重庆市巴蜀中学高2022届(一下)期末考试物理试题姓名：班级：分数：一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.一质点做曲线运动，下列说法正确的是（ ）A.质点速度大小时刻在改变B.质点加速度方向时刻在改变C.质点速度方向一定与加速度方向相同D.质点速度方向一定沿曲线的切线方向2.如图所示，滑板运动员以速度v0从距离地面高度为h的平台末端水平飞出，落在水平地面上．运动员和滑板均可视为质点，忽略空气阻力的影响．下列说法中正确的是（ ）A.h一定时，v0越大，运动员空中运动时间越长B.h一定时，v0越大，运动员落地瞬间速度越大C.运动员落地瞬间速度与高度h无关D.运动员落地位置与v0大小无关3.若“嫦娥五号”卫星在距月球表面高度为H的环月轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；随后“嫦娥五号”在该轨道上某点采取措施，使卫星降至椭圆轨道Ⅱ上，如图所示，若近月点接近月球表面，而H等于月球半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上的运行周期为（ ）A.B.C.D.25
4.木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（ ）①a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒②a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒③a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒④a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒A.①③B.②④C.②③D.①④5.鸟撞飞机是导致空难的重要因素之一。假设在某次空难中，鸟的质量为0.6kg，飞行的速度为3m/s，迎面撞上速度为720km/h的飞机，对飞机的撞击力达到1.6×106N。则鸟撞飞机的作用时间大约为（ ）A.7.6×10-6sB.7.6×10-5sC.1.5×10-5sD.1.5×10-4s6.A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图为两球碰撞前后的x-t图像（位移时间图像），a、b分别为A、B两球碰前运动图像，c为碰撞后两球共同运动的图像，若A球的质量m=2kg，规定碰撞前B的初速度方向为正方向，则由图判断下列论的是（ ）A.A、B两球碰撞前的总动量为3kg·m/sB.碰撞A对B的冲量为-4N·sC.碰撞前后A的动量变化量为4kg·m/sD.A、B两球组成的系统在该过程中损失的机械能为10J7.如图所示，质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动，A、C点为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O处于同一水平线上的点。小滑块运动时，物体在地面上静止不动，则物体对地面的压力FN和地面对物体的摩擦力有关说法正确的是（ ）A.小滑块在A点时，，摩擦力方向向左B.小滑块B点时，，摩擦力方向向右C.小滑块在C点时，，M与地面无摩擦D.小滑块在D点时，，摩擦力方向向左25
8.如图所示，a为放在地球赤道上随地球一起转动的物体，b、c、d为在圆轨道上运行的卫星，轨道平面均在地球赤道面上，其中b是近地卫星，c是地球同步卫星.若a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g，则下列说法中正确的是A.b卫星转动的线速度大于7.9km/sB.a、b、c、d的周期大小关系为Ta<Tb<Tc<TdC.a和b的向心加速度都等于重力加速度gD.在b、c、d中，b的动能最大，d的机械能最大9.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为2.0m/s，从此刻开始在滑块上施加一与运动方向相同的水平拉力F，力F和滑块的速度v随时间t变化规律分别如图甲和乙所示，设在第1s内、第2s内、第3s内，力F对滑块做功的平均功率分别为P1、P2、P3，则（ ）A.P1＞P2＞P3B.P1=P2＜P3C.0-2s内，力F对滑块做功为4JD.0-2s内，摩擦力对滑块冲量大小为4N·s10.飞机飞行时除受到发动机的推力和空气阻力外，还受到重力和机翼的升力，机翼的升力垂直于机翼所在平面向上，当飞机在空中盘旋时机翼倾斜（如图所示），以保证重力和机翼升力的合力提供向心力．设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成角，飞行周期为T．则下列说法正确的是（）A.若飞行速率v不变，增大，则半径R增大B若飞行速率v不变，增大，则周期T增大C.若不变，飞行速率v增大，则半径R增大25
D.若飞行速率v增大，增大，则周期T可能不变11.2018年12月8日发射成功的“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道．若将整个奔月过程简化如下：“嫦娥四号”探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过M点时变轨进入距离月球表面100km的圆形轨道I，在轨道I上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将择机在Q点着陆月球表面．下列说法正确的是A.“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度B.“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行周期大于沿轨道I运行的周期C.“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的运行速度小于月球的第一宇宙速度D.“嫦娥四号”在地月转移轨道上M点的速度大于在轨道Ⅰ上M点的速度12.如图所示，带有挡板的光滑斜面固定在水平地面上，斜面的倾角为θ=30°。质量均为1kg的A、B两物体用轻弹簧拴接在一起，弹簧的劲度系数为5N/cm，质量为2kg的物体C用细线通过光滑的轻质定滑轮与物体B连接。开始时A、B均静止在斜面上，A紧靠在挡板处，用手托住C，使细线刚好被拉直。现把手拿开，让C由静止开始运动，从C开始运动到A刚要离开挡板的过程中，下列说法正确的是（g取10m/s2）（ ）A.初状态弹簧的压缩量为1cmB.末状态弹簧的压缩量为1cmC.物体B、C与地球组成的系统机械能守恒D.物体C克服细线的拉力所做的功为0.2J25
二、实验题：（本题共2小题，每空2分，共14分）13.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。(1)实验前反复调节实验装置，直到斜槽末端切线水平，实验时每次让小球从同一位置由静止释放，以上两步操作的目的是：___________________。(2)实验取得的数据如图乙所示，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为__________m/s。（g取9.8m/s2计算结果保留两位有效数字）(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L，通过实验：记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度表达式为v0=_______（用g、L表示）；B点的速度vB=________（用g、L表示）。14.如图是某小组验证动能定理的实验装置，在滑块上安装一遮光条与拉力传感器，把滑块放在水平气垫导轨上，通过定滑轮的细绳与钩码相连，光电门安装在B处．测得滑块含遮光条和拉力传感器质量为M、钩码的总质量为m、遮光条的宽度为d，当地的重力加速度为当气垫导轨充气后，将滑块在图示A位置由静止释放后，拉力传感器记录的读数为F，光电门记录的时间为．实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M？______填“是”或“否”；测得AB之间的距离为L，则对滑块验证动能定理的表达式为______用以上对应物理量的符号表示；为减少实验误差，可采取的方法是______增大AB之间的距离减少钩码的总质量25
增大滑块的质量 减少遮光条的宽度．三、计算题：（本题共3小题，共38分）15.如图所示，一质量为m=0.5kg小球，用长为0.4m的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动。g取10m/s2，求：(1)小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为多大？(2)当小球在最高点的速度为4m/s时，轻绳拉力多大？(3)若轻绳能承受的最大张力为45N，则小球在最低点的速度不能超过多大？16.如图所示，与水平面夹角θ=37°的斜面和半径R=0.4m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内。滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零，已知滑块与斜面间动摩擦数μ=0.25（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：(1)滑块在C点的速度大小vC；(2)滑块在B点的速度大小vB；（结果可保留根式）(3)A、B两点间的高度差h。25
17.如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一可视为质点的小物块m=0.5kg，它与水平台阶表面间的动摩擦因素μ=0.5，且与台阶边缘O点的距离s=5m。在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板，如果以O点为原点建立如图的平面直角坐标系，则挡板边缘P点的坐标为（1.6m，0.8m）。现用F=5N的水平恒力拉动小物块，经过一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板（g=10m/s2）。(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘P点，求其离开O点时的速度大小；(2)为使小物块击中挡板，求拉力F作用的最小距离和最大距离；(3)改变拉力F的作用时间，使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值（结果可保留根式）。25
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重庆市巴蜀中学2019——2020学年度第二学期期末考试高2022届（一下）物理试题一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.一质点做曲线运动，下列说法正确的是（ ）A.质点速度大小时刻在改变B.质点加速度方向时刻在改变C.质点速度方向一定与加速度方向相同D.质点速度方向一定沿曲线的切线方向【答案】D【解析】【详解】A．质点做曲线运动，速度方向一定时刻在改变，但是速度大小不一定时刻在改变，例如匀速圆周运动，选项A错误；B．质点做曲线运动，加速度方向不一定时刻在改变，例如平抛运动，选项B错误；C．质点做曲线运动，速度方向一定与加速度方向不相同，选项C错误；D．做曲线运动的质点的速度方向一定沿曲线的切线方向，选项D正确。故选D。2.如图所示，滑板运动员以速度v0从距离地面高度为h的平台末端水平飞出，落在水平地面上．运动员和滑板均可视为质点，忽略空气阻力的影响．下列说法中正确的是（ ）A.h一定时，v0越大，运动员在空中运动时间越长Bh一定时，v0越大，运动员落地瞬间速度越大C.运动员落地瞬间速度与高度h无关D.运动员落地位置与v0大小无关【答案】B【解析】25
根据知，运动员在空中运动的时间由高度决定，与初速度无关，故A错误．落地时竖直分速度vy＝，则运动员落地的速度v=，初速度越大，落地瞬间速度越大，故B正确．落地时速度方向与水平方向夹角的正切值，可知落地的速度方向与高度有关，故C错误．水平位移由初速度和高度共同决定，则运动员落地的位置与初速度有关，故D错误．故选B．点睛：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，运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．落地的速度方向与初速度和高度有关．3.若“嫦娥五号”卫星在距月球表面高度为H的环月轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；随后“嫦娥五号”在该轨道上某点采取措施，使卫星降至椭圆轨道Ⅱ上，如图所示，若近月点接近月球表面，而H等于月球半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上的运行周期为（ ）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】在Ⅰ轨道上，r1=R+H=2R，在Ⅱ轨道上，半长轴为根据开普勒第三定律知解得25
故选C。4.木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（ ）①a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒②a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒③a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒④a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒A.①③B.②④C.②③D.①④【答案】C【解析】【详解】动量守恒定律的运用条件是不受外力或所受合外力为零，a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统受到墙壁对它们的作用力，系统的合外力不为零，不满足动量守恒条件；a离开墙壁后，系统所受合外力为零，动量守恒．故②③正确。所以C正确，ABD错误。故选C。5.鸟撞飞机是导致空难的重要因素之一。假设在某次空难中，鸟的质量为0.6kg，飞行的速度为3m/s，迎面撞上速度为720km/h的飞机，对飞机的撞击力达到1.6×106N。则鸟撞飞机的作用时间大约为（ ）A.7.6×10-6sB.7.6×10-5sC.1.5×10-5sD.1.5×10-4s【答案】B【解析】【详解】设碰撞过程鸟撞击飞机的作用时间为t，则根据动量定理整理可得故选B。25
6.A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图为两球碰撞前后的x-t图像（位移时间图像），a、b分别为A、B两球碰前运动图像，c为碰撞后两球共同运动的图像，若A球的质量m=2kg，规定碰撞前B的初速度方向为正方向，则由图判断下列论的是（ ）A.A、B两球碰撞前的总动量为3kg·m/sB.碰撞A对B的冲量为-4N·sC.碰撞前后A的动量变化量为4kg·m/sD.A、B两球组成的系统在该过程中损失的机械能为10J【答案】BCD【解析】【详解】A．由s-t图像可以知道：碰撞前A的速度为碰撞前B的速度碰撞后AB的速度为根据动量守恒可知代入速度值可求得所以碰撞前的总动量为故A错误；B．碰撞时A对B所施冲量为即为B的动量变化量故B正确；25
C．根据动量守恒可知故C正确；D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为故D正确。故选BCD。7.如图所示，质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动，A、C点为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O处于同一水平线上的点。小滑块运动时，物体在地面上静止不动，则物体对地面的压力FN和地面对物体的摩擦力有关说法正确的是（ ）A.小滑块在A点时，，摩擦力方向向左B.小滑块在B点时，，摩擦力方向向右C.小滑块在C点时，，M与地面无摩擦D.小滑块在D点时，，摩擦力方向向左【答案】B【解析】【详解】A．小滑块能经过A点时，滑块对轨道有向上的作用力，恰好能经过A点时滑块对轨道无作用力，此时物体在水平方向不受力的作用，所以没有摩擦力的作用，故A错误；B．小滑块在B点时，需要的向心力向右，所以轨道对滑块有向右的支持力的作用，对轨道受力分析可知，地面要对轨道有向右的摩擦力的作用，在竖直方向上，滑块对轨道没有力的作用，所以轨道对地面的压力25
故B正确；C．小滑块在C点时，滑块有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，即滑块对轨道的作用力大于自身的重力，则物体在水平方向不受其他力的作用，所以不受摩擦力，故C错误；D．小滑块在D点时，需要的向心力向左，所以轨道对滑块有向左的支持力的作用，对轨道受力分析可知，地面要对轨道有向左的摩擦力的作用；在竖直方向上，滑块对轨道没有力的作用，所以轨道对地面的压力故D错误。故选B。8.如图所示，a为放在地球赤道上随地球一起转动的物体，b、c、d为在圆轨道上运行的卫星，轨道平面均在地球赤道面上，其中b是近地卫星，c是地球同步卫星.若a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g，则下列说法中正确的是A.b卫星转动的线速度大于7.9km/sB.a、b、c、d的周期大小关系为Ta<Tb<Tc<TdC.a和b的向心加速度都等于重力加速度gD.在b、c、d中，b的动能最大，d的机械能最大【答案】D【解析】7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，所以b卫星转动的线速度小于7.9km/s，故A错误．对于b、c、d三颗卫星，由开普勒第三定律：，知，地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，则有．因此有，故B错误．b卫星由重力提供向心力，其向心加速度等于重力加速度g．而a由重力和支持力的合力提供向心力，则a25
的向心加速度小于重力加速度g，故C错误．对于b、c、d三颗卫星，根据万有引力提供圆周运动向心力，有：，得，卫星的动能为，所以b的动能最大．若要将卫星的轨道半径增大，卫星必须加速，机械能增大，所以d的机械能最大，故D正确．故选D．【点睛】7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动最大运行速度．地球同步卫星的周期、角速度与地球自转周期、角速度相等，根据开普勒第三定律分析周期关系．卫星做圆周运动万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出向心加速度和线速度的表达式，然后分析答题．9.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为2.0m/s，从此刻开始在滑块上施加一与运动方向相同的水平拉力F，力F和滑块的速度v随时间t变化规律分别如图甲和乙所示，设在第1s内、第2s内、第3s内，力F对滑块做功的平均功率分别为P1、P2、P3，则（ ）A.P1＞P2＞P3B.P1=P2＜P3C.0-2s内，力F对滑块做功为4JD.0-2s内，摩擦力对滑块冲量大小为4N·s【答案】CD【解析】【详解】AB．根据匀变速直线运动的平均速度公式知物体在第1s内的平均速度为第2s内的平均速度为第3s做匀速直线运动25
根据平均功率公式有所以AB错误；C．由速度图象可知，第1s、2s、3s内的位移分别为1m、1m、2m，由F-t图象及功的公式W=Fscosθ可求知：第1s内拉力做的功W1=1J，第2s内拉力做的功W2=3J，故0～2s内拉力所做的功为4J；故C正确；D．在2-3s内物体匀速运动，则摩擦力f=F3=2N则根据I=Ft可知，在0-2s内摩擦力对滑块冲量大小为故D正确。故选CD。10.飞机飞行时除受到发动机的推力和空气阻力外，还受到重力和机翼的升力，机翼的升力垂直于机翼所在平面向上，当飞机在空中盘旋时机翼倾斜（如图所示），以保证重力和机翼升力的合力提供向心力．设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成角，飞行周期为T．则下列说法正确的是（）A若飞行速率v不变，增大，则半径R增大B.若飞行速率v不变，增大，则周期T增大C.若不变，飞行速率v增大，则半径R增大D.若飞行速率v增大，增大，则周期T可能不变【答案】CD【解析】【详解】对飞机进行受力分析，如图所示，根据重力和机翼升力的合力提供向心力，得25
，解得：，．A项：若飞行速率v不变，θ增大，由知，R减小，故A错误；B项：若飞行速率v不变，θ增大，由知T减小，故B错误；C项：若θ不变，飞行速率v增大，由知，R增大，故C正确；D项：若θ不变，飞行速率v增大，R的变化不能确定，则周期T可能不变，故D正确．11.2018年12月8日发射成功的“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道．若将整个奔月过程简化如下：“嫦娥四号”探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过M点时变轨进入距离月球表面100km的圆形轨道I，在轨道I上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将择机在Q点着陆月球表面．下列说法正确的是A.“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度B.“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道I运行的周期C.“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的运行速度小于月球的第一宇宙速度D.“嫦娥四号”在地月转移轨道上M点的速度大于在轨道Ⅰ上M点的速度【答案】CD25
【解析】【详解】A、根据万有应力提供向心力有，可得，可知“嫦娥四号”探测器沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度，故A错误；B、根据开普勒第三定律可知卫星在轨道Ⅱ上运动轨道的半长轴小于在轨道I上轨道半径，所以卫星在轨道Ⅱ上运动周期小于在轨道Ⅰ上运行的周期，故B错误；C、月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，“嫦娥四号”在轨道1上的半径大于月球半径，根据可得线速度，可知“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小，故C正确；D、“嫦娥四号”在地月转移轨道上经过M点若要进入轨道I，需减速，所以在地月转移轨道上经过M点的速度比在轨道I上经过M点时速度大，故D正确；故选CD．12.如图所示，带有挡板的光滑斜面固定在水平地面上，斜面的倾角为θ=30°。质量均为1kg的A、B两物体用轻弹簧拴接在一起，弹簧的劲度系数为5N/cm，质量为2kg的物体C用细线通过光滑的轻质定滑轮与物体B连接。开始时A、B均静止在斜面上，A紧靠在挡板处，用手托住C，使细线刚好被拉直。现把手拿开，让C由静止开始运动，从C开始运动到A刚要离开挡板的过程中，下列说法正确的是（g取10m/s2）（ ）A.初状态弹簧的压缩量为1cmB.末状态弹簧的压缩量为1cmC.物体B、C与地球组成的系统机械能守恒D.物体C克服细线的拉力所做的功为0.2J【答案】AD【解析】【详解】A．初状态弹簧的压缩量为25
故A正确；B．末状态弹簧的伸长量为故B错误；C．对于物体B、C与地球组成的系统，由于弹簧对B先做正功后做负功，所以系统的机械能不守恒，故C错误；D．初末状态弹簧的弹性势能相等，对于弹簧、物体B、C与地球组成的系统，根据机械能守恒定律得对C，由动能定理得解得物体C克服绳的拉力所做的功故D正确。故选AD。二、实验题：（本题共2小题，每空2分，共14分）13.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。(1)实验前反复调节实验装置，直到斜槽末端切线水平，实验时每次让小球从同一位置由静止释放，以上两步操作的目的是：___________________。(2)实验取得的数据如图乙所示，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为__________m/s。（g取9.8m/s2计算结果保留两位有效数字）(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L，通过实验：记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度表达式为v0=_______（用g、L表示）；B点的速度vB=25
________（用g、L表示）。【答案】(1).斜槽末端切线水平，这样小球离开斜槽后才做平抛运动。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同。(2).1.6(3).(4).【解析】【详解】(1)[1]实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，这样小球离开斜槽后才做平抛运动。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同。(2)[2]由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有x=v0ty=gt2将x=32.0cm，y=19.6cm，代入解得v0=1.6m/s(3)[3][4]由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有△y=gT2由图可知△y=2L代入解得x=v0T将x=3L代入解得竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有B点的速度14.如图是某小组验证动能定理的实验装置，在滑块上安装一遮光条与拉力传感器，把滑块放在水平气垫导轨上，通过定滑轮的细绳与钩码相连，光电门安装在B处．测得滑块含遮光条和拉力传感器质量为M、钩码的总质量为m、遮光条的宽度为d，当地的重力加速度为当气垫导轨充气后，将滑块在图示A位置由静止释放后，拉力传感器记录的读数为F，光电门记录的时间为．25
实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M？______填“是”或“否”；测得AB之间的距离为L，则对滑块验证动能定理的表达式为______用以上对应物理量的符号表示；为减少实验误差，可采取的方法是______增大AB之间的距离减少钩码的总质量增大滑块的质量 减少遮光条的宽度．【答案】(1).否；(2).(3).AD【解析】【分析】拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关．滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．根据动能定理列方程．本实验用了气垫导轨，摩擦力几乎没有，不需要平衡摩擦力.【详解】（1）拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故不需要钩码总质量m远小于滑块质量M；（2）由于遮光条的宽度很小，通过光电门的时间也很短，故遮光条通过光电门的平均速度可以表示瞬时速度，则通，B点的速度为：，拉力做功为：动能的增加量为：，故本实验中探究动能定理的表达式为为：．（3）由公式可知，实验误差来自由长度的测量和速度的测量，故可以让AB之间的距离L增大或减小遮光片的长度，故AD正确．故选AD.【点睛】本题考查验证动能定理的实验，在处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．25
三、计算题：（本题共3小题，共38分）15.如图所示，一质量为m=0.5kg的小球，用长为0.4m的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动。g取10m/s2，求：(1)小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为多大？(2)当小球在最高点的速度为4m/s时，轻绳拉力多大？(3)若轻绳能承受的最大张力为45N，则小球在最低点的速度不能超过多大？【答案】(1)2m/s；(2)15N；(3)m/s【解析】【详解】(1)在最高点，对小球受力分析如图甲，由牛顿第二定律得由于轻绳对小球只能提供指向圆心的拉力，即F1不可能取负值，亦即联立代入数值得所以小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为2m/s。(2)设小球在最高点的速度为4m/s时，轻绳拉力为F2，由牛顿第二定律得解得25
(3)设小球在最低点速度不能超过v3，对小球受力分析如图乙，由牛顿第二定律得将F3=45N代入上式得即小球的速度不能超过。16.如图所示，与水平面夹角θ=37°的斜面和半径R=0.4m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内。滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零，已知滑块与斜面间动摩擦数μ=0.25（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：(1)滑块在C点的速度大小vC；(2)滑块在B点的速度大小vB；（结果可保留根式）(3)A、B两点间的高度差h。【答案】(1)；(2)或；(3)【解析】【详解】(1)通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零，对滑块在C点应用牛顿第二定律可得所以(2)滑块在光滑圆轨道上运动，机械能守恒，故有25
解得(3)滑块从A到B只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得解得17.如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一可视为质点的小物块m=0.5kg，它与水平台阶表面间的动摩擦因素μ=0.5，且与台阶边缘O点的距离s=5m。在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板，如果以O点为原点建立如图的平面直角坐标系，则挡板边缘P点的坐标为（1.6m，0.8m）。现用F=5N的水平恒力拉动小物块，经过一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板（g=10m/s2）。(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘P点，求其离开O点时的速度大小；(2)为使小物块击中挡板，求拉力F作用的最小距离和最大距离；(3)改变拉力F的作用时间，使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值（结果可保留根式）。【答案】(1)4m/s；(2)2.5m，3.3m；(3)【解析】【详解】(1)设小物体离开O点时的速度为v0，由平拋运动规律得水平方向25
竖直方向其中x=1.6m，y=0.8m，解得(2)为使小物块击中挡板，小物块必须能运动到O点，设拉力F作用的最短距离为x1，由动能定理得解得为使小物体击中挡板，小物块的平拋初速度不能超过4m/s，设拉力F作用的最长距离为x2，由动能定理解得(3)设小物块击中挡板的任意一点坐标为（x，y），则有，由机械能守恒定律得又由P点坐标可求化简得（式中物理量均取国际单位制的单位）由数学方法求得即25
