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县四川省泸县第五中学2024-2025学年高三上学期开学物理试题（解析版）
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这是一份县四川省泸县第五中学2024-2025学年高三上学期开学物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
物理试卷共4页，满分100分。考试时间75分钟。
第一卷 选择题（43分）
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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。）
1. 用中子轰击氮核从原子核中打出了粒子X，该实验的核反应方程是，粒子X为（ ）
A. 质子B. 正电子C. 氘核D. 氦核
【答案】A
【解析】
【详解】根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程为
可知粒子X为质子。
故选A。
2. 大连光源是中国科学院研制的中国第一台大型自由电子激光科学研究装置，是当今世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置，也是世界上最亮的极紫外光源，极紫外光源发出的极紫外线比紫外线的波长还要短，下列关于紫外线和极紫外线的判断正确的是（ ）
A. 极紫外线光子的能量小于紫外线光子的能量
B. 由玻璃射向真空时极紫外线的临界角小于紫外线的临界角
C. 利用同一装置进行双缝干涉实验时极紫外线的条纹间距较大
D. 分别照射同一光电管发生光电效应，极紫外线对应的遏止电压小于紫外线对应的遏止电压
【答案】B
【解析】
【详解】A．极紫外光源发出的极紫外线比紫外线的波长还要短，根据可知，极紫外线的频率较大，根据可知，极紫外线光子的能量大于紫外线光子的能量，故A错误；
B．全反射的临界角满足
极紫外线频率较大，则极紫外线的折射率较大，由玻璃射向真空时极紫外线的临界角小于紫外线的临界角，故B正确；
C．根据可知，利用同一装置进行双缝干涉实验时极紫外线的条纹间距较小，故C错误；
D．根据动能定理
根据光电效应方程
联立可得
可知分别照射同一光电管发生光电效应，极紫外线对应的遏止电压大于紫外线对应的遏止电压，故D错误。
故选B。
3. 矿井中的升降机以5m/s的速度竖直向上匀速运行，某时刻一螺钉由于震动从升降机底板脱落，经过3s升降机上升至井口，此时松脱的螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 螺钉松脱后做自由落体运动
B. 矿井的深度为45m
C. 螺钉落到井底时的速度大小是35m/s
D. 螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时10s
【答案】B
【解析】
【详解】A．螺钉松脱时具有与升降机相同的向上的初速度，故螺钉脱落后做竖直上抛运动，故A错误；
B．取竖直向上为正方向，螺钉从脱落至落到井底的位移
升降机这段时间的位移
故矿井的深度为
故B正确；
C．螺钉落到井底时的速度为
因此速度大小为25m/s，故C错误；
D．螺钉松脱前运动的时间为
所以螺钉运动的总时间为
故D错误。
故选B。
4. 黑板擦在手施加的恒定推力F作用下匀速擦拭黑板，已知黑板擦与竖直黑板间的动摩擦因数为μ，不计黑板擦的重力。则黑板擦所受的摩擦力大小是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设板擦与黑板间的弹力为N，摩擦力为f，由勾股定理可得
滑动摩擦力公式为
联立可得
故ACD错误，B正确。
故选B。
5. 如图所示，倾角为的光滑斜面体A放在光滑的水平面上。质量为m的细长直杆B，受固定的光滑套管C约束，只能在竖直方向上自由运动。某时刻，A在水平推力F作用下处于静止状态，此时B杆下端正好压在A顶端的斜面上。重力加速度为g，则（ ）
A. 直杆B只受重力和支持力B. 斜面A共受五个外力
C. A对B的支持力的大小为D. 推力F的大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AC．A对B有垂直斜面向上的支持力，C对B有水平向右的作用力，对B受力分析，如图1所示
由平衡条件可知，竖直方向上有
解得
故A错误；C正确；
BD．由牛顿第三定律可知，B对A只有垂直斜面向下的压力，大小为
对A受力分析，如图2示，由平衡条件，水平方向上有
故BD错误。
故选C。
6. 2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道后离开火箭。如图所示，鹊桥二号进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（ ）
A. 离开火箭时速度大于地球第二宇宙速度
B. 在捕获轨道运行的周期大于24小时
C. 在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
D. 经过A点的加速度比经过B点时大
【答案】B
【解析】
【详解】A．鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，才能进入地月转移轨道，故A错误；
B．由开普勒第三定律，捕获轨道的半轴长大于环月轨道的半轴长，鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，故B正确；
C．在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，故C错误；
D．根据万有引力提供加速度，可得
解得
则经过A点的加速度比经过B点时小，故D错误。
故选B。
7. 如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的3个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的。不计空气阻力，则（ ）
A. a的飞行时间比b的长B. b的飞行时间比c的长
C. a的水平速度比b的小D. b的初速度比c的大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．竖直方向上，由可得，飞行时间为
由图可知
则有
故AB错误；
CD．水平方向上，由可得，初速度为
由图可知
则有
故C错误，D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8. 如图所示，上表面光滑的斜面静置于粗糙水平面上，斜面质量，倾角，斜面顶端固定有光滑轻质滑轮，质量的物块系于轻绳一端，轻绳另一端跨过滑轮系于地面上，斜面左侧的轻绳保持竖直，斜面上方的轻绳与斜面平行。已知重力加速度大小，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳拉力大小为8N
B. 水平面对斜面的弹力大小为48N
C. 水平面对斜面的摩擦力大小为4.8N
D. 剪断轻绳瞬间，为使斜面保持静止，斜面与水平面间的动摩擦因数至少为0.125
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题意可知，物块处于平衡状态，在沿斜面的方向上，由平衡条件则有
A错误；
B．对斜面与物块组成的整体分析，在竖直方向由平衡条件可得
B正确；
C．对斜面与物块组成的整体分析，整体在水平方向不受外力作用，因此水平面对斜面的摩擦力是零，C错误；
D．对斜面，物块对斜面的压力大小为
方向垂直斜面向下，与水平方向成53°夹角偏左方向，其压力在水平向左方向的分力大小为
剪断轻绳瞬间，斜面受向右的摩擦力，大小为4.8N，为使斜面保持静止，斜面与水平面间的动摩擦因数
D正确。
故选BD。
9. 一辆警车沿平直街道巡逻，速度大小为10m/s，在某位置（坐标原点O）发现前方某处发生警情，立即前往处理，警车的加速度a随警车到O点的距离x变化的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 0~30m内，警车做匀减速直线运动
B. 警车的速度大小再次为10m/s时，其到O点的距离为60m
C. 警车距离O点为36m时的速度最大
D. 警车的最大速度为20m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图像可知随着位移增大，加速度逐渐减小，则0~30m内，警车做变加速直线运动，故A错误；
B．由速度位移关系
可得
即图像的面积代表，因，则图像面积等于零时，末速度为10m/s，由图可得位移为60m，故B正确；
CD．由图像的面积的意义可知，面积为正的最大时，末速度最大，即在警车距离O点为30m时的速度最大，有
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 蹦床是小朋友喜欢的户外运动项目。如图所示，一质量为m的小朋友，某次弹跳中从床面上方高h1处由静止落下，下落的时间为t1，落到床面上屈伸弹起后离开床面的最大高度为h2，上升的时间为t2。已知h2>h1，重力加速度为g，不计空气阻力，此过程中（ ）
A. 床面对小朋友弹力的最大值为mg
B. 小朋友所受重力的冲量为
C. 小朋友离开床面时的速度大小为
D. 小朋友的机械能增加了
【答案】CD
【解析】
【详解】A．小朋友在最低点时，床面对小朋友的弹力最大，从最低点向上运动时，先做加速运动，弹力的最大值大于mg，故A错误；
B．小朋友重力的冲量
其中∆t为小朋友与床面的作用时间，故B错误；
C．小朋友离开床面后做竖直上抛运动，离开床面的最大高度为h2，根据功能关系可得：
mv2=mgh2
解得离开床面时的速度大小为
故C正确；
D．根据功能关系可得小朋友的机械能增加了
ΔE=mgh2-mgh1=mg(h2-h1)
故D正确。
故选CD。
第二卷 非选择题（57分）
三、实验探究题（16分）
11. 如图，为测量做匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d．
(1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间和，则小车加速度___________________．
(2)(多选题)为减小实验误差，可采取的方法是（ ）
(A)增大两挡光片宽度 (B)减小两挡光片宽度
(C)增大两挡光片间距 (D)减小两挡光片间距
【答案】 ①. ②. BC
【解析】
【详解】试题分析：（1）小车经过两光电门的速度，，根据匀变速运动的规律，可求加速度a=；
（2）本实验测量的物理量是两个挡光时间及两光电门间的距离，挡光时间越小，小车经过光电门的速度就越接近瞬时速度，故减小两挡光片宽度b，可减小误差，增大两挡光片间距d，可减小测量误差，故BC正确；AD错误．
考点：测量做匀加速直线运动小车的加速度
【名师点睛】
12. 某实验小组用重物下落验证机械能守恒定律。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是（ ）
A. B. C. D.
（2）除上图中所示的装置之外，还必须使用的器材是（ ）
A. 直流电源、天平（含砝码）
B. 直流电源、刻度尺
C. 交流电源、天平（含砝码）
D. 交流电源、刻度尺
（3）选出一条清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为计数点，用刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量∆Ep=________J；重物的动能增加量∆Ek=________J（结果保留3位有效数字）。
（4）甲同学多次实验，以重物的速度平方为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的图像，则当地的重力加速度g=________m/s2。（结果保留3位有效数字）
【答案】（1）A （2）D
（3） ①. 1.82 ②. 1.71
（4）9.67
【解析】
【小问1详解】
在本实验中应将纸带的一端与重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近。
故选A。
【小问2详解】
由于打点计时器所使用的电源为低压交流电源，所以实验中除图中所示的装置之外，还必须使用的器材为低压交流电源和刻度尺，刻度尺用来测量纸带上计数点间的距离，不需要测量重物的质量，所以不需要天平。
故选D。
【小问3详解】
[1]重物重力势能的减少量为
[2]经过B点的速度大小为
所以重物的动能增加量为
【小问4详解】
若重物下落过程机械能守恒，则
所以
结合图像可得
所以
四、计算题（43分，13题12分，14题13分，15题18分）
13. 我国自行研制的“天问1号”火星探测器于2021年5月19日成功着陆火星。设着陆前探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标考查。探测器经过一系列的制动减速进入火星近地圆轨道绕火星做匀速圆周运动，之后再经过制动在火星表面着陆。着陆后，探测器上的科研装置，将一个小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，测得小球经过时间t落地。已知引力常量为G，火星的半径为R（远小于），求：
（1）火星表面重力加速度；
（2）火星的质量；
（3）火星的平均密度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，则有
解得火星表面重力加速度为
（2）物体火星表面处，有
解得火星质量为
（3）根据
联立解得火星的平均密度为
14. 如图所示，AB、CD为两个光滑的平台，一倾角为37°、长为5 m的传送带与两平台平滑连接．现有一小物体以10 m/s的速度沿平台AB向右运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到平台CD上．(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8)
(1)求小物体跟传送带间的动摩擦因数；
(2)当小物体在平台AB上的运动速度低于某一数值时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD，求这个临界速度；
(3)若小物体以8 m/s的速度沿平台AB向右运动，欲使小物体能到达平台CD，传送带至少以多大的速度顺时针运动？
【答案】（1）0.5（2）2m/s；（3）3m/s
【解析】
【详解】(1)传送带静止时，小物体在传送带上受力如图甲所示，
根据牛顿第二定律得：
μmgcs37°＋mgsin37°＝ma1
B→C过程，有：
v02＝2a1l
解得：
a1＝10 m/s2，μ＝0.5．
(2)当小物体在传送带上受到的摩擦力始终向上时，最容易到达传送带顶端，此时，小物体受力如图乙所示，根据牛顿第二定律得：
mgsin37°－μmgcs37°＝ma2
若恰好能到达平台CD，有：
v2＝2a2l
解得：
v＝2m/s，a2＝2 m/s2
即当小物体在平台AB上向右运动的速度小于2 m/s时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD．
(3)设小物体在平台AB上的运动速度为v1，传送带顺时针运动的速度大小为v2．
从小物体滑上传送带至小物体速度减小到传送带速度过程，有：
v12－v22＝2a1x1
从小物体速度减小到传送带速度至恰好到达平台CD过程，有：
v22＝2a2x2，
x1＋x2＝l
解得：
v2＝3 m/s，
即传送带至少以3 m/s的速度顺时针运动，小物体才能到达平台CD．
15. 某游乐设施主体结构如图甲所示为一绝缘的弯曲轨道与略微倾斜的直轨道组成，弯曲轨道与直轨道在B处相切。一绝缘材料做成的小车从弯曲轨道顶端A点自由滑下，A点与B点的竖直高度差为h。如图乙所示，小车车厢底板内有一组平放的匝数为n匝，电阻为R的矩形铜线圈，线圈长宽分别为和，其短边与轨道垂直。小车包含游客的总质量为M。小车滑至B处时，速度为，小车滑上倾斜直轨道时，能够自由匀速下滑。小车在直轨道的C处开始穿过一隧道，在隧道的顶部和底部每隔放置一对正对着的强磁体，每组磁体产生的磁场区域可近似认为是长为，略宽于的矩形，磁感应强度相同且大小等于B。小车在AB轨道上运动时可视为质点。求：
（1）小车从A处静止滑至B处的过程中，小车克服阻力所做的功。
（2）小车内的线圈刚进入第一组强磁体产生的磁场时小车的加速度。
（3）小车线圈前端最终静止时的位置距离C点的距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
小车由A→B的过程中，由动能定理可得
解得
【小问2详解】
当小车线圈刚进入磁场时
根据闭合电路欧姆定律可得
则安培力
再由牛顿第二定律
联立解得
【小问3详解】
小车进入交替磁场中运动的过程中，始终只有一条边在切割磁感线，安培力
对任意微过程，根据动量定理可得
对全过程求和可得
又因为
所以到停止时小车的位移
物理试卷共4页，满分100分。考试时间75分钟。
第一卷 选择题（43分）
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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。）
1. 用中子轰击氮核从原子核中打出了粒子X，该实验的核反应方程是，粒子X为（ ）
A. 质子B. 正电子C. 氘核D. 氦核
【答案】A
【解析】
【详解】根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程为
可知粒子X为质子。
故选A。
2. 大连光源是中国科学院研制的中国第一台大型自由电子激光科学研究装置，是当今世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置，也是世界上最亮的极紫外光源，极紫外光源发出的极紫外线比紫外线的波长还要短，下列关于紫外线和极紫外线的判断正确的是（ ）
A. 极紫外线光子的能量小于紫外线光子的能量
B. 由玻璃射向真空时极紫外线的临界角小于紫外线的临界角
C. 利用同一装置进行双缝干涉实验时极紫外线的条纹间距较大
D. 分别照射同一光电管发生光电效应，极紫外线对应的遏止电压小于紫外线对应的遏止电压
【答案】B
【解析】
【详解】A．极紫外光源发出的极紫外线比紫外线的波长还要短，根据可知，极紫外线的频率较大，根据可知，极紫外线光子的能量大于紫外线光子的能量，故A错误；
B．全反射的临界角满足
极紫外线频率较大，则极紫外线的折射率较大，由玻璃射向真空时极紫外线的临界角小于紫外线的临界角，故B正确；
C．根据可知，利用同一装置进行双缝干涉实验时极紫外线的条纹间距较小，故C错误；
D．根据动能定理
根据光电效应方程
联立可得
可知分别照射同一光电管发生光电效应，极紫外线对应的遏止电压大于紫外线对应的遏止电压，故D错误。
故选B。
3. 矿井中的升降机以5m/s的速度竖直向上匀速运行，某时刻一螺钉由于震动从升降机底板脱落，经过3s升降机上升至井口，此时松脱的螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 螺钉松脱后做自由落体运动
B. 矿井的深度为45m
C. 螺钉落到井底时的速度大小是35m/s
D. 螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时10s
【答案】B
【解析】
【详解】A．螺钉松脱时具有与升降机相同的向上的初速度，故螺钉脱落后做竖直上抛运动，故A错误；
B．取竖直向上为正方向，螺钉从脱落至落到井底的位移
升降机这段时间的位移
故矿井的深度为
故B正确；
C．螺钉落到井底时的速度为
因此速度大小为25m/s，故C错误；
D．螺钉松脱前运动的时间为
所以螺钉运动的总时间为
故D错误。
故选B。
4. 黑板擦在手施加的恒定推力F作用下匀速擦拭黑板，已知黑板擦与竖直黑板间的动摩擦因数为μ，不计黑板擦的重力。则黑板擦所受的摩擦力大小是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设板擦与黑板间的弹力为N，摩擦力为f，由勾股定理可得
滑动摩擦力公式为
联立可得
故ACD错误，B正确。
故选B。
5. 如图所示，倾角为的光滑斜面体A放在光滑的水平面上。质量为m的细长直杆B，受固定的光滑套管C约束，只能在竖直方向上自由运动。某时刻，A在水平推力F作用下处于静止状态，此时B杆下端正好压在A顶端的斜面上。重力加速度为g，则（ ）
A. 直杆B只受重力和支持力B. 斜面A共受五个外力
C. A对B的支持力的大小为D. 推力F的大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AC．A对B有垂直斜面向上的支持力，C对B有水平向右的作用力，对B受力分析，如图1所示
由平衡条件可知，竖直方向上有
解得
故A错误；C正确；
BD．由牛顿第三定律可知，B对A只有垂直斜面向下的压力，大小为
对A受力分析，如图2示，由平衡条件，水平方向上有
故BD错误。
故选C。
6. 2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道后离开火箭。如图所示，鹊桥二号进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（ ）
A. 离开火箭时速度大于地球第二宇宙速度
B. 在捕获轨道运行的周期大于24小时
C. 在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
D. 经过A点的加速度比经过B点时大
【答案】B
【解析】
【详解】A．鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，才能进入地月转移轨道，故A错误；
B．由开普勒第三定律，捕获轨道的半轴长大于环月轨道的半轴长，鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，故B正确；
C．在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，故C错误；
D．根据万有引力提供加速度，可得
解得
则经过A点的加速度比经过B点时小，故D错误。
故选B。
7. 如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的3个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的。不计空气阻力，则（ ）
A. a的飞行时间比b的长B. b的飞行时间比c的长
C. a的水平速度比b的小D. b的初速度比c的大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．竖直方向上，由可得，飞行时间为
由图可知
则有
故AB错误；
CD．水平方向上，由可得，初速度为
由图可知
则有
故C错误，D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8. 如图所示，上表面光滑的斜面静置于粗糙水平面上，斜面质量，倾角，斜面顶端固定有光滑轻质滑轮，质量的物块系于轻绳一端，轻绳另一端跨过滑轮系于地面上，斜面左侧的轻绳保持竖直，斜面上方的轻绳与斜面平行。已知重力加速度大小，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳拉力大小为8N
B. 水平面对斜面的弹力大小为48N
C. 水平面对斜面的摩擦力大小为4.8N
D. 剪断轻绳瞬间，为使斜面保持静止，斜面与水平面间的动摩擦因数至少为0.125
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题意可知，物块处于平衡状态，在沿斜面的方向上，由平衡条件则有
A错误；
B．对斜面与物块组成的整体分析，在竖直方向由平衡条件可得
B正确；
C．对斜面与物块组成的整体分析，整体在水平方向不受外力作用，因此水平面对斜面的摩擦力是零，C错误；
D．对斜面，物块对斜面的压力大小为
方向垂直斜面向下，与水平方向成53°夹角偏左方向，其压力在水平向左方向的分力大小为
剪断轻绳瞬间，斜面受向右的摩擦力，大小为4.8N，为使斜面保持静止，斜面与水平面间的动摩擦因数
D正确。
故选BD。
9. 一辆警车沿平直街道巡逻，速度大小为10m/s，在某位置（坐标原点O）发现前方某处发生警情，立即前往处理，警车的加速度a随警车到O点的距离x变化的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 0~30m内，警车做匀减速直线运动
B. 警车的速度大小再次为10m/s时，其到O点的距离为60m
C. 警车距离O点为36m时的速度最大
D. 警车的最大速度为20m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图像可知随着位移增大，加速度逐渐减小，则0~30m内，警车做变加速直线运动，故A错误；
B．由速度位移关系
可得
即图像的面积代表，因，则图像面积等于零时，末速度为10m/s，由图可得位移为60m，故B正确；
CD．由图像的面积的意义可知，面积为正的最大时，末速度最大，即在警车距离O点为30m时的速度最大，有
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 蹦床是小朋友喜欢的户外运动项目。如图所示，一质量为m的小朋友，某次弹跳中从床面上方高h1处由静止落下，下落的时间为t1，落到床面上屈伸弹起后离开床面的最大高度为h2，上升的时间为t2。已知h2>h1，重力加速度为g，不计空气阻力，此过程中（ ）
A. 床面对小朋友弹力的最大值为mg
B. 小朋友所受重力的冲量为
C. 小朋友离开床面时的速度大小为
D. 小朋友的机械能增加了
【答案】CD
【解析】
【详解】A．小朋友在最低点时，床面对小朋友的弹力最大，从最低点向上运动时，先做加速运动，弹力的最大值大于mg，故A错误；
B．小朋友重力的冲量
其中∆t为小朋友与床面的作用时间，故B错误；
C．小朋友离开床面后做竖直上抛运动，离开床面的最大高度为h2，根据功能关系可得：
mv2=mgh2
解得离开床面时的速度大小为
故C正确；
D．根据功能关系可得小朋友的机械能增加了
ΔE=mgh2-mgh1=mg(h2-h1)
故D正确。
故选CD。
第二卷 非选择题（57分）
三、实验探究题（16分）
11. 如图，为测量做匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d．
(1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间和，则小车加速度___________________．
(2)(多选题)为减小实验误差，可采取的方法是（ ）
(A)增大两挡光片宽度 (B)减小两挡光片宽度
(C)增大两挡光片间距 (D)减小两挡光片间距
【答案】 ①. ②. BC
【解析】
【详解】试题分析：（1）小车经过两光电门的速度，，根据匀变速运动的规律，可求加速度a=；
（2）本实验测量的物理量是两个挡光时间及两光电门间的距离，挡光时间越小，小车经过光电门的速度就越接近瞬时速度，故减小两挡光片宽度b，可减小误差，增大两挡光片间距d，可减小测量误差，故BC正确；AD错误．
考点：测量做匀加速直线运动小车的加速度
【名师点睛】
12. 某实验小组用重物下落验证机械能守恒定律。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是（ ）
A. B. C. D.
（2）除上图中所示的装置之外，还必须使用的器材是（ ）
A. 直流电源、天平（含砝码）
B. 直流电源、刻度尺
C. 交流电源、天平（含砝码）
D. 交流电源、刻度尺
（3）选出一条清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为计数点，用刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量∆Ep=________J；重物的动能增加量∆Ek=________J（结果保留3位有效数字）。
（4）甲同学多次实验，以重物的速度平方为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的图像，则当地的重力加速度g=________m/s2。（结果保留3位有效数字）
【答案】（1）A （2）D
（3） ①. 1.82 ②. 1.71
（4）9.67
【解析】
【小问1详解】
在本实验中应将纸带的一端与重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近。
故选A。
【小问2详解】
由于打点计时器所使用的电源为低压交流电源，所以实验中除图中所示的装置之外，还必须使用的器材为低压交流电源和刻度尺，刻度尺用来测量纸带上计数点间的距离，不需要测量重物的质量，所以不需要天平。
故选D。
【小问3详解】
[1]重物重力势能的减少量为
[2]经过B点的速度大小为
所以重物的动能增加量为
【小问4详解】
若重物下落过程机械能守恒，则
所以
结合图像可得
所以
四、计算题（43分，13题12分，14题13分，15题18分）
13. 我国自行研制的“天问1号”火星探测器于2021年5月19日成功着陆火星。设着陆前探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标考查。探测器经过一系列的制动减速进入火星近地圆轨道绕火星做匀速圆周运动，之后再经过制动在火星表面着陆。着陆后，探测器上的科研装置，将一个小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，测得小球经过时间t落地。已知引力常量为G，火星的半径为R（远小于），求：
（1）火星表面重力加速度；
（2）火星的质量；
（3）火星的平均密度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，则有
解得火星表面重力加速度为
（2）物体火星表面处，有
解得火星质量为
（3）根据
联立解得火星的平均密度为
14. 如图所示，AB、CD为两个光滑的平台，一倾角为37°、长为5 m的传送带与两平台平滑连接．现有一小物体以10 m/s的速度沿平台AB向右运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到平台CD上．(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8)
(1)求小物体跟传送带间的动摩擦因数；
(2)当小物体在平台AB上的运动速度低于某一数值时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD，求这个临界速度；
(3)若小物体以8 m/s的速度沿平台AB向右运动，欲使小物体能到达平台CD，传送带至少以多大的速度顺时针运动？
【答案】（1）0.5（2）2m/s；（3）3m/s
【解析】
【详解】(1)传送带静止时，小物体在传送带上受力如图甲所示，
根据牛顿第二定律得：
μmgcs37°＋mgsin37°＝ma1
B→C过程，有：
v02＝2a1l
解得：
a1＝10 m/s2，μ＝0.5．
(2)当小物体在传送带上受到的摩擦力始终向上时，最容易到达传送带顶端，此时，小物体受力如图乙所示，根据牛顿第二定律得：
mgsin37°－μmgcs37°＝ma2
若恰好能到达平台CD，有：
v2＝2a2l
解得：
v＝2m/s，a2＝2 m/s2
即当小物体在平台AB上向右运动的速度小于2 m/s时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD．
(3)设小物体在平台AB上的运动速度为v1，传送带顺时针运动的速度大小为v2．
从小物体滑上传送带至小物体速度减小到传送带速度过程，有：
v12－v22＝2a1x1
从小物体速度减小到传送带速度至恰好到达平台CD过程，有：
v22＝2a2x2，
x1＋x2＝l
解得：
v2＝3 m/s，
即传送带至少以3 m/s的速度顺时针运动，小物体才能到达平台CD．
15. 某游乐设施主体结构如图甲所示为一绝缘的弯曲轨道与略微倾斜的直轨道组成，弯曲轨道与直轨道在B处相切。一绝缘材料做成的小车从弯曲轨道顶端A点自由滑下，A点与B点的竖直高度差为h。如图乙所示，小车车厢底板内有一组平放的匝数为n匝，电阻为R的矩形铜线圈，线圈长宽分别为和，其短边与轨道垂直。小车包含游客的总质量为M。小车滑至B处时，速度为，小车滑上倾斜直轨道时，能够自由匀速下滑。小车在直轨道的C处开始穿过一隧道，在隧道的顶部和底部每隔放置一对正对着的强磁体，每组磁体产生的磁场区域可近似认为是长为，略宽于的矩形，磁感应强度相同且大小等于B。小车在AB轨道上运动时可视为质点。求：
（1）小车从A处静止滑至B处的过程中，小车克服阻力所做的功。
（2）小车内的线圈刚进入第一组强磁体产生的磁场时小车的加速度。
（3）小车线圈前端最终静止时的位置距离C点的距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
小车由A→B的过程中，由动能定理可得
解得
【小问2详解】
当小车线圈刚进入磁场时
根据闭合电路欧姆定律可得
则安培力
再由牛顿第二定律
联立解得
【小问3详解】
小车进入交替磁场中运动的过程中，始终只有一条边在切割磁感线，安培力
对任意微过程，根据动量定理可得
对全过程求和可得
又因为
所以到停止时小车的位移
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