河南省鄭州市中原外國(guó)語(yǔ)集團(tuán)五校聯(lián)考2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試卷

2023-2024學(xué)年河南省鄭州市中原外國(guó)語(yǔ)集團(tuán)五校聯(lián)考高一（下）期中物理試卷一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分;第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）1．（4分）《西游記》中，一只大龜浮水作舟，馱著唐僧師徒四人和白龍馬渡過(guò)了通天河。假設(shè)大龜在靜水中游動(dòng)的速度大小與河水的流速大小之比為，出發(fā)點(diǎn)到正對(duì)岸點(diǎn)的距離為，河岸平直。若他們想最快渡河，則他們上岸的地點(diǎn)與點(diǎn)的距離為A． B． C． D．2．（4分）在限速的平直公路上，一輛卡車(chē)與路旁障礙物相撞，交通警察發(fā)現(xiàn)路邊泥地中有一塊從車(chē)頂脫落的金屬零件，測(cè)量下述哪組數(shù)據(jù)可以為卡車(chē)是否超速提供證據(jù)A．金屬零件的質(zhì)量和車(chē)頂距泥地的高度 B．金屬零件的質(zhì)量和車(chē)頂距落地點(diǎn)的長(zhǎng)度 C．事故地點(diǎn)與金屬零件的水平距離和金屬零件的質(zhì)量 D．事故地點(diǎn)與金屬零件的水平距離和車(chē)頂距泥地的高度3．（4分）某市區(qū)高中學(xué)生參加陽(yáng)光體育運(yùn)動(dòng)會(huì)，有一個(gè)集體項(xiàng)目——“旋風(fēng)跑”，如圖所示，五人一組共同抬著竹竿協(xié)作配合，以最快速度向標(biāo)志桿跑，到標(biāo)志桿前，以標(biāo)志桿為圓心，在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)一圈，繼續(xù)向下一個(gè)標(biāo)志桿繞圈，分別繞完3個(gè)標(biāo)志桿后，進(jìn)入到對(duì)面接力區(qū)域，將竹竿交給下一組參賽選手，直到全隊(duì)完成比賽。繞標(biāo)志桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程視為勻速繞圈，在此過(guò)程中A．最內(nèi)側(cè)同學(xué)最容易被甩出去 B．最外側(cè)同學(xué)的角速度最大 C．最內(nèi)側(cè)同學(xué)的向心力一定最小 D．最外圍同學(xué)所受合外力始終水平指向圓心4．（4分）2024年4月26日，神舟十八號(hào)與在高的空間站組合體進(jìn)行了自主快速交會(huì)對(duì)接，神舟十八號(hào)航天員乘組與神舟十七號(hào)航天員乘組完成在軌輪換?？臻g站的運(yùn)行軌道可近似看作圓形軌道，設(shè)地球表面重力加速度為，地球半徑為，橢圓軌道Ⅱ?yàn)檩d人飛船的運(yùn)行軌道，兩軌道相切于點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是A．飛船在點(diǎn)的加速度小于空間站在點(diǎn)的加速度 B．載人飛船在點(diǎn)時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)火加速才能從載人飛船的運(yùn)行軌道Ⅱ進(jìn)入空間站的運(yùn)行軌道Ⅰ C．軌道Ⅰ上的神舟十八號(hào)飛船想與前方的空間站對(duì)接，只需要沿運(yùn)動(dòng)方向加速即可 D．空間站在軌道Ⅰ上的速度大于5．（4分）假設(shè)一物體靜置在某星球的兩極時(shí)，對(duì)星球表面的壓力大小為。將該物體靜置在星球赤道上某處時(shí)，對(duì)星球表面的壓力大小為。已知該星球?yàn)橘|(zhì)量分布均勻的球體，密度為，引力常量為，由于該星球的自轉(zhuǎn)，致使為的1.5倍，則該星球的自轉(zhuǎn)周期為A． B． C． D．6．（4分）某景區(qū)有一貨運(yùn)索道，如圖所示，質(zhì)量為的吊廂通過(guò)懸臂固定懸掛在纜繩上，吊廂水平底板上放置了一質(zhì)量為的貨物。若某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在纜繩牽引下吊廂載著貨物一起斜向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，且懸臂和吊廂始終處于豎直方向，重力加速度為，則A．吊廂水平底板對(duì)貨物的支持力不做功 B．吊廂水平底板對(duì)貨物的摩擦力做正功 C．懸臂對(duì)吊廂的作用力方向與纜繩方向平行且斜向下 D．懸臂對(duì)吊廂的作用力大小可能等于7．（4分）如圖所示，輕質(zhì)彈簧左端固定，右端自然伸長(zhǎng)于粗糙水平面上的點(diǎn)，一質(zhì)量的小球從點(diǎn)以初速向左運(yùn)動(dòng)，接觸彈簧后，壓縮彈簧，然后被彈簧反彈后又恰好返回到點(diǎn)。則小球A．向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于向右運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 B．向左經(jīng)過(guò)點(diǎn)的加速度小于向右經(jīng)過(guò)點(diǎn)的加速度 C．小球在壓縮彈簧過(guò)程中對(duì)彈簧做的功等于 D．第二次經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于（多選）8．（6分）汽車(chē)在研發(fā)過(guò)程中都要進(jìn)行性能測(cè)試，如圖所示為某次測(cè)試中某型號(hào)汽車(chē)的速度v與牽引力F大小倒數(shù)的圖像，vm表示最大速度。已知汽車(chē)在水平路面上由靜止啟動(dòng)，ab平行于v軸，bc反向延長(zhǎng)過(guò)原點(diǎn)O。已知阻力恒定，汽車(chē)質(zhì)量為1.25×103kg，下列說(shuō)法正確的是（）A．汽車(chē)從a到b持續(xù)的時(shí)間為12.5s B．汽車(chē)由b到c過(guò)程做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．汽車(chē)額定功率為50kW D．汽車(chē)能夠獲得的最大速度為12m/s（多選）9．（6分）如圖所示，A、B為兩固定的彈性豎直擋板，相距L＝5m，A、B之間為水平導(dǎo)軌。質(zhì)量為1kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）自A板處開(kāi)始，以v0＝6m/s的速度沿摩擦因數(shù)處處相同的水平導(dǎo)軌向B板運(yùn)動(dòng)，如果小球與A、B擋板發(fā)生碰撞，均可視為無(wú)能量損失。為使小球恰好停在A板右側(cè)1m處，則摩擦力的大小可能為（）A．0.8N B．N C．2N D．3.6N10．（6分）如圖甲所示，一足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以某一恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一根輕彈簧一端與豎直墻面連接，另一端與物塊不栓接。物塊將彈簧壓縮一段距離后置于傳送帶最左端無(wú)初速度釋放，物塊向右運(yùn)動(dòng)受到的摩擦力隨位移的關(guān)系如圖乙所示，為已知量，則下列說(shuō)法正確的是A．工件在傳送帶上先加速，后減速 B．工件向右運(yùn)動(dòng)后與彈簧分離 C．彈簧勁度系數(shù) D．整個(gè)過(guò)程中摩擦力對(duì)物塊做功二、實(shí)驗(yàn)題（本題共7空，每空2分，共14分）11．（6分）圖甲是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在白紙上描繪出小鋼球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，然后研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。（1）該實(shí)驗(yàn)中，在取下白紙前，應(yīng)確定坐標(biāo)軸原點(diǎn)，并建立直角坐標(biāo)系，圖丙圖像坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)系的選擇正確的是；（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，記錄了小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的一部分，如圖乙所示。軸沿水平方向，軸沿豎直方向，取重力加速度大小，由圖中所給的數(shù)據(jù)可判斷出圖中坐標(biāo)原點(diǎn)（選填“是”或“不是”拋出點(diǎn)。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，測(cè)出的小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度跟實(shí)際值相比有較大的誤差，可能的原因是。．斜槽軌道末端水平段過(guò)長(zhǎng)．沒(méi)有平衡斜槽軌道的摩擦力．小球沒(méi)有每次都從斜槽同一高度靜止釋放12．（8分）為了驗(yàn)證小球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)過(guò)程的機(jī)械能是否守恒，利用如圖（a）裝置，不可伸長(zhǎng)的輕繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質(zhì)量為，球心到懸掛點(diǎn)的距離為，小球釋放的位置到最低點(diǎn)的高度差為，實(shí)驗(yàn)記錄輕繩拉力大小隨時(shí)間的變化如圖（b），其中是實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的最大拉力值，重力加速度為，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）小球第一次運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程，重力勢(shì)能的減少量△，動(dòng)能的增加量△。（均用題中所給字母表示）（2）觀察圖（b）中拉力峰值隨時(shí)間變化規(guī)律，試分析造成這一結(jié)果的主要原因：；（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用密度（選填“較大”或“較小”的小球。三、解答題（共3題，13題12分，14題12分，15題16分，共40分）13．（12分）我國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”已經(jīng)啟動(dòng)，科學(xué)家對(duì)月球的探索會(huì)越來(lái)越深入．（1）若已知地球半徑為，地球表面的重力加速度為，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為，月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；（2）若宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面高度為的某處以速度水平拋出一個(gè)小球，小球飛出的水平距離為．已知月球半徑為，引力常量為，試求出月球的質(zhì)量．14．（12分）如圖所示，小球的質(zhì)量為，小球、的質(zhì)量均為，且。與間和與間都通過(guò)鉸鏈用輕桿連接，桿長(zhǎng)均為。現(xiàn)給球施加一豎直向上的力，使整個(gè)系統(tǒng)靜止，此時(shí)。忽略一切摩擦，重力加速度為，、、始終在同一豎直平面內(nèi)。（1）求的大??；（2）撤去，將球自由釋放，當(dāng)球速度達(dá)到最大時(shí)，球加速度為多少？（3）從球自由釋放后到兩桿夾角時(shí)，求該過(guò)程中桿對(duì)球做的功。15．（16分）如圖甲所示，一豎直平面內(nèi)的軌道由粗糙斜面和光滑圓軌道組成，與相切于點(diǎn)，為圓軌道的最低點(diǎn)，將一小物塊置于軌道上離地面高為處由靜止下滑，用力傳感器測(cè)出其經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力，改變的大小，可測(cè)出相應(yīng)的的大小，隨的變化關(guān)系如圖乙折線所示與兩直線相連接于點(diǎn)），反向延長(zhǎng)交縱軸于點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度取，求：（1）小物塊的質(zhì)量；（2）光滑圓軌道的半徑和小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（3）若斜面光滑，小物塊從的高度靜止釋放進(jìn)入半徑為光滑圓軌道，為（2）問(wèn)的取值，則小物塊相對(duì)地面能上升的最大高度是多少？

2023-2024學(xué)年河南省鄭州市中原外國(guó)語(yǔ)集團(tuán)五校聯(lián)考高一（下）期中物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分;第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）1．（4分）《西游記》中，一只大龜浮水作舟，馱著唐僧師徒四人和白龍馬渡過(guò)了通天河。假設(shè)大龜在靜水中游動(dòng)的速度大小與河水的流速大小之比為，出發(fā)點(diǎn)到正對(duì)岸點(diǎn)的距離為，河岸平直。若他們想最快渡河，則他們上岸的地點(diǎn)與點(diǎn)的距離為A． B． C． D．【答案】【分析】根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，可求出上岸的地點(diǎn)與點(diǎn)的距離?！窘獯稹拷猓鹤羁焖俣冗^(guò)河，則大龜應(yīng)始終朝向河對(duì)岸游，設(shè)大龜在靜水中的速度為，則水速為，在垂直河岸方向，大龜過(guò)河的時(shí)間滿足，解得，沿河流動(dòng)方向有，解得，故正確，錯(cuò)誤。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】學(xué)生在解答本題時(shí)，應(yīng)注意對(duì)運(yùn)動(dòng)的分解的熟練運(yùn)用，并掌握基本的小船過(guò)河模型。2．（4分）在限速的平直公路上，一輛卡車(chē)與路旁障礙物相撞，交通警察發(fā)現(xiàn)路邊泥地中有一塊從車(chē)頂脫落的金屬零件，測(cè)量下述哪組數(shù)據(jù)可以為卡車(chē)是否超速提供證據(jù)A．金屬零件的質(zhì)量和車(chē)頂距泥地的高度 B．金屬零件的質(zhì)量和車(chē)頂距落地點(diǎn)的長(zhǎng)度 C．事故地點(diǎn)與金屬零件的水平距離和金屬零件的質(zhì)量 D．事故地點(diǎn)與金屬零件的水平距離和車(chē)頂距泥地的高度【答案】【分析】金屬零件從車(chē)頂脫落后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律作答?！窘獯稹拷猓航饘倭慵x開(kāi)車(chē)頂后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)車(chē)頂高度為，金屬零件的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，水平位移為；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，，聯(lián)立解得，速度與金屬零件質(zhì)量無(wú)關(guān)，可見(jiàn)只需要知道事故地點(diǎn)與金屬零件的水平距離和車(chē)頂距泥地的高度，就可以計(jì)算出卡車(chē)行駛的速度，從而判斷卡車(chē)是否超速，故錯(cuò)誤，正確。【點(diǎn)評(píng)】本題考查的平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律在實(shí)際生活的運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建物理模型的能力。3．（4分）某市區(qū)高中學(xué)生參加陽(yáng)光體育運(yùn)動(dòng)會(huì)，有一個(gè)集體項(xiàng)目——“旋風(fēng)跑”，如圖所示，五人一組共同抬著竹竿協(xié)作配合，以最快速度向標(biāo)志桿跑，到標(biāo)志桿前，以標(biāo)志桿為圓心，在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)一圈，繼續(xù)向下一個(gè)標(biāo)志桿繞圈，分別繞完3個(gè)標(biāo)志桿后，進(jìn)入到對(duì)面接力區(qū)域，將竹竿交給下一組參賽選手，直到全隊(duì)完成比賽。繞標(biāo)志桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程視為勻速繞圈，在此過(guò)程中A．最內(nèi)側(cè)同學(xué)最容易被甩出去 B．最外側(cè)同學(xué)的角速度最大 C．