2023-2024学年黑龙江省佳木斯市汤原高级中学高一(下)期末物理试卷

2023-2024学年黑龙江省佳木斯市汤原高级中学高一（下）期末物理试卷一、单选题1．下列说法正确的是（）A．两个直线运动的合运动一定是直线运动 B．物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动 C．卡文迪什在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了微元法 D．牛顿进行了“月—地检验”，他比较的是月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度2．下列关于重力势能的说法中正确的是（）A．重力势能Ep1＝2J，Ep2＝﹣3J，则Ep1与Ep2方向相反 B．同一物体重力势能Ep1＝2J，Ep2＝﹣3J，则Ep1＞Ep2 C．在同一高度的质量不同的两个物体，它们的重力势能一定不同 D．重力势能是标量，负值没有意义3．如图所示，悬挂点O通过轻绳连接了一个质量为m的小球，O点到水平地面的高度为h。轻绳的长度L可以变化，且h。现将小球拉至与O点等高处且轻绳绷直，由静止释放小球，当轻绳摆至竖直状态时，靠近O点处固定的一个刀片割断轻绳，小球平抛落至地面。改变绳长L，重复上述过程，则随着L的逐渐增大，从小球由静止释放到落地的过程中，下列说法正确的是（）A．轻绳割断前的弹力大小均不相同 B．小球落地前瞬间速度均相同 C．重力的瞬时功率一直在增大 D．小球平抛运动水平位移先增大后减小4．如图所示，绳子的上端固定，下端拴着一个质量为m的小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球受到重力、绳子的拉力和向心力 B．小球做匀速圆周运动的周期为T＝2π C．小球做匀速圆周运动的线速度大小为v＝ D．小球做匀速圆周运动的角速度为ω＝5．木星的卫星中，木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为1：2：4。木卫三周期为T，公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n倍。月球绕地球公转周期为T0，则（）A．木卫一轨道半径为 B．木卫二轨道半径为r C．周期T与T0之比为 D．木星质量与地球质量之比为6．如图所示，斜面的倾角为θ，轻质弹簧的下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于B点。一质量为m的物块从斜面A点由静止释放，将弹簧压缩至最低点C（弹簧在弹性限度内），后物块刚好沿斜面向上运动到D点。已知斜面B点上方粗糙，B点下方光滑，物块可视为质点，AB＝2BC＝2L，AB＝3BD，重力加速度为g，弹簧弹性势能与形变量的关系Ep＝（其中k为劲度系数，x为形变量）。下列说法中正确的是（）A．物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数 B．弹簧弹性势能的最大值为mgLsinθ C．弹簧的劲度系数k为 D．小球动能的最大值为mgLsinθ二、多选题（多选）7．一质量为1kg的小球从离地20m的高度由静止释放，忽略球受到的空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，以下说法正确的是（）A．小球由静止释放到落地过程中重力的冲量为10N•s B．小球由静止释放到落地过程中重力的冲量为20N•s C．小球落地瞬间的动量大小为10kg•m/s D．小球落地瞬间的动量大小为20kg•m/s（多选）8．如图所示，质量为M长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块可视为质点放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的滑动摩擦力为Ff，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x，此过程中，以下结论正确的是（）A．小物块到达小车最右端时具有的动能为（F﹣Ff）（L+x） B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ffx C．小物块和小车组成的系统因摩擦产生的热量为F1（L+x） D．小物块和小车增加的机械能为F（x+L）﹣F1L（多选）9．如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是﹣2m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是（）A．vA′＝﹣2m/s，vB'＝6m/s B．vA′＝2m/s，vB'＝2m/s C．vA′＝1m/s，vB'＝3m/s D．vA′＝﹣3m/s，vB'＝7m/s（多选）10．如图所示，a为地球赤道表面随地球一起自转的物体，b为绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，轨道半径为可近似为地球半径。c为绕地球做匀速圆周运动的同步卫星。a、b、c的角速度大小分别为ωa、ωb、ωc；线速度大小分别为va、vb、vc；加速度大小分别为aa、ab、ac；周期分别为Ta、Tb、Tc，则下列关系正确的是（）A．ωa＜ωb＜ωc B．Ta＝Tb＞Tc C．va＜vc＜vb D．aa＜ac＜ab三、实验题11．如图甲所示，是研究平抛运动的实验装置，如图乙所示是实验后在白纸上作的图。（g＝9.8m/s2）（1）实验时，下列说法正确的是；A.实验时，轨道必须是光滑的B.实验时，轨道末端切线水平C.每次实验，小球必须从同一位置均无初速释放D.每次实验，小球必须从不同位置均无初速释放（2）如图乙所示，O是抛出点，则小球平抛初速度的公式v0＝（用“x、y和g”表示），根据图乙给出的数据，可计算出v0＝m/s。（结果保留两位有效数字）12．某同学利用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律。（1）下列操作正确的是（填正确答案标号）。A.为了减小实验误差，重物应选择密度较小的物体B.先释放纸带，后接通电源C.在纸带上选取计数点，并测量计数点到第一个点间的距离（2）该同学正确操作后得到一条如图乙所示的纸带，O为第一个点，A、B、C、D为从合适位置开始选取的四个连续点。已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，则打点计时器打B点时重物的速度大小为m/s。（结果保留三位有效数字）（3）已知重物的质量为m＝0.10kg，当地的重力加速度g＝9.8m/s2，从O点到B点，重物重力势能的减少量ΔEp＝J，动能的增加量ΔEk＝J。（结果均保留三位有效数字），可以得出的结论是。四、计算题13．如图所示，一半径R＝0.4m的光滑竖直半圆轨道与水平面相切于c点，一质量m＝1kg可视为质点的小物块静止于水平面a点，现用一水平恒力F向左拉物块，经过t＝3s时间到达b点速度的大小vb＝6m/s，此时撤去F，小物块继续向前滑行经c点进入光滑竖直圆轨道，且恰能经过竖直轨道最高点d．已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，重力加速度g取10m/s2，求：（1）水平恒力F的大小；（2）b、c间的距离L。14．2022年北京冬季奥运会，于2022年2月4日至20日在北京和张家口举行，其中极具观赏性的跳台滑雪在张家口赛区举行。如图甲，滑雪运动员从跳台上的A处水平飞出，在斜坡上的B处着陆，运动员飞行过程中在坡面上垂直于坡面的投影到A点的距离x随时间t变化的关系图像如图乙。已知斜坡的倾角θ＝30°，重力加速度g＝10m/s2，空气阻力不计，求：（1）运动员从A点飞出的初速度v0；（2）运动员飞行过程中距离斜坡的最大距离d；（3）运动员在空中飞行时间t。15．如图，固定在竖直平面上的半径R＝1.0m的光滑半圆轨道AB与光滑水平地面在A点相切，在半圆轨道的最低点A设置一压力传感器，压力传感器上放置一质量m2＝1.5kg的小球乙，用外力将物块甲和物块丙间的轻弹簧压缩并保持静止，某一时刻突然同时撤去外力，轻弹簧将物块丙、甲分别向左右两边水平弹出，物块丙、甲被弹开后，立即拿走轻弹簧、经过一段时间后，物块甲则与小球乙发生弹性碰撞，碰撞后瞬间压力传感器的示数为111N。已知物块甲和物块丙的质量均为m1＝1kg，重力加速度g取10m/s2，甲、乙、丙均可视为质点，B为半圆轨道的最高点，空气阻力不计，轻弹簧始终在弹性限度内。（1）求物体乙被碰撞后瞬间获得的速度大小。（2）求轻弹簧的弹性势能。（3）小球乙运动能否到B点，若能，求小球乙落地点到A点的距离。

2023-2024学年黑龙江省佳木斯市汤原高级中学高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单选题1．下列说法正确的是（）A．两个直线运动的合运动一定是直线运动 B．物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动 C．卡文迪什在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了微元法 D．牛顿进行了“月—地检验”，他比较的是月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度【考点】微元法；天体运动的探索历程．【答案】B【分析】结合运动的合成的方法判断；物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，且合外力始终指向圆心；根据物理学史判断CD选项。【解答】解：A．两个直线运动的合运动不一定是直线运动，可能是曲线运动，如平抛运动，故A错误；B．物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动，因为匀速圆周运动合外力提供向心力，向心力方向时刻在变，所以恒力作用下物体不可能做匀速圆周运动，故B正确；C．卡文迪什在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了放大法，故C错误；D．牛顿提出万有引力定律后进行了“月—地检验”，他比较的是月球绕地球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度，故D错误。故选：B。2．下列关于重力势能的说法中正确的是（）A．重力势能Ep1＝2J，Ep2＝﹣3J，则Ep1与Ep2方向相反 B．同一物体重力势能Ep1＝2J，Ep2＝﹣3J，则Ep1＞Ep2 C．在同一高度的质量不同的两个物体，它们的重力势能一定不同 D．重力势能是标量，负值没有意义【考点】重力势能的变化和重力做功的关系．【答案】B【分析】重力势能是一个标量，正负表示大小，重力势能是一个相对量，由此分析。【解答】解：AB、重力势能是一个标量，正负表示大小，重力势能Ep1＝2J，Ep2＝﹣3J，则Ep1大于Ep2，故A错误、B正确；C、重力势能是一个相对量，相对于零势能面来说的，在同一高度的质量不同的两个物体，如果选取该高度为零势能面，则它们的重力势能都为零，故C错误；D、重力势能是标量，负值表示物体处于零势能面以下，有意义，故D错误。故选：B。3．如图所示，悬挂点O通过轻绳连接了一个质量为m的小球，O点到水平地面的高度为h。轻绳的长度L可以变化，且h。现将小球拉至与O点等高处且轻绳绷直，由静止释放小球，当轻绳摆至竖直状态时，靠近O点处固定的一个刀片割断轻绳，小球平抛落至地面。改变绳长L，重复上述过程，则随着L的逐渐增大，从小球由静止释放到落地的过程中，下列说法正确的是（）A．轻绳割断前的弹力大小均不相同 B．小球落地前瞬间速度均相同 C．重力的瞬时功率一直在增大 D．小球平抛运动水平位移先增大后减小【考点】机械能守恒定律的简单应用；平抛运动速度的计算；功率的定义、物理意义和计算式的推导．【答案】D【分析】A.根据动能定理和牛顿第二定律列式求解；B.根据动能定理和速度的矢量性解答；C.根据重力的瞬时功率公式分析解答；D.根据平抛运动的规律求出x的表达式再推导变化情况。【解答】解：A.小球做圆周运动的过程中，由动能定理，在最低点，得T＝3mg，与绳长L无关，故A错误；B.根据动能定理，落地前瞬间小球的速度大小相同，但是方向不同，故B错误；C.在圆周运动阶段，初始位置和最低点竖直分速度均为0，重力功率先增大后减小，故C错误；D.平抛运动阶段，由x＝vt，，可得，当时，x有最大值，故x先增大后减小，故D正确。故选：D。4．如图所示，绳子的上端固定，下端拴着一个质量为m的小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球受到重力、绳子的拉力和向心力 B．小球做匀速圆周运动的周期为T＝2π C．小球做匀速圆周运动的线速度大小为v＝ D．小球做匀速圆周运动的角速度为ω＝【考点】牛顿第二定律求解向心力．【答案】C【分析】小球受重力和拉力两个力作用，靠两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出线速度、角速度和周期．【解答】解：A、小球受重力和拉力两个力作用，靠两个力的合力提供向心力，故A错误。B、根据，r＝Lsinθ得，解得T＝，故B错误。C、根据，r＝Lsinθ得，解得v＝，故C正确。D、根据mgtanθ＝mrω2，r＝Lsinθ得，解得ω＝，故D错误。故选：C。5．木星的卫星中，木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为1：2：4。木卫三周期为T，公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n倍。月球绕地球公转周期为T0，则（）A．木卫一轨道半径为 B．木卫二轨道半径为r C．周期T与T0之比为 D．木星质量与地球质量之比为【考点】万有引力与重力的关系（黄金代换）；牛顿第二定律求解向心力；开普勒三大定律．【答案】D【分析】根据开普勒第三定律分析ABC选项；根据做匀速圆周运动的卫星，其万有引力提供向心力分析D选项。【解答】解：设木卫一、木卫二、木卫三的轨道半径分别为r1、r2、r3，木卫三周期为T，公转轨道半径r3＝nr。A、根据开普勒第三定律可得：＝＝，解得：r1＝，故A错误；B、根据开普勒第三定律可得：＝＝，解得：r2＝，故B错误；C、由于开普勒第三定律适用于同一个中心天体，不能根据开普勒第三定律计算周期T与T0之比；由于木星和地球质量关系不知道，无法计算T与T0之比，故C错误；D、对于木卫三，根据万有引力提供向心力，则有：＝mnr，解得：M木＝对于月球绕地球做匀速圆周运动时，有：＝m′r，解得：M地＝所以木星质量与地球质量之比为：＝，故D正确。故选：D。6．如图所示，斜面的倾角为θ，轻质弹簧的下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于B点。一质量为m的物块从斜面A点由静止释放，将弹簧压缩至最低点C（弹簧在弹性限度内），后物块刚好沿斜面向上运动到D点。已知斜面B点上方粗糙，B点下方光滑，物块可视为质点，AB＝2BC＝2L，AB＝3BD，重力加速度为g，弹簧弹性势能与形变量的关系Ep＝（其中k为劲度系数，x为形变量）。下列说法中正确的是（）A．物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数 B．弹簧弹性势能的最大值为mgLsinθ C．弹簧的劲度系数k为 D．小球动能的最大值为mgLsinθ【考点】功是能量转化的过程和量度；胡克定律及其应用．【答案】D【分析】全程对物块根据功能关系列式求解物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数；根据弹簧弹性势能的表达式求解弹簧的劲度系数；物块从A到C过程根据功能关系列式求解弹簧弹性势能的最大值；先根据平衡条件求解物块动能最大时弹簧的压缩量，再对物块才A到物块动能最大过程根据功能关系列式求解物块动能的最大值。【解答】解：A、物块从A到D的全过程中由动能定理有：整理解得：，故A错误；C、由题意可知：整理解得：，故C错误；B、物块从A到C的过程中由能量守恒定律有：mgsinθ×3L﹣μmgcosθ•2L＝Epmax整理解得：Epmax＝2mgLsinθ，故B错误；D、当物块加速度为0时动能最大，根据平衡条件有：mgsinθ＝kx从物块开始运动到动能最大的过程中有：解得动能的最大值：，故D正确。故选：D。二、多选题（多选）7．一质量为1kg的小球从离地20m的高度由静止释放，忽略球受到的空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，以下说法正确的是（）A．小球由静止释放到落地过程中重力的冲量为10N•s B．小球由静止释放到落地过程中重力的冲量为20N•s C．小球落地瞬间的动量大小为10kg•m/s D．小球落地瞬间的动量大小为20kg•m/s【考点】动量定理的内容和应用；自由落体运动的规律及应用；动量的定义、单位及性质．【答案】BD【分析】根据冲量公式I＝Ft，动量公式p＝mv，结合运动学公式即可。【解答】解：AB．根据自由落体运动规律有可得小球落地时间为t＝2s所以小球由静止释放到落地过程中重力的冲量为I＝mgt＝1×10×2N•s＝20N•s故A错误，B正确；CD．小球落地前瞬间的速度大小为v＝gt＝10×2m/s＝20m/s所以小球落地瞬间的动量大小为p＝mv＝1×20kg•m/s＝20kg•m/s故C错误，D正确。故选：BD。（多选）8．如图所示，质量为M长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块可视为质点放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的滑动摩擦力为Ff，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x，此过程中，以下结论正确的是（）A．小物块到达小车最右端时具有的动能为（F﹣Ff）（L+x） B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ffx C．小物块和小车组成的系统因摩擦产生的热量为F1（L+x） D．小物块和小车增加的机械能为F（x+L）﹣F1L【考点】功是能量转化的过程和量度；动能定理的简单应用．【答案】ABD【分析】根据动能定理分析出物块和小车的动能变化，要注意位移取对地位移；根据做功公式计算出克服摩擦力做的功，位移取物块相对于地面的位移；机械能的增加量等于系统内弹力和重力之外的力做功，代入数据计算即可。【解答】解：C．小物块相对小车的位移为L，则产生的热量为Q＝FfL，故C错误；A．小物块水平方向受到拉力F和摩擦力Ff的作用，根据动能定理得即小物块到达小车最右端时具有的动能为（F﹣Ff）•（L+x），故A正确；B．小车相对地面的位移为x，水平方向仅受小物块对小车的摩擦力作用，根据动能定理得，故B正确；D．外力做的功转化为了系统的机械能还有摩擦产生的内能，所以小物块和小车增加的机械能为ΔE＝F（L+x）﹣FfL，故D正确。故选：ABD。（多选）9．如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是﹣2m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是（）A．vA′＝﹣2m/s，vB'＝6m/s B．vA′＝2m/s，vB'＝2m/s C．vA′＝1m/s，vB'＝3m/s D．vA′＝﹣3m/s，vB'＝7m/s【考点】动量守恒定律在绳连接体问题中的应用；机械能守恒定律的简单应用．【答案】ABC【分析】根据碰撞过程系统的动量守恒，碰撞过程总的机械能不会增加，结合碰撞后两球的运动情况分析答题。【解答】解：A、B两球发生了对心碰撞，动量守恒，设两球的质量为m，取碰前A球的速度为正方向，碰前A、B两球的总动量为p前＝pA+pB＝mvA+mvB代入数据得p前＝4m（kg•m/s）碰前A、B两球的总能量为代入数据得E前＝20m（J）A、取碰前A球的速度为正方向，若碰撞后A、B两球的速度为v'A＝﹣2m/s，v'B＝6m/s，则碰撞后的总动量为P后＝p'A+p'B＝mv'A+mv'B碰撞后A、B两球的总能量为代入数据得p后＝4m（kg•m/s），E后＝20m（J）则有p前＝p后，E前＝E后故A正确；B、取碰前A球的速度为正方向，若碰撞后A、B两球的速度为v'A＝2m/s，v'B＝2m/s，则碰撞后的总动量为p后＝p'A+p'B＝mv'A+mv'B碰撞后A、B两球的总能量为代入数据得p后＝4m（kg•m/s），E后＝4m（J）则有p前＝p后，E前＞E后故B正确；C、取碰前A球的速度为正方向，若碰撞后A、B两球的速度为v'A＝1m/s，v'B＝3m/s，则碰撞后的总动量为p后＝p'A+p'B＝mv'A+mv'B碰撞后A、B两球的总能量为代入数据得p后＝4m（kg•m/s），E后＝5m（J）则有p前＝p后，E前＞E后故C正确；D、取碰前A球的速度为正方向，若碰撞后A、B两球的速度为v'A＝﹣3m/s，v'B＝7m/s，则碰撞后的总动量为p后＝p'A+p'B＝mv'A+mv'B碰撞后A、B两球的总能量为代入数据得p后＝4m（kg•m/s），E后＝29m（J）则有p前＝p后，E前＜E后故D错误。故选：ABC。（多选）10．如图所示，a为地球赤道表面随地球一起自转的物体，b为绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，轨道半径为可近似为地球半径。c为绕地球做匀速圆周运动的同步卫星。a、b、c的角速度大小分别为ωa、ωb、ωc；线速度大小分别为va、vb、vc；加速度大小分别为aa、ab、ac；周期分别为Ta、Tb、Tc，则下列关系正确的是（）A．ωa＜ωb＜ωc B．Ta＝Tb＞Tc C．va＜vc＜vb D．aa＜ac＜ab【考点】近地卫星与黄金代换；万有引力与重力的关系（黄金代换）．【答案】CD【分析】近地卫星的线速度大小等于地面发射卫星时的最小发射速度；根据万有引力提供向心力和半径关系分析线速度的大小关系；分类比较，根据万有引力提供向心力分析向心加速度与轨道半径的关系；地球上物体自转周期与同步卫星的周期相同。【解答】解：对于卫星b、c，由万有引力提供向心力可得可得，，，由于rb＜rc，则有ωb＞ωc，Tb＜Tc，vb＞vc，ab＞ac对于a、c，两者的角速度相等，周期相同，根据v＝ωr，ra＜rc可得vc＞va，ac＞aa综上分析可得角速度关系ωa＝ωc＜ωb周期关系Ta＝Tc＞Tb线速度关系va＜vc＜vb加速度关系aa＜ac＜ab故AB错误，CD正确。故选：CD。三、实验题11．如图甲所示，是研究平抛运动的实验装置，如图乙所示是实验后在白纸上作的图。（g＝9.8m/s2）（1）实验时，下列说法正确的是BC；A.实验时，轨道必须是光滑的B.实验时，轨道末端切线水平C.每次实验，小球必须从同一位置均无初速释放D.每次实验，小球必须从不同位置均无初速释放（2）如图乙所示，O是抛出点，则小球平抛初速度的公式v0＝（用“x、y和g”表示），根据图乙给出的数据，可计算出v0＝2.0m/s。（结果保留两位有效数字）【考点】探究平抛运动的特点．【答案】（1）BC；（2）（2），2.0【分析】（1）根据实验原理和实验操作注意事项分析；（2）根据平抛运动规律求水平初速度表达式。【解答】解：（1）B、本实验研究小球的平抛运动，因此斜槽末端必须水平，故B正确；ACD、为了保证小球做平抛运动的初速度相同，小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放，斜槽不一定光滑，故C正确，AD错误。故选：BC。（2）平抛运动的物体水平方向上做匀速运动，竖直方向上做自由落体运动，有x＝v0t，，联立可得：代入数据解得：v0＝2.0m/s故答案为：（1）BC；（2）（2），2.012．某同学利用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律。（1）下列操作正确的是C（填正确答案标号）。A.为了减小实验误差，重物应选择密度较小的物体B.先释放纸带，后接通电源C.在纸带上选取计数点，并测量计数点到第一个点间的距离（2）该同学正确操作后得到一条如图乙所示的纸带，O为第一个点，A、B、C、D为从合适位置开始选取的四个连续点。已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，则打点计时器打B点时重物的速度大小为1.92m/s。（结果保留三位有效数字）（3）已知重物的质量为m＝0.10kg，当地的重力加速度g＝9.8m/s2，从O点到B点，重物重力势能的减少量ΔEp＝0.188J，动能的增加量ΔEk＝0.184J。（结果均保留三位有效数字），可以得出的结论是在误差允许范围内，重物的机械能守恒。【考点】验证机械能守恒定律．【答案】（1）C；（2）1.92；（3）0.188，0.184，在误差允许范围内，重物的机械能守恒。【分析】（1）根据实验原理和实验操作注意事项分析；（2）（3）实验中根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出速度的大小，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量，并根据所求数据得出实验结论。【解答】解：（1）为减小实验误差，重物应选择密度较大、质量较大的物件，这样可以减小空气阻力的影响，故A错误；B、应先接通电源，后释放纸带，故B错误；C、在纸带上选取计数点，并测量计数点到第一个点间的距离，便于计算，故C正确。故选：C。（2）打点计时器打点的时间间隔T＝B点的速度等于AC段的平均速度，（3）从O点到B点，重物的重力势能的减少量ΔEp＝mghOB＝0.10×9.8×19.20×0.01J＝0.188J动能增加量为故答案为：（1）C；（2）1.92；（3）0.188，0.184，在误差允许范围内，重物的机械能守恒。四、计算题13．如图所示，一半径R＝0.4m的光滑竖直半圆轨道与水平面相切于c点，一质量m＝1kg可视为质点的小物块静止于水平面a点，现用一水平恒力F向左拉物块，经过t＝3s时间到达b点速度的大小vb＝6m/s，此时撤去F，小物块继续向前滑行经c点进入光滑竖直圆轨道，且恰能经过竖直轨道最高点d．已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，重力加速度g取10m/s2，求：（1）水平恒力F的大小；（2）b、c间的距离L。【考点】动能定理的简单应用；牛顿第二定律的简单应用；绳球类模型及其临界条件．【答案】（1）水平恒力F的大小为6N；（2）b、c间的距离为2m。【分析】（1）根据速度—时间关系求解从a到b过程中小物块的加速度大小，根据牛顿第二定律求解水平恒力；（2）在d点由牛顿第二定律求解速度大小，从c点到d点由动能定理进行解答。【解答】解：（1）从a到b过程中小物块的加速度大小为：a＝＝m/s2＝2m/s2根据牛顿第二定律可得：F﹣μmg＝ma代入数据得水平恒力：F＝6N；（2）小物块恰能经过轨道最高点，在d点由牛顿第二定律有：解得：＝m/s＝2m/s从c点到d点由动能定理解得；从b到c由动能定理：得b、c间的距离L＝2m。答：（1）水平恒力F的大小为6N；（2）b、c间的距离为2m。14．2022年北京冬季奥运会，于2022年2月4日至20日在北京和张家口举行，其中极具观赏性的跳台滑雪在张家口赛区举行。如图甲，滑雪运动员从跳台上的A处水平飞出，在斜坡上的B处着陆，运动员飞行过程中在坡面上垂直于坡面的投影到A点的距离x随时间t变化的关系图像如图乙。已知斜坡的倾角θ＝30°，重力加速度g＝10m/s2，空气阻力不计，求：（1）运动员从A点飞出的初速度v0；（2）运动员飞行过程中距离斜坡的最大距离d；（3）运动员在空中飞行时间t。【考点】平抛运动速度的计算．【答案】（1）运动员从A点飞出的初速度为17.3m/s；（2）运动员飞行过程中距离斜坡的最大距离d为4.3m；（3）运动员在空中飞行时间t为2s。【分析】（1）运动员从A到B做平抛运动，将运动员的初速度沿斜面方向与垂直于斜面的方向分解，结合运动员飞行过程中在坡面上垂直于坡面的投影到A点的距离x随时间t变化的关系，求得运动员的初速度；（2）将平抛运动分解为沿斜面方向和垂直斜面方向，在垂直于斜面方向做匀减速直线运动，沿斜面方向做匀加速直线运动，当垂直于斜面方向的速度为零时，距离斜面最远，结合速度—时间公式和位移—时间公式进行求离坡面的最远距离；（3）根据（2）的方法，当运动员落在斜面上时，垂直于斜面方向的位移为零，由此求出运动员在空中飞行时间t。【解答】解：（1）从A到B，运动员做平抛运动，运动员在沿斜面方向上（x轴）做匀加速直线运动，飞行过程中在坡面上垂直于坡面的投影到A点的距离x随时间t变化的关系为：x＝v0cosθt+由图，在第1s末运动员在坡面上垂直于坡面的投影到A点的距离x是17.5m，则：v0＝10m/s≈17.3m/s（2）将该运动分解