2024-2025学年北京十一中高三（上）月考物理试卷（10月份）（含解析）

2024-2025学年北京十一中高三（上）月考物理试卷（10月份）
一、单选题：本大题共14小题，共42分。
1.若将同步卫星和月球绕地球的运动均视为匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A. 同步卫星的线速度大于月球的线速度 B. 同步卫星的角速度小于月球的角速度
C. 同步卫星的加速度小于月球的加速度 D. 同步卫星离地球的距离大于月球离地球的距离
2.如图所示是某自行车的传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为：：，、、是三个轮边缘上的点。设三点的线速度大小分别为、、，角速度分别为、、，加速度大小分别为、、。当支起后轮，三个轮在踏板的带动下一起转动时，下列判断不正确的是( )
A. ：：
B. ：：
C. ：：
D. ：：
3.与静止点电荷的电场类似，地球周围也存在引力场，引力做功与路径无关，所以可定义引力场强度和引力势。设地球的质量为，地球半径为，引力常量为，质量为的质点距地心距离为时，引力势能为取无穷远处为势能零点。下列说法正确的是( )
A. 距地心处，地球的引力场强度大小为 B. 距地心处，地球的引力势为
C. 增大，引力场强度和引力势均增大 D. 增大，引力场强度和引力势均减小
4.一根弹性长绳沿轴放置，左端点位于坐标原点，点和点分别是绳上、处的质点。用手握住绳的左端，当时使手开始沿轴做简谐振动，在时，绳上形成如图所示的波形。下列说法中正确的是( )
A. 此列波的波长为，波速为
B. 此列波为横波，左端点开始时先向上运动
C. 当时，质点开始振动
D. 在后，、两点的振动情况总相同
5.如图显示了在外加匀强电场的情况下，无穷大导体板中静电平衡的建立过程。下列说法正确的是( )
A. 图甲、图乙显示：导体内部带负电的电子在电场力作用下运动，而带正电的离子不受电场力作用
B. 图丙中，导体内部场强处处为零，但电势不一定是零
C. 图丙中，导体表面的电势低于表面的电势
D. 图丙中，导体表面感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场，大小也为
6.质量为的质点在平面内做曲线运动，它在方向的速度时间图像和方向的位移时间图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度大小为
B. 末质点的速度大小为
C. 质点初速度的方向与合力方向垂直
D. 质点末的位置坐标为
7.金星与地球半径接近，金星的质量约为地球质量的，地球和金星各自的卫星公转半径的倒数与公转速度的平方的关系图像如图所示，下列判断正确的是( )
A. 金星的第一宇宙速度较小
B. 取相同公转速度，金星的卫星的周期较大
C. 图线表示的是地球的卫星，图线表示的是金星的卫星
D. 取相同公转半径，金星的卫星向心加速度较大
8.类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由图象求位移的方法。请你借鉴此方法，如图所示，下列对于图线和横轴围成面积的说法，其中不正确的说法是( )
A. 加速度时间图象面积反映速度变化量
B. 速度时间图象面积反映位移大小
C. 力位移图象面积反映力的功
D. 角速度半径图象面积反映线速度
9.一竖直放置的轻弹簧，一端固定于地面，一端与质量为的固定在一起，质量为的放于上。现在上施加力使得弹簧压缩，然后撤去力，此后和一起竖直向上运动，且和能分离。如图所示。当、分离后，上升到达最高点，此时速度方向向下，弹簧为原长，则从、分离起至到达最高点的这一过程中，下列说法不正确的是取
A. A、分离时的加速度为 B. 弹簧的弹力对做功为零
C. 弹簧的弹力对的冲量大小为 D. 的动量变化量为零
10.如图所示，设地球半径为，假设某地球卫星在距地球表面高度为的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，运
行周期为，到达轨道的点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近地点时，再次点火进入近地轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动，引力常量为，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是( )
A. 该卫星在轨道Ⅲ上点的速率小于在轨道Ⅱ上点的速率
B. 卫星在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上做圆周运动时，轨道Ⅰ上动能小，势能大，机械能小
C. 卫星从远地点向近地点运动的过程中，加速度变小
D. 地球的质量可表示为
11.一个圆锥摆由长为的摆线、质量为的小球构成，小球在水平面内做匀速圆周运动，摆线与竖直方向的夹角为，如图所示。已知重力加速度大小为，空气阻力忽略不计。下列选项正确的是( )
A. 小球受到重力、拉力和向心力的作用
B. 小球的向心加速度大小为
C. 小球圆周运动的周期为
D. 某时刻剪断摆线，小球将做平抛运动
12.如图所示，长的轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，在最高点给小球向右初速度，小球竖直平面内顺时针圆周运动，重力加速度已知。下列判断正确的( )
A. 在小球从最高点到最低点的过程中，重力做功的功率一直增大
B. 如果适当，轻杆对小球作用力可能始终为指向圆心的拉力
C. 如果增大，轻杆在最低点与水平位置处对小球拉力的差值也增大
D. 在小球的一次完整圆周运动过程中，轻杆对球的总冲量为
13.如图所示的实验装置中，小球、完全相同．用小锤轻击弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时球被松开，自由下落，实验中两球同时落地．图中虚线、代表离地高度不同的两个水平面，则下列说法正确的是( )
A. 球经过面时的速率等于球经过面时的速率
B. 球从面到面的速率变化等于球从面到面的速率变化
C. 球从面到面的动量变化大于球从面到面的动量变化
D. 球从面到面的机械能变化等于球从面到面的机械能变化
14.风化侵蚀的产物有可能被风、流水、冰川和海浪挟带而离开原位置，地理学家把这种现象叫做“搬运”。为了讨论水流的搬运作用，设水的流速为，物块的几何线度为，并作如下简化：物块的体积与成正比，水流对物块的作用力与成正比，物块受到的阻力与物块的重力成正比。已知水的流速为时，能搬运石块的重力为当水的流速为时，能搬运石块的重力为( )
A.
B.
C.
D.
二、实验题：本大题共3小题，共18分。
15.在研究平抛运动规律的实验中，下列要求不必要的是______。
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端的切线必须调成水平
C.记录痕迹的白纸必须在竖直平面内
D.小球每次必须从斜槽上同一位置静止滚下
小明同学利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图是他将照相机对准每小格边长为的方格背景拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度，则照相机两次闪光的时间间隔 ______，小球被抛出时的水平速度 ______。结果均保留两位有效数字
16.某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压可为的交流电频率或直流电。重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定律。
实验中，他挑出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图所示。其中点为下落起始点，、、、、、为计数点。若该同学想验证重物从开始下落到运动到纸带点对应的位置的过程中机械能是否守恒，已知当地的重力加速度为，相邻计数点之间的时间间隔为，请结合如图纸带中的物理量，写出他需要验证的公式的表达式______。
表格为该同学记录的实验结果：
他发现表中的与之间存在差异，他认为这是由于空气阻力造成的。你______填是或否同意他的观点？
该同学根据纸带算出各点的速度，以点为起点测量出下落距离，以为纵轴、以为横轴画出图像。考虑阻力阻力近似为恒力的影响，图像可能是图中的______。
17.用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物体、，物体上放一金属片，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物体的正下方。系统静止时，金属片与圆环间的高度为，由此释放，系统开始运动。当物体穿过圆环时，金属片被搁置在圆环上，两光电门固定在铁架台、处，通过电子计时器可测出物体通过、这段距离的时间。
若测得、之间的距离为，物体通过这段距离的时间为，则物体刚穿过圆环后的速度______。
若物体、的质量均用表示，金属片的质量用表示，重力加速度为，该实验中验证了等式______成立，即可验证机械能守恒定律。
本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要______。
三、简答题：本大题共1小题，共9分。
18.假设未来的人类登上某一地外行星。一小球在距离该星球表面处自由下落，经过时间落到星球表面，无空气阻力。设这个行星的半径为，万有引力常量为，回答下面问题：
该行星表面的重力加速度大小；
该行星的质量；
如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少？
四、计算题：本大题共3小题，共31分。
19.如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点，用一根长度为的绝缘轻线把质量为、带有正电荷的金属小球悬挂在点，小球静止在点时轻线与竖直方向的夹角为现将小球拉至位置，使轻线水平张紧后由静止释放。取，，求：
小球所受电场力的大小；
小球通过最低点时的速度大小；
小球通过最低点时轻线对小球的拉力大小。
20.二十一世纪，能源问题是全球关注的焦点问题。从环境保护的角度出发，电动汽车在近几年发展迅速。下表给出的是某款电动汽车的相关参数：
参数指标 整车质量
加速时间 最大速度 电池容量 制动距离
数值
请从上面的表格中选择相关数据，取重力加速度，完成下列问题：
求汽车在的制动过程中的加速度大小计算过程中近似为；
若已知电动汽车电能转化为机械能的效率为，整车在行驶过程中的阻力约为车重的倍，试估算此电动汽车以的速度匀速行驶时的续航里程能够行驶的最大里程。已知J.根据你的计算，提出提高电动汽车的续航里程的合理化建议至少两条。
若此电动汽车的速度从提升到需要，此过程中电动汽车获得的动力功率随时间变化的关系简化如图所示，整车在行驶过程中的阻力仍约为车重的倍，求此加速过程中汽车行驶的路程提示：可利用图象计算动力对电动汽车做的功。
21.如图所示，一根劲度系数为的轻质弹簧，上端固定在天花板上，下端挂一小球可视为质点，弹簧处于原长时小球位于点。将小球从点由静止释放，小球沿竖直方向在之间做往复运动，如图所示。小球运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为。
在小球运动的过程中，经过某一位置时动能为，重力势能为，弹簧弹性势能为，经过另一位置时动能为，重力势能为，弹簧弹性势能为。请根据功是能量转化的量度，证明：小球由运动到的过程中，小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒；
若以点为坐标原点，竖直向下为轴正方向，建立一维坐标系，如图所示，
请在图中画出小球从运动到的过程中，弹簧弹力的大小随相对于点的位移变化的图象。根据图象求：小球从运动到任意位置的过程中弹力所做的功，以及小球在此位置时弹簧的弹性势能；
已知小球质量为。求小球经过中点时瞬时速度的大小。
若以平衡位置为坐标原点，竖直向下为轴正方向，建立一维坐标系，选取小球处在的平衡位置为参考平面系统的势能为零，请根据功是能量转化的量度，求小球运动到点下方处时系统的势能。
答案解析
1.
【解析】解：因为地球同步卫星的轨道半径大约为，小于月球的轨道半径。
A、线速度，因为月球半径大于同步卫星半径，则同步卫星的线速度大于月球的线速度，故A正确；
B、角速度，因为月球半径大于同步卫星半径，故，故B错误；
C、，因为月球半径大于同步卫星的半径，故，故C错误；
D、月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，故D错误。
故选：。
卫星绕地球圆周运动的向心力由万有引力提供，，根据半径关系展开讨论即可．
在万有引力应用中，对于卫星问题应牢记万有引力提供向心力，解决问题的核心是：
2.
【解析】解：、两点靠链条传动，线速度相等，根据
由题意可知
：：
则角速度之比为
：：
故A正确；
B.小齿轮和后轮共轴角速度相等，根据
可知，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度之比为：，则大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为
：：
故B正确；
C.大齿轮和后轮靠链条传动，线速度相等，根据
由题意可知
：：
则加速度之比为
：：
故C不正确；
D.由上分析可知
：：
根据
可得
：：
故D正确。
本题选不正确的，故选：。
根据链条传动知、的线速度大小相等，、同轴转动角速度相等，根据判断角速度线速度关系，根据求得向心加速度关系。
本题在皮带轮中考察线速度、角速度、半径等之间的关系，解决这类问题的关键是弄清哪些地方线速度相等，哪些位置角速度相等。
3.
【解析】解：、由于点电荷电场强度大小关系为，对应到引力场应为，故A错误；
B、根据电势能与电势对应关系可推断引力势能与引力势的对应关系，可知，故B正确；
、根据以上分析可知，随着增大，引力场强度减小，但由于引力势是负数，因此将增大，故CD错误。
故选：。
引力场与电场之间有许多相似的性质，通过与电场强度定义式类比，得出反映该点引力场强弱的引力场强度。
此题考查了万有引力定律及其应用，解题的关键是题干信息的提取，从电场的定义出发，得到引力场的相关物理量。
4.
【解析】A.由图知，波长，周期，则波速为，故A错误；
B.此列波为横波，左端点开始时的运动方向与图示时刻处质点的振动方向相同，即为向下，故B错误；
C.波从图示位置传到质点用时，因此时质点开始振动，故C正确；
D.由于间的距离，则知它们的振动情况不总是相同，故D错误。
故选：。
5.
【解析】A、图甲、图乙显示：导体内部带负电的电子在电场力作用下向左运动，而带正电的离子受电场力作用向右，故A错误；
、图丙中导体表面和表面的感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场，大小也为，静电平衡时导体内部感应电荷的电场与原电场相抵消，从而导致内部场强处处为零，导体是等势体，电势处处相等，导体表面的电势等于表面的电势，且电势不为零，故B正确，CD错误；
故选：。
6.
【解析】解：、由图像得，方向质点的初速度为
位移时间图像的斜率表示速度，由图像得，方向质点做匀速直线运动，速度为
质点的初速度大小为
故A正确；
B、由图像得，末方向质点的速度
则末质点的速度大小为
故B错误；
C、由图像得，沿方向质点做匀加速直线运动，沿方向质点做匀速直线运动，则质点所受合力方向沿方向，合初速度的方向在、轴正方向之间，则质点初速度的方向与合力方向不垂直，故C错误；
D、速度时间图像得斜率表示加速度，由图像得，沿方向的加速度
末，方向的位移
方向的位移
则质点末的位置坐标为，故D错误。
故选：。
图像的斜率表示加速度，图像的斜率表示速度，根据图像求解质点沿方向和方向的速度，根据平行四边形定则求解质点的合速度；合力的方向与加速度方向相同，进而判断初速度方向与合力方向的关系；根据位移时间公式求解质点的位移，进而得到质点的位置坐标。
本题考查运动的合成与分解和运动学图像，解题关键是知道运动的合成与分解遵循平行四边形定则，知道图像和图像斜率的含义。
7.
【解析】解：、第一宇宙速度为近行星表面卫星的速度，由万有引力提供向心力，得
解得：
因为金星的质量比地球的小，金星与地球的半径近似相等，所以金星的第一宇宙速度较小，故A正确；
C、由万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，有
解得：
图象的斜率为，因为金星的质量小，斜率大，所以图线表示的是金星的卫星，图线表示的是地球的卫星，故C错误；
B、由图可知，取相同的公转速度时，金星的卫星的轨道半径小，由可知金星的公转周期小，故B错误；
D、取相同的轨道半径时，由图知金星的卫星线速度小，根据向心加速度公式得：，则金星的卫星向心加速度较小，故D错误。
故选：。
根据万有引力提供靠近行星表面运行的卫星的向心力求出第一宇宙速度的表达式，根据万有引力提供匀速圆周运动的向心力找到图像的斜率与什么有关，判断哪根直线是金星的，通过图象判断当线速度相同时半径的关系，再求周期的关系，通过图象找到半径相同时线速度的关系求加速度的大小关系。
解题的关键是根据万有引力提供卫星匀速圆周运动的向心力，得到图象的斜率与行星质量的关系，区别那一条线是金星的。
8.
【解析】解：、根据得，加速度时间图线和横轴围成的面积表示速度的改变量，故A正确；
B、由可知，速度时间图象与坐标轴围成的面积与位移大小相等，故B正确；
C、由可知，由力位移图线和横轴围成的面积可求出对应位移内所做的功，故C正确；
D、图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于，即线速度；故图象与横轴围成的面积不一定等于，即不一定等于线速度，故D错误。
本题选错误的，故选：。
在坐标系中，图线和横轴围成的面积为：；将换成具体的物理量分析即可得出结论。
本题关键明确在坐标系中，图线和横轴围成的面积为：；可以根据此方法求解功、速度改变量等。
9.
【解析】解：由分离的条件可知，、物体分离时二者的速度、加速度相等，二者之间的相互作用力为，所以此时只受重力，的加速度为
所以的加速度为也等于，故A正确，不符合题意；
B.、物体分离时弹簧恢复原长，到最高点时弹簧再次恢复原长，所以从、分离起至到达最高点的这一过程中弹簧的弹性势能变化为零，所以弹簧对做功为零，故B正确，不符合题意；
C.、物体分离后做竖直上抛运动，可知竖直上抛的初速度为
上升到最高点所需的时间为
由运动的对称性可知此时的速度为，方向竖直向下，对在此过程中运用动量定理得
代入数据解得弹簧的弹力对的冲量大小为
故C正确，不符合题意；
D.的动量变化量为
故D错误，符合题意。
故选：。
A、分离后做竖直上抛运动，求出的初速度与运动时间，然后由动量定理求出弹簧对的冲量。
该题涉及、两个物体，分析清楚运动过程、应用竖直上抛运动规律、动量定理即可正确解题。
10.
【解析】解：、卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ上的运动过程中，由万有引力提供向心力，则有
解得卫星的线速度为：
轨道Ⅲ的半径小于轨道Ⅰ的半径，可知卫星在轨道Ⅲ上点的速率大于在轨道Ⅰ上点的速率，即
卫星在轨道Ⅰ上过点做匀速圆周运动，卫星在轨道Ⅱ上过点减速做近心运动，所以卫星在轨道Ⅰ上点速率大于在轨道Ⅱ上点的速率，即
所以该卫星在轨道Ⅲ上点的速率大于在轨道Ⅱ上点的速率，故A错误；
B、由知，卫星在轨道Ⅰ上的速率小于在轨道Ⅲ上的速率，则卫星在轨道Ⅰ上的动能小；
卫星从圆轨道Ⅰ进入圆轨道Ⅲ上做圆周运动，经历次点火减速的过程，则卫星在轨道Ⅰ上的机械能大；
卫星从圆轨道Ⅰ进入圆轨道Ⅲ上的过程地球引力对卫星做正功，势能减小，即卫星在轨道Ⅰ上的势能大，故B错误；
C、根据牛顿第二定律有，可得，可得
所以卫星距离地球越远，其向心加速度越小，故卫星从远地点到近地点运动过程中，加速度变大，故C错误；
D、卫星在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，由地球的万有引力充当向心力，则有
解得地球的质量为：，故D正确；
故选：。
卫星在圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列式，可求出地球的质量。卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ上的运动过程中，由万有引力充当向心力，通过列式分析卫星在这两个轨道上运行速度大小。结合变轨原理分析项。根据分析卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上的速率大小，从而比较动能大小，由引力做功正负分析引力势能的变化。结合变轨原理分析机械能关系。根据牛顿第二定律分析加速度的大小。
解答本题时，一要掌握卫星变轨原理；二要知道卫星在圆轨道上运动时，由万有引力提供向心力，可以由轨道半径大小比较描述圆周运动物理量的大小。
11.
【解析】解：对小球受力分析如图所示：
A、小球受到重力和拉力的作用，这两个力的合力提供向心力，向心力是一种作用效果，物体受力分析时不会受到向心力，故A错误；
B、根据牛顿第二定律得：，得：，故B错误；
C、根据牛顿第二定律得：，解得小球圆周运动的周期，故C错误；
某时刻剪断细线，小球只受重力的作用，有水平方向的速度，所以小球做平抛运动，故D正确；
故选：。
本题考查小球在水平面内的圆锥摆模型，小球在重力和拉力合力作用下做圆周运动，靠两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出向心加速度，周期的大小，剪断细线，小球只受重力，有水平的速度，做平抛运动。
水平面的圆周运动“圆锥摆”模型的受力分析和运动分析，结合牛顿第二定律求解小球的向心加速度，线速度，角速度，周期等问题。
12.
【解析】解：小球从最高点到最低点的过程中，速度方向逐渐由水平向左变成水平向右，根据功率的定义式，可知小球受到的重力的功率先变大后变小，故A错误；
B.根据向心力的公式可知：，当速度合适时，小球的重力或者重力的分力不足以提供小球做圆周运动的向心力时，轻杆就会对小球施加指向圆心的拉力，故B正确；
C.如果增大速度，小球从最高点运动到水平位置的过程，只有重力做功，则遵循机械能守恒，根据机械能守恒定律，有：
在水平位置受到拉力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
在最低点，再对小球受力分析，同理，根据牛顿第二定律，有：
从最高点到最低点的过程，根据机械能守恒定律，有：
可得：
对上式移项解得：，即若增大速度，轻杆在最低点与水平位置处对小球拉力的差值不会变化，故C错误；
D.在小球的一次完整的圆周运动过程中，它受到重力和轻杆的作用力，在运动一周的过程中，根据动量定理可得：，因为重力的冲量不为零，所以轻杆的冲量不为零，故D错误。
故选：。
小球在竖直平面内做圆周运动，只有重力做功，机械能守恒，根据最高点的受力判断出最高点的速度，利用牛顿第二定律、机械能守恒定律、动量定理求解即可。
解题关键是掌握竖直平面内的圆周运动的特点，结合牛顿第二定律、机械能守恒定律、动量定理求解即可。
13.
【解析】解：、球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，所以两球通过面时，竖直分速度相等，但是球有水平分速度，根据平行四边形定则知，球的速率大于球的速率，故A错误．
B、两球的加速度相等，到达面时运动的时间相等，则速度变化相同，但是速率的变化不同，故B错误．
C、两球从面到面的时间相等，根据动量定理知，，则动量变化量相同，故C错误．
D、在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则两球机械能变化量均为零，故D正确．
故选：．
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合两个分运动的规律，通过动量定理以及机械能守恒判断．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，注意速度的变化与速率的变化不同．
14.
【解析】解：当水流的冲力与时刻受到的阻力大小相等时，水可以搬运石块，即：
水的冲力：
设石块的密度为，体积为，则石块的质量：
石块的重力：
石块受到的阻力：
联立可得：
可知：
则：
所以当时，能搬运石块的重力故ABC错误，D正确
故选：。
写出石块的质量与长度之间的关系式，结合质量与重力的关系，由共点力平衡的条件即可正确答。
本题是实际问题，关键是建立物理模型，抓住受力平衡的条件，将问题简化、合理建模即可正确解答。
15.
【解析】解：、要保证小球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道末端的切线必须调成水平，但斜槽轨道不需要光滑，故A错误，B正确；
C、平抛运动是在竖直平面内的运动，记录痕迹的白纸必须在竖直平面内，故C正确；
D、为使每次实验时小球沿同一轨迹运动，小球离开轨道时速度必须相同，所以小球每次必须从斜槽上同一位置静止滚下，故D正确。
本题选不必要的，
故选：。
先从水平位移看出间和间的时间间隔相同；
根据竖直方向上相邻相等时间内位移差是一恒量，即，
由图知：
解得：
小球在水平方向做匀速直线运动，小球被抛出时的水平速度为
故答案为：；，。
根据实验原理、操作方法和注意事项分析解答。
平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，由匀变速直线运动的推论：求闪光的时间间隔，根据匀速直线运动的规律求小球被抛出时的水平速度。
解决本题的关键要理解实验的原理以及操作中的注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。
16. 否
【解析】解：根据匀变速直线运动时间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则点瞬时速度为
动能的增加量
重力势能的减小量
若机械能守恒，满足
化简可得：
表中的与之间存在差异，小于，不是由于空气阻力造成的，如果考虑空气阻力的影响，重力势能的减少量应大于动能的增加量，因此不同意他的观点；
考虑阻力影响时，根据能量守恒定律得：，解得：
则以为纵坐标轴，以为横坐标轴，画出的图象为图中过原点的直线。
综上分析，故ACD错误，B正确。
故选：。
故答案为：；否；
根据匀变速直线运动时间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求瞬时速度，再求减小的动能，根据重力势能的定义求重力势能的减小量，然后得出结论；
若考虑阻力的影响，应该是重力势能的减小量大于动能的增加量，据此分析作答；
若考虑阻力的影响，根据能量守恒定律求解函数，然后结合图像分析作答。
本题考查了验证机械能守恒定律，要能正确选取纸带，能根据所选纸带正确求解重力势能的减小量和动能的增加量。
17. 天平
【解析】解：根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，物体刚穿过圆环后的速度。
系统重力势能的减小量为，系统动能的增加量为，实验中验证了等式，即可验证机械能守恒定律。
实验中运用刻度尺测量下降的高度，通过光电门测量瞬时速度，还需要通过天平质量、、的质量，故还需要天平。
故答案为：，，天平。
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出物体刚穿过圆环后的速度。
、根据系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量得出验证的表达式，从而确定还需要的实验器材。
解决本题的关键知道实验的原理，注意本实验研究的对象是系统，知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度，基础题。
18.解：对于小球，根据自由落体运动公式有
解得该行星表面的重力加速度大小为：
根据物体在星球表面受到的重力等于万有引力得
解得该行星的质量为：
根据
解得环绕这个行星的第一宇宙速度大小为：
答：该行星表面的重力加速度大小为；
该行星的质量为；
环绕这个行星的第一宇宙速度大小为。
【解析】小球自由下落的加速度即为重力加速度，根据求解。
根据物体在星球表面受到的重力等于万有引力，来求解该行星的质量。
根据重力提供向心力，来求解该行星的第一宇宙速度。
要知道自由落体运动与万有引力联系的桥梁是重力加速度，能根据重力等于万有引力，来求解行星的质量。
19.解：小球受重力、电场力和拉力，其静止时受力如答图所示。
根据共点力平衡条件有：
设小球到达最低点时的速度为，小球从水平位置运动到最低点的过程中，根据动能定理有：
解得：
设小球通过最低点时细线对小球的拉力大小为。
根据牛顿第二定律有：
解得：
答：电场力的大小为，方向水平向右；
小球运动通过最低点时的速度大小为；
小球通过最低点时细线对小球的拉力大小为。
【解析】小球在点处于静止状态，对小球进行受力分析，根据平衡条件即可求解；
对小球从点运动到点的过程中运用动能定理即可解题；
在点，小球受重力和细线的合力提供向心力，根据向心力公式即可求解。
本题主要考查了动能定理及向心力公式的直接应用，难度适中。
20.解：根据速度和位移关系可知：
代入数据解得：
所以加速度的大小为：
根据动能定理可得：
代入数据解得：
提高汽车续航里程的合理化建议有：
提高电动机的工作效率；减小汽车行驶过程中的阻力；提高电动汽车电池的容量
根据动能定理：
动力做的功由图象的面积可求得：
代入数据解得：
答：车在的制动过程中的加速度大小为
此电动汽车以的速度匀速行驶时的续航里程为；提高汽车续航里程的合理化建议有：
提高电动机的工作效率；减小汽车行驶过程中的阻力；提高电动汽车电池的容量
此加速过程中汽车行驶的路程为。
【解析】根据速度和位移的关系可求得加速度大小；
根据动能定理可明确汽车的距离，根据功能关系可明确如何提高续航能力；
根据图象可求得距离，再根据动能定理可求得加速过程行驶的距离。
本题考查动能定理的应用以及功率问题，要注意明确图象中图象的斜率可以表示力所做的功。
21.解：设重力做的功为，弹力做的功为，对小球，根据动能定理得：
由重力做功与重力势能的关系：
由弹力做功与弹性势能的关系：
联立以上三式并变形可得：
得证；
、图象如图所示
图中的图线和轴围成的面积表示功的大小，所以弹力做功为：
由弹力做功与弹性势能的关系：
联立解得：
、小球由点到中点，根据动能定理得：
小球由点到点，根据机械能守恒定律得：
联立解得：
当小球在竖直方向静止时，根据胡克定律有：
当小球在竖直方向运动经过点下方时，所受合力大小为：
此力的大小只与小球相对其平衡位置的距离有关，这个力做功对应于系统的势能
画出合力随变化的图象，
图象中图线所围成的面积即为小球从处回点，合力做功：
点为系统势能零点，那么小球在处的系统是能为：
答：证明见解析；
、小球从运动到任意位置的过程中弹力所做的功为，以及小球在此位置时弹簧的弹性势能为；
、小球经过中点时瞬时速度的大小为；
小球运动到点下方处时系统的势能为。
【解析】根据动能定理、重力做功与重力势能的关系、弹力做功与弹性势能的关系分别列式，即可证明；
、画出图象，该图象与坐标轴所围的面积表示弹力做功，求出弹力做功从而得到弹簧的弹性势能
、根据动能定理和机械能守恒定律求小球经过中点的速度大小；
根据胡克定律、功能关系及面积法求小球运动到点下方处时系统的势能。
证明机械能守恒时，关键要把握合外力做功与动能变化的关系、重力做功与重力势能的关系、弹力做功与弹性势能的关系。要注意弹力做功等于弹性势能变化量的负值。
第1页，共1页