精品解析：山东省滕州市第二中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

滕州二中2024-2025学年高一下学期第一次阶段检测 物理试题 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案直接写在试卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共40分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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。 1. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 图甲中，自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等 B. 图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力和向心力作用 C. 图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力 D. 图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压内轨 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中，自行车行驶时大齿轮与小齿轮通过链条传动，则大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等，故A正确； B．图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力作用，重力和绳的拉力合力提供向心力，故B错误； C．图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力不足以提供所需的向心力，故C错误； D．图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，则火车有离心运动的趋势，轮缘会挤压外轨，故D错误。 故选A。 2. 如图所示的传动带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的点，且RA=RC=2RB，则三点角速度和线速度的关系分别为（传动带不打滑）（　　） A. ωA：ωB：ωC=1：2：1，vA：vB：vC=1：2：1 B. ωA：ωB：ωC=2：2：1，vA：vB：vC=2：1：1 C. ωA：ωB：ωC=1：2：2，vA：vB：vC=1：1：2 D. ωA：ωB：ωC=2：2：1，vA：vB：vC=1：2：2 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由于B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故 vC=vB vB：vC=1：1 由于A轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即 ωA=ωB 故 ωA：ωB=1：1 由角速度和线速度的关系式 v=ωr 可得 vA：vB=RA：RB=2：1 vA：vB：vC=2：1：1 ωA：ωB：ωC=2：2：1 故B正确，ACD错误。 故选B。 点睛：解决传动类问题要分清是摩擦传动（包括皮带传动，链传动，齿轮传动，线速度大小相同）还是轴传动（角速度相同）． 3. 滚筒洗衣机静置于水平地面上，已脱净水的衣物随滚筒一起在竖直平面内做匀速圆周运动，滚筒截面如图所示。若质量为m的衣物在最高点A对滚筒的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为g，则衣物在最低点B对滚筒的压力大小为（　　） A. 2mg B. 3mg C. 4mg D. 5mg 【答案】B 【解析】 【详解】衣物运动到最高点A时，对衣物有 在最低点有 解得 根据牛顿第三定律，衣物在最低点B对滚筒的压力大小为3mg。 故选B。 4. 2022年3月24日，国家航天局发布了由“天问一号”环绕器近期拍摄到的巡视区高分辨率影像，以及“祝融号”火星车自拍照等多张最新火星影像图，如图所示。假设地球和火星均为质量分布均匀的球体，不考虑地球和火星的自转。已知地球与火星的质量之比为，半径之比为，则“祝融号”在地球表面与在火星表面所受重力之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据 可得“祝融号”在地球表面与在火星表面所受重力之比为 故选C。 5. 2024年3月20日8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在文昌航天发射场发射升空，鹊桥二号踏上奔月征途，它将为地球和月球架起通信的天桥。其运动轨迹如图所示，已知远月点B与月球中心的距离约为近月点C与月球中心距离的9倍，地球半径约是月球半径的k倍，地球质量约是月球质量的p倍。下列说法正确的是（　　） A. 鹊桥二号在B点由地月转移轨道进入环月轨道时必须加速 B. 鹊桥二号在C、B两点受到的月球引力大小之比约为9∶1 C. 地球第一宇宙速度与月球第一宇宙速度的比值约为 D. 地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度的比值约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．鹊桥二号在地月转移轨道时必须减速，合外力大于向心力做近心运动，轨道半径才能减小，才能顺利进入环月轨道，故A错误； B．鹊桥二号在C点时根据牛顿第二定律有 同理在B点时有 代入题中数据联立解得 故B错误； C．在星球表面有 解得 可计算得地球的第一宇宙速度与月球第一宇宙速度的比值约为，故C正确； D．在星球表面有 解得 可计算得地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度的比值约为，故D错误。 故选C。 6. 放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 0～6 s内物体的位移大小为20 m B. 0～6 s内拉力做的功为70 J C. 合力在0～6 s内做的功与0～2 s内做的功不相等 D. 滑动摩擦力的大小为5 N 【答案】B 【解析】 【详解】A．由v­t图像与t轴围成的面积表示位移，可得0～6 s内物体的位移大小x=×6 m=30 m 故A错误； B．由P­t图像与t轴围成的面积表示做功多少，可得在0～2 s内拉力对物体做功W1=J=30 J 2～6 s内拉力对物体做功W2=10×4 J=40 J 所以0～6 s内拉力做的功为W=W1＋W2=70J B正确； C．由图甲可知，在2～6 s内，物体做匀速运动，合力为零，则合力在0～6 s内做的功与0～2 s内做的功相等，故C错误； D．在2～6 s内，v=6 m/s，P=10 W，物体做匀速运动，滑动摩擦力 故D错误。 故选B。 7. 如图所示，京张高铁将北京到张家口的通行时间缩短在1小时内，成为2022年北京冬奥会重要的交通保障设施。假设此高铁动车启动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为，且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为，最高行驶速度。则下列说法正确的是（ ） A. 由题目信息可估算京张铁路的全长为350km B. 行驶过程中动车受到的阻力大小为 C. 当动车的速度为时，动车的加速度大小为 D. 从启动到速度为的过程中，动车牵引力所做的功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题所给信息，只知道动车的最高时速，不知道其平均速度，因此无法估算京张铁路的全长，故A错误； B．当动车达到最大速度时，动车所受牵引力大小等于其所受阻力大小，根据功率与牵引力的关系可知，有 因此行驶过程中动车受到的阻力大小为 故B错误； C．当动车的速度为时，动车所受牵引力 根据牛顿第二定律有 解得 故C正确； D．从启动到速度为的过程中，对动车由动能定理有 可得动车牵引力所做的功为 式中表示该过程中克服阻力所做的功，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，内壁粗糙的半径的圆弧轨道竖直固定在水平地面上，最底端与足够长的水平地面相切。将一质量的滑块（视为质点）从与圆心O等高处沿圆弧轨道由静止释放，滑块经过圆弧轨道最低点P后最终停止在Q点，已知P、Q间的距离，滑块与水平地面间的动摩擦因数，取，下列说法正确的是（　　） A. 滑块经过P点时速度大小为2m/s B. 滑块在水平地面上运动的时间为0.2s C. 滑块经过圆弧轨道最低点P时，对轨道的压力大小为15N D. 滑块沿圆弧轨道滑动的过程中，克服摩擦力做的功为0.5J 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块从P点到Q点，做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 由匀变速运动规律，可知 解得 故A错误； B．滑块在水平地面上运动的时间 故B错误； C．在圆弧轨道最低点P时，根据牛顿第二定律，有 解得 根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小 故C错误； D．滑块沿圆弧轨道滑动过程中，根据动能定理，有 解得 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球静止卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法正确的是（　　） A. 