精品解析：江苏省常州市溧阳市光华高级中学2024-2025学年高一下学期4月月考物理试卷

阶段性调研测试高一物理试题 注意事项： 1、答题前，考生先将自己的姓名、学校、考试号等填写清楚。 2、本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。选择题答案必须填写在答题纸的答题表内；非选择题部分必须使用黑色签字笔书写在指定位置，字体工整、笔迹清晰。 3、请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，书写不能超出横线或方格，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸上答题无效。 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 相对论时空观认为：真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。设想人类可以利用飞船以（为真空中光速）的速度进行星际航行。若飞船向正前方的某一星球发射一束激光，该星球上的观察者测量到该激光的速度是（ ） A. B. C. D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】狭义相对论的光速不变原理明确指出：真空中的光速在不同惯性参考系中大小均为，与光源、观察者的相对运动无关，因此星球上的惯性参考系中测量到的激光速度仍为。 故选B。 2. 海边会发生潮汐现象，这与太阳和月球对海水的引力的变化有关。某一片海水在中午12点、午夜0点相对太阳在地球上的位置分别如图所示。下列关于太阳对海水在一天内的引力大小及方向的描述正确的是（ ） A. 中午12点，引力最大，方向指向海平面上方 B. 中午12点，引力最小，方向与海平面平行 C. 午夜0点，引力最大，方向指向海平面下方 D. 午夜0点，引力最小，方向与海平面平行 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据万有引力定律 中午12点时，海水距离太阳最近，最小，故引力最大；此时点、地心、太阳近似在一条直线上，引力方向指向太阳，即垂直海平面向上（指向海平面上方），故A正确，B错误； CD．午夜0点时，海水距离太阳最远， 最大，故引力最小；此时地心、点、太阳近似在一条直线上，引力方向指向太阳，即垂直海平面向下（指向海平面下方），故C、D错误。 故选A。 3. 中国空间站离地高度约为400千米，可认为做匀速圆周运动，而新一代地球同步轨道通信卫星（中星6D卫星）离地高度约为36000千米。如图所示，a为中国空间站，b为地球同步卫星，则下列说法正确的是（ ） A. 线速度大小关系为 B. 角速度大小关系为 C. 周期关系为 D. 向心加速度大小关系 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知，中国空间站a的轨道半径小于地球同步卫星b的轨道半径，即；卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有 A．由 解得 可知，轨道半径越小，圆周运动的线速度越大，由可得，故A错误； B．由 解得 可知，轨道半径越小，圆周运动的角速度越大，由可得，故B错误； C．圆周运动的周期满足 由选项B分析知，可得，故C正确； D．由 解得 可知，轨道半径越小，向心加速度越大。由可得，故D错误。 故选C。 4. 哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示，彗星从近日点a运行到b、从远日点c运行到d的过程中，与太阳连线扫过的面积分别为和，且。则（ ） A. 彗星从a运行到b的时间等于从c运行到d的时间 B. 彗星从a运行到b的路程等于从c运行到d的路程 C. 彗星在a点的速度小于在c点的速度 D. 彗星在a点的加速度小于在c点的加速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律，对任意一个绕太阳运行的天体来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。已知，所以彗星从a运行到b的时间等于从c运行到d的时间，故A正确； B．据开普勒第二定律，彗星在近日点附近的速度大于在远日点附近的速度，即a到b过程的平均速率大于c到d过程的平均速率；彗星从a到b的时间与从c到d的时间相等，根据可知，彗星从a运行到b的路程大于从c运行到d的路程，故B错误； C．根据开普勒第二定律可知，彗星在近日点的速度最大，在远日点的速度最小，所以彗星在a点的速度大于在c点的速度，故C错误； D．根据万有引力定律可知彗星的加速度满足 解得 由于a点离太阳更近，（更小），因此彗星在a点的加速度大于在c点的加速度，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下向上运动，拉力F做了1J的功。在该过程中，以下判断一定正确的是（ ） A. 若计空气阻力，物体重力做的功为 B. 若不计空气阻力，物体的动能增加了1J C. 不管计不计空气阻力，物体的重力势能都增加了1J D. 若不计空气阻力，物体的机械能增加了1J 【答案】D 【解析】 【详解】A．拉力做功为 物体重力做功为 由于物体的重力与拉力的大小关系未知，所以重力做功不一定为，故A错误； B．若不计空气阻力，根据动能定理可得 因为 所以 即物体的动能增加小于1J，故B错误； C．重力势能增加量为 由A选项分析可知，不一定为1J，所以物体的重力势能不一定增加1J，故C错误； D．根据功能关系，除重力以外的其他力做的功等于物体机械能的变化量。若不计空气阻力，只有拉力F做功，所以机械能的增加量，故D正确。 故选D。 6. 某物流车间使用如图所示的顺时针传动的倾斜传送带运送包裹。包裹被轻放在传送带底端，沿传送带先向上加速运动到与传送带速度相同，再匀速运动到传送带顶端。下列有关这一情景的描述不正确的是（ ） A. 加速运动过程中，传送带的摩擦力对包裹做正功 B. 匀速运动过程中，传送带的摩擦力对包裹做正功 C. 加速运动过程中，包裹与传送带间因摩擦而产生热能 D. 匀速运动过程中，包裹与传送带间因摩擦而产生热能 【答案】D 【解析】 【详解】A．加速运动过程中，传送带对包裹的摩擦力沿传送带向上，与运动方向相同，所以传送带的摩擦力对包裹做正功，故A正确； B．匀速运动过程中，传送带对包裹的摩擦力沿传送带向上，与运动方向相同，所以传送带的摩擦力对包裹做正功，故B正确； C．加速运动过程中，传送带对包裹的摩擦力为滑动摩擦力，所以包裹与传送带间因摩擦而产生热能，故C正确； D．匀速运动过程中，传送带对包裹的摩擦力为静摩擦力，所以包裹与传送带间不会因摩擦而产生热能，故D错误。 本题选择不正确的，故选D。 7. 2024年11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆。如图所示，空间站在圆轨道Ⅰ上运行至A点时，返回舱启动返回程序，与空间站分离后变轨到椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ上稳定运行一段时间后，在B点再次变轨进入大气层而返回地面。设返回舱在圆轨道Ⅰ上运行到A点的速度为、加速度为；在椭圆轨道Ⅱ上稳定运行时在A点的速度为、加速度为。则以下判断正确的是（ ） A. 、 B. 、 C. 、 D. 、 【答案】B 【解析】 【详解】返回舱受到的万有引力即为合外力，根据牛顿第二定律得 解得 因为在A点时，返回舱在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ与地心的距离相同，所以加速度相同，即；返回舱从圆轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ，需要在A点减速，使得万有引力大于向心力，返回舱做近心运动，所以返回舱在轨道Ⅰ上A点的速度大于在轨道Ⅱ上A点的速度，即。 故选B。 8. 2024年8月，由南京大学张曾华副教授领导的国际团队发现首个白矮星与超冷亚矮星组成的双星系统。如图所示，白矮星（简称为星）和超冷亚矮星（简称为星）均以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，已知星的轨道半径是星的5倍。则（ ） A. 星与星所受向心力之比为 B. 星与星的角速度之比为 C. 星与星的线速度之比为 D. 星与星的质量之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第三定律，两星间的万有引力大小相等，即向心力大小相等，故星与星所受向心力之比为，故A错误； B．双星系统绕连线上某点做匀速圆周运动，为了保持相对位置稳定，两星的角速度必须相同，故星与星的角速度之比为，故B错误； C．线速度与角速度的关系满足 由题意知星的轨道半径是星的5倍，即 可知星与星的线速度之比，故C错误； D．根据向心力公式 由于两星向心力大小相等，角速度相同，则质量与轨道半径成反比，即，故D正确。 故选D。 9. 如图所示，运动员将铅球斜向上掷出，最后落到地面上。不计空气阻力，则铅球落地时的速度大小与下列物理量有关的是（ ） ①铅球的质量 ②铅球的初速度 ③铅球初速度的仰角 ④铅球抛出时的高度h A. ①② B. ③④ C. ②④ D. ①③ 【答案】C 【解析】 【详解】不计空气阻力，铅球在空中运动过程中只受重力作用，机械能守恒。取地面为零势能面，根据机械能守恒定律可得 解得铅球落地时的速度大小为 可知铅球落地时的速度大小与铅球的初速度和铅球抛出时的高度有关，与铅球的质量及铅球初速度的仰角无关。综上所述，落地时的速度大小与②④有关。 故选C。 10. 如图所示，斜面底端A与水平面平滑连接，小木块从斜面的顶端O由静止开始下滑，滑到水平面上的B点时速度减为0。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同。现分别改变斜面的长度或倾角（图中虚线是原来位置、实线是改变后的情形），改变后小木块均能从斜面顶端由静止下滑。则小木块仍能滑到B点停下的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设斜面的高度为，斜面的倾角为，斜面在水平面的投影长度为，小木块在水平面上的位移大小为，小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数为，若小木块仍能滑到B点停下，则根据动能定理 又因为 可得 整理可得 即 所以，若小木块仍能滑到B点停下，则斜面的高度与O点在水平面上的投影点到B点的距离的比值不变。 故选A。 11. 如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，铁球从弹簧的正上方H高处由静止释放，与弹簧接触后压缩弹簧。忽略空气阻力，弹簧在弹性限度内。以铁球释放点为原点，取竖直向下为正方向，下列图像中，y、v、、E分别为铁球的位移、速度、动能、机械能，t为运动时间。关于铁球从释放至运动到最低点的过程中，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．图像的切线斜率表示速度。铁球先做自由落体运动，速度增大；接触弹簧后，先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，速度先增大后减小。因此图像的斜率应先增大后减小，故A错误； B．图像的切线斜率表示加速度。在过程中，铁球做自由落体运动，加速度为恒定，图像应为倾斜直线，故B错误； C．在过程中，只有重力做功，根据动能定理有 可知图像为过原点的倾斜直线；在过程中，重力和弹力做功，根据动能定理有 可知与为二次函数关系，图像为开口向下的抛物线，故C正确； D．在过程中，只有重力做功，铁球的机械能守恒；在过程中，弹簧弹力对铁球做负功，铁球的机械能减小，故D错误。 故选C。 二、非选择题：共5小题，共56分。其中第13题~第16题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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，实验中重物从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。 （1）下列提供选择的实验器材中，可以不选的是______。 A. 天平 B. 若干导线 C. 刻度尺 （2）按正确的实验步骤进行实验打出若干条纸带，从中选出第1、2两个点间距接近2mm的纸带，可以认为在这条纸带上打下第1个点时重物的速度等于______m/s。 （3）如图乙所示，将上述纸带中第一个点记作O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。从O点到B点过程中，若满足关系式______（用上述物理量字母表示），则可验证重物在下落过程中机械能守恒。 （4）在上述纸带上选取更多的点，测得它们到O的距离h，并根据数据算出各点对应重物的速度v，通过描点连线作出图像如图丙所示。当图像的斜率为______时，可验证重物在下落过程中机械能守恒。实验发现图像的斜率小于理论值，出现这一系统误差的原因是______。 （5）为减小实验中上述系统误差的影响，下列措施不可行的是______（填字母代号）。 A. 选择密度大、体积小的重物开展实验 B. 调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上 C. 释放重物前应手持纸带上方使纸带处于竖直状态，然后由静止释放 D. 应释放重物后迅速接通打点计时器电源 【答案】（1）A （2）0 （3） （4） ①. g ②. 重物下落过程中阻力做负功 （5）D 【解析】 【小问1详解】 由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要天平。 故选A。 【小问2详解】 根据自由落体运动规律 如果1、2两点之间距离约等于2mm，可以说明1点的速度等于。 【小问3详解】 由于纸带是从起点开始测量，因此从打下O点到打下B点的运动过程，重物的重力势能减少量为 根据匀变速运动某段时间的平均速度等于中间时刻瞬时速度可得 因此从打下O点到打下B点的运动过程，根据动能定理可得重物的动能增加量为。 若满足，即满足时，则可验证重物在下落过程中机械能守恒。 【小问4详解】 [1]根据机械能守恒可得 化简得 可知图线的斜率等于重力加速度g； [2]实验发现图像的斜率小于理论值，出现这一系统误差的原因是重物下落过程中阻力做负功。 【小问5详解】 AB．为减小实验误差，应选择密度大、体积小的重物，空气阻力较小；两限位孔位于同一竖直线上，对纸带的摩擦较小，故AB可行； C．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，释放重物前应手持纸带上方使纸带处于竖直状态，而不能手托重物，然后由静止释放，故C可行； D．为在纸带上打下尽量多的点，应先接通打点计时器电源再释放重物，故D不可行。 本题选不可行的，故选D。 13. “天问一号”是我国首个火星探测器，于2021年5月15日在火星表面成功着陆。若已知火星探测器在贴近火星表面稳定运行时的运转周期为，火星的半径为。求： （1）火星的第一宇宙速度； （2）若火星的平均密度为，请通过计算证明为一个常量。 【答案】（1） （2）证明见解析 【解析】 【小问1详解】 第一宇宙速度是探测器贴近火星表面做匀速圆周运动的环绕速度。匀速圆周运动的线速度等于运动周长与周期的比值；火星探测器在近地轨道运行，轨道周长为，因此 【小问2详解】 近地探测器的向心力由万有引力提供，满足 解得 火星视为均匀球体，质量与密度、体积的关系为 其中火星的体积 因此 故联立得 化简并整理得 其中为万有引力常量，可知为一个常量，命题得证。 14. 如图所示，光滑水平面与竖直面内的粗糙半圆形轨道在点相连接，轨道半径为。一个质量为的小物体（可看作质点）将弹簧压缩至点后由静止释放，物体脱离弹簧后经过点的速度为，之后沿半圆形轨道运动刚好能通过点，重力加速度为。求： （1）弹簧压缩至A点时的弹性势能； （2）物体沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功； （3）物体从点离开轨道后即将落到水平面上时重力的功率P。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 弹簧释放过程中，水平面光滑，弹性势能全部转化为物体的动能，由机械能守恒，弹簧压缩至A点时的弹性势能 【小问2详解】 物体刚好能通过最高点，则其在最高点时与轨道无挤压，重力提供向心力；由圆周运动向心力公式得 解得 从到过程，由动能定理 解得 【小问3详解】 物体从点离开后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，下落总高度 设落地时竖直分速度为，则由运动学公式 解得 重力的瞬时功率等于重力乘以竖直分速度 解得 15. 如图所示，建筑工地上的打夯机将质量为m的重锤通过绳索与电动机连接，电动机以恒定输出功率P牵引重锤从地面由静止加速上升，达到最大速度后继续匀速上升。某一时刻关闭电动机，重锤继续上升直至离地最大高度为h后开始下落，最终在地面上砸出一个深度为0.01h的深坑。不计空气阻力和绳索质量，重力加速度为g，试求： （1）重锤上升过程中的最大速度v； （2）电动机工作的时间t； （3）重锤对地面的平均冲击力F。 【答案】（1） （2） （3），方向竖直向下。 【解析】 【小问1详解】 电动机以恒定输出功率P牵引重锤从地面由静止加速上升，达到最大速度后继续匀速上升 由及平衡条件 可得 【小问2详解】 根据动能定理对重锤从地面静止开始上升直至最高点的全过程应用动能定理有 解得 【小问3详解】 设深坑深度为，对下落及陷入过程应用动能定理有 解得 由牛顿第三定律，重锤对地面的平均冲击力，方向竖直向下。 16. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，用手托住重物B，使重物A、B处于静止状态。在重物A、B上分别固定相同的遮光片，调节光电门1、2的高度，使重物释放后两遮光片分别同时到达两光电门1和2。现测得重物A及遮光片、重物B及遮光片的质量均为 ，两遮光片的宽度，A的遮光片通过光电门1的时间为。已知重力加速度，试求： （1）开始时，手对重物B的作用力F； （2）B的遮光片通过光电门2的时间。 （3）开始时，A的遮光片到光电门1的距离和B的遮光片到光电门2的距离。 【答案】（1），方向竖直向上 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 开始时，系统处于静止状态。对重物A及轻质动滑轮受力分析，受向下重力和两根竖直细线的向上的拉力，有 解得此时细线的拉力大小为 用手托住重物B，对重物B进行受力分析，受向下的重力、细线向上的拉力以及手向上的作用力，由平衡条件得 解得，方向竖直向上。 【小问2详解】 释放重物后，设重物A的加速度大小为，重物B的加速度大小为 由于A挂在动滑轮上，而B挂在绳子自由端，在相同时间内B的位移始终是A的2倍，故它们之间的加速度和速度关系恒为， 对重物A，根据牛顿第二定律有 对重物B，根据牛顿第二定律有 联立解得， A的遮光片通过光电门1时的瞬时速度大小为 由于两遮光片同时到达光电门，说明运动时间相同，根据可知，重物B到达光电门2时的速度为 则B的遮光片通过光电门2的时间为 【小问3详解】 从开始释放到遮光片到达光电门的过程中，两重物均做初速度为零的匀加速直线运动。对重物A，由运动学公式 可得 由于在任意时间段内B的位移均为A的两倍，则B的遮光片到光电门2的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 阶段性调研测试高一物理试题 注意事项： 1、答题前，考生先将自己的姓名、学校、考试号等填写清楚。 2、本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。选择题答案必须填写在答题纸的答题表内；非选择题部分必须使用黑色签字笔书写在指定位置，字体工整、笔迹清晰。 3、请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，书写不能超出横线或方格，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸上答题无效。 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 相对论时空观认为：真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的。设想人类可以利用飞船以（为真空中光速）的速度进行星际航行。若飞船向正前方的某一星球发射一束激光，该星球上的观察者测量到该激光的速度是（ ） A. B. C. D. 无法确定 2. 海边会发生潮汐现象，这与太阳和月球对海水的引力的变化有关。某一片海水在中午12点、午夜0点相对太阳在地球上的位置分别如图所示。下列关于太阳对海水在一天内的引力大小及方向的描述正确的是（ ） A. 中午12点，引力最大，方向指向海平面上方 B. 中午12点，引力最小，方向与海平面平行 C. 午夜0点，引力最大，方向指向海平面下方 D. 午夜0点，引力最小，方向与海平面平行 3. 中国空间站离地高度约为400千米，可认为做匀速圆周运动，而新一代地球同步轨道通信卫星（中星6D卫星）离地高度约为36000千米。如图所示，a为中国空间站，b为地球同步卫星，则下列说法正确的是（ ） A. 线速度大小关系为 B. 角速度大小关系为 C. 周期关系为 D. 向心加速度大小关系 4. 哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示，彗星从近日点a运行到b、从远日点c运行到d的过程中，与太阳连线扫过的面积分别为和，且。则（ ） A. 彗星从a运行到b的时间等于从c运行到d的时间 B. 彗星从a运行到b的路程等于从c运行到d的路程 C. 彗星在a点的速度小于在c点的速度 D. 彗星在a点的加速度小于在c点的加速度 5. 如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下向上运动，拉力F做了1J的功。在该过程中，以下判断一定正确的是（ ） A. 若计空气阻力，物体重力做的功为 B. 若不计空气阻力，物体的动能增加了1J C. 不管计不计空气阻力，物体的重力势能都增加了1J D. 若不计空气阻力，物体的机械能增加了1J 6. 某物流车间使用如图所示的顺时针传动的倾斜传送带运送包裹。包裹被轻放在传送带底端，沿传送带先向上加速运动到与传送带速度相同，再匀速运动到传送带顶端。下列有关这一情景的描述不正确的是（ ） A. 加速运动过程中，传送带的摩擦力对包裹做正功 B. 匀速运动过程中，传送带的摩擦力对包裹做正功 C. 加速运动过程中，包裹与传送带间因摩擦而产生热能 D. 匀速运动过程中，包裹与传送带间因摩擦而产生热能 7. 2024年11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆。如图所示，空间站在圆轨道Ⅰ上运行至A点时，返回舱启动返回程序，与空间站分离后变轨到椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ上稳定运行一段时间后，在B点再次变轨进入大气层而返回地面。设返回舱在圆轨道Ⅰ上运行到A点的速度为、加速度为；在椭圆轨道Ⅱ上稳定运行时在A点的速度为、加速度为。则以下判断正确的是（ ） A. 、 B. 、 C. 、 D. 、 8. 2024年8月，由南京大学张曾华副教授领导的国际团队发现首个白矮星与超冷亚矮星组成的双星系统。如图所示，白矮星（简称为星）和超冷亚矮星（简称为星）均以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，已知星的轨道半径是星的5倍。则（ ） A. 星与星所受向心力之比为 B. 星与星的角速度之比为 C. 星与星的线速度之比为 D. 星与星的质量之比为 9. 如图所示，运动员将铅球斜向上掷出，最后落到地面上。不计空气阻力，则铅球落地时的速度大小与下列物理量有关的是（ ） ①铅球的质量 ②铅球的初速度 ③铅球初速度的仰角 ④铅球抛出时的高度h A. ①② B. ③④ C. ②④ D. ①③ 10. 如图所示，斜面底端A与水平面平滑连接，小木块从斜面的顶端O由静止开始下滑，滑到水平面上的B点时速度减为0。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同。现分别改变斜面的长度或倾角（图中虚线是原来位置、实线是改变后的情形），改变后小木块均能从斜面顶端由静止下滑。则小木块仍能滑到B点停下的是（ ） A. B. C. D. 11. 如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，铁球从弹簧的正上方H高处由静止释放，与弹簧接触后压缩弹簧。忽略空气阻力，弹簧在弹性限度内。以铁球释放点为原点，取竖直向下为正方向，下列图像中，y、v、、E分别为铁球的位移、速度、动能、机械能，t为运动时间。关于铁球从释放至运动到最低点的过程中，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 二、非选择题：共5小题，共56分。其中第13题~第16题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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，实验中重物从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。 （1）下列提供选择的实验器材中，可以不选的是______。 A. 天平 B. 若干导线 C. 刻度尺 （2）按正确的实验步骤进行实验打出若干条纸带，从中选出第1、2两个点间距接近2mm的纸带，可以认为在这条纸带上打下第1个点时重物的速度等于______m/s。 （3）如图乙所示，将上述纸带中第一个点记作O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。从O点到B点过程中，若满足关系式______（用上述物理量字母表示），则可验证重物在下落过程中机械能守恒。 （4）在上述纸带上选取更多的点，测得它们到O的距离h，并根据数据算出各点对应重物的速度v，通过描点连线作出图像如图丙所示。当图像的斜率为______时，可验证重物在下落过程中机械能守恒。实验发现图像的斜率小于理论值，出现这一系统误差的原因是______。 （5）为减小实验中上述系统误差的影响，下列措施不可行的是______（填字母代号）。 A. 选择密度大、体积小的重物开展实验 B. 调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上 C. 释放重物前应手持纸带上方使纸带处于竖直状态，然后由静止释放 D. 应释放重物后迅速接通打点计时器电源 13. “天问一号”是我国首个火星探测器，于2021年5月15日在火星表面成功着陆。若已知火星探测器在贴近火星表面稳定运行时的运转周期为，火星的半径为。求： （1）火星的第一宇宙速度； （2）若火星的平均密度为，请通过计算证明为一个常量。 14. 如图所示，光滑水平面与竖直面内的粗糙半圆形轨道在点相连接，轨道半径为。一个质量为的小物体（可看作质点）将弹簧压缩至点后由静止释放，物体脱离弹簧后经过点的速度为，之后沿半圆形轨道运动刚好能通过点，重力加速度为。求： （1）弹簧压缩至A点时的弹性势能； （2）物体沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功； （3）物体从点离开轨道后即将落到水平面上时重力的功率P。 15. 如图所示，建筑工地上的打夯机将质量为m的重锤通过绳索与电动机连接，电动机以恒定输出功率P牵引重锤从地面由静止加速上升，达到最大速度后继续匀速上升。某一时刻关闭电动机，重锤继续上升直至离地最大高度为h后开始下落，最终在地面上砸出一个深度为0.01h的深坑。不计空气阻力和绳索质量，重力加速度为g，试求： （1）重锤上升过程中的最大速度v； （2）电动机工作的时间t； （3）重锤对地面的平均冲击力F。 16. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，用手托住重物B，使重物A、B处于静止状态。在重物A、B上分别固定相同的遮光片，调节光电门1、2的高度，使重物释放后两遮光片分别同时到达两光电门1和2。现测得重物A及遮光片、重物B及遮光片的质量均为 ，两遮光片的宽度，A的遮光片通过光电门1的时间为。已知重力加速度，试求： （1）开始时，手对重物B的作用力F； （2）B的遮光片通过光电门2的时间。 （3）开始时，A的遮光片到光电门1的距离和B的遮光片到光电门2的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $