2023-2024学年上海市向明中学高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2023-2024学年上海市向明中学高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共15页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。

1.关于物体做曲线运动的条件，以下说法中正确的是( )
A. 物体受变力作用才可能做曲线运动B. 物体受恒力作用也可能做曲线运动
C. 物体不受力也能做曲线运动D. 物体只要受到外力就一定做曲线运动
2.关于经典力学的适用范围和局限性，下列说法正确的是( )
A. 经典力学过时了，应该被量子力学所取代
B. 由于超音速飞机的速度太大，其运动不能用经典力学来解释
C. 人造卫星的运动不适合用经典力学来描述
D. 当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述
3.在1905年爱因斯坦提出了狭义相对论理论，此理论建立的前提有两个假设条件以及在相对论理论下观察到的不同现象，如果有接近光速运动下的物体时间和空间都会发生相应的变化，下列说法中正确的是( )
A. 在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是不同的
B. 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的
C. 物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变大
D. 狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体
4.太阳的寿命估计为100亿年，目前已度过了约50亿年，当太阳耗尽核燃料后，最终将会演化变成( )
A. 主序星B. 白矮星C. 中子星D. 红巨星
5.平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动；②竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤击打金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验说明( )
A. 做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
B. 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
C. A、B项中所述都能说明
D. A、B项中所述都不能说明
6.图中是一质点做简谐振动的振动图像，则在图中t1和t2两个时刻振子相同的物理量为( )
A. 加速度
B. 位移
C. 速度
D. 回复力
7.如图所示，质量相同的三个小物块a、b、c处在同一高度。a由静止开始沿光滑斜面下滑，b做自由落体运动，c向右以某一初速度v0做平抛运动，三者最终都落在同一个水平面上。若不计空气阻力，下列说法中正确的是( )
A. 三者落地时速度都相同B. 三者的运动时间都相等
C. 三者的重力做功都相等D. 三者落地时重力的瞬时功率相等
8.飞机在水平地面上空的某一高度水平匀速飞行，每隔相等时间投放一个物体．如果以第一个物体a的落地点为坐标原点、飞机飞行方向为横坐标的正方向，在竖直平面内建立直角坐标系．如图所示是第5个物体e离开飞机时，抛出的5个物体(a、b、c、d、e)在空间位置的示意图，其中不可能的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示，质量为m的物体，以速度v离开高为H的桌子，当它落到距地为h的A点时，在不计空气阻力的情况下，以地面为重力势能的零点，下列说法正确的是( )
A. 物体在A点具有的机械能是12mv2+mgh
B. 物体在A点具有的机械能是12mv2+mgH
C. 物体在A点具有的动能是12mv2+mgH
D. 物体在A点具有的动能是mg(H+h)
10.一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球 在水平力F作用下，从平衡位置P很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F所做的功为( )
A. mgLcsθ
B. mgL(1−csθ)
C. FLsinθ
D. FL(1−csθ)
11.如图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1的半径和轮2的半径相同，轮3的半径和轮4的半径相同，且为轮1和轮2半径的一半，则轮1边缘的a点和轮4边缘的c点相比( )
A. 线速度之比为1：4B. 角速度之比为4：1
C. 向心加速度之比为8：1D. 向心加速度之比为1：8
12.北斗卫星导航系统，简称BDS，是我国自行研制的全球卫星导航系统。北斗系统中包含多种卫星，如沿地球表面附近飞行的近地卫星，以及地球同步卫星等。图为某时刻从北极上空俯瞰的地球同步卫星A、近地卫星B和位于赤道地面上的观察点C的位置的示意图。地球可看作质量分布均匀的球体，卫星A、B绕地心的运动可看作沿逆时针方向的匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，不考虑空气阻力及其他天体的影响。若已知引力常量，那么要确定地球的密度，只需要再测量( )
A. 卫星A的质量B. 卫星B的质量C. 卫星A的运行周期D. 卫星B的运行周期
二、填空题：本大题共4小题，共24分。
13.______发现万有引力，并推出万有引力定律；______利用扭秤比较精确地测出了引力常量。
14.重力做功仅取决于物体的始、末位置，而与物体经过的______无关；它与重力势能变化关系的表达式为：______。
15.如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m。t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下，t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。可知简谐运动的周期是______ s；取重力加速度大小为g=10m/s2，则h=______ m。
16.如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程的v−t图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段是汽车以额定功率行驶时的加速阶段速度随时间变化的曲线，bc段是与ab段相切的水平直线。整个启动过程中阻力恒为f，则汽车的额定功率为______，0∼t3时间内汽车的路程为______。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
17.某实验小组“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。实验时，将摆球(连同遮光片J)每次都从同一位置M下摆，传感器K分别固定在A、B、C、D采集数据，D点为摆球通过的最低点。在一次实验中以图象方式采集数据并分析实验结果，所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示摆球距离D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E(不计空气阻力)。
(1)图乙中的图像表示摆球重力势能Ep随摆球距离D点的高度h变化关系的图线是______(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(2)从图乙中的图象可以得出本实验的结论是：______。
18.一个研究向心力与哪些因素有关的实验装置的示意图如图甲所示，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是细线的拉力大小，光电传感器测定的是圆柱体的线速度大小，表格中是所得数据，图乙为F−v图像、F−v2图像和F−v3图像。
(1)结合表格中的数据，为了更好地描述力与速度的关系，图乙中的图像应选择______(填“A”、“B”或“C”)图像；
(2)为了研究F与转动半径r成反比关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持其______不变；
(3)若已知向心力公式为F=mv2r，式中物理量均取国际单位，测得圆周轨道的半径r=0.2m，则圆柱体的质量为______(结果保留到小数点后3位)。
四、简答题：本大题共1小题，共20分。
19.蹦床运动
2023年10月2日杭州亚运会蹦床比赛中，我国选手朱雪莹、胡译包揽冠亚军。该项目是运动员借助弹力床的弹力弹向空中，在空中做各种体操动作的竞技运动。
在这次比赛中，若运动员的质量为m=60kg，某一次下落、反弹的过程中，传感器记录到运动员脚底从离水平网面h1=3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦到脚底离水平网面h2=5m的高处，运动员在空中始终保持四肢并拢的直立状态，与网接触的时间为t=1.0s。重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力。
(一)运动员比赛过程中：
(1)着网时的速度大小v1=______m/s；离开网时的速度大小v2=______m/s。
(2)在此次触网时间内运动员机械能的变化量ΔE=______ J。
(3)传感器记录到的两次最大高度之间的时间间隔是多少？
(二)关于动作失误原因分析，两位同学展开了讨论：
运动员反弹离开网面时的速度大小还是v2，但在空中达到的最大高度只有h3=4.8m，并落到了网面外侧的保护垫上。
甲同学说：“可能是在空中由于体态控制不到位，受到意外出现的阻力作用而没有达到预计高度。”
乙同学说：“应该是起跳时速度方向控制不好，不是竖直向上，所以不能达到预计高度。”
甲、乙两位同学的说法正确吗？如果你同意甲的观点，请你求出运动员在空中阻力做的功；如果你同意乙的观点，请你求出运动员在空中运动的最小速度值和方向。要求写出必要的文字说明。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：ABD.根据曲线运动的条件，无论物体受恒力还是变力，只要力的方向和速度的方向不在一条直线上，物体就做曲线运动，故AC错误，B正确。
C.物体不受力时一定处于静止状态或匀速直线运动状态，不可能做曲线运动，故C错误。
故选：B。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论．
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了．
2.【答案】D
【解析】解：A、经典力学不会过时，在低速宏观物理过程中适用，不可替代。故A错误；
B、超音速飞机的速度远低于光速，其运动能用经典力学来解释。故B错误；
C、人造卫星的运动速度远低于光速，适合用经典力学来描述。故C错误；
D、当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述。故D正确；
故选：D。
经典力学不会过时，在低速宏观物理过程中适用；超音速飞机的速度、造卫星的运动速度都远小于光速，适合用经典力学来描述；当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述。
本题考查了经典时空观与相对论时空观的主要区别。这种题型属于基础题，只要善于积累，难度不大。
3.【答案】B
【解析】解：A、根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是相同的，故A错误；
B、根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中真空中的光速是相同的，故B正确；
C、根据长度的相对性关系：L=L0 1−(vc)2，可知一个沿自身长度方向运动的物体，其长度总比物体静止时的长度小，故C错误；
D、低速运动时，只是高速运动的特殊情况，故相对论在低速运动时仍适用。
故选：B。
狭义相对论的两个基本假设：
(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
同时结合相对论的质量相对性与空间的相对性分析即可。
考查相对论的内容应用，掌握时间变慢，长度缩短(注意要沿着运动方向)，并理解相对论与经典理论的区别。
4.【答案】B
【解析】解：太阳只是宇宙中一颗普通的恒星，寿命可达100亿年，太阳进入暮年后，会把所有的燃料都耗尽，成为一颗白矮星，最终化为另一种天体存在于宇宙中，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据宇宙中各个天体的演变过程可得出答案。
学生在解答本题时，应注意对于天体问题要理解天体的变化过程。
5.【答案】A
【解析】解：因金属片受到小锤的击打，向前推动小球A，使A球做平抛运动，同时小球B从孔中自由落下，做自由落体运动，A、B两球同时落地。A球的水平初速度并不影响A球在竖直方向上的运动，说明了两球在竖直方向上具有相同的运动规律，不能说明水平方向上的运动情况；故A正确BCD错误。
故选：A。
探究平抛运动的规律中，实验同时让A球做平抛运动，B球做自由落体运动。若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
本题考查平抛运动规律的应用，通过实验探究出平抛运动处理的规律，并掌握了运动的合成与分解。
6.【答案】C
【解析】解：AB、由图t1和t2时刻，振子相对于平衡位置的位移大小相等，但方向相反，由牛顿第二定律可得：a=−kxm，所以加速度大小相等，但方向相反，故AB错误；
C、x−t图线的斜率表示速度，由图可知，在图中t1和t2两个时刻图线的斜率都是负的，说明两个时刻的速度都沿x轴的负方向，t1和t2时刻，振子相对于平衡位置的位移大小相等，则速度的大小也相等，故C正确；
D、由图t1和t2时刻，振子相对于平衡位置的位移大小相等，但方向相反，回复力：F=−kx，可知回复力也是大小相等，方向相反，故D错误。
故选：C。
弹簧振子做简谐运动时具有对称性，位移、回复力、速度和加速度都是矢量，只有大小和方向都相同时才能说相同，由此即可得知各选项的正误。
本题考查对振动图像的认识，要注意坐标轴上方位移为正，下方位移为负，注意速度的方向要根据位移的变化进行确定，能根据振动图像得知各时刻的位移情况和速度的情况，会利用你的第二定律判断加速度的大小和方向。
7.【答案】C
【解析】解：AC、设斜面的高度为h，a、b两物体下落过程，由动能定理有：mgh=12mv2，可得：v= 2gh，两物体的初速度都为零，下落高度相等，所以两物体落地时速度大小相等，方向不同，
c两物体下落过程，由动能定理有：mgh=12mvc2−12mv02，可得vc= v02+2gh>v
三个物体下落过程重力做功WG=mgh，h相等，m相等，所以三者的重力做功都相等，故A错误，C正确；
B、设斜面的倾角为α，a物体在斜面运动过程，由牛顿第二定律有：mgsinα=ma，可得加速度a=gsinα
物体a沿斜面运动的位移x=hsinα，则有：hsinα=12ata2，可得ta= 2hgsin2α
b、c两物体竖直方向都做自由落体运动，则有：h=12gt2，可得b、c两物体运动的时间：t= 2hg，可知ta≠t，故B错误；
D、a、b两物体落地时速度大小相等，a落地时速度方向沿着斜面向下，可知两物体竖直方向的速度vya故选：C。
AC、三个物体下落过程由动能定理可得三者落地速度大小，利用WG=mgh比较三者重力做功大小关系；
B、对a物体由牛顿第二定律可得加速度大小，由运动学公式可得a物体运动时间，根据b、c两物体竖直方向运动特点，利用运动学公式可得运动时间，则可得结论；
D、利用PG=mgvy比较三物体重力瞬时功率大小。
本题考查了瞬时功率、平抛运动、恒力做功，解题的关键是知道三个物体的质量相等，下落高度相等，则重力做功相等，三物体下落过程，只有重力做功，利用动能定理可知三个物体落地时速度的大小关系。
8.【答案】B
【解析】解：不计空气阻力，以地面为参考系，每个物体都做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所以在水平方向上，四个物体的速度总是与飞机速度相同的，水平位移相同，故没有位移差，看起来在一条竖直线上；竖直方向做自由落体运动，最先释放的物体间的距离大些，相当于同一个物体做自由落体运动在不同时刻的位置，故A正确，B错误，
若第5个物体e离开飞机时，c刚好落地，此时对于C图，若第5个物体e离开飞机时，d刚好落地，此时对于D图，故CD正确
此题选择不可能的选项，
故选B.
物体从飞机上被释放，根据惯性，物体具有和飞机相同的水平初速度，又只受重力作用，所以物体做平抛运动，可以根据平抛运动的相关概念和公式解题．
本题是平抛运动基本规律的应用，以地面上的人看四个物体的分布在同一竖直线上，如果就看某一个物体，那轨迹就是抛物线了．若以飞机为参考系，则四个物体就做自由落体运动，分布在飞机下方的一同条竖直线上．
9.【答案】B
【解析】解：A、物体在运动的过程中机械能守恒，初始位置的机械能E1=mgH+12mv2，所以A点的机械能为mgH+12mv2.故A错误，B正确。
C、根据机械能守恒得，mgH+12mv2=mgh+EKA，则EKA=mgH+12mv2−mgh.故CD错误。
故选：B。
物体在运动的过程中只有重力做功，机械能守恒，求出初始状态的机械能，即可得出物体在A点的机械能，以及在A点的动能．
解决本题的关键知道物体在运动的过程中机械能守恒，A点的机械能等于初始位置的机械能．以及会根据机械能守恒定律，求出A点的动能．
10.【答案】B
【解析】解：对小球受力分析，受到重力、拉力F和绳子的拉力T，如图
根据共点力平衡条件，有
F=mgtanα，故F随着α的增大而不断变大，故F是变力；
对小球运动过程运用动能定理，得到
−mgL(1−csα)+W=0
故拉力做的功等于mgL(1−csθ)
故选：B。
小球从平衡位置P点缓慢移动到Q点，对小球受力分析，受重力、拉力F和绳子的拉力T，根据平衡条件求解出拉力的一般表达式，得出拉力为变力；再根据动能定理列式求解．
本题关键在于拉力F是变力，求解变力做功可以根据动能定理列式求解．
11.【答案】D
【解析】【分析】本题关键是明确同轴传动与同缘传动的区别，记住线速度与角速度关系公式、向心加速度公式。
皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相等，同轴传动的特点是角速度相同，然后结合公式v=ωr和a=ωv列式分析。
【解答】
A、设v2、v3为轮2和轮3边缘的线速度，根据同边缘转动线速度相等，va=v3，v2=vc，
同轴转动角速度相等，则2、3的角速度相等，根据v=rω，可知v2=2v3，
则有2va=2v3=v2=vc，则va：vc=1：2，故A错误。
B、轮1边缘的a点和轮4边缘的c点角速度之比ωaωc=varavcrc=14，故B错误。
CD、根据a=vω，可知aa：ac=1：8，故C错误，D正确。
故选：D。
12.【答案】D
【解析】解：AC.对于A卫星，是地球的同步卫星，周期等于地球的自转周期，设轨道半径r，则GMmr2=mr4π2T2，地球的质量M=4π2r3GT地2，密度ρ=M4πR33，得ρ=3πr3GT地2R3，只知道卫星A的运行周期和质量，不能求得地球的密度，故AC错误；
BD.对于B卫星是近地卫星，设周期为T，则有r=R，根据GMmr2=mr4π2T2，地球的质量M=4π2R3GT2，地球的密度ρ=M4πR33，得ρ=3πGT2，已知卫星B的运行周期，可以求地球的密度，卫星B的质量与求地球密度没有关系，故B错误，D正确。
故选：D。
AC.根据牛顿第二定律对A卫星列式导出地球质量表达式，再结合密度公式推导判断；
BD.根据牛顿第二定律对B卫星列式导出地球质量表达式，再结合密度公式推导判断；
考查万有引力定律的应用，会根据题意进行准确分析和解答。
13.【答案】牛顿 卡文迪什
【解析】解：根据物理学史可知牛顿发现了万有引力，并推出了万有引力定律；卡文迪什利用卡文迪什扭秤第一次比较精准的测出了万有引力常量；
故答案为：牛顿；卡文迪什。
本题是物理学史问题，根据牛顿、卡文迪什等科学家的物理学成就进行解答。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，特别是著名科学家的贡献要记牢。
14.【答案】路径 WG=−ΔEp
【解析】解：重力做功仅取决于物体的始、末位置，而与物体经过的路径无关；重力做了多少功，物体的重力势能就减少多少，则表达式为WG=−ΔEp；
故答案为：路径、WG=−ΔEp；
重力做了多少功，物体的重力势能就减少多少；物体克服重力做了多少功，物体的重力势能就增加多少；重力对物体做功与路径无关。
此题考查了重力做功的特点。
15.【答案】0.81.7
【解析】解：物块做简谐运动的表达式为：y=Asin2πTt=0.1sin(2.5πt)m
所以2πT=2.5π，解得：T=0.8s；
由振动方程式可得，t=0.6s物体的位移为：y=0.1sin(2.5π×0.6)m=−0.1m；
则对小球有：h+|y|=12gt2=12×10×0.62m=1.8m
解得：h=1.7m。
故答案为：0.8；1.7。
由振动公式可明确振动的周期；结合自由落体运动的规律即可求得h高度。
本题考查简谐运动的位移公式，要掌握由公式求解简谐运动的相关信息，特别是位移、周期及振幅等物理量。
16.【答案】fv2 v12t1+v2(t3−t1)−m(v22−v12)2f
【解析】解：汽车匀速运动时，牵引力和阻力大小相等，即牵引力F=f，则汽车的额定功率P=Fv2=fv2
由v−t图像面积可得0∼t1时间内汽车的位移：x1=v12t1
设t1∼t3时间内汽车的位移为x2，此过程由动能定理有：P(t3−t1)−fx2=12mv22−12mv12
0∼t3时间内汽车的路程s=x1+x2
代入数据可得：s=v12t1+v2(t3−t1)−m(v22−v12)2f
故答案为：fv2；v12t1+v2(t3−t1)−m(v22−v12)2f。
根据汽车匀速运动，牵引力和阻力大小相等，由P=Fv可得额定功率；
利用v−t图像面积可得0∼t1时间内汽车的位移，t1∼t3时间内利用动能定理可得此过程位移大小，则两位移的和等于0∼t3时间内汽车的路程。
本题考查了动能定理、恒加速度启动的问题，解题的关键是知道匀加速结束时汽车的功率达到额定功率，当牵引力变化，功率恒定时，则牵引力做的功W=Pt。
17.【答案】Ⅱ在只有重力做功的情况下，重力势能和动能相互转化，机械能总量不变
【解析】解：(1)根据
Ep=mgh
知高度增大时，重力势能线性增大，由动能定理可知，重力做负功，动能减小，而机械能保持不变，则摆球重力势能Ep随摆球距离D点的高度h变化关系的图线是Ⅱ。
(2)由三个图线可知，动能增加，重力势能减小，而两者之和保持不变，因此摆球在摆动过程中，机械能守恒。故得出本实验的结论是在只有重力做功的情况下，重力势能和动能相互转化，机械能总量不变。
故答案为：(1)Ⅱ；(2)在只有重力做功的情况下，重力势能和动能相互转化，机械能总量不变。
(1)根据小球在静止释放后，重力在做正功，重力势能EP不断减少，动能EK不断增加，而重力势能和动能的总量即机械能不变来选择图线；
(2)分析动能与重力势能之和，即机械能是否变化，结合条件，判断得出结论。
本题考查理解物理图象的能力。守恒定律关键要明确条件。验证性实验最后得出结论时，要强调在实验误差允许的范围内，小球的机械能守恒。
18.【答案】B 线速度大小 0.176kg
【解析】解：(1)由乙图可知，F∝v2，由数学知识得到F−v2图象的斜率k=ΔFΔv2，故向心力F和圆柱体速度v的关系是F=kv2.故图B符合题意；
故选：B。
(2)该实验运用控制变量法研究物理量的关系，根据向心力公式F=mv2r可知为研究F与r的关系，实验时除保持圆柱体的质量不变外，还应保持不变的物理量是线速度的大小．
(3)由图乙，当F=7.9N时，v=3.0m/s，则k=ΔFΔv2=≈0.88；根据已经学习过的向心力公式F=mv2r，比较F=0.88v2得，将r=0.2m代入得：m=0.176kg.
故答案为：(1)B；(2)线速度大小；(3)0.176kg.
(1)根据图象很容易得到F∝v2，由数学知识求出F−v2图象的斜率，即可得到向心力F和圆柱体速度v的关系式；
(2)根据控制变量法找出还应保持不变的物理量．
(3)根据已经学习过的向心力公式F=mv2r，将r=0.1m，即可求得m.
本题关键根据图象的形状，由数学知识得到F与v的关系式．同时要掌握向心力的公式．
19.【答案】8 10 1080
【解析】解：(1)着网时的速度大小
v1= 2gh1
代入数据解得v1=8m/s
离开网时的速度大小
v2= 2gh2
代入数据解得v2=10m/s；
(2)在此次触网时间内运动员机械能的变化量
ΔE=mgh2−mgh1
代入数据解得ΔE=1080J；
(3)传感器记录到的两次最大高度之间的时间间隔是
Δt= 2h1g+ 2h2g+t
代入数据解得Δt=2.8s；
(二)乙的观点正确；空中运动过程只有重力做功，机械能守恒。最高点时动能最小，所以有：mgh2=mgh3+12mvmin2
代入数据解得vmin=2m/s，方向水平。
故答案为：(1)8，10；(2)1080；(3)2.8s；(二)乙的观点正确；空中运动过程只有重力做功，机械能守恒。最高点时动能最小，所以有：mgh2=mgh3+12mvmin2
代入数据解得vmin=2m/s，方向水平。
(1)利用速度与位移关系公式计算；
(2)该过程重力势能增加，可利用此过程计算机械能变化量；
(3)结合位移与时间公式计算时间间隔；
(二)利用机械能守恒说明观点。
本题结合竖直上抛运动、自由落体运动考查学生对机械能概念、匀变速直线运动规律的理解以及对机械能守恒定律、匀变速直线运动公式的应用。v/(m⋅s−1)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
F/N
0.88
1.99
3.50
5.50
7.90