福建省泉州市第七中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷

这是一份福建省泉州市第七中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷，共29页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．（4分）下列关于功和能的说法错误的是
A．的功比的功少
B．功是标量，正、负分别表示外力对物体做功和物体克服外力做功
C．在弹性限度内，同一根弹簧从原长开始被拉伸的长度越长，具有的弹性势能越大
D．物体从固定的不同斜面下滑相同高度的过程中，重力做的功与斜面粗糙程度无关
2．（4分）一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由点向点行驶，速度逐渐减小。图中分别画出了汽车转弯时所受合力和速度的方向，其中正确的是
A．B．
C．D．
3．（4分）一质量为的物体被人用手由静止竖直向上以加速度匀加速提升。关于此过程，下列说法中正确的是
A．提升过程中手对物体做功
B．提升过程中合外力对物体做功
C．提升过程中物体的重力势能增加
D．提升过程中物体的机械能增加
4．（4分）近日我校中学部举行的精彩的班级篮球赛，吸引了众多同学的关注。如图所示，运动员将质量为的篮球从高处出手，进入离地面高处的篮筐时速度为。若以出手时位置所在水平面为零势能参考平面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，对篮球的下列说法正确的是
A．进入篮筐时重力势能为
B．在刚出手时动能为
C．进入篮筐时机械能为
D．经过途中点时的机械能为
5．（4分）小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，出发后到达对岸下游处；当船头保持与上游河岸成角航行，出发后到达正对岸。水流速度保持不变，下列说法正确的是
A．水流的速度大小为
B．
C．河的宽度为
D．小船在静水中的速度大小为
6．（4分）如图所示，质量为、长为的木板放在光滑的水平面上，可视为质点的质量为的物块放在木板的最左端。时刻给物块水平向右的初速度，当物块滑到木板的最右端时木板的位移为。则下列说法正确的是
A．、所受的摩擦力之比为
B．摩擦力对、所做的功的绝对值之比为
C．减小的动能与、间因摩擦而产生的热量之比为
D．增加的动能与系统损失的机械能之比为
二、双项选择题：（本大题共4小题，每小题4分，漏选得2分，错选不得分，共计16分）
7．（4分）如图，光滑斜面体固定在水平桌面上，两斜面的倾角分别为、，。完全相同的两物块、在顶端处由静止沿两斜面下滑，则两物块
A．在顶端时，重力势能相等
B．到达底端时，速度相同
C．下滑至底端过程，重力的平均功率相等
D．到达斜面底端时，物块重力的瞬时功率较大
（多选）8．（4分）一辆摩托车在平直的公路上由静止启动，摩托车所受牵引力F随时间t变化关系如图所示。摩托车总质量为200kg，额定功率为2×104W，运动过程所受阻力恒定，则（ ）
A．摩托车在0～t1时间内做匀加速运动，t1～t2时间内做减速运动
B．摩托车在0～t1时间内的加速度为1m/s2
C．运动过程中摩托车的最大速度为20m/s
D．摩托车匀加速行驶的时间为20s
9．（4分）如图甲为2022年北京冬奥会的跳台滑雪场地“雪如意”，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”。其部分赛道可简化为如图乙所示的轨道模型，某运动员（可看成质点）从曲面顶端滑下并恰能在斜面顶端沿水平方向飞出，后又落回到斜面上。若斜面的倾角为，该运动员刚飞出时的速度大小为，不计空气阻力，重力加速度为，则运动员从飞出至落到斜面上的过程中，下列说法正确的是
A．该运动员从飞出到落到斜面上的时间为
B．该运动员落到斜面上时的速度大小为
C．该运动员所受重力在这个过程中的平均功率为
D．若该运动员以的速度水平飞出，那么运动员落在斜面上时的瞬时速度方向与水平方向的夹角将发生变化
10．（4分）跳跳杆玩具广受孩子们的喜爱。跳跳杆底部装有一根弹簧，某次小明从最低点弹起，以小明运动的最低点为坐标原点，竖直向上为轴正方向，小明与杆整体的动能与其位置坐标的关系如图所示，图像之间为曲线，为其最高点，为直线，已知小明和杆的总质量为，忽略弹簧质量和空气阻力的影响。下列说法正确的是
A．小明和杆的最大加速度
B．弹簧的劲度系数
C．在处的速度为
D．在处的弹性势能为
三、填空题（每空2分，共22分）
11．（4分）如图所示以的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为的斜面上取，则物体撞击斜面时的速度为 ，完成这段飞行的时间为 。
12．（4分）如图所示，光滑直角细杆固定在竖直平面内，边水平，边竖直，与在点用一小段圆弧杆平滑相连，质量均为的两小环、用长为的轻绳相连，分别套在和杆上。初始时刻，将轻绳拉至水平位置伸直，然后同时释放两小环，已知重力加速度为。当环下落时，环的速度大小是环的速度大小的 倍；环的速度大小为 。
13．（4分）如图，用小锤轻击弹簧金属片，球向水平方向飞出，同时球被松开，竖直向下运动。
（1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到 。
球的运动线路不同，球的运动线路相同
、两球运动线路相同
、两球同时落地
力越大，、两球落地时间间隔越大
（2）改变此装置距地面的高度，重复上述实验，仍然可以看到相同的实验现象，根据此现象分析可知 。
小球与在竖直方向的运动规律相同
小球在水平方向做匀加速运动
小球在竖直方向做匀加速运动
小球在水平方向做匀速运动
14．（10分）某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是 。
（2）如图所示为某次实验打出的纸带，取纸带上连续的五个点、、、、，通过测量并计算出点距起始点的距离为，间的距离为，间的距离为，若相邻两点的时间间隔为，重锤质量为，重力加速度为。根据这些条件计算从点到点的过程中重锤重力势能的减少量△ ，动能的增加量△ 。
（3）利用该装置还可以测量当地的重力加速度，某同学的做法是以各点到起始点的距离为横坐标，以各点速度的平方为纵坐标，建立直角坐标系，用实验测得的数据绘制出以图像，如图所示。请根据图线并求得当地重力加速度 。（结果保留三位有效数字）
（4）小刚利用气垫导轨和光电门等器材验证机械能守恒定律，图是实验装置的示意图。实验时开启气泵，先将气垫导轨调至水平，然后滑块通过细线与托盘和砝码相连。将滑块从图示位置由静止释放，读出挡光条通过光电门的挡光时间为。已知刚释放时挡光条到光电门的距离为，挡光条的宽度为，且，托盘和砝码的总质量为，滑块和挡光条的总质量为，当地的重力加速度为。在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统重力势能的减少量△；系统动能的增加量△ 。在误差允许的范围内，如果△△，则可验证系统的机械能守恒。
四、计算题（本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15．（8分）如图所示，摩擦因数的水平地面静止放着质量的木箱，用与水平方向成的恒力作用于木箱，恒力大小，当木箱在力作用下由静止开始运动距离时，求：（已知：，，
（1）此时木箱的速度大小；
（2）在这段运动过程中，拉力的平均功率；
（3）此时撤去拉力，木箱还能够前进的距离。
16．（8分）摩托车飞越表演是一项惊险刺激的运动。一架摩托车的最大功率为，该摩托车（含驾驶员）的质量为，前进过程中受到的阻力为重力的0.2倍，如图所示。假设在一次飞越河流的表演中，摩托车以最大功率启动，行驶后达到最大速度，之后保持该速度匀速行驶，接着从平台上水平飞离，刚好落到对面的平台上，测得两岸平台高度差为。若飞越过程中不计空气阻力，摩托车可以看成质点，重力加速度。求：
（1）摩托车的最大行驶速度；
（2）水面宽度不超过多长；
（3）摩托车启动后行驶多少时间达到最大速度。
17．（10分）在快递分类时常用传送带运送快件，一倾角为的传送带在电动机的带动下以恒定速率顺时针方向运行，传送带底端到顶端的距离为，如图甲所示。传送带现将一质量的快件静止放于传送带底端，以传送带最底端为参考平面，快件在传送带上运动整个过程中速度的平方随位移的变化如图乙所示，取重力加速度大小，，，快件可视为质点，求：
（1）快件与传送带之间的动摩擦因数；
（2）快件从传送带底端到顶端过程因摩擦产生的热量；
（3）快件从传送带底端到顶端过程电动机多做的功。
18．（12分）如图所示，在光滑水平台面上，一个质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住。现打开锁扣，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好从点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道。已知、的高度差，水平距离，圆弧轨道的半径，点在圆弧轨道的圆心的正下方，并与水平地面上长为的粗糙直轨道平滑连接，小物块沿轨道运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，重力加速度，，，，空气阻力忽略不计。试求：
（1）弹簧被锁扣锁住时所储存的弹性势能；
（2）圆弧所对的圆心角；
（3）若小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹，且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道间，那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足什么条件。
2023-2024学年福建省泉州七中高一（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题：（本大题共6小题，每小题4分，共计24分）
1．（4分）下列关于功和能的说法错误的是
A．的功比的功少
B．功是标量，正、负分别表示外力对物体做功和物体克服外力做功
C．在弹性限度内，同一根弹簧从原长开始被拉伸的长度越长，具有的弹性势能越大
D．物体从固定的不同斜面下滑相同高度的过程中，重力做的功与斜面粗糙程度无关
【答案】
【分析】、根据功的正负的物理意义、功的正负不表示大小分析；
、根据弹性势能分析；
、根据重力做功分析。
【解答】解：、功是标量，功的正负不表示大小，功的正负分别表示外力对物体做功和物体克服外力做功，所以的功比的功多，故错误，正确；
、弹性势能：，所以在弹性限度内，同一根弹簧从原长开始被拉伸的长度越长，即形变量越大，则具有的弹性势能越大，故正确；
、物体从固定的不同斜面下滑相同高度的过程中，重力做的功：，可知重力做的功与斜面粗糙程度无关，故正确。
本题选错误的，故选：。
【点评】本题考查了功的计算，功的正负的物理意义、弹性势能，解题的关键是知道功是标量，功的正负不表示大小，熟记弹性势能的表达式。
2．（4分）一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由点向点行驶，速度逐渐减小。图中分别画出了汽车转弯时所受合力和速度的方向，其中正确的是
A．B．
C．D．
【答案】
【分析】汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做减速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象时对的。
【解答】解：、由于汽车速度逐渐减小，故所受合力应与速度的夹角大于，故错误；
、由于汽车沿曲线由向行驶，故方向应向上，故错误；
、又汽车做曲线运动，所受合力应沿曲线的凹侧，故错误，正确；
故选：。
【点评】解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，减速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车减速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
3．（4分）一质量为的物体被人用手由静止竖直向上以加速度匀加速提升。关于此过程，下列说法中正确的是
A．提升过程中手对物体做功
B．提升过程中合外力对物体做功
C．提升过程中物体的重力势能增加
D．提升过程中物体的机械能增加
【答案】
【分析】、利用牛顿第二定律可得手对物体的作用力大小，利用可得手对物体做的功；
、根据牛顿第二定理可得物体合力大小，利用可得合力做功；
、根据功能关系可知物体重力势能增加量等于物体克服重力做功；
、根据功能关系：除重力外其它力做的功等于物体机械能的变化量分析。
【解答】解：、对物体由牛顿第二定律有：，可得：，则手对物体做功：，故错误；
、提升过程中合力对物体做功，故错误；
、物体上升，物体克服重力做功，由功能关系可知物体的重力势能增加，故错误；
、由功能关系可知，物体增加的机械能等于手对物体做的功，即：△，故正确。
故选：。
【点评】本题考查了功能关系、功的计算，解题的关键是利用牛顿第二定律计算出手对物体作用力的大小，熟练掌握功能关系。
4．（4分）近日我校中学部举行的精彩的班级篮球赛，吸引了众多同学的关注。如图所示，运动员将质量为的篮球从高处出手，进入离地面高处的篮筐时速度为。若以出手时位置所在水平面为零势能参考平面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，对篮球的下列说法正确的是
A．进入篮筐时重力势能为
B．在刚出手时动能为
C．进入篮筐时机械能为
D．经过途中点时的机械能为
【答案】
【分析】根据重力势能公式结合所选参考平面解答；
根据机械能守恒定律求解；
根据机械能的定义式列式求解；
根据机械能守恒定律分析解答。
【解答】解：篮球进入篮筐时的重力势能为，故错误；
设刚出手时速度大小为，从出手到篮筐位置，根据机械能守恒有，故错误；
根据机械能的定义，进入篮筐的机械能等于，故正确；
篮球从出手到篮筐过程，满足机械能守恒，故点机械能也等于，故错误。
故选：。
【点评】考查机械能的守恒问题，会根据题意进行分析解答。
5．（4分）小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，出发后到达对岸下游处；当船头保持与上游河岸成角航行，出发后到达正对岸。水流速度保持不变，下列说法正确的是
A．水流的速度大小为
B．
C．河的宽度为
D．小船在静水中的速度大小为
【答案】
【分析】、根据题意可知水流速度方向的位移为，利用船头垂直对岸方向航行时的情况计算此时的水流速度；
、利用运动的合成与分解方法分析运动情况，表示船的速度与水流速度的关系，合位移与分位移的关系。
【解答】解：、船头垂直对岸方向航行时，如图甲所示，
由，得水流的速度大小为，故错误；
、船头保持与河岸成角航行时，如图乙所示
，
由图甲可，
代入数据联立解得，，，故错误，正确。
故选：。
【点评】本题考查运用运动的合成与分解思想解决小船渡河问题的能力。
6．（4分）如图所示，质量为、长为的木板放在光滑的水平面上，可视为质点的质量为的物块放在木板的最左端。时刻给物块水平向右的初速度，当物块滑到木板的最右端时木板的位移为。则下列说法正确的是
A．、所受的摩擦力之比为
B．摩擦力对、所做的功的绝对值之比为
C．减小的动能与、间因摩擦而产生的热量之比为
D．增加的动能与系统损失的机械能之比为
【答案】
【分析】根据相互作用力的关系判断；
根据摩擦力做功的公式代入数据求解判断；
根据动能定理和热量公式代入数据解答；
根据动能定理和热量公式计算求解。
【解答】解：对的摩擦与对的摩擦是作用力、反作用力的关系，根据牛顿第三定律可知，、所受的摩擦力之比为，故错误；
摩擦力对物体所做的功为，摩擦力对物体所做的功为，则摩擦力对与摩擦力对所做的功的绝对值之比为，故正确；
对由动能定理得△，、组成的系统因摩擦而产生的热量为△，则减小的动能与产生的热量之比为，故错误；
对由动能定理得△，系统损失的机械能为摩擦产生的热量，则△：△，故错误。
故选：。
【点评】考查摩擦力做功的问题和能的转化和守恒定律，会根据题意进行分析解答。
二、双项选择题：（本大题共4小题，每小题4分，漏选得2分，错选不得分，共计16分）
7．（4分）如图，光滑斜面体固定在水平桌面上，两斜面的倾角分别为、，。完全相同的两物块、在顶端处由静止沿两斜面下滑，则两物块
A．在顶端时，重力势能相等
B．到达底端时，速度相同
C．下滑至底端过程，重力的平均功率相等
D．到达斜面底端时，物块重力的瞬时功率较大
【答案】
【分析】根据分析在顶端时重力势能关系。根据机械能守恒定律列式分析到达底端时速度大小关系。根据公式分析重力的平均功率关系。根据公式分析重力的瞬时功率关系。
【解答】解：、两物块、质量相等，在顶端时，高度相同，根据分析在顶端时重力势能相等，故正确；
、设斜面高度为，物块到达底端时速度大小为，根据机械能守恒定律得：，可得，则两物块到达底端时，速度大小相等，但速度方向不同，由速度不相同，故错误；
、下滑至底端过程，两物块、重力的平均功率分别为，，因，则，故错误；
、到达斜面底端时，物块、重力的瞬时功率分别为，，因，则，故正确。
故选：。
【点评】解答本题时，关键要掌握机械能守恒定律、重力的平均功率和瞬时功率公式，通过列式分析。
（多选）8．（4分）一辆摩托车在平直的公路上由静止启动，摩托车所受牵引力F随时间t变化关系如图所示。摩托车总质量为200kg，额定功率为2×104W，运动过程所受阻力恒定，则（ ）
A．摩托车在0～t1时间内做匀加速运动，t1～t2时间内做减速运动
B．摩托车在0～t1时间内的加速度为1m/s2
C．运动过程中摩托车的最大速度为20m/s
D．摩托车匀加速行驶的时间为20s
【答案】BD
【分析】根据摩托车的受力情况来判断其运动情况，根据牛顿第二定律求加速度。当牵引力与阻力相等时，速度最大，由P＝Fv求最大速度。根据P＝Fv求出摩托车匀加速行驶的的最大速度，由v＝at求摩托车匀加速行驶的时间。
【解答】解：A、由图可知，摩托车在0～t1时间内，牵引力F＝1000N，F恒定，加速度恒定，做匀加速直线运动，在t＝t1时刻其功率达到额定功率；在t1～t2时间内，牵引力减小，加速度减小，摩托车以额定功率做加速度逐渐减小的加速运动，直到t＝t2时刻达到最大速度，然后做匀速直线运动，故A错误；
B、由A项分析可知，t2时刻后摩托车做匀速直线运动，根据平衡条件可得阻力大小f＝F2＝800N
根据牛顿第二定律可得摩托车在0～t1时间内的加速度为a＝＝m/s2＝1m/s2，故B正确；
C、摩托车做匀速直线运动时速度最大，则有P＝F2vm＝fvm，则最大速度为vm＝＝m/s＝25m/s，故C错误；
D、摩托车匀加速行驶的的最大速度为，故摩托车匀加速行驶的时间为t1＝＝s＝20s，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题考查的是机车启动问题，要能够熟练地进行受力分析与运动状态分析，要知道发动机功率公式P＝Fv中，P指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度；当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度。
9．（4分）如图甲为2022年北京冬奥会的跳台滑雪场地“雪如意”，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”。其部分赛道可简化为如图乙所示的轨道模型，某运动员（可看成质点）从曲面顶端滑下并恰能在斜面顶端沿水平方向飞出，后又落回到斜面上。若斜面的倾角为，该运动员刚飞出时的速度大小为，不计空气阻力，重力加速度为，则运动员从飞出至落到斜面上的过程中，下列说法正确的是
A．该运动员从飞出到落到斜面上的时间为
B．该运动员落到斜面上时的速度大小为
C．该运动员所受重力在这个过程中的平均功率为
D．若该运动员以的速度水平飞出，那么运动员落在斜面上时的瞬时速度方向与水平方向的夹角将发生变化
【答案】
【分析】根据运动的分解结合数学关系可知运动员的运动时间；根据运动的对称性可知离坡面的最大距离最大时的时间，再由平抛运动公式求解再由平抛运动的推论即可知运动员落在斜坡上的瞬时速度方向与水平方向的夹角。
【解答】解：、运动员做平抛运动，位移偏转角等于斜面的夹角，所以有
解得，故正确；
、根据平抛运动速度偏转角和位移偏转角的关系式
结合数学知识知：
所以小球落到斜面上时的速度大小：，故错误；
、重力的平均功率为，故错误；
、根据选项的分析可知，小球落到斜面上时速度方向和初速度无关，方向始终不变，故错误。
故选：。
【点评】该题平抛运动规律的应用，要求学生灵活运用运动的分解和平抛运动的推论解答平抛问题。
10．（4分）跳跳杆玩具广受孩子们的喜爱。跳跳杆底部装有一根弹簧，某次小明从最低点弹起，以小明运动的最低点为坐标原点，竖直向上为轴正方向，小明与杆整体的动能与其位置坐标的关系如图所示，图像之间为曲线，为其最高点，为直线，已知小明和杆的总质量为，忽略弹簧质量和空气阻力的影响。下列说法正确的是
A．小明和杆的最大加速度
B．弹簧的劲度系数
C．在处的速度为
D．在处的弹性势能为
【答案】
【分析】图像的斜率表示合力的大小，在位置弹力等于重力，由平衡条件和胡克定律相结合计算弹簧劲度系数；根据图像分析小孩的运动情况，分析加速度最大的位置，根据牛顿第二定律求解小孩和杆的最大加速度；从到做竖直上抛运动，根据运动学公式求在处的速度，在处的速度等于在处的速度；根据系统机械能守恒求解在处的弹性势能。
【解答】解：、由图像可知，在处小明和杆整体脱离弹簧，此时弹簧处于原长，弹簧在最低点时被压缩，此时加速度最大，则由牛顿第二定律有
在位置时，速度最大，弹簧的弹力等于重力，即
解得：，，故错误，正确；
、在处的速度等于在处的速度，因从到做竖直上抛运动，则，故错误；
、从处到处，由弹簧、小明与杆整体机械能守恒可得：，解得：，故正确。
故选：。
【点评】本题的关键要明确小明与杆的运动情况，判断其受力情况以及过程中能量转化情况，灵活运用牛顿第二定律和机械能守恒定律来处理。
三、填空题（每空2分，共22分）
11．（4分）如图所示以的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为的斜面上取，则物体撞击斜面时的速度为 40 ，完成这段飞行的时间为 。
【答案】40；。
【分析】本题根据物体垂直地撞在倾角为的斜面上，得到水平速度和竖直速度的关系，再根据求解时间。
【解答】解：物体垂直地撞在倾角为的斜面上，则有
解得
则物体撞击斜面时的速度为
完成这段飞行的时间为
故答案为：40；。
【点评】本题考查了平抛运动，理解平抛运动水平防线做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动是解决此类问题的关键。
12．（4分）如图所示，光滑直角细杆固定在竖直平面内，边水平，边竖直，与在点用一小段圆弧杆平滑相连，质量均为的两小环、用长为的轻绳相连，分别套在和杆上。初始时刻，将轻绳拉至水平位置伸直，然后同时释放两小环，已知重力加速度为。当环下落时，环的速度大小是环的速度大小的 倍；环的速度大小为 。
【答案】；。
【分析】与下降的过程中系统的机械能守恒，先由速度的合成与分解求出、速度的关系，然后即可求出、的速度。
【解答】解：当环下落时，由几何关系可知细线与竖直方向夹角为，将与的速度分别沿绳子的方向与垂直于绳子的方向分解如图
则
可得
环的速度大小是环的速度大小的倍；
由机械能守恒定律可知
解得
故答案为：；。
【点评】该题结合机械能守恒考查运动的合成与分解，解答的关键是能看到与的速度不一定大小相等，但它们沿绳子方向的分速度大小相等！
13．（4分）如图，用小锤轻击弹簧金属片，球向水平方向飞出，同时球被松开，竖直向下运动。
（1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到 。
球的运动线路不同，球的运动线路相同
、两球运动线路相同
、两球同时落地
力越大，、两球落地时间间隔越大
（2）改变此装置距地面的高度，重复上述实验，仍然可以看到相同的实验现象，根据此现象分析可知 。
小球与在竖直方向的运动规律相同
小球在水平方向做匀加速运动
小球在竖直方向做匀加速运动
小球在水平方向做匀速运动
【答案】（1）；（2）
【分析】（1）不同力度打击，小球的初速度不同，小球始终做自由落体运动，结合运动的规律分析落地时间。
（2）抓住两球始终同时落地得出小球竖直方向的运动规律与小球相同。
【解答】解：（1）、打击与力度不同，球平抛初速度不同，则球的运动路线不同；但球始终做自由落体，所以球路线相同，故正确，错误；
、因为、两球竖直方向均为自由落体运动，所以运动时间相同，两球同时落地，故正确，错误。
故选：。
（2）改变高度，仍看到相同现象说明小球与在竖直方向运动规律相同，故正确，错误；
故选：。
故答案为：（1）；（2）
【点评】解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，注意改变打击力度，只能改变平抛运动的初速度，不会改变运动的时间；掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律。
14．（10分）某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是 。
（2）如图所示为某次实验打出的纸带，取纸带上连续的五个点、、、、，通过测量并计算出点距起始点的距离为，间的距离为，间的距离为，若相邻两点的时间间隔为，重锤质量为，重力加速度为。根据这些条件计算从点到点的过程中重锤重力势能的减少量△ ，动能的增加量△ 。
（3）利用该装置还可以测量当地的重力加速度，某同学的做法是以各点到起始点的距离为横坐标，以各点速度的平方为纵坐标，建立直角坐标系，用实验测得的数据绘制出以图像，如图所示。请根据图线并求得当地重力加速度 。（结果保留三位有效数字）
（4）小刚利用气垫导轨和光电门等器材验证机械能守恒定律，图是实验装置的示意图。实验时开启气泵，先将气垫导轨调至水平，然后滑块通过细线与托盘和砝码相连。将滑块从图示位置由静止释放，读出挡光条通过光电门的挡光时间为。已知刚释放时挡光条到光电门的距离为，挡光条的宽度为，且，托盘和砝码的总质量为，滑块和挡光条的总质量为，当地的重力加速度为。在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统重力势能的减少量△；系统动能的增加量△ 。在误差允许的范围内，如果△△，则可验证系统的机械能守恒。
【答案】（1）；（2）；；（3）9.78；（4）
【分析】（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，选择实验装置要从减小实验误差和便于操作的角度去考虑；
（2）重力势能的减小量等于重力做功大小，根据某段时间内的平均速度等于时间中点的瞬时速度，可以求出点速度大小，从而进一步求出其动能的增加量；
（3）根据机械能守恒定律结合图像斜率解得；
（4）根据光电门原理计算速度，从而计算动能。
【解答】解：（1）释放纸带时，要保证纸带竖直与限位孔无摩擦，并且物体要靠近打点计时器从而充分利用纸带，故正确，错误；
故选：。
（2）从点到点的过程中重锤重力势能的减少量△
根据匀变速直线运动规律可知速度为
动能的增加量△
（3）根据机械能守恒定律有
解得，结合图像可知
解得
（4）滑块的速度为
系统动能的增加量△
故答案为：（1）；（2）；；（3）9.78；（4）
【点评】书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚，同时要熟练应用所学基本物理知识进行数据处理。
四、计算题（本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15．（8分）如图所示，摩擦因数的水平地面静止放着质量的木箱，用与水平方向成的恒力作用于木箱，恒力大小，当木箱在力作用下由静止开始运动距离时，求：（已知：，，
（1）此时木箱的速度大小；
（2）在这段运动过程中，拉力的平均功率；
（3）此时撤去拉力，木箱还能够前进的距离。
【分析】（1）分析物体的受力情况，利用动能定理求此时木箱的速度大小；
（2）在这段运动过程中，由求拉力的平均功率；
（3）此时撤去拉力，再利用动能定理求木箱还能够前进的距离。
【解答】解：（1）前进的过程，由动能定理得
解得：
（2）拉力的平均功率：
又因为物体做匀加速运动，所以有
解得：
（3）撤去外力之后，根据动能定理得
解得：
答：
（1）此时木箱的速度大小是；
（2）在这段运动过程中，拉力的平均功率是；
（3）此时撤去拉力，木箱还能够前进的距离是。
【点评】本题涉及到力在空间的效果求速度，首先要考虑到动能定理。要注意撤去拉力后滑动摩擦力会增加，但动摩擦因数不变。
16．（8分）摩托车飞越表演是一项惊险刺激的运动。一架摩托车的最大功率为，该摩托车（含驾驶员）的质量为，前进过程中受到的阻力为重力的0.2倍，如图所示。假设在一次飞越河流的表演中，摩托车以最大功率启动，行驶后达到最大速度，之后保持该速度匀速行驶，接着从平台上水平飞离，刚好落到对面的平台上，测得两岸平台高度差为。若飞越过程中不计空气阻力，摩托车可以看成质点，重力加速度。求：
（1）摩托车的最大行驶速度；
（2）水面宽度不超过多长；
（3）摩托车启动后行驶多少时间达到最大速度。
【答案】（1）摩托车的最大行驶速度 ；
（2）水面宽度不超过；
（3）摩托车启动后行驶时间达到最大速度。
【分析】（1）根据瞬时功率的公式求出最大速度；
（2）摩托车做平抛运动，可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同；根据水平匀速直线运动求解河宽；
（3）根据动能定理求出摩托车启动后行驶多少时间达到最大速度。
【解答】解：（1）摩托车以最大速度匀速行驶时有
功率计算式
代入数据解得
（2）摩托车飞离平台后做平抛运动，根据平抛运动运动规律得，竖直方向有
水平方向有
代入数据解得
则摩托车成功落到对面的平台上，故水面宽度不超过；
（3）设摩托车启动后行驶时间后达到最大速度，此过程根据动能定理有
代入数据解得
答：（1）摩托车的最大行驶速度 ；
（2）水面宽度不超过；
（3）摩托车启动后行驶时间达到最大速度。
【点评】此题考查了平抛运动的规律，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解。
17．（10分）在快递分类时常用传送带运送快件，一倾角为的传送带在电动机的带动下以恒定速率顺时针方向运行，传送带底端到顶端的距离为，如图甲所示。传送带现将一质量的快件静止放于传送带底端，以传送带最底端为参考平面，快件在传送带上运动整个过程中速度的平方随位移的变化如图乙所示，取重力加速度大小，，，快件可视为质点，求：
（1）快件与传送带之间的动摩擦因数；
（2）快件从传送带底端到顶端过程因摩擦产生的热量；
（3）快件从传送带底端到顶端过程电动机多做的功。
【答案】（1）快件与传送带之间的动摩擦因数为0.875；
（2）快件从传送带底端到顶端过程因摩擦产生的热量为；
（3）快件从传送带底端到顶端过程电动机多做的功为。
【分析】（1）根据图乙结合，可得快件的加速度大小，快件匀加速运动过程由牛顿第二定律可得动摩擦因数；
（2）根据图乙中转折点可得传送带速度大小，由运动学公式可得快件和传送带的位移大小，则可得快件相对传送带的滑动的距离，根据可得因摩擦产生的热量；
（3）根据能量守恒可知电动机多消耗的电能等于快件增加的机械能与因摩擦产生的热量之和。
【解答】解：（1）由图乙可知，快件放上传送带先做匀加速运动，由，可知图乙中的斜率表示，则有：
可得快件做匀加速运动的加速度大小为：
快件匀加速运动过程，由牛顿第二定律有：
代入数据可得：
（2）设传送带的速度为，由图以可知：
快件匀加速运动的时间：
快件与传送带的相对位移：
快件和传送带间因摩擦产生的热量：△
代入数据可得：
（3）电动机多消耗的电能等于快件重力势能和动能的增加量以及因摩擦而产生的热量之和，即：
代入数据可得：
答：（1）快件与传送带之间的动摩擦因数为0.875；
（2）快件从传送带底端到顶端过程因摩擦产生的热量为；
（3）快件从传送带底端到顶端过程电动机多做的功为。
【点评】本题考查了功能关系和能量守恒定律、牛顿第二定律，解题的关键是知道与图像斜率表示，图像中转折点表示快件与传送带共速，则可得传送带速度大小。
18．（12分）如图所示，在光滑水平台面上，一个质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住。现打开锁扣，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好从点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道。已知、的高度差，水平距离，圆弧轨道的半径，点在圆弧轨道的圆心的正下方，并与水平地面上长为的粗糙直轨道平滑连接，小物块沿轨道运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，重力加速度，，，，空气阻力忽略不计。试求：
（1）弹簧被锁扣锁住时所储存的弹性势能；
（2）圆弧所对的圆心角；
（3）若小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹，且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道间，那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足什么条件。
【答案】（1）弹簧被锁扣锁住时所储存的弹性势能为；
（2）圆弧所对的圆心角为；
（3）小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足的条件为。
【分析】（1）物块滑离平台后做平抛运动，根据平抛运动规律求解小物块运动到平台末端的速度大小，根据能量守恒求解弹簧被锁扣锁住时所储存的弹性势能；
（2）物块运动到点时，根据求出小物块经过点竖直方向的速度，再根据几何关系求解圆弧所对的圆心角；
（3）若小物块恰能与墙壁相碰，根据功能关系求解动摩擦因数；若恰不从飞出，根据功能关系求解动摩擦因数；若从滑回恰好不与墙壁发生二次碰撞，根据功能关系求解动摩擦因数，由此得到小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足的条件。
【解答】解：（1）物块滑离平台后做平抛运动，根据平抛运动的规律可得
解得小物块运动到平台末端的速度大小为：
根据能量守恒有

（2）设物块运动到点时，竖直方向速度为，则有
解得：
则有：
可得：，则圆弧所对的圆心角为。
（3）、两点的高度差为
若小物体恰能与墙壁相碰，根据能量守恒有
解得：
若恰不从飞出，根据能量守恒有
解得：
若从滑回恰好不与墙壁发生二次碰撞，根据能量守恒有
解得：
综上可得：
答：（1）弹簧被锁扣锁住时所储存的弹性势能为；
（2）圆弧所对的圆心角为；
（3）小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足的条件为。
【点评】本题主要是考查功能关系、平抛运动的规律等，关键要弄清楚物块的运动情况和受力情况、能量的转化情况等，把握隐含的临界条件，根据功能关系、平抛运动的规律求解。
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