2020-2021学年安徽省安庆市高一(下)期末物理试卷(附答案详解)

2020-2021学年安徽省安庆市高一（下）期末物理试卷1.如图所示水平面粗糙程度相同，物体A、B经光滑的
轻质定滑轮用细线连在一起。

当A物体受水平向右的
力F在水平面上向右运动时，B物体匀速上升，下列
说法正确的是()
A. 物体A做加速运动
B. 绳子拉力增大
C. 物体A克服绳子拉力做功功率不变
D. 物体A受到的滑动摩擦力变小
2.甲、乙两位同学在同一地点，从相同的高度水平射箭，箭落地时，插入泥土中的形
状如图所示，空气阻力不计，则()
A. 甲同学射出的箭的运动时间大于乙同学射出的箭的运动时间
B. 甲同学射出的箭的初速度小于乙同学射出的箭的初速度
C. 甲同学所射出的箭的落地点比乙同学的远
D. 欲使两位同学射出的箭一样远，应降低甲同学射箭出射点高度
3.如图所示，一根长为1.0m的轻绳一端系在固定横轴的O
点上，另一端系着一个质量为1kg的小球(小球半径忽略
不计)。

O点距离光滑水平桌面的距离为0.8m，水平桌面
足够大。

若想让小球对水平桌面压力为零，可以让小球在
某一水平面上做匀速圆周运动，重力加速度取10m/s2，则匀速圆周运动的角速度ω应满足()
A. ω≥3
2√2rad/s B. ω≥5
2
√2rad/s
C. ω≥10
3
√2rad/s D. ω≥√10rad/s
4.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，此时发动机的功率为额定功率P.快进入闹市
区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图象中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系()
A. B.
C. D.
5.无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型
置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状
模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧
地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管。

已知
管状模型内壁半径为R，则下列说法正确的是()
A. 铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上
B. 模型各个方向上受到的铁水的作用力相同
C. 若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力
D. 管状模型转动的角速度ω最小为√g
R
6.如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近
日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，
运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相
互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过
程中()
T0
A. 从P到M所用时间等于1
4
B. 卫星在Q点的角速度大于P点的角速度
C. 海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比等于月球运行轨道半
长轴的三次方与其运行周期的平方之比
D. 从P到Q阶段，速率逐渐变小
7.如图所示，足够长的水平传送带以v=2m/s的速度匀速
前进，上方漏斗以每秒50kg的速度把煤粉均匀、竖直抖
落到传送带上，然后随传送带一起运动。

已知煤粉与传
送带间的动摩擦因数为0.2，欲使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增加的功率为()
A. 50W
B. 100W
C. 150W
D. 200W
8.如图所示为竖直平面内的直角坐标系。

一个质量为m的质
点，在恒力F和重力的作用下。

从坐标原点O由静止开始
沿直线OA斜向下运动，直线OA与y轴负方向成θ角(θ为
锐角)。

不计空气阻力，重力加速度为g，则以下说法正确
的是()
A. 当F=mgtanθ时，质点的机械能一定减小
B. 当F=mgsinθ时，质点的机械能一定增大
C. 当F=mgtanθ时，质点的机械能可能减小也可能增大
D. 当F=mgsinθ时，质点的机械能可能减小也可能增大
9.如图所示的皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2的半径
为2r，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则下比例正确的是()
A. A、B、C三点的加速度之比a A：a B：a C=6：2：1
B. A、B、C三点的线速度大小之比v A：v B：v C=3：2：2
C. A、B、C三点的角速度之比ωA：ωB：ωC=2：2：1
D. A、B、C三点的周期之比T A：T B：T C=1：1：2
10.篮球运动员进行定点投篮训练，每次篮球离手的位置一样，
其中两次投篮分别垂直击中篮板的a、b位置，如图所示，
不计空气阻力，此两次投篮中篮球()
A. 在空中运动的时间相等
B. 击中篮板时的速度一定不同
C. 上升过程中速度变化率相同
D. 被抛出时速度的竖直分量相等
11.如图甲，质量为2kg的物体在水平恒力F作用下沿粗糙的水平面运动，1s后撤掉恒
力F，其运动的v−t图象如图乙，g=10m/s2，下列说法正确的是()
A. 在0～2s内，合外力一直做正功
B. 在0.5s时，恒力F的瞬时功率为150W
C. 在0～1s内，合外力的平均功率为150W
D. 在0～3s内，物理克服摩擦力做功为150J
12.如图所示，ABCD是一段在竖直平面内的光滑轨道，AB段为半径为R的四分之一
圆弧，BC段水平，CD段足够长且与水平面成β=30°，现有两个小球P、Q，质量分别为2m和m，用一长为R的轻质直杆连接，R小于BC段的长度。

如图将P置于A点，Q紧靠曲面，将P、Q从AB段静止释放，不考虑两小球在轨道转折处的能量损失，则()
A. P、Q从释放到滑上CD过程中，P、Q和杆组成的系统机械能守恒
B. P、Q在BC上向左运动的过程中，轻杆对Q球做正功
C. P、Q从AB运动到BC段的过中，轻杆对Q球做功为√3
mgR
3
D. P滑上CD轨道的最大高度为ℎ=5−√3
R
6
13.某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。

(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？
______ 。

(2)测得遮光条的宽度d=0.50cm实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计
时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10−2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为______ m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、______
和______ (文字说明并用相应的字母表示)。

(3)本实验通过验证关系式______ (用测量的物理量符号表示)，得到在实验误差允
许的范围内，从而验证了系统的机械能守恒。

14.某实验小组的同学欲测量滑块与木板间的动摩擦因数μ，设计了一套如图甲所示的
装置，图中A为滑块，B打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有沙子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦实验时，先接通电源再松开滑块，打点计时器在纸带上打下一系列点，此过程弹簧测力计的读数为F，测出滑块质量为m.该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差Δv2=v2−v02，然后建立Δv2−x坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示。

(重力加速度g=10m/s2)
(1)本实验中是否需要测量小桶(含内部沙子)的质量_______。

(填“是”或“否”)
(2)在图乙中这条直线的斜率的表达式为____________。

(用F、μ、m等题中所给字
母填写表达式)
(3)若测出滑块质量为0.4kg，弹簧测力计读数为2N，结合图乙可求得滑块与木板
间的动摩擦因数为_____。

15.如图所示，一个小球从高ℎ=10m处以水平速度v0=10m/s抛出，撞在倾角θ=45°
的斜面上的P点，已知AC=5m，求：(g=10m/s2)
(1)P、C之间的距离；
(2)小球撞击P点时速度的大小．
16.如图所示，质量(连同装备)m=60kg的滑雪运动员以v0=10m/s的初速度从高ℎ=
15m的A点沿光滑雪道滑下，到达水平面的B点后进入平直缓冲道BC，最终停下，已知滑雪板与缓冲道间动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度大小取g=10m/s2。

求
(1)以BC为零势能面，运动员在A点时的机械能；
(2)到达最低点B时的速度大小；
(3)运动员在缓冲道上通过的位移。

17.一行星探测器从所探测的行星表面垂直升空，探测器的质量是1500kg，发动机推
力为恒力，升空途中发动机突发故障关闭。

如图所示为探测器速度随时间的变化图象，其中A点对应的时刻t A=9s，此行星半径为6×103km，引力恒量G=
6.67×10−11N⋅m2/kg2。

求
(1)发动机突发故障后探测器落回该行星表面所需时间；
(2)该行星的密度大约为多少(保留2位有效数字)。

18.如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成，AB和
BCD相切于B点，OB与OC夹角为37°，CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D 为圆轨道的最低点和最高点)，可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出滑块经过圆轨道最低点C时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，该图线截距为2N，且过(0.5m,4N)点．取g=10m/s2.求：
(1)滑块的质量和圆轨道的半径；
(2)若要求滑块不脱离圆轨道，则静止滑下的高度为多少；
(3)是否存在某个H值，使得滑块经过最高点D飞出后落在圆心等高处的轨道上．若
存在，请求出H值；若不存在，请说明理由．
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、将A的运动分解为沿绳子方向和垂
直于绳子方向，如下图所示：
因B匀速上升的速度为v，设A的速度为v A，绳子与
水平面的夹角为θ，有：v A cosθ=v绳=v，物体A向
右运动时，θ变小，则v A减小，故A错误；
B、物体B匀速上升，绳子拉力大小不变，故B错误，
C、绳子拉力为T，则A物体克服绳子拉力做功功率为P=Tv A cosθ=Tv，故C正确；
D、A物体向右运动时，绳子拉力向上分力减小，支持力增大，则摩擦力增大，故D错误。

故选：C。

将A的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B的速度，根据A、B的速度关系，确定出A的运动规律；依据B的运动性质来确定拉力变化情况；根据力做功的功率表达式P=Tv A cosθ，即可判定功率变化，根据f=μF N，抓住A竖直方向上的合力为零，判断摩擦力的变化。

解决本题的关键知道A的实际速度是合速度，沿绳子方向上的分速度等于B的速度，根据平行四边形定则求出两物体速度的关系。

2.【答案】B
【解析】
【分析】
根据竖直方向的运动规律求解时间，根据运动的合成与分解求解水平初速度，根据水平方向的运动规律分析水平位移。

本题主要是考查了平抛运动的规律，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，知道平抛运动的时间由高度决定，与初速度、物体的质量等无关。

【解答】
gt2，由于高度相等，所以甲同学射出的箭的A.根据竖直方向的自由落体运动可得ℎ=1
2
运动时间等于乙同学射出的箭的运动时间，故A错误；
B.根据竖直方向的自由落体运动可得落地时的速度v y=√2gℎ，设落地时速度与水平方
向的夹角为θ，根据运动的合成与分解可得v0=v y
tanθ=√2gℎ
tanθ
，则θ越大，v0越小，所以
甲同学射出的箭的初速度小于乙同学射出的箭的初速度，故B正确；
C.根据x=v0t可知，甲同学所射出的箭的落地点比乙同学的近，故C错误；
D.欲使两位同学射出的箭一样远，可以增加甲同学射箭出射点高度，也可以减小乙同学的射箭高度，故D错误。

故选B。

3.【答案】B
【解析】解：当小球对水平桌面压力恰好为零时，以小球
为研究对象，受力分析如图，
由几何关系，cosθ=ℎ
L =0.8
1.0
=4
5
，所以θ=37°
小球圆周运动的半径r=Lsin37°=1.0m×3
5
=0.6m
由牛顿第二定律，mgtanθ=mω2r
解得：ω=5
2
√2rad/s
所以要让小球对水平桌面压力为零，匀速圆周运动的角速
度ω应满足ω≥5
2
√2rad/s
故B正确，ACD错误。

故选：B。

以小球为研究对象，进行受力分析，通过向心力公式求小球对水平桌面压力恰好为零时的加速度即可求解。

本题考查了圆周运动的动力学问题，解决此类问题的方法是画出受力分析，然后将所有的力沿半径和垂直半径两个方向分解，然后分别列方程。

4.【答案】C
【解析】
【分析】
汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，根据功率和速度关系公式P=Fv，功率减小一半时，
牵引力减小了，物体减速运动，根据牛顿第二定律分析加速度和速度的变化情况即可．本题关键分析清楚物体的受力情况，结合受力情况再确定物体的运动情况．
【解答】
汽车匀速行驶时牵引力等于阻力；
功率减小一半时，汽车的速度由于惯性来不及变化，根据功率和速度关系公式P=Fv，牵引力减小一半，小于阻力，合力向后，汽车做减速运动，由公式P=Fv可知，功率一定时，速度减小后，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故物体做加速度不断减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减为零，物体重新做匀速直线运动。

故选：C。

5.【答案】CD
【解析】解：A、铁水做圆周运动，重力和弹力的合力提供向心力，没有离心力，故A 错误；
B、铁水做圆周运动的向心力由重力和弹力的径向分力提供，不是匀速圆周运动，故模型各个方向上受到的铁水的作用力不一定相同，故B错误；
C、若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，则是重力恰好提供向心力，故C正确；
D、为了使铁水紧紧地覆盖在模型的内壁上，管状模型转动的角速度不能小于临界角速
，故D正确；
度，即重力提供向心力，则mg=mω2R，解得ω=√g
R
故选：CD。

铁水做圆周运动，紧紧地覆盖在模型的内壁上，在最高点，最小速度对应的是重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析即可．
本题关键是明确无缝钢管的制作原理，知道铁水圆周运动的向心力来源，可以结合牛顿第二定律分析，基础题目．
6.【答案】D
，海王星在PM段的速【解析】解：A、根据对称性可知，海王星从P到Q的时间为T0
2
度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用，故A错误；
的时间小于T0
4
BD、根据开普勒第二定律可知，卫星在Q点的线速度小，在P点的线速度大，从P到Q阶段，速率逐渐变小，根据角速度和线速度的关系可知，ω=v
，卫星在P、Q的曲
r
率半径相等，则星在Q点的角速度小于P点的角速度，故B错误，D正确；
C、根据开普勒第三定律可知，不同的环绕天体绕同一中心天体运行时，半长轴的三次方与周期的平方的比值为常量，如果中心天体不同，则不成立，海王星绕太阳运动，月球绕地球运动，则海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比不等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比，故C错误。

故选：D。

根据海王星在PM段和MQ段的速率大小比较两段过程中的运动时间，从而得出P到M 所用时间与周期的关系。

根据开普勒第二定律分析P点和Q点的线速度与角速度。

根据开普勒第三定律分析。

此题考查了开普勒定律的应用，解决本题的关键知道近日点的速度比较大，远日点的速度比较小，从P到Q和Q到P的运动是对称的，但是P到M和M到Q不是对称的。

7.【答案】D
【解析】解：在1s内落到传送带上煤粉的质量为Δm；这部分煤粉由于摩擦力f的作用
被传送带加速，由功能关系得fs=Δ1
2
mv2
煤粉在摩擦力作用下加速前进，因此有：s=0+v
2t=vt
2。

传送带的位移为：s传=vt相对位移为：Δs=s传−s=s，由此可知煤粉的位移与煤粉
和传送带的相对位移相同，因此摩擦生热为：Q=f⋅Δs=Δ1
2
mv2。

传送带需要增加的能量分为两部分：第一部分为煤粉获得的动能，第二部分为传送带克服摩擦力做功保持传送带速度。

所以传送带1s内增加的能量ΔE为：
ΔE=Δ1
2
mv2+Q=Δmv2=50×22J=200J
皮带机应增加的功率为：P=ΔE
t =200
1
W=200W，故ABC错误，D正确。

故选：D。

煤粉流到传送带上后，在摩擦力作用下做初速度为零的匀加速直线运动，摩擦力对煤粉做正功，对传送带做负功，传送带多做的功转化为煤粉的动能以及系统之间产生热量，正确分析煤粉的运动情况，利用功能关系可正确解答本题。

传送带问题是高中物理中的一个重要题型，解答这类问题重点做好两类分析：一是运动
分析，二是功能关系分析．
8.【答案】C
【解析】
解：BD、质点只受重力G和拉力F，质点做直线运动，合力方向与
OA共线，如图
当拉力与OA垂直时，拉力最小，根据几何关系，有F=Gsinθ=
mgsinθ，
F的方向与OA垂直，拉力F做功为零，所以质点的机械能守恒，故
BD错误；
AC、若F=mgtanθ，由于mgtanθ>mgsinθ，故F的方向与OA不再垂直，有两种可能的方向，F与物体的运动方向的夹角可能大于90°，也可能小于90°，即拉力F可能做负功，也可能做正功，重力做功不影响机械能的变化，故根据功能关系，物体机械能变化量等于力F做的功，即机械能可能增加，也可能减小，故A错误C正确。

故选：C。

质点只受重力和拉力F，由于质点做直线运动，合力方向与OA共线，结合平行四边形定则分析即可。

本题关键是对物体受力分析后，根据平行四边形定则求出拉力F的大小和方向，然后根据功能关系判断。

9.【答案】ACD
【解析】解：C、B点和C点具有相同大小的线速度，根据v=rω，知B、C两点的角速度之比等于半径之反比，所以ωB：ωC=r C：r B=2：1.而A点和B点具有相同的角速度，则得：ωA：ωB：ωC=2：2：1.故C正确；
B、根据v=rω，知AB的线速度之比等于半径之比，所以v A：v B：=3：1.BC线速度相等，所以v A：v B：v C=3：1：1.故B错误
A、根据a=vω得：a A：a B：a C=v AωA：a B：v BωB：v CωC=6：2：1.故A正确；
D、根据T=2π
ω得三点的周期之比等于角速度的反比为T A：T B：T C=1ω
A
：1
ωB
：1
ωC
=1：
1：2，故D正确。

故选：ACD。

靠传送带传动的两个轮子边缘上各点的线速度大小相等，共轴转动的各点，角速度相等。

B点和C点具有相同的线速度，A点和B点具有相同的角速度。

根据v=rω，求出三点
求解周期之比。

的角速度之比和线速度之比。

根据a=ωv求解加速度之比，根据T=2π
ω
解决本题的关键掌握靠传送带传动的点，线速度大小相等，共轴的点，角速度相等。

要根据相等的条件，灵活选择公式的形式，知道向心加速度a=vω，这个公式用得少，本题用来解题比较简洁。

10.【答案】BC
【解析】解：A、将篮球的运动反向处理，即为平抛运动，竖直方向为自由落体运动，
，运动时间较长，故A错误；
击中a点的运动过程的高度较高，t=√2ℎ
g
B、两次篮球的水平位移相等，击中a点的运动过程，时间长，则水平速度小，即击中篮板时的速度小，故B正确；
C、速度变化率为加速度，在篮球从投出到击中篮板的过程中，篮球受到的合力为重力，加速度都为重力加速度，故速度的变化率相同，故C正确；
D、击中a点的运动，竖直高度大，根据v y=√2gℎ可知，被抛出时速度的竖直分量大，故D错误。

故选：BC。

投球时，把篮球的运动分解为水平方向的匀速直线运动和在竖直方向的竖直上抛运动，同时因击中篮板时的速度沿水平方向，可以将运动过程逆向视为平抛运动进行分析。

此题考查了平抛运动的规律，解题的关键是把篮球的运动分解为水平方向和竖直方向，其中在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做竖直上抛运动，然后结合运动学规律进行判断。

11.【答案】BD
【解析】解：A、0−1s内，速度增加，根据动能定理知，合力做正功，1−3s内，速度减小，根据动能定理知，合力做负功，故A错误。

B、根据速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小a1=10m/s2，匀减速运动的加速
度大小a2=5m/s2，根据牛顿第二定律得，阻力f=ma2=2×5N=10N，F−f=ma1，
解得恒力F=f+ma1=10+2×10N=30N，0.5s时，速度为5m/s，则恒力F的瞬时功率P=Fv=30×5W=150W，故B正确。

C、0−1s内，合外力做功W
合=1
2
mv2−0=1
2
×2×100−0=100J，则合外力的平均
功率P=W合
t =100
1
W=100W，故C错误。

D、0−3s内，物体的位移大小x=1
2
×3×10m=15m，克服摩擦力做功W f=fx=
10×15J=150J，故D正确。

故选：BD。

根据动能的变化判断合力做功情况；根据速度时间图线，结合牛顿第二定律，求出恒力F瞬时功率；根据速度时间图线围成的面积求出位移，从而求出克服摩擦力做功大小。

本题考查了动能定理、牛顿第二定律、速度时间图线的综合运用，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移。

12.【答案】ACD
【解析】解：A、P、Q从释放到滑上CD过程中，P、Q和杆组成的系统除重力做功以外，其它外力做功为零，故系统的机械能守恒，故A正确；
B、P、Q在BC上向左运动的过程中，二者的速度相同，轻杆的弹力为零，轻杆对Q球不做功，故B错误；
C、杆长为R，根据几何关系可知，初位置OQ与水平方向的夹角为60°；设两小球在水平轨道上运动的速率为v，以水平面为参考平面，根据机械能守恒定律得：2mgR+
mg(R−Rsin60°)=1
2(2m+m)v2，解得1
2
mv2=mgR−√3
6
mgR；
以Q为研究对象，根据动能定理可得W+mg(R−Rsin60°)=1
2mv2，解得W=√3
3
mgR，
故C正确；
D、设P滑上CD轨道的最大高度为h，根据机械能守恒定律可得：2mgR+mg(R−Rsin60°)=2mgℎ+mg(ℎ+Rsinβ)，解得：ℎ=5−√3
6
R，故D正确。

故选：ACD。

两球组成的系统在下滑的过程中，只有重力做功，系统的机械能守恒，由机械能守恒定律求两小球在水平轨道上运动的速率。

对Q，根据动能定理求轻杆对Q球做的功。

并根据机械能守恒定律求小球P滑上CD轨道的最大高度。

本题是系统的机械能守恒问题，要注意选取参考平面，确定出两个小球的高度。

要知道
动能定理是求功常用的方法，要学会运用。

13.【答案】气源工作后，滑块不挂钩码，滑块能静止在气垫导轨上0.25滑块的质量
M滑块到光电门的距离L mgL=1
2(m+M)(d
Δt
)2
【解析】解：(1)判断导轨是否水平，可以开通气源，滑块放置在导轨上能保持静止；
(2)(3)滑块经过光电门时的瞬时速度v=d
Δt =0.50×10−2
2.0×10−2
m/s=0.25m/s；
对钩码和滑块系统根据机械能守恒有：mgL=1
2
(M+m)v2，所以实验要测量的物理量是滑块的质量M、钩码的质量m和初时滑块与光电门间的距离L。

通过判断mgL和1
2(m+M)(d
Δt
)2是否相等，判断系统机械能是否守恒。

故答案为：(1)气源工作后，滑块不挂钩码，滑块能静止在气垫导轨上(或者滑块能在导
轨上匀速动)；(2)0.25、滑块的质量M、滑块到光电门的距离L；(3)mgL=1
2(m+M)(d
Δt
)2
根据气垫导轨的特点确定导轨是否水平；根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门的速度大小，根据实验的原理，通过机械能守恒确定所需测量的物理量。

解决本题的关键知道实验的原理，通过机械能守恒得出表达式，从而确定所需测量的物理量，基础题。

14.【答案】否△v2=2(F−μmg)
m
x0.25
【解析】解：(1)本实验中，滑块受到的拉力通过弹簧测力计得到，故不需要测量小桶(含内部沙子)的质量。

(2)分析滑块的受力情况，根据牛顿第二定律可知，F−μmg=ma，根据运动学公式可
知，2ax=v2−v02，联立解得，△v2=2(F−μmg)
m
x。

(3)由(2)对照图象可知，2(F−μmg)
m =0.3
0.06
，解得μ=0.25。

故答案为：(1)否；(2)△v2=2(F−μmg)
m
x；(3)0.25。

本实验不需要满足小桶(含内部沙子)的质量远小于小车的质量。

由动能定理得到△v2与x的表达式，再分析图象斜率的意义。

可得出图象斜率，由动能定理求解合外力的大小，进一步求解动摩擦力因数。

本题考查了创新方法，本实验不需要测量小桶(含内部沙子)的质量，也不需要满足小桶
(含内部沙子)的质量远小于小车的质量这个条件。

15.【答案】解：(1)设P、C之间的距离为L，根据平抛运动规律，
x AC+Lcos45°=v0t
ℎ−Lsin45°=1
2
gt2，
联立解得：L=5√2m，t=1s．
(2)小球撞击P点时的水平速度v x=v0=10m/s，
竖直速度v y=gt=10m/s．
小球撞击P点时速度的大小为v=√v02+v y2=10√2m/s，
设小球的速度方向与水平方向的夹角为α，
则tanα=v y
v0
=1，α=45°，方向垂直于斜面向下．
所以小球垂直于斜面向下撞击P点。

答：(1)P、C之间的距离是5√2m；
(2)小球撞击P点时速度的大小是10√2m/s。

【解析】处理平抛运动问题关键是分解，平抛运动可以分解为水平竖直两个方向的运动。

小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据位移时间公式即可求解；
水平方向做匀速直线运动，根据位移时间公式结合几何关系即可求解。

16.【答案】解：(1)以BC为零势能面，运动员在A点的机械能等于重力势能与动能的
和，即：E=mgℎ+1
2
mv02
代入数据得：E=1.2×104J
(2)从A到B，由机械能守恒：E=1
2
mv B2
代入数据得v B=20m/s
(3)在BC上只有摩擦力做功，由动能定理：−μmgs=0−1
2
mv B2
代入数据得：s=40m
答：(1)以BC为零势能面，运动员在A点时的机械能为1.2×104J；
(2)到达最低点B时的速度大小为20m/s；
(3)运动员在缓冲道上通过的位移为40m。