精品解析：山东省青岛市2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

2024—2025学年度第二学期第一学段模块检测 高一物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，只需要上交答题卡。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 红军为突破第五次反“围剿”，需要用最短的时间渡过于都河。若渡河区域内的河岸平直，水流速度方向处处与河岸平行，越靠近河中央，水流速度越大，设木船相对静水的速度大小恒定。则木船在出发点与登陆点之间可能的运动轨迹是（　　） A. B. C. D. 2. 某质点在xOy平面内运动，时，质点位于x轴上。它在x轴方向的位移-时间图像如图甲所示，在y轴方向的速度-时间图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 质点运动轨迹为直线 B. 时质点的速度大小为4m/s C. 时质点的位置坐标为（4m，1m） D. 时质点的速度方向与x轴正方向夹角小于135° 3. 如图所示为一圆形餐桌的俯视图，餐桌中间放置一个可绕其中心轴转动的玻璃圆盘，在圆盘的边缘放置餐具。启动电机，餐具随圆盘一起做圆周运动。已知圆盘的半径为R，餐具与圆盘之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，不计餐具大小。下列说法正确的是（　　） A. 餐具随圆盘转动过程中受重力、支持力、摩擦力和向心力作用 B. 启动电机瞬间，餐具受到的摩擦力方向指向圆盘中心 C. 圆盘匀速转动过程中，餐具受到的摩擦力大小一定为 D. 为防止餐具滑下圆盘，圆盘转动的角速度最大值为 4. “套圈”是很多人喜欢的游戏项目。如图所示，某同学将相同套环分两次从同一位置水平抛出，分别套中Ⅰ、Ⅱ号物品。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 套中Ⅰ号物品，套环在空中运动的时间短 B. 套中Ⅰ号物品，套环在空中速度变化的慢 C. 套中Ⅱ号物品，套环被抛出时的速度较大 D. 套中Ⅱ号物品，套环重力的平均功率较大 5. 生活中人们常用定滑轮来升降物体。如图所示，一根不可伸长的轻绳绕过光滑的定滑轮，轻绳一端系着质量为m的重物，某人抓着轻绳另一端以速度v向右匀速移动，经过某一位置时，轻绳与水平方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A. 重物上升的速度为 B. 重物向上做加速运动 C. 地面给人的摩擦力方向水平向左 D. 轻绳对重物的拉力与重物的重力大小相等 6. 中国行星探测器天问二号预计于2025年发射，用于对小行星2016HO3和主带彗星311P进行探测。如图所示，地球绕太阳做圆周运动，小行星2016HO3和主带彗星311P绕太阳沿椭圆轨道公转。已知2016HO3和311P公转轨道半长轴分别为1AU和2.2AU（AU为天文单位，即日地之间的距离）。下列说法正确的是（　　） A. 311P的公转周期小于3年 B. 2016HO3的公转周期比311P公转周期小 C. 天问二号探测器在地面上的发射速度将超过第三宇宙速度 D. 地球和2016HO3与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 7. 如图所示，从倾角为的斜面上的P点，以初速度水平抛出一个小球，经时间t落在斜面上Q点，此时小球速度大小为v，方向与斜面的夹角为。若将小球从斜面上的P′点以初速度水平抛出，要使小球仍能落在Q点。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球在空中运动的时间变为2t B. 小球在Q点的速度大小变为4v C. P′Q之间的距离是PQ之间距离的2倍 D. 小球在Q点的速度方向与斜面的夹角变为 8. 如图所示，水平地面上有一横截面为正方形的建筑物，其边长为10m，A为正方形左上方的顶点。某同学将足球从地面斜向上踢出，足球恰好能越过建筑物。已知足球的质量m=0.4kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 从地面到A点重力对足球做的功为40J B. 足球在A点的最小速度为 C. 该同学踢球瞬间足球获得的最小速度大小为 D. 该同学踢球瞬间足球获得的最小速度的方向与水平方向的夹角为45° 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，两根长度相同的细线上端固定在天花板上的同一点，下端系质量均为m的小球，将两小球拉离竖直位置，分别给两小球一个与悬线垂直的速度使两小球做圆周运动。已知小球a做圆周运动的半径比小球b大，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球a做圆周运动的线速度较大 B. 小球b做圆周运动的线速度较大 C. 小球a做圆周运动的周期较大 D. 小球b做圆周运动的周期较大 10. 在高度差一定的不同光滑轨道中，小球滚下用时最短的轨道叫做最速降线轨道。如图所示，在高度差相同的三个光滑轨道中，将三个完全相同的小球分别放在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道的顶端，同时由静止释放，发现Ⅲ轨道上的小球最先到达底端。下列说法正确的是（　　） A. 三个小球到达底端时的速度相同 B. Ⅰ轨道上小球到达底端时重力的瞬时功率最大 C. Ⅱ轨道上小球在运动过程中位移随时间均匀变化 D. Ⅲ轨道上小球到达底端过程中重力的平均功率最大 11. 中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，如图甲所示，两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相同。测得两卫星之间的距离d随时间t变化的关系如图乙所示，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. a、b两卫星的运行半径之比为1:2 B. a、b两卫星的向心加速度比为1:4 C. a、b两卫星的公转周期之比为1:2 D. a卫星的周期为 12. 2024年10月1日8时36分，由我国自主研发的“复兴号”智能动车组G62次列车开始运行。某次运行过程中，列车的速度随时间变化的关系如图所示，图中前后两段直线均与中间曲线相切，列车最终以额定功率行驶。已知列车的额定功率，列车运行过程中受到的阻力大小恒定，下列说法正确的是（　　） A. 列车受到的阻力大小为100N B. 列车匀加速过程中受到的牵引力大小为2.0×105N C. 列车速度为80m/s时，加速度大小为6.25×10-2m/s2 D. 列车从启动到达到最大速度，前进的距离为20km 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某学习小组用如图所示的实验装置测量当地重力加速度g。将小球用轻绳系于固定在铁架台上的拉力传感器上，同时在正下方的适当位置固定光电门，使小球通过轨迹最低点时恰好通过光电门，测得小球的直径为D，绳长为L。 （1）将小球拉至某一位置由静止释放，记下小球通过光电门时拉力传感器的示数F和挡光时间t，则小球通过光电门时的速度大小v=________； （2）改变小球释放位置，多次测量几组数据后，作出图像。已知图像的斜率为k，截距为b，可求得小球质量m=________，重力加速度g=________。（用已知的物理量表示） 14. 某实验小组用如图甲所示的装置探究平抛运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的背板上，小球从斜槽上由静止释放，沿斜槽轨道下滑并从末端水平飞出，落在水平挡板上，由于挡板靠近背板一侧较低，小球落在挡板上时，小球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放小球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。取下白纸，以小球在斜槽末端时的球心在背板上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴，将痕迹点用平滑曲线连接起来，得到图乙中实线所示的轨迹图像。已知当地的重力加速度g=9.8m/s2。请回答以下问题： （1）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 必须选取光滑的斜槽进行实验 B. 实验时应选择密度大、体积小的钢球 C. 每次小球必须从同一位置由静止释放 D. 上下移动挡板时，挡板高度必须等间距变化 （2）根据图乙中A点的位置坐标，可计算出小球做平抛运动的初速度v0=________m/s，A点的速度方向与水平方向夹角的正切值为________；（结果均保留两位有效数字） （3）为尽可能获得多组数据，使描绘出的小球运动的轨迹如乙图中虚线所示，应将小球的释放位置________（填“调高”或“调低”）。 15. 2024年10月23日，国内首条口岸区域无人机配送航线在深圳开航，利用无人机进行快递配送的目的主要在于解决偏远地区的配送问题，提高配送效率。如图所示，无人机悬停在距水平地面3.2m高度处，某时刻以2m/s2的加速度水平向右飞行，经过3s释放一包裹。已知重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）包裹落地时的速度； （2）包裹落地点与悬停点之间的水平距离。 16. 我国部分品牌的手机实现了卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示，三颗赤道上空的通信卫星能够实现环赤道全球通信。已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球同步卫星离地高度为6R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，求： （1）通信卫星和地球自转周期之比； （2）能实现全球通信时，通信卫星的最大线速度。 17. 如图所示，一质量m=2kg的小滑块（可视为质点）静置在水平台面上a点，b为台面右端点，a、b两点间的距离L=3.0m。平台右侧的水平地面上有一截面半径R=1.0m的光滑圆弧形凹槽，c点和e点为凹槽的上边缘，d点为凹槽的最低点，b点到水平面的高度h=0.45m。小滑块在功率恒为31W的水平外力F作用下从a点由静止开始运动，经1s运动到b点时撤去外力F，小滑块自b点水平飞出恰好在c点沿切线进入凹槽。已知小滑块与水平台面间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小滑块从b点飞出时的速度大小； （2）小滑块运动到d点时，对凹槽的压力大小； （3）小滑块滑至凹槽上e点时的加速度大小（结果可保留根号）。 18. 如图所示，一处于竖直平面内的轨道模型由倾角的光滑直轨道AB、圆心为O1的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2的半圆形光滑细圆管轨道DEF和倾角为37°的粗糙直轨道FG组成，B、D和F为轨道间的相切点，固定在G点（与B点等高）的弹性板垂直轨道FG，B、O1、D、O2和F点处于同一直线上。小滑块从轨道AB上某点由静止释放沿轨道运动，与弹性板碰撞后原速率弹回。已知小滑块质量m=2kg，轨道BCD和轨道DEF的半径R=0.3m，轨道AB长度，滑块与轨道FG间动摩擦因数，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求： （1）要使滑块能通过F点，释放点与B点间的距离需满足的条件； （2）滑块恰好能通过F点时，在F点与轨道间的作用力大小； （3）滑块最终静止在轨道FG上中点时，释放点与B点间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025学年度第二学期第一学段模块检测 高一物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，只需要上交答题卡。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 红军为突破第五次反“围剿”，需要用最短的时间渡过于都河。若渡河区域内的河岸平直，水流速度方向处处与河岸平行，越靠近河中央，水流速度越大，设木船相对静水的速度大小恒定。则木船在出发点与登陆点之间可能的运动轨迹是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】以最短的时间过河，则木船的船头垂直于河岸，木船渡河同时参与了两个运动，垂直河岸的分运动和平行河岸的分运动，其中垂直河岸的分速度等于木船相对静水的速度，保持不变；平行河岸的分速度等于水速，根据题意可知平行河岸的分速度先增大后减小，故木船的加速度先平行河岸向右，后平行河岸向左，木船做曲线运动，根据加速度方向位于轨迹的凹侧可知，D图正确。 故选D。 2. 某质点在xOy平面内运动，时，质点位于x轴上。它在x轴方向的位移-时间图像如图甲所示，在y轴方向的速度-时间图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 质点的运动轨迹为直线 B. 时质点的速度大小为4m/s C. 时质点的位置坐标为（4m，1m） D. 时质点的速度方向与x轴正方向夹角小于135° 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，质点在x轴方向做匀速直线运动，y轴做初速度为零的匀加速直线运动，合速度与加速度不共线，故质点做匀变速曲线运动，故A错误； B．时质点在x轴方向的速度大小为 质点在y轴方向的速度大小为 故时质点的速度大小为 故B错误； C．时质点在x轴方向的位置为 质点在y轴方向的位置为 故时质点的位置坐标为（4m，1m），故C正确； D．时设质点的速度与x轴负方向夹角为，满足 故 则时质点的速度方向与x轴正方向夹角为 即大于135°，故D错误。 故选C。 3. 如图所示为一圆形餐桌的俯视图，餐桌中间放置一个可绕其中心轴转动的玻璃圆盘，在圆盘的边缘放置餐具。启动电机，餐具随圆盘一起做圆周运动。已知圆盘的半径为R，餐具与圆盘之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，不计餐具大小。下列说法正确的是（　　） A. 餐具随圆盘转动过程中受重力、支持力、摩擦力和向心力作用 B. 启动电机的瞬间，餐具受到的摩擦力方向指向圆盘中心 C. 圆盘匀速转动过程中，餐具受到的摩擦力大小一定为 D. 为防止餐具滑下圆盘，圆盘转动的角速度最大值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．餐具随圆盘转动过程中受重力、弹力、摩擦力，向心力是效果力，故A错误； B．启动电机的瞬间，餐具的速度逐渐增大，不是匀速圆周运动，则餐具受到的摩擦力方向与圆盘中心有夹角，故B错误； C．圆盘匀速转动过程中，餐具受到静摩擦力作用，不一定为，故C错误； D．为使餐具不从圆盘上滑下，向心力不能大于最大静摩擦力，则 解得 故为使餐具不滑到餐桌上，圆盘的角速度的最大值为 故D正确。 故选D。 4. “套圈”是很多人喜欢的游戏项目。如图所示，某同学将相同套环分两次从同一位置水平抛出，分别套中Ⅰ、Ⅱ号物品。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 套中Ⅰ号物品，套环在空中运动的时间短 B. 套中Ⅰ号物品，套环在空中速度变化的慢 C. 套中Ⅱ号物品，套环被抛出时的速度较大 D. 套中Ⅱ号物品，套环重力的平均功率较大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据平抛运动规律，竖直方向的位移公式为 可得套中物品的时间与高度有关，则两次时间相同，故A错误； B．两次套环都做平抛运动，加速度恒定，根据可知，套环在空中速度变化快慢相同，故B错误； C．根据平抛运动规律，水平方向的位移为 可得套中Ⅱ号物品，水平位移较大，套环速度较大，故C正确； D．套中物品过程中，下落高度相同，时间相同，根据可知，套环重力平均功率相同，故D错误。 故选C。 5. 生活中人们常用定滑轮来升降物体。如图所示，一根不可伸长的轻绳绕过光滑的定滑轮，轻绳一端系着质量为m的重物，某人抓着轻绳另一端以速度v向右匀速移动，经过某一位置时，轻绳与水平方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A. 重物上升的速度为 B. 重物向上做加速运动 C. 地面给人的摩擦力方向水平向左 D. 轻绳对重物的拉力与重物的重力大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】AB．将绳子被人握的一端速度分解 沿绳方向速度大小相等，重物经过图示位置的速度为 人向右以速度v匀速移动过程中，绳与水平方向的夹角逐渐减小，增大，重物加速上升，故A错误，B正确； C．人受到绳子拉力在水平方向上的分量是向左的，所以人受到地面的向右的摩擦力，故C错误； D．重物向上做加速运动，绳对重物的拉力大于它的重力，故D错误； 故选B。 6. 中国行星探测器天问二号预计于2025年发射，用于对小行星2016HO3和主带彗星311P进行探测。如图所示，地球绕太阳做圆周运动，小行星2016HO3和主带彗星311P绕太阳沿椭圆轨道公转。已知2016HO3和311P公转的轨道半长轴分别为1AU和2.2AU（AU为天文单位，即日地之间的距离）。下列说法正确的是（　　） A. 311P的公转周期小于3年 B. 2016HO3公转周期比311P公转周期小 C. 天问二号探测器在地面上的发射速度将超过第三宇宙速度 D. 地球和2016HO3与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据开普勒第三定律 可知，2016HO3的公转周期比311P公转周期小； 由于 解得311P的公转周期为年 故A错误，B正确； C．天问二号用于对绕太阳沿椭圆轨道公转的小行星2016HO3和主带彗星311P进行探测，其围绕太阳运动，则发射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度，故C错误； D．开普勒第二定律只适用于同一个行星，故D错误； 故选B。 7. 如图所示，从倾角为的斜面上的P点，以初速度水平抛出一个小球，经时间t落在斜面上Q点，此时小球速度大小为v，方向与斜面的夹角为。若将小球从斜面上的P′点以初速度水平抛出，要使小球仍能落在Q点。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球在空中运动的时间变为2t B. 小球在Q点的速度大小变为4v C. P′Q之间的距离是PQ之间距离的2倍 D. 小球在Q点的速度方向与斜面的夹角变为 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球在空中做平抛运动，小球落在斜面上时有 可得 则当初速度变为原来2倍时，小球在空中的运动时间变为原来的2倍，即小球在空中运动的时间变为2t，A正确； C．根据 可知，初速度变为原来的2倍，则水平位移变为原来的4倍，其中小球的位移大小 可知PQ间距变为原来的4倍，则P′Q之间的距离是PQ之间距离的4倍，故C错误； D．小球落在斜面上的速度与水平方向夹角的正切值 可知速度方向与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，因为位移与水平方向夹角θ不变，则速度与水平方向夹角不变，所以两个角度之差，即α不变，与初速度无关，故D错误； B．小球落到斜面上时的速度为 初速度变为原来的2倍，故小球在Q点的速度大小变为2v，故B错误。 故选A。 8. 如图所示，水平地面上有一横截面为正方形的建筑物，其边长为10m，A为正方形左上方的顶点。某同学将足球从地面斜向上踢出，足球恰好能越过建筑物。已知足球的质量m=0.4kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 从地面到A点重力对足球做的功为40J B. 足球在A点的最小速度为 C. 该同学踢球瞬间足球获得的最小速度大小为 D. 该同学踢球瞬间足球获得的最小速度的方向与水平方向的夹角为45° 【答案】C 【解析】 【详解】A．从地面到A点重力对足球做的功为J 故A错误； BCD．设足球在建筑物左边顶端处速度与水平方向夹角为，从左边顶端到最高点时间为，水平方向 竖直方向 联立解得 当 =45°时，最小速度为 显然最小时，足球从地面上被踢出时的速度也最小，设与水平方向的夹角为，从地面到建筑物左边顶端，水平方向有 竖直方向有 解得， 故BD错误，C正确； 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，两根长度相同的细线上端固定在天花板上的同一点，下端系质量均为m的小球，将两小球拉离竖直位置，分别给两小球一个与悬线垂直的速度使两小球做圆周运动。已知小球a做圆周运动的半径比小球b大，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球a做圆周运动的线速度较大 B. 小球b做圆周运动的线速度较大 C. 小球a做圆周运动的周期较大 D. 小球b做圆周运动的周期较大 【答案】AD 【解析】 【详解】对其中一个小球受力分析，小球受重力，绳子的拉力，设绳长为l，将重力与拉力合成，根据牛顿第二定律有 解得， 小球b做圆周运动的周期较大，小球a做圆周运动的线速度较大。 故选AD。 10. 在高度差一定的不同光滑轨道中，小球滚下用时最短的轨道叫做最速降线轨道。如图所示，在高度差相同的三个光滑轨道中，将三个完全相同的小球分别放在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道的顶端，同时由静止释放，发现Ⅲ轨道上的小球最先到达底端。下列说法正确的是（　　） A. 三个小球到达底端时的速度相同 B. Ⅰ轨道上小球到达底端时重力的瞬时功率最大 C. Ⅱ轨道上小球在运动过程中位移随时间均匀变化 D. Ⅲ轨道上小球到达底端的过程中重力的平均功率最大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．速度是矢量，三个铁球到达底端时的速度方向不同，故A错误； B．三个铁球运动的位移相同，重力做功相同，全程只有重力做功，由动能定理知三个铁球的末动能相同，则末速度相等，且Ⅰ轨道速度与水平方向夹角最大，根据 可知Ⅰ轨道上小球到达底端时重力的瞬时功率最大，故B正确； C．Ⅱ轨道上，根据牛顿第二定律 可知 则加速度恒定，根据可知，Ⅱ轨道上小球在运动过程中位移随时间的平方均匀变化，故C错误； D．三个铁球运动的位移相同，且Ⅲ轨道上的小球最先到达底端，所用时间最少，根据可知，Ⅲ轨道上小球到达底端的过程中重力的平均功率最大，故D正确。 故选BD。 11. 中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，如图甲所示，两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相同。测得两卫星之间的距离d随时间t变化的关系如图乙所示，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. a、b两卫星的运行半径之比为1:2 B. a、b两卫星的向心加速度比为1:4 C. a、b两卫星的公转周期之比为1:2 D. a卫星的周期为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知， 解得， 所以a、b两卫星的运行半径之比为1:2，故A正确； B．根据牛顿第二定律 可得卫星运动的向心加速度为 则a、b两卫星的向心加速度大小之比 故B错误； C．根据牛顿第二定律 可得卫星运动的周期为 则a、b两卫星的周期之比 故C错误； D．由题意可知，满足 其中 解得a卫星的周期为 故D正确。 故选AD。 12. 2024年10月1日8时36分，由我国自主研发的“复兴号”智能动车组G62次列车开始运行。某次运行过程中，列车的速度随时间变化的关系如图所示，图中前后两段直线均与中间曲线相切，列车最终以额定功率行驶。已知列车的额定功率，列车运行过程中受到的阻力大小恒定，下列说法正确的是（　　） A. 列车受到的阻力大小为100N B. 列车匀加速过程中受到的牵引力大小为2.0×105N C. 列车速度为80m/s时，加速度大小为6.25×10-2m/s2 D. 列车从启动到达到最大速度，前进的距离为20km 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．列车最终以额定功率行驶，由图可知，列车运动500s时，达到最大速度为 此后列车做匀速直线运动，列车受到的阻力等于牵引力 即，A错误； B．在200s时列车恰好达到额定功率，设此时牵引力为F1​，有，且 可得 列车匀加速过程中受到的牵引力一直不变，为2.0×105N，B正确； C．由图可知，0~200s列车做匀加速直线运动，加速度 此过程牵引力为F1​，而阻力仍为f，由牛顿第二定律得 即 当速度为80m/s时，列车已达到额定功率，此时牵引力 由牛顿第二定律得 此时加速度为 C正确； D．0~200s匀加速过程，列车的位移 200s~500s变加速过程，列车以额定功率行驶，设此过程列车位移为x2 由动能定理得 结合解得 列车从启动到达最大速度，前进的距离为 D正确。 故选BCD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某学习小组用如图所示的实验装置测量当地重力加速度g。将小球用轻绳系于固定在铁架台上的拉力传感器上，同时在正下方的适当位置固定光电门，使小球通过轨迹最低点时恰好通过光电门，测得小球的直径为D，绳长为L。 （1）将小球拉至某一位置由静止释放，记下小球通过光电门时拉力传感器的示数F和挡光时间t，则小球通过光电门时的速度大小v=________； （2）改变小球的释放位置，多次测量几组数据后，作出图像。已知图像的斜率为k，截距为b，可求得小球质量m=________，重力加速度g=________。（用已知的物理量表示） 【答案】（1） （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 小球经过光电门时的挡光时间极短，则该过程的平均速度近似等于小球通过光电门时的瞬时速度，故小球通过光电门时的速度大小为 【小问2详解】 [1][2]小球通过最低点时的向心力为细线的拉力与小球重力的合力，即 整理得 由图可知， 解得小球的质量为 重力加速度为 14. 某实验小组用如图甲所示的装置探究平抛运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的背板上，小球从斜槽上由静止释放，沿斜槽轨道下滑并从末端水平飞出，落在水平挡板上，由于挡板靠近背板一侧较低，小球落在挡板上时，小球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放小球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。取下白纸，以小球在斜槽末端时的球心在背板上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴，将痕迹点用平滑曲线连接起来，得到图乙中实线所示的轨迹图像。已知当地的重力加速度g=9.8m/s2。请回答以下问题： （1）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 必须选取光滑的斜槽进行实验 B. 实验时应选择密度大、体积小的钢球 C. 每次小球必须从同一位置由静止释放 D. 上下移动挡板时，挡板高度必须等间距变化 （2）根据图乙中A点的位置坐标，可计算出小球做平抛运动的初速度v0=________m/s，A点的速度方向与水平方向夹角的正切值为________；（结果均保留两位有效数字） （3）为尽可能获得多组数据，使描绘出的小球运动的轨迹如乙图中虚线所示，应将小球的释放位置________（填“调高”或“调低”）。 【答案】（1）BC （2） ①. 1.0 ②. 0.98 （3）调低 【解析】 【小问1详解】 AC．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但每次小球必须从同一位置由静止释放，从而确保初速度相等，故A错误，C正确； B．实验时应选择密度大、体积小的钢球，减小空气阻力的影响，故B正确； D．挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 [1]根据平抛运动规律有、 解得 [2]根据几何关系可知 【小问3详解】 虚线所对应的钢球水平射程较小，则初速度较小，在斜槽上释放的位置较低，故小球的释放位置应调低。 15. 2024年10月23日，国内首条口岸区域无人机配送航线在深圳开航，利用无人机进行快递配送的目的主要在于解决偏远地区的配送问题，提高配送效率。如图所示，无人机悬停在距水平地面3.2m高度处，某时刻以2m/s2的加速度水平向右飞行，经过3s释放一包裹。已知重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）包裹落地时的速度； （2）包裹落地点与悬停点之间的水平距离。 【答案】（1）方向与水平方向夹角 （2）13.8m 【解析】 【小问1详解】 包裹释放时的速度为 落地时，竖直方向的速度满足 落地的速度为 解得方向与水平方向夹角 则 小问2详解】 水平加速度位移为m 根据平抛运动规律有、 解得m 16. 我国部分品牌的手机实现了卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示，三颗赤道上空的通信卫星能够实现环赤道全球通信。已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球同步卫星离地高度为6R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，求： （1）通信卫星和地球自转周期之比； （2）能实现全球通信时，通信卫星的最大线速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对通信卫星有 地球的自转周期与静止卫星相同，对静止卫星有 整理有 小问2详解】 卫星做匀速圆周运动由万有引力提供向心力有 得 又因为 联立得 能实现全球通信时，卫星离地高度至少R，所以卫星的最大线速度为。 17. 如图所示，一质量m=2kg的小滑块（可视为质点）静置在水平台面上a点，b为台面右端点，a、b两点间的距离L=3.0m。平台右侧的水平地面上有一截面半径R=1.0m的光滑圆弧形凹槽，c点和e点为凹槽的上边缘，d点为凹槽的最低点，b点到水平面的高度h=0.45m。小滑块在功率恒为31W的水平外力F作用下从a点由静止开始运动，经1s运动到b点时撤去外力F，小滑块自b点水平飞出恰好在c点沿切线进入凹槽。已知小滑块与水平台面间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小滑块从b点飞出时的速度大小； （2）小滑块运动到d点时，对凹槽的压力大小； （3）小滑块滑至凹槽上e点时的加速度大小（结果可保留根号）。 【答案】（1）4m/s （2）78N （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块从a点到b点的过程，根据动能定理 解得小滑块从b点飞出时的速度大小为 【小问2详解】 在c点竖直方向有 解得 小滑块自c点沿切线进入凹槽，则 由几何关系 解得 则小滑块在c点的速度为 小滑块从c点到d点的过程，根据动能定理 解得 设凹槽对小滑块的支持力为，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律，滑块运动到d点时，对凹槽的压力大小等于凹槽对滑块的支持力 【小问3详解】 根据运动的对称性可知 根据重力垂直弧面的分力和轨道对滑块的支持力的合力提供向心力，则垂直轨道的向心加速度大小为 沿轨道方向的合力为重力沿轨道方向的分力 解得 则小滑块滑至凹槽上e点时的加速度大小为 18. 如图所示，一处于竖直平面内的轨道模型由倾角的光滑直轨道AB、圆心为O1的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2的半圆形光滑细圆管轨道DEF和倾角为37°的粗糙直轨道FG组成，B、D和F为轨道间的相切点，固定在G点（与B点等高）的弹性板垂直轨道FG，B、O1、D、O2和F点处于同一直线上。小滑块从轨道AB上某点由静止释放沿轨道运动，与弹性板碰撞后原速率弹回。已知小滑块质量m=2kg，轨道BCD和轨道DEF的半径R=0.3m，轨道AB长度，滑块与轨道FG间动摩擦因数，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求： （1）要使滑块能通过F点，释放点与B点间的距离需满足的条件； （2）滑块恰好能通过F点时，在F点与轨道间的作用力大小； （3）滑块最终静止在轨道FG上中点时，释放点与B点间的距离。 【答案】（1） （2）8N （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 要保证滑块能到F点，必须能过的最高点，当滑块恰能达到最高点时，根据动能定理可得 解得 因此要使滑块能通过F点，释放点与B点间的距离需满足的条件为 【小问2详解】 滑块恰好能通过F点时，根据动能定理可得 在F点，对滑块由牛顿第二定律 解得 由牛顿第三定律可知，滑块恰好能通过F点时，在F点与轨道间的作用力大小为8N。 【小问3详解】 设摩擦力做功为第一次到达中点时的n倍，由动能定理 其中 解得 又因为 当时，有 当时，有 当时，有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$