精品解析：上海市上海中学2024-2025学年高一下学期6月期末物理试题

2024学年上海中学高一第二学期期末（等级）测试卷（B卷） 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，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项 2.在列式计算，逻辑推理以及简答题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 3.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。 4.若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、安全驾驶 1. “道路千万条，安全第一条”，交通安全关系到每个家庭的幸福。小张一家暑期自驾游，回答下列有关问题： （1）小张父亲开车上了高速公路，高速公路上的减速带用于降低车速。一辆汽车悬架的固有频率为10Hz，驶过某路面上的一排减速带，相邻减速带的间距为2m，则下列说法中错误的是（　　）（多选题） A. 汽车颠簸的频率始终为10Hz B. 汽车速度越大，颠簸得越厉害 C. 汽车速度越大，汽车悬架的固有频率越大 D. 当汽车以20m/s的速度行驶时颠簸得最厉害 （2）小张在坐私家车通过高速跨河桥，已知汽车额定功率为35kW、质量m=1000kg，先以加速度a=2m/s2从静止开始做匀加速运动，达额定功率后以恒功率行驶。由于大桥倾斜角较小，假设汽车所受阻力恒为1000N。汽车启动后第1s末的瞬时功率为_____kW。小张思考：明明河流没有这么宽，为何高速跨河桥还要保持较小倾角导致桥很长，甚至到了对岸还没有下坡，这不是占用土地资源吗？其实这样的设计可以大大增加行驶安全性，请说理论证：_____。 （3）假设某个桥梁倾斜角为，小张所坐汽车额定功率为P，汽车受到阻力恒为f，则汽车在该桥梁上可以到达的最大速度为_____。 （4）如图所示，在小张父亲正在长白山盘山公路上开车，汽车沿等螺距盘山车道向下做匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，该小车（　　） A. 始终处于平衡状态 B. 始终处于失重状态 C. 始终处于超重状态 D. 重力功率始终不变 （5）雨天驾驶汽车要格外注意安全，如图是小张所坐汽车雨刮器的示意图，雨刮器由刮水片和雨刮臂连接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的连接点，启动后，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是（　　） A. P点的线速度始终不变 B. P点的向心加速度不变 C. M、N两点的线速度相同 D. M、N两点的运动周期不同 （6）小张爸爸在开车时会尽量与大货车保持一段距离，这是因为大货车一旦失控非常危险，因此通常在大货车数量多的公路会设有避险车道。如图所示，避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵，关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数μ=0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。 ①为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该车道路面的倾角θ应该满足的条件是_____。 ②若避险车道路面倾角为15°，取sin15°=0.26、cos15°=0.97，则货车在避险车道上行驶的最大距离s=_____。（结果保留2位有效数字） ③在避险车道的末端设置有防撞网，阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时，防撞网_____（选填“应该”或“不应该”）超出其弹性限度。 二、战地记者 2. 小申从小有做战地记者的梦想，在错综复杂的战地环境安全报道需要积累物理知识。回答下列有关问题： （1）如图所示，军事演习时一辆坦克先后以不同的角度投射出两发炮弹，小申拍照记录下轨迹分别为1和2，落点分别是B点和C点，忽略空气阻力，则（　　）（多选题） A. 炮弹运动时间 B. 炮弹运动时间 C. 两次炮弹落地时的速度可能相同 D. 两次炮弹落地时的速度不可能相同 （2）如图所示，坦克发射导弹斜射向天空，到最高点时速度大小为，突然爆炸成质量均为m的两块。其中弹头A以速度v沿的方向飞去，爆炸过程时间为且极短。重力加速度为，整个过程忽略空气阻力，小申将爆炸后导弹的运动拍摄了下来，则下列说法中正确的是（　　）（多选题） A. 小申可能会拍到弹尾B作自由落体运动 B. 若小申拍到弹尾B作平抛运动，则一定与弹头A反向 C. 若小申拍到弹尾B作平抛运动，则可能与弹头A同向 D. 爆炸过程释放的化学能为 （3）小申同学拍下了正在向左减速拐弯的飞机，请在下图中大致画出其所受合外力的方向。（作图） （4）如图所示模型，设航母表面为一平面，阻拦索两端固定，并始终与航母平面甲行，脱载机从正中央钩住阻挡索，实现减速，阻拦索为弹性装置，刚刚接触阻拦索就处于绷紧状态，下列说法正确的是（　　）（多选题） A. 舰载机落在航母上钩住阻拦索时，只受重力、阻拦索的拉力和航母平面的摩擦力三个力作用 B. 舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，阻拦索对舰载机的弹力在变大 C. 舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，舰载机所受摩擦力一直在变大 D. 舰载机落在航母上钩住阻拦索时，舰载机受到阻拦索的拉力的合力方向与运动方向相反 （5）小申做梦时梦到自己做战地记者在战场上拍摄时遭遇敌方炮击，炮弹从距离她水平方向x=1.2km的炮口射出，初速度，炮口仰角，空气阻力忽略不计，声音在空气中的传播速度设为，则下列说法中错误的有（　　）（多选题） A. 若，炮弹将在记者前方200m处落地，小申有足够时间躲避 B. 若，小申听到炮声时炮弹尚未落地 C. 若炮弹恰好击中记者所在位置，则炮口仰角应满足 D. 若小申在炮弹发射的同时以5m/s的速度逃跑，且，则炮弹仍有可能击中她 （6）小申观看电影《长津湖》，其中有伍万里打水漂的场景，假设水平方向速度没有损失，竖直方向碰撞后速度变小，下图有可能是石子“水漂”轨迹的是（　　） A. B. C. （7）打水漂与投掷手雷有异曲同工之妙。如图为一人工湖堤坝的截面图，堤坝斜面倾角为，B点为堤坝与水面的交界点。有一个“打水漂”机器，在A点向湖面水平抛出一扁平石子。若成功形成“水漂”的秘诀是石子接触水面时的速度方向与水面夹角不大于某个固定值（不考石子旋转等其他因素，已知重力加速度为）。 若石子在空中的运动_____简化为平抛运动（选填：A．可以B．不可以）；石子抛出点到水面的高度为h，想要打出“水漂”效果，抛出石子速度大小至少为_____，如果凡是落到水面上的石子都能形成“水漂”效果，最大值为_____。 （8）如图：小申用频闪光源照射某高精尖幻影成像设备，假设组件均由八个完全相同的叶片对称组成。叶片最末端有A、B两点。电机标有。请直接写出周期T的范围对应所观察到叶片的转向： （9）某个军人身上挂着一个水瓶，突然敌人射出的子弹在饮料瓶的打穿形成一个小孔，瓶中灌满水，水瓶被挂绳固定在军人的身上，瓶口在上且开口，小孔中有水喷出，如果军人因受惊此时自由下落。不计空气阻力，则此时（　　） A. 由于惯性，水将从瓶口继续喷出 B. 由于完全失重，水不会从小孔中喷出 C. 由于大气压力，小孔中水喷出量减小 D. 由于重力的作用，水仍从小孔中喷出 三、火星游乐园 3. 不少科幻电影以移民火星为主题，小顾同学结合物理知识在科幻游戏里设计了一个火星游乐园：如下图所示，其中有固定于竖直平面内的过山车，内壁光滑，正圆轨道半径为r，他弟弟在游戏中正在游玩，在游戏中角色质量为m，可视为质点。设火星的地表重力加速度，万有引力常量为G，火星半径为地球半径R，地球半径为。 （1）小顾同学运用物理知识分析弟弟的运动状况，下列分析中的物理量属于状态量的是（　　）（多选题） A. 动量 B. 冲量 C. 动能 D. 势能 （2）弟弟的速率不变，其所受压力最大的点位在（　　） A. 正圆轨道的A点 B. 正圆轨道的B点 C. 扁圆轨道的A点 D. 扁圆轨道的B点 （3）若弟弟恰能过扁圆轨道最高点时，瞬时速度一定小于_____(选出所有符合条件的序号) ①：②：③：④：⑤：0 （4）小顾操作角色用力F从B点推弟弟到与圆心等高点C，弟弟始终接触着正圆轨道。若F为水平恒力，则推力F做的功为_____J。若推力始终垂直轨道半径，大小始终为F，推力做的功为_____J。 （5）建造过山车时需要用电动打夯机来平整地面。如图为某小型电动打夯机的结构示意图，质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座（含电动机）上的转轴相连。电动机通过皮带传动，使摆锤绕转轴O在竖直面内匀速转动，转动半径为R。调节打夯机的转速，使摆锤转到最高点时底座恰好能离开地面。 ①摆锤转到最高点时，杆对摆锤的弹力大小为_____； ②摆锤转到最低点时，打夯机对地面的压力大小为（ ） A． B． C． D． （6）由于游戏中的过山车有零件损耗，需要从地球发射火星运送某箱在地球地面上重50N的零件去月球，某时刻在以的加速度竖直加速上升的火箭中该箱零件称重为22.25N，则此时火箭距地标高度为_____米。 （7）某个师傅搬运该箱零件，先对该箱零件做300J功，后对该零件做-500J功，则300J的功（　　）−500J的功 A. 大于 B. 小于 C. 正负表示方向，无法比较大 （8）如图所示，该箱零件分别在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，到达斜面底端的过程中，两次运动具有的不同的物理量是（　　）（多选题） A. 重力的冲量 B. 弹力的冲量 C. 合力的冲量 D. 箱子所受的重力 （9）在火星上拿出其中一个球形零件，如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，忽略空气阻力不计，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是（　　）（多选题） A. 重力势能和动能之和逐渐增大 B. 重力势能和弹性势能之和先减小后增大 C. 动能和弹性势能之和逐渐减小 D. 重力势能实际上是物体和火星所共有的 E. 小球将做简谐运动 （10）如图，游乐园水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、和为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用、、和、、表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。若，则_____（请用、填空）。若,，喷水嘴各转动一周，则落入各花盆的水量相比_____（请选填：A．一样多B．内圈的多C．外圈的多）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年上海中学高一第二学期期末（等级）测试卷（B卷） 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，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项 2.在列式计算，逻辑推理以及简答题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 3.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。 4.若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、安全驾驶 1. “道路千万条，安全第一条”，交通安全关系到每个家庭的幸福。小张一家暑期自驾游，回答下列有关问题： （1）小张父亲开车上了高速公路，高速公路上的减速带用于降低车速。一辆汽车悬架的固有频率为10Hz，驶过某路面上的一排减速带，相邻减速带的间距为2m，则下列说法中错误的是（　　）（多选题） A. 汽车颠簸的频率始终为10Hz B. 汽车速度越大，颠簸得越厉害 C. 汽车速度越大，汽车悬架的固有频率越大 D. 当汽车以20m/s的速度行驶时颠簸得最厉害 （2）小张在坐私家车通过高速跨河桥，已知汽车额定功率为35kW、质量m=1000kg，先以加速度a=2m/s2从静止开始做匀加速运动，达额定功率后以恒功率行驶。由于大桥倾斜角较小，假设汽车所受阻力恒为1000N。汽车启动后第1s末的瞬时功率为_____kW。小张思考：明明河流没有这么宽，为何高速跨河桥还要保持较小倾角导致桥很长，甚至到了对岸还没有下坡，这不是占用土地资源吗？其实这样的设计可以大大增加行驶安全性，请说理论证：_____。 （3）假设某个桥梁倾斜角为，小张所坐汽车额定功率为P，汽车受到阻力恒为f，则汽车在该桥梁上可以到达的最大速度为_____。 （4）如图所示，在小张父亲正在长白山盘山公路上开车，汽车沿等螺距盘山车道向下做匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，该小车（　　） A. 始终处于平衡状态 B. 始终处于失重状态 C. 始终处于超重状态 D. 重力功率始终不变 （5）雨天驾驶汽车要格外注意安全，如图是小张所坐汽车雨刮器的示意图，雨刮器由刮水片和雨刮臂连接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的连接点，启动后，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是（　　） A. P点的线速度始终不变 B. P点的向心加速度不变 C. M、N两点的线速度相同 D. M、N两点的运动周期不同 （6）小张爸爸在开车时会尽量与大货车保持一段距离，这是因为大货车一旦失控非常危险，因此通常在大货车数量多的公路会设有避险车道。如图所示，避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵，关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数μ=0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。 ①为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该车道路面的倾角θ应该满足的条件是_____。 ②若避险车道路面倾角为15°，取sin15°=0.26、cos15°=0.97，则货车在避险车道上行驶的最大距离s=_____。（结果保留2位有效数字） ③在避险车道的末端设置有防撞网，阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时，防撞网_____（选填“应该”或“不应该”）超出其弹性限度。 【答案】（1）ABC （2） ①. 6 ②. 见解析 （3） （4）D （5）C （6） ①. ②. 49m ③. 应该 【解析】 【小问1详解】 A．汽车颠簸的频率取决于汽车的速度，不是始终为10Hz，故A错误，满足题意要求； BD．当汽车的速度使得汽车颠簸的频率等于汽车悬架的固有频率时，汽车发生共振现象，颠簸得最厉害，此时汽车的速度为，故B错误，满足题意要求；D正确，不满足题意要求； C．汽车悬架的固有频率与汽车的速度无关，故C错误，满足题意要求。 故选ABC。 【小问2详解】 [1]汽车做匀加速运动时，根据牛顿第二定律可得 解得 汽车启动后第1s末的速度为 则汽车启动后第1s末的瞬时功率为 [2]假定大桥为某个圆的一段弧，则倾斜角越小，弧越长，所对圆心角越小，其相当的弧所在的圆半径越大，汽车过桥可近似看作圆周运动，由圆周运动公式 可得 则汽车通过桥顶速度不能超过，为保证汽车可以安全的高速通过，故高速跨河桥倾角小，长度长。 【小问3详解】 假设某个桥梁倾斜角为，小张所坐汽车额定功率为P，汽车受到阻力恒为f，当汽车在该桥梁上达到最大速度时，有， 解得 【小问4详解】 A．汽车的运动看成水平方向的匀速圆周运动和竖直方向匀速直线运动，由于汽车做曲线运动，所受合外力不为0，不是处于平衡状态，故A错误； BC．汽车在竖直方向做匀速直线运动，不是失重状态，也不是超重状态，故BC错误； 根据 D．由于汽车在竖直方向做匀速直线运动，所以重力功率始终不变，故D正确。 故选D。 【小问5详解】 AB．P点做圆周运动，线速度方向和加速度方向时刻发生变化，故AB错误； CD．刮水片始终保持竖直，则M、N两点始终相对静止，所以M、N两点的线速度相同，运动周期相同，故C正确，D错误。 故选C。 【小问6详解】 ①[1]为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，则货车在车道上沿车道向上的最大静摩擦力大于等于沿车道向下的重力的分力，即 解得 ②[2]设货车在避险车道减速至零，距离为s，受力分析如图 由动能定理可知 联立解得 ③[3]为了确保能够有效吸收车辆动能，防止车辆反弹，当车辆撞击防撞网时，防撞网应该超出其弹性限度。 二、战地记者 2. 小申从小有做战地记者的梦想，在错综复杂的战地环境安全报道需要积累物理知识。回答下列有关问题： （1）如图所示，军事演习时一辆坦克先后以不同的角度投射出两发炮弹，小申拍照记录下轨迹分别为1和2，落点分别是B点和C点，忽略空气阻力，则（　　）（多选题） A. 炮弹运动时间 B. 炮弹运动时间 C. 两次炮弹落地时的速度可能相同 D. 两次炮弹落地时的速度不可能相同 （2）如图所示，坦克发射导弹斜射向天空，到最高点时速度大小为，突然爆炸成质量均为m的两块。其中弹头A以速度v沿的方向飞去，爆炸过程时间为且极短。重力加速度为，整个过程忽略空气阻力，小申将爆炸后导弹的运动拍摄了下来，则下列说法中正确的是（　　）（多选题） A. 小申可能会拍到弹尾B作自由落体运动 B. 若小申拍到弹尾B作平抛运动，则一定与弹头A反向 C. 若小申拍到弹尾B作平抛运动，则可能与弹头A同向 D. 爆炸过程释放的化学能为 （3）小申同学拍下了正在向左减速拐弯的飞机，请在下图中大致画出其所受合外力的方向。（作图） （4）如图所示模型，设航母表面为一平面，阻拦索两端固定，并始终与航母平面甲行，脱载机从正中央钩住阻挡索，实现减速，阻拦索为弹性装置，刚刚接触阻拦索就处于绷紧状态，下列说法正确的是（　　）（多选题） A. 舰载机落在航母上钩住阻拦索时，只受重力、阻拦索的拉力和航母平面的摩擦力三个力作用 B. 舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，阻拦索对舰载机的弹力在变大 C. 舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，舰载机所受摩擦力一直在变大 D. 舰载机落在航母上钩住阻拦索时，舰载机受到阻拦索的拉力的合力方向与运动方向相反 （5）小申做梦时梦到自己做战地记者在战场上拍摄时遭遇敌方炮击，炮弹从距离她水平方向x=1.2km的炮口射出，初速度，炮口仰角，空气阻力忽略不计，声音在空气中的传播速度设为，则下列说法中错误的有（　　）（多选题） A. 若，炮弹将在记者前方200m处落地，小申有足够时间躲避 B. 若，小申听到炮声时炮弹尚未落地 C. 若炮弹恰好击中记者所在位置，则炮口仰角应满足 D. 若小申在炮弹发射的同时以5m/s的速度逃跑，且，则炮弹仍有可能击中她 （6）小申观看电影《长津湖》，其中有伍万里打水漂的场景，假设水平方向速度没有损失，竖直方向碰撞后速度变小，下图有可能是石子“水漂”轨迹的是（　　） A. B. C. （7）打水漂与投掷手雷有异曲同工之妙。如图为一人工湖堤坝的截面图，堤坝斜面倾角为，B点为堤坝与水面的交界点。有一个“打水漂”机器，在A点向湖面水平抛出一扁平石子。若成功形成“水漂”的秘诀是石子接触水面时的速度方向与水面夹角不大于某个固定值（不考石子旋转等其他因素，已知重力加速度为）。 若石子在空中的运动_____简化为平抛运动（选填：A．可以B．不可以）；石子抛出点到水面的高度为h，想要打出“水漂”效果，抛出石子速度大小至少为_____，如果凡是落到水面上的石子都能形成“水漂”效果，最大值为_____。 （8）如图：小申用频闪光源照射某高精尖幻影成像设备，假设组件均由八个完全相同的叶片对称组成。叶片最末端有A、B两点。电机标有。请直接写出周期T的范围对应所观察到叶片的转向： （9）某个军人身上挂着一个水瓶，突然敌人射出的子弹在饮料瓶的打穿形成一个小孔，瓶中灌满水，水瓶被挂绳固定在军人的身上，瓶口在上且开口，小孔中有水喷出，如果军人因受惊此时自由下落。不计空气阻力，则此时（　　） A. 由于惯性，水将从瓶口继续喷出 B. 由于完全失重，水不会从小孔中喷出 C. 由于大气压力，小孔中水喷出量减小 D. 由于重力的作用，水仍从小孔中喷出 【答案】（1）BD （2）ACD （3） （4）BD （5）AC （6）C （7） ①. A ②. ③. （8）当T=0.0025s时，叶片静止；当T>0.0025s时，叶片倒转；当T<0.0025s时，叶片正转 （9）B 【解析】 【小问1详解】 AB．炮弹在空中做斜抛运动，以最高点为对称点，根据 则炮弹的运动时间 由于 所以，A错误，B正确； CD．由于抛出时，两炮弹的速度不同，根据对称则落地时，两炮弹的速度也不同，C错误。D正确。 故选BD。 【小问2详解】 A．根据动量守恒 若，则 此时弹尾B做自由落体，A正确； BC．若时，与同向，弹头B做平抛运动，若，则与反向，弹头B也做平抛运动，B错误，C正确； D．根据动量守恒 解得 根据能量守恒，D正确。 故选ACD。 【小问3详解】 轨迹的切线方向为速度方向，由于飞机做减速运动，所以力指向内侧且与速度切线方向夹角为钝角。 【小问4详解】 A．舰载机落在航母上钩住阻拦索时，受到重力、阻拦索的拉力、航母平面的摩擦力和支持力四个力作用，A错误； B．舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，阻拦索形变量在增大，且夹角变小，则阻拦索对舰载机的弹力在变大，B正确； C．舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，根据 由于支持力不变，所以舰载机所受摩擦力不变，C错误； D．舰载机落在航母上钩住阻拦索时，舰载机受到阻拦索的拉力方向与运动方向相反，D正确。 故选BD。 【小问5详解】 A．炮弹做斜抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做匀变速运动， 所以炮弹落地所用时间 当， 则炮弹水平方向的位移为 ，A错误； B．当时，炮弹落地时间 声音传播到记者处所用时间 所以听到炮声时，炮弹未落地，B正确； C．若炮弹恰好击中记者所在位置，即 此时 所以需满足，C错误； D．由上分析知，当时，炮弹落地时间 水平位移 记者所走位移 ，所以调整射程，有可能会击中记者，D正确。 本题选错误选项，故选AC。 【小问6详解】 石子和水面相撞后，水平方向速度没有损失，竖直方向碰撞后速度变小，可知竖直方向的高度逐渐减小，根据 可知石子在空中运动的时间逐渐减小，根据 可知石子在水平方向的位移逐渐减小。 故选C。 【小问7详解】 [1]石子在空中运动时所受空气阻力与重力相比可以忽略，石子在空中的运动可简化为平抛运动。 故选A。 [2]石子抛出点到水面的高度为，落到水面时竖直方向的分速度为 根据题意得 解得 [3]若凡是落到水面上的石子都能形成水漂效果，临界条件是石子落到B点时要满足 根据类平抛运动的推论：速度偏转角的正切值等于位移偏向角的正切值的2倍。石子落到B点时位移偏向角等于斜面倾角，则有最大值等于。 【小问8详解】 电机转速，因转一圈对应的角度为，所以叶片每秒转过的角度 因为组件由8个完全相同的叶片组成，每相邻叶片间的角度为，若每次频闪间隔 此时叶片静止； 若时，叶片正转； 若时，叶片反转； 【小问9详解】 水瓶做自由落体，则水瓶和水的加速度均为重力加速度，水瓶和水都处于完全失重状态，水瓶中各处的水的运动情况都相同，之间无挤压，所以水不会从小孔中喷出。 故选B。 三、火星游乐园 3. 不少科幻电影以移民火星为主题，小顾同学结合物理知识在科幻游戏里设计了一个火星游乐园：如下图所示，其中有固定于竖直平面内的过山车，内壁光滑，正圆轨道半径为r，他弟弟在游戏中正在游玩，在游戏中角色质量为m，可视为质点。设火星的地表重力加速度，万有引力常量为G，火星半径为地球半径R，地球半径为。 （1）小顾同学运用物理知识分析弟弟的运动状况，下列分析中的物理量属于状态量的是（　　）（多选题） A. 动量 B. 冲量 C. 动能 D. 势能 （2）弟弟的速率不变，其所受压力最大的点位在（　　） A. 正圆轨道的A点 B. 正圆轨道的B点 C. 扁圆轨道的A点 D. 扁圆轨道的B点 （3）若弟弟恰能过扁圆轨道最高点时，瞬时速度一定小于_____(选出所有符合条件的序号) ①：②：③：④：⑤：0 （4）小顾操作角色用力F从B点推弟弟到与圆心等高点C，弟弟始终接触着正圆轨道。若F为水平恒力，则推力F做的功为_____J。若推力始终垂直轨道半径，大小始终为F，推力做的功为_____J。 （5）建造过山车时需要用电动打夯机来平整地面。如图为某小型电动打夯机的结构示意图，质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座（含电动机）上的转轴相连。电动机通过皮带传动，使摆锤绕转轴O在竖直面内匀速转动，转动半径为R。调节打夯机的转速，使摆锤转到最高点时底座恰好能离开地面。 ①摆锤转到最高点时，杆对摆锤的弹力大小为_____； ②摆锤转到最低点时，打夯机对地面的压力大小为（ ） A． B． C． D． （6）由于游戏中的过山车有零件损耗，需要从地球发射火星运送某箱在地球地面上重50N的零件去月球，某时刻在以的加速度竖直加速上升的火箭中该箱零件称重为22.25N，则此时火箭距地标高度为_____米。 （7）某个师傅搬运该箱零件，先对该箱零件做300J功，后对该零件做-500J功，则300J的功（　　）−500J的功 A. 大于 B. 小于 C. 正负表示方向，无法比较大 （8）如图所示，该箱零件分别在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，到达斜面底端的过程中，两次运动具有的不同的物理量是（　　）（多选题） A. 重力的冲量 B. 弹力的冲量 C. 合力的冲量 D. 箱子所受的重力 （9）在火星上拿出其中一个球形零件，如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，忽略空气阻力不计，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是（　　）（多选题） A. 重力势能和动能之和逐渐增大 B. 重力势能和弹性势能之和先减小后增大 C. 动能和弹性势能之和逐渐减小 D. 重力势能实际上是物体和火星所共有的 E. 小球将做简谐运动 （10）如图，游乐园水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、和为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用、、和、、表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。若，则_____（请用、填空）。若,，喷水嘴各转动一周，则落入各花盆的水量相比_____（请选填：A．一样多B．内圈的多C．外圈的多）。 【答案】（1）ACD （2）D （3）①②③④ （4） ①. ②. （5） ①. ②. D （6） （7）B （8）ABC （9）BDE （10） ①. ②. B 【解析】 【小问1详解】 冲量是过程量，动能，势能和动量是状态量。 故选ACD。 【小问2详解】 根据牛顿第二定律，在A点，有 在B点，有 在C点，有 可知，小孩在B点所受的支持力最大，但扁圆轨道的曲率半径小于正圆轨道的半径，所以扁圆轨道的支持力最大。 故选D。 【小问3详解】 若弟弟恰好通过正圆轨道的最高点则临界速度 因为扁圆轨道的曲率半径小于，所以 ，所以 根据 得 所以 故①②③④符合题意。 【小问4详解】 [1]力做功等于力乘沿力方向所走位移 [2]若力始终垂直于轨道半径，即力始终沿切线方向，即 【小问5详解】 [1]当摆锤运动到最高点时，底座恰好离开地面，对底座进行受力分析 [2]摆锤运动到最低点时 运动到最高点时 所以联立解得 对底座受力分析 根据牛顿第三定律 故选D。 【小问6详解】 设某时刻火箭距离地面的高度为，此位置的重力加速度为，取地面重力加速度则有 解得 根据 两式联立解得 解得 【小问7详解】 功是标量，正负表示动力做功还是阻力做功，所以300J的功小于。 故选B。 【小问8详解】 A．箱子从同一高度沿两个光滑的斜面落下，下落过程中只有重力做功 所以下落到最低点时速度大小相等，设斜面倾角为，对箱子进行受力分析 可知 所运动的时间 可知斜面倾角变大时，时间减小，重力的冲量 因为时间不同，则重力的冲量不同，A正确； B．箱子所受弹力 所以弹力的冲量 所以弹力的冲量不同，B正确； C．根据动量定理，合力的冲量等于动量的变化量，即 所以合力的冲量大小相同，方向不同，C正确； D．箱子所受重力 可知箱子的重力相同，D错误。 故选ABC。 【小问9详解】 A．小球和弹簧所组成的系统机械能守恒，小球下落到与弹簧接触并运动到最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加，小球的机械能（动能与重力势能之和）减小，A错误； B．在弹簧压缩到最短的过程中，动能先增大后减小，所以弹性势能和重力势能之和先减小后增大，B正确； C．在弹簧压缩到最短的过程中，重力势能减小，所以弹性势能和动能之和增大，C错误； D．力是相互的，所以重力势能是火星和小球所共有的，D正确； E．整个系统没有能量损失，小球做往复运动，E正确。 故选BDE。 【小问10详解】 [1]根据 则 根据 得 [2]若，，喷水嘴各转动一圈，因为旋转的时间相同，则喷出的水量相等，但因为外圈的花盆数量比内圈数量多，则落入每个花盆的水量不相同，内圈多。 故选B。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $