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浙江省宁波五校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份浙江省宁波五校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题（原卷版+解析版），文件包含浙江省宁波五校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题原卷版docx、浙江省宁波五校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共33页， 欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4.考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个选项符合题目要求，不选、错选、多选均不得分。）
1. 下列国际单位制中表示能量单位的是（ ）
A. kg·m2/s2B. kg·m/s2C. WD. J/s
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．因为1kg·m2/s2=1kg·m/s2∙m=1N∙m=1J，A正确；
B．因为1kg·m/s2=1N，B错误；
C．W是功率单位，C错误；
D．1J/s=1W是功率单位，D错误。
故选A。
2. 在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法错误的是（ ）
A. 开普勒总结出行星运动的三个规律，被誉为“天空立法者”
B. 牛顿是经典物理学的奠基人，著有巨作《自然哲学的数学原理》，被誉为“经典物理学之父”
C. 胡克最早提出了引力大小与距离平方成反比的猜想，是万有引力定律的提出者
D. 卡文迪什通过扭秤实验第一次测出了引力常量的值，被誉为“第一个称量地球的人”
【答案】C
【解析】
【详解】A．德国杰出的天文学家、物理学家、数学家开普勤在丹麦天文学家第谷积累的大量天文观测记录基础上通过研究发现了行星运动的三大定律，首次对行星运动规律做出了准确的描述，被誉为“天空立法者”，故A正确；不符题意；
B．牛顿的巨作《自然哲学的数学原理》，开辟了大科学时代、牛顿是最有影响的科学家，被誉为“经典物理学之父”，故B正确；不符题意；
C．英国科学家胡克发现了胡克定律，提出了关于“太阳对行星的吸引力与行星到太阳的距离的平方成反比”的猜想，万有引力定律是牛顿首先提出来的，故C错误；符合题意；
D．卡文迪什通过实验推算出来引力常量的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人，故D正确，不符题意。
本题选不正确的，故选C。
3. 假设“天和核心舱”在离开地面飞向太空时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】“天和核心舱” 沿曲线从M点向N点飞行的过程中，做曲线运动，速度逐渐减小，故合力指向凹侧，且合力与速度的方向的夹角要大于，故ABD错误，C正确。
故选C。
4. 如图所示，两个小球从水平地面上方同一点O分别以初速度，、，水平抛出，落在地面上的位置分别是，是O在地面上的竖直投影，且，若不计空气阻力，则两小球（ ）
A. 抛出的初速度大小之比为
B. 下落时间之比为
C. 落地速度大小之比为
D. 落地速度与水平地面夹角的正切值之比为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据题意，竖直方向上，由可得
可知，由于下落高度相同，则下落时间相同，由可得
由于水平位移
可得抛出的初速度大小之比为，故AB错误；
CD．根据题意，结合分析，设小球的初速度为，则小球的初速度为，竖直方向上，由可得，两球落地时，竖直分速度相等，则落地速度为
则小球A的落地速度为
小球B的落地速度为
由于不知道竖直分速度的大小，不可求落地速度大小之比，落地速度与水平地面夹角的正切值为
则落地速度与水平地面夹角的正切值之比为
故C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，可视为质点的小球用轻质细绳悬挂于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动。现仅增加绳长，保持轨迹圆的圆心O到悬点B的高度不变，小球仍在水平面内做匀速圆周运动。增加绳长前后小球运动的角速度、加速度以及所受细绳的拉力大小分别为、、和、、。则（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设绳子竖直方向的夹角为，由分析可知，绳子和重力的合力提供向心力，即
设轨迹圆的圆心O到悬点B的高度为h，则
解得
由力的合成可知
绳子越长，与竖直方向的夹角越大，所以
故选A。
6. 为美观和经济，许多桥面建成拱形。汽车通过桥顶时，对桥面的压力会减小，过快的汽车将失去控制、无法转向，造成安全隐患，故拱形桥上都会有限速标志。设汽车对桥面的压力是其重力的0.6倍时，其速度就是限速标志对应的速度，桥顶圆弧对应的半径为130m，则该限速标志所示速度约为（取）（ ）
A 36km/hB. 54km/hC. 60km/hD. 80km/h
【答案】D
【解析】
【详解】在最高点对汽车受力分析，根据牛顿第二定律可知
由于桥面对汽车支持力与汽车对桥面的压力大小相等，
联立解得
该限速标志所示速度约为80km/h。
故选B。
7. 2022年1月22日，我国实践21号卫星（SJ-21）将一颗失效的北斗导航卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了航天器稀少的更高的“墓地轨道"上。拖拽时，航天器先在P点加速进入转移轨道，而后在Q点加速进入墓地轨道。如图所示，此举标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行，在该过程中，航天器（ ）
A. 在同步轨道上运动的周期小于在转移轨道上运动的周期
B. 在同步轨道上运动的角速度小于在墓地轨道上运动的角速度
C. 在转移轨道上经过Q点的速度大于在墓地轨道上经过Q点的速度
D. 在同步轨道上经过P点的加速度大于在转移轨道上经过P点的加速度
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据开普勒第三定律可知，在同步轨道上运动的周期小于在转移轨道上运动的周期，故A正确；
B．根据万有引力提供向心力有
得
由于同步轨道的半径小于墓地轨道的半径，则在同步轨道上运动的角速度大于在墓地轨道上运动的角速度，故B错误；
C．航天器在Q点经过加速才能进入墓地轨道，所以在转移轨道上经过Q点的速度小于在墓地轨道上经过Q点的速度，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可知
由于、、都相等，所以在同步轨道上经过P点的加速度等于在转移轨道上经过P点的加速度，故D错误。
故选A。
墓地轨道
8. 关于下列四幅图中的情境（均不计空气阻力），说法正确的是（ ）
A. 甲图中，在倾斜的滑雪轨道上下滑过程中，运动员机械能守恒
B. 乙图中，孔明灯点燃后在空中加速上升过程，机械能守恒
C. 丙图中，被运动员掷出的铅球在飞行过程中，铅球的机械能守恒
D. 丁图中，接触蹦床向下运动到最低点的过程中，运动员机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲图中，在倾斜的滑雪轨道上下滑过程中，轨道摩擦力对运动员做负功，运动员的机械能减少，A错误；
B．乙图中，孔明灯点燃后在空中加速上升过程，孔明灯的动能和重力势能都增加，孔明灯的机械能增加，B错误；
C．丙图中，被运动员掷出的铅球在飞行过程中，铅球只受重力作用，只有重力对铅球做功，铅球的机械能守恒，C准确；
D．丁图中，接触蹦床向下运动到最低点的过程中，蹦床弹力对运动员做负功，运动员的机械能减少，D错误。
故选C。
9. 质量的小球，从距桌面高的A点下落到地面的B点，桌面高，，以下判断正确的是（ ）
A. 以地面为零势能面，小球在A点的重力势能为1J
B. 以桌面为零势能面，小球在B点的重力势能为0.8J
C. 整个下落过程中小球重力做功1.8J
D. 整个下落过程中小球重力势能变化了1J
【答案】C
【解析】
【详解】A．以地面为零势能面，小球在A点的重力势能为
故A错误；
B．以桌面为零势能面，小球在B点的重力势能为
故B错误；
C．整个下落过程中小球重力做功为
故C正确；
D．整个下落过程中小球重力势能变化了
故D错误。
故选C。
10. 图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量，，则下列说法中错误的是（ ）
A. 发生险情处离地面的高度为
B. 时重力的功率为
C. 整个过程中工人重力做功为
D. 时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图像与横轴围成的面积等于位移，则有
可知发生险情处离地面的高度为，A说法正确，不满足题意要求；
B．时重力的功率为
B说法正确，不满足题意要求；
C．整个过程中工人重力做功为
C说法错误，满足题意要求；
D．工人在内向下做匀减速直线运动，工人的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得
时工人的速度为
时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
D说法正确，不满足题意要求；
故选C。
11. 如图，某同学把质量为的足球从水平地面踢出，足球达到最高点时速度为，离地高度为。不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 该同学踢球时对足球做功
B. 足球上升过程重力做功
C. 该同学踢球时对足球做功
D. 足球上升过程克服重力做功
【答案】C
【解析】
【详解】AC．由动能定理可得
解得该同学踢球时对足球做功
故C正确，A错误；
BD．足球上升过程重力做功
则足球上升过程克服重力做功，故BD错误。
故选C。
12. 如图所示．质量的物体在斜向下的推力作用下，沿水平面以的速度匀速前进，已知F与水平方向的夹角，重力加速度，则
A. 推力F做的功为100J
B. 推力F的功率为100W
C. 物体克服摩擦力做功为50J
D. 物体与水平面间的动摩擦因数为
【答案】D
【解析】
【详解】推力做功，故A错误；，故B错误；匀速，说明克服摩擦力做功等于拉力做功，为，故C错误；根据受力分析力的平衡条件知，解得，故D正确；故选D．
13. 如图所示为某中学科技小组制作利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若质量为的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶,经过时间前进的距离为,且速度达到最大值.设这一过程中电动机的功率恒为,小车所受阻力恒为,那么这段时间内( )
A. 小车做匀加速运动
B. 小车受到的牵引力逐渐增大
C. 小车受到的合外力所做的功为
D. 小车受到的牵引力做的功为
【答案】D
【解析】
【详解】小车电动机的功率恒定,速度不断变大,根据功率与速度关系公式可以知道,牵引力不断减小,根据牛顿第二定律,有 故小车的运动是加速度不断减小的加速运动,故AB错误;对小车启动过程,根据动能定理,有 ,故C错误;根据C可以知道,小车受到的牵引力做的功为 故D正确；故选D
二、多项选择题（本题共3小题，共1。在每题给出的四个选项中有多个选项满足题意，全部选对得4分，选对但不全得，有错选或者不答的不得分）
14. 质量为2t的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示．从t1时刻起牵引力的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为2000N，图中v1=10m/s，t1=5s，t2=55s，则（ ）
A. 0-t1时间内，汽车牵引力为6000N
B. t1-t2时间内，汽车功率为60kW
C. 汽车运动的最大速度为20m/s
D. 0-t2时间内，汽车位移为1125m
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．汽车在0-t1时间内的加速度为
根据牛顿第二定律
代入数据解得
F=6000N
故A正确；
B．在t1-t2时间汽车的功率保持不变，可得汽车的额定功率为
故B正确；
C．汽车运动的最大速度为
故C错误；
D．0-t1时间内，汽车运动的位移为
在t1-t2时间汽车的位移为
代入数据解得
所以运动的总位移为
故D正确。
故选ABD。
15. 如图甲、乙所示，某公园的两处不同地型的草坪上分别安装了相同的自动旋转喷灌装置。两个喷嘴分别对称的安装固定在水平弯管的两端，当喷嘴将水流水平射出时，水平弯管在水流的反作用下可绕O在水平面内旋转，喷水速度可在限定的最大喷水速度内自动调节。两种情形O点距水平地面的高度相等，图乙情形中水不会喷出坡面范围，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 图甲情形中，喷水速度越大，水在空中的时间越长
B. 图乙情形中，喷水速度越大，水在空中的时间越长
C. 若两种情形喷水速度大小相同，则水能直接喷到的水平距离相等
D. 若甲情形中喷水的最大速度变为原来的2倍，则直接喷到草坪的面积变为原来的4倍
【答案】BD
【解析】
【详解】A．水做平抛运动，图甲情形中，高度一定，则运动时间一定，与喷水速度无关，故A错误；
B．图乙中，根据
解得
图乙情形中，喷水速度越大，水在空中的时间越长，故B正确；
C．甲情形中
乙中
则水能直接喷到的水平距离不一定相同，故C错误；
D．若甲情形中喷水的最大速度加倍
则直接喷到草坪的面积变为4倍，故D正确；
故选BD。
16. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和O点的连线与之间的夹角为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 物块做圆周运动的加速度大小为B. 陶罐对物块的弹力大为2mg
C. 转台转动的角速度大小为D. 物块转动的线速度大小为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．物块的受力情况如图所示。
由上图可知，物块受到的支持力和重力的合力提供物块做圆周运动的向心力，则有
解得
故A项正确；
B．由受力分析可知有
解得
故B项正确；
C．物块做匀速圆周运动，有
由几何关系有
解得
故C项正确；
D．根据角速度与线速度的关系有
解得
故D项错误。
故选ABC。
非选择题部分
三、填空题（共2小题，每空，共1。将正确答案填写在答题卷上，答在试卷上不给分。）
17. 如图所示，某学习小组利用如图所示的实验装置，探究向心力与质量、角速度和半径的关系。
（1）同学们所采用的研究方法是______；
A．类比法 B．科学推理法 C．控制变量法 D．等效替代法。
（2）若皮带套在两个半径相等的塔轮上，且做匀速圆周运动，两侧分别放置铝球和钢球（如题所示），则此时正在研究哪两个物理量之间的关系______。
A．研究向心力与质量之间的关系
B．研究向心力与角速度之间的关系
C．研究向心力与半径之间的关系
D．研究向心力与线速度之间的关系
【答案】 ①. C ②. A
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]同学们所采用的研究方法是控制变量法，故选C；
（2）[2]皮带套在两个半径相等的塔轮上，则角速度相同，铝球和钢球质量不同，转动半径相同，则此时正在研究向心力与质量之间的关系，故选A。
18. 某实验小组让重物带动纸带从静止开始自由下落，利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。
（1）要完成此实验，除了图甲中所示的器材及导线和开关外，还必须选用下列器材中___________（填字母标号）。
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平 D.砝码
（2）如图乙，释放纸带前瞬间，其中实验情景最合理的是___________。
A． B． C．
（3）在某次实验中，质量为0.5kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图丙所示。若纸带相邻两个点之间时间间隔为0.02s，从起点O到打下点B的过程中，重物的重力势能减少量为___________J，此过程中重物动能的增加量为___________J（g取9.8，结果均保留三位有效数字）。
【答案】 ①. AB##BA ②. C ③. 0.343 ④. 0.325
【解析】
【详解】（1）[1]A．要完成此实验，除了图中所示的器材及导线和开关外，还必须选用打点计时器需要用到的交流电源，A正确；
B．测量长度需要用到刻度尺，B正确；
CD．本实验需要验证
即需要验证是否近似等于，故不需要测量重物质量，所以不需要天平、砝码，CD错误。
故选AB。
（2）[2]释放纸带前的瞬间，为了减小实验误差，要用手竖直提起纸带上端，保证提起的纸带处于竖直位置，使重物停靠在打点计时器下方附近，同时纸带要适当长些，便于在纸带上打出更多的点，故选C。
（3）[3]从起点O到打下点B的过程中，重物的重力势能减少量为
[4]打下B点时重物的速度为
故重物动能的增加量为
四、计算题（本题共4小题，共37分。解答时将必要的文字说明、原理式和重要的推演步骤写到答题卷上，写在试卷上不得分。）
19. 如图所示，质量为20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成、大小为60N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，求：
（1）2s内拉力对雪橇做的功是多少？
（2）2s内拉力的平均功率；
（3）2s末拉力的瞬时功率。
【答案】（1）48J；（2）24W；（3）48W
【解析】
【分析】
【详解】（1）2s内雪橇的位移为
拉力对雪橇做的功是
（2）2s内拉力的平均功率
（3） 2s末雪橇的速度为
2s末拉力的瞬时功率
20. 如图所示。被长为的细绳系着的质量为的小球能绕O点在竖直平面内做圆周运动。O点离地面的竖直高度为，如果绳受到的拉力等于小球所受重力的5倍时，绳断裂。求：
（1）小球运动到最低点的速度多大时，绳恰好断裂；
（2）绳断裂小球飞出后，落地点距O点的水平距离为多大；
（3）如果小球在最低点时的速度为，绳对小球的拉力多大。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在最低点，对小球受力分析，由牛顿第二定律
若绳恰好断裂，则
所以，小球运动到最低点的速度为
（2）绳断裂后，由平抛运动知识，竖直方向
水平方向
可得，绳断裂小球飞出后，落地点距O点的水平距离为
（3）在最低点，对小球受力分析，由牛顿第二定律
可得，绳对小球的拉力为
21. 如图所示，在地面上安装一弹射小球装置，装置出口处设置了微小平滑45°转角，现有一小球被初始压缩量为的弹簧弹出后从水平地面上的A点斜向抛出，小球恰好垂直击中竖直墙壁上的P点。已知P点距墙角B点的竖直高度弹簧的弹性势能与其形变量△x的平方成正比（即，弹簧弹射小球时弹性势能全部转化为小球的动能。若微小转角高度不计，小球看成质点，不计一切阻力。求∶
（1）小球从A点抛出到击中P点的时间t；
（2）AB间的水平距离xAB；
（3）若要小球从A点抛出后直接击中B点，求弹簧初始的压缩量。
【答案】（1）0.4s；（2）1.6m；（3）
【解析】
【详解】（1）在小球抛出后，竖直方向上小球做匀变速运动
解得
（2）由于在抛出时的速度角为，因此有
根据竖直方向
所以水平位移
（3）若小球击中B点，对斜抛运动分解可得
同时由于抛出时速度角不变，仍满足
消去方程组中的t有
所以
根据动能定理，抛出时的动能与此前弹簧压缩时弹性势能相等，又由，因此有
所以
22. 如图所示，在距地面上方的光滑水平台面上，质量为的物块左侧压缩一个轻质弹簧，弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接，使物静止在O点。水平台面右侧有一倾角为的光滑斜面，半径分别为和的两个光滑圆形轨道固定在粗糙的水平地面上，且两圆轨道分别与水平面相切于C、E两点，两圆最高点分别为D、F。现剪断细线，已知弹簧弹性势能为，弹簧的弹性势能全部转化为物块的动能，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入光滑斜面上，运动至B点后（在B点无能量损失）沿粗糙的水平面从C点进入光滑竖直圆轨道且通过最高点D，已知物块与水平面间的动摩擦因数，AB长度，BC距离，，已知：，。
（1）求水平台面的高度；
（2）求物块经过D点时对圆轨道的压力；
（3）为了让物块能从E点进入圆轨道且不脱离轨道，则C、E间的距离应满足什么条件？
【答案】（1）；（2），方向竖直向上；（3）或
【解析】
【详解】（1）剪断细线，弹簧的弹性势能全部转化为物块的动能，则有
解得
物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入光滑斜面上，则有
解得
则台面到A点的高度为
水平台面的高度为
（2）物块从离开水平台面到经过D点过程，根据动能定理可得
解得
物块经过D点时，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，物块经过D点时对圆轨道压力大小为，方向竖直向上。
（3）设物体刚好能到达点，从到的过程，根据动能定理可得
解得
设物体经过点后刚好到达圆心等高处，根据动能定理可得
解得
设物体经过点后刚好经过最高点F，则有
根据动能定理可得
联立解得
为了让物块能从E点进入圆轨道且不脱离轨道，则C、E间的距离应满足
或
考生须知：
1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4.考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个选项符合题目要求，不选、错选、多选均不得分。）
1. 下列国际单位制中表示能量单位的是（ ）
A. kg·m2/s2B. kg·m/s2C. WD. J/s
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．因为1kg·m2/s2=1kg·m/s2∙m=1N∙m=1J，A正确；
B．因为1kg·m/s2=1N，B错误；
C．W是功率单位，C错误；
D．1J/s=1W是功率单位，D错误。
故选A。
2. 在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法错误的是（ ）
A. 开普勒总结出行星运动的三个规律，被誉为“天空立法者”
B. 牛顿是经典物理学的奠基人，著有巨作《自然哲学的数学原理》，被誉为“经典物理学之父”
C. 胡克最早提出了引力大小与距离平方成反比的猜想，是万有引力定律的提出者
D. 卡文迪什通过扭秤实验第一次测出了引力常量的值，被誉为“第一个称量地球的人”
【答案】C
【解析】
【详解】A．德国杰出的天文学家、物理学家、数学家开普勤在丹麦天文学家第谷积累的大量天文观测记录基础上通过研究发现了行星运动的三大定律，首次对行星运动规律做出了准确的描述，被誉为“天空立法者”，故A正确；不符题意；
B．牛顿的巨作《自然哲学的数学原理》，开辟了大科学时代、牛顿是最有影响的科学家，被誉为“经典物理学之父”，故B正确；不符题意；
C．英国科学家胡克发现了胡克定律，提出了关于“太阳对行星的吸引力与行星到太阳的距离的平方成反比”的猜想，万有引力定律是牛顿首先提出来的，故C错误；符合题意；
D．卡文迪什通过实验推算出来引力常量的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人，故D正确，不符题意。
本题选不正确的，故选C。
3. 假设“天和核心舱”在离开地面飞向太空时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】“天和核心舱” 沿曲线从M点向N点飞行的过程中，做曲线运动，速度逐渐减小，故合力指向凹侧，且合力与速度的方向的夹角要大于，故ABD错误，C正确。
故选C。
4. 如图所示，两个小球从水平地面上方同一点O分别以初速度，、，水平抛出，落在地面上的位置分别是，是O在地面上的竖直投影，且，若不计空气阻力，则两小球（ ）
A. 抛出的初速度大小之比为
B. 下落时间之比为
C. 落地速度大小之比为
D. 落地速度与水平地面夹角的正切值之比为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据题意，竖直方向上，由可得
可知，由于下落高度相同，则下落时间相同，由可得
由于水平位移
可得抛出的初速度大小之比为，故AB错误；
CD．根据题意，结合分析，设小球的初速度为，则小球的初速度为，竖直方向上，由可得，两球落地时，竖直分速度相等，则落地速度为
则小球A的落地速度为
小球B的落地速度为
由于不知道竖直分速度的大小，不可求落地速度大小之比，落地速度与水平地面夹角的正切值为
则落地速度与水平地面夹角的正切值之比为
故C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，可视为质点的小球用轻质细绳悬挂于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动。现仅增加绳长，保持轨迹圆的圆心O到悬点B的高度不变，小球仍在水平面内做匀速圆周运动。增加绳长前后小球运动的角速度、加速度以及所受细绳的拉力大小分别为、、和、、。则（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设绳子竖直方向的夹角为，由分析可知，绳子和重力的合力提供向心力，即
设轨迹圆的圆心O到悬点B的高度为h，则
解得
由力的合成可知
绳子越长，与竖直方向的夹角越大，所以
故选A。
6. 为美观和经济，许多桥面建成拱形。汽车通过桥顶时，对桥面的压力会减小，过快的汽车将失去控制、无法转向，造成安全隐患，故拱形桥上都会有限速标志。设汽车对桥面的压力是其重力的0.6倍时，其速度就是限速标志对应的速度，桥顶圆弧对应的半径为130m，则该限速标志所示速度约为（取）（ ）
A 36km/hB. 54km/hC. 60km/hD. 80km/h
【答案】D
【解析】
【详解】在最高点对汽车受力分析，根据牛顿第二定律可知
由于桥面对汽车支持力与汽车对桥面的压力大小相等，
联立解得
该限速标志所示速度约为80km/h。
故选B。
7. 2022年1月22日，我国实践21号卫星（SJ-21）将一颗失效的北斗导航卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了航天器稀少的更高的“墓地轨道"上。拖拽时，航天器先在P点加速进入转移轨道，而后在Q点加速进入墓地轨道。如图所示，此举标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行，在该过程中，航天器（ ）
A. 在同步轨道上运动的周期小于在转移轨道上运动的周期
B. 在同步轨道上运动的角速度小于在墓地轨道上运动的角速度
C. 在转移轨道上经过Q点的速度大于在墓地轨道上经过Q点的速度
D. 在同步轨道上经过P点的加速度大于在转移轨道上经过P点的加速度
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据开普勒第三定律可知，在同步轨道上运动的周期小于在转移轨道上运动的周期，故A正确；
B．根据万有引力提供向心力有
得
由于同步轨道的半径小于墓地轨道的半径，则在同步轨道上运动的角速度大于在墓地轨道上运动的角速度，故B错误；
C．航天器在Q点经过加速才能进入墓地轨道，所以在转移轨道上经过Q点的速度小于在墓地轨道上经过Q点的速度，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可知
由于、、都相等，所以在同步轨道上经过P点的加速度等于在转移轨道上经过P点的加速度，故D错误。
故选A。
墓地轨道
8. 关于下列四幅图中的情境（均不计空气阻力），说法正确的是（ ）
A. 甲图中，在倾斜的滑雪轨道上下滑过程中，运动员机械能守恒
B. 乙图中，孔明灯点燃后在空中加速上升过程，机械能守恒
C. 丙图中，被运动员掷出的铅球在飞行过程中，铅球的机械能守恒
D. 丁图中，接触蹦床向下运动到最低点的过程中，运动员机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲图中，在倾斜的滑雪轨道上下滑过程中，轨道摩擦力对运动员做负功，运动员的机械能减少，A错误；
B．乙图中，孔明灯点燃后在空中加速上升过程，孔明灯的动能和重力势能都增加，孔明灯的机械能增加，B错误；
C．丙图中，被运动员掷出的铅球在飞行过程中，铅球只受重力作用，只有重力对铅球做功，铅球的机械能守恒，C准确；
D．丁图中，接触蹦床向下运动到最低点的过程中，蹦床弹力对运动员做负功，运动员的机械能减少，D错误。
故选C。
9. 质量的小球，从距桌面高的A点下落到地面的B点，桌面高，，以下判断正确的是（ ）
A. 以地面为零势能面，小球在A点的重力势能为1J
B. 以桌面为零势能面，小球在B点的重力势能为0.8J
C. 整个下落过程中小球重力做功1.8J
D. 整个下落过程中小球重力势能变化了1J
【答案】C
【解析】
【详解】A．以地面为零势能面，小球在A点的重力势能为
故A错误；
B．以桌面为零势能面，小球在B点的重力势能为
故B错误；
C．整个下落过程中小球重力做功为
故C正确；
D．整个下落过程中小球重力势能变化了
故D错误。
故选C。
10. 图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量，，则下列说法中错误的是（ ）
A. 发生险情处离地面的高度为
B. 时重力的功率为
C. 整个过程中工人重力做功为
D. 时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图像与横轴围成的面积等于位移，则有
可知发生险情处离地面的高度为，A说法正确，不满足题意要求；
B．时重力的功率为
B说法正确，不满足题意要求；
C．整个过程中工人重力做功为
C说法错误，满足题意要求；
D．工人在内向下做匀减速直线运动，工人的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得
时工人的速度为
时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
D说法正确，不满足题意要求；
故选C。
11. 如图，某同学把质量为的足球从水平地面踢出，足球达到最高点时速度为，离地高度为。不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 该同学踢球时对足球做功
B. 足球上升过程重力做功
C. 该同学踢球时对足球做功
D. 足球上升过程克服重力做功
【答案】C
【解析】
【详解】AC．由动能定理可得
解得该同学踢球时对足球做功
故C正确，A错误；
BD．足球上升过程重力做功
则足球上升过程克服重力做功，故BD错误。
故选C。
12. 如图所示．质量的物体在斜向下的推力作用下，沿水平面以的速度匀速前进，已知F与水平方向的夹角，重力加速度，则
A. 推力F做的功为100J
B. 推力F的功率为100W
C. 物体克服摩擦力做功为50J
D. 物体与水平面间的动摩擦因数为
【答案】D
【解析】
【详解】推力做功，故A错误；，故B错误；匀速，说明克服摩擦力做功等于拉力做功，为，故C错误；根据受力分析力的平衡条件知，解得，故D正确；故选D．
13. 如图所示为某中学科技小组制作利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若质量为的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶,经过时间前进的距离为,且速度达到最大值.设这一过程中电动机的功率恒为,小车所受阻力恒为,那么这段时间内( )
A. 小车做匀加速运动
B. 小车受到的牵引力逐渐增大
C. 小车受到的合外力所做的功为
D. 小车受到的牵引力做的功为
【答案】D
【解析】
【详解】小车电动机的功率恒定,速度不断变大,根据功率与速度关系公式可以知道,牵引力不断减小,根据牛顿第二定律,有 故小车的运动是加速度不断减小的加速运动,故AB错误;对小车启动过程,根据动能定理,有 ,故C错误;根据C可以知道,小车受到的牵引力做的功为 故D正确；故选D
二、多项选择题（本题共3小题，共1。在每题给出的四个选项中有多个选项满足题意，全部选对得4分，选对但不全得，有错选或者不答的不得分）
14. 质量为2t的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示．从t1时刻起牵引力的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为2000N，图中v1=10m/s，t1=5s，t2=55s，则（ ）
A. 0-t1时间内，汽车牵引力为6000N
B. t1-t2时间内，汽车功率为60kW
C. 汽车运动的最大速度为20m/s
D. 0-t2时间内，汽车位移为1125m
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．汽车在0-t1时间内的加速度为
根据牛顿第二定律
代入数据解得
F=6000N
故A正确；
B．在t1-t2时间汽车的功率保持不变，可得汽车的额定功率为
故B正确；
C．汽车运动的最大速度为
故C错误；
D．0-t1时间内，汽车运动的位移为
在t1-t2时间汽车的位移为
代入数据解得
所以运动的总位移为
故D正确。
故选ABD。
15. 如图甲、乙所示，某公园的两处不同地型的草坪上分别安装了相同的自动旋转喷灌装置。两个喷嘴分别对称的安装固定在水平弯管的两端，当喷嘴将水流水平射出时，水平弯管在水流的反作用下可绕O在水平面内旋转，喷水速度可在限定的最大喷水速度内自动调节。两种情形O点距水平地面的高度相等，图乙情形中水不会喷出坡面范围，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 图甲情形中，喷水速度越大，水在空中的时间越长
B. 图乙情形中，喷水速度越大，水在空中的时间越长
C. 若两种情形喷水速度大小相同，则水能直接喷到的水平距离相等
D. 若甲情形中喷水的最大速度变为原来的2倍，则直接喷到草坪的面积变为原来的4倍
【答案】BD
【解析】
【详解】A．水做平抛运动，图甲情形中，高度一定，则运动时间一定，与喷水速度无关，故A错误；
B．图乙中，根据
解得
图乙情形中，喷水速度越大，水在空中的时间越长，故B正确；
C．甲情形中
乙中
则水能直接喷到的水平距离不一定相同，故C错误；
D．若甲情形中喷水的最大速度加倍
则直接喷到草坪的面积变为4倍，故D正确；
故选BD。
16. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和O点的连线与之间的夹角为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 物块做圆周运动的加速度大小为B. 陶罐对物块的弹力大为2mg
C. 转台转动的角速度大小为D. 物块转动的线速度大小为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．物块的受力情况如图所示。
由上图可知，物块受到的支持力和重力的合力提供物块做圆周运动的向心力，则有
解得
故A项正确；
B．由受力分析可知有
解得
故B项正确；
C．物块做匀速圆周运动，有
由几何关系有
解得
故C项正确；
D．根据角速度与线速度的关系有
解得
故D项错误。
故选ABC。
非选择题部分
三、填空题（共2小题，每空，共1。将正确答案填写在答题卷上，答在试卷上不给分。）
17. 如图所示，某学习小组利用如图所示的实验装置，探究向心力与质量、角速度和半径的关系。
（1）同学们所采用的研究方法是______；
A．类比法 B．科学推理法 C．控制变量法 D．等效替代法。
（2）若皮带套在两个半径相等的塔轮上，且做匀速圆周运动，两侧分别放置铝球和钢球（如题所示），则此时正在研究哪两个物理量之间的关系______。
A．研究向心力与质量之间的关系
B．研究向心力与角速度之间的关系
C．研究向心力与半径之间的关系
D．研究向心力与线速度之间的关系
【答案】 ①. C ②. A
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]同学们所采用的研究方法是控制变量法，故选C；
（2）[2]皮带套在两个半径相等的塔轮上，则角速度相同，铝球和钢球质量不同，转动半径相同，则此时正在研究向心力与质量之间的关系，故选A。
18. 某实验小组让重物带动纸带从静止开始自由下落，利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。
（1）要完成此实验，除了图甲中所示的器材及导线和开关外，还必须选用下列器材中___________（填字母标号）。
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平 D.砝码
（2）如图乙，释放纸带前瞬间，其中实验情景最合理的是___________。
A． B． C．
（3）在某次实验中，质量为0.5kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图丙所示。若纸带相邻两个点之间时间间隔为0.02s，从起点O到打下点B的过程中，重物的重力势能减少量为___________J，此过程中重物动能的增加量为___________J（g取9.8，结果均保留三位有效数字）。
【答案】 ①. AB##BA ②. C ③. 0.343 ④. 0.325
【解析】
【详解】（1）[1]A．要完成此实验，除了图中所示的器材及导线和开关外，还必须选用打点计时器需要用到的交流电源，A正确；
B．测量长度需要用到刻度尺，B正确；
CD．本实验需要验证
即需要验证是否近似等于，故不需要测量重物质量，所以不需要天平、砝码，CD错误。
故选AB。
（2）[2]释放纸带前的瞬间，为了减小实验误差，要用手竖直提起纸带上端，保证提起的纸带处于竖直位置，使重物停靠在打点计时器下方附近，同时纸带要适当长些，便于在纸带上打出更多的点，故选C。
（3）[3]从起点O到打下点B的过程中，重物的重力势能减少量为
[4]打下B点时重物的速度为
故重物动能的增加量为
四、计算题（本题共4小题，共37分。解答时将必要的文字说明、原理式和重要的推演步骤写到答题卷上，写在试卷上不得分。）
19. 如图所示，质量为20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成、大小为60N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，求：
（1）2s内拉力对雪橇做的功是多少？
（2）2s内拉力的平均功率；
（3）2s末拉力的瞬时功率。
【答案】（1）48J；（2）24W；（3）48W
【解析】
【分析】
【详解】（1）2s内雪橇的位移为
拉力对雪橇做的功是
（2）2s内拉力的平均功率
（3） 2s末雪橇的速度为
2s末拉力的瞬时功率
20. 如图所示。被长为的细绳系着的质量为的小球能绕O点在竖直平面内做圆周运动。O点离地面的竖直高度为，如果绳受到的拉力等于小球所受重力的5倍时，绳断裂。求：
（1）小球运动到最低点的速度多大时，绳恰好断裂；
（2）绳断裂小球飞出后，落地点距O点的水平距离为多大；
（3）如果小球在最低点时的速度为，绳对小球的拉力多大。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在最低点，对小球受力分析，由牛顿第二定律
若绳恰好断裂，则
所以，小球运动到最低点的速度为
（2）绳断裂后，由平抛运动知识，竖直方向
水平方向
可得，绳断裂小球飞出后，落地点距O点的水平距离为
（3）在最低点，对小球受力分析，由牛顿第二定律
可得，绳对小球的拉力为
21. 如图所示，在地面上安装一弹射小球装置，装置出口处设置了微小平滑45°转角，现有一小球被初始压缩量为的弹簧弹出后从水平地面上的A点斜向抛出，小球恰好垂直击中竖直墙壁上的P点。已知P点距墙角B点的竖直高度弹簧的弹性势能与其形变量△x的平方成正比（即，弹簧弹射小球时弹性势能全部转化为小球的动能。若微小转角高度不计，小球看成质点，不计一切阻力。求∶
（1）小球从A点抛出到击中P点的时间t；
（2）AB间的水平距离xAB；
（3）若要小球从A点抛出后直接击中B点，求弹簧初始的压缩量。
【答案】（1）0.4s；（2）1.6m；（3）
【解析】
【详解】（1）在小球抛出后，竖直方向上小球做匀变速运动
解得
（2）由于在抛出时的速度角为，因此有
根据竖直方向
所以水平位移
（3）若小球击中B点，对斜抛运动分解可得
同时由于抛出时速度角不变，仍满足
消去方程组中的t有
所以
根据动能定理，抛出时的动能与此前弹簧压缩时弹性势能相等，又由，因此有
所以
22. 如图所示，在距地面上方的光滑水平台面上，质量为的物块左侧压缩一个轻质弹簧，弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接，使物静止在O点。水平台面右侧有一倾角为的光滑斜面，半径分别为和的两个光滑圆形轨道固定在粗糙的水平地面上，且两圆轨道分别与水平面相切于C、E两点，两圆最高点分别为D、F。现剪断细线，已知弹簧弹性势能为，弹簧的弹性势能全部转化为物块的动能，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入光滑斜面上，运动至B点后（在B点无能量损失）沿粗糙的水平面从C点进入光滑竖直圆轨道且通过最高点D，已知物块与水平面间的动摩擦因数，AB长度，BC距离，，已知：，。
（1）求水平台面的高度；
（2）求物块经过D点时对圆轨道的压力；
（3）为了让物块能从E点进入圆轨道且不脱离轨道，则C、E间的距离应满足什么条件？
【答案】（1）；（2），方向竖直向上；（3）或
【解析】
【详解】（1）剪断细线，弹簧的弹性势能全部转化为物块的动能，则有
解得
物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入光滑斜面上，则有
解得
则台面到A点的高度为
水平台面的高度为
（2）物块从离开水平台面到经过D点过程，根据动能定理可得
解得
物块经过D点时，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，物块经过D点时对圆轨道压力大小为，方向竖直向上。
（3）设物体刚好能到达点，从到的过程，根据动能定理可得
解得
设物体经过点后刚好到达圆心等高处，根据动能定理可得
解得
设物体经过点后刚好经过最高点F，则有
根据动能定理可得
联立解得
为了让物块能从E点进入圆轨道且不脱离轨道，则C、E间的距离应满足
或
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