精品解析：北京市海淀区2025-2026学年高三上学期期中反馈练习物理试卷

海淀区2025—2026学年第一学期期中反馈练习 高三物理 注意事项： 1．本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。 2．考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。 第一部分 一、本部分共10题，每题3分，共30分。在每题给出的四个选项中，有的题只有一个选项是正确的，有的题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。把正确的答案填涂在答题纸上。 1. 如图所示，悬吊重物的轻质细绳OA被一水平轻质细绳OB牵引，O为结点，绳OA与竖直方向夹角为θ。悬吊物所受重力的大小为G，绳OA和绳OB所受拉力的大小分别为TA和TB，保持O点位置不变，若B点向上移，则TA和TB的变化，下列判断正确的是（　　） A. TA一直增大 B. TA一直减小 C. TB先减小后增大 D. TB一直减小 2. 如图所示，A、B两点分别位于大、小两轮的边缘，大轮半径O1A是小轮半径O2B的2倍，C点是O1A的中点，两轮之间靠摩擦传动，且没有相对滑动。关于A、B、C三点的角速度的大小、、，以及线速度的大小、、的关系正确的是（　　） A. A、B两点的周期之比为1∶2 B. B、C两点加速度大小之比为4∶1 C. A、B 两点角速度大小之比为2∶1 D. B、C两点转速之比为2∶1 3. 位于坐标原点处的波源S发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。时波源S开始振动，其振动图像如图所示。t＝1.0s时，x＝1.0m处的质点A开始振动。下列说法正确的是（　　） A. 这列波的波速为1.0m/s B. t＝1.0s时，质点A沿y轴正方向开始振动 C. 从t＝0到t＝2.0s，波源S沿x轴正方向移动2m D. t＝1.0s时，质点A和波源S相位相反 4. 如图所示，圆盘在水平面内绕中心轴匀速转动，其上有一小物体随圆盘一起转动。下列说法正确的是（　　） A. 小物体受到的静摩擦力，提供其圆周运动所需的向心力 B. 若圆盘从静止开始缓慢加速的过程中（小物体与圆盘始终相对静止），小物体受到的摩擦力大小不变 C. 若圆盘突然停止转动，则小物体将不受摩擦力的作用 D. 若圆盘突然变得光滑，则小物体因为惯性将会沿切线方向飞出 5. “天问一号”探测器的成功发射，使我国开启了火星探测之旅。已知火星半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的。若火星表面重力加速度和地球表面重力加速度分别为g0和g，火星的第一宇宙速度和地球的第一宇宙速度分别为v10和v1。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，质量为M的长方形铁箱在水平拉力F的作用下沿光滑水平面向右加速运动。铁箱内有一质量为m的木块恰能在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止。设木块与铁箱之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 木块向右运动的加速度的大小为 B. 木块受到铁箱内壁水平方向的作用力大小为 C. 若增大F，则木块受到铁箱内壁的摩擦力变大 D. 若使铁箱突然停止运动，则木块将做自由落体运动 7. 某同学利用手机加速度传感器研究手机沿竖直方向的运动情况。该同学进行了如下操作：打开加速度传感器应用程序，将手机屏幕向上平放在手掌上，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌自由下落一段距离，再接住手机。加速度传感器记录了手机沿竖直方向运动的加速度a随时间t的变化图线，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. t1时刻手机已脱离手掌 B. t1~t2时间内，手机做匀加速直线运动 C. t3时刻手机的速度达到最大值 D. t1~t3时间内，手机处于失重状态 8. 如图所示，一小滑块（可视为质点）从倾角为θ、固定的粗糙斜面底端以初速度v0沿斜面上行，经过一段时间沿斜面返回底端。已知小滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。关于小滑块的运动，下列说法正确的是（　　） A. 小滑块运动至最高点的时间为 B. 小滑块沿斜面上行的最大距离为 C. 整个运动过程中，由于摩擦产生的热量为 D. 整个运动过程中，小滑块所受重力的冲量为0 9. 一小球以初速度v0竖直向上抛出，经过时间t1落回抛出点，小球上升的最大高度为H。规定抛出点处小球的重力势能为零，以抛出点为原点，取竖直向上为正方向。不考虑空气阻力的影响，图中可能正确反映整个运动过程中，小球速度v随时间t、加速度a随时间t、重力势能Ep随位移y、机械能E随位移y的变化关系的是（　　） A. B. C. D. 10. “蛟龙号”深海载人潜水器展现了我国海洋科技的硬实力。某同学了解到潜水器在完成深海作业后，会抛掉部分压载铁（一种配重装置）来减轻潜水器的自重以实现上浮。已知在海平面1000m以下时，海水的密度ρ随深度h的关系近似为ρ=ρ0+k（h－1000）（其中ρ0为海平面以下1000m处海水的密度，k＞0且为常量）。为了研究卸掉压载铁后的潜水器上浮的过程，该同学作出如下假设： ①潜水器体积为V； ②卸掉压载铁后的潜水器的质量为m； ③潜水器受到的海水阻力恒定； ④不考虑重力加速度g的变化； ⑤初始时潜水器处于悬浮状态，卸掉部分压载铁后，潜水器由静止开始上浮一段距离（始终位于海平面1000m以下）后速度减为0。 在该同学假设的基础上进行分析，下列判断合理的是（　　） A. 潜水器速度减为0时一定处于悬浮状态 B. 上浮过程中，浮力对潜水器先做正功，后做负功 C. 竖直上浮过程中，潜水器运动的时间为 D. 竖直上浮过程中，潜水器做简谐运动，其所受合力的大小与它离开“平衡位置”的距离的比为kgV 第二部分 二、本部分共8题，共70分。 11. 用如图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）利用如图甲所示装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。下列操作合理的是______。 A. 小车挂上纸带 B. 小车挂砂和砂桶 C. 调整斜面倾角，先接通电源，后轻推小车 D. 调整倾角重复多次，直到纸带上打出的点均匀分布，说明小车做匀速直线运动 （2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。若电源的频率为50Hz，处理实验数据时，每隔4个计时点取一个计数点。其中一部分纸带上的点迹情况如图乙所示，测得A点到B、C点的距离分别为x1＝5.99cm、x2＝13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB＝______m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a＝______m/s2。（结果均保留两位有效数字） （3）某同学保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度a随其所受拉力F变化图线如图丙所示。所得图线既不经过原点O，又不是直线，原因可能是______。 A. 仅用桶中砂的重力来代替小车所受拉力F B. 小车质量未远大于砂和砂桶的总质量 C. 平衡小车所受阻力时木板右端垫得过高 D. 未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力 12. 实验小组设计方案验证机械能守恒定律。 （1）甲组同学设计了图甲所示的实验装置进行实验。 ①关于本实验，除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线和开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______。（选填选项前的字母） A. 交流电源 B. 刻度尺 C. 天平（含砝码） （2）实验得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，设重物的质量为m，从O点到B点的过程中，重物重力势能的变化量为______，动能的变化量为______。 （3）另一同学利用图丙所示的装置验证系统机械能守恒定律。主要实验步骤如下： ①将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。 ②测出挡光条的宽度d。 ③将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l。 ④释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t。 ⑤用天平称出托盘和砝码的总质量m。 为验证系统机械能守恒定律，还需要测量哪个物理量______？并写出要验证物理量应该满足的关系式______。（用所测得的物理量表示） 13. 如图所示，一质量m＝1.0kg的物体静止在水平地面上。t＝0时，用一大小为20N、与水平方向成θ＝37°斜向右下方的力F推物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10m/s2，sin37º＝0.6，cos37º＝0.8。求： （1）物体所受滑动摩擦力的大小f； （2）t＝2.0s时物体的速度的大小v； （3）从静止开始运动前2.0s内，物体所受力F的冲量大小I； （4）从静止开始运动2.0s内，力F对物体所做功的大小W； （5）从静止开始运动2.0s内，力F对物体做功的平均功率。 14. 如图所示，光滑水平面AB与粗糙的竖直半圆轨道BCD在B点相切，半圆轨道BCD的半径R，D是半圆轨道的最高点。将一质量m的物体（可视为质点）向左压缩轻弹簧至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度，并脱离弹簧在水平面AB上做直线运动，其经过B点时的速度，之后物体沿半圆轨道运动，恰好能通过D点。重力加速度g已知，求： （1）弹簧被压缩至A点时的弹性势能Ep。 （2）物体通过D点时的速度大小。 （3）物体沿半圆轨道BCD运动过程中克服阻力所做的功W。 15. 碰撞是常见的现象。 （1）如图所示，位于光滑水平面上的滑块A和B均可视为质点，滑块B左端固定一轻质弹簧。已知滑块A的质量为mA，滑块B的质量为mB。初始时滑块B静止，滑块A以速度v0向右运动。 a.当弹簧被压缩至最短时，求弹性势能的最大值EP。 b.从A接触弹簧，到弹簧再次恢复原长的过程，弹簧对滑块B的冲量。 （2）技术人员在实验室进行车辆碰撞测试。用质量为m1、速度为v1的甲车，与质量为m2、静止的乙车碰撞，该碰撞过程可看作完全非弹性正碰。试通过计算分析，两车碰撞的过程中，甲对乙做的功和乙对甲做的功是否相等？ 16. 如图甲所示为跳台滑雪赛道的简化示意图，助滑道与起跳平台平滑连接，长直着陆坡与水平面的夹角θ＝37°。质量m＝60kg的运动员（含装备）沿助滑道从A点下滑，到达起跳平台末端B点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后落在着陆坡上的C点时。从起跳平台末端到着陆点之间的距离是评判运动员比赛成绩的重要依据。取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 （1）不考虑空气对运动员的作用。运动员从B点运动到C点的过程中，B、C两点之间的距离L＝75m。求： a.运动员从B点运动到C点的过程中，在空中飞行的时间t。 b.运动员落在着陆坡上的C时的速度大小v。 （2）考虑空气对运动员的作用。运动员在空中飞行的过程中，假设空气对运动员的作用力F的方向与竖直方向夹角α恒为11°，如图乙所示，力F的大小恒为运动员所受重力的。取sin11°=0.20，cos11°=0.98。运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角，对运动员的比赛结果有很大影响。有空气作用时，运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角为β，比较tanβ与2tanθ的大小关系。 17. 天体沿椭圆轨道的运动在宇宙中普遍存在。对天体沿椭圆轨道运动的研究，为预测彗星回归、设计卫星轨道等实际应用提供了理论支撑。已知引力常量G。某彗星的运行轨道为椭圆，对彗星沿椭圆轨道的运动进行如下研究： 如图所示，A、B两点分别是彗星的近日点和远日点，两点到太阳中心O点的距离分别为rA和rB。已知太阳和彗星的质量分别为M和m，不考虑其他天体的影响。已知彗星仅在太阳引力作用下的运动过程，它与太阳中心的连线在任意相等时间内扫过相等的面积。取无穷远处的引力势能为零，则彗星星在距太阳中心为r处的引力势能。 （1）求彗星运动至近日点A时的速度大小vA。 （2）在分析质点沿椭圆轨道运动时，可以把其轨迹分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可看作圆周运动的一部分（圆的半径称作曲率半径，可以描述轨迹上某位置的弯曲程度），这样就可以采用圆周运动的分析方法来处理质点经过椭圆轨道上某点的运动。已知椭圆轨道A点处的曲率半径。求彗星在椭圆轨道上A点处的曲率半径ρ。 （3）若已知彗星运动的椭圆轨道的半长轴为a，求彗星在该椭圆轨道上运动的机械能E。（用G、M、m、a表示） 18. “祝融号”火星车是我国执行火星探测任务的“天问一号”中的重要组成部分，为人类探索火星贡献了宝贵的中国数据。为保证火星车正常工作，需要模拟分析火星车在火星表面可能遇到的气候情况。假定火星车始终静止，地球表面大气密度为火星表面大气密度的100倍。 地球上风级与风速对照表 风级 名称 风速（m/s）平地离地10m处风速 陆地地面物象 0级 无风 0.0-0.2 静，烟直上 1级 软风 0.3-1.5 烟示风向 2级 轻风 1.6-3.3 感觉有风 3级 微风 3.4-5.4 连旗展开 4级 和风 5.5-7.9 吹起尘土 5级 劲风 8.0-10.7 小树摇摆 6级 强风 10.8-13.8 电线有声 7级 疾风 13.9-17.1 步行困难 8级 大风 17.2-20.7 折毁树枝 9级 烈风 20.8-24.4 小损房屋 10级 狂风 24.5-28.4 拔起树木 11级 暴风 28.5-32.6 摧毁重大 12级 飓风 32.7-36.9 摧毁极大 13级 ------ 37.0-41.4 14级 ------ 41.5-46.1 15级 ----- 46.2-50.9 16级 ----- 51.0-56.0 17级 ---- >56.1 （1）地球表面大气密度约为，沙尘暴密度；火星表面大气密度，沙尘暴密度可达。火星表面沙尘暴的风速可达vm＝180m/s，而祝融号行进的速度仅为u＝40m/h。根据地球上风级与风速对照表，通过计算判断在地球上的风级为多少级时，对地球上同样的火星车可以产生大小也为F的冲击力。 （2）某同学查阅资料了解到祝融号可以通过火星附近的天问一号卫星（其到火星高度远小于火星到地球距离）作为中转和地球联系。为研究地球与祝融号、月亮间的信息传输，该同学建立如下简化模型：地球和火星在同一轨道平面上绕太阳做匀速圆周运动。已知电磁波信号从月球传到地球的时间大约为1.25s，从太阳传到地球的时间大约为500s，火星绕太阳公转的半径大约是地球绕太阳公转半径的1.5倍。试分析： a.在地球表面接收祝融号信号所需的最短时间t。 b.该同学假定天问一号和月球表面的玉兔号发射电磁波信号的功率相同。若在地球表面用不同圆形口径的望远镜分别接收祝融号和玉兔号传回的信号，并且要求在任何时刻都可以接收到信号，不考虑太阳对信号传输的影响，则接收祝融号信息所需的望远镜的最小直径是接收玉兔号信息所需的最小直径的多少倍？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海淀区2025—2026学年第一学期期中反馈练习 高三物理 注意事项： 1．本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。 2．考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。 第一部分 一、本部分共10题，每题3分，共30分。在每题给出的四个选项中，有的题只有一个选项是正确的，有的题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。把正确的答案填涂在答题纸上。 1. 如图所示，悬吊重物的轻质细绳OA被一水平轻质细绳OB牵引，O为结点，绳OA与竖直方向夹角为θ。悬吊物所受重力的大小为G，绳OA和绳OB所受拉力的大小分别为TA和TB，保持O点位置不变，若B点向上移，则TA和TB的变化，下列判断正确的是（　　） A. TA一直增大 B. TA一直减小 C. TB先减小后增大 D. TB一直减小 【答案】BC 【解析】 【详解】如图所示，画出受力图。 若B点向上移，由受力分析图可知绳OA所受拉力的大小TA一直减小，绳OB所受拉力的大小TB先减小后增大。 故选BC。 2. 如图所示，A、B两点分别位于大、小两轮的边缘，大轮半径O1A是小轮半径O2B的2倍，C点是O1A的中点，两轮之间靠摩擦传动，且没有相对滑动。关于A、B、C三点的角速度的大小、、，以及线速度的大小、、的关系正确的是（　　） A. A、B两点的周期之比为1∶2 B. B、C两点加速度大小之比为4∶1 C. A、B 两点角速度大小之比为2∶1 D. B、C两点转速之比为2∶1 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．A、B两点分别位于大、小两轮的边缘，两轮之间靠摩擦传动，且没有相对滑动，则A、B两点线速度大小相等。大轮半径O1A是小轮半径O2B的2倍，根据，可得 根据，可知，故AC错误； B．A、B两点线速度大小相等。根据，可得 A、C两点同轴转动，则角速度大小相等，C点是O1A的中点，根据，可得 则B、C两点加速度大小之比，故B正确； D．A、C两点同轴转动，则角速度大小相等，转速相等； 根据，可知 则，故D正确。 故选BD． 3. 位于坐标原点处的波源S发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。时波源S开始振动，其振动图像如图所示。t＝1.0s时，x＝1.0m处的质点A开始振动。下列说法正确的是（　　） A. 这列波的波速为1.0m/s B. t＝1.0s时，质点A沿y轴正方向开始振动 C. 从t＝0到t＝2.0s，波源S沿x轴正方向移动2m D. t＝1.0s时，质点A和波源S相位相反 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．t＝1.0s时，x＝1.0m处的质点A开始振动，可知这列波的波速为，A正确； B．因波源S起振方向沿y轴正向，可知t＝1.0s时，质点A沿y轴正方向开始振动，B正确； C．波源S只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，C错误； D．t＝1.0s时，振动刚传到A点，则此时质点A开始向y轴正向振动，而此时波源沿y轴负向振动，即质点A和波源相位相反，D正确。 故选ABD。 4. 如图所示，圆盘在水平面内绕中心轴匀速转动，其上有一小物体随圆盘一起转动。下列说法正确的是（　　） A. 小物体受到的静摩擦力，提供其圆周运动所需的向心力 B. 若圆盘从静止开始缓慢加速的过程中（小物体与圆盘始终相对静止），小物体受到的摩擦力大小不变 C. 若圆盘突然停止转动，则小物体将不受摩擦力的作用 D. 若圆盘突然变得光滑，则小物体因为惯性将会沿切线方向飞出 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小物体随圆盘做匀速圆周运动，水平方向只受静摩擦力，该静摩擦力指向圆心并提供向心力，故A正确； B．圆盘加速且小物体相对圆盘静止时，静摩擦力既要提供切向加速度所需的切向分力，又要提供向心力。随角速度增大，所需向心分力增大，摩擦力大小不可能始终不变，故B错误； C．圆盘突然停止转动时，小物体由于惯性相对圆盘有沿切线方向运动的趋势，因而会受到摩擦力作用，故C错误； D．圆盘突然变得光滑后，小物体不受水平方向的力，将沿圆周的切线方向做匀速直线运动，故D正确。 故选AD。 5. “天问一号”探测器的成功发射，使我国开启了火星探测之旅。已知火星半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的。若火星表面重力加速度和地球表面重力加速度分别为g0和g，火星的第一宇宙速度和地球的第一宇宙速度分别为v10和v1。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．设火星和地球的质量分别为，，半径分别为， 对火星表面的质量为的物体，由万有引力等于重力得 整理得 对地球表面的同一物体，同理有 整理得 两式相除得，故A错误，B正确。 CD．对火星近地卫星，由万有引力提供向心力得 整理得 对地球近地卫星，同理有 整理得 两式相除得，故CD错误。 故选B。 6. 如图所示，质量为M的长方形铁箱在水平拉力F的作用下沿光滑水平面向右加速运动。铁箱内有一质量为m的木块恰能在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止。设木块与铁箱之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 木块向右运动的加速度的大小为 B. 木块受到铁箱内壁水平方向的作用力大小为 C. 若增大F，则木块受到铁箱内壁的摩擦力变大 D. 若使铁箱突然停止运动，则木块将做自由落体运动 【答案】B 【解析】 【详解】AB．以木块和铁箱为整体，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 以木块为对象，根据牛顿第二定律可得木块受到铁箱内壁水平方向的作用力大小为，故A错误，B正确； C．以木块为对象，竖直方向根据平衡条件可得 若增大F，木块受到铁箱内壁的摩擦力不变，故C错误； D．若使铁箱突然停止运动，由于木块具有水平速度，所以木块将做平抛运动，故D错误。 故选B。 7. 某同学利用手机加速度传感器研究手机沿竖直方向的运动情况。该同学进行了如下操作：打开加速度传感器应用程序，将手机屏幕向上平放在手掌上，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌自由下落一段距离，再接住手机。加速度传感器记录了手机沿竖直方向运动的加速度a随时间t的变化图线，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. t1时刻手机已脱离手掌 B. t1~t2时间内，手机做匀加速直线运动 C. t3时刻手机的速度达到最大值 D. t1~t3时间内，手机处于失重状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．手机完全脱离手掌后，只受重力，加速度大小等于重力加速度，t1时刻加速度小于g，说明手掌仍对手机有支持力，手机未脱离手掌，故A错误； B．t1~t2时间内，图像是曲线，加速度大小在变化，并非恒定加速度，因此不是匀加速直线运动，故B错误； C．t3之前手机加速度向下，速度增大；t3时刻之后加速度减小至零的过程中，加速度方向不变，手机仍在向下加速。速度最大值在t3之后，加速度由负转正之时，故C错误； D．加速度竖直向下手机失重，t1~t3时间段内，加速度a<0（图像在横轴下方），代表加速度方向竖直向下，手机处于失重状态，故D 正确。 故选D 。 8. 如图所示，一小滑块（可视为质点）从倾角为θ、固定的粗糙斜面底端以初速度v0沿斜面上行，经过一段时间沿斜面返回底端。已知小滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。关于小滑块的运动，下列说法正确的是（　　） A. 小滑块运动至最高点的时间为 B. 小滑块沿斜面上行的最大距离为 C. 整个运动过程中，由于摩擦产生的热量为 D. 整个运动过程中，小滑块所受重力的冲量为0 【答案】AB 【解析】 【详解】A．上滑阶段，垂直斜面方向受力平衡，有 由滑动摩擦力公式得 取沿斜面向下为正方向，由牛顿第二定律得 整理得 由匀变速直线运动速度与时间的关系得，故A正确； B．设上滑的最大距离为。上滑阶段条件不变，由A项前述推导可知 由匀变速直线运动速度与位移的关系得 整理得，故B正确； C．设上滑的最大距离为。上滑阶段条件不变，由A项前述推导可知， 由上滑末速度为零及速度与位移的关系得 整理得 往返路程为上滑距离的2倍，由摩擦生热等于克服摩擦力做功得 下滑阶段物块仍与斜面接触，垂直斜面方向仍受力平衡，因此支持力和滑动摩擦力大小与上滑阶段相同。取沿斜面向下为正方向，由牛顿第二定律得 整理得 小滑块能从最高点沿斜面返回底端，必须有，因此 由该不等式可知 从而，故C错误； D．设全过程运动时间为，重力大小和方向均不变，由恒力冲量的定义得 方向竖直向下，故D错误。 故选AB。 9. 一小球以初速度v0竖直向上抛出，经过时间t1落回抛出点，小球上升的最大高度为H。规定抛出点处小球的重力势能为零，以抛出点为原点，取竖直向上为正方向。不考虑空气阻力的影响，图中可能正确反映整个运动过程中，小球速度v随时间t、加速度a随时间t、重力势能Ep随位移y、机械能E随位移y的变化关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．不考虑空气阻力的影响，则物体上升阶段和下降阶段的加速度不变，均为g，上升阶段做匀减速运动，下降阶段做加速度相同的匀加速运动，由可知v-t图像为向下倾斜的直线，B错误，A正确； C．重力势能，上升阶段重力势能逐渐增加，最大值为mgH，下降阶段重力势能逐渐减小，C正确； D．因不考虑空气阻力，则机械能守恒，E=mgH不变，D正确。 故选ACD。 10. “蛟龙号”深海载人潜水器展现了我国海洋科技的硬实力。某同学了解到潜水器在完成深海作业后，会抛掉部分压载铁（一种配重装置）来减轻潜水器的自重以实现上浮。已知在海平面1000m以下时，海水的密度ρ随深度h的关系近似为ρ=ρ0+k（h－1000）（其中ρ0为海平面以下1000m处海水的密度，k＞0且为常量）。为了研究卸掉压载铁后的潜水器上浮的过程，该同学作出如下假设： ①潜水器体积为V； ②卸掉压载铁后的潜水器的质量为m； ③潜水器受到的海水阻力恒定； ④不考虑重力加速度g的变化； ⑤初始时潜水器处于悬浮状态，卸掉部分压载铁后，潜水器由静止开始上浮一段距离（始终位于海平面1000m以下）后速度减为0。 在该同学假设的基础上进行分析，下列判断合理的是（　　） A. 潜水器速度减为0时一定处于悬浮状态 B. 上浮过程中，浮力对潜水器先做正功，后做负功 C. 竖直上浮过程中，潜水器运动的时间为 D. 竖直上浮过程中，潜水器做简谐运动，其所受合力的大小与它离开“平衡位置”的距离的比为kgV 【答案】CD 【解析】 【详解】A．潜水器由静止开始上浮，第一次速度减为0时到达上方最大位移处，不在“平衡位置”，此时合力仍指向“平衡位置”，故A错误； B．上浮过程中，浮力方向与潜水器的位移方向始终相同，因此浮力始终做正功，故B错误； C．设上浮阶段海水阻力大小为，合力为零处的深度为。以该处为原点、竖直向上为轴，则潜水器位移为时的深度为 在平衡位置，由受力平衡得 在位移为处，沿轴的合力为 由牛顿第二定律得 因此潜水器做简谐运动，其角频率为 潜水器由静止开始上浮，初始位置为一个最大位移处；到速度再次为0经历半个周期，因此，故C正确； D．设潜水器相对上浮阶段“平衡位置”的竖直向上位移为，则深度变化量为，浮力变化量为；重力和海水阻力均不随位移变化，所以合力为 因此，故D正确。 故选CD。 第二部分 二、本部分共8题，共70分。 11. 用如图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）利用如图甲所示装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。下列操作合理的是______。 A. 小车挂上纸带 B. 小车挂砂和砂桶 C. 调整斜面倾角，先接通电源，后轻推小车 D. 调整倾角重复多次，直到纸带上打出的点均匀分布，说明小车做匀速直线运动 （2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。若电源的频率为50Hz，处理实验数据时，每隔4个计时点取一个计数点。其中一部分纸带上的点迹情况如图乙所示，测得A点到B、C点的距离分别为x1＝5.99cm、x2＝13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB＝______m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a＝______m/s2。（结果均保留两位有效数字） （3）某同学保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度a随其所受拉力F变化图线如图丙所示。所得图线既不经过原点O，又不是直线，原因可能是______。 A. 仅用桶中砂的重力来代替小车所受拉力F B. 小车质量未远大于砂和砂桶的总质量 C. 平衡小车所受阻力时木板右端垫得过高 D. 未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力 【答案】（1）ACD （2） ①. 0.68 ②. 1.6 （3）ABC 【解析】 【小问1详解】 A．平衡阻力时应使小车挂上纸带，使纸带受到的阻力一并得到补偿，故A正确； B．平衡阻力时不能挂砂和砂桶，否则砂和砂桶的重力会牵引小车，故B错误； C．先接通打点计时器电源，再轻推小车，根据纸带点迹判断小车是否做匀速直线运动，故C正确； D．反复调节木板倾角，直至纸带上的点迹均匀分布，说明小车所受合力近似为零，故D正确。 故选ACD。 【小问2详解】 [1]每相邻两个计数点之间有5个打点时间间隔，故 点位于，两计数点之间，由中间时刻的瞬时速度等于该段平均速度得 [2]相邻两段位移分别为， 由逐差法得 【小问3详解】 A．实际拉力不等于桶中砂的重力，且砂桶自身重力会产生额外牵引作用，因此仅用砂的重力代替拉力会使图线出现偏差，故A正确； B．若小车质量与砂和砂桶的总质量相差不大，改变砂的质量时系统总质量也显著改变，加速度与用悬挂物重力近似得到的拉力不再成正比，故B正确； CD．木板右端垫得过高时，沿木板方向的重力分力大于阻力，小车在无拉力时仍有正加速度，图线在轴上有正截距；若木板右端未垫高，阻力未被补偿，图线不会出现图示的正截距，故C正确，D错误。 故选ABC。 12. 实验小组设计方案验证机械能守恒定律。 （1）甲组同学设计了图甲所示的实验装置进行实验。 ①关于本实验，除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线和开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______。（选填选项前的字母） A. 交流电源 B. 刻度尺 C. 天平（含砝码） （2）实验得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，设重物的质量为m，从O点到B点的过程中，重物重力势能的变化量为______，动能的变化量为______。 （3）另一同学利用图丙所示的装置验证系统机械能守恒定律。主要实验步骤如下： ①将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。 ②测出挡光条的宽度d。 ③将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l。 ④释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t。 ⑤用天平称出托盘和砝码的总质量m。 为验证系统机械能守恒定律，还需要测量哪个物理量______？并写出要验证物理量应该满足的关系式______。（用所测得的物理量表示） 【答案】（1）AB （2） ①. ②. （3） ①. 滑块和挡光条的总质量 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．打点计时器工作时需要交流电源，故A正确； B．实验中需要用刻度尺测量纸带上各点到起始点的距离，故B正确； C．验证时重力势能变化量和动能变化量均含重物质量，质量可约去，因此不必用天平测量重物质量，故C错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1]从点到点，重物下降高度为，重力势能的变化量为 [2]由于，，为连续打出的点，点的瞬时速度为 重物从点由静止下落到点，动能的变化量为 【小问3详解】 [1]系统的动能包括滑块、挡光条以及托盘和砝码的动能，因此还需测量滑块和挡光条的总质量 [2]挡光条通过光电门时滑块的速度为 若系统机械能守恒，则托盘和砝码重力势能的减少量等于系统动能的增加量，应满足 13. 如图所示，一质量m＝1.0kg的物体静止在水平地面上。t＝0时，用一大小为20N、与水平方向成θ＝37°斜向右下方的力F推物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10m/s2，sin37º＝0.6，cos37º＝0.8。求： （1）物体所受滑动摩擦力的大小f； （2）t＝2.0s时物体的速度的大小v； （3）从静止开始运动前2.0s内，物体所受力F的冲量大小I； （4）从静止开始运动2.0s内，力F对物体所做功的大小W； （5）从静止开始运动2.0s内，力F对物体做功的平均功率。 【答案】（1）11N （2）10m/s （3）40N·s （4）160J （5）80W 【解析】 【小问1详解】 物体受力分析如图所示 竖直方向 由 【小问2详解】 根据牛顿第二定律，水平方向 得 t＝2.0s时物体的速度的大小 【小问3详解】 从静止开始运动前2.0s内，物体所受力F的冲量大小 【小问4详解】 根据运动学公式 得 从静止开始运动2.0s内，力F对物体所做功的大小 【小问5详解】 从静止开始运动2.0s内，力F对物体做功的平均功率 14. 如图所示，光滑水平面AB与粗糙的竖直半圆轨道BCD在B点相切，半圆轨道BCD的半径R，D是半圆轨道的最高点。将一质量m的物体（可视为质点）向左压缩轻弹簧至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度，并脱离弹簧在水平面AB上做直线运动，其经过B点时的速度，之后物体沿半圆轨道运动，恰好能通过D点。重力加速度g已知，求： （1）弹簧被压缩至A点时的弹性势能Ep。 （2）物体通过D点时的速度大小。 （3）物体沿半圆轨道BCD运动过程中克服阻力所做的功W。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物体从点释放至脱离弹簧的过程中，弹簧和物体组成的系统机械能守恒；物体脱离弹簧后在光滑水平面上做匀速直线运动。 由机械能守恒定律得 【小问2详解】 物体恰好通过点时，轨道对物体的支持力为零，由牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 物体从点运动到点过程中，设克服阻力做功为，则阻力做功为 由动能定理得 代入， 整理得 15. 碰撞是常见的现象。 （1）如图所示，位于光滑水平面上的滑块A和B均可视为质点，滑块B左端固定一轻质弹簧。已知滑块A的质量为mA，滑块B的质量为mB。初始时滑块B静止，滑块A以速度v0向右运动。 a.当弹簧被压缩至最短时，求弹性势能的最大值EP。 b.从A接触弹簧，到弹簧再次恢复原长的过程，弹簧对滑块B的冲量。 （2）技术人员在实验室进行车辆碰撞测试。用质量为m1、速度为v1的甲车，与质量为m2、静止的乙车碰撞，该碰撞过程可看作完全非弹性正碰。试通过计算分析，两车碰撞的过程中，甲对乙做的功和乙对甲做的功是否相等？ 【答案】（1）a.；b.，方向向右 （2）不相等。 【解析】 【小问1详解】 a.弹簧压缩至最短时，设两滑块的共同速度为。由系统动量守恒得 解得 由系统机械能守恒得 b.弹簧再次恢复原长时，设滑块，的速度分别为，。由系统动量守恒和机械能守恒得， 联立解得 由动量定理得弹簧对滑块的冲量 方向向右。 【小问2详解】 设碰撞后两车的共同速度为，取甲车初速度方向为正方向。由两车组成的系统动量守恒得 解得 对乙车应用动能定理，甲对乙做的功为 对甲车应用动能定理，乙对甲做的功为 两功一正一负，且大小一般也不相等，因此甲对乙做的功和乙对甲做的功不相等。 16. 如图甲所示为跳台滑雪赛道的简化示意图，助滑道与起跳平台平滑连接，长直着陆坡与水平面的夹角θ＝37°。质量m＝60kg的运动员（含装备）沿助滑道从A点下滑，到达起跳平台末端B点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后落在着陆坡上的C点时。从起跳平台末端到着陆点之间的距离是评判运动员比赛成绩的重要依据。取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 （1）不考虑空气对运动员的作用。运动员从B点运动到C点的过程中，B、C两点之间的距离L＝75m。求： a.运动员从B点运动到C点的过程中，在空中飞行的时间t。 b.运动员落在着陆坡上的C时的速度大小v。 （2）考虑空气对运动员的作用。运动员在空中飞行的过程中，假设空气对运动员的作用力F的方向与竖直方向夹角α恒为11°，如图乙所示，力F的大小恒为运动员所受重力的。取sin11°=0.20，cos11°=0.98。运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角，对运动员的比赛结果有很大影响。有空气作用时，运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角为β，比较tanβ与2tanθ的大小关系。 【答案】（1）a．；b． （2） 【解析】 【小问1详解】 a．取水平方向向右为轴正方向、竖直方向向下为轴正方向。由几何关系得， 由竖直方向的自由落体运动规律得 解得 b．运动员在水平方向做匀速直线运动，故从点飞出时的速度为 运动员落到点时，水平分速度为 竖直分速度为 由速度的合成得 【小问2详解】 空气作用力斜向左上方。仍取水平方向向右为轴正方向、竖直方向向下为轴正方向，由牛顿第二定律得， 设有空气作用时运动员在空中飞行的时间为。沿两个坐标轴的位移分别为， 由于运动员落在着陆坡上，有 整理得 落地时的水平、竖直分速度分别为， 由速度方向得 而 由于，所以 17. 天体沿椭圆轨道的运动在宇宙中普遍存在。对天体沿椭圆轨道运动的研究，为预测彗星回归、设计卫星轨道等实际应用提供了理论支撑。已知引力常量G。某彗星的运行轨道为椭圆，对彗星沿椭圆轨道的运动进行如下研究： 如图所示，A、B两点分别是彗星的近日点和远日点，两点到太阳中心O点的距离分别为rA和rB。已知太阳和彗星的质量分别为M和m，不考虑其他天体的影响。已知彗星仅在太阳引力作用下的运动过程，它与太阳中心的连线在任意相等时间内扫过相等的面积。取无穷远处的引力势能为零，则彗星星在距太阳中心为r处的引力势能。 （1）求彗星运动至近日点A时的速度大小vA。 （2）在分析质点沿椭圆轨道运动时，可以把其轨迹分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可看作圆周运动的一部分（圆的半径称作曲率半径，可以描述轨迹上某位置的弯曲程度），这样就可以采用圆周运动的分析方法来处理质点经过椭圆轨道上某点的运动。已知椭圆轨道A点处的曲率半径。求彗星在椭圆轨道上A点处的曲率半径ρ。 （3）若已知彗星运动的椭圆轨道的半长轴为a，求彗星在该椭圆轨道上运动的机械能E。（用G、M、m、a表示） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 彗星在A、B点的速度方向均与日心连线垂直，根据开普勒第二定律（等面积扫过），相等时间Δt内扫过面积相等  即得 彗星仅受太阳引力，系统机械能守恒，取无穷远引力势能为0   联立两式消去，整理后得到 【小问2详解】 由 解得 【小问3详解】 由 彗星在点处的机械能为 其中， 联立解得 18. “祝融号”火星车是我国执行火星探测任务的“天问一号”中的重要组成部分，为人类探索火星贡献了宝贵的中国数据。为保证火星车正常工作，需要模拟分析火星车在火星表面可能遇到的气候情况。假定火星车始终静止，地球表面大气密度为火星表面大气密度的100倍。 地球上风级与风速对照表 风级 名称 风速（m/s）平地离地10m处风速 陆地地面物象 0级 无风 0.0-0.2 静，烟直上 1级 软风 0.3-1.5 烟示风向 2级 轻风 1.6-3.3 感觉有风 3级 微风 3.4-5.4 连旗展开 4级 和风 5.5-7.9 吹起尘土 5级 劲风 8.0-10.7 小树摇摆 6级 强风 10.8-13.8 电线有声 7级 疾风 13.9-17.1 步行困难 8级 大风 17.2-20.7 折毁树枝 9级 烈风 20.8-24.4 小损房屋 10级 狂风 24.5-28.4 拔起树木 11级 暴风 28.5-32.6 摧毁重大 12级 飓风 32.7-36.9 摧毁极大 13级 ------ 37.0-41.4 14级 ------ 41.5-46.1 15级 ----- 46.2-50.9 16级 ----- 51.0-56.0 17级 ---- >56.1 （1）地球表面大气密度约为，沙尘暴密度；火星表面大气密度，沙尘暴密度可达。火星表面沙尘暴的风速可达vm＝180m/s，而祝融号行进的速度仅为u＝40m/h。根据地球上风级与风速对照表，通过计算判断在地球上的风级为多少级时，对地球上同样的火星车可以产生大小也为F的冲击力。 （2）某同学查阅资料了解到祝融号可以通过火星附近的天问一号卫星（其到火星高度远小于火星到地球距离）作为中转和地球联系。为研究地球与祝融号、月亮间的信息传输，该同学建立如下简化模型：地球和火星在同一轨道平面上绕太阳做匀速圆周运动。已知电磁波信号从月球传到地球的时间大约为1.25s，从太阳传到地球的时间大约为500s，火星绕太阳公转的半径大约是地球绕太阳公转半径的1.5倍。试分析： a.在地球表面接收祝融号信号所需的最短时间t。 b.该同学假定天问一号和月球表面的玉兔号发射电磁波信号的功率相同。若在地球表面用不同圆形口径的望远镜分别接收祝融号和玉兔号传回的信号，并且要求在任何时刻都可以接收到信号，不考虑太阳对信号传输的影响，则接收祝融号信息所需的望远镜的最小直径是接收玉兔号信息所需的最小直径的多少倍？ 【答案】（1）相当于8级大风 （2）a．；b．1000倍 【解析】 【小问1详解】 设火星车迎风面积为，风沙相对火星车的速度为。在时间内，撞击火星车的气体和沙尘总质量为 气体和沙尘被火星车阻挡后，沿来流方向的速度近似变为零。由动量定理得 整理得 火星车行进速度 故火星风沙相对火星车的速度可近似取 设地球上产生相同冲击力的风速为，由冲击力相等得 解得 由风级表可知，位于8级风的范围内，因此地球上的风级为8级。 【小问2详解】 a．设地球公转半径为，电磁波传播速度为。由太阳到地球的信号传播时间约为 整理得 按题给简化模型忽略地球半径相对日地距离的影响。地球与火星在太阳同侧且共线时距离最小，最小距离为 故地球表面接收火星车信号所需的最短时间为 b．要保证在任意时刻均能接收到信号，应按地球与火星的最大距离确定望远镜口径。地球与火星分居太阳两侧且共线时距离最大，最大距离为 对应的最大传播时间为 由同一种电磁波传播距离与时间成正比，地火最大距离与月地距离之比为 设发射功率为，望远镜口径为。若信号均匀向空间传播，则距离发射源处的信号功率密度为 望远镜的接收面积为 接收功率为 在发射功率相同且达到同一接收条件时，，因此接收火星车信号所需望远镜的最小直径是接收玉兔号信号所需最小直径的1000倍。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $