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江苏省盐城市五校2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份江苏省盐城市五校2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题（原卷版+解析版），文件包含江苏省盐城市五校2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题原卷版docx、江苏省盐城市五校2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共18页， 欢迎下载使用。
一、单项选择题（共11题，每题4分，共44分）
1. 下列情况下机械能守恒的是（ ）
A. 跳伞运动员从空中匀速下落过程
B. 物体以8m/s2的加速度在空中下落过程
C. 物体做平抛运动过程
D. 物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程
【答案】C
【解析】
【详解】A．跳伞运动员从空中匀速下落过程，动能不变，重力势能减小，则其机械能减小，故A错误；
B．物体以8m/s2的加速度在空中下落过程，加速度小于重力加速度，说明物体一定受阻力的作用且阻力对物体做负功，故机械能不守恒，故B错误；
C．物体做平抛运动，只受重力且只有重力做功，则机械能守恒，故C正确；
D．物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程，拉力对物体做功，其机械能不守恒，故D错误。
故选C。
2. 有关开普勒行星运动的描述，下列说法中正确的是（ ）
A. 所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心点上
B. 不同的行星与太阳的连线在相同的时间内所扫过的面积相等
C. 所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
D. 开普勒提出了“日心说”
【答案】C
【解析】
【详解】A．开普勒总结行星运动的第一定律为，所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A错误；
B．面积定律为，对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，故B错误；
C．由第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故C正确；
D．哥白尼提出了“日心说”， 开普勒提出了行星运动定律，故D错误。
故选C。
3. 关于“嫦娥五号”月球探测器的发射速度，下列说法正确的是（ ）
A. 小于7.9km/sB. 介于7.9km/s和11.2km/s
C. 介于11.2km/s和16.7km/sD. 大于16.7km/s
【答案】B
【解析】
【详解】“嫦娥五号”月球探测器并没有脱离地球的束缚，所以“嫦娥五号”月球探测器的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，即介于7.9km/s和11.2km/s。
故选B。
4. 北京理工大学宣布：“北理工1号”卫星搭乘星际荣耀公司的双曲线一号火箭成功发射，进入地球轨道。如图所示，“北理工1号”卫星与高轨道卫星都在同一平面内绕地球做同方向的匀速圆周运动，轨道位置如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A. “北理工1号”卫星的线速度小于高轨道卫星的线速度
B. “北理工1号”卫星的运行周期大于高轨道卫星的运行周期
C. “北理工1号”卫星的运行角速度小于高轨道卫星的运行角速度
D. “北理工1号”卫星的加速度大于高轨道卫星的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力可得
可得
，，，
由于“北理工1号”卫星的轨道半径小于高轨道卫星的轨道半径，则“北理工1号”卫星的线速度大于高轨道卫星的线速度，“北理工1号”卫星的运行周期小于高轨道卫星的运行周期，“北理工1号”卫星的运行角速度大于高轨道卫星的运行角速度，“北理工1号”卫星的加速度大于高轨道卫星的加速度。
故选D。
5. 一个物体由静止沿长为L的光滑斜面下滑，当物体滑到斜面中点时，物体的动能是底端动能的（ ）
A. 倍B. 倍C. 倍D. 倍
【答案】B
【解析】
【详解】设物体的质量为，斜面倾角为，物体滑到斜面中点时的动能为，滑到斜面底端时的动能为，根据动能定理可得
可得
故选B。
6. 关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是（ ）
A. 当弹簧变长时，它的弹性势能一定增加
B. 当弹簧变短时，它的弹性势能一定减少
C. 弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
D. 在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．当弹簧始终处于压缩状态时，弹簧变长后弹性势能将减小，弹簧变短后弹性势能将增大，故AB错误；
C．弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧劲度系数k相同，弹簧拉伸时和压缩时形变量相等的情况下，两者弹性势能相等，故C错误；
D．弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧长度相同的弹簧，弹性势能不一定相同，在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，某同学拿着一个质量为m的小球在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动、小球运动的轨迹如图中虚线所示，则（ ）
A. 小球的机械能守恒
B. 小球从N点运动到M点，重力做正功，重力势能增大
C. 小球从M点运动到P点的过程中动能逐渐增大
D. 小球从M点运动到N点，动能没变，人对小球做负功
【答案】D
【解析】
【详解】AC．小球在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的动能一直不变，重力势能发生变化，所以小球的机械能不守恒，故AC错误；
B．小球从N点运动到M点，重力做负功，重力势能增大，故B错误；
D．小球从M点运动到N点，动能没变，根据动能定理可知，合力对小球做功为0，由于重力做正功，则人对小球做负功，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 运动员踢球时对足球做功
B. 运动员对足球做功
C. 克服重力做功
D 足球上升过程人对足球做功
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．足球上升过程，重力做功为
则克服重力做功为；根据动能定理可得
可得运动员踢球时对足球做功为
故AC错误，B正确；
D．足球上升过程，人对足球没有作用力，人对足球没有做功，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂金属验电箔，若使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端，可能看到的现象是（ ）
A. 只有M端验电箔张开，且M端带正电
B. 只有N端验电箔张开，且N端带负电
C. 两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电
D. 两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电
【答案】C
【解析】
【详解】使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端，电子被排斥到N端，N端多电子带负电，M端少电子带正电，两端都带电，两端验电箔都张开，C正确，ABD错误。
故选C。
10. 空中某点，将三个相同小球以相同的速率v水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出到落地，下列说法正确的是（ ）
A. 重力做功不相同B. 重力的平均功率相同
C. 竖直下抛的小球的重力平均功率最大D. 落地时重力的瞬时功率相同
【答案】C
【解析】
详解】A．根据
由于小球质量相同，下落高度相同，则重力做功相同，故A错误；
BC．根据抛体运动规律可知，竖直下抛的小球所用时间最少，由
可知竖直下抛小球的重力平均功率最大，故B错误，C正确；
D．三小球从同一高度沿不同方向抛出，初速度大小相同，都只有重力做功，机械能守恒，故三小球落地时速度大小相等，但方向不同，根据
知，水平抛出的小球，落地的速度与重力不在同一方向，竖直上抛、竖直下抛的小球落地的速度与重力在同一方向，所以水平抛出的小球，落地时重力的瞬时功率最小，故D错误。
故选C。
11. 如图所示，在竖直平面内，倾斜固定长杆上套一小物块，跨过轻质定滑轮的细线一端与物块连接，另一端与固定在水平面上的竖直轻弹簧连接。使物块位于A点时，细线自然拉直且垂直于长杆，弹簧处于原长。现将物块由A点静止释放，物块沿杆运动的最低点为B，C是AB的中点，弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 下滑过程中物块机械能守恒
B. 物块在B点时加速度为零
C. A到C过程物块所受合力做的功等于C到B过程物块克服合力做的功
D. 物块下滑过程中，弹簧的弹性势能在A到C过程的增量等于C到B过程的增量
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于不计一切阻力，物块和弹簧组成的系统机械能守恒，但物块的机械能不守恒，故A错误；
B．物块从A运动到B过程中先加速运动后减速运动，故物块在B点时加速度方向由B指向A，此时加速度不为零，故B错误；
C．由于A到B过程动能变化量为0，则合力做功为0，故A到C过程中物块所受合力做的功等于C到B过程物块克服合力做的功，故C正确；
D．物块从A到C过程与从C到B过程重力势能减少量相等；从A到C过程重力势能减少量等于弹性势能增加量和动能增加量之和；从C到B过程重力势能减少量和动能减少量之和等于弹性势能增加量；则弹簧的弹性势能在A到C过程的增量小于C到B过程的增量，故D错误。
故选C。
二、填空题(共5空，每空2分，共10分)
12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是______
（2）实验过程中，得到如图所示一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量ΔEp=______，动能的增加量ΔEk=______。
（3）某同学的实验结果显示，动能的增加量大于重力势能的减少量，原因可能是______
A.没有测量重物的质量
B.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
C.先释放重物，后接通电源打出纸带
D.利用公式计算重物速度
（4）另一小组的同学想用如图所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意？并说明理由______。
【答案】（1）A （2） ①. mghB ②.
（3）C （4）见解析
【解析】
【小问1详解】
释放纸带时，要保证纸带竖直与限位孔无摩擦，并且物体要靠近打点计时器从而充分利用纸带。故选A。
【小问2详解】
[1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量
ΔEp=mghB
[2]根据匀变速直线运动的推论可得B点的瞬时速度
则动能的增加量
【小问3详解】
A．没有测量重物的质量，不会影响动能和重力势能的变化量，故A错误；
B．重物下落过程中受到空气阻力、摩擦阻力，则会使重物重力势能的减少量大于动能的增加量，故B错误；
C．先释放重物，后接通电源打出纸带，则会导致初速度不为零。此时会使重物重力势能的减少量小于动能的增加量，故C正确；
D．利用公式计算重物速度，已经认为机械能守恒，所以两者应该没有误差，故D错误。
故选C。
【小问4详解】
不同意。平衡阻力后，小车下滑过程中，阻力仍然存在，阻力做功使小车和砂桶系统的一部分机械能转化为内能，引起机械能减少。
三、计算题(共4题，共46分8分+8分+15分+15分)
13. 发动机的额定功率是汽车长时间行驶时的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶时受到的阻力为1800N。
（1）求发动机在额定功率下汽车匀速行驶时的速度。
（2）假定汽车匀速行驶速度为54km/h时，受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？
【答案】（1）；（2）27kW
【解析】
【详解】（1）发动机在额定功率下汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，则有
则汽车匀速行驶时的速度为
（2）汽车行驶速度为54km/h时受到的阻力不变，此时汽车速度为
则此时发动机输出的实际功率为
14. 如图所示，把一电荷量为的小球A用绝缘细绳悬起来，若将电荷量为的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向夹角，取，，且A、B两小球均可看成点电荷，求：
（1）A、B两球间的库仑力大小；
（2）A球的质量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据库仑定律可得
（2）对A受力分析，根据平衡条件可得
解得
15. 我国自行研制的“天问1号”火星探测器于2021年5月19日成功着陆火星。设着陆前探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标考查。探测器经过一系列的制动减速进入火星近地圆轨道绕火星做匀速圆周运动，之后再经过制动在火星表面着陆。着陆后，探测器上的科研装置，将一个小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，测得小球经过时间t落地。已知引力常量为G，火星的半径为R（远小于），求：
（1）火星表面重力加速度；
（2）火星的质量；
（3）火星的平均密度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，则有
解得火星表面重力加速度为
（2）物体在火星表面处，有
解得火星的质量为
（3）根据
联立解得火星的平均密度为
16. 如图所示，一段光滑圆弧轨道CD右端连接一长木板，一起固定在水平面上。有一个可视为质点的质量为kg的小物块，从光滑平台上的A点以m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入圆弧轨道，最后小物块滑上长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角为。（不计空气阻力，，，）求：
（1）AC两点的高度差；
（2）小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道压力大小；
（3）要使小物块不滑出长木板，木板的最小长度。
【答案】（1）；（2）78N；（3）14.5m
【解析】
【分析】
【详解】（1）小物块在C点的速度为，则
求得
其竖直方向分速度为
设AC两点的高度差为h，则
求得
（2）小物块由C→D的过程中，由动能定理得
解得
小物块在D点时，由牛顿第二定律得：
代入数据得
由牛顿第三定律可知，小物块在D点时对轨道的压力大小为
（3）要使小物块不滑出长木板，设木板的最小长度为L，由动能定理得
求得
一、单项选择题（共11题，每题4分，共44分）
1. 下列情况下机械能守恒的是（ ）
A. 跳伞运动员从空中匀速下落过程
B. 物体以8m/s2的加速度在空中下落过程
C. 物体做平抛运动过程
D. 物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程
【答案】C
【解析】
【详解】A．跳伞运动员从空中匀速下落过程，动能不变，重力势能减小，则其机械能减小，故A错误；
B．物体以8m/s2的加速度在空中下落过程，加速度小于重力加速度，说明物体一定受阻力的作用且阻力对物体做负功，故机械能不守恒，故B错误；
C．物体做平抛运动，只受重力且只有重力做功，则机械能守恒，故C正确；
D．物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程，拉力对物体做功，其机械能不守恒，故D错误。
故选C。
2. 有关开普勒行星运动的描述，下列说法中正确的是（ ）
A. 所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心点上
B. 不同的行星与太阳的连线在相同的时间内所扫过的面积相等
C. 所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
D. 开普勒提出了“日心说”
【答案】C
【解析】
【详解】A．开普勒总结行星运动的第一定律为，所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A错误；
B．面积定律为，对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，故B错误；
C．由第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故C正确；
D．哥白尼提出了“日心说”， 开普勒提出了行星运动定律，故D错误。
故选C。
3. 关于“嫦娥五号”月球探测器的发射速度，下列说法正确的是（ ）
A. 小于7.9km/sB. 介于7.9km/s和11.2km/s
C. 介于11.2km/s和16.7km/sD. 大于16.7km/s
【答案】B
【解析】
【详解】“嫦娥五号”月球探测器并没有脱离地球的束缚，所以“嫦娥五号”月球探测器的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，即介于7.9km/s和11.2km/s。
故选B。
4. 北京理工大学宣布：“北理工1号”卫星搭乘星际荣耀公司的双曲线一号火箭成功发射，进入地球轨道。如图所示，“北理工1号”卫星与高轨道卫星都在同一平面内绕地球做同方向的匀速圆周运动，轨道位置如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A. “北理工1号”卫星的线速度小于高轨道卫星的线速度
B. “北理工1号”卫星的运行周期大于高轨道卫星的运行周期
C. “北理工1号”卫星的运行角速度小于高轨道卫星的运行角速度
D. “北理工1号”卫星的加速度大于高轨道卫星的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力可得
可得
，，，
由于“北理工1号”卫星的轨道半径小于高轨道卫星的轨道半径，则“北理工1号”卫星的线速度大于高轨道卫星的线速度，“北理工1号”卫星的运行周期小于高轨道卫星的运行周期，“北理工1号”卫星的运行角速度大于高轨道卫星的运行角速度，“北理工1号”卫星的加速度大于高轨道卫星的加速度。
故选D。
5. 一个物体由静止沿长为L的光滑斜面下滑，当物体滑到斜面中点时，物体的动能是底端动能的（ ）
A. 倍B. 倍C. 倍D. 倍
【答案】B
【解析】
【详解】设物体的质量为，斜面倾角为，物体滑到斜面中点时的动能为，滑到斜面底端时的动能为，根据动能定理可得
可得
故选B。
6. 关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是（ ）
A. 当弹簧变长时，它的弹性势能一定增加
B. 当弹簧变短时，它的弹性势能一定减少
C. 弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
D. 在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．当弹簧始终处于压缩状态时，弹簧变长后弹性势能将减小，弹簧变短后弹性势能将增大，故AB错误；
C．弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧劲度系数k相同，弹簧拉伸时和压缩时形变量相等的情况下，两者弹性势能相等，故C错误；
D．弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧长度相同的弹簧，弹性势能不一定相同，在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，某同学拿着一个质量为m的小球在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动、小球运动的轨迹如图中虚线所示，则（ ）
A. 小球的机械能守恒
B. 小球从N点运动到M点，重力做正功，重力势能增大
C. 小球从M点运动到P点的过程中动能逐渐增大
D. 小球从M点运动到N点，动能没变，人对小球做负功
【答案】D
【解析】
【详解】AC．小球在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的动能一直不变，重力势能发生变化，所以小球的机械能不守恒，故AC错误；
B．小球从N点运动到M点，重力做负功，重力势能增大，故B错误；
D．小球从M点运动到N点，动能没变，根据动能定理可知，合力对小球做功为0，由于重力做正功，则人对小球做负功，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 运动员踢球时对足球做功
B. 运动员对足球做功
C. 克服重力做功
D 足球上升过程人对足球做功
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．足球上升过程，重力做功为
则克服重力做功为；根据动能定理可得
可得运动员踢球时对足球做功为
故AC错误，B正确；
D．足球上升过程，人对足球没有作用力，人对足球没有做功，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂金属验电箔，若使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端，可能看到的现象是（ ）
A. 只有M端验电箔张开，且M端带正电
B. 只有N端验电箔张开，且N端带负电
C. 两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电
D. 两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电
【答案】C
【解析】
【详解】使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端，电子被排斥到N端，N端多电子带负电，M端少电子带正电，两端都带电，两端验电箔都张开，C正确，ABD错误。
故选C。
10. 空中某点，将三个相同小球以相同的速率v水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出到落地，下列说法正确的是（ ）
A. 重力做功不相同B. 重力的平均功率相同
C. 竖直下抛的小球的重力平均功率最大D. 落地时重力的瞬时功率相同
【答案】C
【解析】
详解】A．根据
由于小球质量相同，下落高度相同，则重力做功相同，故A错误；
BC．根据抛体运动规律可知，竖直下抛的小球所用时间最少，由
可知竖直下抛小球的重力平均功率最大，故B错误，C正确；
D．三小球从同一高度沿不同方向抛出，初速度大小相同，都只有重力做功，机械能守恒，故三小球落地时速度大小相等，但方向不同，根据
知，水平抛出的小球，落地的速度与重力不在同一方向，竖直上抛、竖直下抛的小球落地的速度与重力在同一方向，所以水平抛出的小球，落地时重力的瞬时功率最小，故D错误。
故选C。
11. 如图所示，在竖直平面内，倾斜固定长杆上套一小物块，跨过轻质定滑轮的细线一端与物块连接，另一端与固定在水平面上的竖直轻弹簧连接。使物块位于A点时，细线自然拉直且垂直于长杆，弹簧处于原长。现将物块由A点静止释放，物块沿杆运动的最低点为B，C是AB的中点，弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 下滑过程中物块机械能守恒
B. 物块在B点时加速度为零
C. A到C过程物块所受合力做的功等于C到B过程物块克服合力做的功
D. 物块下滑过程中，弹簧的弹性势能在A到C过程的增量等于C到B过程的增量
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于不计一切阻力，物块和弹簧组成的系统机械能守恒，但物块的机械能不守恒，故A错误；
B．物块从A运动到B过程中先加速运动后减速运动，故物块在B点时加速度方向由B指向A，此时加速度不为零，故B错误；
C．由于A到B过程动能变化量为0，则合力做功为0，故A到C过程中物块所受合力做的功等于C到B过程物块克服合力做的功，故C正确；
D．物块从A到C过程与从C到B过程重力势能减少量相等；从A到C过程重力势能减少量等于弹性势能增加量和动能增加量之和；从C到B过程重力势能减少量和动能减少量之和等于弹性势能增加量；则弹簧的弹性势能在A到C过程的增量小于C到B过程的增量，故D错误。
故选C。
二、填空题(共5空，每空2分，共10分)
12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是______
（2）实验过程中，得到如图所示一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量ΔEp=______，动能的增加量ΔEk=______。
（3）某同学的实验结果显示，动能的增加量大于重力势能的减少量，原因可能是______
A.没有测量重物的质量
B.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
C.先释放重物，后接通电源打出纸带
D.利用公式计算重物速度
（4）另一小组的同学想用如图所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意？并说明理由______。
【答案】（1）A （2） ①. mghB ②.
（3）C （4）见解析
【解析】
【小问1详解】
释放纸带时，要保证纸带竖直与限位孔无摩擦，并且物体要靠近打点计时器从而充分利用纸带。故选A。
【小问2详解】
[1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量
ΔEp=mghB
[2]根据匀变速直线运动的推论可得B点的瞬时速度
则动能的增加量
【小问3详解】
A．没有测量重物的质量，不会影响动能和重力势能的变化量，故A错误；
B．重物下落过程中受到空气阻力、摩擦阻力，则会使重物重力势能的减少量大于动能的增加量，故B错误；
C．先释放重物，后接通电源打出纸带，则会导致初速度不为零。此时会使重物重力势能的减少量小于动能的增加量，故C正确；
D．利用公式计算重物速度，已经认为机械能守恒，所以两者应该没有误差，故D错误。
故选C。
【小问4详解】
不同意。平衡阻力后，小车下滑过程中，阻力仍然存在，阻力做功使小车和砂桶系统的一部分机械能转化为内能，引起机械能减少。
三、计算题(共4题，共46分8分+8分+15分+15分)
13. 发动机的额定功率是汽车长时间行驶时的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶时受到的阻力为1800N。
（1）求发动机在额定功率下汽车匀速行驶时的速度。
（2）假定汽车匀速行驶速度为54km/h时，受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？
【答案】（1）；（2）27kW
【解析】
【详解】（1）发动机在额定功率下汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，则有
则汽车匀速行驶时的速度为
（2）汽车行驶速度为54km/h时受到的阻力不变，此时汽车速度为
则此时发动机输出的实际功率为
14. 如图所示，把一电荷量为的小球A用绝缘细绳悬起来，若将电荷量为的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向夹角，取，，且A、B两小球均可看成点电荷，求：
（1）A、B两球间的库仑力大小；
（2）A球的质量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据库仑定律可得
（2）对A受力分析，根据平衡条件可得
解得
15. 我国自行研制的“天问1号”火星探测器于2021年5月19日成功着陆火星。设着陆前探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标考查。探测器经过一系列的制动减速进入火星近地圆轨道绕火星做匀速圆周运动，之后再经过制动在火星表面着陆。着陆后，探测器上的科研装置，将一个小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，测得小球经过时间t落地。已知引力常量为G，火星的半径为R（远小于），求：
（1）火星表面重力加速度；
（2）火星的质量；
（3）火星的平均密度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，则有
解得火星表面重力加速度为
（2）物体在火星表面处，有
解得火星的质量为
（3）根据
联立解得火星的平均密度为
16. 如图所示，一段光滑圆弧轨道CD右端连接一长木板，一起固定在水平面上。有一个可视为质点的质量为kg的小物块，从光滑平台上的A点以m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入圆弧轨道，最后小物块滑上长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角为。（不计空气阻力，，，）求：
（1）AC两点的高度差；
（2）小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道压力大小；
（3）要使小物块不滑出长木板，木板的最小长度。
【答案】（1）；（2）78N；（3）14.5m
【解析】
【分析】
【详解】（1）小物块在C点的速度为，则
求得
其竖直方向分速度为
设AC两点的高度差为h，则
求得
（2）小物块由C→D的过程中，由动能定理得
解得
小物块在D点时，由牛顿第二定律得：
代入数据得
由牛顿第三定律可知，小物块在D点时对轨道的压力大小为
（3）要使小物块不滑出长木板，设木板的最小长度为L，由动能定理得
求得
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