精品解析：浙江省杭州市浙江大学附属中学2024-2025学年高一下学期期中物理试题

2024学年第二学期浙大附中期中考试 高一物理试卷 满分100分，考试时间90分钟。 考生须知： 1、答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2、答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3、非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4、可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2 一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列各组物理量中都是矢量的是（ ） A. 重力势能 线速度 B. 向心力 线速度 C. 向心加速度 功 D. 弹性势能 功 2. 下列有关生活中圆周运动的实例分析，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，附着在脱水桶内壁上随筒一起转动的衣服受到的摩擦力随角速度增大而增大 B. 图乙为汽车通过拱桥最高点时的情形，汽车受到的支持力大于重力 C. 图丙为水平圆盘转动时的示意图，物体离转盘中心越远，越容易做离心运动 D. 在空间站用细绳系住小瓶做成“人工离心机”可成功将瓶中混合水和食用油分离，其中、部分是食用油 3. 在物理学的发展史中，下列说法正确的是（ ） A. 卡文迪什利用扭秤装置测出了万有引力常数 B. 亚里士多德认物体运动不需要外力来维持 C. 牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的科学研究方法 D. 第谷提出了行星运动的三大定律 4. 2024年11月，中国自主研制的歼35A隐形战斗机在珠海航展亮相。表演中战斗机沿着一段圆弧从M到N加速拉升，关于歼35A所受合力的方向，下图中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，饮水小鸭会绕着O点不停饮水和起身，ABC为饮水小鸭上的三个点，AO和BO均大于CO，BC两点在一条直线上，下列说法正确的是（　　） A. A、C两点的线速度相等 B. A、B、C三点的角速度大小相等 C. A点的向心加速度小于C点的向心加速度 D. A、B、C三点在相等的时间内通过的弧长相等 6. 如图所示，一位选手先后在点正上方、两点将相同的甲、乙两飞镖水平抛出，飞镖击中竖直墙上的同一点。若不计空气阻力，飞镖可视为质点，则下列说法正确的是（ ） A. 甲飞镖的运动时间小于乙飞镖的运动时间 B. 甲飞镖的位移等于乙飞镖的位移 C. 击中点时甲飞镖重力做功与乙飞镖重力做功相等 D. 击中点时甲飞镖重力的瞬时功率大于乙飞镖重力的瞬时功率 7. 北京时间2024年1月17日，天舟七号货运飞船发射成功，假设下图中1、2轨道分别是天舟七号飞船变轨前后的圆形轨道，下列说法错误的是（ ） A. 飞船在1轨道的周期大于2轨道的周期 B. 飞船在1轨道速度大于2轨道的速度 C. 飞船在1轨道的加速度大于2轨道的加速度 D. 飞船从1轨道变到2轨道要点火加速 8. 如图所示是航天员在水下进行模拟航天训练的一种方式。航天员穿水槽训练航天服浸没在水中，通过配重使其在水中受到的浮力和重力大小相等。假设其总质量为m，训练空间的重力加速度为g且不变，航天员在某次出舱作业时，匀速上升距离为h的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 航天员处于完全失重状态 B. 航天员与训练服之间无作用力 C. 合力不做功，机械能守恒 D. 机械能增加了 9. 如图所示，一个光滑定滑轮固定在光滑平台边缘。一根轻绳跨过滑轮，两端分别系一个质量均为的小物块A和B。初始时，轻绳伸直，A底端距离地面的高度为，B位于平台上。现将整个系统由静止释放，A落地时B还未到达平台边缘。下列说法正确的是（ ） A. 物块A下降过程中，其机械能守恒 B. 物块A下落过程中加速度大小为 C. 物块A下落过程中轻绳拉力对其做功为 D. 物块A落地时的速度大小为 10. 如图甲是滚筒式洗衣机。洗衣机脱水完成前的某段时间内，可认为水已脱干，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，如图乙所示。若一件小衣物在此过程中随滚筒转动经过最高位置、最低位置、与滚筒圆心等高位置、，则下列说法正确的是（ ） A. 衣物在、、、四点的线速度相同 B. 衣物在整个运动过程中所受的合外力不变 C. 衣物在位置处于失重状态 D. 