精品解析：上海市三林中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷

三林中学2024学年第一学期期中教学质量检测 高三物理 考试时间：60分钟　满分：100分 一、落体运动（共22分） 在日常生活中，落体运动是一个非常重要且常见的运动。伽利略也是通过研究自由落体运动，打开了近代物理学的大门。某班级的同学就对自由落体运动进行了一定的研究。 1. 伽利略对自由落体的研究，是经典物理思想和科学方法的开端，以下正确的是（　　） A. 伽利略的做法是根据已有的论据凭直觉进行推论，缺乏严密的逻辑论证 B. 伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量 C. 伽利略认为：自由落体运动是最简单的变速运动，其速度随位移变化是均匀的 D. 伽利略开创了以严密的数学演算为核心的近代科学 2. 做自由落体运动的甲、乙两物体，所受重力之比为4∶1，下落高度之比为1∶4，下列说法正确的是（　　） A. 下落时间之比是1∶4 B. 下落时间之比是1∶2 C. 落地速度之比是1∶4 D. 落地速度之比是4∶1 3. 有一个不断均匀滴水的龙头（刚滴出的水滴速度为零，即图中A点位置），在平行光的照射下，看到水滴好象都“静止”在各自固定的位置不动（如图中A、B、C、D所示，右边数值的单位是cm）。不计水滴在空中的空气阻力。 （1）从现象可知，该平行光应该是______（选填“A.普通光源”或“B.频闪光源”）发出的。 （2）实际情况是某一滴水滴过C点的速度约为______m/s。 4. 三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验。 （1）甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片。金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明______。 （2）乙同学采用如图乙装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D、调节电磁铁C、D的高度。使AC=BD从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v同时从轨道M、N的下端射出，实验可观察到的现象应是______。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______。 （3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如题图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。已知图中A、B、C三点间水平距离均为x，竖直高度分别用h，4h，9h表示，重力加速度为g。则由图可求得拍摄时的曝光时间是为______，该小球的初速度大小为______，小球运动到图中位置B时速度大小______。 二、天宫课堂（共20分） 神舟十九号载人发射任务取得圆满成功，之前的航天员在空间站中给同学开设了“天宫课堂”。“天宫课堂”结合载人飞行任务，贯穿中国空间站建造和在轨运营系列化推出，由中国航天员担任“太空教师”，采取天地协同互动方式开展。“天宫课堂”逐渐成为中国太空科普的国家品牌。 5. 根据材料，下列说法正确的是（　　） A. 天宫课堂中的物体不受万有引力 B. 研究空间站的运动周期时可将空间站视为质点 C. 研究宇航员平时在空间站锻炼时的动作姿态时可以把宇航员看作质点 D. 宇航员在研究运动中的健身单车车轮转动情况时可以把车轮看作质点 6. 航天员在“天宫课堂”中做了一个“水球光学实验”，地面上的同学观察到水球悬浮在太空舱中，水球能悬浮的原因是（　　） A. 所受重力为零 B. 受到太空舱给水球的力与重力平衡 C. 所受重力比在地面上所受重力小 D. 所受重力充当了水球绕地球转动的向心力 7. 我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年探索科学的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在太空还是在地面做此实验，则（　　） A. 小球的速度大小均发生变化 B. 小球的向心加速度大小均发生变化 C. 细绳的拉力对小球均不做功 D. 细绳的拉力大小均发生变化 8. 中国载人空间站“天宫”已在轨运行多年，其轨道离地面的高度约为400km。则“天宫”的运行速度______7.9km/s，向心加速度______9.8m/s2。（均选填“>”、“=”或“<”） 9. 宇航员王亚平在空间站内开讲“天宫课堂”，演示了在完全失重状态下的物理实验。已知空间站质量为m，距离地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则空间站的重力加速度大小为______，空间站绕行地球一周的周期______。 10. 飞船在进入预定轨道的过程中，轨道1和轨道3为圆轨道，半径分别为r1和r2，飞船变轨前稳定运行在轨道1，空间站运行在轨道3，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点。关于变轨过程，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道1上经过P点的速度小于在轨道2上经过P点的速度 B. 飞船在轨道3上经过Q点的加速度大于在轨道2上经过Q点的加速度 C. 飞船在轨道2上从P点到Q点运动过程中机械能减小 D. 飞船在椭圆轨道上经过P点引力势能大于Q点引力势能 三、秋游去哪里？（共25分） 游乐场通常有挠挠板、秋千、滑梯及迷宫等。大型游乐场还会建造过山车、摩天轮、旋转木马等游艺设施。这些在游乐场中的游戏能够发展协作能力，强健身体，也提供了娱乐和享受。 11. 小明坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动。关于小明做匀速圆周运动的过程中，下列物理量不发生变化的是（　　） A. 动能 B. 合外力 C. 线速度 D. 加速度 E. 重力势能 F. 转速 G. 角速度 12. 小明在骑游园车观光时，发现游园车的传动示意图如图所示，A轮与脚踏相连，B轮与后轴相连，C为后车轮。当人匀速蹬车时，自行车的车速和______轮边缘的线速度大小相同。（选填A、B或C）。已知A、B、C三轮的半径之比为3∶1∶15，后轮半径为0.3m。若小明踩脚踏板的转速为转/分钟，则自行车的速度大小为______m/s。 13. 在游乐场中，小明从倾斜滑梯上由静止开始下滑，下列图像表示他在滑梯上运动和受力情况最合理的是（　　） A. B. C. D. 14. 小明游玩了游乐场的旋转飞椅，将人和椅子一起看成质点，忽略空气阻力，在水平面内做匀速圆周运动时，由______提供向心力。当人的速度大小为7m/s，悬挂绳索与竖直方向夹角为30°时，人的转动半径为______m。 15. 最后小明和同学来到了游乐场最惊险刺激的游玩项目：过山车的面前。其中一位同学观察到，如图1所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。如果把这种情形简单化抽象为如图2所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上距离地面高度为h的A点由静止滚下，到达B点时的速度为，且恰好能通过C点。已知A、B间的高度差为h，g为重力加速度。求： （1）小球运动到B点时，轨道对小球的支持力F的大小； （2）小球通过C点时的速率v0； （3）小球从A点运动到C点的过程中，克服摩擦力做的功W。 四、足球运动（共13分） 足球是一项以控制和支配球，两支球队按照一定规则在同一块长方形球场上互相进行进攻、防守、对抗的体育运动项目。运动会中的足球比赛速度快、对抗性强、战术多变、参与人数多，吸引了很多体育爱好者。 16. 如图所示是足球比赛过程中运动员踢出的“香蕉球”的情境示意图。下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中运动过程中，可能处于平衡状态 B. 足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的法线方向 C. 足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向在同一条直线上 D. 足球在空中运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧 17. 守门员是足球运动中最重要的角色之一，一场比赛中守门员手抛球将足球掷给后卫，假设足球质量为0.45kg（可视为质点），守门员从肩部离地面高度1.5m处由静止抛球，至头顶离地2.5m处水平抛出，则该动作中重力做功为______J。如果守门员抛出足球初速度为15m/s，不计空气阻力，则足球能够水平抛出______m。（g取10m/s2，结果保留一位小数） 18. 如图，罚点球时，有一运动员一脚将足球踢出，球恰好击中横梁，守门员估计打在横梁上的足球速度约为v。已知足球的质量为m，球门横梁的高度为h，罚球点到球门线的水平距离为L，重力加速度为g，空气阻力不计，以地面为零势能面。 （1）足球打在横梁上的机械能约为______； （2）足球被踢出时的速度约为______； （3）运动员踢球时对球所做的功约为______。 五、绿色、低碳、节能（共20分） 能采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。 19. 下列关于物体的内能说法正确的是（　　） A. 物体的动能和势能的总和为内能 B. 改变内能的方式有做功和热传递两种 C. 摩擦生热的过程是可逆的 D. 水浴加热是通过做功的方式改变了物体的内能 20. 关于能量的利用下列说法正确的是（　　） A. 能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变，但品质可能会降低。因此我们依然需要节约能源 B. 根据热力学第一定律，我们可以从热源吸收热量并对外做功，物体的内能一定发生变化。 C. 热力学第二定律可以通过实验直接验证，因此它是绝对正确的。 D. 热力学第二定律有多种表述方式，其中一种表述是，不可能从单一热源吸收热量并全部转化为有用功。 21. 一定质量的理想气体具有内能，当气体在密闭的气缸中膨胀，温度保持不变，则下列说法中正确的是（　　） A. 气体的内能增加 B. 气体的压强变大 C. 气体从外界吸热 D. 外界对气体做功 22. 额定功率为180kW的新能源汽车，在平直的公路上测试，行驶的最大速度为40m/s，汽车的质量为2t。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为4m/s2，运动过程中阻力不变，则： （1）汽车受到的恒定阻力是多大？ （2）匀加速直线运动的时间是多长？ （3）3s末汽车的瞬时功率是多大？ （4）在匀加速直线运动结束后，汽车是否以最大速度做匀速直线运动？如果是，说明理由；如果不是，说明汽车的运动情况。 23. 逻辑题：下列物理概念中运用类比方法不合理的是（　　） A. 电场中的电势和重力场中的高度 B. 万有引力公式和库仑力公式 C. 卡文迪什扭秤和库仑扭秤 D. 分子势能和引力势能 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 三林中学2024学年第一学期期中教学质量检测 高三物理 考试时间：60分钟　满分：100分 一、落体运动（共22分） 在日常生活中，落体运动是一个非常重要且常见的运动。伽利略也是通过研究自由落体运动，打开了近代物理学的大门。某班级的同学就对自由落体运动进行了一定的研究。 1. 伽利略对自由落体的研究，是经典物理思想和科学方法的开端，以下正确的是（　　） A. 伽利略的做法是根据已有的论据凭直觉进行推论，缺乏严密的逻辑论证 B. 伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量 C. 伽利略认为：自由落体运动是最简单的变速运动，其速度随位移变化是均匀的 D. 伽利略开创了以严密的数学演算为核心的近代科学 2. 做自由落体运动的甲、乙两物体，所受重力之比为4∶1，下落高度之比为1∶4，下列说法正确的是（　　） A. 下落时间之比是1∶4 B. 下落时间之比是1∶2 C. 落地速度之比是1∶4 D. 落地速度之比是4∶1 3. 有一个不断均匀滴水的龙头（刚滴出的水滴速度为零，即图中A点位置），在平行光的照射下，看到水滴好象都“静止”在各自固定的位置不动（如图中A、B、C、D所示，右边数值的单位是cm）。不计水滴在空中的空气阻力。 （1）从现象可知，该平行光应该是______（选填“A.普通光源”或“B.频闪光源”）发出的。 （2）实际情况是某一滴水滴过C点的速度约为______m/s。 4. 三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验。 （1）甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片。金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明______。 （2）乙同学采用如图乙装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D、调节电磁铁C、D的高度。使AC=BD从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v同时从轨道M、N的下端射出，实验可观察到的现象应是______。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______。 （3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如题图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。已知图中A、B、C三点间水平距离均为x，竖直高度分别用h，4h，9h表示，重力加速度为g。则由图可求得拍摄时的曝光时间是为______，该小球的初速度大小为______，小球运动到图中位置B时速度大小______。 【答案】1. B 2. B 3. ①. B ②. 2.86 4. ①. 平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 ②. 两个小球相碰 ③. 平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动 ④. ⑤. ⑥. 【解析】 【1题详解】 A．伽利略研究自由落体运动经历了提出问题、猜想与假设、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论等科学步骤，不是凭直觉进行的推论，故A错误； B．伽利略时代，没有先进的测量手段和工具，为了“减小”重力作用，采用斜面实验，其实就是为了使物体下落时间长些，便于运动时间的测量，减小实验误差，故B正确； C．伽利略得出结论：自由落体运动是一种最简单的变速运动，其速度变化对于时间是均匀的，故C错误； D．伽利略开创了逻辑推理和实验验证相结合的近代科学，故D错误。 故选B。 【2题详解】 AB．根据可知，下落时间之比是1∶2，故A错误，B正确； CD．根据可知，落地速度之比是1∶2，故CD错误； 故选B。 【3题详解】 （1）[1] 普通光源，光源是持续的，水滴反射光是持续的，人看到的水滴是运动的，故平行光应该是频闪光源。 故选B。 （2）[2] 设光源发光间隔的时间为T，由 得 T=0.14s 一滴水滴过C点的速度为 【4题详解】 （1）[1] 两球总是同时落地，说明两球在竖直方向的运动是相同的，即平抛运动在竖直方向为自由落体运动，故填平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。 （2）[2]让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度，小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，实验可观察到两个小球相碰。 [3] 仅仅改变弧形轨道M的高度，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动。 （3）[4] 设拍摄时间间隔为T，竖直方向 得到 [5]水平方向匀速直线运动，因此有 [6] 位置B竖直方向的速度为 位置B时速度大小为 二、天宫课堂（共20分） 神舟十九号载人发射任务取得圆满成功，之前的航天员在空间站中给同学开设了“天宫课堂”。“天宫课堂”结合载人飞行任务，贯穿中国空间站建造和在轨运营系列化推出，由中国航天员担任“太空教师”，采取天地协同互动方式开展。“天宫课堂”逐渐成为中国太空科普的国家品牌。 5. 根据材料，下列说法正确的是（　　） A. 天宫课堂中的物体不受万有引力 B. 研究空间站的运动周期时可将空间站视为质点 C. 研究宇航员平时在空间站锻炼时的动作姿态时可以把宇航员看作质点 D. 宇航员在研究运动中的健身单车车轮转动情况时可以把车轮看作质点 6. 航天员在“天宫课堂”中做了一个“水球光学实验”，地面上的同学观察到水球悬浮在太空舱中，水球能悬浮的原因是（　　） A. 所受重力为零 B. 受到太空舱给水球的力与重力平衡 C. 所受重力比在地面上所受重力小 D. 所受重力充当了水球绕地球转动的向心力 7. 我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年探索科学的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在太空还是在地面做此实验，则（　　） A. 小球的速度大小均发生变化 B. 小球的向心加速度大小均发生变化 C. 细绳的拉力对小球均不做功 D. 细绳的拉力大小均发生变化 8. 中国载人空间站“天宫”已在轨运行多年，其轨道离地面的高度约为400km。则“天宫”的运行速度______7.9km/s，向心加速度______9.8m/s2。（均选填“>”、“=”或“<”） 9. 宇航员王亚平在空间站内开讲“天宫课堂”，演示了在完全失重状态下的物理实验。已知空间站质量为m，距离地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则空间站的重力加速度大小为______，空间站绕行地球一周的周期______。 10. 飞船在进入预定轨道的过程中，轨道1和轨道3为圆轨道，半径分别为r1和r2，飞船变轨前稳定运行在轨道1，空间站运行在轨道3，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点。关于变轨过程，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道1上经过P点的速度小于在轨道2上经过P点的速度 B. 飞船在轨道3上经过Q点的加速度大于在轨道2上经过Q点的加速度 C. 飞船在轨道2上从P点到Q点运动过程中机械能减小 D. 飞船在椭圆轨道上经过P点引力势能大于Q点引力势能 【答案】5. B 6. D 7. C 8. ①. < ②. < 9. ①. ②. 10. A 【解析】 【5题详解】 A．天宫课堂中的物体仍受万有引力，故A错误； B．研究空间站的运动周期时可将空间站视为质点，故B正确； C．研究宇航员平时在空间站锻炼时的动作姿态时，不能忽略宇航员的形状、大小，不可以把宇航员看作质点，故C错误； D．宇航员在研究运动中的健身单车车轮转动情况时，不能忽略车轮的大小、形状，不可以把车轮看作质点，故D错误。 故选B。 【6题详解】 A．水球悬浮在太空舱中，水球仍受重力，故A错误； B．水球处于完全失重状态，太空舱给水球的力为零，故B错误； C．由于天空中重力加速度较小，则水球所受重力比在地面上所受重力小，但这不是水球能悬浮的原因，故C错误； D．水球绕地球做圆周运动的向心力由其所受重力充当，故D正确。 故选D。 【7题详解】 小球在太空中细绳的拉力提供向心力，小球做匀速圆周运动，速度大小不变，向心加速度的大小不变，细绳的拉力大小不变，细绳的拉力对小球不做功，小球在地面上时重力沿绳方向的分力与细绳的拉力的合力提供向心力，小球做变速圆周运动，速度大小不断变化，向心加速度大小不断变化，细绳的拉力大小不断变化，细绳的拉力对小球不做功。 故选C。 【8题详解】 [1][2]根据万有引力提供向心力 可得 【9题详解】 [1][2]根据万有引力提供向心力 可得 【10题详解】 A．由于飞船在轨道1变轨到轨道2做离心运动，则飞船在轨道1上经过P点的速度小于在轨道2上经过P点的速度，故A正确； B．根据牛顿第二定律 可得 由此可知，飞船在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上经过Q点的加速度，故B错误； C．飞船在轨道2上从P点到Q点运动过程中只有万有引力做功，所以机械能不变，故C错误； D．在椭圆轨道上，P点速度大小大于Q点速度大小，则P点动能大于Q点动能，由于机械能守恒，所以飞船在椭圆轨道上经过P点引力势能小于Q点引力势能，故D错误。 故选A。 三、秋游去哪里？（共25分） 游乐场通常有挠挠板、秋千、滑梯及迷宫等。大型游乐场还会建造过山车、摩天轮、旋转木马等游艺设施。这些在游乐场中的游戏能够发展协作能力，强健身体，也提供了娱乐和享受。 11. 小明坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动。关于小明做匀速圆周运动的过程中，下列物理量不发生变化的是（　　） A. 动能 B. 合外力 C. 线速度 D. 加速度 E. 重力势能 F. 转速 G. 角速度 12. 小明在骑游园车观光时，发现游园车的传动示意图如图所示，A轮与脚踏相连，B轮与后轴相连，C为后车轮。当人匀速蹬车时，自行车的车速和______轮边缘的线速度大小相同。（选填A、B或C）。已知A、B、C三轮的半径之比为3∶1∶15，后轮半径为0.3m。若小明踩脚踏板的转速为转/分钟，则自行车的速度大小为______m/s。 13. 在游乐场中，小明从倾斜滑梯上由静止开始下滑，下列图像表示他在滑梯上运动和受力情况最合理的是（　　） A. B. C. D. 14. 小明游玩了游乐场的旋转飞椅，将人和椅子一起看成质点，忽略空气阻力，在水平面内做匀速圆周运动时，由______提供向心力。当人的速度大小为7m/s，悬挂绳索与竖直方向夹角为30°时，人的转动半径为______m。 15. 最后小明和同学来到了游乐场最惊险刺激的游玩项目：过山车的面前。其中一位同学观察到，如图1所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。如果把这种情形简单化抽象为如图2所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上距离地面高度为h的A点由静止滚下，到达B点时的速度为，且恰好能通过C点。已知A、B间的高度差为h，g为重力加速度。求： （1）小球运动到B点时，轨道对小球的支持力F的大小； （2）小球通过C点时的速率v0； （3）小球从A点运动到C点的过程中，克服摩擦力做的功W。 【答案】11. AEFG 12. ①. C ②. 3.6 13. A 14. ①. 重力和绳子拉力的合力 ②. 15. （1）；（2）；（3） 【解析】 【11题详解】 AEFG．做匀速圆周运动的线速度大小、角速度、转速不变，人的动能为，则动能也不变，高度没有发生变化，则人的重力势能不变，故AEFG正确； BCD．做匀速圆周运动的合外力大小，线速度大小和加速度大小都不变，但是方向不断变化，故BCD错误。 故选AEFG。 【12题详解】 [1] 自行车的车速和C轮边缘的线速度大小相同； [2] A轮与脚踏相连，则二者角速度相等，大小为 A轮与B轮线速度相等，有 B轮与后轴相连，二者角速度相等，则有 解得 【13题详解】 AD．对小明受力分析可知合力不变，为 则加速度也不变，故A正确，D错误； B．根据可知，图像为抛物线，故B错误； C．根据可知，图像是斜率为正的直线，故C错误； 故选A。 【14题详解】 [1][2] 人和椅子作为整体，受力分析可知，受到重力和绳子的拉力，其合力提供向心力， 根据牛顿第二定律可得 解得m 【15题详解】 （1）小球运动到B点时，根据牛顿第二定律 解得轨道对小球的支持力的大小为 （2）小球恰好通过C点，根据牛顿第二定律 小球通过C点时的速率 （3）小球从A点运动到C点的过程中，根据动能定理 克服摩擦力做的功为 四、足球运动（共13分） 足球是一项以控制和支配球，两支球队按照一定规则在同一块长方形球场上互相进行进攻、防守、对抗的体育运动项目。运动会中的足球比赛速度快、对抗性强、战术多变、参与人数多，吸引了很多体育爱好者。 16. 如图所示是足球比赛过程中运动员踢出的“香蕉球”的情境示意图。下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中运动过程中，可能处于平衡状态 B. 足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的法线方向 C. 足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向在同一条直线上 D. 足球在空中运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧 17. 守门员是足球运动中最重要的角色之一，一场比赛中守门员手抛球将足球掷给后卫，假设足球质量为0.45kg（可视为质点），守门员从肩部离地面高度1.5m处由静止抛球，至头顶离地2.5m处水平抛出，则该动作中重力做功为______J。如果守门员抛出足球初速度为15m/s，不计空气阻力，则足球能够水平抛出______m。（g取10m/s2，结果保留一位小数） 18. 如图，罚点球时，有一运动员一脚将足球踢出，球恰好击中横梁，守门员估计打在横梁上的足球速度约为v。已知足球的质量为m，球门横梁的高度为h，罚球点到球门线的水平距离为L，重力加速度为g，空气阻力不计，以地面为零势能面。 （1）足球打在横梁上的机械能约为______； （2）足球被踢出时的速度约为______； （3）运动员踢球时对球所做的功约为______。 【答案】16. D 17. ①. ②. 10.6 18. ①. ②. ③. 【解析】 【16题详解】 足球在空中做曲线运动，则足球不处于平衡状态，速度方向沿运动轨迹的切线方向，根据曲线运动的条件可知，速度方向与加速度方向不在同一条直线上，其所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧。 故选D。 【17题详解】 [1]该动作中重力做功为 [2]如果守门员抛出足球初速度为15m/s，不计空气阻力，足球做平抛运动，则有 ， 联立可得足球能够水平抛出 【18题详解】 （1）[1]以地面为零势能面，机械能等于动能与重力势能之和，则足球打在横梁上的机械能为 （2）[2]足球运动过程中机械能守恒，则有 解得足球被踢出时的速度为 （3）[3]根据动能定理，运动员踢球时对球所做的功为 五、绿色、低碳、节能（共20分） 能采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。 19. 下列关于物体的内能说法正确的是（　　） A. 物体的动能和势能的总和为内能 B. 改变内能的方式有做功和热传递两种 C. 摩擦生热的过程是可逆的 D. 水浴加热是通过做功的方式改变了物体的内能 20. 关于能量的利用下列说法正确的是（　　） A. 能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变，但品质可能会降低。因此我们依然需要节约能源 B. 根据热力学第一定律，我们可以从热源吸收热量并对外做功，物体的内能一定发生变化。 C. 热力学第二定律可以通过实验直接验证，因此它是绝对正确的。 D. 热力学第二定律有多种表述方式，其中一种表述是，不可能从单一热源吸收热量并全部转化为有用功。 21. 一定质量的理想气体具有内能，当气体在密闭的气缸中膨胀，温度保持不变，则下列说法中正确的是（　　） A. 气体的内能增加 B. 气体的压强变大 C. 气体从外界吸热 D. 外界对气体做功 22. 额定功率为180kW的新能源汽车，在平直的公路上测试，行驶的最大速度为40m/s，汽车的质量为2t。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为4m/s2，运动过程中阻力不变，则： （1）汽车受到的恒定阻力是多大？ （2）匀加速直线运动的时间是多长？ （3）3s末汽车的瞬时功率是多大？ （4）在匀加速直线运动结束后，汽车是否以最大速度做匀速直线运动？如果是，说明理由；如果不是，说明汽车的运动情况。 23. 逻辑题：下列物理概念中运用类比方法不合理的是（　　） A. 电场中的电势和重力场中的高度 B. 万有引力公式和库仑力公式 C. 卡文迪什扭秤和库仑扭秤 D. 分子势能和引力势能 【答案】19. B 20. AD 21. C 22. （1）4500N；（2）3.6s；（3）；（4）见解析 23. D 【解析】 【19题详解】 A．物体的内能是指物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，故A错误； B．改变内能的两种方式是做功和热传递，故B正确； C．实际的宏观过程都具有“单向性”或“不可逆性”，故摩擦生热的过程是不可逆的，故C错误； D．水浴加热是通过热传递的方式改变了物体的内能，故D错误。 故选B。 【20题详解】 A．在能量的转化和转移过程中，能量的总量是守恒的，但能量的品质却降低了，可被人类直接利用的能量在逐渐减少，这就是能量耗散现象。所以能量虽然守恒，但我们还要节约能源，故A正确； B．根据热力学第一定律，当从热源吸收热量并对外做功，可知，则可能不变，故B错误； C．热力学第二定律，是物理学家通过对大量自然现象的分析，总结了生产和生活经验得到的结论，是一个经验定律，它并不能通过理论和实验来证明，但它符合客观事实，故C错误； D．热力学第二定律常见的表述有两种：第一种表述：不可能把热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化。第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。故D正确。 故选AD。 【21题详解】 AB．根据题意，温度保持不变，则内能不变；由等温变化规律，当气体在密闭的气缸中膨胀，体积增大，则压强减小，故AB错误； CD．根据热力学第一定律 当气体在密闭的气缸中膨胀，则气体对外做功，有，温度保持不变，有，可知 则气体从外界吸热，故C正确，D错误。 故选C。 【22题详解】 （1）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据 解得 （2）根据牛顿第二定律 解得 匀加速直线运动的末速度为 则匀加速直线运动的时间为 （3）3s末的瞬时速度为 3s末的瞬时功率为 （4）汽车以恒定加速度启动的图像如图所示 由图可以看出汽车做匀加速直线运动结束后不会做匀速直线运动，而会先做加速度减小的加速直线运动，当达到最大速度后，以最大速度做匀速直线运动。 【23题详解】 A.由于电场力做功与重力做功都与路径无关，只与初末位置有关，则电场中的电势和重力场中的高度运用类比方法，故A正确，不符合题意； B．万有引力公式和库仑力公式，都是平方反比定律运用类比方法，故B正确，不符合题意； C．卡文迪什扭秤和库仑扭秤，都是通过扭转的力矩平衡来测量力的大小，故C正确，不符合题意； D．分子势能和引力势能，分子势能是相对的，而引力势能是绝对的，故D错误，符合题意。 故选D。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $