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1、第 1 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司雅礼中学雅礼中学 2024 届高三月考试卷（二）届高三月考试卷（二）物物 理理本试题卷分选择题和非选择题两部分，共本试题卷分选择题和非选择题两部分，共 8 页。时量页。时量 75 分钟，满分分钟，满分 100 分。分。一、单选题（本题共一、单选题（本题共 6 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 24 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.将一小钢球从某一高度水平抛出，其与水平地面碰撞后水平方向分速度保持不变，竖直方向分速度比碰撞前要小，则关于小钢球运动轨迹描绘可
2、能正确的是（）A.B.C.D.2.如图为小明玩橡皮筋球的瞬间，小球正在向上运动，手正在向下运动，橡皮筋处于拉伸状态。在橡皮筋逐渐恢复原长的过程中，小球一直在上升，下列说法正确的是（）A.小球动能一直增加B.小球机械能一直增加C.小球一直处于超重状态D.橡皮筋与小球构成的系统机械能守恒3.机动车检测站进行车辆尾气检测原理如下：车主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚动圆筒上，可在原地沿前进方向加速，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员把车加速到一定程度，持续一定时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数。现有如下检测过程简图：车轴 A 的半径为 ra，车轮 B 的半径为 rb，滚动圆筒
3、C 的半径为 rc，车轮与滚动圆筒间不打滑，当车轮以恒定转速 n（每秒钟 n转）运行时，下列说法正确的是（）的的第 2 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司A.C 的边缘线速度为 2nrcB.A、B 的角速度大小相等，均为 2n，且 A、B 沿顺时针方向转动，C 沿逆时针方向转动C.A、B、C 的角速度大小相等，均为 2n，且均沿顺时针方向转动D.B、C 的角速度之比为cbrr4.“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把 47 个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备火箭（含燃料）、椅子
4、、风筝等总质量为 M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为 m 的炽热燃气相对地面以0v的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为 g，下列说法中正确的是（）A.火箭的推力来自燃气对它的反作用力B.在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为0mvMC.喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为2202()m vg MmD.在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备动量守恒5.如图是我国百丈漈瀑布的局部风景图。已知该级瀑布的落差约为80mh，流量（单位时间内流出水的体积）35m/sQ，忽略水的初速度及空气的影响，可认为水落到瀑布底部的岩石上时竖直速度减为 0（水撞击岩石的过程中可以忽略重力的
5、影响），则瀑布对底部岩石的冲击力大小约为（）第 3 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司A.32 10 NB.42 10 NC.52 10 ND.62N106.小何用额定功率为 1000W、最大拉力为 200N 的提升装置，把静置于地面的质量为 10kg 的重物竖直提升到高为 82.5m 的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过25m/s的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，不计空气阻力，g 取210m/s，则提升重物的最短时间为（）A.10sB.10.5sC.11sD.11.5s二、多选题（本题共二、多选题（本题共 4 小题，每小题小题，每小题 5 分，共分，共 20 分，在每小题给出
6、的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得分，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 5 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分）分）7.在光滑水平面上，质量为 m、速度大小为 v 的 A 球与质量为 2m 静止的 B 球发生对心碰撞，则碰撞后B 球的速度大小可能是（）A.vB.34vC.12vD.13v8.如图，水平圆盘上放置一个质量为 m 的小物块，物块通过长为 L 的轻绳连接到竖直转轴上的定点 O，此时轻绳恰好伸直，与转轴成37角。现使整个装置绕转轴缓慢加速转动（轻绳不会绕到转轴上），角速度从零开始缓慢增加，直到物块刚好要脱
7、离圆盘。已知物块与圆盘间动摩擦因数0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，sin370.6，cos370.8。则轻绳的弹力大小TF和物块受到的摩擦力大小fF随2变化的图像正确的是（）A.B.C.D.第 4 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司9.质量为 m 的人造地球卫星与地心距离为 r 时，引力势能可表示为pGMmEr，其中 G 为引力常量，M 为地球质量。如图，该卫星开始时在半径为 R 的圆轨道上绕地球做圆周运动，某时刻经过 A 点加速进入椭圆轨道，轨道上远地点 B 到地心的距离为 3R，忽略加速后卫星的质量变化，则（）A.卫星在轨道上运行时线速度大小为2GMRB.卫星在
8、轨道上运行的周期为24RRGMC.卫星在轨道上运行时机械能为2GMmRD.卫星经过 B 点时的速度大小为2GMR10.如图，倾角为37的斜面底部固定有挡板 P，顶部固定光滑轻滑轮 R。轻弹簧一端固定在 P 上，另一端连接物块 B，B 与光滑轻滑轮 Q 相连。轻绳一端固定在斜面上的 O 点，绕过滑轮 Q 和 R 连接物块 A。已知 A、B 质量均为1kgm，B 与斜面间动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧劲度系数为50N/mk，弹簧的弹性势能pE与劲度系数 k 和形变量 x 的关系为2p12Ekx，重力加速度 g取210m/s。开始时用手托着 A 使 B 保持静止，且此时弹簧处于
9、原长。某时刻将手撤去，B 开始沿斜面向上滑动，直至向上运动到最大位移处（B 未到 O 点，且 A 未着地），弹簧始终处于弹性限度内，斜面保持静止，轻绳与斜面平行（sin370.6，cos370.8），下列说法正确的是（）A.将手撤去前手对 A弹力 F 范围是5N9NF的第 5 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司B.将手撤去后瞬间 B 的加速度大小为210m/s3C.B 速度最大时弹簧的形变量为 0.2mD.A 下降的最大位移为 0.8m三、实验题（三、实验题（11 题题 8 分，分，12 题题 8 分）分）11.用图甲所示实验装置验证1m、2m组成的系统机械能守恒，2m从高处由静止开始下
10、落，打点计时器在1m拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有 4 个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，打点计时器的频率为 50Hz。已知150gm、2150gm，重力加速度 g 取210m/s进行计算，所有结果均保留两位有效数字，则：（1）在纸带上打下计数点 5 时1m、2m的速度大小5v _m/s；（2）在打点 05 过程中系统动能的增加量为_J，系统重力势能的减少量为_J；（3）通过前面的数据发现，系统动能的增加量不等于系统重力势能的减少量，造成上述实验误差的原因可能
11、是_（写出一种可能的原因即可）。12.图甲是验证动量守恒定律的装置，气垫导轨上安装了 1、2 两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条 （1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，其读数为_cm；第 6 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司 （2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向右运动，发现滑块通过光电门 1时间小于通过光电门 2 的时间。为使导轨水平，可调节 Q 使轨道右端_（选填“升高”或“降低”）一些；（3）测出滑块 A 和遮光条的总质量为1m，滑块 B 和遮光条的总质量为2m。将滑块 A 静置于两光电门之间，将滑块 B 静置于光电门 2
12、 右侧，推动 B，使其获得水平向左的速度，经过光电门 2 并与 A 发生碰撞且被弹回，再次经过光电门 2。光电门 2 先后记录的挡光时间为1t、2t，光电门 1 记录的挡光时间为3t。小明想用上述物理量验证该碰撞过程动量守恒，则他要验证的关系式是_；小徐猜想该碰撞是弹性碰撞，他用了一个只包含1t、2t和3t的关系式来验证自己的猜想，则他要验证的关系式是_。四、解答题（四、解答题（13 题题 12 分，分，14 题题 14 分，分，15 题题 14 分）分）13.如图，竖直平面内有足够长的倾角为30的直轨道 AB，圆心为1O的竖直半圆轨道 BCD，圆心为2O的竖直半圆管道 DEF，水平直轨道 F
13、G，各轨道间平滑连接。已知滑块（可视为质点）质量1kgm，轨道 BCD 的半径0.9mR，轨道 DEF 的半径0.1mr，滑块与轨道 AB 间的动摩擦因数36，其余轨道均光滑，重力加速度210m/sg，将滑块从轨道 AB 上某点静止释放。（1）若释放点到 B 点的距离4.5ml，求滑块经过1O的等高点 C 时对轨道的压力大小；（2）若要使滑块可以到达 FG 轨道，求滑块释放点到 B 点的最小距离ml。14.如图，粗糙水平地面上放着两个相同的木板 B 和 C，可视为质点的物块 A 以初速度0v冲上木板 B。已知 A 质量为 2m，与 B、C 间动摩擦因数均为；B、C 质量均为 m，与地面间动摩擦
14、因数均为12。当A 运动至 B 最右端时，A、B 速度相同且 B、C 恰好相撞（碰撞时间极短），撞后 B、C 粘在一起，重力加的第 7 页/共 7 页学科网（北京）股份有限公司速度为 g。求：（1）开始时 B、C 间的距离；（2）A 最终离 C 右端的距离；（3）从 A 冲上木板 B 到最终 C 静止的整个过程系统因摩擦产生的热量。15.如图，A、B 两小球（可视为质点）用一根长为 L 的轻杆连接，在外力作用下竖直立于光滑水平地面上，以 B 球的初始位置为原点在竖直平面内建立平面直角坐标系 xOy。某时刻撤去外力，同时给小球 A 一个微小扰动使其向右倒下（初速度看作 0），研究小球 A 受微扰
15、后至第一次着地的过程。已知 A 的质量为m，B 的质量为 A 的 k 倍（k 为待定参数），重力加速度为 g。（1）求 A 着地前瞬间速度的大小和方向；（2）若1k，求 A 运动轨迹方程；（3）若 A 运动至离地 0.75L 时 B 的速度达到最大，求 k。的第 1 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司雅礼中学雅礼中学 2024 届高三月考试卷（二）届高三月考试卷（二）物物 理理本试题卷分选择题和非选择题两部分，共本试题卷分选择题和非选择题两部分，共 8 页。时量页。时量 75 分钟，满分分钟，满分 100 分。分。一、单选题（本题共一、单选题（本题共 6 小题，每小题小题，每小题 4
16、分，共分，共 24 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.将一小钢球从某一高度水平抛出，其与水平地面碰撞后水平方向分速度保持不变，竖直方向分速度比碰撞前的要小，则关于小钢球运动轨迹描绘可能正确的是（）A B.C.D.【答案】D【解析】【详解】根据题意可知，小球竖直方向上的速度减小，即小球在空中运动的时间减小，上升的高度逐渐减小，水平速度不变，水平位移逐渐减小。故选 D。2.如图为小明玩橡皮筋球的瞬间，小球正在向上运动，手正在向下运动，橡皮筋处于拉伸状态。在橡皮筋逐渐恢复原长的过程中，小球一直在上升，下列说法正确的是（
17、）A.小球动能一直增加B.小球机械能一直增加C.小球一直处于超重状态D.橡皮筋与小球构成的系统机械能守恒【答案】B【解析】【详解】AC小球正在向上运动，此后橡皮筋在恢复原长的过程中，当橡皮筋弹力大于小球重力时，小球向上做加速运动，小球处于超重状态，小球动能增加；当橡皮筋弹力小于小球重力时，小球向上做减速运.第 2 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司动，小球处于失重状态，小球动能减少；故 AC 错误；B橡皮筋在恢复原长的过程中，小球向上运动，橡皮筋弹力对小球一直做正功，则小球的机械能一直增加，故 B 正确；D由于手在下降，因此手对橡皮筋的弹力做负功，系统的机械能减小，故 D 错误。故选
18、B。【点睛】本题考查做功、机械能守恒条件、超重失重的概念。3.机动车检测站进行车辆尾气检测原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚动圆筒上，可在原地沿前进方向加速，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员把车加速到一定程度，持续一定时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数。现有如下检测过程简图：车轴 A 的半径为 ra，车轮 B 的半径为 rb，滚动圆筒 C 的半径为 rc，车轮与滚动圆筒间不打滑，当车轮以恒定转速 n（每秒钟 n转）运行时，下列说法正确的是（）A.C 的边缘线速度为 2nrcB.A、B 的角速度大小相等，均为 2n，且 A、B 沿顺时针方向转动，C 沿逆时针
19、方向转动C.A、B、C 的角速度大小相等，均为 2n，且均沿顺时针方向转动D.B、C 的角速度之比为cbrr【答案】B【解析】【详解】A根据2vnR可知，B 的线速度为2bbvnrB、C 线速度相同，即 C线速度为2cbbvvnr 故 A 错误；BCA、B 为主动轮，且同轴，角速度大小相等，即2 n的第 3 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司C 为从动轮，A、B 顺时针转动，C 逆时针转动，故 B 正确，C 错误；DB、C 线速度相同，B、C 角速度比为半径的反比，则bccbrr故 D 错误。故选 B4.“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把 47 个自制的火箭绑在
20、椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备火箭（含燃料）、椅子、风筝等总质量为 M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为 m 的炽热燃气相对地面以0v的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为 g，下列说法中正确的是（）A.火箭的推力来自燃气对它的反作用力B.在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为0mvMC.喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为2202()m vg MmD.在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备动量守恒【答案】A【解析】【详解】A火箭的推力是燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用
21、力，故 A 正确；B在燃气喷出后得瞬间，万户及所携设备组成的系统动量守恒，设火箭的速度大小为 v，规定火箭运动方向为正方向，则有00Mm vmv解得火箭的速度大小为0mvvMm。第 4 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司故 B 错误；C喷出燃气后，万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得，最大上升高度为2220222m vvhgMmg故 C 错误；D在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备因为受重力，系统动量不守恒，故 D 错误。故选 A。5.如图是我国百丈漈瀑布的局部风景图。已知该级瀑布的落差约为80mh，流量（单位时间内流出水的体积）35m/sQ，忽略水的初速度及空气的影响，
22、可认为水落到瀑布底部的岩石上时竖直速度减为 0（水撞击岩石的过程中可以忽略重力的影响），则瀑布对底部岩石的冲击力大小约为（）A.32 10 NB.42 10 NC.52 10 ND.62N10【答案】C【解析】【详解】水近似做自由落体运动，撞击岩石前速度240m/svgh假设经过一段极短的时间t，该时间内撞上岩石的水的质量为mQ t由动量定理，可得N0Q t vFt，5N2 10 NFQv根据牛顿第三定律，水对岩石的冲击力大小约为52 10 N。故选 C。6.小何用额定功率为 1000W、最大拉力为 200N 的提升装置，把静置于地面的质量为 10kg 的重物竖直提第 5 页/共 19 页学科
23、网（北京）股份有限公司升到高为 82.5m 的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过25m/s的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，不计空气阻力，g 取210m/s，则提升重物的最短时间为（）A.10sB.10.5sC.11sD.11.5s【答案】A【解析】【详解】提升重物的最大速度m10m/sPvmg额加速上升阶段的最大加速度2mm10m/sTmgam要时间最短，则先以ma匀加速，提升装置的功率mPT v达到额定功率时m 1PT v额解得15m/sv 因此匀加速运动时间为11m0.5svta位移为21m 111.25m2xa t接下来以恒定功率做加速度减小的加速运动，达到最大速度后匀速运动
24、，最终以25m/sa 的加速度匀减速运动至停止。最后的匀减速运动阶段m32svta位移为2m310m2vxa因此以恒定功率运动的位移为第 6 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司21382.5m71.25mxxx对此过程列动能定理，有22122m1122mgmvvPmtx 额解得27.5st 故总时间最短为12310stttt故选 A。二、多选题（本题共二、多选题（本题共 4 小题，每小题小题，每小题 5 分，共分，共 20 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 5 分，选对但不全的得分，选对但不全的
25、得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分）分）7.在光滑水平面上，质量为 m、速度大小为 v 的 A 球与质量为 2m 静止的 B 球发生对心碰撞，则碰撞后B 球的速度大小可能是（）A.vB.34vC.12vD.13v【答案】CD【解析】【详解】如果两个小球发生的是完全非弹性碰撞，则有2mvmm v共解得3vv共如果两个小球发生的是弹性碰撞，则有AB2mvmvmv222AB1112222mvmvmv解得B23vv 则小球 B 碰撞后的速度取值范围为B233vvv故选 CD。第 7 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司8.如图，水平圆盘上放置一个质量为 m 的小物块，物块通过长为 L
26、的轻绳连接到竖直转轴上的定点 O，此时轻绳恰好伸直，与转轴成37角。现使整个装置绕转轴缓慢加速转动（轻绳不会绕到转轴上），角速度从零开始缓慢增加，直到物块刚好要脱离圆盘。已知物块与圆盘间动摩擦因数0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，sin370.6，cos370.8。则轻绳的弹力大小TF和物块受到的摩擦力大小fF随2变化的图像正确的是（）A.B.C.D.【答案】AD【解析】【详解】较小时，绳子无弹力，静摩擦力提供向心力，有2fsin37FmL当fF达到最大静摩擦力时21sin37mLmg 解得2156gL此时绳子刚好开始产生弹力T0F 第 8 页/共 19 页学科网（北京）股
27、份有限公司f12Fmg继续增大角速度，轻绳弹力增大，静摩擦力减小，最终物块刚好要脱离圆盘，此时摩擦力为 0，有Tcos37Fmg 2T2sin37sin37FmL 解得2254gL此时T54Fmgf0F 故选 AD。9.质量为 m 的人造地球卫星与地心距离为 r 时，引力势能可表示为pGMmEr，其中 G 为引力常量，M 为地球质量。如图，该卫星开始时在半径为 R 的圆轨道上绕地球做圆周运动，某时刻经过 A 点加速进入椭圆轨道，轨道上远地点 B 到地心的距离为 3R，忽略加速后卫星的质量变化，则（）A.卫星在轨道上运行时线速度大小为2GMRB.卫星在轨道上运行的周期为24RRGMC.卫星在轨道
28、上运行时机械能为2GMmRD.卫星经过 B 点时的速度大小为2GMR【答案】BC【解析】【详解】A万有引力提供向心力，有第 9 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司22GMmvmRR解得卫星在轨道上运行时线速度大小为GMvR故 A 错误；B卫星在轨道上的周期为122RRTRvGM由开普勒第三定律，在轨道上的运行周期2T满足3322122RRTT可得2122 24RTTRGM故 B 正确；C卫星在轨道上运行时机械能为21122GMmGMmEmvRR 故 C 正确；D设卫星在轨道上运行经过 A、B 的速度大小分别为1v、2v，由开普勒第二定律可知123v Rv R则有123vv由机械能守恒，
29、有221211223GMmGMmmvmvRR解得26GMvR故 D 错误。第 10 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司故选 BC。10.如图，倾角为37的斜面底部固定有挡板 P，顶部固定光滑轻滑轮 R。轻弹簧一端固定在 P 上，另一端连接物块 B，B 与光滑轻滑轮 Q 相连。轻绳一端固定在斜面上的 O 点，绕过滑轮 Q 和 R 连接物块 A。已知 A、B 质量均为1kgm，B 与斜面间动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧劲度系数为50N/mk，弹簧的弹性势能pE与劲度系数 k 和形变量 x 的关系为2p12Ekx，重力加速度 g取210m/s。开始时用手托着 A 使 B
30、 保持静止，且此时弹簧处于原长。某时刻将手撤去，B 开始沿斜面向上滑动，直至向上运动到最大位移处（B 未到 O 点，且 A 未着地），弹簧始终处于弹性限度内，斜面保持静止，轻绳与斜面平行（sin370.6，cos370.8），下列说法正确的是（）A.将手撤去前手对 A 的弹力 F 范围是5N9NFB.将手撤去后瞬间 B 的加速度大小为210m/s3C.B 速度最大时弹簧的形变量为 0.2mD.A 下降的最大位移为 0.8m【答案】ACD【解析】【详解】A设手托 A 的弹力为 F，轻绳弹力为 T，斜面对 B 的摩擦力为 f；对 A 受力分析有FTmg对 B 受力分析有2sin37Tmgf其中co
31、s37cos37mgfmg综上解得5N9NF故 A 正确；第 11 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司BA 的位移，瞬时速度和加速度都是 B 的 2 倍，设撤去手瞬间 B 的加速度大小为 a，则此时 A 的加速度大小为 2a，故2mgTma且2sin37cos37Tmgmgma 解得22m/sa 故 B 错误；CB 的速度最大时 A、B 加速度都为零，故Tmg，2sin37cos37Tmgmgkx解得0.2mx 故 C 正确；D设 A 下降的最大位移为 h，下降 h 时 A、B 速度都是零，由能量守恒定律，有21111sin37cos372222mghmghkhmgh解得0.8mh 故
32、 D 正确。故选 ACD。三、实验题（三、实验题（11 题题 8 分，分，12 题题 8 分）分）11.用图甲所示实验装置验证1m、2m组成的系统机械能守恒，2m从高处由静止开始下落，打点计时器在1m拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有 4 个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，打点计时器的频率为 50Hz。已知150gm、2150gm，重力加速度 g 取210m/s进行计算，所有结果均保留两位有效数字，则：第 12 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司 （1）在
33、纸带上打下计数点 5 时1m、2m的速度大小5v _m/s；（2）在打点 05 过程中系统动能的增加量为_J，系统重力势能的减少量为_J；（3）通过前面的数据发现，系统动能的增加量不等于系统重力势能的减少量，造成上述实验误差的原因可能是_（写出一种可能的原因即可）。【答案】.2.4 .0.58 .0.60 .纸带受到摩擦力（空气阻力、滑轮粗糙有质量）【解析】【详解】（1）1 计数点 5 的瞬时速度为5562.4m/s2xxvT（2）2在打下第“0”点到打下第“5”点过程中系统动能的增加量2k12510.58J2Emmv3系统重力势能的减少量p210.60JEmmgh（3）4 系统动能的增加量不
34、等于系统重力势能的减少量，可能原因有很多，例如纸带受到摩擦力、空气阻力、滑轮粗糙有质量等。12.图甲是验证动量守恒定律的装置，气垫导轨上安装了 1、2 两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条 （1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，其读数为_cm；的第 13 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司 （2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向右运动，发现滑块通过光电门 1 的时间小于通过光电门 2 的时间。为使导轨水平，可调节 Q 使轨道右端_（选填“升高”或“降低”）一些；（3）测出滑块 A 和遮光条的总质量为1m，滑块 B 和遮光条的总质量
35、为2m。将滑块 A 静置于两光电门之间，将滑块 B 静置于光电门 2 右侧，推动 B，使其获得水平向左的速度，经过光电门 2 并与 A 发生碰撞且被弹回，再次经过光电门 2。光电门 2 先后记录的挡光时间为1t、2t，光电门 1 记录的挡光时间为3t。小明想用上述物理量验证该碰撞过程动量守恒，则他要验证的关系式是_；小徐猜想该碰撞是弹性碰撞，他用了一个只包含1t、2t和3t的关系式来验证自己的猜想，则他要验证的关系式是_。【答案】.1.345 .降低 .212132mmmttt .123111ttt【解析】【详解】（1）1图中游标卡尺读数为13mm9 0.05mm1.345cm（2）2滑块通过
36、光电门 1 的时间小于通过光电门 2 的时间，说明滑块从光电门 1 到光电门 2 为减速运动，则右端较高，因此可调节 Q 使轨道右端降低。（3）3若碰撞过程中动量守恒，取水平向左为正方向，根据公式有212132dddmmmttt整理得212132mmmttt4若碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后 A、B 的相对速度大小相等，即123dddttt整理得第 14 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司123111ttt四、解答题（四、解答题（13 题题 12 分，分，14 题题 14 分，分，15 题题 14 分）分）13.如图，竖直平面内有足够长的倾角为30的直轨道 AB，圆心为1O的竖直半圆轨道
37、BCD，圆心为2O的竖直半圆管道 DEF，水平直轨道 FG，各轨道间平滑连接。已知滑块（可视为质点）质量1kgm，轨道 BCD 的半径0.9mR，轨道 DEF 的半径0.1mr，滑块与轨道 AB 间的动摩擦因数36，其余轨道均光滑，重力加速度210m/sg，将滑块从轨道 AB 上某点静止释放。（1）若释放点到 B 点的距离4.5ml，求滑块经过1O的等高点 C 时对轨道的压力大小；（2）若要使滑块可以到达 FG 轨道，求滑块释放点到 B 点最小距离ml。【答案】（1）5NF压；（2）m9ml【解析】【详解】（1）研究滑块从出发到 C 点的过程，由动能定理21sincos02Cmg lRmglm
38、v在 C 点时轨道对滑块的支持力NF提供滑块的向心力，有2NCmvFR由牛顿第三定律，滑块对轨道的压力大小NFF压综上解得5NF压（2）要使滑块可以到达 FG 轨道，最少要使滑块能够经过 D 点，假设滑块刚好能够经过 D 点，则有2DmvmgR的第 15 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司设滑块释放点到 B 点距离为0l，由动能定理有2001sin2cos02Dmg lRmglmv解得09ml 研究 D 到 F 的过程，有2211222FDmgrmvmv解得5m/sFv 因此能经过 D 点可以确保能到达 FG 轨道，故m9ml【点睛】本题考查动能定理与圆周运动内容，要注意研究哪一个运动
39、过程。14.如图，粗糙水平地面上放着两个相同的木板 B 和 C，可视为质点的物块 A 以初速度0v冲上木板 B。已知 A 质量为 2m，与 B、C 间动摩擦因数均为；B、C 质量均为 m，与地面间动摩擦因数均为12。当A 运动至 B 最右端时，A、B 速度相同且 B、C 恰好相撞（碰撞时间极短），撞后 B、C 粘在一起，重力加速度为 g。求：（1）开始时 B、C 间的距离；（2）A 最终离 C 右端的距离；（3）从 A 冲上木板 B 到最终 C 静止的整个过程系统因摩擦产生的热量。【答案】（1）02B9vxg；（2）202372vg；（3）203536Qmv【解析】【详解】（1）A 在 B 上
40、滑动时，对 A 有A22mgma故Aag第 16 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司对 B 有B322mgmgma故B12ag设经过1t时间 A、B 速度相同，则有0A 1B 1va ta t解得0123vtg由于2BB 112xa t解得02B9vxg此即 B、C 的初始距离。（2）木板 B 的长度等于 A、B 共速前的相对位移，有220 1A 1B 11122Lv ta ta t解得203vLgA 滑到 B 最右端时，A、B 共速的速度1013vv此时 B 与 C 发生完全非弹性碰撞，有122mvmv故碰撞后瞬间 B、C 的速度为2016vv第 17 页/共 19 页学科网（北京）
41、股份有限公司A 以013v的速度滑上 C，继续以Aag的加速度减速，而此时 BC 整体合力为零，做匀速直线运动，设经过时间2t后 A 与 BC 共速，则有1A 22va tv解得026vtg此过程中 A 相对 C 的位移大小为21 2A 22 212ACxvta tv t解得0272ACvxg此后 AC 相对静止，故 A 最终离 C 右端的距离为202372ACvLxg（3）B、C 碰撞过程损失的机械能为22212011122236mvmvmv整个过程系统的总机械能损失为22001202mvmv因此整个过程系统因摩擦产生的热量203536Qmv15.如图，A、B 两小球（可视为质点）用一根长为
42、 L 的轻杆连接，在外力作用下竖直立于光滑水平地面上，以 B 球的初始位置为原点在竖直平面内建立平面直角坐标系 xOy。某时刻撤去外力，同时给小球 A 一个微小扰动使其向右倒下（初速度看作 0），研究小球 A 受微扰后至第一次着地的过程。已知 A 的质量为m，B 的质量为 A 的 k 倍（k 为待定参数），重力加速度为 g。（1）求 A 着地前瞬间速度的大小和方向；（2）若1k，求 A 运动的轨迹方程；（3）若 A 运动至离地 0.75L 时 B 的速度达到最大，求 k。第 18 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）A2vgL，方向竖直向下；（2）2224xyL（02Lx
43、，0yL）；（3）1116k【解析】【详解】（1）假设 A 着地瞬间速度水平分量不为零，则此时系统水平方向动量不为零，这与系统水平方向动量守恒矛盾，所以 A 着地前瞬间速度竖直向下，B 速度为零，结合机械能守恒定律，有2A12mgLmv解得 A 着地前瞬间速度的大小为A2vgL方向竖直向下。（2）1k 即 B 的质量也为 m，设某时刻 A 的位置为,x y，B 的位置为,0 x，由几何关系222xxyL由于系统水平方向动量守恒，故xx 综上得 A 运动的轨迹方程为2224xyL其中02Lx，0yL（3）设某时刻杆与 x 轴的夹角为，此时 B 的速度大小为 v，A 的水平速度和竖直速度大小分别为xv、yv。由于系统水平方向动量守恒，故有xkmvmv由于杆的长度恒定，故有第 19 页/共 19 页学科网（北京）股份有限公司cossincosyxvvv由机械能守恒定律，有222111 sin22xymgLm vvkmv综上可得22221 sinsin11 singLvkk 令sint，有 2222111gLt tvf tkkt 由于 A 运动至离地 0.75L 时 B 的速度 v 达到最大，故0.75t 时，0ft即 222222312111gLttktttftkkt 将0.75t 代入22231210tkttt 解得1116k