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2024届江苏省徐州市高三上学期11月期中物理试题 （解析版）
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这是一份2024届江苏省徐州市高三上学期11月期中物理试题 （解析版），共16页。
1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。
2．答题前请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
5．如需作图必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等需加黑加粗。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示，汽车在拐弯时做匀速圆周运动，司机A与乘客B相比（ ）
A. 线速度一定更大B. 角速度一定更大
C. 向心加速度一定更小D. 向心力一定更小
【答案】C
【解析】
【详解】汽车转弯时，两乘客的角速度是相同的，根据v=ωr，因B乘客的转弯半径较大，则B乘客的线速度更大，根据a=ω2r可知，B乘客的向心加速度更大，因两乘客的质量关系不确定，无法比较向心力关系，故选项ABD错误，C正确。
故选C。
2. 如图所示，摄影师调节三脚架使相机高度降低。调节后，水平地面对任意一只支撑杆的（ ）
A. 支持力不变B. 支持力变小
C. 摩擦力不变D. 摩擦力变小
【答案】A
【解析】
【详解】AB．令相机与三脚架总质量为M，对相机与三脚架整体进行分析，在竖直方向上有
解得
即支持力不变，故A正确，B错误；
CD．令相机质量为m，根据对称性可知，每一只支撑杆对相机的支持力大小均相等，令该支持力F方向与竖直方向夹角为θ，对相机分析有
支撑杆对地面的压力F与等大方向，则摩擦力
解得
若使相机高度降低，则θ增大，可知，摩擦力增大，故CD错误。
故选A。
3. 某同学把一只弹簧秤改装成“竖直加速度测量仪”，用来测量电梯竖直运行时的加速度，他将弹簧秤上原本为1.0N的刻度改为0。测量电梯加速度时将重1.0N的钩码挂在弹簧秤上，当指针指在0刻度线上方时（ ）
A. 钩码处于失重状态B. 钩码处于超重状态
C. 电梯可能在加速上行D. 电梯可能在减速下行
【答案】A
【解析】
【详解】当指针指在0刻度线上方时，可知拉力小于1N，对钩码有
即加速度向下，钩码处于失重状态，电梯加速上行或者减速下行时均为超重状态。
故选A。
4. 如图为弹簧振子的频闪照片。频闪仪闪光的瞬间振子被照亮，从而得到闪光时小球的位置，拍摄时底片从下向上匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列像。图中A为小球运动过程中的一个位置，此时小球（ ）
A. 向左运动B. 回复力在增大
C. 加速度方向向右D. 动能在增大
【答案】B
【解析】
【详解】拍摄时底片从下向上匀速运动，可知此时小球向右运动，回复力在增大，加速度方向向左，速度在减小，动能在减小。
故选B。
5. 汽车在行驶过程中速度的平方与位移x的关系图像如图所示，则汽车（ ）
A. 刹车时加速度大小为10B. 刹车时加速度大小为2
C. 从开始刹车到停止的时间为2sD. 从开始刹车到停止的时间为3.5s
【答案】C
【解析】
【详解】根据速度—位移关系
根据15m到25m的图像斜率可知加速度为
当x=0时，车的初速度为v0=10m/s，汽车做匀减速直线运动，可知车的速度减小为零的时间为
s
故选C。
6. 如图所示，位于坐标原点O的波源发出的波在介质Ⅰ、Ⅱ中沿x轴传播，某时刻形成的完整波形如图，P、Q分别为介质Ⅰ、Ⅱ中的质点。下列说法正确的是（ ）
A. 此时P沿y轴负方向运动B. 波源的起振方向沿y轴正方向
C. P、Q的振动频率相同D. 两种介质中的波速大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．此时P沿y轴正方向运动，故A错误；
B．波源的起振方向沿y轴负方向，故B错误；
C．两列波由同一波源引起的，所以波上所有质点的振动频率都相同，故C正确；
D．由图可知两列波的波长不同，根据，两种介质中的波速不相等，故D错误。
故选C。
7. 某同学用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”的实验。他用悬挂槽码的重力作为小车受到的合力F，改变槽码的重力并相应测出小车运动的加速度a，根据实验数据在坐标纸上描点如图乙所示。将图乙上描的点连线后发现实验误差较大，下列的改进措施合理的是（ ）
A. 将轨道下的垫块向左移动一些
B. 将轨道下的垫块向右移动一些
C. 选用质量更大的槽码进行实验
D. 改用力传感器测出绳子对小车的拉力作为F
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由图已可知图像与纵坐标有交点，说明平衡摩擦力过大，应将轨道下的垫块向右移动一些，故A错误，B正确；
C．图像最后发生弯曲，是由于槽码的质量太大，应选取质量较小的槽码实验，故C错误；
D．改用力传感器测出绳子对小车的拉力作为F，此时可得到加速度与拉力成正比，则a-F图像为直线，故D正确；
故选BD
8. 一辆货车在平直道路上以加速度a向右加速行驶，车箱中叠放着两个木箱A、B均与货车保持相对静止。A、B间的动摩擦因数为，B与车箱底面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A. a可能大于
B. a可能大于
C. A对B的摩擦力水平向右
D. 车箱底面对B的摩擦力一定大于A对B的摩擦力
【答案】D
【解析】
详解】A．车箱中叠放着两个木箱A、B均与货车保持相对静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，对木箱A由牛顿第二定律，则有
解得
即木箱A加速度最大是，A错误；
B．木箱A、B看成整体，由牛顿第二定律可得
解得
即木箱A、B整体加速度最大是，B错误；
C．A向右做加速运动，则有B对A的摩擦力向右，由牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力水平向左，C错误；
D．对木箱B受力分析可知，B在水平向右方向受车箱底面的摩擦力，A对B水平向左的摩擦力，由牛顿第二定律可得
因加速度
所以车箱底面对B的摩擦力一定大于A对B的摩擦力，D正确。
故选D。
9. 喷砂除锈是将喷料与压缩空气混合，形成高速射流喷射到需要处理的工件表面，达到除锈效果。现对工件的某一平面进行除锈，需要高速射流在工件表面产生的压强为p。若高速射流的平均密度为，射流垂直喷到工件表面反弹后速度大小变为原来的k倍（），则高速射流刚喷至表面时的速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设单位体积V的高速射流横截面积为S，长度为l，速度为v，经单位时间全部射到工件表面，则这段时间射流质量
根据动量定理
取初速度方向为正，有
解得
故选C。
10. 如图所示，一条不可伸长的轻质细线一端悬于O点，另一端系一小球P，将P拉至细线与水平方向成夹角时，细线刚好伸直。由静止释放P，在P从释放点运动到最低点的过程中，其动能与下落的高度h的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】P从释放点开始做自由落体运动，根据机械能守恒定律可知
到与水平方向对称的点后，由于能量损失，动能瞬间减小，再做圆周运动，根据机械能守恒定律有
可知符合动能与下落的高度h的关系图像应是B选项图。
故选B。
11. 在某军需品工厂里，为防止发生意外爆炸，化学药品必须同时加入到容器中。某同学设计了如图所示的装置，在轻质滑轮组上，用轻绳连接的三个物体a、b、c在外力作用下均保持静止。撤去外力后，a、b以相同加速度下落，同时落入容器P中。不计一切阻力，在a、b落入P前的运动过程中（ ）
A. a、c位移大小之比为1:2
B. b、c加速度大小之比为1:2
C. a、c构成的系统机械能守恒
D. c增加的机械能等于a减小机械能的1.5倍
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于a、b以相同加速度下落，同时落入容器P中，即a、b的位移相等，令其大小为，根据图形可知，当a、b同时下移时，a、b上方的轻绳的总长度增加，即c位移大小为，即a、c位移大小之比为1:3，故A错误；
B．根据位移公式有
解得
根据上述可知，b、c加速度大小之比为1:3，故B错误；
C．对物体a、b、c构成的系统分析可知，该系统机械能守恒，由于轻绳对b做负功，则b的机械能减小，可知a、c构成的系统的机械能增大，故C错误；
D．同一根轻绳弹力大小相等，令为T，绳的弹力对a做负功，a的机械能减小，绳的弹力对c做正功，c的机械能增大，根据功能关系可知c增加的机械能与a减小的机械能大小分别为
，
解得
故D正确。
故选D。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、答案中必须方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时明确写出数值和单位。
12. 某学习兴趣小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。装置中M为斜槽，N为水平放置可上下调节的倾斜挡板，白纸和复写纸固定在竖直背板上。钢球在斜槽中从某一位置由静止释放，从末端飞出后，落到N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板N，通过多次实验，利用描迹法描绘出钢球的运动轨迹。在描出的轨迹上安装光电门1和光电门2。改变光电门2的位置，使钢球多次释放后均可以无阻碍地通过两光电门。记录光电门1的挡光时间，光电门2的挡光时间t（多组数据），测量钢球直径d作为挡光时间里钢球的位移。
（1）关于本实验，下列说法正确的是______。
A.必须测量钢球的质量
B.必须将M末端调至水平
C.钢球必须从M上同一位置由静止释放
（2）用游标卡尺测钢球直径如图乙所示，d=______cm。
（3）钢球通过光电门1的速度______（用题中给出字母表示）。
（4）测量两光电门间的高度差h，当地重力加速度为g。兴趣小组根据多组实验数据，做出和h的关系图像如图丙所示。为说明钢球从M飞出后的运动过程中机械能守恒，图像的斜率应为k=______（用题中给出字母表示）。
（5）请你分析实验中可能存在的系统误差（说出两条）______。
【答案】 ①. C ②. 1.916 ③. ④. ⑤. 钢球要克服阻力做功；钢球通过光电门挡光时间内的平均速度略小于球心经过光电门的速度
【解析】
【详解】（1）[1] A．若机械能守恒定律，则钢球从光电门1到光电门2满足
即只需满足
不需要测量质量，故A正确；
B．该实验验证机械能守恒定律，不需要保证钢球做平抛运动，所以 M末端不一定要水平，故B错误；
C．要保证每次运动轨迹都相同，所以钢球必须从M上同一位置由静止释放，故C正确
故选C。
（2）[2] 游标卡尺读数
（3）[3] 钢球通过光电门1的速度
（4）[4] 若机械能守恒定律，则
其中
，
整理得
和h的关系图像的斜率
（5）[5] 可能存在的系统误差：钢球要克服阻力做功；钢球通过光电门的挡光时间内的平均速度略小于球心经过光电门的速度。
13. 2021年5月，“天问一号”探测器在火星成功着陆。探测器着陆前，若将其在贴近火星表面轨道上运动看做匀速圆周运动，已知探测器的运动周期为，火星的半径为R，引力常量为G。求：
（1）探测器在火星表面做匀速圆周运动的线速度大小；
（2）火星的密度。
【答案】（1）；（2）
【分析】
【解析】
【详解】（1）探测器在火星表面做匀速圆周运动的线速度大小为
（2）根据牛顿第二定律有
根据球体积公式有
根据密度公式有
解得
14. 滑板爱好者从倾角、长度L＝14m的斜坡底端，以的初速度沿斜坡匀减速上滑，加速度大小，从坡顶飞出后落在右侧的平台上，平台上表面与坡顶高度相同。不计空气阻力，g取10，，。求滑板爱好者：
（1）冲出坡顶时的速度大小v；
（2）在平台上的落点到坡顶的距离x。
【答案】（1）5m/s；（2）2.4m
【解析】
【详解】（1）根据
可得冲出坡顶时的速度大小
（2）运动员冲出坡顶后做斜抛运动，则
解得
x=2.4m
15. 如图所示，长度为L，倾角为θ的传送带始终以速度v0顺时针运动，其顶端与一平台水平相切，平台上固定一个电动机，电动机的缆绳跨过光滑定滑轮与一个物块（视为质点）相连。电动机未启动时，物块静止在传送带底端，缆绳刚好伸直但无拉力。某时刻启动电动机，物块在缆绳恒定拉力的牵引下沿传送带向上运动，物块速度增加至v0后，运动到传送带顶端时，此时速度大小为2v0。物块质量为m，重力加速度为g，缆绳质量忽略不计。求：
（1）传送带表面与物块之间动摩擦因数µ；
（2）物块速度为0.5v0时，物块的加速度大小a；
（3）物块沿传送带上升的过程中，传送带对它做的功W。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）电动机未启动时，物块静止在传送带底端
解得
（2）启动电动机，物块在缆绳牵引下沿传送带向上运动，根据牛顿第二定律有
物块速度增加至v0后，有
解得
，
根据
解得
当物块速度为0.5v0时，有
（3）物块沿传送带上升的过程中，根据能量守恒
解得
16. 如图所示，静置于光滑水平面上的轨道A由粗糙水平轨道和半径为R、圆心角为53°的光滑圆弧轨道组成。A最左侧固定一轻弹簧，开始时弹簧处于压缩状态且被锁定，储存的弹性势能为（未知），小物块B紧靠在弹簧右侧，到圆弧底端距离为0.4R。解除弹簧的锁定后，A、B同时开始运动。已知A的质量为2m，B的质量为m，重力加速度为g，水平轨道与B之间的动摩擦因数为0.5，，。
（1）若，求B能上升的最大高度；
（2）若，求A向左运动的最大位移。
（3）若，求B从轨道冲出后上升到最高点的速度。
【答案】（1）0.4R；（2）0.4R；（3）
【解析】
【详解】（1）对AB系统水平方向受合外力为零，则水平方向动量守恒，当B上升到最高点时，AB共速且速度为零，则由能量关系可知
解得
h=0.4R
此时B刚好到达最高点。
（2）由人船模型可知
其中
可得
x1=0.8R
x2=0.4R
（3）当时，滑块B将滑离轨道，滑块B到达轨道最高点时水平方向两者速度相同（设为v），由能量守恒可得
联立解得
B从轨道冲出后上升到最高点的速度
1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。
2．答题前请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
5．如需作图必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等需加黑加粗。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示，汽车在拐弯时做匀速圆周运动，司机A与乘客B相比（ ）
A. 线速度一定更大B. 角速度一定更大
C. 向心加速度一定更小D. 向心力一定更小
【答案】C
【解析】
【详解】汽车转弯时，两乘客的角速度是相同的，根据v=ωr，因B乘客的转弯半径较大，则B乘客的线速度更大，根据a=ω2r可知，B乘客的向心加速度更大，因两乘客的质量关系不确定，无法比较向心力关系，故选项ABD错误，C正确。
故选C。
2. 如图所示，摄影师调节三脚架使相机高度降低。调节后，水平地面对任意一只支撑杆的（ ）
A. 支持力不变B. 支持力变小
C. 摩擦力不变D. 摩擦力变小
【答案】A
【解析】
【详解】AB．令相机与三脚架总质量为M，对相机与三脚架整体进行分析，在竖直方向上有
解得
即支持力不变，故A正确，B错误；
CD．令相机质量为m，根据对称性可知，每一只支撑杆对相机的支持力大小均相等，令该支持力F方向与竖直方向夹角为θ，对相机分析有
支撑杆对地面的压力F与等大方向，则摩擦力
解得
若使相机高度降低，则θ增大，可知，摩擦力增大，故CD错误。
故选A。
3. 某同学把一只弹簧秤改装成“竖直加速度测量仪”，用来测量电梯竖直运行时的加速度，他将弹簧秤上原本为1.0N的刻度改为0。测量电梯加速度时将重1.0N的钩码挂在弹簧秤上，当指针指在0刻度线上方时（ ）
A. 钩码处于失重状态B. 钩码处于超重状态
C. 电梯可能在加速上行D. 电梯可能在减速下行
【答案】A
【解析】
【详解】当指针指在0刻度线上方时，可知拉力小于1N，对钩码有
即加速度向下，钩码处于失重状态，电梯加速上行或者减速下行时均为超重状态。
故选A。
4. 如图为弹簧振子的频闪照片。频闪仪闪光的瞬间振子被照亮，从而得到闪光时小球的位置，拍摄时底片从下向上匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列像。图中A为小球运动过程中的一个位置，此时小球（ ）
A. 向左运动B. 回复力在增大
C. 加速度方向向右D. 动能在增大
【答案】B
【解析】
【详解】拍摄时底片从下向上匀速运动，可知此时小球向右运动，回复力在增大，加速度方向向左，速度在减小，动能在减小。
故选B。
5. 汽车在行驶过程中速度的平方与位移x的关系图像如图所示，则汽车（ ）
A. 刹车时加速度大小为10B. 刹车时加速度大小为2
C. 从开始刹车到停止的时间为2sD. 从开始刹车到停止的时间为3.5s
【答案】C
【解析】
【详解】根据速度—位移关系
根据15m到25m的图像斜率可知加速度为
当x=0时，车的初速度为v0=10m/s，汽车做匀减速直线运动，可知车的速度减小为零的时间为
s
故选C。
6. 如图所示，位于坐标原点O的波源发出的波在介质Ⅰ、Ⅱ中沿x轴传播，某时刻形成的完整波形如图，P、Q分别为介质Ⅰ、Ⅱ中的质点。下列说法正确的是（ ）
A. 此时P沿y轴负方向运动B. 波源的起振方向沿y轴正方向
C. P、Q的振动频率相同D. 两种介质中的波速大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．此时P沿y轴正方向运动，故A错误；
B．波源的起振方向沿y轴负方向，故B错误；
C．两列波由同一波源引起的，所以波上所有质点的振动频率都相同，故C正确；
D．由图可知两列波的波长不同，根据，两种介质中的波速不相等，故D错误。
故选C。
7. 某同学用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”的实验。他用悬挂槽码的重力作为小车受到的合力F，改变槽码的重力并相应测出小车运动的加速度a，根据实验数据在坐标纸上描点如图乙所示。将图乙上描的点连线后发现实验误差较大，下列的改进措施合理的是（ ）
A. 将轨道下的垫块向左移动一些
B. 将轨道下的垫块向右移动一些
C. 选用质量更大的槽码进行实验
D. 改用力传感器测出绳子对小车的拉力作为F
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由图已可知图像与纵坐标有交点，说明平衡摩擦力过大，应将轨道下的垫块向右移动一些，故A错误，B正确；
C．图像最后发生弯曲，是由于槽码的质量太大，应选取质量较小的槽码实验，故C错误；
D．改用力传感器测出绳子对小车的拉力作为F，此时可得到加速度与拉力成正比，则a-F图像为直线，故D正确；
故选BD
8. 一辆货车在平直道路上以加速度a向右加速行驶，车箱中叠放着两个木箱A、B均与货车保持相对静止。A、B间的动摩擦因数为，B与车箱底面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A. a可能大于
B. a可能大于
C. A对B的摩擦力水平向右
D. 车箱底面对B的摩擦力一定大于A对B的摩擦力
【答案】D
【解析】
详解】A．车箱中叠放着两个木箱A、B均与货车保持相对静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，对木箱A由牛顿第二定律，则有
解得
即木箱A加速度最大是，A错误；
B．木箱A、B看成整体，由牛顿第二定律可得
解得
即木箱A、B整体加速度最大是，B错误；
C．A向右做加速运动，则有B对A的摩擦力向右，由牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力水平向左，C错误；
D．对木箱B受力分析可知，B在水平向右方向受车箱底面的摩擦力，A对B水平向左的摩擦力，由牛顿第二定律可得
因加速度
所以车箱底面对B的摩擦力一定大于A对B的摩擦力，D正确。
故选D。
9. 喷砂除锈是将喷料与压缩空气混合，形成高速射流喷射到需要处理的工件表面，达到除锈效果。现对工件的某一平面进行除锈，需要高速射流在工件表面产生的压强为p。若高速射流的平均密度为，射流垂直喷到工件表面反弹后速度大小变为原来的k倍（），则高速射流刚喷至表面时的速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设单位体积V的高速射流横截面积为S，长度为l，速度为v，经单位时间全部射到工件表面，则这段时间射流质量
根据动量定理
取初速度方向为正，有
解得
故选C。
10. 如图所示，一条不可伸长的轻质细线一端悬于O点，另一端系一小球P，将P拉至细线与水平方向成夹角时，细线刚好伸直。由静止释放P，在P从释放点运动到最低点的过程中，其动能与下落的高度h的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】P从释放点开始做自由落体运动，根据机械能守恒定律可知
到与水平方向对称的点后，由于能量损失，动能瞬间减小，再做圆周运动，根据机械能守恒定律有
可知符合动能与下落的高度h的关系图像应是B选项图。
故选B。
11. 在某军需品工厂里，为防止发生意外爆炸，化学药品必须同时加入到容器中。某同学设计了如图所示的装置，在轻质滑轮组上，用轻绳连接的三个物体a、b、c在外力作用下均保持静止。撤去外力后，a、b以相同加速度下落，同时落入容器P中。不计一切阻力，在a、b落入P前的运动过程中（ ）
A. a、c位移大小之比为1:2
B. b、c加速度大小之比为1:2
C. a、c构成的系统机械能守恒
D. c增加的机械能等于a减小机械能的1.5倍
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于a、b以相同加速度下落，同时落入容器P中，即a、b的位移相等，令其大小为，根据图形可知，当a、b同时下移时，a、b上方的轻绳的总长度增加，即c位移大小为，即a、c位移大小之比为1:3，故A错误；
B．根据位移公式有
解得
根据上述可知，b、c加速度大小之比为1:3，故B错误；
C．对物体a、b、c构成的系统分析可知，该系统机械能守恒，由于轻绳对b做负功，则b的机械能减小，可知a、c构成的系统的机械能增大，故C错误；
D．同一根轻绳弹力大小相等，令为T，绳的弹力对a做负功，a的机械能减小，绳的弹力对c做正功，c的机械能增大，根据功能关系可知c增加的机械能与a减小的机械能大小分别为
，
解得
故D正确。
故选D。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、答案中必须方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时明确写出数值和单位。
12. 某学习兴趣小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。装置中M为斜槽，N为水平放置可上下调节的倾斜挡板，白纸和复写纸固定在竖直背板上。钢球在斜槽中从某一位置由静止释放，从末端飞出后，落到N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板N，通过多次实验，利用描迹法描绘出钢球的运动轨迹。在描出的轨迹上安装光电门1和光电门2。改变光电门2的位置，使钢球多次释放后均可以无阻碍地通过两光电门。记录光电门1的挡光时间，光电门2的挡光时间t（多组数据），测量钢球直径d作为挡光时间里钢球的位移。
（1）关于本实验，下列说法正确的是______。
A.必须测量钢球的质量
B.必须将M末端调至水平
C.钢球必须从M上同一位置由静止释放
（2）用游标卡尺测钢球直径如图乙所示，d=______cm。
（3）钢球通过光电门1的速度______（用题中给出字母表示）。
（4）测量两光电门间的高度差h，当地重力加速度为g。兴趣小组根据多组实验数据，做出和h的关系图像如图丙所示。为说明钢球从M飞出后的运动过程中机械能守恒，图像的斜率应为k=______（用题中给出字母表示）。
（5）请你分析实验中可能存在的系统误差（说出两条）______。
【答案】 ①. C ②. 1.916 ③. ④. ⑤. 钢球要克服阻力做功；钢球通过光电门挡光时间内的平均速度略小于球心经过光电门的速度
【解析】
【详解】（1）[1] A．若机械能守恒定律，则钢球从光电门1到光电门2满足
即只需满足
不需要测量质量，故A正确；
B．该实验验证机械能守恒定律，不需要保证钢球做平抛运动，所以 M末端不一定要水平，故B错误；
C．要保证每次运动轨迹都相同，所以钢球必须从M上同一位置由静止释放，故C正确
故选C。
（2）[2] 游标卡尺读数
（3）[3] 钢球通过光电门1的速度
（4）[4] 若机械能守恒定律，则
其中
，
整理得
和h的关系图像的斜率
（5）[5] 可能存在的系统误差：钢球要克服阻力做功；钢球通过光电门的挡光时间内的平均速度略小于球心经过光电门的速度。
13. 2021年5月，“天问一号”探测器在火星成功着陆。探测器着陆前，若将其在贴近火星表面轨道上运动看做匀速圆周运动，已知探测器的运动周期为，火星的半径为R，引力常量为G。求：
（1）探测器在火星表面做匀速圆周运动的线速度大小；
（2）火星的密度。
【答案】（1）；（2）
【分析】
【解析】
【详解】（1）探测器在火星表面做匀速圆周运动的线速度大小为
（2）根据牛顿第二定律有
根据球体积公式有
根据密度公式有
解得
14. 滑板爱好者从倾角、长度L＝14m的斜坡底端，以的初速度沿斜坡匀减速上滑，加速度大小，从坡顶飞出后落在右侧的平台上，平台上表面与坡顶高度相同。不计空气阻力，g取10，，。求滑板爱好者：
（1）冲出坡顶时的速度大小v；
（2）在平台上的落点到坡顶的距离x。
【答案】（1）5m/s；（2）2.4m
【解析】
【详解】（1）根据
可得冲出坡顶时的速度大小
（2）运动员冲出坡顶后做斜抛运动，则
解得
x=2.4m
15. 如图所示，长度为L，倾角为θ的传送带始终以速度v0顺时针运动，其顶端与一平台水平相切，平台上固定一个电动机，电动机的缆绳跨过光滑定滑轮与一个物块（视为质点）相连。电动机未启动时，物块静止在传送带底端，缆绳刚好伸直但无拉力。某时刻启动电动机，物块在缆绳恒定拉力的牵引下沿传送带向上运动，物块速度增加至v0后，运动到传送带顶端时，此时速度大小为2v0。物块质量为m，重力加速度为g，缆绳质量忽略不计。求：
（1）传送带表面与物块之间动摩擦因数µ；
（2）物块速度为0.5v0时，物块的加速度大小a；
（3）物块沿传送带上升的过程中，传送带对它做的功W。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）电动机未启动时，物块静止在传送带底端
解得
（2）启动电动机，物块在缆绳牵引下沿传送带向上运动，根据牛顿第二定律有
物块速度增加至v0后，有
解得
，
根据
解得
当物块速度为0.5v0时，有
（3）物块沿传送带上升的过程中，根据能量守恒
解得
16. 如图所示，静置于光滑水平面上的轨道A由粗糙水平轨道和半径为R、圆心角为53°的光滑圆弧轨道组成。A最左侧固定一轻弹簧，开始时弹簧处于压缩状态且被锁定，储存的弹性势能为（未知），小物块B紧靠在弹簧右侧，到圆弧底端距离为0.4R。解除弹簧的锁定后，A、B同时开始运动。已知A的质量为2m，B的质量为m，重力加速度为g，水平轨道与B之间的动摩擦因数为0.5，，。
（1）若，求B能上升的最大高度；
（2）若，求A向左运动的最大位移。
（3）若，求B从轨道冲出后上升到最高点的速度。
【答案】（1）0.4R；（2）0.4R；（3）
【解析】
【详解】（1）对AB系统水平方向受合外力为零，则水平方向动量守恒，当B上升到最高点时，AB共速且速度为零，则由能量关系可知
解得
h=0.4R
此时B刚好到达最高点。
（2）由人船模型可知
其中
可得
x1=0.8R
x2=0.4R
（3）当时，滑块B将滑离轨道，滑块B到达轨道最高点时水平方向两者速度相同（设为v），由能量守恒可得
联立解得
B从轨道冲出后上升到最高点的速度
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