精品解析：北京市第一六一中学2025-2026学年高二上学期开学测试物理试题

北京市第一六一中学2025—2026学年第一学期开学测试 高二物理 班级__________姓名__________学号__________ 本试卷共6页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上作答无效。 一、单项选择题（本题共10个小题，每小题3分，共30分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。把正确答案涂写在答题卡上相应的位置。） 1. 如图所示，封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块A能在水中以速度v1匀速上升。在红蜡块从玻璃管底端匀速上升的同时，使玻璃管以速度v2水平匀速向右运动，下列说法正确的是（　　） A. 红蜡块相对地面的运动轨迹为一条曲线 B. 若速度v2增大，则红蜡块上升的速度v1也增大 C. 若速度v2增大，则红蜡块的合速度也增大 D. 若速度v2增大，则红蜡块上升到玻璃管顶端的时间变长 2. 如图所示，水平抛出一个小球，若不计空气阻力，小球落地前关于小球在相等时间内的运动，下列说法正确的是（ ） A. 位移相同 B. 竖直方向分运动的位移相同 C. 速度变化量相同 D. 速度的变化量越来越大 3. 一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行．认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（ ） A. 飞船的轨道半径 B. 飞船的运行速度 C. 飞船的运行周期 D. 行星的质量 4. 如图所示，一质量m=0.5 kg的小物块沿着从A向B的方向朝着墙壁运动，与墙壁碰撞前瞬间速度的大小为4m/s，与墙碰后以大小为2 m/s的速度反向运动直至静止。已知碰撞时间为0.05 s，g取10 m/s2，以从A到B的方向为正方向，则下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前后小物块动量的变化量 B. 物块在反向运动过程中克服摩擦力做的功W=2J C. 碰撞过程中墙对小物块的冲量 D. 碰撞过程中墙面对小物块平均作用力的大小F=20N 5. 某物理小组利用如图所示的装置研究平抛运动。他们用小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，并观察到两小球同时落地。关于该实验，下列说法中正确的是（ ） A. 若只改变装置的高度，多次实验，则能说明A球在水平方向做匀速直线运动 B. 若只改变小锤的打击力度，多次实验，则能说明A球在水平方向做匀速直线运动 C. 若只改变装置的高度，多次实验，则能说明A球在竖直方向做自由落体运动 D. 若只改变小锤的打击力度，多次实验，则能说明A球在竖直方向做自由落体运动 6. 一种叫“旋转飞椅”的游乐项目如图甲所示，其结构简化模型如图乙所示。长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。转盘静止时，钢绳沿竖直方向自由下垂；转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，且与竖直方向的夹角为θ。将游客和座椅看作一个质点，不计钢绳重力和空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法不正确的是（　　） A. 匀速转动时，游客和座椅受到的合力始终沿水平方向 B. 当θ稳定时，游客和座椅的角速度 C. 转速缓慢增大，角θ总小于90° D. 转速缓慢增大，钢绳上张力的竖直分量保持不变 7. 2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。如图，将火星与地球绕太阳的运动简化为在同一平面、沿同一方向的匀速圆周运动，图中的椭圆轨道表示“天问一号”的地火转移轨道。下列说法正确的是（　　） A. 火星的公转周期小于地球的公转周期 B. 地球公转的向心加速度小于火星公转的向心加速度 C. “天问一号”在A点要通过加速才能从地球公转轨道到地火转移轨道 D. “天问一号”从A点运动到C点的过程中处于加速状态 8. 把小球放在竖直的弹簧上并下压至A位置保持静止，如图甲所示，迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C（图乙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态。弹簧的质量和空气的阻力均可忽略。下列说法正确的是（　　） A. 小球经B位置时动能最大 B. 小球经B位置时重力势能和弹性势能之和最小 C. 小球从A到B的过程中，小球与地球组成的系统机械能守恒 D. 小球从A到C的过程中，弹力做的功等于小球重力势能的增加量 9. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实，如图所示。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对质量为m的地面上的重物各施加一个力，力的大小均恒为F，方向都斜向上与竖直方向成角，重物离开地面高度为h时人停止施力，重物最终下落至地面，并把地面砸下深度为d的凹坑。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 重物落下接触地面时的动能等于2Fh B. 重物落下接触地面时的动能等于mgh C. 整个过程重力做功等于mg(h+d) D. 地面对重物的阻力做功等于－(2Fhcosθ+mgd) 10. 军事上发射导弹时，由于导弹会飞行很远，故研究其射程时要将地面视作球面。可以将导弹的运动近似看成是绕地球中心的匀速圆周运动与垂直地球表面的上抛运动的合成。如图所示，假设导弹从地面发射时的速度大小为v，倾角为θ，地球半径为R，地球表面重 力加速度为g，且飞行过程中地球对导弹引力的大小近似保持不变。关于导弹射程s（导弹发射点到落地点沿地表方向的距离），你可能不会直接求解，请根据运动的合成与分解方法，结合一定的物理分析，判断以下选项合理的是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选得0分。） 11. 将如图所示的跳水过程简化为运动员沿竖直方向的运动。若运动员的质量为m，起跳后重心上升的最大高度为h，从最高点至入水后速度减为零的过程所用时间为t，重力加速度为g，不考虑空气阻力。根据题中信息，可以求得（　　） A. 在上升过程中，运动员重力势能的变化量 B. 从入水到速度减为零的过程中，水的阻力对运动员做的功 C. 在空中运动过程中，重力对运动员的冲量大小 D. 从入水到速度减为零的过程中，水对运动员作用力的冲量大小 12. 如图所示，传送带底端A点与顶端B点的高度差为h，传送带在电动机的带动下以速率v匀速运动。现将一质量为m的小物体轻放在传送带上的A点，物体在摩擦力的作用下向上传送，在到达B点之前，已经与传送带共速，物体与传送带因摩擦产生的热量为Q。则在传送带将物体从A送往B的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 物体与传送带因摩擦产生的热量为 B. 传送带对物体做功为 C. 传送带对物体做功 D. 传送物体，电动机需对传送带额外做功 13. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别是m1和m2的两物块相连，它们静止在光滑水平地面上．现给物块m1一个瞬时冲量，使它获得水平向右的速度v0，从此时刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示．则下列判断正确的是（ ） A. t1时刻弹簧长度最短 B. t2时刻弹簧恢复原长 C. 在t1~ t3时间内，弹簧处于压缩状态 D. 在t2~ t4时间内，弹簧处于拉长状态 14. 在外出研学途中，小明把手机平放在火车卧铺床位上，研究火车通过铁路弯道运动情况。如图1，手机的x轴与火车前进方向垂直，y轴与火车前进方向一致，z轴垂直床位即车厢底板。如图2，地图软件显示火车即将进入一处明显的转弯路段，从火车在M点进入路段至N点离开，车厢内的信息屏显示车速始终为v=118km/h。小明使用手机测量并记录下火车在这一路段x轴方向的加速度ax随时间t的变化关系图像如图3所示。t0时刻火车刚好经过弯道的P点处（该处铁轨平面倾角为θ），P点附近火车的运动可视为水平面内圆周运动的一部分。下列说法正确的是（　　） A. 在MN路段间火车沿y轴的加速度始终保持为零 B. 在MN路段间火车沿z轴的加速度始终保持为零 C. 若已知t0时刻转弯半径R，则有成立 D. 若已知t0时刻转弯半径R，则有成立 三、填空题（本题2个小题，共14分） 15. 某同学用如图所示的装置，通过A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。 （1）在以下测量工具中，本实验必须使用的是（　　） A. 刻度尺 B. 游标卡尺 C. 秒表 D. 天平 （2）实验中需要满足的条件是（　　） A. 斜槽轨道的末端切线必须水平 B. 入射球A每次必须从轨道同一位置由静止释放 C. 两球材质必须相同 D 两球质量应满足 E. 两球半径应满足 （3）实验时，先让入射球A从斜槽上的起始位置由静止释放，多次重复，找到其平均落点的位置为；然后，把被碰小球B置于水平轨道的末端，再将入射小球A按实验要求从斜槽上释放，与小球B相撞，多次重复，分别找到球A和球B相撞后的平均落点。该同学在用不同的小球多次重复实验时发现，A球的初始落点，碰后A球的落点，被碰球B的落点，它们自左向右的排序始终是一样的。对此，他得出结论：若碰撞中不考虑机械能损失，两球的质量只要满足，的排列顺序不变。请通过分析说明他的结论是否成立_______。 16. 实验室中可以利用图1 装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的___________。 A. 动能变化量与势能变化量 B. 速度变化量与势能变化量 C. 速度变化量的平方与高度变化量 （2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是___________（填选项前的字母）。 A. 交流电源 B. 天平（含砝码） C. 刻度尺 （3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。 从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为___________，动能增加量为__________（用题中字母表示）。 （4） 某小组先后用两个不同的重锤进行实验，实验操作规范。多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，分别作出v2-h图像如图3所示。请分析说明两条图线斜率不同的原因__________，并指出选择哪条图线验证机械能守恒定律误差更小__________。 四、论述和计算题（本题共4个小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 17. 如图所示的探测卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，其轨道平面与赤道平面垂直，已知在一天的时间内，该卫星恰好绕地球运行n圈，每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方。已知地球半径为R，地球自转周期为T0，A点与地心的连线与赤道平面的夹角为θ，地球表面重力加速度为g，求： （1）探测卫星的周期T； （2）地球表面A点随地球自转的向心加速度大小an； （3）卫星轨道距地面的高度h。 18. 跳台滑雪是冬季奥运会最具观赏性的项目之一。图为简化的跳台滑雪的雪道示意图，现有运动员穿专用滑雪板从助滑道上滑下后，从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆。已知运动员（含装备）的质量m = 80 kg，测得AB间的距离L = 40 m，斜坡与水平方向的夹角θ = 30°，取重力加速度g = 10 m/s2，不计空气阻力。求运动员（含装备） （1）从A处运动到B处所用时间t； （2）从A处运动到B处过程中，动量变化量Δp的大小和方向； （3）在B处着陆前瞬间的动能Ek。 19. 如图所示，粗糙水平面长为，与竖直面内半径为的光滑半圆形轨道在点相接。质量为的物体甲（可视为质点）将弹簧压缩到点后由静止释放，甲脱离弹簧后，在水平面滑行一段距离后滑上竖直轨道，并恰好能通过点。已知甲与水平面间的动摩擦因数，重力加速度为。 （1）求甲通过点时的速度大小； （2）求弹簧被压缩到点时的弹性势能； （3）若在点放置另一个质量为的物体乙（可视为质点，图中未画出），使甲把弹簧仍然压缩到点，由静止释放甲，甲、乙发生弹性正碰后，撤去甲，此后乙沿半圆形轨道运动，通过计算说明乙离开半圆形轨道后将如何运动。 20. 在研究流体运动规律时，可以建立理想流体模型，即不考虑其压缩性和粘滞性，认为流体是稳定流动的。 （1）如图1所示，风力发电机组的风轮半径为R，风轮处平均风速为v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，空气密度为ρ，假设该风力发电机将此圆面内的空气动能转化为电 能的效率为η，求该发电机发电的功率P； （2）在设计喷泉时，使用的电动机输出功率为P0，为使喷泉喷出的水柱能达到的高度为H，如图2所示。已知重力加速度为g，水的密度为ρ，假设电动机输出的能量全部转化为喷出水的机械能。求喷泉喷管内的流量Q（单位时间内流出水的体积）； （3）喷雾器是一种常见的清洁或加湿工具。其核心部件是两端开口的细管（喷嘴）。如图3甲所示，当高压气流从粗管高速喷出时，细管处的空气流速增大，导致压强降低，从而将液体从容器中吸至细管口并雾化喷出。如图3乙所示，某管道中一小段流体，I处液体速度为v1，压强为p1，Ⅱ处速度为v2，压强为p2。利用动能定理证明流体内流速大的地方压强小（设液体密度为ρ，忽略重力势能的变化）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第一六一中学2025—2026学年第一学期开学测试 高二物理 班级__________姓名__________学号__________ 本试卷共6页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上作答无效。 一、单项选择题（本题共10个小题，每小题3分，共30分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。把正确答案涂写在答题卡上相应的位置。） 1. 如图所示，封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块A能在水中以速度v1匀速上升。在红蜡块从玻璃管底端匀速上升的同时，使玻璃管以速度v2水平匀速向右运动，下列说法正确的是（　　） A. 红蜡块相对地面的运动轨迹为一条曲线 B. 若速度v2增大，则红蜡块上升的速度v1也增大 C. 若速度v2增大，则红蜡块的合速度也增大 D. 若速度v2增大，则红蜡块上升到玻璃管顶端的时间变长 【答案】C 【解析】 【详解】A．红蜡块在水平方向和竖直方向的运动都是匀速运动，可知合运动为直线运动，则相对地面的运动轨迹为一条直线，选项A错误； B．两个方向分运动互不影响，即若速度v2增大，则红蜡块上升的速度v1不变，选项B错误； C．合速度为 则若速度v2增大，则红蜡块的合速度也增大，选项C正确； D．红蜡块上升到玻璃管顶端时间由竖直速度v1决定，即 则若速度v2增大，则红蜡块上升到玻璃管顶端的时间不变，选项D错误。 故选C。 2. 如图所示，水平抛出一个小球，若不计空气阻力，小球落地前关于小球在相等时间内的运动，下列说法正确的是（ ） A. 位移相同 B. 竖直方向分运动位移相同 C. 速度的变化量相同 D. 速度的变化量越来越大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动（匀加速直线运动），根据运动学规律可知在两任意相等时间内，小球水平方向分运动的位移一定相等，竖直方向分运动的位移一定不等，所以合位移不可能相等，故AB错误； CD．平抛运动属于匀变速曲线运动，根据可知小球落地前在任意相等时间内速度的变化量相同，故C正确，D错误。 故选C。 3. 一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行．认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（ ） A. 飞船的轨道半径 B. 飞船的运行速度 C. 飞船的运行周期 D. 行星的质量 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据密度公式得 则已知飞船的轨道半径，无法求出行星的密度，故A错误． B．已知飞船的运行速度，根据根据万有引力提供向心力，列出等式 得 代入密度公式无法求出行星的密度，故B错误． C．根据根据万有引力提供向心力，列出等式 得 代入密度公式得 故C正确． D．已知行星的质量无法求出行星的密度，故D错误． 故选C． 4. 如图所示，一质量m=0.5 kg的小物块沿着从A向B的方向朝着墙壁运动，与墙壁碰撞前瞬间速度的大小为4m/s，与墙碰后以大小为2 m/s的速度反向运动直至静止。已知碰撞时间为0.05 s，g取10 m/s2，以从A到B的方向为正方向，则下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前后小物块动量的变化量 B. 物块在反向运动过程中克服摩擦力做功W=2J C. 碰撞过程中墙对小物块的冲量 D. 碰撞过程中墙面对小物块平均作用力的大小F=20N 【答案】A 【解析】 【详解】A．碰撞前后小物块动量的变化量，故A正确； B．根据动能定理得，故B错误； C．碰撞过程中墙对小物块的冲量，故C错误； D．根据动量定理公式可得 解得，故D错误。 故选A。 5. 某物理小组利用如图所示的装置研究平抛运动。他们用小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，并观察到两小球同时落地。关于该实验，下列说法中正确的是（ ） A. 若只改变装置的高度，多次实验，则能说明A球在水平方向做匀速直线运动 B. 若只改变小锤的打击力度，多次实验，则能说明A球在水平方向做匀速直线运动 C. 若只改变装置的高度，多次实验，则能说明A球在竖直方向做自由落体运动 D. 若只改变小锤的打击力度，多次实验，则能说明A球在竖直方向做自由落体运动 【答案】C 【解析】 【详解】AC．只改变装置的高度，落地时间变长，但两球仍同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，A错误，C正确； BD．只改变小锤的打击力度，水平速度改变，水平位移改变，可以说明水平位移与速度有关，无法说明A球在水平方向做匀速直线运动，也无法说明A球在竖直方向做自由落体运动，BD错误。 故选C。 6. 一种叫“旋转飞椅”的游乐项目如图甲所示，其结构简化模型如图乙所示。长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。转盘静止时，钢绳沿竖直方向自由下垂；转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，且与竖直方向的夹角为θ。将游客和座椅看作一个质点，不计钢绳重力和空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法不正确的是（　　） A. 匀速转动时，游客和座椅受到的合力始终沿水平方向 B. 当θ稳定时，游客和座椅的角速度 C. 转速缓慢增大，角θ总小于90° D. 转速缓慢增大，钢绳上张力的竖直分量保持不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．匀速转动时，游客和座椅在水平面内做匀速圆周运动，所受到的合力指向圆心，必沿水平方向，故A正确，不符合题意； B．当θ稳定时，有 得，故B错误，符合题意； C．因游客和座椅所受重力和拉力合力提供向心力，所以所受合力必指向圆心，转速缓慢增大，角θ总小于90°，故C正确，不符合题意； D．转速缓慢增大，钢绳上张力的竖直分量始终等于重力，保持不变，故D正确，不符合题意。 故选B。 7. 2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。如图，将火星与地球绕太阳的运动简化为在同一平面、沿同一方向的匀速圆周运动，图中的椭圆轨道表示“天问一号”的地火转移轨道。下列说法正确的是（　　） A. 火星的公转周期小于地球的公转周期 B. 地球公转的向心加速度小于火星公转的向心加速度 C. “天问一号”在A点要通过加速才能从地球公转轨道到地火转移轨道 D. “天问一号”从A点运动到C点的过程中处于加速状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，火星的轨道半径大于地球的轨道半径，由公式 得 可得火星的公转周期大于地球的公转周期，故A错误； B．由 得 可知地球公转的向心加速度大于火星公转的向心加速度，故B错误； C．“天问一号”在A点要通过加速，做离心运动，才能从地球公转轨道到地火转移轨道，故C正确； D．“天问一号”从A点运动到C点的过程中，万有引力做负功，所以做减速运动，故D错误。 故选C。 8. 把小球放在竖直的弹簧上并下压至A位置保持静止，如图甲所示，迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C（图乙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态。弹簧的质量和空气的阻力均可忽略。下列说法正确的是（　　） A. 小球经B位置时动能最大 B. 小球经B位置时重力势能和弹性势能之和最小 C. 小球从A到B的过程中，小球与地球组成的系统机械能守恒 D. 小球从A到C的过程中，弹力做的功等于小球重力势能的增加量 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从A到B，由牛顿第二定律 有 当时，小球速度最大 有，此时弹簧仍处于压缩状态，A错误； B．小球在上升过程中系统机械能守恒，弹性势能、重力势能和动能相互转化，当重力势能和弹性势能之和最小时，动能最大，此位置在A与B之间，当时，B错误； C．小球从A到B的过程中，弹性势能、重力势能和动能相互转化，故小球、弹簧与地球组成的系统机械能守恒，C错误； D．小球从A到C的过程中，由动能定理 由功能关系 有 解得，D正确。 故选D。 9. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实，如图所示。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对质量为m的地面上的重物各施加一个力，力的大小均恒为F，方向都斜向上与竖直方向成角，重物离开地面高度为h时人停止施力，重物最终下落至地面，并把地面砸下深度为d的凹坑。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 重物落下接触地面时的动能等于2Fh B. 重物落下接触地面时的动能等于mgh C. 整个过程重力做功等于mg(h+d) D. 地面对重物的阻力做功等于－(2Fhcosθ+mgd) 【答案】D 【解析】 【详解】AB．为了能使重物从地面上被提升起来，一定有 设重物落下接触地面时的动能为Ek，对重物刚开始离开地面到落下接触地面的过程，根据动能定理有 故AB错误； C．整个过程重力做功为 故C错误； D．设地面对重物的阻力做功为Wf，对重物下落至刚接触地面到最终停下的过程，根据动能定理有 解得 故D正确。 故选D。 10. 军事上发射导弹时，由于导弹会飞行很远，故研究其射程时要将地面视作球面。可以将导弹的运动近似看成是绕地球中心的匀速圆周运动与垂直地球表面的上抛运动的合成。如图所示，假设导弹从地面发射时的速度大小为v，倾角为θ，地球半径为R，地球表面重 力加速度为g，且飞行过程中地球对导弹引力的大小近似保持不变。关于导弹射程s（导弹发射点到落地点沿地表方向的距离），你可能不会直接求解，请根据运动的合成与分解方法，结合一定的物理分析，判断以下选项合理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】导弹沿切线方向的速度为vcosθ，法向方向的速度为vsinθ；沿切线方向做匀速圆周运动，对应的向心加速度为 故沿法向上抛满足 又s=vcosθt 联立解得 故选D。 二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选得0分。） 11. 将如图所示的跳水过程简化为运动员沿竖直方向的运动。若运动员的质量为m，起跳后重心上升的最大高度为h，从最高点至入水后速度减为零的过程所用时间为t，重力加速度为g，不考虑空气阻力。根据题中信息，可以求得（　　） A. 在上升过程中，运动员重力势能的变化量 B. 从入水到速度减为零的过程中，水的阻力对运动员做的功 C. 在空中运动过程中，重力对运动员的冲量大小 D. 从入水到速度减为零的过程中，水对运动员作用力的冲量大小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．起跳后重心上升的最大高度为h，则 故A正确； B．从最高点至入水后速度减为零的过程，有 由于最高点至入水后速度减为零的高度未知，所以不能确定水的阻力对运动员做的功，故B错误； C．由于不能确定运动员在空中运动的时间，所以在空中运动过程中，重力对运动员的冲量大小不能确定，故C错误； D．根据动量定理可得 所以 即从入水到速度减为零的过程中，水对运动员作用力的冲量大小为mgt，故D正确。 故选AD。 12. 如图所示，传送带底端A点与顶端B点的高度差为h，传送带在电动机的带动下以速率v匀速运动。现将一质量为m的小物体轻放在传送带上的A点，物体在摩擦力的作用下向上传送，在到达B点之前，已经与传送带共速，物体与传送带因摩擦产生的热量为Q。则在传送带将物体从A送往B的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 物体与传送带因摩擦产生的热量为 B. 传送带对物体做功为 C. 传送带对物体做功为 D. 为传送物体，电动机需对传送带额外做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设物体相对传送带滑动时的加速度大小为a，则物体从放上传送带到速率达到v所经历的时间为 t时间内物体和传送带的位移大小分别为 物体相对于传送带滑动的位移大小为 设传送带倾角为θ，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，则根据牛顿第二定律可得 物体与传送带因摩擦产生的热量为 故A错误； BC．根据功能关系可知，传送带对物体做功等于物体机械能的增加量，即 故B正确，C错误； D．根据能量守恒定律可知，为传送物体，电动机需对传送带额外做功为 故D正确。 故选BD。 13. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别是m1和m2的两物块相连，它们静止在光滑水平地面上．现给物块m1一个瞬时冲量，使它获得水平向右的速度v0，从此时刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示．则下列判断正确的是（ ） A. t1时刻弹簧长度最短 B. t2时刻弹簧恢复原长 C. 在t1~ t3时间内，弹簧处于压缩状态 D. 在t2~ t4时间内，弹簧处于拉长状态 【答案】ABD 【解析】 【详解】获得瞬时冲量后，向右压缩弹簧，做减速运动，而受到向右的弹力，做加速运动，当两者速度相同时，弹簧的长度最短，故时刻弹簧长度最短，处于压缩状态，之后继续减速，继续加速，当的速度达到最大，的速度达到反向最大时，加速度为零，弹簧的弹力为零，恢复到原长，故时刻弹簧恢复原长，由于此时仍有反向速度，所以弹簧继续变长，当两者速度再次相同时，弹簧达到最长，即弹簧最长，时刻的速度恢复初速度，即弹簧恢复原长，所以阶段弹簧处于压缩状态，阶段弹簧处于拉伸状态，故ABD正确． 14. 在外出研学途中，小明把手机平放在火车卧铺床位上，研究火车通过铁路弯道的运动情况。如图1，手机的x轴与火车前进方向垂直，y轴与火车前进方向一致，z轴垂直床位即车厢底板。如图2，地图软件显示火车即将进入一处明显的转弯路段，从火车在M点进入路段至N点离开，车厢内的信息屏显示车速始终为v=118km/h。小明使用手机测量并记录下火车在这一路段x轴方向的加速度ax随时间t的变化关系图像如图3所示。t0时刻火车刚好经过弯道的P点处（该处铁轨平面倾角为θ），P点附近火车的运动可视为水平面内圆周运动的一部分。下列说法正确的是（　　） A. 在MN路段间火车沿y轴的加速度始终保持为零 B. 在MN路段间火车沿z轴的加速度始终保持为零 C. 若已知t0时刻转弯半径R，则有成立 D. 若已知t0时刻转弯半径R，则有成立 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，y轴与火车前进方向一致，且该方向火车的车速始终为v=118km/h，即沿y轴方向合力为0，则在MN路段间火车沿y轴的加速度始终保持为零，故A正确； B．手机平放在火车卧铺床位上，z轴垂直床位即车厢底板，根据题意，当火车刚好经过弯道的P点时，P点附近火车的运动可视为水平面内圆周运动的一部分，火车此时做匀速圆周运动，该处铁轨平面倾角为θ，根据牛顿第二定律，此时向心加速度 根据图3有 向心加速度等于x、z轴方向加速度的矢量和，根据矢量合成规律可知，此时有 解得 即在MN路段间火车沿z轴的加速度不一定始终保持为零，故B错误； CD．P点附近火车的运动可视为水平面内圆周运动的一部分，结合上述 解得，故C错误，D正确。 故选AD。 三、填空题（本题2个小题，共14分） 15. 某同学用如图所示的装置，通过A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。 （1）在以下测量工具中，本实验必须使用的是（　　） A. 刻度尺 B. 游标卡尺 C. 秒表 D. 天平 （2）实验中需要满足的条件是（　　） A. 斜槽轨道的末端切线必须水平 B. 入射球A每次必须从轨道同一位置由静止释放 C. 两球材质必须相同 D. 两球质量应满足 E. 两球半径应满足 （3）实验时，先让入射球A从斜槽上的起始位置由静止释放，多次重复，找到其平均落点的位置为；然后，把被碰小球B置于水平轨道的末端，再将入射小球A按实验要求从斜槽上释放，与小球B相撞，多次重复，分别找到球A和球B相撞后的平均落点。该同学在用不同的小球多次重复实验时发现，A球的初始落点，碰后A球的落点，被碰球B的落点，它们自左向右的排序始终是一样的。对此，他得出结论：若碰撞中不考虑机械能损失，两球的质量只要满足，的排列顺序不变。请通过分析说明他的结论是否成立_______。 【答案】（1）AD （2）ABDE （3）成立 【解析】 【小问1详解】 实验中需要测量的数据是物体的质量和水平方向的距离，因此需要刻度尺和天平。 故选AD。 【小问2详解】 A．斜槽轨道的末端切线必须水平以保证小球做平抛运动，故A正确； B．每次实验时入射球从轨道的同一位置由静止释放，从而保证入射球到达轨道底端时的速度相等，故B正确； CDE．为了让两球能发生对心碰撞且能平抛出去，因此两球的半径应该相同，且A球的质量大于B球，防止入射球反弹，对材质没有要求，故C错误，DE正确。 故选ABDE 【小问3详解】 若碰撞过程没有机械能损失，根据动量守恒和能量守恒有， 解得， 若，则有， 根据 可得 即 故结论成立。 16. 实验室中可以利用图1 装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的___________。 A. 动能变化量与势能变化量 B. 速度变化量与势能变化量 C. 速度变化量的平方与高度变化量 （2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是___________（填选项前的字母）。 A. 交流电源 B. 天平（含砝码） C. 刻度尺 （3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。 从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为___________，动能增加量为__________（用题中字母表示）。 （4） 某小组先后用两个不同的重锤进行实验，实验操作规范。多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，分别作出v2-h图像如图3所示。请分析说明两条图线斜率不同的原因__________，并指出选择哪条图线验证机械能守恒定律误差更小__________。 【答案】（1）A （2）AC （3） ①. mghB ②. （4） ①. 设重锤质量为m，阻力为f，根据动能定理 得 重锤所受阻力f与质量m的比值不同，导致两图线斜率不同，且均小于2g ②. 图线M 【解析】 【小问1详解】 为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量。故选A。 【小问2详解】 电磁打点计时器需要使用低压交流电源，需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离；由于验证机械能守恒的表达式中，重物的质量可以约去，所以不需要用天平测质量。故选AC。 【小问3详解】 [1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量 [2]打B点时，重物的速度为 则从打O点到打B点的过程中，重物的动能增加量 【小问4详解】 [1][2]从图中可以看出，重锤的质量大，图像的斜率大，下落相同的高度时动能增加的大一些，可见，重锤的质量越大，空气阻力的影响越小，直线M、N斜率不一样的原因是空气阻力和摩擦阻力对二者的影响不一样，对M的影响较小。数学分析如下：设重锤质量为m，阻力为f，根据动能定理 得 重锤所受阻力f与质量m的比值不同，导致两图线斜率不同，且均小于2g 四、论述和计算题（本题共4个小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 17. 如图所示的探测卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，其轨道平面与赤道平面垂直，已知在一天的时间内，该卫星恰好绕地球运行n圈，每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方。已知地球半径为R，地球自转周期为T0，A点与地心的连线与赤道平面的夹角为θ，地球表面重力加速度为g，求： （1）探测卫星的周期T； （2）地球表面A点随地球自转的向心加速度大小an； （3）卫星轨道距地面的高度h。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 已知在一天的时间内，该卫星恰好绕地球运行n圈，地球自转周期为T0，则探测卫星的周期为 【小问2详解】 地球表面A点随地球自转的向心加速度大小为 又 可得 【小问3详解】 卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 在地球表面有 联立解得 18. 跳台滑雪是冬季奥运会最具观赏性的项目之一。图为简化的跳台滑雪的雪道示意图，现有运动员穿专用滑雪板从助滑道上滑下后，从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆。已知运动员（含装备）的质量m = 80 kg，测得AB间的距离L = 40 m，斜坡与水平方向的夹角θ = 30°，取重力加速度g = 10 m/s2，不计空气阻力。求运动员（含装备） （1）从A处运动到B处所用时间t； （2）从A处运动到B处过程中，动量变化量Δp的大小和方向； （3）在B处着陆前瞬间的动能Ek。 【答案】（1）2 s （2）1600 kg⋅m/s，竖直向下 （3）2.8 × 104 J 【解析】 【小问1详解】 从A到B，运动员做平抛运动，水平方向 竖直方向 解得 【小问2详解】 从A处运动到B处过程中，根据动量定理，动量变化量等于重力的冲量 方向竖直向下。 【小问3详解】 根据机械能守恒定律可知，在B处着陆前瞬间的动能 19. 如图所示，粗糙水平面长为，与竖直面内半径为的光滑半圆形轨道在点相接。质量为的物体甲（可视为质点）将弹簧压缩到点后由静止释放，甲脱离弹簧后，在水平面滑行一段距离后滑上竖直轨道，并恰好能通过点。已知甲与水平面间的动摩擦因数，重力加速度为。 （1）求甲通过点时的速度大小； （2）求弹簧被压缩到点时的弹性势能； （3）若在点放置另一个质量为的物体乙（可视为质点，图中未画出），使甲把弹簧仍然压缩到点，由静止释放甲，甲、乙发生弹性正碰后，撤去甲，此后乙沿半圆形轨道运动，通过计算说明乙离开半圆形轨道后将如何运动。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）根据题意，设物体甲从点飞出时的速度为，由牛顿第二定律有 解得 （2）对物体甲，从点到点的过程，依据动能定理有 由功能关系，可知弹簧初始状态时的弹性势能 （3）不放置乙时，甲从到，由动能定理有 解得 甲、乙发生弹性碰撞，系统动量守恒、总动能不变，物体乙的质量，由动量守恒定律和机械能守恒定律有 解得乙碰后的速度 以地面为势能零点，乙在轨道上运动时机械能守恒，假设最高点高度为，则有 解得 可见，乙在轨道上的最高点低于与圆心等高的点，之后乙将沿轨道原路返回，直到经过点离开半圆轨道，之后将在摩擦力的作用下做匀减速直线运动。 20. 在研究流体运动规律时，可以建立理想流体模型，即不考虑其压缩性和粘滞性，认为流体是稳定流动。 （1）如图1所示，风力发电机组的风轮半径为R，风轮处平均风速为v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，空气密度为ρ，假设该风力发电机将此圆面内的空气动能转化为电 能的效率为η，求该发电机发电的功率P； （2）在设计喷泉时，使用的电动机输出功率为P0，为使喷泉喷出的水柱能达到的高度为H，如图2所示。已知重力加速度为g，水的密度为ρ，假设电动机输出的能量全部转化为喷出水的机械能。求喷泉喷管内的流量Q（单位时间内流出水的体积）； （3）喷雾器是一种常见的清洁或加湿工具。其核心部件是两端开口的细管（喷嘴）。如图3甲所示，当高压气流从粗管高速喷出时，细管处的空气流速增大，导致压强降低，从而将液体从容器中吸至细管口并雾化喷出。如图3乙所示，某管道中一小段流体，I处液体速度为v1，压强为p1，Ⅱ处速度为v2，压强为p2。利用动能定理证明流体内流速大的地方压强小（设液体密度为ρ，忽略重力势能的变化）。 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 取一段时间Δt，流向风轮的空气质量为m， 由动能定理可得 联立解得 【小问2详解】 取一小段时间Δt，由功能关系 解得 【小问3详解】 设I、Ⅱ处流体横截面积分别为S1、S2，取一小段时间Δt，考虑薄层的液柱由位置I流到位置Ⅱ，因为质量不变，则有 由动能定理 且 联立解得 由此可见，流体内流速大的地方，压强小 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $