内容正文:
福州至一华伦高中2025-2026学年高一年级第三学段诊断
物理试题
(卷面分值:100分 考试时间:75分钟)
1.本试卷为问答分离式试卷,共8页,其中问卷6页,答卷2页。答题前,请考生务必将自己的学科班级、姓名、考生号等信息填写在机读卡上及答卷的密封区内。
2.作答非选择题时必须用黑色0.5毫米签字笔书写在答卷的指定位置上,作答选择题必须用2B铅笔在机读卡上将对应题目的选项涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,请保持机读卡卡面清洁和答题纸清洁,不折叠、不破损。
3.考试结束后,请将答题卡交回。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、单选题(共4题,每小题4分,共计16分。每小题只有一个正确选项)
1. 取两个形状、大小相同的山楂A、B,将山楂B夹在拇指与弯曲的食指之间,山楂A放在中指上,使两山楂处于同一高度,如图所示。用食指弹击放在中指上的山楂A,山楂A沿水平方向抛出,山楂B同时被释放,不计空气阻力。则( )
A. 加大食指的力度,山楂A落地的时间会变短 B. 加大食指的力度,并不会改变山楂A的落地时间
C. 山楂A的落地速度等于山楂B的落地速度 D. 山楂A会比山楂B更晚落地
【答案】B
【解析】
【详解】ABD.山楂A做平抛运动,山楂B做自由落体运动。两山楂在竖直方向上的运动均为自由落体运动,由于初始高度相同,根据
解得下落时间
可知两山楂同时落地;加大食指的力度,只会增大山楂A平抛运动的初速度,并不改变下落高度,因此也不会改变山楂A的落地时间,故A、D错误,B正确;
C.山楂B落地速度大小为 ,山楂A落地速度大小为
由于,可知,即山楂A的落地速度大于山楂B的落地速度,故C错误。
故选B。
2. 如图所示,力F大小相等,物体运动的位移l与速度v方向相同,物体运动的位移大小l也相等,下列关于F做功的几种说法正确的是( )
A. 因为有摩擦力存在,图甲中力F做的功不能用计算
B. 图乙中力F做的功
C. 图丙中力F做的功
D. 图丁中力F做的功
【答案】D
【解析】
【详解】A.力做的功为,与是否有摩擦力无关,故A错误;
B.力做的功为,其中为力与运动方向的夹角,故图乙中力F做的功
故B错误;
C.力做的功为,其中为力与运动方向的夹角,故图丙中力F做的功
故C错误;
D.力做的功为,其中为力与运动方向的夹角,故图丙中力F做的功
故D正确。
故选D。
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. 如图,撑杆跳高运动中,运动员经过助跑、撑杆起跳,最终越过横杆。若运动员起跳前助跑速度为10m/s,则理论上运动员助跑获得的动能可使其重心提升的最大高度为(重力加速度取10m/s2)( )
A. 4m B. 5m C. 6m D. 7m
【答案】B
【解析】
【详解】在理论上:当运动员在最高点速度为零时,重心提升高度最大,以地面为零势能面,根据机械能守恒定律有
可得其理论的最大高度
故选B。
二、双选题(共4题,每小题6分,共计24分。每小题有两个个正确选项,漏选3分,错选不给分。)
5. 小梅在湖南橘子洲头的烟花秀中观察到一种烟花在空中绽放时,会形成一个越来越大的球体自由下落。只考虑重力,忽略一切阻力,下列说法正确的是( )
A. 烟花爆炸时,每个小颗粒获得的初速度大小相同
B. 绝大多数烟花颗粒的轨迹是抛物线,少数是直线,有的是圆周
C. 所有颗粒在空中运动时间相等
D. 所有颗粒落地前在相等的时间内速度的变化都相同
【答案】AD
【解析】
【详解】D.所有颗粒落地前只受重力作用,加速度均为重力加速度,由可知,所有颗粒落地前在相等的时间内速度的变化都相同,故D正确;
A.烟花在空中绽放时,会形成一个越来越大的球体自由下落,由于加速度均为重力加速度,说明各小颗粒相对球心做匀速径向运动,因此每个小颗粒获得的初速度大小相同、方向不同,故A正确;
B.绝大多数烟花颗粒做斜抛运动,则轨迹是抛物线,少数烟花颗粒的初速度沿竖直方向,则轨迹为直线,而烟花颗粒的加速度为重力加速度,轨迹不可能是圆,故B错误;