最內(nèi)側(cè)同學(xué)的向心力一定最小 D．最外圍同學(xué)所受合外力始終水平指向圓心【答案】【分析】五位同學(xué)屬于同軸傳動(dòng)，角速度相等，根據(jù)向心加速度公式分析出最容易被甩出去的同學(xué)；根據(jù)半徑的大小關(guān)系可以判斷出速度的大小關(guān)系，但因?yàn)橘|(zhì)量未知，所以無(wú)法判斷同學(xué)的向心力大?。桓鶕?jù)角速度和線速度的關(guān)系分析出線速度與距離的關(guān)系?！窘獯稹拷猓海逦粓D像都是繞障礙物做圓周運(yùn)動(dòng)，屬于同軸傳動(dòng)，角速度相等，根據(jù)可知內(nèi)側(cè)的同學(xué)的向心加速度最小，最不容易被甩出去，故錯(cuò)誤；．根據(jù)，可知與、有關(guān)，但由于未知，最里面的同學(xué)不一定質(zhì)量最小，所以最內(nèi)側(cè)同學(xué)的向心力不一定最小，故錯(cuò)誤；．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體由合外力提供向心力，即合外力均指向圓心，故正確。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)應(yīng)用，分清傳動(dòng)模型，同時(shí)要分析出向心力來(lái)源并結(jié)合向心力公式即可完成分析。4．（4分）2024年4月26日，神舟十八號(hào)與在高的空間站組合體進(jìn)行了自主快速交會(huì)對(duì)接，神舟十八號(hào)航天員乘組與神舟十七號(hào)航天員乘組完成在軌輪換?？臻g站的運(yùn)行軌道可近似看作圓形軌道，設(shè)地球表面重力加速度為，地球半徑為，橢圓軌道Ⅱ?yàn)檩d人飛船的運(yùn)行軌道，兩軌道相切于點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是A．飛船在點(diǎn)的加速度小于空間站在點(diǎn)的加速度 B．載人飛船在點(diǎn)時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)火加速才能從載人飛船的運(yùn)行軌道Ⅱ進(jìn)入空間站的運(yùn)行軌道Ⅰ C．軌道Ⅰ上的神舟十八號(hào)飛船想與前方的空間站對(duì)接，只需要沿運(yùn)動(dòng)方向加速即可 D．空間站在軌道Ⅰ上的速度大于【答案】【分析】根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)判斷；根據(jù)衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)的知識(shí)分析解答；根據(jù)同一軌道的衛(wèi)星追擊問(wèn)題應(yīng)該采用的方法進(jìn)行分析求解；根據(jù)在軌衛(wèi)星運(yùn)行速度和第一宇宙速度關(guān)系判斷?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)牛頓第二定律可知，飛船在點(diǎn)的加速度應(yīng)該等于空間站在點(diǎn)的加速度，故錯(cuò)誤；載人飛船在點(diǎn)時(shí)經(jīng)過(guò)點(diǎn)火加速做離心運(yùn)動(dòng)才能從載人飛船的運(yùn)行軌道Ⅱ進(jìn)入空間站的運(yùn)行Ⅰ，故正確；軌道Ⅰ上的神舟十八號(hào)飛船想與前方的空間站對(duì)接，需要先減速降低軌道然后再適當(dāng)位置加速才能追上同一軌道的空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，故錯(cuò)誤；空間站在軌道Ⅰ上的運(yùn)行速度小于地球的第一宇宙速度，故錯(cuò)誤。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】考查萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用，以及衛(wèi)星的變軌追擊問(wèn)題，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和判斷。5．（4分）假設(shè)一物體靜置在某星球的兩極時(shí)，對(duì)星球表面的壓力大小為。將該物體靜置在星球赤道上某處時(shí)，對(duì)星球表面的壓力大小為。已知該星球?yàn)橘|(zhì)量分布均勻的球體，密度為，引力常量為，由于該星球的自轉(zhuǎn)，致使為的1.5倍，則該星球的自轉(zhuǎn)周期為A． B． C． D．【答案】【分析】根據(jù)兩極和赤道處物體的平衡條件寫(xiě)出平衡方程，再結(jié)合質(zhì)量和密度關(guān)系式以及和的大小關(guān)系列式聯(lián)立解答?！窘獯稹拷猓何矬w靜置兩極時(shí)，根據(jù)平衡條件有，物體靜置在星球赤道上時(shí)，設(shè)星球的自轉(zhuǎn)周期為，有又有，且聯(lián)立解得，故錯(cuò)誤，正確。故選：。【點(diǎn)評(píng)】考查萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用和平衡問(wèn)題，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和計(jì)算。6．（4分）某景區(qū)有一貨運(yùn)索道，如圖所示，質(zhì)量為的吊廂通過(guò)懸臂固定懸掛在纜繩上，吊廂水平底板上放置了一質(zhì)量為的貨物。若某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在纜繩牽引下吊廂載著貨物一起斜向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，且懸臂和吊廂始終處于豎直方向，重力加速度為，則A．吊廂水平底板對(duì)貨物的支持力不做功 B．吊廂水平底板對(duì)貨物的摩擦力做正功 C．懸臂對(duì)吊廂的作用力方向與纜繩方向平行且斜向下 D．懸臂對(duì)吊廂的作用力大小可能等于【答案】【分析】分析貨物和吊廂的受力情況，根據(jù)功的公式確定各力做功情況；對(duì)整體分析，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)的合成和分解規(guī)律確定懸臂對(duì)吊廂的作用力大小和方向。【解答】解：、吊廂水平底板對(duì)貨物的支持力豎直向上，與速度方向的夾角小于，根據(jù)可知支持力對(duì)貨物做正功，故錯(cuò)誤；、在纜繩牽引下吊廂載著貨物一起斜向上勻減速運(yùn)動(dòng)，水平方向存在分加速度，對(duì)水平方向分析可知，可知吊廂水平底板對(duì)貨物的摩擦力水平向左，與速度方向的夾角大于，根據(jù)可知摩擦力對(duì)貨物做負(fù)功，故錯(cuò)誤；、以吊廂和貨物為整體，設(shè)加速度大小為，纜繩與水平方向夾角為，則有，則懸臂對(duì)吊廂的作用力大小為，作用力大小可能等于；懸臂對(duì)吊廂的作用力與水平方向的夾角為，則有，可知懸臂對(duì)吊廂的作用力方向與纜繩方向不平行，故錯(cuò)誤，正確。故選：。【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了牛頓第二定律的知識(shí)以及功的計(jì)算；利用牛頓第二定律答題時(shí)的一般步驟是：確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行正交分解、在坐標(biāo)軸上利用牛頓第二定律建立方程進(jìn)行解答；注意整體法和隔離法的應(yīng)用。7．（4分）如圖所示，輕質(zhì)彈簧左端固定，右端自然伸長(zhǎng)于粗糙水平面上的點(diǎn)，一質(zhì)量的小球從點(diǎn)以初速向左運(yùn)動(dòng)，接觸彈簧后，壓縮彈簧，然后被彈簧反彈后又恰好返回到點(diǎn)。則小球A．向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于向右運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 B．向左經(jīng)過(guò)點(diǎn)的加速度小于向右經(jīng)過(guò)點(diǎn)的加速度 C．小球在壓縮彈簧過(guò)程中對(duì)彈簧做的功等于 D．第二次經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于【答案】【分析】小球從點(diǎn)以初速向左運(yùn)動(dòng)，又恰好返回到點(diǎn)時(shí)速度為零，根據(jù)牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析向左運(yùn)動(dòng)時(shí)間與向右運(yùn)動(dòng)的時(shí)間的大小關(guān)系；無(wú)論向左還是向右經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)彈簧彈力均為零，根據(jù)牛頓第二定律分析加速度關(guān)系；根據(jù)能量守恒與功能關(guān)系求解小球在壓縮彈簧過(guò)程中對(duì)彈簧做的功和第二次經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。【解答】解：、小球從點(diǎn)以初速向左運(yùn)動(dòng)，又恰好返回到點(diǎn)時(shí)速度為零，小球在段，向左和向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移大小相等，但向左運(yùn)動(dòng)的平均速度較大，因此在段向左運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短。小球與彈簧接觸的過(guò)程，彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：；向右運(yùn)動(dòng)時(shí)有：，可得在同一位置有：，可知向左運(yùn)動(dòng)的平均加速度較大，因位移大小相等，向左減速的末速度為零，向右加速的初速度為零，故向左的時(shí)間短，綜合可得向左運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于向右運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，故錯(cuò)誤；、無(wú)論向左還是向右經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)彈簧彈力均為零，合外力大小均等于滑動(dòng)摩擦力大小，故向左與向右經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)小球的加速度大小相等，故錯(cuò)誤；、設(shè)小球向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能為，小球克服摩擦力做功為，由能量守恒與功能關(guān)系可得：同理，對(duì)小球向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由能量守恒與功能關(guān)系可得：又有：，解得：，由功能關(guān)系可知小球在壓縮彈簧過(guò)程中對(duì)彈簧做的功等于，故正確；、小球向右由彈簧壓縮量最大到第二次經(jīng)過(guò)點(diǎn)（設(shè)此時(shí)動(dòng)能為的過(guò)程，由能量守恒與功能關(guān)系可得：解得：，故錯(cuò)誤。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了功能關(guān)系和牛頓第二定律的應(yīng)用。解答時(shí)要理清物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，確定所研究過(guò)程的初末狀態(tài)。掌握應(yīng)用能量守恒定律和功能關(guān)系結(jié)合解決問(wèn)題的方法。（多選）8．（6分）汽車(chē)在研發(fā)過(guò)程中都要進(jìn)行性能測(cè)試，如圖所示為某次測(cè)試中某型號(hào)汽車(chē)的速度v與牽引力F大小倒數(shù)的圖像，vm表示最大速度。已知汽車(chē)在水平路面上由靜止啟動(dòng)，ab平行于v軸，bc反向延長(zhǎng)過(guò)原點(diǎn)O。已知阻力恒定，汽車(chē)質(zhì)量為1.25×103kg，下列說(shuō)法正確的是（）A．汽車(chē)從a到b持續(xù)的時(shí)間為12.5s B．汽車(chē)由b到c過(guò)程做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．汽車(chē)額定功率為50kW D．汽車(chē)能夠獲得的最大速度為12m/s【答案】AC【分析】根據(jù)公式P＝Fv結(jié)合圖像的斜率分析出汽車(chē)的額定功率；根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合牽引力的變化分析出汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)類型；根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算出汽車(chē)最大速度時(shí)的受力情況，結(jié)合公式P＝Fv計(jì)算出摩擦力；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算出汽車(chē)的加速時(shí)間?！窘獯稹拷猓篈、汽車(chē)所受的阻力為，汽車(chē)從a到b所受的牽引力為N﹣1，解得F＝5000N，根據(jù)牛頓第二定律得F﹣f＝ma，解得a＝0.8m/s2，汽車(chē)從a到b持續(xù)的時(shí)間為，故A正確。B、根據(jù)P＝Fv，汽車(chē)由b到c過(guò)程功率不變，隨著汽車(chē)速度的增大，牽引力減??；根據(jù)牛頓第二定律得F﹣f＝ma，汽車(chē)所受阻力不變，隨著牽引力的減小，汽車(chē)的加速度減小，汽車(chē)由b到c過(guò)程做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)P＝Fv可知，額定功率等于圖線的斜率，即額定功率，故C正確；D、汽車(chē)能夠獲得的最大速度為，故D錯(cuò)誤。故選：AC。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了汽車(chē)的啟動(dòng)問(wèn)題，理解啟動(dòng)的兩種類型，結(jié)合牛頓第二定律和公式P＝Fv完成分析。（多選）9．（6分）如圖所示，A、B為兩固定的彈性豎直擋板，相距L＝5m，A、B之間為水平導(dǎo)軌。質(zhì)量為1kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）自A板處開(kāi)始，以v0＝6m/s的速度沿摩擦因數(shù)處處相同的水平導(dǎo)軌向B板運(yùn)動(dòng)，如果小球與A、B擋板發(fā)生碰撞，均可視為無(wú)能量損失。為使小球恰好停在A板右側(cè)1m處，則摩擦力的大小可能為（）A．0.8N B．N C．2N D．3.6N【答案】BC【分析】小球恰好停在A板右側(cè)1m處，但是小球的運(yùn)動(dòng)路徑（或說(shuō)小球與兩擋板碰撞次數(shù)）卻有多種可能，整個(gè)過(guò)程只有摩擦力做負(fù)功，與兩擋板碰撞無(wú)能量損失，應(yīng)用動(dòng)能定理可逐一求解?！窘獯稹拷猓涸O(shè)小球（質(zhì)量為m）停止位置距離A板右側(cè)為x，摩擦力的大小為f。當(dāng)小球沒(méi)有與B擋板碰撞時(shí)，由動(dòng)能定理有：﹣fx＝0﹣m代入數(shù)據(jù)解得：f＝18N當(dāng)小球與B擋板碰撞1次、且沒(méi)有與A擋板碰撞時(shí)，由動(dòng)能定理有：﹣f（L+L﹣x）＝0﹣m代入數(shù)據(jù)解得：f＝2N當(dāng)小球與B擋板碰撞1次、且與A擋板碰撞1次時(shí)，由動(dòng)能定理有：﹣f（L+L+x）＝0﹣m代入數(shù)據(jù)解得：f＝N≈1.6N當(dāng)小球與B擋板碰撞2次、且與A擋板碰撞1次時(shí)，由動(dòng)能定理有：﹣f（3L+L﹣x）＝0﹣m代入數(shù)據(jù)解得：f＝N≈0.95N當(dāng)小球與B擋板碰撞2次、且與A擋板碰撞2次時(shí)，由動(dòng)能定理有：﹣f（4L+x）＝0﹣m代入數(shù)據(jù)解得：f＝N當(dāng)小球與B擋板碰撞3次、且與A擋板碰撞2次時(shí)，由動(dòng)能定理有：﹣f（5L+L﹣x）＝0﹣m代入數(shù)據(jù)解得：f＝N≈0.62N＜0.8N故AD錯(cuò)誤，BC正確。故選：BC?！军c(diǎn)評(píng)】解答本題，要理清小球可能的各種運(yùn)動(dòng)過(guò)程，確定小球的路程是關(guān)鍵，結(jié)合動(dòng)能定理可解。10．（6分）如圖甲所示，一足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以某一恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一根輕彈簧一端與豎直墻面連接，另一端與物塊不栓接。物塊將彈簧壓縮一段距離后置于傳送帶最左端無(wú)初速度釋放，物塊向右運(yùn)動(dòng)受到的摩擦力隨位移的關(guān)系如圖乙所示，為已知量，則下列說(shuō)法正確的是A．工件在傳送帶上先加速，后減速 B．工件向右運(yùn)動(dòng)后與彈簧分離 C．彈簧勁度系數(shù) D．整個(gè)過(guò)程中摩擦力對(duì)物塊做功【答案】【分析】摩擦力在大于，小于區(qū)間是個(gè)變力，說(shuō)明工件與傳送帶之間的摩擦力為靜摩擦力，由此可知工件在位置與傳送帶達(dá)到了共速，之后工件與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，在區(qū)間摩擦力等于彈簧彈力，工件運(yùn)動(dòng)后與彈簧分離?！窘獯稹拷猓?、從圖乙可知，摩擦力在處方向發(fā)生變化，在區(qū)間工件的摩擦力發(fā)生變化，說(shuō)明工件與傳送帶相對(duì)靜止，故工件先加速后勻速，故錯(cuò)誤；、在區(qū)間摩擦力等于彈簧彈力，位置摩擦力為零，所以彈力為零，所以工件運(yùn)動(dòng)后與彈簧分離，由胡克定律得，解得彈簧勁度系數(shù)，故正確；、摩擦力對(duì)工件先做正功后做負(fù)功，圖乙圖像與軸圍成的面積在數(shù)值上等于摩擦力對(duì)工件做的功，即，故正確。故選：?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查水平傳送帶的模型，解題的關(guān)鍵是對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析，題目有一定的難度。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共7空，每空2分，共14分）11．（6分）圖甲是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在白紙上描繪出小鋼球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，然后研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。（1）該實(shí)驗(yàn)中，在取下白紙前，應(yīng)確定坐標(biāo)軸原點(diǎn)，并建立直角坐標(biāo)系，圖丙圖像坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)系的選擇正確的是；（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，記錄了小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的一部分，如圖乙所示。軸沿水平方向，軸沿豎直方向，取重力加速度大小，由圖中所給的數(shù)據(jù)可判斷出圖中坐標(biāo)原點(diǎn)（選填“是”或“不是”拋出點(diǎn)。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，測(cè)出的小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度跟實(shí)際值相比有較大的誤差，可能的原因是。．斜槽軌道末端水平段過(guò)長(zhǎng)．沒(méi)有平衡斜槽軌道的摩擦力．小球沒(méi)有每次都從斜槽同一高度靜止釋放【答案】（1），（2）不是，（3）【分析】（1）坐標(biāo)原點(diǎn)為小球在斜槽末端時(shí)，小球球心在木板上的投影；（2）抓住平拋運(yùn)動(dòng)水平位移相等得出時(shí)間相等，結(jié)合等時(shí)性得出豎直方向的位移之比，判斷點(diǎn)是否為拋出點(diǎn)；（3）為保證小球拋出的初速度水平，斜槽末端需切線水平；為保證小球每次平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，每次讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放?！窘獯稹拷猓海?）坐標(biāo)原點(diǎn)為小球在斜槽末端時(shí)，小球球心在木板上的投影，故正確，錯(cuò)誤。故選：（2）由平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移可知，段和段的時(shí)間相等，若為拋出點(diǎn)，則段和段的豎直位移之比為，而實(shí)際豎直位移之比不是，可知點(diǎn)不是拋出點(diǎn)；（3）、為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，斜槽末端切線必須水平，從而保證小球拋出時(shí)初速度水平，誤差與長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，故正確；、斜槽軌道不需要光滑，只要保證小球每次從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下，從而保證每次小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等，故錯(cuò)誤，正確。故答案為：（1），（2）不是，（3）【點(diǎn)評(píng)】此題考查了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論靈活求解。12．（8分）為了驗(yàn)證小球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)過(guò)程的機(jī)械能是否守恒，利用如圖（a）裝置，不可伸長(zhǎng)的輕繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質(zhì)量為，球心到懸掛點(diǎn)的距離為，小球釋放的位置到最低點(diǎn)的高度差為，實(shí)驗(yàn)記錄輕繩拉力大小隨時(shí)間的變化如圖（b），其中是實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的最大拉力值，重力加速度為，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）小球第一次運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程，重力勢(shì)能的減少量△，動(dòng)能的增加量△。（均用題中所給字母表示）（2）觀察圖（b）中拉力峰值隨時(shí)間變化規(guī)律，試分析造成這一結(jié)果的主要原因：；（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用密度（選填“較大”或“較小”的小球?！敬鸢浮浚?）；；（2）空氣阻力做負(fù)功，機(jī)械能減?。唬?）較大【分析】（1）根據(jù)重力勢(shì)能的計(jì)算公式得出重力勢(shì)能的減小量；根據(jù)牛頓第二定律和圖像的物理意義得出動(dòng)能的增加量；（2）根據(jù)圖像的特點(diǎn)分析出產(chǎn)生結(jié)果的原因；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材?！窘獯稹拷猓海?）小球第一次擺動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程，重心下降了，則重力勢(shì)能的減小量為△小球第一次擺動(dòng)至最低點(diǎn)，初速度為零，最低點(diǎn)速度為，由牛頓第二定律得：動(dòng)能的增加量為聯(lián)立解得：△（2）根據(jù)圖像可知小球做周期性的擺動(dòng)，每次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)拉力最大，而最大拉力逐漸減小，說(shuō)明經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的最大速度逐漸變小，則主要原因是空氣阻力做負(fù)功，導(dǎo)致機(jī)械能有損失；（3）為了減小因空氣阻力帶來(lái)的誤差，應(yīng)選擇密度大，體積小的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。故答案為：（1）；；（2）空氣阻力做負(fù)功，機(jī)械能減小；（3）較大【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，理解圖像的物理意義，結(jié)合牛頓第二定律和能量的計(jì)算公式即可完成分析。三、解答題（共3題，13題12分，14題12分，15題16分，共40分）13．（12分）我國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”已經(jīng)啟動(dòng)，科學(xué)家對(duì)月球的探索會(huì)越來(lái)越深入．（1）若已知地球半徑為，地球表面的重力加速度為，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為，月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；（2）若宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面高度為的某處以速度水平拋出一個(gè)小球，小球飛出的水平距離為．已知月球半徑為，引力常量為，試求出月球的質(zhì)量．【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容【分析】（1）在地球表面重力與萬(wàn)有引力相等，月球繞地球圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供，據(jù)此計(jì)算月球圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求得月球表面的重力加速度，再根據(jù)月球表面的重力與萬(wàn)有引力相等計(jì)算出月球的質(zhì)量．【解答】解：（1）設(shè)地球質(zhì)量為，月球質(zhì)量為，根據(jù)萬(wàn)有引力定律及向心力公式得：①在地球表面重力與萬(wàn)有引力大小相等有：②由①②兩式可解得：月球的半徑為：（2）設(shè)月球表面處的重力加速度為，小球飛行時(shí)間為，根據(jù)題意水平方向上有：④豎直方向上有：⑤又在月球表面重力萬(wàn)有引力相等故有：⑥由④⑤⑥可解得：答：（1）月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為；（2）月球的質(zhì)量為．【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是從萬(wàn)有引力等于重力與萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，同時(shí)掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是正確解題的關(guān)鍵．14．（12分）如圖所示，小球的質(zhì)量為，小球、的質(zhì)量均為，且。與間和與間都通過(guò)鉸鏈用輕桿連接，桿長(zhǎng)均為?，F(xiàn)給球施加一豎直向上的力，使整個(gè)系統(tǒng)靜止，此時(shí)。忽略一切摩擦，重力加速度為，、、始終在同一豎直平面內(nèi)。（1）求的大小；（2）撤去，將球自由釋放，當(dāng)球速度達(dá)到最大時(shí)，球加速度為多少？（3）從球自由釋放后到兩桿夾角時(shí)，求該過(guò)程中桿對(duì)球做的功?！敬鸢浮浚?）的大小為；（2）撤去，將球自由釋放，當(dāng)球速度達(dá)到最大時(shí)，球加速度為；（3）從球自由釋放后到兩桿夾角時(shí)，該過(guò)程中桿對(duì)球做的功為。【分析】（1）根據(jù)平衡條件求解的大小。（2）分析的動(dòng)能