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重庆市朝阳中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷（Word版附解析）
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这是一份重庆市朝阳中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷（Word版附解析），文件包含重庆市朝阳中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题Word版含解析docx、重庆市朝阳中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共20页， 欢迎下载使用。
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 牛顿利用扭秤实验装置测量出了万有引力常量，并在此基础上提出了万有引力定律
B. 处于平衡状态的物体机械能不一定守恒
C. 一个恒力对物体做功为零，则其冲量也为零
D. 易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了减少冲量
【答案】B
【解析】
【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验装置测量出了万有引力常量，选项A错误；
B．处于平衡状态的物体机械能不一定守恒。例如物体匀速上升时机械能增加，选项B正确；
C．一个恒力对物体做功为零，则其冲量不一定为零，例如放在地面上的物体，地面的支持力对物体不做功，但是支持力的冲量不为零，选项C错误；
D．易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是在动量变化一定时增加作用时间，从而减少冲力，选项D错误。
故选B。
2. 设计师设计了一个非常有创意的募捐箱。如图所示，点为漏斗形口的圆心，某个硬币在募捐箱上类似于漏斗形的部位滚动很多圈之后，从下方的圆孔掉入募捐箱。硬币直径远小于漏斗形孔径。如果把硬币在不同位置的运动近似看成水平面内的匀速圆周运动，空气阻力和摩擦阻力忽略不计，则关于这枚硬币在、两处的说法正确的是
A. 在、两处做圆周运动的圆心都为点
B. 向心力的大小
C. 角速度的大小
D. 线速度的大小
【答案】C
【解析】
【详解】A．在、两处做圆周运动的圆心是通过点的竖直轴上，不是以点为圆心的，故A错误；
B．设在、所在弧的切线与水平方向的夹角为、，根据力的合成可得的向心力：
的向心力：
而，故向心力的大小，故B错误；
C．根据：
可知，，，则角速度的大小，故C正确；
D．硬币下滑过程中，重力做正功，动能增加，线速度增大，故，故D错误。
故选C．
3. 如图所示，一轻绳上端固定，下端系一木块，处于静止状态．一颗子弹以水平初速度射入木块内(子弹与木块相互作用时间极短，可忽略不计)，然后一起向右摆动直至达到最大偏角．从子弹射入木块到它们摆动达到最大偏角的过程中，对子弹和木块，下列说法正确的是( )
A. 机械能守恒，动量不守恒
B. 机械能不守恒，动量守恒
C. 机械能不守恒，动量不守恒
D. 机械能守恒，动量守恒
【答案】C
【解析】
【详解】从子弹射入木块到它们摆动达到最大偏角的过程中，对子弹和木块组成的系统做圆周运动，合力不等于零，系统的动量不守恒．机械能有一部分转化为内能，则系统的机械能不守恒，故ABD错误，C正确．
4. 最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为
A. 1.6×102 kgB. 1.6×103 kgC. 1.6×105 kgD. 1.6×106 kg
【答案】B
【解析】
【详解】设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B．
5. 与嫦娥1号、2号月球探测器不同，嫦娥3号是一次性进入距月球表面100km高的圆轨道Ⅰ（不计地球对探测器的影响），运行一段时间后再次变轨，从100km的环月圆轨道Ⅰ，降低到距月球15km的近月点B、距月球100km的远月点A的椭圆轨道Ⅱ，如图所示，为下一步月面软着陆做准备。关于嫦娥3号探测器下列说法正确的是（ ）
A. 探测器在轨道Ⅱ经过A点的速度小于经过B点的速度
B. 探测器沿轨道Ⅰ运动过程中，探测器中的科考仪器对其支持面没有压力
C. 探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在A点应加速
D. 探测器在轨道Ⅱ经过A点时的加速度小于在轨道Ⅰ经过A点时的加速度
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据开普勒第二定律，远月点速度最小，近月点速度最大， A正确；
B．探测器沿轨道Ⅰ运动过程中，万有引力提供向心力，探测器中的科考仪器对其支持面没有压力，B正确；
C．卫星加速做离心运动，减速做向心运动。卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道II的过程中卫星轨道必须减速，C错误；
D．在A点探测器产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在A点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在A点时万有引力产生的加速度大小相等，D错误。
故选AB。
6. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，则（ ）
A. 启动后汽车做匀加速直线运动B. 汽车受到的阻力为
C. 当车速为时，汽车的瞬时加速度为D. 当车速为时，汽车的瞬时加速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽车在额定功率下运动，根据
可知，汽车做加速度减小的变加速运动，当牵引力等于阻力时，速度达到最大后做匀速运动，故A错误；
B．汽车达到最大速度时，动力与阻力平衡，则由
可得
故B错误；
CD．当牵引力和阻力大小相等时，速度最大，此时
那么当汽车的车速为时，牵引力
加速度
故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ．一质量为m（m＜M）的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中的机械能损失．如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端．如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为（ ）
A. hB. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】斜面固定时，根据动能定理可得：
解得：
斜面不固定时，由水平方向动量守恒得：
mv0=（M+m）v
由能量守恒得：
解得
故选D
二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分）
8. 如图所示，某滑雪运动员由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，重力做功1.8×104J，克服阻力做功2000J。则该运动员（ ）
A. 重力势能减小了1.8×104 JB. 动能增加了1.8×104 J
C. 机械能减小了2 000JD. 合力做功2×104 J
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据功能关系，重力对物体做正功1.8×104 J，物体的重力势能减少1.8×104 J，故A正确；
BD．根据动能定理，合力对运动员做的功为
1.8×104J -2000J=16000J
则动能增加16000 J，故BD错误；
C．根据功能关系，非重力对运动员做了多少功，运动员的机械能就变化多少，阻力做功-2 000J，则机械能减少2000 J，故C正确。
故选AC。
9. 如图，一物体从固定光滑斜面AB底端A点以初速度V0上滑，沿斜面上升的最大高度为h。保证每次物体从A点出发的初速度仍为V0，下列说法中正确的是（ ）
A. 若把斜面CB部分截去，物体冲出C点后上升的最大高度仍为h
B. 若把斜面AB变成固定光滑曲面AEB，物体沿此曲面上升仍能到达B点
C. 若把斜面弯成圆弧形AD，物体仍能沿圆弧升高h
D. 若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧，物体上升的最大高度有可能仍为h
【答案】BD
【解析】
【详解】A．若把斜面CB部分截去，物体冲过C点后做斜抛运动，由于物体机械能守恒，而斜抛运动到最高点时速度不为零，故不能到达h高处，故A错误；
B．若把斜面AB变成光滑曲面AEB，物体在最高点速度为零，根据机械能守恒定律，物体沿此曲面上升仍能到达B点，故B正确；
C．若把斜面弯成圆弧形AD，如果能到圆弧最高点，即h处，由于合力充当向心力，则在最高点的速度不为零，故会得到机械能增加，矛盾，故物体达不到最大高度h，故C错误；
D．由于是光滑轨道机械能是守恒的，若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状，若B点不高于此圆的圆心，则到达B点的速度可以为零，根据机械能守恒定律，物体沿斜面上升的最大高度仍然可以为h，故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示，竖直弹簧固定在水平地面上，一质量为m的铁球由弹簧的正上方静止下落，与弹簧接触后压缩弹簧。从O点（即坐标原点）开始计时，小球所受的弹力F的大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如题图乙所示，不计空气阻力，重力加速度取g，以下判断正确的是（ ）
A. 当时小球与弹簧组成系统的势能之和最小
B. 当小球接触弹簧后继续向下运动，小球所受合力始终做负功
C. 弹簧弹性势能的最大值为
D. 小球运动过程中的最大动能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球动能最大的位置是弹力等于重力的位置，即时，小球的动能最大，根据系统的机械能守恒可知，此位置小球与弹簧组成系统的势能之和最小，故A正确；
B．当小球接触弹簧后继续向下运动过程中，在之前，小球所受合力向下、合力对小球做正功；在之后，小球所受合力向上、合力对小球做负功，故B错误；
C．由图像可知，小球在平衡位置时弹簧压缩量为；如果小球从弹簧原长处由静止释放，则弹簧的最大压缩量为；当小球从弹簧上端处由静止释放，弹簧的最大压缩量大于，根据功能关系可知，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，所以弹簧弹性势能的最大值大于，故C错误；
D．小球从接触弹簧到平衡位置运动过程中，弹簧的平均弹力为
从开始释放到小球受力平衡过程中，根据动能定理可得
解得小球运动过程中的最大动能为
故D正确。
故选AD。
三、实验题：本大题共2个小题，共15分。
11. 如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛水平射程。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端，再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放，与小球相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置。
（1）图2是小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_______；
（2）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是_______；
A. 可选用半径不同的两小球B. 选用两球的质量应满足
C. 小球每次必须从斜轨同一位置释放D. 需用秒表测定小球在空中飞行时间
（3）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为，三个落点的平均位置与O点的距离分别为。在实验误差允许范围内，若满足关系式_______，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示）
【答案】（1）55.49##55.50##55.51 （2）BC
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据图2及直尺读数规则，平均位置对应的读数为55.50cm。
【小问2详解】
A．保证碰撞在同一条水平线上，所以两个小球的半径要相等，故A错误；
B．为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大，故B正确；
C．小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，所以入射球必须从同一高度释放，故C正确；
D．小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需要测量时间，故D错误。
故选BC。
【小问3详解】
实验需要验证
小球做平抛运动的时间相同，则两边乘以时间t可得
即要验证的是
12. 小华用图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别为mA和mB（mB>mA），挡光片的宽度为d，重力加速度为g。按下列实验步骤操作。
①按图甲装配好定滑轮和光电门
②A、B用绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B
③测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
④先接通光电门的电源，后释放B
⑤记录挡光片经过光电门的时间
（1）挡光片通过光电门时的速度为_________（用题中的物理量表示）。
（2）如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为_______（用题中的物理量表示）。
（3）小华反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，记录挡光片通过光电门时间，作出图像如图乙所示，测得图线的斜率为k，则_________。
【答案】 ① ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]挡光片通过光电门时的速度为
（2）[2]如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为
即
（3）[3]由题可知
即
解得
四、计算题
13. 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球做平抛运动过程中，水平方向，有
竖直方向，有
由几何知识可得
联立解得
（2）对于星球表面质量为m0的物体，有
所以
（3）该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运行速度，故
解得
14. 如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为2m的木板B，木板表面光滑，右端固定一轻质弹簧。质量为m的木块A以速度v0从板的左端水平向右滑上木板B，求：
（1）弹簧最大弹性势能；
（2）弹簧被压缩直至最短过程中，弹簧给木板A的冲量；
（3）当木块A和B板分离时，木块A和B板的速度。
【答案】（1）；（2），方向向左；（3），方向向左，，方向向右
【解析】
【详解】（1）弹簧被压缩到最短时，木块A与木板B具有相同的速度，此时弹簧的弹性势能最大；设共同速度为v，从木块A开始沿木板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，A、B系统的动量守恒，取向右为正方向，则有
由能量关系得：弹簧的最大弹性势能
解得
（2）对木块A，根据动量定理得
解得：，方向向左
（3）从木块A滑上木板B直到二者分离，系统的机械能守恒，设分离时A、B的速度分别为和，根据动量守恒定律得：
根据机械能守恒定律得
解得：，方向向左，，方向向右
15. 如图为某同学设计的弹射装置，弹射装置由左端固定在墙上的轻弹簧和锁K构成，开始时弹簧被压缩，物块被锁定。水平光滑轨道AB与倾斜粗糙轨道BC平滑连接，已知倾斜轨道与水平面夹角θ为37°，物块与倾斜轨道间的动摩擦因数。竖直四分之一圆弧光滑轨道DG、G＇H和水平轨道HM均平滑连接，物块刚好经过GG＇进入G＇H，、G＇、G、在同一水平线上，水平轨道HM粗糙；圆弧DG半径为，G＇H半径为，HM长度为，N点为HM的中点。现将质量为的物块解除锁定发射，其经过D点时速度水平，对轨道的作用力恰好为零。空气阻力忽略不计，重力加速度为。求：
（1）物块到达H点时对轨道的压力；
（2）物块到达C点的速度大小以及C、D两点的竖直高度差；
（3）物块被锁定时弹簧具有的弹性势能；
（4）设物块与右端竖直墙壁碰撞后以原速率返回，物块最终停在N点，求物块与水平轨道HM间的动摩擦因数。
【答案】（1）45N，方向竖直向下；（2）5m/s，0.45m；（3）22.5J；（4）或
【解析】
【详解】（1）由牛顿第二定律有
由动能定理可得
解得
由牛顿第三定律得：压力为45N，方向竖直向下；
（2）由于恰好进入轨道D，根据平抛规律得
DC竖直高度差
（3）CE高度差
由能量守恒得
解得
（4）物块最终停在N点，可得
解得
①若物块第二次到达N点停止，有
解得
②若物块第三次到达N点停止，有
解得
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 牛顿利用扭秤实验装置测量出了万有引力常量，并在此基础上提出了万有引力定律
B. 处于平衡状态的物体机械能不一定守恒
C. 一个恒力对物体做功为零，则其冲量也为零
D. 易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了减少冲量
【答案】B
【解析】
【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验装置测量出了万有引力常量，选项A错误；
B．处于平衡状态的物体机械能不一定守恒。例如物体匀速上升时机械能增加，选项B正确；
C．一个恒力对物体做功为零，则其冲量不一定为零，例如放在地面上的物体，地面的支持力对物体不做功，但是支持力的冲量不为零，选项C错误；
D．易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是在动量变化一定时增加作用时间，从而减少冲力，选项D错误。
故选B。
2. 设计师设计了一个非常有创意的募捐箱。如图所示，点为漏斗形口的圆心，某个硬币在募捐箱上类似于漏斗形的部位滚动很多圈之后，从下方的圆孔掉入募捐箱。硬币直径远小于漏斗形孔径。如果把硬币在不同位置的运动近似看成水平面内的匀速圆周运动，空气阻力和摩擦阻力忽略不计，则关于这枚硬币在、两处的说法正确的是
A. 在、两处做圆周运动的圆心都为点
B. 向心力的大小
C. 角速度的大小
D. 线速度的大小
【答案】C
【解析】
【详解】A．在、两处做圆周运动的圆心是通过点的竖直轴上，不是以点为圆心的，故A错误；
B．设在、所在弧的切线与水平方向的夹角为、，根据力的合成可得的向心力：
的向心力：
而，故向心力的大小，故B错误；
C．根据：
可知，，，则角速度的大小，故C正确；
D．硬币下滑过程中，重力做正功，动能增加，线速度增大，故，故D错误。
故选C．
3. 如图所示，一轻绳上端固定，下端系一木块，处于静止状态．一颗子弹以水平初速度射入木块内(子弹与木块相互作用时间极短，可忽略不计)，然后一起向右摆动直至达到最大偏角．从子弹射入木块到它们摆动达到最大偏角的过程中，对子弹和木块，下列说法正确的是( )
A. 机械能守恒，动量不守恒
B. 机械能不守恒，动量守恒
C. 机械能不守恒，动量不守恒
D. 机械能守恒，动量守恒
【答案】C
【解析】
【详解】从子弹射入木块到它们摆动达到最大偏角的过程中，对子弹和木块组成的系统做圆周运动，合力不等于零，系统的动量不守恒．机械能有一部分转化为内能，则系统的机械能不守恒，故ABD错误，C正确．
4. 最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为
A. 1.6×102 kgB. 1.6×103 kgC. 1.6×105 kgD. 1.6×106 kg
【答案】B
【解析】
【详解】设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B．
5. 与嫦娥1号、2号月球探测器不同，嫦娥3号是一次性进入距月球表面100km高的圆轨道Ⅰ（不计地球对探测器的影响），运行一段时间后再次变轨，从100km的环月圆轨道Ⅰ，降低到距月球15km的近月点B、距月球100km的远月点A的椭圆轨道Ⅱ，如图所示，为下一步月面软着陆做准备。关于嫦娥3号探测器下列说法正确的是（ ）
A. 探测器在轨道Ⅱ经过A点的速度小于经过B点的速度
B. 探测器沿轨道Ⅰ运动过程中，探测器中的科考仪器对其支持面没有压力
C. 探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在A点应加速
D. 探测器在轨道Ⅱ经过A点时的加速度小于在轨道Ⅰ经过A点时的加速度
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据开普勒第二定律，远月点速度最小，近月点速度最大， A正确；
B．探测器沿轨道Ⅰ运动过程中，万有引力提供向心力，探测器中的科考仪器对其支持面没有压力，B正确；
C．卫星加速做离心运动，减速做向心运动。卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道II的过程中卫星轨道必须减速，C错误；
D．在A点探测器产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在A点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在A点时万有引力产生的加速度大小相等，D错误。
故选AB。
6. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，则（ ）
A. 启动后汽车做匀加速直线运动B. 汽车受到的阻力为
C. 当车速为时，汽车的瞬时加速度为D. 当车速为时，汽车的瞬时加速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽车在额定功率下运动，根据
可知，汽车做加速度减小的变加速运动，当牵引力等于阻力时，速度达到最大后做匀速运动，故A错误；
B．汽车达到最大速度时，动力与阻力平衡，则由
可得
故B错误；
CD．当牵引力和阻力大小相等时，速度最大，此时
那么当汽车的车速为时，牵引力
加速度
故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ．一质量为m（m＜M）的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中的机械能损失．如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端．如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为（ ）
A. hB. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】斜面固定时，根据动能定理可得：
解得：
斜面不固定时，由水平方向动量守恒得：
mv0=（M+m）v
由能量守恒得：
解得
故选D
二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分）
8. 如图所示，某滑雪运动员由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，重力做功1.8×104J，克服阻力做功2000J。则该运动员（ ）
A. 重力势能减小了1.8×104 JB. 动能增加了1.8×104 J
C. 机械能减小了2 000JD. 合力做功2×104 J
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据功能关系，重力对物体做正功1.8×104 J，物体的重力势能减少1.8×104 J，故A正确；
BD．根据动能定理，合力对运动员做的功为
1.8×104J -2000J=16000J
则动能增加16000 J，故BD错误；
C．根据功能关系，非重力对运动员做了多少功，运动员的机械能就变化多少，阻力做功-2 000J，则机械能减少2000 J，故C正确。
故选AC。
9. 如图，一物体从固定光滑斜面AB底端A点以初速度V0上滑，沿斜面上升的最大高度为h。保证每次物体从A点出发的初速度仍为V0，下列说法中正确的是（ ）
A. 若把斜面CB部分截去，物体冲出C点后上升的最大高度仍为h
B. 若把斜面AB变成固定光滑曲面AEB，物体沿此曲面上升仍能到达B点
C. 若把斜面弯成圆弧形AD，物体仍能沿圆弧升高h
D. 若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧，物体上升的最大高度有可能仍为h
【答案】BD
【解析】
【详解】A．若把斜面CB部分截去，物体冲过C点后做斜抛运动，由于物体机械能守恒，而斜抛运动到最高点时速度不为零，故不能到达h高处，故A错误；
B．若把斜面AB变成光滑曲面AEB，物体在最高点速度为零，根据机械能守恒定律，物体沿此曲面上升仍能到达B点，故B正确；
C．若把斜面弯成圆弧形AD，如果能到圆弧最高点，即h处，由于合力充当向心力，则在最高点的速度不为零，故会得到机械能增加，矛盾，故物体达不到最大高度h，故C错误；
D．由于是光滑轨道机械能是守恒的，若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状，若B点不高于此圆的圆心，则到达B点的速度可以为零，根据机械能守恒定律，物体沿斜面上升的最大高度仍然可以为h，故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示，竖直弹簧固定在水平地面上，一质量为m的铁球由弹簧的正上方静止下落，与弹簧接触后压缩弹簧。从O点（即坐标原点）开始计时，小球所受的弹力F的大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如题图乙所示，不计空气阻力，重力加速度取g，以下判断正确的是（ ）
A. 当时小球与弹簧组成系统的势能之和最小
B. 当小球接触弹簧后继续向下运动，小球所受合力始终做负功
C. 弹簧弹性势能的最大值为
D. 小球运动过程中的最大动能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球动能最大的位置是弹力等于重力的位置，即时，小球的动能最大，根据系统的机械能守恒可知，此位置小球与弹簧组成系统的势能之和最小，故A正确；
B．当小球接触弹簧后继续向下运动过程中，在之前，小球所受合力向下、合力对小球做正功；在之后，小球所受合力向上、合力对小球做负功，故B错误；
C．由图像可知，小球在平衡位置时弹簧压缩量为；如果小球从弹簧原长处由静止释放，则弹簧的最大压缩量为；当小球从弹簧上端处由静止释放，弹簧的最大压缩量大于，根据功能关系可知，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，所以弹簧弹性势能的最大值大于，故C错误；
D．小球从接触弹簧到平衡位置运动过程中，弹簧的平均弹力为
从开始释放到小球受力平衡过程中，根据动能定理可得
解得小球运动过程中的最大动能为
故D正确。
故选AD。
三、实验题：本大题共2个小题，共15分。
11. 如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛水平射程。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端，再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放，与小球相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置。
（1）图2是小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_______；
（2）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是_______；
A. 可选用半径不同的两小球B. 选用两球的质量应满足
C. 小球每次必须从斜轨同一位置释放D. 需用秒表测定小球在空中飞行时间
（3）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为，三个落点的平均位置与O点的距离分别为。在实验误差允许范围内，若满足关系式_______，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示）
【答案】（1）55.49##55.50##55.51 （2）BC
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据图2及直尺读数规则，平均位置对应的读数为55.50cm。
【小问2详解】
A．保证碰撞在同一条水平线上，所以两个小球的半径要相等，故A错误；
B．为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大，故B正确；
C．小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，所以入射球必须从同一高度释放，故C正确；
D．小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需要测量时间，故D错误。
故选BC。
【小问3详解】
实验需要验证
小球做平抛运动的时间相同，则两边乘以时间t可得
即要验证的是
12. 小华用图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别为mA和mB（mB>mA），挡光片的宽度为d，重力加速度为g。按下列实验步骤操作。
①按图甲装配好定滑轮和光电门
②A、B用绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B
③测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
④先接通光电门的电源，后释放B
⑤记录挡光片经过光电门的时间
（1）挡光片通过光电门时的速度为_________（用题中的物理量表示）。
（2）如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为_______（用题中的物理量表示）。
（3）小华反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，记录挡光片通过光电门时间，作出图像如图乙所示，测得图线的斜率为k，则_________。
【答案】 ① ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]挡光片通过光电门时的速度为
（2）[2]如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为
即
（3）[3]由题可知
即
解得
四、计算题
13. 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球做平抛运动过程中，水平方向，有
竖直方向，有
由几何知识可得
联立解得
（2）对于星球表面质量为m0的物体，有
所以
（3）该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运行速度，故
解得
14. 如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为2m的木板B，木板表面光滑，右端固定一轻质弹簧。质量为m的木块A以速度v0从板的左端水平向右滑上木板B，求：
（1）弹簧最大弹性势能；
（2）弹簧被压缩直至最短过程中，弹簧给木板A的冲量；
（3）当木块A和B板分离时，木块A和B板的速度。
【答案】（1）；（2），方向向左；（3），方向向左，，方向向右
【解析】
【详解】（1）弹簧被压缩到最短时，木块A与木板B具有相同的速度，此时弹簧的弹性势能最大；设共同速度为v，从木块A开始沿木板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，A、B系统的动量守恒，取向右为正方向，则有
由能量关系得：弹簧的最大弹性势能
解得
（2）对木块A，根据动量定理得
解得：，方向向左
（3）从木块A滑上木板B直到二者分离，系统的机械能守恒，设分离时A、B的速度分别为和，根据动量守恒定律得：
根据机械能守恒定律得
解得：，方向向左，，方向向右
15. 如图为某同学设计的弹射装置，弹射装置由左端固定在墙上的轻弹簧和锁K构成，开始时弹簧被压缩，物块被锁定。水平光滑轨道AB与倾斜粗糙轨道BC平滑连接，已知倾斜轨道与水平面夹角θ为37°，物块与倾斜轨道间的动摩擦因数。竖直四分之一圆弧光滑轨道DG、G＇H和水平轨道HM均平滑连接，物块刚好经过GG＇进入G＇H，、G＇、G、在同一水平线上，水平轨道HM粗糙；圆弧DG半径为，G＇H半径为，HM长度为，N点为HM的中点。现将质量为的物块解除锁定发射，其经过D点时速度水平，对轨道的作用力恰好为零。空气阻力忽略不计，重力加速度为。求：
（1）物块到达H点时对轨道的压力；
（2）物块到达C点的速度大小以及C、D两点的竖直高度差；
（3）物块被锁定时弹簧具有的弹性势能；
（4）设物块与右端竖直墙壁碰撞后以原速率返回，物块最终停在N点，求物块与水平轨道HM间的动摩擦因数。
【答案】（1）45N，方向竖直向下；（2）5m/s，0.45m；（3）22.5J；（4）或
【解析】
【详解】（1）由牛顿第二定律有
由动能定理可得
解得
由牛顿第三定律得：压力为45N，方向竖直向下；
（2）由于恰好进入轨道D，根据平抛规律得
DC竖直高度差
（3）CE高度差
由能量守恒得
解得
（4）物块最终停在N点，可得
解得
①若物块第二次到达N点停止，有
解得
②若物块第三次到达N点停止，有
解得
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