精品解析：贵州贵阳市贵州师范大学附属中学2025-2026学年高二上学期入学考试物理试卷

2025-2026学年度贵州师范大学附属中学高2024级高二上入学考试 物理学科试卷 考试范围∶高一下所学内容 考试时间：75分钟 满分：100分 说明：本次入学考试旨在监测同学们寒假学习效果，请同学们认真作答。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 某同学进行抛体运动的相关研究。第一次把一个体积较小的钢球（小钢球体积小，空气阻力可以忽略不计）用发射器从m高处水平射出，落地点为P，发射点到P点的水平距离为x。第二次把一个质量相同的塑料球用同一水平速度水平射出，仅改变发射高度，发现当发射高度调整为时，塑料球的落点也在P点。该同学对塑料球的受力做了一下分析和处理：塑料球竖直方向速度较小，空气阻力的竖直分力忽略不计，但水平方向的空气阻力不能忽略且视为恒力。根据这种设想，塑料球在运动时受到的空气阻力约为重力的（重力加速度的大小）（　　） A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 2. 如图所示的光滑固定斜面长为l，宽为b，倾角为，物块1从斜面左上方顶点A沿水平方向射入，物块2从斜面左方中间处B点水平方向射入，最后均从底端右侧C点离开斜面。物块均可看成质点，则（　　） A. 物块1的速度变化量大于物块2的速度变化量 B. 物块1与物块2的运动时间相等 C. 改变初速度大小，物块1与物块2能在斜面上相遇 D. 物块1与物块2射入的初速度相等 3. 2024年11月12日中国第十五届航展在珠海国际航展中心开幕，我国自行研制最高飞行速度达到2.2马赫的隐身战机歼35亮相航展。假设一名飞行员质量为m，驾驶歼35分别在水平面内和竖直面内以做匀速圆周运动，圆周直径均为d，以下说法正确的是（　　） A. 在水平面内做圆周运动时飞机的角速度为 B. 在水平面内做圆周运动时飞行员受到飞机的作用力为 C. 在竖直面内做圆周运动时飞行员在最低点受到飞机的作用力为 D. 在竖直面内做圆周运动时飞行员在最高点受到飞机的作用力为 4. 筒车（图甲）是利用水流带动车轮，使装在车轮上的竹筒自动将水提上岸进行灌溉的装置。其简化模型如图乙所示，转轴为在同一高度，分别为最低点和最高点，为水面；筒车在水流的推动下顺时针做半径为，角速度大小为的匀速圆周运动。竹筒在点开始打水，从点离开水面；假设从点到点的过程中，竹筒所装的水质量为且保持不变，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 竹筒过点时，线速度大小为 B. 竹筒从点到点的过程中，向心加速度保持不变 C. 水轮车上均匀装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为 D. 竹筒过点时，竹筒对水的作用力大小大于 5. 如图所示，某卫星发射时，先将卫星发射至近地圆轨道Ⅰ，在P点变轨到椭圆轨道Ⅱ，再从椭圆上的远地点Q变轨到圆轨道Ⅲ。已知另一太空舱在轨道Ⅲ上做匀速圆周运动，卫星在椭圆轨道Ⅱ上经过P点时的速度大小为3v，经过Q点时的速度大小为v，地球的半径为R，地球极点处的重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. v可能大于第一宇宙速度 B. 卫星在椭圆轨道Ⅱ上的周期为 C. 卫星在轨道Ⅲ上加速，可以追上太空舱并实现对接 D. 在轨道Ⅰ和Ⅲ上，卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积相等 6. 如图所示，ABC和DEF是固定在竖直面内的半圆弧轨道，圆弧ABC的半径是圆弧DEF半径的2倍，AC和DF水平，B、E两点等高，G是圆弧AB上与D点等高的点。将相同的小滑块a、b分别在A点和D点由静止释放，不计摩擦和滑块的大小。则在两小滑块下滑的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小滑块a从A点到G点的运动时间和小滑块b从D点到E点的运动时间相等 B. 小滑块a在G点和小滑块b在E点重力的瞬时功率相等 C. 小滑块a在B点和小滑块b在E点机械能相等 D. 小滑块a在B点和小滑块b在E点对轨道的压力大小相等 7. 如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，滑块Q的质量为，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，已知与水平面的夹角，长为，与垂直，不计滑轮的摩擦力，重力加速度为g，滑块P从A到B的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 滑块P的加速度一直减小 B. 滑块P的最大速度为 C. 轻绳对滑块P做功 D. 重力对滑块Q做功的功率一直减小 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 如图所示，坐标系的x轴水平向右，质量为的小球从坐标原点O处，以初速度斜向右上方抛出，同时受到斜向右上方恒定的风力的作用，风力与的夹角为30°，风力与x轴正方向的夹角也为30°，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A. 小球的速度先减小后增大 B. 小球的加速度方向保持不变 C. 小球的加速度与初速度的夹角为60° D. 小球的加速度大小为 9. 如图所示，A、B两个材料相同的物体放在水平旋转的圆盘上，A的质量为m，B的质量为2m，B离轴距离为R，A离轴距离为2R，两物体始终相对盘静止，则（　　） A. A与B的线速度大小之比为2∶1 B. A与B的向心加速度大小之比为2∶1 C. A与B的向心力大小之比为2∶1 D. 在转盘转速增加时，A与B一起滑动 10. 如图所示，轻绳的一端系一质量为m的金属环，另一端绕过定滑轮悬挂一质量为5m的重物。金属环套在固定的竖直光滑直杆上，定滑轮与竖直杆之间的距离，金属环从图中P点由静止释放，与直杆之间的夹角，不计一切摩擦，重力加速度为g，则（　　） A. 金属环从P上升到Q的过程中，重物所受重力的瞬时功率先增大后减小 B. 金属环从P上升到Q的过程中，绳子拉力对重物做的功为 C. 金属环在Q点的速度大小为 D. 若金属环最高能上升到N点，则与直杆之间的夹角 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某同学做探究平抛运动特点的实验，并测当地重力加速度的大小。如图（a）所示，在水平桌面右端附近竖直固定一金属弹片，桌面右侧用木板搭建倾角为的斜面，木板上固定有白纸，白纸上有复写纸，将一小钢球轻放在水平桌面右端紧靠竖直弹片，一智能手机置于木板下方的桌面上。打开手机的录音功能，用手向左拨弹片后释放，弹片击打小球，小球获得水平初速度向右抛出，落在斜面上，通过复写纸记下小球在斜面上落点的位置，手机记下声音的图像，通过声音图像可知小球平抛运动的时间，用刻度尺测出小球在斜面上落点位置与桌面右端的距离x。改变向左拨弹片的力度，多次重复实验。，。 （1）某次实验中测出小球落点位置与桌面右端的距离为，手机记下的声音图像如图（b）所示，则小球做平抛运动的初速度大小为__________。 （2）多次实验测出了每次小球运动的x与t的值，采用线性图像处理实验数据，以x为纵轴，__________（填“”“”或“”）为横轴作出如图（c）所示的图像。测出直线的斜率为k，则当地的重力加速度大小的表达式为__________（用、表示）。 12. 两学习小组A、B用如图甲所示实验装置验证向心力大小与速度平方成正比。铁架台上安装带有刻度的半圆板，刻度以圆板最低点所在的水平线为“0”等高线，相邻等高线间距相等。轻绳一端在圆心O处与DIS传感器相连（图中未画出），另一端与小球相连，小球平衡时球心恰在等高线0处，用DIS传感器测量小球做圆周运动过程绳中拉力F大小。 （1）为了验证小球的向心力与速度平方的定量关系，控制小球的质量m和做圆周运动的半径r不变。A组同学将绳拉直，球心与距“0”等高线高度为h的刻度线处重合，将小球由静止释放，运动至最低点的速度平方的表达式=______（用重力加速度g、h表示）； （2）DIS系统记录某次小球运动过程中绳中的拉力F随时间t的变化关系图像如图乙所示，则______（选填“a”“b”）点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳中的拉力大小； （3）多次改变小球的释放点高度h，记录每次高度h及对应的运动至最低点时绳中的拉力F大小的数据，描绘出图像如图丙所示，图线I的纵轴截距表示______，试问：根据该图线能否说明小球的向心力与速度平方成正比？请简述理由______； （4）实验操作过程中，B组同学每次将小球的最低点与高度为h的等高线相切，其余操作与A组的相同，B组也在丙图中描绘图线，标记为Ⅱ，图中哪个选项可能正确反映图线I、Ⅱ关系的（ ） A. B. C. D. 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 如图所示为滑雪运动员从A点水平起跳后，落到直斜坡上的情景。某次跳跃时该运动员沿斜坡上运动的距离，已知运动员质量为m=50 kg，斜坡倾角为θ=30°，重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力。 （1）求运动员从A运动到B点的时间t； （2）求运动员在A点起跳时的速度大小v0； （3）若运动员从A点起跳后，一直受到水平向右恒定的风力F作用，最后恰好沿竖直方向落在斜坡上，求运动员受到的风力大小F。 14. 如图所示，半径为2r的水平圆盘距地面的高度h，质量均m的A、B两个物块，均可看成质点，用一根不可伸长的轻绳连在一起，轻绳经过圆盘圆心，A、B两物块的转动半径，（B在转盘边缘）。A和B一起随圆盘绕竖直中心轴转动为转盘圆心在地面沿竖直方向的投影，转动角速度从零开始缓慢增大，直到有物块相对圆盘运动为止。它们与圆盘间的动摩擦因数均为。取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度为g，求： （1）当绳上恰好出现拉力时，圆盘的角速度大小； （2）绳上出现拉力后，随着角速度的缓慢增加，是否有物体受到的摩擦力为零？如果有，求出此时圆盘角速度大小； （3）若水平圆盘距地面的高度为，随着角速度进一步缓慢增加，两物块相对圆盘滑动，假设滑动瞬间绳子断裂，求B落地的位置与之间的距离。 15. 如图，在距水平地面高的平台上，质量的小物块（可视为质点）以一定的水平速度向右从点滑离平台，恰好从点沿切线方向进入固定在竖直平面内、圆心为、圆心角、半径的光滑圆弧轨道。点距水平地面的高，圆弧轨道在点与长为的粗糙水平地面平滑连接，点固定有竖直挡板。取，空气阻力不计。，。 （1）求物块从离开平台运动到点所用时间； （2）求物块沿圆弧轨道第一次运动到点时对轨道的压力大小； （3）若物块与竖直挡板碰撞无能量损失，且物块最终停在段的中点，求物块与地面间动摩擦因数的可能值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度贵州师范大学附属中学高2024级高二上入学考试 物理学科试卷 考试范围∶高一下所学内容 考试时间：75分钟 满分：100分 说明：本次入学考试旨在监测同学们寒假学习效果，请同学们认真作答。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 某同学进行抛体运动的相关研究。第一次把一个体积较小的钢球（小钢球体积小，空气阻力可以忽略不计）用发射器从m高处水平射出，落地点为P，发射点到P点的水平距离为x。第二次把一个质量相同的塑料球用同一水平速度水平射出，仅改变发射高度，发现当发射高度调整为时，塑料球的落点也在P点。该同学对塑料球的受力做了一下分析和处理：塑料球竖直方向速度较小，空气阻力的竖直分力忽略不计，但水平方向的空气阻力不能忽略且视为恒力。根据这种设想，塑料球在运动时受到的空气阻力约为重力的（重力加速度的大小）（　　） A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 【答案】A 【解析】 【详解】第一次抛出钢球做平抛运动，则有 第二次抛出塑料球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀减速直线运动，则有 联立解得 则有 故选A。 2. 如图所示的光滑固定斜面长为l，宽为b，倾角为，物块1从斜面左上方顶点A沿水平方向射入，物块2从斜面左方中间处B点水平方向射入，最后均从底端右侧C点离开斜面。物块均可看成质点，则（　　） A. 物块1的速度变化量大于物块2的速度变化量 B. 物块1与物块2的运动时间相等 C. 改变初速度大小，物块1与物块2能在斜面上相遇 D. 物块1与物块2射入的初速度相等 【答案】A 【解析】 【详解】物块在斜面上做类平抛运动，沿斜面向下方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度，沿水平方向做匀速直线运动。 A．物块在斜面上运动时只受重力和支持力，合力沿斜面向下，加速度恒定。速度变化量。物块1沿斜面向下的位移 物块2沿斜面向下的位移 由 得 可知，所以，故A正确； B．由 得， 则，运动时间不相等，故B错误； C．若两物块同时射入，沿斜面向下方向加速度相同，初速度均为零，两者在沿斜面方向相对静止，距离始终保持，不可能在斜面上相遇，与初速度大小无关，故C错误； D．沿水平方向位移均为，由 得 因为，所以，初速度不相等，故D错误。 故选A。 3. 2024年11月12日中国第十五届航展在珠海国际航展中心开幕，我国自行研制最高飞行速度达到2.2马赫的隐身战机歼35亮相航展。假设一名飞行员质量为m，驾驶歼35分别在水平面内和竖直面内以做匀速圆周运动，圆周直径均为d，以下说法正确的是（　　） A. 在水平面内做圆周运动时飞机的角速度为 B. 在水平面内做圆周运动时飞行员受到飞机的作用力为 C. 在竖直面内做圆周运动时飞行员在最低点受到飞机的作用力为 D. 在竖直面内做圆周运动时飞行员在最高点受到飞机的作用力为 【答案】C 【解析】 【详解】A．在水平面内做圆周运动时飞机的角速度为 故A错误； B．根据力的矢量合成可知，在水平面内做圆周运动时飞行员受到飞机的作用力为 故B错误； C．在竖直面内做圆周运动时飞行员在最低点时有 解得 故C正确； D．在竖直面内做圆周运动时飞行员在最高点时有 解得 故D错误； 故选C。 4. 筒车（图甲）是利用水流带动车轮，使装在车轮上的竹筒自动将水提上岸进行灌溉的装置。其简化模型如图乙所示，转轴为在同一高度，分别为最低点和最高点，为水面；筒车在水流的推动下顺时针做半径为，角速度大小为的匀速圆周运动。竹筒在点开始打水，从点离开水面；假设从点到点的过程中，竹筒所装的水质量为且保持不变，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 竹筒过点时，线速度大小为 B. 竹筒从点到点的过程中，向心加速度保持不变 C. 水轮车上均匀装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为 D. 竹筒过点时，竹筒对水的作用力大小大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．竹筒过点时，线速度大小为，故A错误； B．竹筒从点到点的过程中，做匀速圆周运动，向心加速度大小恒定不变，向心加速度方向不断变化，故B错误； C．相邻竹筒打水的时间间隔为，故C错误； D．竹筒中的水做匀速圆周运动，合力指向圆心，如图所示 可知，故D正确； 故选D。 5. 如图所示，某卫星发射时，先将卫星发射至近地圆轨道Ⅰ，在P点变轨到椭圆轨道Ⅱ，再从椭圆上的远地点Q变轨到圆轨道Ⅲ。已知另一太空舱在轨道Ⅲ上做匀速圆周运动，卫星在椭圆轨道Ⅱ上经过P点时的速度大小为3v，经过Q点时的速度大小为v，地球的半径为R，地球极点处的重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. v可能大于第一宇宙速度 B. 卫星在椭圆轨道Ⅱ上的周期为 C. 卫星在轨道Ⅲ上加速，可以追上太空舱并实现对接 D. 在轨道Ⅰ和Ⅲ上，卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．由万有引力提供向心力 解得 当轨道半径等于星球半径时，为第一宇宙速度；在圆轨道Ⅲ时，轨道半径大于星球半径，在圆轨道Ⅲ时线速度大小小于第一宇宙速度；卫星在Q点加速后进入轨道Ⅲ，故卫星在轨道Ⅲ上的速度大于v，且小于第一宇宙速度，故v一定小于第一宇宙速度，故A错误； B．由开普勒第二定律可得在相同时间内卫星与地球连线扫过的面积 即 可得卫星在轨道Ⅱ上经过P点和Q点的速度关系 可得 因此Q点到地心的距离为3R，轨道Ⅱ的半长轴为 设卫星在轨道Ⅰ上的周期为，在轨道Ⅱ上周期为，根据开普勒第三定律 又由 解得，故B正确； C．卫星在轨道Ⅲ上加速会做离心运动，不能与太空舱对接，故C错误； D．由开普勒第二定律可知同一轨道上的卫星与地球的连线在相同时间内扫过的面积相等， 因此在轨道Ⅰ和Ⅲ上，卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积不相等，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，ABC和DEF是固定在竖直面内的半圆弧轨道，圆弧ABC的半径是圆弧DEF半径的2倍，AC和DF水平，B、E两点等高，G是圆弧AB上与D点等高的点。将相同的小滑块a、b分别在A点和D点由静止释放，不计摩擦和滑块的大小。则在两小滑块下滑的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小滑块a从A点到G点的运动时间和小滑块b从D点到E点的运动时间相等 B. 小滑块a在G点和小滑块b在E点重力的瞬时功率相等 C. 小滑块a在B点和小滑块b在E点机械能相等 D. 小滑块a在B点和小滑块b在E点对轨道的压力大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】B．小滑块a在G点时竖直方向的分速度不为0，重力的瞬时功率不为0；小滑块b在E点时竖直方向的分速度为0，重力的瞬时功率为0，故小滑块a在G点和小滑块b在E点重力的瞬时功率不相等，故B错误； C．两小滑块在A、D两点的动能均为0，重力势能不相等，所以机械能不相等；由于小滑块下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，所以小滑块a在B点和小滑块b在E点机械能不相等，故C错误； D．设圆弧轨道的半径为，小滑块从静止释放到最低点的过程中，根据机械能守恒可得 在最低点，由牛顿第二定律可得 联立解得 可知小滑块a在B点和小滑块b在E点对轨道的压力大小相等，故D正确； A．由于圆弧ABC的半径是圆弧DEF半径的2倍，所以小滑块a从A点到G点与小滑块b从D点到E点下滑高度相等；将两小滑块下滑过程看成无数个相对应的小微元，由于小滑块下滑过程满足机械能守恒，所以两小滑块在相对应的小微元中速度大小相等；但两小滑块在相对应的小微元中的弧长不相等，所以两小滑块在相对应的小微元中的运动时间不相等，故小滑块a从A点到G点的运动时间和小滑块b从D点到E点的运动时间不相等，故A错误。 故选D。 7. 如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，滑块Q的质量为，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，已知与水平面的夹角，长为，与垂直，不计滑轮的摩擦力，重力加速度为g，滑块P从A到B的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 滑块P的加速度一直减小 B. 滑块P的最大速度为 C. 轻绳对滑块P做功 D. 重力对滑块Q做功的功率一直减小 【答案】C 【解析】 【详解】D．根据题意可知，滑块P从A点开始运动时，重物Q的速度为零，则重物Q重力的功率为零，当滑块P到达B点时，重物Q的速度也为零，此时，重物Q重力的功率为零，则滑块由A到B的过程中，重物Q的重力功率先增大后减小，故D错误； C．根据题意可知，滑块P、重物Q和弹簧组成的系统机械能守恒，根据几何关系可知，滑块P上升的高度为 重物Q下降的高度为 设滑块P运动到位置B处速度大小为，A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，可知A、B两点弹簧的弹性势能相等，根据机械能守恒定律有 联立解得在点的速度为 对滑块P，设轻绳对滑块P做功为，由动能定理得 解得 故C正确； AB．在A点弹簧对P的弹力向上，在B点弹簧对P弹力向下，可知，P先加速上升后减速上升，在A、B间某位置，合力为零，速度最大，则滑块P的最大速度大于，从A点到速度最大点，弹簧的弹力不断减小，绳子拉力在竖直方向的分力也减小，可知加速度不断减小，在从速度最大点到B点过程中，弹簧拉力向下，重力向下，绳子在竖直方向的分力越来越小，可知P所受的合理越来越大，则加速度越来越大，故AB错误。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 如图所示，坐标系的x轴水平向右，质量为的小球从坐标原点O处，以初速度斜向右上方抛出，同时受到斜向右上方恒定的风力的作用，风力与的夹角为30°，风力与x轴正方向的夹角也为30°，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A. 小球的速度先减小后增大 B. 小球的加速度方向保持不变 C. 小球的加速度与初速度的夹角为60° D. 小球的加速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】由题意可知，风力与重力的夹角为120°，由于 即风力与重力大小相等，根据矢量合成规律，可知合力与重力等大，如图 则小球的加速度大小为 方向与初速度垂直，所以小球做类平抛运动，速度一直增加。 故选BD。 9. 如图所示，A、B两个材料相同的物体放在水平旋转的圆盘上，A的质量为m，B的质量为2m，B离轴距离为R，A离轴距离为2R，两物体始终相对盘静止，则（　　） A. A与B的线速度大小之比为2∶1 B. A与B的向心加速度大小之比为2∶1 C. A与B的向心力大小之比为2∶1 D. 在转盘转速增加时，A与B一起滑动 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由题知A、B两个物体同轴转动，则ωA = ωB，由线速度公式 代入得 故A正确； B．由向心加速度公式知a = ω2r，代入得 故B正确； CD．由向心力公式知F = ma，代入得 故两个物体做圆周运动所需的向心力大小相等，在转动过程中摩擦力提供物体做圆周运动向心力，则由 可知fB > fA，故A先发生滑动，故CD错误。 故选AB。 10. 如图所示，轻绳的一端系一质量为m的金属环，另一端绕过定滑轮悬挂一质量为5m的重物。金属环套在固定的竖直光滑直杆上，定滑轮与竖直杆之间的距离，金属环从图中P点由静止释放，与直杆之间的夹角，不计一切摩擦，重力加速度为g，则（　　） A. 金属环从P上升到Q的过程中，重物所受重力的瞬时功率先增大后减小 B. 金属环从P上升到Q的过程中，绳子拉力对重物做的功为 C. 金属环在Q点的速度大小为 D. 若金属环最高能上升到N点，则与直杆之间的夹角 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在P点时，重物的速度为零，则重物所受重力的瞬时功率为零，当环上升到Q点，环的速度向上与绳垂直，则重物的速度为零，此时，重物所受重力的瞬时功率为零，故金属环从P上升到Q的过程中，重物所受重力的瞬时功率先增大后减小，故A正确； B．金属环从P上升到Q的过程中，设绳子拉力做功为，对重物应用动能定理有 则 故B错误； C．设金属环在Q点的速度大小为，对环和重物整体，由动能定理得 解得 故C错误； D．若金属环最高能上升到N点，则整个过程中，金属环和重物整体的机械能守恒，有 解得 故D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某同学做探究平抛运动特点的实验，并测当地重力加速度的大小。如图（a）所示，在水平桌面右端附近竖直固定一金属弹片，桌面右侧用木板搭建倾角为的斜面，木板上固定有白纸，白纸上有复写纸，将一小钢球轻放在水平桌面右端紧靠竖直弹片，一智能手机置于木板下方的桌面上。打开手机的录音功能，用手向左拨弹片后释放，弹片击打小球，小球获得水平初速度向右抛出，落在斜面上，通过复写纸记下小球在斜面上落点的位置，手机记下声音的图像，通过声音图像可知小球平抛运动的时间，用刻度尺测出小球在斜面上落点位置与桌面右端的距离x。改变向左拨弹片的力度，多次重复实验。，。 （1）某次实验中测出小球落点位置与桌面右端的距离为，手机记下的声音图像如图（b）所示，则小球做平抛运动的初速度大小为__________。 （2）多次实验测出了每次小球运动的x与t的值，采用线性图像处理实验数据，以x为纵轴，__________（填“”“”或“”）为横轴作出如图（c）所示的图像。测出直线的斜率为k，则当地的重力加速度大小的表达式为__________（用、表示）。 【答案】（1） （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 由图（b）可知，小球平抛运动的时间为 水平方向有 解得 【小问2详解】 小球在竖直方向做自由落体运动，故有 整理得 为使与横坐标所示物理量成正比，横轴应取，图线斜率为 解得 12. 两学习小组A、B用如图甲所示实验装置验证向心力大小与速度平方成正比。铁架台上安装带有刻度的半圆板，刻度以圆板最低点所在的水平线为“0”等高线，相邻等高线间距相等。轻绳一端在圆心O处与DIS传感器相连（图中未画出），另一端与小球相连，小球平衡时球心恰在等高线0处，用DIS传感器测量小球做圆周运动过程绳中拉力F大小。 （1）为了验证小球的向心力与速度平方的定量关系，控制小球的质量m和做圆周运动的半径r不变。A组同学将绳拉直，球心与距“0”等高线高度为h的刻度线处重合，将小球由静止释放，运动至最低点的速度平方的表达式=______（用重力加速度g、h表示）； （2）DIS系统记录某次小球运动过程中绳中的拉力F随时间t的变化关系图像如图乙所示，则______（选填“a”“b”）点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳中的拉力大小； （3）多次改变小球的释放点高度h，记录每次高度h及对应的运动至最低点时绳中的拉力F大小的数据，描绘出图像如图丙所示，图线I的纵轴截距表示______，试问：根据该图线能否说明小球的向心力与速度平方成正比？请简述理由______； （4）实验操作过程中，B组同学每次将小球的最低点与高度为h的等高线相切，其余操作与A组的相同，B组也在丙图中描绘图线，标记为Ⅱ，图中哪个选项可能正确反映图线I、Ⅱ关系的（ ） A. B. C. D. 【答案】（1） （2）a （3） ①. 小球的重力 ②. 绳中的拉力 从这个公式可以看出，拉力F与h之间并不是简单的正比关系，而是线性关系加上一个常数（小球的重力）。因此，仅仅根据这个图线，不能直接得出小球的向心力与速度平方成正比的结论，因为绳中的拉力并不等于向心力，而是与向心力有线性关系加上一个常数。 （4）C 【解析】 【小问1详解】 小球从静止释放到运动至最低点的过程中，只有重力做功，因此小球的机械能守恒。根据机械能守恒定律，小球在最高点的重力势能等于在最低点的动能 得 【小问2详解】 设单摆的角度为时，对小球进行受力分析有 则 当时，小球位于最低点，最大，故a点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳中的拉力。 【小问3详解】 [1]当h=0时，即小球释放的高度为零，此时小球并没有获得初速度，因此在最低点时，小球并不需要做圆周运动，也就不会产生向心力。但是，由于绳子的存在，小球在最低点时会受到绳子的拉力，这个拉力就等于小球的重力。所以，图线I的纵轴截距表示的就是小球的重力。 [2]根据向心力公式 可以得 然而，绳中的拉力F并不等于向心力，而是等于向心力加上小球的重力 从这个公式可以看出，拉力F与h之间并不是简单的正比关系，而是线性关系加上一个常数（小球的重力）。因此，仅仅根据这个图线，不能直接得出小球的向心力与速度平方成正比的结论，因为绳中的拉力并不等于向心力，而是与向心力有线性关系加上一个常数。 【小问4详解】 B组同学每次将小球的最低点与高度为h的等高线相切，设小球半径为，根据能量守恒定则有 得 则绳中的拉力F为 故选C。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 如图所示为滑雪运动员从A点水平起跳后，落到直斜坡上的情景。某次跳跃时该运动员沿斜坡上运动的距离，已知运动员质量为m=50 kg，斜坡倾角为θ=30°，重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力。 （1）求运动员从A运动到B点的时间t； （2）求运动员在A点起跳时的速度大小v0； （3）若运动员从A点起跳后，一直受到水平向右恒定的风力F作用，最后恰好沿竖直方向落在斜坡上，求运动员受到的风力大小F。 【答案】（1） （2）20m/s （3） 【解析】 【小问1详解】 竖直方向，根据 解得 【小问2详解】 水平方向 解得v0=20m/s 【小问3详解】 水平方向做匀减速运动，末速度为零，则， 竖直方向做自由落体运动，则 其中 解得 14. 如图所示，半径为2r的水平圆盘距地面的高度h，质量均m的A、B两个物块，均可看成质点，用一根不可伸长的轻绳连在一起，轻绳经过圆盘圆心，A、B两物块的转动半径，（B在转盘边缘）。A和B一起随圆盘绕竖直中心轴转动为转盘圆心在地面沿竖直方向的投影，转动角速度从零开始缓慢增大，直到有物块相对圆盘运动为止。它们与圆盘间的动摩擦因数均为。取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度为g，求： （1）当绳上恰好出现拉力时，圆盘的角速度大小； （2）绳上出现拉力后，随着角速度的缓慢增加，是否有物体受到的摩擦力为零？如果有，求出此时圆盘角速度大小； （3）若水平圆盘距地面的高度为，随着角速度进一步缓慢增加，两物块相对圆盘滑动，假设滑动瞬间绳子断裂，求B落地的位置与之间的距离。 【答案】（1） （2）A受到的摩擦力为零， （3） 【解析】 【小问1详解】 绳上恰好出现拉力时，B与转盘之间为最大静摩擦力，由最大静摩擦力提供其向心力，则有 解得圆盘的角速度为  即当绳上恰好出现拉力时，圆盘的角速度大小为。 【小问2详解】 绳上出现拉力后，随着角速度的缓慢增加，B所受摩擦力仍然为最大静摩擦力，由摩擦力与绳的拉力的合力提供向心力，由于绳的拉力等于由于B角速度增大而增大的向心力，而A由于角速度增大而增大的向心力小于绳的拉力，可知，开始时A所受摩擦力减小，当A所受摩擦力减为0时，对物体B受力分析有  对物体A受力分析有 解得 【小问3详解】 当圆盘的角速度大于时，此时对物体B受力分析有  对物体A受力分析有 联立两式可得（） 可知，随着角速度的缓慢增加，A物体受到的摩擦力又逐渐增大，当A物体受到的静摩擦力达到最大值时，两物块即将相对圆盘滑动，即有  解得 此时物体B的速度  此后物体B将做平抛运动，则有， 联立两式代入数据可得 由几何关系可知， B落地的位置与之间的距离 15. 如图，在距水平地面高的平台上，质量的小物块（可视为质点）以一定的水平速度向右从点滑离平台，恰好从点沿切线方向进入固定在竖直平面内、圆心为、圆心角、半径的光滑圆弧轨道。点距水平地面的高，圆弧轨道在点与长为的粗糙水平地面平滑连接，点固定有竖直挡板。取，空气阻力不计。，。 （1）求物块从离开平台运动到点所用时间； （2）求物块沿圆弧轨道第一次运动到点时对轨道的压力大小； （3）若物块与竖直挡板碰撞无能量损失，且物块最终停在段的中点，求物块与地面间动摩擦因数的可能值。 【答案】（1） （2） （3）、、、 【解析】 【小问1详解】 物块从到做平抛运动，竖直方向有 代入、、 整理得 【小问2详解】 在点竖直分速度 物块恰好沿切线进入圆弧，速度方向与切线一致，由几何关系有 整理得，从到过程轨道光滑，机械能守恒，有= 解得，在点，轨道对物块的支持力与重力的合力提供向心力，有 代入、、 整理得 【小问3详解】 设物块最终第次经过段中点时停止，碰撞挡板无能量损失，运动中只有段摩擦力做负功。物块从第一次到达点到最终停止所经过的段总路程为 由能量关系有=，其中 解得 物块第一次返回圆弧轨道时不能越过点，即从点再次上滑的动能最多转化为到点的重力势能，有 代入数据得 由，得，故 所以的可能值为、、、 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $