2022-2023學年江西省宜春市高一年級下冊期末物理試卷附答案解析

2022-2023學年江西省宜春市高一下期末物理試卷

選擇題（每題5分共55分，其中1-8為單選，9-11為多選，多選漏選的得2分.）

1.（5分）一代代物理學家們在探究客觀世界的過程中，不斷發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，總結(jié)研究方法，

推動了生產(chǎn)力的發(fā)展和人類文明的進步。下列關(guān)于物理學史和物理學方法的敘述，正確

的是（）

A.“點電荷”和“電場強度”概念的提出，都應用了比值定義法

B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪什測量出了引力常量G的值

C.開普勒總結(jié)了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因

D.法國物理學家?guī)靵霭l(fā)現(xiàn)了庫侖定律，并通過油滴實驗測定了元電荷的電荷量

2.（5分）如圖，光滑絕緣水平面上的A、B兩點分別固定兩個帶等量同種電荷的點電荷M、

N,O為AB連線的中點，CD為AB連線的垂直平分線，a、b分別為AB、CD連線上的

點。貝U（）

C

ib

MN

0

Oo

AB

D

A.任何帶電粒子在a、b^O點都無法靜止

B.帶電粒子在a、b、O點是否靜止，要根據(jù)所放電荷的電性才能判斷

C.在a點靜止釋放的帶電粒子在AB連線上運動，粒子的速度可能一直不斷增大且加速

度一直不斷減小

D.在b點靜止釋放的帶電粒子在CD連線上運動，粒子速度可能不斷增大且加速度不斷

減小

3.（5分）在俄烏戰(zhàn)爭中，無人機發(fā)揮了重要作用。如圖是某固定翼無人機在目標上空高度

為h的水平面內(nèi)盤旋，做勻速圓周運動，測得與目標的距離為s,無人機質(zhì)量為m,巡航

速度為v,所在地重力加速度為g。以下說法正確的是（）

目標

27rs

A.無人機圓周運動的周期為一

v

B.無人機勻速圓周運動過程中，豎直面內(nèi)受重力、升力和向心力作用

C.無人機獲得的升力大小等于mg

”2

D.機翼與水平面的夾角8滿足關(guān)系式：tand=V

gjs2-h2

4.（5分）“嫦娥四號”是嫦娥探月工程計劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星，主要任務(wù)

是更深層次、更加全面地科學探測月球地貌、資源等方面的信息，完善月球檔案資料。

己知引力常量為G,地球半徑為R,月球的半徑為地球半徑的k倍，地球表面重力加速

度為g,月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的n倍，“嫦娥四號”離月球中心

的距離為r,繞月周期為T。根據(jù)以上信息判斷下列說法正確的是（）

A.月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的4倍

B.“嫦娥四號”繞月運行的速度為卜彳^

C.月球的平均密度為P=3口33

GT2k3R

D.“嫦娥四號”只要減速運動就能返回地球

5.（5分）如圖所示，一塔式起重機正在工作，在某段時間內(nèi)，吊車將質(zhì)量為M的重物從

靜止開始以恒定的加速度a（a<g）豎直下降，當下降高度為h時，速度為v,在這個過

A.重物的重力勢能減少了Mah

1

B.起重機對重物做功為+

1

C.重物的機械能減少了Mgh-2M/

D.重物的合外力做功為Mgh+Mah

6.（5分）如圖所示，光滑水平面OB與足夠長粗糙斜面BC交于B點。輕彈簧左端固定于

豎直墻面，現(xiàn)用質(zhì)量為mi的滑塊壓縮彈簧至D點，然后由靜止釋放，滑塊脫離彈簧后

經(jīng)B點滑上斜面，上升到最大高度，并靜止在斜面上。不計滑塊在B點的機械能損失,

換用材料相同，質(zhì)量為m2的滑塊（m2Wmi）壓縮彈簧至同一點D后，重復上述過程，

下列說法中正確的是（）

A.兩滑塊到達B點時速度相同

B.兩滑塊沿斜面上升的最大高度相同

C.兩滑塊上升到最高點的過程中重力勢能增加量不同

D.兩滑塊上升到最高點的過程中摩擦產(chǎn)生的熱量相同

7.（5分）如圖所示，傾角為30。的斜面連接水平面，在水平面上安裝半徑為R的半圓豎

直擋板，質(zhì)量為m的小球從斜面上高為R處靜止釋放，到達水平面時恰能貼著擋板內(nèi)側(cè)

運動。小球可視為質(zhì)點，不計一切摩擦且碰撞前后速率不變。則小球沿擋板運動時對擋

板的壓力是（）

8.（5分）如圖所示，一小球以vo=lOm/s的速度水平拋出，在落地之前經(jīng)過空中A、B兩

點.在A點小球速度方向與水平方向的夾角為45°,在B點小球速度方向與水平方向的

夾角為60°（空氣阻力忽略不計，g取:lOm/s?）.以下判斷中正確的是（）

*

A.小球經(jīng)過A、B兩點間的時間t=ls

B.小球經(jīng)過A、B兩點間的時間t=V3s

C.A、B兩點間的高度差h=10m

D.A、B兩點間的高度差h=15m

（多選）9.（5分）如圖所示，用恒定的拉力F拉置于光滑水平面上的質(zhì)量為m的物體，

由靜止開始運動，時間為t,拉力F斜向上與水平面夾角為9=60°.如果要使拉力做的

功變?yōu)樵瓉淼?倍，在其他條件不變的情況下，可以將（）

A.拉力變?yōu)?F

B.時間變?yōu)轸~t

m

C.物體質(zhì)量變?yōu)橐?/p>

2

D.拉力大小不變，但方向改為與水平面平行

（多選）10.（5分）如圖所示，在方向水平的勻強電場中，一不可伸長的不導電細線的一

端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球，另一端固定于O點，把小球拉起至A點，此時細線與

場強平行，然后把小球從A點無初速釋放，經(jīng)最低點B后到達B的另一側(cè)C點時速度為

零，則（）

O/.----------QA

A.小球在B點時速度最大

B.小球從A點到B點再到C點的過程中，機械能一直在減少

C.小球在B點時的繩子拉力最大

D.從A點到B點的過程中小球的動能先增加再減小

（多選）11.（5分）如圖所示，三根長均為L的輕桿組成支架，支架可繞光滑的中心轉(zhuǎn)軸

O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，輕桿間夾角均為120°,輕桿末端分別固定質(zhì)量為m、2m和3m

的n、p、q三個小球，n球位于O的正下方，將支架從圖示位置由靜止開始釋放，下列

II

7

A.從釋放到q到達最低點的過程中，q的重力勢能減少了&mgL

B.q達到最低點時，q的速度大小為河

C.q到達最低點時，輕桿對q的作用力為5mg

D.從釋放到q到達最低點的過程中，輕桿對q做的功為-3mgL

二.實驗填空題（每空2分共12分）

12.（6分）驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖1所示，現(xiàn)有的器材：帶鐵夾的鐵架臺、

紙帶、打點計時器、交流電源、帶夾子的重物?；卮鹣铝袉栴}：

（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有;

A.秒表

B.天平

C.毫米刻度尺

（2）部分實驗步驟如下：

A.把打點計時器固定在鐵夾上，讓紙帶穿過限位孔

B.手提紙帶的上端，讓重物靜止在打點計時器附近

C.接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開紙帶

D.關(guān)閉電源，取出紙帶

（3）實驗中，夾子與重物的質(zhì)量m=250g,打點計時器在紙帶上打出一系列點，如圖2

所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點，A、B、C為三個連續(xù)點，已知

打點計時器每隔0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,選取圖中O點和B點

來驗證機械能守恒定律，則重物重力勢能減少量AEp=J,動能增量AEk=

J；（以上均要求保留2位有效數(shù)字）

1T

圖1圖2

13.（6分）如圖所示,一農(nóng)用水泵裝在離地面一定高度處，其出水管是水平的，現(xiàn)僅有一

鋼卷尺，請你粗略地測出水流出管□的速度大小和從管口到地面之間在空中水柱的質(zhì)量

（已知水的密度為P，重力加速度為g）：

（1）除了已測出的水管內(nèi)徑L外，你需要測量的物理量是（寫出物理量名稱和對應的字

母）：;

（2）水流出管口的速度表達式為；（請用已知量和待測量量的

符號表示）

（3）空中水的質(zhì)量的表達式為o（請用已知量和待測量量的符

號表示）

777777777777777777777777777777^77

三.計算題（11+10+12共33分）

14.（11分）如圖甲所示，假設(shè)某星球表面上有一傾角為8=30°的固定斜面，一質(zhì)量為m

的小物塊從斜面底端沿斜面向上運動，其速度一時間圖像如圖乙所示。已知小物塊與斜

面間的動摩擦因數(shù)為U=0.5,該星球半徑為R=6Xl（）4km,引力常量G=6.67X1（）-11N?

m2/kg2,求：

（1）該星球的表面重力加速度;

（2）該星球的第一宇宙速度；

（3）該星球的質(zhì)量。

15.（10分）如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上,

轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO'重合。轉(zhuǎn)臺以一定角速度3勻速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量

為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止,

它和O點的連線與00'之間的夾角為53°。cos53°=0.6,sin53°=0.8,重力加速度

大小為go

（1）若3=30,小物塊受到的摩擦力恰好為零，求30;

（2）若31=1.530,求小物塊受到摩擦力的大小和方向。

33

16.（12分）如圖所示，固定的粗糙弧形軌道下端B點水平，上端A與B點的高度差為hi

=0.3m,傾斜傳送帶與水平方向的夾角為37。，傳送帶的上端C點到B點的高度差為

h2=0.1125m（傳送帶傳動輪的大小可忽略不計）.一質(zhì)量為m=lkg的滑塊（可看作質(zhì)點）

從軌道的A點由靜止滑下，然后從B點拋出，恰好以平行于傳動帶的速度從C點落到傳

動帶上,傳送帶逆時針傳動,速度大小為v=0.5m/s,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.8,

且傳送帶足夠長，滑塊運動過程中空氣阻力忽略不計，g=10m/s2,試求：

（1）滑塊運動至C點時的速度vc大??；

（2）滑塊由A到B運動過程中克服摩擦力做的功Wf；

（3）滑塊在傳送帶上運動時與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q。

2022-2023學年江西省宜春市高一下期末物理試卷

參考答案與試題解析

選擇題（每題5分共55分，其中1-8為單選，9-11為多選，多選漏選的得2分.）

1.（5分）一代代物理學家們在探究客觀世界的過程中，不斷發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，總結(jié)研究方法，

推動了生產(chǎn)力的發(fā)展和人類文明的進步。下列關(guān)于物理學史和物理學方法的敘述，正確

的是（）

A.“點電荷”和“電場強度”概念的提出，都應用了比值定義法

B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪什測量出了引力常量G的值

C.開普勒總結(jié)了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因

D.法國物理學家?guī)靵霭l(fā)現(xiàn)了庫侖定律，并通過油滴實驗測定了元電荷的電荷量

【解答】解：A.“點電荷”概念提出是應用了理想化模型法，“電場強度”概念的提出應

用了比值定義法，故A錯誤；

B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪什通過扭秤裝置測量出了引力常量G的值，故B

正確；

C.開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，但未找出行星按照這些規(guī)律運動的原因，牛頓的萬

有引力定律對此作出了解釋，故c錯誤；

D.法國物理學家?guī)靵霭l(fā)現(xiàn)了庫侖定律，美國物理學家密立根通過油滴實驗測定了元電荷

的電荷量，故D錯誤。

故選：Bo

2.（5分）如圖，光滑絕緣水平面上的A、B兩點分別固定兩個帶等量同種電荷的點電荷M、

N,O為AB連線的中點,CD為AB連線的垂直平分線，a、b分別為AB、CD連線上的

點。則（)

ib

MN

OOo

AB

D

A.任何帶電粒子在a、b、O點都無法靜止

B.帶電粒子在a、b、O點是否靜止，要根據(jù)所放電荷的電性才能判斷

C.在a點靜止釋放的帶電粒子在AB連線上運動，粒子的速度可能一直不斷增大且加速

度一直不斷減小

D.在b點靜止釋放的帶電粒子在CD連線上運動，粒子速度可能不斷增大且加速度不斷

減小

【解答】解：AB.帶電粒子在0點處時，電場強度為零，所受合力為零，因此可以靜止

在。點，與電荷的電性無關(guān)，故AB錯誤；

C.在a點靜止釋放的帶電粒子在AB連線上運動，若向O點運動，粒子的速度不斷增大

且加速度不斷減小，通過O點向B點運動時，速度不斷減小，加速度不斷增加，然后往

復運動，若從a向M粒子運動，速度和加速度都不斷增加，故C錯誤；

D.由于在CD連線上，從。點向外，電場強度先增大后減小，可能b點處于最大值的外

側(cè)，若從b點釋放與MN同種電荷，將沿著DC方向運動，加速度逐漸減小，而速度逐

漸增加，故D正確。

故選：D。

3.（5分）在俄烏戰(zhàn)爭中，無人機發(fā)揮了重要作用。如圖是某固定翼無人機在目標上空高度

為h的水平面內(nèi)盤旋，做勻速圓周運動，測得與目標的距離為s,無人機質(zhì)量為m,巡航

速度為v,所在地重力加速度為g。以下說法正確的是（）

目標

27rs

A.無人機圓周運動的周期為一

v

B.無人機勻速圓周運動過程中，豎直面內(nèi)受重力、升力和向心力作用

C.無人機獲得的升力大小等于mg

”2

D.機翼與水平面的夾角8滿足關(guān)系式：tan0=——

乩2_*

【解答】解：A.由幾何關(guān)系得無人機做圓周運動的半徑為：r=

則周期為：7=陋=加三!

VV

故A錯誤;

B.無人機做勻速圓周運動的過程中，豎直面內(nèi)受重力、升力的作用，二者的合力提供無

人機所需的向心力，故B錯誤;

C.無人機在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，豎直方向受力平衡，無人機獲得的升力在豎直方

向上的分力大小等于mg,故C錯誤;

”2

D.重力和升力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得：mgtane=m^

則tan0=藝=

S'gR

故D正確。

故選：Do

4.（5分）“嫦娥四號”是嫦娥探月工程計劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星，主要任務(wù)

是更深層次、更加全面地科學探測月球地貌、資源等方面的信息，完善月球檔案資料。

已知引力常量為G,地球半徑為R,月球的半徑為地球半徑的k倍，地球表面重力加速

度為g,月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的n倍，“嫦娥四號”離月球中心

的距離為r,繞月周期為T。根據(jù)以上信息判斷下列說法正確的是（）

A.月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的小倍

B.“嫦娥四號”繞月運行的速度為

C.月球的平均密度為p=3a③

GT2"aR°

D.“嫦娥四號”只要減速運動就能返回地球

'、v2__

【解答】解：A、根據(jù)第一宇宙速度的定義有：mg=m—,解得第一宇宙速度：v=四瓦

R

根據(jù)題意可知v月=地，故A錯誤；

Mmv2

B、“嫦娥四號”繞月球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，G?-=m7和

筆=mg,可以得到“嫦娥四號”繞月運行的速度為：v=嗎式，故B錯誤；

R21

Mm4TT2、4

C、根據(jù)萬有引力提供向心力，G―r2了=m：Ty2r和密度公式：M=廠p-3求得月球的

平均密度：p=3a3故c正確；

GT2"aR°

D、“嫦娥四號”必須先加速離開月球，再減速運動才能返回地球，故D錯誤。

故選：Co

5.（5分）如圖所示，一塔式起重機正在工作，在某段時間內(nèi)，吊車將質(zhì)量為M的重物從

靜止開始以恒定的加速度a（a<g）豎直下降，當下降高度為h時，速度為v,在這個過

程中，下列說法正確的是（）

A.重物的重力勢能減少了Mah

B.起重機對重物做功為Mg/i+WM/

1

C.重物的機械能減少了Mgh—2〃/

D.重物的合外力做功為Mgh+Mah

【解答】解：A、重物的重力勢能減少AEp=WG=Mgh,故A錯誤；

B、設(shè)起重機對重物做功為W,根據(jù)動能定理得:Mgh+W=筵解得:W=|Mv2-Mgh,

故B錯誤；

C、根據(jù)功能關(guān)系知重物的機械能減少4E=-卬=故c正確；

D、重物的合外力做功為Wa=mah,故D錯誤。

故選：Co

6.（5分）如圖所示，光滑水平面0B與足夠長粗糙斜面BC交于B點。輕彈簧左端固定于

豎直墻面，現(xiàn)用質(zhì)量為mi的滑塊壓縮彈簧至D點，然后由靜止釋放，滑塊脫離彈簧后

經(jīng)B點滑上斜面，上升到最大高度，并靜止在斜面上。不計滑塊在B點的機械能損失,

換用材料相同，質(zhì)量為m2的滑塊（m2Km1）壓縮彈簧至同一點D后，重復上述過程，

下列說法中正確的是（）

A.兩滑塊到達B點時速度相同

B.兩滑塊沿斜面上升的最大高度相同

C.兩滑塊上升到最高點的過程中重力勢能增加量不同

D.兩滑塊上升到最高點的過程中摩擦產(chǎn)生的熱量相同

【解答】解：A、根據(jù)題意可知，彈簧將滑塊彈開運動到B點的過程中，彈簧和滑塊組

成的機械能守恒，則兩滑塊運動到B點的動能相等，由&=*M盧可知，由于兩滑塊的

質(zhì)量不相等，則兩滑塊到達B點時速度不相同，故A錯誤；

B、根據(jù)題意，滑塊在斜面上，由牛頓第二定律有：mgsin0+|imgcos0=ma

解得：a=gsin0+|igcos6

可知，兩滑塊在斜面上運動時的加速度相等，由于初速度不相等，則兩滑塊沿斜面上升

的最大高度不相同，故B錯誤；

CD、根據(jù)題意，設(shè)滑塊上升的最大高度為h,則滑塊上升到最高點的過程中重力勢能增

加量為mgh,滑塊從開始彈開到最高點過程中，由能量守恒定律有Ep=mgh+|imgcos0,

h

sinO

Ep=mgh+fimgcosd,

解得：mgh=Pn

'tand

Ep

mgh=-^-

'tanO

可知，兩滑塊上升到最高點的過程中重力勢能增加量相同，則兩滑塊上升到最高點的過

程中摩擦產(chǎn)生的熱量為：Q=Ep-mgh

可知，兩滑塊上升到最高點的過程中摩擦產(chǎn)生的熱量相同，故C錯誤，D正確。

故選：D。

7.（5分）如圖所示，傾角為30。的斜面連接水平面，在水平面上安裝半徑為R的半圓豎

直擋板，質(zhì)量為m的小球從斜面上高為R處靜止釋放，到達水平面時恰能貼著擋板內(nèi)側(cè)

運動。小球可視為質(zhì)點，不計一切摩擦且碰撞前后速率不變。則小球沿擋板運動時對擋

板的壓力是（）

A.0.5mgB.mgC.1.5mgD.2mg

【解答】解：設(shè)小球滑到底端速度為v,對擋板壓力為F,由動能定理可得

1

mgR=29

根據(jù)牛頓第二定律有

V2

F—

解得F=2mg

根據(jù)牛頓第三定律可知小球沿擋板運動時對擋板的壓力是2mg

故D正確，ABC錯誤。

故選：D。

8.（5分）如圖所示，一小球以vo=lOm/s的速度水平拋出，在落地之前經(jīng)過空中A、B兩

點.在A點小球速度方向與水平方向的夾角為45°,在B點小球速度方向與水平方向的

夾角為60°（空氣阻力忽略不計，g取10m/s2）.以下判斷中正確的是（）

?-^7°

飛

A.小球經(jīng)過A、B兩點間的時間t=ls

B.小球經(jīng)過A、B兩點間的時間t=V5s

C.A、B兩點間的高度差h=10m

D.A、B兩點間的高度差h=15m

【解答】解：A、根據(jù)速度的分解和豎直方向自由落體運動可知：

v^=votan45°=vo,VBy=votan6O°=V3v0,

則小球運動的時間t="吟""==（V3-l）s,故A、B錯誤。

9g

22

C、A、B的高度差h=%14y=300^100m=故c正確，D錯誤。

故選：Co

（多選）9.（5分）如圖所示，用恒定的拉力F拉置于光滑水平面上的質(zhì)量為m的物體，

由靜止開始運動，時間為t,拉力F斜向上與水平面夾角為。=60°.如果要使拉力做的

功變?yōu)樵瓉淼?倍，在其他條件不變的情況下，可以將（）

B.時間變?yōu)?/p>

m

C.物體質(zhì)量變?yōu)?

D.拉力大小不變，但方向改為與水平面平行

【解答】解：物體在拉力作用下做勻加速運動，由牛頓第二定律可知：Fcos0=ma

時間t內(nèi)的位移L=±at2

拉力做功W=FLcos6=p2^dt2

A、拉力變?yōu)?F,此時拉力做功為原來的4倍，故A正確；

B、時間變?yōu)榻黷,此時拉力做功為原來的2倍，故B錯誤；

m

C、物體質(zhì)量變?yōu)?,此時拉力做功為原來的2倍，故C錯誤；

D、拉力大小不變，但方向改為與水平面平行，此時拉力做功為原來的4倍，故D正確；

故選：ADo

（多選）10.（5分）如圖所示，在方向水平的勻強電場中，一不可伸長的不導電細線的一

端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球，另一端固定于。點，把小球拉起至A點，此時細線與

場強平行，然后把小球從A點無初速釋放，經(jīng)最低點B后到達B的另一側(cè)C點時速度為

零，貝U（）

°/.----------9A

A.小球在B點時速度最大

B.小球從A點到B點再到C點的過程中，機械能一直在減少

C.小球在B點時的繩子拉力最大

D.從A點到B點的過程中小球的動能先增加再減小

【解答】解：AC、小球受電場力水平向右，則由平衡知識可知，小球的平衡位置在AB

之間的某位置，小球在平衡位置時的速度最大，在此位置時繩子的拉力也是最大，但肯

定不是在B點，故AC錯誤；

B、根據(jù)功能原理，小球從A點到B點再到C點的過程中，只有電場力和重力做功，則

小球的機械能和電勢能之和守恒，因此過程中電場力一直做負功，電勢能變大，則機械

能一直在減少，故B正確；

D、由以上分析，速度最大（即動能最大）的點在AB之間的某點，從A點到B點的過

程中，小球的動能先增加再減小，故D正確。

故選：BDo

（多選）11.（5分）如圖所示，三根長均為L的輕桿組成支架，支架可繞光滑的中心轉(zhuǎn)軸

0在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，輕桿間夾角均為120°,輕桿末端分別固定質(zhì)量為m、2m和3m

的n、p、q三個小球，n球位于。的正下方，將支架從圖示位置由靜止開始釋放，下列

說法中正確的是（）

7

A.從釋放到q到達最低點的過程中，q的重力勢能減少了&mgL

B.q達到最低點時，q的速度大小為屈

C.q到達最低點時，輕桿對q的作用力為5mg

D.從釋放到q到達最低點的過程中，輕桿對q做的功為-3mgL

【解答】解：A、從釋放到q到達最低點的過程中，q下降的高度為h=L+Lsin30°=|L,

Q

q的重力勢能減少量為△Epq=3mgh=^mgL,故A錯誤；

B、q達到最低點時，設(shè)q的速度大小為v,此過程中，p的重力勢能變化量為零，n上升

的高度為h,根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒得：3mgh-mgh=1（m+2m+3m）v2,解得v=y[gL,

故B正確；

v2

C、q到達最低點時，設(shè)輕桿對q的作用力為F,則由牛頓第二定律得：F-3mg=3nrp

解得F=6mg,故C錯誤；

D、從釋放到q到達最低點的過程中，設(shè)輕桿對q做的功為W,對q,由動能定理得：

1

3mgh+W=X3mv2,解得W=-3mgL,故D正確。

故選：BDo

二.實驗填空題（每空2分共12分）

12.（6分）驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖1所示，現(xiàn)有的器材：帶鐵夾的鐵架臺、

紙帶、打點計時器、交流電源、帶夾子的重物?；卮鹣铝袉栴}：

（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有C

A.秒表

B.天平

C.毫米刻度尺

（2）部分實驗步驟如下：

A.把打點計時器固定在鐵夾上，讓紙帶穿過限位孔

B.手提紙帶的上端，讓重物靜止在打點計時器附近

C.接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開紙帶

D.關(guān)閉電源，取出紙帶

（3）實驗中，夾子與重物的質(zhì)量m=250g,打點計時器在紙帶上打出一系列點，如圖2

所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，0為第一個點，A、B、C為三個連續(xù)點，已知

打點計時器每隔0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,選取圖中O點和B點

來驗證機械能守恒定律，則重物重力勢能減少量AEp=049J,動能增量AEk=0.48

J;（以上均要求保留2位有效數(shù)字）

【解答】解：（1）若重物下落機械能守恒，則需要滿足：mgh=^mv2

變形后得到：gh-2V2

由此可知，需要測量重物下落的高度及重物的速度，測量下落高度可用刻度尺測量紙帶

上計數(shù)點間距離得到，重物做勻變速直線運動，重物的速度可以通過打點紙帶測量得到，

計數(shù)點間距離由刻度尺得到，時間可通過打點計時器打點個數(shù)及打點頻率得到，故為完

成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有毫米刻度尺，故AB錯誤，C正確。

故選：Co

（3）夾子與重物的質(zhì)量m=250g=0.25kg

由。到B重力勢能減少量：AEp=mgh=0.25X9.80X0.2J=0.49J

打B點時物體的速度：%=笫=0242x002635771/5=L95血/s

2

所以動能增加量為：AFk=^mvl=/0.25x1.95/=0.487

故答案為：（1）C；（3）0.49、0.48o

13.（6分）如圖所示，一農(nóng)用水泵裝在離地面一定高度處，其出水管是水平的，現(xiàn)僅有一

鋼卷尺，請你粗略地測出水流出管□的速度大小和從管口到地面之間在空中水柱的質(zhì)量

（已知水的密度為P，重力加速度為g）：

（1）除了已測出的水管內(nèi)徑L外，你需要測量的物理量是（寫出物理量名稱和對應的字

母）：水平位移s,管口離地的高度h；

（2）水流出管口的速度表達式為D=S島；（請用已知量和待測量量的符號表示）

（3）空中水的質(zhì)量的表達式為m=寫正。（請用已知量和待測量量的符號表示）

-----4—

//////////////////////////////>//

【解答】解：（1）水流出水管后做平拋運動，需要測出水的：水平位移S,管口離地的高

度h；

（2）水管距地高度h,水柱的水平射程S,設(shè)水在空中的運動時間為3

水做平拋運動，在水平方向：s=vt,在豎直方向：h=^gt2,

則水在空中運動的時間1=水的初速度”*sj韶

(3)空中水的質(zhì)量表達式m=pvt-S=X號-X。

故答案為：(1)水平位移s,管口離地的高度h；(2)u=s￡；(3)

三.計算題(11+10+12共33分)

14.(11分)如圖甲所示，假設(shè)某星球表面上有一傾角為0=30°的固定斜面，一質(zhì)量為m

的小物塊從斜面底端沿斜面向上運動，其速度一時間圖像如圖乙所示。已知小物塊與斜

面間的動摩擦因數(shù)為四=0.5,該星球半徑為R=6Xl()4km,引力常量G=6.67X10一

m2/kg2,求：

(1)該星球的表面重力加速度；

(2)該星球的第一宇宙速度；

(3)該星球的質(zhì)量。

【解答】解：(1)物塊上滑過程中，根據(jù)牛頓第二定律在沿斜面方向上有

|imgcos0+mgsin0=mai

下滑過程中，在沿斜面方向上有

mgsinQ-|imgcos9=ma2

又知V-t圖像的斜率表示加速度，則上滑和下滑過程中物塊的加速度大小分別為

6—0.7YC/7

的=-Q-g-m/s=10m/s

2

22

a2=Q-^m/s=5m/s

聯(lián)立解得

g=15m/s2

(2)該星球的第一宇宙速度為

%==V15x6x104x103m/s=3.0x104m/s

(3)在星球表面

可得該星球的