精品解析：河南省许昌市2024-2025学年高一下学期7月期末考试物理试题

2024-2025学年第二学期期末教学质量检测高一物理 注意事项： 1．考试时间：75分钟，总分100分。 2．答题前，考生务必将自己的姓名、考号涂写在答题卡上。 3．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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。用铅笔把所选答案涂在答题卡上。 1. 如图所示，实线为一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动的轨迹，当物体从点运动到点时，其速度方向恰好改变了，则物体从点到点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体在点时的速度方向可能与水平恒力方向相同 B. 物体所受的水平恒力的方向一定垂直点的速度方向 C. 物体做一定是匀变速曲线运动 D. 物体的速率一定是先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于物体做曲线运动，故物体在点时的速度方向不可能与水平恒力方向相同，故A错误； BD．因为质点速度方向恰好改变了，可以判断恒力方向应为右下方，即速度方向与恒力方向夹角先为钝角后为锐角，故物体速率先减小后增大，故BD错误； C．由于物体受水平恒力F作用，根据牛顿第二定律有 可知加速度也恒定，故物体做一定是匀变速曲线运动，故C正确。 故选C。 2. 如图，在同一竖直平面内，距地面不同高度的地方以不同的水平速度同时抛出两个小球。则两球（　　） A. 可能在空中相遇 B. 落地时间可能相等 C. 抛出到落地的水平距离有可能相等 D. 抛出到落地的水平距离一定不相等 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．因为两球同时抛出，落地前相等时间内下落的高度相同，则两球一定不能在空中相遇，故A错误； B．平抛运动的时间由高度决定，所以两球落地时间不等，故B错误； CD．因为初速度不等，时间不等，但是水平距离可能相等，故C正确，D错误。 故选C。 3. 宇宙中两颗相距较近、相互绕转的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，不至于因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中、两颗天体绕点做周期为的匀速圆周运动，它们的轨道半径之比，则两颗天体的（　　） A. 线速度大小之比 B. 质量之比 C. 总质量 D. 双星系统的角速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．双星都绕O点做周期为的匀速圆周运动，角速度相等，根据，可得线速度大小之比，故A错误。 BCD．双星都绕O点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，有，，， 联立求得质量之比， 双星系统角速度，故C正确，BD错误。 故选C。 4. 图示为某新型电动汽车在阻力恒定的水平路面上进行性能测试时的图像，为过原点的倾斜线段，段平行于时间轴且与段相切，段汽车的功率为额定功率，下列说法正确的是（　　） A. 时间内汽车牵引力做的功为 B. 时间内汽车的牵引力逐渐减小 C. 时间内牵引力不做功 D. 汽车行驶时受到的阻力大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图像知时间内，电动汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，速度逐渐增大，根据可知汽车的功率逐渐增大，所以该段时间内汽车牵引力做的功不为，故A错误； B．根据图像的斜率表示加速度，可知在时间内汽车的加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律可得 恒定，可知牵引力逐渐减小，故B正确； C．时间内，汽车做匀速直线运动，牵引力做正功，故C错误； D．当汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，根据 解得汽车行驶时受到的阻力大小为，故D错误。 故选B。 5. 从地面竖直向上抛出一物体，该物体的机械能和重力势能随它离开地面的高度的变化关系如图所示，重力加速度取。由图中数据可得（　　） A. 该物体的质量为 B. 物体上升至时，物体的动能 C. 物体上升过程中，所受阻力的大小为 D. 物体离开地面时的初速度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图像可知，当物体上升的高度为时，物体的重力势能为，根据重力势能的表达式 代入数据可得该物体的质量为，故A错误； B．由图像可知，物体上升至时，重力势能为，机械能为，根据 代入数据可得物体的动能为，故B正确； C．根据功能关系可知，除重力之外的力做功等于物体机械能的变化。物体上升过程中，除了重力外，只有阻力做功，且阻力做负功，所以有 由图像可知，物体上升过程中，机械能的变化为 所以物体所受阻力的大小为，故C错误； D．物体离开地面时，其机械能为，由于此时重力势能，所以物体只有动能，即 代入数据解得物体离开地面时的初速度大小为，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，固定在竖直面内的光滑轨道由线段和圆弧组成，两段相切于点，段与水平面夹角为段圆心为，最高点为段所对圆心角也为，A与的高度差等于圆弧轨道的直径。小球从A点以初速度冲上轨道，能沿轨道运动且恰好到达点，下列说法正确的是（　　） A. 小球从到的过程中，对轨道的压力逐渐增大 B. 小球从A到的过程中，重力的瞬时功率始终保持不变 C. 小球的初速度 D. 若小球初速度增大到，小球将从点脱离轨道 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题知，小球能沿轨道运动恰好到达C点，则小球在C点的速度为vC=0 若小球从B到C的过程中，小球与圆心O点连线与竖直方向的夹角为，则由动能定理 由牛顿第二定律 联立有FN= 3mgcosα－2mg 由牛顿第三定律，小球对轨道的压力为 由于从B到C的过程中α由θ减小到0，则cosα逐渐增大，故逐渐增大，故小球从B到C的过程中，对轨道的压力逐渐增大，故A正确； B．小球从A到B的过程中，重力的瞬时功率为 由于A到B过程中小球的速度逐渐减小，则此过程小球重力的功率一直减小，故B错误； C．从A到C的过程中，由动能定理 解得小球的初速度大小为，故C错误； D．设小球初速度增大到，小球脱离轨道时与竖直方向的夹角为，则由动能定理 由牛顿第二定律 解得，可知小球将从点脱离轨道，故D正确。 故选AD。 7. 如图所示，四个电荷量均为的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为和，其中轴上的两个点电荷位置固定，轴上的两个点电荷可沿轴对称移动，下列说法正确的是（　　） A. 菱形外部（不包含无穷远处）存在电场强度为零的点 B. 当取某值时，可使得菱形内部存在两个电场强度为零的点 C. 将一带负电的试探电荷沿轴由点（2l，0）移至点（-2l，0），静电力做正功 D. 当时，将一带负电的试探电荷放置在点（2l，2l）处，其所受到的静电力方向与轴正方向成倾斜向下指向点 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据场强叠加原理可知，除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零，选项A错误； B．因为在x轴上的两个点电荷在O点的合场强为零，在y轴上的两电荷，无论y0取什么值，因为关于原点对称，则在O点的合场强也为零，在横轴和纵轴上除原点外，出现合场强为零的点，根据对称性可知，一定是成对出现的，关于原点对称，所以算上原点，合场强为零的点是奇数个，不会是两个，选项B错误； C．将一带负电的试探电荷沿轴由点（2l，0）移至点（-2l，0），根据电势的叠加原理，则电势先增大后减小，根据可知试探电荷的电势能先减小后增大，故静电力做正功后做负功，故C错误； D．若y0=4l，则四个点构成正方形，由对称可知在点（2l，2l）处的场强一定沿着过该点与原点连线的方向上；在y轴正向和x正向上的点电荷在（2l，2l）处的合场强 由于等大反向，故两电荷在该处的合场强为零，如图 在y轴负向和x负向上的点电荷在（2l，2l）处的合场强 由图可知（2l，2l）点的场强沿着MN方向且与x轴成45°角的方向向上，故将一带负电的试探电荷放置在点（2l，2l）处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成倾斜向下指向点，选项D正确。 故选D， 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，把所选答案涂在答题卡上。 8. 如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，最后都落在同一水平面上。下列说法正确的有（　　） A. 小球a、b在运动过程中重力的平均功率相等 B. 小球b、c在运动过程中重力的平均功率相等 C. 小球a、b落地时重力的瞬时功率不相等 D. 小球b、c落地时重力的瞬时功率不相等 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由题意可知，a、b、c三个相同的小球下落的高度相同，则有三个小球的重力做功相同，设三个小球的高度为h，斜面的倾斜角为θ，则小球a下落所用时间为 其中 解得 小球b、c在竖直方向都做自由落体运动，所用时间相等，则有 可知小球a、b在下落的运动中所用时间不相同，则重力的平均功率不相等；小球b、c在下落运动中所用时间相同，则重力的平均功率相等，A错误，B正确； CD．a、b、c三个相同的小球的重力相同，则有重力的瞬时功率为 由于小球a、b落地时竖直方向的分速度不相同，则有重力的瞬时功率不相等；小球b、c在竖直方向都是自由落体运动，下落高度相同，则竖直方向的分速度相同，落地时重力的瞬时功率相等，C正确，D错误。 故选BC。 9. 2025年4月24日我国神舟二十号载人飞船与天和核心舱成功进行了对接，如图为飞船运行与交会对接过程示意图，椭圆轨道1为飞船对接前的运行轨道，点是轨道1的近地点，离地高度可忽略不计。圆形轨道2距地面高度为，是天和核心舱的运行轨道，点是1、2轨道的切点，也是交会点。已知地球半径为，下列说法正确的是（　　） A. 飞船从轨道1变轨到轨道2需要在交会点点制动减速 B. 飞船在轨道2上的速率一定比轨道1上点的速率大 C. 飞船在轨道1上点的加速度大小等于在轨道2上点的加速度大小 D. 飞船在轨道1上与在轨道2上运动的周期之比为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，所以飞船从轨道1变轨到轨道2需要在交会点点点火加速，故A错误； B．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 可知过点的圆轨道速率大于飞船在轨道2上的速率，而飞船从点的圆轨道变轨到椭圆轨道1，需要在点点火加速，所以飞船在轨道2上的速率一定比轨道1上点的速率小，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知飞船在轨道1上点的加速度大小等于在轨道2上点的加速度大小，故C正确； D．根据开普勒第三定律可得 可得飞船在轨道1上与在轨道2上运动的周期之比为，故D正确。 故选CD。 10. 如图甲所示，在水平地面上固定一个倾角为的足够长的光滑斜面，小滑块从斜面底端在与斜面平行的拉力作用下由静止开始沿斜面运动，拉力随时间变化的图像如图乙所示，小滑块运动的速度—时间图像如图丙所示，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 斜面倾角为，小滑块的质量为 B. 在时间内拉力做的功为 C. 在时间内合外力对小滑块做功为 D. 在时间内小滑块机械能增加 【答案】AD 【解析】 【详解】A．时间内，对滑块进行分析，根据牛顿第二定律有 时间内，对滑块进行分析，根据牛顿第二定律有 根据图丙有， 解得，，故A正确； B．时间内，滑块的位移 该时间内拉力做功，故B错误； C．根据图丙可知，1s时，滑块的速度 根据动能定理有，故C错误； D．滑块机械能增加量等于拉力做功，则在时间内小滑块机械能增加，故D正确。 故选AD。 三、实验探究题：本题共2小题，11题8分，12题10分，共18分。 11. 某实验小组的同学利用带有斜槽的轨道研究小球的平抛运动规律，如图甲所示。 （1）为了减小实验误差，下列操作正确的是________。（填正确答案标号） A. 实验时应选择摩擦力小的斜槽 B. 实验时应用天平测出小球的质量 C. 实验时须调整斜槽的末端水平 （2）小球每次释放时，需从________（填“同一”或“不同”）位置释放。 （3）实验时，将竖直挡板紧靠斜槽末端以确定出小球抛出点的位置，此后每次将竖直挡板向右移动相同的距离，并在小球的轨迹上确定了三点，如图乙所示，已知重力加速度大小为g，则小球的初速度为________；小球经过B点的竖直分速度大小为________。（用题中所给物理量符号表示） 【答案】（1）C （2）同一 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．实验时，为了保证小球每次离开斜槽末端的速度相同，因此小球每次必须从斜槽上的同一位置静止释放，只要释放点的位置相同，小球在斜槽上运动的情况一定相同，即离开末端的速度一定相同，所以与斜槽间的摩擦力大小无关，故A错误； B．本实验的目的是为了探究小球的平抛运动，因此不需要小球的质量，故B错误； C．研究小球的平抛运动时，必须保证斜槽的末端水平，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1]实验时，为了保证小球每次离开斜槽末端的速度相同，因此小球每次必须从斜槽上的同一位置静止释放。 【小问3详解】 [1][2]由于相邻两点间的水平距离相等，故小球在两相邻点间运动的时间相等，根据 解得 则小球平抛的初速度大小为 小球运动到B点时竖直方向速度大小为 解得 12. 某同学用如图所示的装置“探究物体做圆周运动的向心力大小与半径、线速度、质量的关系”，同时也可以“验证机械能守恒定律”。用一根轻质细线系住小钢球，另一端连接在固定于铁架台上端的力传感器上，开始小钢球静止于A点，将光电门固定在A点的正下方靠近A点处。在小钢球底部竖直地粘住一片宽度为的遮光条（质量不计，宽度很小），小钢球的质量为，重力加速度为。将小钢球竖直悬挂，测出悬点到小钢球球心之间的距离，得到小钢球运动的半径为。 （1）将小钢球拉至某一位置静止释放，读出小钢球经过A点时力传感器的读数及遮光条的挡光时间为，则小钢球通过A点时的速度大小可视为___________（用题中所给字母表示）； （2）从受力分析的角度小钢球通过A点时的向心力大小为___________（用、、表示），将其计算的结果与向心力公式计算的结果进行比较； （3）改变小钢球释放的位置，重复实验，比较发现总是略小于，分析表明这是系统造成的误差，该系统误差的可能原因是___________； A. 小钢球的质量偏大 B. 小钢球的初速度不为零 C. 总是存在空气阻力 D. 小钢球速度的测量值偏大 （4）小钢球从静止运动到A点的过程中，重力做功的瞬时功率___________； A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 （5）为了验证小钢球在运动过程中的机械能守恒，某同学记录了每次将小钢球由静止释放时细线与竖直方向夹角的余弦值及对应运动到最低点A时遮光条的挡光时间，多次重复上述过程，以为纵轴作出随的变化图像，图像大致呈一条直线（题中未画出）。若小钢球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率___________。 【答案】（1） （2） （3）D （4）C （5） 【解析】 【小问1详解】 小钢球通过A点时的速度大小为 【小问2详解】 小钢球通过A点时，受到拉力和重力作用，合力提供向心力，则有 【小问3详解】 比较发现总是略小于，细线上各点角速度相等，由可知，用遮光条通过光电门时的速度作为小球经过最低点时的速度，则小钢球速度的测量值偏大，用计算的向心力偏大，此时小于。 故选D。 【小问4详解】 根据 由于小钢球从静止释放时的竖直分速度为0，在A点时的竖直分速度为0，则小钢球从静止运动到A点的过程中，竖直分速度先增大后减小，则重力做功的瞬时功率先增大后减小。 故选C。 【小问5详解】 若小钢球下落过程中机械能守恒，则有 整理可得 可知图像的斜率为 四、解答题：本题共3小题，13题10分，14题10分，15题16分，共36分。 13. 据我国探月工程总设计师吴伟仁在近期回答记者采访时说，我国将于2028年在月球上建造房子，现已研制人类第一台月球制砖机，可以聚集太阳能，将月壤烧融，通过3D打印技术，制备成月壤砖。在研究月壤的过程中，离不开对月球平均密度的研究。探月工程师操控着月球探测器，使其在月球表面只在月球引力作用下绕月做匀速圆周运动，他们只用计时工具测出了探测器的运行周期，已知万有引力常量为，就可以知道月球的平均密度。请用你学习过的知识写出工程师们的推导过程并给出月球平均密度的表达式。 【答案】见解析， 【解析】 【详解】将月球看做一个球体，设其半径为，质量为M，近月环绕的探测器质量为，则有 解得 月球体积 月球密度 解得 14. 如图甲所示，在水平绝缘转台上放一可视为质点的铁块，绝缘细绳的一端系在铁块上，另一端穿过固定在转台圆心O处的光滑细圆管后悬挂一质量为的带正电小球，小球带电量为，OM段细绳水平，铁块与点间距，整个过程铁块随转台一起做匀速圆周运动（其角速度未知），整个装置处于竖直向下的匀强电场中，匀强电场的场强大小缓慢变化（可认为小球总处于静止状态）如图乙所示，初始时刻及时刻铁块和转台均恰好不相对滑动。已知铁块和转台间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。请解决下列问题： （1）求初始时刻细绳的张力； （2）求铁块的质量及转台匀速转动的角速度（结果可用根式表示）； 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 初始时刻对带电小球受力平衡 而 联立代入数据得 【小问2详解】 初始时刻对铁块 时刻， 其中T=mg 联立代入数据得， 15. 如图甲是一款轨道车玩具，轨道造型可自由调节，图乙是某同学搭建的轨道示意图，它由倾斜轨道、部分圆弧轨道、水平直轨道、竖直圆轨道点为进口，点为出口）及另外两个四分之一圆管轨道与，所有轨道连结处均平滑连接，圆管轨道的圆心与圆管轨道的圆心位于同一高度（圆管的内径远小于圆管轨道半径）。已知小车质量，水平直轨道长度，小车在轨道段动摩擦因数为，其余轨道均光滑、不计其他阻力，小车可视为质点。该同学将小车由点（小车未画出）静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道，并最终从点水平飞出，点距离水平轨道的垂直距离，重力加速度取。请解决下列问题： （1）求小车运动到点时的速度大小； （2）求小车运动到圆轨道点时对轨道的压力的大小； （3）其他条件不变，同时调节圆管轨道与的半径，求当多大时，小车落地点与点有最大水平距离，最大水平距离为多大？ 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 小车由运动至过程，由动能定理有 代入数据得 【小问2详解】 小车恰好能通过竖直圆轨道，设小车在点速度为，则 小车从到，由动能定理得 代入数据得 在点，根据牛顿第二定律可得 联立解得小车在D点时轨道给的支持力 由牛顿第三定律，小车运动至点时对轨道压力大小为 【小问3详解】 小车从到，由动能定理得 即 小车从点飞出后做平抛运动，根据平抛运动的规律可得， 联立解得 当时，小车落点与点水平距离最大，即最大距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第二学期期末教学质量检测高一物理 注意事项： 1．考试时间：75分钟，总分100分。 2．答题前，考生务必将自己的姓名、考号涂写在答题卡上。 3．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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。用铅笔把所选答案涂在答题卡上。 1. 如图所示，实线为一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动的轨迹，当物体从点运动到点时，其速度方向恰好改变了，则物体从点到点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体在点时的速度方向可能与水平恒力方向相同 B. 物体所受的水平恒力的方向一定垂直点的速度方向 C. 物体做的一定是匀变速曲线运动 D. 物体的速率一定是先增大后减小 2. 如图，在同一竖直平面内，距地面不同高度的地方以不同的水平速度同时抛出两个小球。则两球（　　） A. 可能在空中相遇 B. 落地时间可能相等 C. 抛出到落地的水平距离有可能相等 D. 抛出到落地的水平距离一定不相等 3. 宇宙中两颗相距较近、相互绕转的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，不至于因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中、两颗天体绕点做周期为的匀速圆周运动，它们的轨道半径之比，则两颗天体的（　　） A. 线速度大小之比 B 质量之比 C. 总质量 D. 双星系统的角速度为 4. 图示为某新型电动汽车在阻力恒定水平路面上进行性能测试时的图像，为过原点的倾斜线段，段平行于时间轴且与段相切，段汽车的功率为额定功率，下列说法正确的是（　　） A. 时间内汽车牵引力做的功为 B. 时间内汽车的牵引力逐渐减小 C. 时间内牵引力不做功 D. 汽车行驶时受到的阻力大小为 5. 从地面竖直向上抛出一物体，该物体的机械能和重力势能随它离开地面的高度的变化关系如图所示，重力加速度取。由图中数据可得（　　） A. 该物体的质量为 B. 物体上升至时，物体的动能 C. 物体上升过程中，所受阻力的大小为 D. 物体离开地面时初速度大小为 6. 如图所示，固定在竖直面内的光滑轨道由线段和圆弧组成，两段相切于点，段与水平面夹角为段圆心为，最高点为段所对圆心角也为，A与的高度差等于圆弧轨道的直径。小球从A点以初速度冲上轨道，能沿轨道运动且恰好到达点，下列说法正确的是（　　） A. 小球从到的过程中，对轨道的压力逐渐增大 B. 小球从A到的过程中，重力的瞬时功率始终保持不变 C. 小球的初速度 D. 若小球初速度增大到，小球将从点脱离轨道 7. 如图所示，四个电荷量均为的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为和，其中轴上的两个点电荷位置固定，轴上的两个点电荷可沿轴对称移动，下列说法正确的是（　　） A. 菱形外部（不包含无穷远处）存在电场强度为零的点 B. 当取某值时，可使得菱形内部存在两个电场强度为零的点 C. 将一带负电的试探电荷沿轴由点（2l，0）移至点（-2l，0），静电力做正功 D. 当时，将一带负电的试探电荷放置在点（2l，2l）处，其所受到的静电力方向与轴正方向成倾斜向下指向点 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，把所选答案涂在答题卡上。 8. 如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，最后都落在同一水平面上。下列说法正确的有（　　） A. 小球a、b在运动过程中重力的平均功率相等 B. 小球b、c在运动过程中重力的平均功率相等 C. 小球a、b落地时重力的瞬时功率不相等 D. 小球b、c落地时重力的瞬时功率不相等 9. 2025年4月24日我国神舟二十号载人飞船与天和核心舱成功进行了对接，如图为飞船运行与交会对接过程示意图，椭圆轨道1为飞船对接前的运行轨道，点是轨道1的近地点，离地高度可忽略不计。圆形轨道2距地面高度为，是天和核心舱的运行轨道，点是1、2轨道的切点，也是交会点。已知地球半径为，下列说法正确的是（　　） A. 飞船从轨道1变轨到轨道2需要在交会点点制动减速 B. 飞船在轨道2上的速率一定比轨道1上点的速率大 C. 飞船在轨道1上点的加速度大小等于在轨道2上点的加速度大小 D. 飞船在轨道1上与在轨道2上运动的周期之比为 10. 如图甲所示，在水平地面上固定一个倾角为的足够长的光滑斜面，小滑块从斜面底端在与斜面平行的拉力作用下由静止开始沿斜面运动，拉力随时间变化的图像如图乙所示，小滑块运动的速度—时间图像如图丙所示，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 斜面倾角为，小滑块的质量为 B. 在时间内拉力做的功为 C. 在时间内合外力对小滑块做功为 D. 在时间内小滑块机械能增加 三、实验探究题：本题共2小题，11题8分，12题10分，共18分。 11. 某实验小组的同学利用带有斜槽的轨道研究小球的平抛运动规律，如图甲所示。 （1）为了减小实验误差，下列操作正确的是________。（填正确答案标号） A. 实验时应选择摩擦力小的斜槽 B. 实验时应用天平测出小球的质量 C. 实验时须调整斜槽的末端水平 （2）小球每次释放时，需从________（填“同一”或“不同”）位置释放。 （3）实验时，将竖直挡板紧靠斜槽末端以确定出小球抛出点的位置，此后每次将竖直挡板向右移动相同的距离，并在小球的轨迹上确定了三点，如图乙所示，已知重力加速度大小为g，则小球的初速度为________；小球经过B点的竖直分速度大小为________。（用题中所给物理量符号表示） 12. 某同学用如图所示装置“探究物体做圆周运动的向心力大小与半径、线速度、质量的关系”，同时也可以“验证机械能守恒定律”。用一根轻质细线系住小钢球，另一端连接在固定于铁架台上端的力传感器上，开始小钢球静止于A点，将光电门固定在A点的正下方靠近A点处。在小钢球底部竖直地粘住一片宽度为的遮光条（质量不计，宽度很小），小钢球的质量为，重力加速度为。将小钢球竖直悬挂，测出悬点到小钢球球心之间的距离，得到小钢球运动的半径为。 （1）将小钢球拉至某一位置静止释放，读出小钢球经过A点时力传感器的读数及遮光条的挡光时间为，则小钢球通过A点时的速度大小可视为___________（用题中所给字母表示）； （2）从受力分析的角度小钢球通过A点时的向心力大小为___________（用、、表示），将其计算的结果与向心力公式计算的结果进行比较； （3）改变小钢球释放的位置，重复实验，比较发现总是略小于，分析表明这是系统造成的误差，该系统误差的可能原因是___________； A. 小钢球质量偏大 B. 小钢球的初速度不为零 C. 总是存在空气阻力 D. 小钢球速度的测量值偏大 （4）小钢球从静止运动到A点的过程中，重力做功的瞬时功率___________； A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 （5）为了验证小钢球在运动过程中的机械能守恒，某同学记录了每次将小钢球由静止释放时细线与竖直方向夹角的余弦值及对应运动到最低点A时遮光条的挡光时间，多次重复上述过程，以为纵轴作出随的变化图像，图像大致呈一条直线（题中未画出）。若小钢球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率___________。 四、解答题：本题共3小题，13题10分，14题10分，15题16分，共36分。 13. 据我国探月工程总设计师吴伟仁在近期回答记者采访时说，我国将于2028年在月球上建造房子，现已研制人类第一台月球制砖机，可以聚集太阳能，将月壤烧融，通过3D打印技术，制备成月壤砖。在研究月壤的过程中，离不开对月球平均密度的研究。探月工程师操控着月球探测器，使其在月球表面只在月球引力作用下绕月做匀速圆周运动，他们只用计时工具测出了探测器的运行周期，已知万有引力常量为，就可以知道月球的平均密度。请用你学习过的知识写出工程师们的推导过程并给出月球平均密度的表达式。 14. 如图甲所示，在水平绝缘转台上放一可视为质点的铁块，绝缘细绳的一端系在铁块上，另一端穿过固定在转台圆心O处的光滑细圆管后悬挂一质量为的带正电小球，小球带电量为，OM段细绳水平，铁块与点间距，整个过程铁块随转台一起做匀速圆周运动（其角速度未知），整个装置处于竖直向下的匀强电场中，匀强电场的场强大小缓慢变化（可认为小球总处于静止状态）如图乙所示，初始时刻及时刻铁块和转台均恰好不相对滑动。已知铁块和转台间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。请解决下列问题： （1）求初始时刻细绳的张力； （2）求铁块的质量及转台匀速转动的角速度（结果可用根式表示）； 15. 如图甲是一款轨道车玩具，轨道造型可自由调节，图乙是某同学搭建的轨道示意图，它由倾斜轨道、部分圆弧轨道、水平直轨道、竖直圆轨道点为进口，点为出口）及另外两个四分之一圆管轨道与，所有轨道连结处均平滑连接，圆管轨道的圆心与圆管轨道的圆心位于同一高度（圆管的内径远小于圆管轨道半径）。已知小车质量，水平直轨道长度，小车在轨道段动摩擦因数为，其余轨道均光滑、不计其他阻力，小车可视为质点。该同学将小车由点（小车未画出）静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道，并最终从点水平飞出，点距离水平轨道的垂直距离，重力加速度取。请解决下列问题： （1）求小车运动到点时的速度大小； （2）求小车运动到圆轨道点时对轨道的压力的大小； （3）其他条件不变，同时调节圆管轨道与的半径，求当多大时，小车落地点与点有最大水平距离，最大水平距离为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $