精品解析：天津市天津南开中学滨海生态城学校2024-2025学年高一下学期第二次月考物理试卷

南开中学滨海生态城学校2024-2025（下）学年 高中一年级第二次限时训练物理试卷 一、单项选择题（共8小题，每题4分，共32分。） 1. 下列选项中所运用的主要研究方法与卡文迪什测量引力常量的主要研究方法相同的是（　　） A. 图甲中，通过平面镜的反射光线观察桌面的微小形变 B. 图乙中，利用作用效果相同研究合力与分力的关系 C. 图丙中，通过物体沿曲面运动研究重力做功的特点 D. 图丁中，利用该装置研究力与运动的关系 2. 不计阻力的情况下，关于下图所对应的描述正确的选项是（　　） A. 图甲中，撑杆跳运动员上升过程中其机械能守恒 B. 图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小 C. 图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒 D. 图丁中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，物块的机械能守恒 3. 手拿球拍托着乒乓球跑是校运动会的一项常见的趣味项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水平向右做匀速直线运动，若不计空气阻力，则此过程中（　　） A. 乒乓球受到的重力对乒乓球做负功 B. 乒乓球所受合力对乒乓球做正功 C. 球拍对乒乓球的摩擦力做负功 D. 球拍对乒乓球的支持力对乒乓球不做功 4. 高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则（　　） A. 弹性绳刚伸直时，运动员开始减速 B. 整个下落过程中，运动员的机械能一直在减小 C. 整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功 D. 从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大 5. 有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在近地轨道上正常运行，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有（ ） A. a的角速度大于b的角速度 B. b在相同时间内转过的弧长比c长 C. c所受合外力大于d所受合外力 D. d的运动周期小于a的运动周期 6. 如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，则（　　） A. 0-4m内物体做匀加速运动 B. 运动过程中推力做的功为400J C. 运动到4m处，物体加速度大小为0 D. 运动到4m处，力F的功率为0 7. 如图，手持质量为m、长为L的匀质铁链AB静止于光滑的水平桌面上，铁链的悬于桌面外。现释放铁链至A端恰好离开桌面，此时B端还未落地（　　） A. 铁链重力势能的减少量为 B. 铁链重力势能的减少量 C. 铁链此时速度为 D. 铁链此时速度为 8. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到的阻力为车重的，取，则（　　） A. 汽车在前内受到的阻力大小为 B. 前内的牵引力大小为 C. 汽车的额定功率为 D. 汽车的最大速度为 二、多项选择题（共4小题，每题5分，共20分，错选不得分，漏选得3分。） 9. 下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是（　　） A. 图1：小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是细线拉力的水平分力 B. 图2：物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用 C. 图3：汽车过拱桥最高点时，处于失重状态，速度越大，对桥面的压力越大 D. 图4：若轿车转弯时速度过大，可能因离心运动造成交通事故 10. 如图为我国以前农村毛驴拉磨的场景。毛驴拉磨可看成是匀速圆周运动，假设毛驴的拉力始终与拉磨半径方向垂直，拉力为，拉磨半径为，拉磨周期为。下列说法正确的是（　　） A. 毛驴拉磨一周所做的功为 B. 毛驴拉磨一周所做的功为0J C. 毛驴拉磨的转速为 D. 毛驴拉磨的瞬时功率为 11. 2024年6月2日上午6时23分，“嫦娥六号”成功着陆月球背面。若“嫦娥六号”被月球俘获后进入椭圆轨道I上运行，周期为；当经过近月点点时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道II上运行，周期为。已知月球半径为，圆形轨道距月球表面的距离为，椭圆轨道远月点距月球表面的距离为，如图所示，引力常量为，忽略其他天体对“嫦娥六号”的影响，则下列说法正确的是（　　） A. B. 月球的质量为 C. 月球第一宇宙速度大于轨道II上的运行速度 D. 嫦娥六号由轨道I进入轨道II需要在点点火使其加速才能完成 12. 如图所示，质量为m的小环A套在光滑竖直细杆上，小环A经由跨过光滑固定轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与质量为3m的重物B相连。小环A从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置，已知，，下列说法正确的是（　　） A. 小环A由M到N位置，重物B做加速运动 B. 小环A由M到N位置，重物B先失重后超重 C. N位置，小环A的动能为 D. 时，小环A与重物B速度关系 三、实验题（共2小题，每空2分，共14分，13题6分，14题8分。） 13. 在做研究平抛运动的实验中，为了确定小球在不同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下： ①在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽前，木板与槽之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。 ②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹。 ③将木板沿水平方向向右平移一段距离，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹。 ④将木板再水平向右平移同样距离，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹。若测得间距离为间距离为。 （1）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 斜槽轨道末端必须保持水平 C. 每次释放小球的位置可以不同 D. 每次小球均须由静止释放 （2）若某次实验测得，，，，取，则小球平抛初速度的大小为_____m/s。 （3）一位同学根据测量出的不同情况下的和，令，并描绘出了如图乙所示的图像。若已知图线的斜率为，已知当地重力加速度为，则小球平抛的初速度大小_____。 14. 利用图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期，重力加速度为。 （1）甲同学在做实验时进行了如下操作，其中操作不当的步骤是（　　） A. 将打点计时器接到交流电源上 B. 应选择体积小、质量大的重物 C. 释放纸带前，纸带应保持竖直 D. 先释放纸带，再接通电源开关 （2）实验结果显示，重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，关于这个误差，下列说法正确的是（　　） A. 该误差属于偶然误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力做功引起的 B. 该误差属于偶然误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 C. 该误差属于系统误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力做功引起的 D. 该误差属于系统误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 （3）某位同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如图所示（其中一段纸带图中未画出）。图中点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点作为计数点。测出、、点距起始点的距离分别为、、，由此可计算出打点计时器打下点时重物下落的瞬时速度_____m/s（结果保留三位有效数字）。用表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式_____，则可认为重物下落过程中机械能守恒（用给出的已知物理量的符号表示）。 四、解答题（共3小题，共34分，15题10分，16题10分，17题14分。） 15. 如图所示，一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC，半径为R＝0.5 m，轨道在C处与粗糙的水平面相切，在D处有一质量m＝1 kg的物块压缩弹簧，某时刻释放物块，物块在弹簧弹力的作用下由静止开始水平向左运动，脱离弹簧后继续冲向半圆形轨道。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.25，物体通过C点后进入圆轨道运动，恰好能通过半圆轨道的最高点A，最后又落回水平面上的D点（g＝10 m/s2，不计空气阻力），求： （1）物块到C点时的速度vC； （2）水平段CD的长度sCD； （3）弹簧对物块做的功W。 16. 如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的密度； （3）该星球的第一宇宙速度大小。 17. 如图所示，粗糙水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定圆管轨道在同一竖直平面内，ED是竖直直径，C、E是管口，管的内壁粗糙。现让质量为m的小物块（可视为质点）以的水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，经过时间正好从管口C（与管口无碰撞）进入圆管，然后沿着管壁运动到E点，此时小物块对下管壁的压力，已知，重力加速度为g，忽略空气阻力。求小物块： （1）到达E点时的速度大小； （2）沿轨道运动过程中阻力所做的功； （3）与桌面之间的动摩擦因数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南开中学滨海生态城学校2024-2025（下）学年 高中一年级第二次限时训练物理试卷 一、单项选择题（共8小题，每题4分，共32分。） 1. 下列选项中所运用的主要研究方法与卡文迪什测量引力常量的主要研究方法相同的是（　　） A. 图甲中，通过平面镜的反射光线观察桌面的微小形变 B. 图乙中，利用作用效果相同研究合力与分力的关系 C. 图丙中，通过物体沿曲面运动研究重力做功的特点 D. 图丁中，利用该装置研究力与运动的关系 【答案】A 【解析】 【详解】卡文迪什扭秤实验运用了放大的思想方法。 A．图甲中，借助激光器及平面镜观察桌面微小形变运用了放大法，故A正确； B．图乙中，合力与分力的关系应用等效替代的实验方法，故B错误； C．图丙中，研究重力做功运用微元法的物理思想，故C错误； D．图丁中，理想斜面实验运用实验和逻辑推理相结合的方法，故D错误。 故选A。 2. 不计阻力的情况下，关于下图所对应的描述正确的选项是（　　） A. 图甲中，撑杆跳运动员上升过程中其机械能守恒 B. 图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小 C. 图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒 D. 图丁中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，物块的机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，撑杆跳运动员上升过程中，有弹性杆对人做功导致人的机械能变化，故A错误； B．图乙中，秋千从A点摆到B点的过程中，根据 因开始在A点时竖直速度为零，到B点时竖直速度又变为零，可知小朋友受到重力的功率先逐渐增大、后逐渐减小，故B正确； C．图丙中，从A至最低点C过程中，只有重力和蹦床弹力做功，运动员以及蹦床系统的机械能守恒，但是运动员的机械能不守恒，故C错误； D．图丁中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力对物块做负功，则物块的机械能减小，故D错误。 故选B。 3. 手拿球拍托着乒乓球跑是校运动会的一项常见的趣味项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水平向右做匀速直线运动，若不计空气阻力，则此过程中（　　） A. 乒乓球受到的重力对乒乓球做负功 B. 乒乓球所受合力对乒乓球做正功 C. 球拍对乒乓球的摩擦力做负功 D. 球拍对乒乓球的支持力对乒乓球不做功 【答案】C 【解析】 【详解】A．乒乓球受到的重力方向与运动方向垂直，可知重力对乒乓球不做功，故A错误； B．乒乓球在水平向右做匀速直线运动，所以乒乓球所受合力为零，可知所受合力对乒乓球不做功，故B错误； C．球拍对乒乓球的摩擦力沿球拍斜面向上，摩擦力与速度方向的夹角为钝角，由 为钝角，则摩擦力对乒乓球做负功，故C正确； D．球拍对乒乓球的支持力垂直球拍斜面向上，支持力与速度方向的夹角为锐角，所以支持力对乒乓球做正功，故D错误。 故选C。 4. 高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则（　　） A. 弹性绳刚伸直时，运动员开始减速 B. 整个下落过程中，运动员的机械能一直在减小 C. 整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功 D. 从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．弹性绳刚伸直到弹性绳弹力等于重力之前，重力大于弹性绳弹力，运动员都处于加速状态，故A错误； B．运动员从跳台跳下到弹性绳刚伸直过程中，只受重力，运动员的机械能守恒，故B错误； C．下落到最低点时，运动员速度为0，整个下落过程中重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功，故C错误； D．从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员和弹性绳组成的系机械能守恒，弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员先加速后减速到0，所以运动员的动能先增大后减小，则运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大，故D正确。 故选D。 5. 有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在近地轨道上正常运行，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有（ ） A. a的角速度大于b的角速度 B. b在相同时间内转过的弧长比c长 C. c所受合外力大于d所受合外力 D. d的运动周期小于a的运动周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．对于卫星b、c，由万有引力提供向心力可得 因为 所以 因为c是地球静止卫星，所以 即a的角速度小于b的角速度，故A错误； B．对于卫星b、c，由万有引力提供向心力可得 因为 所以 所以b在相同时间内转过的弧长比c长，故B正确； C．对于卫星c、d，可得万有引力为，由于不知道卫星c、d的质量，所以无法判断c所受合外力和d所受合外力的大小关系，故C错误； D．对于卫星c、d，由开普勒第三定律可知，卫星的半径r越大，周期T越大，所以d的运动周期大于c的运动周期，又因为c是地球静止卫星，所以d的运动周期大于a的运动周期，故D错误。 故选B。 6. 如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，则（　　） A. 0-4m内物体做匀加速运动 B. 运动过程中推力做的功为400J C. 运动到4m处，物体加速度大小为0 D. 运动到4m处，力F的功率为0 【答案】D 【解析】 【详解】AC．物体受到的滑动摩擦力大小为 根据牛顿第二定律 可知物体先做加速度减小的加速运动，当推力减小到20N时，加速度减小为零，之后推力随着减小，物体做加速度增大的减速运动，运动到4m处，力F的大小为零，物体加速度大小为 故AC错误； B．F-x图像中图线与横轴所围的面积表示推力做的功，则运动过程中推力做的功为 故B错误； D．力F的功率为 运动到4m处，力F的大小为零，故力F的功率为0，故D正确。 故选D。 7. 如图，手持质量为m、长为L的匀质铁链AB静止于光滑的水平桌面上，铁链的悬于桌面外。现释放铁链至A端恰好离开桌面，此时B端还未落地（　　） A. 铁链重力势能的减少量为 B. 铁链重力势能的减少量 C. 铁链此时速度为 D. 铁链此时速度为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．取桌面为零势能面，整个铁链的质量为m，重力势能减小量为 故A正确；B错误； CD．释放铁链至A端恰好离开桌面，由于桌面无摩擦，整个链条的机械能守恒。取桌面为零势能面， 根据机械能守恒定律得 解得 故CD错误。 故选A。 8. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到的阻力为车重的，取，则（　　） A. 汽车在前内受到的阻力大小为 B. 前内的牵引力大小为 C. 汽车的额定功率为 D. 汽车的最大速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题知，汽车受到的阻力为车重的，则汽车所受到的阻力大小为，故A错误； B．汽车在前5s内做匀加速直线运动，根据图像可得前5s内汽车的加速度大小为 根据牛顿第二定律有 解得前内的牵引力大小为，故B错误； C．由图可知，当时汽车刚好达到额定功率，则汽车的额定功率为，故C正确； D．当加速度为零时，速度最大，此时牵引力等于阻力，则有 解得，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（共4小题，每题5分，共20分，错选不得分，漏选得3分。） 9. 下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是（　　） A. 图1：小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是细线拉力的水平分力 B. 图2：物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用 C. 图3：汽车过拱桥最高点时，处于失重状态，速度越大，对桥面的压力越大 D. 图4：若轿车转弯时速度过大，可能因离心运动造成交通事故 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球受重力和细线的拉力作用，细线拉力竖直向上的分力与重力平衡，水平分力提供向心力，故A正确； B．向心力是效果力，匀速圆周运动中向心力由合外力提供，物体受到重力、支持力和摩擦力三个力作用，故B错误； C．汽车过凸形桥最高点时，加速度向下，处于失重状态，速度越大，所需要的向心力越大，对桥面的压力越小，故C错误； D．汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，摩擦力提供向心力，速度过大，可能导致汽车做离心运动，容易造成交通事故，故D正确。 故选AD。 10. 如图为我国以前农村毛驴拉磨的场景。毛驴拉磨可看成是匀速圆周运动，假设毛驴的拉力始终与拉磨半径方向垂直，拉力为，拉磨半径为，拉磨周期为。下列说法正确的是（　　） A. 毛驴拉磨一周所做的功为 B. 毛驴拉磨一周所做的功为0J C. 毛驴拉磨的转速为 D. 毛驴拉磨的瞬时功率为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．将圆周分割为若干小段、、…，则毛驴拉磨转动一周所做的功为 A正确，B错误； C．由于拉磨的周期，故毛驴拉车的转速为 C错误； D．毛驴拉磨时的线速度大小为 毛驴拉磨的瞬时功率为 D正确。 故选AD。 11. 2024年6月2日上午6时23分，“嫦娥六号”成功着陆月球背面。若“嫦娥六号”被月球俘获后进入椭圆轨道I上运行，周期为；当经过近月点点时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道II上运行，周期为。已知月球半径为，圆形轨道距月球表面的距离为，椭圆轨道远月点距月球表面的距离为，如图所示，引力常量为，忽略其他天体对“嫦娥六号”的影响，则下列说法正确的是（　　） A. B. 月球的质量为 C. 月球第一宇宙速度大于轨道II上的运行速度 D. 嫦娥六号由轨道I进入轨道II需要在点点火使其加速才能完成 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律可知 ，A正确； B．嫦娥六号若月球在轨道II上做圆周运动，则 可得月球的质量为，B错误； C．根据 可得 轨道II的轨道半径大于月球半径，可知月球第一宇宙速度大于轨道II上的运行速度，C正确； D．嫦娥六号由轨道I进入轨道II需要在点点火使其减速做向心运动才能完成，D错误。故选AC。 12. 如图所示，质量为m的小环A套在光滑竖直细杆上，小环A经由跨过光滑固定轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与质量为3m的重物B相连。小环A从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置，已知，，下列说法正确的是（　　） A. 小环A由M到N位置，重物B做加速运动 B. 小环A由M到N位置，重物B先失重后超重 C. N位置，小环A的动能为 D. 时，小环A与重物B速度关系 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设轻绳AO与竖直方向的夹角为，将小环A的速度正交分解结合关联速度可知 最初小环A、重物B的速度均为0，当小环A运动到N点时 故对应的重物B的速度也为0，即重物B先加速下降后减速下降，先失重后超重，故A错误，B正确； C．小环A从M位置到N位置过程，小环A、重物B组成的系统机械能守恒，有 解得小环A运动到N位置时的动能 故C正确； D．当时， 故D错误。 故选BC。 三、实验题（共2小题，每空2分，共14分，13题6分，14题8分。） 13. 在做研究平抛运动的实验中，为了确定小球在不同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下： ①在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽前，木板与槽之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。 ②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹。 ③将木板沿水平方向向右平移一段距离，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹。 ④将木板再水平向右平移同样距离，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹。若测得间距离为间距离为。 （1）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 斜槽轨道末端必须保持水平 C. 每次释放小球的位置可以不同 D. 每次小球均须由静止释放 （2）若某次实验测得，，，，取，则小球平抛初速度的大小为_____m/s。 （3）一位同学根据测量出的不同情况下的和，令，并描绘出了如图乙所示的图像。若已知图线的斜率为，已知当地重力加速度为，则小球平抛的初速度大小_____。 【答案】（1）BD （2）1.5 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道是否光滑，不会影响平抛运动的初速度是否相同，A错误； B．为了保证小球抛出时做平抛运动，斜槽轨道末端必须保持水平，B正确； CD．为了保证每次小球做平抛运动的初速度相同，必须每次从同一位置静止释放小球，C错误，D正确； 故选BD。 【小问2详解】 小球在水平方向做匀速直线运动，木板每次平移相同的水平距离，则小球相邻两次打板的时间相同，竖直方向有 解得 水平方向有 解得 【小问3详解】 小球在水平方向做匀速直线运动，木板每次平移相同的水平距离，则小球相邻两次打板的时间相同，竖直方向有 水平方向有 联立可得 可知图线的斜率为 解得 14. 利用图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期，重力加速度为。 （1）甲同学在做实验时进行了如下操作，其中操作不当的步骤是（　　） A. 将打点计时器接到交流电源上 B. 应选择体积小、质量大的重物 C. 释放纸带前，纸带应保持竖直 D. 先释放纸带，再接通电源开关 （2）实验结果显示，重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，关于这个误差，下列说法正确的是（　　） A. 该误差属于偶然误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力做功引起的 B. 该误差属于偶然误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 C. 该误差属于系统误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力做功引起的 D. 该误差属于系统误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 （3）某位同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如图所示（其中一段纸带图中未画出）。图中点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点作为计数点。测出、、点距起始点的距离分别为、、，由此可计算出打点计时器打下点时重物下落的瞬时速度_____m/s（结果保留三位有效数字）。用表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式_____，则可认为重物下落过程中机械能守恒（用给出的已知物理量的符号表示）。 【答案】（1）D （2）C （3） ①. 2.31 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．根据打点计时器的工作原理打点计时器应接到交流电源上，故A正确，不符合题意； B．在“验证机械能守恒定律”实验中应选择体积小、质量大的重物目的可以减小空气阻力的影响，减小误差，故B正确，不符合题意； C．根据实验要求，释放纸带前，‌纸带应保持竖直状态，这是为了确保实验条件尽可能接近自由落体的理想情况，从而减小实验误差。故C正确，不符合题意； D．开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差。故D错误，符合题意。 故选D。 【小问2详解】 重锤下落过程，由于存在空气阻力与打点计时器限位孔和纸带间的摩擦阻力存在，导致重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，该种误差属于系统误差。故选C。 【小问3详解】 [1]打点计时器打下点时重物下落的瞬时速度等于CE的平均速度，有 [2]用表示重物的质量，在误差允许的范围内，表达式为 联立解得若满足表达式 则可认为重物下落过程中机械能守恒。 四、解答题（共3小题，共34分，15题10分，16题10分，17题14分。） 15. 如图所示，一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC，半径为R＝0.5 m，轨道在C处与粗糙的水平面相切，在D处有一质量m＝1 kg的物块压缩弹簧，某时刻释放物块，物块在弹簧弹力的作用下由静止开始水平向左运动，脱离弹簧后继续冲向半圆形轨道。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.25，物体通过C点后进入圆轨道运动，恰好能通过半圆轨道的最高点A，最后又落回水平面上的D点（g＝10 m/s2，不计空气阻力），求： （1）物块到C点时的速度vC； （2）水平段CD的长度sCD； （3）弹簧对物块做的功W。 【答案】（1）5m/s；（2）1m；（3）15J 【解析】 【详解】（1）物体恰好通过A点，由牛顿第二定律得 解得 物块由C到A过程，由机械能守恒定律得 解得 vC=5m/s （2）物体从A到D做平抛运动，在竖直方向 水平方向 SCD=vAt=1m （3）物块由D到C过程，由动能定理得 解得 W=15J 16. 如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的密度； （3）该星球的第一宇宙速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据小球做平抛运动的规律可得x＝v0t， 且 解得g＝ 【小问2详解】 根据 解得 解得密度 【小问3详解】 根据星球表面附近万有引力近似等于重力，该力提供向心力，可得 解得 17. 如图所示，粗糙水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定圆管轨道在同一竖直平面内，ED是竖直直径，C、E是管口，管的内壁粗糙。现让质量为m的小物块（可视为质点）以的水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，经过时间正好从管口C（与管口无碰撞）进入圆管，然后沿着管壁运动到E点，此时小物块对下管壁的压力，已知，重力加速度为g，忽略空气阻力。求小物块： （1）到达E点时的速度大小； （2）沿轨道运动过程中阻力所做的功； （3）与桌面之间的动摩擦因数。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在E点对小物块受力分析，由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 小物体从B到C，做平抛运动在C点有 解得 小物块从C到E的过程，根据动能定理可得 解得 【小问3详解】 由 解得 小物块从A到B的过程，根据动能定理可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $