河南省鹤壁市2024-2025学年高二年级上册开学摸底考试物理试卷（含解析）

2025学年鹤壁市高中高二上学期开学摸底考

物理试题

注意事项：

1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号等在答题卡上填写清楚。

2.每道选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡

皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。

3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应

位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按

以上要求作答的答案无效。

4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项

符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选

对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。

1.抖空竹是一种传统杂技节目，表演者用两根短竿系上绳子，将空竹扯动使之旋转，并表演出各种身段。

如图所示，表演者保持一只手A不动，另一只手8沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不

计空竹和轻质细绳间的摩擦力，且认为细绳不可伸长。下列说法错误的是（）

A.细绳B端沿虚线。向左移动时，细绳对空竹的合力不变

B.细绳8端沿虚线b向上移动时，细绳的拉力不变

C.细绳8端沿虚线c斜向上移动时，细绳的拉力减小

D,细绳8端沿虚线d向右移动时，细绳的拉力增大

2.炎热的夏季即将到来，同学们在暑假期间不仅注重文化知识的学习也需要健康安全的锻炼方式。甲、乙

两位同学在游泳馆游泳，如图所示，已知游泳馆泳池长度为50米，甲同学游泳速度为lm/s,乙同学游泳

速度为0.8m/s,两位同学由相邻泳道相对位置同时开始下水游泳（不计转身所需时间，甲乙均在各自泳道

中匀速率运动），两同学在泳池中均运动了300m,则两者在运动过程中相遇了多少次（）

A.4次B.5次C.6次D.7次

3.如图所示，质量为机的氢气球通过细绳与地面上一块质量为M的砖块绑在一起，氢气球受水平风力作

用，细绳与地面的夹角为8,两物体均处于静止状态，当水平风力缓慢增大时（）

V

如

ZJZ//ZZZZ/LZZZ

A,细绳与地面的夹角。增大B.地面对砖块的支持力减小

C.砖块受到地面的摩擦力增大D.细绳对气球的拉力大小不变

4.如图所示，在倾角为30。的光滑固定斜面上，用两根等长的细线将两个质量均为若kg的小球A、B（均

看做质点）系在。点，两个小球之间连着一根劲度系数为50N/m的轻弹簧，两球静止时两根细线之间的夹

角为60。，g=10m/s2,则（）

A.系在小球A上细线的拉力为

B.斜面对小球3的支持力为15N

C.弹簧的形变量为0.2m

D.若将弹簧撤去，则撤去瞬间小球A的加速度大小为之叵Ms?

3

5.北京2022年冬奥会极大推动了全国范围内冰雪运动设施建设，如图所示为一个开阔、平坦的倾斜雪

坡，一个小孩靠推一棵树获得大小为%的水平初速度。雪坡的倾角为a,与小孩之间的滑动摩擦系数为

〃，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化。雪坡足够大，经过足够长的时间关于小孩运动的说

法，正确的是（）

A.可能一直做曲线运动

B.可能做匀加速直线运动，与初速度v的夹角小于90°

C.若做匀速运动，则可判断〃>tana

D.若没有停下，则最终速度的方向一定与初速度%垂直

6.如图所示，水平地面上放置一滚筒洗衣机，某同学启动洗衣机甩干功能将一小毛线玩具甩干。某一时段

内，玩具相对滚筒内壁静止，在竖直面内做匀速圆周运动。已知滚筒内径为7，重力加速度大小为g,玩

具的质量为加且可视为质点。在该段时间内（）

A.洗衣机对地面的压力保持不变

B.洗衣机对地面的摩擦力保持不变

C.玩具在滚筒最高点的速度可能小于而

D.玩具从最低点转到最高点摩擦力做功为

7.“中国空间站”在距地面高400km左右轨道上做匀速圆周运动，在此高度上有非常稀薄的大气，因气

体阻力的影响，轨道高度1个月大概下降2km,空间站安装有发动机，可对轨道进行周期性修正。则下列

说法中正确的是（）

A.“中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的周期大于地球同步卫星的周期

B.“中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的向心加速度大小稍大于g

C.“中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的线速度大小稍大于地球的第一宇宙速度

D.“中国空间站”修正轨道时，发动机应“向后喷火”使空间站加速，但进入目标轨道正常运行后的速度

小于修正之前在较低轨道上的运行速度

8.已知越野车和自动驾驶车在同一公路上向东行驶，自动驾驶车由静止开始运动时，越野车刚好以速度

%从旁边加速驶过，如图分别是越野车和自动驾驶车的y-r图线，根据这些信息，可以判断（）

A,加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的2倍

B.第5s末两车速度均9m/s

C.第10s末两车相遇

D.第25s末两车再次相遇

9.如图甲，足够长的光滑斜面倾角为30。，U0时质量为2kg的物块在沿斜面方向的力尸作用下由静止开

始运动，设沿斜面向上为力E的正方向，力e随时间r的变化关系如图乙。取物块的初始位置为零势能位

置，重力加速度取10m/s2,则物块（）

A.在0~ls过程中机械能减少4J

B.在His时动能为1J

C.在U2s时机械能为-4J

D.在t=3s时速度大小为15.5m/s

io.蹦床是小朋友喜欢的户外运动项目。如图所示，一质量为机的小朋友，某次弹跳中从床面上方高m处

由静止落下，下落的时间为n,落到床面上屈伸弹起后离开床面的最大高度为h2,上升的时间为以已知

h2>hi,重力加速度为g,不计空气阻力，此过程中（）

A.床面对小朋友弹力的最大值为

B.小朋友所受重力的冲量为mg（%-f2）

C.小朋友离开床面时的速度大小为J荻

D.小朋友的机械能增加了加g（由-4）

二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11.用如图a所示装置，验证固定转轴物体的平衡条件.0。为质量均匀分布的轨道，。为光滑固定转轴•一

不可伸长的轻细绳，一端连在轨道D端，另一端通过光滑定滑轮连在固定的力传感器A上•调节轨道使其

水平，将位移传感器接收器B固定，使其右侧面对准转轴O点，小车E放在轨道上，使位移传感器接收器

C左侧面对准转轴o点•给小车初速度，利用位移传感器和力传感器，测量不同时刻t小车离开O点的距

离S和细绳的拉力F,计算机将数据记录在表格.

（1）利用上述测量数据验证固定转轴物体的平衡条件，还需测量的量是.（选填下列物理量符号:

轨道重量G］、小车和其上固定的位移传感器发射器总重量G?、位移传感器接收器的重量G3、轨道长度

4、细绳长度4、力传感器到定滑轮距离4、细绳与轨道夹角。）

（2）若。=30。，轨道长右=1.00加，以s为横坐标，F为纵坐标，通过计算机做出图象如图b,由图象

可求出小车和其上固定的位移传感器发射器总重量为N,该值比真实值______.（选填“偏大”“偏

小”“相同”）

（3）若将小车看做质点，由图象b可求出轨道重量为N,该值比真实值______.（选填“偏大”“偏

小”“相同”)，其原因是.

12.如图所示，倾角8=30。的斜面体静止放在水平地面上，斜面长L=3m。质量机=lkg的物体Q放在斜面

底端，与斜面间的动摩擦因数〃=£,通过轻细绳跨过定滑轮与物体P相连接，连接Q的细绳与斜面平

行。绳拉直时用手托住P使其在距地面/z=L8m高处由静止释放，着地后P立即停止运动。若P、Q可视为

质点，斜面体始终静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮轴摩擦，重力加速度大小取g=10m/s2。

求：

(1)若P的质量M=0.5kg,地面对斜面体摩擦力的大小/；

(2)为使Q能够向上运动且不从斜面顶端滑出，P的质量需满足的条件。

13.如图所示，半径为R=0.2m的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐

球心。的对称轴OO'重合。转台以一定角速度。匀速旋转，一质量为m=J3kg的小物块落入陶罐内，经

过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和。点的连线与之间的夹角。为60°,重

力加速度为g=10m/s2；

(1)若。=豌，小物块受到的摩擦力恰好为0,求g；

(2)当o=8rad/s时，小物块仍与罐壁相对静止，求小物块受到摩擦力了的大小。

陶罐

转台

14.某游戏装置如图所示，倾斜轨道下端固定一弹射装置，上端与一段圆弧管道BCD平滑连接，高处水平

光滑平台上一木板紧靠管道出口。，且与管道内壁平齐，平台左端地面上有一卡扣装置Q,木板经过时瞬

间被卡住，停止运动。游戏时，滑块P每次都在A点弹射离开，通过调节弹射装置可以为滑块从A点弹出

提供不同的初动能，滑块最终能停留在木板上则游戏挑战成功。己知斜轨道倾角。=37。，距离

5=1.0m,圆管道半径火=0.5m,且比圆管口径大得多。木板质量M=0』kg,滑块与木板间摩擦因数

〃=0.5,其余均光滑，滑块P质量m=0.1kg,可看做质点，水平平台足够长，g取lOm/s?。

(1)若滑块弹射后恰好能到D点,求在。点时对轨道压力的大小；

(2)假设木板足够长，某次滑块从A点弹出速度为6m/s,求木板能够获得的最大速度；

(3)假设木板的长度L=0.75m,若要游戏成功，求滑块从A点弹射的初动能范围。

15.如图所示，半径为R光滑圆环固定在竖直面内，。为圆环的圆心，与。等高的P点固定有一定滑

轮，环上套有质量为的小球A,绕过定滑轮的细线连接小球A和质量为根的小球B,用竖直向上的拉

力尸(大小未知)作用于小球A,使小球A处于静止状态，此时。4与水平方向的夹角为53。且AP段细线

与圆相切，重力加速度为g,sin37o=0.6,cos37°=0.8,不计一切摩擦，不计滑轮及两个小球的大小，求：

(1)小球A在图示位置静止时，圆环对小球A的弹力大小和方向；

(2)撤去拉力尸后，在小球A向下运动到与。等高位置的过程中，细线对小球A所做功的多少；

(3)撤去拉力尸后，小球A向下运动到出发点正下方位置时，圆环对小球A的弹力大小和细线对小球B

的拉力大小.

OB

2025学年鹤壁市高中高二上学期开学摸底考

物理试题

注意事项：

1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号等在答题卡上填写清楚。

2.每道选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡

皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。

3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应

位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按

以上要求作答的答案无效。

4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项

符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选

对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。

1.抖空竹是一种传统杂技节目，表演者用两根短竿系上绳子，将空竹扯动使之旋转，并表演出各种身段。

如图所示，表演者保持一只手A不动，另一只手8沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不

计空竹和轻质细绳间的摩擦力，且认为细绳不可伸长。下列说法错误的是（）

A.细绳B端沿虚线。向左移动时，细绳对空竹的合力不变

B.细绳8端沿虚线b向上移动时，细绳拉力不变

C.细绳8端沿虚线c斜向上移动时，细绳的拉力减小

D,细绳8端沿虚线d向右移动时，细绳拉力增大

【答案】C

【解析】

【详解】设AB间的水平距离为』'，空竹受力如图所示

设绳长为L由几何关系可知

cd'

cos，=——

L

由于空竹缓慢移动，则其受力平衡，由平衡条件可知

2Fsin^=mg

得

F=^-

2sin8

又

sin20+cos20=1

A.沿虚线a向左移动时，细线对空竹的合力与重力等大反向，可知合力不变，故A正确；

B.当沿虚线6向上移动时，不变，cos。不变，sin。不变，尸不变，故B正确；

C.当沿虚线c斜向上移动时，/增大，cos。增大，sin。减小，尸将增大，故C错误；

D,同理可分析可知当沿虚线d向右移动时，/增大，cos。增大，sin。减小，尸将增大，故D正确。

选错误的，故选C。

2.炎热的夏季即将到来，同学们在暑假期间不仅注重文化知识的学习也需要健康安全的锻炼方式。甲、乙

两位同学在游泳馆游泳，如图所示，已知游泳馆泳池长度为50米，甲同学游泳速度为lm/s,乙同学游泳

速度为0.8m/s,两位同学由相邻泳道相对位置同时开始下水游泳（不计转身所需时间，甲乙均在各自泳道

中匀速率运动），两同学在泳池中均运动了300m,则两者在运动过程中相遇了多少次（）

乙

A.4次B.5次C.6次D.7次

【答案】B

【解析】

图像中，交点有5个，即两人相遇5次。

故选B。

3.如图所示，质量为机的氢气球通过细绳与地面上一块质量为M的砖块绑在一起，氢气球受水平风力作

用，细绳与地面的夹角为两物体均处于静止状态,当水平风力缓慢增大时（）

V

--------A

二0

ZZ/Z/ZZZ///Z

A,细绳与地面的夹角。增大B.地面对砖块的支持力减小

C.砖块受到地面的摩擦力增大D.细绳对气球的拉力大小不变

【答案】c

【解析】

【详解】AD.对气球受力分析，受重力、浮力、细线的拉力和水平风力，如图所示

V

竖直方向根据平衡条件，有

Tsmd-E浮-mg

水平方向有

Tcos0=F

联立解得

ta团晕*入主*

Fsin。

风力/增大时，。减小，浮力和重力不变、则绳子对气球的拉力T增大，故AD错误。

B.水平方向风力不影响竖直方向的受力情况，所以风力增大时，地面对砖块的支持力不变，故B错误;

C.以整体为研究对象，根据水平方向受力平衡可得砖块受到地面的摩擦力与风力等大反向，风力增大，则

砖块受到地面的摩擦力增大，故C正确。

故选Co

4.如图所示，在倾角为30。的光滑固定斜面上，用两根等长的细线将两个质量均为若kg的小球A、B（均

看做质点）系在。点，两个小球之间连着一根劲度系数为50N/m的轻弹簧，两球静止时两根细线之间的夹

角为60。，g=10m/s2,则（）

A.系在小球A上细线的拉力为56N

B.斜面对小球3的支持力为15N

C.弹簧的形变量为0.2m

D.若将弹簧撤去，则撤去瞬间小球A的加速度大小为之叵m/s2

3

【答案】B

【解析】

【详解】A.对整体进行受力分析，整体受到重力、支持力和两根细线的拉力，在沿斜面方向，根据共点

力平衡，有

2mgsin300=2Tsin600

解得

T=mgSm30°=—xV3xl0N=10N

sin6003

A错误；

B.对小球B,在垂直于斜面方向，根据共点力平衡有

FN=mgcos30°=15N

B正确；

C.对小球B,在平行于斜面方向，根据共点力平衡有

mgsin300=Tsin60°

F^=Tcos60°

解得

q=5N

根据胡克定律，可知弹簧的形变量为

=—=0.1m

k

C错误；

D.若将弹簧撤去，则撤去瞬间小球A的加速度大小

mgsin30°xsin30°,

a=----------------------=2n.5m/s2

m

D错误。

故选B。

5.北京2022年冬奥会极大推动了全国范围内的冰雪运动设施建设，如图所示为一个开阔、平坦的倾斜雪

坡，一个小孩靠推一棵树获得大小为%的水平初速度。雪坡的倾角为与小孩之间的滑动摩擦系数为

〃，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化。雪坡足够大，经过足够长的时间关于小孩运动的说

法，正确的是（）

A,可能一直做曲线运动

B.可能做匀加速直线运动，与初速度v的夹角小于90°

C,若做匀速运动，则可判断〃>tana

D.若没有停下，则最终速度的方向一定与初速度%垂直

【答案】D

【解析】

【详解】ABD.起初小孩子的速度是水平方向的，他受到的合力具体表现为：与运动方向相反的摩擦力的

作用和重力沿斜面向下的分力的作用，二者的合力是斜向左下的，它与速度方向有夹角，故小孩子的运动

方向会改变，当其运动方向改变后，摩擦力的方向也会随之而改变，总与他的运动方向相反，故开始小孩

子会做曲线运动，若摩擦力较大，可能会在做曲线运动的过程中，消耗掉了他的初动能而变为静止；若摩

擦力较小，但总是有一定摩擦力的，最终小孩子水平向右的速度对应的动能会因克服摩擦力做功而变为

零，而重力会一直对他做正功，所以最终他的速度方向一定是沿斜面向下，与初速度方向垂直，故AB错

误、D正确；

C.若摩擦力适中，则小孩最终达到匀速运动，说明

mgsina=pimgcosa

得

4=tana

故C错误。

故选D。

6.如图所示，水平地面上放置一滚筒洗衣机，某同学启动洗衣机甩干功能将一小毛线玩具甩干。某一时段

内，玩具相对滚筒内壁静止，在竖直面内做匀速圆周运动。已知滚筒的内径为广，重力加速度大小为g,玩

具的质量为机且可视为质点。在该段时间内（）

A.洗衣机对地面的压力保持不变

B.洗衣机对地面的摩擦力保持不变

C.玩具在滚筒最高点的速度可能小于而

D.玩具从最低点转到最高点摩擦力做功2mgr

【答案】D

【解析】

【详解】A.以洗衣机与毛绒玩具整体为研究对象，可知，由于玩具做匀速圆周运动，所以整体在竖直方

向受到的合外力是周期性变化的，所以整体受到的支持力也做周期性的变化，所以洗衣机对地面的压力做

周期性的变化，A错误；

B.以洗衣机与毛绒玩具整体为研究对象，由于毛绒玩具做匀速圆周运动，所以整体在水平方向上受到的

摩擦力做周期性的变化，不能保持不变，B错误；

C.毛绒玩具竖直平面内做匀速圆周运动，为绳模型，则在最高点的速度

C错误；

D.玩具从最低点转到最高点的过程中玩具做圆周运动，则滚筒内壁对玩具的支持力不做功，则根据动能

定理有

Wf—2mgr=0

则玩具从最低点转到最高点摩擦力做功为Imgr,D正确。

故选D。

7.“中国空间站”在距地面高400km左右的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上有非常稀薄的大气，因气

体阻力的影响，轨道高度1个月大概下降2km,空间站安装有发动机，可对轨道进行周期性修正。则下列

说法中正确的是()

A.“中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的周期大于地球同步卫星的周期

B.“中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的向心加速度大小稍大于g

C.“中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的线速度大小稍大于地球的第一宇宙速度

D.“中国空间站”修正轨道时，发动机应“向后喷火”使空间站加速，但进入目标轨道正常运行后的速度

小于修正之前在较低轨道上的运行速度

【答案】D

【解析】

【详解】A.“中国空间站”在轨道上做匀速圆周运动的周期

Mm

G-----7=m(R+h)

(R+〃)2

得

『二产『产……

故A错误;

B.“中国空间站”在轨道上做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有

Mm

G-----7=ma

(R+/?)2

物体绕地球表面运行，根据牛顿第二定律有

-Mm

G铲=mg

联立解得“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的向心加速度大小为

R?

a=-(-H--+---/Z-)2-g6

故向心加速度稍小于g,B错误;

C.根据

2

厂Mmv

G---------7=m-------

(R+h¥R+h

“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的线速度大小为

v=R

故C错误;

D.空间站由低轨向高轨修正时需要离心运动，故需要发动机点火使空间站加速，但进入目标轨道后的速

度比修正之前低轨的速度小。故D正确;

故选D。

8.已知越野车和自动驾驶车在同一公路上向东行驶，自动驾驶车由静止开始运动时，越野车刚好以速度

%从旁边加速驶过，如图分别是越野车和自动驾驶车的丫-。图线，根据这些信息，可以判断（）

A.加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的2倍

B.第5s末两车速度均为9m/s

C.第10s末两车相遇

D.第25s末两车再次相遇

【答案】BC

【解析】

【详解】B.由图可知，5s末两车的速度相等，均为9m/s,故B正确;

A.由v-f图像可知，加速阶段两车的加速度分别为

1Q

%=-m/s2=1.8m/s2

%10

T信=。.6介

15

即

3a越

故A错误；

C.越野车的初速度为

%=丫一°越/=6m/s

0~10s,两车的位移分别为

1Q

--xl0m=90m

2

12

%越=%/10+5。越益=90111

由此可知，两车位移相同，即两车相遇，故C正确；

D.由v-f图像面积的物理意义可知，10s末两车相遇，10〜20s两车间距变大20s之后两车间距变小，25s

后会再相遇一次，故D错误。

故选BCo

9.如图甲，足够长的光滑斜面倾角为30。，U0时质量为2kg的物块在沿斜面方向的力尸作用下由静止开

始运动，设沿斜面向上为力厂的正方向，力厂随时间才的变化关系如图乙。取物块的初始位置为零势能位

A.在0~ls过程中机械能减少4J

B.在/=ls时动能为1J

C.在t=2s时机械能为-4J

D.在仁3s时速度大小15.5m/s

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】A.在0~ls内，力尸沿斜面向上，大小为2N,小于重力的下滑分力，由牛顿第二定律可得

mgsin30"一耳=max

解得

%=4m/s2

x=-a,t：=—x4xl2m=2m

2112

%=_&=_2x2J=_4J

因重力之外的其他力做了-4J的功，故在0~ls过程中机械能减少4J,故A正确；B.Bls时

Vj=印=4xIm/s=4m/s

1,172

Ek=—mvf=—X2X4J=16J

故B错误;

C.由于取物块的初始位置为零势能位置，则1s时，物块重力势能为

Ep=-7wgxsin3O0=-20J

1~2s过程中，机械能守恒，当u2s时，物块机械能为

石=纭+综=-4J

故C正确;

D.2s时物块的速度为

v2=vx+gsin30*2=9m/s

2~3s过程中，由牛顿第二定律可得

mgsin30+K=ma2

解得

2

a2=6.5m/s

则物块在u3s时的速度为

匕=岭+。2,3=15.5m/s

故D正确。

故选ACDo

10.蹦床是小朋友喜欢的户外运动项目。如图所示，一质量为根的小朋友，某次弹跳中从床面上方高历处

由静止落下，下落的时间为h,落到床面上屈伸弹起后离开床面的最大高度为后，上升的时间为攵。已知

h2>hi,重力加速度为g,不计空气阻力，此过程中（）

A.床面对小朋友弹力的最大值为

B.小朋友所受重力的冲量为mg(%-f2)

C.小朋友离开床面时的速度大小为J荻

D.小朋友的机械能增加了加g(由-4)

【答案】CD

【解析】

【详解】A.小朋友在最低点时，床面对小朋友的弹力最大，从最低点向上运动时，先做加速运动，弹力

的最大值大于相g,故A错误；

B.小朋友重力的冲量

I-mg(G+t2+Az)

其中加为小朋友与床面的作用时间，故B错误；

C.小朋友离开床面后做竖直上抛运动，离开床面的最大高度为后，根据功能关系可得：

12。

—mv-mgni

解得离开床面时的速度大小为

V=J2g.

故C正确；

D.根据功能关系可得小朋友的机械能增加了

AE=mgh2-mghi

故D正确。

故选CD。

二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11.用如图a所示装置，验证固定转轴物体的平衡条件.OD为质量均匀分布的轨道，O为光滑固定转轴•一

不可伸长的轻细绳，一端连在轨道D端，另一端通过光滑定滑轮连在固定的力传感器A上•调节轨道使其

水平，将位移传感器接收器B固定，使其右侧面对准转轴。点，小车E放在轨道上，使位移传感器接收器

C左侧面对准转轴O点•给小车初速度，利用位移传感器和力传感器，测量不同时刻t小车离开0点的距

离S和细绳的拉力F,计算机将数据记录在表格.

（1）利用上述测量数据验证固定转轴物体的平衡条件，还需测量的量是.（选填下列物理量符号：

轨道重量G]、小车和其上固定的位移传感器发射器总重量G?、位移传感器接收器的重量G3、轨道长度

%、细绳长度右、力传感器到定滑轮距离4、细绳与轨道夹角⑶

（2）若。=30。，轨道长L|=L00"z,以s为横坐标，F为纵坐标，通过计算机做出图象如图b,由图象

可求出小车和其上固定的位移传感器发射器总重量为N,该值比真实值______.（选填“偏大”“偏

小”“相同”）

（3）若将小车看做质点，由图象b可求出轨道重量为N,该值比真实值______.（选填“偏大”“偏

小”“相同”），其原因是.

【答案】①.G、5、匕、0②.2.0；③.相同；④.10.0；⑤.偏大；⑥.s

小于小车和其上固定的位移传感器发射器总重量G。的力臂

【解析】

【详解】（1）□].由杠杆平衡条件即实验设计图可知要验证的是小车和其上固定的位移传感器发射器总重

量及其对应的力臂、轨道重量及其重力的力臂和细绳拉力及其力臂，故除图6给出的细绳拉力F和小车和

其上固定的位移传感器发射器对应的力臂外我们还需测得小车和其上固定的位移传感器发射器总重量、轨

道重量及其重力的力臂及细绳拉力对。点的力臂，所以，还需测量的量是G1、6、4、，；

（2）[2][3].由杠杆平衡条件可得:

]G].£]+G2,s=F-Z^sin。；

所以

口G-G?

2sin。L^inO

^=0HtF=10.0N

由图b可知，〈,

[s=0.50"加n寸，/=12.0N

所以

12.0-10.0

N/m

L1sin，0.50-0

故

G2=4.0N/mx£1Sin6»=2.0N；

杠杆平衡条件考虑了轨道重量等影响因素且乙、e固定，没有影响因子，所以，图6的斜率不变，故该理

论值应与实验值相同；

(3)[4][5][6],由(2)可得

-^—=10.0N

2sin。

所以

G=20.0xsin30°N=10.0N；

测量时，s为小车上固定的位移传感器发射器左端；理论上应为小车及其上固定的位移传感器发射器的质

心，故s偏小，那么图6的斜线整体上移了，即一至偏大，所以，G1偏大；

2sin6

点睛：在求解实验题时，我们只需要按照实验目的控制所需实验数据以外的条件不变，进而按步骤求解即

可；在误差分析中，则考虑控制变量那些与理论不一致，进而分析其带来的影响即可.

12.如图所示，倾角。=30。的斜面体静止放在水平地面上，斜面长L=3m。质量优=lkg的物体Q放在斜面

底端，与斜面间的动摩擦因数〃=，，通过轻细绳跨过定滑轮与物体P相连接，连接Q的细绳与斜面平

行。绳拉直时用手托住P使其在距地面高处由静止释放，着地后P立即停止运动。若P、Q可视为

质点，斜面体始终静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮轴摩擦，重力加速度大小取g=10m/s2。

求：

(1)若P的质量M=0.5kg,地面对斜面体摩擦力的大小/；

(2)为使Q能够向上运动且不从斜面顶端滑出，P的质量需满足的条件。

【解析】

【详解】(1)设沿斜面向上为正方向，若P的质量0.5kg,由于

mgsin0=Mg=5N

可知P、Q均处于静止状态，绳上拉力为

F=Mg

以斜面体和Q为整体，根据受力平衡可得，地面对斜面体摩擦力的大小为

/=Feos30。

联立解得

f=^-N

2

(2)P着地后，设Q继续上滑的加速度大小为ai,上滑行距离为x,对Q受力分析，由牛顿第二运动定律

得

mgsin0+pimgcos0=max

解得

=10m/s2

P着地前瞬间，设Q速度大小为v,对Q分析，由运动学公式可得

v2-2ah

0-y?=-26%

Q恰好不从斜面顶端滑出需满足

x=L—h

联立代入数据解得

对于P、Q组成的系统，根据牛顿第二定律可得

Mg-mgsin3—jumgcos0=(M+m)a

联立可得

M=5kg

另一方面为了使P能下落，必须满足

Mg>mgsin0+jumgcos0

解得

Af>lkg

为使Q能够向上运动且不从斜面顶端滑出，P的质量需满足的条件为

1kg<M<5kg

13.如图所示，半径为R=0.2m的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐

球心。的对称轴OO'重合。转台以一定角速度。匀速旋转，一质量为m=J3kg的小物块落入陶罐内，经

过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和。点的连线与之间的夹角。为60°,重

力加速度为g=10m/s2；

(1)若。=豌，小物块受到的摩擦力恰好为0,求g；

(2)当0=8rad/s时，小物块仍与罐壁相对静止，求小物块受到摩擦力了的大小。

陶罐

转台

【答案】(1)10rad/s；(2)/=5.4N

【解析】

【详解】(1)小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，当物块受到的摩擦力恰好等于零时，物块受到的重力

与罐壁的支持力的合力提供向心力，如图所示

mgtan0=mco^Rsin0

解得

g整=10rad/s

®o=

RcosO

(2)当

co=8rad/s<lOrad/s时

小物块有向下运动的趋势，小物块受到的摩擦力方向沿圆弧切线向上，小物块受力情况如图所示

建立如图所示的坐标系，将向心力沿坐标轴进行分解，沿工方向根据牛顿第二定律可得

mgsind-f=macos0

其中

a=Rsin0xar

解得摩擦力大小为

/=5.4N

14.某游戏装置如图所示，倾斜轨道下端固定一弹射装置，上端与一段圆弧管道3。平滑连接，高处水平

光滑平台上一木板紧靠管道出口。，且与管道内壁平齐，平台左端地面上有一卡扣装置Q,木板经过时瞬

间被卡住，停止运动。游戏时，滑块P每次都在A点弹射离开，通过调节弹射装置可以为滑块从A点弹出

提供不同的初动能，滑块最终能停留在木板上则游戏挑战成功。已知斜轨道倾角。=37°，48距离

5=1.0m,圆管道半径火=0.5m,且比圆管口径大得多。木板质量M=0』kg,滑块与木板间摩擦因数

〃=0.5,其余均光滑，滑块P质量m=0.1kg,可看做质点，水平平台足够长，g取lOm/s?。

(1)若滑块弹射后恰好能到D点,求在。点时对轨道压力的大小；

(2)假设木板足够长，某次滑块从A点弹出速度为6m/s,求木板能够获得的最大速度；

(3)假设木板的长度L=0.75m,若要游戏成功，求滑块从A点弹射的初动能范围。

【答案】(1)1N；(2)2m/s;⑶1.5J-2.0J

2

【解析】

【详解】(1)若滑块弹射后恰好能到。点，由于滑块在。点最小速度为0,则有

F支=mg=IN

由牛顿第三定律可得

%=G=1N

(2)从Af。过程，根据动能定理有

-mgs-sin6-mgR(1+cos6)=gmv*-gmv\

解得

vD=V6m/s

当木板与滑块共速时，其速度最大，根据动量守恒定律有

mvD