为的相同小物块A和B（可视为质点），沿半径方向放在水平圆盘上，与转轴的距离为，与转轴的距离为，物块与圆盘间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，圆盘静止时，细线处于水平且无张力，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，则（ ） A. ，两物体受到的摩擦力方向相反 B. 当时，细线张力为 C. 当时，两物体开始滑动 D. 两物体开始滑动时，细线上张力为 9. 有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示，中心天体质量大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，行星Ⅰ、Ⅲ为圆轨道，半径分别为、， 行星Ⅱ为椭圆轨道，半长轴，与行星Ⅰ轨道在B点相切，下列说法中正确的是（　　） A. 行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等 B. 行星Ⅱ在P点与行星Ⅲ在D点的加速度相同 C. 行星Ⅲ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率 D. 行星Ⅰ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率 10. 如图所示，竖直平面内半径为的半圆形轨道固定在水平地面上，为圆心，与等高，为竖直直径。一长为的轻杆两端分别固定质量均为的小球甲、乙（均可视为质点），初始时轻杆与直径重合处于静止状态，甲球位于点，带有小孔的乙球穿在轨道上位于点。某时刻对乙球轻微扰动，使其沿半圆轨道下滑，重力加速度为，不计一切摩擦及空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A. 乙沿着半圆轨道从滑到的过程，轻杆对甲球做正功 B. 乙沿着半圆轨道从滑到的过程，乙球的机械能守恒 C. 乙经过点时，甲的速度大小为 D. 乙沿着半圆轨道从滑到的过程，轻杆对乙球做功为 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空：（结果均保留2位有效数字） （1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________； （2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。 12. 用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。图乙是某次实验得到的一条纸带，为起点，已知重物质量，重力加速度，那么从打点到打点的过程中： （1）打点计时器打下计数点时，重物的速度__________；点到点过程中重物的重力势能变化量 __________，动能变化量__________。（结果均保留三位有效数字） （2）该同学根据纸带算出了各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的重物下落高度，以为纵坐标，以为横坐标，建立坐标系，作出图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的图像如图所示。已知图像的斜率为，可求得当地的重力加速度__________。 （3）若通过计算发现，物体动能的增加量大于重力势能减少量，则原因可能是下列选项的（ ）。 A. 重物受到空气阻力的影响 B. 打点计时器的电压较低 C. 纸带和打点计时器间存在摩擦 D. 实验时先释放纸带再接通电源 （4）下列关于该实验说法正确的是（ ）。 A. 实验时重锤可以用木质小球替代 B. 打点计时器工作时的电压应选择直流 C. 安装实验器材时，必须使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上 D. 实验时应先手掌托住重锤使其紧靠打点计时器，待接通电源后，再释放重锤 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 跳台滑雪是勇敢者的运动。跳台是依凭山势在山坡上建造的，运动员使用专用滑雪板，在助滑道上取得高速后起跳，在空中飞行一段距离后落地。如图所示，设一位运动员由点沿水平方向跃出，到点落地，测得、两点之间距离，山坡倾角。不计空气阻力，取，求： （1）运动员在空中飞行的时间； （2）运动员在点起跳时的速度； （3）运动员到点时的速度的大小。 14. 如图所示，一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度L=3.5m的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg的滑块从A点无初速度释放，经过圆弧上B点时，传感器测得轨道所受压力大小为4.5N，然后经过水平直轨道BC，从C点水平飞离轨道，落到水平地面上的P点，P、C两点间的高度差为3.2m。滑块运动过程中可视为质点，且不计空气阻力。（g取10m/s2） (1)求滑块运动至B点时的速度大小； (2)若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数μ0=0.3，求P、C两点的水平距离； (3)在P点沿图中虚线安放一个竖直挡板，若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数可调，问动摩擦因数取何值时，滑块击中挡板时的速度最小，并求此最小速度。 15. 如图，半径的光滑圆弧轨道与足够长的粗糙轨道在处平滑连接，为圆弧轨道的圆心，点为圆弧轨道的最低点，半径、与的夹角分别为和。在高的光滑水平平台上，一质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住，储存了一定量的弹性势能，若打开锁扣，小物块将以一定的水平速度向右滑下平台，做平抛运动恰从点沿切线方向进入圆弧轨道，物块进入圆弧轨道后立即在处放一个弹性挡板碰撞过程机械能不损失。已知物体与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，。求： （1）弹簧存储的弹性势能； （2）物体经过点时，对圆弧轨道压力的大小； （3）物体在轨道上运动的路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年上学期高一期末考试 物理 注意事项∶ 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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，写在试卷上无效。 3、考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 2023年11月珠海航展表演中，我国自主研发的歼-35A正式亮相，展示了其卓越的飞行性能和隐身能力。如图所示，歼-35A沿着近似圆弧的曲线从a运动到b后沿陡斜线直入云霄。设此段飞行路径在同一竖直面内，飞行速率保持不变。关于战机从a运动到b这一段，下列说法正确的是（　　） A. 战斗机合力可能一直竖直向上 B. 战斗机的速度一直在变化 C. 战斗机的加速度可能保持不变 D. 战斗机做匀变速曲线连动 【答案】B 【解析】 【详解】B．战斗机的速率保持不变，但方向随时在改变，所以战斗机的速度方向一直在变化，即战斗机的速度一直在变化。选项B正确。 ACD．因为战斗机的速度大小不变，所以战斗机所受合力只有垂直于速度方向的分量，没有沿着速度方向的分量，战斗机的合力方向垂直于速度方向，一直在改变，战斗机的加速度方向不可能保持不变，不可能做匀变速曲线运动。合力方向不可能一直沿竖直向上方向。选项ACD错误。 故选B。 2. 如图所示，有三片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶中心c处跳到低处荷叶中心处。设低处荷叶中心a、b和高处荷叶中心c均在同一竖直平面内，a在b正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动，则下列说法正确的是（　　） A. 青蛙跳到a处和b处的初速度相等 B. 青蛙跳到a处和b处的时间相等 C. 青蛙跳到a处的初速度更小 D. 青蛙跳到b处的初速度更小 【答案】D 【解析】 【详解】B．从高处荷叶中心c处跳到低处荷叶中心b处下降高度更大，由自由落体位移时间关系得 可知青蛙跳到a处的时间小于跳到b处的时间，故B错误； ACD．青蛙跳到a处和b处的水平位移相等，水平方向匀速运动 可知青蛙跳到a处的初速度大于跳到b处的初速度，故AC错误，D正确。 故选D。 3. 无级变速是自动挡车型变速箱的一种，比普通的自动变速箱换挡更平顺，没有冲击感。如图为其原理图，通过改变滚轮位置实现在变速范围内任意连续变换速度。A、B为滚轮轴上两点，变速过程中主动轮转速不变，各轮间不打滑，则（　　） A. 从动轮和主动轮转动方向始终相反 B. 滚轮在B处，从动轮角速度小于主动轮角速度 C. 滚轮从A到B，从动轮线速度先变大再变小 D. 滚轮从A到B，从动轮转速先变大后变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．因为从动轮和主动轮转动方向都和滚轮的转动方向相反，所以从动轮和主动轮转动方向始终相同。A错误； B．滚轮在B处，从动轮和主动轮与滚轮接触的点线速度相等，该点从动轮的半径大于主动轮的半径，根据 从动轮角速度小于主动轮角速度。B正确； C．主动轮转速不变，滚轮从A到B，主动轮的半径越来越小，主动轮与滚轮接触的点线速度一直减小，从动轮线速度与滚轮线速度相同，一直变小，C错误； D．滚轮从A到B，从动轮线速度一直减小，又因为从动轮半径在变大，又 滚轮从A到B，从动轮转速一直减小。D错误。 故选B。 4. 如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴、以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环一直相对杆不动，下列判断正确的是（ ） A. 转动的角速度越大，细线中的拉力越大 B. 转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力不变而环M与水平杆之间的弹力越大 C. 转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等 D. 转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小一定不相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，分别对金属环N受力分析，如图所示 由于金属环相对杆始终不动，设细绳与竖直方向的夹角为，由平衡条件有 解得 可知，由于不变，则细线中的拉力和环N与竖直杆之间的弹力不变，A错误； BCD．根据题意，设整个装置以竖直杆为轴以转动时，环M与横杆没有摩擦力，对M受力分析，如图所示 水平方向上，由牛顿第二定律有 竖直方向上有 解得 可知，转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力仍相等，若转动的角速度大于，则有 可知，随着增大，增大，若转动的角速度小于，则有 可知，随着增大，减小，则转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等，BD错误，C正确。 故选C。 5. 北京时间2025年1月7日4时00分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将实践二十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功，该卫星主要用于卫星燃料补加与延寿服务技术验证，轨道高度略高于同步轨道，下列说法正确的是（　　） A. 实践二十五号卫星的周期大于24h B. 实践二十五号卫星的速度大于静止卫星的速度 C. 实践二十五号卫星的加速度大于静止卫星的加速度 D. 实践二十五号卫星的角速度大于静止卫星的角速度 【答案】A 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力可知 解得 A．实践二十五号卫星的轨道高度略高于同步轨道，可知其周期大于24h，故A正确； B．实践二十五号卫星的轨道高度略高于同步轨道，可知其速度小于静止卫星的速度，故B错误； C．实践二十五号卫星的轨道高度略高于同步轨道，可知其加速度小于静止卫星的加速度，故C错误； D．实践二十五号卫星的轨道高度略高于同步轨道，可知其角速度小于静止卫星的角速度，故D错误。 故选A。 6. 一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做了如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定于O点，如图甲所示。在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得轻绳拉力F的大小随时间t的变化规律如图乙所示，，设R、m、引力常量G和均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（　　） A. 该星球表面的重力加速度为 B. 该星球的密度为 C. 该星球的第一宇宙速度为 D. 卫星绕该星球运行的最小周期为 【答案】D 【解析】 【详解】A.设砝码在最低点时细线的拉力为，速度为，设绳长为L，则 设砝码在最高点细线的拉力为，速度为，则 由机械能守恒定律得 解得 因为 所以该星球表面的重力加速度为 A错误； BC．根据万有引力提供向心力得 卫星绕该星球的第一宇宙速度为 在星球表面，万有引力近似等于重力 解得 星球的密度 卫星绕该星球的第一宇宙速度为 BC错误； D．卫星绕该星球运行的最小周期，则 解得 D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7. 某型号农田喷灌机如图所示，喷口出水速度的大小和方向均可调节。该喷灌机的喷水速度大小v=10m/s，方向与水平面所成夹角θ可在30°至60°之间调节，取重力加速度g=10m/s2，忽略喷头距离地面的高度及空气阻力。则下列判断正确的是（　　） A. 当喷口出水速度方向与水平面夹角θ=60°时，喷灌的射程最远 B. 当喷口出水速度方向与水平面夹角θ=60°时，水在空中的运行时间最长 C. 喷灌的射程最远为 D. 该喷灌机的最大喷灌面积为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．水流做斜抛运动，则有， 解得， 可知，当喷口出水速度方向与水平面夹角为45°时，喷灌的射程最远，当出水速度方向与水平面夹角为60°时，水在空中的运行时间最长，故A错误，B正确； C．结合上述可知，喷灌的射程最远为，故C错误； D．该喷灌机的最大喷灌面积为，故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，用细线相连的两个质量均为的相同小物块A和B（可视为质点），沿半径方向放在水平圆盘上，与转轴的距离为，与转轴的距离为，物块与圆盘间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，圆盘静止时，细线处于水平且无张力，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，则（ ） A. ，两物体受到的摩擦力方向相反 B. 当时，细线张力为 C. 当时，两物体开始滑动 D. 两物体开始滑动时，细线上张力为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物块、都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，当转速较小时，细线没有张力，物块、都是由静摩擦力提供向心力，方向都指向圆心，方向相同，故A错误； B．由于物块转动的半径较大，则物块先达到最大静摩擦力，此时细线刚有张力，对物块根据牛顿第二定律有 解得 当两物块刚要滑动时，物块、所受的摩擦力均达到最大静摩擦力且方向均指向圆心，对物块、根据牛顿第二定律分别有， 联立解得 由于，所以当时，细线有张力且物块受到的静摩擦力已达到最大，对物块根据牛顿第二定律有 将代入解得细线张力为 结果与选项相符，故B正确； C．当两物块刚要滑动时，对物块、根据牛顿第二定律分别有， 联立解得两物块开始滑动时的角速度为 结果与选项数值不符，故C错误； D．当两物块刚要滑动时，对物块、根据牛顿第二定律分别有， 联立解得此时细线上的张力为 结果与选项相符，故D正确。 故选BD。 9. 有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示，中心天体质量大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，行星Ⅰ、Ⅲ为圆轨道，半径分别为、， 行星Ⅱ为椭圆轨道，半长轴，与行星Ⅰ轨道在B点相切，下列说法中正确的是（　　） A. 行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等 B. 行星Ⅱ在P点与行星Ⅲ在D点的加速度相同 C. 行星Ⅲ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率 D. 行星Ⅰ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．因为行星Ⅱ的运行半长轴与行星Ⅲ的半径满足 则由开普勒第三定律知 则有 可知行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等，故A正确； B．由牛顿第二定律可得 可得 由于P点与D点离中心天体中心的距离相同，则行星Ⅱ在P点与行星Ⅲ在D点时的加速度大小相等，但方向不同，故B错误； CD．由 得 可知行星Ⅲ的速率小于行星Ⅰ的速率，又因为行星Ⅰ在B点加速才能到达轨道Ⅱ，故行星Ⅰ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率，行星Ⅲ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率，故CD正确。 故选ACD。 10. 如图所示，竖直平面内半径为的半圆形轨道固定在水平地面上，为圆心，与等高，为竖直直径。一长为的轻杆两端分别固定质量均为的小球甲、乙（均可视为质点），初始时轻杆与直径重合处于静止状态，甲球位于点，带有小孔的乙球穿在轨道上位于点。某时刻对乙球轻微扰动，使其沿半圆轨道下滑，重力加速度为，不计一切摩擦及空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A. 乙沿着半圆轨道从滑到的过程，轻杆对甲球做正功 B. 乙沿着半圆轨道从滑到的过程，乙球的机械能守恒 C. 乙经过点时，甲的速度大小为 D. 乙沿着半圆轨道从滑到的过程，轻杆对乙球做功为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．乙沿着半圆轨道从滑到的过程，甲、乙球组成的系统机械能守恒，甲球沿水平面运动，动能增大，则轻杆对甲球做正功，根据能量守恒可知，乙球的机械能减小，故A正确，B错误； CD．当乙运动到点时，设轻杆与水平方向的夹角为，乙球速度竖直向下，将其分解为沿杆和垂直杆的方向，如图所示，则有乙和甲沿杆方向的速度大小相等，由图可得 由几何关系可得 解得 对甲、乙系统由机械能守恒定律有 联立解得 ， 对乙球由动能定理有 解得 故C正确，D错误。 故选AC。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空：（结果均保留2位有效数字） （1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________； （2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。 【答案】 ①. 1.0 ②. 2.0 ③. 9.7 【解析】 【详解】（1）[1]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为 [2]竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得 （2）[3]由竖直方向的自由落体运动可得 代入数据可得 12. 用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。图乙是某次实验得到的一条纸带，为起点，已知重物质量，重力加速度，那么从打点到打点的过程中： （1）打点计时器打下计数点时，重物的速度__________；点到点过程中重物的重力势能变化量 __________，动能变化量__________。（结果均保留三位有效数字） （2）该同学根据纸带算出了各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的重物下落高度，以为纵坐标，以为横坐标，建立坐标系，作出图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的图像如图所示。已知图像的斜率为，可求得当地的重力加速度__________。 （3）若通过计算发现，物体动能的增加量大于重力势能减少量，则原因可能是下列选项的（ ）。 A. 重物受到空气阻力的影响 B. 打点计时器的电压较低 C. 纸带和打点计时器间存在摩擦 D. 实验时先释放纸带再接通电源 （4）下列关于该实验说法正确的是（ ）。 A. 实验时重锤可以用木质小球替代 B. 打点计时器工作时的电压应选择直流 C. 安装实验器材时，必须使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上 D. 实验时应先手掌托住重锤使其紧靠打点计时器，待接通电源后，再释放重锤 【答案】（1） ①. ②. ③. 0.684 （2） （3）D （4）CD 【解析】 【小问1详解】 [1]打点计时器每隔打一个点，点为点、所对应时刻的中间时刻，根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，有 代入数据解得 [2]重物从点下降到点的高度为，重力势能的减少量为 代入数据解得 [3]重物从点由静止释放，初动能为零，因此动能增加量为 代入数据解得 【小问2详解】 以点为零势能参考位置，重物下降高度为时，根据机械能守恒定律有 纯符号推导得 在图像中，图像斜率为 解得 【小问3详解】 A．空气阻力对重物做负功，根据功能关系有 由于，所以，故A错误； B．打点计时器的电压较低主要会使打出的点迹不清晰，打点周期仍由交流电源频率决定，不会使计算出的动能增加量系统性偏大，故B错误； C．纸带与打点计时器之间的摩擦力做负功，同样会使，故C错误； D．若先释放纸带再接通电源，则打出点时重物已经具有一定速度，而计算时仍将点处的动能视为零，从而使计算出的动能增加量偏大，可能出现，故D正确。 故选D。 【小问4详解】 A．实验中应选用质量较大、体积较小的金属重锤，以减小空气阻力的相对影响，木质小球质量较小，不宜替代重锤，故A错误； B．打点计时器应接规定电压的交流电源，不能接直流电源，故B错误； C．打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上，使纸带沿竖直方向运动并减小摩擦，故C正确； D．实验时应先接通电源，待打点计时器稳定工作后再释放重锤，故D正确。 故选CD。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 跳台滑雪是勇敢者的运动。跳台是依凭山势在山坡上建造的，运动员使用专用滑雪板，在助滑道上取得高速后起跳，在空中飞行一段距离后落地。如图所示，设一位运动员由点沿水平方向跃出，到点落地，测得、两点之间距离，山坡倾角。不计空气阻力，取，求： （1）运动员在空中飞行的时间； （2）运动员在点起跳时的速度； （3）运动员到点时的速度的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 已知斜面长度，倾角，重力加速度，运动员从点水平飞出，竖直方向初速度为零，、两点的竖直高度差为，根据竖直方向的自由落体运动规律有 解得 代入数据解得 【小问2详解】 、两点间的水平距离为，运动员水平方向做匀速直线运动，根据位移公式有 解得 代入数据解得 【小问3详解】 运动员到达点时，水平方向速度为，竖直方向速度大小为，根据速度的合成有 解得 代入数据解得 14. 如图所示，一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度L=3.5m的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg的滑块从A点无初速度释放，经过圆弧上B点时，传感器测得轨道所受压力大小为4.5N，然后经过水平直轨道BC，从C点水平飞离轨道，落到水平地面上的P点，P、C两点间的高度差为3.2m。滑块运动过程中可视为质点，且不计空气阻力。（g取10m/s2） (1)求滑块运动至B点时的速度大小； (2)若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数μ0=0.3，求P、C两点的水平距离； (3)在P点沿图中虚线安放一个竖直挡板，若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数可调，问动摩擦因数取何值时，滑块击中挡板时的速度最小，并求此最小速度。 【答案】(1)5m/s；(2)1.6m；(3)，4m/s 【解析】 【详解】(1)在B点滑块做圆周运动，则有 解得 v=5m/s (2)在BC段，滑块做匀减速运动，根据牛顿第二定律可知： -μ0mg=ma 解得 由，解得 vC=2m/s 滑块从C点做平抛运动，则在竖直方向 解得 PC的水平位移为 x′=vCt=1.6m (3)设BC间的摩擦因数为μ，则到达C点的速度为v′，则加速度大小为 a′=μg 根据，得 从C点做平抛运动，击中挡板所需时间为t′，则有 在竖直方向获得的速度为vy=gt′，击中挡板的速度为 当且仅当，v″取最小值，解得 ， 15. 如图，半径的光滑圆弧轨道与足够长的粗糙轨道在处平滑连接，为圆弧轨道的圆心，点为圆弧轨道的最低点，半径、与的夹角分别为和。在高的光滑水平平台上，一质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住，储存了一定量的弹性势能，若打开锁扣，小物块将以一定的水平速度向右滑下平台，做平抛运动恰从点沿切线方向进入圆弧轨道，物块进入圆弧轨道后立即在处放一个弹性挡板碰撞过程机械能不损失。已知物体与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，。求： （1）弹簧存储的弹性势能； （2）物体经过点时，对圆弧轨道压力的大小； （3）物体在轨道上运动的路程。 【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3） 【解析】 【详解】（1）小物块离开平台后做平抛运动，将其点速度沿水平和竖直方向分解，如图所示。 由平抛运动规律知竖直分速度 解得 由几何关系可得物块的初速度 由机械能守恒定律可得弹簧储存的弹性势能为 （2）对从水平面运动到点的过程，由机械能守恒定律得 经过点时，由向心力公式有 代入数据解得 由牛顿第三定律知，对轨道的压力大小为 方向竖直向下。 （3）物块从运动到过程由机械能守恒定律得 解得 物体沿轨道向上作匀减速运动，速度减为零后，由于，物体继续下滑至圆轨道上点，碰后以原速返回后经过点后继续上滑，如此反复，直到物体无法滑上点，此过程由能量守恒 代入数据可解得 在轨道上运动通过的路程约为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $