广东省广州市广外、铁一、广附三校2022-2023学年高一年级下册期末联考物理试题含解析

广东省广州市广外、铁一、广附三校2022-

2023学年高一下学期期末联考物理试题含解析2022-2023学年下学期

期末三校联考

高一物理

本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。

一、单选题：（共7小题，每小题4分，共28分）

1.沿水平方向抛出两个小球A、B,两球相遇于空中P点，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，最终两

小球落在水平地面上，关于两个小球的运动，下列说法正确的是（）

A.在空中运动时小球A的速度变化率小于小球B的速度变化率

B.在空中运动时小球A的运动时间小于小球B的运动时间

C.抛出A球的初速度小于抛出B球的初速度

D.小球A、B落地时的速度相同

2.跳高是中学生喜欢的运动项目之一，为了确保运动员的安全，会在落点区设置沙坑，下列关于沙坑作用

的说法正确的是（）

A.减小落地时对人的冲量

B.减小落地时人的动量

C.减小落地时对人的平均冲击力

D.减小人落地的时间

3.“空中飞椅”是大型游乐场的常规游乐项目，下图为“空中飞椅”结构简图，长为乙的钢绳一端系着座

椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度3匀速

转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为6。若座椅和人的总质量为，小不计钢绳的

质量，重力加速度为g。以下说法正确的是（）。

A.座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用

B.座椅和人的向心力大小为加f/Lsine

C.钢绳的拉力大小为」三

cos〃

D.转盘匀速转动时，人处于平衡状态

4.短道速滑接力赛在光滑冰面上交接时，后方运动员用力推前方运动员，则交接过程中（）

A.两运动员的总机械能守恒B.两运动员的总动量增大

C.每个运动员的动量变化相同D.每个运动员所受推力的冲量大小相同

5.某科幻电影中出现了一座在赤道上建造的垂直于水平面的“太空电梯”，如图所示。若太空电梯成为可

能，宇航员将可以乘坐电梯到达特定高度的空间站。地球的自转不能忽略且地球视为均质球体。若“太空电

梯”停在距地面高度为〃处，对“太空电梯”里的宇航员，下列说法正确的是（）

A.若人=（）,宇航员绕地心运动的线速度大小约为7.9km/s

B"越大，宇航员绕地心运动的线速度越小

CJ?越大，宇航员绕地心运动向心加速度越小

D.h与地球同步卫星距地面高度相同时，宇航员处于完全失重状态

6.如图所示，电梯质量为〃，地板上放置一质量为加的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动,

当上升高度为〃时，速度达到乙则（）

Mv

|加||l

1,

A.地板对物体的支持力做的功等于一机声

2

B.地板对物体的支持力做的功等于'/篦声―mg”

1

C.钢索的拉力做的功等于,MF9

1,

D.合力对电梯M做的功等于一M-

2

7.如图所示，小物块A套在水平杆上，一轻绳跨过固定的小滑轮。分别连接小物块A和小球B。系统开始

时静止在图示位置，此时轻绳与水平杆间夹角为a=30。。已知小物块A与小球B的质量之比为2:1,杆

上P点位于滑轮。正上方，且=重力加速度为g,不计空气阻力和一切摩擦。则系统由静止释放至

A.小物块A和小球B的速度大小始终相等

B.任一时刻轻绳对小物块A和小球B做功的功率大小均相等

C.小球B的机械能守恒

运动到P点时，小物块A的速度大小为Jggd

D.

二、多选题（3小题，每小题6分，漏选得3分，错选不得分，共18分）

8.2021年7月6日，我国成功将“天链一号05〃卫星发射升空，卫星进入预定轨道，天链系列卫星为我国信

息传送发挥了重要作用。如图所示，卫星在半径为R的近地圆形轨道I上运动到达轨道的A点时点火变轨

进入椭圆轨道H,到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为5R的圆形轨道HI绕地球做匀速圆周运

动，设卫星质量保持不变。贝M）

B[1；A

\\‘…彳’''

・…一.J/

一.・.

A.若地球表面重力加速度为go,则在圆形轨道川的重力加速度为会

B.若在圆形轨道I上运动的线速度为%,则在圆形轨道HI上运动的线速度为石％

C.卫星在椭圆轨道n从4到B运动的时间是其在圆形轨道I上运动周期的1.5百倍

D.卫星从轨道I到轨道n再到轨道in的过程中，机械能减小

9.如图，长为L的倾斜传送带以速度V逆时针匀速运动。将质量为优的小物块无初速放到传送带的上端，

当物块运动到传送带的下端时，速度刚好也为V,已知传送带倾斜角为。，与物块间的动摩擦因数为4,重

力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.传送带对物块做的功W=w〃gLcos6

B.传送带对物块做的功卬=上m一

2

C.物块与传送带摩擦产生的热量为Q=〃mgLcos。

D.物块与传送带摩擦产生的热量为Q=^mv2-mgLsin0

10.如图甲所示，倾角为30。的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜

面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（）

A.木块上滑过程中，重力势能增加了2E。

B.木块受到的摩擦力大小为—

X。

2E

C.木块的重力大小为7

X。

D.木块与斜面间的动摩擦因数为以

2

三、实验题(共16分)

11.某同学用如图所示的装置来验证动量守恒定律，让小球a从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末

(1)实验中需要满足的要求是；

A.斜槽轨道必须光滑

B.斜槽轨道的末端切线须保持水平

C.入射球”和被碰球。质量必须相等

D.入射球a每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放

(2)本实验中除必须测出小球心匕的质量机八〃%外，还必须测量的物理量是

A.小球a、匕的半径小rh

B.斜槽轨道末端到水平地面的高度H

C.小球a、匕在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间。

D.记录纸上。点到M、P、N各点的距离。M、OP、ON

(3)本实验中当所测物理量满足maOP=时，即可说明两球碰撞过程中动量守恒。

12.某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。长为L的轻质细绳一端固定在。点，另一端栓

一质量为加的小球(尺寸相对L足够小)，测得小球的直径为d,在悬点。点正下方L处的N点放有一光电

门。

cos。

（加）

⑴细绳要选择伸缩性（填“大”或者“小”）的；小球选质量大些的，体积

（填“大”或者“小”）的。

（2）将小球拉偏离竖直方向的某位置，用工具测出该位置处的细绳与竖直方向的夹角为静止释放小球,

测出小球经过光电门的时间为加，则小球经过光电门的速度为;

（3）己知当地重力加速度为g,下摆过程中，小球的重力势能减少量可表示为,动能

的增加量公后卜可表示为；如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒；

⑷若多次从不同夹角。处释放，得到cos。和去的关系图像如图乙所示，图像的斜率的绝对值左=

（用d、g、L表示）。

四、计算题（共38分）

13.如图所示，两个质量均为优的重锤用不计质量的细杆连接，轻绳长度。4=QB=L,它们之间的

夹角为30。，开始时。4偏离竖直方向30。，由静止开始下落。当左边的重锤碰到钟时，右边的重锤恰好在

最低点，即OB恰好在竖直方向，重力加速度为g。

（1）当左边的重锤在最低点时，右边的重锤重力的瞬时功率为；

（2）求重锤碰到钟前一瞬间的角速度，

14.如图所示，半径为R的光滑圆周轨道固定在竖直平面内，。为圆心，0A与水平方向的夹角为

30°,。8在竖直方向.一个可视为质点的小球从。点正上方某处以某一水平初速度向右抛出，小球恰好能

无碰撞地从A点进入圆轨道内侧，此后沿圆轨道运动到达5点.已知重力加速度为g,求：（不计空气阻

力）

A

。厂：曲

B

(1)小球初速度的大小；

(2)小球运动到B点时对圆轨道压力的大小.

15.某滑块弹射游戏装置如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角6=37的直轨道。B、光滑圆弧轨

道8。’以及平台CO组成，其中圆弧轨道在夕、C两点的切线分别与直轨道。8、平台co平行，

BB\CC间的距离恰好能让游戏中的滑块通过。一根轻弹簧下端固定在直轨道0B的底端，质量

m=0.2kg的滑块P紧靠弹簧上端放置，平台右端D点处放置一质量作M=0.4kg的滑块Q。已知圆弧轨

道半径H=lm，滑块尺寸远小于轨道半径，平台8长度Le=lm,平台离地高度人=2.5m,滑块尸

与轨道。8、平台CO间的动摩擦因数〃=0」。游戏中，游戏者将滑块P压缩弹簧到不同的程度，如果释

放滑块尸后，滑块P能够一直沿轨道运动至。点，与滑块。发生弹性正碰，且滑块P停留在CD平台上

则视为游戏成功。某次游戏中游戏者将滑块尸压缩弹簧至A点，AB距离4^=3111,释放后滑块P沿轨道

运动，测得经过C'点的速度大小为匕，=4m/s。

(1)求该次游戏滑块P经过圆弧轨道C'时对轨道的压力产；

(2)该次游戏中弹簧压缩后具有的弹性势能£p；

(3)更改不同的弹簧压缩程度，在游戏成功的条件下，求滑块。的落地点距。点的水平距离x的范围。

2022-2023学年下学期期末三校联考

高一物理

本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。

一、单选题：（共7小题，每小题4分，共28分）

1.沿水平方向抛出两个小球A、B,两球相遇于空中的P点，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，最终两

小球落在水平地面上，关于两个小球的运动，下列说法正确的是（）

A.在空中运动时小球A的速度变化率小于小球B的速度变化率

B.在空中运动时小球A的运动时间小于小球B的运动时间

C.抛出A球的初速度小于抛出B球的初速度

D.小球A、B落地时的速度相同

【答案】C

【解析】

【详解】A.在空中运动时小球A的速度变化率等于小球B的速度变化率，均等于重力加速度，故A错

误；

B.根据

.12

h=~8t~

可知

在空中运动时小球A的运动时间大于小球B的运动时间，故B错误;

C.两球相遇于空中的点，水平位移相同，小球A运动时间长，根据

%=即

可知，抛出A球的初速度小于抛出B球的初速度，故C正确；

D.抛出A球的初速度小于抛出B球的初速度，而A球运动时间长，落地时竖直速度

vy=gt

竖直速度大，则无法判断落地时速度关系，故D错误。

故选C。

2.跳高是中学生喜欢的运动项目之一，为了确保运动员的安全，会在落点区设置沙坑，下列关于沙坑作用

的说法正确的是()

A.减小落地时对人的冲量

B.减小落地时人的动量

C.减小落地时对人平均冲击力

D.减小人落地的时间

【答案】C

【解析】

【详解】设运动员落地时的速度大小为也从运动员接触沙坑到其速度减小为零的过程中，根据动量定理可

得

(F-mg)t=0—(-mv)

可得

Ft=mgt+mv

则有

„mv

r=mgH-----

可知沙坑的作用是延长作用时间，减小落地时沙坑对人的平均冲击力。

故选C。

3.“空中飞椅”是大型游乐场的常规游乐项目，下图为“空中飞椅”结构简图，长为L的钢绳一端系着座

椅，另一端固定在半径为，的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度3匀速

转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为6。若座椅和人的总质量为，外不计钢绳的

质量，重力加速度为g。以下说法正确的是()。

A.座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用

B.座椅和人的向心力大小为2£sin。

C.钢绳的拉力大小为普；

cos。

D.转盘匀速转动时，人处于平衡状态

【答案】c

【解析】

【详解】A.由题意可知，座椅和人受到重力、钢绳的拉力作用，如图所示，向心力是效果力，并不是座

椅和人受到的力，即是重力与钢绳拉力的合力，A错误；

B.当转盘以角速度3匀速转动时，座椅和人的向心力大小由牛顿第二定律可为

F=mar(r+Lsin6)

B错误；

C.由解析图可知，钢绳的拉力大小为

T=^-

cos6

C正确；

D.转盘匀速转动时，人随转盘一起做匀速圆周运动，有向心加速度，由牛顿第二定律可知，人受的合力

不等于零，不是处于平衡状态，D错误。

故选C。

4.短道速滑接力赛在光滑冰面上交接时，后方运动员用力推前方运动员，则交接过程中()

A.两运动员的总机械能守恒B.两运动员的总动量增大

C.每个运动员动量变化相同D.每个运动员所受推力的冲量大小相同

【答案】D

【解析】

【详解】A.两运动员在交接过程中，系统内力做正功，机械能增加，A错误；

B.交接过程中系统外力远小于系统内力，且时间极短，系统动量近似守恒，B错误；

C.由动量守恒知，两运动员动量变化等大反向，C错误；

D.由作用力与反作用力等大反向等时可知，每个运动员所受推力的冲量大小相同，D正确。

故选D。

5.某科幻电影中出现了一座在赤道上建造的垂直于水平面的“太空电梯”，如图所示。若太空电梯成为可

能，宇航员将可以乘坐电梯到达特定高度的空间站。地球的自转不能忽略且地球视为均质球体。若“太空电

梯”停在距地面高度为/?处，对“太空电梯”里的宇航员，下列说法正确的是（）

A.若h=Q,宇航员绕地心运动的线速度大小约为7.9km/s

B»越大，宇航员绕地心运动的线速度越小

C.〃越大，宇航员绕地心运动的向心加速度越小

D.〃与地球同步卫星距地面高度相同时，宇航员处于完全失重状态

【答案】D

【解析】

【详解】A.若〃=0,宇航员处在地面上，除了受万有引力还受地面的支持力，绕地心运动的线速度远小

于第一宇宙速度。故A错误；

B.“太空电梯”里的宇航员，随地球自转的角速度都相等，根据

v=cor

可知，〃越大，宇航员绕地心运动的线速度越大。故B错误；

C.同理，有

〃越大，宇航员绕地心运动的向心加速度越大。故C错误;

D.人与地球同步卫星距地面高度相同时，有

GMm4万2

———=m——r

r2T2

即万有引力提供做圆周运动的向心力，宇航员相当于卫星处于完全失重状态。故D正确。

故选D。

6.如图所示，电梯质量为“，地板上放置一质量为小的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动,

当上升高度为”时，速度达到叭则()

A.地板对物体的支持力做的功等于一1机声,

2

B.地板对物体的支持力做的功等于—/“g”

C.钢索的拉力做的功等于一"廿+图”

D.合力对电梯M做的功等于一M/

2

【答案】D

【解析】

【详解】AB.设地板对物体的支持力做的功为W,对物体由动能定理得

I2

W-mgH=-mv

解得

12

W=mgH+—mv

故AB错误；

C.设钢索的拉力做的功为W',对电梯和物体整体由动能定理得

W'-(M+m)gH=^M+m)v2

解得

W'=-{M+m)\r+{M+m)gH

故C错误;

D.由动能定理得，合力对电梯M做的功等于工MF•故口正确.

2

故选D。

7.如图所示，小物块A套在水平杆上，一轻绳跨过固定的小滑轮。分别连接小物块A和小球B。系统开始

时静止在图示位置，此时轻绳与水平杆间夹角为a=30°。已知小物块A与小球B的质量之比为2:1,杆

上尸点位于滑轮。正上方，且=重力加速度为g,不计空气阻力和一切摩擦。则系统由静止释放至

小物块A运动到P点的过程中（）

A.小物块A和小球B的速度大小始终相等

B.任一时刻轻绳对小物块A和小球B做功的功率大小均相等

C.小球B的机械能守恒

D.运动到P点时，小物块A的速度大小为

【答案】B

【解析】

【详解】A.根据运动的合成与分解可知，将小物块A的速度分解为沿绳方向和垂直绳方向，小球B的速

度沿绳方向，所以二者速度关系为

vAcosa=%

可知A、B速度大小不相等，故A错误；

B.由于A、B沿绳方向的速度一定相等，绳子对A、B的拉力也一定相等，由

=TvAcosa,Pti=Tva

故任一时刻轻绳对小物块A和小球B做功的功率大小均相等，故B正确；

C.A、B组成的系统机械能守恒，但A、B各自的机械能均发生变化，故C错误；

D.当小物块A运动到P点时;B下降到最低点，故此时B的速度为0,由机械能守恒有

----------J）=-/72.

缶sin30。2AA

解得

故D错误。

故选Bo

二、多选题(3小题，每小题6分，漏选得3分，错选不得分，共18分)

8.2021年7月6日，我国成功将“天链一号05”卫星发射升空，卫星进入预定轨道，天链系列卫星为我国信

息传送发挥了重要作用。如图所示，卫星在半径为R的近地圆形轨道I上运动到达轨道的A点时点火变轨

进入椭圆轨道II,到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为5R的圆形轨道HI绕地球做匀速圆周运

动，设卫星质量保持不变。贝M)

II

dI磁一

\/

»\、、J....，J/♦

Ill--..

A.若地球表面的重力加速度为g0,则在圆形轨道HI的重力加速度为£

B.若在圆形轨道I上运动的线速度为%,则在圆形轨道HI上运动的线速度为

C.卫星在椭圆轨道H从4到B运动时间是其在圆形轨道I上运动周期的1.5倍

D.卫星从轨道I到轨道II再到轨道III过程中，机械能减小

【答案】AC

【解析】

【详解】A.卫星在地球表面时，忽略地球自转的影响，物体所受的重力等于物体与地球间的万有引力，

所以有

Mm

mgo=万Gkr

解得

GM

当卫星进入5R的轨道时，物体此时所受的重力等于其与地球间的万有引力，所以有

"吆GMmb

(5R)

解得

g=&

25

故A正确;

B.卫星做绕地球做匀速圆周运动有

_Mmv~

G——=m—

rr

解得

GM

v=

当r=R＞解得

GM

%

当r=5E,解得

IGMVS

v=3F=TV°

故B错误;

C.根据开普勒定律，有

T2~

因为卫星绕地球飞行，所以整理有

邛

又因为卫星在椭圆轨道II的半长轴为3R，所以有上述式子可得，卫星在椭圆轨道n的周期是圆形轨道I

周期3G倍，卫星在椭圆轨道n从A到B运动的时间是圆形轨道1周期的1.5ji倍，故C正确;

D.卫星从轨道I到轨道n再到轨道HI的过程中，变轨需要加速，即物体的动能增加，根据

%=耳+Ep

所以机械能增加，故D错误。

故选AC。

9.如图，长为L的倾斜传送带以速度v逆时针匀速运动。将质量为加的小物块无初速放到传送带的上端,

当物块运动到传送带的下端时，速度刚好也为乙已知传送带倾斜角为与物块间的动摩擦因数为〃，重

力加速度为g。下列说法正确的是（）

L

v

A.传送带对物块做的功W=〃/ngLcos。

B.传送带对物块做的功W=—根/

2

C.物块与传送带摩擦产生的热量为Q=〃〃zgLcos6

D.物块与传送带摩擦产生的热量为Q=-mv2-mgLsind

【答案】ACD

【解析】

【详解】A.物块速度达到口时，相对地面发生的位移为L,则传送带对物块做的功为

W=jumgLcos0

故A正确；

B.根据动能定理有

1-

W+mgLsin夕=万mv"

解得

12

W=万mv-mgLsin，

故B错误；

CD.设物块速度达到口经过的时间为f,则传送带经过的位移为

x{-vt

物块相对地面发生的位移为

L^-t

2

物块相对传送带发生的位移为

Ax=x2-Xj=L

物块与传送带摩擦产生的热量为

1

Q-/amgLcos0=—mv9-mgLsin0

故CD正确。

故选ACD»

10.如图甲所示，倾角为30。的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜

面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（）

A.木块上滑过程中，重力势能增加了2综

木块受到的摩擦力大小为"

B.

木块的重力大小为:"

C.

木块与斜面间的动摩擦因数为迫

D.

2

【答案】AB

【解析】

【详解】A.机械能的变化量等于重力势能变化量和动能变化量的和I,则

2E。—3月）—0—3E0+Ep

解得

Ep=2号

故A正确;

B.木块上滑过程中，机械能的变化量等于摩擦力所做的功，则

-fa0=2E0-3E0

解得

故B正确；

C.重力所做的功等于重力势能变化量，则

mgsin30°=AEp

解得

故C错误；

D.滑动摩擦力为

f=/.imgcos300

解得

V3

故D错误。

故选AB。

三、实验题(共16分)

11.某同学用如图所示的装置来验证动量守恒定律，让小球。从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末

(1)实验中需要满足的要求是;

A.斜槽轨道必须光滑

B.斜槽轨道的末端切线须保持水平

C.入射球a和被碰球b的质量必须相等

D.入射球。每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放

(2)本实验中除必须测出小球“、匕的质量加“、叫，外，还必须测量的物理量是

A.小球匕的半径小rh

B.斜槽轨道末端到水平地面的高度H

C.小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间。

D.记录纸上。点到M、P、N各点的距离Q0、OP、ON

(3)本实验中当所测物理量满足m“OP=时，即可说明两球碰撞过程中动量守恒。

【答案】①.BD##DB②.D③.maOM+mhON

【解析】

【详解】(D[1]A.斜槽轨道是否光滑，不影响入射小球每次与被碰小球碰撞前瞬间速度是否相同，故斜槽

轨道不需要光滑，A错误；

B.为了保证小球抛出后做平抛运动，斜槽轨道的末端切线需要保持水平，B正确；

C.为了保证碰撞后，入射球a不反弹，入射球。质量应大于被碰球人的质量，C错误；

D.为了保证入射球每次与被碰球碰撞前瞬间速度相同，入射球〃每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止

释放，D正确。

故选BDo

(2)要保证两球对心碰撞，所以要选两半径相等的小球，两球半径不需测量；小球在空中做平抛运动下落

的高度相同，则小球做平抛运动的时间。相同，设入射球。碰前瞬间速度为%,碰后瞬间入射球a速度为

片，被碰球。速度为“，根据动量守恒可得

服1V―叫必

则有

九%r=叫卬+加”2f

可得

maOP=maOM+mhON

故本实验中除必须测出小球a、b的质量加“、”,外，还必须测量的物理量是：记录纸上。点到M、P、N

各点的距离OM、OP、ON。

故选D。

(3)[3]本实验中当所测物理量满足

muOP=muOM+mbON

即可说明两球碰撞过程中动量守恒。

12.某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。长为L的轻质细绳一端固定在。点，另一端栓

一质量为〃?的小球(尺寸相对L足够小)，测得小球的直径为d,在悬点。点正下方L处的N点放有一光电

门。

⑴细绳要选择伸缩性(填“大”或者“小”)的；小球选质量大些的，体积

(填“大"或者"小”)的。

(2)将小球拉偏离竖直方向的某位置，用工具测出该位置处的细绳与竖直方向的夹角为。；静止释放小球,

测出小球经过光电门的时间为△£,则小球经过光电门的速度为

(3)已知当地重力加速度为g,下摆过程中，小球的重力势能减少量AEp可表示为,动能

的增加量可表示为；如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒；

⑷若多次从不同夹角。处释放，得到cos。和白的关系图像如图乙所示，图像的斜率的绝对值

(Ar)2

(用d、g、L表示)。

【答案】①.小②.小③.—mgL(1-cos0)⑤.Y⑥.—

\tc'，22gL

【解析】

【详解】为减小实验产生的误差，细绳要选择伸缩性“小”的。

⑵小球选质量大些的，体积“小”的，小球在摆动的运动中会减小空气阻力的作用，以减小实验误差。

(2)[3]静止释放小球，测出小球经过光电门的时间为Af,则小球经过光电门的速度

d

v=一

X

(3)[4]细绳与竖直方向的夹角为小球尺寸相对L足够小，可忽略不计，因此小球从"点到N点，下落

的高度为

h=L-Lcos6=-cos6）

则有小球的重力势能减少量

AEp=mgh=mgL（\-cos8）

[5]小球动能的增加量

A£.--mv2--m\一

k22

如果AEp、AEk二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒。

(4)[6]由机械能守恒定律可得

\2

1

n3（1-cos=

27

整理可得

cos0=\--^―1

2gL

则有

COS0~7TV图像的斜率的绝对值

3)

4=£

2gL

四、计算题(共38分)

13.如图所示，两个质量均为"?的重锤用不计质量的细杆A3连接，轻绳长度QA=QB=L,它们之间的

夹角为30。，开始时。4偏离竖直方向30。，由静止开始下落。当左边的重锤碰到钟时，右边的重锤恰好在

最低点，即0B恰好在竖直方向，重力加速度为g。

(1)当左边的重锤在最低点时，右边的重锤重力的瞬时功率为:

(2)求重锤碰到钟前一瞬间的角速度，

【解析】

【详解】(1)设左边的重锤在最低点时，两球的速度大小为W，由静止开始到左边的重锤在最低点过程

中，对两重锤组成的系统，由机械能守恒定律得

mgL（l-cos60）=；x2叫2

解得

右边的重锤速度方向与竖直方向的夹角为60，其重力的瞬时功率为

mg叵

P=mgvxcos602M2

(2)重锤碰到钟前一瞬间的的速度为为，由静止开始到重锤碰到钟前一瞬间过程中，对两重锤组成的系

统，由机械能守恒定律得

mgL[\-cos60)=；x2mv^

解得

重锤碰到钟前一瞬间的角速度

14.如图所示，半径为R的光滑圆周轨道AB固定在竖直平面内，。为圆心，0A与水平方向的夹角为

30。，。8在竖直方向.一个可视为质点的小球从。点正上方某处以某一水平初速度向右抛出，小球恰好能

无碰撞地从A点进入圆轨道内侧，此后沿圆轨道运动到达B点.已知重力加速度为g,求：(不计空气阻

力)

(1)小球初速度的大小;

(2)小球运动到B点时对圆轨道压力的大小.

【答案】(1)(2)6mg

【解析】

【详解】(1)设小球的初速度为％，飞行时间为3则在水平方向有我鬻歌'父了=也？

1,

在竖直方向有y=^g厂，%=gt

小球运动到A点时与轨道无碰撞，故tan30°=%

V.v

联立解得％=楞，＞=

(2)抛出点距轨道最低点的高度〃=A+Asin30。+y

设小球运动到最低点B时速度为v,对圆轨道的压力为F,

根据机械能守恒有tngh+gmvg=gmv2

2

根据牛顿运动定律有F-mg-m—

R

联立解得尸=6〃?g

【点睛】对于多过程问题，需要将运动对象在每一个过程中的运动性质分析清楚，然后根据相对应规律列

式求解

15.某滑块弹射游戏装置如图所示，该装置由固定在水平地面上