福建省福州市名校2022-2023學年高一下學期第四學段模塊考試（期末考試）物理試題（含解析）

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物理試卷

（完卷75分鐘滿分100分）

一、單項選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題只有一個選項符合題目要求）

1.如圖所示，某選手將一枚飛鏢從高于靶心的位置水平投向豎直懸掛的靶盤，結(jié)果飛鏢打在靶心的正下方．忽略飛鏢運動過程中所受空氣阻力，在其他條件不變的情況下，為使飛鏢命中靶心，他在下次投擲時應該（）

A.換用質(zhì)量稍大些的飛鏢B.適當減小投飛鏢的高度

C.到稍遠些的地方投飛鏢D.適當增大投飛鏢的初速度

2.如圖所示，木板AB的長為L，板的B端靜止放有質(zhì)量為m的小物體，物體與木板的動摩擦因數(shù)為μ。開始時木板水平，在緩慢轉(zhuǎn)過一個小角度的過程中，小物體始終保持與木板相對靜止，重力加速度為g，則在這個過程中（）

A.摩擦力對小物體做功為

B.重力對小物體做功為

C.彈力對小物體做功為

D.木板AB對小物體做功

3.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，變軌使其沿橢圓軌道2運行，最后變軌將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于點，軌道2、3相切于點，則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）

A.衛(wèi)星的發(fā)射速度小于7.9km/s

B.衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度

C.衛(wèi)星在2軌道上經(jīng)過Q點時的速率最大，在2軌道上經(jīng)過P點時速率最小

D.衛(wèi)星在2軌道上從P點運動到Q點的過程中，機械能增大

4.如圖所示，光滑水平地面上并排放置著質(zhì)量分別為、的木板A、B，一質(zhì)量的滑塊C（視為質(zhì)點）以初速度從A左端滑上木板，C滑離木板A時的速度大小為，最終C與木板B相對靜止，則（）

A.木板B與滑塊C最終均靜止在水平地面上

B.木板B最大速度為2m/s

C.木板A的最大速度為1m/s

D.整個過程，A、B、C組成的系統(tǒng)機械能減少了57.5J

二、雙項選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有兩個選項符合題目要求。全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）

5.場地自行車比賽包含計時賽、追逐賽等項目。在某次比賽中，某位運動員以速度v在傾角為θ的傾斜賽道做半徑為R的勻速圓周運動，如圖所示，已知運動員及自行車的總質(zhì)量為m，對于運動員和自行車組成的整體，則下列說法正確的是（）

A.可能受重力、支持力、摩擦力作用

B.可能受重力、支持力、向心力作用

C.受到的合力大小為

D.若運動員突然加速，則有可能沿傾斜賽道做離心運動

6.如圖，內(nèi)半徑光滑空心圓柱體固定在水平地面上，一小滑塊緊貼內(nèi)壁從O點以的初速度沿切向水平滑入，旋轉(zhuǎn)一周經(jīng)過點。取重力加速度，則小滑塊（）

A.在豎直方向上做自由落體運動B.從O運動到所用的時間為

C.對圓柱體的壓力大小逐漸增大D.在點時速度方向與豎直方向的夾角為

7.如圖所示，小車靜止在光滑水平面上，是小車內(nèi)半圓弧軌道的水平直徑，現(xiàn)將一質(zhì)量為的小球從距A點正上方R處由靜止釋放，小球由A點沿切線方向進入半圓軌道，已知半圓弧半徑為，小車質(zhì)量是小球質(zhì)量的k倍，不計一切摩擦，則下列說法正確的是（）

A.小球運動到小車的點位置時，車與小球的速度相同

B.小球從小車A位置運動到B位置過程中，小車對小球先做負功后做正功

C.小球從小車的B點沖出后可上升到釋放的初始高度，并能從小車A點沖出到達釋放的初始位置（相對于地）

D.小球從開始下落至到達圓弧軌道的最低點過程，小車的位移大小為

8.如圖所示，輕繩的一端系一質(zhì)量為m的金屬環(huán)，另一端繞過定滑輪懸掛一質(zhì)量為5m的重物。金屬環(huán)套在固定的豎直光滑直桿上，定滑輪與豎直桿之間的距離OQ＝d，金屬環(huán)從圖中P點由靜止釋放，OP與直桿之間的夾角，不計一切摩擦，重力加速度為g，則（）

A.金屬環(huán)從P上升到Q的過程中，重物所受重力的瞬時功率一直增大

B.金屬環(huán)從P上升到Q的過程中，繩子拉力對重物做的功為

C.金屬環(huán)在Q點的速度大小為

D.若金屬環(huán)最高能上升到N點，則ON與直桿之間的夾角

三、填空和實驗題（共5題，每空2分，共26分）

9.航天員王亞平在運行中的“天宮一號”內(nèi)做了如圖所示實驗：長為L的細線一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球，當小球處于最低點時，給其一個垂直細線的初速度v，若不考慮空氣等阻力的影響，小球運動到最高點時，細線對小球的拉力大小______（選填“大于”“小于”“等于”）。

10.如圖甲所示，一輕彈簧的兩端與甲、乙兩物塊相連，它們靜止在光滑水平地面上。甲的質(zhì)量為m，現(xiàn)給物塊甲一個瞬時沖量，使它獲得水平向右的速度v0，從此時刻開始計時，兩物塊的速度隨時間變化的圖乙規(guī)律如圖乙所示。由圖可知彈簧長度最短的時刻是_________，乙物塊的質(zhì)量為_________，彈簧的最大彈性勢能為_________。

11.一艘帆船在湖面上順風行駛，在風力的推動下做速度的勻速直線運動，已知：該帆船在勻速行駛的狀態(tài)下突然失去風的動力，帆船在湖面上做勻減速直線運動，經(jīng)過8秒鐘才能恰好靜止，該帆船的帆面正對風的有效面積為，帆船的總質(zhì)量M約為600kg，當時的風速。若假設帆船在行駛的過程中受到的阻力始終恒定不變，那么由此估算：帆船受到風的推力大小______N；空氣的密度約為______。（兩空均保留3位有效數(shù)字）

12.小華同學在“驗證機械能守恒定律”實驗中，所用的打點計時器工作頻率為50Hz。

（1）如圖，在釋放紙帶前的瞬間，操作合理的是______（選填“甲”或“乙”）；

（2）該同學按正確操作打出一條紙帶并用毫米刻度尺測量O點與各連續(xù)點的距離h，如圖。

①重物在D點對應的速度______m/s（保留3位有效數(shù)字）；

②再算出其余各點對應的速度v，以h為橫坐標，以為縱坐標，畫出的圖像應是如圖中的______。

A.B.

C.D.

13.某同學用兩小球的碰撞驗證動量守恒定律，所用裝置如圖所示。

（1）實驗中需要注意的事項，下列說法正確的是________。

A．入射小球質(zhì)量可以小于被碰小球的質(zhì)量

B．入射小球半徑與被碰小球半徑相等

C．斜槽軌道末端應該保持水平，且盡可能光滑

D．為完成此實驗，天平和刻度尺是必需的測量工具

（2）實驗時，先不放被碰小球，使入射小球從斜槽上某一點S由靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP。再把被碰小球靜置于斜槽軌道末端，讓入射小球仍從S處由靜止釋放，與被碰小球碰撞，并多次重復。該實驗需要完成的必要步驟還有________。

A．測量兩個小球的質(zhì)量、

B．測量入射小球的釋放點S距桌面的高度h

C．測量斜槽軌道末端距地面的高度H

D．分別找到入射小球與被碰小球相碰后平均落地點的位置M、N

E．測量平拋射程OM、ON

（3）需要測出每次實驗過程小球做平拋運動的水平射程，分別記為、、，若得到關(guān)系式________成立，則可證明在誤差允許的范圍內(nèi)可驗證碰撞中的動量守恒；若關(guān)系式________成立，說明兩小球發(fā)生了彈性碰撞。（均用、、、、來表示）

四、解答題（本題共3小題，共34分。解答應有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。解題過程中需要用到，但題目中沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。）

14.如圖所示，一個質(zhì)量為1kg的遙控小車正以18m/s的速度，沿水平直線軌道做勻速直線運動，在t=0時刻開始制動做勻減速直線運動，在3s內(nèi)前進了36m。在這3s內(nèi)

（1）小車受到的制動力大小為多少？

（2）制動力對小車做功為多少？

（3）制動力對小車做功的平均功率為多大？

15.如圖所示，地球的兩個衛(wèi)星圍繞地球在同一平面內(nèi)做勻速圓周運動，已知衛(wèi)星一運行的周期為，地球半徑為，衛(wèi)星一和衛(wèi)星二到地球中心之間的距離分別為、，引力常量為，某時刻兩衛(wèi)星與地心連線之間的夾角為。求：（結(jié)果均用、、表示）

（1）衛(wèi)星二圍繞地球做圓周運動的周期；

（2）從圖示時刻開始，經(jīng)過多長時間兩衛(wèi)星第一次相距最近﹔

（3）地球密度。

16.小明將如圖甲所示的裝置放在水平地面上，該裝置由半徑R=0.15m的光滑圓弧軌道、BC長=1.0m的水平傳送帶及水平平臺銜接而成，在平臺右邊固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧左端恰好位于距C點右邊x=1.5m處的D點。有一質(zhì)量為2kg的物塊從光滑圓弧軌道上端A點靜止釋放，傳送帶以v=的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，物塊與傳送帶的滑動摩擦因數(shù)，物塊與水平平臺CD之間滑動摩擦因數(shù)，DE部分光滑。（g取10m/s2）求：

（1）滑塊運動到斜面底端B點時對軌道的壓力大??；

（2）滑塊通過傳送帶BC過程系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q；

（3）①彈簧壓縮過程最大的彈性勢能EPm；

②在圖乙中畫出滑塊從C點（坐標原點）開始全過程的動能圖像（僅作圖，不要求寫計算過程）

五、附加題（5分）（只要求寫結(jié)果，不要求寫計算過程）

17.如圖所示，長度為的L形長木板放在光滑水平地面上，在長木板的上面自左向右依次放置質(zhì)量相等、材質(zhì)相同的n個滑塊（均可看成質(zhì)點），編號為滑塊1到滑塊n（n未知），擋板P與滑塊1及相鄰滑塊間的距離均相等。每個滑塊和長木板的質(zhì)量均為m，滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)使長木板以的初速度向右運動，運動過程中滑塊與擋板、滑塊與滑塊間發(fā)生的碰撞均為彈性碰撞，且滑塊不會從長木板上掉下，取重力加速度。若滑塊n碰撞后恰好停在長木板的最右端，則______。

福州市名校2022-2023學年高一下學期第四學段模塊考試（期末考試）

物理試卷答案解析

（完卷75分鐘滿分100分）

一、單項選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題只有一個選項符合題目要求）

1.如圖所示，某選手將一枚飛鏢從高于靶心的位置水平投向豎直懸掛的靶盤，結(jié)果飛鏢打在靶心的正下方．忽略飛鏢運動過程中所受空氣阻力，在其他條件不變的情況下，為使飛鏢命中靶心，他在下次投擲時應該（）

A.換用質(zhì)量稍大些的飛鏢B.適當減小投飛鏢的高度

C.到稍遠些的地方投飛鏢D.適當增大投飛鏢的初速度

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A．平拋運動的規(guī)律與飛鏢的質(zhì)量無關(guān)，換用質(zhì)量稍小的飛鏢，飛鏢命中的位置不變，故A錯誤；

B．由于初速度不變、水平位移不變，則飛鏢擊中靶子的時間不變，則豎直方向上下落的高度不變，減小飛鏢的高度，飛鏢將打在靶心的正下方，故B錯誤；

C．水平距離增大，初速度不變，則飛鏢擊中靶子的時間增大，豎直方向上下落的高度增大，飛鏢將打在靶心的正下方，故C錯誤；

D．增大初速度，水平距離不變，則飛鏢擊中靶子的時間減小，豎直方向上下落的高度減小，飛鏢將會打在靶心，故D正確。

故選D。

2.如圖所示，木板AB的長為L，板的B端靜止放有質(zhì)量為m的小物體，物體與木板的動摩擦因數(shù)為μ。開始時木板水平，在緩慢轉(zhuǎn)過一個小角度的過程中，小物體始終保持與木板相對靜止，重力加速度為g，則在這個過程中（）

A.摩擦力對小物體做功為

B.重力對小物體做功為

C.彈力對小物體做功為

D.木板AB對小物體做功為

【答案】D

【解析】

【詳解】A．摩擦力的方向始終與物體的運動方向垂直，故摩擦力不做功，A錯誤；

B．重力對小物體做功為

B錯誤；

C．物塊在轉(zhuǎn)動的過程中重力和木板對物塊的彈力做功，根據(jù)動能定理有

解得

C錯誤；

D．摩擦力不做功，故木板AB對小物體做的功即為彈力做的功，故木板AB對小物體做功為，D正確。

故選D。

3.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，變軌使其沿橢圓軌道2運行，最后變軌將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于點，軌道2、3相切于點，則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）

A.衛(wèi)星的發(fā)射速度小于7.9km/s

B.衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度

C.衛(wèi)星在2軌道上經(jīng)過Q點時的速率最大，在2軌道上經(jīng)過P點時速率最小

D.衛(wèi)星在2軌道上從P點運動到Q點的過程中，機械能增大

【答案】C

【解析】

【詳解】A．7.9km/s是最小的發(fā)射速度，則衛(wèi)星的發(fā)射速度大于7.9km/s，選項A錯誤；

B．根據(jù)牛頓第二定律得

所以衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過P點的加速度等于在軌道2上經(jīng)過P點的加速度，故B錯誤；

C．根據(jù)開普勒第二定律可知，衛(wèi)星在2軌道上經(jīng)過近地點Q點時的速率最大，在2軌道上經(jīng)過遠地點P點時速率最小，選項C正確；

D．衛(wèi)星在2軌道上從P點運動到Q點的過程中，只有地球的引力做功，則機械能不變，選項D錯誤。

故選C

4.如圖所示，光滑水平地面上并排放置著質(zhì)量分別為、的木板A、B，一質(zhì)量的滑塊C（視為質(zhì)點）以初速度從A左端滑上木板，C滑離木板A時的速度大小為，最終C與木板B相對靜止，則（）

A.木板B與滑塊C最終均靜止在水平地面上

B.木板B的最大速度為2m/s

C.木板A的最大速度為1m/s

D.整個過程，A、B、C組成的系統(tǒng)機械能減少了57.5J

【答案】D

【解析】

【詳解】ABC．整個系統(tǒng)水平方向動量守恒，C滑離木板A時

解得木板A的最大速度為

滑上B后，對B、C整體水平動量守恒

解得木板B的最大速度為

并且B、C一起勻速運動，故ABC錯誤；

D．整個過程，A、B、C組成系統(tǒng)機械能減少了

故D正確。

故選D。

二、雙項選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有兩個選項符合題目要求。全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）

5.場地自行車比賽包含計時賽、追逐賽等項目。在某次比賽中，某位運動員以速度v在傾角為θ的傾斜賽道做半徑為R的勻速圓周運動，如圖所示，已知運動員及自行車的總質(zhì)量為m，對于運動員和自行車組成的整體，則下列說法正確的是（）

A.可能受重力、支持力、摩擦力作用

B.可能受重力、支持力、向心力作用

C.受到的合力大小為

D.若運動員突然加速，則有可能沿傾斜賽道做離心運動

【答案】AD

【解析】

【詳解】A．運動員和自行車組成的整體，可能受重力、支持力、摩擦力作用，故A項正確；

B．整體做勻速圓周運動所需向心力可能由重力和支持力的合力來提供，也可能由重力、支持力、摩擦力三者的合力來提供；不能說物體受到向心力，只能說哪些力提供向心力；故B項錯誤；

C．整體做勻速圓周運動受到的合力大小

故C項錯誤；

D．若運動員突然加速，整體所需向心力增大，若提供的力不足以提供向心力，則整體有可能沿傾斜賽道做離心運動，故D項正確。

故選AD。

6.如圖，內(nèi)半徑的光滑空心圓柱體固定在水平地面上，一小滑塊緊貼內(nèi)壁從O點以的初速度沿切向水平滑入，旋轉(zhuǎn)一周經(jīng)過點。取重力加速度，則小滑塊（）

A.在豎直方向上做自由落體運動B.從O運動到所用的時間為

C.對圓柱體的壓力大小逐漸增大D.在點時速度方向與豎直方向的夾角為

【答案】AD

【解析】

【詳解】A．將小滑塊的運動分解到豎直方向和水平方向，由于豎直方向只受重力，豎直方向做自由落體運動，故A正確；

BC．水平方向只受圓柱體的的支持力，且支持力總是與水平方向的速度垂直，小滑塊在水平方向做勻速圓周運動，支持力提供向心力，則有

可知支持力大小不變，根據(jù)牛頓第三定律可知小滑塊對圓柱體壓力大小保持不變。

小滑塊從運動到所用的時間為

故B、C錯誤；

D．小滑塊在點時的豎直分速度為

設在點時速度方向與豎直方向的夾角為，則有

可得

故D正確。

故選AD。

7.如圖所示，小車靜止在光滑水平面上，是小車內(nèi)半圓弧軌道的水平直徑，現(xiàn)將一質(zhì)量為的小球從距A點正上方R處由靜止釋放，小球由A點沿切線方向進入半圓軌道，已知半圓弧半徑為，小車質(zhì)量是小球質(zhì)量的k倍，不計一切摩擦，則下列說法正確的是（）

A.小球運動到小車的點位置時，車與小球的速度相同

B小球從小車A位置運動到B位置過程中，小車對小球先做負功后做正功

C.小球從小車的B點沖出后可上升到釋放的初始高度，并能從小車A點沖出到達釋放的初始位置（相對于地）

D.小球從開始下落至到達圓弧軌道的最低點過程，小車的位移大小為

【答案】BC

【解析】

【詳解】AC．因為系統(tǒng)水平方向的總動量保持為零，則小球由B點離開小車時小車速度為零，小球豎直上拋，由機械能守恒可知小球能上升到與釋放點等高的位置，返回后能從小車A點沖出到達釋放的初始位置（相對于地），A錯誤，C正確；

B．小球從小車A位置運動到B位置過程中，小車先向左加速再向左減速，小球?qū)π≤囅茸稣υ僮鲐摴?，故小車對小球先做負功再做正功，B正確；

D．小球從開始下落至到達圓弧軌道的最低點過程，由人船模型可得

解得小球、小車的水平位移分別為

，

D錯誤。

故選BC。

8.如圖所示，輕繩的一端系一質(zhì)量為m的金屬環(huán)，另一端繞過定滑輪懸掛一質(zhì)量為5m的重物。金屬環(huán)套在固定的豎直光滑直桿上，定滑輪與豎直桿之間的距離OQ＝d，金屬環(huán)從圖中P點由靜止釋放，OP與直桿之間的夾角，不計一切摩擦，重力加速度為g，則（）

A.金屬環(huán)從P上升到Q的過程中，重物所受重力的瞬時功率一直增大

B.金屬環(huán)從P上升到Q的過程中，繩子拉力對重物做的功為

C.金屬環(huán)在Q點的速度大小為

D.若金屬環(huán)最高能上升到N點，則ON與直桿之間的夾角

【答案】BC

【解析】

【詳解】A．剛開始，重物的速度為零，重物所受重力的瞬時功率為零，當環(huán)上升到Q時，由于環(huán)的速度向上與繩垂直，重物的速度為零，此時重物所受重力的瞬時功率為零，故金屬環(huán)從P上升到Q的過程中，重物所受重力的瞬時功率先增大后減小，故A錯誤；

B．金屬環(huán)從P上升到Q的過程中，對重物由動能定理可得

解得繩子拉力對重物做的功為

故B正確；

C．設金屬環(huán)在Q點的速度大小為v，對環(huán)和重物整體，由機械能守恒定可得

解得

故C正確；

D．若金屬環(huán)最高能上升到N點，則在整個過程中，對環(huán)和重物整體，由機械能守恒定律可得

解得ON與直桿之間的夾角為

故D錯誤。

故選BC。

三、填空和實驗題（共5題，每空2分，共26分）

9.航天員王亞平在運行中的“天宮一號”內(nèi)做了如圖所示實驗：長為L的細線一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球，當小球處于最低點時，給其一個垂直細線的初速度v，若不考慮空氣等阻力的影響，小球運動到最高點時，細線對小球的拉力大小______（選填“大于”“小于”“等于”）。

【答案】等于

【解析】

【詳解】在運行的天宮一號內(nèi)，物體都處于完全失重狀態(tài)，相當于不考慮重力，給小球一個初速度，由繩子的拉力提供向心力，小球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)做勻速圓周運動。根據(jù)牛頓第二定律，可得在最高點時細線對小球的拉力大小為

10.如圖甲所示，一輕彈簧的兩端與甲、乙兩物塊相連，它們靜止在光滑水平地面上。甲的質(zhì)量為m，現(xiàn)給物塊甲一個瞬時沖量，使它獲得水平向右的速度v0，從此時刻開始計時，兩物塊的速度隨時間變化的圖乙規(guī)律如圖乙所示。由圖可知彈簧長度最短的時刻是_________，乙物塊的質(zhì)量為_________，彈簧的最大彈性勢能為_________。

【答案】①.②.3m③.

【解析】

【詳解】[1]當甲乙速度相等時彈簧長度最短，由圖可知為時刻。

[2]從計時至時刻，由動量守恒可得

解得

[3]從計時至時刻由動量守恒可得

解得

彈簧的最大彈性勢能為

11.一艘帆船在湖面上順風行駛，在風力的推動下做速度的勻速直線運動，已知：該帆船在勻速行駛的狀態(tài)下突然失去風的動力，帆船在湖面上做勻減速直線運動，經(jīng)過8秒鐘才能恰好靜止，該帆船的帆面正對風的有效面積為，帆船的總質(zhì)量M約為600kg，當時的風速。若假設帆船在行駛的過程中受到的阻力始終恒定不變，那么由此估算：帆船受到風的推力大小______N；空氣的密度約為______。（兩空均保留3位有效數(shù)字）

【答案】①.375②.1.25

【解析】

【詳解】[1]風突然停止，船體只受到的阻力f做勻減速運動，則船體加速度大小

所以船體所受阻力為

帆船在勻速運動時受到風的推力和水的阻力而平衡，所以帆船受到風的推力大小

[2]在單位時間內(nèi)，對吹入帆面的空氣（柱）應用動量定理有

其中

解得

12.小華同學在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，所用的打點計時器工作頻率為50Hz。

（1）如圖，在釋放紙帶前的瞬間，操作合理的是______（選填“甲”或“乙”）；

（2）該同學按正確操作打出一條紙帶并用毫米刻度尺測量O點與各連續(xù)點的距離h，如圖。

①重物在D點對應的速度______m/s（保留3位有效數(shù)字）；

②再算出其余各點對應的速度v，以h為橫坐標，以為縱坐標，畫出的圖像應是如圖中的______。

A.B.

C.D.

【答案】①.乙②.1.76③.C

【解析】

【詳解】（1）[1]由于重錘速度較快，且運動距離有限，為了能盡可能多地獲得數(shù)據(jù)，釋放紙帶前的瞬間，重錘應盡量靠近打點計時器，故操作合理的是乙。

（2）[2]根據(jù)勻變速直線運動中間時刻速度等于這段時間的平均速度，D點的速度為

[3]根據(jù)機械能守恒定律，則有

解得

可知圖像為過原點的一條傾斜直線，故選C。

13.某同學用兩小球的碰撞驗證動量守恒定律，所用裝置如圖所示。

（1）實驗中需要注意的事項，下列說法正確的是________。

A．入射小球質(zhì)量可以小于被碰小球的質(zhì)量

B．入射小球半徑與被碰小球半徑相等

C．斜槽軌道末端應該保持水平，且盡可能光滑

D．為完成此實驗，天平和刻度尺是必需的測量工具

（2）實驗時，先不放被碰小球，使入射小球從斜槽上某一點S由靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP。再把被碰小球靜置于斜槽軌道末端，讓入射小球仍從S處由靜止釋放，與被碰小球碰撞，并多次重復。該實驗需要完成的必要步驟還有________。

A．測量兩個小球的質(zhì)量、

B．測量入射小球的釋放點S距桌面的高度h

C．測量斜槽軌道末端距地面的高度H

D．分別找到入射小球與被碰小球相碰后平均落地點的位置M、N

E．測量平拋射程OM、ON

（3）需要測出每次實驗過程小球做平拋運動水平射程，分別記為、、，若得到關(guān)系式________成立，則可證明在誤差允許的范圍內(nèi)可驗證碰撞中的動量守恒；若關(guān)系式________成立，說明兩小球發(fā)生了彈性碰撞。（均用、、、、來表示）

【答案】①.BD##DB②.ADE③.④.

【解析】

【詳解】（1）[1]A．為保證入射小球與被碰小球發(fā)生碰撞時，入射小球不被反彈，從而有利于實驗的相關(guān)數(shù)據(jù)測量，入射小球的質(zhì)量應大于被碰小球的質(zhì)量，故A錯誤；

B．為保證兩小球發(fā)生正碰，入射小球的半徑與被碰小球大半徑應相等，故B正確；

C．為保證小球發(fā)生碰撞后水平拋出，斜槽軌道末端應該保持水平，但只要保證入射小球每次從同一高度釋放即可，可以不要求斜槽光滑，故C錯誤；

D．本實驗需要測量兩小球的質(zhì)量及小球從斜槽末端拋出后發(fā)生的水平位移，所以為完成此實驗，天平和刻度尺是必需的測量工具，故D正確。

故選BD。

（2）[2]由于兩小球發(fā)生碰撞后均做平拋運動，且豎直下落的高度相同，根據(jù)平拋運動規(guī)律可知兩小球下落時間相同。若系統(tǒng)動量守恒，則有

在等式兩邊同時乘以下落的時間，則有

即

顯然，要完成該實驗，還需要測量小球質(zhì)量與被碰小球的質(zhì)量，分別找到入射小球與被碰小球相碰后平均落地點的位置M、N，并測量兩小球的平拋射程OM（）、ON（）。

故選ADE。

（3）[3][4]由（2）分析可知，測出每次實驗過程小球做平拋運動的水平射程，分別記為、、，若得到關(guān)系式

成立，則可證明在誤差允許的范圍內(nèi)可驗證碰撞中的動量守恒；若滿足關(guān)系式

即

整理得

成立，說明兩小球發(fā)生了彈性碰撞。

四、解答題（本題共3小題，共34分。解答應有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。解題過程中需要用到，但題目中沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。）

14.如圖所示，一個質(zhì)量為1kg的遙控小車正以18m/s的速度，沿水平直線軌道做勻速直線運動，在t=0時刻開始制動做勻減速直線運動，在3s內(nèi)前進了36m。在這3s內(nèi)

（1）小車受到的制動力大小為多少？

（2）制動力對小車做功為多少？

（3）制動力對小車做功的平均功率為多大？

【答案】（1）4N；（2）-144J；（3）48W

【解析】

【詳解】（1）小車的加速度為

解得

小車所受合外力等于小車所受的制動力，由牛頓第二定律

（2）制動力方向與小車位移方向相反，做負功，為

（3）制動力的平均功率為

15.如圖所示，地球的兩個衛(wèi)星圍繞地球在同一平面內(nèi)做勻速圓周運動，已知衛(wèi)星一運行的周期為，地球半徑為，衛(wèi)星一和衛(wèi)星二到地球中心之間的距離分別為、，引力常量為，某時刻兩衛(wèi)星與地心連線之間的夾角為。求：（結(jié)果均用、、表示）

（1）衛(wèi)星二圍繞地球做圓周運動的周期；

（2）從圖示時刻開始，經(jīng)過多長時間兩衛(wèi)星第