衣物在位置对滚筒壁的压力大小等于重力 11. 如图所示。风洞中没风时，将一个小球以初速度竖直向上抛出，小球能上升的最大高度为h，加了水平风力后，将小球仍以初速度竖直向上抛出，小球落到与抛出点等高的位置时，该位置与抛出点间的水平距离为2 h，风对小球的作用力大小恒定，不计阻力，则风力与小球重力之比为（　　） A. B. C. D. 12. 如图，一喷泉广场中有一圆形水池，在水池边缘的圆周上安装了喷管，喷管口高度与水面相平，喷管横截面积为S，喷管与水面的夹角为。开启后，一喷管以速度喷出的水柱恰好落到水池圆心处，水的密度为，重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 水在空中的运动时间为 B. 水池半径为 C. 该喷管喷出的水柱在空中的总体积为 D. 喷水管喷水的功率为 13. 如图甲所示，可视为质点的物体以一定的初速度从倾角的斜面底端沿斜面向上运动。现以斜面底端为坐标原点，沿斜面建立坐标轴x，选择地面为零势能面。坐标原点处固定一厚度不计的弹性挡板，物体第一次上升过程中的动能和重力势能随坐标x的变化如图乙所示。g取，则（　　） A. 物体的质量为0.8kg B. 物体与斜面之间动摩擦因数为0.2 C. 物块从开始到停止运动的总路程为12.5m D. 物体在第一次上升过程中机械能减少了15J 二、不定项选择题（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 2023年4月12日我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”将实时观测部分数据向国内外试开放，实现了数据共享，体现了大国担当。如图所示，“夸父一号”卫星和另一颗卫星S分别椭圆轨道和沿圆轨道绕地球逆时针运动，两轨道相交于A、B两点。已知“夸父一号”卫星速度大小为v1，卫星S在椭圆轨道远地点P时速度大小为v2，椭圆轨道的近地点为Q，两颗卫星的运行周期相同，某时刻两卫星与地球在同一直线上，下列说法正确的是（ ） A. 两卫星在图示位置的速度 B. 两卫星通过A点时的加速度大小相等，但方向不同 C. 从P点运动到Q点的过程中卫星S的机械能不变 D. “夸父一号”卫星的线速度大于7.9km/s 15. 如图甲所示，一长木板P静止于水平地面上，时小物块Q以4m/s的初速度从左端滑上长木板，二者的速度随时间的变化情况如图乙所示，运动过程中，小物块始终未离开长木板。已知长木板P质量为1kg，小物块Q质量为3kg，在运动的全过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小物块与长木板之间的动摩擦因数为0.2 B. 长木板与地面之间的动摩擦因数为0.05 C. 0～1s内小物块对长木板所做的功为8J D. 小物块与长木板之间因摩擦产生的热量为12J 三、实验题（本题共3小题，其中第16题6分，第17题4分，第18题6分，共16分） 16. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落。 （1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明小球A在竖直方向的分运动是______ （2）安装图乙研究平抛运动的实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽______（填“需要”或“不需要”）光滑。 （3）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到小球做平抛运动的照片，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取，则频闪相机的拍照频率______，小球平抛初速度的大小为______m/s，小球在B点速度的大小为______m/s。（结果均保留两位有效数字） 17. 用图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，图乙是变速塔轮的原理示意图。皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。 （1）下列实验中的主要探究方法与本实验相同的是_____。 A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为_____。 A. B. C. D. 4：1 （3）其他条件不变，若增大手柄的转速，则左、右两标尺的格数_____（选填“变多”“变少”或“不变”），两标尺格数的比值_____。（选填“变大”“变小”或“不变”） 18. 利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除图示器材外，下列器材中，需要的是______（多选）； A. 直流电源（12V） B. 交流电源（220V，50Hz） C. 天平及砝码 D. 刻度尺 （2）打点计时器打出的一条纸带（如图2）的点（图中未标出）时，重锤开始下落，、、是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的零刻线与点对齐，打点计时器在打出点时重锤下落的高度______cm，下落的速度为______（计算结果保留3位有效数字）。 （3）当地的重力加速度为，若测出纸带上各点到点之间的距离，算出打各点的速度，以为纵轴，为横轴，作出的图像如图3所示，图像未过坐标原点，可能原因是______（A．先释放纸带，后接通电源；B．因为实验过程中有阻力的影响），如果作出的图像为过原点的倾斜直线，且图像的斜率为______，则机械能守恒得到验证。 四，计算题（本题共4小题，其中第19题8分，第20题9分，第21题9分，第22题13分，共39分） 19. 如图所示，某同学对着竖直墙壁练习打网球，该同学使球拍与水平方向的夹角为，在点击中网球，球以的速度垂直球拍离开点，恰好垂直击中墙壁上的点，忽略空气阻力的影响，，求 （1）网球在点与墙壁碰撞时的速度大小； （2）网球由点运动到点的时间； （3）、两点间的水平距离。 20. 有一种叫飞椅的游乐项目，示意图如图所示。长为的钢绳一端系着飞椅，飞椅质量为10kg。另一端固定在半径为的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。设当转盘匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角，不计钢绳的重力和空气阻力，求 （1）求转动时钢绳对飞椅的拉力大小； （2）飞椅匀速转动的角速度大小； （3）若一个质量为40kg的小孩坐在飞椅内随飞椅一起以（2）中的角速度匀速转动，求小孩对飞椅的作用力大小。 21. 如图所示为电动机以恒定功率吊起货物的情境。质量为的货物由静止开始竖直向上运动，上升高度时恰好达到最大速度。已知电动机输出的机械功率恒为，重力加速度为，空气阻力大小恒为，其它阻力不计，求： （1）货物上升高度这个过程中克服空气阻力做的功； （2）货物上升过程中的最大速度； （3）货物达到最大速度需要的时间。 22. 如图所示为某游戏轨道模型图，该装置由固定在水平地面上倾角的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、水平直轨道EF，传送带FG，MN为是固定于水平地面上的薄平板，除直轨道EF和传送带FG外其余各段轨道均光滑，且各处平滑连接。现将一可视为质点的滑块自A点静止释放，经螺旋圆形轨道BCDE后，滑上传送带FG。已知滑块质量，A距B所在的水平面高度，圆轨道半径，水平直轨道EF长，传送带FG长并可向右匀速传动，M与G水平距离，高度差，平板MN长，滑块与直轨道EF和传送带FG间的动摩擦因数均为，，，，求： （1）滑块通过轨道B点的速度大小； （2）滑块通过圆轨道最低点C时对轨道的压力大小； （3）若传送带不转动，滑块从A点由静止释放时落在平板上离M点的距离； （4）要使滑块从A点由静止释放时落在平板上，求传送带的速度范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024学年第二学期浙大附中期中考试 高一物理试卷 满分100分，考试时间90分钟。 考生须知： 1、答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2、答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3、非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4、可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2 一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列各组物理量中都是矢量的是（ ） A. 重力势能 线速度 B. 向心力 线速度 C. 向心加速度 功 D. 弹性势能 功 【答案】B 【解析】 【详解】A．重力势能是只有大小的标量，线速度是既有大小又有方向的矢量，故A错误； B．向心力和线速度都是既有大小又有方向的矢量，故B正确； C．向心加速度是既有大小又有方向的矢量，功是只有大小的标量，故C错误； D．弹性势能和都只有大小的标量，故D错误。 故选B。 2. 下列有关生活中圆周运动的实例分析，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，附着在脱水桶内壁上随筒一起转动的衣服受到的摩擦力随角速度增大而增大 B. 图乙为汽车通过拱桥最高点时的情形，汽车受到的支持力大于重力 C. 图丙为水平圆盘转动时的示意图，物体离转盘中心越远，越容易做离心运动 D. 在空间站用细绳系住小瓶做成“人工离心机”可成功将瓶中混合的水和食用油分离，其中、部分是食用油 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中衣服附着在脱水桶内壁上随桶一起转动，竖直方向由平衡条件可得 可知衣服受到的摩擦力不会随角速度增大而增大，故A错误； B．图乙中汽车通过拱形桥的最高点时，加速度竖直向下，根据牛顿第二定律可知 可知汽车受到的支持力小于重力，故B错误； C．图丙中水平圆盘转动时，圆盘对物体的摩擦力提供其做圆周运动的向心力，即 可知离圆盘中心越远，物体受到的摩擦力越大，越容易达到最大静摩擦力，越容易做离心运动，故C正确； D．图丙中水的密度大，单位体积水的质量大，瓶子中的油和水做匀速圆周运动的角速度相同，根据 可知水做圆周运动所需要的向心力大，当合力不足以提供向心力时，水先做离心运动，所以油和水分离后，油在水的内侧，故a、c部分是食用油，故D错误。 故选C。 3. 在物理学的发展史中，下列说法正确的是（ ） A. 卡文迪什利用扭秤装置测出了万有引力常数 B. 亚里士多德认为物体运动不需要外力来维持 C. 牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的科学研究方法 D. 第谷提出了行星运动的三大定律 【答案】A 【解析】 【详解】A．卡文迪什利用扭秤装置，通过巧妙的实验设计，精确地测出了万有引力常数G，故A正确； B．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，即物体运动需要外力来维持；而伽利略通过理想斜面实验等，得出物体运动不需要外力来维持，故B错误； C．开创实验与逻辑推理相结合科学研究方法的是伽利略，而非牛顿，故C错误； D．第谷通过长期的天文观测，积累了大量精确的天文数据；开普勒在第谷观测数据的基础上，经过研究分析提出了行星运动的三大定律，故D错误。 故选A。 4. 2024年11月，中国自主研制的歼35A隐形战斗机在珠海航展亮相。表演中战斗机沿着一段圆弧从M到N加速拉升，关于歼35A所受合力的方向，下图中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】做曲线运动的物体受合外力方向指向轨迹的凹侧，速度方向沿轨迹的切线方向，因加速爬升，则合外力方向与速度方向夹角为锐角。 故选C。 5. 如图所示，饮水小鸭会绕着O点不停饮水和起身，ABC为饮水小鸭上三个点，AO和BO均大于CO，BC两点在一条直线上，下列说法正确的是（　　） A. A、C两点的线速度相等 B. A、B、C三点的角速度大小相等 C. A点的向心加速度小于C点的向心加速度 D. A、B、C三点在相等的时间内通过的弧长相等 【答案】B 【解析】 【详解】B．三点同轴转动，故角速度相同，故B正确； A．根据，可知，A、C两点的线速度不相等，故A错误； C．根据，可知A点的向心加速度大于C点的向心加速度，故C错误； D．因为三点的线速度不相同，所以三点在相等的时间内通过的弧长不相等，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，一位选手先后在点正上方、两点将相同的甲、乙两飞镖水平抛出，飞镖击中竖直墙上的同一点。若不计空气阻力，飞镖可视为质点，则下列说法正确的是（ ） A. 甲飞镖的运动时间小于乙飞镖的运动时间 B. 甲飞镖的位移等于乙飞镖的位移 C. 击中点时甲飞镖重力做功与乙飞镖重力做功相等 D. 击中点时甲飞镖重力的瞬时功率大于乙飞镖重力的瞬时功率 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知甲飞镖的竖直高度大于乙飞镖的竖直高度，根据平抛运动规律，在竖直方向做自由落体运动，则有 可得 可知甲飞镖的运动时间大于乙飞镖的运动时间，故A错误； B．由图可知，两飞镖击中竖直墙上的同一点，故两飞镖的水平位移相同，但竖直位移不相同，故合位移不相同，故B错误； C．由图可知甲飞镖的竖直高度大于乙飞镖的竖直高度，根据 可知击中点时甲飞镖重力做功大于乙飞镖重力做功，故C错误； D．由图可知甲飞镖的竖直高度大于乙飞镖的竖直高度，根据 可知击中点时甲飞镖的竖直速度大于乙飞镖的竖直速度；根据瞬时功率 可知击中点时甲飞镖重力的瞬时功率大于乙飞镖重力的瞬时功率，故D正确 。 故选D。 7. 北京时间2024年1月17日，天舟七号货运飞船发射成功，假设下图中1、2轨道分别是天舟七号飞船变轨前后的圆形轨道，下列说法错误的是（ ） A. 飞船在1轨道的周期大于2轨道的周期 B. 飞船在1轨道的速度大于2轨道的速度 C. 飞船在1轨道的加速度大于2轨道的加速度 D. 飞船从1轨道变到2轨道要点火加速 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 可得，， 由于1轨道的半径小于2轨道的半径，则飞船在1轨道的周期小于2轨道的周期，飞船在1轨道的速度大于2轨道的速度，飞船在1轨道的加速度大于2轨道的加速度，故A错误，满足题意要求；BC正确，不满足题意要求； D．卫星从低轨道变轨到高轨道需要点火加速，所以飞船从1轨道变到2轨道要点火加速，故D正确，不满足题意要求。 故选A。 8. 如图所示是航天员在水下进行模拟航天训练的一种方式。航天员穿水槽训练航天服浸没在水中，通过配重使其在水中受到的浮力和重力大小相等。假设其总质量为m，训练空间的重力加速度为g且不变，航天员在某次出舱作业时，匀速上升距离为h的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 航天员处于完全失重状态 B. 航天员与训练服之间无作用力 C. 合力不做功，机械能守恒 D. 机械能增加了 【答案】D 【解析】 【详解】AB．航天员匀速上升，处于平衡状态，航天员与训练服之间有作用力，故AB错误； CD．匀速上升距离为h的过程中，动能不变，重力势能增加，则机械能增加了，故C错误，D正确。 故选D。 9. 如图所示，一个光滑定滑轮固定在光滑平台边缘。一根轻绳跨过滑轮，两端分别系一个质量均为的小物块A和B。初始时，轻绳伸直，A底端距离地面的高度为，B位于平台上。现将整个系统由静止释放，A落地时B还未到达平台边缘。下列说法正确的是（ ） A. 物块A下降过程中，其机械能守恒 B. 物块A下落过程中加速度大小为 C. 物块A下落过程中轻绳拉力对其做功为 D. 物块A落地时的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．A在下降过程中，绳子拉力对其做功，机械能不守恒，故A错误； B．对A受力分析，根据牛顿第二定律有 对B分析有，根据牛顿第二定律有 解得 故B错误； CD．对系统，根据机械能守恒定律有 解得 A下落过程中，根据动能定理有 解得 故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图甲是滚筒式洗衣机。洗衣机脱水完成前的某段时间内，可认为水已脱干，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，如图乙所示。若一件小衣物在此过程中随滚筒转动经过最高位置、最低位置、与滚筒圆心等高位置、，则下列说法正确的是（ ） A. 衣物在、、、四点的线速度相同 B. 衣物在整个运动过程中所受的合外力不变 C. 衣物在位置处于失重状态 D. 衣物在位置对滚筒壁的压力大小等于重力 【答案】C 【解析】 【详解】A．小衣物在a、b、c、d位置的线速度大小相等，但方向不同，故A错误； B．衣物在整个运动过程中所受的合外力大小不变，但方向一直在变，故B错误； C．衣物在位置具有竖直向下的向心加速度，故衣物在位置处于失重状态，故C正确； D．衣物在位置，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知衣物在位置对滚筒壁的压力大小大于重力，故D错误。 故选C。 11. 如图所示。风洞中没风时，将一个小球以初速度竖直向上抛出，小球能上升的最大高度为h，加了水平风力后，将小球仍以初速度竖直向上抛出，小球落到与抛出点等高的位置时，该位置与抛出点间的水平距离为2 h，风对小球的作用力大小恒定，不计阻力，则风力与小球重力之比为（　　） A B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，竖直方向有 有风时竖直方向运动情况不变，落到与抛出点等高的位置所用时间 水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，有 联立解得，故选C。 12. 如图，一喷泉广场中有一圆形水池，在水池边缘的圆周上安装了喷管，喷管口高度与水面相平，喷管横截面积为S，喷管与水面的夹角为。开启后，一喷管以速度喷出的水柱恰好落到水池圆心处，水的密度为，重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 水在空中的运动时间为 B. 水池半径为 C. 该喷管喷出的水柱在空中的总体积为 D. 喷水管喷水的功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题知，可知喷出的水柱做斜抛运动，则竖直分速度为 则水在空中运动时间为 故A错误； B．由题知，可知喷出的水柱做斜抛运动，则水平分速度为 水平方向做匀速直线运动，则有 故B错误； C．空中水柱的总体积为 故C正确； D．设喷水管喷水的功率为，时间内喷出的水的质量 根据动能定理有 则有 解得 故D错误。 故选C。 13. 如图甲所示，可视为质点的物体以一定的初速度从倾角的斜面底端沿斜面向上运动。现以斜面底端为坐标原点，沿斜面建立坐标轴x，选择地面为零势能面。坐标原点处固定一厚度不计的弹性挡板，物体第一次上升过程中的动能和重力势能随坐标x的变化如图乙所示。g取，则（　　） A. 物体的质量为0.8kg B. 物体与斜面之间的动摩擦因数为0.2 C. 物块从开始到停止运动的总路程为12.5m D. 物体在第一次上升过程中机械能减少了15J 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设物体上滑的最大距离为l，则有 物体上滑距离为时，动能和重力势能相等，则有 又有， 解得， 故AB错误； C．物块从开始到停止，根据能量守恒 解得总路程为12.5m 故C正确； D．物体上升过程中机械能减少量为 故D错误。 故选C。 二、不定项选择题（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 2023年4月12日我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”将实时观测部分数据向国内外试开放，实现了数据共享，体现了大国担当。如图所示，“夸父一号”卫星和另一颗卫星S分别椭圆轨道和沿圆轨道绕地球逆时针运动，两轨道相交于A、B两点。已知“夸父一号”卫星的速度大小为v1，卫星S在椭圆轨道远地点P时速度大小为v2，椭圆轨道的近地点为Q，两颗卫星的运行周期相同，某时刻两卫星与地球在同一直线上，下列说法正确的是（ ） A. 两卫星在图示位置的速度 B. 两卫星通过A点时的加速度大小相等，但方向不同 C. 从P点运动到Q点的过程中卫星S的机械能不变 D. “夸父一号”卫星的线速度大于7.9km/s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．因为两棵卫星的周期相同，则平均速率相同，近地点的速率最大，远地点的速率最小，所以两卫星在图示位置的速度，A正确； B．两卫星通过A点时的加速度大小相等，加速度大小为 加速度方向相同，均指向地心，B错误； C．从P点运动到Q点的过程中，除万有引力做功外，没有其它力做功，卫星S的机械能不变，C正确； D．根据，解得 “夸父一号”卫星的轨道半径大于地球半径，其线速度小于7.9km/s，D错误。 故选AC。 15. 如图甲所示，一长木板P静止于水平地面上，时小物块Q以4m/s的初速度从左端滑上长木板，二者的速度随时间的变化情况如图乙所示，运动过程中，小物块始终未离开长木板。已知长木板P质量为1kg，小物块Q质量为3kg，在运动的全过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小物块与长木板之间的动摩擦因数为0.2 B. 长木板与地面之间的动摩擦因数为0.05 C. 0～1s内小物块对长木板所做的功为8J D. 小物块与长木板之间因摩擦产生的热量为12J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．物块Q的加速度大小为 根据牛顿第二定律得 ，解得 小物块与长木板之间的动摩擦因数为0.2，A正确； B．相对运动时P的加速度为 根据牛顿第二定律得 解得 ，B错误； C．0～1s内木板的位移为 根据动能定理得 解得 ，C错误； D．痕迹长度为 小物块与长木板之间因摩擦产生的热量为，D正确。 故选AD。 三、实验题（本题共3小题，其中第16题6分，第17题4分，第18题6分，共16分） 16. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落。 （1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明小球A在竖直方向的分运动是______ （2）安装图乙研究平抛运动的实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽______（填“需要”或“不需要”）光滑。 （3）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到小球做平抛运动的照片，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取，则频闪相机的拍照频率______，小球平抛初速度的大小为______m/s，小球在B点速度的大小为______m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）自由落体运动 （2）不需要 （3） ①. 5.0 ②. 3.0 ③. 5.0 【解析】 【小问1详解】 甲实验的现象是小球A、B同时落地，由于B做自由落体运动，说明小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动。 【小问2详解】 图乙实验中，小球每次均从斜槽同一位置静止释放，小球克服斜槽摩擦力做功相同，小球每次飞出斜槽末端速度大小相等，可知，斜槽的摩擦对实验没有影响，即斜槽不需要保持光滑。 【小问3详解】 [1]小球竖直方向做自由落体运动，相邻相等时间间隔内的位移差相等，令小边格长为L，则有 解得 则频闪相机的拍照频率 [2]小球水平方向做匀速直线运动，则有 [3]小球竖直方向做自由落体运动，该运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有 则B点的速度 17. 用图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，图乙是变速塔轮的原理示意图。皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。 （1）下列实验中的主要探究方法与本实验相同的是_____。 A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为_____。 A. B. C. D. 4：1 （3）其他条件不变，若增大手柄的转速，则左、右两标尺的格数_____（选填“变多”“变少”或“不变”），两标尺格数的比值_____。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】（1）B （2）B （3） ①. 变多 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，采用的实验方法是控制变量法。 A．探究平抛运动的特点，采用等效思想，故A错误； B．探究加速度与力和质量的关系实验采用的实验方法是控制变量法，故B正确； C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，根据可知，变速塔轮相对应的角速度之比为；根据，由于变速塔轮边缘处的线速度大小相等，则与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为。 故选B。 【小问3详解】 [1]其他条件不变，若增大手柄的转速，则角速度增大，根据可知，左、右两标尺的格数变多； [2]增大手柄的转速，由于与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比不变，角速度之比不变，则向心力之比不变，所以两标尺格数的比值不变。 18. 利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除图示器材外，下列器材中，需要的是______（多选）； A. 直流电源（12V） B. 交流电源（220V，50Hz） C. 天平及砝码 D. 刻度尺 （2）打点计时器打出的一条纸带（如图2）的点（图中未标出）时，重锤开始下落，、、是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的零刻线与点对齐，打点计时器在打出点时重锤下落的高度______cm，下落的速度为______（计算结果保留3位有效数字）。 （3）当地的重力加速度为，若测出纸带上各点到点之间的距离，算出打各点的速度，以为纵轴，为横轴，作出的图像如图3所示，图像未过坐标原点，可能原因是______（A．先释放纸带，后接通电源；B．因为实验过程中有阻力的影响），如果作出的图像为过原点的倾斜直线，且图像的斜率为______，则机械能守恒得到验证。 【答案】（1）BD （2） ①. 19.30##19.28##19.29##19.31##19.32 ②. 1.95 （3） ①. A ②. 2g 【解析】 【小问1详解】 除图示器材外，电火花打点计时器需要连接交流电源（220V，50Hz）；需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离；本实验验证机械能守恒的表达式中质量可以约掉，所以不需要天平测质量。 故选BD。 【小问2详解】 [1]由图可知打点计时器在打出b点时锤下落的高度为 [2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打点计时器在打出b点时重锤下落的速度为 【小问3详解】 [1]由图像可知，当时，速度大于0，即O点已经有了一定初速度，可能是先释放纸带，后接通电源。 故选A。 [2]根据机械能守恒可得 可得 如果作出的图像为过原点的倾斜直线，且图像的斜率为2g，则机械能守恒得到验证。 四，计算题（本题共4小题，其中第19题8分，第20题9分，第21题9分，第22题13分，共39分） 19. 如图所示，某同学对着竖直墙壁练习打网球，该同学使球拍与水平方向夹角为，在点击中网球，球以的速度垂直球拍离开点，恰好垂直击中墙壁上的点，忽略空气阻力的影响，，求 （1）网球在点与墙壁碰撞时的速度大小； （2）网球由点运动到点的时间； （3）、两点间的水平距离。 【答案】（1） （2）1.6s （3）19.2m 【解析】 【小问1详解】 网球的逆向运动（由P点到O点）为平抛运动，对O点速度进行分解可得 【小问2详解】 在竖直方向上有 解得 【小问3详解】 O、P两点间的水平距离 20. 有一种叫飞椅的游乐项目，示意图如图所示。长为的钢绳一端系着飞椅，飞椅质量为10kg。另一端固定在半径为的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。设当转盘匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角，不计钢绳的重力和空气阻力，求 （1）求转动时钢绳对飞椅的拉力大小； （2）飞椅匀速转动的角速度大小； （3）若一个质量为40kg的小孩坐在飞椅内随飞椅一起以（2）中的角速度匀速转动，求小孩对飞椅的作用力大小。 【答案】（1）125N （2） （3）500N 【解析】 【小问1详解】 对飞椅受力分析，如图所示 由受力分析可得 【小问2详解】 由受力分析可得 飞椅转动的轨道半径为 根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 根据牛顿第二定律有 根据平行四边形定则可得飞椅对小孩的作用力大小为 由牛顿第三定律小孩对飞椅作用力大小为500N。 21. 如图所示为电动机以恒定功率吊起货物的情境。质量为的货物由静止开始竖直向上运动，上升高度时恰好达到最大速度。已知电动机输出的机械功率恒为，重力加速度为，空气阻力大小恒为，其它阻力不计，求： （1）货物上升高度这个过程中克服空气阻力做的功； （2）货物上升过程中的最大速度； （3）货物达到最大速度需要的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 货物上升高度这个过程中克服空气阻力做的功为 【小问2详解】 对货物受力分析，根据牛顿第二定律有 功率有 当时，货物速度最大，有 【小问3详解】 根据能量守恒定律有 联立解得 22. 如图所示为某游戏轨道模型图，该装置由固定在水平地面上倾角的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、水平直轨道EF，传送带FG，MN为是固定于水平地面上的薄平板，除直轨道EF和传送带FG外其余各段轨道均光滑，且各处平滑连接。现将一可视为质点的滑块自A点静止释放，经螺旋圆形轨道BCDE后，滑上传送带FG。已知滑块质量，A距B所在的水平面高度，圆轨道半径，水平直轨道EF长，传送带FG长并可向右匀速传动，M与G水平距离，高度差，平板MN长，滑块与直轨道EF和传送带FG间的动摩擦因数均为，，，，求： （1）滑块通过轨道B点的速度大小； （2）滑块通过圆轨道最低点C时对轨道的压力大小； （3）若传送带不转动，滑块从A点由静止释放时落在平板上离M点的距离； （4）要使滑块从A点由静止释放时落在平板上，求传送带的速度范围。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）滑块从A到B过程，根据动能定理，有 解得 （2）滑块从A点到C点的过程中，由机械能守恒定律有 对滑块在C点受力分析有 由牛顿第三定律有 解得 （3）若传送带不动，设滑块运动到G点的速度为，从C点到G点由动能定理 可得 G点飞出做平抛，由，可得G点飞出后的水平距离 则落地点离M点的距离 （4）若传送带一直对滑块做正功，设滑块运动到G点的速度为，从C点到G点由动能定理 可得 设滑块从G点飞出后能够到达平板的最小速度为，最大速度为，则 ，， 可得 ， 故要使滑块从A点由静止释放时落在平板上，传送带的速度范围 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$