1．答題前，考生務必將自己的姓名、考生號填寫在試卷和答題卡上，并將考生號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。
3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1. 1926年，愛因斯坦從泡茶中得到靈感，解釋了河流彎曲的成因。他觀察到如圖1所示的奇特現(xiàn)象，在一杯水中加入茶葉，并不斷攪動，茶葉會聚集到杯子的底部中心，而不會因為離心運動分散到杯壁附近。這是因為液體和茶杯間的摩擦，使得水杯中的水除沿水平方向的環(huán)流外，同時出現(xiàn)了如圖2虛線所示的“二次流”——與旋轉(zhuǎn)面垂直的一圈圈水流。是水杯中軸線上的一點，是與點處于同一高度靠近杯壁附近的某點，是杯底的中心。下列選項正確的是（ ）
A. 點水流速度方向沿向下B. 點水流速度方向沿向上
C. 點水流速度方向豎直向下D. 點水流速度方向沿向里
2. 為慶祝元宵佳節(jié)，某地進行無人機燃放表演。如圖所示，無人機上升至高度處懸停后，開始沿同一水平方向噴射煙花彈。已知噴出煙花彈的速度大小的范圍為，假定每顆煙花彈的初始質(zhì)量均為且燃燒速率（單位時間內(nèi)質(zhì)量的變化量）相同，煙花彈落地區(qū)域為危險區(qū)域，忽略空氣阻力，重力加速度為，下列說法正確的是（ ）
A. 速度為的煙花彈在空中飛行的時間最短
B. 危險區(qū)域的寬度為
C. 每顆煙花彈落地前瞬間重力的功率都相同
D. 每顆煙花彈落地前瞬間的機械能都相同
3. 如圖1所示為某修正帶照片，圖2為其結(jié)構(gòu)示意圖。修正帶由出帶輪、傳動輪、收帶輪、基帶、出帶口等組成。測量可知出帶輪有45齒，半徑為，傳動輪齒數(shù)未知，半徑為，收帶輪有15齒，半徑未知，下列選項正確的是（ ）
A. 使用時，出帶輪與收帶輪轉(zhuǎn)動方向相反
B. 根據(jù)題中信息，可以算出傳動輪的齒數(shù)
C. 根據(jù)題中信息，不能算出收帶輪軸心到齒輪邊緣的半徑
D. 在紙面長時間勻速拉動修正帶時，出帶輪邊緣某點的向心加速度大小不變
4. 2024年江原道冬青奧運會短道速滑女子1500米決賽中，中國選手楊婧茹和李金恣利用“兔子戰(zhàn)術”包攬冠亞軍。圖1是其比賽過程中的一段U形賽道，圖2為其示意圖，圖中有①②兩條路徑，其中路徑①的半圓部分半徑為，路徑②的半徑為。比賽開始時，李金恣沿路徑①跟隊滑行，楊婧茹沿路徑②超越對手。若兩人與冰面間的動摩擦因數(shù)均為，從到和到的過程中均以轉(zhuǎn)彎時不側(cè)滑的最大速率運動，下列選項正確的是（ ）
A. 李、楊兩人在圓弧部分的向心加速度大小不同
B. 李、楊兩人路程之比為
C. 李、楊兩人速率之比
D. 李、楊兩人所用時間之比為
5. 2024年4月26日，神舟十八號載人飛船入軌后成功對接于空間站天和核心艙徑向端口，形成如圖所示的三船三艙組合體，神十七和神十八乘組勝利會師。已知飛船從空間站下方19米處，向上“追”著核心艙完成交會對接。組合體在距離地面左右的軌道上運行，其運動視為勻速圓周運動，地球半徑為，下列選項正確的是（ ）
A. 對接前，神十七的速度比神十八的大
B. 對接前，神十七的加速度比神十八的大
C. 對接后，神十八受到的萬有引力約為其在地面時的倍
D. 對接前后，三船三艙的總機械能不變
6. 如圖所示，“鄭州之眼”摩天輪是一個集觀光、娛樂和休閑于一體的地標性建筑。摩天輪懸掛彩色球形座艙，乘客隨座艙一起在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。已知乘客質(zhì)量為，座艙質(zhì)量為，座艙運動的半徑為，角速度為，重力加速度為，下列說法正確的是（ ）
A. 在最低點，乘客對座艙的壓力大小為
B. 座艙所受合力的大小始終為
C. 摩天輪轉(zhuǎn)動一周，乘客所受重力的沖量為零
D. 摩天輪轉(zhuǎn)動的過程中，座艙動量的變化率時刻變化
7. 如圖所示為一水平轉(zhuǎn)盤，、兩物塊疊放在轉(zhuǎn)盤上，已知、間動摩擦因數(shù)為，與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為。初始時，物塊均靜止，現(xiàn)逐漸增大圓盤的角速度，下列說法正確的是（ ）
A. 若，則、始終相對靜止，某時刻開始一起滑動
B. 若，由于物塊質(zhì)量未知，無法判斷、誰先滑動
C. 物塊所受的合力指向圓盤的軸心
D 摩擦力對物塊不做功
二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
8. 我國是世界上高鐵運營里程最長、在建規(guī)模最大、運營動車組最多、商業(yè)運營速度最高的國家。高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動，則啟動階段描述列車動能、動量與位移、時間之間關系的圖像正確的是（ ）
A. B.
C. D.
9. 如圖所示是位于我國平潭外海的風力發(fā)電機。某時間段內(nèi)該地區(qū)的風速是，風向恰好與葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，葉片轉(zhuǎn)動時有效受風面積為且氣流經(jīng)過葉片后速度變?yōu)樵瓉淼?。已知空氣密度為，下列選項正確的是（ ）
A. 單位時間內(nèi)沖擊葉片的氣流體積為
B. 單位時間內(nèi)單位面積上沖擊葉片氣流動能為
C. 葉片受到的平均沖擊力大小為
D. 葉片受到的平均沖擊力大小為
10. 如圖1所示，一物塊疊放在足夠長的木板上，初始時木板靜止在粗糙水平面上，物塊與木板保持相對靜止。某時刻，給木板一初速度，圖2為二者的圖像，圖中、、已知，長木板和物塊的質(zhì)量均為。下列說法正確的是（ ）
A. 物塊與木板的位移之比可表達為
B. 整個過程，因摩擦產(chǎn)生的總熱量為
C. 板塊間與板地間的動摩擦因數(shù)比值可表達為
D.
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11. 某同學用如圖所示裝置驗證碰撞過程動量守恒。氣墊導軌上固定有光電門1，2，外側(cè)分別有A、B兩個滑塊，在兩滑塊碰撞的端面裝上彈性碰撞架，滑塊的上方裝有完全相同的遮光條。請完成下列問題：
（1）為完成實驗，必須要測量的物理量有__________（填正確選項序號）。
A. 遮光條的寬度
B. 兩滑塊碰撞前的距離
C. 光電門1、2間的距離
D. 滑塊A、B連同碰撞架及遮光條的總質(zhì)量、
（2）接通氣源，輕推一下滑塊A，若其遮光片經(jīng)過光電門1的時間比經(jīng)過光電門2的遮光時間小，則應適當__________（填“調(diào)高”或“調(diào)低”）氣墊導軌的左端。
（3）將兩滑塊置于氣墊導軌兩光電門外側(cè)，輕推兩滑塊，使兩者相向運動，依次記下碰撞前，滑塊A經(jīng)過光電門1的遮光時間為，滑塊B經(jīng)過光電門2的遮光時間為；碰撞后，滑塊A經(jīng)過光電門1的遮光時間為，滑塊B經(jīng)過光電門2的遮光時間為；取水平向右為正方向，若滿足__________（用題中物理量的符號表示）時，則系統(tǒng)的動量守恒。
12. 某同學受課后習題的啟發(fā)，設計了如圖所示的實驗來驗證機械能守恒定律?；喗M下方懸掛質(zhì)量相同的重物、B，已知重力加速度為，請完成下列問題：
（1）為完成實驗，還需要的器材有__________（填正確選項序號）。
A. 天平B. 刻度尺C. 秒表
（2）按圖組裝好器材后，將B由靜止釋放，測出上升的高度及所用的時間，若滿足__________（用題中字母表示），則驗證了機械能守恒定律。
（3）為提高實驗精度，下列建議正確的有__________（填正確選項序號）
A. 滑輪要盡可能的輕且光滑
B. 繩子要盡可能的輕
C. 物塊的質(zhì)量越小越好
13. 公園內(nèi)一猴子通過漂浮在水中的竹竿渡河。它先以水平分量為的速度跳上靜止在水面的竹竿，共速后立即以相同水平分量的速度反向跳回河岸，并再次以水平分量為的速度跳上竹竿。若猴子每次起跳時的速度都是相對于地面，忽略竹竿和猴子所受水和空氣的阻力，猴子和竹竿的質(zhì)量均為，求：
（1）猴子第一次跳離竿后，竿速度大??；
（2）猴子和竿最終的總動能。
14. 嫦娥六號于2024年5月3日成功發(fā)射，它將完成人類首次月球背面采樣返回任務。嫦娥六號由軌道器、返回器、著陸器和上升器組成，在探月任務中，軌道器和返回器組合體留在繞月軌道上，著陸器和上升器組合體在月表著陸。圖為著陸器和上升器組合體著陸模擬圖，若著陸器和上升器組合體在反推火箭的作用下在距離月表高度很小且為處短暫懸停，之后關閉發(fā)動機自由下落。已知著陸器和上升器組合體的總質(zhì)量為，地球質(zhì)量為月球質(zhì)量的倍，地球半徑為月球半徑的倍，地球表面重力加速度為，不考慮地球和月球的自轉(zhuǎn)。求：
（1）著陸器和上升器組合體落地瞬間速度的大??；
（2）懸停時，反推火箭產(chǎn)生的平均推力大小。
15. 如圖所示，質(zhì)量為的小球A由輕繩懸掛于點，是半徑為的四分之一粗糙圓弧軌道的圓心，靜止時小球A對軌道恰好無壓力。小球B從軌道最高點由靜止釋放，在最低點與A球發(fā)生彈性正碰。碰撞后A球繞點做圓周運動且恰能到達最高點，B球落地點到軌道最低點的水平距離為，豎直距離為。已知重力加速度為，B的質(zhì)量大于A的質(zhì)量，兩小球均可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，求小球B在圓弧軌道上運動過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量。
2023—2024學年（下）南陽六校高一年級期末考試
物理
考生注意：
1．答題前，考生務必將自己的姓名、考生號填寫在試卷和答題卡上，并將考生號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。
3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1. 1926年，愛因斯坦從泡茶中得到靈感，解釋了河流彎曲的成因。他觀察到如圖1所示的奇特現(xiàn)象，在一杯水中加入茶葉，并不斷攪動，茶葉會聚集到杯子的底部中心，而不會因為離心運動分散到杯壁附近。這是因為液體和茶杯間的摩擦，使得水杯中的水除沿水平方向的環(huán)流外，同時出現(xiàn)了如圖2虛線所示的“二次流”——與旋轉(zhuǎn)面垂直的一圈圈水流。是水杯中軸線上的一點，是與點處于同一高度靠近杯壁附近的某點，是杯底的中心。下列選項正確的是（ ）
A. 點水流速度方向沿向下B. 點水流速度方向沿向上
C. 點水流速度方向豎直向下D. 點水流速度方向沿向里
【答案】C
【解析】
【詳解】由題意可知，M點水流速度為零，N點水流速度方向豎直向下。
故選C。
2. 為慶祝元宵佳節(jié)，某地進行無人機燃放表演。如圖所示，無人機上升至高度處懸停后，開始沿同一水平方向噴射煙花彈。已知噴出煙花彈的速度大小的范圍為，假定每顆煙花彈的初始質(zhì)量均為且燃燒速率（單位時間內(nèi)質(zhì)量的變化量）相同，煙花彈落地區(qū)域為危險區(qū)域，忽略空氣阻力，重力加速度為，下列說法正確的是（ ）
A. 速度為的煙花彈在空中飛行的時間最短
B. 危險區(qū)域的寬度為
C. 每顆煙花彈落地前瞬間重力的功率都相同
D. 每顆煙花彈落地前瞬間的機械能都相同
【答案】C
【解析】
【詳解】A．煙花彈做平拋運動，豎直做自由落體運動，則有
可得煙花彈在空中飛行的時間為
可知煙花彈在空中飛行的時間一定，與水平初速度無關，故A錯誤；
B．根據(jù)
可得危險區(qū)域的寬度為
故B錯誤；
C．根據(jù)
已知每顆煙花彈的初始質(zhì)量均為，且燃燒速率相同，由于下落時間相同，所以每顆煙花彈落地前瞬間質(zhì)量相同，則每顆煙花彈落地前瞬間重力的功率都相同，故C正確；
D．每顆煙花彈落地前瞬間，豎直分速度相等，但水平分速度不相等，所以落地前瞬間的速度大小不相等，則每顆煙花彈落地前瞬間的機械能并不相同，故D錯誤。
故選C。
3. 如圖1所示為某修正帶照片，圖2為其結(jié)構(gòu)示意圖。修正帶由出帶輪、傳動輪、收帶輪、基帶、出帶口等組成。測量可知出帶輪有45齒，半徑為，傳動輪齒數(shù)未知，半徑為，收帶輪有15齒，半徑未知，下列選項正確的是（ ）
A. 使用時，出帶輪與收帶輪轉(zhuǎn)動方向相反
B. 根據(jù)題中信息，可以算出傳動輪的齒數(shù)
C. 根據(jù)題中信息，不能算出收帶輪軸心到齒輪邊緣的半徑
D. 在紙面長時間勻速拉動修正帶時，出帶輪邊緣某點的向心加速度大小不變
【答案】B
【解析】
【詳解】A．由于齒輪帶動，根據(jù)圖2可知，使用時，出帶輪與傳動輪轉(zhuǎn)動方向相反，傳動輪與收帶輪傳動方向相反，則出帶輪與收帶輪轉(zhuǎn)動方向相同，故A錯誤；
B．由于是齒輪帶動，相鄰齒之間的間距相等，則有
解得
故B正確；
C．由于是齒輪帶動，相鄰齒之間的間距相等，則有
解得
可知，根據(jù)題中信息，能算出收帶輪軸心到齒輪邊緣的半徑，故C錯誤；
D．根據(jù)向心加速度的表達式有
在紙面長時間勻速拉動修正帶時，出帶輪邊緣某點的圓周半徑減小，則該點的向心加速度大小變大，故D錯誤。
故選B。
4. 2024年江原道冬青奧運會短道速滑女子1500米決賽中，中國選手楊婧茹和李金恣利用“兔子戰(zhàn)術”包攬冠亞軍。圖1是其比賽過程中的一段U形賽道，圖2為其示意圖，圖中有①②兩條路徑，其中路徑①的半圓部分半徑為，路徑②的半徑為。比賽開始時，李金恣沿路徑①跟隊滑行，楊婧茹沿路徑②超越對手。若兩人與冰面間的動摩擦因數(shù)均為，從到和到的過程中均以轉(zhuǎn)彎時不側(cè)滑的最大速率運動，下列選項正確的是（ ）
A. 李、楊兩人在圓弧部分的向心加速度大小不同
B. 李、楊兩人路程之比為
C. 李、楊兩人速率之比為
D. 李、楊兩人所用時間之比為
【答案】D
【解析】
【詳解】AC．兩人與冰面間的動摩擦因數(shù)均為，且均以轉(zhuǎn)彎時不側(cè)滑的最大速率運動，則有
，
可知兩人在圓弧部分的向心加速度大小相等，均為
李、楊兩人速率之比為
故AC錯誤；
B．李、楊兩人路程之比為
故B錯誤；
D．李、楊兩人所用時間之比為
故D正確。
故選D。
5. 2024年4月26日，神舟十八號載人飛船入軌后成功對接于空間站天和核心艙徑向端口，形成如圖所示的三船三艙組合體，神十七和神十八乘組勝利會師。已知飛船從空間站下方19米處，向上“追”著核心艙完成交會對接。組合體在距離地面左右的軌道上運行，其運動視為勻速圓周運動，地球半徑為，下列選項正確的是（ ）
A. 對接前，神十七的速度比神十八的大
B. 對接前，神十七的加速度比神十八的大
C. 對接后，神十八受到的萬有引力約為其在地面時的倍
D. 對接前后，三船三艙的總機械能不變
【答案】C
【解析】
【詳解】A．對接前，神十七的軌道半徑大于神十八的軌道半徑，由萬有引力提供向心力
可得
所以對接前，神十七的速度比神十八的小，故A錯誤；
B．由萬有引力提供向心力
可得
所以對接前，神十七的加速度比神十八的小，故B錯誤；
C．根據(jù)
可得對接后，神十八受到的萬有引力與其在地面時的萬有引力比值為
故C正確；
D．對接前后，神十八需要點火加速，外力做正功，故機械能增大，即對接前后，三船三艙的總機械能增大，故D錯誤。
故選C。
6. 如圖所示，“鄭州之眼”摩天輪是一個集觀光、娛樂和休閑于一體的地標性建筑。摩天輪懸掛彩色球形座艙，乘客隨座艙一起在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。已知乘客質(zhì)量為，座艙質(zhì)量為，座艙運動的半徑為，角速度為，重力加速度為，下列說法正確的是（ ）
A. 在最低點，乘客對座艙的壓力大小為
B. 座艙所受合力的大小始終為
C. 摩天輪轉(zhuǎn)動一周，乘客所受重力的沖量為零
D. 摩天輪轉(zhuǎn)動的過程中，座艙動量的變化率時刻變化
【答案】D
【解析】
【詳解】A．在最低點，根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
根據(jù)牛頓第三定律可知，乘客對座艙的壓力大小為，故A錯誤；
B．座艙所受合力提供所需的向心力，大小始終為
故B錯誤；
C．根據(jù)
可知摩天輪轉(zhuǎn)動一周，乘客所受重力的沖量不為零，故C錯誤；
D．摩天輪勻速轉(zhuǎn)動的過程中，座艙受到的合力大小不變，方向時刻發(fā)生變化，根據(jù)動量定理
可得
可知座艙動量的變化率時刻變化，故D正確。
故選D。
7. 如圖所示為一水平轉(zhuǎn)盤，、兩物塊疊放在轉(zhuǎn)盤上，已知、間的動摩擦因數(shù)為，與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為。初始時，物塊均靜止，現(xiàn)逐漸增大圓盤的角速度，下列說法正確的是（ ）
A. 若，則、始終相對靜止，某時刻開始一起滑動
B. 若，由于物塊質(zhì)量未知，無法判斷、誰先滑動
C. 物塊所受合力指向圓盤的軸心
D. 摩擦力對物塊不做功
【答案】A
【解析】
【詳解】AB．對AB整體，由牛頓第二定律
可得
對物塊A，由牛頓第二定律
可得
若，可得
所以若，則、始終相對靜止，某時刻開始一起滑動，故A正確，B錯誤；
CD．因為圓盤的角速度逐漸增大，則圓盤的線速度逐漸增大，故圓盤不是做勻速圓周運動，所以物塊所受的合力不是指向圓盤的軸心，由動能定理可知，動能變大，摩擦力對物塊做正功，故CD錯誤。
故選A。
二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
8. 我國是世界上高鐵運營里程最長、在建規(guī)模最大、運營動車組最多、商業(yè)運營速度最高的國家。高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動，則啟動階段描述列車動能、動量與位移、時間之間關系的圖像正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【詳解】高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)運動學公式可得
，
根據(jù)動量表達式可得
，
根據(jù)動能表達式可得
，
故選ABC。
9. 如圖所示是位于我國平潭外海的風力發(fā)電機。某時間段內(nèi)該地區(qū)的風速是，風向恰好與葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，葉片轉(zhuǎn)動時有效受風面積為且氣流經(jīng)過葉片后速度變?yōu)樵瓉淼摹Ｒ阎諝饷芏葹?，下列選項正確的是（ ）
A. 單位時間內(nèi)沖擊葉片的氣流體積為
B. 單位時間內(nèi)單位面積上沖擊葉片的氣流動能為
C. 葉片受到的平均沖擊力大小為
D. 葉片受到的平均沖擊力大小為
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．設時間內(nèi)氣流形成的長度為
單位時間內(nèi)沖擊風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的體積為
故A正確；
B．單位時間內(nèi)沖擊風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的質(zhì)量為
單位時間內(nèi)沖擊風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的動能為
故B錯誤；
CD．規(guī)定風的方向為正方向，對時間內(nèi)形成的氣流由動量定理
代入數(shù)據(jù)解得
由牛頓第三定律，葉片受到的平均沖擊力大小為
故C錯誤，D正確。
故選AD。
10. 如圖1所示，一物塊疊放在足夠長的木板上，初始時木板靜止在粗糙水平面上，物塊與木板保持相對靜止。某時刻，給木板一初速度，圖2為二者的圖像，圖中、、已知，長木板和物塊的質(zhì)量均為。下列說法正確的是（ ）
A. 物塊與木板的位移之比可表達為
B. 整個過程，因摩擦產(chǎn)生的總熱量為
C. 板塊間與板地間的動摩擦因數(shù)比值可表達為
D.
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．圖像與坐標軸圍成的面積表示位移，物塊的位移為
木板的位移為
物塊與木板的位移之比可表達為
故A錯誤；
B．根據(jù)能量守恒，整個過程，因摩擦產(chǎn)生的總熱量為
故B正確；
C．時間內(nèi)，對物塊，根據(jù)牛頓第二定律
時間內(nèi)，對木板，根據(jù)牛頓第二定律
板塊間與板地間的動摩擦因數(shù)比值可表達為
故C錯誤；
D．時間內(nèi)，對木板，根據(jù)牛頓第二定律
且
聯(lián)立可得
故D正確。
故選BD。
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11. 某同學用如圖所示裝置驗證碰撞過程動量守恒。氣墊導軌上固定有光電門1，2，外側(cè)分別有A、B兩個滑塊，在兩滑塊碰撞的端面裝上彈性碰撞架，滑塊的上方裝有完全相同的遮光條。請完成下列問題：
（1）為完成實驗，必須要測量的物理量有__________（填正確選項序號）。
A. 遮光條的寬度
B. 兩滑塊碰撞前的距離
C. 光電門1、2間的距離
D. 滑塊A、B連同碰撞架及遮光條的總質(zhì)量、
（2）接通氣源，輕推一下滑塊A，若其遮光片經(jīng)過光電門1的時間比經(jīng)過光電門2的遮光時間小，則應適當__________（填“調(diào)高”或“調(diào)低”）氣墊導軌的左端。
（3）將兩滑塊置于氣墊導軌兩光電門外側(cè)，輕推兩滑塊，使兩者相向運動，依次記下碰撞前，滑塊A經(jīng)過光電門1的遮光時間為，滑塊B經(jīng)過光電門2的遮光時間為；碰撞后，滑塊A經(jīng)過光電門1的遮光時間為，滑塊B經(jīng)過光電門2的遮光時間為；取水平向右為正方向，若滿足__________（用題中物理量的符號表示）時，則系統(tǒng)的動量守恒。
【答案】（1）D （2）調(diào)高
（3）
【解析】
【小問1詳解】
為了驗證動量守恒，根據(jù)動量表達式
滑塊經(jīng)過光電門時的速度為
由于兩滑塊的上方裝有完全相同的遮光條，則驗證的表達式中遮光條的寬度可以約去，所以必須要測量的物理量是：滑塊A、B連同碰撞架及遮光條的總質(zhì)量、。
故選D。
【小問2詳解】
接通氣源，輕推一下滑塊A，若其遮光片經(jīng)過光電門1時間比經(jīng)過光電門2的遮光時間小，可知滑塊A做減速運動，導軌的左端低于導軌的右端，則應適當調(diào)高氣墊導軌的左端。
【小問3詳解】
根據(jù)題意可知，滑塊A先后經(jīng)過光電門1的速度大小為
，
滑塊B先后經(jīng)過光電門2的速度大小為
，
取水平向右為正方向，根據(jù)動量守恒可得
聯(lián)立可得
整理可得
12. 某同學受課后習題的啟發(fā)，設計了如圖所示的實驗來驗證機械能守恒定律。滑輪組下方懸掛質(zhì)量相同的重物、B，已知重力加速度為，請完成下列問題：
（1）為完成實驗，還需要的器材有__________（填正確選項序號）。
A. 天平B. 刻度尺C. 秒表
（2）按圖組裝好器材后，將B由靜止釋放，測出上升的高度及所用的時間，若滿足__________（用題中字母表示），則驗證了機械能守恒定律。
（3）為提高實驗精度，下列建議正確的有__________（填正確選項序號）
A. 滑輪要盡可能的輕且光滑
B. 繩子要盡可能的輕
C. 物塊的質(zhì)量越小越好
【答案】（1）BC （2） （3）AB
【解析】
【小問1詳解】
本實驗驗證系統(tǒng)重力勢能的減小量與動能的增加量是否相等，由于AB物塊的質(zhì)量相等，即判斷與是否相等，則物塊B下落的高度及下落這段高度所用的時間或物塊A上升的高度及上升這段高度所用的時間，故為完成實驗，還需要的器材有刻度尺和秒表。
故選BC
【小問2詳解】
系統(tǒng)動能增加量為
系統(tǒng)重力勢能的減少量為
若機械能守恒，則滿足
即
小問3詳解】
為了提高實驗精度，盡可能減少阻力，故滑輪盡可能得輕且光滑；若繩子較重，系統(tǒng)的重力勢能就會有一部分轉(zhuǎn)化為繩子的動能，造成實驗誤差，故繩子要盡可能的輕；AB兩物塊的質(zhì)量應該要相差較大，整體所受阻力相對于合力對運動的影響越小，并不是物塊的質(zhì)量越小越好。
故選AB。
13. 公園內(nèi)一猴子通過漂浮在水中的竹竿渡河。它先以水平分量為的速度跳上靜止在水面的竹竿，共速后立即以相同水平分量的速度反向跳回河岸，并再次以水平分量為的速度跳上竹竿。若猴子每次起跳時的速度都是相對于地面，忽略竹竿和猴子所受水和空氣的阻力，猴子和竹竿的質(zhì)量均為，求：
（1）猴子第一次跳離竿后，竿的速度大?。?br>（2）猴子和竿最終的總動能。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【詳解】（1）猴子第一次跳上竹竿后，根據(jù)動量守恒可得
解得
猴子第一次跳離竿后，根據(jù)動量守恒可得
解得竿的速度大小為
（2）猴子再次以水平分量為的速度跳上竹竿后，根據(jù)動量守恒可得
解得
則子和竿最終的總動能為
14. 嫦娥六號于2024年5月3日成功發(fā)射，它將完成人類首次月球背面采樣返回任務。嫦娥六號由軌道器、返回器、著陸器和上升器組成，在探月任務中，軌道器和返回器組合體留在繞月軌道上，著陸器和上升器組合體在月表著陸。圖為著陸器和上升器組合體著陸模擬圖，若著陸器和上升器組合體在反推火箭的作用下在距離月表高度很小且為處短暫懸停，之后關閉發(fā)動機自由下落。已知著陸器和上升器組合體的總質(zhì)量為，地球質(zhì)量為月球質(zhì)量的倍，地球半徑為月球半徑的倍，地球表面重力加速度為，不考慮地球和月球的自轉(zhuǎn)。求：
（1）著陸器和上升器組合體落地瞬間速度的大??；
（2）懸停時，反推火箭產(chǎn)生的平均推力大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【詳解】（1）在星球表面有
可得月球表面重力加速度為
根據(jù)自由落體運動公式可得
解得著陸器和上升器組合體落地瞬間速度的大小為
（2）懸停時，根據(jù)受力平衡可知，反推火箭產(chǎn)生的平均推力大小為
15. 如圖所示，質(zhì)量為的小球A由輕繩懸掛于點，是半徑為的四分之一粗糙圓弧軌道的圓心，靜止時小球A對軌道恰好無壓力。小球B從軌道最高點由靜止釋放，在最低點與A球發(fā)生彈性正碰。碰撞后A球繞點做圓周運動且恰能到達最高點，B球落地點到軌道最低點的水平距離為，豎直距離為。已知重力加速度為，B的質(zhì)量大于A的質(zhì)量，兩小球均可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，求小球B在圓弧軌道上運動過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量。
【答案】
【解析】
【詳解】設碰撞后瞬間A的速度大小為，碰撞后A球繞點做圓周運動且恰能到達最高點，在最高點，重力提供向心力可得
A球從最低點到最高點過程，根據(jù)動能定理可得
聯(lián)立解得
設碰撞后瞬間B的速度大小為，B球做平拋運動，則有
，
解得
設B球的質(zhì)量為，碰撞前瞬間B球的速度大小為，碰撞過程根據(jù)動量守恒可得
聯(lián)立解得
，
根據(jù)能量守恒可知，小球B在圓弧軌道上運動過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量為
解得

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