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浙江省杭州市学军中学海创园校区2023-2024学年高一下学期期中物理试题（Word版附解析）
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一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，选对的得3分，选错的得0分）
1. 为了纪念物理学家的贡献，很多物理量的单位以他们的名字命名。下列物理学家的名字被选为国际单位制中基本单位的是（ ）
A. 安培B. 牛顿C. 库仑D. 瓦特
【答案】A
【解析】
【详解】物理学家安培的名字被选为国际单位制中的基本单位，而牛顿、库仑和瓦特都是国际单位制中的导出单位。
故选A。
2. 2023年5月30日，神舟十六号飞船顺利发射，并与空间站（轨道距地面约）完美对接。神舟十六号飞船，由推进舱、返回舱和轨道舱组成，总质量为。推进舱长，里面装有四个引擎系统和燃料。下列说法正确的是（ ）
A. 在研究神舟十六号飞船的运动时，必须以飞船中的航天员为参考系
B. 神舟十六号飞船发射升空的过程中机械能守恒
C. 神舟十六号飞船返回时弃掉推进舱后，剩余部分惯性变小
D. 在研究空间站环绕地球转动时，不能将空间站看成质点
【答案】C
【解析】
【详解】A．参考系的选择具有任意性，在研究神舟十六号飞船的运动时，不需要以飞船中的航天员为参考系，故A错误；
B．神舟十六号飞船发射升空的过程中，推力对飞船做正功，飞船的机械能增加，故B错误；
C．神舟十六号飞船返回时弃掉推进舱后，剩余部分质量变小，惯性变小，故C正确；
D．在研究空间站环绕地球转动时，空间站的形状大小可以忽略不计，能将空间站看成质点，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方向匀速运动。用G表示无人机重力，F表示空气对它作用力，下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】无人机沿直线朝斜向下方向匀速运动，处于平衡状态，受到的重力和空气的作用力为一对平衡力，大小相等、方向相反，重力的方向竖直向下，所以空气的作用力的方向竖直向上。
故选C。
4. 如图，短道速滑比赛中，把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，若观察到甲、乙两名运动员同时进入弯道，甲乙同时滑出弯道，则下列关系式一定成立的是（ ）
A. 向心加速度B. 线速度
C. 角速度D. 周期
【答案】B
【解析】
【详解】CD．若观察到甲、乙两名运动员同时进入弯道，同时出弯道，弧度相同，所用时间相同，故甲、乙的角速度相同，由
可知，甲、乙的周期相同，选项CD错误；
A．乙的半径大于甲的半径，由
可知，乙的向心加速度大于甲的向心加速度，选项A错误。
B．乙的半径大于甲的半径，根据
v=ωr
所以乙的线速度大于甲的线速度，选项B正确；
故选B。
5. 我国自行研制的北斗导航系统已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，是国之重器。关于北斗导航系统中的一颗地球静止轨道卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星可能定点在杭州的正上空
B. 地球赤道上物体随地球自转的周期小于该卫星的运转周期
C. 该卫星要比其他近地卫星所受地球的引力要大
D. 该卫星的线速度一定小于我国空间站做匀速圆周运动的线速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．地球静止轨道卫星只能处于赤道的正上方，所以该卫星不可能定点在杭州的正上空，故A错误；
B．地球赤道上物体随地球自转的周期等于该卫星的运转周期，故B错误；
C．根据万有引力定律可得
由于不知道该卫星与其他近地卫星的质量关系，所以无法判断该卫星与其他近地卫星所受地球的引力的大小关系，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力可得
可得
由于同步卫星的轨道半径大于我国空间站的轨道半径，所以该卫星的线速度一定小于我国空间站做匀速圆周运动的线速度，故D正确。
故选D。
6. 利用向心力演示器“探究向心力大小的表达式”实验中，将两质量相同的小球分别放在长槽和短槽上，调整塔轮上的皮带位置，分别放在长槽和短槽上，调整塔轮上的皮带位置，如图所示。转动手柄，此时可探究（ ）
A. 向心力的大小F与小球质量m的关系B. 向心力的大小F与小球圆周运动半径r的关系
C. 向心力的大小F与角速度大小的关系D. 向心力的大小F与线速度大小v的关系
【答案】C
【解析】
【详解】根据
两球质量相同，转动半径相同，则依次调整塔轮上的皮带的位置可改变角速度，则该实验可以探究向心力的大小与角速度的关系。
故选C。
7. 将一巨型足球模型竖直向上抛出，其速度—时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），则足球模型（ ）
A. 加速度一直增大
B. 一直处于失重状态
C. 在内的平均速度大小为
D. 在内，受到的空气阻力先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．图像的斜率表示加速度，图像斜率的绝对值减小直至为零，则足球模型的加速度先减小后不变，先处于失重状态，后处于平衡状态，选项AB错误；
C．由图像知，在内，如果物体匀变速运动，则平均速度
根据图像与横轴面积代表位移可知，实际位移大于匀变速位移，所以实际的平均速度大小大于，选项C错误；
D．在内，对于足球模型，设受到的空气阻力为f，由牛顿第二定律有
由于加速度a减小，则f减小，在内，有
由于加速度a减小，则f增大，选项D正确。
故选D。
8. 如图所示的模型体现了建筑学中的“张拉”结构原理，两个完全相同的木架M、N用三根轻绳a，b，c连接静置于水平地面上，三根轻绳均处于张紧状态。下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳a对M的拉力大小等于M的重力B. 轻绳a，b、c对M的拉力之和等于零
C. 轻绳b、c对M拉力之和小于轻绳a对M的拉力D. N对地面的压力等于N的重力
【答案】C
【解析】
【详解】D.整体受力分析，由平衡条件得
N对地面的压力等于M、N的重力之和，D错误；
ABC.由对称性可知
对上方木模受力分析有
则
，
故C正确，AB错误。
故选C。
9. 如图所示，取两根粗细、长度均不同的橡皮绳甲、乙拴接在天花板上，然后在下端悬吊一物体，系统平衡时，两橡皮绳的伸长量相同，且橡皮绳甲、乙与天花板的夹角分别为、，重力加速度为。则下列说法正确的是（ ）
A. 平衡时，甲、乙的拉力之比为
B. 橡皮绳甲、乙的劲度系数之比为
C. 剪断橡皮绳甲的瞬间，物体的加速度大小为
D. 剪断橡皮绳乙的瞬间，物体的加速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．平衡时，以重物为对象，有
，
可得甲、乙的拉力之比为
故A错误；
B．两橡皮绳的伸长量相同，根据
可得橡皮绳甲、乙的劲度系数之比为
故B正确；
C．剪断橡皮绳甲的瞬间，橡皮绳乙的拉力不变，则橡皮绳乙的拉力和重力的合力大小等于剪断前橡皮绳甲的拉力，根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小为
故C错误；
D．剪断橡皮绳乙的瞬间，橡皮绳甲的拉力不变，则橡皮绳甲的拉力和重力的合力大小等于剪断前橡皮绳乙的拉力，根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小为
故D错误。
故选B。
10. 如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从离地三百多米高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完类结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度，在运动员开伞前下落h的过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 重力对运动员做功为B. 运动员克服阻力做功为
C. 运动员的动能增加了D. 运动员的机械能减少了
【答案】A
【解析】
【详解】A．再运动员开伞前下落h的过程中,重力对运动员做功为
故A错误，符合题意；
B．下落的加速度，则阻力为
运动员克服阻力做功为
故B正确，不符合题意；
C．由动能定理可知
即运动员的动能增加了，故C正确，不符合题意；
D．根据能量守恒定律可知，阻力所做负功等于运动员的机械能减少，有
即运动员的机械能减少了，故D正确，不符合题意。
故选A。
11. 如图所示，一带正电的粒子在外力作用下，沿等量异种电荷连线的中垂线由A匀速运动到B的过程中，粒子所受电场力的大小和方向变化情况是
A. 先变大后变小，方向水平向左
B. 先变小后变大，方向水平向左
C. 先变大后变小，方向水平向右
D. 先变小后变大，方向水平向右
【答案】C
【解析】
【详解】根据等量异种电荷周围的电场线分布知，从A→O→B，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小。则带正电的粒子所受电场力的大小先变大，后变小，方向水平向右。
A．先变大后变小，方向水平向左，与结论不相符，选项A错误；
B．先变小后变大，方向水平向左，与结论不相符，选项B错误；
C．先变大后变小，方向永平向右，与结论相符，选项C正确；
D．先变小后变大，方向水平向右，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
12. 如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q （|Q|≫|q|）由a运动到b的轨迹如图中虚线，电场力做正功．已知粒子在a、b两点所受电场力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是
A. 若Q为正电荷，则q带负电，且Fa＞Fb
B. 若Q为正电荷，则q带负电，且Fa＜Fb
C. 若Q为负电荷，则q带负电，且Fa＞Fb
D. 若Q为负电荷，则q带负电，且Fa＜Fb
【答案】C
【解析】
【详解】由题图知，粒子的运动轨迹向右弯曲，说明粒子受到的电场力大致向右，则知Q与q带同种电荷．根据电场线的疏密表示场强的大小知，a处的场强比b处的场强大，由F＝qE，知Fa＞Fb．故C正确，A、B、D错误．
故选C。
13. 如图所示，一栋高为的三层楼房，每层楼高相等，且每层楼正中间有一个高为的窗户。现将一石块从楼顶边沿自出释放，不计空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A. 石块依次到达三个窗户上沿的时间之比为
B. 石块依次通过图中A、B、C三点的速度之比为
C. 石块依次到达三个窗户下沿的动能之比为
D. 石块从上到下依次通过每层楼房的时间之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A．石块依次到达三个窗户上沿的位移分别为1m，4m，7m；根据
可知，石块依次到达三个窗户上沿的速度大小之比为
根据
可知石块依次到达三个窗户上沿的时间大小之比为
故A错误；
B．石块依次到达图中A、B、C三点的位移分别为2m，4m，6m；根据
可得石块依次通过图中A、B、C三点的速度之比为
故B正确；
C．石块依次到达三个窗户下沿的位移分别为2m，5m，8m；根据动能定理可得
可知石块依次到达三个窗户下沿的动能之比为
故C错误；
D．根据
可知石块通过第一个楼层与通过前两个楼层、通过三个楼层的时间之比为
则石块依次通过三个楼层的时间之比为，故D错误。
故选B。
14. 投壶是我国古代的一种民间游戏。据《礼记·投》记载，以壶口作标的在一定的水平距离投箭矢，以投入多少决胜负现将某同学进行投壶的游戏简化为抛体运动，将箭矢视为质点，不计壶的高度，并且不计空气阻力。箭矢从距壶口P点竖直高度为的O点以初速度水平抛出，恰好落在壶口P点，O、P两点之间的水平距离为，重力加速度g取，则下列说法错误的是（ ）
A. 箭矢抛出的初速度
B. 箭矢从O运动到壶口P的时间为
C. 箭矢落入壶口P的速度大小为
D. 以抛射点O为坐标原点，初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立平面直角坐标系，则该箭矢运动的轨迹方程为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．箭矢做平抛运动，竖直方向有
解得箭矢从O运动到壶口P的时间为
水平方向有
解得箭矢抛出的初速度
故AB正确，不满足题意要求；
C．箭矢落入壶口P的竖直分速度大小为
则箭矢落入壶口P的速度大小为
故C错误，满足题意要求；
D．以抛射点O为坐标原点，初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立平面直角坐标系，则有
，
可得
故D正确，不满足题意要求。
故选C。
15. 如图所示，a、b两物块质量分别为m、2m，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧。开始时，、两物块距离地面高度相同，用手托住物块，然后由静止释放，直至、物块间高度差为，b未落地，不计滑轮质量和一切阻力，重力加速度为。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. b物体的加速度大小为
B. 绳子拉力大小是mg
C. a、b高度差为h时，物块的速度大小为
D. 此过程重力对a做功
【答案】C
【解析】
【详解】AB．对a、b，根据牛顿第二定律
，
解得
，
选项AB错误；
C．a、b间高度差为h，a上升的高度与b下降的高度均为，物体a、b构成的系统机械能守恒，则有
解得
故C正确；
D．此过程重力对a做功为
故D错误。
故选C。
第Ⅱ卷（非选择题 共55分）
二、非选择题（本题共5小题，共55分）
实验题
16. 某同学利用如图甲所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”的实验。
（1）在该实验中，下列说法正确的是___________。
A．应先接通电源，再释放小车
B．滑轮与小车之间的细绳要与木板平行
C．应补偿小车运动过程中受到的阻力
D．牵引小车的钩码质量应等于小车的总质量
（2）实验过程中，该同学打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器使用50Hz交流电源，图中O、A、B、C、D、E、F为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出，根据纸带可计算B点的瞬时速度大小___________，并计算纸带所对应小车的加速度大小___________。（结果均保留两位有效数字）
（3）小车质量一定，研究加速度与力的关系时，该同学根据测得的数据作出图像，如图所示。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能的原因是___________。（填选项前的字母）
A．补偿阻力时，木板的倾斜角度过大，且小车质量较大
B．补偿阻力时，木板的倾斜角度过小，且小车质量较大
C．补偿阻力时，木板的倾斜角度过小，且所挂钩码的质量较大
D．补偿阻力时，木板的倾斜角度过大，且所挂钩码的质量较大
【答案】 ①. ABC ②. 0.25 ③. 0.75 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]A．实验过程中，应先接通电源，再释放小车，选项A正确；
B．为保证绳的拉力方向与运动方向一致，滑轮与小车之间的细绳要保持与木板平行，选项B正确；
C．为了消除摩擦带来影响，应补偿小车运动过程中受到的阻力，选项C正确；
D．根据牛顿第二定律可知
则为了使得近似等于，则牵引小车的钩码质量应远小于小车的总质量，选项D错误。
故选ABC。
（2）[2]已知交流电源的频率为，每两个相邻计数点间还有四个计时点没有画出，则
小车在B点时的速度
[3]小车运动的加速度大小为
（3）[4]图像不过原点的可能原因是：未补偿阻力或补偿阻力不够；图像末端发生弯曲的可能原因是：所挂钩码的质量过大，未保证小车质量远大于所挂钩码的总质量。
故选C。
17. 在“探究平抛运动的特点”的实验中。
（1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。多次实验时，让小锤用不同的力击打弹性金属片，可以观察到（或听到）___________
A. A、B两球总是同时落地
B. A、B两球的运动路线相同
C. 击打的力度越大，A、B两球落地时间间隔越大
（2）该组同学继续用如图乙所示装置继续探究平抛运动规律，在该实验中，下列说法正确的是___________
A. 斜槽轨道末端切线必须水平B. 斜槽轨道必须光滑
C. 将坐标纸上确定的点用直线依次连接D. 小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）一小球做平抛运动，某同学记录了运动轨迹上的三个点A、B、C，如图所示。以A点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已在图丙中标出。小球做平抛运动的初速度大小___________。（g取）
（4）另一组同学拍摄小球做平抛运动频闪照片的一部分如图丁所示，已知每个小方格的边长为L，重力加速度为g，则小球在b点时的速度大小为___________。（用已知量L、g表示）
【答案】（1）A （2）AD
（3）1 （4）
【解析】
【小问1详解】
该实验中，A球做平抛运动，而B球做自由落体运动，当两球在同一高度处同时运动，得到的结果是两球同时落地。
故选A。
【小问2详解】
A．为了让小球在斜槽末端获得水平方向的速度以保证小球做平抛运动，则斜槽末端必须水平，故A正确；
BD．该实验中只要保证小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，则可保证小球每次做平抛运动的初速度相同，不需要斜槽轨道必须光滑，故B错误，D正确；
C．由于平抛运动的轨迹为抛物线，因此应该用平滑的曲线将坐标是上确定的点连接起来，故C错误。
故选AD。
【小问3详解】
由图可知A、B两点间的水平位移等于B、C两点间的水平位移，则A、B两点间的时间间隔等于B、C两点间的时间间隔，在竖直方向上根据逐差公式有
解得A、B两点间的时间间隔为
s
则小球做平抛运动的初速度大小为
【小问4详解】
平抛运动水平方向做匀速直线运动，而竖直方向做自由落体运动，根据图中数据可得，在水平方向有
在竖直方向由逐差法可知
联立解得
在b点竖直方向的速度为
则在b点的速度为
18. 长为L的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，如图所示。
（1）由于静电感应，导体棒A端感应出哪种电荷？
（2）当导体棒达到静电平衡后，导体棒内一点C处的合场强多大？
（3）当导体棒达到静电平衡后，导体棒上感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小和方向如何？
【答案】（1）负电；（2）0；（3）；方向沿Oq连线且指向+q
【解析】
【详解】（1）根据静电感应可知，靠近电荷的一端A端带负电；
（2）当导体棒达到静电平衡后，导体棒内一点C处的合场强为0；
（3）水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点O处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为
由于O处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反，即沿Oq连线且指向+q。
19. 如图所示，质量为物体，在倾角足够长的斜面上受到水平向右的恒力的作用，从斜面底端由静止开始沿斜面向上运动，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25，g取。求：
（1）有恒力F作用时，物体受到的滑动摩擦力大小；
（2）物体斜向上匀加速运动时的加速度大小；
（3）恒力F作用后撤去，物体返回至出发点时的速度大小。（可用根号表示）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）有恒力F作用时，对物块受力分析如图所示
利用正交分解法，可得
物体受到的滑动摩擦力大小
代入相关已知数据，求得
（2）匀加速阶段，根据牛顿第二定律得
求得物体斜向上匀加速运动时的加速度大小
（3）恒力F作用后撤去，此时物体的速度大小为
在4s内发生的位移大小为
撤去外力后，物体向上做匀减速直线运动，加速度大小为
物块继续向上滑行的距离为
物块返回出发点的过程中，根据牛顿第二定律可得下滑时的加速度大小为
则物体返回至出发点时的速度大小为
20. 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。转台以某一角速度匀速转动，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，且它和O点的连线与之间的夹角为，重力加速度为g。
（1）若此时陶罐对小物块摩擦力恰好为零，求陶罐对小物块的支持力；
（2）若此时陶罐对小物块摩擦力恰好为零，求小物块的线速度大小；
（3）若已知小物块与陶罐间的动摩擦因数，半径，小物块能一直相对陶罐静止（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），g取，求转台转动的角速度范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）（2）当摩擦力为零，支持力和重力的合力提供向心力，有
解得
，
（3）重力和支持力的合力不够提供向心力，当物块刚好不上滑时，最大静摩擦力沿切线向下，设此最大角速度为，受力如图
水平方向有
竖直方向
且
代入数据解得
rad/s
当物块刚好不下滑时，最大静摩擦力沿切线向上，此时水平方向有
竖直方向
且
代入数据解得
rad/s
则转台转动的角速度范围为
21. 如图所示，这是某工厂设计的一种缓冲装置，水平传送带顺时针匀速转动的速度v=5m/s，左右两边端点A、B的间距为L。传送带左边接倾斜直轨道AC，右边接光滑半圆形轨道，半圆形轨道与传送带相切于B点，BD为竖直直径，D为最高点，两轨道与传送带连接处认为紧密圆滑，物体通过连接点时无机械能损失。现有一质量为m=1kg（可视为质点）的物块从B点以初速度v0=4m/s向左运动，已知物块与传送带、斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5，半圆形轨道半径R=0.7m，斜面AC足够长，与水平面夹角为37°，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）若L=1m，当传送带不转动时，求物块在斜面上上滑的最大高度h；
（2）若L=1m，传送带匀速转动的情况下，求物块从B点向左出发第一次返回B点时对B点的压力大小；
（3）要使物块能返回半圆形轨道且不脱离圆轨道，求传送带长度L需满足的条件。
【答案】（1）0.18m；（2）26N；（3）
【解析】
【详解】（1）物块从B滑到斜面的最高点，由能量守恒定律有
解得
（2）由于
故物块从斜面上返回到A后，一直匀加速到B，根据动能定理有
在B点，根据牛顿第二定律得
联立解得
由牛顿第三定律可得，物块对B点的压力大小为26N；
（3）物块恰好运动至与圆心等高位置时有
解得
设物块恰好从B运动到A有
解得
所以当时，物块返回B点时速度为4m/s，物块会脱离圆轨道；
当时，物块从B减速到A有
物块从A滑上斜面最高点的过程有
物块从B出发返回B的过程有
解得
综上所述，要使物块能返回半圆形轨道且不脱离圆轨道，传送带长度L需满足
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，选对的得3分，选错的得0分）
1. 为了纪念物理学家的贡献，很多物理量的单位以他们的名字命名。下列物理学家的名字被选为国际单位制中基本单位的是（ ）
A. 安培B. 牛顿C. 库仑D. 瓦特
【答案】A
【解析】
【详解】物理学家安培的名字被选为国际单位制中的基本单位，而牛顿、库仑和瓦特都是国际单位制中的导出单位。
故选A。
2. 2023年5月30日，神舟十六号飞船顺利发射，并与空间站（轨道距地面约）完美对接。神舟十六号飞船，由推进舱、返回舱和轨道舱组成，总质量为。推进舱长，里面装有四个引擎系统和燃料。下列说法正确的是（ ）
A. 在研究神舟十六号飞船的运动时，必须以飞船中的航天员为参考系
B. 神舟十六号飞船发射升空的过程中机械能守恒
C. 神舟十六号飞船返回时弃掉推进舱后，剩余部分惯性变小
D. 在研究空间站环绕地球转动时，不能将空间站看成质点
【答案】C
【解析】
【详解】A．参考系的选择具有任意性，在研究神舟十六号飞船的运动时，不需要以飞船中的航天员为参考系，故A错误；
B．神舟十六号飞船发射升空的过程中，推力对飞船做正功，飞船的机械能增加，故B错误；
C．神舟十六号飞船返回时弃掉推进舱后，剩余部分质量变小，惯性变小，故C正确；
D．在研究空间站环绕地球转动时，空间站的形状大小可以忽略不计，能将空间站看成质点，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方向匀速运动。用G表示无人机重力，F表示空气对它作用力，下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】无人机沿直线朝斜向下方向匀速运动，处于平衡状态，受到的重力和空气的作用力为一对平衡力，大小相等、方向相反，重力的方向竖直向下，所以空气的作用力的方向竖直向上。
故选C。
4. 如图，短道速滑比赛中，把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，若观察到甲、乙两名运动员同时进入弯道，甲乙同时滑出弯道，则下列关系式一定成立的是（ ）
A. 向心加速度B. 线速度
C. 角速度D. 周期
【答案】B
【解析】
【详解】CD．若观察到甲、乙两名运动员同时进入弯道，同时出弯道，弧度相同，所用时间相同，故甲、乙的角速度相同，由
可知，甲、乙的周期相同，选项CD错误；
A．乙的半径大于甲的半径，由
可知，乙的向心加速度大于甲的向心加速度，选项A错误。
B．乙的半径大于甲的半径，根据
v=ωr
所以乙的线速度大于甲的线速度，选项B正确；
故选B。
5. 我国自行研制的北斗导航系统已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，是国之重器。关于北斗导航系统中的一颗地球静止轨道卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星可能定点在杭州的正上空
B. 地球赤道上物体随地球自转的周期小于该卫星的运转周期
C. 该卫星要比其他近地卫星所受地球的引力要大
D. 该卫星的线速度一定小于我国空间站做匀速圆周运动的线速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．地球静止轨道卫星只能处于赤道的正上方，所以该卫星不可能定点在杭州的正上空，故A错误；
B．地球赤道上物体随地球自转的周期等于该卫星的运转周期，故B错误；
C．根据万有引力定律可得
由于不知道该卫星与其他近地卫星的质量关系，所以无法判断该卫星与其他近地卫星所受地球的引力的大小关系，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力可得
可得
由于同步卫星的轨道半径大于我国空间站的轨道半径，所以该卫星的线速度一定小于我国空间站做匀速圆周运动的线速度，故D正确。
故选D。
6. 利用向心力演示器“探究向心力大小的表达式”实验中，将两质量相同的小球分别放在长槽和短槽上，调整塔轮上的皮带位置，分别放在长槽和短槽上，调整塔轮上的皮带位置，如图所示。转动手柄，此时可探究（ ）
A. 向心力的大小F与小球质量m的关系B. 向心力的大小F与小球圆周运动半径r的关系
C. 向心力的大小F与角速度大小的关系D. 向心力的大小F与线速度大小v的关系
【答案】C
【解析】
【详解】根据
两球质量相同，转动半径相同，则依次调整塔轮上的皮带的位置可改变角速度，则该实验可以探究向心力的大小与角速度的关系。
故选C。
7. 将一巨型足球模型竖直向上抛出，其速度—时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），则足球模型（ ）
A. 加速度一直增大
B. 一直处于失重状态
C. 在内的平均速度大小为
D. 在内，受到的空气阻力先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．图像的斜率表示加速度，图像斜率的绝对值减小直至为零，则足球模型的加速度先减小后不变，先处于失重状态，后处于平衡状态，选项AB错误；
C．由图像知，在内，如果物体匀变速运动，则平均速度
根据图像与横轴面积代表位移可知，实际位移大于匀变速位移，所以实际的平均速度大小大于，选项C错误；
D．在内，对于足球模型，设受到的空气阻力为f，由牛顿第二定律有
由于加速度a减小，则f减小，在内，有
由于加速度a减小，则f增大，选项D正确。
故选D。
8. 如图所示的模型体现了建筑学中的“张拉”结构原理，两个完全相同的木架M、N用三根轻绳a，b，c连接静置于水平地面上，三根轻绳均处于张紧状态。下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳a对M的拉力大小等于M的重力B. 轻绳a，b、c对M的拉力之和等于零
C. 轻绳b、c对M拉力之和小于轻绳a对M的拉力D. N对地面的压力等于N的重力
【答案】C
【解析】
【详解】D.整体受力分析，由平衡条件得
N对地面的压力等于M、N的重力之和，D错误；
ABC.由对称性可知
对上方木模受力分析有
则
，
故C正确，AB错误。
故选C。
9. 如图所示，取两根粗细、长度均不同的橡皮绳甲、乙拴接在天花板上，然后在下端悬吊一物体，系统平衡时，两橡皮绳的伸长量相同，且橡皮绳甲、乙与天花板的夹角分别为、，重力加速度为。则下列说法正确的是（ ）
A. 平衡时，甲、乙的拉力之比为
B. 橡皮绳甲、乙的劲度系数之比为
C. 剪断橡皮绳甲的瞬间，物体的加速度大小为
D. 剪断橡皮绳乙的瞬间，物体的加速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．平衡时，以重物为对象，有
，
可得甲、乙的拉力之比为
故A错误；
B．两橡皮绳的伸长量相同，根据
可得橡皮绳甲、乙的劲度系数之比为
故B正确；
C．剪断橡皮绳甲的瞬间，橡皮绳乙的拉力不变，则橡皮绳乙的拉力和重力的合力大小等于剪断前橡皮绳甲的拉力，根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小为
故C错误；
D．剪断橡皮绳乙的瞬间，橡皮绳甲的拉力不变，则橡皮绳甲的拉力和重力的合力大小等于剪断前橡皮绳乙的拉力，根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小为
故D错误。
故选B。
10. 如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从离地三百多米高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完类结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度，在运动员开伞前下落h的过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 重力对运动员做功为B. 运动员克服阻力做功为
C. 运动员的动能增加了D. 运动员的机械能减少了
【答案】A
【解析】
【详解】A．再运动员开伞前下落h的过程中,重力对运动员做功为
故A错误，符合题意；
B．下落的加速度，则阻力为
运动员克服阻力做功为
故B正确，不符合题意；
C．由动能定理可知
即运动员的动能增加了，故C正确，不符合题意；
D．根据能量守恒定律可知，阻力所做负功等于运动员的机械能减少，有
即运动员的机械能减少了，故D正确，不符合题意。
故选A。
11. 如图所示，一带正电的粒子在外力作用下，沿等量异种电荷连线的中垂线由A匀速运动到B的过程中，粒子所受电场力的大小和方向变化情况是
A. 先变大后变小，方向水平向左
B. 先变小后变大，方向水平向左
C. 先变大后变小，方向水平向右
D. 先变小后变大，方向水平向右
【答案】C
【解析】
【详解】根据等量异种电荷周围的电场线分布知，从A→O→B，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小。则带正电的粒子所受电场力的大小先变大，后变小，方向水平向右。
A．先变大后变小，方向水平向左，与结论不相符，选项A错误；
B．先变小后变大，方向水平向左，与结论不相符，选项B错误；
C．先变大后变小，方向永平向右，与结论相符，选项C正确；
D．先变小后变大，方向水平向右，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
12. 如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q （|Q|≫|q|）由a运动到b的轨迹如图中虚线，电场力做正功．已知粒子在a、b两点所受电场力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是
A. 若Q为正电荷，则q带负电，且Fa＞Fb
B. 若Q为正电荷，则q带负电，且Fa＜Fb
C. 若Q为负电荷，则q带负电，且Fa＞Fb
D. 若Q为负电荷，则q带负电，且Fa＜Fb
【答案】C
【解析】
【详解】由题图知，粒子的运动轨迹向右弯曲，说明粒子受到的电场力大致向右，则知Q与q带同种电荷．根据电场线的疏密表示场强的大小知，a处的场强比b处的场强大，由F＝qE，知Fa＞Fb．故C正确，A、B、D错误．
故选C。
13. 如图所示，一栋高为的三层楼房，每层楼高相等，且每层楼正中间有一个高为的窗户。现将一石块从楼顶边沿自出释放，不计空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A. 石块依次到达三个窗户上沿的时间之比为
B. 石块依次通过图中A、B、C三点的速度之比为
C. 石块依次到达三个窗户下沿的动能之比为
D. 石块从上到下依次通过每层楼房的时间之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A．石块依次到达三个窗户上沿的位移分别为1m，4m，7m；根据
可知，石块依次到达三个窗户上沿的速度大小之比为
根据
可知石块依次到达三个窗户上沿的时间大小之比为
故A错误；
B．石块依次到达图中A、B、C三点的位移分别为2m，4m，6m；根据
可得石块依次通过图中A、B、C三点的速度之比为
故B正确；
C．石块依次到达三个窗户下沿的位移分别为2m，5m，8m；根据动能定理可得
可知石块依次到达三个窗户下沿的动能之比为
故C错误；
D．根据
可知石块通过第一个楼层与通过前两个楼层、通过三个楼层的时间之比为
则石块依次通过三个楼层的时间之比为，故D错误。
故选B。
14. 投壶是我国古代的一种民间游戏。据《礼记·投》记载，以壶口作标的在一定的水平距离投箭矢，以投入多少决胜负现将某同学进行投壶的游戏简化为抛体运动，将箭矢视为质点，不计壶的高度，并且不计空气阻力。箭矢从距壶口P点竖直高度为的O点以初速度水平抛出，恰好落在壶口P点，O、P两点之间的水平距离为，重力加速度g取，则下列说法错误的是（ ）
A. 箭矢抛出的初速度
B. 箭矢从O运动到壶口P的时间为
C. 箭矢落入壶口P的速度大小为
D. 以抛射点O为坐标原点，初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立平面直角坐标系，则该箭矢运动的轨迹方程为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．箭矢做平抛运动，竖直方向有
解得箭矢从O运动到壶口P的时间为
水平方向有
解得箭矢抛出的初速度
故AB正确，不满足题意要求；
C．箭矢落入壶口P的竖直分速度大小为
则箭矢落入壶口P的速度大小为
故C错误，满足题意要求；
D．以抛射点O为坐标原点，初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立平面直角坐标系，则有
，
可得
故D正确，不满足题意要求。
故选C。
15. 如图所示，a、b两物块质量分别为m、2m，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧。开始时，、两物块距离地面高度相同，用手托住物块，然后由静止释放，直至、物块间高度差为，b未落地，不计滑轮质量和一切阻力，重力加速度为。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. b物体的加速度大小为
B. 绳子拉力大小是mg
C. a、b高度差为h时，物块的速度大小为
D. 此过程重力对a做功
【答案】C
【解析】
【详解】AB．对a、b，根据牛顿第二定律
，
解得
，
选项AB错误；
C．a、b间高度差为h，a上升的高度与b下降的高度均为，物体a、b构成的系统机械能守恒，则有
解得
故C正确；
D．此过程重力对a做功为
故D错误。
故选C。
第Ⅱ卷（非选择题 共55分）
二、非选择题（本题共5小题，共55分）
实验题
16. 某同学利用如图甲所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”的实验。
（1）在该实验中，下列说法正确的是___________。
A．应先接通电源，再释放小车
B．滑轮与小车之间的细绳要与木板平行
C．应补偿小车运动过程中受到的阻力
D．牵引小车的钩码质量应等于小车的总质量
（2）实验过程中，该同学打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器使用50Hz交流电源，图中O、A、B、C、D、E、F为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出，根据纸带可计算B点的瞬时速度大小___________，并计算纸带所对应小车的加速度大小___________。（结果均保留两位有效数字）
（3）小车质量一定，研究加速度与力的关系时，该同学根据测得的数据作出图像，如图所示。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能的原因是___________。（填选项前的字母）
A．补偿阻力时，木板的倾斜角度过大，且小车质量较大
B．补偿阻力时，木板的倾斜角度过小，且小车质量较大
C．补偿阻力时，木板的倾斜角度过小，且所挂钩码的质量较大
D．补偿阻力时，木板的倾斜角度过大，且所挂钩码的质量较大
【答案】 ①. ABC ②. 0.25 ③. 0.75 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]A．实验过程中，应先接通电源，再释放小车，选项A正确；
B．为保证绳的拉力方向与运动方向一致，滑轮与小车之间的细绳要保持与木板平行，选项B正确；
C．为了消除摩擦带来影响，应补偿小车运动过程中受到的阻力，选项C正确；
D．根据牛顿第二定律可知
则为了使得近似等于，则牵引小车的钩码质量应远小于小车的总质量，选项D错误。
故选ABC。
（2）[2]已知交流电源的频率为，每两个相邻计数点间还有四个计时点没有画出，则
小车在B点时的速度
[3]小车运动的加速度大小为
（3）[4]图像不过原点的可能原因是：未补偿阻力或补偿阻力不够；图像末端发生弯曲的可能原因是：所挂钩码的质量过大，未保证小车质量远大于所挂钩码的总质量。
故选C。
17. 在“探究平抛运动的特点”的实验中。
（1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。多次实验时，让小锤用不同的力击打弹性金属片，可以观察到（或听到）___________
A. A、B两球总是同时落地
B. A、B两球的运动路线相同
C. 击打的力度越大，A、B两球落地时间间隔越大
（2）该组同学继续用如图乙所示装置继续探究平抛运动规律，在该实验中，下列说法正确的是___________
A. 斜槽轨道末端切线必须水平B. 斜槽轨道必须光滑
C. 将坐标纸上确定的点用直线依次连接D. 小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）一小球做平抛运动，某同学记录了运动轨迹上的三个点A、B、C，如图所示。以A点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已在图丙中标出。小球做平抛运动的初速度大小___________。（g取）
（4）另一组同学拍摄小球做平抛运动频闪照片的一部分如图丁所示，已知每个小方格的边长为L，重力加速度为g，则小球在b点时的速度大小为___________。（用已知量L、g表示）
【答案】（1）A （2）AD
（3）1 （4）
【解析】
【小问1详解】
该实验中，A球做平抛运动，而B球做自由落体运动，当两球在同一高度处同时运动，得到的结果是两球同时落地。
故选A。
【小问2详解】
A．为了让小球在斜槽末端获得水平方向的速度以保证小球做平抛运动，则斜槽末端必须水平，故A正确；
BD．该实验中只要保证小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，则可保证小球每次做平抛运动的初速度相同，不需要斜槽轨道必须光滑，故B错误，D正确；
C．由于平抛运动的轨迹为抛物线，因此应该用平滑的曲线将坐标是上确定的点连接起来，故C错误。
故选AD。
【小问3详解】
由图可知A、B两点间的水平位移等于B、C两点间的水平位移，则A、B两点间的时间间隔等于B、C两点间的时间间隔，在竖直方向上根据逐差公式有
解得A、B两点间的时间间隔为
s
则小球做平抛运动的初速度大小为
【小问4详解】
平抛运动水平方向做匀速直线运动，而竖直方向做自由落体运动，根据图中数据可得，在水平方向有
在竖直方向由逐差法可知
联立解得
在b点竖直方向的速度为
则在b点的速度为
18. 长为L的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，如图所示。
（1）由于静电感应，导体棒A端感应出哪种电荷？
（2）当导体棒达到静电平衡后，导体棒内一点C处的合场强多大？
（3）当导体棒达到静电平衡后，导体棒上感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小和方向如何？
【答案】（1）负电；（2）0；（3）；方向沿Oq连线且指向+q
【解析】
【详解】（1）根据静电感应可知，靠近电荷的一端A端带负电；
（2）当导体棒达到静电平衡后，导体棒内一点C处的合场强为0；
（3）水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点O处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为
由于O处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反，即沿Oq连线且指向+q。
19. 如图所示，质量为物体，在倾角足够长的斜面上受到水平向右的恒力的作用，从斜面底端由静止开始沿斜面向上运动，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25，g取。求：
（1）有恒力F作用时，物体受到的滑动摩擦力大小；
（2）物体斜向上匀加速运动时的加速度大小；
（3）恒力F作用后撤去，物体返回至出发点时的速度大小。（可用根号表示）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）有恒力F作用时，对物块受力分析如图所示
利用正交分解法，可得
物体受到的滑动摩擦力大小
代入相关已知数据，求得
（2）匀加速阶段，根据牛顿第二定律得
求得物体斜向上匀加速运动时的加速度大小
（3）恒力F作用后撤去，此时物体的速度大小为
在4s内发生的位移大小为
撤去外力后，物体向上做匀减速直线运动，加速度大小为
物块继续向上滑行的距离为
物块返回出发点的过程中，根据牛顿第二定律可得下滑时的加速度大小为
则物体返回至出发点时的速度大小为
20. 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。转台以某一角速度匀速转动，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，且它和O点的连线与之间的夹角为，重力加速度为g。
（1）若此时陶罐对小物块摩擦力恰好为零，求陶罐对小物块的支持力；
（2）若此时陶罐对小物块摩擦力恰好为零，求小物块的线速度大小；
（3）若已知小物块与陶罐间的动摩擦因数，半径，小物块能一直相对陶罐静止（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），g取，求转台转动的角速度范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）（2）当摩擦力为零，支持力和重力的合力提供向心力，有
解得
，
（3）重力和支持力的合力不够提供向心力，当物块刚好不上滑时，最大静摩擦力沿切线向下，设此最大角速度为，受力如图
水平方向有
竖直方向
且
代入数据解得
rad/s
当物块刚好不下滑时，最大静摩擦力沿切线向上，此时水平方向有
竖直方向
且
代入数据解得
rad/s
则转台转动的角速度范围为
21. 如图所示，这是某工厂设计的一种缓冲装置，水平传送带顺时针匀速转动的速度v=5m/s，左右两边端点A、B的间距为L。传送带左边接倾斜直轨道AC，右边接光滑半圆形轨道，半圆形轨道与传送带相切于B点，BD为竖直直径，D为最高点，两轨道与传送带连接处认为紧密圆滑，物体通过连接点时无机械能损失。现有一质量为m=1kg（可视为质点）的物块从B点以初速度v0=4m/s向左运动，已知物块与传送带、斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5，半圆形轨道半径R=0.7m，斜面AC足够长，与水平面夹角为37°，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）若L=1m，当传送带不转动时，求物块在斜面上上滑的最大高度h；
（2）若L=1m，传送带匀速转动的情况下，求物块从B点向左出发第一次返回B点时对B点的压力大小；
（3）要使物块能返回半圆形轨道且不脱离圆轨道，求传送带长度L需满足的条件。
【答案】（1）0.18m；（2）26N；（3）
【解析】
【详解】（1）物块从B滑到斜面的最高点，由能量守恒定律有
解得
（2）由于
故物块从斜面上返回到A后，一直匀加速到B，根据动能定理有
在B点，根据牛顿第二定律得
联立解得
由牛顿第三定律可得，物块对B点的压力大小为26N；
（3）物块恰好运动至与圆心等高位置时有
解得
设物块恰好从B运动到A有
解得
所以当时，物块返回B点时速度为4m/s，物块会脱离圆轨道；
当时，物块从B减速到A有
物块从A滑上斜面最高点的过程有
物块从B出发返回B的过程有
解得
综上所述，要使物块能返回半圆形轨道且不脱离圆轨道，传送带长度L需满足
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