精品解析:江西南昌市第一中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷
2026-08-23
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内容正文:
南昌一中2025—2026学年度下学期高一期末考试
物理试卷
满分:100分 时间:75分钟
一、选择题:本题共10小题,共46分。(在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 下列说法符合物理学史的是( )
A. 牛顿发现了万有引力定律并对万有引力常量进行准确测量
B. 德国天文学家开普勒用20年的时间对行星进行观测和记录,发现了行星运动规律即开普勒定律
C. 英国物理学家卡文迪什巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室准确地测出万有引力常量G的值
D. 法国物理学家库仑发现了真空中两点电荷间的相互作用规律,美国实验物理学家密立根测量出静电引力常量k的值。
【答案】C
【解析】
【详解】AC.牛顿在前人的基础上,总结出了万有引力定律,但并未对万有引力常量进行准确测量,而是英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室准确地测出万有引力常量G的值,故A错误,C正确;
B.德国天文学家开普勒用了20年的时间,在对丹麦天文学家第谷对行星进行观测和记录的数据研究后,得出了行星运动规律,即开普勒定律,故B错误;
D.法国物理学家库仑发现了真空中两点电荷间的相互作用规律——库仑定律,库仑通过扭秤实验证明了库仑力与距离平方成反比的规律,但静电力常量k是通过麦克斯韦相关理论计算得出的。故D错误。
故选C。
2. 如图所示,各物体质量都是m,加速度都是a,从静止出发发生的位移都是s,第一种情况水平面光滑,后三种情况动摩擦因数相同,物体对水平面都有压力,那么( )
A. 物体的动能的增量都相等 B. 四种情况这四个拉力做的功相同
C. 后三种情况下拉力做功相等 D. 做的功功率最大
【答案】A
【解析】
【详解】A.依题意知,由于四种情形物体的质量,加速度,位移均相同,根据牛顿第二定律知它们所受合力相同,则合力所做的功相等,根据动能定理
可知物体的动能的增量都相等,故A正确;
BC.图(1)中,拉力所做的功为
图(2)(3)(4)中,拉力所做的功为
设F与水平方向夹角为,则有
由于不知道和的大小关系,所以不能确定和的大小关系,也就不能确定和的大小关系,但是由受力分析可知一定大于和,所以做的功一定最多,故BC错误;
D.由于四种情形物体的位移,加速度相同,根据
可知发生相同位移所用时间相同,根据
可知,由于做的功最多,则做的功功率最大,故D错误。
故选A。
3. 下列几种运动中,机械能一定守恒的是( )
A. 跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降
B. 游乐场中小朋友从滑梯轨道顶端由静止开始下滑
C. 忽略空气阻力,物体斜向上抛出
D. 物体受到的合外力做功为零
【答案】C
【解析】
【详解】机械能守恒的条件是只有重力(或系统内弹力)做功,其他力不做功。
A.跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降,空气阻力做负功,机械能不守恒,故A错误;
B.游乐场中小朋友从滑梯轨道顶端由静止开始下滑,滑梯轨道的摩擦力对小朋友做负功,机械能不守恒,故B错误;
C.忽略空气阻力,物体斜向上抛出过程中只有重力做功,机械能守恒,故C正确;
D.物体受到的合外力做功为零,物体不一定机械能守恒,例如匀速上升或者下降的物体,重力与竖直向上的力平衡,该力对物体做功,物体机械能不守恒,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为和,绳子对物体的拉力为,物体所受重力为,则下面说法正确的是( )
A. 物体所受拉力大于重力
B. 物体做加速运动,且
C. 物体匀速上升
D. 物体做减速运动,且
【答案】A
【解析】
【详解】BCD.令小车速度与左侧绳子间的锐角为,则有
根据图像可知,小车向左匀速运动,夹角减小,可知物体的速度增大,即物体向上做加速运动,根据上述可知
可知,BCD错误;
A.根据上述,物体向上做加速运动,加速度方向向上,则物体所受拉力大于重力,A正确。
故选A.
5. 如图所示,卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星,在地球两极上空约1000处运行;b是低轨道卫星,距地球表面高度与a相等;c是地球静止卫星。则( )
A. a、b的动能比c的大 B. c的机械能比a、b多
C. a、b的向心加速度比c的小 D. a、b的线速度大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由于卫星的质量未知,因此无法判断动能大小和机械能大小,AB错误;
C.万有引力提供向心加速度,则有
解得
由此可知,轨道半径越小向心加速度越大,因此a、b的向心加速度比c的大,C错误;
D.万有引力提供向心力,则有
解得
a、b的轨道半径大小相等,因此线速度大小也相等,D正确。
故选D。
6. 如图所示,半径可变的四分之一光滑圆面内,轨道的末端B处切线水平圆心O离地的高度为H。现将一小物块从轨道顶端A处由静止释放。若保持圆心的位置不变,改变圆弧轨道的半径(不超过圆心离地的高度)。则下列说法正确的是( )
A. 半径为时,小物块平抛的水平位移最大
B. 半径为时,小物块平抛的水平位移最大
C. 半径越大,小物块到圆弧轨道最低点时向心加速度越大
D. 半径越大,小物块落地时重力的瞬时功率越大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.物块在圆面上运动的过程中,由动能定理得
小物块离开圆面后做平抛运动
解得
可知半径为时,小物块平抛的水平位移最大,A错误,B正确;
C.物块在最低点时的向心加速度为
可知小物块到圆弧轨道最低点时向心加速度与半径无关,C错误;
D.小物块落地时的竖直速度为,则
小物块落地时重力的瞬时功率为
可知,半径越大,小物块落地时重力的瞬时功率越小,D错误;
故选B。
7. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为d,电荷量分别为+Q和-Q。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入,静电力常数为,则小球( )
A. 速度先增大后减小
B. 受到的库仑力先做负功后做正功
C. 受到的库仑力最大值为
D. 管壁对小球的弹力最大值为
【答案】C
【解析】
【详解】A.电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入的过程,因电场力不做功,只有重力做功;根据动能定理,故速度不断增加;故A错误;
B.小球有下落过程中,库仑力与速度方向垂直,则库仑力不做功;故B错误;
C.在两个电荷的中垂线的中点,单个电荷产生的电场强度为
根据矢量的合成法则,则有电场强度最大值为,因此电荷量为+q的小球受到最大库仑力为,故C正确;
D.结合受力分析可知,弹力与库仑力平衡,则管壁对小球的弹力最大值为,故D错误;
故选C。
8. 如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,用绝缘丝线悬挂于同一点,两球静止时,它们距水平面的高度相等,绳与竖直方向的夹角分别为、,且。若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电荷量不变,则( )
A. b球的电荷量比a球的大
B. a、b两球同时落地
C. a球的质量比b球的大
D. a、b两球落地时速度大小相等
【答案】BC
【解析】
【详解】C.对两个小球受力分析,其如图所示
由示意图可知,有
,
由于,两球之间的库仑力大小相等,所以
故C正确;
B.剪断两个细线后,两个小球在竖直方向做自由落体运动,下落高度相同,由
整理有
由于下落高度相同,所以两小球同时落地,故B正确;
A.a球的电荷量和b球的电量大小无法判断,故A错误;
D.两小球在水平方向受到的库仑力大小相等,由于小球a的质量大,由
可知,小球b在水平方向的加速度大,所以相同时间下,小球b水平方向的速度大小大于小球a水平方向的速度,由之前的分析可知,两小球运动时间相同,竖直方向有
所以两小球竖直方向的速度大小相等,根据
所以落地时
故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,一质量为M,半径为R的半圆形槽形物体停在光滑水平面上,左边与竖直墙壁接触,现让一质量为m的光滑小球从槽形物体的左边边缘由静止开始滑下,设重力加速度为g,已知M=2m。下列说法正确的是( )
A. 小球从释放到第一次到达最低点的过程中,小球和半圆形组成的系统动量守恒
B. 自从第一次到达最低点后,还能上升的最大高度
C. 小球从释放到第二次达到最低点的过程中,小球和半圆形相组成的系统机械能守恒
D. 小球第二次到达最低点时槽形物体获得的速度大小
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.小球从边缘静止下滑的过程中,半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心,而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方,因为有竖直墙挡住,所以半圆槽不会向左运动,可见该过程中,小球与半圆槽在水平方向受到外力作用,动量并不守恒,故A错误;
B.在第一次下落到最低点的过程中,小球受到的支持力不做功,只有重力做功,因此小球的机械能守恒,设小球到达最低点时速度为v1,由动能定理得
此后,小球与半圆槽组成的系统水平方向不受力,系统水平方向的动量守恒,且机械能守恒,则有
联立解得
h=
故B正确;
C.小球从释放到第二次达到最低点的过程中,因为小球在槽内运动过程中, 小球、半圆形槽所受外力除了重力外,其他力都不做功,且接触面都是光滑的,所以小球、半圆形槽组成的系统机械能守恒,故C正确;
D.设小球第二次到达最低点时小球速度为,半圆槽的速度为,小球从释放到第二次达到最低点的过程中,小球与半圆槽组成的系统水平方向的动量守恒且机械能守恒,则有
联立解得
故D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示,轻弹簧竖起放置,下端固定在水平地面上,一质量为的小球,从离弹簧上端高处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程,他以小球开始下落的位置为原点,沿竖起向下方向建立坐标轴,作出小球所受弹力大小随小球下落的位置坐标的变化关系如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为。以下判断正确的是( )
A. 当时,小球的动能最大 B. 当时,小球的动能为零
C. 小球下落过程机械能守恒 D. 小球动能的最大值为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据乙图可知,当,小球的重力等于弹簧的弹力,此时小球具有最大速度,小球的动能最大,故A正确;
B.对小球由动能定理得
由图乙可知
可得
故B错误;
C.小球下落过程由弹簧弹力对小球做功,小球机械能不守恒,故C错误;
D.小球达到最大速度的过程中,弹力做负功为
根据动能定理
解得
故D正确。
故选AD。
二、实验题(每空2分,共16分)
11. 用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒。图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图乙所示,已知电源频率为50Hz,m1=50g、m2=150g,g取10m/s2,则:
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v=______m/s;
(2)在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=___J,系统势能的减少量ΔEp=___J。(第(2)问结果均保留三位有效数字)
【答案】 ①. 2.4 ②. 0.576 ③. 0.600
【解析】
【详解】(1)[1]每相邻两计数点间还有4个点,相邻两计数点间的时间间隔为
在纸带上打下计数点5时的速度
(2)[2]两物体的初速度为零,所以在打点0~5过程中系统动能的增加量为
[3]系统势能的减少量包括m1增加的重力势能和m2减少的重力势能,为
12. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时,先让质量为的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动,从轨道末端水平抛出,落到水平地面上P点,然后再把质量为的小钢球B放到轨道末端处于静止,再让小钢球A从斜槽开始运动,在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞,结果小球B落到水平地面上N点,小球A落到水平地面上的M点。
(1)实验中,必须要测量的物理量有__________。
A. 小球开始释放的高度h B. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的水平距离 D. 小球A、B的质量、
(2)实验中,下列说法正确的是__________。
A. 斜槽一定要光滑
B. 两球半径一定要相同
C. 两球质量关系一定要满足
(3)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹,如图丙所示。多次试验后,白纸上留下了7个印迹,如果用画圆法确定小球的落点P,图中画的三个圆最合理的是__________(填字母代号);
(4)若某次实验时, A、B两钢球落地点分布如图乙所示,M、P、N与O点(O点是水平轨道末端正下方的投影)距离分别为、、,若满足__________(用、、、、表示),则该碰撞前后动量守恒。若还满足__________(用、、表示),则说明该碰撞为弹性碰撞。
【答案】(1)CD (2)B
(3)C (4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
小球离开斜槽后做平抛运动,小球抛出点的高度相等,小球做平抛运动的时间t相等,则碰撞前入射球的速度
碰撞后入射球的速度
碰撞后被碰球的速度
两球碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:m1v0=m1v1+m2v2
整理得:m1x2=m1x1+m2x3
实验需要测量小球的质量与小球做平抛运动的位移,实验不需要测量小球开始释放时的高度与抛出点到地面的高度,故选CD。
【小问2详解】
A.只要入射球从斜面的同一高度由静止释放,小球到达斜槽末端时的速度相等,斜槽不一定要光滑,故A错误;
B.为时两球发生对心正碰,两球半径一定要相同,故B正确;
C.为防止两球碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球,即两球质量关系一定要满足m1>m2,故C错误。
故选B。
【小问3详解】
实验结束后,舍掉误差较大的点,用尽量小的圆把落点圈在一起,圆心即为小球的平均落地点,则图中画的三个圆最合理的是C;
【小问4详解】
[1][2]两球发生弹性碰撞,碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒,以向右为正方向,若满足动量守恒定律则m1x2=m1x1+m2x3
若机械能守恒定律得:
解得:
可得 x1+x2=x3
三、解答题:本大题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 我国新能源汽车发展迅猛,常州已成为新能源之都。质量为m=1500kg的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a=2m/s2启动,其v-t图像如图所示,其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P=60kW,汽车所受阻力大小恒为f=2000N。 求:
(1)汽车匀加速的最大速度v1及所用时间t1
(2)若t2=27s,求:汽车在t1~t2时间走过的路程s
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律
解得,匀加速时汽车的牵引力为
当汽车达到额定功率时,匀加速的速度达到最大,为
所用时间为
【小问2详解】
当牵引力与阻力平衡时,汽车达到最大行驶速度,即
设汽车在t1~t2时间内,根据动能定理
解得
14. 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球抛出点P与落到斜坡另一点Q的距离为L,斜坡的倾角为,已知该星球的密度为,引力常量为G,球的体积公式是。求
(1)该星球表面的重力加速度g;
(2)该星球的半径为R。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由平抛运动规律可知
①
②
联立解得
(2)由万有引力定律可知
③
④
联立解得
15. 如图所示,水平面上C点左侧光滑,C点右侧粗糙,质量ma = 0.8kg的物块a静止在水平面光滑部分,其上表面是半径R = 4m的光滑圆弧轨道,其底端B点的切线水平。水平面上C点右侧,等间距放置完全相同的物块1、物块2、物块3、…、物块n。将物块b从物块a的顶端A点由静止释放,物块b从C点进入水平面粗糙部分,物块b运动距离d后与物块1碰撞,碰后两物块以共同的速度继续运动距离d后与物块2碰撞,三物块以共同的速度运动,后面重复前面的运动情况。除物块a外其他物块均可视为质点,质量均为m = 0.2kg,与水平面粗糙部分之间的动摩擦因数均为μ = 0.25,d = 0.2m,所有碰撞时间极短,忽略空气阻力。取g = 10m/s2,已知。求:
(1)物块b离开物块a时的速度大小
(2)从物块b静止释放到a、b分离过程,a运动的距离;
(3)物块b最多能与几个物块发生碰撞。
【答案】(1)8m/s
(2)0.8m (3)5个
【解析】
【小问1详解】
将物块b从物块a的顶端A点由静止释放,二者水平方向动量守恒,规定向右为正方向,则有mvb+mava = 0
根据机械能守恒定律有
代入m = 0.2kg,ma = 0.8kg,R = 4m
解得vb = 8m/s
【小问2详解】
物块b与物块a的水平位移关系为mxb+maxa = 0
其中xb-xa = R
则物块a运动的距离xa = 0.8m
【小问3详解】
物块b到达C点时的动能为
物块b与物块1碰撞前瞬间,经过距离d,克服摩擦力做功μmgd,动能Ek1 = E0-μmgd = 6.3J
与物块1碰撞,动量守恒mvb1 = 2mvb2,碰后系统动能
物块b、1和2碰撞前瞬间,系统质量2m,再运动距离d,克服摩擦力做功2μmgd,动能Ek2 = Ek1′-2μmgd = 2.95J
与物块2碰撞,动量守恒2mvb2′ = 3mvb3,碰后系统动能
物块b、1、2和3碰撞前瞬间,系统质量3m,克服摩擦力做功3μmgd,动能Ek3 = Ek2′-3μmgd = 1.6667J
以此类推,与物块n碰撞前瞬间,系统动能为
若一共碰撞n次,则需满足Ekn > 0,Ek(n+1) < 0
代入E0 = 6.4J,μmgd = 0.1J
有Ek5 = 0.18J,Ek6 =-0.45J
所以物块b最多能与5个物块发生碰撞。
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南昌一中2025—2026学年度下学期高一期末考试
物理试卷
满分:100分 时间:75分钟
一、选择题:本题共10小题,共46分。(在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 下列说法符合物理学史的是( )
A. 牛顿发现了万有引力定律并对万有引力常量进行准确测量
B. 德国天文学家开普勒用20年的时间对行星进行观测和记录,发现了行星运动规律即开普勒定律
C. 英国物理学家卡文迪什巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室准确地测出万有引力常量G的值
D. 法国物理学家库仑发现了真空中两点电荷间的相互作用规律,美国实验物理学家密立根测量出静电引力常量k的值。
2. 如图所示,各物体质量都是m,加速度都是a,从静止出发发生的位移都是s,第一种情况水平面光滑,后三种情况动摩擦因数相同,物体对水平面都有压力,那么( )
A. 物体的动能的增量都相等 B. 四种情况这四个拉力做的功相同
C. 后三种情况下拉力做功相等 D. 做的功功率最大
3. 下列几种运动中,机械能一定守恒的是( )
A. 跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降
B. 游乐场中小朋友从滑梯轨道顶端由静止开始下滑
C. 忽略空气阻力,物体斜向上抛出
D. 物体受到的合外力做功为零
4. 如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为和,绳子对物体的拉力为,物体所受重力为,则下面说法正确的是( )
A. 物体所受拉力大于重力
B. 物体做加速运动,且
C. 物体匀速上升
D. 物体做减速运动,且
5. 如图所示,卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星,在地球两极上空约1000处运行;b是低轨道卫星,距地球表面高度与a相等;c是地球静止卫星。则( )
A. a、b的动能比c的大 B. c的机械能比a、b多
C. a、b的向心加速度比c的小 D. a、b的线速度大小相等
6. 如图所示,半径可变的四分之一光滑圆面内,轨道的末端B处切线水平圆心O离地的高度为H。现将一小物块从轨道顶端A处由静止释放。若保持圆心的位置不变,改变圆弧轨道的半径(不超过圆心离地的高度)。则下列说法正确的是( )
A. 半径为时,小物块平抛的水平位移最大
B. 半径为时,小物块平抛的水平位移最大
C. 半径越大,小物块到圆弧轨道最低点时向心加速度越大
D. 半径越大,小物块落地时重力的瞬时功率越大
7. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为d,电荷量分别为+Q和-Q。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入,静电力常数为,则小球( )
A. 速度先增大后减小
B. 受到的库仑力先做负功后做正功
C. 受到的库仑力最大值为
D. 管壁对小球的弹力最大值为
8. 如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,用绝缘丝线悬挂于同一点,两球静止时,它们距水平面的高度相等,绳与竖直方向的夹角分别为、,且。若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电荷量不变,则( )
A. b球的电荷量比a球的大
B. a、b两球同时落地
C. a球的质量比b球的大
D. a、b两球落地时速度大小相等
9. 如图所示,一质量为M,半径为R的半圆形槽形物体停在光滑水平面上,左边与竖直墙壁接触,现让一质量为m的光滑小球从槽形物体的左边边缘由静止开始滑下,设重力加速度为g,已知M=2m。下列说法正确的是( )
A. 小球从释放到第一次到达最低点的过程中,小球和半圆形组成的系统动量守恒
B. 自从第一次到达最低点后,还能上升的最大高度
C. 小球从释放到第二次达到最低点的过程中,小球和半圆形相组成的系统机械能守恒
D. 小球第二次到达最低点时槽形物体获得的速度大小
10. 如图甲所示,轻弹簧竖起放置,下端固定在水平地面上,一质量为的小球,从离弹簧上端高处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程,他以小球开始下落的位置为原点,沿竖起向下方向建立坐标轴,作出小球所受弹力大小随小球下落的位置坐标的变化关系如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为。以下判断正确的是( )
A. 当时,小球的动能最大 B. 当时,小球的动能为零
C. 小球下落过程机械能守恒 D. 小球动能的最大值为
二、实验题(每空2分,共16分)
11. 用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒。图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图乙所示,已知电源频率为50Hz,m1=50g、m2=150g,g取10m/s2,则:
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v=______m/s;
(2)在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=___J,系统势能的减少量ΔEp=___J。(第(2)问结果均保留三位有效数字)
12. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时,先让质量为的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动,从轨道末端水平抛出,落到水平地面上P点,然后再把质量为的小钢球B放到轨道末端处于静止,再让小钢球A从斜槽开始运动,在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞,结果小球B落到水平地面上N点,小球A落到水平地面上的M点。
(1)实验中,必须要测量的物理量有__________。
A. 小球开始释放的高度h B. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的水平距离 D. 小球A、B的质量、
(2)实验中,下列说法正确的是__________。
A. 斜槽一定要光滑
B. 两球半径一定要相同
C. 两球质量关系一定要满足
(3)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹,如图丙所示。多次试验后,白纸上留下了7个印迹,如果用画圆法确定小球的落点P,图中画的三个圆最合理的是__________(填字母代号);
(4)若某次实验时, A、B两钢球落地点分布如图乙所示,M、P、N与O点(O点是水平轨道末端正下方的投影)距离分别为、、,若满足__________(用、、、、表示),则该碰撞前后动量守恒。若还满足__________(用、、表示),则说明该碰撞为弹性碰撞。
三、解答题:本大题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 我国新能源汽车发展迅猛,常州已成为新能源之都。质量为m=1500kg的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a=2m/s2启动,其v-t图像如图所示,其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P=60kW,汽车所受阻力大小恒为f=2000N。 求:
(1)汽车匀加速的最大速度v1及所用时间t1
(2)若t2=27s,求:汽车在t1~t2时间走过的路程s
14. 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球抛出点P与落到斜坡另一点Q的距离为L,斜坡的倾角为,已知该星球的密度为,引力常量为G,球的体积公式是。求
(1)该星球表面的重力加速度g;
(2)该星球的半径为R。
15. 如图所示,水平面上C点左侧光滑,C点右侧粗糙,质量ma = 0.8kg的物块a静止在水平面光滑部分,其上表面是半径R = 4m的光滑圆弧轨道,其底端B点的切线水平。水平面上C点右侧,等间距放置完全相同的物块1、物块2、物块3、…、物块n。将物块b从物块a的顶端A点由静止释放,物块b从C点进入水平面粗糙部分,物块b运动距离d后与物块1碰撞,碰后两物块以共同的速度继续运动距离d后与物块2碰撞,三物块以共同的速度运动,后面重复前面的运动情况。除物块a外其他物块均可视为质点,质量均为m = 0.2kg,与水平面粗糙部分之间的动摩擦因数均为μ = 0.25,d = 0.2m,所有碰撞时间极短,忽略空气阻力。取g = 10m/s2,已知。求:
(1)物块b离开物块a时的速度大小
(2)从物块b静止释放到a、b分离过程,a运动的距离;
(3)物块b最多能与几个物块发生碰撞。
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