广东省茂名市信宜市第二名校2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．（2024高一下·信宜月考）经典力学有一定的局限性。当物体以下列速度运动时，经典力学不再适用的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，对微观、高速（接近光速）运动的物体不再适用，必须用相对论知识或者量子力学进行分析，故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】经典力学是相对论知识或者量子力学在宏观、低速情况下的特例。
2．（2024高一下·信宜月考）如图所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间．假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他（ ）
A．所受的合力为零，做匀速运动
B．所受的合力变化，做变加速运动
C．所受的合力恒定，做变加速运动
D．所受的合力恒定，做匀加速运动
【答案】B
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】匀速圆周运动过程中，线速度大小不变，方向改变，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，向心力大小不变，方向始终指向圆心。所以物体做变加速运动，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】做匀速圆周运动的物体虽然速度和加速度大小不变，但是速度和加速度的方向无时无刻都在变化。
3．（2024高一下·信宜月考）2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行，并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。已知月球自转周期27.3天，下列说法正确的是（ ）
A．月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的中心位置
B．“鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小相同
C．“鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度
D．“鹊桥二号”与月心连线和“嫦娥四号”与月心连线在相等时间内分别扫过的面积相等
【答案】C
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A．由开普勒第一定律可知，月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的一个焦点上，A错误；
B．“鹊桥二号”在近月点距离月球最近，受到的万有引力最大，加速度最大；在远月点距离月球最远，受到的万有引力最小，加速度最小，故“鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小不相同，B错误；
C．“鹊桥二号”在远月点的速度小于轨道与远月点相切的卫星的线速度，轨道与远月点相切的卫星的线速度小于第一宇宙速度，故“鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度，C正确；
D．由开普勒第二定律可知，同一颗卫星与月球的连线在相同时间扫过的面积相等，但是“鹊桥二号”与 “嫦娥四号”是两颗轨道不同的卫星，相同时间扫过的面积不相等，D错误。
故选C。
【分析】A、由开普勒第一定律可知，月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的一个焦点上；
B、近月点万有引力大于远月点，近月点加速度大于远月点；
C、根据万有引力提供向心力求解环绕速度公式分析判断；
D、两颗轨道不同的卫星，相同时间扫过的面积不相等。
4．（2024高一下·信宜月考）如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应快速驶过
B．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
C．图中杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
D．如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨
【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律
故在最低点车速越快，凹形桥对汽车的支持力越大，越容易爆胎，A错误；
B．脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力小于它所需要的向心力时，水滴做离心运动，从而沿切线方向甩出，B错误；
Ｃ.“水流星”通过最高点时加速度向下，处于失重状态，但是依然受到重力的作用，故C错误；
D．如果行驶速度超过设计速度，火车转弯时需要更大的向心力，有离心的趋势，故轮缘会挤压外轨，D正确。
故选D。
【分析】1.根据汽车经过 凹形桥的最低点的受力分析，运用牛顿第二定律分析汽车经过最低点速度越大，桥对车的支持力越大，根据牛顿第三定律，车受到的反作用力越大，车胎越容易爆。
2.脱水机的原理工作原理利用离心运动。向心力是效果力，不能表达物体受到向心力作用。
3.根据“水流星”刚好经过最高点时，由重力来提供向心力，此时水流星处于完全失重状态。
4.根据火车转弯时，行驶速度等于设计速度时，由重力和支持力提供向心力；行驶速度超过设计速度时，由重力、支持力、外轨对车轮的支持力三力的合力提供向心力，即轮缘会挤压外轨。
5．（2024高一下·信宜月考）如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉离竖直位置某一角度由静止释放，就成为一个摆。若摆长为l，小球质量为m，小球在摆动过程中最大偏角为θ，重力加速度为g。设阻力可以忽略。小球在摆动的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．小球运动到最高点时加速度为零
B．小球受到重力和拉力的作用，机械能不守恒
C．小球运动到最低点时所受重力与拉力大小相等
D．以最低点为重力势能零点，则小球具有的机械能为mgl(1－cosθ)
【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．小球在最高点有，合力不为零，合力等于重力分力a = mgsinθ故A错误；
B．小球受到重力和拉力的作用，但拉力与运动方向垂直不做功，则小球的机械能守恒，故B错误；
C．小球运到最低点有FT－mg = Fn
则小球运动到最低点时拉力的大小大于所受重力的大小，故C错误；
D．以最低点为重力势能零点，而小球在最高点速度为零的机械能只有重力势能，则小球具有的机械能为E = mgl(1－cosθ)，故D正确。
故选D。
【分析】只有重力或者弹力做功，物体运动过程中机械能守恒。
6．（2024高一下·信宜月考）某中学户外研学活动中，同学们开展助农春耕，深度体验农耕文化及劳动人民的艰辛。如图所示，学生相互合作用一根绳子拉犁，绳子斜向上与水平方向成，拉力大小为200N，犁位移10m，经历时间10s。已知，，则下列关于该过程拉力做功及功率的说法正确的是（ ）
A．拉力做功为1800J B．拉力做功为1200J
C．拉力做功的平均功率为160W D．拉力做功的平均功率为120W
【答案】C
【知识点】功的概念；功率及其计算
【解析】【解答】AB．根据做功的定义式，该过程拉力做功
代入数据得
AB错误；
CD．根据功率定义式，拉力做功的平均功率
代入数据得
C正确，D错误。
故选C。
【分析】结合做功的定义式以及功率定义式求解。
7．（2024高一下·信宜月考）一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上以初速度沿竖直方向抛出一个小球，测得小球经过时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，则该星球的第一宇宙速度为（ ）
A． B． C． D．无法确定
【答案】A
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】设星球表面的重力加速度为g，竖直上抛落回原点的速度大小等于初速度，方向与初速度相反，由竖直上抛规律可得
解得
万有引力提供向心力，地面万有引力等于重力，可得
解得
故选A。
【分析】地面万有引力等于重力，万有引力提供向心力可得第一宇宙速度，由竖直上抛可得星球表面的重力加速度。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2024高一下·信宜月考）如图所示，两个质量不等的铁块A和B，分别从两个高度h相同的光滑曲面和光滑斜面的顶端由静止滑向底端，下列说法正确的是（ ）
A．它们下滑过程中重力做功相等 B．它们到达底端时动能相等
C．它们到达底端时速率相等 D．它们下滑过程中机械能均守恒
【答案】C,D
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．沿光滑曲面下落的高度相等，两球的质量不等，所以两球的重力不相等，W＝mgh，所以下滑过程中重力对两球做的功不相等，故A错误；
BC．根据动能定理，重力做功等于动能变化，可知
它们到达底端时动能不相等，但是两球到达底部的速率相等，故B错误，C正确；
D．因为两球滑下到底部的过程，只有重力做功， 光滑曲面 没有克服摩擦力做功，所以它们下滑过程中机械能守恒，故D正确。
故选CD。
【分析】重力做功只和初末位置高度差有关，与路径无关。
9．（2024高一下·信宜月考）在下列位移一时间图像和速度时间图像中，甲、乙、丙、丁代表四个不同物体的运动情况，下列描述正确的是（ ）
A．在0-t4时间内，甲丙均做往返运动
B．在t1-t2时间内，甲丙均做匀速直线运动
C．在0-t3时间内，甲的平均速率等于乙的平均速率，丙的平均速度大于丁的平均速度
D．在t3时刻，v甲＞v乙，a丙＞a丁
【答案】C,D
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．在0-t4时间内，甲做往返运动，丙一直做速度方向不变，速度先增大，后不变，再减小的直线运动，故A错误；
B．甲处于静止状态，丙做匀速直线运动，在t1-t2时间内，故B错误；
C．在0-t3时间内，甲、乙的位移相等，运动时间相等，故甲的平均速率等于乙的平均速率，而丙的位移大于丁的位移，故丙的平均速度大于丁的平均速度，故C正确；
D．在x—t图像中，斜率的绝对值表示速度的大小，在v—t图像中，斜率的绝对值表示加速度的大小，故在t3时刻，有v甲＞v乙，a丙＞a丁，故D正确。
故选CD。
【分析】vt图像或者xt图像不是物体运动轨迹，物体依然做的是直线运动。在v—t图像中，图形与x轴所围成的面积表示位移的大小。
10．（2024高一下·信宜月考）高速公路行车要注意保持安全车距。某次A车出现故障被迫停车，同直线车道后方的B车发现A车已停下时，距A车。已知B车司机经反应时间后制动，B车原来匀速行驶速度为，刹车过程视为匀减速直线运动，减速加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A．B车在司机反应时间内的位移为
B．B车司机从反应到B车停止共用时
C．从B车减速开始计时，后B车的位移为
D．B车不会与A车相撞
【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；追及相遇问题
【解析】【解答】A．B车匀速行驶速度，反应时间内B车做匀速直线运动，所以其位移
A符合题意；
B．B车刹车时间
所以从司机反应到B车停止需要的总时间
B不符合题意；
C．从B车减速开始计时，7.5s后B车已经停止，所以其刹车后10s的位移等于其7.5s内的位移，所以
C不符合题意；
D．整个过程中B车前进的距离
小于200m，所以B车不会与A车相撞，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据匀速直线运动的规律以及匀变速直线运动的规律得出从司机反应到B车停止需要的总时间和B车在反应时间内的位移，通过相遇追击判断AB是否相遇。
三、实验题共16分
11．（2024高一下·信宜月考）三个同学根据不同的实验装置，研究“平抛运动的规律”：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 。
A．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
B．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
（2）乙采用频闪摄影的方法拍摄到图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在运动中的几个位置如图乙，图中每个小方格的边长为10cm，重力加速度g=10m/s2，则小球的平抛初速度大小为 m/s，经过b点时的速度大小为 m/s。
（3）丙同学采用图丙装置，安装设备和实验过程中，下列操作正确的是 。
A．斜槽末端必须调节为水平
B．平面直角坐标系的原点建立在斜槽的末端
C．每次释放小球时挡板在斜槽上的位置可任意调节
D．斜槽必须光滑
【答案】B；2；2.5；A
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，即说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
故选B。
（2）根据图乙可知，小球相邻两照片间的水平距离为2格，令每格长为L，即相邻两照片之间经历时间相等，均为T，则在水平方向上有
竖直方向上有
解得
中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度有
则经过b点时的速度大小
（3）A．必须将斜槽末端必须调节为水平才可以确保小球飞出时的初速度方向沿水平，A正确；
B．平面直角坐标系的原点应该建立在斜槽末端上端高度为小球半径的位置处，因为以小球的球心作为研究点，B错误；
C．每次释放小球时挡板在斜槽上的位置均一定，可以确保小球每次飞出的初速度大小一定，则C错误；
D．如果每次释放小球时挡板在斜槽上的位置均一定，则小球每次滚下过程中摩擦力做功相同，即小球每次飞出的初速度大小一定，表明斜槽的摩擦对实验没有影响，D错误。
故选A。
【分析】（1）表两球球体竖直方向的分运动相同，都做自由落体运动；
（2）水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；
（3）斜槽末端必须调节为水平，每次释放小球时挡板在斜槽上的同一位置。
12．（2024高一下·信宜月考）如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）供实验选择的重物有以下四个，最优选择为________；
A．质量为10g的砝码 B．质量为200g的木球
C．质量为50g的塑料球 D．质量为200g的铁球
（2）关于实验，下列说法中正确的是________；
A．释放重物时要注意纸带是否竖直
B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先释放纸带，后接通电源
D．可以利用公式来求解瞬时速度
（3）实验得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的三个点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m，打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量 ，动能变化量 。在实验误差范围内，与相等，则验证了机械能守恒定律。（用题中所给条件的字母表示）
【答案】（1）D
（2）A；B
（3）；
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）重物应选用质量大、密度大的小球，可以减小空气阻力的影响，则最优选择为质量为200g的铁球。
故选D。
（2）A．为了尽可能减小摩擦对实验的影响，释放重物时要注意纸带竖直，故A正确；
B．根据验证机械能是否守恒的表达式，重物的质量可以消去，因此重物的质量可以不测量，故B正确；
C．为了能在纸带上尽可能多地获取实验数据，实验中应先接通电源，后释放纸带，故C错误；
D．公式是建立在机械能守恒的前提下得出的，用它计算瞬时速度起不到验证机械能守恒定律的目的，瞬时速度应根据纸带数据进行计算，故D错误。
故选AB。
（3）打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为
重物在B点的速度大小为
打O点到打B点的过程中，动能变化量为
【分析】（1）空气阻力是导致重力势能减少量大于动能增加量的原因；
（2）重物的质量可以不测量，释放重物时要注意纸带竖直，实验中应先接通电源，后释放纸带；
（3）匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度求解速度以及动能。
四、解答题共38分
13．（2024高一下·信宜月考）一列火车质量是1000t，由静止开始以额定功率P=1.5×107W沿平直轨道向某一方向运动，前进1min时达到最大速度。设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍，g取10m/s2，求：
（1）火车行驶的最大速度；
（2）火车1min行驶的距离；
（3）当火车的速度为10m/s时火车的加速度。
【答案】解：（1）当时速度v最大，
根据得
（2）火车1min行驶的距离为x，由动能定理得
代入数据得
（3）由P=Fv知，当时
求得
由牛顿第二定律得
【知识点】牛顿第二定律；机车启动
【解析】【分析】（1）速度v最大时，阻力等于牵引力，根据功率公式求解火车行驶的最大速度；（2）合力做功等于物体动能变化，根据动能定理求解；
（3） 火车的速度为10m/s时，由功率公式求解牵引力大小，牵引力减去阻力等于合力，合力除以阻力的能与加速度。
14．（2024高一下·信宜月考）玻璃滑道游戏中，一漂流艇（可视为质点）从长为64m、高为6m的玻璃直滑道的斜面顶端由静止匀加速滑下，依次经过斜面上的A、B、C三点，已知AB=6m，BC=8m，漂流艇通过这两段位移的时间都是2s，g取10m/s2。求：
（1）漂流艇在B点的速度大小；
（2）漂流艇加速度大小；
（3）若漂流艇和人的总质量为120kg，则漂流艇从滑道顶端到底端的过程中，机械能的损失量。
【答案】解：（1）漂流艇在B点的速度大小
（2）根据
漂流艇加速度
（3）根据
解得
机械能的损失
【知识点】能量守恒定律
【解析】【分析】（1）速度等于位移除以时间；（2）根据匀变速直线运动的等时间间隔位移之差为定值规律求解；
（3） 机械能的损失量等于克服摩擦力所做功。
15．（2024高一下·信宜月考）如图所示，有一个可视为质点的质量为m＝1 kg的小物块，从光滑平台上的A点以
v0＝2 m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M＝3 kg的长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.3，圆弧轨道的半径为R＝0.4 m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ＝60°，不计空气阻力，g取10 m/s2。求：
（1）小物块到达C点时的速度大小；
（2）小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；
（3）要使小物块不滑出长木板，长木板的长度L至少多大。
【答案】解：（1）小物块到达C点时的速度方向与水平方向的夹角为60°，则
（2）小物块由C到D的过程中，由动能定理得
代入数据解得
小物块在D点时由牛顿第二定律得
代入数据解得
由牛顿第三定律得
方向竖直向下。
（3）若小物块始终在长木板上，当达到共同速度时速度大小为v，小物块在长木板上滑行的过程中，由动量守恒定律得
解得
对物块和长木板组成的系统，由功能关系得
解得
L＝2.5 m
【知识点】动量守恒定律；碰撞模型
【解析】【分析】（1）小物块到达C点时的速度方向与水平方向的夹角为60°，根据速度分解规律求解；
（2）根据动能定理求解速度，根据牛顿运动定律求解对轨道的压力；
（3）小物块在长木板上滑行的过程中，动量守恒，对物块和长木板组成的系统，根据动能定理求解长木板的长度。
1 / 1广东省茂名市信宜市第二名校2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．（2024高一下·信宜月考）经典力学有一定的局限性。当物体以下列速度运动时，经典力学不再适用的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2024高一下·信宜月考）如图所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间．假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他（ ）
A．所受的合力为零，做匀速运动
B．所受的合力变化，做变加速运动
C．所受的合力恒定，做变加速运动
D．所受的合力恒定，做匀加速运动
3．（2024高一下·信宜月考）2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行，并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。已知月球自转周期27.3天，下列说法正确的是（ ）
A．月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的中心位置
B．“鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小相同
C．“鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度
D．“鹊桥二号”与月心连线和“嫦娥四号”与月心连线在相等时间内分别扫过的面积相等
4．（2024高一下·信宜月考）如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应快速驶过
B．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
C．图中杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
D．如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨
5．（2024高一下·信宜月考）如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉离竖直位置某一角度由静止释放，就成为一个摆。若摆长为l，小球质量为m，小球在摆动过程中最大偏角为θ，重力加速度为g。设阻力可以忽略。小球在摆动的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．小球运动到最高点时加速度为零
B．小球受到重力和拉力的作用，机械能不守恒
C．小球运动到最低点时所受重力与拉力大小相等
D．以最低点为重力势能零点，则小球具有的机械能为mgl(1－cosθ)
6．（2024高一下·信宜月考）某中学户外研学活动中，同学们开展助农春耕，深度体验农耕文化及劳动人民的艰辛。如图所示，学生相互合作用一根绳子拉犁，绳子斜向上与水平方向成，拉力大小为200N，犁位移10m，经历时间10s。已知，，则下列关于该过程拉力做功及功率的说法正确的是（ ）
A．拉力做功为1800J B．拉力做功为1200J
C．拉力做功的平均功率为160W D．拉力做功的平均功率为120W
7．（2024高一下·信宜月考）一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上以初速度沿竖直方向抛出一个小球，测得小球经过时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，则该星球的第一宇宙速度为（ ）
A． B． C． D．无法确定
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2024高一下·信宜月考）如图所示，两个质量不等的铁块A和B，分别从两个高度h相同的光滑曲面和光滑斜面的顶端由静止滑向底端，下列说法正确的是（ ）
A．它们下滑过程中重力做功相等 B．它们到达底端时动能相等
C．它们到达底端时速率相等 D．它们下滑过程中机械能均守恒
9．（2024高一下·信宜月考）在下列位移一时间图像和速度时间图像中，甲、乙、丙、丁代表四个不同物体的运动情况，下列描述正确的是（ ）
A．在0-t4时间内，甲丙均做往返运动
B．在t1-t2时间内，甲丙均做匀速直线运动
C．在0-t3时间内，甲的平均速率等于乙的平均速率，丙的平均速度大于丁的平均速度
D．在t3时刻，v甲＞v乙，a丙＞a丁
10．（2024高一下·信宜月考）高速公路行车要注意保持安全车距。某次A车出现故障被迫停车，同直线车道后方的B车发现A车已停下时，距A车。已知B车司机经反应时间后制动，B车原来匀速行驶速度为，刹车过程视为匀减速直线运动，减速加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A．B车在司机反应时间内的位移为
B．B车司机从反应到B车停止共用时
C．从B车减速开始计时，后B车的位移为
D．B车不会与A车相撞
三、实验题共16分
11．（2024高一下·信宜月考）三个同学根据不同的实验装置，研究“平抛运动的规律”：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 。
A．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
B．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
（2）乙采用频闪摄影的方法拍摄到图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在运动中的几个位置如图乙，图中每个小方格的边长为10cm，重力加速度g=10m/s2，则小球的平抛初速度大小为 m/s，经过b点时的速度大小为 m/s。
（3）丙同学采用图丙装置，安装设备和实验过程中，下列操作正确的是 。
A．斜槽末端必须调节为水平
B．平面直角坐标系的原点建立在斜槽的末端
C．每次释放小球时挡板在斜槽上的位置可任意调节
D．斜槽必须光滑
12．（2024高一下·信宜月考）如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）供实验选择的重物有以下四个，最优选择为________；
A．质量为10g的砝码 B．质量为200g的木球
C．质量为50g的塑料球 D．质量为200g的铁球
（2）关于实验，下列说法中正确的是________；
A．释放重物时要注意纸带是否竖直
B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先释放纸带，后接通电源
D．可以利用公式来求解瞬时速度
（3）实验得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的三个点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m，打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量 ，动能变化量 。在实验误差范围内，与相等，则验证了机械能守恒定律。（用题中所给条件的字母表示）
四、解答题共38分
13．（2024高一下·信宜月考）一列火车质量是1000t，由静止开始以额定功率P=1.5×107W沿平直轨道向某一方向运动，前进1min时达到最大速度。设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍，g取10m/s2，求：
（1）火车行驶的最大速度；
（2）火车1min行驶的距离；
（3）当火车的速度为10m/s时火车的加速度。
14．（2024高一下·信宜月考）玻璃滑道游戏中，一漂流艇（可视为质点）从长为64m、高为6m的玻璃直滑道的斜面顶端由静止匀加速滑下，依次经过斜面上的A、B、C三点，已知AB=6m，BC=8m，漂流艇通过这两段位移的时间都是2s，g取10m/s2。求：
（1）漂流艇在B点的速度大小；
（2）漂流艇加速度大小；
（3）若漂流艇和人的总质量为120kg，则漂流艇从滑道顶端到底端的过程中，机械能的损失量。
15．（2024高一下·信宜月考）如图所示，有一个可视为质点的质量为m＝1 kg的小物块，从光滑平台上的A点以
v0＝2 m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M＝3 kg的长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.3，圆弧轨道的半径为R＝0.4 m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ＝60°，不计空气阻力，g取10 m/s2。求：
（1）小物块到达C点时的速度大小；
（2）小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；
（3）要使小物块不滑出长木板，长木板的长度L至少多大。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，对微观、高速（接近光速）运动的物体不再适用，必须用相对论知识或者量子力学进行分析，故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】经典力学是相对论知识或者量子力学在宏观、低速情况下的特例。
2．【答案】B
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】匀速圆周运动过程中，线速度大小不变，方向改变，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，向心力大小不变，方向始终指向圆心。所以物体做变加速运动，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】做匀速圆周运动的物体虽然速度和加速度大小不变，但是速度和加速度的方向无时无刻都在变化。
3．【答案】C
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A．由开普勒第一定律可知，月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的一个焦点上，A错误；
B．“鹊桥二号”在近月点距离月球最近，受到的万有引力最大，加速度最大；在远月点距离月球最远，受到的万有引力最小，加速度最小，故“鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小不相同，B错误；
C．“鹊桥二号”在远月点的速度小于轨道与远月点相切的卫星的线速度，轨道与远月点相切的卫星的线速度小于第一宇宙速度，故“鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度，C正确；
D．由开普勒第二定律可知，同一颗卫星与月球的连线在相同时间扫过的面积相等，但是“鹊桥二号”与 “嫦娥四号”是两颗轨道不同的卫星，相同时间扫过的面积不相等，D错误。
故选C。
【分析】A、由开普勒第一定律可知，月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的一个焦点上；
B、近月点万有引力大于远月点，近月点加速度大于远月点；
C、根据万有引力提供向心力求解环绕速度公式分析判断；
D、两颗轨道不同的卫星，相同时间扫过的面积不相等。
4．【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律
故在最低点车速越快，凹形桥对汽车的支持力越大，越容易爆胎，A错误；
B．脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力小于它所需要的向心力时，水滴做离心运动，从而沿切线方向甩出，B错误；
Ｃ.“水流星”通过最高点时加速度向下，处于失重状态，但是依然受到重力的作用，故C错误；
D．如果行驶速度超过设计速度，火车转弯时需要更大的向心力，有离心的趋势，故轮缘会挤压外轨，D正确。
故选D。
【分析】1.根据汽车经过 凹形桥的最低点的受力分析，运用牛顿第二定律分析汽车经过最低点速度越大，桥对车的支持力越大，根据牛顿第三定律，车受到的反作用力越大，车胎越容易爆。
2.脱水机的原理工作原理利用离心运动。向心力是效果力，不能表达物体受到向心力作用。
3.根据“水流星”刚好经过最高点时，由重力来提供向心力，此时水流星处于完全失重状态。
4.根据火车转弯时，行驶速度等于设计速度时，由重力和支持力提供向心力；行驶速度超过设计速度时，由重力、支持力、外轨对车轮的支持力三力的合力提供向心力，即轮缘会挤压外轨。
5．【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．小球在最高点有，合力不为零，合力等于重力分力a = mgsinθ故A错误；
B．小球受到重力和拉力的作用，但拉力与运动方向垂直不做功，则小球的机械能守恒，故B错误；
C．小球运到最低点有FT－mg = Fn
则小球运动到最低点时拉力的大小大于所受重力的大小，故C错误；
D．以最低点为重力势能零点，而小球在最高点速度为零的机械能只有重力势能，则小球具有的机械能为E = mgl(1－cosθ)，故D正确。
故选D。
【分析】只有重力或者弹力做功，物体运动过程中机械能守恒。
6．【答案】C
【知识点】功的概念；功率及其计算
【解析】【解答】AB．根据做功的定义式，该过程拉力做功
代入数据得
AB错误；
CD．根据功率定义式，拉力做功的平均功率
代入数据得
C正确，D错误。
故选C。
【分析】结合做功的定义式以及功率定义式求解。
7．【答案】A
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】设星球表面的重力加速度为g，竖直上抛落回原点的速度大小等于初速度，方向与初速度相反，由竖直上抛规律可得
解得
万有引力提供向心力，地面万有引力等于重力，可得
解得
故选A。
【分析】地面万有引力等于重力，万有引力提供向心力可得第一宇宙速度，由竖直上抛可得星球表面的重力加速度。
8．【答案】C,D
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．沿光滑曲面下落的高度相等，两球的质量不等，所以两球的重力不相等，W＝mgh，所以下滑过程中重力对两球做的功不相等，故A错误；
BC．根据动能定理，重力做功等于动能变化，可知
它们到达底端时动能不相等，但是两球到达底部的速率相等，故B错误，C正确；
D．因为两球滑下到底部的过程，只有重力做功， 光滑曲面 没有克服摩擦力做功，所以它们下滑过程中机械能守恒，故D正确。
故选CD。
【分析】重力做功只和初末位置高度差有关，与路径无关。
9．【答案】C,D
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．在0-t4时间内，甲做往返运动，丙一直做速度方向不变，速度先增大，后不变，再减小的直线运动，故A错误；
B．甲处于静止状态，丙做匀速直线运动，在t1-t2时间内，故B错误；
C．在0-t3时间内，甲、乙的位移相等，运动时间相等，故甲的平均速率等于乙的平均速率，而丙的位移大于丁的位移，故丙的平均速度大于丁的平均速度，故C正确；
D．在x—t图像中，斜率的绝对值表示速度的大小，在v—t图像中，斜率的绝对值表示加速度的大小，故在t3时刻，有v甲＞v乙，a丙＞a丁，故D正确。
故选CD。
【分析】vt图像或者xt图像不是物体运动轨迹，物体依然做的是直线运动。在v—t图像中，图形与x轴所围成的面积表示位移的大小。
10．【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；追及相遇问题
【解析】【解答】A．B车匀速行驶速度，反应时间内B车做匀速直线运动，所以其位移
A符合题意；
B．B车刹车时间
所以从司机反应到B车停止需要的总时间
B不符合题意；
C．从B车减速开始计时，7.5s后B车已经停止，所以其刹车后10s的位移等于其7.5s内的位移，所以
C不符合题意；
D．整个过程中B车前进的距离
小于200m，所以B车不会与A车相撞，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据匀速直线运动的规律以及匀变速直线运动的规律得出从司机反应到B车停止需要的总时间和B车在反应时间内的位移，通过相遇追击判断AB是否相遇。
11．【答案】B；2；2.5；A
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，即说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
故选B。
（2）根据图乙可知，小球相邻两照片间的水平距离为2格，令每格长为L，即相邻两照片之间经历时间相等，均为T，则在水平方向上有
竖直方向上有
解得
中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度有
则经过b点时的速度大小
（3）A．必须将斜槽末端必须调节为水平才可以确保小球飞出时的初速度方向沿水平，A正确；
B．平面直角坐标系的原点应该建立在斜槽末端上端高度为小球半径的位置处，因为以小球的球心作为研究点，B错误；
C．每次释放小球时挡板在斜槽上的位置均一定，可以确保小球每次飞出的初速度大小一定，则C错误；
D．如果每次释放小球时挡板在斜槽上的位置均一定，则小球每次滚下过程中摩擦力做功相同，即小球每次飞出的初速度大小一定，表明斜槽的摩擦对实验没有影响，D错误。
故选A。
【分析】（1）表两球球体竖直方向的分运动相同，都做自由落体运动；
（2）水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；
（3）斜槽末端必须调节为水平，每次释放小球时挡板在斜槽上的同一位置。
12．【答案】（1）D
（2）A；B
（3）；
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）重物应选用质量大、密度大的小球，可以减小空气阻力的影响，则最优选择为质量为200g的铁球。
故选D。
（2）A．为了尽可能减小摩擦对实验的影响，释放重物时要注意纸带竖直，故A正确；
B．根据验证机械能是否守恒的表达式，重物的质量可以消去，因此重物的质量可以不测量，故B正确；
C．为了能在纸带上尽可能多地获取实验数据，实验中应先接通电源，后释放纸带，故C错误；
D．公式是建立在机械能守恒的前提下得出的，用它计算瞬时速度起不到验证机械能守恒定律的目的，瞬时速度应根据纸带数据进行计算，故D错误。
故选AB。
（3）打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为
重物在B点的速度大小为
打O点到打B点的过程中，动能变化量为
【分析】（1）空气阻力是导致重力势能减少量大于动能增加量的原因；
（2）重物的质量可以不测量，释放重物时要注意纸带竖直，实验中应先接通电源，后释放纸带；
（3）匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度求解速度以及动能。
13．【答案】解：（1）当时速度v最大，
根据得
（2）火车1min行驶的距离为x，由动能定理得
代入数据得
（3）由P=Fv知，当时
求得
由牛顿第二定律得
【知识点】牛顿第二定律；机车启动
【解析】【分析】（1）速度v最大时，阻力等于牵引力，根据功率公式求解火车行驶的最大速度；（2）合力做功等于物体动能变化，根据动能定理求解；
（3） 火车的速度为10m/s时，由功率公式求解牵引力大小，牵引力减去阻力等于合力，合力除以阻力的能与加速度。
14．【答案】解：（1）漂流艇在B点的速度大小
（2）根据
漂流艇加速度
（3）根据
解得
机械能的损失
【知识点】能量守恒定律
【解析】【分析】（1）速度等于位移除以时间；（2）根据匀变速直线运动的等时间间隔位移之差为定值规律求解；
（3） 机械能的损失量等于克服摩擦力所做功。
15．【答案】解：（1）小物块到达C点时的速度方向与水平方向的夹角为60°，则
（2）小物块由C到D的过程中，由动能定理得
代入数据解得
小物块在D点时由牛顿第二定律得
代入数据解得
由牛顿第三定律得
方向竖直向下。
（3）若小物块始终在长木板上，当达到共同速度时速度大小为v，小物块在长木板上滑行的过程中，由动量守恒定律得
解得
对物块和长木板组成的系统，由功能关系得
解得
L＝2.5 m
【知识点】动量守恒定律；碰撞模型
【解析】【分析】（1）小物块到达C点时的速度方向与水平方向的夹角为60°，根据速度分解规律求解；
（2）根据动能定理求解速度，根据牛顿运动定律求解对轨道的压力；
（3）小物块在长木板上滑行的过程中，动量守恒，对物块和长木板组成的系统，根据动能定理求解长木板的长度。
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