2023-2024学年西藏拉萨市高一(下)期末物理试卷

2023-2024学年西藏拉萨市高一（下）期末物理试卷一、选择题（共12小题，每小题4分。第1至第8小题为单项选择题，错选或多选得0分；第9至第12小题为多项选择题，少选得2分，错选或多选得0分）1．（4分）自然界中的曲线运动是很常见的。掷出的链球、公转的地球等，它们的运动轨迹都是曲线。下列说法正确的是（）A．受变力作用的物体一定做曲线运动 B．物体做曲线运动时，其加速度一定不断变化 C．速度变化的物体一定做曲线运动 D．物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直2．（4分）如图所示，轻轻拨动地球仪使其绕着地轴匀速转动，关于地球仪表面各点的运动，下列说法正确的是（）A．各点做圆周运动的圆心均在球心处 B．同一经线上各点线速度大小均相等 C．纬度越低的位置，做圆周运动的转速越大 D．纬度越低的位置，做圆周运动的向心加速度越大3．（4分）如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（）A．两次小球运动时间之比t1：t2=2：1B．两次小球运动时间之比t1：t2＝1：2 C．两次小球抛出时初速度之比v01：v02＝1：2 D．两次小球抛出时初速度之比v01：v02＝1：24．（4分）如图所示，一个水平圆盘绕中心竖直轴匀速转动，角速度是4rad/s，盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体，与圆盘相对静止随圆盘一起转动。小物体与圆盘间的动摩擦因数为0.2，小物体所受摩擦力大小是（）A．0.04N B．0.16N C．0.2N D．1.0N5．（4分）一颗质量为0.05kg的子弹以300m/s的速度打穿一块厚度为5cm的木板后速度变为100m/s，则子弹打穿木板的过程，木板对子弹的平均阻力为（）A．2×103N B．4×103N C．2×104N D．4×104N6．（4分）如图所示，质量m＝10kg的物体在F＝100N斜向下的推力作用下，沿水平面以v＝1m/s的速度匀速前进x＝1m，已知F与水平方向的夹角θ＝30°，重力加速度g＝10m/s2，则（）A．推力F做的功为100J B．推力F的功率为100W C．物体与水平面间的动摩擦因数为33D．物体克服摩擦力做功为50J7．（4分）2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接，对接前“神舟十五号”飞船在圆形轨道1运行，对接后共同沿圆形轨道2运行，则下列说法正确的是（）A．飞船在1轨道周期大于在2轨道周期 B．飞船从1轨道变到2轨道需要点火加速 C．飞船在2轨道的加速度大于在1轨道的加速度 D．飞船在1轨道与地心的连线和在2轨道与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同8．（4分）如图所示，半径为R的34A．小球在N点的速度大小为2gR B．小球在N点具有的重力势能为mgR C．合力对小球做功为2mgR D．摩擦力对小球做功为﹣2mgR（多选）9．（4分）如图所示，一人以恒定速度v0通过光滑轻质定滑轮竖直向下拉绳使小车在水平面上运动，当运动到图示位置时，细绳与水平方向成45°角，则此时（）A．小车运动的速度为12v0B．小车运动的速度为2v0 C．小车在水平面上做加速运动 D．小车在水平面上做减速运动（多选）10．（4分）如图所示，细绳一端系着质量为M＝0.5kg的物体在水平台面上，另一端通过光滑小孔吊着质量为m＝0.3kg的物体，M的中点与圆孔的距离为0.2m，已知M和水平面的最大静摩擦力为2N，现在M相对平面静止一起绕中心轴线匀速转动，当角速度ω突然变为以下何值时，m将向上移动（g＝10m/s2）（）A．7rad/s B．8rad/s C．9rad/s D．10rad/s（多选）11．（4分）如图所示，质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的拱桥，汽车到达桥顶时的速度为10m/s。已知重力加速度大小为10m/s2，下列说法正确的是（）A．汽车到达桥顶时受重力、支持力、阻力和向心力作用 B．汽车到达桥顶时的向心力大小为2000N C．汽车到达桥顶时对桥的压力大小为2000N D．若汽车经过桥顶的速度为20m/s，汽车对桥顶的压力为零（多选）12．（4分）如图所示，在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧的劲度系数为k，原长为1。质量为m的小球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球下落到最低点，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。不计空气阻力，当地的重力加速度为g，则从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中（）A．小球的机械能先增加后减少 B．小球与弹簧组成的系统机械能守恒 C．弹簧弹性势能的最大值为mg（h+x） D．小球下落到距地面H＝1−mg二、实验题（共16分）13．（7分）在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。（1）在图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。下列说法正确的是；A．所用两球的质量必须相等B．可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动C．可研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动D．用较大的力敲击弹性金属片，两球仍能同时落地（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到的有。A．刻度尺B．秒表C．天平（3）图丙是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是5cm。若小球在平抛运动中的几个位置如图中的A、B、C、D所示，闪光照片的周期是s，小球的初速度是m/s，小球过C点时的速率是m/s（取g＝10m/s2）。14．（9分）在“验证机械能守恒定律”实验中，某小组同学用如图甲所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。（1）在本实验中，还需要用到的实验器材有。A．刻度尺B．天平C．秒表D．低压交流电源（2）已知交流电频率为50Hz，重物质量为400g，当地重力加速度取g＝9.80m/s2，则从起始点O到点C的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp＝J，重物的动能增加量ΔEk＝J（计算结果均保留3位有效数字）（3）通过计算，数值上ΔEpΔEk（填“＞”、“＝”或“＜”），这是因为，该误差属于（填“系统误差”或“偶然误差”）。三、计算题（共3小题，共36分）15．（11分）无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞机，目前正得到越来越广泛的应用。某无人机的质量为15kg，从地面由静止开始匀加速向上起飞，经过4s离地高度h＝40m，g取10m/s2。（1）求无人机匀加速上升时加速度的大小。（2）上升过程中无人机是超重还是失重？若无人机恒受到15N的空气阻力，则无人机提供的升力是多少？（3）若无人机离地40m时开始悬停，此时发动机突然停止提供升力，忽略空气阻力，2s后无人机离地面多高？16．（12分）小华站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m＝0.3kg的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，球飞行水平距离x＝1.8m后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度h＝1.2m，手与球之间的绳长l＝0.9m，重力加速度g＝10m/s2，忽略手的运动半径和空气阻力。（1）求绳断时球的速度大小v1；（2）绳能承受的最大拉力多大？（3）绳断前小球在竖直平面内做圆周运动时小球在最高点的速度为多大？此时绳所受拉力为多大？17．（13分）如图所示，质量m＝1kg的滑块静置于水平地面上。一根劲度系数k＝100N/m的轻质弹簧右端固定，左端到滑块的距离d＝0.2m。现对滑块施加一个水平向右、大小恒为10N的力F，使滑块从静止开始向右滑行，滑块将弹簧压缩到最短后，再被弹簧反向弹回。已知地面与滑块之间的动摩擦因数μ＝0.5，g＝10m/s2。（1）求滑块速度最大时弹簧的形变量x0；（2）求弹簧的最大弹性势能EPm；（3）调整滑块初始位置，使d在0.2m～2m范围内变化，写出滑块第一次被弹簧弹回向左运动的最大距离L与d的关系式。

2023-2024学年西藏拉萨市高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共12小题，每小题4分。第1至第8小题为单项选择题，错选或多选得0分；第9至第12小题为多项选择题，少选得2分，错选或多选得0分）1．（4分）自然界中的曲线运动是很常见的。掷出的链球、公转的地球等，它们的运动轨迹都是曲线。下列说法正确的是（）A．受变力作用的物体一定做曲线运动 B．物体做曲线运动时，其加速度一定不断变化 C．速度变化的物体一定做曲线运动 D．物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直【考点】物体做曲线运动的条件；曲线运动的概念和特点；曲线运动瞬时速度的方向．【答案】D【分析】物体做曲线运动的条件是物体所受合外力方向和速度方向不在同一直线上，曲线运动最基本特点是速度方向时刻变化，根据物体做曲线运动条件和曲线运动特点即可解答本题。【解答】解：A、若受变力作用的物体合外力的方向与速度方向在同一直线上，物体做直线运动，物体是否做曲线运动，与是否是变力无关，故A错误；B、物体做曲线运动时，其加速度可能不变，例如平抛运动，故B错误；C、速度变化的物体不一定做曲线运动，例如匀变速直线运动的速度时刻变化，故C错误；D、物体做匀速率曲线运动时，合外力不做功，故其所受合外力的方向总是与速度方向垂直，故D正确。故选：D。2．（4分）如图所示，轻轻拨动地球仪使其绕着地轴匀速转动，关于地球仪表面各点的运动，下列说法正确的是（）A．各点做圆周运动的圆心均在球心处 B．同一经线上各点线速度大小均相等 C．纬度越低的位置，做圆周运动的转速越大 D．纬度越低的位置，做圆周运动的向心加速度越大【考点】向心加速度的表达式及影响向心加速度大小的因素；牛顿第二定律的简单应用；线速度的物理意义及定义式．【答案】D【分析】根据各点圆周运动所在的平面确定圆心的位置；根据各点共轴转动，角速度大小相等，再根据v＝rω和a＝ω2r分析线速度关系与向心加速度大小关系。【解答】解：A．根据各点圆周运动所在的平面可知，只有地球仪上运动半径最大的点做圆周运动的圆心才在球心处，其他点做圆周运动的圆心都不在球心处，故A错误；B．同一经线上纬度不同的点转动半径不同，转动的角速度相同，由v＝ωr可知各点线速度大小不相等，故B错误；C．地球仪上各点转动的角速度相等，由角速度与转速的关系可知，做圆周运动的转速一样，故C错误；D．纬度越低的位置，转动半径越大，由a＝ω2r可知，做圆周运动的向心加速度越大，故D正确。故选：D。3．（4分）如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（）A．两次小球运动时间之比t1：t2=2：1B．两次小球运动时间之比t1：t2＝1：2 C．两次小球抛出时初速度之比v01：v02＝1：2 D．两次小球抛出时初速度之比v01：v02＝1：2【考点】平抛运动与斜面的结合．【答案】C【分析】根据下降的高度之比，结合位移—时间公式求出运动的时间之比，结合水平位移和时间之比求出两次抛出小球的初速度之比．【解答】解：A、根据h=12gt2C、根据v0=xt知，两小球水平位移之比为1：2，时间之比为故选：C。4．（4分）如图所示，一个水平圆盘绕中心竖直轴匀速转动，角速度是4rad/s，盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体，与圆盘相对静止随圆盘一起转动。小物体与圆盘间的动摩擦因数为0.2，小物体所受摩擦力大小是（）A．0.04N B．0.16N C．0.2N D．1.0N【考点】牛顿第二定律求解向心力．【答案】B【分析】小物体随圆盘一起做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，结合牛顿第二定律求出小物体所受的摩擦力大小。【解答】解：根据牛顿第二定律得，f＝mrω2＝0.1×0.1×16N＝0.16N，故B正确，A、C、D错误。故选：B。5．（4分）一颗质量为0.05kg的子弹以300m/s的速度打穿一块厚度为5cm的木板后速度变为100m/s，则子弹打穿木板的过程，木板对子弹的平均阻力为（）A．2×103N B．4×103N C．2×104N D．4×104N【考点】动能定理的简单应用．【答案】D【分析】子弹打穿木板的过程，只有阻力对子弹做功，根据动能定理列式求解阻力做功。【解答】解：设子弹的初速度为v0，打穿木块后速度为v，木板对子弹的阻力做功为W；由动能定理得：﹣fx=12m故选：D。6．（4分）如图所示，质量m＝10kg的物体在F＝100N斜向下的推力作用下，沿水平面以v＝1m/s的速度匀速前进x＝1m，已知F与水平方向的夹角θ＝30°，重力加速度g＝10m/s2，则（）A．推力F做的功为100J B．推力F的功率为100W C．物体与水平面间的动摩擦因数为33D．物体克服摩擦力做功为50J【考点】功率的定义、物理意义和计算式的推导；滑动摩擦力的产生条件；共点力的平衡问题及求解；恒力做功的计算．【答案】C【分析】根据W＝Fxcosθ和P＝Fvcosθ求解功和功率；根据力的平衡条件求解动摩擦力因数。【解答】解：A、推力做功W＝Fxcos30°＝100×32J＝50故A错误；B、推力F的功率为P＝Fvcos30°＝100×1×32W＝50故B错误；C、根据受力分析力的平衡条件知μ（mg+Fsin30°）＝Fcos30°，解得u=故C正确；D、匀速，说明克服摩擦力做功等于拉力做功，为Wf＝W＝503J，故D错误；故选：C。7．（4分）2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接，对接前“神舟十五号”飞船在圆形轨道1运行，对接后共同沿圆形轨道2运行，则下列说法正确的是（）A．飞船在1轨道周期大于在2轨道周期 B．飞船从1轨道变到2轨道需要点火加速 C．飞船在2轨道的加速度大于在1轨道的加速度 D．飞船在1轨道与地心的连线和在2轨道与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同【考点】不同轨道上的卫星（可能含赤道上物体）运行参数的比较；开普勒三大定律．【答案】B【分析】根据开普勒第三定律分析周期关系；根据变轨原理分析变轨时速度变化情况；由牛顿第二定律分析加速度大小；根据开普勒第二定律分析D项。【解答】解：A、根据开普勒第三定律r3B、飞船从1轨道变到2轨道需要点火加速做离心运动，故B正确；C、根据牛顿第二定律得GMmra=GM可知，飞船在2轨道的加速度小于在1轨道的加速度，故C错误；D、根据开普勒第二定律，飞船在同一轨道运行时，与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同，因1轨道和2轨道不是同一轨道，则飞船在1轨道与地心的连线和在2轨道与地心的连线在相同时间内扫过的面积不相同，故D错误。故选：B。8．（4分）如图所示，半径为R的34A．小球在N点的速度大小为2gR B．小球在N点具有的重力势能为mgR C．合力对小球做功为2mgR D．摩擦力对小球做功为﹣2mgR【考点】功是能量转化的过程和量度；绳球类模型及其临界条件；动能定理的简单应用．【答案】A【分析】分析小球通过最高点N时的受力情况，根据牛顿第二定律求小球在N点的速度大小；重力势能的大小与零势能面的选取有关；对小球由O到N的过程，利用动能定理求合力对小球做功，并求出摩擦力对小球做功。【解答】解：A、由题意可知，小球在N点时，轨道对小球的作用力大小为F＝mg，方向竖直向下，根据牛顿第二定律得mg+F＝mv2R，可得小球在N点的速度大小为vB、重力势能的大小与零势能面的选取有关，由于没有选取零势能面，所以小球在N点具有的重力势能不能确定，故B错误；C、对小球由O到N的过程，由动能定理得：W合=1D、对小球由O到N的过程，由动能定理得：mg•2R+Wf=12m故选：A。（多选）9．（4分）如图所示，一人以恒定速度v0通过光滑轻质定滑轮竖直向下拉绳使小车在水平面上运动，当运动到图示位置时，细绳与水平方向成45°角，则此时（）A．小车运动的速度为12v0B．小车运动的速度为2v0 C．小车在水平面上做加速运动 D．小车在水平面上做减速运动【考点】关联速度问题；合运动与分运动的关系．【答案】BC【分析】将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，根据三角函数关系及抓住沿着绳子方向速度大小相等，可知人拉绳的速度与小车的速度大小关系。【解答】解：AB、将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，如图所示：人拉绳的速度与小车沿绳子方向的分速度是相等的，根据三角函数关系vcos45°＝v0则v=vCD、随小车向左运动，小车与水平方向的夹角α越来越大，由v=v故选：BC。（多选）10．（4分）如图所示，细绳一端系着质量为M＝0.5kg的物体在水平台面上，另一端通过光滑小孔吊着质量为m＝0.3kg的物体，M的中点与圆孔的距离为0.2m，已知M和水平面的最大静摩擦力为2N，现在M相对平面静止一起绕中心轴线匀速转动，当角速度ω突然变为以下何值时，m将向上移动（g＝10m/s2）（）A．7rad/s B．8rad/s C．9rad/s D．10rad/s【考点】牛顿第二定律求解向心力；最大静摩擦力的性质和应用．【答案】BCD【分析】对于M来说，其做匀速圆周运动的向心力由重物m的拉力和水平面对M的静摩擦力共同提供，要使m上移，则向心力由静摩擦力与拉力之和提供。【解答】解：设绳子的拉力为T，转盘对M的最大静摩擦力为f，当m恰好向上移动时，有T+f＝Mw2r，可得w=5因此只要w＞7.07rad/s，m就能向上移动。故BCD正确，A错误。故选：BCD。（多选）11．（4分）如图所示，质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的拱桥，汽车到达桥顶时的速度为10m/s。已知重力加速度大小为10m/s2，下列说法正确的是（）A．汽车到达桥顶时受重力、支持力、阻力和向心力作用 B．汽车到达桥顶时的向心力大小为2000N C．汽车到达桥顶时对桥的压力大小为2000N D．若汽车经过桥顶的速度为20m/s，汽车对桥顶的压力为零【考点】拱桥和凹桥类模型分析；牛顿第三定律的理解与应用．【答案】BD【分析】汽车到达桥顶时，由重力和支持力的合力提供向心力，根据向心力公式和牛顿第二定律可列式求出支持力，再得到汽车对桥的压力；假设汽车对桥恰好无压力，由重力完全提供向心力，根据向心力公式和牛顿第二定律可求出汽车的速度。【解答】解：A．汽车到达桥顶时受重力、支持力、阻力以及牵引力作用，不受向心力作用，而是所受的力沿径向的合力提供向心力，故A错误；B．汽车到达桥顶时的向心力大小为Fn故B正确；C．汽车到达桥顶时，在径向有重力和支持力的作用，二者合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得mg﹣FN＝Fn可得FN＝6000N根据牛顿第三定律可知汽车到达桥顶时对桥的压力大小为6000N，方向竖直向下，故C错误；D．若汽车经过桥顶的速度为v1＝20m/s，有mg−F可得支持力为零，由牛顿第三定律可得汽车对桥顶的压力为零，故D正确。故选：BD。（多选）12．（4分）如图所示，在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧的劲度系数为k，原长为1。质量为m的小球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球下落到最低点，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。不计空气阻力，当地的重力加速度为g，则从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中（）A．小球的机械能先增加后减少 B．小球与弹簧组成的系统机械能守恒 C．弹簧弹性势能的最大值为mg（h+x） D．小球下落到距地面H＝1−mg【考点】功是能量转化的过程和量度．【答案】BCD【分析】小球受力平衡的位置动能最大，根据系统的机械能守恒分析小球与弹簧组成系统的势能之和最小的位置；根据小球的受力情况分析合外力做功情况；根据功能关系分析弹簧弹性势能的最大值；根据机械能守恒条件判断机械能变化。【解答】解：AB.从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中，小球与弹蓄组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能变大，则小球的机械能减少，故A错误，B正确；C.当小球到达最低点时弹簧的弹性势能最大，由能量关系可知，弹簧弹性势能的最大值等于小球重力势能的减小量，为mg（h+x），故C正确；D.当小球的重力等于弹簧弹力时，合力为零，加速度为零，此时小球的速度最大，动能最大，即mg＝kΔx此时小球距地面高度H＝1﹣Δx＝1−故D正确。故选：BCD。二、实验题（共16分）13．（7分）在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。（1）在图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。下列说法正确的是BD；A．所用两球的质量必须相等B．可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动C．可研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动D．用较大的力敲击弹性金属片，两球仍能同时落地（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到的有A。A．刻度尺B．秒表C．天平（3）图丙是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是5cm。若小球在平抛运动中的几个位置如图中的A、B、C、D所示，闪光照片的周期是0.1s，小球的初速度是1.5m/s，小球过C点时的速率是2.5m/s（取g＝10m/s2）。【考点】探究平抛运动的特点．【答案】（1）BD；（2）A；（3）0.1，1.5，2.5。【分析】（1）根据实验原理和注意事项分析判断；（2）根据实验原理和实验器材分析判断；（3）根据匀变速直线运动推论计算闪光照片的周期，根据匀速直线运动规律计算初速度，根据平均速度计算小球通过C点时竖直方向速度，根据平行四边形计算小球通过C点速度。【解答】解：（1）A.所用两球的质量没有必要相等，故A错误；B.可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动：若两球同时落地，表明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，故B正确C.不能研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动，故C错误；D.因为两球在竖直方向同时同一位置做自由落体运动，所以用较大的力敲击弹性金属片，两球仍能同时落地，故D正确。故选：BD。（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到刻度尺，测量小球的坐标，才能求出小球的初速度。不需要天平和秒表。故A正确，BC错误。故选：A。（3）根据匀变速直线运动推论有：Δy＝gT2代入数据解得闪光照片的周期是T=5×5×1小球的初速度是v0小球过C点时vCyvCx＝v0＝1.5m/svC故答案为：（1）BD；（2）A；（3）0.1，1.5，2.5。14．（9分）在“验证机械能守恒定律”实验中，某小组同学用如图甲所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。（1）在本实验中，还需要用到的实验器材有AD。A．刻度尺B．天平C．秒表D．低压交流电源（2）已知交流电频率为50Hz，重物质量为400g，当地重力加速度取g＝9.80m/s2，则从起始点O到点C的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp＝1.11J，重物的动能增加量ΔEk＝1.10J（计算结果均保留3位有效数字）（3）通过计算，数值上ΔEp＞ΔEk（填“＞”、“＝”或“＜”），这是因为重物下落过程中克服空气阻力和摩擦阻力做功，该误差属于系统误差（填“系统误差”或“偶然误差”）。【考点】验证机械能守恒定律．【答案】（1）AD；（2）1.11，1.10；（3）＞，重物下落过程中克服空气阻力和摩擦阻力做功，系统误差。【分析】（1）根据实验原理和实验装置分析判断；（2）根据OC距离计算重物的重力势能减少量，根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度计算打C点时重物速度，根据动能表达式计算；（3）由（2）中结论分析判断，并分析产生误差原因。【解答】解：（1）除图甲装置的器材之外，电磁打点计时器需要连接低压交流电源；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；因要验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要天平；通过打点计时器可以知道纸带上计数点间的时间间隔，所以不需要秒表。故AD正确，BC错误。故选：AD。（2）从起始点O到点C的过程中，重物的重力势能减少量为ΔE根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有vC则从起始点O到点C的过程中，重物的动能增加量为ΔE（3）由（2）问计算结果可知，数值上ΔEp＞ΔEk，这是因为重物下落过程中克服空气阻力和摩擦阻力做功，这个属于系统误差。故答案为：（1）AD；（2）1.11，1.10；（3）＞，重物下落过程中克服空气阻力和摩擦阻力做功，系统误差。三、计算题（共3小题，共36分）15．（11分）无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞机，目前正得到越来越广泛的应用。某无人机的质量为15kg，从地面由静止开始匀加速向上起飞，经过4s离地高度h＝40m，g取10m/s2。（1）求无人机匀加速上升时加速度的大小。（2）上升过程中无人机是超重还是失重？若无人机恒受到15N的空气阻力，则无人机提供的升力是多少？（3）若无人机离地40m时开始悬停，此时发动机突然停止提供升力，忽略空气阻力，2s后无人机离地面多高？【考点】牛顿第二定律的简单应用；匀变速直线运动位移与时间的关系；自由落体运动的规律及应用．【答案】（1）无人机匀加速上升时加速度的大小为5m/s2；（2）上升过程中无人机是超重，无人机提供的升力是240N；（3）2s后无人机离地面20m。【分析】（1）根据h=1（2）加速度向上超重；再根据牛顿第二定律列式求解；（3）根据自由落体公式求解下落高度，再求出离地高度。【解答】解：（1）根据运动学公式可得h=1解得无人机匀加速上升时加速度的大小为a=2h（2）上升过程中，无人机的加速度向上，处于超重状态；根据牛顿第二定律可得F﹣mg﹣f＝ma解得无人机提供的升力为F＝mg+f+ma＝15×10N+15N+15×5N＝240N（3）无人机离地40m时开始悬停，发动机突然停止提供升力，则无人机做自由落体运动，则有h2=解得h2＝20m可知2s后无人机离地面高为Δh＝h﹣h2＝40m﹣20m＝20m答：（1）无人机匀加速上升时加速度的大小为5m/s2；（2）上升过程中无人机是超重，无人机提供的升力是240N；（3）2s后无人机离地面20m。16．（12分）小华站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m＝0.3kg的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，球飞行水平距离x＝1.8m后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度h＝1.2m，手与球之间的绳长l＝0.9m，重力加速度g＝10m/s2，忽略手的运动半径和空气阻力。（1）求绳断时球的速度大小v1；（2）绳能承受的最大拉力多大？（3）绳断前小球在竖直平面内做圆周运动时小球在最高点的速度为多大？此时绳所受拉力为多大？【考点】平抛运动位移的计算；牛顿第二定律的简单应用；牛顿第三定律的理解与应用；平抛运动速度的计算．【答案】（1）绳断时球的速度大小v1为36（2）绳能承受的最大拉力为21N；（3）绳断前小球在竖直平面内做圆周运动时小球在最高点的速度为为32【分析】（1）绳断后小球做平抛运动，根据分位移公式求绳断时球的速度大小v1；（2）小球运动到最低点时，根据牛顿第二定律求绳能承受的最大拉力；（3）绳断前，小球由最高点运动到最低点的过程，根据动能定理求小球在最高点的速度，由牛顿第二定律求此时绳所受拉力。【解答】解：（1）小球水平飞出后做平抛运动，则竖直方向有h−l=1水平方向有x＝v1t解得：v（2）小球运动到最低点时，根据牛顿第二定律有T−mg=mv解得：T＝21N由牛顿第三定律知，绳能承受的最大拉力为21N。（3）绳断前，小球由最高点运动到最低点的过程，根据动能定理有−mg⋅2l=1解得小球在最高点的速度为：v小球在最高点时，根据牛顿第二定律有T′+mg=mv解得：T'＝3N由牛顿第三定律知，绳所受拉力为3N。答：（1）绳断时球的速度大小