精品解析：北京市昌平区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷

昌平区2023—2024学年第二学期高一年级期末质量抽测 物理试卷 2024.7 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡收回。第一部分 本部分共20题，每题3分，共60分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 请阅读下述文字，完成第1题~第4题。 圆周运动是生活中常见的一种运动。如图1所示，一个小朋友坐在圆盘上随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动；如图2所示，将小球拴在细绳一端，用手握住绳的另一端，使小球以O点为圆心在竖直面内做完整的圆周运动。已知小球的质量为m，细绳的长度为L，重力加速度为g，不计空气阻力。 1. 在图1所示情景中，下列说法正确的是（　　） A. 小朋友受重力、支持力和向心力作用 B. 小朋友受重力、支持力、摩擦力和向心力作用 C. 小朋友做圆周运动的向心力由摩擦力提供 D. 小朋友所受摩擦力的方向沿轨迹的切线方向 2. 在图1所示情景中，下列说法正确的是（　　） A. 当圆盘转动变快时，小朋友容易相对圆盘滑动 B. 当圆盘转动变慢时，小朋友容易相对圆盘滑动 C. 当小朋友的位置离圆心较近时，小朋友容易相对圆盘滑动 D. 当小朋友的位置离圆心较远时，小朋友不容易相对圆盘滑动 3. 在图2所示情景中，下列说法正确的是（　　） A. 小球可能在竖直面内做匀速圆周运动 B. 小球不可能在竖直面内做匀速圆周运动 C. 小球运动到最低点时，细绳拉力可能小于小球重力 D. 小球运动到最高点时，细绳拉力一定大于小球的重力 4. 在图2所示情景中，下列说法正确的是（　　） A. 小球在最高点的速度可能恰好为0 B. 小球在最低点的速度大小至少为 C. 小球在最低点和最高点时，细绳对小球拉力大小之差随速度变化 D. 小球在最低点和最高点时，细绳对小球的拉力大小之差恒为6mg 请阅读下述文字，完成第5题~第8题。 跳台滑雪是冬季奥林匹克运动会最具观赏性的项目之一、如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，假设运动员从助滑道上滑下后，从起跳平台A点沿水平方向飞出，在斜坡B点处着陆。飞行过程中，运动员与斜坡间距离最大处记为C（图中未画出）。将运动员和滑雪板整体看成质点，不计空气阻力。已知运动员从A点飞出时的速度大小为，斜坡与水平方向的夹角为30°，重力加速度为g。 5. 关于运动员离开起跳平台后在空中的运动，下列说法正确的是（　　） A. 加速度的大小、方向均在变化 B. 速度的大小、方向均在变化 C. 相等的时间内，速度的变化量不相同 D. 相等的时间内，位移的变化量相同 6. 关于运动员离开平台后在空中运动的过程中，他的速度方向与水平方向的夹角的正切值tanθ随时间t变化的图像是图中的（　　） A. B. C. D. 7. 运动员从A点水平飞出到在斜坡B点着陆的过程中（　　） A. 选地面为参考系，运动员的动能先减小后增大 B. 选起跳平台为零势能面，运动员的重力势能逐渐增大 C. 运动员所受重力的功率逐渐增大 D. 运动员所受重力功率先减小后增大 8. 根据题干中已知信息，某同学列出可能求出的选项：①运动员到达B点时的速度；②运动员到达C点时的速度；③运动员从A点到C点所用的时间；④C点与斜坡间的距离。你认为可以求出上述所列出选项中的（　　） A. 4项 B. 3项 C. 2项 D. 1项 请阅读下述文字，完成第9题~第12题。 万有引力定律揭示了复杂运动背后隐藏着简洁的科学规律，天上和地上的万物遵循同样的科学法则。 9. 关于行星绕太阳的运动，下列说法正确的是（　　） A. 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B. 太阳位于行星椭圆轨道的中心处 C. 某一行星离太阳越近时，运动速度越大 D. 不同行星轨道半长轴的三次方跟它公转周期的二次方的比值不相等 10. 如图所示，卫星1和卫星2绕地球的运动可近似为匀速圆周运动，卫星2的轨道半径更大些。下列说法正确的是（　　） A. 卫星1的向心加速度较小 B. 卫星1的线速度较小 C. 卫星2的角速度较大 D. 卫星2的周期较大 11. 天文学家发现地球有一颗卫星在圆形轨道上绕其做匀速圆周运动，并测出了卫星的轨道半径r和运行周期T。已知引力常量G。由此可推算出（　　） A. 地球的质量 B. 卫星的质量 C. 地球的平均密度 D. 卫星受到的引力 12. 牛顿借鉴了胡克等科学家关于“行星绕太阳做圆运动时受到的引力与行星到太阳距离的平方成反比”的猜想，运用牛顿运动定律证明了行星受到的引力，论证了太阳受到的引力，进而得到了太阳与行星间的引力（其中M为太阳质量，m为行星质量，r为行星与太阳的距离）。牛顿还认为这种引力存在于所有的物体之间，通过苹果在地面附近下落和月球绕地球运动的加速度比例关系，证明了地球对苹果、地球对月球的引力属于同种性质的力，满足同样的规律，从而提出了万有引力定律。关于这个探索过程，下列说法正确的是（　　） A. 对行星绕太阳运动，根据和得到 B. 对行星绕太阳运动，根据和得到 C. 在计算苹果的加速度时需要用到地球的自转周期 D. 在计算月球的加速度时需要用到月球的半径 请阅读下述文字，完成第13题~第16题。 如图所示，长度为l的细绳悬挂质量为M的木块，质量为m的子弹以速度沿水平方向射入木块并留在木块中。测出木块偏离竖直方向的最大角度为。子弹射入木块的时间极短，木块上摆的过程中未发生转动。不计空气阻力，重力加速度为g。 13. 将子弹和木块视为一个系统，下列说法正确的是（　　） A. 子弹射入木块的过程中，系统的机械能守恒 B. 子弹射入木块的过程中，系统的机械能增加 C. 子弹和木块上摆过程中，系统的机械能减小 D. 子弹和木块上摆过程中，系统的机械能守恒 14. 子弹射入木块相对木块静止后瞬间，子弹和木块的速度大小为（　　） A. B. C. D. 15. 子弹射入木块相对木块静止后瞬间，细绳中张力大小为（　　） A. B. C. D. 16. 子弹和木块相互作用的过程中，系统机械能的减少量为（　　） A. B. C. D. 请阅读下述文字，完成第17题~第20题。 物理学在长期的发展进程中，形成了一整套系统的研究问题的思想方法。例比值定义法、极限思想、等效替代法、类比法、微元法等。这些思想方法极大地丰富了人们对物质世界的认识，拓展了人们的思维方式。 17. 如图中的曲线是某一质点的运动轨迹。若质点在一段时间内从B点运动到A点，当B点越来越靠近A点时，质点的平均速度方向将越来越接近A点的切线方向。当B点与A点的距离接近0时，质点在A点的速度方向沿过A点的切线方向。下列说法中不正确的是（　　） A. 平均速度和瞬时速度的方向总是一致的 B. 平均速度的方向与位移方向总是一致的 C. 当∆t→0时，平均速度趋于瞬时速度 D. 瞬时速度定义用到极限的思想方法 18. 利用微元思想可以解决变力做功问题。如图所示，用大小不变的水平外力F作用于小车上，F的方向时刻与小车的速度方向相同，使小车沿半径为R的圆弧轨道缓慢运动一周，该过程中力F所做的功为（　　） A. 0 B. 2πFR C. πFR D. 2FR 19. 我们用角速度描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢，即。角速度是个矢量，角速度的方向可以通过右手螺旋定则来判断：如图所示，使右手的四指方向与物体旋转的方向一致，则大拇指所指的方向即为角速度的方向。下列说法正确的是（　　） A. 由角速度的定义可知，ω与∆θ成正比 B. 匀速圆周运动是线速度不变的运动 C. 匀速圆周运动是角速度不变的运动 D. 物体无论是顺时针还是逆时针旋转，角速度方向都不变 20. 当做圆周运动的物体角速度ω变化时，我们可以引入角加速度β来描述角速度变化的快慢，即。类比加速度的定义，判断下列说法正确的是（　　） A. 角加速度的单位是rad/s B. 角速度变化越大，角加速度越大 C. 物体做匀速圆周运动时，角速度为零 D. 物体做匀速圆周运动时，角加速度为零 第二部分 本部分共5题，共40分。 21. 用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出，落在水平挡板上、由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列实验条件必须满足的有______。 A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末端水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 （2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，和的水平间距相等且均为x，测得和的竖直间距分别是和，则______（选填“>”、“<”或者“=”）。可求得钢球平抛的初速度大小为______（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。 22. （1）甲同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。现有的器材为：带铁夹的铁架台、打点计时器、交流电源、纸带、重锤、刻度尺、天平、秒表。 ①完成本实验不需要的器材有___________。（填入正确选项前的字母） A. 刻度尺 B. 天平 C. 秒表 ②实验中得到如图所示的一条纸带。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（重物开始下落时打点计时器在纸带上打下的第一个点）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。从打O点到打B点的过程中，若想验证机械能守恒定律成立，需要满足的表达式为ghB=___________。 （2）乙同学在家里做“验证机械能守恒定律”实验。他设计实验装置如图所示，用细线的一端系住一个较重的小铁锁（可视为质点），另一端缠系在一支笔上，将笔放在水平桌面的边上（记为O点），用较重的书压住。将铁锁拉至与桌面等高处（细线拉直）由静止释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀，细线经过时，立即被割断，铁锁继续向前运动，落在水平地面上。该同学测得笔到地面的距离为h，笔到铁锁的距离为l，笔到铁锁落地点的水平距离为s。若满足=___________（用l和h表示），即可验证铁锁从释放至运动到笔正下方的过程机械能守恒。 23. 如图所示，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切。将质量为m的小滑块从圆弧轨道的最高点A由静止释放，小滑块经过圆弧轨道末端B点，再沿水平面滑行至C点停下来。已知圆弧轨道的半径为R，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）滑块运动到B点时的速度大小； （2）滑块运动到B点时对圆弧轨道的压力大小； （3）B、C间的水平距离s。 24. 2020年“天问一号”火星探测器成功发射，实现火星环绕和着陆；我国计划在2025~2030年间先后发射“天问二号”和“天问三号”，对火星实施探测和采样返回任务。假设火星探测器着陆前绕火星做匀速圆周运动，探测器距火星表面的高度为h，运行周期为T。已知火星半径为R，引力常量为G。 （1）求火星的质量M； （2）求火星表面的重力加速度大小g。 （3）假设你是宇航员，登陆火星后，要测量火星表面的重力加速度，请写出一种简便的测量方案。 25. 二十一世纪，能源问题是全球关注的焦点问题。从能源和环境保护的角度出发，近年来我国大力发展电动汽车。下表给出的是某款电动汽车的相关参数： 参数指标 整车质量 0~100km/h 加速时间 最大速度 电池容量 100km/h~0 制动距离 数值 2000kg 4.4s 250km/h 90kW·h 40m 请从上面的表格中选择相关数据，重力加速度g取10m/s2，不计车内人的质量，完成下列问题： （1）求汽车在制动过程中的加速度大小a（计算过程中100km/h近似为30m/s）。 （2）若已知电动汽车电能转化为机械能的效率为η=80%，整车在行驶过程中的阻力约为车重的0.05倍，试估算此电动汽车以20m/s的速度匀速行驶时的续航里程X（能够行驶的最大里程）。 （3）某次直线行驶时，此电动汽车的速度从5m/s提升到20m/s用时25s，此过程中电动汽车的牵引力功率随时间变化的关系如图所示，整车在行驶过程中的阻力仍约为车重的0.05倍，求此加速过程中汽车运动的位移大小x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 昌平区2023—2024学年第二学期高一年级期末质量抽测 物理试卷 2024.7 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡收回。第一部分 本部分共20题，每题3分，共60分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 请阅读下述文字，完成第1题~第4题。 圆周运动是生活中常见的一种运动。如图1所示，一个小朋友坐在圆盘上随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动；如图2所示，将小球拴在细绳一端，用手握住绳的另一端，使小球以O点为圆心在竖直面内做完整的圆周运动。已知小球的质量为m，细绳的长度为L，重力加速度为g，不计空气阻力。 1. 在图1所示情景中，下列说法正确的是（　　） A. 小朋友受重力、支持力和向心力作用 B. 小朋友受重力、支持力、摩擦力和向心力作用 C. 小朋友做圆周运动的向心力由摩擦力提供 D. 小朋友所受摩擦力的方向沿轨迹的切线方向 2. 在图1所示情景中，下列说法正确的是（　　） A. 当圆盘转动变快时，小朋友容易相对圆盘滑动 B. 当圆盘转动变慢时，小朋友容易相对圆盘滑动 C. 当小朋友的位置离圆心较近时，小朋友容易相对圆盘滑动 D. 当小朋友的位置离圆心较远时，小朋友不容易相对圆盘滑动 3. 在图2所示情景中，下列说法正确的是（　　） A. 小球可能在竖直面内做匀速圆周运动 B. 小球不可能在竖直面内做匀速圆周运动 C. 小球运动到最低点时，细绳拉力可能小于小球的重力 D. 小球运动到最高点时，细绳拉力一定大于小球的重力 4. 在图2所示情景中，下列说法正确的是（　　） A. 小球在最高点的速度可能恰好为0 B. 小球在最低点的速度大小至少为 C. 小球在最低点和最高点时，细绳对小球的拉力大小之差随速度变化 D. 小球在最低点和最高点时，细绳对小球的拉力大小之差恒为6mg 【答案】1. C 2. A 3. B 4. D 【解析】 【1题详解】 小朋友受重力、支持力、摩擦力，其中小朋友做圆周运动的向心力由摩擦力提供，即小朋友所受摩擦力的方向指向圆心，选项ABD错误，C正确； 故选C。 【2题详解】 AB．根据可知，当圆盘转动变快时，角速度变大，当摩擦力达到最大静摩擦力时小朋友就会相对圆盘滑动，选项A正确，B错误； CD．根据可知，当小朋友的位置离圆心较远时，小朋友相同转速下受的静摩擦较大，则容易相对圆盘滑动，选项CD错误。 故选A。 【3题详解】 AB．小球在竖直面内做圆周运动时，由于重力做功，则速度大小不断变化，则不可能做匀速圆周运动，选项A错误，B正确； C．小球运动到最低点时，细绳拉力 不可能小于小球的重力，选项C错误； D．小球运动到最高点时 细绳拉力 细绳的拉力不一定大于小球的重力，选项D错误。 故选B。 【4题详解】 A．小球在最高点的速度最小值满足 可得速度最小值 不可能为0，选项A错误； B．从最高点到最低点由机械能守恒定律 解得小球在最低点的速度大小至少为 选项B错误； CD．小球在最低点和最高点时，速度关系满足 最高点时细绳的拉力满足 最低点时细绳的拉力满足 可得细绳对小球的拉力大小之差 即小球在最低点和最高点时，细绳对小球的拉力大小之差恒为6mg，选项C错误，D正确。 故选D。 请阅读下述文字，完成第5题~第8题。 跳台滑雪是冬季奥林匹克运动会最具观赏性的项目之一、如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，假设运动员从助滑道上滑下后，从起跳平台A点沿水平方向飞出，在斜坡B点处着陆。飞行过程中，运动员与斜坡间距离最大处记为C（图中未画出）。将运动员和滑雪板整体看成质点，不计空气阻力。已知运动员从A点飞出时的速度大小为，斜坡与水平方向的夹角为30°，重力加速度为g。 5. 关于运动员离开起跳平台后在空中的运动，下列说法正确的是（　　） A. 加速度的大小、方向均在变化 B. 速度的大小、方向均在变化 C. 相等的时间内，速度的变化量不相同 D. 相等的时间内，位移的变化量相同 6. 关于运动员离开平台后在空中运动的过程中，他的速度方向与水平方向的夹角的正切值tanθ随时间t变化的图像是图中的（　　） A. B. C. D. 7. 运动员从A点水平飞出到在斜坡B点着陆的过程中（　　） A. 选地面为参考系，运动员的动能先减小后增大 B. 选起跳平台为零势能面，运动员重力势能逐渐增大 C. 运动员所受重力的功率逐渐增大 D. 运动员所受重力的功率先减小后增大 8. 根据题干中已知信息，某同学列出可能求出的选项：①运动员到达B点时的速度；②运动员到达C点时的速度；③运动员从A点到C点所用的时间；④C点与斜坡间的距离。你认为可以求出上述所列出选项中的（　　） A. 4项 B. 3项 C. 2项 D. 1项 【答案】5. B 6. D 7. C 8. A 【解析】 【5题详解】 A．运动员在空中运动做平抛运动，则加速度为g，即加速度的大小、方向均不变化，选项A错误； B．运动员在空中运动做平抛运动，速度的大小、方向均在变化，选项B正确； C．根据可知，相等的时间内，速度的变化量相同，选项C错误； D．因水平方向做匀速运动，相等的时间内位移不变，而竖直方向做匀加速运动，则相等时间内竖直位移不同，则相等时间内位移的变化量不相同，选项D错误。 故选B。 【6题详解】 速度方向与水平方向的夹角的正切值 则图像是过原点的倾斜直线，故选D。 【7题详解】 A．选地面为参考系，运动员的速度一直增加，则动能一直增大，选项A错误； B．选起跳平台为零势能面，运动员的重力势能 则重力势能逐渐减小，选项B错误； CD．运动员所受重力的功率 因竖直速度一直增加，则重力的功率逐渐增大，选项C正确，D错误。 故选C。 【8题详解】 题干中已知平抛的初速度v0以及斜面的倾角θ ①根据题中条件到达B点时位移的偏向角为θ=30°，则速度的偏向角满足 根据 求解运动员到达B点时的速度； ②运动员到达C点时速度方向平行斜面，则可求得C点的速度 ③运动员到达C点时速度方向平行斜面，则根据 可求得运动员从A点到C点所用的时间； ④运动员到达C点时垂直斜面方向的速度减为零，则C点与斜坡间的距离 以上分析可知可以求出上述所列出选项中的①②③④共4项。 故选A。 请阅读下述文字，完成第9题~第12题。 万有引力定律揭示了复杂运动背后隐藏着简洁的科学规律，天上和地上的万物遵循同样的科学法则。 9. 关于行星绕太阳的运动，下列说法正确的是（　　） A. 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B. 太阳位于行星椭圆轨道的中心处 C. 某一行星离太阳越近时，运动速度越大 D. 不同行星轨道半长轴的三次方跟它公转周期的二次方的比值不相等 10. 如图所示，卫星1和卫星2绕地球的运动可近似为匀速圆周运动，卫星2的轨道半径更大些。下列说法正确的是（　　） A. 卫星1的向心加速度较小 B. 卫星1的线速度较小 C. 卫星2的角速度较大 D. 卫星2的周期较大 11. 天文学家发现地球有一颗卫星在圆形轨道上绕其做匀速圆周运动，并测出了卫星的轨道半径r和运行周期T。已知引力常量G。由此可推算出（　　） A. 地球的质量 B. 卫星的质量 C. 地球的平均密度 D. 卫星受到的引力 12. 牛顿借鉴了胡克等科学家关于“行星绕太阳做圆运动时受到的引力与行星到太阳距离的平方成反比”的猜想，运用牛顿运动定律证明了行星受到的引力，论证了太阳受到的引力，进而得到了太阳与行星间的引力（其中M为太阳质量，m为行星质量，r为行星与太阳的距离）。牛顿还认为这种引力存在于所有的物体之间，通过苹果在地面附近下落和月球绕地球运动的加速度比例关系，证明了地球对苹果、地球对月球的引力属于同种性质的力，满足同样的规律，从而提出了万有引力定律。关于这个探索过程，下列说法正确的是（　　） A. 对行星绕太阳运动，根据和得到 B. 对行星绕太阳运动，根据和得到 C. 在计算苹果的加速度时需要用到地球的自转周期 D. 在计算月球的加速度时需要用到月球的半径 【答案】9. C 10. D 11. A 12. B 【解析】 【9题详解】 A．所有行星都在不同的椭圆轨道上绕太阳运动，故A错误； B．太阳位于行星椭圆轨道的焦点上，故B错误； C．根据万有引力提供向心力 解得 所以，某一行星离太阳越近时，轨道半径越小，运动速度越大，故C正确； D．根据开普勒第三定律，不同行星轨道半长轴的三次方跟它公转周期的二次方的比值相等，故D错误。 故选C。 【10题详解】 A．根据牛顿第二定律 可得 卫星1的轨道半径小，所以卫星1的向心加速度较大，故A错误； B．根据万有引力提供向心力 解得 卫星1的轨道半径小，所以，卫星1的线速度较大，故B错误； C．根据万有引力提供向心力 解得 卫星2的轨道半径较大，所以卫星2的角速度较小，故C错误； D．根据角速度与周期关系 卫星2的角速度较小，所以，卫星2的周期较大，故D正确。 故选D。 【11题详解】 A．根据万有引力提供向心力 解得 故A正确； B．计算向心力时，卫星的质量被约掉，无法求得，故B错误； C．由于地球的半径未知，所以无法求得地球的平均密度，故C错误； D．由于卫星的质量未知，所以卫星受到的引力无法求得，故D错误。 故选A。 【12题详解】 AB．由向心力计算公式 和 可得 故A错误，B正确； C．在计算苹果的加速度时不需要用到地球的自转周期，可以通过计算，故C错误； D．在计算月亮的加速度时需要用到月球到地球的距离，而不是月球的半径，故D错误。 故选B。 请阅读下述文字，完成第13题~第16题。 如图所示，长度为l的细绳悬挂质量为M的木块，质量为m的子弹以速度沿水平方向射入木块并留在木块中。测出木块偏离竖直方向的最大角度为。子弹射入木块的时间极短，木块上摆的过程中未发生转动。不计空气阻力，重力加速度为g。 13. 将子弹和木块视为一个系统，下列说法正确的是（　　） A. 子弹射入木块的过程中，系统的机械能守恒 B. 子弹射入木块的过程中，系统的机械能增加 C. 子弹和木块上摆过程中，系统机械能减小 D. 子弹和木块上摆过程中，系统的机械能守恒 14. 子弹射入木块相对木块静止后瞬间，子弹和木块的速度大小为（　　） A. B. C. D. 15. 子弹射入木块相对木块静止后瞬间，细绳中张力大小为（　　） A. B. C. D. 16. 子弹和木块相互作用的过程中，系统机械能的减少量为（　　） A. B. C. D. 【答案】13. D 14. C 15. B 16. D 【解析】 【13题详解】 AB．子弹射入木块的过程中，有部分机械能转化为内能，所以系统的机械能减小，故AB错误； CD．子弹和木块上摆过程中，只有子弹和木块的重力做功，绳子拉力始终与运动方向垂直不做功，所以系统的机械能守恒，故C错误，D正确。 故选D 【14题详解】 设子弹射入木块相对木块静止后瞬间，速度大小为v，子弹射入木块过程，系统动量守恒 解得 子弹和木块上摆过程中，系统的机械能守恒 解得 故选C。 【15题详解】 子弹射入木块相对木块静止后瞬间，细绳中张力和重力的合力提供向心力 将代入上式，解得 故选B。 【16题详解】 子弹和木块相互作用的过程中，系统机械能的减少量为 将代入上式，解得 故选D。 请阅读下述文字，完成第17题~第20题。 物理学在长期的发展进程中，形成了一整套系统的研究问题的思想方法。例比值定义法、极限思想、等效替代法、类比法、微元法等。这些思想方法极大地丰富了人们对物质世界的认识，拓展了人们的思维方式。 17. 如图中的曲线是某一质点的运动轨迹。若质点在一段时间内从B点运动到A点，当B点越来越靠近A点时，质点的平均速度方向将越来越接近A点的切线方向。当B点与A点的距离接近0时，质点在A点的速度方向沿过A点的切线方向。下列说法中不正确的是（　　） A. 平均速度和瞬时速度的方向总是一致的 B. 平均速度的方向与位移方向总是一致的 C. 当∆t→0时，平均速度趋于瞬时速度 D. 瞬时速度的定义用到极限的思想方法 18. 利用微元思想可以解决变力做功问题。如图所示，用大小不变的水平外力F作用于小车上，F的方向时刻与小车的速度方向相同，使小车沿半径为R的圆弧轨道缓慢运动一周，该过程中力F所做的功为（　　） A. 0 B. 2πFR C. πFR D. 2FR 19. 我们用角速度描述做圆周运动的物体绕圆心转动的快慢，即。角速度是个矢量，角速度的方向可以通过右手螺旋定则来判断：如图所示，使右手的四指方向与物体旋转的方向一致，则大拇指所指的方向即为角速度的方向。下列说法正确的是（　　） A. 由角速度的定义可知，ω与∆θ成正比 B. 匀速圆周运动是线速度不变的运动 C. 匀速圆周运动是角速度不变的运动 D. 物体无论是顺时针还是逆时针旋转，角速度方向都不变 20. 当做圆周运动的物体角速度ω变化时，我们可以引入角加速度β来描述角速度变化的快慢，即。类比加速度的定义，判断下列说法正确的是（　　） A. 角加速度的单位是rad/s B. 角速度变化越大，角加速度越大 C. 物体做匀速圆周运动时，角速度为零 D. 物体做匀速圆周运动时，角加速度为零 【答案】17. A 18. B 19. C 20. D 【解析】 【17题详解】 AB．平均速度与位移方向一致；瞬时速度和运动的方向总是一致，但两者的方向可能不同，故A错误，B正确； CD．根据速度定义式，当非常小时，即时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想法，故CD正确。 本题选择不正确的，故选A。 【18题详解】 利用微元思想可以解决变力做功问题，F的方向时刻与小车的速度方向相同，则做功为 故选B。 【19题详解】 A．公式是角速度的定义式，利用的是比值定义法，但角速度与和无关，故A错误； B．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻变化，故B错误； C．匀速圆周运动角速度大小不变，根据右手螺旋定则方向也不变，所以匀速圆周运动是角速度不变的运动，故C正确； D．根据右手螺旋定则，若俯视物体顺时针旋转，角速度方向向下；若俯视物体逆时针旋转，角速度方向向上，故D错误。 故选C。 【20题详解】 A．根据可知，角加速度的单位是 故A错误； B．是角加速度的比值定义法的定义式，角加速度与无关，则角速度变化越大，角加速度不一定越大，故B错误； CD．物体做匀速圆周运动时，角速度大小也方向都不变，所以角加速度为零，故C错误，D正确。 故选D。 第二部分 本部分共5题，共40分。 21. 用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出，落在水平挡板上、由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列实验条件必须满足的有______。 A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末端水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 （2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，和的水平间距相等且均为x，测得和的竖直间距分别是和，则______（选填“>”、“<”或者“=”）。可求得钢球平抛的初速度大小为______（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。 【答案】 ①. BD ②. > ③. 【解析】 【详解】（1）[1]A．斜槽轨道不一定要光滑，只要小球到达底端时速度相等即可，选项A错误； B．斜槽轨道末端水平，以保证小球能做平抛运动，选项B正确； C．挡板高度不一定要等间距变化，选项C错误； D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，以保证小球到达底端时速度相等，选项D正确。 故选BD。 （2）[2]由水平间距相等，则时间等时，在竖直方向做匀变速运动，若竖直初速度为零，竖直间距的比值应该是1：3：5，而A点不是抛出点，比值应该更大，填写“>”； [3]由 可得 22. （1）甲同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。现有的器材为：带铁夹的铁架台、打点计时器、交流电源、纸带、重锤、刻度尺、天平、秒表。 ①完成本实验不需要的器材有___________。（填入正确选项前的字母） A. 刻度尺 B. 天平 C. 秒表 ②实验中得到如图所示的一条纸带。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（重物开始下落时打点计时器在纸带上打下的第一个点）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。从打O点到打B点的过程中，若想验证机械能守恒定律成立，需要满足的表达式为ghB=___________。 （2）乙同学在家里做“验证机械能守恒定律”实验。他设计的实验装置如图所示，用细线的一端系住一个较重的小铁锁（可视为质点），另一端缠系在一支笔上，将笔放在水平桌面的边上（记为O点），用较重的书压住。将铁锁拉至与桌面等高处（细线拉直）由静止释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀，细线经过时，立即被割断，铁锁继续向前运动，落在水平地面上。该同学测得笔到地面的距离为h，笔到铁锁的距离为l，笔到铁锁落地点的水平距离为s。若满足=___________（用l和h表示），即可验证铁锁从释放至运动到笔正下方的过程机械能守恒。 【答案】（1） ①. BC ②. （2） 【解析】 【小问1详解】 ①[1]由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要天平；通过打点计时器可以得到纸带上计数点间的时间间隔，所以不需要秒表；需要使用刻度尺测量纸带上计数点间的距离。 故选BC。 ②[2]从打O点到打B点的过程中，重物减少的重力势能为 打B点时重物的速度大小为 则从打O点到打B点的过程中，重物增加的动能为 根据机械能守恒可得 则若想验证机械能守恒定律成立，需要满足的表达式为 【小问2详解】 从铁锁静止释放到细线被割断前瞬间，根据机械能守恒可得 细线被割断后，铁锁做平抛运动，则有 联立可得 整理可得若满足 即可验证铁锁从释放至运动到笔正下方过程机械能守恒。 23. 如图所示，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切。将质量为m的小滑块从圆弧轨道的最高点A由静止释放，小滑块经过圆弧轨道末端B点，再沿水平面滑行至C点停下来。已知圆弧轨道的半径为R，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。求： （1）滑块运动到B点时的速度大小； （2）滑块运动到B点时对圆弧轨道的压力大小； （3）B、C间的水平距离s。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）滑块从A点由静止释放到B点过程，根据动能定理可得 解得 （2）滑块运动到B点时，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，滑块运动到B点时对圆弧轨道的压力大小为 （3）滑块从B点到C点过程，根据动能定理可得 解得B、C间的水平距离为 24. 2020年“天问一号”火星探测器成功发射，实现火星环绕和着陆；我国计划在2025~2030年间先后发射“天问二号”和“天问三号”，对火星实施探测和采样返回任务。假设火星探测器着陆前绕火星做匀速圆周运动，探测器距火星表面的高度为h，运行周期为T。已知火星半径为R，引力常量为G。 （1）求火星的质量M； （2）求火星表面重力加速度大小g。 （3）假设你是宇航员，登陆火星后，要测量火星表面的重力加速度，请写出一种简便的测量方案。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）探测器绕火星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 解得火星的质量为 （2）在火星表面有 可得火星表面的重力加速度大小为 （3）用弹簧测力计测出一个质量为的钩码的重力，则火星表面的重力加速度为 25. 二十一世纪，能源问题是全球关注的焦点问题。从能源和环境保护的角度出发，近年来我国大力发展电动汽车。下表给出的是某款电动汽车的相关参数： 参数指标 整车质量 0~100km/h 加速时间 最大速度 电池容量 100km/h~0 制动距离 数值 2000kg 4.4s 250km/h 90kW·h 40m 请从上面的表格中选择相关数据，重力加速度g取10m/s2，不计车内人的质量，完成下列问题： （1）求汽车在制动过程中的加速度大小a（计算过程中100km/h近似为30m/s）。 （2）若已知电动汽车电能转化为机械能的效率为η=80%，整车在行驶过程中的阻力约为车重的0.05倍，试估算此电动汽车以20m/s的速度匀速行驶时的续航里程X（能够行驶的最大里程）。 （3）某次直线行驶时，此电动汽车的速度从5m/s提升到20m/s用时25s，此过程中电动汽车的牵引力功率随时间变化的关系如图所示，整车在行驶过程中的阻力仍约为车重的0.05倍，求此加速过程中汽车运动的位移大小x。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据匀加速直线运动的推导公式 解得 （2）匀速行驶的牵引力为 可转化为机械能的电能为 此电动汽车以20m/s的速度匀速行驶时的续航里程为 （3）有图像可以求出牵引力做的总功为 根据能量的转化守恒，可知牵引力做的功转化为汽车的动能增加量与克服阻力做功 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$