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浙江省杭州市长河高级中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题（解析版）
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这是一份浙江省杭州市长河高级中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题（解析版），共26页。试卷主要包含了单项选择题，选择题II，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．科学的发展既需要前人的积累，又需要后来人遵循系统方法的创新。下列对于物理方法和物理学史叙述正确的是（ ）
A．在研究观察物体微小形变的时候，用到了微元法
B．在探究两个互成角度的力的合成规律实验中，用到了控制变量法
C．伽利略通过小球在斜面上运动的实验和逻辑推理研究发现了落体运动规律
D．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
2．体育课上某同学做引体向上。他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颌超过单杠（身体无摆动）如图所示，稍作停顿。下列说法正确的是（ ）
A．在上升过程中单杠对人体的作用力大于人对单杠的作用力
B．在上升过程中人始终处于超重状态
C．初始悬垂时若增大两手间的距离，单臂的拉力均变大
D．初始悬垂时若增大两手间的距离，两臂拉力的合力变大
3．如图所示，质量为的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为：（ ）
A．B．C．0D．
4．研究物体做直线运动图像可以灵活选取纵横轴所表示的物理量，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，物体在这段时间内的位移小于
B．乙图中，物体的加速度为
C．丙图中，阴影面积表示时间内物体的位移大小
D．丁图中，t=2s时物体的速度为15m/s
5．用绝缘柱支撑着贴有小金属箔的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，贴在它们下部的并列平行双金属箔是闭合的。现将带正电荷的物体C移近导体A，发现A和B下部的金属箔都张开一定的角度，如图所示，则（ ）
A．导体A和B内部的电场强度都为0
B．导体A和B上的感应电荷在A和B内部产生的电场强度都为0
C．导体A和B下部的金属箔均感应出负电荷
D．如果用一根导线将导体A和B相连，则两金属箔都将闭合
6．室内风洞体验是模拟真实跳伞的一种新型安全的极限运动，这项“给你一个上天机会圆你飞行梦”的运动项目深受同学们的喜爱。如图所示体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中（ ）
A．动能增加量大于重力势能减少量
B．动能增加量等于重力势能减少量
C．重力势能减少量小于机械能减少量
D．重力势能减少量大于机械能减少量
7．2023年5月12日，我国第一艘改进型国产货运飞船天舟六号将7.4吨物资送至“天和”核心舱进行补给。如图，对接前天舟六号飞船在圆形轨道Ⅰ运行，核心舱在距地面高度400km的圆形轨道Ⅱ运行。飞船从轨道Ⅰ加速到达轨道Ⅱ与核心舱对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行，则下列说法正确的是（ ）
A．对接后飞船的运行速度可能大于7.9km/s
B．对接后核心舱的运行周期将增大
C．考虑稀薄大气阻力，需要启动核心舱的动力装置进行能量补给
D．在轨道Ⅰ运行的飞船速度小于在轨道运行的“天和”核心舱的速度
8．如图，场地自行车赛道设计成与水平面保持一定倾角，三位运动员骑自行车在赛道转弯处做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．三位运动员可能受重力、支持力、向心力的作用
B．若此时三位运动员线速度大小相等，则他们所需要向心力的大小关系一定满足
C．若此时三位运动员角速度相等，则他们的向心加速度大小关系满足
D．若运动员突然加速，仍然可以保持原轨道做匀速圆周运动，则自行车受到的支持力会减小
9．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号到月球“挖土”成功返回。作为中国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，嫦娥五号任务实现了多项重大突破，标志着中国探月工程“绕、落、回”三步走规划完美收官。若探测器测得月球表面的重力加速度为，已知月球的半径为，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，忽略地球、月球自转的影响，引力常量为G，则（ ）
A．地球的质量为
B．月球的平均密度为
C．月球的第一宇宙速度为
D．嫦娥五号在月球表面所受万有引力与在地球表面所受万有引力之比为
10．图甲所示的救生缓降器是一种可使人沿绳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，从离地面某高度处通过缓降器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，重力加速度为，则下列说法中正确的是（ ）
A．发生险情处离地面的高度为90m
B．加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为420N
C．整个过程中工人重力做功为3150J
D．时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为11970W
11．某同学通过在压力传感器上做下蹲和起立的动作来研究超重和失重现象。如图所示，该同学先由直立站姿快速下蹲，短暂停留后快速站起，在这一过程中压力传感器通过计算机实时地把压力随时间变化曲线呈现出来，则此曲线可能是（ ）
A． B．
C． D．
12．如图所示，实线为某一点电荷电场的部分电场线，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（ ）
A．粒子一定带负电
B．粒子一定是从a点运动到b点
C．粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D． c点的电场强度小于b点的电场强度
13．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加倍，则直接喷到草坪的面积加倍
二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14．有关下列圆周运动，说法正确的是（ ）
A．如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对车轮会有挤压作用
B．如图乙，滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果，衣物运动到最低点B点时脱水效果更好
C．如图丙，小球在同一水平面做半径不同的匀速圆周运动，周期相同
D．如图丁，杂技演员驾驶摩托车沿圆形表演台的侧壁做匀速圆周运动，轨迹离地面的高度h升高，摩托车的线速度将不变
15．下列四幅图所涉及的物理现象或原理，表述正确的是（ ）
A．甲图中，该同学头发蓬松散开的原因是同种电荷的排斥作用
B．乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状负电极B上
C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时利用异种电荷相互吸引，使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
16．用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或“不需要”）y轴与重锤线平行。
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中不可行的是
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
（4）某同学通过实验后在白纸上记录了部分拋物线轨迹，x轴沿水平方向，如图所示。由图中数据可求出平拋物体的初速度大小为 m/s。（取g=10m/s2，结果保留两位有效数字）
17．用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1∶1，2∶1和3∶1（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。请回答相关问题：
（1）在某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至第一层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与 的关系；
A．质量m B．角速度ω C．半径r
（2）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为 ；
（3）在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为 。
18．在某游乐园，小孩沿滑梯下滑的情形如图1如示。图2是该滑梯的示意图：滑梯由倾斜的平面轨道（其中线为AB）及两侧的竖直档板E、F组成，中线AB的长度L=4.5m。质量m为24kg的小孩（下滑时可视为质点）从A点由静止开始沿中线AB匀加速下滑，2s内的位移为2m，为安全考虑，当滑至中途某处时，他立即用手握紧两侧的竖直挡板E、F，从而匀减速下滑，又经2s后到达B端，速度传感器测得小孩从A点滑至B点的v−t图像如图3如示。求小孩：
（1）下滑过程中的最大速度vm；
（2）下滑中第2s内的位移x2和第3s内的位移x3之比；
（3）减速下滑时的摩擦力比加速下滑时的摩擦力大多少？
19．如图所示，半径为的大铁环用细线悬挂在两铁架台支起的横梁上，有两个质量均为的小铁环a，b套在大铁环上。当大铁环静止时，两小铁环处于其最低点A位置∶当大铁环以竖直的直径为轴转动起来后，经过一段时间达到稳定并能保持较长时间的匀速转动，此时小铁环分别上升到两侧同一高度且与大铁环保持相对静止，稳定时大铁环转动15圈耗时刚好10秒。小铁环可被视为质点，大铁环的质量远大于小铁环质量，且它们之间的摩擦力及空气阻力可忽略不计，取，求∶
（1）稳定转动时，大铁环转动的角速度ω的大小；
（2）稳定转动时，图中小铁环a做匀速圆周运动所需的向心力方向；
（3）稳定转动时，大铁环对小铁环a的作用力FN的大小。
20．一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、倾角θ=37°的直轨道EF、水平直轨道FP上设置了可水平匀速转动的传送带装置和两段半径相等且圆心角均为37°的圆弧拼接而成的轨道组成，N在M的正下方处且NP足够长。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处。已知螺旋圆形轨道半径R=0.4m，B点高度为0.5R，圆弧轨道所对应的圆半径为5R，将一质量为m=0.1kg的滑块从倾斜轨道AB上高度h=2.0m处静止释放，滑块与传送带间动摩擦因素，传送带的速度大小v可以在0~5m/s范围内调节，且正反传送方向也可以改变，除传送带外各段轨道均光滑，各处平滑连接，滑块视为质点，传送带足够长，不计空气阻力，，。求∶
（1）滑块第一次过B点的速度大小；
（2）滑块第一次过C点时，轨道对滑块的作用力大小FC；
（3）若传送带逆时针转动，为使滑块能返回螺旋圆形轨道而不脱离轨道，则传送带的速度大小范围；
（4）调节传送带传送的方向和速度大小，要使滑块不脱离轨道且能从M点平抛出去落在水平面轨道NP上，则落地点到N点的最大距离。
1．C
【详解】A．在研究观察物体微小形变的时候，用到了放大法，故A错误；
B．在探究两个互成角度的力的合成规律实验中，用到了等效替代法，故B错误；
C．伽利略通过小球在斜面上运动的实验和逻辑推理研究发现了落体运动规律，故C正确；
D．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．由牛顿第三定律可知，在上升过程中单杠对人体的作用力始终等于人对单杠的作用力，故A错误；
B．在上升过程中，人先做加速运动，后做减速运动，单杠对人的作用力先大于人的重力，后小于人的重力，则人先超重后失重，故B错误；
CD．初始悬垂时两臂拉力的合力始终与人的重力大小相等，若增大两手间的距离，两臂拉力的合力不变，且根据力的合成与分解可知，由于两臂夹角变大，单臂的拉力均变大，故C正确，D错误。
故选C。
3．D
【详解】当框架对地面压力为零瞬间，弹簧对框架向上的作用力等于框架重力，则小球受到向下的合力等于mg+Mg，由牛顿第二定律可得
mg+Mg=ma
解得小球的加速度大小为
选项D正确，ABC错误。
故选D。
4．D
【详解】A．若物体做初速度为0、末速度为v0的匀加速直线运动，其位移为
根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移，可知该物体的位移大于匀加速直线运动的位移，故A错误；
B．由图可得表达式
v2=x
根据公式v2-v02=2ax，可得
2a =1m/s2
则加速度大小为
a=0.5m/s2
故B错误；
C．根据可知，乙图像中，阴影面积表示t1到t2时间内物体的速度变化量，故C错误；
D．由图可得
位移时间公式变形得
对比可得
v0=-5m/s
a=10m/s2
则t=2s时物体的速度为
v=v0+at=（-5+10×2）m/s=15m/s
故D正确。
故选D。
5．A
【详解】AB．当导体AB达到静电平衡后，导体内部的合场强处处为0，但导体上的感应电荷在导体内部产生的场强不为0，故A正确，B错误；
C．C带正电荷，其靠近A时，A的下部产生的感应电荷为负电荷，而B的下部为正电荷，故C错误；
D．处于静电平衡状态的导体为等势体，如果用一根导线将导体A和B相连，无电荷流动，两金属箔无变化，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】AB．体验者在加速下落过程中，根据动能定理
即动能增加量小于重力势能减少量，选项AB错误；
CD．根据能量关系，机械能减小量等于克服风力做功F风h，则重力势能减少量mgh大于克服风力做功，即重力势能减少量大于机械能减少量，选项C错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．为第一宇宙速度，即近地卫星速度，根据公式
得
对接后共同沿轨道Ⅱ运行，轨道半径大于近地卫星轨道半径，所以对接后飞船的运行速度小于，故A错误；
B．根据公式
解得
可知周期与核心舱的质量无关，所以对接后核心舱的运行周期不变，故B错误；
C．对接后，由于稀薄大气阻力，若无动力补充，核心舱将做近心运动，故需要启动核心舱的动力装置进行能量补给，故C正确；
D．根据
可得
因
则有
所以沿轨道Ⅰ运行的速度大于天和核心舱沿轨道Ⅱ运行的速度，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】A．向心力是效果力，可以由单个力充当，也可以由其它力的合力提供，或者由某个力的分力提供，不是性质力，因此，将运动员和自行车看成整体后，整体应受重力、支持力和摩擦力，故A错误；
B．由向心力公式
可知若此时三位运动员线速度大小相等，但不知道运动员的质量大小，故不能比较向心力的大小，故B错误；
C．由向心加速度公式
可知若此时三位运动员角速度相等，则他们的向心加速度大小关系满足，故C正确；
D．若运动员突然加速，仍然可以保持原轨道做匀速圆周运动，则自行车的摩擦力增大来提供所需向心力，运动员和自行车在竖直方向上平衡，则有支持力在竖直方向的分力等于摩擦力竖直向下的分力和运动员和自行车的重力之和，运动员和自行车的重力不变，摩擦力变大，则支持力在竖直方向的分力变大，所以支持力变大，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】A．由
可得质量之比
故A错误；
B．由
月球的平均密度为
故B正确；
C．由
可得第一宇宙速度为
故C错误；
D．嫦娥五号在月球表面所受万有引力与在地球表面所受万有引力之比为
故D错误。
故选B。
10．D
【详解】A．根据速度图像的面积表示位移，则发生险情处离地面的高度为
故A错误；
B．根据速度图像的斜率表示加速度，则有
根据牛顿第二定律有
解得
故B错误；
C．整个过程中工人重力做功为
故C错误；
D．时的加速度为
根据牛顿第二定律有
解得
根据图像可知时的速度为
时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
故D正确。
故选D。
11．A
【详解】在下蹲过程中，学生从刚开始静止到蹲下之后处于静止，向下做先加速后减速运动，加速度方向先向下后向上，先是处于失重状态然后处于超重状态，压力先小于重力后大于重力；在起立的过程中，向上先加速后减速运动，加速度先向上后向下，即先是处于超重状态后处于失重状态，压力先大于重力后小于重力。
故选A。
12．C
【详解】A．由合力的方向指向运动轨迹的凹侧，可知粒子受力方向与电场方向一致，所以带正电，故A错误；
B．只知道曲线运动轨迹不能判断运动方向，所以粒子运动方向无法确定，故B错误；
C．由于c点电场线比b点电场线密，在电场中根据
可知c点场强大，粒子在c点受力大，加速度大，故C正确；
D．电场强度的大小与电场线的密集程度有关，故c点的电场强度大于b点的电场强度，故D错误。
故选C。
13．B
【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
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错误；
故选B。
14．BC
【详解】A．火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，根据牛顿第二定律有
解得
当时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，则火车做离心运动的趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故A错误
B．根据牛顿第二定律，在最低点有
在最高点有
则可得
则弹力越大，水份越容易离心运动，故衣物运动到最低点B点时脱水效果更好，故B正确；
C．将圆锥摆所受的重力和拉力合成，合力指向圆心，设悬点到圆周平面的高度差为，有
解得圆周摆的周期为
小球在同一水平面做半径不同的匀速圆周运动，因高度相同，则周期相同，故C正确；
D．摩托车受重力和支持力，其合力提供向心力做匀速圆周运动，有
解得倒锥摆的线速度为
则轨迹离地面的高度h升高，摩托车的线速度将变大，故D错误。
故选BC。
15．ACD
【详解】A．根据电荷之间相互作用力的规律同种电荷相互排斥，可知甲图中，该同学头发蓬松散开的原因是同种电荷的排斥作用，故A正确；
B．在静电除尘装置，带负电的尘埃所受电场力与电场强度方向相反，可知带负电的尘埃被收集在块状正电极A上，故B错误；
C．燃气灶中的电子点火器前端制成尖锐的形状，该装置应用了尖端放电的原理，故C正确；
D．静电喷漆过程是使微小的油漆液滴带电，在电场力作用下，向金属表面运动，可知静电喷漆时利用异种电荷相互吸引，使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀，故D正确。
故选ACD。
16． BD##DB 需要 C 4.0
【详解】（1）[1] A．小球每次在斜槽轨道上运动时的摩擦力相同，所以斜槽轨道没有必要光滑，A错误；
B．为了使小球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道末段必须水平，B正确；
C．挡板高度没有必要等间距变化 ，C错误；
D．为了保证小球离开斜槽末端时的速度不变，必须保证每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，D正确。
故选BD。
（2）[2]为了保证y轴在竖直方向，在确定y轴时需要y轴与重锤线平行；
（3）[3] A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，该方案可行，不符合题意；
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，该方案可行，不符合题意；
C．铅笔运动时，笔尖不能始终与白纸板接触，白纸上不能留下运动轨迹，该方案不可行，C符合题意。
故选C。
（4）[4]设AB的时间间隔为T
解得
平抛的初速度大小为
17． C 1:3 1:4
【详解】（1）[1]将传动皮带调至第一层塔轮，由于塔轮半径相等，则两塔轮角速度相等，此时可研究向心力的大小与球运动半径r的关系。
（2）[2]若传动皮带套在塔轮第三层，根据
线速度相等，则A、C两处的角速度之比为
（3）[3]传动皮带位于第二层，同理，两球转动的角速度之比为
由于运动半径相等，根据
向心力大小之比为
左右两标尺的露出的格子数之比为1:4。
18．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1） 物体在前2s的位移为
代入数据得
（2） 第4s末速度满足
且有
得
由平均速度公式有第1s、第3s末速度分别为
故第2s内位移
第3s内位移
得位移之比
（3）小孩加速下滑阶段有
减速下滑阶段
两式联立可得
根据后2s内运动情况得
代入数据得
19．（1）；（2）水平向有或a指向b；（3）1.8N
【详解】（1）根据角速度的定义式有
代入数据可得
（2）小铁环a所需的向心力方向为∶水平向右或a指向b；
（3）对小铁环做受力分析，小铁环受重力与弹力，且二力在竖直方向合力为0，水平方向合力提供向心力。
所以
解得
20．（1）6m/s；（2）4.4N；（3）或；（4）
【详解】（1）A到B过程由动能定理
得
（2）A到C过程由动能定理
得
在C处
得
（3）根据
得
①当滑块返回到螺旋圆形轨道O1的等高处时速度恰好为零，有
得
5m/s
②当滑块返回到螺旋轨道E点
解得
③当滑块返回到螺旋圆形轨道恰好能通过最高点C，有
在C处
得
所以
5m/s
传送带的速度大小范围为
或
（4）滑块在圆弧轨道滑动过程中，在L点最易脱离轨道
解得
滑块从K到L，过程中
得
5m/s
滑块从L到M过程中
得
平抛运动得
得
根据
得
所以落点到N点的距离
1．科学的发展既需要前人的积累，又需要后来人遵循系统方法的创新。下列对于物理方法和物理学史叙述正确的是（ ）
A．在研究观察物体微小形变的时候，用到了微元法
B．在探究两个互成角度的力的合成规律实验中，用到了控制变量法
C．伽利略通过小球在斜面上运动的实验和逻辑推理研究发现了落体运动规律
D．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
2．体育课上某同学做引体向上。他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颌超过单杠（身体无摆动）如图所示，稍作停顿。下列说法正确的是（ ）
A．在上升过程中单杠对人体的作用力大于人对单杠的作用力
B．在上升过程中人始终处于超重状态
C．初始悬垂时若增大两手间的距离，单臂的拉力均变大
D．初始悬垂时若增大两手间的距离，两臂拉力的合力变大
3．如图所示，质量为的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为：（ ）
A．B．C．0D．
4．研究物体做直线运动图像可以灵活选取纵横轴所表示的物理量，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，物体在这段时间内的位移小于
B．乙图中，物体的加速度为
C．丙图中，阴影面积表示时间内物体的位移大小
D．丁图中，t=2s时物体的速度为15m/s
5．用绝缘柱支撑着贴有小金属箔的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，贴在它们下部的并列平行双金属箔是闭合的。现将带正电荷的物体C移近导体A，发现A和B下部的金属箔都张开一定的角度，如图所示，则（ ）
A．导体A和B内部的电场强度都为0
B．导体A和B上的感应电荷在A和B内部产生的电场强度都为0
C．导体A和B下部的金属箔均感应出负电荷
D．如果用一根导线将导体A和B相连，则两金属箔都将闭合
6．室内风洞体验是模拟真实跳伞的一种新型安全的极限运动，这项“给你一个上天机会圆你飞行梦”的运动项目深受同学们的喜爱。如图所示体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中（ ）
A．动能增加量大于重力势能减少量
B．动能增加量等于重力势能减少量
C．重力势能减少量小于机械能减少量
D．重力势能减少量大于机械能减少量
7．2023年5月12日，我国第一艘改进型国产货运飞船天舟六号将7.4吨物资送至“天和”核心舱进行补给。如图，对接前天舟六号飞船在圆形轨道Ⅰ运行，核心舱在距地面高度400km的圆形轨道Ⅱ运行。飞船从轨道Ⅰ加速到达轨道Ⅱ与核心舱对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行，则下列说法正确的是（ ）
A．对接后飞船的运行速度可能大于7.9km/s
B．对接后核心舱的运行周期将增大
C．考虑稀薄大气阻力，需要启动核心舱的动力装置进行能量补给
D．在轨道Ⅰ运行的飞船速度小于在轨道运行的“天和”核心舱的速度
8．如图，场地自行车赛道设计成与水平面保持一定倾角，三位运动员骑自行车在赛道转弯处做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．三位运动员可能受重力、支持力、向心力的作用
B．若此时三位运动员线速度大小相等，则他们所需要向心力的大小关系一定满足
C．若此时三位运动员角速度相等，则他们的向心加速度大小关系满足
D．若运动员突然加速，仍然可以保持原轨道做匀速圆周运动，则自行车受到的支持力会减小
9．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号到月球“挖土”成功返回。作为中国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，嫦娥五号任务实现了多项重大突破，标志着中国探月工程“绕、落、回”三步走规划完美收官。若探测器测得月球表面的重力加速度为，已知月球的半径为，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，忽略地球、月球自转的影响，引力常量为G，则（ ）
A．地球的质量为
B．月球的平均密度为
C．月球的第一宇宙速度为
D．嫦娥五号在月球表面所受万有引力与在地球表面所受万有引力之比为
10．图甲所示的救生缓降器是一种可使人沿绳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，从离地面某高度处通过缓降器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，重力加速度为，则下列说法中正确的是（ ）
A．发生险情处离地面的高度为90m
B．加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为420N
C．整个过程中工人重力做功为3150J
D．时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为11970W
11．某同学通过在压力传感器上做下蹲和起立的动作来研究超重和失重现象。如图所示，该同学先由直立站姿快速下蹲，短暂停留后快速站起，在这一过程中压力传感器通过计算机实时地把压力随时间变化曲线呈现出来，则此曲线可能是（ ）
A． B．
C． D．
12．如图所示，实线为某一点电荷电场的部分电场线，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（ ）
A．粒子一定带负电
B．粒子一定是从a点运动到b点
C．粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D． c点的电场强度小于b点的电场强度
13．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加倍，则直接喷到草坪的面积加倍
二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14．有关下列圆周运动，说法正确的是（ ）
A．如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对车轮会有挤压作用
B．如图乙，滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果，衣物运动到最低点B点时脱水效果更好
C．如图丙，小球在同一水平面做半径不同的匀速圆周运动，周期相同
D．如图丁，杂技演员驾驶摩托车沿圆形表演台的侧壁做匀速圆周运动，轨迹离地面的高度h升高，摩托车的线速度将不变
15．下列四幅图所涉及的物理现象或原理，表述正确的是（ ）
A．甲图中，该同学头发蓬松散开的原因是同种电荷的排斥作用
B．乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状负电极B上
C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时利用异种电荷相互吸引，使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
16．用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时 （选填“需要”或“不需要”）y轴与重锤线平行。
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中不可行的是
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
（4）某同学通过实验后在白纸上记录了部分拋物线轨迹，x轴沿水平方向，如图所示。由图中数据可求出平拋物体的初速度大小为 m/s。（取g=10m/s2，结果保留两位有效数字）
17．用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1∶1，2∶1和3∶1（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。请回答相关问题：
（1）在某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至第一层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与 的关系；
A．质量m B．角速度ω C．半径r
（2）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为 ；
（3）在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为 。
18．在某游乐园，小孩沿滑梯下滑的情形如图1如示。图2是该滑梯的示意图：滑梯由倾斜的平面轨道（其中线为AB）及两侧的竖直档板E、F组成，中线AB的长度L=4.5m。质量m为24kg的小孩（下滑时可视为质点）从A点由静止开始沿中线AB匀加速下滑，2s内的位移为2m，为安全考虑，当滑至中途某处时，他立即用手握紧两侧的竖直挡板E、F，从而匀减速下滑，又经2s后到达B端，速度传感器测得小孩从A点滑至B点的v−t图像如图3如示。求小孩：
（1）下滑过程中的最大速度vm；
（2）下滑中第2s内的位移x2和第3s内的位移x3之比；
（3）减速下滑时的摩擦力比加速下滑时的摩擦力大多少？
19．如图所示，半径为的大铁环用细线悬挂在两铁架台支起的横梁上，有两个质量均为的小铁环a，b套在大铁环上。当大铁环静止时，两小铁环处于其最低点A位置∶当大铁环以竖直的直径为轴转动起来后，经过一段时间达到稳定并能保持较长时间的匀速转动，此时小铁环分别上升到两侧同一高度且与大铁环保持相对静止，稳定时大铁环转动15圈耗时刚好10秒。小铁环可被视为质点，大铁环的质量远大于小铁环质量，且它们之间的摩擦力及空气阻力可忽略不计，取，求∶
（1）稳定转动时，大铁环转动的角速度ω的大小；
（2）稳定转动时，图中小铁环a做匀速圆周运动所需的向心力方向；
（3）稳定转动时，大铁环对小铁环a的作用力FN的大小。
20．一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、倾角θ=37°的直轨道EF、水平直轨道FP上设置了可水平匀速转动的传送带装置和两段半径相等且圆心角均为37°的圆弧拼接而成的轨道组成，N在M的正下方处且NP足够长。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处。已知螺旋圆形轨道半径R=0.4m，B点高度为0.5R，圆弧轨道所对应的圆半径为5R，将一质量为m=0.1kg的滑块从倾斜轨道AB上高度h=2.0m处静止释放，滑块与传送带间动摩擦因素，传送带的速度大小v可以在0~5m/s范围内调节，且正反传送方向也可以改变，除传送带外各段轨道均光滑，各处平滑连接，滑块视为质点，传送带足够长，不计空气阻力，，。求∶
（1）滑块第一次过B点的速度大小；
（2）滑块第一次过C点时，轨道对滑块的作用力大小FC；
（3）若传送带逆时针转动，为使滑块能返回螺旋圆形轨道而不脱离轨道，则传送带的速度大小范围；
（4）调节传送带传送的方向和速度大小，要使滑块不脱离轨道且能从M点平抛出去落在水平面轨道NP上，则落地点到N点的最大距离。
1．C
【详解】A．在研究观察物体微小形变的时候，用到了放大法，故A错误；
B．在探究两个互成角度的力的合成规律实验中，用到了等效替代法，故B错误；
C．伽利略通过小球在斜面上运动的实验和逻辑推理研究发现了落体运动规律，故C正确；
D．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．由牛顿第三定律可知，在上升过程中单杠对人体的作用力始终等于人对单杠的作用力，故A错误；
B．在上升过程中，人先做加速运动，后做减速运动，单杠对人的作用力先大于人的重力，后小于人的重力，则人先超重后失重，故B错误；
CD．初始悬垂时两臂拉力的合力始终与人的重力大小相等，若增大两手间的距离，两臂拉力的合力不变，且根据力的合成与分解可知，由于两臂夹角变大，单臂的拉力均变大，故C正确，D错误。
故选C。
3．D
【详解】当框架对地面压力为零瞬间，弹簧对框架向上的作用力等于框架重力，则小球受到向下的合力等于mg+Mg，由牛顿第二定律可得
mg+Mg=ma
解得小球的加速度大小为
选项D正确，ABC错误。
故选D。
4．D
【详解】A．若物体做初速度为0、末速度为v0的匀加速直线运动，其位移为
根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移，可知该物体的位移大于匀加速直线运动的位移，故A错误；
B．由图可得表达式
v2=x
根据公式v2-v02=2ax，可得
2a =1m/s2
则加速度大小为
a=0.5m/s2
故B错误；
C．根据可知，乙图像中，阴影面积表示t1到t2时间内物体的速度变化量，故C错误；
D．由图可得
位移时间公式变形得
对比可得
v0=-5m/s
a=10m/s2
则t=2s时物体的速度为
v=v0+at=（-5+10×2）m/s=15m/s
故D正确。
故选D。
5．A
【详解】AB．当导体AB达到静电平衡后，导体内部的合场强处处为0，但导体上的感应电荷在导体内部产生的场强不为0，故A正确，B错误；
C．C带正电荷，其靠近A时，A的下部产生的感应电荷为负电荷，而B的下部为正电荷，故C错误；
D．处于静电平衡状态的导体为等势体，如果用一根导线将导体A和B相连，无电荷流动，两金属箔无变化，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】AB．体验者在加速下落过程中，根据动能定理
即动能增加量小于重力势能减少量，选项AB错误；
CD．根据能量关系，机械能减小量等于克服风力做功F风h，则重力势能减少量mgh大于克服风力做功，即重力势能减少量大于机械能减少量，选项C错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．为第一宇宙速度，即近地卫星速度，根据公式
得
对接后共同沿轨道Ⅱ运行，轨道半径大于近地卫星轨道半径，所以对接后飞船的运行速度小于，故A错误；
B．根据公式
解得
可知周期与核心舱的质量无关，所以对接后核心舱的运行周期不变，故B错误；
C．对接后，由于稀薄大气阻力，若无动力补充，核心舱将做近心运动，故需要启动核心舱的动力装置进行能量补给，故C正确；
D．根据
可得
因
则有
所以沿轨道Ⅰ运行的速度大于天和核心舱沿轨道Ⅱ运行的速度，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】A．向心力是效果力，可以由单个力充当，也可以由其它力的合力提供，或者由某个力的分力提供，不是性质力，因此，将运动员和自行车看成整体后，整体应受重力、支持力和摩擦力，故A错误；
B．由向心力公式
可知若此时三位运动员线速度大小相等，但不知道运动员的质量大小，故不能比较向心力的大小，故B错误；
C．由向心加速度公式
可知若此时三位运动员角速度相等，则他们的向心加速度大小关系满足，故C正确；
D．若运动员突然加速，仍然可以保持原轨道做匀速圆周运动，则自行车的摩擦力增大来提供所需向心力，运动员和自行车在竖直方向上平衡，则有支持力在竖直方向的分力等于摩擦力竖直向下的分力和运动员和自行车的重力之和，运动员和自行车的重力不变，摩擦力变大，则支持力在竖直方向的分力变大，所以支持力变大，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】A．由
可得质量之比
故A错误；
B．由
月球的平均密度为
故B正确；
C．由
可得第一宇宙速度为
故C错误；
D．嫦娥五号在月球表面所受万有引力与在地球表面所受万有引力之比为
故D错误。
故选B。
10．D
【详解】A．根据速度图像的面积表示位移，则发生险情处离地面的高度为
故A错误；
B．根据速度图像的斜率表示加速度，则有
根据牛顿第二定律有
解得
故B错误；
C．整个过程中工人重力做功为
故C错误；
D．时的加速度为
根据牛顿第二定律有
解得
根据图像可知时的速度为
时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
故D正确。
故选D。
11．A
【详解】在下蹲过程中，学生从刚开始静止到蹲下之后处于静止，向下做先加速后减速运动，加速度方向先向下后向上，先是处于失重状态然后处于超重状态，压力先小于重力后大于重力；在起立的过程中，向上先加速后减速运动，加速度先向上后向下，即先是处于超重状态后处于失重状态，压力先大于重力后小于重力。
故选A。
12．C
【详解】A．由合力的方向指向运动轨迹的凹侧，可知粒子受力方向与电场方向一致，所以带正电，故A错误；
B．只知道曲线运动轨迹不能判断运动方向，所以粒子运动方向无法确定，故B错误；
C．由于c点电场线比b点电场线密，在电场中根据
可知c点场强大，粒子在c点受力大，加速度大，故C正确；
D．电场强度的大小与电场线的密集程度有关，故c点的电场强度大于b点的电场强度，故D错误。
故选C。
13．B
【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
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错误；
故选B。
14．BC
【详解】A．火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，根据牛顿第二定律有
解得
当时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，则火车做离心运动的趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故A错误
B．根据牛顿第二定律，在最低点有
在最高点有
则可得
则弹力越大，水份越容易离心运动，故衣物运动到最低点B点时脱水效果更好，故B正确；
C．将圆锥摆所受的重力和拉力合成，合力指向圆心，设悬点到圆周平面的高度差为，有
解得圆周摆的周期为
小球在同一水平面做半径不同的匀速圆周运动，因高度相同，则周期相同，故C正确；
D．摩托车受重力和支持力，其合力提供向心力做匀速圆周运动，有
解得倒锥摆的线速度为
则轨迹离地面的高度h升高，摩托车的线速度将变大，故D错误。
故选BC。
15．ACD
【详解】A．根据电荷之间相互作用力的规律同种电荷相互排斥，可知甲图中，该同学头发蓬松散开的原因是同种电荷的排斥作用，故A正确；
B．在静电除尘装置，带负电的尘埃所受电场力与电场强度方向相反，可知带负电的尘埃被收集在块状正电极A上，故B错误；
C．燃气灶中的电子点火器前端制成尖锐的形状，该装置应用了尖端放电的原理，故C正确；
D．静电喷漆过程是使微小的油漆液滴带电，在电场力作用下，向金属表面运动，可知静电喷漆时利用异种电荷相互吸引，使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀，故D正确。
故选ACD。
16． BD##DB 需要 C 4.0
【详解】（1）[1] A．小球每次在斜槽轨道上运动时的摩擦力相同，所以斜槽轨道没有必要光滑，A错误；
B．为了使小球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道末段必须水平，B正确；
C．挡板高度没有必要等间距变化 ，C错误；
D．为了保证小球离开斜槽末端时的速度不变，必须保证每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，D正确。
故选BD。
（2）[2]为了保证y轴在竖直方向，在确定y轴时需要y轴与重锤线平行；
（3）[3] A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，该方案可行，不符合题意；
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，该方案可行，不符合题意；
C．铅笔运动时，笔尖不能始终与白纸板接触，白纸上不能留下运动轨迹，该方案不可行，C符合题意。
故选C。
（4）[4]设AB的时间间隔为T
解得
平抛的初速度大小为
17． C 1:3 1:4
【详解】（1）[1]将传动皮带调至第一层塔轮，由于塔轮半径相等，则两塔轮角速度相等，此时可研究向心力的大小与球运动半径r的关系。
（2）[2]若传动皮带套在塔轮第三层，根据
线速度相等，则A、C两处的角速度之比为
（3）[3]传动皮带位于第二层，同理，两球转动的角速度之比为
由于运动半径相等，根据
向心力大小之比为
左右两标尺的露出的格子数之比为1:4。
18．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1） 物体在前2s的位移为
代入数据得
（2） 第4s末速度满足
且有
得
由平均速度公式有第1s、第3s末速度分别为
故第2s内位移
第3s内位移
得位移之比
（3）小孩加速下滑阶段有
减速下滑阶段
两式联立可得
根据后2s内运动情况得
代入数据得
19．（1）；（2）水平向有或a指向b；（3）1.8N
【详解】（1）根据角速度的定义式有
代入数据可得
（2）小铁环a所需的向心力方向为∶水平向右或a指向b；
（3）对小铁环做受力分析，小铁环受重力与弹力，且二力在竖直方向合力为0，水平方向合力提供向心力。
所以
解得
20．（1）6m/s；（2）4.4N；（3）或；（4）
【详解】（1）A到B过程由动能定理
得
（2）A到C过程由动能定理
得
在C处
得
（3）根据
得
①当滑块返回到螺旋圆形轨道O1的等高处时速度恰好为零，有
得
5m/s
②当滑块返回到螺旋轨道E点
解得
③当滑块返回到螺旋圆形轨道恰好能通过最高点C，有
在C处
得
所以
5m/s
传送带的速度大小范围为
或
（4）滑块在圆弧轨道滑动过程中，在L点最易脱离轨道
解得
滑块从K到L，过程中
得
5m/s
滑块从L到M过程中
得
平抛运动得
得
根据
得
所以落点到N点的距离
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