精品解析：河南省鹤壁市高中2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试题

鹤壁市高中2023—2024学年（下）期末考试 高一物理试题卷 注意事项： 1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚； 2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效； 3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1. 如图所示，圆心为O的四分之一圆弧轨道BC竖直放置，O与A处的钉子处于同一高度。细线的一端系有小物块P，另一端绕过钉子系一套在圆弧轨道上的小球Q。将小球从轨道顶端B静止释放，忽略一切摩擦。在小球从B点运动到最低点C的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 小物块P和小球Q的速率总相等 B. 小物块P的机械能守恒 C. 小球Q的机械能先增加后减小 D. 小球Q重力的功率先增加后减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．当小球Q下滑到某位置时，速度分解如图所示 得 则当 小物块P和小球Q的速率相等，得小物块P和小球Q的速率不是总相等，故A错误； B．小物块P运动过程中除了重力做功，还有拉力做功，则小物块P的机械能不守恒，故B错误； C．小球Q从B点运动到最低点C的过程中，拉力对小球Q做负功，小球Q的机械能减小，故C错误； D．小球Q从B点运动到最低点C的过程中，B静止释放初始重力的功率为零，运动到C点时速度和重力垂直，此时重力的功率为零，因此得小球Q重力的功率先增加后减小，故D正确。 故选D。 2. 如图所示为一段台阶，每级台阶高度为h，宽度为。第一次从最上一级台阶边缘以速度v0水平右抛出一个小球，小球恰好落在其下方第一级台阶边缘a点处。第二次从相同位置以速度2v0水平向右抛出该小球，不计空气阻力，则下列说法错误是（　　） A. 第二次小球会落在下方第四级台阶边缘d点处 B. 两次小球做平抛运动时间之比为1：2 C. 两次平抛，小球落到台阶上时的速度和台阶水平面的夹角均为60° D. 改变水平向右抛出小球的速度大小，则小球可以落在下方第二级台阶的正中间位置 【答案】C 【解析】 【详解】A．假设小球在如图所示的斜面上做平抛运动，小球以水平速度v0向右抛出后，根据平抛运动有 ， 当小球以水平速度2v0向右抛出后，根据平抛运动有 ， 并且 联立解得 ， 故小球恰好落在第四级台级边缘d点处，故A正确； B．物块平抛时间 两次平抛时间之比 故B正确； C．小球落到台阶上时的速度和台阶水平面的夹角 因此 故C错误； D．设小球恰从a点经过（未碰撞），并落在第二级台阶，该平抛过程水平位移为x（此时小球初速度为v0）可得 ， 解得 距离第二级台阶左端，小于第二级台阶宽度一半。再适当增大初速度，一定可以打到第二级台阶中点，故D正确。 本题选错误的，故选C。 3. 无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。现代献血常采用机采成分血的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离出其中某一种成分（如血小板、粒细胞或外周血干细胞）储存起来，再将分离后的血液回输到捐献者体内。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。血液在这个“模拟重力”环境中，也具有“模拟重力势能”。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞，其密度分别为和，它们的大小与周围血浆密度的关系为。对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 细胞相对试管向外侧运动，细胞相对试管向内侧运动 B. 细胞的“模拟重力势能”变小，细胞的“模拟重力势能”变大 C. 这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大 D. 这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．转动时细胞做圆周运动需要向心力为 由于、两种细胞的、均相同，则质量大的细胞即密度大的细胞需要的向心力大，周围细胞对它的作用力小于需要的向心力做离心运动而向外侧运动，由于细胞密度大，所以细胞相对试管向外侧运动，密度小的细胞需要的向心力小，周围细胞对它的作用力大于所需要的向心力做近心运动，相对试管向内侧运动，故A错误； B．模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，细胞相对试管向外侧运动，“模拟重力”做正功，“模拟重力势能”变小，细胞相对试管向内侧运动，“模拟重力”做负功，“模拟重 力势能”变大，故B错误； CD．“模拟重力”大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比，根据 可知，“模拟重力加速度”与其到转轴距离成正比，所以沿转动半径方向向外侧逐渐变大，故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示，两根长度不同的细线上端固定在天花板上的同一点，下端分别系着完全相同的小钢球1、2.现使两个小钢球在同一水平面内做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（　　） A. 球1受到的拉力比球2受到的拉力小 B. 球1的向心力比球2的向心力小 C. 球1的运动周期比球2的运动周期大 D. 球1的线速度比球2的线速度大 【答案】D 【解析】 【详解】A．对球进行受力分析得，如下图所示，所以细线的拉力为 而球1对应的θ较大，故它对应的cosθ就会较小，所以球1的细线的拉力较大，故A错误； B．因为球的向心力为 F向=mgtanθ 而球1的θ较大，故它对应的tanθ就会较大，所以球1的向心力较大，故B错误； C．由向心力公式可知 设悬点到圆心的距离为h，则R=htanθ，所以周期为 所以二者的周期相同，故C错误； D．由于周期相同，则角速度相同，根据v=Rω可知球1的线速度比球2的线速度大，故D正确。 故选D 5. 如图所示，太阳系中除地球外的七颗行星大致排列成一条直线时形成“七星连珠”的天文奇观。已知火星半径为R，火星表面的重力加速度为g，金星绕太阳运动的轨道半径为r，公转周期为T，引力常量为G。假设各行星均做圆周运动，不考虑行星间的引力和行星的自转，则（　　） A. 七星中水星绕太阳运动的向心加速度最小 B. 七星中水星绕太阳运动的角速度最小 C. 火星的公转周期为 D. 太阳质量与火星质量之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由万有引力提供向心力有 解得 由图可知，水星绕太阳运动的轨道半径最小，则七星中水星绕太阳运动的向心加速度最大，故A错误； B．由万有引力提供向心力有 解得 可知，由于水星绕太阳运动的轨道半径最小，七星中水星绕太阳运动的角速度最大，故B错误； C．根据开普勒第三定律有 解得 由于火星绕太阳运动的轨道半径 则火星的公转周期大于，故C错误； D．在火星表面有 解得 由万有引力提供向心力有 解得 则太阳质量与火星质量之比为 故D正确。 故选D。 6. 2024年2月中国新一代载人月球探测飞船命名为“梦舟”、月面着陆器命名为“揽月”。如图所示为载人探测飞船登月的简化示意图，首先从地球表面发射飞船至地月转移轨道，飞船在P点被月球捕获后沿椭圆轨道①绕月球运动，然后在P点变轨后沿圆形轨道②运动，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道①上经过P点时应该加速才能进入轨道② B. 飞船在轨道②上的环绕速度大于月球的第一宇宙速度 C. 飞船在轨道①上经过P点时的加速度与在轨道②上经过P点时的加速度相同 D. 飞船在轨道①上的机械能小于轨道②上的机械能 【答案】C 【解析】 【详解】AD．飞船由轨道①变轨至轨道②要点火减速，外力做负功，则飞船在轨道①上的机械能大于轨道②上的机械能，故AD错误； B．月球的第一宇宙速度是卫星绕月球做匀速圆周运动的最大速度，所以飞船在轨道②上的环绕速度小于月球的第一宇宙速度，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 解得 则飞船在轨道①上经过P点时的加速度与在轨道②上经过P点时的加速度相同，故C正确； 故选C。 7. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取。由图中数据可得（　　） A. 物体的质量为1kg B. h＝0时，物体的速率为20m/s C. 物体上升4m过程中，物体的动能减少了80J D. 物体上升2m过程中，克服阻力做功10J 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意，由公式结合图像可得，物体的质量为 故A错误； B．h＝0时，物体的重力势能为0，则有 解得 故B错误； C．由图可知，物体上升到4m时 此时物体的动能为0，则物体的动能减少了 故C错误； D．由图可知，物体上升到2m时 ， 则此时的动能为 由动能定理有 解得 故D正确。 故选D。 8. 质量为物块在水平面上运动，在直角坐标系中，其分速度和以随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（  ） A. 物体受到的合力为 B. 时物体的速率为 C. 该物体做匀变速曲线运动 D. 0到该物体的位移为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图像可知在x轴物体的加速度为 由图像可知在y轴物体的加速度为 物块的合加速度大小为 物体受到的合力为 故A错误； B．根据图像可知，4s时物体在x轴的速率为 4s时物体在y轴的速率为 4s时物体的速率为 故B正确； C．合加速度与x轴的夹角的正切值为 初始合速度与x轴的夹角的正切值为 两者不在同一直线，有一定夹角，所以该物体做匀变速曲线运动，故C正确； D．0到3s该物体在x轴的位移为 0到3s该物体在y轴的位移为 0到3s该物体的位移为 故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，一人正在骑着摩托进行特技表演，先沿曲面冲上高0.45m的高台，接着以的水平速度离开平台，落至地面时，恰好能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直的圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，且连线水平。已知圆弧半径，人和车的总质量为150kg，特技表演全过程中阻力忽略不计。计算中g取，，。下列说法正确的是（　　） A. 从平台飞出到A点，人和车的水平位移 B. 从平台飞出到A点时，速度大小为5m/s C. 圆弧AB对应的圆心角θ为74° D. 人和车运动到圆弧轨道上A点时对轨道的压力大小为3750N 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．从平台飞出到A点，人和车坐平抛运动，则有 ， 解得 故A正确； B．在A点时，根据速度分解有 结合上述解得 故B正确； C．在A点时，根据速度分解有 解得 故C正确； D．人和车运动到圆弧轨道上A点时，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律有 解得 故D错误。 故选ABC。 10. 假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为和，两颗行星各自周围的卫星的轨道半径的三次方（）与运行公转周期的平方（）的关系如图所示。为卫星环绕各自行星表面运行的周期，则（　　） A. 行星A的质量大于行星B的质量 B. 行星A的密度等于行星B的密度 C. 行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度 D. 当两行星周围的卫星的运行轨道半径相同时，行星A的卫星的向心加速度小于行星B的卫星的向心加速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据 解得 可知，图像的斜率表示，行星B图像的斜率大一些，则行星A的质量小于行星B的质量，故A错误； B．为卫星环绕各自行星表面运行的周期，结合上述有 则行星的密度 解得 即行星A的密度等于行星B的密度，故B正确； C．第一宇宙速度等于卫星环绕各自行星表面运行的线速度，则有 由于 则有 即行星A的第一宇宙速度小于行星B的第一宇宙速度，故C错误； D．根据 解得 当两行星周围的卫星的运行轨道半径相同时，由于行星A的质量小于行星B的质量，则行星A的卫星的向心加速度小于行星B的卫星的向心加速度，故D正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共6小题，共70分。 11. 在“探究平抛运动的特点”的实验中。 （1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球由静止下落，可以观察到两个小球同时落地，改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，发现：两球总是同时落地。由此可以得到的结论是______________。 （2）该组同学继续用如图乙所示装置继续探究平抛运动的规律，在该实验中，下列说法正确的是______________。 A．斜槽轨道末端切线必须水平 B．斜槽轨道必须光滑 C．将坐标纸上确定的点用直线依次连接 D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放 （3）另一组同学拍摄钢球做平抛运动频闪照片的一部分如图丙所示，已知每个小方格的边长为L，重力加速度为g，则钢球平抛的初速度大小为______________。 【答案】 ①. 平抛运动竖直方向上为自由落体运动 ②. AD##DA ③. 【解析】 【详解】（1）[1]该实验中，A球做平抛运动，而B球做自由落体运动，当两球在同一高度处同时运动，得到的结果是两球同时落地，且改变高度仍然得到相同的结果，则说明平抛运动竖直方向上为自由落体运动。 （2）[2]A．为了让小球在斜槽末端获得水平方向的速度以保证小球做平抛运动，则斜槽末端必须水平，故A正确； BD．该实验中只要保证小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，则可保证小球每次做平抛运动的初速度相同，不需要斜槽轨道必须光滑，故B错误，D正确； C．由于平抛运动的轨迹为抛物线，因此应该用平滑的曲线将坐标是上确定的点连接起来，故C错误。 故选AD。 （3）[3]平抛运动水平方向做匀速直线运动，而竖直方向做自由落体运动，根据图丙中可得，在水平方向有 在竖直方向由逐差法 联立解得 12. 学习了圆锥摆的知识后，小明同学利用生活中的器材设计实验探究圆锥摆的运动规律。 小明找到了下列器材：一根不可伸长的细绳、一个小钢球、一把直尺、一支激光笔和用来固定激光笔的支架（只能上下移动），小明的实验装置如下图所示。 （1）将一端系小球的细绳悬挂在固定点O，让小球自然下垂，调节激光笔的上下高度，当激光水平照射到固定点O时，在对面竖直墙壁上记录投影点O'的位置，当激光水平照射到自然下垂的小球中心时，记下小球在墙上的影子位置A，然后给小球一个初速度让小球在水平面内做稳定的圆周运动，让激光恰好照射到小球中心，记下小球影子在墙上的位置B，用直尺测得O'与B两点之间的距离为，O'与A两点之间的距离为，重力加速度大小为g，若不计空气阻力，则小球的角速度大小为________（用g、、表示）；小球的线速度大小为___________（用g、、表示）。 （2）在实际操作过程中，随着实验时间变长，小明再次测得小球在墙壁上的投影位置为C，则________O'B（填“大于”“等于”“小于”），小球的角速度将_________（填“变大”“变小”“不变”）。 【答案】 ①. ②. ③. 大于 ④. 变小 【解析】 【详解】（1）[1]设细绳长度为，与竖直方向夹角为，由牛顿第二定律可知 由几何关系可知 联立可得 [2]根据几何关系可得 根据线速度与角速度的关系，可得小球的线速度大小为 （2）[3][4]随着时间变长，由于空气阻力，绳与竖直方向夹角变小，因此大于，由 可得 可知变小，即小球角速度将变小。 13. 如图所示为自由式滑雪大跳台场地的简易图，其中斜坡AB、EF的倾角分别为、，滑雪时运动员由A点静止滑下，进入水平缓冲区BC，然后由C点离开缓冲区并无碰撞地由E点进入EF段。已知，，重力加速度g取，忽略一切阻力和摩擦，运动员经过B点时能量损失可忽略不计，。求： （1）CE两点间的水平距离； （2）运动员由A点下滑到F点的总时间。 【答案】（1）30m；（2）8.5s 【解析】 【详解】（1）运动员在AB段下滑时，由牛顿第二定律得 解得 运动员从A到B的过程，有 运动员进入BC段后做匀速直线运动，然后从C点以的速度开始做平抛运动， 由E点切入斜坡EF，由平抛运动的规律可知 解得 则运动员由C到E的时间为 CE两点间的水平距离 （2）运动员由A到B的过程中，有 由B到C的过程，有 运动员在EF段运动时，由牛顿第二定律得 解得 运动员在E点的速度为 解得 运动员在EF段运动的过程，由 解得 运动员由A点下滑到F点的总时间为 解得 14. 在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A用长的悬索（重力可忽略不计）系住一质量的被困人员B，直升机A和被困人员B以的速度一起沿水平方向匀速运动，如图甲所示。某时刻开始收悬索将人吊起，在5s时间内，A、B之间的竖直距离以（单位：m）的规律变化，取。（计算结果可以保留根号） （1）求这段时间内悬索对人的拉力大小。 （2）直升机在时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区，为将被困人员B尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标，致使被困人员B在空中做圆周运动，如图乙所示。此时悬索与竖直方向成37°角，不计空气阻力，求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉力。 【答案】（1）600N；（2）；625N 【解析】 【详解】（1）根据 可知竖直方向加速度为 a=2m/s2 根据牛顿第二定律 可得 T=600N （2）时人距离飞机的距离为L=25m，对人分析可知悬索对被困人员B的拉力 解得 15. 2023年《三体》电视剧异常火爆，点燃了人类探索未知世界的热情。假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，你驾驶宇宙飞船对火星进行探测，为了研究火星表面的重力加速度你精心设计了如图所示的实验装置，该实验装置由光滑倾斜轨道AB、水平轨道BC和光滑圆形轨道CDE组成，轨道间平滑连接（小球经过连接点时速度大小不变），随后登陆火星后做了该实验，在轨道AB距水平轨道BC高为h=3R处无初速释放一个质量为m的小球，小球从C点向右进入半径为R的光滑圆形轨道，小球恰好通过圆形轨道最高点E且测得在E点的速度为v0.假设火星为均质球体，火星的半径为r。求： （1）火星表面的重力加速度g； （2）火星的第一宇宙速度v； （3）小球从A点到E点的过程中，因摩擦产生的热量Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球恰好通过圆形轨道最高点时 解得火星表面重力加速度 （2）对环绕火星表面做圆周运动的物体 解得 （3）小球从A点到E点的过程中，由能量守恒可得 解得 16. 如图所示，距水平地面高、半径为r的水平圆盘可绕着过圆心O的竖直轴转动，在圆盘上从圆心O到圆盘边缘开有一沿半径方向的细槽，槽的横截面为方形，侧面光滑，底面不光滑。一根原长为r、劲度系数为k的轻弹簧置于槽内，一端固定在圆心O点，另一端贴放着一质量为m的小球．将小球向靠近圆心O方向推到距圆盘边缘的P点处释放，之后在距盘边缘处小球的速度达到最大，弹簧始终在弹性限度内。重力加速度为g。 （1）求槽的底面与小球间的动摩擦因数； （2）当圆盘以角速度匀速度转动时，若小球在距盘边缘处随圆盘一起转动，求小球所受的摩擦力的大小； （3）若圆盘以角速度转动，小球被束缚在P点，此时弹簧的弹性势能为E，解除束缚后，小球从槽口飞离圆盘落到水平地面的速度大小为，不计空气阻力，求： ①此过程中槽对小球的弹力做的功W； ②小球落地点距转轴中心的水平距离。 【答案】（1）；（2）；（3）①；② 【解析】 【详解】（1）小球的速度达到最大时，有 解得 （2）小球在处随圆盘一起转动时，由牛顿二定律得 解得 （3）①从解除束缚到小球落到水平地面过程，有 解得 ②设小球从槽口飞离圆盘时速度为，则 解得 设小球飞出后做平抛运动时间为t，有 飞离糟口做平抛运动的水平位移 设小球从槽口飞离圆盘时的速度与槽口切线方向成角，则有 得 故 小球落地点距转轴中心的水平距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 鹤壁市高中2023—2024学年（下）期末考试 高一物理试题卷 注意事项： 1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚； 2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效； 3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1. 如图所示，圆心为O的四分之一圆弧轨道BC竖直放置，O与A处的钉子处于同一高度。细线的一端系有小物块P，另一端绕过钉子系一套在圆弧轨道上的小球Q。将小球从轨道顶端B静止释放，忽略一切摩擦。在小球从B点运动到最低点C的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 小物块P和小球Q的速率总相等 B. 小物块P的机械能守恒 C. 小球Q的机械能先增加后减小 D. 小球Q重力的功率先增加后减小 2. 如图所示为一段台阶，每级台阶高度为h，宽度为。第一次从最上一级台阶边缘以速度v0水平右抛出一个小球，小球恰好落在其下方第一级台阶边缘a点处。第二次从相同位置以速度2v0水平向右抛出该小球，不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A. 第二次小球会落在下方第四级台阶边缘d点处 B. 两次小球做平抛运动时间之比为1：2 C. 两次平抛，小球落到台阶上时的速度和台阶水平面的夹角均为60° D. 改变水平向右抛出小球的速度大小，则小球可以落在下方第二级台阶的正中间位置 3. 无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。现代献血常采用机采成分血的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离出其中某一种成分（如血小板、粒细胞或外周血干细胞）储存起来，再将分离后的血液回输到捐献者体内。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。血液在这个“模拟重力”环境中，也具有“模拟重力势能”。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞，其密度分别为和，它们的大小与周围血浆密度的关系为。对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 细胞相对试管向外侧运动，细胞相对试管向内侧运动 B. 细胞的“模拟重力势能”变小，细胞的“模拟重力势能”变大 C. 这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大 D. 这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小相同 4. 如图所示，两根长度不同的细线上端固定在天花板上的同一点，下端分别系着完全相同的小钢球1、2.现使两个小钢球在同一水平面内做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（　　） A. 球1受到拉力比球2受到的拉力小 B. 球1的向心力比球2的向心力小 C. 球1的运动周期比球2的运动周期大 D. 球1的线速度比球2的线速度大 5. 如图所示，太阳系中除地球外的七颗行星大致排列成一条直线时形成“七星连珠”的天文奇观。已知火星半径为R，火星表面的重力加速度为g，金星绕太阳运动的轨道半径为r，公转周期为T，引力常量为G。假设各行星均做圆周运动，不考虑行星间的引力和行星的自转，则（　　） A. 七星中水星绕太阳运动的向心加速度最小 B. 七星中水星绕太阳运动的角速度最小 C. 火星的公转周期为 D. 太阳质量与火星质量之比为 6. 2024年2月中国新一代载人月球探测飞船命名为“梦舟”、月面着陆器命名为“揽月”。如图所示为载人探测飞船登月的简化示意图，首先从地球表面发射飞船至地月转移轨道，飞船在P点被月球捕获后沿椭圆轨道①绕月球运动，然后在P点变轨后沿圆形轨道②运动，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道①上经过P点时应该加速才能进入轨道② B. 飞船在轨道②上的环绕速度大于月球的第一宇宙速度 C. 飞船在轨道①上经过P点时的加速度与在轨道②上经过P点时的加速度相同 D. 飞船在轨道①上的机械能小于轨道②上的机械能 7. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取。由图中数据可得（　　） A. 物体的质量为1kg B. h＝0时，物体的速率为20m/s C. 物体上升4m过程中，物体的动能减少了80J D 物体上升2m过程中，克服阻力做功10J 8. 质量为物块在水平面上运动，在直角坐标系中，其分速度和以随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（  ） A. 物体受到的合力为 B. 时物体速率为 C. 该物体做匀变速曲线运动 D. 0到该物体位移为 9. 如图所示，一人正在骑着摩托进行特技表演，先沿曲面冲上高0.45m的高台，接着以的水平速度离开平台，落至地面时，恰好能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直的圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，且连线水平。已知圆弧半径，人和车的总质量为150kg，特技表演全过程中阻力忽略不计。计算中g取，，。下列说法正确的是（　　） A. 从平台飞出到A点，人和车的水平位移 B. 从平台飞出到A点时，速度大小为5m/s C. 圆弧AB对应的圆心角θ为74° D. 人和车运动到圆弧轨道上A点时对轨道的压力大小为3750N 10. 假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为和，两颗行星各自周围的卫星的轨道半径的三次方（）与运行公转周期的平方（）的关系如图所示。为卫星环绕各自行星表面运行的周期，则（　　） A. 行星A的质量大于行星B的质量 B. 行星A的密度等于行星B的密度 C. 行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度 D. 当两行星周围的卫星的运行轨道半径相同时，行星A的卫星的向心加速度小于行星B的卫星的向心加速度 二、非选择题：本题共6小题，共70分。 11. 在“探究平抛运动的特点”的实验中。 （1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球由静止下落，可以观察到两个小球同时落地，改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，发现：两球总是同时落地。由此可以得到的结论是______________。 （2）该组同学继续用如图乙所示装置继续探究平抛运动的规律，在该实验中，下列说法正确的是______________。 A．斜槽轨道末端切线必须水平 B．斜槽轨道必须光滑 C．将坐标纸上确定点用直线依次连接 D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放 （3）另一组同学拍摄钢球做平抛运动频闪照片的一部分如图丙所示，已知每个小方格的边长为L，重力加速度为g，则钢球平抛的初速度大小为______________。 12. 学习了圆锥摆的知识后，小明同学利用生活中的器材设计实验探究圆锥摆的运动规律。 小明找到了下列器材：一根不可伸长的细绳、一个小钢球、一把直尺、一支激光笔和用来固定激光笔的支架（只能上下移动），小明的实验装置如下图所示。 （1）将一端系小球的细绳悬挂在固定点O，让小球自然下垂，调节激光笔的上下高度，当激光水平照射到固定点O时，在对面竖直墙壁上记录投影点O'的位置，当激光水平照射到自然下垂的小球中心时，记下小球在墙上的影子位置A，然后给小球一个初速度让小球在水平面内做稳定的圆周运动，让激光恰好照射到小球中心，记下小球影子在墙上的位置B，用直尺测得O'与B两点之间的距离为，O'与A两点之间的距离为，重力加速度大小为g，若不计空气阻力，则小球的角速度大小为________（用g、、表示）；小球的线速度大小为___________（用g、、表示）。 （2）在实际操作过程中，随着实验时间变长，小明再次测得小球在墙壁上的投影位置为C，则________O'B（填“大于”“等于”“小于”），小球的角速度将_________（填“变大”“变小”“不变”）。 13. 如图所示为自由式滑雪大跳台场地的简易图，其中斜坡AB、EF的倾角分别为、，滑雪时运动员由A点静止滑下，进入水平缓冲区BC，然后由C点离开缓冲区并无碰撞地由E点进入EF段。已知，，重力加速度g取，忽略一切阻力和摩擦，运动员经过B点时能量损失可忽略不计，。求： （1）CE两点间的水平距离； （2）运动员由A点下滑到F点的总时间。 14. 在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A用长的悬索（重力可忽略不计）系住一质量的被困人员B，直升机A和被困人员B以的速度一起沿水平方向匀速运动，如图甲所示。某时刻开始收悬索将人吊起，在5s时间内，A、B之间的竖直距离以（单位：m）的规律变化，取。（计算结果可以保留根号） （1）求这段时间内悬索对人的拉力大小。 （2）直升机在时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区，为将被困人员B尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标，致使被困人员B在空中做圆周运动，如图乙所示。此时悬索与竖直方向成37°角，不计空气阻力，求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉力。 15. 2023年《三体》电视剧异常火爆，点燃了人类探索未知世界的热情。假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，你驾驶宇宙飞船对火星进行探测，为了研究火星表面的重力加速度你精心设计了如图所示的实验装置，该实验装置由光滑倾斜轨道AB、水平轨道BC和光滑圆形轨道CDE组成，轨道间平滑连接（小球经过连接点时速度大小不变），随后登陆火星后做了该实验，在轨道AB距水平轨道BC高为h=3R处无初速释放一个质量为m的小球，小球从C点向右进入半径为R的光滑圆形轨道，小球恰好通过圆形轨道最高点E且测得在E点的速度为v0.假设火星为均质球体，火星的半径为r。求： （1）火星表面的重力加速度g； （2）火星的第一宇宙速度v； （3）小球从A点到E点的过程中，因摩擦产生的热量Q。 16. 如图所示，距水平地面高、半径为r的水平圆盘可绕着过圆心O的竖直轴转动，在圆盘上从圆心O到圆盘边缘开有一沿半径方向的细槽，槽的横截面为方形，侧面光滑，底面不光滑。一根原长为r、劲度系数为k的轻弹簧置于槽内，一端固定在圆心O点，另一端贴放着一质量为m的小球．将小球向靠近圆心O方向推到距圆盘边缘的P点处释放，之后在距盘边缘处小球的速度达到最大，弹簧始终在弹性限度内。重力加速度为g。 （1）求槽的底面与小球间的动摩擦因数； （2）当圆盘以角速度匀速度转动时，若小球在距盘边缘处随圆盘一起转动，求小球所受的摩擦力的大小； （3）若圆盘以角速度转动，小球被束缚在P点，此时弹簧的弹性势能为E，解除束缚后，小球从槽口飞离圆盘落到水平地面的速度大小为，不计空气阻力，求： ①此过程中槽对小球的弹力做的功W； ②小球落地点距转轴中心的水平距离。 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