精品解析：云南省昭通市市直中学2024-2025学年高一下学期5月第二次月考物理试题

昭通市市直中学2025年春季学期高一年级第二次月考 物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第5页，第Ⅱ卷第5页至第8页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时90分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合要求；第9~12题有多项符合要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 物理学理论是系统化了的物理知识，它以为数不多的物理概念为基石，以物理定律为核心，建立了经典物理学与近代物理学及其各分支的严密的逻辑体系。下列对有关概念理解正确的是（ ） A. 功和冲量都是典型的状态量，而能量和动量是典型的过程量 B. 冲量是表示作用在物体上的力在时间上的积累效应的物理量，是改变质点机械运动状态的原因 C. 动量守恒定律在研究高速、微观领域时是不适用的 D. 矢量是数学、物理学和工程科学等多个自然学科中的基本概念，动量是矢量，冲量是标量 2. 2020年7月23日12时41分，我国首枚火星探测器“天问一号”成功发射。发射后“天问一号”将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，然后进行多次变轨。进入近火圆轨道，最终择机开展着陆、巡视等任务。如图为“天问一号”环绕火星变轨示意图，下列说法正确的是（ ） A. “天问一号”在轨道3上经过A点的速度大于在轨道2上经过A点的速度 B. “天问一号”在轨道3上经过A点的加速度大于在轨道1上经过A点的加速度 C. “天问一号”在轨道1上经过A点的机械能等于在轨道1上经过B点的机械能 D. “天问一号”在轨道2上经过A点的机械能大于在轨道1上经过B点的机械能 3. 如图所示，轻绳的一端系在固定的水平杆上，另一端系着质量为的木块。质量为的子弹以大小为的水平速度射入木块，并以速度离开木块，子弹穿过木块的时间极短。重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 子弹射穿木块前后，子弹和木块组成的系统动量和机械能都守恒 B. 子弹射穿木块前后，子弹和木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒 C. 子弹射出木块后的瞬间，轻绳对杆的拉力大小等于 D. 子弹射出木块后的瞬间，木块的速度大小为 4. 昭通伍寨常年风力较大，为风力发电创造了有利条件。如图所示，风力推动三个叶片转动，叶片带动转子（磁极）转动，在定子（线圈）中产生电流，实现风能向电能的转化。已知叶片长为，风速为，空气密度为，流到叶片旋转形成的圆面的空气中约有速度减速为0，有原速率穿过，如果不考虑其他能量损耗，下列说法正确的是（　　） A. 一台风力发电机的发电功率约为 B. 一台风力发电机的发电功率约为 C. 空气对风力发电机一个叶片的平均作用力大小约为 D. 空气对风力发电机一个叶片的平均作用力大小约为 5. 如图所示，光滑水平面上放有质量分别为和的物块和，用细线将它们连接起来，两物块中间夹一压缩的轻质弹簧（弹簧与物块不相连），弹簧的压缩量为。现将细线剪断，此刻物块的加速度大小为，两物块刚要离开弹簧时物块的速度大小为，则（　　） A. 物块开始运动前，弹簧弹性势能为 B. 物块开始运动前，弹簧的弹性势能为 C. 物块的加速度大小为时弹簧的压缩量为 D. 物块从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为 6. 如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，总质量为，杆顶系一长为的轻绳，绳另一端系一质量为的小球（可视作质点），绳被水平拉直处于静止状态，将小球由静止释放，重力加速度为，不计空气阻力，已知小球运动过程中，始终未与杆相撞。则下列说法正确的是（　　） A. 小球不能向左摆到原高度 B. 小球向左摆动的过程中，小车向右运动 C. 小球摆到最低点的速率为 D. 小球向左摆到最低点的过程中，小车向右移动的距离为 7. 如图所示，2024个小球1、2、3、…、2022、2023、2024，沿一条直线静放在光滑水平面上，另一小球沿该直线以速度向1球运动，若小球间发生的碰撞均为弹性碰撞。1、2、3、…、2022、2023、2024个球质量均为，球质量为，所有小球半径均相同，则所有碰撞结束后，小球2024的速度大小为（　　） A. B. C. D. 8. 2024年春晚杂技节目《跃龙门》带给观众震撼的视觉盛宴，教练在训练时将压力传感器安装在蹦床上，记录演员对蹦床的压力。如图所示是某次彩排中质量为40kg的演员在竖直方向运动拍下的一个画面及计算机输出的压力—时间（）图像片段，演员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 演员在0到0.5s过程处于超重状态 B. 演员在1.0s时速度最大，速度大小为8m/s C. 从0.5s到1.0s过程中，蹦床对演员做的功大小为1280J D. 从0.5s到1.0s过程中，蹦床给演员的冲量大小为520N·s 9. 北斗卫星导航系统是由24颗地球中圆轨道（MEO）卫星、3颗地球静止轨道（GEO）卫星和3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星共30颗卫星组成。已知地球半径为，地球表面赤道处重力加速度为，两种地球同步卫星到地心的距离均为，地球中圆轨道卫星周期为同步卫星周期的一半，如图所示。有关地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星与地球中圆轨道卫星，下列说法正确的是（　　） A. 地球静止轨道卫星A和倾斜同步轨道卫星B均相对赤道表面静止 B. 倾斜地球同步轨道卫星B的动能大于地球静止轨道卫星A的动能 C. 地球表面赤道处重力加速度大小 D. 某时刻B、C两卫星相距最近，则再经时间两卫星间距离为 10. 风洞通过人工产生和控制的气流，可以模拟物体周围气体的流动。在风洞实验室中，将质量为m的物体以大小为的初速度竖直向上抛出，该物体受到的空气阻力大小f与速率v成正比，比例系数为k，物体速度随时间变化的关系如图所示，在时刻速度为零，时刻落回抛出点，落回时速率为。已知物体上升的高度为h，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 物体上升过程克服空气阻力所做的功比下落过程的多 B. 物体上升过程所受空气阻力的冲量比下落过程的小 C. 物体上升过程所用的时间为 D. 物体从抛出到落回所用的时间为 11. 如图所示，质量为M的四分之一光滑圆弧滑块下端与光滑水平面相切。给质量为m的小球一水平向右的初速度，如果圆弧滑块固定，小球运动过程中距离水平面的最大高度为（R为圆弧的半径），如果圆弧滑块不固定，小球运动过程中距离水平面的最大高度为。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球的初速度大小为 B. M=m C. 如果圆弧滑块不固定，小球滑离圆弧滑块到最高点的过程中，水平位移大小为2R D. 如果圆弧滑块不固定，小球最终的速度大小为 12. 如图所示，两侧带有固定挡板的平板车乙静止在光滑水平地面上，挡板的厚度可忽略不计，车长为2L，与平板车质量相等的物块甲（可视为质点）由平板车的中点处以初速度向右运动，已知甲、乙之间的动摩擦因数为，重力加速度为，忽略甲、乙碰撞过程中的能量损失，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙达到共同速度所需的时间为 B. 甲、乙共速前，乙的速度可能大于甲的速度 C. 甲、乙相对滑动的总路程为 D. 如果甲、乙碰撞次数为（），则最终甲距离乙左端的距离可能为 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共14分） 13. 在验证机械能守恒定律的实验中，同学利用打点计时器，如图a所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物甲和乙，在乙下面再挂重物丙。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，验证重物甲、乙、丙组成的系统机械能守恒。 （1）实验结果显示，从起始点开始下落过程中系统动能的增加量始终大于重力势能的减少量，原因可能是______。 A. 先释放重物，再接通电源 B. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C. 利用公式计算重物速度 D. 电源电压偏高 （2）某次实验结束后，打出的纸带的一部分如图b所示，A、B、C为三个相邻计时点。则打下B点时重物的速度大小为________m/s（结果保留三位有效数字）。 （3）实验中，已知重物甲和乙的质量均为M，重物丙的质量为m，某次实验测得重物甲由静止上升高度为h时，对应的速度大小为v，取重力加速度为g，则验证系统机械能守恒定律的表达式是________（用g、h、M、m、v表示）。 14. 在验证动量守恒定律实验中，甲同学利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。已知入射小球质量为，被碰小球质量为，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O。乙同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、光电门、轻质弹簧和滑块等器材设计了测量物体质量和验证动量守恒的实验，组装摆放好的装置如图乙所示。 （1）关于甲同学的实验要点，下列说法正确的是________。 A. 两球大小可以不同 B. 两球必须是弹性小球 C. 斜槽可以不光滑 D. 斜槽末端必须水平 （2）甲同学的实验中，不放被碰小球，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P；把被碰小球放在斜槽前端边缘位置，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，使入射球与被碰球碰撞，重复多次，分别标出入射小球与被碰小球落点的平均位置M、N；用刻度尺分别测量M、P、N离O点的距离分别为、、，则表达式________成立，动量守恒定律得到验证。 乙同学实验主要步骤如下： a．测得A、B滑块上固定的挡光片的宽度均为d，并根据挡光片调节光电门到合适的高度； b．将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块A上； c．接通气源，放上滑块，调节气垫导轨，使滑块能在导轨上保持静止状态； d．弹簧处于原长时右端位于O点，将滑块A向左水平推动，使弹簧右端压至P点，稳定后由静止释放滑块A，并开始计时； e．计算机采集获取数据，得到滑块A所受弹力大小F、加速度大小a随时间t变化的图像，如图丙所示； f．滑块A与弹簧分开后，经过光电门1，记录遮光时间Δt，然后滑块A、B发生碰撞，碰撞时间极短，A、B分开后，A通过光电门1的时间为ΔtA，B通过光电门2的时间为ΔtB； 根据乙同学的实验回答以下两个问题： （3）利用测量数据，用字母mA（滑块A与加速度传感器以及挡光片的总质量）、mB（滑块B与挡光片的总质量）、Δt、ΔtA、ΔtB表示验证动量守恒定律的表达式是____________________。 （4）图丙数据包含大量隐含信息，假设F-t和a-t图像与坐标轴围成的面积分别S1、S2，将弹簧右端压缩至P点时，弹簧具有的弹性势能可表示为__________（结果用S1、S2表示）。 三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 如图所示，AB面光滑、倾角θ=30°的斜面体固定在水平桌面上，桌面右侧与光滑半圆形轨道CD相切于C点，圆弧轨道的半径R=0.1m。物体（可视作质点）从斜面顶端A点由静止释放后，恰好能通过圆形轨道的最高点D。已知AB长L=0.9m，桌面BC段长l=0.5m，物体质量m=1kg，物体从斜面滑上桌面时速度大小不变，重力加速度大小取g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）物体进入圆形轨道C点时，物体对轨道压力大小F； （2）物体与桌面间的动摩擦因数μ。 16. 电动碰碰车是一种十分受欢迎的游乐设施。质量的电动碰碰车甲（含人）启动后，牵引力随时间变化的关系图像如图所示，时碰碰车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，后图像为一直线。碰碰车的最大功率恒定，受到的阻力大小恒定。碰碰车乙（含人）的总质量，运动过程中所受阻力大小与碰碰车甲相等。 （1）求碰碰车甲匀加速运动阶段的加速度大小和24s末的速度大小； （2）若在碰碰车甲（含人）前方加装质量可忽略的弹性片（劲度系数足够大），碰碰车甲以5m/s的速度追上前方以3m/s的速度同向行驶的碰碰车乙（含人）并发生弹性碰撞，碰撞前瞬间两碰碰车发动机关闭，碰撞时间极短。求两车碰后停下来的位置之间的距离。 17. 如图所示，质量为的长木板静止在光滑水平面上，竖直平面内半径的光滑半圆形轨道与平台右端相切于点，平台与长木板等高，在半圆轨道最高点固定一弹性挡板（小物块与弹性挡板相碰后以原速率反弹）。某时刻一质量为的小木块（可视为质点）以27m/s的初速度从左端滑上长木板，当小木块运动到长木板的最右端时，二者恰好相对静止，随后长木板与平台左端相碰，碰后长木板速度为0，小木块以碰前速度滑上平台，已知长木板与小木块间的动摩擦因数，平台上铺设一种特殊材料，使得小物块滑上平台后所受阻力大小与其速度大小成正比（即，），方向与速度方向相反，重力加速度。求： （1）长木板的长度； （2）若小物块能冲上半圆轨道，并能从半圆轨道上返回到平台上，平台的长度应满足什么条件？（结果可以用根式表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 昭通市市直中学2025年春季学期高一年级第二次月考 物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第5页，第Ⅱ卷第5页至第8页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时90分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合要求；第9~12题有多项符合要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 物理学理论是系统化了的物理知识，它以为数不多的物理概念为基石，以物理定律为核心，建立了经典物理学与近代物理学及其各分支的严密的逻辑体系。下列对有关概念理解正确的是（ ） A. 功和冲量都是典型的状态量，而能量和动量是典型的过程量 B. 冲量是表示作用在物体上的力在时间上的积累效应的物理量，是改变质点机械运动状态的原因 C. 动量守恒定律在研究高速、微观领域时是不适用的 D. 矢量是数学、物理学和工程科学等多个自然学科中的基本概念，动量是矢量，冲量是标量 【答案】B 【解析】 【详解】A．功和冲量都是很典型的过程量，而能量和动量是典型的状态量，A错误； B．冲量表述了对质点作用一段时间的积累效应的物理量，是改变质点机械运动状态的原因，B正确； C．动量守恒定律在研究高速、微观领域都是适用的，C错误； D．矢量是数学、物理学和工程科学等多个自然科学中的基本概念，动量和冲量均是矢量，D错误。 故选B。 2. 2020年7月23日12时41分，我国首枚火星探测器“天问一号”成功发射。发射后“天问一号”将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，然后进行多次变轨。进入近火圆轨道，最终择机开展着陆、巡视等任务。如图为“天问一号”环绕火星变轨示意图，下列说法正确的是（ ） A. “天问一号”在轨道3上经过A点的速度大于在轨道2上经过A点的速度 B. “天问一号”在轨道3上经过A点的加速度大于在轨道1上经过A点的加速度 C. “天问一号”在轨道1上经过A点的机械能等于在轨道1上经过B点的机械能 D. “天问一号”在轨道2上经过A点的机械能大于在轨道1上经过B点的机械能 【答案】C 【解析】 【详解】A．“天问一号”由轨道2到轨道3是经过“刹车”完成的，所以轨道3上经过A点的速度小于在轨道2上经过A点的速度，A错误； B．轨道上的加速度由万有引力提供的，在轨道3和轨道1上的A点时万有引力相等，所以“天问一号”在轨道3上经过A点的加速度等于在轨道1上经过A点的加速度，B错误； C．“天问一号”在轨道1运行的过程中，仅有万有引力做功，机械能守恒，所以“天问一号”在轨道1上经过A点的机械能等于在轨道1上经过B点的机械能，C正确； D．“天问一号”在轨道2上经过A点的动能小于在轨道1上经过A点的动能，所以在轨道2上经过A点的机械能小于在轨道1上经过A点的机械能，而卫星在同一轨道上运动时，机械能守恒，所以“天问一号”在轨道2上经过A点的机械能小于在轨道1上经过B点的机械能，D错误。 故选C。 3. 如图所示，轻绳的一端系在固定的水平杆上，另一端系着质量为的木块。质量为的子弹以大小为的水平速度射入木块，并以速度离开木块，子弹穿过木块的时间极短。重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 子弹射穿木块前后，子弹和木块组成的系统动量和机械能都守恒 B. 子弹射穿木块前后，子弹和木块组成的系统动量不守恒，机械能守恒 C. 子弹射出木块后的瞬间，轻绳对杆的拉力大小等于 D. 子弹射出木块后的瞬间，木块的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．根据题意可知，子弹射穿木块前后，子弹和木块组成的系统内力远大于外力，故系统动量守恒，但是子弹相对木块有相对滑动，部分机械能转化为了内能，故机械能不守恒。根据动量守恒，解得，故AB错误，D正确； C．子弹射出木块后的瞬间，木块有速度，对木块有，即，即轻绳对木块的拉力大小大于，即轻绳对杆的拉力大小大于，故C错误。 故选D。 4. 昭通伍寨常年风力较大，为风力发电创造了有利条件。如图所示，风力推动三个叶片转动，叶片带动转子（磁极）转动，在定子（线圈）中产生电流，实现风能向电能的转化。已知叶片长为，风速为，空气密度为，流到叶片旋转形成的圆面的空气中约有速度减速为0，有原速率穿过，如果不考虑其他能量损耗，下列说法正确的是（　　） A. 一台风力发电机的发电功率约为 B. 一台风力发电机的发电功率约为 C. 空气对风力发电机一个叶片的平均作用力大小约为 D. 空气对风力发电机一个叶片的平均作用力大小约为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据能量守恒定律有 时间内流向叶片的空气的质量为 一台风力发电机的发电功率约为 联立解得，故A正确，B错误。 CD．根据动量定理可得空气对叶片的平均作用力 代入数据可得 空气对风力发电机一个叶片的平均作用力约为，故CD错误。 故选A。 5. 如图所示，光滑水平面上放有质量分别为和的物块和，用细线将它们连接起来，两物块中间夹一压缩的轻质弹簧（弹簧与物块不相连），弹簧的压缩量为。现将细线剪断，此刻物块的加速度大小为，两物块刚要离开弹簧时物块的速度大小为，则（　　） A. 物块开始运动前，弹簧的弹性势能为 B. 物块开始运动前，弹簧的弹性势能为 C. 物块的加速度大小为时弹簧的压缩量为 D. 物块从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．系统水平方向不受力，故系统动量守恒。根据动量守恒定律，两物块刚要离开弹簧时有，解得，根据机械能守恒可得，故A正确，B错误； C．当物块的加速度大小为，根据胡克定律和牛顿第二定律得，当物块的加速度大小为时，有，对比可得，即此时弹簧的压缩量为，故C错误； D．取水平向左为正方向，根据系统的动量守恒得，微元求和可得，解得 又，解得的位移为，故D错误。 故选A 6. 如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，总质量为，杆顶系一长为的轻绳，绳另一端系一质量为的小球（可视作质点），绳被水平拉直处于静止状态，将小球由静止释放，重力加速度为，不计空气阻力，已知小球运动过程中，始终未与杆相撞。则下列说法正确的是（　　） A. 小球不能向左摆到原高度 B. 小球向左摆动的过程中，小车向右运动 C. 小球摆到最低点的速率为 D. 小球向左摆到最低点的过程中，小车向右移动的距离为 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球与车组成系统水平方向动量守恒，当小球向左摆到最高点瞬间，水平方向速度为零，此时小车速度也为零，由系统机械能守恒，可知小球可以向左摆到原高度，故A错误； B．小球向左摆动的过程中，根据水平方向动量守恒，由于初动量为零，则小车速度向右，故B正确； C．取水平向右为正方向，设当小球到达最低点时速度大小为，此时小车的速度大小为，则根据动量守恒和能量守恒定律可知， 解得，故C错误； D．当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为，小车向右移动的距离为，根据水平动量守恒有 且有 解得，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，2024个小球1、2、3、…、2022、2023、2024，沿一条直线静放在光滑水平面上，另一小球沿该直线以速度向1球运动，若小球间发生的碰撞均为弹性碰撞。1、2、3、…、2022、2023、2024个球质量均为，球质量为，所有小球半径均相同，则所有碰撞结束后，小球2024的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】小球以速度向右运动，与1号球发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得， 解得， 然后1号球以速度与2号球发生弹性碰撞，因质量相等，则交换速度。再这样重复交换速度，直到2023号球以速度与2024号球发生弹性碰撞，交换速度，2024号球速度，故选B。 8. 2024年春晚杂技节目《跃龙门》带给观众震撼的视觉盛宴，教练在训练时将压力传感器安装在蹦床上，记录演员对蹦床的压力。如图所示是某次彩排中质量为40kg的演员在竖直方向运动拍下的一个画面及计算机输出的压力—时间（）图像片段，演员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 演员在0到0.5s过程处于超重状态 B. 演员在1.0s时速度最大，速度大小为8m/s C. 从0.5s到1.0s过程中，蹦床对演员做的功大小为1280J D. 从0.5s到1.0s过程中，蹦床给演员的冲量大小为520N·s 【答案】D 【解析】 【详解】A．在0到0.5s过程，压力由0增大最大值，根据牛顿第三定律可知，演员所受支持力由0增大为最大值，根据牛顿第二定律可知，加速度方向先向下后向上，加速度大小先减小后增大，则在0到0.5s过程，演员先处于失重状态，后处于超重状态，故A错误； B．在0到0.5s过程，演员先向下做加速度减小的加速直线运动，后向下做加速度增大的减速直线运动，当加速度为0时，速度达到最大值，即演员在0到0.5s过程的某一时刻，演员的速度最大，故当演员开始回弹时，可知在0.5s到1.0s过程的某一时刻，演员的速度最大，故B错误； C．根据图像可知，演员脱离蹦床在空中运动的时间为2.6s-1.0s=1.6s，根据竖直上抛运动的对称性可知，演员脱离蹦床向上运动的时间为0.8s，利用逆向思维，根据速度公式有 从0.5s到1.0s过程，根据动能定理，合外力对演员做的功为，重力对演员做负功，可知蹦床对演员做的功大于1280J，故C错误； D．从0.5s到1.0s过程中，根据动量定理有，解得 代入数据解得，故D正确。 故选D。 9. 北斗卫星导航系统是由24颗地球中圆轨道（MEO）卫星、3颗地球静止轨道（GEO）卫星和3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星共30颗卫星组成。已知地球半径为，地球表面赤道处重力加速度为，两种地球同步卫星到地心的距离均为，地球中圆轨道卫星周期为同步卫星周期的一半，如图所示。有关地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星与地球中圆轨道卫星，下列说法正确的是（　　） A. 地球静止轨道卫星A和倾斜同步轨道卫星B均相对赤道表面静止 B. 倾斜地球同步轨道卫星B的动能大于地球静止轨道卫星A的动能 C. 地球表面赤道处重力加速度大小 D. 某时刻B、C两卫星相距最近，则再经时间两卫星间距离为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．地球静止轨道卫星相对于赤道表面静止，倾斜同步轨道卫星只是周期等于地球自转周期，并不相对于赤道表面静止，故A错误； B．由于不知道卫星、的质量，所以无法比较两者动能，故B错误； C．卫星受到的万有引力完全提供向心力 对任意地表赤道处物体受力分析有 则，故C正确； D．某时刻、两卫星相距最近，则再经时间，卫星运动半周，卫星运动一周，此时两卫星相距最远，距离为两者轨道半径之和。 对于、卫星，由开普勒第三定律得 则，故D正确。 故选CD。 10. 风洞通过人工产生和控制的气流，可以模拟物体周围气体的流动。在风洞实验室中，将质量为m的物体以大小为的初速度竖直向上抛出，该物体受到的空气阻力大小f与速率v成正比，比例系数为k，物体速度随时间变化的关系如图所示，在时刻速度为零，时刻落回抛出点，落回时速率为。已知物体上升的高度为h，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 物体上升过程克服空气阻力所做的功比下落过程的多 B. 物体上升过程所受空气阻力的冲量比下落过程的小 C. 物体上升过程所用的时间为 D. 物体从抛出到落回所用时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题意可知阻力，上升过程平均速度大，上升过程所受空气阻力的平均值较大，物体上升和下落过程位移大小相等，则上升过程克服阻力做功多，故A正确； B．物体上升过程所受空气阻力的冲量大小为 同理可知下降过程所受空气阻力的冲量大小为 即物体上升和下落过程所受空气阻力的冲量大小相等，故B错误； C．物体上升过程，根据动量定理，有 解得，故C错误； D．物体下降过程，根据动量定理，有，解得，故D正确。 故选AD。 11. 如图所示，质量为M的四分之一光滑圆弧滑块下端与光滑水平面相切。给质量为m的小球一水平向右的初速度，如果圆弧滑块固定，小球运动过程中距离水平面的最大高度为（R为圆弧的半径），如果圆弧滑块不固定，小球运动过程中距离水平面的最大高度为。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球的初速度大小为 B. M=m C. 如果圆弧滑块不固定，小球滑离圆弧滑块到最高点过程中，水平位移大小为2R D. 如果圆弧滑块不固定，小球最终的速度大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．如果圆弧滑块固定，则由机械能守恒定律，解得小球的初速度大小为，故A正确； B．如果圆弧滑块不固定，设小球离开圆弧时水平速度为，则由水平方向动量守恒 由能量关系 联立解得M=0.5m，，故B错误； C．如果圆弧滑块不固定，小球滑离圆弧滑块到最高点过程的时间 水平位移为，故C正确； D．如果圆弧滑块不固定，小球最终落回到槽中并从槽中滑出时槽的速度最大，此时由动量守恒可得 根据能量关系则有 解得小球和圆弧槽的速度大小分别为，，故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，两侧带有固定挡板的平板车乙静止在光滑水平地面上，挡板的厚度可忽略不计，车长为2L，与平板车质量相等的物块甲（可视为质点）由平板车的中点处以初速度向右运动，已知甲、乙之间的动摩擦因数为，重力加速度为，忽略甲、乙碰撞过程中的能量损失，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙达到共同速度所需的时间为 B. 甲、乙共速前，乙的速度可能大于甲的速度 C. 甲、乙相对滑动的总路程为 D. 如果甲、乙碰撞的次数为（），则最终甲距离乙左端的距离可能为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设甲、乙质量均为m，碰前瞬间甲的速度为，乙的速度为，碰后瞬间甲的速度为，乙的速度为，由动量守恒定律和机械能守恒定律有， 解得， 即甲、乙发生碰撞时速度互换，设甲、乙最终的共同速度为，则有 解得 则达到共速所需的时间为 碰撞使得两者速度互换，即甲、乙共速前，乙的速度不一定小于甲的速度，故A错误，B正确； C．从开始到相对静止过程中，甲、乙相对滑动的总路程为s，根据动能定理可得 解得，故C正确； D．甲、乙碰撞的次数为n，最终相对静止时甲距离乙左端的距离为，若第n次碰撞发生在平板车的左挡板，则有（n=2，4，6…） 解得（n=2，4，6…） 若第n次碰撞发生在平板车的右挡板，则有（n=1，3，5…） 解得（n=1，3，5…） 即最终甲距离乙左端的距离不可能为，故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共14分） 13. 在验证机械能守恒定律的实验中，同学利用打点计时器，如图a所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物甲和乙，在乙下面再挂重物丙。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，验证重物甲、乙、丙组成的系统机械能守恒。 （1）实验结果显示，从起始点开始下落的过程中系统动能的增加量始终大于重力势能的减少量，原因可能是______。 A. 先释放重物，再接通电源 B. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C. 利用公式计算重物速度 D. 电源电压偏高 （2）某次实验结束后，打出的纸带的一部分如图b所示，A、B、C为三个相邻计时点。则打下B点时重物的速度大小为________m/s（结果保留三位有效数字）。 （3）实验中，已知重物甲和乙的质量均为M，重物丙的质量为m，某次实验测得重物甲由静止上升高度为h时，对应的速度大小为v，取重力加速度为g，则验证系统机械能守恒定律的表达式是________（用g、h、M、m、v表示）。 【答案】（1）AC （2）1.05 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．先释放重物，再接通电源，则实际下落高度大于测量下落高度，重力势能的减少量的实际值大于测量值，会导致系统动能的增加量始终大于重力势能的减少量，故A正确； B．存在空气阻力和摩擦阻力的影响，会导致系统动能的增加量始终小于重力势能的减少量，故B错误； C．实验时会受到空气阻力和摩擦阻力，导致加速度小于g，而利用公式计算重物速度会导致测量速度大于真实速度，动能的增加量也大于重力势能的减小量，故C正确； D．电源电压不影响打点计时，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 在匀加速直线运动中，由中间时刻的速度等于这段时间内平均速度得，打下B点时重物的速度大小为。 【小问3详解】 验证系统机械能守恒定律的表达式是 整理得。 14. 在验证动量守恒定律实验中，甲同学利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。已知入射小球质量为，被碰小球质量为，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O。乙同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、光电门、轻质弹簧和滑块等器材设计了测量物体质量和验证动量守恒的实验，组装摆放好的装置如图乙所示。 （1）关于甲同学的实验要点，下列说法正确的是________。 A. 两球大小可以不同 B. 两球必须是弹性小球 C. 斜槽可以不光滑 D. 斜槽末端必须水平 （2）甲同学的实验中，不放被碰小球，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P；把被碰小球放在斜槽前端边缘位置，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，使入射球与被碰球碰撞，重复多次，分别标出入射小球与被碰小球落点的平均位置M、N；用刻度尺分别测量M、P、N离O点的距离分别为、、，则表达式________成立，动量守恒定律得到验证。 乙同学实验的主要步骤如下： a．测得A、B滑块上固定的挡光片的宽度均为d，并根据挡光片调节光电门到合适的高度； b．将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块A上； c．接通气源，放上滑块，调节气垫导轨，使滑块能在导轨上保持静止状态； d．弹簧处于原长时右端位于O点，将滑块A向左水平推动，使弹簧右端压至P点，稳定后由静止释放滑块A，并开始计时； e．计算机采集获取数据，得到滑块A所受弹力大小F、加速度大小a随时间t变化的图像，如图丙所示； f．滑块A与弹簧分开后，经过光电门1，记录遮光时间Δt，然后滑块A、B发生碰撞，碰撞时间极短，A、B分开后，A通过光电门1的时间为ΔtA，B通过光电门2的时间为ΔtB； 根据乙同学的实验回答以下两个问题： （3）利用测量数据，用字母mA（滑块A与加速度传感器以及挡光片的总质量）、mB（滑块B与挡光片的总质量）、Δt、ΔtA、ΔtB表示验证动量守恒定律的表达式是____________________。 （4）图丙数据包含大量隐含信息，假设F-t和a-t图像与坐标轴围成的面积分别S1、S2，将弹簧右端压缩至P点时，弹簧具有的弹性势能可表示为__________（结果用S1、S2表示）。 【答案】（1）CD （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 A．为了能保证水平方向的对心碰撞，两个球的半径应该相同，故A错误； B．两球不一定是弹性的，可以是非弹性的，故B错误； C．斜槽可以不光滑，只要同一实验从斜槽上同一位置由静止释放即可，故C正确； D．斜槽末端必须水平，这样才能保证球从斜槽末端飞出时做平抛运动，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 要验证的关系是 因小球做平抛运动，落地时间相等，则有 即当表达式成立时，动量守恒定律得到验证。 【小问3详解】 由题意，利用测量数据，可得滑块A与滑块B碰撞前瞬间的速度大小为 滑块A与滑块B碰撞后瞬间的速度大小分别为， 验证动量守恒定律的表达式是 即 【小问4详解】 根据，可知图像与坐标轴围成的面积表示物体受到的冲量，可得 根据，可知图像与坐标轴围成的面积表示速度的变化量，可得 对A根据动量定律 根据功能关系，可得弹簧具有的弹性势能 三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 如图所示，AB面光滑、倾角θ=30°的斜面体固定在水平桌面上，桌面右侧与光滑半圆形轨道CD相切于C点，圆弧轨道的半径R=0.1m。物体（可视作质点）从斜面顶端A点由静止释放后，恰好能通过圆形轨道的最高点D。已知AB长L=0.9m，桌面BC段长l=0.5m，物体质量m=1kg，物体从斜面滑上桌面时速度大小不变，重力加速度大小取g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）物体进入圆形轨道C点时，物体对轨道的压力大小F； （2）物体与桌面间的动摩擦因数μ。 【答案】（1）60N （2）0.4 【解析】 【小问1详解】 物体恰好能通过圆形轨道的最高点D，则有 解得 设到达C时速度大小为，由C到D的过程，由动能定理得 在C点处受到支持力为，由牛顿第二定律有 联立解得 由牛顿第三定律，轨道受到压力大小为。 【小问2详解】 从A点到D点的全过程，根据动能定理可得 解得 16. 电动碰碰车是一种十分受欢迎的游乐设施。质量的电动碰碰车甲（含人）启动后，牵引力随时间变化的关系图像如图所示，时碰碰车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，后图像为一直线。碰碰车的最大功率恒定，受到的阻力大小恒定。碰碰车乙（含人）的总质量，运动过程中所受阻力大小与碰碰车甲相等。 （1）求碰碰车甲匀加速运动阶段的加速度大小和24s末的速度大小； （2）若在碰碰车甲（含人）前方加装质量可忽略的弹性片（劲度系数足够大），碰碰车甲以5m/s的速度追上前方以3m/s的速度同向行驶的碰碰车乙（含人）并发生弹性碰撞，碰撞前瞬间两碰碰车发动机关闭，碰撞时间极短。求两车碰后停下来的位置之间的距离。 【答案】（1），12m/s （2） 【解析】 【小问1详解】 由题图可知，碰碰车甲在前8s内的牵引力不变，碰碰车甲做匀加速直线运动，8~24s内碰碰车甲的牵引力逐渐减小，则碰碰车甲的加速度逐渐减小，做加速度减小的加速运动，直到碰碰车甲的速度达到最大值，以后做匀速直线运动；碰碰车甲的速度达到最大值后牵引力等于阻力，故阻力 前8s内碰碰车甲的牵引力 由牛顿第二定律则有 解得 碰碰车甲在8s末的功率达到最大值，8s末碰碰车甲的速度 碰碰车甲的最大功率 碰碰车甲的最大速度 即24s末碰碰车甲的速度大小为12m/s 【小问2详解】 碰撞过程中，根据动量守恒定律则有 碰撞为弹性碰撞，根据机械能守恒定律有 碰撞后碰碰车甲车滑行距离为，根据动能定理可得 同理碰撞后碰碰车乙车滑行距离，则有 联立解得两车碰后停下来的位置之间的距离 17. 如图所示，质量为的长木板静止在光滑水平面上，竖直平面内半径的光滑半圆形轨道与平台右端相切于点，平台与长木板等高，在半圆轨道最高点固定一弹性挡板（小物块与弹性挡板相碰后以原速率反弹）。某时刻一质量为的小木块（可视为质点）以27m/s的初速度从左端滑上长木板，当小木块运动到长木板的最右端时，二者恰好相对静止，随后长木板与平台左端相碰，碰后长木板速度为0，小木块以碰前速度滑上平台，已知长木板与小木块间的动摩擦因数，平台上铺设一种特殊材料，使得小物块滑上平台后所受阻力大小与其速度大小成正比（即，），方向与速度方向相反，重力加速度。求： （1）长木板的长度； （2）若小物块能冲上半圆轨道，并能从半圆轨道上返回到平台上，平台的长度应满足什么条件？（结果可以用根式表示） 【答案】（1）405m （2）或 【解析】 【小问1详解】 A滑上B到恰好相对静止的过程，A、B组成的系统动量守恒，令A、B整体与平台DC碰撞前速度为v1，则有 解得 根据能量守恒定律有 解得 【小问2详解】 当小木块A滑到平台C点时速度为0，由动量定理有 其中， 则有 解得 当小木块A滑到与圆心等高处时速度为0，则有 解得 由动量定理有 解得 当小木块A滑到竖直圆周最高时刚好由重力提供向心力，则有， 解得 由动量定理有 解得 结合上述可知，小物块A能冲上圆形轨道且能从半圆轨道返回平台DC，应满足的条件为或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $