精品解析：上海市上海师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

2024学年度上海师范大学附属中学高一第二学期期中（等级）教学质量调研 物理试卷 （考试时间60分钟 满分100分） 考生注意： 1、 本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，不得全选，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项 2、 试卷共5页，答题纸共4页，在答题纸上准确填写个人信息，所有选涂部分均在选择题作答区。 3、 本卷标有：“简答”“计算”“论证”的题目均需给出必要计算，说明过程。 4、 若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、斜面实验（本大题共19分） 1. 伽利略的斜面实验是人类历史上的光辉，伽利略首次系统性地通过可控实验（如改变斜面倾角、测量时间和距离）研究自然规律，标志着物理学从思辨转向实证，并引入了数学研究和实验结合的科学方法。 （1）伽利略在对落体运动的研究过程中开创的科学研究方法可以用下面的流程图表示： 则方框1和2中的方法和对应内容存在不正确的是有（　　） A. 1是猜想假设：落体运动的速度v和时间t成正比 B. 1是数学推演：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比 C. 2是得出结论：落体运动的速度v和时间t成正比 D. 2是得出结论：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比 （2）判断正误：为了研究自由落体运动的规律，伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度的概念（ ） （3）（论证）如图（a）所示，将质量为m的小球在长为l、倾角为θ的光滑斜面最上端由静止释放。（重力加速度为g）请借助此模型，通过数学推演证明：如图（b）所示的实验中理想斜面倾角θ越小，越容易测量时间。 （4）小丁同学借助（2）题中图（a）斜面装置，他将电子天平放在斜面底下，让小球从斜面最上方静止开始下滑至斜面底部，并在斜面底部安装了一个如图（b）中的挡板，使得小球撞到挡板后，无法脱离斜面，小球反弹1次后最终在斜面底端静止。则： ①（简答）电子天平是如何测量物体质量的？请说明其中逻辑：____________。 ②小球从静止下落开始到最终静止后2s内，电子天平的示数将如何变化：_______。 【答案】（1）BCD （2）正确 （3）见解析 （4） ①. 见解析 ②. 见解析 【解析】 【小问1详解】 A．伽利略在研究落体运动时，先进行猜想假设，认为落体运动的速度v和时间t成正比，这是科学研究的合理步骤，故A正确； B．1处应该是猜想假设，而不是数学推测，并且根据v = at（如果v∝t），通过运动学公式x=v0t+（这里v0 = 0），可得x=，即位移x和时间平方成正比是在假设v∝t基础上的推导结果，不是1处的内容，故B错误；  CD．2处是在实验研究和逻辑推理（包括数学推演）后得出结论，由前面假设v∝t，经过一系列推导得出小球沿光滑斜面得位移x与时间得平方成正比，故CD错误； 故答案为BCD。 【小问2详解】 为了研究自由落体运动的规律，伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度的概念，该说法正确； 【小问3详解】 对小球进行受力分析，如图所示 沿斜面方向正交分解可知，水平方向有ma＝Gx＝mgsinθ 即a＝gsinθ 由于 可得 所以a越小，时间t越长。由于在时，θ越小，sinθ越小，a越小。由此可知：如图（b）所示的实验中理想斜面倾角θ越小，越容易测量时间。 【小问4详解】 ①电子天平是利用力电转换原理来测量物体质量的。当物体放在电子天平秤盘上时处于平衡状态，物体受到重力G = mg，其所受重力和电子天平对其支持力是一对平衡力。由牛顿第三定律，此时其重力等于其所受支持力等于物体给电子天平压力，电子天平通过测定压力并除以重力加速度g，测得物体质量，通过对电信号进行处理和转换，电子天平就能显示出物体的质量。 ②电子天平示数先不变，然后瞬间增大随后立即减小，静止瞬间增大，静止后2s示数保持不变，最后稳定在小球质量对应的示数。 二、硬币（本大题共17分） 2. 生活中处处是物理，不起眼的硬币也可以用来探究许多物理规律，回答下列有关问题： （1）如图所示，桌面上放置一张纸和一枚硬币，硬币静止在纸面上，现用手迅速拉动纸的一边，硬币相对纸滑动，则此过程中（　　） A. 拉动速度越大，硬币受到摩擦力越小 B. 拉动速度越小，硬币离开纸时的速度越小 C. 手用力越大，硬币受到摩擦力越大 D. 手用力越小，硬币离开纸时的速度越大 （2）滚筒洗衣机在运行脱水程序时，有一硬币（可视为质点）被单独甩到滚筒的筒壁上，随筒壁一起在竖直平面内做匀速圆周运动。如图中A、C两点分别为滚筒的最高和最低位置，B、D两点分别为与滚筒水平中心轴等高的位置。则下列说法中错误的是（       ） A. 硬币在A点所受合力不小于其自身重力 B. 硬币在B、D两点的加速度相同 C. 从A点运动到B点的过程中，硬币所受合力逐渐增大 D. 从B点运动到C点的过程中，硬币所受的合力做正功 （3）在水平面上，将1个硬币，绕另1个静止的硬币转动做匀速圆周运动（忽略阻力不计），通过该实验可知（　　） A. 质点绕某点运转的角速度与该质点所在物体的角速度无关 B. 某物体相对另一物体的角速度，与其自身转过的角度不一定成正比 C. 做匀速圆周运动的物体的线速度大小与其经过的路程无关 D. 若外面转动的硬币半径比内部的硬币大，保持角速度不变，则线速度会减小。 （4）小张同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。 测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2（m1>m2）。将硬币a放置在斜面上某一位置，标记此位置为B。由静止释放a，当a停在水平面上某处时，测量a从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币b放置在O处，左侧与O点重合，将a放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量a、b从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。 ①在本实验中，b选用的是___________（选填“一元”或“一角”）硬币； ②碰撞后，b在O点时速度的大小可表示为___________（设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）； ③若a、b发生弹性碰撞，则___________ 【答案】（1）D （2）BCD （3）C （4） ①. 一角 ②. ③. 1∶1 【解析】 【小问1详解】 AC．硬币相对纸滑动，硬币受到摩擦力为滑动摩擦力，只与动摩擦因数和纸面对硬币支持力有关，故AC错误； BD．硬币在摩擦力作用下做匀加速直线运动，加速度 硬币离开纸时的速度 手用力越小和拉动速度越小，硬币与纸面作用时间越长，硬币离开纸时的速度越大，故B错误，D正确。 故选D 。 【小问2详解】 A．硬币做匀速圆周运动在A点： 要使硬币不脱离筒壁，则，所以硬币在A点所受合力不小于其自身重力，故A正确； B．加速度是矢量，硬币在B、D两点的加速度方向不相同，故B错误； C．从A点运动到B点过程中做匀速圆周运动，硬币所受合力大小不变，故C错误； D．从B点运动到C点的过程中做匀速圆周运动动能不变，硬币所受的合力不做功，故D错误。 由于选择错误选项，故选 BCD。 【小问3详解】 A．质点绕某点运转的角速度与该质点所在物体的角速度相同，故A错误； B．可知：某物体相对另一物体的角速度，与其自身转过的角度变化率有关，故B错误； C．可知：做匀速圆周运动的物体的线速度大小与路程的变化率有关与路程无关，故C正确； D．可知：若外面转动的硬币半径比内部的硬币大，保持角速度不变，则线速度会增大，故D错误。 故选C 。 【小问4详解】 [1]根据图乙可知，a碰撞b后，a的速度方向仍然向右，没有发生反弹，可知a的质量大一些，即在本实验中，a选用的是一元硬币，b选用的是一角硬币。 [2]b从O点运动到N点减速至0，设b在O点的速度大小为，根据动能定理有 b在O点时速度的大小 [3]设a碰撞前到O点是速度大小为，根据动能定理有 a碰撞后到O点是速度大小为，根据动能定理有 若a、b发生弹性碰撞，则碰撞时动量守恒能量守恒， 联立可得 三、日地月（本大题共14分） 3. 从观察日地月的运转关系开始，人类走向天文研究的道路，回答下列有关问题： （1）如图所示，地球绕着太阳公转，而月球又绕着地球转动，他们的运动均可近似看成匀速圆周运动。如果要通过观测求得地球的质量，需要测量下列哪些物理量（　　） A. 地球绕太阳公转的半径和周期 B. 月球绕地球转动的半径和周期 C. 地球的半径和地球绕太阳公转的周期 D. 地球的半径和月球绕地球转动的周期 （2）小张同学对于（1）中问题的探究联想到了太空实验：在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为 t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径 R。下列说法错误的是（  ） A. 圆周运动轨道可处于任意平面内 B. 小球的质量为 C. 若误将n-1圈记作 n圈，则所得质量偏大 D. 若测R时未计入小球半径，则所得质量偏小 （3）由于太阳引力大于地球引力，如图当月亮恰好转到日地连线之间时，它所受合力指向太阳，此后一小段时间内，月球何去何从？下列最可能的一个选项是（　　） A. 靠近地球 B. 远离地球 C. 靠近太阳 D. 远离太阳 （4）对于（3）中可能发生的日食现象不仅发生在地，月，日之间：太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表： 行星名称 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径R/AU 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 则相邻两次“冲日”时间间隔约为（  ） A. 火星365天 B. 火星 800 天 C. 天王星 365 天 D. 天王星 800天 【答案】（1）B （2）BCD （3）D （4）BC 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力提供向心力可得 解得 要求地球的质量M，需要知道月球绕地球运动的周期T和月球绕地球运动的半径R。 故选B。 【小问2详解】 A．在太空实验室中物体处于完全失重状态，重力完全提供绕地球运动的向心力，不需要考虑重力对测量质量的实验影响，圆周运动轨道可处于任意平面内，故A正确； B．根据拉力提供向心力可得 其中周期 联立可得，故B错误； C．若误将圈记作 n圈，由可知，则所得质量偏小，故C错误； D．若测R时未计入小球半径，则计算用R偏小，由可知，则所得质量偏大，故D错误。 故选BCD。 【小问3详解】 由于月亮绕地球公转的向心力由地球对月亮的引力提供，月亮和地球绕太阳公转的向心力由太阳引力提供，且太阳对月亮的引力大于地球对月亮的引力，因此当月亮恰好转到日地连线之间时，它所受合力指向太阳，此后一小段时间内，月亮将继续绕地球公转因此是远离太阳。 故选D。 【小问4详解】 根据万有引力提供向心力 解得 已知 地外行星 地球比地外行星多转一周的时间即为相邻两次“冲日”时间间隔，有 整理得 代入题干数据可得，，故选BC。 四、体育运动（本大题共24分） 4. 生命不停息，运动不止步。运动让生活很美好，各类运动过程都遵循某种物理规律 （1）我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银，被誉为跳水“梦之队”。图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中，哪几个位置与速度v的方向相反？在图中标出这些位置。 （2）篮球比赛中弹跳和摸高很重要，小丁身高1.7m，质量为70kg，站立时摸高2.0m，跳起时摸高2.6m。选取地面为重力势能零势能面。忽略跳跃过程姿态变化对人体重心的影响，认为人的保持正立姿态，重心维持在身高一半处。则小丁跳到最高时的重力势能为_________J，在立定跳高过程中重力势能最多增加了_________J。 （3）一个标准合格的篮球质量为0.6kg，当地重力加速度g取10m/s2。为了检验一篮球弹性性能，某同学将篮球从H1=1.8m高处自由下落，能够自由弹跳到H2=1.25m 米高度处，如果不考虑篮球在运动中转动和所受的空气阻力。若取向下为正方向，则篮球刚和地面刚接触时的速度大小为_________m/s。篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量p=_______kg·m/s，地面对篮球所作的功W=_______J （4）（论证）小张同学通过实验研究他传球时篮球的运动，得到了篮球在Oxy平面上运动的一条运动轨迹，在平面直角坐标系中如图中OP曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想：如果物体在y方向做匀速直线运动，那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。小张同学的猜想是否成立？要求通过作图给出分析方法。 【答案】（1） （2） ①. 1015 ②. 420 （3） ①. 6 ②. -6.6 ③. 0 （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 运动员做曲线运动，入水时速度方向竖直向下；在图中的点2、4位置速度方向与入水时速度方向相同；在图中的点1、3、5位置速度方向与入水时速度方向相反；如图所示。 【小问2详解】 [1][2]人站立时重心距地面的高度为 跳到最高时重心距地面的高度为h′=h+（H′-H）=0.85m+（2.6-2.0）m=1.45m 此人跳到最高时的重力势能值为Ep=mgh′=70×10×1.45J=1015J 在起跳过程中重力做功为W=-mg（H′-H）=-70×10×（2.6-2.0）J=-420J 故重力势能最多增加420J。 【小问3详解】 [1]篮球刚和地面接触时的速度大小为 篮球反弹的速度大小为 [2]若取向下为正方向，动量改变量为Δp=m(-v2)-mv1=-0.6×5kg•m/s+0.6×（-6）k•m/s=-6.6kg•m/s [3]地面对篮球的弹力位移为零，则地面对篮球做功为零。 【小问4详解】 分别作出t时刻、2t时刻、3t时刻等对应纵横坐标，如图所示 在y轴方向作出距离相等的点y、2y、3y，由于在y轴方向做匀速运动，则相邻两点间的时间间隔T相等，再在图像中找到y、2y、3y对应的横坐标x、x′、x″，用刻度尺测出横坐标的大小满足x：x′：x''：⋯=1：4：9⋯即可验证。 五、汽车（本大题共26分） 5. 汽车是人们最常用的代步工具之一。请回答下列有关问题： （1）若某款新能源汽车速度大小不变，则其轨迹上与b点的运动方向相同的点还有______处；a、b、c、d四点中发生侧滑可能性最大的是______点。 （2）汽车从a到b进入弯道做减速运动，能表示汽车所受合外力方向的是（　　） A. B. C. D. （3）汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，使车轮转动时汽车仍在原地不动，如图所示，车内轮A的半径为，车外轮B的半径为，滚筒C的半径为，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时， B、C轮边缘的向心加速度大小之比为_________。若后轮胎外测的边缘上有一个黑色小石子当汽车运动速度为v时，小石子刚好运动到达最高点且离开轮胎，则小石子在最高点离开轮胎时的速度为_______。 （4）一辆新能源汽车在平直的公路上由静止启动，图中图线A表示该车运动的速度和时间的关系，图线B表示车的功率和时间的关系。设车在运动过程中阻力不变，车在6s末前做匀加速运动，在16s末开始匀速运动。可知车在运动过程中阻力为______N，车的质量为______kg。 （5）某汽车匀速行驶时发动机和传动与变速系统内的功率分配关系如图所示。图中数据为车以的速率匀速行驶时的功率。汽车行驶时所受空气阻力与瞬时速率的关系为（k为恒量），所受路面的阻力fs大小恒定。求： ① 恒量k的单位（用国际单位制的基本单位表示）； ② 汽车以匀速运动时，发动机的输出功率P0； ③ 汽车以匀速运动时受到的驱动力的大小； ④ 若汽车发动机最大输出功率，水泵功率恒定，传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率与汽车的行驶速率成正比。通过计算说明该汽车能否以速率3匀速行驶。 【答案】（1） ①. 2 ②. c （2）B （3） ①. RC：RB ②. 2v （4） ①. 1500 ②. 562.5 （5）①kg/m；②17kW；③500N；④不能 【解析】 【小问1详解】 [1][2]物体做曲线运动时，某点的运动方向就是该点的切线方向。观察图1可知，与b点切线方向相同的点还有c点和cd之间的某点这2处。当车在曲线上行驶时，根据向心力公式，在速度v不变的情况下，轨道半径r越小，需要的向心力越大，当摩擦力不足以提供向心力时就会发生侧滑。由图可知，c点的轨道半径最小，所以c点发生侧滑的可能性最大。 【小问2详解】 汽车减速时切向加速度与速度反向，转弯时法向加速度指向圆心。合外力为两加速度矢量和，方向应指向弯道内侧偏后方。 故选B。 【小问3详解】 [1]B、C轮边缘的点线速度大小相同，根据向心加速度，知a与r成反比，故有向心加速度之比为RC：RB； [2]轮胎最高点线速度为汽车速度的2倍（平动速度看加转动线速度v）最高点速度v石= 2v 【小问4详解】 [1][2]根据速度—时间图像可知，机动车先做匀加速运动，后做变加速运动，最后做匀速运动； 最大速度vm=12m/s，0-6s内的加速度为 根据图线B可以机车的额定功率为P0=18000W 当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则阻力为 匀加速运动的牵引力为 根据牛顿第二定律得F-f=ma 解得m=562.5kg 【小问5详解】 ①根据fa=kv2 解得 故k的单位为 ②由题可知 P0=P1+P2+P3+P4=3kW+4kW+5kW+5kW=17kW ③由于汽车匀速行驶的速度v0=72km/h=20m/s 根据公式P=Fv可知P3=fav0，P4=fsv0 解得fa=fs=250N 所以汽车的驱动力F0=fa+fs=250N+250N=500N ④由于汽车传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率P2与汽车的行驶速率成正比，设其比例系数为k′，即 P2=k'v 将v0=20m/s，P2=4kW代入可得k′=200N 故当汽车的速度为原来的3倍匀速行驶时， 其中 代入数据P0'=165kW＞Pmax=150kW 因此汽车不能以3v0的速率匀速行驶。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024学年度上海师范大学附属中学高一第二学期期中（等级）教学质量调研 物理试卷 （考试时间60分钟 满分100分） 考生注意： 1、 本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，不得全选，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项 2、 试卷共5页，答题纸共4页，在答题纸上准确填写个人信息，所有选涂部分均在选择题作答区。 3、 本卷标有：“简答”“计算”“论证”的题目均需给出必要计算，说明过程。 4、 若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、斜面实验（本大题共19分） 1. 伽利略的斜面实验是人类历史上的光辉，伽利略首次系统性地通过可控实验（如改变斜面倾角、测量时间和距离）研究自然规律，标志着物理学从思辨转向实证，并引入了数学研究和实验结合的科学方法。 （1）伽利略在对落体运动的研究过程中开创的科学研究方法可以用下面的流程图表示： 则方框1和2中的方法和对应内容存在不正确的是有（　　） A. 1是猜想假设：落体运动的速度v和时间t成正比 B. 1是数学推演：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比 C. 2是得出结论：落体运动的速度v和时间t成正比 D. 2是得出结论：落体运动位移x和时间的平方t2成正比 （2）判断正误：为了研究自由落体运动的规律，伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度的概念（ ） （3）（论证）如图（a）所示，将质量为m的小球在长为l、倾角为θ的光滑斜面最上端由静止释放。（重力加速度为g）请借助此模型，通过数学推演证明：如图（b）所示的实验中理想斜面倾角θ越小，越容易测量时间。 （4）小丁同学借助（2）题中图（a）斜面装置，他将电子天平放在斜面底下，让小球从斜面最上方静止开始下滑至斜面底部，并在斜面底部安装了一个如图（b）中的挡板，使得小球撞到挡板后，无法脱离斜面，小球反弹1次后最终在斜面底端静止。则： ①（简答）电子天平是如何测量物体质量的？请说明其中逻辑：____________。 ②小球从静止下落开始到最终静止后2s内，电子天平的示数将如何变化：_______。 二、硬币（本大题共17分） 2. 生活中处处是物理，不起眼硬币也可以用来探究许多物理规律，回答下列有关问题： （1）如图所示，桌面上放置一张纸和一枚硬币，硬币静止在纸面上，现用手迅速拉动纸的一边，硬币相对纸滑动，则此过程中（　　） A. 拉动速度越大，硬币受到摩擦力越小 B. 拉动速度越小，硬币离开纸时的速度越小 C. 手用力越大，硬币受到摩擦力越大 D. 手用力越小，硬币离开纸时的速度越大 （2）滚筒洗衣机在运行脱水程序时，有一硬币（可视为质点）被单独甩到滚筒的筒壁上，随筒壁一起在竖直平面内做匀速圆周运动。如图中A、C两点分别为滚筒的最高和最低位置，B、D两点分别为与滚筒水平中心轴等高的位置。则下列说法中错误的是（       ） A. 硬币在A点所受合力不小于其自身重力 B. 硬币在B、D两点的加速度相同 C. 从A点运动到B点的过程中，硬币所受合力逐渐增大 D. 从B点运动到C点的过程中，硬币所受的合力做正功 （3）在水平面上，将1个硬币，绕另1个静止的硬币转动做匀速圆周运动（忽略阻力不计），通过该实验可知（　　） A. 质点绕某点运转角速度与该质点所在物体的角速度无关 B. 某物体相对另一物体的角速度，与其自身转过的角度不一定成正比 C. 做匀速圆周运动的物体的线速度大小与其经过的路程无关 D. 若外面转动的硬币半径比内部的硬币大，保持角速度不变，则线速度会减小。 （4）小张同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。 测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2（m1>m2）。将硬币a放置在斜面上某一位置，标记此位置为B。由静止释放a，当a停在水平面上某处时，测量a从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币b放置在O处，左侧与O点重合，将a放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量a、b从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。 ①在本实验中，b选用的是___________（选填“一元”或“一角”）硬币； ②碰撞后，b在O点时速度的大小可表示为___________（设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g）； ③若a、b发生弹性碰撞，则___________。 三、日地月（本大题共14分） 3. 从观察日地月的运转关系开始，人类走向天文研究的道路，回答下列有关问题： （1）如图所示，地球绕着太阳公转，而月球又绕着地球转动，他们的运动均可近似看成匀速圆周运动。如果要通过观测求得地球的质量，需要测量下列哪些物理量（　　） A. 地球绕太阳公转的半径和周期 B. 月球绕地球转动的半径和周期 C. 地球的半径和地球绕太阳公转的周期 D. 地球的半径和月球绕地球转动的周期 （2）小张同学对于（1）中问题的探究联想到了太空实验：在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为 t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径 R。下列说法错误的是（  ） A. 圆周运动轨道可处于任意平面内 B. 小球的质量为 C. 若误将n-1圈记作 n圈，则所得质量偏大 D. 若测R时未计入小球半径，则所得质量偏小 （3）由于太阳引力大于地球引力，如图当月亮恰好转到日地连线之间时，它所受合力指向太阳，此后一小段时间内，月球何去何从？下列最可能的一个选项是（　　） A. 靠近地球 B. 远离地球 C. 靠近太阳 D. 远离太阳 （4）对于（3）中可能发生的日食现象不仅发生在地，月，日之间：太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表： 行星名称 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径R/AU 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 则相邻两次“冲日”时间间隔约（  ） A. 火星365天 B. 火星 800 天 C. 天王星 365 天 D. 天王星 800天 四、体育运动（本大题共24分） 4. 生命不停息，运动不止步。运动让生活很美好，各类运动过程都遵循某种物理规律 （1）我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银，被誉为跳水“梦之队”。图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中，哪几个位置与速度v的方向相反？在图中标出这些位置。 （2）篮球比赛中弹跳和摸高很重要，小丁身高1.7m，质量为70kg，站立时摸高2.0m，跳起时摸高2.6m。选取地面为重力势能零势能面。忽略跳跃过程姿态变化对人体重心的影响，认为人的保持正立姿态，重心维持在身高一半处。则小丁跳到最高时的重力势能为_________J，在立定跳高过程中重力势能最多增加了_________J。 （3）一个标准合格的篮球质量为0.6kg，当地重力加速度g取10m/s2。为了检验一篮球弹性性能，某同学将篮球从H1=1.8m高处自由下落，能够自由弹跳到H2=1.25m 米高度处，如果不考虑篮球在运动中转动和所受的空气阻力。若取向下为正方向，则篮球刚和地面刚接触时的速度大小为_________m/s。篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量p=_______kg·m/s，地面对篮球所作的功W=_______J （4）（论证）小张同学通过实验研究他传球时篮球的运动，得到了篮球在Oxy平面上运动的一条运动轨迹，在平面直角坐标系中如图中OP曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想：如果物体在y方向做匀速直线运动，那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。小张同学的猜想是否成立？要求通过作图给出分析方法。 五、汽车（本大题共26分） 5. 汽车是人们最常用代步工具之一。请回答下列有关问题： （1）若某款新能源汽车速度大小不变，则其轨迹上与b点的运动方向相同的点还有______处；a、b、c、d四点中发生侧滑可能性最大的是______点。 （2）汽车从a到b进入弯道做减速运动，能表示汽车所受合外力方向的是（　　） A. B. C. D. （3）汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，使车轮转动时汽车仍在原地不动，如图所示，车内轮A的半径为，车外轮B的半径为，滚筒C的半径为，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时， B、C轮边缘的向心加速度大小之比为_________。若后轮胎外测的边缘上有一个黑色小石子当汽车运动速度为v时，小石子刚好运动到达最高点且离开轮胎，则小石子在最高点离开轮胎时的速度为_______。 （4）一辆新能源汽车在平直的公路上由静止启动，图中图线A表示该车运动的速度和时间的关系，图线B表示车的功率和时间的关系。设车在运动过程中阻力不变，车在6s末前做匀加速运动，在16s末开始匀速运动。可知车在运动过程中阻力为______N，车的质量为______kg。 （5）某汽车匀速行驶时发动机和传动与变速系统内的功率分配关系如图所示。图中数据为车以的速率匀速行驶时的功率。汽车行驶时所受空气阻力与瞬时速率的关系为（k为恒量），所受路面的阻力fs大小恒定。求： ① 恒量k的单位（用国际单位制的基本单位表示）； ② 汽车以匀速运动时，发动机的输出功率P0； ③ 汽车以匀速运动时受到的驱动力的大小； ④ 若汽车发动机最大输出功率，水泵功率恒定，传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率与汽车的行驶速率成正比。通过计算说明该汽车能否以速率3匀速行驶。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$