C.每个烟花颗粒获得的初速度方向各不相同,因此在空中运动的时间不相等,故C错误。
故选AD。
6. 如图所示,质量为0.5kg的小球(视为质点)从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点,与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点,C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 在小球从B点运动到C点的过程中,重力对小球做的功为-4J
B. 以桌面为重力势能的参考平面,小球在A点时的重力势能为8J
C. 以桌面为重力势能的参考平面,小球在B点时的重力势能为-4J
D. 在小球从A点经B点运动到C点的过程中,重力对小球做的功为16J
【答案】AC
【解析】
【详解】A.在小球从B点运动到C点的过程中,重力对小球做的功为,故A正确;
B.以桌面为重力势能的参考平面,小球在A点时的重力势能为,故B错误;
C.以桌面为重力势能的参考平面,小球在B点时的重力势能为,故C正确;
D.在小球从A点经B点运动到C点的过程中,重力对小球做的功为,故D错误。
故选AC。
7. 雨滴一般形成于距离地面几千米的高空,雨滴形成后由静止开始下落,假设雨滴运动过程中质量保持不变,受到空气阻力的大小与速率成正比。以地面为零势能面,设雨滴下降的距离为x,运动时间为t,雨滴的速率为v,所受阻力的瞬时功率为P,机械能为E,重力势能为,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律有
可知雨滴做加速度减小的加速运动,当空气阻力等于重力时,加速度为0,雨滴做匀速直线运动,故A正确;
B.根据
当雨滴达到最大速度后,速度不能继续增大,故B错误;
C.根据功能关系可知,机械能的变化量等于阻力对雨滴所做的功,则有
可知图像的切线斜率绝对值先逐渐增大后不变,但机械能不能减小到零,故C错误;
D.设初始时雨滴的重力势能为,则雨滴的重力势能为
故D正确。
故选AD。
8. 有一款蹿红的微信小游戏“跳一跳”,游戏要求操作者通过控制棋子(质量为m,可视为质点)脱离平台时的速度,使其能从同一水平面上的平台跳到旁边的另一平台上。如图所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹,轨迹的最高点距平台上表面高度为h,不计空气阻力,重力加速度为g,则( )
A. 棋子从离开平台至运动到最高点的过程中,重力势能增加mgh
B. 棋子从离开平台至运动到最高点的过程中,机械能增加mgh
C. 棋子离开平台后距平台面高度为时动能为
D. 棋子落到另一平台上时的速度大于
【答案】AD
【解析】
【详解】A.重力势能增加量等于克服重力做功的值,所以:,A正确
B.棋子从离开平台至运动到最高点的过程中,只有重力做功,动能和重力势能相互转化,总的机械能保持不变,所以机械能守恒,B错误
C.从初态到最高点时,设水平速度为,设初动能为,有:,当到达高度为时有:,解得:,C错误
D.从最高点到落另一平台,竖直方向自由落体:,即:,所以落到另一平台速度,D正确
第Ⅱ卷(主观题/非选择题共60分)
三、填空题(共2题,共计9分。)
9. 如图所示,汽车在平直的公路上由静止启动,图甲表示汽车运动的速度时间图像,图乙表示汽车牵引力的功率时间图像。设汽车在运动过程中阻力不变,在18s末汽车的速度已达到最大。在该过程中汽车受到的阻力大小为________N。
【答案】700
【解析】
【9题详解】
由题图可知,内汽车做匀加速直线运动,功率逐渐增大。时汽车功率达到额定功率。内汽车保持功率恒定不变,做加速度减小的加速运动。时汽车加速度为零,速度达到最大值,此时汽车牵引力等于阻力,故有,
解得
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。
四、实验题(共2题,共计12分。)
11.
(1)小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。他观察到的现象是:小球A、B总是同时落地。上述现象说明平抛物体运动:______
A. 水平方向是匀速直线运动
B. 竖直方向是自由落体运动
C. 水平方向是匀速直线运动,竖直方向是自由落体运动
(2)小明通过图乙实验装置,在竖直面板上记录了小球抛物线轨迹的一部分,如图丙所示。x轴沿水平方向,y轴是竖直方向,g取,由图中所给的数据可求出:小球从A到B、B到C速率改变量______(选填“相同”或“不同”);小球平抛的初速度大小是______m/s;小球抛出点的坐标为(______cm,______cm)。
【答案】(1)B (2) ①. 不同 ②. 4 ③. -80 ④. -20
【解析】
【小问1详解】
小球A、B总是同时落地,说明两球在竖直方向的运动完全相同,则该现象说明平抛物体运动竖直方向是自由落体运动,实验不能说明水平方向是匀速直线运动。
故选B。
【小问2详解】
[1]小球做平抛运动,水平方向为匀速直线运动,小球从A到B、B到C水平位移相同,则运动时间相同,设小球从A到B经历的时间为,小球从A到B速率改变量为
小球从B到C速率改变量为
可知小球从A到B、B到C速率改变量不同。
[2]小球竖直方向做自由落体运动,根据匀变速直线运动的推论
解得
小球平抛的初速度大小是
[3][4]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度,小球在B点的竖直方向的速度为
从抛出点到B点经历的时间为
从抛出点到B点,小球抛出点的轴坐标为
小球抛出点的轴坐标为
12. 某物理兴趣小组利用如图1所示装置验证机械能守恒定律,该小组同学让重物带动纸带从静止开始自由下落,按正确操作得到了一条完整的纸带如图2所示。
(1)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6~8V
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
(2)在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O(O点与下一点的间距接近2mm)的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中,重物的重力势能变化量 =_________,动能变化量 =_________。(用已知字母表示)
(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)若该小组用质量分别为m1、m2的重物P和Q进行实验,多次记录下落高度h和相应的速度大小v,作出的v2-h图像如图所示。对比图像分析不正确的有___________。
A. m1可能等于m2
B. m1定小于m2
C. 若图线斜率k略小于g,亦可验证重物下落过程机械能守恒
D. 若图线斜率k略小于2g,亦可验证重物下落过程机械能守恒
【答案】(1)C (2) ①. ②. (3)D (4)BC
【解析】
【小问1详解】
A.为减小空气阻力的影响,实验时应该选择体积小,密度较大,下端有胶垫的重锤,不可以用木质小球替代,故A错误;
B.电磁打点计时器工作时的电压应选择交流6~8V,故B错误;
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,来减小纸带与限位孔之间的摩擦阻力,故C正确;
D.实验时如果先手掌托住重锤使其紧靠打点计时器,会使纸带弯曲,下落时阻力过大,误差较大,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
[1]从打O点到B点的过程中,重物的重力势能变化量
[2]动能变化量
又因为
解得
【小问3详解】
A.重物受到空气阻力的影响,会使物体动能的增加量小于重力势能减少量,故A错误;
B.打点计时器的电压较低,不会影响实验中计算的结果,故B错误;
C.纸带和打点计时器间存在摩擦,会使物体动能的增加量小于重力势能减少量,故C错误;
D.实验时先释放纸带再接通电源,会有初速度,会使物体动能的增加量大于重力势能减少量,故D正确。
故选D。
【小问4详解】
AB.依题意可知,重锤下落过程中,设阻力为,则有
整理可得
由图可知,两直线斜率不等,则阻力不为零,虽然能看出两直线斜率不相等,但不知道两重物所受阻力的大小情况,则两重物的质量关系不确定,即可能等于。故A正确,B错误;
C D.由图线的斜率
可知若图线斜率k略小于2g,亦可验证重物下落过程机械能守恒。故C错误,D正确。
本题选错误的,故选BC。
五、解答题(本题共3小题,共39分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值的单位。)
13. 质量为m=1kg的小球从距水平地面高为h的位置以 的速度水平抛出,小球抛出点与落地点之间的水平距离为x=30m,不计空气阻力,取求:
(1)小球在空中飞行的时间t;
(2)小球抛出时的高度h;
(3)小球到达地面时的速度v大小和方向。
【答案】(1)
(2)
(3),方向与水平方向夹角的正切值
【解析】
【小问1详解】
小球在空中飞行的时间为
【小问2详解】
小球抛出时的高度为
【小问3详解】
小球到达地面时竖直分速度为
到达地面时的速度为
到达地面时的速度与水平方向的夹角为,则有
14. 一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,A球质量为m,B球的质量是A球的3倍。用手托住B球,当轻绳刚好被拉紧时,B球离地面的高度是h,A球静止于地面,如图所示。定滑轮的质量及轴间的摩擦均不计,重力加速度为g。释放B球:
(1)当B球刚落地时,求A球的速度大小;
(2)B球落地过程中,求绳子拉力对A球做的功;
(3)若B球落地立即静止,A球不会碰到滑轮,求A球能上升的最大高度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当B落地时,对AB系统由机械能守恒定律
解得
(2)B球落地过程中,对A由动能定理
解得
(3)B球落地后对A由机械能守恒
解得
A球能上升的最大高度
15. 如图为某同学设计的弹射装置,弹射装置由左端固定在墙上的轻弹簧和锁K构成,开始时弹簧被压缩,物块被锁定。水平光滑轨道AB与倾斜粗糙轨道BC平滑连接。已知倾斜轨道与水平面夹角,物块与倾斜轨道间的动摩擦因数;CD水平方向距离;圆弧DG半径为,圆弧半径为,竖直四分之一圆弧光滑轨道DG、和水平轨道HM均平滑连接,物块刚好经过进入,、、G、在同一水平线上;水平轨道HM粗糙;,N点为HM的中点。
现将质量为的物块解除锁定发射,其经过D点时速度水平。空气阻力忽略不计,重力加速度g取,求:
(1)C、D两点的竖直高度差HCD,物体到达C点时速度的大小vC;
(2)物块被锁定时弹簧具有的弹性势能Ep;
(3)设物块与右端竖直墙壁碰撞后以原速率返回,物块最终停在N点,求物块与水平轨道HM间的动摩擦因数µ(µ<1)。
【答案】(1),
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
物块从C到D可逆向看成做平抛运动,则有
在C点时,有
又
联立解得,,
在C、D两点的竖直高度差为
物体到达C点时速度的大小为
【小问2详解】
C、E两点的竖直高度差为
物块从释放到C点的过程中,根据能量守恒可得
解得
【小问3详解】
物块从D到H的过程中,由动能定理可得
解得
物块最终停在N点,根据能量守恒可得(,,)
代入数据可得(,,)
与竖直墙壁碰撞后不能越过,则有
解得
又,联立可得当时,;时,。
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福州至一华伦高中2025-2026学年高一年级第三学段诊断
物理试题
(卷面分值:100分 考试时间:75分钟)
1.本试卷为问答分离式试卷,共8页,其中问卷6页,答卷2页。答题前,请考生务必将自己的学科班级、姓名、考生号等信息填写在机读卡上及答卷的密封区内。
2.作答非选择题时必须用黑色0.5毫米签字笔书写在答卷的指定位置上,作答选择题必须用2B铅笔在机读卡上将对应题目的选项涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,请保持机读卡卡面清洁和答题纸清洁,不折叠、不破损。
3.考试结束后,请将答题卡交回。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、单选题(共4题,每小题4分,共计16分。每小题只有一个正确选项)
1. 取两个形状、大小相同的山楂A、B,将山楂B夹在拇指与弯曲的食指之间,山楂A放在中指上,使两山楂处于同一高度,如图所示。用食指弹击放在中指上的山楂A,山楂A沿水平方向抛出,山楂B同时被释放,不计空气阻力。则( )
A. 加大食指的力度,山楂A落地的时间会变短 B. 加大食指的力度,并不会改变山楂A的落地时间
C. 山楂A的落地速度等于山楂B的落地速度 D. 山楂A会比山楂B更晚落地
2. 如图所示,力F大小相等,物体运动的位移l与速度v方向相同,物体运动的位移大小l也相等,下列关于F做功的几种说法正确的是( )
A. 因为有摩擦力存在,图甲中力F做的功不能用计算
B. 图乙中力F做的功
C. 图丙中力F做的功
D. 图丁中力F做的功
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. 如图,撑杆跳高运动中,运动员经过助跑、撑杆起跳,最终越过横杆。若运动员起跳前助跑速度为10m/s,则理论上运动员助跑获得的动能可使其重心提升的最大高度为(重力加速度取10m/s2)( )
A. 4m B. 5m C. 6m D. 7m
二、双选题(共4题,每小题6分,共计24分。每小题有两个个正确选项,漏选3分,错选不给分。)
5. 小梅在湖南橘子洲头的烟花秀中观察到一种烟花在空中绽放时,会形成一个越来越大的球体自由下落。只考虑重力,忽略一切阻力,下列说法正确的是( )
A. 烟花爆炸时,每个小颗粒获得的初速度大小相同
B. 绝大多数烟花颗粒的轨迹是抛物线,少数是直线,有的是圆周
C. 所有颗粒在空中运动时间相等
D. 所有颗粒落地前在相等的时间内速度的变化都相同
6. 如图所示,质量为0.5kg的小球(视为质点)从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点,与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点,C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 在小球从B点运动到C点的过程中,重力对小球做的功为-4J
B. 以桌面为重力势能的参考平面,小球在A点时的重力势能为8J
C. 以桌面为重力势能的参考平面,小球在B点时的重力势能为-4J
D. 在小球从A点经B点运动到C点的过程中,重力对小球做的功为16J
7. 雨滴一般形成于距离地面几千米的高空,雨滴形成后由静止开始下落,假设雨滴运动过程中质量保持不变,受到空气阻力的大小与速率成正比。以地面为零势能面,设雨滴下降的距离为x,运动时间为t,雨滴的速率为v,所受阻力的瞬时功率为P,机械能为E,重力势能为,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 有一款蹿红的微信小游戏“跳一跳”,游戏要求操作者通过控制棋子(质量为m,可视为质点)脱离平台时的速度,使其能从同一水平面上的平台跳到旁边的另一平台上。如图所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹,轨迹的最高点距平台上表面高度为h,不计空气阻力,重力加速度为g,则( )
A. 棋子从离开平台至运动到最高点的过程中,重力势能增加mgh
B. 棋子从离开平台至运动到最高点的过程中,机械能增加mgh
C. 棋子离开平台后距平台面高度为时动能为
D. 棋子落到另一平台上时的速度大于
第Ⅱ卷(主观题/非选择题共60分)
三、填空题(共2题,共计9分。)
9. 如图所示,汽车在平直的公路上由静止启动,图甲表示汽车运动的速度时间图像,图乙表示汽车牵引力的功率时间图像。设汽车在运动过程中阻力不变,在18s末汽车的速度已达到最大。在该过程中汽车受到的阻力大小为________N。
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”)
四、实验题(共2题,共计12分。)
11.
(1)小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。他观察到的现象是:小球A、B总是同时落地。上述现象说明平抛物体运动:______
A. 水平方向是匀速直线运动
B. 竖直方向是自由落体运动
C. 水平方向是匀速直线运动,竖直方向是自由落体运动
(2)小明通过图乙实验装置,在竖直面板上记录了小球抛物线轨迹的一部分,如图丙所示。x轴沿水平方向,y轴是竖直方向,g取,由图中所给的数据可求出:小球从A到B、B到C速率改变量______(选填“相同”或“不同”);小球平抛的初速度大小是______m/s;小球抛出点的坐标为(______cm,______cm)。
12. 某物理兴趣小组利用如图1所示装置验证机械能守恒定律,该小组同学让重物带动纸带从静止开始自由下落,按正确操作得到了一条完整的纸带如图2所示。
(1)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6~8V
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
(2)在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O(O点与下一点的间距接近2mm)的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中,重物的重力势能变化量 =_________,动能变化量 =_________。(用已知字母表示)
(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)若该小组用质量分别为m1、m2的重物P和Q进行实验,多次记录下落高度h和相应的速度大小v,作出的v2-h图像如图所示。对比图像分析不正确的有___________。
A. m1可能等于m2
B. m1定小于m2
C. 若图线斜率k略小于g,亦可验证重物下落过程机械能守恒
D. 若图线斜率k略小于2g,亦可验证重物下落过程机械能守恒
五、解答题(本题共3小题,共39分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值的单位。)
13. 质量为m=1kg的小球从距水平地面高为h的位置以 的速度水平抛出,小球抛出点与落地点之间的水平距离为x=30m,不计空气阻力,取求:
(1)小球在空中飞行的时间t;
(2)小球抛出时的高度h;
(3)小球到达地面时的速度v大小和方向。
14. 一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,A球质量为m,B球的质量是A球的3倍。用手托住B球,当轻绳刚好被拉紧时,B球离地面的高度是h,A球静止于地面,如图所示。定滑轮的质量及轴间的摩擦均不计,重力加速度为g。释放B球:
(1)当B球刚落地时,求A球的速度大小;
(2)B球落地过程中,求绳子拉力对A球做的功;
(3)若B球落地立即静止,A球不会碰到滑轮,求A球能上升的最大高度。
15. 如图为某同学设计的弹射装置,弹射装置由左端固定在墙上的轻弹簧和锁K构成,开始时弹簧被压缩,物块被锁定。水平光滑轨道AB与倾斜粗糙轨道BC平滑连接。已知倾斜轨道与水平面夹角,物块与倾斜轨道间的动摩擦因数;CD水平方向距离;圆弧DG半径为,圆弧半径为,竖直四分之一圆弧光滑轨道DG、和水平轨道HM均平滑连接,物块刚好经过进入,、、G、在同一水平线上;水平轨道HM粗糙;,N点为HM的中点。
现将质量为的物块解除锁定发射,其经过D点时速度水平。空气阻力忽略不计,重力加速度g取,求:
(1)C、D两点的竖直高度差HCD,物体到达C点时速度的大小vC;
(2)物块被锁定时弹簧具有的弹性势能Ep;
(3)设物块与右端竖直墙壁碰撞后以原速率返回,物块最终停在N点,求物块与水平轨道HM间的动摩擦因数µ(µ<1)。
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