精品解析：上海市复旦大学附属中学2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷（A卷）

复旦大学附属中学2025学年第二学期 高一年级物理学科期中考试试卷（A卷） 考试时间：90分钟；满分：100分 一、单项选择题（每题2分，共14分） 1. 研究表明，人步行时重心升降的幅度约脚跨一步距离的0.1倍。某同学在水平地面上匀速步行1km的过程中，他做的功约为（　　） A. 6×102J B. 6×103J C. 6×104J D. 6×105J 【答案】C 【解析】 【详解】人步行时重心升降的幅度约脚跨一步距离的0.1倍，故在1km的过程中重心上升的高度为Δh=0.1×1km=100m 人的重力约为 G=600N 故克服重力做功为 W=mgh=6×104J 故选C。 2. 记第一宇宙速度是，第二宇宙速度为，第三宇宙速度为，若要在地球上发射一颗绕太阳运行的人造行星，需要发射速度要满足（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】若要在地球上发射一颗绕太阳运行的人造行星，需要其脱离地球引力束缚，但仍受太阳引力束缚，绕太阳运行成为人造太阳行星。所以发射速度要大于或等于第二宇宙速度，但小于第三宇宙速度，即要满足 满足条件的只有C选项。 故选C。 3. 如图所示，电梯质量为，在它的水平地板上放置一质量为的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由增加到时，上升高度为，记为支持力的功，为物体所受合力的功，则在这个过程中（不计空气阻力），下列说法表达式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】电梯上升的过程中，对物体做功的有重力以及支持力，二者做功等于物体动能的增量，故对物体根据动能定理可得 故选A。 4. 水平滑冰场上，甲同学用水平方向的推力猛推静止的乙同学一下，乙同学向前滑行后停下。若乙同学（包括冰鞋）的质量为，滑行过程中所受阻力大小恒为所受重力大小的，取重力加速度大小，则该推力的冲量大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】乙被推出后仅受阻力作用，最终停下，设乙刚被推出时的速度为，已知滑行位移，阻力 对滑行过程用动能定理，得 联立解得 推乙过程中，作用时间极短，阻力冲量可忽略，由动量定理，得 解得 故选C。 5. “转碟”是传统的杂技项目，如图所示，质量为的发光物体（可看作质点）放在半径为的碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子一起在水平面内绕点转动，角速度经过时间从0增大至的过程中，发光物体始终相对碟子静止。已知发光物体与碟子间的动摩擦因数为、重力加速度为，此过程发光物体所受的摩擦力（ ） A. 方向始终指向点 B. 大小始终为 C. 冲量大小为 D. 做功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．发光物体做加速圆周运动，其所受摩擦力提供向心力和切向加速度所需的力。向心力指向圆心A点，切向力沿切线方向，根据矢量合成法则，摩擦力方向指向圆心A点的前方，并不始终指向A点，故A错误； B．发光物体相对碟子静止，所受摩擦力为静摩擦力。根据牛顿第二定律，摩擦力大小 随着角速度ω的增大，向心力增大，摩擦力大小随之变化。且物体未滑动，摩擦力f≤μmg 并不始终等于μmg，故B错误； C．根据动量定理，摩擦力的冲量等于动量的变化量。则冲量大小，故C错误； D．根据动能定理，摩擦力做的功等于动能的变化量。则摩擦力做功，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，轻质定滑轮固定在天花板上，轻质动滑轮下方悬挂重物A。轻绳一端固定在天花板上，另一端绕过两滑轮与重物B相连，悬挂滑轮的轻绳均竖直。已知A、B的质量均为，摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度大小为。由静止释放A、B，当B的位移为时，则B机械能的减少量为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设细线的拉力为F，根据滑轮组的结构可知，当B下降的高度为h时，A上升的高度为2h，则任意时刻有vB=2vA 再根据可得aB=2aA 对B由牛顿第二定律有mg−F=maB 对A由牛顿第二定律有2F−mg=maA 联立解得 B机械能的减少量等于细线的拉力对B做的负功的绝对值，即 故选A。 7. 如图所示，一半径为的竖直圆轨道固定在水平地面上，内壁光滑，为圆轨道的最低点，一质量为，可视为质点的小球，开始时静止于点，现给小球一个沿着水平方向的初速度，重力加速度为，则小球脱离圆轨道时距离点的高度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设小球脱离轨道的位置与圆心的连线与竖直方向的夹角为，则 由机械能守恒定律 解得 则小球脱离圆轨道时距离点的高度为 故选B。 二、多项选择题（每题3分，共21分，有2~3个正确选项，漏选得1.5分，错选不得分） 8. 随着低空经济的发展，无人机的应用场景更加广泛。如图所示，大载重量无人机悬停在空中，通过绳索以拉力F竖直吊起货物，考虑空气阻力，则（　　） A. 拉力F和阻力对货物所做的总功等于货物重力势能的增加量 B. 货物克服重力所做的功等于其重力势能的增加量 C. 拉力F和重力的合力对货物所做的功等于货物动能的增量 D. 拉力F和阻力对货物所做的功之和等于货物机械能的增量 【答案】BD 【解析】 【详解】AD．根据能量守恒定律可知，拉力F和阻力对货物所做的总功等于货物动能与重力势能的增加量，即等于货物机械能的增量，故A错误，D正确； B．货物克服重力所做的功等于其重力势能的增加量，故B正确； C．根据动能定理可知，拉力F、重力、阻力的合力对货物所做的功等于货物动能的增量，故C错误； 故选BD。 9. 哈尔滨亚冬会中运动员杨文龙滑雪过程中腾空而起的照片如图所示。忽略空气阻力，可将运动员杨文龙视为质点。则关于杨文龙运动的说法中错误的是（ ） A. 杨文龙在空中飞行过程是变加速曲线运动 B. 杨文龙在空中飞行过程中，动量的变化率保持不变 C. 杨文龙从斜向上起跳到落地前，重力的瞬时功率先减小后增大 D. 杨文龙在斜向上飞行到最高点的过程中，其动能全部转化为重力势能 【答案】AD 【解析】 【详解】A．杨文龙在空中飞行过程，加速度恒定为g，是匀加速曲线运动，故A错误； B．动量的变化率等于合外力，则杨文龙在空中飞行过程中，动量的变化率不变，总等于本身的重力，故B正确； C．杨文龙从斜向上起跳到落地前，竖直速度先减小后增加，根据可知重力的瞬时功率先减小后增大，故C正确； D．杨文龙在斜向上飞行到最高点的过程中，因最高点的速度不为0，则其动能一部分转化为重力势能，故D错误。 本题选错误的，故选AD。 10. 如图所示，A、B为地球的两颗卫星，卫星A沿顺时针方向绕地球做匀速圆周运动，周期约为1.5 h，半径为，卫星B绕地球做圆周运动的半径为，图示时刻两卫星分别与地心点连线间的夹角为。下列说法正确的有（ ） A. 卫星A做匀速圆周运动的线速度大于 B. 卫星B的运动周期约为12 h C. 若卫星B沿顺时针方向运动，则至少经过约两颗卫星相距最近 D. 若卫星B沿逆时针方向运动，则至少经过约两颗卫星相距最近 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是所有绕地球做匀速圆周运动卫星的最大环绕速度，所以卫星A做匀速圆周运动的线速度不可能大于，故A错误； B．由开普勒第三定律有 卫星A的周期约为1.5h，卫星B绕地球做圆周运动的半径为4R，代入数据可得卫星B的运动周期约为12h，故B正确； C．若卫星B沿顺时针方向运动，设至少经过时间两颗卫星相距最近，由题意有 可得 故C正确； D．若卫星B沿逆时针方向运动，则至少经过时间两颗卫星相距最近，由题意有 可得 故D正确。 故选BCD。 11. 如图（a）所示，一个质量的物块静止在水平面上，现用水平力向右拉物块，的大小随时间变化关系如图（b）所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 内，重力的冲量大小为 B. 内，摩擦力冲量大小为 C. 4s末，物块的速度大小为 D. 4s末，物块的速度大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．0~4s内，重力的冲量大小为，故A正确； B．物块运动时，受到的滑动摩擦力大小为 开始时，物块受到静摩擦力，大小始终与F等大，所以内，摩擦力冲量大小，故B错误； CD．由B选项，结合图（b）可知，1s末时，物块才开始运动，则内由图像可知水平力F的冲量大小为 则内由动量定理可得 解得4s末，物块的速度大小为，故C正确，D错误。 故选AC。 12. 如图甲所示，用竖直向上的力拉静止在水平地面上的一物体，物体在向上运动的过程中，其机械能与位移的关系如图乙，其中为曲线，其余为直线。在这一段运动中下列说法错误的是（ ） A. 过程中拉力的功率不变 B. 过程中，物体的动能先增大后减小 C. 过程中，物体的加速度先增大后减小 D. 过程中，物体克服重力做功的功率一直增大 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据功能关系，可知机械能的变化量等于除重力以外的其他力做的功，则有 故图像的斜率表示拉力，可知在过程中斜率不变，故拉力不变；在过程中斜率不断减小，故拉力不断减小；在过程中斜率为零，故拉力为零。结合牛顿第二定律分析，可知在过程中，由于拉力大于重力，则物体向上做匀加速直线运动；在过程中随着拉力的减小，且拉力仍大于重力，故加速度仍向上，但大小在减小，故此过程物体向上做加速度减小的加速运动；之后，拉力等于重力，加速度为零；然后拉力小于重力，则加速度方向向下，且大小不断大，故此过程物体做加速度增大的减速运动，当拉力等于零时，物体只受重力作用，加速度为重力加速度。通过以上分析，可在过程中，拉力不断减小，最后为零，速度先增大后减小，根据 可知拉力的功率会变化，故A错误，符合题意； B．由上分析，可知在过程中，物体的速度先增大后减小，故物体的动能先增大后减小，故B正确，不符合题意； C．由上分析，可知在过程中，物体的加速度先减小后增大，故C错误，符合题意； D．由上分析，可知在过程中，物体的速度先增大后减小，根据 可知物体克服重力做功的功率先增大后减小，故D错误，符合题意。 本题选错误的，故选ACD。 13. 如图所示，时质量为的滑块以大小为的初速度从倾角为的固定斜面底部沿斜面向上滑行。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取，，斜面足够长，则下列说法中正确的是（ ） A. 内滑块损失的机械能为 B. 内滑块克服重力做功为126J C. 滑块滑回斜面底端时的动能为40J D. 整个过程中系统产生的热量为80J 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．滑块上滑时，根据牛顿第二定律有 解得 滑块上滑到最高点所用时间为 滑块上滑到最高点通过的位移大小为 滑块在后反向，向下做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 滑块在内下滑的位移大小为 根据功能关系可知0~3s内滑块损失的机械能为 0~3s内滑块克服重力做功为，故A正确，B错误； C．设滑块滑回斜面底端时的速度大小为，根据速度位移公式有 解得 则滑块滑回斜面底端时的动能为，故C正确； D．滑块在斜面上运动的整个过程中系统产生的热量为，故D错误。 故选AC。 14. 某小车缓冲装置简化为如图所示模型，劲度系数为的轻质弹簧与轻杆连接，轻杆可在固定槽内有摩擦地滑动，其最大摩擦力等于滑动摩擦力，恒为。轻杆向右滑动不超过时装置可安全工作。质量为的小车与地面间的摩擦不计，撞击弹簧前瞬间的速度记，当时，撞击将导致轻杆向右滑动，下列说法正确的是（　　） A. 撞击过程中轻杆开始滑动之前小车的机械能守恒 B. 当撞击速度不超过时，轻杆不会滑动 C. 若要装置安全工作，允许撞击的最大速度为 D. 撞击速度为，则将导致轻杆滑动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．轻杆开始滑动前，小车的动能不断转化为弹簧的弹性势能，小车机械能减少，不守恒，A错误； B．设轻杆开始移动时弹簧的压缩量为，有 解得 轻杆滑动的条件是弹簧弹力大于最大摩擦力f，弹力小于等于f时轻杆静止；若轻杆滑动，由于轻杆质量为0，合力为0，弹簧弹力始终等于f，弹簧压缩量保持不变，弹性势能为定值，小车动能转化为弹簧弹性势能和摩擦力做功，能量守恒关系为 其中x为轻杆滑动距离。结合题目已知条件以及时 可得，且 轻杆恰好不滑动时，小车动能全部转化为弹簧弹性势能，即 解得 因此撞击速度不超过轻杆不会滑动，B正确； C．装置安全工作要求滑动距离最大为，代入能量公式得 解得 C错误； D．撞击速度为时有 解得 D正确。 故选BD。 三、填空题&实验题（共5题） 15. 航天部门需要回收一个卫星，卫星无动力时受大气层阻力会让其绕地球运动时逐渐向地球靠近，开始卫星在距离地心为时速度为，后当距离地心为时，速度变为了v，卫星质量为，地球质量为，万有引力常量为。请问v ____（选填“大于”、“小于”或“等于”），卫星从处到处，引力做的功为____。（用，，，，表示） 【答案】 ①. 大于 ②. 【解析】 【详解】[1]根据万有引力提供向心力，可得 解得 从能量角度或近似圆轨道角度分析，卫星受阻力，机械能减少，轨道半径r减小。故，故； [2] 引力做的功等于势能减小量，则 则 16. 一辆小轿车在平直路面上以恒定功率加速，其加速度和速度的倒数的关系如图所示。已知轿车的总质量为，其所受的阻力不变，则该轿车所受阻力大小为__________N；该恒定功率为__________。 【答案】 ①. 4200 ②. 【解析】 【详解】[1]对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律可得 其中 联立解得 由图可知 解得 [2]其中 解得 17. 如图，三根轻绳一端分别系住A、B、C三个物体，它们的另一端分别通过光滑定滑轮系于O点，整个装置处于平衡状态时，Oa与竖直方向成37°，Ob处于水平状态。已知B物体的质量为m，则A物体的质量为___________；如果将左边的滑轮a缓慢水平向左移动距离s，最终整个装置仍处于平衡状态，重力加速度为g，则装置的机械能变化的大小为___________。（取sin37=0.6，cos37=0.8.） 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]三根细线对O点的拉力等于三个物体的重力，对O点受力分析如图 根据平衡条件可知 解得 ， [2]将左边的滑轮a缓慢水平向左移动s的距离，结合平衡条件可知三个拉力的大小和方向都不变，故物体A、B高度不变，物C上升s，故系统机械能的增加量为 18. 如图所示，一名质量为的运动员练习跳远，他先从水平直道上助跑，然后从地面上的点腾空离地，离地时的速度大小，方向与水平面的夹角。运动员落入沙坑瞬间的速度大小，方向与水平面的夹角。将运动员看做质点，运动员在空中运动过程中所受空气阻力的大小与速度的大小满足，其中，阻力方向与速度方向相反。已知，，重力加速度取。则运动员腾空时间为__________，此次跳远的距离为__________m 【答案】 ①. 0.88 ②. 5 【解析】 【详解】[1]将速度分解成水平方向和竖直方向，在上升过程中，在竖直方向上，根据动量定理有 在下落过程中，在竖直方向上，根据动量定理有 上升过程和下落过程的竖直高度相等，根据数学积分知识，可得 两式变形得， 联立可得 解得运动员腾空时间为 [2]运动员在空中运动过程中，水平方向只受空气阻力的水平分量作用，在水平方向，根据动量定理有 根据数学积分知识，可得 变形得 解得 19. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。当质量为的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，已知⑥的宽度为。 （1）本实验除了有无线力传感器（图中②）外，还有无线__________传感器（图中⑤）； （2）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和__________保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则线速度__________。 （3）设传感器⑤测得的物理量为，以为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线如图b所示，近似认为砝码③和传感器⑤运动半径相同，由此可得砝码做圆周运动的半径为__________（结果保留2位有效数字）。 （4）若某组同学做出图线如图（c）不过坐标原点，分析可能原因是____________________（填写一个可能原因即可） 【答案】（1）光电门 （2） ①. 半径 ②. 0.48 （3）0.29m （4）砝码受到摩擦力的作用 【解析】 【小问1详解】 力传感器用来测量受到的力，还需要无线光电门传感器来测量砝码的速度。 【小问2详解】 [1]本实验是探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，采用控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和半径保持不变。 [2]用光电门传感器求得线速度为 【小问3详解】 根据 可知图像的斜率为 由图b得 解得 【小问4详解】 当时，不为0时，说明线速度不为0，即所需向心力不为0，所以砝码还受到摩擦力的作用。 四、综合题（共8题） 20. 中国空间站凌日。航天器凌日是一种天文现象，指航天器从太阳和地球之间经过，从地球观测者的视角看，航天器的剪影在太阳表面快速掠过的现象。中国空间站凌日时太阳、地球、空间站三者位置关系的示意图如左图所示。右下图为中国空间站凌日的影像，拍摄者将空间站凌日过程的视频通过逐帧叠加处理，获得如图所示的照片。尽管在照片上，中国空间站只是一个小点，但这承载着祖国航天事业的奋斗征程。 （1）照片中共有37个点，若拍摄帧率约为，则可确定空间站凌日过程的时间最接近（ ） A. 0.05 s B. 0.5 s C. 5 s D. 50 s （2）设空间站质量为，运行轨道离地面的高度为，运行速度大小为，地球半径为，万有引力恒量为，则地球的质量为__________，第一宇宙速度可以表示为__________，忽略地球自转，将空间站从地面由静止发射至在轨道上正常运行的过程中，燃料需对空间站做的功为__________（选用，，，，表示） （3）为了之后估算太阳的密度，王同学在照片中画了两条线段：是空间站运动轨迹的连线，是太阳所成像的直径，测出两线段间夹角。已知空间站的轨道离地面高为，飞行速度为，本次空间站凌日时长为。用表示地球和太阳间的距离，表示太阳的半径，则下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. （4）记地球绕日公转周期为，万有引力恒量为，且由前述步骤已经测得（已知），可由此估算出太阳的平均密度，其表达式为__________（选用，，表示） 【答案】（1）B （2） ①. ②. ③. （3）A （4） 【解析】 【小问1详解】 照片中共有37个点，若拍摄帧率约为，则可确定空间站凌日过程的时间 最接近的是B选项的0.5s。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据万有引力提供向心力，空间站绕地球做匀速圆周运动时，有 解得地球质量 [2]根据万有引力提供向心力 解得 [3]燃料对空间站做的功等于空间站轨道运行时的机械能。轨道运行时的机械能为动能和增加的引力势能之和，即 将M代入并化简，得到 因此燃料需对空间站做的功为。 【小问3详解】 根据匀速直线运动位移公式，空间站飞行速度为v，凌日时长为t，则空间站在凌日时长t内运动的距离 几何关系可得 联立解得 故选A。 【小问4详解】 地球绕太阳运动，有 联立解得太阳质量 因为太阳密度 联立解得 21. 过山车的设计。作为广泛受到欢迎的游乐设施，过山车的设计必须在保证乘客安全的前提下提高娱乐性，为乘客提供一定的刺激感。为了做到这一点，过山车设计的一个主要参数就是乘客乘坐过山车时受到的座椅提供的作用力。 如图所示为某过山车中一节车厢的示意图（乘客未画出），为简化起见本题中忽略过山车每一节车厢之间的相互作用，将一节车厢单独考虑。为了描述过山车对乘客的作用力的方向，图中建立了三维直角坐标系，其中，，轴正方向分别指向乘客的前方、左侧、头顶方向。将乘客所受重力大小记为，过山车对乘客的作用力在，，方向的三个分力分别记为，，，则在设计过山车的过程中，，分别称为，，方向的“力”。 （1）过山车沿直线轨道下滑时，测得，，，则乘客此时处于状态为（ ） A. 超重 B. 不完全失重 C. 完全失重 D. 既不超重也不失重 （2）过山车沿倾斜直线轨道在牵引装置拉动下加速上坡时，测得，，，由此可以推测出轨道与水平方向的倾角为__________，此时乘客加速度大小为__________。（取，本题两空保留2位有效数字） （3）过山车在水平轨道转弯时，轨道往往要进行倾斜。若过山车转弯时速度大小为，内外轨所在的平面与水平面之间的倾角为，取，不计一切阻力。 ①若要求转弯时的绝对值不超过0.4，计算轨道半径的可以选取的范围？ ②若轨道半径，求过山车转过弯过程中，车厢给乘客的冲量大小与乘客质量的比值？（保留2位有效数字，注意单位） （4）如图所示，为过山车的一段曲线轨道，轨道在竖直平面内。其中和为半径为的圆弧，为半径为的半圆弧。过山车从经过、到达，在点时速度大小为，重力加速度记为，不计一切阻力。 ①用，，表示过山车刚刚过点以及即将到点时的值。 ②为了保证乘客的安全和体验，要求过山车经过轨道全过程中的最小值不小于1.0，同时最大值需要尽可能小。若，取，请你设计轨道半径和应该取什么值最合适？ 【答案】（1）B （2） ①. 32 ②. 2.7 （3）①；② （4）①，；②都取15m 【解析】 【小问1详解】 由题可知，则x与y轴方向上作用力为0， 而，即 故z轴过山车与乘客作用力小于重力，则处于不完全失重状态。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据 可得 计算器计算可知 [2]x轴方向上 解得 【小问3详解】 [1]设座椅对乘客的作用力为F，分解为z方向 y方向 要求转弯时 代入解得 [2] 冲量 过山车转过时，速度方向相反，速度变化量为 竖直方向受力平衡，冲量由重力和座椅作用力共同提供，水平方向上 z轴冲量 故冲量为 车厢给乘客的冲量大小与乘客质量的比值为 【小问4详解】 [1]在A点，根据 解得 故 从A到B，高度不变，故速度不变，即 B点 故 [2] 由题可知C处最危险，即此点最不容易满足 B到C根据机械能守恒定律可得 解得 在C点 则 其中，则 在A与B点，会出现的最大值。让最大值最小，则半径最大时最大值最小，即 根据数学知识可得 即轨道半径和应该都取15m最合适； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 复旦大学附属中学2025学年第二学期 高一年级物理学科期中考试试卷（A卷） 考试时间：90分钟；满分：100分 一、单项选择题（每题2分，共14分） 1. 研究表明，人步行时重心升降的幅度约脚跨一步距离的0.1倍。某同学在水平地面上匀速步行1km的过程中，他做的功约为（　　） A. 6×102J B. 6×103J C. 6×104J D. 6×105J 2. 记第一宇宙速度是，第二宇宙速度为，第三宇宙速度为，若要在地球上发射一颗绕太阳运行的人造行星，需要发射速度要满足（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，电梯质量为，在它的水平地板上放置一质量为的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由增加到时，上升高度为，记为支持力的功，为物体所受合力的功，则在这个过程中（不计空气阻力），下列说法表达式正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 水平滑冰场上，甲同学用水平方向的推力猛推静止的乙同学一下，乙同学向前滑行后停下。若乙同学（包括冰鞋）的质量为，滑行过程中所受阻力大小恒为所受重力大小的，取重力加速度大小，则该推力的冲量大小为（　　） A. B. C. D. 5. “转碟”是传统的杂技项目，如图所示，质量为的发光物体（可看作质点）放在半径为的碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子一起在水平面内绕点转动，角速度经过时间从0增大至的过程中，发光物体始终相对碟子静止。已知发光物体与碟子间的动摩擦因数为、重力加速度为，此过程发光物体所受的摩擦力（ ） A. 方向始终指向点 B. 大小始终为 C. 冲量大小为 D. 做功为 6. 如图所示，轻质定滑轮固定在天花板上，轻质动滑轮下方悬挂重物A。轻绳一端固定在天花板上，另一端绕过两滑轮与重物B相连，悬挂滑轮的轻绳均竖直。已知A、B的质量均为，摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度大小为。由静止释放A、B，当B的位移为时，则B机械能的减少量为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，一半径为的竖直圆轨道固定在水平地面上，内壁光滑，为圆轨道的最低点，一质量为，可视为质点的小球，开始时静止于点，现给小球一个沿着水平方向的初速度，重力加速度为，则小球脱离圆轨道时距离点的高度为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题（每题3分，共21分，有2~3个正确选项，漏选得1.5分，错选不得分） 8. 随着低空经济的发展，无人机的应用场景更加广泛。如图所示，大载重量无人机悬停在空中，通过绳索以拉力F竖直吊起货物，考虑空气阻力，则（　　） A. 拉力F和阻力对货物所做的总功等于货物重力势能的增加量 B. 货物克服重力所做的功等于其重力势能的增加量 C. 拉力F和重力的合力对货物所做的功等于货物动能的增量 D. 拉力F和阻力对货物所做的功之和等于货物机械能的增量 9. 哈尔滨亚冬会中运动员杨文龙滑雪过程中腾空而起的照片如图所示。忽略空气阻力，可将运动员杨文龙视为质点。则关于杨文龙运动的说法中错误的是（ ） A. 杨文龙在空中飞行过程是变加速曲线运动 B. 杨文龙在空中飞行过程中，动量的变化率保持不变 C. 杨文龙从斜向上起跳到落地前，重力的瞬时功率先减小后增大 D. 杨文龙在斜向上飞行到最高点的过程中，其动能全部转化为重力势能 10. 如图所示，A、B为地球的两颗卫星，卫星A沿顺时针方向绕地球做匀速圆周运动，周期约为1.5 h，半径为，卫星B绕地球做圆周运动的半径为，图示时刻两卫星分别与地心点连线间的夹角为。下列说法正确的有（ ） A. 卫星A做匀速圆周运动的线速度大于 B. 卫星B的运动周期约为12 h C. 若卫星B沿顺时针方向运动，则至少经过约两颗卫星相距最近 D. 若卫星B沿逆时针方向运动，则至少经过约两颗卫星相距最近 11. 如图（a）所示，一个质量的物块静止在水平面上，现用水平力向右拉物块，的大小随时间变化关系如图（b）所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 内，重力的冲量大小为 B. 内，摩擦力冲量大小为 C. 4s末，物块的速度大小为 D. 4s末，物块的速度大小为 12. 如图甲所示，用竖直向上的力拉静止在水平地面上的一物体，物体在向上运动的过程中，其机械能与位移的关系如图乙，其中为曲线，其余为直线。在这一段运动中下列说法错误的是（ ） A. 过程中拉力的功率不变 B. 过程中，物体的动能先增大后减小 C. 过程中，物体的加速度先增大后减小 D. 过程中，物体克服重力做功的功率一直增大 13. 如图所示，时质量为的滑块以大小为的初速度从倾角为的固定斜面底部沿斜面向上滑行。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取，，斜面足够长，则下列说法中正确的是（ ） A. 内滑块损失的机械能为 B. 内滑块克服重力做功为126J C. 滑块滑回斜面底端时的动能为40J D. 整个过程中系统产生的热量为80J 14. 某小车缓冲装置简化为如图所示模型，劲度系数为的轻质弹簧与轻杆连接，轻杆可在固定槽内有摩擦地滑动，其最大摩擦力等于滑动摩擦力，恒为。轻杆向右滑动不超过时装置可安全工作。质量为的小车与地面间的摩擦不计，撞击弹簧前瞬间的速度记，当时，撞击将导致轻杆向右滑动，下列说法正确的是（　　） A. 撞击过程中轻杆开始滑动之前小车的机械能守恒 B. 当撞击速度不超过时，轻杆不会滑动 C. 若要装置安全工作，允许撞击的最大速度为 D. 撞击速度为，则将导致轻杆滑动 三、填空题&实验题（共5题） 15. 航天部门需要回收一个卫星，卫星无动力时受大气层阻力会让其绕地球运动时逐渐向地球靠近，开始卫星在距离地心为时速度为，后当距离地心为时，速度变为了v，卫星质量为，地球质量为，万有引力常量为。请问v ____（选填“大于”、“小于”或“等于”），卫星从处到处，引力做的功为____。（用，，，，表示） 16. 一辆小轿车在平直路面上以恒定功率加速，其加速度和速度的倒数的关系如图所示。已知轿车的总质量为，其所受的阻力不变，则该轿车所受阻力大小为__________N；该恒定功率为__________。 17. 如图，三根轻绳一端分别系住A、B、C三个物体，它们的另一端分别通过光滑定滑轮系于O点，整个装置处于平衡状态时，Oa与竖直方向成37°，Ob处于水平状态。已知B物体的质量为m，则A物体的质量为___________；如果将左边的滑轮a缓慢水平向左移动距离s，最终整个装置仍处于平衡状态，重力加速度为g，则装置的机械能变化的大小为___________。（取sin37=0.6，cos37=0.8.） 18. 如图所示，一名质量为的运动员练习跳远，他先从水平直道上助跑，然后从地面上的点腾空离地，离地时的速度大小，方向与水平面的夹角。运动员落入沙坑瞬间的速度大小，方向与水平面的夹角。将运动员看做质点，运动员在空中运动过程中所受空气阻力的大小与速度的大小满足，其中，阻力方向与速度方向相反。已知，，重力加速度取。则运动员腾空时间为__________，此次跳远的距离为__________m 19. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。当质量为的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，已知⑥的宽度为。 （1）本实验除了有无线力传感器（图中②）外，还有无线__________传感器（图中⑤）； （2）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和__________保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则线速度__________。 （3）设传感器⑤测得的物理量为，以为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线如图b所示，近似认为砝码③和传感器⑤运动半径相同，由此可得砝码做圆周运动的半径为__________（结果保留2位有效数字）。 （4）若某组同学做出图线如图（c）不过坐标原点，分析可能原因是____________________（填写一个可能原因即可） 四、综合题（共8题） 20. 中国空间站凌日。航天器凌日是一种天文现象，指航天器从太阳和地球之间经过，从地球观测者的视角看，航天器的剪影在太阳表面快速掠过的现象。中国空间站凌日时太阳、地球、空间站三者位置关系的示意图如左图所示。右下图为中国空间站凌日的影像，拍摄者将空间站凌日过程的视频通过逐帧叠加处理，获得如图所示的照片。尽管在照片上，中国空间站只是一个小点，但这承载着祖国航天事业的奋斗征程。 （1）照片中共有37个点，若拍摄帧率约为，则可确定空间站凌日过程的时间最接近（ ） A. 0.05 s B. 0.5 s C. 5 s D. 50 s （2）设空间站质量为，运行轨道离地面的高度为，运行速度大小为，地球半径为，万有引力恒量为，则地球的质量为__________，第一宇宙速度可以表示为__________，忽略地球自转，将空间站从地面由静止发射至在轨道上正常运行的过程中，燃料需对空间站做的功为__________（选用，，，，表示） （3）为了之后估算太阳的密度，王同学在照片中画了两条线段：是空间站运动轨迹的连线，是太阳所成像的直径，测出两线段间夹角。已知空间站的轨道离地面高为，飞行速度为，本次空间站凌日时长为。用表示地球和太阳间的距离，表示太阳的半径，则下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. （4）记地球绕日公转周期为，万有引力恒量为，且由前述步骤已经测得（已知），可由此估算出太阳的平均密度，其表达式为__________（选用，，表示） 21. 过山车的设计。作为广泛受到欢迎的游乐设施，过山车的设计必须在保证乘客安全的前提下提高娱乐性，为乘客提供一定的刺激感。为了做到这一点，过山车设计的一个主要参数就是乘客乘坐过山车时受到的座椅提供的作用力。 如图所示为某过山车中一节车厢的示意图（乘客未画出），为简化起见本题中忽略过山车每一节车厢之间的相互作用，将一节车厢单独考虑。为了描述过山车对乘客的作用力的方向，图中建立了三维直角坐标系，其中，，轴正方向分别指向乘客的前方、左侧、头顶方向。将乘客所受重力大小记为，过山车对乘客的作用力在，，方向的三个分力分别记为，，，则在设计过山车的过程中，，分别称为，，方向的“力”。 （1）过山车沿直线轨道下滑时，测得，，，则乘客此时处于状态为（ ） A. 超重 B. 不完全失重 C. 完全失重 D. 既不超重也不失重 （2）过山车沿倾斜直线轨道在牵引装置拉动下加速上坡时，测得，，，由此可以推测出轨道与水平方向的倾角为__________，此时乘客加速度大小为__________。（取，本题两空保留2位有效数字） （3）过山车在水平轨道转弯时，轨道往往要进行倾斜。若过山车转弯时速度大小为，内外轨所在的平面与水平面之间的倾角为，取，不计一切阻力。 ①若要求转弯时的绝对值不超过0.4，计算轨道半径的可以选取的范围？ ②若轨道半径，求过山车转过弯过程中，车厢给乘客的冲量大小与乘客质量的比值？（保留2位有效数字，注意单位） （4）如图所示，为过山车的一段曲线轨道，轨道在竖直平面内。其中和为半径为的圆弧，为半径为的半圆弧。过山车从经过、到达，在点时速度大小为，重力加速度记为，不计一切阻力。 ①用，，表示过山车刚刚过点以及即将到点时的值。 ②为了保证乘客的安全和体验，要求过山车经过轨道全过程中的最小值不小于1.0，同时最大值需要尽可能小。若，取，请你设计轨道半径和应该取什么值最合适？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $