湖北省武漢市六校聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期4月期中聯(lián)考物理試題（Word版附解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

本試卷共6頁(yè)，15題。滿分100分?？荚囉脮r(shí)75分鐘。
注意事項(xiàng)：
1.答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在試卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼貼在答題卡上的指定位置。
2.選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。寫(xiě)在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。
3.非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫(xiě)在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。
4.考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并上交。
一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求。每小題全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。
1. 下列說(shuō)法中，正確的是（）
A. 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并測(cè)定了引力常量G
B. 第谷根據(jù)自己多年的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，且太陽(yáng)位于橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上
C. 沖量是描述力對(duì)物體作用的時(shí)間積累效應(yīng)的物理量，力的沖量是一個(gè)狀態(tài)量
D. 功是描述力對(duì)物體作用的空間積累效應(yīng)的物理量，功是一個(gè)過(guò)程量
【答案】D
【解析】
【詳解】A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，卡文迪許測(cè)定了引力常量G，故A錯(cuò)誤；
B．開(kāi)普勒根據(jù)第谷多年的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，且太陽(yáng)位于橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上，故B錯(cuò)誤；
C．沖量是描述力對(duì)物體作用的時(shí)間積累效應(yīng)的物理量，力的沖量是一個(gè)過(guò)程量，故C錯(cuò)誤；
D．功是描述力對(duì)物體作用的空間積累效應(yīng)的物理量，功是一個(gè)過(guò)程量，故D正確。
故選D。
2. 相關(guān)科研發(fā)現(xiàn)，近年地球的自轉(zhuǎn)速率呈現(xiàn)加快趨勢(shì)。這樣的極細(xì)微差別，盡管在人們的日常生活中無(wú)從體現(xiàn)，但卻會(huì)在通訊、電力、導(dǎo)航等領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。由于地球自轉(zhuǎn)加快引起的影響，下列描述正確的是（）
A. 地球同步衛(wèi)星的高度要略調(diào)高一些
B. 地球的第一宇宙速度增大
C. 在北京的物體重力減小，方向改變
D. 在武漢的物體重力減小，方向不變
【答案】C
【解析】
【詳解】A．地球自轉(zhuǎn)加快，則自轉(zhuǎn)周期減小，則地球的同步衛(wèi)星的周期減小，根據(jù)
可得
則同步衛(wèi)星的軌道半徑減小，即地球同步衛(wèi)星的高度要略調(diào)低一些，A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)
可得
可知，地球的第一宇宙速度不變，B錯(cuò)誤；
CD．向心力和重力的合力為萬(wàn)有引力，地球自轉(zhuǎn)加快所需向心力變大，萬(wàn)有引力不變，所以武漢和北京的物體重力減小，則除極點(diǎn)外重力大小和方向都會(huì)變化，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選C。
3. 一物體靜止在光滑水平面上，從時(shí)刻起，受到的水平外力F如圖所示，以向右運(yùn)動(dòng)為正方向，物體質(zhì)量為2.5kg，則下列說(shuō)法正確的是（）
A. 前1s內(nèi)力F對(duì)物體的沖量為B. 時(shí)物體回到出發(fā)點(diǎn)
C. 時(shí)物體的速度大小為1m/sD. 第3s內(nèi)物體的位移為1m
【答案】D
【解析】
【詳解】A．前1s內(nèi)力F對(duì)物體的沖量為
A錯(cuò)誤；
B．物體先向右加速運(yùn)動(dòng)，1s后向右減速運(yùn)動(dòng)，又由圖可知
可知時(shí)物體速度變?yōu)?，沒(méi)有回到原點(diǎn)，B錯(cuò)誤；
C．由圖
解得
C錯(cuò)誤；
D．第內(nèi)物體做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移
D正確。
故選D。
4. “復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組用多節(jié)車(chē)廂提供動(dòng)力，從而達(dá)到提速的目的。總質(zhì)量為m的動(dòng)車(chē)組在平直的軌道上行駛。該動(dòng)車(chē)組有三節(jié)動(dòng)力車(chē)廂，每節(jié)車(chē)廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為P，若動(dòng)車(chē)組所受的阻力與其速率成正比（，k為常量），動(dòng)車(chē)組能達(dá)到的最大速度為。下列說(shuō)法正確的是（）
A. 動(dòng)車(chē)組在勻加速啟動(dòng)過(guò)程中，牽引力恒定不變
B. 若三節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車(chē)組從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)
C. 若三節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出的總功率為，則動(dòng)車(chē)組勻速行駛的速度為
D. 若三節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車(chē)組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t達(dá)到最大速度，則這一過(guò)程中該動(dòng)車(chē)組克服阻力做的功為
【答案】C
【解析】
【詳解】A．對(duì)動(dòng)車(chē)由牛頓第二定律有
若動(dòng)車(chē)組在勻加速啟動(dòng)，即加速度a恒定，但
隨速度增大而增大，則牽引力也隨阻力增大而變大，故A錯(cuò)誤；
B．若三節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值，則總功率為3P，由牛頓第二定律有
故可知加速啟動(dòng)的過(guò)程，牽引力減小，阻力增大，則加速度逐漸減小，故B錯(cuò)誤；
C．若三節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出的總功率為，當(dāng)動(dòng)車(chē)組勻速行駛時(shí)加速度為零，有
而以額定功率勻速時(shí)，有
聯(lián)立解得
故C正確；
D．若三節(jié)動(dòng)力車(chē)廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車(chē)組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t達(dá)到最大速度，由動(dòng)能定理可知
可得動(dòng)車(chē)組克服阻力做的功為
故D錯(cuò)誤；
故選C。
5. 如圖所示，直角桿AOB位于豎直平面內(nèi)，OA水平，OB豎直且光滑，用不可伸長(zhǎng)的輕細(xì)繩相連的兩小球a和b分別套在OA和OB桿上，b球的質(zhì)量為1.2kg，在作用于a球的水平拉力F的作用下，a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)a球到O點(diǎn)的距離為0.3m。b球到O點(diǎn)的距離為0.4m。改變力F的大小，使a球向右加速運(yùn)動(dòng)，已知a球向右運(yùn)動(dòng)0.1m時(shí)速度大小為6m/s。，則在此過(guò)程中繩對(duì)b球的拉力所做的功為（）
A. 39.6JB. 38.6JC. 33JD. 40J
【答案】A
【解析】
【詳解】a球向右運(yùn)動(dòng)0.1m時(shí)，由幾何關(guān)系得，b上升距離為
此時(shí)細(xì)繩與水平方向夾角的正切值為
可知
由運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可知
可得
以b球?yàn)檠芯繉?duì)象，由動(dòng)能定理得
代入數(shù)據(jù)解得
故選A。
6. 如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組用電池、電動(dòng)機(jī)等器材自制風(fēng)力小車(chē)。為測(cè)試小車(chē)電機(jī)性能，將小車(chē)固定不動(dòng)，接通電源讓葉片勻速轉(zhuǎn)動(dòng)將空氣以速度v向后排開(kāi)，葉片旋轉(zhuǎn)形成的圓面積為S，空氣密度為，則下列說(shuō)法正確的是（）
A. 風(fēng)力小車(chē)的原理是將電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為小車(chē)的動(dòng)能
B. 葉片勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣對(duì)小車(chē)的推力為
C. t時(shí)間內(nèi)葉片排開(kāi)的空氣質(zhì)量為
D. 葉片勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)空氣流動(dòng)的動(dòng)能為
【答案】B
【解析】
【詳解】A．風(fēng)力小車(chē)的原理是消耗電能，先轉(zhuǎn)化成風(fēng)能，推動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)，所以是電能轉(zhuǎn)化為小車(chē)的動(dòng)能，故A錯(cuò)誤；
C．t時(shí)間內(nèi)葉片排開(kāi)的空氣質(zhì)量為
故C錯(cuò)誤；
B．由動(dòng)量定理可得葉片勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣受到的推力為
根據(jù)牛頓第三定律可知空氣對(duì)小車(chē)的推力為，故B正確；
D．葉片勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)空氣流動(dòng)的動(dòng)能為
故D錯(cuò)誤。
故選B。
7. 天問(wèn)一號(hào)是我國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器，已知火星距離地球最遠(yuǎn)時(shí)有4億公里，最近時(shí)大約0.55億公里。由于距離遙遠(yuǎn)，地球與火星之間的信號(hào)傳輸會(huì)有長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)延。當(dāng)火星離我們最遠(yuǎn)時(shí)，從地球發(fā)出一個(gè)指令，約22分鐘才能到達(dá)火星。為了節(jié)省燃料，我們要等火星與地球之間相對(duì)位置合適的時(shí)候發(fā)射探測(cè)器。為簡(jiǎn)化計(jì)算，已知火星的公轉(zhuǎn)周期約是地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍，認(rèn)為地球和火星在同一平面內(nèi)、沿同一方向繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。根據(jù)上述材料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，判斷下列說(shuō)法正確的是（）
A. 地球的公轉(zhuǎn)線速度小于火星的公轉(zhuǎn)線速度
B. 當(dāng)火星離地球最近時(shí)，地球上發(fā)出的指令需要約5分鐘到達(dá)火星
C. 下一個(gè)發(fā)射時(shí)機(jī)需要再等約2.1年
D. 若火星運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)、地球恰好在A點(diǎn)時(shí)發(fā)射探測(cè)器，則探測(cè)器沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，恰好與火星相遇
【答案】C
【解析】
【詳解】A．由可得
因?yàn)榛鹦堑能壍腊霃酱笥诘厍虻能壍腊霃?，所以火星的公轉(zhuǎn)線速度小于地球的公轉(zhuǎn)線速度。故A錯(cuò)誤；
B．由可得
故B錯(cuò)誤；
C．假設(shè)兩次發(fā)射探測(cè)器的時(shí)間間隔為t,則
解得
故C正確；
D．由開(kāi)普勒第三定律可得
由圖可知探測(cè)器橢圓軌道的半長(zhǎng)軸小于火星軌道的半徑，所以探測(cè)器的周期小于火星的周期，故探測(cè)器與火星不能在C點(diǎn)相遇。故D錯(cuò)誤。
故選C。
8. 中國(guó)天眼FAST觀測(cè)某脈沖雙星系統(tǒng)如圖所示。該雙星系統(tǒng)由兩顆相距較近的天體組成，并遠(yuǎn)離其他天體，它們?cè)谙嗷ブg的萬(wàn)有引力作用下，繞連線上的一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若較大天體質(zhì)量為M、運(yùn)動(dòng)軌道半徑為R，較小天體質(zhì)量為m、運(yùn)動(dòng)軌道半徑為r，引力常量為G，則（）
A. 兩天體質(zhì)量與半徑之間的關(guān)系式為
B. 兩天體質(zhì)量與半徑之間關(guān)系式為
C. 天體運(yùn)動(dòng)的角速度為
D. 天體運(yùn)動(dòng)的角速度為
【答案】BD
【解析】
【詳解】?jī)商祗w具有相同的角速度，設(shè)兩天體之間的距離為L(zhǎng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，對(duì)M，有
對(duì)m，有
所以
故選BD。
9. 過(guò)山車(chē)是一種深受年輕人喜愛(ài)的游樂(lè)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)普通人所承受的加速度約為5倍的重力加速度時(shí)就會(huì)發(fā)生暈厥。圖甲中，過(guò)山車(chē)軌道的回環(huán)部分是半徑為R的經(jīng)典圓環(huán)軌道，A為圓軌道最高點(diǎn)、B為最低點(diǎn)；圖乙中，過(guò)山車(chē)軌道的回環(huán)部分是倒水滴形軌道，上半部分是半徑為R的半圓軌道、C為最高點(diǎn)，下半部分為兩個(gè)半徑為2R的四分之一圓弧軌道、D為最低點(diǎn)。若載從過(guò)山車(chē)可視為質(zhì)點(diǎn)，分別從兩軌道頂峰上部由靜止開(kāi)始下降，沿軌道內(nèi)側(cè)經(jīng)過(guò)A、C點(diǎn)時(shí)均恰好和軌道沒(méi)有相互作用，點(diǎn)B、D等高，忽略空氣阻力和摩擦。則下列說(shuō)法正確的是（）
A. 過(guò)山車(chē)經(jīng)過(guò)A、C點(diǎn)時(shí)速度為0
B. 圖甲過(guò)山車(chē)軌道比圖乙軌道更安全
C. 圖乙過(guò)山車(chē)軌道比圖甲軌道更安全
D. “圖乙中軌道頂峰的高度”比“圖甲中軌道頂峰的高度”高R
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．已知過(guò)山車(chē)經(jīng)過(guò)A、C點(diǎn)時(shí)和軌道沒(méi)有相互作用，重力充當(dāng)向心力有
解得
故A錯(cuò)誤；
BC．分別運(yùn)動(dòng)到軌道最低點(diǎn)B、D時(shí)，人所受加速度最大，由動(dòng)能定理，對(duì)圖甲圓環(huán)軌道有
經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)加速度
解得
圖甲過(guò)山車(chē)軌道存在安全隱患；對(duì)圖乙倒水滴形軌道有
經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)加速度
解得
故圖乙過(guò)山車(chē)軌道比圖甲軌道更安全，故B錯(cuò)誤，C正確；
D．相同載人過(guò)山車(chē)在頂峰處動(dòng)能為0，經(jīng)A、C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等，根據(jù)機(jī)械能守恒，有
其中
可得
即“圖乙中軌道頂峰的高度”比“圖甲中軌道頂峰的高度”高R，故D正確。
故選CD。
10. 如圖所示，一傾角為的足夠長(zhǎng)的傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，始終保持恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊從傳送帶底端由靜止釋放，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物塊從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到頂端時(shí)恰好與傳送帶速度相等。在此過(guò)程中，傳送帶對(duì)物塊做的功為；傳送帶克服摩擦力做的功為，物塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q，物塊機(jī)械能變化量為，電動(dòng)機(jī)多消耗的電能為E。下列表達(dá)式正確的是（）
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【詳解】A．由功能關(guān)系可知，物塊機(jī)械能的變化等于除物塊重力之外的其他力所做的功，所以
故A正確；
B．傳送帶對(duì)物塊做的功為
傳送帶克服摩擦力做的功為
物塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生熱量為
故B正確；
C．由題意可知
結(jié)合B項(xiàng)分析知
故C錯(cuò)誤；
D．由能量守恒可知電動(dòng)機(jī)多消耗的電能轉(zhuǎn)化為物塊的機(jī)械能和系統(tǒng)的熱能，所以
故D正確。
故選ABD。
二、非選擇題：本題共5小題，共60分。
11. 下圖為某實(shí)驗(yàn)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的裝置，實(shí)驗(yàn)的主要步驟有：
A.將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上并調(diào)至水平；
B.測(cè)出擋光條的寬度；
C.分別測(cè)出滑塊與擋光條的總質(zhì)量及托盤(pán)與砝碼的總質(zhì)量；
D.將滑塊移至圖示位置，測(cè)出擋光條到光電門(mén)的距離；
E.由靜止釋放滑塊，讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間；
F.改變擋光條到光電門(mén)距離，重復(fù)步驟D、E，測(cè)出多組和。已知重力加速度為，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）本實(shí)驗(yàn)中______________（填“需要”或“不需要”）滿足遠(yuǎn)小于。
（2）若某次測(cè)得擋光條到光電門(mén)的距離為，擋光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為，滑塊由靜止釋放至光電門(mén)的過(guò)程，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少了______________；若系統(tǒng)機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足______________（用以上物理量表示）。
（3）若利用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，下列選項(xiàng)中能符合實(shí)驗(yàn)要求的是______________。
A． B. C. D.
【答案】 ①. 不需要 ②. ③. ④. D
【解析】
【詳解】（1）[1]對(duì)砝碼和滑塊系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒律，系統(tǒng)減少重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能均可以測(cè)量，不必測(cè)拉力，故不需要滿足遠(yuǎn)小于。
（2）[2] [3]只有砝碼下降了，所以系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能
滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度，則滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)速度大小為
砝碼的重力勢(shì)能減少了，系統(tǒng)動(dòng)能增加了
則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是
（3）[4]根據(jù)機(jī)械能守恒
整理得
由上述分析知是一條過(guò)原點(diǎn)直線。
故選D。
12. 如圖所示，某同學(xué)采用重物自由下落的方法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐椤?br>（1）下面是他實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作步驟：其中不必要以及不恰當(dāng)?shù)牟襟E有______。
A. 按照?qǐng)D示的裝置安裝器件
B. 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上
C. 用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量
D 先釋放紙帶，然后再接通電源
E. 測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離
F. 計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能
G. 改換紙帶，重做幾次
（2）本實(shí)驗(yàn)選擇紙帶的要求是：紙帶上打下的第1、2點(diǎn)間距離接近______。若已知重物的質(zhì)量為1.00kg，按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶，用毫米刻度尺測(cè)量連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)O的距離如圖（乙）所示，那么：從打下O點(diǎn)到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能的減少量______J（保留3位有效數(shù)字）；而動(dòng)能的增加量______J（保留3位有效數(shù)字）。
（3）某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確：______（填“正確”或“不正確”）。
（4）若實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)增加的動(dòng)能大于減少的重力勢(shì)能，則可能的原因是（）
A. 用公式算各點(diǎn)瞬時(shí)速度（設(shè)t為紙帶上打下O點(diǎn)到打下其它記錄點(diǎn)的時(shí)間）
B. 由于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔之間存在摩擦阻力
C. 先釋放紙帶后接通電源，導(dǎo)致打第一個(gè)O點(diǎn)時(shí)便有了初速度
D. 重錘下落過(guò)程中受到空氣阻力
【答案】（1）BCD （2） ①. 2mm ②. 0.476 ③. 0.473
（3）不正確（4）AC
【解析】
【小問(wèn)1詳解】
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件，該步驟有必要；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的交流輸出端上，該步驟不恰當(dāng)；
C．要驗(yàn)證的關(guān)系式中兩邊都有質(zhì)量，可以消掉，則沒(méi)必要用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量，該步驟沒(méi)必要；
D．先接通電源，然后再釋放紙帶，該步驟不恰當(dāng)；
E．測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離，該步驟有必要；
F．計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能，該步驟有必要；
G．改換紙帶，重做幾次，該步驟有必要。
故選BCD。
【小問(wèn)2詳解】
[1]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz，打點(diǎn)周期為0.02s，重物開(kāi)始下落后，第一個(gè)打點(diǎn)周期內(nèi)重物下落的高度為
本實(shí)驗(yàn)選擇紙帶的要求是：紙帶上打下的第1、2點(diǎn)間距離接近2mm。
[2]從打下O點(diǎn)到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能的減少量
[3]動(dòng)能的增加量
【小問(wèn)3詳解】
該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確。在重物下落h的過(guò)程中，若阻力f恒定，根據(jù)
可得
則此時(shí)-h圖像就不是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，所以要想通過(guò)-h圖像的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖像的斜率是否接近2g。
【小問(wèn)4詳解】
A．通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度v往往大于物體的實(shí)際速度，則造成動(dòng)能增加量偏大，A正確；
BD．由于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔之間存在摩擦阻力、重錘下落過(guò)程中受到空氣阻力，則由于能量損失，造成動(dòng)能增加量偏小，BD錯(cuò)誤；
C．先釋放紙帶后接通電源，導(dǎo)致打第一個(gè)O點(diǎn)時(shí)便有了初速度
先釋放紙帶，后接通電源，導(dǎo)致打第一個(gè)O點(diǎn)時(shí)的速度已經(jīng)不是零，而計(jì)算時(shí)視為初動(dòng)能為零，則計(jì)算動(dòng)能增加量時(shí)會(huì)造成偏大，C正確。
故選AC。
13. 把籃球從距地板某一高度處由靜止釋放，觀察籃球與水平地板撞擊后反彈上升的最大高度，是判斷籃球是否充好氣的一種簡(jiǎn)單方法。某次，運(yùn)動(dòng)員將一質(zhì)量的籃球從的高度處由靜止釋放，與水平地板撞擊后反彈上升的最大高度為，于是運(yùn)動(dòng)員確定該籃球充氣較好。已知籃球與地面接觸的時(shí)間為，忽略空氣阻力，重力加速度取。求：
（1）籃球彈起瞬間的速度為多大？
（2）籃球與地板碰撞過(guò)程中，地板對(duì)籃球的平均沖力的大小。
【答案】（1）5m/s；（2）72N
【解析】
【詳解】（1）籃球彈起瞬間的速度大小為
（2）籃球落地時(shí)的速度大小為
以豎直向下為正，籃球與地板碰撞過(guò)程中由動(dòng)量定理可得
解得
籃球與地板碰撞過(guò)程中，地板對(duì)籃球的平均沖力的大小為72N。
14. 中國(guó)空間站的機(jī)械臂具有七個(gè)自由度，類(lèi)似于人類(lèi)手臂的靈活性，可實(shí)現(xiàn)抓取、拖拽、爬行、對(duì)接等功能。如圖所示，在長(zhǎng)為d的機(jī)械臂作用下，微型衛(wèi)星、空間站、地球位于同一直線，伸直的機(jī)械臂沿該直線方向抓住微型衛(wèi)星，微型衛(wèi)星與空間站一起做角速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，微型衛(wèi)星質(zhì)量為m，空間站軌道半徑為r，求：
（1）在軌運(yùn)行時(shí)，空間站的線速度和微型衛(wèi)星的線速度之比；
（2）機(jī)械臂對(duì)微型衛(wèi)星的作用力大小F；（忽略空間站與衛(wèi)星之間的萬(wàn)有引力以及機(jī)械臂對(duì)空間站的作用力，用m，g，R，r，d表示）
（3）物體在引力場(chǎng)中具有的勢(shì)能叫做引力勢(shì)能。若取無(wú)窮遠(yuǎn)處為引力勢(shì)能零點(diǎn)，質(zhì)量為m的物體在地球引力場(chǎng)中具有的引力勢(shì)能為（式中G為引力常量，M為地球的質(zhì)量，r為物體到地心的距離）。若讓機(jī)械臂松開(kāi)衛(wèi)星，通過(guò)控制衛(wèi)星上自帶的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，使衛(wèi)星由當(dāng)前半徑為r的圓軌道變軌到離地球更遠(yuǎn)的半徑為的圓軌道，則在此過(guò)程中，萬(wàn)有引力對(duì)衛(wèi)星做的功為多少？（用g、R、m、r、表示）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）根據(jù)
可知在軌運(yùn)行時(shí)，空間站的線速度和微型衛(wèi)星的線速度之比為
（2）以空間站為對(duì)象，由萬(wàn)有引力提供向心力可得
在地球表面處有
以微型衛(wèi)星為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得
聯(lián)立解得機(jī)械臂對(duì)微型衛(wèi)星的作用力大小為
（3）衛(wèi)星由當(dāng)前半徑為r的圓軌道變軌到離地球更遠(yuǎn)的半徑為的圓軌道，則衛(wèi)星在半徑為r的圓軌道時(shí)具有的引力勢(shì)能為
衛(wèi)星在半徑為的圓軌道時(shí)具有的引力勢(shì)能為
根據(jù)
可得在此過(guò)程中，萬(wàn)有引力對(duì)衛(wèi)星做的功為
15. 如圖甲所示，下端帶有擋板、光滑且足夠長(zhǎng)的斜面固定在水平地面上，物塊a、b用輕彈簧連接，一不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)光滑定滑輪后一端與物塊b連接，另一端連接輕質(zhì)掛鉤，滑輪左側(cè)輕繩與斜面平行。開(kāi)始時(shí)物塊a、b靜止，在掛鉤上掛一物塊c（圖中未畫(huà)出）并由靜止釋放，當(dāng)物塊b的速度減為零時(shí)，物塊a剛要開(kāi)始滑動(dòng)。物塊b運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)碰到定滑輪，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力F隨物塊b的位移x變化的關(guān)系如圖乙所示。已知斜面與水平地面之間的夾角為，物塊a的質(zhì)量為，取重力加速度。求：
（1）物塊b的質(zhì)量；
（2）從物塊b“剛要滑動(dòng)”到“速度減為零”的過(guò)程中，彈簧彈力對(duì)物塊b做的功以及物塊c的質(zhì)量；
（3）物塊b在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的最大值。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【詳解】（1）對(duì)物塊b，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得
由圖乙可知初始位置彈簧彈力大小為
解得
（2）由圖乙可知，未掛物塊c時(shí)，彈簧的彈力大小為
彈簧的壓縮量為
根據(jù)胡克定律可得
解得彈簧勁度系數(shù)為
當(dāng)物塊a剛要開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得
解得
物塊b剛要滑動(dòng)到速度減為零的過(guò)程中，彈簧彈力對(duì)物塊b做的功為
該過(guò)程，根據(jù)能量守恒定律可得
又
聯(lián)立解得物塊c的質(zhì)量為
（3）當(dāng)物塊b的加速度為零時(shí)，物塊b的速度最大，設(shè)此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為，則有
解得
由于
說(shuō)明初始時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能與物塊b速度最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能相等，對(duì)物塊b、c組成的系統(tǒng)，從物塊b開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度達(dá)到最大的過(guò)程中，根據(jù)能量守恒可得
解得物塊b在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的最大值為

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