角速度关系为 B. 向心加速度的大小关系为 C. 周期关系为 D. 线速度的大小关系为 【答案】CD 【解析】 【详解】AC．静止卫星和地球赤道上的物体具有相同的角速度，即 根据 可得 可知 即它们的角速度大小关系为 根据 可知周期大小关系为 选项A错误，C正确； B．根据 可知 根据 可得 可知 向心加速度大小关系为 选项B错误； D．根据 可知 根据 可得 可知 线速度大小关系为 选项D正确。 故选CD。 10. “水流星”是中国传统民间杂技艺术，如图所示，杂技演员手拿绳子的中点让两水桶在竖直平面内做圆周运动，绳子长度为，水桶可看作质点，则下列说法正确的是（　　） A. 水桶通过最高点时的速度可以为0 B. 水桶刚好通过最高点时的速度是 C. 水桶通过最高点时，水对桶底的压力可以为0 D. 水桶通过最低点时，绳子对水桶的拉力可以与水和桶所受总重力相等 【答案】BC 【解析】 【详解】ABC．水桶刚好通过最高点时的速度具有最小值，此时水对桶底的压力为0，重力刚好提供向心力，则有 解得 故A错误，BC正确； D．水桶通过最低点时，加速度方向向上，则绳子对水桶的拉力一定大于水和桶所受总重力，故D错误。 故选BC。 11. 避险车道是指在长下坡路段行车道外侧增设的供刹车失灵的车辆驶离正线安全减速的专用车道，如图甲是某高速公路旁建设的避险车道，简化为图乙所示。若质量为的货车刹车失灵后以速度经A点冲上避险车道，运动到点速度减为0，货车所受摩擦阻力恒定，不计空气阻力。已知A、两点高度差为，重力加速度为，下列关于该货车从A运动到的过程说法正确的是（　　） A. 重力做的功为 B. 合外力做的功为 C. 摩擦阻力做的功为 D. 摩擦阻力做的功为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．该货车从A运动到的过程中重力做的功为 A错误； B．根据动能定理可知合外力做的功为 B正确； CD．根据动能定理有 解得摩擦阻力做的功为 C正确，D错误。 故选BC。 12. 如图，左侧光滑曲面轨道与右侧倾角α=37°的斜面在底部平滑连接且均固定在水平地面上，质量为m的小滑块从斜面上离斜面底边高为H处由静止释放，滑到斜面底端然后滑上左侧曲面轨道，再从曲面轨道滑上斜面，滑块第一次沿斜面上滑的最大高度为，多次往复运动。不计空气阻力，重力加速度为g，sin37°=0.6。下列说法正确的是（　　） A. 滑块第一次下滑过程，克服摩擦力做的功为 B. 滑块最终会停在斜面底端 C. 滑块与斜面间的动摩擦因数为 D. 滑块最终在斜面上走过的总路程是15H 【答案】BCD 【解析】 【详解】AC．设滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块从静止释放到第一次沿斜面上滑的最大高度为的全过程，根据功能关系有，， 联立解得， 故A错误，C正确； B．由于 滑块最终不停在斜面，左侧光滑曲面，故滑块最终会停在斜面底端，故B正确； D．滑块从开始到最终会停在斜面底端过程，由能量守恒有 解得 故D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷（非选择题 共60分） 三、实验题（满分14分） 13. 探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系，使用的向心力演示仪如图1所示，简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离为R，挡板A到转轴距离为2R，塔轮①④半径相同。 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的__________； A. 探究平抛运动的特点 B. 探究小车速度随时间变化的规律 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）探究向心力的大小与角速度的关系，可将传动皮带套在②⑤塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板__________处（选填“A”、“B”或“C”中的两个）； （3）探究向心力的大小与运动半径之间的关系。应将皮带套在__________塔轮上（选填“①④”、“②⑤”或“③⑥”）； （4）某兴趣小组用如图3所示的装置与传感器结合验证向心力的表达式。实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，实时测量角速度和向心力的大小： a。图4中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线①对应的砝码质量__________（填“大于”或“小于”）曲线②对应的砝码质量； b。为了进一步明确向心力和角速度的关系，可以做哪两个量之间关系的图像__________？ 【答案】（1）C （2）B、C##C、B （3）①④ （4） ①. 小于 ②. F-ω2 【解析】 【小问1详解】 本实验所采用的实验探究方法为控制变量法，与探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验方法是相同的；故选C。 【小问2详解】 探究向心力的大小与角速度的关系，要保持转动半径和质量一定，则可将传动皮带套在②⑤塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板B、C处； 【小问3详解】 探究向心力的大小与运动半径之间的关系，要保持角速度和质量一定，应将皮带套在①④塔轮上； 【小问4详解】 a.[1]根据F=mω2r可知，相同半径，当角速度相同时，质量越大，则向心力F越大，由图可知曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量； b.[2]为了进一步明确向心力和角速度的关系，可以做向心力F与角速度ω平方，即F-ω2的关系图像，该图像为线性图像，容易观察。 14. 利用手机phyphox软件可定量探究向心加速度a与半径r、角速度的关系。装置如图所示，转盘连接在一个可调转速的电机上，在圆盘上沿半径方向每隔相等距离打一个孔，测出每个孔到圆心的距离，手机可用支架固定在孔上。 （1）将手机固定在圆盘的某一孔位上，打开phyphox软件，调出测量向心加速度的界面，利用调速器改变转盘的转速，得到手机转动过程中向心加速度a与角速度的图像（图乙）。为进一步探究a与的关系，改为以____________为横坐标，可使图像变为过原点的直线（图丙）；由图丙可求得手机内部传感器离转盘中心的距离为r=____________m（保留两位有效数字）。 （2）保持转盘的转速不变，将手机固定在不同的孔位上，测出不同半径下手机的向心加速度大小，得到a-r图像如图丁，则转盘转动的角速度约为__________（用b、c字母表示）。图像不过原点，由图可知手机内部传感器在手机中轴线的__________（填“左侧”或“右侧”） 【答案】（1） ①. ②. 0.16 （2） ①. ②. 左侧 【解析】 【小问1详解】 [1] [2]由向心加速度的公式可知，半径一定时，为了直观研究向心加速度和角速度的定量关系，得到如图丙所示的过原点的直线，该组同学需要把横坐标改为。 图像的斜率为m=0.16m 【小问2详解】 [1]由可知，若保持角速度不变，改变半径r，则图像直线斜率为k，可近似认为 解得 [2]由图可知，r达到一定值时，才测得加速度，可知手机内部传感器在手机中轴线的左侧。 四、计算题（满分46分） 15. 2022年6月5日“神舟十四号”载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲将在天和核心舱中在轨驻留6个月。为计算简便，现假设“神舟十四号”飞船绕地球做匀速圆周运动，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，飞船离地面的高度为，已知万有引力常量为G，不计地球的自转影响，求： （1）地球的质量M； （2）地球的第一宇宙速度v； （3）飞船在离地球表面高度为2R处绕地球做匀速圆周运动的周期T。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据地球表面物体的重力等于万有引力，有 解得地球的质量为 （2）地表附近卫星做匀速圆周运动，重力提供向心力 联立解得 （3）卫星的轨道半径为 根据万有引力提供向心力 联立解得 16. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.20m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。A、B间的动摩擦因数为0.5，B与转盘间的动摩擦因数为0.18，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零。当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（）。 （1）当B与水平转盘之间的静摩擦力刚达到最大值时，求转盘的角速度； （2）当A与B恰好要分离时，求F的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）当B与水平转盘之间的静摩擦力刚达到最大值时，对AB物体有 解得 （2）当A物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时，A将要脱离B物体，此时对A有 解得 对AB整体有 联立解得 17. 如图甲所示，轻质弹簧原长为0.2m，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将质量M＝0.8kg的物体由静止释放，当弹簧压缩至最短时，弹簧长度为0.1m。现将该轻质弹簧水平放置，一端固定在O点，另一端与一质量为m=0.1kg的物块接触但不连接，AB是长度为1m的水平光滑轨道，B端与半径为R＝0.1m的光滑竖直半圆轨道BPD相切，O1P与竖直方向成60°，如图乙所示。现用力缓慢推物块m，将物块推送到A点，此时弹簧长度被压缩至0.1m，然后由静止释放。（g取，弹簧形变量始终在弹性限度内）求： （1）弹簧压缩至0.1m时的弹性势能Ep； （2）物块m经过P点时受到轨道支持力的大小； （3）若在AB段铺设某种材料，物块与这种材料之间的动摩擦因数为，要使物块能滑上BPD轨道且不脱离轨道，求的取值范围。 【答案】（1）；（2）；（3）或 【解析】 【详解】（1）弹簧长度被压缩至0.1m时弹性势能 （2）当弹簧长度压缩至0.1m时，对m从A点到P点用动能定理 在P点 代入数据得 （3）第一种情况，物块m运动到C点速度刚好为零 代入数据得 第二种情况，物块刚好能到D点 从A点到D点的过程中 联立得 保证物块能进入BCD轨道 解得 综上所述或时，物块能运动到BCD圆弧轨道上，且不脱离轨道。 18. 如图所示，一轨道由曲面AB、竖直圆轨道、水平轨道BD和固定斜面DEF平滑连接组成，其中曲面和圆轨道光滑，水平轨道和斜面粗糙且动摩擦因数均为，圆轨道最低点B相互错开。现将一质量为m=0.5kg的滑块（可看成质点）从AB轨道上距离地面某一高度由静止释放，若已知圆轨道半径R=0.8m，一水平面的长度BD=9m，斜面宽度DF=2m，倾角，g取10m/s2，滑块从h=2.4m高处由静止开始滑下，求： （1）滑块运动至圆轨道最高点 C点对轨道压力大小； （2）滑块在斜面上向上运动的最大距离： （3）滑块最终停止的位置（用距离D点描述）。 【答案】（1） （2） （3）滑块停在D点左侧2m处 【解析】 【小问1详解】 滑块从静止开始滑下到C过程，根据动能定理可得 解得 在C点，根据牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 滑块从静止开始滑下到第一次到达D点过程，根据动能定理可得 解得 滑块在斜面上向上运动过程，根据牛顿第二定律可得 解得 根据运动学公式可得滑块在斜面上向上运动的最大距离为 【小问3详解】 设滑块最终停止的位置与D点的距离为，滑块从斜面上下滑到最终停止过程， 解得 则滑块停在D点左侧2m处。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 滕州二中2024-2025学年高一下学期第一次阶段检测 物理试题 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案直接写在试卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共40分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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。 1. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 图甲中，自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等 B. 图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力和向心力作用 C. 图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力 D. 图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压内轨 2. 如图所示的传动带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的点，且RA=RC=2RB，则三点角速度和线速度的关系分别为（传动带不打滑）（　　） A. ωA：ωB：ωC=1：2：1，vA：vB：vC=1：2：1 B. ωA：ωB：ωC=2：2：1，vA：vB：vC=2：1：1 C. ωA：ωB：ωC=1：2：2，vA：vB：vC=1：1：2 D. ωA：ωB：ωC=2：2：1，vA：vB：vC=1：2：2 3. 滚筒洗衣机静置于水平地面上，已脱净水的衣物随滚筒一起在竖直平面内做匀速圆周运动，滚筒截面如图所示。若质量为m的衣物在最高点A对滚筒的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为g，则衣物在最低点B对滚筒的压力大小为（　　） A. 2mg B. 3mg C. 4mg D. 5mg 4. 2022年3月24日，国家航天局发布了由“天问一号”环绕器近期拍摄到的巡视区高分辨率影像，以及“祝融号”火星车自拍照等多张最新火星影像图，如图所示。假设地球和火星均为质量分布均匀的球体，不考虑地球和火星的自转。已知地球与火星的质量之比为，半径之比为，则“祝融号”在地球表面与在火星表面所受重力之比为（　　） A. B. C. D. 5. 2024年3月20日8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在文昌航天发射场发射升空，鹊桥二号踏上奔月征途，它将为地球和月球架起通信的天桥。其运动轨迹如图所示，已知远月点B与月球中心的距离约为近月点C与月球中心距离的9倍，地球半径约是月球半径的k倍，地球质量约是月球质量的p倍。下列说法正确的是（　　） A. 鹊桥二号在B点由地月转移轨道进入环月轨道时必须加速 B. 鹊桥二号在C、B两点受到的月球引力大小之比约为9∶1 C. 地球第一宇宙速度与月球第一宇宙速度的比值约为 D. 地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度的比值约为 6. 放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 0～6 s内物体的位移大小为20 m B. 0～6 s内拉力做的功为70 J C. 合力在0～6 s内做的功与0～2 s内做的功不相等 D. 滑动摩擦力的大小为5 N 7. 如图所示，京张高铁将北京到张家口的通行时间缩短在1小时内，成为2022年北京冬奥会重要的交通保障设施。假设此高铁动车启动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为，且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为，最高行驶速度。则下列说法正确的是（ ） A. 由题目信息可估算京张铁路的全长为350km B. 行驶过程中动车受到的阻力大小为 C. 当动车的速度为时，动车的加速度大小为 D. 从启动到速度为的过程中，动车牵引力所做的功为 8. 如图所示，内壁粗糙的半径的圆弧轨道竖直固定在水平地面上，最底端与足够长的水平地面相切。将一质量的滑块（视为质点）从与圆心O等高处沿圆弧轨道由静止释放，滑块经过圆弧轨道最低点P后最终停止在Q点，已知P、Q间的距离，滑块与水平地面间的动摩擦因数，取，下列说法正确的是（　　） A. 滑块经过P点时速度大小为2m/s B. 滑块在水平地面上运动的时间为0.2s C. 滑块经过圆弧轨道最低点P时，对轨道的压力大小为15N D. 滑块沿圆弧轨道滑动的过程中，克服摩擦力做的功为0.5J 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球静止卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法正确的是（　　） A. 角速度关系为 B. 向心加速度的大小关系为 C. 周期关系为 D. 线速度的大小关系为 10. “水流星”是中国传统民间杂技艺术，如图所示，杂技演员手拿绳子的中点让两水桶在竖直平面内做圆周运动，绳子长度为，水桶可看作质点，则下列说法正确的是（　　） A. 水桶通过最高点时的速度可以为0 B. 水桶刚好通过最高点时的速度是 C. 水桶通过最高点时，水对桶底的压力可以为0 D. 水桶通过最低点时，绳子对水桶的拉力可以与水和桶所受总重力相等 11. 避险车道是指在长下坡路段行车道外侧增设的供刹车失灵的车辆驶离正线安全减速的专用车道，如图甲是某高速公路旁建设的避险车道，简化为图乙所示。若质量为的货车刹车失灵后以速度经A点冲上避险车道，运动到点速度减为0，货车所受摩擦阻力恒定，不计空气阻力。已知A、两点高度差为，重力加速度为，下列关于该货车从A运动到的过程说法正确的是（　　） A. 重力做的功为 B. 合外力做的功为 C. 摩擦阻力做的功为 D. 摩擦阻力做的功为 12. 如图，左侧光滑曲面轨道与右侧倾角α=37°的斜面在底部平滑连接且均固定在水平地面上，质量为m的小滑块从斜面上离斜面底边高为H处由静止释放，滑到斜面底端然后滑上左侧曲面轨道，再从曲面轨道滑上斜面，滑块第一次沿斜面上滑的最大高度为，多次往复运动。不计空气阻力，重力加速度为g，sin37°=0.6。下列说法正确的是（　　） A. 滑块第一次下滑过程，克服摩擦力做的功为 B. 滑块最终会停在斜面底端 C. 滑块与斜面间的动摩擦因数为 D. 滑块最终在斜面上走过的总路程是15H 第Ⅱ卷（非选择题 共60分） 三、实验题（满分14分） 13. 探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系，使用的向心力演示仪如图1所示，简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离为R，挡板A到转轴距离为2R，塔轮①④半径相同。 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的__________； A. 探究平抛运动的特点 B. 探究小车速度随时间变化的规律 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）探究向心力的大小与角速度的关系，可将传动皮带套在②⑤塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板__________处（选填“A”、“B”或“C”中的两个）； （3）探究向心力的大小与运动半径之间的关系。应将皮带套在__________塔轮上（选填“①④”、“②⑤”或“③⑥”）； （4）某兴趣小组用如图3所示的装置与传感器结合验证向心力的表达式。实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，实时测量角速度和向心力的大小： a。图4中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线①对应的砝码质量__________（填“大于”或“小于”）曲线②对应的砝码质量； b。为了进一步明确向心力和角速度的关系，可以做哪两个量之间关系的图像__________？ 14. 利用手机phyphox软件可定量探究向心加速度a与半径r、角速度的关系。装置如图所示，转盘连接在一个可调转速的电机上，在圆盘上沿半径方向每隔相等距离打一个孔，测出每个孔到圆心的距离，手机可用支架固定在孔上。 （1）将手机固定在圆盘的某一孔位上，打开phyphox软件，调出测量向心加速度的界面，利用调速器改变转盘的转速，得到手机转动过程中向心加速度a与角速度的图像（图乙）。为进一步探究a与的关系，改为以____________为横坐标，可使图像变为过原点的直线（图丙）；由图丙可求得手机内部传感器离转盘中心的距离为r=____________m（保留两位有效数字）。 （2）保持转盘的转速不变，将手机固定在不同的孔位上，测出不同半径下手机的向心加速度大小，得到a-r图像如图丁，则转盘转动的角速度约为__________（用b、c字母表示）。图像不过原点，由图可知手机内部传感器在手机中轴线的__________（填“左侧”或“右侧”） 四、计算题（满分46分） 15. 2022年6月5日“神舟十四号”载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲将在天和核心舱中在轨驻留6个月。为计算简便，现假设“神舟十四号”飞船绕地球做匀速圆周运动，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，飞船离地面的高度为，已知万有引力常量为G，不计地球的自转影响，求： （1）地球的质量M； （2）地球的第一宇宙速度v； （3）飞船在离地球表面高度为2R处绕地球做匀速圆周运动的周期T。 16. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.20m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。A、B间的动摩擦因数为0.5，B与转盘间的动摩擦因数为0.18，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零。当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（）。 （1）当B与水平转盘之间的静摩擦力刚达到最大值时，求转盘的角速度； （2）当A与B恰好要分离时，求F的大小。 17. 如图甲所示，轻质弹簧原长为0.2m，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将质量M＝0.8kg的物体由静止释放，当弹簧压缩至最短时，弹簧长度为0.1m。现将该轻质弹簧水平放置，一端固定在O点，另一端与一质量为m=0.1kg的物块接触但不连接，AB是长度为1m的水平光滑轨道，B端与半径为R＝0.1m的光滑竖直半圆轨道BPD相切，O1P与竖直方向成60°，如图乙所示。现用力缓慢推物块m，将物块推送到A点，此时弹簧长度被压缩至0.1m，然后由静止释放。（g取，弹簧形变量始终在弹性限度内）求： （1）弹簧压缩至0.1m时的弹性势能Ep； （2）物块m经过P点时受到轨道支持力的大小； （3）若在AB段铺设某种材料，物块与这种材料之间的动摩擦因数为，要使物块能滑上BPD轨道且不脱离轨道，求的取值范围。 18. 如图所示，一轨道由曲面AB、竖直圆轨道、水平轨道BD和固定斜面DEF平滑连接组成，其中曲面和圆轨道光滑，水平轨道和斜面粗糙且动摩擦因数均为，圆轨道最低点B相互错开。现将一质量为m=0.5kg的滑块（可看成质点）从AB轨道上距离地面某一高度由静止释放，若已知圆轨道半径R=0.8m，一水平面的长度BD=9m，斜面宽度DF=2m，倾角，g取10m/s2，滑块从h=2.4m高处由静止开始滑下，求： （1）滑块运动至圆轨道最高点 C点对轨道压力大小； （2）滑块在斜面上向上运动的最大距离： （3）滑块最终停止的位置（用距离D点描述）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $