精品解析：福建省福州市马尾一中等六校2024-2025学年高一下学期期末联考物理试题

2024—2025学年第二学期高一年段期末六校联考 物理试卷 满分：100分，完卷时间：75分钟 班级∶________座号∶________姓名∶________准考证号∶________ 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 图甲中汽车通过凸形桥的最高点时，车对桥面的压力等于车受到的重力 B. 图乙中火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力 C. 图丙中演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 D. 图丁中脱水桶甩出的水滴受到离心力的作用 2. 火箭发射回收是航天技术的一大进步．火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上．不计火箭质量的变化，则火箭 A. 匀速下降过程中，机械能守恒 B. 减速下降过程中，机械能守恒 C. 匀速下降过程中，合外力做功为零 D. 减速下降过程中，合外力做功等于火箭机械能的变化 3. 质量为的物体置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着与小车，与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图，已知重力加速度为g。下列判断正确的是 A. 的速率为 B. 的速率为 C. 绳的拉力等于 D. 绳的拉力小于 4. 如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的v-t图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段。bc段是与ab段相切的水平直线。下述说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动 B. t1~t2时间内的平均速度为 C. t1~t2时间内汽车牵引力做功等于m（v22-v12） D. 在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 2019年11月5日我国成功发射第49颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统3颗地球同步轨道卫星全部发射完毕。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则（ ） A. 卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度大于7.9km/s B. 卫星在轨道稳定运行时，经过A点时的速率比过B点时小 C. 若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1<T2<T3 D. 现欲将卫星由轨道Ⅱ变轨进入轨道Ⅲ，则需在B点通过点火减速来实现 6. 某段路面分为水平和倾斜两部分，斜面部分倾角为、高为，从顶端将一个小球以一定初速度沿水平方向抛出，如图所示。设小球落回路面时位移与水平方向的夹角为，速度与水平方向的夹角为，运动时间为，重力加速度为g，下列判断中正确的是（　　） A. 初速度小于时，运动时间为定值 B. 初速度大于时，运动时间为定值 C. 无论初速度取何值，、均满足 D. 无论初速度取何值，、均满足 7. 如图，两个质量均为的小木块和可视为质点放在水平圆盘上，与转轴的距离为，与转轴的距离为，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的倍，重力加速度大小为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，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 、所受的摩擦力始终相等 B. 一定比先开始滑动 C. 当时，所受摩擦力的大小为 D. 是开始滑动的临界角速度 8. 如图所示，竖直固定的光滑直杆上套有一个质量为的小球，初始时静止于点。一原长为的轻质弹簧左端固定在点，右端与小球相连。直杆上还有、、三点，与在同一水平线上，且，、与夹角均为，与夹角为。现让小球从点由静止开始下滑，到达点时速度恰好为。此过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度大小为，，，下列说法正确的是（　　） A. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒 B. 小球在点的动能最大 C. 小球在点的速度大小为 D. 小球从点到点的过程中，弹簧的弹性势能增加了 三、非选择题：本题共8小题，共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14~16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 皮带轮的结构如图所示，A、B两轮的半径之比为2：1，则A、B两点的线速度大小之比为__________，这两点的角速度大小之比为__________。 10. 如图所示，河的宽度为d，船渡河时船头始终垂直河岸。船在静水中的速度大小为，河水流速的大小为，则小船的渡河时间________，如果渡河过程中水流速度增大，则渡河时间将___________。（选填“变大”、“不变”或“变小”） 11. 如图所示，倾角为、高为的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为的小物块（可视为质点）从斜面顶端由静止开始下滑。已知重力加速度为，不计空气阻力，则小物块从顶端滑到斜面底端的过程中，斜面支持力对小物块做的功为________；小物块沿斜面下滑的整个过程中重力的平均功率为________。 12. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。某次实验图片如下，请回答相关问题： （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法； A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法 （2）图中是在研究向心力的大小F与_______的关系。 A. 质量m B. 角速度 C. 半径r （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为______ A. 1∶9 B. 3∶1 C. 1∶3 D. 1∶1 13. 某同学利用如图1所示的气垫导轨装置“验证机械能守恒定律”。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装了一光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条初始位置到光电门的距离，遮光条的宽度，托盘和砝码的总质量，滑块和遮光条的总质量，释放滑块，读出遮光条通过光电门的时间，已知重力加速度为，用题中所给物理量的符号回答下列问题： （1）遮光条通过光电门时的速度为___________。 （2）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了___________。 （3）关于该实验，下列说法正确的是___________。 A. 托盘和砝码的总质量应远小于滑块和遮光条的总质量 B. 滑块释放的位置离光电门适当远一点，可以减小实验误差 C. 实验要验证的是：托盘和砝码减少的重力势能与滑块和遮光条增加的动能是否相等 （4）改变，得到多组实验数据，以为纵坐标，以为横坐标，做出图像如图2所示。如果图像斜率___________（物理量用题中所给字母表示），则可验证系统机械能守恒。 14. “嫦娥一号”探月卫星在空中运动的简化示意图如图所示。卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入“工作轨道”。探月卫星在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行（视为圆周运动），飞行周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响。 （1）求月球质量； （2）求月球表面的重力加速度； （3）求月球的第一宇宙速度。 15. 旋转秋千是游乐园里常见的游乐项目，它由数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上，每一座椅可坐一人。如图所示，是一种模拟该运动的装置，整个装置可绕置于地面上的竖直轴oa转动，已知与转轴固定连接的水平杆ab长，连接小球的细绳长，小球质量，整个装置绕竖直轴oa做匀速圆周运动时，连接小球的细绳与竖直方向成角，小球到地面的高度，重力加速度，已知，，求： （1）细绳对小球的拉力T是多大； （2）该装置匀速转动角速度的大小； （3）若转动过程中，细绳突然断裂，小球落地时到转轴oa的水平距离。 16. 如图所示，一质量为m=0.5kg的小物块（可视为质点）置于一光滑倾斜直轨道上。倾斜直轨道足够长且与光滑平台平滑连接，在平台的右端有一传送带，AB长LAB=2.5m，物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.4，与传送带相邻的粗糙水平面BC长LBC=2m，它与物块间的动摩擦因数μ2=0.2，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直面内的半圆弧CEF与BC平滑连接。半圆弧的直径CF与BC垂直，点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以v=4m/s的速率顺时针转动，现将小物块从P点沿直轨道下滑，初速度，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，P点与平台的高度差为1.25m，g取10m/s2。 （1）求小物块第一次到达A处时的速度大小； （2）求半圆的半径R的大小； （3）若小物块由静止释放，可通过调节小物块释放时的高度，使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离圆弧轨道，求其高度的可调节范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年第二学期高一年段期末六校联考 物理试卷 满分：100分，完卷时间：75分钟 班级∶________座号∶________姓名∶________准考证号∶________ 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 图甲中汽车通过凸形桥的最高点时，车对桥面的压力等于车受到的重力 B. 图乙中火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力 C. 图丙中演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 D. 图丁中脱水桶甩出的水滴受到离心力的作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车通过凸形桥最高点时，具有向下的加速度（向心加速度），处于失重状态，故对桥的压力小于重力，故A错误； B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B正确； C．水流星在最高点时合力竖直向下，处于失重状态，但受重力作用，故C错误； D．离心力与向心力并非物体实际受力，而是衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力，因此产生离心现象，故D错误。 故选B。 2. 火箭发射回收是航天技术的一大进步．火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上．不计火箭质量的变化，则火箭 A. 匀速下降过程中，机械能守恒 B. 减速下降过程中，机械能守恒 C. 匀速下降过程中，合外力做功为零 D. 减速下降过程中，合外力做功等于火箭机械能的变化 【答案】C 【解析】 【详解】火箭匀速下降阶段，必定受到空气阻力，空气阻力做负功，所以其机械能不守恒，故A错误；火箭在减速过程中，空气阻力做负功，其机械能不守恒，故B错误．匀速下降过程中，合外力为零，则合外力做功为零，故C正确．减速下降过程中，合外力做功等于火箭动能的变化，而空气阻力做功等于火箭机械能的变化．故D错误．故选C． 【点睛】本题需要同学分析清楚火箭的运动过程，根据加速度的方向判断其所处的运动状态．要掌握动能定理和功能原理，明确各种功与能的关系． 3. 质量为的物体置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着与小车，与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图，已知重力加速度为g。下列判断正确的是 A. 的速率为 B. 的速率为 C. 绳的拉力等于 D. 绳的拉力小于 【答案】B 【解析】 【详解】AB．将小车的速度v沿绳子方向和垂直于绳子方向正交分解，如图所示 物体P的速度与小车沿绳子方向的速度相等，则有 故B正确，A错误； CD．小车向右运动，所以减小，v不变，所以vP逐渐变大，说明物体P沿斜面向上做加速运动。对物体P受力分析可知，物体P受到竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，沿绳向上的拉力T，沿斜面和垂直斜面建立正交轴，沿斜面方向由牛顿第二定律可得 可得 故CD错误。 故选B 4. 如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的v-t图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段。bc段是与ab段相切的水平直线。下述说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动 B. t1~t2时间内的平均速度为 C. t1~t2时间内汽车牵引力做功等于m（v22-v12） D. 在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值 【答案】D 【解析】 【详解】A．0~t1时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，速度增大，根据P=Fv知，汽车的功率增大，故A错误。 B．t1~t2时间内，汽车做变加速直线运动，平均速度 故B错误。 C．t1~t2时间内，根据动能定理得 W-fs=mv22−mv12 则牵引力做功 W=fs+mv22−mv12 故C错误。 D．0~t1时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，速度增大，功率增大，t1~t2时间内，功率不变，速度增大，牵引力减小，t2时刻后，牵引力减小到与阻力相等，汽车做匀速直线运动，可知在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，故D正确。 故选D。 【点睛】解决本题的关键理清在整个过程中汽车的运动规律，知道汽车何时速度最大，运用动能定理求解牵引力做功时，不能忽略阻力做功。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 2019年11月5日我国成功发射第49颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统3颗地球同步轨道卫星全部发射完毕。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则（ ） A. 卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度大于7.9km/s B. 卫星在轨道稳定运行时，经过A点时的速率比过B点时小 C. 若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1<T2<T3 D. 现欲将卫星由轨道Ⅱ变轨进入轨道Ⅲ，则需在B点通过点火减速来实现 【答案】C 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是卫星环绕地球的最大运行速度，根据 解得 可知轨道半径越大线速度越小，同步轨道Ⅲ的半径远大于地球半径，则卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度小于，故A错误。 B．卫星在轨道稳定运行时，若指圆轨道Ⅰ和Ⅲ，由知，则，若指椭圆轨道Ⅱ，根据开普勒第二定律知近地点速度大于远地点速度，即，故B错误。 C．根据开普勒第三定律，轨道Ⅰ的半径、轨道Ⅱ的半长轴、轨道Ⅲ的半径满足，则，故C正确。 D．卫星由轨道Ⅱ变轨进入轨道Ⅲ，需在B点加速做离心运动，使万有引力等于向心力，故需在B点通过点火加速来实现，故D错误。 故选C。 6. 某段路面分为水平和倾斜两部分，斜面部分倾角为、高为，从顶端将一个小球以一定初速度沿水平方向抛出，如图所示。设小球落回路面时位移与水平方向的夹角为，速度与水平方向的夹角为，运动时间为，重力加速度为g，下列判断中正确的是（　　） A. 初速度小于时，运动时间为定值 B. 初速度大于时，运动时间为定值 C. 无论初速度取何值，、均满足 D. 无论初速度取何值，、均满足 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．斜面高，倾角，斜面水平投影长度 小球从斜面顶端水平抛出，若落在斜面上，设水平位移为，竖直位移为，由平抛运动， 若落在水平面上，则竖直位移恒为，故为定值。临界情况为刚好落在斜面底端，此时水平位移，竖直位移，故 因此初速度大于此值时落在水平面上，时间为定值；小于此值时落在斜面上，时间非定值，故A错误，B正确； CD．平抛运动中，设水平位移为，竖直位移为，时间为。则 位移偏向角满足 速度偏向角满足 比较两式得，故C错误，D正确。 故选BD。 7. 如图，两个质量均为的小木块和可视为质点放在水平圆盘上，与转轴的距离为，与转轴的距离为，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的倍，重力加速度大小为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，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 、所受的摩擦力始终相等 B. 一定比先开始滑动 C. 当时，所受摩擦力的大小为 D. 是开始滑动的临界角速度 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的倍，两个木块的最大静摩擦力相等，较小时，两个小木块相对圆盘静止，随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得 根据，，可得b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，故A错误，B正确； C．当时，以a为研究对象，根据牛顿第二定律得 ，说明a没有相对滑动，故C正确； D．以b为研究对象，当刚要开始滑动时，由牛顿第二定律得 解得开始滑动的临界角速度，故D错误。 故选BC。 8. 如图所示，竖直固定的光滑直杆上套有一个质量为的小球，初始时静止于点。一原长为的轻质弹簧左端固定在点，右端与小球相连。直杆上还有、、三点，与在同一水平线上，且，、与夹角均为，与夹角为。现让小球从点由静止开始下滑，到达点时速度恰好为。此过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度大小为，，，下列说法正确的是（　　） A. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒 B. 小球在点的动能最大 C. 小球在点的速度大小为 D. 小球从点到点的过程中，弹簧的弹性势能增加了 【答案】AD 【解析】 【详解】A．直杆光滑，只有重力和弹簧弹力对系统做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故A正确； B．小球动能最大的位置是合力为0的位置。小球到b点时，弹簧长度等于原长L，弹力为0，此时小球竖直方向仅受重力，合力向下、加速度向下，仍在加速，因此b点动能不是最大，故B错误。 C．由几何关系， 说明a、c两点弹簧的伸长量完全相同，因此两点弹簧弹性势能相等。从a到c过程系统机械能守恒，弹性势能变化量为0，重力势能的减少量全部转化为小球的动能：小球从a到c的竖直下落高度 满足 解得，故C错误； D．从c到d过程，小球初速度为，末速度为0，重力势能的减少量与动能的减少量全部转化为弹簧的弹性势能增加量，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共8小题，共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14~16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 皮带轮的结构如图所示，A、B两轮的半径之比为2：1，则A、B两点的线速度大小之比为__________，这两点的角速度大小之比为__________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]由于 A、B两轮是皮带传动，两轮边缘的线速度大小相等，因此A、B两点的线速度大小之比为 [2]由线速度与角速度的关系公式，可得A、B两点的角速度大小之比为 10. 如图所示，河的宽度为d，船渡河时船头始终垂直河岸。船在静水中的速度大小为，河水流速的大小为，则小船的渡河时间________，如果渡河过程中水流速度增大，则渡河时间将___________。（选填“变大”、“不变”或“变小”） 【答案】 ①. ②. 不变 【解析】 【详解】[1][2]船头始终垂直河岸，渡河时间 与水流速度无关，则渡河过程中水流速度增大，渡河时间将不变。 11. 如图所示，倾角为、高为的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为的小物块（可视为质点）从斜面顶端由静止开始下滑。已知重力加速度为，不计空气阻力，则小物块从顶端滑到斜面底端的过程中，斜面支持力对小物块做的功为________；小物块沿斜面下滑的整个过程中重力的平均功率为________。 【答案】 ①. 0 ②. 【解析】 【详解】[1]小物块从顶端A滑到斜面底端B的过程中，斜面支持力垂直斜面向上，与位移方向垂直，则斜面的支持力对小物块做的功为0； [2]小物块从顶端A滑到斜面底端B的过程中，重力做的功为WG=mgh 小物块沿斜面下滑的加速度 根据 解得下滑的时间 整个过程中重力的平均功率为 12. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。某次实验图片如下，请回答相关问题： （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法； A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法 （2）图中是在研究向心力的大小F与_______的关系。 A. 质量m B. 角速度 C. 半径r （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为______ A. 1∶9 B. 3∶1 C. 1∶3 D. 1∶1 【答案】（1）C （2）B （3）B 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中控制变量的方法，故选C； 【小问2详解】 图中两相同质量的钢球转动半径相同，但是角速度不同，则是在研究向心力的大小F与角速度ω的关系。故选B。 【小问3详解】 若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶9，根据 可知角速度之比为1:3，因两塔轮边缘的线速度相等，根据 v=ωr 可知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3:1。 故选B。 13. 某同学利用如图1所示的气垫导轨装置“验证机械能守恒定律”。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装了一光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条初始位置到光电门的距离，遮光条的宽度，托盘和砝码的总质量，滑块和遮光条的总质量，释放滑块，读出遮光条通过光电门的时间，已知重力加速度为，用题中所给物理量的符号回答下列问题： （1）遮光条通过光电门时的速度为___________。 （2）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了___________。 （3）关于该实验，下列说法正确的是___________。 A. 托盘和砝码的总质量应远小于滑块和遮光条的总质量 B. 滑块释放的位置离光电门适当远一点，可以减小实验误差 C. 实验要验证的是：托盘和砝码减少的重力势能与滑块和遮光条增加的动能是否相等 （4）改变，得到多组实验数据，以为纵坐标，以为横坐标，做出图像如图2所示。如果图像斜率___________（物理量用题中所给字母表示），则可验证系统机械能守恒。 【答案】（1） （2） （3）B （4） 【解析】 【小问1详解】 根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，遮光条通过光电门时的速度为 【小问2详解】 在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少量为 【小问3详解】 A．绳子的拉力不需要近似等于托盘和砝码的重力，实验不需要满足托盘和砝码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故A错误； B．滑块释放的位置离光电门适当远一点，则滑块在通过光电门时的时间就越短，得到的瞬时速度就越精确，可以减小实验误差，故B正确； C．实验要验证的是：托盘和砝码减少的重力势能与托盘和砝码、滑块和遮光条增加的动能是否相等，故C错误。 故选B。 【小问4详解】 若系统机械能守恒，则有 整理得 则斜率为 14. “嫦娥一号”探月卫星在空中运动的简化示意图如图所示。卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入“工作轨道”。探月卫星在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行（视为圆周运动），飞行周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响。 （1）求月球质量； （2）求月球表面的重力加速度； （3）求月球的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设月球的质量为M，卫星的质量为m，根据万有引力提供向心力，由题意可得 解得 （2）设月球的质量为M，月球表面有一小物体质量为m′，由题意可得 解得 （3）设月球表面附近有一质量为m0的物体环绕月球表面做匀速圆周运动，月球的第一宇宙速度为v，根据万有引力提供向心力有 解得 15. 旋转秋千是游乐园里常见的游乐项目，它由数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上，每一座椅可坐一人。如图所示，是一种模拟该运动的装置，整个装置可绕置于地面上的竖直轴oa转动，已知与转轴固定连接的水平杆ab长，连接小球的细绳长，小球质量，整个装置绕竖直轴oa做匀速圆周运动时，连接小球的细绳与竖直方向成角，小球到地面的高度，重力加速度，已知，，求： （1）细绳对小球的拉力T是多大； （2）该装置匀速转动角速度的大小； （3）若转动过程中，细绳突然断裂，小球落地时到转轴oa的水平距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球竖直方向受力平衡，有 解得 （2）小球做水平面内的匀速圆周运动，合力提供向心力，可得 小球做圆周运动的半径 联立，解得 （3）细绳断裂时，小球的线速度大小为 由 解得 小球平抛过程中，水平分位移为 根据几何关系可得小球落地时到转轴oa的水平距离为 解得 16. 如图所示，一质量为m=0.5kg的小物块（可视为质点）置于一光滑倾斜直轨道上。倾斜直轨道足够长且与光滑平台平滑连接，在平台的右端有一传送带，AB长LAB=2.5m，物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.4，与传送带相邻的粗糙水平面BC长LBC=2m，它与物块间的动摩擦因数μ2=0.2，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直面内的半圆弧CEF与BC平滑连接。半圆弧的直径CF与BC垂直，点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以v=4m/s的速率顺时针转动，现将小物块从P点沿直轨道下滑，初速度，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，P点与平台的高度差为1.25m，g取10m/s2。 （1）求小物块第一次到达A处时的速度大小； （2）求半圆的半径R的大小； （3）若小物块由静止释放，可通过调节小物块释放时的高度，使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离圆弧轨道，求其高度的可调节范围。 【答案】（1）6m/s （2）0.4m （3）2.4m≤h≤4.6m 【解析】 【小问1详解】 小物块从P点下滑至A点，由动能定理 解得 【小问2详解】 小物块在传送带上，由牛顿第二定律 解得 设小物块在传送带上向右减速到与传送带共速的位移为x，则 解得 因为x=LAB，所以小物块到达B处时的速度大小是4m/s。 对物块第一次由B点恰好运动到E点的过程，由动能定理 解得 【小问3详解】 ①最小的下滑高度，对应于物块恰好与挡板碰撞，在F点有 解得 由开始下滑到恰好与板相碰过程中，动能定理 解得 ②最大的下滑高度，对应于物块与挡板相碰后，再次沿半圆弧CEF上滑时恰好到达E点，对全程由动能定理 解得 综上所述小物块释放时的高度范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $