2023-2024学年四川省成都市高新区高一(下)期末物理试卷

2023-2024学年四川省成都市高新区高一（下）期末物理试卷一、选择题：本大题10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1∼7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8∼10题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．（4分）雨滴在空中形成后，在重力和空气阻力作用下最终达到匀速，则雨滴在空中匀速下落过程中，下列说法正确的是（）A．重力势能减少，机械能不变 B．重力势能减少，机械能减少 C．重力势能增加，机械能不变 D．重力势能增加，机械能增加2．（4分）如图所示，一小物块随圆盘一起匀速转动。在转动过程中，下列说法正确的是（）A．小物块所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线 B．小物块所受摩擦力的方向沿半径指向转轴 C．小物块动量始终不变 D．小物块运动半圈，合力冲量为03．（4分）在中国省会城市中，成都位置比较特殊，它不仅与武汉、杭州和拉萨位于同一纬度（北纬30°）附近，还与兰州几乎位于同一经度（东经103°）。下列有关这几座城市随地球自转103°描述正确的是（）A．成都与武汉的角速度大小相等 B．成都与兰州的线速度大小相等 C．成都与拉萨的向心加速度相同 D．成都与杭州的向心加速度方向均指向地心4．（4分）我国计划于2018年择机发射“嫦娥五号”航天器，假设航天器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（小于绕行周期），运动的弧长为s，航天器与月球中心连线扫过的角度为θ（弧度），引力常量为G，则（）A．航天器的轨道半径为θtB．航天器的环绕周期为πtθC．月球的质量为s3D．月球的密度为35．（4分）如图所示，一小车静止于光滑水平面，其上固定一光滑弯曲轨道，整个小车（含轨道）的质量为m．现有质量也为m的小球，以水平速度v0从左端滑上小车，沿弯曲轨道上升到最高点，最终从轨道左端滑离小车。关于这个过程，下列说法正确的是（）A．小球与小车组成的系统动量守恒 B．小球沿轨道上升到最高点时，小车的速度为零 C．小球沿轨道上升的最大高度为v0D．小球滑离小车后，做自由落体运动6．（4分）如图甲，汽车以恒定速率通过一拱形桥面。如图乙，a、b、c是汽车过桥面时的三个不同位置，其中a、c两点高度相同，b点为桥面的最高点。假设整个过程中汽车所受空气阻力和摩擦阻力的大小之和保持不变。下列说法正确的是（）A．在ab段汽车对桥面的压力大小不变 B．在bc段汽车的牵引力逐渐增大 C．在ab段汽车所受合力的大小、方向均不变 D．在ab段汽车发动机做功比bc段多7．（4分）狗拉雪橇是中国北方冰雪旅游的重要项目之一。如图所示，雪地犬水平拉着质量为80kg的雪橇（包括人和内部物品）在水平雪面做半径为24m的匀速圆周运动，速度大小为3m/s．雪橇与雪面间的动摩擦因数为0.05，重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是（）A．雪橇受到狗的拉力为40N B．雪橇做匀速圆周运动的向心力为40N C．狗拉雪橇的拉力功率为120W D．狗拉着雪橇转过一周，雪橇克服地面摩擦力做功为192πJ（多选）8．（5分）2024年4月26日，神舟十八号宇航员乘组进驻中国空间站，宇航员叶光富、李聪和李广苏承担着多项空间实验任务。如图所示，将中国空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，一名宇航员手拿一个小球“静立”在“舱底面”上。下列说法正确的是（）A．宇航员不受地球引力的作用 B．空间站运行的线速度小于第一宇宙速度 C．宇航员处于完全失重状态，对“舱底面”的压力为零 D．若宇航员相对于太空舱无初速度地释放小球，小球将做自由落体运动（多选）9．（5分）如图所示，一质量为m的物体受水平面内恒力作用，在光滑水平面上运动。从A点经一段时间运动到B点，速度大小分别为v和3vA．物体从A点运动到B点动能变化量为mv2 B．物体从A点运动到B点动量变化量大小为(3C．该恒力沿AB方向 D．从A点到B点的过程中，物体速率的最小值为3（多选）10．（5分）如图所示，挡板P固定在倾角为30°的斜面左下端，斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道MN连接，其圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，∠MON＝60°。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A．弹簧的劲度系数为2mgRB．小球A由M点运动到N点的过程中，物块B、C与弹簧组成的系统机械能先减少后增大 C．小球A由M点运动到N点的过程中，小球A和物块B的机械能之和先增大后减小 D．小球A到达N点时的速度大小为12二、非选择题：本大题5小题，共57分。11．（6分）小明利用单摆测量当地的重力加速度。（1）下列最适合用作实验摆球的物体是；A．乒乓球B．小塑料球C．实心小铁球（2）选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在固定装置的横杆上，如图，则悬挂方式应采用（选填“甲”或“乙”）；（3）为了更精确测量摆长，小明用10分度的游标卡尺测量摆球直径，如图丙，摆球直径d＝mm．利用刻度尺测得摆线长L＝97.10cm，若他用秒表记录下单摆50次全振动所用时间，由图丁可知该次实验中50次全振动所用时间为s；（4）若测出单摆的周期T，摆线长L，摆球直径d，则当地的重力加速度g＝（用T、L、d表示）。12．（10分）一兴趣小组“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图1所示。实验时，将一光电门先后分别固定在竖直板上的D、C、B、A四点，最低点D作为零势能点。现将摆球从某固定位置释放，就可以计算出摆球经过A、B、C、D各点时的速度。再用刻度尺分别测出A、B、C各点相对D点的高度h。运用所得数据，可以验证摆球的机械能是否守恒。测出部分数据如表：位置ABCD高度h/m0.060.040.020势能Ep/J0.01770.0118①0.0000动能Ek/J0.03280.03950.04440.0501机械能E/J0.05050.0513②0.0501（1）当摆球经过光电门时，光电门自动记录遮光时间。若摆球的直径为d，挡光时间为Δt，则摆球经过光电门时的速度大小为；（2）操作时，从右（左）侧某一高度由静止释放摆球，可以观察到摆球摆到左（右）侧的最高位置与释放点基本在；（3）表中①处数据应为，表中②处数据应为；（4）另一小组记录了每次光电门所在的高度h及其相应的挡光时间Δt后，绘制了1Δt−h和1Δ（5）实验测得摆球在B点的机械能明显比在A、C和D的机械能大，其原因可能是（写出一条即可）。13．（10分）图甲为沿x轴传播的一列横波在t＝0时刻的波形图，两质点P、Q的平衡位置分别为0.5m、4.0m，P的位移为2.52（1）波的传播方向和波速；（2）质点P的振动方程；（3）当质点Q在波峰时，质点P偏离平衡位置的位移。14．（13分）一物块以一定的初速度冲上倾角为30°的固定斜面。在斜面上运动的过程中，物块的动能Ek与运动路程x的关系如图所示。已知斜面足够长，物块所受的摩擦力大小恒定，重力加速度为g，图中Ek0，x0均为已知，求：（1）物块在斜面运动过程中克服摩擦力所做的功；（2）物块的质量；（3）物块与斜面间的动摩擦因数。15．（18分）如图所示，水平传送带以v0＝2m/s的速率逆时针转动，传送带左端与水平地面平滑连接，传送带右端与一固定的四分之一光滑圆弧轨道相切，物块a从圆弧轨道最高点由静止下滑后滑过传送带，与静止在水平地面右端的物块b发生弹性碰撞。已知物块a的质量m＝0.1kg，物块b的质量M＝0.3kg，两物块均可视为质点，圆弧轨道半径r＝1.25m，传送带左、右两端的距离d＝4.5m，物块a与传送带和水平地面间的动摩擦因数均为μ1＝0.1，物块b与水平地面间的动摩擦因数为μ2＝0.5，重力加速度g＝10m/s2，碰撞时间极短。求：（1）物块a滑到圆弧轨道最低点时，物块a所受支持力的大小；（2）物块a第一次与物块b碰撞后，物块b首次减速至0所用时间；（3）两物块最多能碰撞的次数及物块a运动全过程与传送带之间产生的摩擦热。

2023-2024学年四川省成都市高新区高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：本大题10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1∼7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8∼10题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．（4分）雨滴在空中形成后，在重力和空气阻力作用下最终达到匀速，则雨滴在空中匀速下落过程中，下列说法正确的是（）A．重力势能减少，机械能不变 B．重力势能减少，机械能减少 C．重力势能增加，机械能不变 D．重力势能增加，机械能增加【考点】判断机械能是否守恒及如何变化；重力势能的定义和计算．【答案】B【分析】根据机械能守恒的条件进行分析判断。【解答】解：雨滴在空中下落时受到重力和空气阻力的共同作用，最终匀速下落，故动能不变，重力势能减小，则机械能减小，故ACD错误，B正确。故选：B。2．（4分）如图所示，一小物块随圆盘一起匀速转动。在转动过程中，下列说法正确的是（）A．小物块所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线 B．小物块所受摩擦力的方向沿半径指向转轴 C．小物块动量始终不变 D．小物块运动半圈，合力冲量为0【考点】水平转盘上物体的圆周运动．【答案】B【分析】AB、对物块受力分析，根据运动规律判断摩擦力方向；C、根据动量表达式计算；D、根据动量定理计算合外力冲量。【解答】解：AB、对物块受力分析，如图所示，重力与支持力等大反向，物块随圆盘做匀速圆周运动过程中，由静摩擦力提供向心力，故摩擦力方向指向转轴，故A错误，B正确；C、根据动量公式p＝mv可知物块在做匀速圆周运动过程中动量大小不变，方向一直改变，故C错误；D、取转半圈时的初速度方向为正，根据动量定理可得I合＝﹣mv﹣mv＝﹣2mv故D错误。故选：B。3．（4分）在中国省会城市中，成都位置比较特殊，它不仅与武汉、杭州和拉萨位于同一纬度（北纬30°）附近，还与兰州几乎位于同一经度（东经103°）。下列有关这几座城市随地球自转103°描述正确的是（）A．成都与武汉的角速度大小相等 B．成都与兰州的线速度大小相等 C．成都与拉萨的向心加速度相同 D．成都与杭州的向心加速度方向均指向地心【考点】万有引力的基本计算．【答案】A【分析】A.根据共轴转动的特点进行分析判断；B.根据线速度和随纬度的变化情况进行分析解答；C.根据加速度的矢量性进行分析解答；D.根据两个加速度的具体指向进行判断。【解答】解：A.根据同轴转动物体的特点，各处的角速度大小相等，故A正确；B.成都纬度小于兰州纬度，绕地轴自转做匀速圆周运动时纬度越高则对应的半径越小，根据v＝rω，兰州的半径小于成都的半径，可知成都和兰州的线速度大小不等，故B错误；C.成都和拉萨的纬度基本相同，则半径相等，根据a＝rω2可知，两地的向心加速度大小相等，但方向不同，故C错误；D.成都和杭州的向心加速度方向都指向地轴上的同一位置，但不是地心，故D错误。故选：A。4．（4分）我国计划于2018年择机发射“嫦娥五号”航天器，假设航天器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（小于绕行周期），运动的弧长为s，航天器与月球中心连线扫过的角度为θ（弧度），引力常量为G，则（）A．航天器的轨道半径为θtB．航天器的环绕周期为πtθC．月球的质量为s3D．月球的密度为3【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．【答案】C【分析】由弧长公式求得轨道半径，由角速度定义求得角速度；即可由匀速圆周运动规律求得加速度，再由万有引力做向心力求得月球质量。【解答】解：A、由弧长公式s＝θr可得，轨道半径r=sB、航天器运行角速度ω=θt，那么，航天器做圆周运动的周期：TC、根据万有引力做向心力可得：GMmr2=mD、月球密度：ρ=M故选：C。5．（4分）如图所示，一小车静止于光滑水平面，其上固定一光滑弯曲轨道，整个小车（含轨道）的质量为m．现有质量也为m的小球，以水平速度v0从左端滑上小车，沿弯曲轨道上升到最高点，最终从轨道左端滑离小车。关于这个过程，下列说法正确的是（）A．小球与小车组成的系统动量守恒 B．小球沿轨道上升到最高点时，小车的速度为零 C．小球沿轨道上升的最大高度为v0D．小球滑离小车后，做自由落体运动【考点】动量守恒定律在含有斜面或曲面的模型中的应用；动量守恒与能量守恒共同解决实际问题．【答案】D【分析】分析小车和小球的受力情况，根据动量守恒和能量守恒求出小球上升的最大高度，判断最高点时速度是否为零；再根据动量守恒和能量守恒求出小球滑离小车时二者速度，再根据相对性求出小车相对小球的速度大小。【解答】解：ABC．依题意，小车和小球组成的系统水平方向不受外力，则系统水平方向动量守恒，竖直方向上不守恒。设达到最高点的高度为H，此时小球仍然具有水平速度，取水平向右为正方向，由动量守恒定律，可得mv0＝（m+m）v根据能量守恒，可得12联立，解得H=v故ABC错误；D．设小球滑离小车时，二者速度分别为v球和v车，取水平向右为正方向，由动量守恒和能量守恒可得mv联立解得v球＝0小球滑离小车后，做自由落体运动，故D正确。故选：D。6．（4分）如图甲，汽车以恒定速率通过一拱形桥面。如图乙，a、b、c是汽车过桥面时的三个不同位置，其中a、c两点高度相同，b点为桥面的最高点。假设整个过程中汽车所受空气阻力和摩擦阻力的大小之和保持不变。下列说法正确的是（）A．在ab段汽车对桥面的压力大小不变 B．在bc段汽车的牵引力逐渐增大 C．在ab段汽车所受合力的大小、方向均不变 D．在ab段汽车发动机做功比bc段多【考点】拱桥和凹桥类模型分析；动能定理的简单应用；牛顿第三定律的理解与应用．【答案】D【分析】AB.作出汽车在ab段和bc段的受力分析图，分别在指向圆心的方向列牛顿第二定律方程和沿切线方向的平衡方程进行分析判断；C.根据匀速圆周运动的合力特点进行判断；D.根据动能定理分别列式求解。【解答】解：A.假设圆弧轨道的圆心为O，汽车受力（部分）如下图在指向圆心的方向，有mgcosθ﹣N＝mv2R，汽车做匀速圆周运动，向心力大小不变，从a到b运动时，B.如上图，汽车在bc段时，在速度方向上满足mgsinα+F＝f，随着汽车越来越靠近c点，α增大，空气阻力和摩擦阻力的合力f大小不变，则牵引力F逐渐减小，故B错误；C.汽车所受的合力提供匀速圆周运动的向心力，大小不变，但方向始终指向圆心，故C错误；D.根据动能定理，设ab段弧长为s，高度差为h，发动机做功W1，满足W1﹣fs﹣mgh＝0，则W1＝mgh+fs，同理在bc段，W2﹣fs+mgh＝0，则W2＝fs﹣mgh，故W1＞W2，故D正确。故选：D。7．（4分）狗拉雪橇是中国北方冰雪旅游的重要项目之一。如图所示，雪地犬水平拉着质量为80kg的雪橇（包括人和内部物品）在水平雪面做半径为24m的匀速圆周运动，速度大小为3m/s．雪橇与雪面间的动摩擦因数为0.05，重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是（）A．雪橇受到狗的拉力为40N B．雪橇做匀速圆周运动的向心力为40N C．狗拉雪橇的拉力功率为120W D．狗拉着雪橇转过一周，雪橇克服地面摩擦力做功为192πJ【考点】功率的定义、物理意义和计算式的推导；匀速圆周运动；功的定义、单位和计算式的推导．【答案】C【分析】根据雪橇做圆周运动结合牛顿第二定律及力的合成解答；根据功率的公式与做功的公式解答。【解答】解：AB.狗拉雪橇的水平拉力有两个作用效果，一个作用效果平衡雪橇做圆周运动时切向受到的摩擦力，另一个作用效果使雪橇做圆周运动，根据雪橇做圆周运动，由牛顿第二定律有Fn＝mv2R=在雪橇前进的方向上始终有Fx＝μmg＝0.05×80×10N＝40N则可得雪橇受到狗的水平拉力大小为F=解得F＝50N故AB错误；C．狗给雪橇的水平拉力功率为P＝Fxv＝40×3W＝120W故C正确；D.狗拉着雪橇转过一周的过程中，雪橇克服地面摩擦力做功W＝μmg×2πR解得W＝1920πJ故D错误。故选：C。（多选）8．（5分）2024年4月26日，神舟十八号宇航员乘组进驻中国空间站，宇航员叶光富、李聪和李广苏承担着多项空间实验任务。如图所示，将中国空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，一名宇航员手拿一个小球“静立”在“舱底面”上。下列说法正确的是（）A．宇航员不受地球引力的作用 B．空间站运行的线速度小于第一宇宙速度 C．宇航员处于完全失重状态，对“舱底面”的压力为零 D．若宇航员相对于太空舱无初速度地释放小球，小球将做自由落体运动【考点】航天器中的失重现象；自由落体运动的定义、特点与判断；第一、第二和第三宇宙速度的物理意义．【答案】BC【分析】解题思路和方法：理解并应用万有引力的基本概念和性质。掌握第一宇宙速度的定义和物理意义。理解失重状态的概念和产生原因。应用牛顿第一定律（惯性定律）分析物体在太空中的运动状态。仔细审题，注意选项中的关键词和表述方式，避免被误导或产生歧义。【解答】A.宇航员随空间站一起绕地球做圆周运动，引力提供空间站和宇航员各自随地球一起做圆周运动的向心力，故A错误；B.第一宇宙速度为最小发射速度，最大环绕速度，根据万有引力提供向心力可得：GMmR2C.宇航员在空间站中处于完全失重状态，对“舱底面”的压力为零，故C正确；D.由于空间站处于完全失重状态空间站内的所有物体也都处于完全失重状态，其原因是由于万有引力完全充当向心力，因此，若宇航员相对于太空舱无初速度地释放小球，则小球将和宇航员保持相对静止，随宇航员一起绕地球做圆周运动，故D错误.故选：BC。（多选）9．（5分）如图所示，一质量为m的物体受水平面内恒力作用，在光滑水平面上运动。从A点经一段时间运动到B点，速度大小分别为v和3vA．物体从A点运动到B点动能变化量为mv2 B．物体从A点运动到B点动量变化量大小为(3C．该恒力沿AB方向 D．从A点到B点的过程中，物体速率的最小值为3【考点】动量定理的内容和应用；合运动与分运动的关系；动能定理的简单应用．【答案】AD【分析】根据末动能与初动能之差求动能变化量。速度是矢量，作出矢量图，由几何知识求速度变化量大小。由动量定理求解恒力大小及方向。将初速度分解为竖直恒力方向的运动和沿着恒力水平方向的运动，再求物体速率的最小值。【解答】解：A、物体从A点运动到B点动能变化量为ΔEkBC、速度是矢量，根据题意可知初速度的方向与末速度的方向之间的夹角为90°，作出其矢量图如图所示。根据矢量的合成法则可得速度的变化量为：Δv=v其速度变化量的方向与AB成60°角，则物体从A点运动到B点动能变化量为Δp＝mΔv＝2mv根据题意可知，该恒力即为物体所受合外力，由动量定理可得Ft＝mΔv＝2mv解得该恒力大小为：F=2mvD、根据以上分析，将初速度分解为竖直恒力方向的运动和沿着恒力水平方向的运动，其分解图如图所示。可知，当分速度vay减为零时速率最小，此时只有垂直恒力方向的分速度vax，根据几何关系可得最小速率为：vax故D正确。故选：AD。（多选）10．（5分）如图所示，挡板P固定在倾角为30°的斜面左下端，斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道MN连接，其圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，∠MON＝60°。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A．弹簧的劲度系数为2mgRB．小球A由M点运动到N点的过程中，物块B、C与弹簧组成的系统机械能先减少后增大 C．小球A由M点运动到N点的过程中，小球A和物块B的机械能之和先增大后减小 D．小球A到达N点时的速度大小为12【考点】机械能与曲线运动相结合的问题；弹簧类问题中的机械能守恒．【答案】CD【分析】根据初态和物块C对挡板的作用力恰好为0，列平行于斜面方向的平衡式求解弹簧的劲度系数；小球A在M点时弹簧的压缩量与到达N点时弹簧的伸长量相等，弹簧弹性势能变化量为0；根据机械能守恒定律分析BC，同时求解小球A到达N点时的速度。【解答】解：A、设弹簧的劲度系数为k，初始时刻弹簧的压缩长度为x1，B沿斜面方向受力平衡，则mgsin30°＝kx1小球A沿圆弧运动到最低点N时，物块C即将离开挡板，设此时弹簧的拉伸长度为x2，C沿斜面方向受力平衡，则mgsin30°＝kx2得x1＝x2当小球A沿圆弧运动到最低点N时，B沿斜面运动的位移为sB＝xMN＝R所以x1+x2＝R解得x1＝x2=解得k=故A错误；BC、小球A由M运动到N的过程中，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球A、物块B及物块C的机械能之和与弹簧弹性势能的能量之和不变，C止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，则弹性势能先减小后增大，故小球A和物块B的机械能之和先增大后减小，A的重力势能减小，所以物块B、C与弹簧组成的系统机械能增大，故B错误，C正确；D、设小球A到达N点时的速度为v，则沿绳子方向的速度v'＝vcos30°由于沿绳子方向的速度处处相等，所以此时B的速度也为v'，对A、B、C和弹簧组成的系统，在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，且A在M和N处，弹簧的形变量相同，弹性势能不变，故小球A从M点到Ⅳ点的过程中，弹簧弹力做功为零，重力对A做正功，对B做负功，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可知4mgR（1﹣cos60°）﹣mg（x1+x2）sin30°=解得v=故D正确；故选：CD。二、非选择题：本大题5小题，共57分。11．（6分）小明利用单摆测量当地的重力加速度。（1）下列最适合用作实验摆球的物体是C；A．乒乓球B．小塑料球C．实心小铁球（2）选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在固定装置的横杆上，如图，则悬挂方式应采用乙（选填“甲”或“乙”）；（3）为了更精确测量摆长，小明用10分度的游标卡尺测量摆球直径，如图丙，摆球直径d＝20.5mm．利用刻度尺测得摆线长L＝97.10cm，若他用秒表记录下单摆50次全振动所用时间，由图丁可知该次实验中50次全振动所用时间为99.8s；（4）若测出单摆的周期T，摆线长L，摆球直径d，则当地的重力加速度g＝4π2【考点】用单摆测定重力加速度；游标卡尺的使用与读数．【答案】（1）C；（2）乙；（3）20.5；99.8；（4）4【分析】（1）为了减小空气阻力的影响，摆球要选择密度大，体积小的实心金属小球，据此分析作答；（2）从摆动过程中摆长是否变化确定悬挂方式；（3）根据游标卡尺的精确度及秒表的分度值读数；（4）根据单摆周期公式写出周期的表达式，求解重力加速度。【解答】解：（1）实验应选用密度较大的实心小铁球，可减小阻力的影响，故AB错误，C正确；故选：C。（2）甲单摆摆动过程中，单摆的悬点不固定，摆长会发生改变；乙单摆的悬点固定，单摆摆动过程中摆长不变，故选用乙。（3）游标卡尺的精确度为0.1mm，读数为20mm+5×0.1mm＝20.5mm由图可知秒表读数为t＝90s+9.8s＝99.8s（4）根据单摆的周期公式有T＝2π解得g=故答案为：（1）C；（2）乙；（3）20.5；99.8；（4）412．（10分）一兴趣小组“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图1所示。实验时，将一光电门先后分别固定在竖直板上的D、C、B、A四点，最低点D作为零势能点。现将摆球从某固定位置释放，就可以计算出摆球经过A、B、C、D各点时的速度。再用刻度尺分别测出A、B、C各点相对D点的高度h。运用所得数据，可以验证摆球的机械能是否守恒。测出部分数据如表：位置ABCD高度h/m0.060.040.020势能Ep/J0.01770.0118①0.0000动能Ek/J0.03280.03950.04440.0501机械能E/J0.05050.0513②0.0501（1）当摆球经过光电门时，光电门自动记录遮光时间。若摆球的直径为d，挡光时间为Δt，则摆球经过光电门时的速度大小为dΔt（2）操作时，从右（左）侧某一高度由静止释放摆球，可以观察到摆球摆到左（右）侧的最高位置与释放点基本在同一水平面；（3）表中①处数据应为0.0059，表中②处数据应为0.0503；（4）另一小组记录了每次光电门所在的高度h及其相应的挡光时间Δt后，绘制了1Δt−h和1Δ（5）实验测得摆球在B点的机械能明显比在A、C和D的机械能大，其原因可能是测量B点的高度偏大（写出一条即可）。【考点】验证机械能守恒定律．【答案】（1）dΔt【分析】（1）根据光电门知识测速度；（2）根据机械能守恒分析；（3）结合挡光片相对高度计算重力势能分析判断；（4）根据机械能守恒写出相应的表达式，结合图像的线性特征和非线性特点进行综合判断；（5）根据实验原理分析误差。【解答】解：（1）摆球经过光电门时的速度大小为v=（2）根据机械能守恒定律可知观察到摆球摆到左（右）侧的最高位置与释放点基本在同一水平面；（3）小球运动到B位置的势能为0.0118J，则有EpB＝mghB＝0.0118J可知①处数据应为EpC＝mghC=12×E根据机械能等于动能与势能的和可知EC＝EpC+EkC＝0.0059J+0.0444J＝0.0503J（4）若重锤在下降过程中机械能守恒，则应满足mg（h0﹣h）=可得1Δ即1Δt2−h图线是向下倾斜的直线；又有故选：D。（5）实验测得摆球在B点的机械能明显比在A、C和D的机械能大，其原因可能是测量B点的高度偏大。故答案为：（1）dΔt13．（10分）图甲为沿x轴传播的一列横波在t＝0时刻的波形图，两质点P、Q的平衡位置分别为0.5m、4.0m，P的位移为2.52（1）波的传播方向和波速；（2）质点P的振动方程；（3）当质点Q在波峰时，质点P偏离平衡位置的位移。【考点】机械波的多解问题；振动图像与波形图的结合．【答案】（1）波的传播方向沿x轴的负方向，波速为20m/s；（2）质点P的振动方程为y=5sin(10πt+π（3）当质点Q在波峰时，质点P偏离平衡位置的位移为52【分析】（1）根据振动图像和波动图像获取周期和波长，结合同侧原理法，波速定义式列式求解；（2）根据质点的振动方程结合初始位置确定初相导出质点的振动方程；（3）根据质点Q运动到波峰所需的时间代入到P质点的振动方程中求解。【解答】解：（1）由图甲可知，该波的波长λ＝4m，由图乙可得周期T＝0.2s，根据图乙，质点Q的起振方向向上，根据同侧原理法可得波的传播方向沿x轴的负方向。由波的速度公式v=s（2）由甲图可知，t＝0时，P点的位移为2.52cm，则2.5根据质点的振动方程y＝Asin（ωt+φ0），则质点P的振动方程为y=5sin(10πt+（3）质点Q从平衡位置运动到波峰时的时间t=nT+1由质点P的振动方程可得偏离平衡位置的位移为y=5sin(10πt+π4答：（1）波的传播方向沿x轴的负方向，波速为20m/s；（2）质点P的振动方程为y=5sin(10πt+π（3）当质点Q在波峰时，质点P偏离平衡位置的位移为5214．（13分）一物块以一定的初速度冲上倾角为30°的固定斜面。在斜面上运动的过程中，物块的动能Ek与运动路程x的关系如图所示。已知斜面足够长，物块所受的摩擦力大小恒定，重力加速度为g，图中Ek0，x0均为已知，求：（1）物块在斜面运动过程中克服摩擦力所做的功；（2）物块的质量；（3）物块与斜面间的动摩擦因数。【考点】动能定理的简单应用．【答案】（1）物块在斜面运动过程中克服摩擦力所做的功为Ek0；（2）物块的质量为7E（3）物块与斜面间的动摩擦因数为321【分析】（1）物块上滑和下滑全过程利用动能定理可得克服摩擦力做的功；（2）物块上滑过程、下滑过程，分别利用动能定理可得物块的质量和摩擦力大小；（3）利用f＝μmgcos30°可得动摩擦因数。【解答】解：（1）由图乙可知物块上滑的路程和下滑的路程相等，说明物块又回到斜面底端，全过程由动能定理有：﹣Wf＝3Ek﹣4Ek可得克服摩擦力做的功：Wf＝Ek0（2）设物块与斜面间的摩擦力为f，物块在上滑过程，由动能定理有：﹣fx0﹣mgx0sin30°＝0﹣4Ek0物块在下滑过程，由动能定理有：mgx0sin30°﹣fx0＝3Ek0﹣0．代入数据可得：m=（3）由（2）可解得：f=由f＝μmgcos30°可得：μ=3答：（1）物块在斜面运动过程中克服摩擦力所做的功为Ek0；（2）物块的质量为7E（3）物块与斜面间的动摩擦因数为32115．（18分）如图所示，水平传送带以v0＝2m/s的速率逆时针转动，传送带左端与水平地面平滑连接，传送带右端与一固定的四分之一光滑圆弧轨道相切，物块a从圆弧轨道最高点由静止下滑后滑过传送带，与静止在水平地面右端的物块b发生弹性碰撞。已知物块a的质量m＝0.1kg，物块b的质量M＝0.3kg，两物块均可视为质点，圆弧轨道半径r＝1.25m，传送带左、右两端的距离d＝4.5m，物块a与传送带和水平地面间的动摩擦因数均为μ1＝0.1，物块b与水平地面间的动摩擦因数为μ2＝0.5，重力加速度g＝10m/s2，碰撞时间极短。求：（1）物块a滑到圆弧轨道最低点时，物块a所受支持力的大小；（2）物块a第一次与物块b碰撞后，物块b首次减速至0所用时间；（3）两物块最多能碰撞的次数及物块a运动全过程与