2025北京通州区高三上学期11月期中物理试题含解析

这是一份2025北京通州区高三上学期11月期中物理试题含解析，共33页。
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 如图甲所示，在一根固定不动的树枝上，小鸟有时停在A点，有时停在B点。图乙为该现象的简化图，对于这两个点，下列说法正确的是（ ）
A. 小鸟站在A点时受到的支持力较小
B. 小鸟站在A点时受到的摩擦力较小
C. 小鸟站在A点时受到树枝的作用力较小
D. 小鸟站在A点时受到树枝的作用力方向为垂直树枝斜向上
2. 利用落体运动规律可估测人的反应时间。如图，甲同学捏住直尺顶端，使直尺保持竖直状态，乙同学用一只手在直尺0刻线位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。当乙看到甲放开直尺后立即捏住直尺。若乙捏住位置的刻度为h，下列说法正确的是（ ）
A. h越大，说明反应时间越短
B. 乙同学反应时间越长，要捏住尺子时，尺子下落的速度越大
C. 若乙同学手指张开的角度太大，则测得的乙同学的反应时间偏小
D. 若以相等的时间间隔在该直尺的另一面重新标记出表示反应时间的刻度线，则时间刻度线在直尺上的分布是均匀的
3. 某同学在实验室做了如图所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为，g取，则小球开始下落的位置距光电门的距离约为（ ）
A. B. C. D.
4. 利用速度传感器与计算机结合，可以自动做出物体速度v随时间t的变化图像。若某次实验中获得的图像如图所示，由此可以推断该物体在（ ）
A. 时速度的方向发生了变化
B. 时加速度的方向发生了变化
C. 时的速率大于时的速率
D. 内的位移为
5. “歼20”是我国自行研制的第五代隐身战斗机，其作战性能位居世界前列。如图所示，在2023珠海航展上表演中，“歼20”先水平向右，再沿曲线ab向上，最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。当战机沿ab段曲线飞行时，下列说法正确的是（ ）
A. 加速度大小为零
B. 所受合外力方向竖直向上
C. 水平方向的分速度不变
D. 竖直方向的分速度逐渐增大
6. 光滑水平面上有原来静止的斜劈B，B的斜面也是光滑的。现在把物体A从斜面顶端由静止释放，如图所示，在A从斜面上滑下来的过程中，对于A和B组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A. 机械能守恒，动量守恒
B. 机械能不守恒，动量守恒
C. 机械能守恒，动量不守恒
D. 机械能不守恒，动量不守恒
7. 一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为。当波源质点处于其平衡位置上方且向上运动时，介质中平衡位置坐标的质点所处位置及运动情况是（ ）
A. 在其平衡位置下方且向上运动
B. 在其平衡位置下方且向下运动
C. 在其平衡位置上方且向上运动
D. 在其平衡位置上方且向下运动
8. 用细线悬挂一小球，保持摆线长度一定，选项A、B两种情况下小球做振幅不同的单摆运动，选项C、D两种情况下小球做高度不同的圆锥摆运动，则四种情况中周期最短的是（ ）
A. B. C. D.
9. 如图所示，两个质量均为m长方体木块A、B叠放在水平地面上，A、B间及B、地面间的动摩擦因数均为。B木块受到一个水平方向的拉力F，但仍然保持静止。已知当地重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. A木块受到的静摩擦力方向与拉力F的方向相同
B. B木块受到4个力的作用
C. B与地面间的摩擦力大小为
D. 若想拉动B木块，拉力F应大于
10. 如图所示，为研究平抛运动的实验装置，金属小球A、B完全相同。用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开自由下落。图中虚线1、2分别代表离地高度不同的两个水平面，下列说法正确的是（ ）
A. 该实验说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
B. 只改变小锤的打击力度，两球的落地时间仍相等
C. 两球从水平面1到2的过程，B球动量变化量比A球大
D. 两球从水平面1到2的过程，B球动量变化量比A球小
11. 流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积。水电站常用水库出水管道处水流的动能发电。如图所示，出水管道的直径与管道到水库水面高度H相比很小，管道截面积为S，出水管道水平，出水口距地面的高度为，水的密度为。假设液体不可压缩并忽略流体各部分由于相对运动出现的黏滞力和水库液面高度的变化，水离开管口后在空中做平抛运动，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 出水口处水流的流速大小为
B. 出水管道的流量为
C. 离开管口后在空中水的体积为
D. 水流稳定时、出水口距地面间水柱的机械能为
12. 如图甲所示质量为m的同学在一次体育课上练习从高h的箱子上跳到地面，最终直立静止于地面。该同学所受地面支持力大小F随时间t变化的关系如图乙所示，此过程中最大速度为v，不计该同学离开箱子的初速度和空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 在时刻该同学的速度最大
B. 在过程中，该同学的重心位置在上升
C. 在过程中，该同学先超重再失重
D. 在过程中，地面对该同学所做的功为
13. 如图所示，将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力（约为1.84，约为0.54），下列说法正确的是（ ）
A. 火星绕太阳公转的周期约为0.54年
B. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行
C. 地球和火星出现相对速度最大的最短时间间隔约为2.2年
D. 火星、地球分别与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
14. 物理实验过程中的测量结果既要表示出数值，也要有相应的计量单位。根据国际单位制的定义，光速c的数值约为。设想一种新的单位制，其基本单位是这样选取的：时间单位为秒，长度单位的选取使得光速c的数值为1。在这种单位制中的1长度单位相当于（ ）
A. B.
C. D.
第二部分
本部分共6题，共58分。
15. 按要求填空：
（1）某同学用游标卡尺测小球直径，结果如图1所示，则小球直径为________。
（2）“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图2所示。关于本实验，下列说法正确的是________。（填选项前的字母）。
A. 拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同
B. 记录拉力方向时用铅笔贴着细线画直线表示
C. 测量时，弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D. 测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
（3）某同学用图3装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。首先，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同拉力下伸长的长度。弹簧的弹力等于钩码对弹簧的拉力。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系。根据实验数据，在坐标纸上描点，作出图像，如图4所示。由图像可求出弹簧的劲度系数为________。若图3中的标尺没有在竖直方向，则会造成弹簧劲度系数的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
16. 某实验小组利用如图1所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”。
（1）关于该实验的操作，正确的是________。（填选项前的字母）
A. 实验前，先把木板右端垫高，使小车在细线拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力
B. 拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行
C. 实验时先将小车从图示位置释放，再接通电源
D. 平衡阻力后，每次小车上增减钩码时不需要再次平衡阻力
（2）在图1所示装置中，打点计时器的打点频率为，实验中得到一条纸带，在纸带上从A点开始，每隔4个点取一个计数点，分别为B、C、D、E、F，如图2所示，相邻两计数点间的距离分别为、、、、，则小车的加速度为________。
（3）当保持槽码的重力不变，研究加速度随质量变化的关系时，得到的数据如下表所示。图3中有两张坐标纸分别选取了不同的坐标系，请选择可以更好地处理数据的那组坐标系，在相应的图中标出实验序号为6的那组数据点，并画出图线________。
（4）在探究加速度与力关系时，某同学把槽码所受的总重力当作小车受到的拉力。他在实验中得到了如图4所示的曲线OC，于是他利用最初的几组数据拟合了一条直线OP。过曲线OC上的Q点，他又作了一条与纵轴平行的直线，该直线和这两条图线以及横轴的交点分别为Q、P、N，此时，小车与车上钩码总质量为M，槽码的总质量为m，他猜想线段PN与QN的长度满足：，该同学的猜想是否正确________，理由是：____________。
17. 如图所示，一个质量的遥控小车以的速度，正沿水平轨道做匀速直线运动。在时刻开始制动做匀减速直线运动，在时恰好减速为0。在这内：
（1）小车受到的阻力大小f；
（2）阻力对小车的冲量大小I；
（3）阻力对小车做的功W。
18. 如图所示，一根长为L不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系有一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动。已知重力加速度为g，忽略空气阻力的影响。若小球经过圆周最高点A点时速度大小，求：
（1）此时绳子对小球施加拉力的大小；
（2）小球经过圆周最低点B点时的速度大小；
（3）小球从A点运动至最低点B点过程中，其所受合外力的冲量大小I。
19. 北京时间2024年6月4日7时38分，嫦娥六号着陆器上的上升器携带月球样品自月球背面起飞，成功将上升器送入预定环月轨道。6月6日14时48分，嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体（简称“组合体”）完成月球轨道的交会对接。已知上升器（含样品）的总质量为m，月球质量为M，月球的半径R，组合体到月球中心的距离为r，引力常量为G，忽略月球的自转。
（1）求月球表面的重力加速度大小g；
（2）月球表面没有大气层。上升器从着陆器上发射时，通过推进剂燃烧产生高温高压气体，从尾部向下喷出而获得动力。若发射之初上升器加速度大小为a，方向竖直向上，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体对上升器的作用力大小F；
（3）取上升器与月球相距无穷远时引力势能为零，它们距离为r时，引力势能为，求上升器从月球表面返回并与组合体成功对接所需要的最少能量E。
20. 宇宙尘埃有很大的科研价值，某卫星携带的收集装置如图a所示。如图b所示为质量为M的卫星以速度飞向一颗静止的尘埃，如图c所示为尘埃被收集装置撞击后嵌入其中的情景，该尘埃的质量为（因，故卫星速度视为不变），问：
（1）该尘埃被卫星收集过程中的动量变化量大小；
（2）该尘埃在收集装置中嵌入深度为L，则其在被收集过程中受到的作用力F大小是多少？（假设此过程中作用力大小不变）
（3）卫星继续以速度进入一个尘埃区，尘埃区每单位体积空间有n颗尘埃，尘埃的平均质量为，已知卫星正面面积为S，由于大量尘埃与卫星碰撞后均附着在卫星上，卫星速度会受到影响，为了保持卫星原有的飞行速度，卫星推进器需要增加多大推力？
通州区2024-2025学年第一学期高三年级期中质量检测
物理试卷
本试卷共10页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 如图甲所示，在一根固定不动的树枝上，小鸟有时停在A点，有时停在B点。图乙为该现象的简化图，对于这两个点，下列说法正确的是（ ）
A. 小鸟站在A点时受到的支持力较小
B. 小鸟站在A点时受到的摩擦力较小
C. 小鸟站在A点时受到树枝的作用力较小
D. 小鸟站在A点时受到树枝的作用力方向为垂直树枝斜向上
【答案】B
【解析】
【详解】CD．小鸟停在树枝不同的位置，树枝与水平面间的夹角不同，越靠上角度越大，对其进行受力分析，小鸟受重力、支持力、静摩擦力三个力，由于小鸟静止，所受合外力为零，由于支持力和静摩擦力都来源于树枝，故树枝对小鸟的作用力为支持力和摩擦力的合力，树枝对小鸟的作用力与小鸟所受重力大小相等，方向相反，即小鸟受到树枝的作用力大小相同，方向竖直向上，CD错误；
AB．设A点树枝与水平面的夹角为，则有
因为小鸟站在A点时倾角较小，则在A点小鸟所受支持力较大，静摩擦力较小， A错误，B正确；
故选B。
2. 利用落体运动规律可估测人的反应时间。如图，甲同学捏住直尺顶端，使直尺保持竖直状态，乙同学用一只手在直尺0刻线位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。当乙看到甲放开直尺后立即捏住直尺。若乙捏住位置的刻度为h，下列说法正确的是（ ）
A. h越大，说明反应时间越短
B. 乙同学反应时间越长，要捏住尺子时，尺子下落的速度越大
C. 若乙同学手指张开的角度太大，则测得的乙同学的反应时间偏小
D. 若以相等的时间间隔在该直尺的另一面重新标记出表示反应时间的刻度线，则时间刻度线在直尺上的分布是均匀的
【答案】B
【解析】
【详解】A．直尺下降的时间即为自由落体运动的时间，根据
可得：刻度读数越大，即位移越大，时间越长，反应时间越长，故A错误；
B．根据
可知乙同学反应时间越长，要捏住尺子时，尺子下落速度越大，故B正确；
C．若乙同学手指张开的角度太大，捏住尺的时间比反应时间长，所以测得的反应时间偏大，故C错误；
D．根据匀加速直线运动的规律可知，在相等时间间隔通过的位移是不断增加的，所以每个时间间隔在直尺上对应的长度是不相等的，即时间刻度线在直尺上的分布是不均匀的，故D错误；
故选B。
3. 某同学在实验室做了如图所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为，g取，则小球开始下落的位置距光电门的距离约为（ ）
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球经过光电门时的速度
小球开始下落的位置距光电门的距离约为
故选C。
4. 利用速度传感器与计算机结合，可以自动做出物体的速度v随时间t的变化图像。若某次实验中获得的图像如图所示，由此可以推断该物体在（ ）
A. 时速度的方向发生了变化
B. 时加速度的方向发生了变化
C. 时的速率大于时的速率
D. 内的位移为
【答案】A
【解析】
【详解】A．t=2s时速度的方向由正方向变成负方向，故A正确；
B．t=2s时斜率正负不变，加速度方向不变，故B错误；
C．由图可知时的速率与时的速率都为10m/s，故C错误；
D．面积表示位移，0～4s内的位移约为0，故D错误。
故选A。
5. “歼20”是我国自行研制的第五代隐身战斗机，其作战性能位居世界前列。如图所示，在2023珠海航展上表演中，“歼20”先水平向右，再沿曲线ab向上，最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。当战机沿ab段曲线飞行时，下列说法正确的是（ ）
A. 加速度大小为零
B. 所受合外力方向竖直向上
C. 水平方向的分速度不变
D. 竖直方向的分速度逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．战机沿ab段曲线飞行时，速度方向发生了变化，速度的变化量不等于0，加速度不等于0，故A错误；
B．由于飞行速率不变，即沿轨迹切线方向的合力为0，当速度方向变化，垂直于速度方向的合力不等于0，可知，战机所受合力方向为斜向左上方，故B错误；
C．战机沿ab段曲线飞行过程，速度方向与水平方向夹角逐渐增大，速率不变，则水平方向的分速度逐渐减小，故C错误；
D．结合上述可知，战机竖直方向的分速度逐渐增大，故D正确。
故选D。
6. 光滑水平面上有原来静止的斜劈B，B的斜面也是光滑的。现在把物体A从斜面顶端由静止释放，如图所示，在A从斜面上滑下来的过程中，对于A和B组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A. 机械能守恒，动量守恒
B. 机械能不守恒，动量守恒
C. 机械能守恒，动量不守恒
D. 机械能不守恒，动量不守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A和B组成的系统，所有接触面均光滑，系统的机械能与外界其他形式能量没有转化，系统机械能守恒。A和B组成的系统，水平方向合外力为零，水平方向动量守恒，但是竖直方向物块A的加速度有竖直向下的分量，系统竖直方向处于失重状态，竖直方向合外力不为零，竖直方向动量不守恒。整体动量不守恒。
故选C。
7. 一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为。当波源质点处于其平衡位置上方且向上运动时，介质中平衡位置坐标的质点所处位置及运动情况是（ ）
A. 在其平衡位置下方且向上运动
B. 在其平衡位置下方且向下运动
C. 在其平衡位置上方且向上运动
D. 在其平衡位置上方且向下运动
【答案】B
【解析】
【详解】由波动图像可知，与的质点差半个周期，故振动步调总相反，即位移总是大小相等，方向相反，速度也是大小相等，方向相反。所以当波源质点处于其平衡位置上方且向上运动时，介质中平衡位置坐标的质点在其平衡位置下方且向下运动。
故选B。
8. 用细线悬挂一小球，保持摆线长度一定，选项A、B两种情况下小球做振幅不同的单摆运动，选项C、D两种情况下小球做高度不同的圆锥摆运动，则四种情况中周期最短的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设摆线长度为l，选项A、B两种情况下小球做振幅不同的单摆运动，由单摆周期公式可得
小球做圆锥摆运动时，设摆线与竖直方向夹角为，高度为h，小球质量为m，圆周半径为R，则有
解得
由此综合可得
故选D。
9. 如图所示，两个质量均为m的长方体木块A、B叠放在水平地面上，A、B间及B、地面间的动摩擦因数均为。B木块受到一个水平方向的拉力F，但仍然保持静止。已知当地重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. A木块受到的静摩擦力方向与拉力F的方向相同
B. B木块受到4个力的作用
C. B与地面间的摩擦力大小为
D. 若想拉动B木块，拉力F应大于
【答案】D
【解析】
【详解】A．A木块静止，水平方向不受静摩擦力，A错误；
B．B木块受到重力、地面支持力、A木块给B木块的压力、拉力F、地面对B的摩擦力，5个力的作用，B错误；
C．对A、B整体受力分析，水平方向拉力与地面对B的静摩擦力平衡，故B与地面间的摩擦力大小为F。C错误；
D．B与地面的最大静摩擦力为
若想拉动B木块，拉力F应大于，D正确。
故选D。
10. 如图所示，为研究平抛运动的实验装置，金属小球A、B完全相同。用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开自由下落。图中虚线1、2分别代表离地高度不同的两个水平面，下列说法正确的是（ ）
A. 该实验说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
B. 只改变小锤的打击力度，两球的落地时间仍相等
C. 两球从水平面1到2的过程，B球动量变化量比A球大
D. 两球从水平面1到2的过程，B球动量变化量比A球小
【答案】B
【解析】
【详解】B．两球在竖直方向上均做自由落体运动，因为两球下落位置相同，故小球下落高度相同，由
可知，两球运动时间相同，故B正确；
A．两球在竖直方向上均做自由落体运动，无论打击力度多大，两球均同时落地，该实验说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，故A错误；
CD．两球从水平面1到2的过程，所受合外力相同，在合外力方向运动的位移相同，运动时间也相同，根据动量定理可知两球动量变化量相同，故C、D错误。
故选B。
11. 流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积。水电站常用水库出水管道处水流的动能发电。如图所示，出水管道的直径与管道到水库水面高度H相比很小，管道截面积为S，出水管道水平，出水口距地面的高度为，水的密度为。假设液体不可压缩并忽略流体各部分由于相对运动出现的黏滞力和水库液面高度的变化，水离开管口后在空中做平抛运动，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 出水口处水流的流速大小为
B. 出水管道的流量为
C. 离开管口后在空中水的体积为
D. 水流稳定时、出水口距地面间水柱的机械能为
【答案】B
【解析】
【详解】A．在水面处取质量为m的水，在流向出口的过程中，机械能守恒，取出水口处为势能零点，则有
解得
A错误；
B．由流量的定义得
B正确；
C．水从出水口流出后，做平抛运动，落地时间为t，有
解得
离开管口后在空中水的体积为
C错误；
D．空中水柱的质量为
取地面为零势能面，空中水柱的机械能为
D 错误。
故选B。
12. 如图甲所示质量为m的同学在一次体育课上练习从高h的箱子上跳到地面，最终直立静止于地面。该同学所受地面支持力大小F随时间t变化的关系如图乙所示，此过程中最大速度为v，不计该同学离开箱子的初速度和空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 在时刻该同学的速度最大
B. 在过程中，该同学的重心位置在上升
C. 在过程中，该同学先超重再失重
D. 在过程中，地面对该同学所做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，时刻，支持力与重力平衡，加速度0，速度最大，A错误；
B．在过程中，支持力一直大于重力，处于超重状态，说明该同学处于减速下降阶段，B错误；
C．在过程中，支持力先大于重力，后支持力小于重力，故该同学先超重，后失重，C正确；
D．整个过程中，该同学触地面后一直是重心的升降，地面对人的弹力的作用点没有位移，则地面对人所做的功0，D错误。
故选C。
13. 如图所示，将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力（约为1.84，约为0.54），下列说法正确的是（ ）
A. 火星绕太阳公转的周期约为0.54年
B. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行
C. 地球和火星出现相对速度最大的最短时间间隔约为2.2年
D. 火星、地球分别与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意，根据开普勒第三定律，可得
求得
显然，火星绕太阳公转的周期大于0.54年，故A错误；
B．根据
可得
由于火星的轨道半径大于地球的轨道半径，故火星绕太阳运行的线速度小于地球绕太阳运行的线速度大小，所以在冲日处火星相对于地球由东向西运动，为逆行，故B错误；
C．当地球和火星出现相对速度最大时，此时火星、地球、太阳三者在同一直线上，且地球和火星位于太阳的两侧，设最短时间间隔为，则有
结合
求得
（年）
故C正确；
D．根据开普勒第二定律可知：同一天体绕其中心天体运行时，其与中心天体的连线在相等时间内扫过的面积相等。所以，可知火星、地球分别与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不相等，故D错误。
故选C。
14. 物理实验过程中的测量结果既要表示出数值，也要有相应的计量单位。根据国际单位制的定义，光速c的数值约为。设想一种新的单位制，其基本单位是这样选取的：时间单位为秒，长度单位的选取使得光速c的数值为1。在这种单位制中的1长度单位相当于（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设新的长度单位为1，有
即这种单位制中的1长度单位相当于。
故选A。
第二部分
本部分共6题，共58分。
15. 按要求填空：
（1）某同学用游标卡尺测小球直径，结果如图1所示，则小球直径为________。
（2）“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图2所示。关于本实验，下列说法正确的是________。（填选项前的字母）。
A. 拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同
B. 记录拉力方向时用铅笔贴着细线画直线表示
C. 测量时，弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D. 测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
（3）某同学用图3装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。首先，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同拉力下伸长的长度。弹簧的弹力等于钩码对弹簧的拉力。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系。根据实验数据，在坐标纸上描点，作出图像，如图4所示。由图像可求出弹簧的劲度系数为________。若图3中的标尺没有在竖直方向，则会造成弹簧劲度系数的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）0.230
（2）D （3） ①. 250 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的精确度为0.05mm，读数为
0.2cm+mm=0.230cm
【小问2详解】
A．“探究求合力的方法”时不用保证两弹簧秤的读数相同，故A错误；
B．记录拉力方向时不可以用铅笔贴着细线画直线表示，正确方法是在细线上离O点适当远处找一点，该点与O点的连线就是拉力的方向，故B错误；
C．测量时，弹簧秤外壳与木板之间可以存在摩擦，不影响测量，故C错误；
D．为了减小实验误差，实验时，应保证橡皮条、细绳和弹簧秤贴近并平行于木板，故D正确。
故选D。
【小问3详解】
[1]根据图像的斜率可知
N/m=250N/m
[2] 标尺没有在竖直方向，则测量弹簧长度偏大，会造成弹簧劲度系数的测量值偏小。
16. 某实验小组利用如图1所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”。
（1）关于该实验的操作，正确的是________。（填选项前的字母）
A. 实验前，先把木板右端垫高，使小车在细线拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力
B. 拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行
C. 实验时先将小车从图示位置释放，再接通电源
D. 平衡阻力后，每次在小车上增减钩码时不需要再次平衡阻力
（2）在图1所示装置中，打点计时器的打点频率为，实验中得到一条纸带，在纸带上从A点开始，每隔4个点取一个计数点，分别为B、C、D、E、F，如图2所示，相邻两计数点间的距离分别为、、、、，则小车的加速度为________。
（3）当保持槽码重力不变，研究加速度随质量变化的关系时，得到的数据如下表所示。图3中有两张坐标纸分别选取了不同的坐标系，请选择可以更好地处理数据的那组坐标系，在相应的图中标出实验序号为6的那组数据点，并画出图线________。
（4）在探究加速度与力的关系时，某同学把槽码所受的总重力当作小车受到的拉力。他在实验中得到了如图4所示的曲线OC，于是他利用最初的几组数据拟合了一条直线OP。过曲线OC上的Q点，他又作了一条与纵轴平行的直线，该直线和这两条图线以及横轴的交点分别为Q、P、N，此时，小车与车上钩码总质量为M，槽码的总质量为m，他猜想线段PN与QN的长度满足：，该同学的猜想是否正确________，理由是：____________。
【答案】（1）BD （2）0.30
（3） （4） ①. 正确 ②. 实验图像为OP，则；当实验图像为OQ，则；解得，故该同学的猜测正确
【解析】
【小问1详解】
A．实验前，先把木板右端垫高，使小车不在细线拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力，A错误；
B．拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行，B正确；
C．实验时先接通电源，再将小车从靠近计时器位置释放，C错误；
D．平衡阻力后，每次在小车上增减钩码时不需要再次平衡阻力，D正确。
故选BD。
【小问2详解】
打点计时器的打点频率为50Hz，每隔4个点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为
由逐差法有
解得
【小问3详解】
图像如图所示
【小问4详解】
[1][2]实验图像为OP，则
当实验图像为OQ，则
解得
故该同学的猜测正确。
17. 如图所示，一个质量的遥控小车以的速度，正沿水平轨道做匀速直线运动。在时刻开始制动做匀减速直线运动，在时恰好减速为0。在这内：
（1）小车受到的阻力大小f；
（2）阻力对小车的冲量大小I；
（3）阻力对小车做的功W。
【答案】（1）4N （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
小车匀减速直线运动，加速度大小为
小车所受合外力等于小车所受的阻力，由牛顿第二定律
【小问2详解】
根据冲量的定义，阻力对小车的冲量大小
【小问3详解】
阻力方向与小车位移方向相反，做负功，为
根据运动学规律
联立解得
18. 如图所示，一根长为L不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系有一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动。已知重力加速度为g，忽略空气阻力的影响。若小球经过圆周最高点A点时速度大小，求：
（1）此时绳子对小球施加拉力的大小；
（2）小球经过圆周最低点B点时的速度大小；
（3）小球从A点运动至最低点B点过程中，其所受合外力的冲量大小I。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
小球经过点A时，根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
小球从最高点A运动到最低点B过程，由动能定理，有
解得
【小问3详解】
小球从A点运动至最低点B点过程中，设在A点的速度方向为正方向，根据动量定理，其所受合外力的冲量为
所以合外力的冲量大小为。
19. 北京时间2024年6月4日7时38分，嫦娥六号着陆器上的上升器携带月球样品自月球背面起飞，成功将上升器送入预定环月轨道。6月6日14时48分，嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体（简称“组合体”）完成月球轨道的交会对接。已知上升器（含样品）的总质量为m，月球质量为M，月球的半径R，组合体到月球中心的距离为r，引力常量为G，忽略月球的自转。
（1）求月球表面的重力加速度大小g；
（2）月球表面没有大气层。上升器从着陆器上发射时，通过推进剂燃烧产生高温高压气体，从尾部向下喷出而获得动力。若发射之初上升器加速度大小为a，方向竖直向上，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体对上升器的作用力大小F；
（3）取上升器与月球相距无穷远时引力势能为零，它们距离为r时，引力势能为，求上升器从月球表面返回并与组合体成功对接所需要的最少能量E。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
质量为物体放在月球表面，由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
取向上为正，对于上升器
解得
【小问3详解】
组合体在环月轨道上做圆周运动时，有
解得
上升器从月球表面到返回组合体过程中引力势能的变化量为
上升器从月球表面返回并与组合体成功对接需要的能量至少为
20. 宇宙尘埃有很大的科研价值，某卫星携带的收集装置如图a所示。如图b所示为质量为M的卫星以速度飞向一颗静止的尘埃，如图c所示为尘埃被收集装置撞击后嵌入其中的情景，该尘埃的质量为（因，故卫星速度视为不变），问：
（1）该尘埃被卫星收集过程中的动量变化量大小；
（2）该尘埃在收集装置中嵌入深度为L，则其在被收集过程中受到的作用力F大小是多少？（假设此过程中作用力大小不变）
（3）卫星继续以速度进入一个尘埃区，尘埃区每单位体积空间有n颗尘埃，尘埃的平均质量为，已知卫星正面面积为S，由于大量尘埃与卫星碰撞后均附着在卫星上，卫星速度会受到影响，为了保持卫星原有的飞行速度，卫星推进器需要增加多大推力？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由于，可认为飞船收集尘埃时速度不受影响，宇宙尘埃的速度会从0加速到，则尘埃被卫星收集过程中的动量变化量大小为
（2）在尘埃加速到与卫星共速过程中，根据运动学可得
，
以尘埃作为研究对象，根据动能定理可得
解得
（3）设卫星在尘埃区飞行时间为t，飞船扫过的尘埃数量为
对卫星和尘埃整体分析，根据定量定理可得
解得卫星推进器需要增加多大推力
实验序号
加速度
小车与车上钩码总质量
小车与车上钩码总质量的倒数
1
031
0.20
5.0
2
0.26
0.25
4.0
3
0.21
0.30
3.3
4
0.18
0.35
2.9
5
0.16
0.40
2.5
6
0.14
0.45
2.2
实验序号
加速度
小车与车上钩码总质量
小车与车上钩码总质量的倒数
1
0.31
0.20
5.0
2
0.26
0.25
4.0
3
0.21
0.30
3.3
4
0.18
0.35
2.9
5
0.16
0.40
2.5
6
0.14
0.45
2.2