精品解析：四川省绵阳外国语学校2024-2025学年高一下学期5月月考物理试题

绵阳外国语学校2024~2025学年下期第三次教学质量检测 高一年级物理试卷 本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共4页。完卷时间：75分钟。满分：100分 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中（ ） A. 机械能一直增加 B. 加速度保持不变 C. 速度大小保持不变 D. 被推出后瞬间动能最大 2. 在高速列车的车厢安装一盏灯，它每隔一定时间亮一次。列车上的人测得，灯在、两个时刻分别亮了一次，也就是说发生了两个事件，车上的人认为两个事件的时间间隔是；地面上的人测得这两个事件的时间间隔为。则与的关系是（　　） A. B. C. D. 无法确定 3. 如图所示，有一种游乐项目，游客进入一个大型圆筒状容器后，紧靠竖直筒壁站立。当圆筒开始转动后，转速逐渐增大，游客会感到自己被紧紧地压在筒壁上；当转速增大到一定数值时，游客对底板恰好无压力，已知游客与筒壁间的动摩擦因数为，转动半径为，重力加速度大小为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，此时游客的向心加速度大小为（ ） A. B. C. D. 4. 一个小球从离地面某高度处做自由落体运动，选地面为零势能面，其重力势能Ep随时间t的变化关系图像可能为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，质量为的小球被长为的轻细绳系住，在光滑水平面上绕点做匀速圆周运动，角速度为，则小球运动四分之一个周期时间内细绳对小球的冲量大小为（ ） A. 0 B. C. D. 6. 如图所示，木块M和N用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，M紧靠在墙壁上，对N施加向左的水平力使弹簧压缩，当撤去外力后，对M、N和轻弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（　　） A. M离开墙壁前，系统动量守恒 B. M离开墙壁前，M所受合力的冲量与N所受合力的冲量大小相等，方向相反 C. M离开墙壁后，系统动量守恒 D. M离开墙壁后，M动量变化量与N动量变化量相同 7. 宇宙中有很多恒星组成的双星运动系统，两颗恒星仅在彼此的万有引力作用下，绕共同点做匀速圆周运动，如图所示。假设该双星1、2的质量分别为m1、m2，圆周运动的半径分别为r1、r2，且r1小于r2，共同圆周运动的周期为T，引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A. 恒星1做圆周运动的向心加速度为 B. 恒星1表面的重力加速度一定大于恒星2表面的重力加速度 C. 恒星1的向心力一定大于恒星2的向心力 D. 若此双星运动晚期，两者间距逐渐减小，一者不断吸食另一者的物质，则它们在未合并前，共同圆周运动的周期不断减小 8. 如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量△x之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，g 取10 m/s2，则下列说法正确的是 A. 小球刚接触弹簧时加速度最大 B. 该弹簧的劲度系数为20.0 N/m C. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小 D. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒 二、本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射升空后，经过多次自主变轨顺利实现与天宫空间站天和核心舱对接。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，周期为90min，离地球表面的距离为400km，地球半径约为6400km，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，下列说法正确的是（　　） A. 核心舱绕地球运行的线速度大于地球第一宇宙速度 B. 核心舱的向心加速度小于地球表面重力加速度 C. 由题中所给条件可以求出地球的质量 D. 载人飞船应先变轨到空间站所在的圆轨道，再加速追上空间站实现对接 10. 质量kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力200N B. 8s-18s过程中汽车牵引力做的功为J C. 汽车的最大牵引力为800N D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5m 11. 如图所示，在光滑的水平冰面上，一个坐在冰车上的人手扶一球静止在冰面上。已知人和冰车的总质量M=40kg，球的质量m=5kg。某时刻人将球以相对于地面v0=4m/s的水平速度向前方固定挡板推出，球与挡板碰撞后速度大小不变，人接住球后再以同样的速度将球推出（假设人、球、冰车共速后才推球），直到人不能再接到球，下列说法正确的是（　　） A. 人第一次推球时，人、冰车、小球组成的系统动量守恒 B. 人从第一次推球直到不能再接到球，人、冰车、小球组成的系统动量守恒 C. 人第一次接到球后，人、球、冰车共同的速度大小为 D. 人第3次将球推出后将不能再接到球 12. 如图所示，质量M=4kg的圆环套在光滑的水平轨道上，质量m=2kg的小球通过长L=1.8m的轻绳与圆环连接。现将细绳拉直，且与AB平行，由静止释放小球，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则（　　） A. 运动过程中，小球的机械能守恒 B. 小球从释放到最低点过程，绳子对小球的拉力做负功 C. 小球通过最低点时，小球的速度大小为6m/s D. 从小球开始运动到小球运动到最低点这段时间内，圆环的位移大小为0.6m 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 三、本大题2小题，每空2分，共16分。 13. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。重物A的质量为M，重物A、B用绕过光滑定滑轮的轻绳连接，重物A上装有质量不计的遮光片，在B的上面放有6个质量均为m的槽码，此时A、B刚好平衡保持静止。竖直标尺下端固定有光电门，固定重物A，记下此时遮光片在标尺上对准的位置。 （1）用刻度尺测量遮光片的宽度d。 （2）保持每次重物A释放的位置不变，将重物B上面的槽码移n（n=1，2，3，4，5，6）个放在重物A上面后，由静止释放重物A，测得遮光片遮光的时间为t，通过标尺测出重物A释放时遮光片离光电门的距离为h，当地的重力加速度大小为g，则重物A、B和槽码构成的系统重力势能的减少量ΔEp=____________（用n、m、g、h表示），系统动能的增加量ΔEk=____________（用M、d、t表示）。以n为纵轴，为横轴，若作出的图线为过原点的直线且图线的斜率等于__________（用M、m、g、h、d表示），则可得出系统机械能守恒。 14. （1）“验证动量守恒定律”的实验装置图如图甲所示，装置中设计有一个支柱（通过调整，可使两球的球心在同一水平线上，上面的小球被碰撞离开后，支柱立即倒下），入射小球A和被碰小球B做平抛运动的抛出点分别在通过O、O′点的竖直线上，重垂线只确定了O点的位置。（球A的质量为m1，球B的质量为m2） 在某次实验得出小球的落点情况如图所示， ①下列说法正确的是________。 A、由图看出，重复多次实验后，小球落点不完全重合，可知小球每次不是从斜槽的同一位置由静止滑下 B、由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不会完全重合，但是落点应当比较密集 C、测定落点P的位置时，如果几次落点的位置分别为P1、P2、…Pn，则落点的平均位置 D、尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置 ②已知某次实验时，两球质量满足m1大于m2，结果如图甲所示，则验证动量守恒定律的表达式是____________________。（用m1、m2、OP、OM、O′N表示） （2）用如图乙所示的装置验证动量守恒定律。按照图乙示安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，将一斜面BC连接在斜槽末端；先不放质量为m2的小球Q，让质量为m1的小球P从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球P在斜面上的落点位置；将小球Q放在斜槽前端边缘上，让小球P从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球P和小球Q在斜面上的落点位置。 ①为了减小实验误差，应多次将小球P从_________（选填“不同”或”“相同”）的位置释放。 ②本实验斜槽末端的切线应沿________方向。 ③用天平测量两个小球的质量m1、m2；用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离LD、LE、LF 用测得的物理量来表示，只要满足关系式______________，则说明碰撞中动量是守恒的。 四、本大题3小题，共36分，要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。 15. 随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为，以的速率匀速行驶。某时刻司机突然发现正前方25m处停着总质量为的轿车，货车立即刹车做匀减速直线运动，已知超载的货车刹车减速时加速度大小为。求； （）超载货车与轿车碰撞前的速度； （）若货车与轿车相互作用时间，碰撞后两车获得相同速度，则货车对轿车的平均冲力多大? 16. 如图所示的离心装置中，水平光滑轻杆固定在竖直光滑转轴的点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，弹簧左端固定于O点，右端连接A，套在转轴上的质量为的小球B，通过轻绳与A相连，球B可沿转轴上下移动。装置静止时轻绳与竖直方向的夹角为，此时A、B之间的绳长。现将装置由静止缓慢加速转动，当转轴角速度时，轻绳与竖直方向夹角增大到，此时弹簧弹力大小等于装置静止时弹簧弹力大小，A、B间绳长变化忽略不计，重力加速度取，（，）求： （1）装置静止时，弹簧弹力的大小F； （2）圆环A的质量； 17. 如图所示，半径的光滑竖直圆轨道固定在水平平台上，接触点与地面平滑连接，平台左侧固定一轻弹簧，右侧有另一足够长的平台，两者的高度差。质量的物块压缩弹簧后从点由静止释放，物块经过点冲上竖直圆轨道后，又从点滑上平台继续运动。已知平台表面光滑，平台表面粗糙且长度，物块与平台表面间的动摩擦因数。重力加速度大小，不计空气阻力。 （1）若物块在点时弹簧的弹性势能，求物块运动到点时对竖直圆轨道的压力大小； （2）若物块刚好能过竖直圆轨道的最高点，通过计算判断过点后能否到达点； （3）若物块能从点飞出，求物块落到平台上时距点的水平距离与弹簧的弹性势能间的关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绵阳外国语学校2024~2025学年下期第三次教学质量检测 高一年级物理试卷 本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共4页。完卷时间：75分钟。满分：100分 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中（ ） A. 机械能一直增加 B. 加速度保持不变 C. 速度大小保持不变 D. 被推出后瞬间动能最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．铅球做平抛运动，仅受重力，故机械能守恒，A错误； B．铅球的加速度恒为重力加速度保持不变，B正确； CD．铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大，CD错误。 故选B。 【点睛】 2. 在高速列车的车厢安装一盏灯，它每隔一定时间亮一次。列车上的人测得，灯在、两个时刻分别亮了一次，也就是说发生了两个事件，车上的人认为两个事件的时间间隔是；地面上的人测得这两个事件的时间间隔为。则与的关系是（　　） A. B. C. D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】根据时间的相对性可得 所以 故选B。 3. 如图所示，有一种游乐项目，游客进入一个大型圆筒状容器后，紧靠竖直筒壁站立。当圆筒开始转动后，转速逐渐增大，游客会感到自己被紧紧地压在筒壁上；当转速增大到一定数值时，游客对底板恰好无压力，已知游客与筒壁间的动摩擦因数为，转动半径为，重力加速度大小为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，此时游客的向心加速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】游客在竖直方向上受力平衡，则有 水平方向有 联立解得 故选C。 4. 一个小球从离地面某高度处做自由落体运动，选地面为零势能面，其重力势能Ep随时间t的变化关系图像可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设小球初始高度为h0，则 所以Ep—t图像应是开口向下的抛物线。 故选A。 5. 如图所示，质量为的小球被长为的轻细绳系住，在光滑水平面上绕点做匀速圆周运动，角速度为，则小球运动四分之一个周期时间内细绳对小球的冲量大小为（ ） A. 0 B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】初态动量大小 p 1=mrω 四分之一个周期后动量大小 p2=mrω 两者相互垂直，根据动量定理细绳对小球的冲量大小，即合外力冲量大小 故选B。 6. 如图所示，木块M和N用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，M紧靠在墙壁上，对N施加向左的水平力使弹簧压缩，当撤去外力后，对M、N和轻弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（　　） A. M离开墙壁前，系统动量守恒 B. M离开墙壁前，M所受合力的冲量与N所受合力的冲量大小相等，方向相反 C. M离开墙壁后，系统动量守恒 D. M离开墙壁后，M动量变化量与N动量变化量相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．当撤去外力F后，M尚未离开墙壁前，系统受到墙壁的作用力，系统所受的外力之和不为零，所以M和N组成的系统的动量不守恒，故A错误； B．M离开墙壁时，弹簧处于原长状态，M离开墙壁前一直保持静止状态，则所受合力的冲量为0，初始状态N动量为0，撤去外力F后，一直受到弹簧向右的力的作用直到M离开墙壁，此过程中N所受合力的冲量向右。故B错误； CD．M离开墙壁后，系统所受外力之和为0，所以M，N组成的系统的动量守恒，根据动量守恒定律的规律可知系统动量变化量为0，即 动量变化量是矢量，M动量变化量与N动量变化量大小相等，方向相反。故C正确，D错误。 故选C。 7. 宇宙中有很多恒星组成的双星运动系统，两颗恒星仅在彼此的万有引力作用下，绕共同点做匀速圆周运动，如图所示。假设该双星1、2的质量分别为m1、m2，圆周运动的半径分别为r1、r2，且r1小于r2，共同圆周运动的周期为T，引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A. 恒星1做圆周运动的向心加速度为 B. 恒星1表面的重力加速度一定大于恒星2表面的重力加速度 C. 恒星1的向心力一定大于恒星2的向心力 D. 若此双星运动晚期，两者间距逐渐减小，一者不断吸食另一者的物质，则它们在未合并前，共同圆周运动的周期不断减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．对于恒星，其圆周运动方程为 则恒星的向心加速度 故A错误； B．由 解得 由于不能确定两恒星半径R的大小，故不能确定表面重力加速度的大小，故B错误； C．两恒星的向心力都是由万有引力提供，所以大小相等，故C错误； D．设两星球之间距离为L，对星球，有 对星球，有 上述两式相加得 解得 可以看到当两者间距逐渐减小，总质量不变时，双星运动的共同周期逐渐减小，故D正确。 故选D。 8. 如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量△x之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，g 取10 m/s2，则下列说法正确的是 A. 小球刚接触弹簧时加速度最大 B. 该弹簧的劲度系数为20.0 N/m C. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小 D. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球刚接触弹簧时的加速度为g，不是最大，小球在速度减小到最小时加速度最大，A错误； B．由图像可知，弹簧压缩量为，此时弹簧对小球的力等于小球的重力，由胡克定律，解得该弹簧的劲度系数为20.0 N/m，B正确； CD．从小球接触弹簧到压缩至最短的过程中，刚开始弹簧对小球的力小于小球的重力，小球的速度继续增大，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，当弹簧对小球的力大于小球的重力时，小球的速度减小，直到减为零，此时弹簧的弹性势能最大，所以整个过程，弹簧的弹性势能一直在增大，由于小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能不守恒，故CD错误． 二、本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 2022年6月5日，神舟十四号载人飞船发射升空后，经过多次自主变轨顺利实现与天宫空间站天和核心舱对接。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，周期为90min，离地球表面的距离为400km，地球半径约为6400km，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，下列说法正确的是（　　） A. 核心舱绕地球运行的线速度大于地球第一宇宙速度 B. 核心舱的向心加速度小于地球表面重力加速度 C. 由题中所给条件可以求出地球的质量 D. 载人飞船应先变轨到空间站所在的圆轨道，再加速追上空间站实现对接 【答案】BC 【解析】 【详解】A．地球第一宇宙速度是卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动最大速度，即近地卫星运行的线速度，则核心舱绕地球运行的线速度小于地球第一宇宙速度，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 所以 由此可知，轨道半径越大，向心加速度越小，所以核心舱的向心加速度小于地球表面重力加速度，故B正确； C．根据万有引力提供向心力可得 所以 由题中所给条件可以求出地球的质量，故C正确； D．若载人飞船先变轨到空间站所在的圆轨道，再加速，则载人飞船会做离心运动，运动到比空间站所在的圆轨道半径大的轨道上，不会与空间站实现对接，故D错误。 故选BC。 10. 质量kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力200N B. 8s-18s过程中汽车牵引力做的功为J C. 汽车的最大牵引力为800N D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图甲可知，汽车的最大速度为 由图乙可知，汽车的额定功率为 汽车速度最大时，汽车做匀速直线运动，阻力与汽车的牵引力平衡，则有，故A错误； B．由图乙可知，过程中汽车以额定功率行驶，牵引力所做的功为，故B正确； C．由图甲可知，汽车恒定加速启动，8s末汽车达到额定功率，而后以恒定功率启动，牵引力逐渐减小，因此8s汽车的牵引力最大，则有，故C错误； D．变加速阶段，由动能定理可得 结合上述分析可知，，， 解得，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，在光滑的水平冰面上，一个坐在冰车上的人手扶一球静止在冰面上。已知人和冰车的总质量M=40kg，球的质量m=5kg。某时刻人将球以相对于地面v0=4m/s的水平速度向前方固定挡板推出，球与挡板碰撞后速度大小不变，人接住球后再以同样的速度将球推出（假设人、球、冰车共速后才推球），直到人不能再接到球，下列说法正确的是（　　） A. 人第一次推球时，人、冰车、小球组成的系统动量守恒 B. 人从第一次推球直到不能再接到球，人、冰车、小球组成的系统动量守恒 C. 人第一次接到球后，人、球、冰车共同的速度大小为 D. 人第3次将球推出后将不能再接到球 【答案】AC 【解析】 【详解】A．第一次推球时（小球未与挡板接触），人、冰车和小球组成的系统所受的合外力为零，系统动量守恒，故A正确； B．球与挡板碰撞过程，系统所受合外力不为零，人、冰车和小球组成的系统动量不守恒，故B错误； C．设挡板每次对球碰撞作用的冲量为I，则有 对人、冰车与球组成的系统，人第一次接到球后，根据动量定理可得 解得，故C正确； D．人推n次后，根据动量定理可得 解得 若人不再接到球，则 代入数据解得 人将球推出5次后不再接到球，故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，质量M=4kg的圆环套在光滑的水平轨道上，质量m=2kg的小球通过长L=1.8m的轻绳与圆环连接。现将细绳拉直，且与AB平行，由静止释放小球，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则（　　） A. 运动过程中，小球的机械能守恒 B. 小球从释放到最低点过程，绳子对小球的拉力做负功 C. 小球通过最低点时，小球的速度大小为6m/s D. 从小球开始运动到小球运动到最低点这段时间内，圆环的位移大小为0.6m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．该过程，系统机械能守恒，但由于绳拉力做功，小球的机械能变化，故A错误； B．小球从释放到最低点过程，绳子对小球的拉力做负功，故B正确； C．系统水平方向动量守恒，则 根据系统机械能守恒定律可得 联立解得，故C错误； D．系统水平方向动量守恒，根据“人船模型”可得， 解得 即圆环的位移大小为0.6m，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 三、本大题2小题，每空2分，共16分。 13. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。重物A的质量为M，重物A、B用绕过光滑定滑轮的轻绳连接，重物A上装有质量不计的遮光片，在B的上面放有6个质量均为m的槽码，此时A、B刚好平衡保持静止。竖直标尺下端固定有光电门，固定重物A，记下此时遮光片在标尺上对准的位置。 （1）用刻度尺测量遮光片的宽度d。 （2）保持每次重物A释放的位置不变，将重物B上面的槽码移n（n=1，2，3，4，5，6）个放在重物A上面后，由静止释放重物A，测得遮光片遮光的时间为t，通过标尺测出重物A释放时遮光片离光电门的距离为h，当地的重力加速度大小为g，则重物A、B和槽码构成的系统重力势能的减少量ΔEp=____________（用n、m、g、h表示），系统动能的增加量ΔEk=____________（用M、d、t表示）。以n为纵轴，为横轴，若作出的图线为过原点的直线且图线的斜率等于__________（用M、m、g、h、d表示），则可得出系统机械能守恒。 【答案】 ①. 2nmgh ②. ③. 【解析】 【详解】[1]初始时，系统处于静止状态，则 将重物B上面的槽码移n（n=1，2，3，4，5，6）个放在重物A上面后，重物A、B和槽码构成的系统重力势能的减少量为 联立可得 [2]系统动能的增加量为， 所以 [3]若系统机械能守恒，则 即 由此可知，图线的斜率为。 14. （1）“验证动量守恒定律”的实验装置图如图甲所示，装置中设计有一个支柱（通过调整，可使两球的球心在同一水平线上，上面的小球被碰撞离开后，支柱立即倒下），入射小球A和被碰小球B做平抛运动的抛出点分别在通过O、O′点的竖直线上，重垂线只确定了O点的位置。（球A的质量为m1，球B的质量为m2） 在某次实验得出小球的落点情况如图所示， ①下列说法正确的是________。 A、由图看出，重复多次实验后，小球落点不完全重合，可知小球每次不是从斜槽的同一位置由静止滑下 B、由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不会完全重合，但是落点应当比较密集 C、测定落点P的位置时，如果几次落点的位置分别为P1、P2、…Pn，则落点的平均位置 D、尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置 ②已知某次实验时，两球质量满足m1大于m2，结果如图甲所示，则验证动量守恒定律的表达式是____________________。（用m1、m2、OP、OM、O′N表示） （2）用如图乙所示的装置验证动量守恒定律。按照图乙示安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，将一斜面BC连接在斜槽末端；先不放质量为m2的小球Q，让质量为m1的小球P从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球P在斜面上的落点位置；将小球Q放在斜槽前端边缘上，让小球P从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球P和小球Q在斜面上的落点位置。 ①为了减小实验误差，应多次将小球P从_________（选填“不同”或”“相同”）的位置释放。 ②本实验斜槽末端的切线应沿________方向。 ③用天平测量两个小球的质量m1、m2；用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离LD、LE、LF 用测得的物理量来表示，只要满足关系式______________，则说明碰撞中动量是守恒的。 【答案】（1） ①. BD ②. m1OP=m1OM＋m2O′N （2） ①. 相同 ②. 水平 ③. 【解析】 【小问1详解】 [1] AB．由于偶然因素的存在，小球的落点不一定重合，但大致在真实落点附近，根据图中点的图像可得小球每次是从斜槽的同一位置由静止滑下，A错误，B正确； CD．测定某一落点的平均位置时应尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置，C错误，D正确。 故选BD。 [2] 根据题意可得P点是小球A碰前的落点，M点是小球A碰后的落点，N点是小球B碰后的落点，两球竖直高度相同根据平抛运动知识可得每次两球水平方向运动时间相同，所以可用水平位移代替水平方向的初速度，根据动量守恒有m1OP=m1OM＋m2O′N 【小问2详解】 [1] 为了减小实验误差，应多次将小球P从相同的位置释放。 [2] 本实验斜槽末端的切线应沿水平方向。 [3] 若碰撞过程中动量守恒，则有 由于小球从斜槽末端飞出做平抛运动，设落点到抛出点的距离为，斜面倾角为，由平抛运动规律有 联立解得 整理可得 四、本大题3小题，共36分，要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。 15. 随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为，以的速率匀速行驶。某时刻司机突然发现正前方25m处停着总质量为的轿车，货车立即刹车做匀减速直线运动，已知超载的货车刹车减速时加速度大小为。求； （）超载货车与轿车碰撞前的速度； （）若货车与轿车相互作用时间，碰撞后两车获得相同速度，则货车对轿车的平均冲力多大? 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】 （1）根据 代入数据解得 （2）碰撞过程中满足动量守恒 以轿车为研究对象 解得冲击力为 16. 如图所示的离心装置中，水平光滑轻杆固定在竖直光滑转轴的点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，弹簧左端固定于O点，右端连接A，套在转轴上的质量为的小球B，通过轻绳与A相连，球B可沿转轴上下移动。装置静止时轻绳与竖直方向的夹角为，此时A、B之间的绳长。现将装置由静止缓慢加速转动，当转轴角速度时，轻绳与竖直方向夹角增大到，此时弹簧弹力大小等于装置静止时弹簧弹力大小，A、B间绳长变化忽略不计，重力加速度取，（，）求： （1）装置静止时，弹簧弹力的大小F； （2）圆环A的质量； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 B静止时竖直方向受力平衡可得 A静止时水平方向受力平衡可得 代入 得 【小问2详解】 （2）当轻绳与竖直方向增大到时，B竖直方向受力平衡，可得 解得 A做圆周运动，向心力由轻绳拉力的水平分力和弹簧的弹力提供，其中弹簧弹力大小等于装置静止时弹簧弹力大小，故弹簧处于拉伸状态，有 代入， 解得 17. 如图所示，半径的光滑竖直圆轨道固定在水平平台上，接触点与地面平滑连接，平台左侧固定一轻弹簧，右侧有另一足够长的平台，两者的高度差。质量的物块压缩弹簧后从点由静止释放，物块经过点冲上竖直圆轨道后，又从点滑上平台继续运动。已知平台表面光滑，平台表面粗糙且长度，物块与平台表面间的动摩擦因数。重力加速度大小，不计空气阻力。 （1）若物块在点时弹簧的弹性势能，求物块运动到点时对竖直圆轨道的压力大小； （2）若物块刚好能过竖直圆轨道的最高点，通过计算判断过点后能否到达点； （3）若物块能从点飞出，求物块落到平台上时距点的水平距离与弹簧的弹性势能间的关系式。 【答案】（1） （2）不能 （3） 【解析】 【小问1详解】 物块到点时，由能量守恒定律有 解得 代入， 解得 在点，由牛顿第二定律得 解得竖直圆轨道对物块的支持力 由牛顿第三定律可知，物块运动到点时对竖直圆轨道的压力大小 【小问2详解】 若物块刚好能过竖直圆轨道的最高点，则物块在最高点时仅受到重力作用，则重力充当圆周运动的向心力得 解得 物块从点下滑至，因圆轨道光滑，只有重力对物块做功，由机械能守恒得 解得 若物块能到达点，物块需克服摩擦力做功 由于，故物块通过点后不能到达点。 【小问3详解】 若物块能从点运动到点，则其过点的速度 故物块不会从竖直圆轨道上脱落，从释放弹簧到物块运动到点，由能量守恒定律得 整理得 物块从点飞出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动 代入数据解得 水平方向物块做匀速直线运动，则水平位移 物块落到平台上时距点的水平距离与弹簧的弹性势能的关系式 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $