【解析】江蘇省蘇州常熟市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題

第第頁(yè)【解析】江蘇省蘇州常熟市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題登錄二一教育在線組卷平臺(tái)助您教考全無(wú)憂

江蘇省蘇州常熟市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題

一、單選題

1．（2023高一下·番禺期末）下列運(yùn)動(dòng)，不能用牛頓力學(xué)規(guī)律描述的是（）

A．天問(wèn)一號(hào)繞火星運(yùn)動(dòng)B．粒子接近光速運(yùn)動(dòng)

C．人隨電梯上升D．高鐵從廣州駛向杭州

2．（2022高三上·福清月考）在物理學(xué)的研究中用到的思想方法很多，下列關(guān)于幾幅書(shū)本插圖的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）

A．甲圖中，A點(diǎn)逐漸向B點(diǎn)靠近時(shí)，觀察AB割線的變化，就是曲線在B點(diǎn)的切線方向，運(yùn)用了極限思想．說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向

B．乙圖中，研究小船渡河問(wèn)題時(shí)，主要運(yùn)用了理想化模型的思想

C．丙圖中，探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系時(shí)運(yùn)用了控制變量法

D．丁圖中，卡文迪許測(cè)定引力常量的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了放大法測(cè)微小量

3．如圖所示，小車在平直的公路上以初速度v0開(kāi)始加速行駛，經(jīng)過(guò)時(shí)間t達(dá)到最大速度vm，設(shè)此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)功率恒為額定功率P且阻力不變，根據(jù)以上條件不能求出的物理量是（）

A．電動(dòng)機(jī)所做的功

B．小車前進(jìn)的距離

C．小車受到的阻力大小

D．車速為v0時(shí)，小車的合外力大小

4．簡(jiǎn)易兒童蹦極裝置如圖所示。活動(dòng)開(kāi)始前，先給小朋友綁上安全帶，然后將彈性繩拉長(zhǎng)后固定在小朋友身上，并通過(guò)其它力作用使小朋友停留在蹦床上。當(dāng)撤去其它力后，小朋友被“發(fā)射”出去沖向高空，小朋友到達(dá)最高點(diǎn)，然后下落到B點(diǎn)時(shí)，彈性繩恰好為原長(zhǎng)，然后繼續(xù)下落至最低點(diǎn)A。若小朋友可視為質(zhì)點(diǎn)，并始終沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，忽略彈性繩質(zhì)量與空氣阻力，則小朋友（）

A．在C點(diǎn)時(shí)的加速度大小為0B．B到A過(guò)程加速度先減小后增大

C．在B點(diǎn)時(shí)速度最大D．在下落過(guò)程中機(jī)械能不斷減小

5．2023年12月9日，我國(guó)航天員翟志剛、王亞平、葉光富在“天宮課堂”進(jìn)行太空授課。在太空失重環(huán)境下，下列哪個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉凇疤旌秃诵呐摗敝许樌僮鳎ǎ?/p>

A．驗(yàn)證力的平行四邊形定則

B．研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C．驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律

D．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

6．（2022·廣州模擬）如圖是某電力機(jī)車雨刷器的示意圖．雨刮器由刮水片和雨刮臂鏈接而成，M、N為刮水片的兩個(gè)端點(diǎn)，P為刮水片與雨利臂的鏈接點(diǎn)，雨刮臂繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，刮水片始終保持豎直，下列說(shuō)法正確的是（）

A．P點(diǎn)的線速度始終不變B．P點(diǎn)的向心加速度不變

C．M、N兩點(diǎn)的線速度相同D．M、N兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期不同

7．國(guó)產(chǎn)科幻大片《流浪地球2》中的“太空電梯”給觀眾帶來(lái)了強(qiáng)烈的視覺(jué)震撼。如圖所示，“太空電梯”由地面基站、纜繩、箱體、同步軌道上的空間站和配重組成，纜繩相對(duì)地面靜止，箱體可以沿纜繩將人和貨物從地面運(yùn)送到空間站。下列說(shuō)法正確的是（）

A．地面基站可以建設(shè)在青藏高原上

B．配重的線速度小于同步空間站的線速度

C．配重做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力等于地球?qū)λ娜f(wàn)有引力

D．若同步空間站和配重間的纜繩斷開(kāi)，配重將做離心運(yùn)動(dòng)

8．（2023·南京模擬）兩根長(zhǎng)度不同的細(xì)線下面分別懸掛著小球，細(xì)線上端固定在同一點(diǎn)，若兩個(gè)小球以相同的角速度，繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則兩個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的相對(duì)位置關(guān)系示意圖正確的是（）

A．B．

C．D．

9．黃浦濱江滑板公園的一根滑道如圖所示，小呂同學(xué)從靜止開(kāi)始沿斜面下滑，經(jīng)圓弧滑道至A點(diǎn)起跳。此過(guò)程中可將人視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)摩擦力及空氣阻力，以滑道最低點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面，人的重力勢(shì)能Ep、動(dòng)能Ek與水平位移x的關(guān)系圖像正確的是（）

A．B．

C．D．

10．如圖所示，質(zhì)量為的金屬環(huán)和質(zhì)量為的物塊通過(guò)光滑鉸鏈用長(zhǎng)為的輕質(zhì)細(xì)桿連接，金屬環(huán)套在固定于水平地面上的豎直桿上，物塊放在水平地面上，原長(zhǎng)為的輕彈簧水平放置，右端與物塊相連，左端固定在豎直桿上點(diǎn)，此時(shí)輕質(zhì)細(xì)桿與豎直方向夾角?，F(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放，下降到最低點(diǎn)時(shí)變?yōu)?0°。不計(jì)一切阻力，重力加速度為，則在金屬環(huán)下降的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．金屬環(huán)和物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B．金屬環(huán)的機(jī)械能先增大后減小

C．達(dá)到最大動(dòng)能時(shí)，對(duì)地面的壓力大小為

D．彈簧彈性勢(shì)能最大值為

二、實(shí)驗(yàn)題

11．某次實(shí)驗(yàn)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為的交流電源上，實(shí)驗(yàn)完成后選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，標(biāo)出部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖乙所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打下的點(diǎn)，圖中未畫(huà)出）。其中、、、、。已知物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則物體的加速度（要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù)，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

12．某學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光條的滑塊（總質(zhì)量為，遮光條兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直），左端由跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為的小球相連，導(dǎo)軌上B點(diǎn)處有一光電門。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放，測(cè)得遮光條的寬度d，遮光條經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間，A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離，A點(diǎn)與B點(diǎn)間的高度差為。

（1）滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為，重力勢(shì)能減少量可表示為，在誤差允許的范圍內(nèi)，若，則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；（用題中所給字母以及重力加速度表示）

（2）該學(xué)習(xí)小組在斜面傾角為30°且的情況下，多次改變A、B間的距離，計(jì)算出多組滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度，并作出圖像如圖乙示，根據(jù)圖像可得重力加速度（保留3位有效數(shù)字）。

（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，略小于，除實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差外，寫(xiě)出一條可能產(chǎn)生這一結(jié)果的原因：。

三、解答題

13．木星的衛(wèi)星之一叫“艾奧”，它上面的珞珈火山噴出的巖塊初速度為時(shí)，上升高度可達(dá)，已知“艾奧”的半徑為，忽略“艾奧”的自轉(zhuǎn)及巖塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到稀薄氣體的阻力，引力常量為，求：

（1）“艾奧”的質(zhì)量；

（2）“艾奧”的第一宇宙速度。

14．如圖所示，水平雪面上的雪橇在與水平方向成37°角的拉力F=30N的作用下，沿直線勻速運(yùn)動(dòng)5m，所用時(shí)間為5s，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）上述5s內(nèi)拉力F的平均功率；

（2）上述5s內(nèi)雪橇克服地面摩擦力做的功。

15．如圖所示，摩托車做騰躍特技表演，以的初速度沿曲面沖上高、頂部水平的高臺(tái)，若摩托車沖上高臺(tái)的過(guò)程中始終以額定功率行駛，經(jīng)過(guò)到達(dá)平臺(tái)頂部，立即關(guān)閉油門，離開(kāi)平臺(tái)后，恰能無(wú)碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑。A、B為圓弧兩端點(diǎn)，圓弧的最低點(diǎn)B與水平傳送帶相切，傳送帶以的速度勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶長(zhǎng)為8.5m，摩托車輪胎與傳送帶間為滑動(dòng)摩擦，動(dòng)摩擦因數(shù)為。已知圓弧半徑為，人和車的總質(zhì)量為180kg，特技表演的過(guò)程中到達(dá)傳送帶之前不計(jì)一切阻力（計(jì)算中?。?。求：

（1）人和車到達(dá)頂部平臺(tái)時(shí)的速度；

（2）人和車運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；

（3）人和車在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

16．如圖所示，為某小組設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)輸?shù)膶?shí)驗(yàn)裝置。小車攜帶貨物從斜面頂端無(wú)初速度滑下。小車壓縮輕彈簧，速度減為零時(shí)貨物被卸下，空車恰好可以回到斜面頂端。已知斜面頂端到彈簧的距離l=1m，傾角θ=30°，空車質(zhì)量m=1kg，小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的阻力等于重力的0.1倍。因彈簧的勁度系數(shù)較大，小車與彈簧的接觸過(guò)程極短，g取10m/s2

（1）求小車沿斜面下滑的時(shí)間t。

（2）求彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep。

（3）若運(yùn)送貨物的質(zhì)量M較大，小車返回到斜面頂端時(shí)會(huì)騰空。為保證安全，小車騰空的高度不超過(guò)0.1m，求M的最大值。

答案解析部分

1．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性

【解析】【解答】天問(wèn)一號(hào)繞火星運(yùn)動(dòng)、人隨電梯上升、高鐵從廣州駛向杭州都屬于宏觀低速運(yùn)動(dòng)，故經(jīng)典力學(xué)均能適用，而粒子接近光速運(yùn)動(dòng)屬于微觀高速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)典力學(xué)不適用，ACD不符合題意，B符合題意。

故答案為：B。

【分析】牛頓力學(xué)適用于宏觀低速問(wèn)題，微觀高速運(yùn)動(dòng)，必須用量子力學(xué)或者相對(duì)論進(jìn)行研究，牛頓力學(xué)不適用。

2．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】曲線運(yùn)動(dòng)；小船渡河問(wèn)題分析；向心力

【解析】【解答】A．甲圖中，A點(diǎn)逐漸向B點(diǎn)靠近時(shí)，觀察AB割線的變化，就是曲線在B點(diǎn)的切線方向，運(yùn)用了極限思想．說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向，A正確，不符合題意；

B．乙圖中，研究小船渡河問(wèn)題時(shí)，主要運(yùn)用了等效替代，B錯(cuò)誤，符合題意；

C．丙圖中，探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系時(shí)運(yùn)用了控制變量，C正確，不符合題意；

D．丁圖中，卡文迪許測(cè)定引力常量的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了放大法測(cè)微小量，D正確，不符合題意。

故答案為：B。

【分析】曲線運(yùn)動(dòng)某點(diǎn)的速度方向是該點(diǎn)的切線方向，研究小船渡河時(shí)，運(yùn)用了等效替代；探究向心力的影響因素時(shí)利用了控制變量法，卡文迪許測(cè)定引力常量的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了放大法。

3．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】功率及其計(jì)算；機(jī)車啟動(dòng)；動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A.電動(dòng)機(jī)所做的功，A不符合題意；

BC.根據(jù)動(dòng)能定理，其中，則可求解小車受到的阻力f大小，但是小車質(zhì)量未知，不能求解小車前進(jìn)的距離s，B符合題意，C不符合題意；

D.車速為時(shí)，小車的合外力大小，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】小車做恒定功率的啟動(dòng)，由W=Pt分析電動(dòng)機(jī)所做的功；由動(dòng)能定理分析小車前進(jìn)的距離；由求解阻力；小車受到牽引力與阻力，求出合力。

4．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】功能關(guān)系；牛頓第二定律

【解析】【解答】A.在C點(diǎn)時(shí)彈性繩彈力為零，豎直方向受到重力，加速度大小為g，A不符合題意；

B.B到A過(guò)程受到重力和彈性繩的彈力，彈力逐漸增大，合力先減小后增大，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度先減小后增大，B符合題意；

C.在B點(diǎn)時(shí)合力豎直向下，小朋友向下加速，彈性繩的彈力和重力相等時(shí)速度最大，C不符合題意；

D.在C到B過(guò)程中，彈力為零，只有重力做功，機(jī)械能不變，B到A過(guò)程彈力逐漸增大，做負(fù)功，機(jī)械能不斷減小，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】分析小朋友在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力，由牛頓第二定律分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；根據(jù)機(jī)械能守恒條件和功能關(guān)系分析機(jī)械能的變化情況。

5．【答案】A

【知識(shí)點(diǎn)】驗(yàn)證力的平行四邊形定則；驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律；超重與失重；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律

【解析】【解答】A.驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中，不涉及重力問(wèn)題，可在空間站中進(jìn)行，A符合題意；

B.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，在完全失重情況下，重物不能在斜面上下滑，該實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行，B不符合題意；

C.探究加速度與物體受力及物體質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，在完全失重情況下，小車不能在斜面上下滑，該實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行，C不符合題意；

D.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中，在完全失重情況下，重物不能下落，該實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】與重力相關(guān)的實(shí)驗(yàn)在太空中都不能進(jìn)行，因?yàn)槲矬w處于完全失重狀態(tài)。

6．【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】AB．P點(diǎn)以O(shè)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，所以線速度與向心加速度方向變化，AB不符合題意；

C．由于刮水片始終保持豎直，所以刮水片各點(diǎn)的線速度與P點(diǎn)的相同，所以M、N兩點(diǎn)的線速度相同，C符合題意；

D．刮水器上各點(diǎn)的周期相同，所以M、N兩點(diǎn)的周期相同，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】由于P點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其線速度和向心加速度的方向時(shí)刻改變；由于其刮水片上各點(diǎn)軌跡平行所以其線速度相等，利用其刮水器各點(diǎn)周期相等所以MN周期相等。

7．【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；離心運(yùn)動(dòng)和向心運(yùn)動(dòng)；萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用；衛(wèi)星問(wèn)題

【解析】【解答】A.根據(jù)題意可知纜繩相對(duì)地面靜止，則整個(gè)同步軌道一定在赤道正上方，所以地面基站不可能在青藏高原上，A不符合題意；

B.根據(jù)“太空電梯”結(jié)構(gòu)可知，配重和同步空間站的角速度相同，空間站的環(huán)繞半徑小于配重的環(huán)繞半徑，所以配重的線速度大于同步空間站的線速度，B不符合題意；

CD.根據(jù)題意可知，配重和空間站同步做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，空間站受到的地球的萬(wàn)有引力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由可知，配種的運(yùn)動(dòng)半徑比空間站大，而其受到的萬(wàn)有引力小于空間站受的萬(wàn)有引力，所以配重需要的萬(wàn)有引力不足以提供配重所需要的向心力，還需要纜繩提供拉力；如果同步空間站和配重間的纜繩斷開(kāi)，配重受到的萬(wàn)有引力將不足以提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，所以配重會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，C不符合題意，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】同步衛(wèi)星的軌道與赤道共面，所有同步衛(wèi)星一定在赤道某點(diǎn)的上方；由分析配重和空間站的線速度關(guān)系；空間站是同步衛(wèi)星，由萬(wàn)有引力提供向心力，分析配重受到的萬(wàn)有引力與空間站受到的萬(wàn)有引力關(guān)系，確定為配重提供向心力的力；由離心運(yùn)動(dòng)的條分析同步空間站和配重間的纜繩斷開(kāi)時(shí)，配重所做的運(yùn)動(dòng)。

8．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】解：小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，mgtanθ=mω2Lsinθ，整理得：Lcosθ=是常量，即兩球處于同一高度，故B正確，ACD錯(cuò)誤．

故選：B．

【分析】小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，靠拉力和重力的合力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律求出Locsθ，從而分析判斷．

9．【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)能；動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用；重力勢(shì)能

【解析】【解答】AB.斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)初始時(shí)距斜面底端水平距離為L(zhǎng)，重力勢(shì)能，AB不符合題意；

CD.斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓弧上運(yùn)動(dòng)時(shí)因水平位移與上升高度不成正比，故后階段不是一次函數(shù)，C符合題意，D不符合題意；

故答案為：C。

【分析】根據(jù)重力勢(shì)能定義式推導(dǎo)重力勢(shì)能與位移的關(guān)系式，由動(dòng)能定理分析動(dòng)能與水平位移的關(guān)系式，由關(guān)系式分析圖像。

10．【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第三定律；功能關(guān)系；牛頓第二定律；機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】A.在金屬環(huán)A下滑的過(guò)程中，彈簧逐漸伸長(zhǎng)，對(duì)金屬環(huán)A和物塊B組成的系統(tǒng)，彈簧彈力做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能減小，A不符合題意；

B.對(duì)金屬環(huán)A和物塊B及彈簧組成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒。在金屬環(huán)A下滑的過(guò)程中，物塊B的動(dòng)能先增大，說(shuō)明桿上的力對(duì)B做正功，桿對(duì)B有斜向下的力，則A受到桿的力方向斜上方，桿的力對(duì)A做負(fù)功，A的機(jī)械能減小，A的動(dòng)能先增大后減小，說(shuō)明后來(lái)?xiàng)U對(duì)A在豎直方向上的分力大于A的重力且做減

速，所以桿給A的力還是斜上方，即桿的力還是做負(fù)功，所以金屬環(huán)A的機(jī)械能一直減小，B不符合題意；

C.A達(dá)到最大動(dòng)能時(shí)，A的加速度為零，則金屬環(huán)A和物塊B組成的系統(tǒng)在豎直方向加速度為零，分析系統(tǒng)豎直方向上的受力，可得地面對(duì)B的支持力為N=2mg+mg=3mg，由牛頓第三定律可得B對(duì)地面的壓力為3mg，C不符合題意；

D.當(dāng)金屬環(huán)A下滑到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，對(duì)金屬環(huán)A和物塊B及彈簧組成的系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)械能守恒，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】根據(jù)功能關(guān)系分析系統(tǒng)機(jī)械能的變化以及金屬環(huán)A的機(jī)械能變化；分析系統(tǒng)豎直方向上的受力，求出地面對(duì)B物體的支持力，再由牛頓第三定律分析B對(duì)地面的壓力；由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒列式求解彈簧彈性勢(shì)能的最大值。

11．【答案】0.64

【知識(shí)點(diǎn)】探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

【解析】【解答】由于交流電源的頻率為50Hz，則每打兩個(gè)點(diǎn)間的時(shí)間周期為0.02s，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打下的點(diǎn)未畫(huà)出，則紙帶上兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t=5×0.02s=0.1s，根據(jù)逐差法可得。

【分析】根據(jù)逐差法計(jì)算物體的加速度。

12．【答案】（1）；

（2）9.82

（3）存在空氣阻力或繩子與滑輪間摩擦力

【知識(shí)點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】（1）由光電門測(cè)得物體到B點(diǎn)時(shí)的速度，滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量；

滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，m和M組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量；

（2）由勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，可得，即；又對(duì)m和M組成的系統(tǒng)列牛頓第二定律，解得重力加速度；

（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，略小于，是因?yàn)檫^(guò)程中有其他外力做了負(fù)功，比如空氣阻力或繩子與滑輪間摩擦力。

【分析】（1）由動(dòng)能和重力勢(shì)能的定義式計(jì)算；（2）由勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式推導(dǎo)圖像乙的斜率，求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度，再由牛頓第二定律列式，求解重力加速度；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析誤差產(chǎn)生的原因。

13．【答案】（1）解：巖塊做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則有

解得表面重力加速度為

忽略“艾奧”的自轉(zhuǎn)，則有

解得

（2）解：行星的第一宇宙速度等于衛(wèi)星在該行星表面軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度，某衛(wèi)星在“艾奧”表面繞其做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)有

解得

【知識(shí)點(diǎn)】豎直上拋運(yùn)動(dòng)；萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用；第一、第二與第三宇宙速度

【解析】【分析】（1）由上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出“艾奧”表面的重力加速度，再根據(jù)萬(wàn)有引力與重力相等的關(guān)系，求出“艾奧”的質(zhì)量；（2）第一宇宙速度等于衛(wèi)星在該行星表面軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度，由萬(wàn)有引力提供向心力求解第一宇宙速度。

14．【答案】（1）解：根據(jù)功率的計(jì)算公式可得

所以

（2）解：雪橇在水平雪面上沿直線勻速運(yùn)動(dòng)，則有

所以雪橇克服地面摩擦力做的功為

【知識(shí)點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡；功的概念；功的計(jì)算

【解析】【分析】（1）由功率和功的定義式計(jì)算；（2）由共點(diǎn)力平衡條件求出摩擦力，再由功的定義式求出克服摩擦力做功。

15．【答案】（1）解：摩托車沖上高臺(tái)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得

代入數(shù)據(jù)解得

（2）解：由A點(diǎn)切向進(jìn)入

因?yàn)?/p>

解得

設(shè)人和車的最低點(diǎn)速度為，則摩托車由高臺(tái)頂部到圓弧軌道最低點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得

得

在最低點(diǎn)，據(jù)牛頓第二定律，有

代入數(shù)據(jù)解得

→牛頓第三定律可知，小孩對(duì)軌道的壓力為。

（3）解：由牛頓第二定律得

解得

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

解得

可知

可知到達(dá)點(diǎn)以前先加速后勻速運(yùn)動(dòng)。有，

解得

所以總時(shí)間為

【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第三定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用—傳送帶模型；平拋運(yùn)動(dòng)；豎直平面的圓周運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【分析】（1）對(duì)摩托車沖上高臺(tái)的過(guò)程，應(yīng)用動(dòng)能定理求出人和車到達(dá)頂部平臺(tái)時(shí)的速度；（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，求出人和車運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度，再由動(dòng)能定理求出人和車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度，分析人和車在B點(diǎn)的受力，由牛頓第二定律和第三定律求出人和車運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；（3）由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式綜合求解。

16．【答案】（1）解：對(duì)小車和貨物整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

解得

（2）解：根據(jù)空車恰好可以反彈到軌道頂端，由能量守恒可得

解得Ep=6J

（3）解：設(shè)木箱允許離開(kāi)軌道的最大速度為v，則有

根據(jù)能量守恒有

解得M=1.5kg

【知識(shí)點(diǎn)】能量守恒定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系；牛頓第二定律；斜拋運(yùn)動(dòng)

【解析】【分析】（1）由牛頓第二定律求出小車和貨物下滑的加速度，再由位移時(shí)間關(guān)系求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間；（2）由能量守恒定律分析空車被反彈回最高點(diǎn)的過(guò)程，求出彈簧的最大彈性勢(shì)能；（3）空車離開(kāi)斜面最高點(diǎn)后做斜拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)斜拋規(guī)律求出木箱允許離開(kāi)軌道的最大速度為v，再由能量守恒定律分析求解M的最大值。

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江蘇省蘇州常熟市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題

一、單選題

1．（2023高一下·番禺期末）下列運(yùn)動(dòng)，不能用牛頓力學(xué)規(guī)律描述的是（）

A．天問(wèn)一號(hào)繞火星運(yùn)動(dòng)B．粒子接近光速運(yùn)動(dòng)

C．人隨電梯上升D．高鐵從廣州駛向杭州

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性

【解析】【解答】天問(wèn)一號(hào)繞火星運(yùn)動(dòng)、人隨電梯上升、高鐵從廣州駛向杭州都屬于宏觀低速運(yùn)動(dòng)，故經(jīng)典力學(xué)均能適用，而粒子接近光速運(yùn)動(dòng)屬于微觀高速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)典力學(xué)不適用，ACD不符合題意，B符合題意。

故答案為：B。

【分析】牛頓力學(xué)適用于宏觀低速問(wèn)題，微觀高速運(yùn)動(dòng)，必須用量子力學(xué)或者相對(duì)論進(jìn)行研究，牛頓力學(xué)不適用。

2．（2022高三上·福清月考）在物理學(xué)的研究中用到的思想方法很多，下列關(guān)于幾幅書(shū)本插圖的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）

A．甲圖中，A點(diǎn)逐漸向B點(diǎn)靠近時(shí)，觀察AB割線的變化，就是曲線在B點(diǎn)的切線方向，運(yùn)用了極限思想．說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向

B．乙圖中，研究小船渡河問(wèn)題時(shí)，主要運(yùn)用了理想化模型的思想

C．丙圖中，探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系時(shí)運(yùn)用了控制變量法

D．丁圖中，卡文迪許測(cè)定引力常量的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了放大法測(cè)微小量

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】曲線運(yùn)動(dòng)；小船渡河問(wèn)題分析；向心力

【解析】【解答】A．甲圖中，A點(diǎn)逐漸向B點(diǎn)靠近時(shí)，觀察AB割線的變化，就是曲線在B點(diǎn)的切線方向，運(yùn)用了極限思想．說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向，A正確，不符合題意；

B．乙圖中，研究小船渡河問(wèn)題時(shí)，主要運(yùn)用了等效替代，B錯(cuò)誤，符合題意；

C．丙圖中，探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系時(shí)運(yùn)用了控制變量，C正確，不符合題意；

D．丁圖中，卡文迪許測(cè)定引力常量的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了放大法測(cè)微小量，D正確，不符合題意。

故答案為：B。

【分析】曲線運(yùn)動(dòng)某點(diǎn)的速度方向是該點(diǎn)的切線方向，研究小船渡河時(shí)，運(yùn)用了等效替代；探究向心力的影響因素時(shí)利用了控制變量法，卡文迪許測(cè)定引力常量的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了放大法。

3．如圖所示，小車在平直的公路上以初速度v0開(kāi)始加速行駛，經(jīng)過(guò)時(shí)間t達(dá)到最大速度vm，設(shè)此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)功率恒為額定功率P且阻力不變，根據(jù)以上條件不能求出的物理量是（）

A．電動(dòng)機(jī)所做的功

B．小車前進(jìn)的距離

C．小車受到的阻力大小

D．車速為v0時(shí)，小車的合外力大小

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】功率及其計(jì)算；機(jī)車啟動(dòng)；動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A.電動(dòng)機(jī)所做的功，A不符合題意；

BC.根據(jù)動(dòng)能定理，其中，則可求解小車受到的阻力f大小，但是小車質(zhì)量未知，不能求解小車前進(jìn)的距離s，B符合題意，C不符合題意；

D.車速為時(shí)，小車的合外力大小，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】小車做恒定功率的啟動(dòng)，由W=Pt分析電動(dòng)機(jī)所做的功；由動(dòng)能定理分析小車前進(jìn)的距離；由求解阻力；小車受到牽引力與阻力，求出合力。

4．簡(jiǎn)易兒童蹦極裝置如圖所示?；顒?dòng)開(kāi)始前，先給小朋友綁上安全帶，然后將彈性繩拉長(zhǎng)后固定在小朋友身上，并通過(guò)其它力作用使小朋友停留在蹦床上。當(dāng)撤去其它力后，小朋友被“發(fā)射”出去沖向高空，小朋友到達(dá)最高點(diǎn)，然后下落到B點(diǎn)時(shí)，彈性繩恰好為原長(zhǎng)，然后繼續(xù)下落至最低點(diǎn)A。若小朋友可視為質(zhì)點(diǎn)，并始終沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，忽略彈性繩質(zhì)量與空氣阻力，則小朋友（）

A．在C點(diǎn)時(shí)的加速度大小為0B．B到A過(guò)程加速度先減小后增大

C．在B點(diǎn)時(shí)速度最大D．在下落過(guò)程中機(jī)械能不斷減小

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】功能關(guān)系；牛頓第二定律

【解析】【解答】A.在C點(diǎn)時(shí)彈性繩彈力為零，豎直方向受到重力，加速度大小為g，A不符合題意；

B.B到A過(guò)程受到重力和彈性繩的彈力，彈力逐漸增大，合力先減小后增大，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度先減小后增大，B符合題意；

C.在B點(diǎn)時(shí)合力豎直向下，小朋友向下加速，彈性繩的彈力和重力相等時(shí)速度最大，C不符合題意；

D.在C到B過(guò)程中，彈力為零，只有重力做功，機(jī)械能不變，B到A過(guò)程彈力逐漸增大，做負(fù)功，機(jī)械能不斷減小，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】分析小朋友在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力，由牛頓第二定律分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；根據(jù)機(jī)械能守恒條件和功能關(guān)系分析機(jī)械能的變化情況。

5．2023年12月9日，我國(guó)航天員翟志剛、王亞平、葉光富在“天宮課堂”進(jìn)行太空授課。在太空失重環(huán)境下，下列哪個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉凇疤旌秃诵呐摗敝许樌僮鳎ǎ?/p>

A．驗(yàn)證力的平行四邊形定則

B．研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C．驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律

D．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

【答案】A

【知識(shí)點(diǎn)】驗(yàn)證力的平行四邊形定則；驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律；超重與失重；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律

【解析】【解答】A.驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中，不涉及重力問(wèn)題，可在空間站中進(jìn)行，A符合題意；

B.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，在完全失重情況下，重物不能在斜面上下滑，該實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行，B不符合題意；

C.探究加速度與物體受力及物體質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，在完全失重情況下，小車不能在斜面上下滑，該實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行，C不符合題意；

D.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中，在完全失重情況下，重物不能下落，該實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】與重力相關(guān)的實(shí)驗(yàn)在太空中都不能進(jìn)行，因?yàn)槲矬w處于完全失重狀態(tài)。

6．（2022·廣州模擬）如圖是某電力機(jī)車雨刷器的示意圖．雨刮器由刮水片和雨刮臂鏈接而成，M、N為刮水片的兩個(gè)端點(diǎn)，P為刮水片與雨利臂的鏈接點(diǎn)，雨刮臂繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，刮水片始終保持豎直，下列說(shuō)法正確的是（）

A．P點(diǎn)的線速度始終不變B．P點(diǎn)的向心加速度不變

C．M、N兩點(diǎn)的線速度相同D．M、N兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期不同

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】AB．P點(diǎn)以O(shè)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，所以線速度與向心加速度方向變化，AB不符合題意；

C．由于刮水片始終保持豎直，所以刮水片各點(diǎn)的線速度與P點(diǎn)的相同，所以M、N兩點(diǎn)的線速度相同，C符合題意；

D．刮水器上各點(diǎn)的周期相同，所以M、N兩點(diǎn)的周期相同，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】由于P點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其線速度和向心加速度的方向時(shí)刻改變；由于其刮水片上各點(diǎn)軌跡平行所以其線速度相等，利用其刮水器各點(diǎn)周期相等所以MN周期相等。

7．國(guó)產(chǎn)科幻大片《流浪地球2》中的“太空電梯”給觀眾帶來(lái)了強(qiáng)烈的視覺(jué)震撼。如圖所示，“太空電梯”由地面基站、纜繩、箱體、同步軌道上的空間站和配重組成，纜繩相對(duì)地面靜止，箱體可以沿纜繩將人和貨物從地面運(yùn)送到空間站。下列說(shuō)法正確的是（）

A．地面基站可以建設(shè)在青藏高原上

B．配重的線速度小于同步空間站的線速度

C．配重做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力等于地球?qū)λ娜f(wàn)有引力

D．若同步空間站和配重間的纜繩斷開(kāi)，配重將做離心運(yùn)動(dòng)

【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；離心運(yùn)動(dòng)和向心運(yùn)動(dòng)；萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用；衛(wèi)星問(wèn)題

【解析】【解答】A.根據(jù)題意可知纜繩相對(duì)地面靜止，則整個(gè)同步軌道一定在赤道正上方，所以地面基站不可能在青藏高原上，A不符合題意；

B.根據(jù)“太空電梯”結(jié)構(gòu)可知，配重和同步空間站的角速度相同，空間站的環(huán)繞半徑小于配重的環(huán)繞半徑，所以配重的線速度大于同步空間站的線速度，B不符合題意；

CD.根據(jù)題意可知，配重和空間站同步做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，空間站受到的地球的萬(wàn)有引力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由可知，配種的運(yùn)動(dòng)半徑比空間站大，而其受到的萬(wàn)有引力小于空間站受的萬(wàn)有引力，所以配重需要的萬(wàn)有引力不足以提供配重所需要的向心力，還需要纜繩提供拉力；如果同步空間站和配重間的纜繩斷開(kāi)，配重受到的萬(wàn)有引力將不足以提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，所以配重會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，C不符合題意，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】同步衛(wèi)星的軌道與赤道共面，所有同步衛(wèi)星一定在赤道某點(diǎn)的上方；由分析配重和空間站的線速度關(guān)系；空間站是同步衛(wèi)星，由萬(wàn)有引力提供向心力，分析配重受到的萬(wàn)有引力與空間站受到的萬(wàn)有引力關(guān)系，確定為配重提供向心力的力；由離心運(yùn)動(dòng)的條分析同步空間站和配重間的纜繩斷開(kāi)時(shí)，配重所做的運(yùn)動(dòng)。

8．（2023·南京模擬）兩根長(zhǎng)度不同的細(xì)線下面分別懸掛著小球，細(xì)線上端固定在同一點(diǎn)，若兩個(gè)小球以相同的角速度，繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則兩個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的相對(duì)位置關(guān)系示意圖正確的是（）

A．B．

C．D．

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】解：小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，mgtanθ=mω2Lsinθ，整理得：Lcosθ=是常量，即兩球處于同一高度，故B正確，ACD錯(cuò)誤．

故選：B．

【分析】小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，靠拉力和重力的合力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律求出Locsθ，從而分析判斷．

9．黃浦濱江滑板公園的一根滑道如圖所示，小呂同學(xué)從靜止開(kāi)始沿斜面下滑，經(jīng)圓弧滑道至A點(diǎn)起跳。此過(guò)程中可將人視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)摩擦力及空氣阻力，以滑道最低點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面，人的重力勢(shì)能Ep、動(dòng)能Ek與水平位移x的關(guān)系圖像正確的是（）

A．B．

C．D．

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)能；動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用；重力勢(shì)能

【解析】【解答】AB.斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)初始時(shí)距斜面底端水平距離為L(zhǎng)，重力勢(shì)能，AB不符合題意；

CD.斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓弧上運(yùn)動(dòng)時(shí)因水平位移與上升高度不成正比，故后階段不是一次函數(shù)，C符合題意，D不符合題意；

故答案為：C。

【分析】根據(jù)重力勢(shì)能定義式推導(dǎo)重力勢(shì)能與位移的關(guān)系式，由動(dòng)能定理分析動(dòng)能與水平位移的關(guān)系式，由關(guān)系式分析圖像。

10．如圖所示，質(zhì)量為的金屬環(huán)和質(zhì)量為的物塊通過(guò)光滑鉸鏈用長(zhǎng)為的輕質(zhì)細(xì)桿連接，金屬環(huán)套在固定于水平地面上的豎直桿上，物塊放在水平地面上，原長(zhǎng)為的輕彈簧水平放置，右端與物塊相連，左端固定在豎直桿上點(diǎn)，此時(shí)輕質(zhì)細(xì)桿與豎直方向夾角。現(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放，下降到最低點(diǎn)時(shí)變?yōu)?0°。不計(jì)一切阻力，重力加速度為，則在金屬環(huán)下降的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．金屬環(huán)和物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B．金屬環(huán)的機(jī)械能先增大后減小

C．達(dá)到最大動(dòng)能時(shí)，對(duì)地面的壓力大小為

D．彈簧彈性勢(shì)能最大值為

【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第三定律；功能關(guān)系；牛頓第二定律；機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】A.在金屬環(huán)A下滑的過(guò)程中，彈簧逐漸伸長(zhǎng)，對(duì)金屬環(huán)A和物塊B組成的系統(tǒng)，彈簧彈力做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能減小，A不符合題意；

B.對(duì)金屬環(huán)A和物塊B及彈簧組成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒。在金屬環(huán)A下滑的過(guò)程中，物塊B的動(dòng)能先增大，說(shuō)明桿上的力對(duì)B做正功，桿對(duì)B有斜向下的力，則A受到桿的力方向斜上方，桿的力對(duì)A做負(fù)功，A的機(jī)械能減小，A的動(dòng)能先增大后減小，說(shuō)明后來(lái)?xiàng)U對(duì)A在豎直方向上的分力大于A的重力且做減

速，所以桿給A的力還是斜上方，即桿的力還是做負(fù)功，所以金屬環(huán)A的機(jī)械能一直減小，B不符合題意；

C.A達(dá)到最大動(dòng)能時(shí)，A的加速度為零，則金屬環(huán)A和物塊B組成的系統(tǒng)在豎直方向加速度為零，分析系統(tǒng)豎直方向上的受力，可得地面對(duì)B的支持力為N=2mg+mg=3mg，由牛頓第三定律可得B對(duì)地面的壓力為3mg，C不符合題意；

D.當(dāng)金屬環(huán)A下滑到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，對(duì)金屬環(huán)A和物塊B及彈簧組成的系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)械能守恒，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】根據(jù)功能關(guān)系分析系統(tǒng)機(jī)械能的變化以及金屬環(huán)A的機(jī)械能變化；分析系統(tǒng)豎直方向上的受力，求出地面對(duì)B物體的支持力，再由牛頓第三定律分析B對(duì)地面的壓力；由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒列式求解彈簧彈性勢(shì)能的最大值。

二、實(shí)驗(yàn)題

11．某次實(shí)驗(yàn)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為的交流電源上，實(shí)驗(yàn)完成后選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，標(biāo)出部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖乙所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打下的點(diǎn)，圖中未畫(huà)出）。其中、、、、。已知物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則物體的加速度（要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù)，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

【答案】0.64

【知識(shí)點(diǎn)】探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

【解析】【解答】由于交流電源的頻率為50Hz，則每打兩個(gè)點(diǎn)間的時(shí)間周期為0.02s，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打下的點(diǎn)未畫(huà)出，則紙帶上兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t=5×0.02s=0.1s，根據(jù)逐差法可得。

【分析】根據(jù)逐差法計(jì)算物體的加速度。

12．某學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光條的滑塊（總質(zhì)量為，遮光條兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直），左端由跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為的小球相連，導(dǎo)軌上B點(diǎn)處有一光電門。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放，測(cè)得遮光條的寬度d，遮光條經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間，A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離，A點(diǎn)與B點(diǎn)間的高度差為。

（1）滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為，重力勢(shì)能減少量可表示為，在誤差允許的范圍內(nèi)，若，則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；（用題中所給字母以及重力加速度表示）

（2）該學(xué)習(xí)小組在斜面傾角為30°且的情況下，多次改變A、B間的距離，計(jì)算出多組滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度，并作出圖像如圖乙示，根據(jù)圖像可得重力加速度（保留3位有效數(shù)字）。

（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，略小于，除實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差外，寫(xiě)出一條可能產(chǎn)生這一結(jié)果的原因：。

【答案】（1）；

（2）9.82

（3）存在空氣阻力或繩子與滑輪間摩擦力

【知識(shí)點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】（1）由光電門測(cè)得物體到B點(diǎn)時(shí)的速度，滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量；

滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，m和M組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量；

（2）由勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，可得，即；又對(duì)m和M組成的系統(tǒng)列牛頓第二定律，解得重力加速度；

（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，略小于，是因?yàn)檫^(guò)程中有其他外力做了負(fù)功，比如空氣阻力或繩子與滑輪間摩擦力。

【分析】（1）由動(dòng)能和重力勢(shì)能的定義式計(jì)算；（2）由勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式推導(dǎo)圖像乙的斜率，求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度，再由牛頓第二定律列式，求解重力加速度；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析誤差產(chǎn)生的原因。

三、解答題

13．木星的衛(wèi)星之一叫“艾奧”，它上面的珞珈火山噴出的巖塊初速度為時(shí)，上升高度可達(dá)，已知“艾奧”的半徑為，忽略“艾奧”的自轉(zhuǎn)及巖塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到稀薄氣體的阻力，引力常量為，求：

（1）“艾奧”的質(zhì)量；

（2）“艾奧”的第一宇宙速度。

【答案】（1）解：巖塊做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則有

解得表面重力加速度為

忽略“艾奧”的自轉(zhuǎn)，則有

解得

（2）解：行星的第一宇宙速度等于衛(wèi)星在該行星表面軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度，某衛(wèi)星在“艾奧”表面繞其做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)有

解得

【知識(shí)點(diǎn)】豎直上拋運(yùn)動(dòng)；萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用；第一、第二與第三宇宙速度

【解析】【分析】（1）由上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出“艾奧”表面的重力加速度，再根據(jù)萬(wàn)有引力與重力相等的關(guān)系，求出“艾奧”的質(zhì)量；（2）第一宇宙速度等于衛(wèi)星在該行星表面軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度，由萬(wàn)有引力提供向心力求解第一宇宙速度。

14．如圖所示，水平雪面上的雪橇在與水平方向成37°角的拉力F