精品解析：天津市南开区2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

2024~2025学年度第二学期阶段性质量监测 高一年级物理学科 本试卷分为第I卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分，用时60分钟。考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（每题3分，共60分。在每题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的） 1. 关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（　　） A. 第谷通过整理大量的天文观测数据得到行星运动规律 B. 开普勒指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的中心处 C. 卡文迪什在实验室里通过扭秤实验得出了引力常量的数值 D. 牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月地检验” 2. 下列物理量的值均为“”，其负号表示大小的是（　　） A. “”的冲量 B. “”的动量 C. “”的摩擦力 D. “”的重力势能 3. 关于做圆周运动的物体，下列说法正确的是（　　） A. 加速度和速度都变化，但物体所受合力不变 B. 合外力的方向不一定垂直于速度方向 C. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动，其加速度恒定不变 D. 做匀速圆周运动的物体，角速度和线速度都恒定不变 4. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，小朋友荡秋千过最低点时处于失重状态 B. 图乙中，制作棉花糖时，糖液因受离心力而被甩出 C. 图丙中，卡车通过拱桥最高点时，对桥面的压力小于重力 D. 图丁中，只要铁道的外轨高于内轨，火车在转弯时轮缘就不会对外轨产生侧向挤压 5. 2025年2月23日凌晨3时17分，中国“实践25号”卫星在距离地面约36000千米的同步静止轨道上，成功完成人类航天史上首次“太空加油”，为濒临退役的北斗G7卫星注入142kg推进剂，使其寿命延长8年。设北斗G7卫星和“实践25号”卫星均绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 北斗G7卫星定点于我国上空 B. 北斗G7卫星的线速度大于第一宇宙速度 C. 加注燃料后，北斗G7卫星的加速度大小不变 D. 处在相同轨道上的“实践25号”加速可以追上北斗G7卫星 6. 如图所示，地面光滑，车厢水平底板粗糙。用细线连接车厢一端挡板及滑块，轻弹簧处于压缩状态，车厢静止。现将细线剪断，滑块相对车厢底板开始滑动，在滑动过程中，小车、弹簧和滑块组成系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒 C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒 7. 如图所示，在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为p0小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则（ ） A. E1>E0 B. p1＞p0 C. E2>E0 D. p2>p0 8. 明代出版的《天工开物》一书中记载：“其湖池不流水，或以牛力转盘，或聚数人踏转。”并附有牛力齿轮翻车的图画如图所示，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田。已知A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若A、B、C三齿轮半径的大小关系为，，则（　　） A. 齿轮A、B的角速度大小相等 B. 齿轮B、C边缘的点的线速度大小相等 C. 齿轮A的角速度与齿轮C的角速度大小之比为3:2 D. 齿轮A边缘的点的线速度与齿轮C边缘的点的线速度大小之比为2:1 9. 2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭运载，在中国文昌航天发射场成功发射，并准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。已知地球质量是月球质量的81倍，设定地球中心与月球中心的间距恒为D，嫦娥六号探测器位于地球中心与月球中心连线上距月球中心d处时，其所受地球引力和月球引力的合力为零。由此可知（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，一位同学拉着行李箱沿着平直道路前行，可简化为如下模型，质量为m的行李箱，受到与水平方向成θ角的拉力F作用沿水平方向做匀速直线运动，在时间t内运动了位移x。关于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 行李箱所受拉力的冲量大小为Ft B. 行李箱所受重力的冲量为0 C. 行李箱所受拉力做功为Fx D. 行李箱所受重力做功为mgx 11. 经长达7个月的太空旅程，我国首个火星探测器“天问一号”于2021年2月10日成功飞抵火星，并顺利实施捕获制动，精准地进入了环火轨道。如图所示，若“天问一号”已由椭圆轨道Ⅰ进入圆轨道Ⅱ，进行预选着陆区探测。下列说法正确的是（　　） A. “天问一号”在圆轨道Ⅱ的运行周期大于在椭圆轨道Ⅰ的运行周期 B. “天问一号”在圆轨道Ⅱ上经过M点的速度小于在椭圆轨道Ⅰ上经过N点的速度 C. “天问一号”在圆轨道Ⅱ上经过M点的速度大于在椭圆轨道Ⅰ上经过M点的速度 D. “天问一号”在圆轨道Ⅱ上经过M点的加速度等于在椭圆轨道Ⅰ上经过M点的加速度 12. “广湛”高铁将茂名到广州通行时间缩短至2小时。假设动车启动后沿平直轨道行驶，发动机功率恒定，行车过程中受到的阻力恒为f、已知动车质量为m，最高行驶速度为，下列说法正确的是（　　） A. 动车启动过程中所受合外力不变 B. 动车发动机功率为 C. 从启动到最大速度过程中，动车平均速度为 D. 从启动到最大速度过程中，动车牵引力做功为 13. 一台起重机匀加速地将质量为的货物从静止开始竖直吊起，若2s末货物的速度为4m/s，不计空气阻力，，则在起重机匀加速吊起货物的过程中（　　） A. 起重机对货物的拉力大小为 B. 2s内起重机拉力对货物做的功为 C. 2s末起重机对货物拉力的瞬时功率为 D. 2s内起重机对货物拉力的平均功率为 14. 如图所示，嫦娥四号探测器成功“刹车”进入环月轨道，绕月球做匀速圆周运动。若已知环月周期为T，其到月球表面的高度为H，月球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥四号的质量为 B. 月球的质量为 C. 月球表面的重力加速度为 D. 月球的第一宇宙速度为 15. 舞中幡是中国传承千年的杂技项目之一。如图所示，杂技演员用手顶住中幡，将幡从胸口处竖直向上抛起，1.2s后在胸口处相同位置开始用手接幡，同时缓慢竖直下蹲，经0.6s幡速度为零时稳稳接住。已知中幡质量为18kg，，忽略空气阻力，设竖直向上为正方向。下列说法正确的是（　　） A. 幡经0.5s上升到最高点 B. 幡被抛出时的速度大小为12m/s C. 幡从胸口处抛出到落回胸口处，幡的动量变化为216kg·m/s D. 杂技演员接幡过程中，手对幡的平均作用力大小为360N 16. 如图所示，质量为的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做完整的圆周运动，管径略大于小球的直径d。已知管道半径为R（R>d），重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时的最小速度为 B. 小球通过最低点时，内侧管壁对小球可能有作用力 C. 如果小球在最高点时的速度大小为，则此时小球对管道外壁的作用力大小为4mg D. 如果小球在最低点时的速度大小为，则此时小球对管道外壁的作用力大小为9mg 17. 由A、B两颗恒星组成的双星系统如图所示，A、B绕连线上一点O做匀速圆周运动，A、B到O点的距离分别为，A、B的质量分别为，引力常量为G，不计其他天体对该双星系统的作用。下列说法正确的是（　　） A. A恒星受到B恒星的万有引力大小为 B. A恒星做匀速圆周运动的周期为 C. A、B恒星的质量与轨道半径满足关系式 D. A、B恒星的线速度与轨道半径满足关系式 18. 已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为、向心加速度大小为，近地卫星线速度大小为、向心加速度大小为，地球静止卫星线速度大小为、向心加速度大小为。设近地卫星距地面高度不计，静止卫星距地面高度约为地球半径的6倍。则以下结论正确的是（　　） A. B. C. D. 19. “独竹漂”是一项独特的黔北民间绝技。独竹漂高手们脚踩一根楠竹，漂行水上如履平地。如图甲所示，在平静的湖面上，一位女子脚踩竹竿抵达岸边，此时女子静立于竹竿A点，一位摄影爱好者使用连拍模式拍下了该女子在竹竿上行走过程的系列照片，并从中选取了两张进行对比，其简化图如下。经过测量发现，甲、乙两张照片中A、B两点的水平间距约为1cm，乙图中竹竿右端距离河岸约为1.8cm。照片的比例尺为1:40。已知竹竿的质量约为25kg，若不计水的阻力，则该女子的质量约为（　　） A 41.5kg B. 45kg C. 47.5kg D. 50kg 20. 如图所示，质量为m的子弹以水平初速度射入静止在光滑水平面上的质量为M的木块中，子弹未从木块中射出，最后共同速度为v，在此过程中，木块在地面上滑动的距离为s，子弹射入木块的深度为d，子弹与木块间的相互作用力为f，以下关系式中不正确的是（　　） A. B. C. D. 第Ⅱ卷 二、实验题（共14分） 21. “验证动量守恒定律”实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。 （1）实验时有如下A、B、C三个小球，则入射小球和被撞小球分别应选取________和________进行实验（选填“A”、“B”或“C”）。 A、 B、 C、 （2）关于本实验，下列说法正确的是________ A 斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平 B. 入射小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放 C. 必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 D. 实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间 （3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次试验，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图丙中画的三个圆最合理的是________（选填A、B、C）。 （4）若入射小球和被撞小球质量分别为m₁、m₂，用刻度尺测量M、P、N距O点的距离依次为x1、x2、x3，通过验证等式________是否成立，从而验证动量守恒定律。 22. 某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）实验中除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是________ A. 直流电源 B. 刻度尺 C. 天平（含砝码） D. 秒表 （2）下列说法中有利于减小实验误差的有________ A. 必须精确测量出重物的质量 B. 选用体积较大的重物 C. 调节打点计时器两限位孔同一竖直线上 D. 先松开纸带，后接通电源 （3）甲同学在验证机械能守恒定律的实验中，使质量m=250g的重物拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。选取一条符合实验要求的纸带如图乙所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点，已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地重力加速度g=9.8m/s2。则根据纸带计算出打点计时器打出B点时重物的瞬时速度大小=________m/s，重物带动纸带从O点下落到B点的过程中重力势能的减小量△=________J。（结果均保留三位有效数字） （4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是 A. 该误差属于偶然误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 B. 该误差属于系统误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 C. 该误差属于偶然误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差 D. 该误差属于系统误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差 三、计算题（本题共2小题，共26分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。） 23. 某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，一劲度系数很大的轻弹簧（图中未画出）下端固定在滑杆上，弹簧与滑块不拴接，初始时它们处于静止状态。将滑块向下压缩弹簧，使弹簧压缩一小段距离（可忽略不计）后自动锁住弹簧，此时弹簧的弹性势能。某时刻解除弹簧的锁定，弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能，使滑块从A处向上滑动。滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞（时间极短），带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量m=0.1kg，A、B间的距离=1m，滑杆与滑块间的滑动摩擦力=0.4N，滑杆离开桌面后向上运动的最大高度h=0.8m，不计空气阻力，。求： （1）滑块与滑杆碰撞后瞬间速度v的大小； （2）滑杆的质量M； （3）滑块与滑杆发生碰撞的过程，滑块与滑杆系统损失的机械能△E。 24. 某玩具的轨道结构如图所示，其由竖直固定、半径的圆弧轨道BC（圆心为）、水平直轨道CD及半径的竖直圆轨道（圆心为）平滑连接构成。固定平台上端A点与B点的高度差竖直，。某次游戏中，弹射装置将质量的物块从A点以一定初速度水平弹出，恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道BC，从D点进入竖直圆轨道。已知物块可视为质点，物块与轨道CD间的动摩擦因数，其余轨道均光滑，不计空气阻力，。求： （1）物块从A点弹出的初速度大小； （2）物块经过C点时对圆弧轨道的压力大小F； （3）要使物块能从D点进入竖直圆轨道且完成完整的圆周运动，轨道CD的最大长度L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年度第二学期阶段性质量监测 高一年级物理学科 本试卷分为第I卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分，用时60分钟。考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（每题3分，共60分。在每题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的） 1. 关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（　　） A. 第谷通过整理大量的天文观测数据得到行星运动规律 B. 开普勒指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的中心处 C. 卡文迪什在实验室里通过扭秤实验得出了引力常量的数值 D. 牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月地检验” 【答案】C 【解析】 【详解】A．第谷进行了长期的天文观测积累了大量的天文观测数据，但行星运动规律是由开普勒分析其数据得出的，故A错误； B．开普勒第一定律指出行星轨道为椭圆，但太阳位于椭圆的一个焦点上，故B错误； C．卡文迪什通过扭秤实验首次测定了引力常量，故C正确； D．牛顿的“月地检验”是通过比较月球公转向心加速度与地球表面重力加速度的关系验证万有引力定律，而非与地球赤道上的自转向心加速度比较，故D错误。 故选C。 2. 下列物理量的值均为“”，其负号表示大小的是（　　） A. “”的冲量 B. “”的动量 C. “”的摩擦力 D. “”的重力势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．“”的冲量中的负号表示方向，选项A错误； B．“”动量的负号表示方向，选项B错误； C．“”的摩擦力的负号表示方向，选项C错误； D．“”的重力势能的负号表示大小，选项D正确。 故选D。 3. 关于做圆周运动的物体，下列说法正确的是（　　） A. 加速度和速度都变化，但物体所受合力不变 B. 合外力的方向不一定垂直于速度方向 C. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动，其加速度恒定不变 D. 做匀速圆周运动的物体，角速度和线速度都恒定不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．做圆周运动的物体速度方向和加速度方向都时刻变化，故加速度和速度都变化，所受合力方向也时刻变化，故所受合力变化，故A错误； B．匀速圆周运动中合力垂直于速度方向，但变速圆周运动中合力存在切向分量，方向不垂直于速度方向，故B正确； C．匀速圆周运动的加速度方向始终变化，加速度变化，不是匀变速曲线运动，故C错误； D．匀速圆周运动的物体线速度方向不断变化，角速度大小和方向恒定，但线速度不恒定，故D错误。 故选B。 4. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，小朋友荡秋千过最低点时处于失重状态 B. 图乙中，制作棉花糖时，糖液因受离心力而被甩出 C. 图丙中，卡车通过拱桥最高点时，对桥面的压力小于重力 D. 图丁中，只要铁道的外轨高于内轨，火车在转弯时轮缘就不会对外轨产生侧向挤压 【答案】C 【解析】 【详解】A．小朋友荡秋千每次摆到最低点时，由秋千的拉力与重力的合力提供所需向心力，加速度向上，小朋友处于超重状态，故A错误； B．制作棉花糖时，糖液受到的合力的大小不足以提供糖液所需要的向心力的大小时，做远离圆心的运动被甩出，离心力是一个效果力不能写受离心力的作用，故B错误； C．卡车通过拱桥最高点时，由重力和支持力提供向心力，有 则 由牛顿第三定律知支持力等于压力，得卡车通过拱桥最高点时，对桥面的压力小于重力，故C正确； D．当铁路弯道处的外轨略高于内轨，火车由重力和支持力的合力恰好提供向心力，以规定速度转弯时内、外轨正好不会受到轮缘的侧向挤压，故D错误。 故选C。 5. 2025年2月23日凌晨3时17分，中国“实践25号”卫星在距离地面约36000千米的同步静止轨道上，成功完成人类航天史上首次“太空加油”，为濒临退役的北斗G7卫星注入142kg推进剂，使其寿命延长8年。设北斗G7卫星和“实践25号”卫星均绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 北斗G7卫星定点于我国上空 B. 北斗G7卫星的线速度大于第一宇宙速度 C. 加注燃料后，北斗G7卫星的加速度大小不变 D. 处在相同轨道上的“实践25号”加速可以追上北斗G7卫星 【答案】C 【解析】 【详解】A．北斗G7卫星在同步静止轨道上，位于赤道平面内，故不能定点于我国上空，故A错误； B．由 得 第一宇宙速度为卫星贴近地球表面飞行时的线速度，北斗G7卫星的轨道半径大于地球半径，故北斗G7卫星的线速度小于第一宇宙速度，故B错误； C．由 得 加注燃料后，北斗G7卫星的加速度大小不变，故C正确； D．处在相同轨道上的“实践25号”加速，则会做离心运动，不可以追上北斗G7卫星，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，地面光滑，车厢水平底板粗糙。用细线连接车厢一端挡板及滑块，轻弹簧处于压缩状态，车厢静止。现将细线剪断，滑块相对车厢底板开始滑动，在滑动过程中，小车、弹簧和滑块组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒 C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒 【答案】B 【解析】 【详解】由题知，地面光滑，车厢水平底板粗糙，弹簧处于压缩状态，故将细线剪断，则弹簧伸长，故滑块会向右运动，小车会向左运动，两者相对滑动，产生滑动摩擦力，但弹簧的弹力和两者间的滑动摩擦力都是内力，故系统动量守恒，但两者产了相对位移，滑动摩擦力对整体做负功，故系统机械能不守恒。 故选B。 7. 如图所示，在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为p0小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则（ ） A. E1>E0 B. p1＞p0 C. E2>E0 D. p2>p0 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．据碰撞过程中总动能不增加，必有E1＜E0，E2＜E0，根据 可知，p 1＜p0，否则就违反了能量守恒定律，故ABC错误； D．根据动量守恒定律得 得到 可见，p2＞p0，故D正确。 故选D。 8. 明代出版的《天工开物》一书中记载：“其湖池不流水，或以牛力转盘，或聚数人踏转。”并附有牛力齿轮翻车的图画如图所示，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田。已知A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若A、B、C三齿轮半径的大小关系为，，则（　　） A. 齿轮A、B的角速度大小相等 B. 齿轮B、C边缘的点的线速度大小相等 C. 齿轮A的角速度与齿轮C的角速度大小之比为3:2 D. 齿轮A边缘的点的线速度与齿轮C边缘的点的线速度大小之比为2:1 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意得，， 解得，A错误； B．根据题意得，， 解得，B错误； C．根据题意得， 解得，C错误； D．根据， 解得 故选D。 9. 2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭运载，在中国文昌航天发射场成功发射，并准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。已知地球质量是月球质量的81倍，设定地球中心与月球中心的间距恒为D，嫦娥六号探测器位于地球中心与月球中心连线上距月球中心d处时，其所受地球引力和月球引力的合力为零。由此可知（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设嫦娥六号探测器的质量为，月球质量为，则地球质量为，当嫦娥六号探测器位于地球中心和月球中心连线上距月球中心d处时，有 解得 故选A。 10. 如图所示，一位同学拉着行李箱沿着平直道路前行，可简化为如下模型，质量为m的行李箱，受到与水平方向成θ角的拉力F作用沿水平方向做匀速直线运动，在时间t内运动了位移x。关于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 行李箱所受拉力的冲量大小为Ft B. 行李箱所受重力的冲量为0 C. 行李箱所受拉力做功为Fx D. 行李箱所受重力做功为mgx 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据冲量的定义可知，行李箱所受拉力的冲量大小为Ft，所受重力的冲量大小为，故A正确，B错误； CD．根据功的计算公式可知，行李箱所受拉力做功为，所受重力做功为0，故CD错误。 故选A。 11. 经长达7个月的太空旅程，我国首个火星探测器“天问一号”于2021年2月10日成功飞抵火星，并顺利实施捕获制动，精准地进入了环火轨道。如图所示，若“天问一号”已由椭圆轨道Ⅰ进入圆轨道Ⅱ，进行预选着陆区探测。下列说法正确的是（　　） A. “天问一号”在圆轨道Ⅱ的运行周期大于在椭圆轨道Ⅰ的运行周期 B. “天问一号”在圆轨道Ⅱ上经过M点的速度小于在椭圆轨道Ⅰ上经过N点的速度 C. “天问一号”在圆轨道Ⅱ上经过M点的速度大于在椭圆轨道Ⅰ上经过M点的速度 D. “天问一号”在圆轨道Ⅱ上经过M点的加速度等于在椭圆轨道Ⅰ上经过M点的加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像可知轨道II的半长轴小于轨道I的半长轴，根据开普勒第三定律有 可知“天问一号”在圆轨道Ⅱ的运行周期小于在椭圆轨道Ⅰ的运行周期，故A错误； B．设“天问一号”在N点绕火星做圆周运动的速度为（该轨道设为轨道III），根据万有引力提供向心力有 解得 可知“天问一号”在圆轨道Ⅱ上经过M点的速度 又因为从轨道I到轨道III需要加速度，故“天问一号”在轨道III的N点速度大于在椭圆轨道I的N点速度，综合可知 故“天问一号”在圆轨道Ⅱ上经过M点的速度大于在椭圆轨道Ⅰ上经过N点的速度，故B错误； C．因为从轨道II到轨道I需要加速度，“天问一号”在圆轨道Ⅱ上经过M点速度小于在椭圆轨道Ⅰ上经过M点的速度，故C错误； D．根据万有引力提供向心力有 解得 可知“天问一号”在圆轨道Ⅱ上经过M点的加速度等于在椭圆轨道Ⅰ上经过M点的加速度，故D正确。 故选D。 12. “广湛”高铁将茂名到广州的通行时间缩短至2小时。假设动车启动后沿平直轨道行驶，发动机功率恒定，行车过程中受到的阻力恒为f、已知动车质量为m，最高行驶速度为，下列说法正确的是（　　） A. 动车启动过程中所受合外力不变 B. 动车发动机功率为 C. 从启动到最大速度过程中，动车平均速度为 D. 从启动到最大速度过程中，动车牵引力做功为 【答案】B 【解析】 【详解】A．发动机功率恒定，根据 速度变大，牵引力变小，合外力 合外力变小，故A错误； B．速度最大时，动车加速度为零，受力平衡，此时 故B正确； C．从启动到最大速度过程中，动车做加速度变小的加速运动，动车平均速度大于，故C错误； D．从启动到最大速度过程中，根据动能定理 动车牵引力做功为大于，故D错误。 故选B。 13. 一台起重机匀加速地将质量为的货物从静止开始竖直吊起，若2s末货物的速度为4m/s，不计空气阻力，，则在起重机匀加速吊起货物的过程中（　　） A. 起重机对货物的拉力大小为 B. 2s内起重机拉力对货物做的功为 C. 2s末起重机对货物拉力的瞬时功率为 D. 2s内起重机对货物拉力的平均功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．货物的加速度大小为 根据牛顿第二定律有 解得，故A错误； B．2s内货物上升的高度为 2s内起重机拉力对货物做的功为，故B错误； C．2s末起重机对货物拉力的瞬时功率为，故C正确； D．2s内起重机对货物拉力的平均功率为，故D错误。 故选C。 14. 如图所示，嫦娥四号探测器成功“刹车”进入环月轨道，绕月球做匀速圆周运动。若已知环月周期为T，其到月球表面的高度为H，月球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥四号的质量为 B. 月球的质量为 C. 月球表面的重力加速度为 D. 月球的第一宇宙速度为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．嫦娥四号探测器绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 嫦娥四号的质量消去了，不能够求出，可以解得月球质量，故A错误，B正确； C．在月球表面有 结合上述解得，故C错误； D．月球的第一宇宙速度近似等于近月卫星的环绕速度，则有 结合上述解得，故D错误。 故选B。 15. 舞中幡是中国传承千年杂技项目之一。如图所示，杂技演员用手顶住中幡，将幡从胸口处竖直向上抛起，1.2s后在胸口处相同位置开始用手接幡，同时缓慢竖直下蹲，经0.6s幡速度为零时稳稳接住。已知中幡质量为18kg，，忽略空气阻力，设竖直向上为正方向。下列说法正确的是（　　） A. 幡经0.5s上升到最高点 B. 幡被抛出时的速度大小为12m/s C. 幡从胸口处抛出到落回胸口处，幡的动量变化为216kg·m/s D. 杂技演员接幡过程中，手对幡的平均作用力大小为360N 【答案】D 【解析】 【详解】A．上升时间为 幡经0.6s上升到最高点，故A错误； B．幡被抛出时的速度大小为，故B错误； C．落回胸口时速度大小为 幡从胸口处抛出到落回胸口处，幡的动量变化为，故C错误； D．杂技演员接幡过程中，手对幡平均作用力大小为，从抛出到稳稳接住过程中，由动量定理有 解得，D正确。 故选D 16. 如图所示，质量为的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做完整的圆周运动，管径略大于小球的直径d。已知管道半径为R（R>d），重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时的最小速度为 B. 小球通过最低点时，内侧管壁对小球可能有作用力 C. 如果小球在最高点时的速度大小为，则此时小球对管道外壁的作用力大小为4mg D. 如果小球在最低点时的速度大小为，则此时小球对管道外壁的作用力大小为9mg 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球通过最高点时的最小速度为0，A错误； B．小球通过最低点时，若内侧管壁对小球有作用力，作用力的方向一定竖直向下； 若内侧管壁对小球有作用力，管径略大于小球的直径d，外侧管壁对小球一定没有作用力； 小球通过最低点时，受到竖直向下的重力和竖直向下的弹力，合力竖直向下，合力不指向圆心，小球不能做圆周运动，B错误； C．根据牛顿第二定律 解得 管道外壁对小球的作用力大小为3mg，方向竖直向下； 根据牛顿第三定律，小球对管道外壁作用力大小为3mg，方向竖直向上； C错误； D．根据牛顿第二定律 解得 管道外壁对小球的支持力大小为9mg，方向竖直向上； 根据牛顿第三定律，小球对管道外壁作用力大小为9mg，方向竖直向下； D正确。 故选D。 17. 由A、B两颗恒星组成的双星系统如图所示，A、B绕连线上一点O做匀速圆周运动，A、B到O点的距离分别为，A、B的质量分别为，引力常量为G，不计其他天体对该双星系统的作用。下列说法正确的是（　　） A. A恒星受到B恒星的万有引力大小为 B. A恒星做匀速圆周运动的周期为 C. A、B恒星的质量与轨道半径满足关系式 D. A、B恒星的线速度与轨道半径满足关系式 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力定律知，A恒星受到B恒星的万有引力大小为，故A错误； BC．由牛顿第二定律，对A恒星和B恒星，有 联立，解得， 故B错误；C正确； D．根据，可知A、B恒星的线速度与轨道半径满足关系式，故D错误。 故选C。 18. 已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为、向心加速度大小为，近地卫星线速度大小为、向心加速度大小为，地球静止卫星线速度大小为、向心加速度大小为。设近地卫星距地面高度不计，静止卫星距地面高度约为地球半径的6倍。则以下结论正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．对近地卫星与静止卫星 ， 解得 故A错误； B．赤道上的物体与静止卫星的角速度相等，则有 ， 解得 故B正确； C．对近地卫星与静止卫星 ， 解得 故C错误； D．赤道上的物体与静止卫星的角速度相等，则有 ， 解得 故D错误。 故选B。 19. “独竹漂”是一项独特的黔北民间绝技。独竹漂高手们脚踩一根楠竹，漂行水上如履平地。如图甲所示，在平静的湖面上，一位女子脚踩竹竿抵达岸边，此时女子静立于竹竿A点，一位摄影爱好者使用连拍模式拍下了该女子在竹竿上行走过程的系列照片，并从中选取了两张进行对比，其简化图如下。经过测量发现，甲、乙两张照片中A、B两点的水平间距约为1cm，乙图中竹竿右端距离河岸约为1.8cm。照片的比例尺为1:40。已知竹竿的质量约为25kg，若不计水的阻力，则该女子的质量约为（　　） A. 41.5kg B. 45kg C. 47.5kg D. 50kg 【答案】B 【解析】 【详解】对人和竹竿组成的系统，可看成人船模型，所以 代入数据可得人的质量为 故选B。 20. 如图所示，质量为m的子弹以水平初速度射入静止在光滑水平面上的质量为M的木块中，子弹未从木块中射出，最后共同速度为v，在此过程中，木块在地面上滑动的距离为s，子弹射入木块的深度为d，子弹与木块间的相互作用力为f，以下关系式中不正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A. 对子弹由动能定理可知 即 选项A正确，不符合题意； B. 对子弹和木块的系统由能量关系可知 选项B正确，不符合题意； C. 对子弹和木块系统由动量守恒定律可知 选项C正确，不符合题意； D. 对木块由动能定理 选项D错误，符合题意。 故选D。 第Ⅱ卷 二、实验题（共14分） 21. “验证动量守恒定律”实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。 （1）实验时有如下A、B、C三个小球，则入射小球和被撞小球分别应选取________和________进行实验（选填“A”、“B”或“C”）。 A、 B、 C、 （2）关于本实验，下列说法正确的是________ A. 斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平 B. 入射小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放 C. 必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 D. 实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间 （3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次试验，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图丙中画的三个圆最合理的是________（选填A、B、C）。 （4）若入射小球和被撞小球质量分别为m₁、m₂，用刻度尺测量M、P、N距O点的距离依次为x1、x2、x3，通过验证等式________是否成立，从而验证动量守恒定律。 【答案】（1） ①. B ②. A （2）B （3）C （4） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]为保证两球发生对心正碰，则两球半径应该相等；为防止入射球反弹，则入射球的质量应该大于被碰球的质量，则入射小球和被撞小球分别应选取B和A进行实验。 【小问2详解】 A．斜槽是否光滑对实验无影响，但是安装时斜槽末端必须保持水平，以保证小球做平抛运动，A错误； B．入射小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放，以保证小球到达底端时速度相同，B正确； CD．两球做平抛运动，下落的高度相同，运动时间相同，则可用水平位移代替水平速度，则没必要测量出斜槽末端到水平地面的高度，也不需要用秒表测量小球空中飞行的时间，CD错误。 故选B。 【小问3详解】 确定小球的位置时，应该用尽量小的圆将小球的落地点圈起来，圆心即为小球的平均落地点，故C最合理。 【小问4详解】 小球离开斜槽后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，运动时间t相等，碰撞前入射球的速度 碰撞后入射球的速度 碰撞后被碰球的速度 碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得m1v0=m1v1+m2v2 整理得m1x2=m1x1+m2x3 22. 某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）实验中除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是________ A. 直流电源 B. 刻度尺 C. 天平（含砝码） D. 秒表 （2）下列说法中有利于减小实验误差的有________ A. 必须精确测量出重物的质量 B. 选用体积较大的重物 C. 调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上 D. 先松开纸带，后接通电源 （3）甲同学在验证机械能守恒定律的实验中，使质量m=250g的重物拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。选取一条符合实验要求的纸带如图乙所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点，已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地重力加速度g=9.8m/s2。则根据纸带计算出打点计时器打出B点时重物的瞬时速度大小=________m/s，重物带动纸带从O点下落到B点的过程中重力势能的减小量△=________J。（结果均保留三位有效数字） （4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是 A. 该误差属于偶然误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 B. 该误差属于系统误差，可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差 C. 该误差属于偶然误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差 D. 该误差属于系统误差，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差 【答案】（1）B （2）C （3） ①. 3.05 ②. 1.20 （4）D 【解析】 【小问1详解】 在下列器材中，打点计时器要用交流电源，不需要直流电源；实验要用刻度尺测量纸带；因要验证的关系两边都有质量，则不需要用天平测质量；打点计时器本身就是计时仪器，则不需要秒表。故选B。 【小问2详解】 A．因要验证的关系两边都有质量，则不需要测量出重物的质量，A错误； B．选用体积较小质量较大的重物可减小阻力的影响，B错误； C．调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上可减小阻力的影响，C正确； D．先接通电源，后松开纸带，D错误。 故选C。 【小问3详解】 [1]打点计时器打出B点时重物的瞬时速度大小 [2]重物带动纸带从O点下落到B点的过程中重力势能的减小量 【小问4详解】 重力势能的减少量略大于动能的增加量，这是系统误差，原因是重物下落时受阻力作用使得一部分重力势能转化为内能；可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差。 故选D。 三、计算题（本题共2小题，共26分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。） 23. 某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，一劲度系数很大的轻弹簧（图中未画出）下端固定在滑杆上，弹簧与滑块不拴接，初始时它们处于静止状态。将滑块向下压缩弹簧，使弹簧压缩一小段距离（可忽略不计）后自动锁住弹簧，此时弹簧的弹性势能。某时刻解除弹簧的锁定，弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能，使滑块从A处向上滑动。滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞（时间极短），带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量m=0.1kg，A、B间的距离=1m，滑杆与滑块间的滑动摩擦力=0.4N，滑杆离开桌面后向上运动的最大高度h=0.8m，不计空气阻力，。求： （1）滑块与滑杆碰撞后瞬间速度v的大小； （2）滑杆的质量M； （3）滑块与滑杆发生碰撞的过程，滑块与滑杆系统损失的机械能△E。 【答案】（1）4m/s （2）0.05kg （3）0.6J 【解析】 【小问1详解】 滑块带动滑杆竖直向上运动，则 解得 【小问2详解】 滑块与滑杆碰撞过程，根据动量守恒定律可得 滑块上滑过程有 弹簧弹开滑块的过程有 联立解得 【小问3详解】 滑块与滑杆碰撞过程，根据能量守恒定律可得 解得 24. 某玩具的轨道结构如图所示，其由竖直固定、半径的圆弧轨道BC（圆心为）、水平直轨道CD及半径的竖直圆轨道（圆心为）平滑连接构成。固定平台上端A点与B点的高度差竖直，。某次游戏中，弹射装置将质量的物块从A点以一定初速度水平弹出，恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道BC，从D点进入竖直圆轨道。已知物块可视为质点，物块与轨道CD间的动摩擦因数，其余轨道均光滑，不计空气阻力，。求： （1）物块从A点弹出的初速度大小； （2）物块经过C点时对圆弧轨道的压力大小F； （3）要使物块能从D点进入竖直圆轨道且完成完整的圆周运动，轨道CD的最大长度L。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块从A点弹出后到达B点时的竖直速度 由几何关系可得水平速度 【小问2详解】 物块在B点的速度 物块从B到C机械能守恒，则有 在C点时，由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可知物块经过C点时对圆弧轨道的压力大小 【小问3详解】 物块能通过竖直圆轨道最高点，最高点的临界情况有 由C点到最高点，由动能定理有 解得最大长度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $