2023-2024學(xué)年北京市大興區(qū)高一下學(xué)期期末物理試卷（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12024北京大興高一（下）期末物理第一部分（選擇題，共45分）一、單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共15道小題，共45分）1.自然界中物體的運(yùn)動是多種多樣的。關(guān)于運(yùn)動與力的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.運(yùn)動的物體，一定受到力的作用B.物體受到的力越大，它的速度就越大C.做曲線運(yùn)動的物體，加速度一定不為零D.物體在恒力的作用下，不可能做曲線運(yùn)動〖答案〗C〖解析〗A．力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，力不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，故A錯誤；B．根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的力越大，加速度越大，速度變化越快，但速度不一定越大，故B錯誤；C．做曲線運(yùn)動的物體，其速度一定改變，則其一定有加速度，故C正確；D．當(dāng)物體所受合力的方向與初速度的方向不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動，與合力是否恒定無關(guān)，如平拋運(yùn)動，故D錯誤；故選C。2.如圖所示，豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中勻速上浮。在紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時，使玻璃管以速度v水平向右勻速運(yùn)動。紅蠟塊由玻璃管的下端上升到頂端，所需時間為t，相對地面通過的路程為L。在t時間內(nèi)下列說法正確的是（）A.v增大時，L減小 B.v增大時，L不變C.v增大時，t減小 D.v增大時，t不變〖答案〗D〖解析〗根據(jù)題意可知，紅蠟塊水平方向、豎直方向均做勻速直線運(yùn)動，則y為豎直方向的位移，即玻璃管的長度，vy不變，則運(yùn)動時間t不變，若v增大，x增大，L增大。故選D。3.如圖所示，修正帶的核心部件是兩個半徑不同的齒輪，兩個齒輪通過相互咬合進(jìn)行工作，A和B分別為兩個齒輪邊緣處的點(diǎn)。若兩齒輪勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）A.A、B兩點(diǎn)的周期大小相等B.A、B兩點(diǎn)的線速度大小相等C.A、B兩點(diǎn)的角速度大小相等D.A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小相等〖答案〗B〖解析〗B．齒輪傳動過程中，齒輪邊緣處的點(diǎn)的線速度大小相等，故B正確；C．根據(jù)角速度與線速度的關(guān)系有由于則有故C錯誤；A．根據(jù)角速度與周期的關(guān)系有，結(jié)合上述可知故A錯誤；D．根據(jù)向心加速度的表達(dá)式有，由于則有故D錯誤。故選B。4.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長為l的細(xì)線懸于P點(diǎn)，使小球在水平面內(nèi)以角速度做勻速圓周運(yùn)動。已知小球做圓周運(yùn)動時圓心O到懸點(diǎn)P的距離為h，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.小球的頻率為 B.小球的線速度大小為C.小球受到合力大小為 D.繩對小球的拉力大小為〖答案〗D〖解析〗A．小球的頻率為故A錯誤；B．根據(jù)線速度與角速度的公式有故B錯誤；C．設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為，小球受到合力大小為故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律可得解得繩對小球的拉力大小為故D正確；故選D。5.第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動會在2022年由北京市和張家口市聯(lián)合舉辦，跳臺滑雪是比賽項(xiàng)目之一。如圖所示，運(yùn)動員從跳臺邊緣的O點(diǎn)水平滑出，落到斜坡CD上的E點(diǎn)。運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力的影響，重力加速度已知，則運(yùn)動員由O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到E點(diǎn)過程中下列說法正確得是（）A.運(yùn)動員運(yùn)動時間僅由OC的高度決定B.運(yùn)動員的落點(diǎn)E僅由OC的高度決定C.若測出OE的水平距離則可計(jì)算運(yùn)動員離開平臺時的速度D.若測出運(yùn)動員空中飛行時間及OE的水平距離則可計(jì)算出落到E點(diǎn)時的速度大小〖答案〗D〖解析〗ABC．根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有可知運(yùn)動員運(yùn)動時間由OE的高度決定，運(yùn)動員的落點(diǎn)E由OC的高度和初速度決定，若只測出OE的水平距離，時間大小未知，無法計(jì)算初速度，故ABC錯誤；D．若測出運(yùn)動員空中飛行時間及OE的水平距離則有可依據(jù)計(jì)算落到E點(diǎn)時的速度大小，故D正確。故選D。6.如圖所示，長為L的桿一端固定在過O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定質(zhì)量為m的小球。桿在電動機(jī)的驅(qū)動下在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，帶動小球以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動，其中A點(diǎn)為最高點(diǎn)，C點(diǎn)為最低點(diǎn)，B、D點(diǎn)與O點(diǎn)等高。已知重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.小球在B、D兩點(diǎn)的線速度相同B.小球在B、D兩點(diǎn)受到桿的作用力均等于mgC.小球在C點(diǎn)受到桿的作用力的方向一定沿桿的方向向上D.小球在A點(diǎn)對桿的作用力的方向一定沿桿的方向向下〖答案〗C〖解析〗A．小球的角速度大小不變，根據(jù)可知，小球在B、D兩點(diǎn)的線速度大小相等，方向不同，故A錯誤；B．當(dāng)小球在B、D兩點(diǎn)時，桿對小球作用力豎直方向的分力應(yīng)等于重力，水平方向分力提供向心力，故桿對小球的作用力為故B錯誤；C．小球在最低點(diǎn)，則桿對小球的作用力為拉力，方向向上，故C正確；D．若小球在最高點(diǎn)速度較?。ㄈ鐬榱悖r，桿對小球的作用力為支持力，方向向上，故D錯誤。故選C7.如圖所示，某物理興趣小組設(shè)計(jì)了驗(yàn)證“向心力與線速度大小關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。測得小鋼球的直徑為d，細(xì)線長為L，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。小鋼球懸掛靜止不動時，恰好位于光電門中央，力的傳感器示數(shù)為F1?，F(xiàn)將小鋼球拉離光電門位置到適當(dāng)高度，由靜止釋放小鋼球使小剛球自由擺動再次通過光電門，光電門記錄小鋼球遮光時間t，力的傳感器示數(shù)最大值為F2，由此可知（）A.F2<F1B.小鋼球經(jīng)過光電門時的速度為C.小鋼球經(jīng)過光電門時所需向心力為F2―F1D.在誤差允許的范圍內(nèi)，本實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證小鋼球經(jīng)過光電門時所受合力和所需向心力相等，即F2=〖答案〗C〖解析〗ABD．小球靜止不動時，有小球做圓周運(yùn)動，設(shè)在最低點(diǎn)時（即通過光電門）速度為v，有由牛頓第二定律有聯(lián)立得故ABD錯誤；C．由牛頓第二定律有小鋼球經(jīng)過光電門時所需向心力為故C正確。故選C。8.木星有4顆衛(wèi)星是伽利略發(fā)現(xiàn)的，稱為伽利略衛(wèi)星，其中有兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比約為。根據(jù)以上信息可知這兩顆衛(wèi)星的（）A.線速度大小之比約為2：1 B.周期之比約為8：1C.向心加速度大小之比約為 D.向心力大小之比約為〖答案〗A〖解析〗根據(jù)萬有引力提供向心力有解得，，兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比約為1：4，可知線速度大小之比約為2:1；周期之比約為1：8；向心加速度大小之比約為16:1；因質(zhì)量關(guān)系不確定，不能比較向心力大小。故選A。9.我國發(fā)射衛(wèi)星“墨子號”與“濟(jì)南一號”均使用了量子技術(shù)，“濟(jì)南一號”比“墨子號”的運(yùn)行周期短?！皾?jì)南一號”和“墨子號”繞地球的運(yùn)動均可視為勻速圓周運(yùn)動。比較它們的運(yùn)動，下列說法正確的是（）A.“濟(jì)南一號”的線速度更小 B.“濟(jì)南一號”的角速度更小C.“濟(jì)南一號”的向心加速度更小 D.“濟(jì)南一號”的運(yùn)行軌道半徑更小〖答案〗D〖解析〗AD．由牛頓第二定律有可得“濟(jì)南一號”比“墨子號”的運(yùn)行周期短，則“濟(jì)南一號”的運(yùn)行軌道半徑更小，又有化簡可得“濟(jì)南一號”的線速度更大，故A錯誤，D正確；B．根據(jù)化簡可得由于“濟(jì)南一號”的運(yùn)行軌道半徑更小，所以“濟(jì)南一號”的角速度更大，故B錯誤；C．根據(jù)化簡可得由于“濟(jì)南一號”的運(yùn)行軌道半徑更小，所以“濟(jì)南一號”的向心加速度更大，故C錯誤。故選D。10.細(xì)心的同學(xué)會發(fā)現(xiàn)商場和超市里安裝供顧客上、下樓的電扶梯主要有如圖所示兩種：臺階式如圖甲，斜面式如圖乙。下列對某同學(xué)分別乘坐兩種電梯的過程，描述正確的是（）A.乘坐電梯甲勻速下降時，該同學(xué)所受到支持力不做功B.乘坐電梯甲加速下降時，該同學(xué)不受摩擦力的作用C.乘坐電梯乙勻速上升時，該同學(xué)不受到摩擦力作用D.乘坐電梯乙加速上升時，該同學(xué)受到的摩擦力做正功〖答案〗D〖解析〗A．乘坐電梯甲勻速下降時，支持力方向豎直向上，與速度方向夾角為鈍角，則該同學(xué)所受到支持力做負(fù)功，選項(xiàng)A錯誤；B．乘坐電梯甲加速下降時，加速度有水平方向的分量，則該同學(xué)受摩擦力的作用，選項(xiàng)B錯誤；C．乘坐電梯乙勻速上升時，該同學(xué)受到沿斜面向上的摩擦力作用，選項(xiàng)C錯誤；D．乘坐電梯乙加速上升時，因該同學(xué)受沿斜面向上的摩擦力，則該同學(xué)受到的摩擦力做正功，選項(xiàng)D正確。故選D。11.如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)變軌，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次變軌，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1，2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上運(yùn)行時，下列說法正確的是（??）A.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的速度小于在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)的速度B.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的機(jī)械能等于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能C.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能等于在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度小于在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度〖答案〗B〖解析〗A．衛(wèi)星從軌道1變軌到軌道2，需要在Q點(diǎn)加速做離心運(yùn)動，所以在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速度小于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速度，故A錯誤；B．衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)動時只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，經(jīng)過Q點(diǎn)的機(jī)械能等于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能，故B正確；C．衛(wèi)星從軌道2變軌到軌道3，需要在P點(diǎn)加速做離心運(yùn)動，衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能小于在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能，故C錯誤；D．根據(jù)衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度等于在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度，故D錯誤。故選B。12.應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上做加速運(yùn)動，達(dá)到某一速度后，立即開始減速，直至速度為零。若整個過程中，手掌和物體之間始終存在相互作用力，下列說法正確的是（）A.物體的機(jī)械能一直不變 B.物體的機(jī)械能一直增加C.物體的機(jī)械能先增加后減小 D.物體的機(jī)械能先減小后增加〖答案〗B〖解析〗由于手掌和物體之間始終存在相互作用力，手掌對物體的彈力方向向上，物體向上運(yùn)動，手掌對物體的彈力做正功，根據(jù)功能關(guān)系可知，物體的機(jī)械能一直增加。故選B。C13.2023年，我國“雙曲線二號”火箭完成垂直起降飛行試驗(yàn)，意味著運(yùn)載火箭的可重復(fù)使用技術(shù)取得了重要突破。試驗(yàn)過程中，火箭持續(xù)向下噴射燃?xì)猥@得豎直向上的推力，若地面測控系統(tǒng)測出火箭豎直起降全過程的v-t圖像如圖所示，火箭在t=0時刻離開地面，在t4時刻落回起點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力及火箭質(zhì)量的變化，下列說法正確的是（）A.在t1時刻，火箭上升到最高位置B.在0~t1時間內(nèi)，火箭受到的推力的功率先增大后逐漸減小為零C.在t1~t2時間內(nèi)，火箭動能的減少量小于重力勢能的增加量D.在t3~t4時間內(nèi)，火箭受到的推力先做負(fù)功再做正功〖答案〗C〖解析〗A．0~t2時間內(nèi)速度始終為正，說明火箭一直在向上運(yùn)動，t2~t3時間內(nèi)火箭的速度為0，處于靜止?fàn)顟B(tài)，t3~t4時間內(nèi)速度始終為負(fù)，說明火箭一直在向下運(yùn)動，故t2時刻上升到最高點(diǎn)，故A錯誤；B．v-t圖像的斜率表示加速度，在0~t1時間內(nèi)，火箭加速度先增大后逐漸減小為零，則火箭受到的推力先增大后逐漸減小，在t1時刻，火箭受到的推力等于其重力，功率不可能減小為0，故B錯誤；C．在t1~t2時間內(nèi)，根據(jù)動能定理，火箭受到的推力做功與其重力做功之和等于動能的變化量，所以火箭動能的減少量小于重力勢能的增加量，故C正確；D．在t3~t4時間內(nèi)，火箭向下運(yùn)動，推力做負(fù)功，故D錯誤。故選C。14.如圖為“蹦極”運(yùn)動的示意圖。彈性繩的一端固定在O點(diǎn)，另一端和人相連。人從O點(diǎn)自由下落，至A點(diǎn)時彈性繩恰好伸直，繼續(xù)向下運(yùn)動到達(dá)最低點(diǎn)B。不計(jì)空氣阻力的影響，將人視為質(zhì)點(diǎn)。則人從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A.繩的拉力逐漸增大，人的速度逐漸減小B.人的重力勢能始終減小且始終是負(fù)值C.人動能的減少量等于繩彈性勢能的增加量D.繩對人一直做負(fù)功，人的機(jī)械能逐漸減小〖答案〗D〖解析〗A．根據(jù)胡克定律可知繩的拉力逐漸增大，人從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，拉力與重力相等時，加速度為0，速度最大，故A錯誤；B．人的重力勢能始終減小，但零勢能面未知，則人的重力勢能不一定是負(fù)值，故B錯誤；C．由能量關(guān)系可知，人的動能的減少量等于重力勢能減小量與繩的彈性勢能的增加量之和，故C錯誤；D．繩對人的拉力與位移方向相反，拉力一直做負(fù)功，人的機(jī)械能逐漸減小，故D正確。故選D。15.2023年5月，據(jù)中科院力學(xué)所的消息，我國JF-22超高速風(fēng)洞研制成功。作為研制新一代飛行器的搖籃，JF-22超高速風(fēng)洞可以復(fù)現(xiàn)幾十千米高空、速度最高達(dá)約三十倍聲速的飛行條件。若將一小球從風(fēng)洞中地面上的A點(diǎn)豎直向上彈出，小球受到大小恒定的水平風(fēng)力作用，到達(dá)最高點(diǎn)B時的動能與A點(diǎn)的動能之比為9:16。小球最后落回到地面上的C點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.小球運(yùn)動的加速度大小為B.小球從A到B的過程中動能持續(xù)減小C.小球在空中的最小動能與A點(diǎn)的動能之比為9:16D.小球從A到B與從B到C的過程中所受風(fēng)力做功相同〖答案〗A〖解析〗如圖A．到達(dá)最高點(diǎn)B時的動能與A點(diǎn)的動能之比為9：16，則速度之比為在最高點(diǎn)豎直方向速度0，設(shè)從A到B需要時間t，則小球運(yùn)動的加速度大小為聯(lián)立得故A正確；B．小球從A到B的過程中，水平方向速度一直增大，豎直方向速度一直減小直至0，所以風(fēng)力的功率一直增大，重力功率一直減小，當(dāng)風(fēng)力功率大于重力功率時，風(fēng)力做功大于重力做功，根據(jù)動能定理，小球動能增大，故B錯誤；C．小球在重力和風(fēng)力的合力場中做類斜拋運(yùn)動，當(dāng)小球速度方向與合力方向垂直時動能最小，根據(jù)前面分析可知合力與豎直方向的夾角的正切值為根據(jù)速度的合成與分解可得小球運(yùn)動過程中的最小速度為小球在空中的最小動能與A點(diǎn)的動能之比為故C錯誤；D．小球上升和下降的時間相等，小球從A到B水平距離小于從B到C水平距離，風(fēng)力做功大小不同，故D錯誤；故選A。第二部分（非選擇題，共55分）二、實(shí)驗(yàn)探究題（共3道小題，共15分）16.某同學(xué)用如圖1所示的裝置研究平拋運(yùn)動及其特點(diǎn)。鋼球在斜槽軌道某一高度處由靜止釋放，并從末端水平飛出。在裝置中有一個水平放置的可上下調(diào)節(jié)的傾斜擋板，實(shí)驗(yàn)前，先將一張白紙和復(fù)寫紙固定在裝置的背板上。鋼球落到擋板上擠壓復(fù)寫紙并在白紙上留下印跡。上下調(diào)節(jié)擋板，通過多次釋放鋼球，記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置。以鋼球拋出時球心所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以水平向右和豎直向下分別為x軸和y軸的正方向，建立直角坐標(biāo)系，用平滑曲線把這些印跡連接起來，就得到鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡如圖2所示。（1）對于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是。A.每次必須從同一高度由靜止釋放鋼球B.斜槽軌道必須光滑C.擋板必須等間隔上下移動D.裝置的擋板必須豎直放置（2）通過研究得出鋼球在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動之后，為進(jìn)一步研究鋼球在水平方向的運(yùn)動規(guī)律，該同學(xué)在軌跡上測出A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（x1，y1）、（x2，y2）和（x3，y3），利用以上數(shù)據(jù)及重力加速度g可以計(jì)算出小球離開軌道時的速度大小為________?！即鸢浮剑?）AD（2）〖解析〗【小問1詳析】A．每次必須從同一高度由靜止釋放鋼球，以保證小球做平拋運(yùn)動的初速度相同，選項(xiàng)A正確；B．斜槽軌道是否光滑對實(shí)驗(yàn)無影響，選項(xiàng)B錯誤；C．擋板不一定必須等間隔上下移動，選項(xiàng)C錯誤；D．裝置的擋板必須豎直放置，選項(xiàng)D正確。故選AD?！拘?詳析】根據(jù)x=vt可得由ABC三點(diǎn)的坐標(biāo)分別得到初速度取平均值可得17.向心力演示器可以探究小球做圓周運(yùn)動所需向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω、軌道半徑r之間的關(guān)系，裝置如圖1所示，兩個變速塔輪通過皮帶連接。實(shí)驗(yàn)時，勻速轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨相應(yīng)的變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽糟內(nèi)的金屬小球就做勻速圓周運(yùn)動。橫臂的擋板對小球的壓力提供向心力，小球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠杄作用使彈簧測力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上黑白相間的等分格顯示出兩個金屬球所受向心力的比值。（1）在研究向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω、半徑r之間的關(guān)系時，我們主要用到的物理方法是________。A．控制變量法B．等效替代法C．理想實(shí)驗(yàn)法（2）為了探究金屬球的向心力F的大小與軌道半徑r之間的關(guān)系，下列說法正確的是________。A．應(yīng)使用兩個質(zhì)量不等小球B．應(yīng)使兩小球離轉(zhuǎn)軸的距離相同C．應(yīng)將皮帶套在兩邊半徑相等的變速塔輪上（3）某同學(xué)用傳感器測出小球做圓周運(yùn)動向心力F的大小和對應(yīng)的周期T，獲得多組數(shù)據(jù)，畫出了如圖2所示的圖像，該圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則圖像橫坐標(biāo)x代表的是________?！即鸢浮剑?）A（2）C（3）〖解析〗（1）在研究向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度、半徑r之間的關(guān)系時，我們主要用到的物理方法是控制變量法。故選A。（2）由公式可知探究金屬球的向心力F的大小與軌道半徑r之間的關(guān)系，應(yīng)使用兩個相等質(zhì)量的小球，將皮帶套在兩邊半徑相等的變速塔輪上使角速度相等，應(yīng)使兩小球離轉(zhuǎn)軸的距離不相同，觀察向心力F的大小與軌道半徑r之間的關(guān)系。故選C。（3）由公式結(jié)合圖像是一條過原點(diǎn)的直線，所以F與成正比，所以圖像橫坐標(biāo)x代表的是。18.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m=200g的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示。O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時器每隔T=0.02s打一個點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.80m/s2，那么：（1）在實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)如圖所示的四種情況，其中操作正確的是（填選項(xiàng)下字母）。A. B.C. D.（2）計(jì)算B點(diǎn)瞬時速度時，甲同學(xué)用，乙同學(xué)用。其中所選擇方法正確的是________（填“甲”或“乙”）同學(xué)。（SOB與SAC分別表示紙帶上O、B和A、C兩點(diǎn)之間的距離）（3）同學(xué)丙想根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過程中所受的阻力，為此他計(jì)算出紙帶下落的加速度為______m/s2（保留三位有效數(shù)字），從而計(jì)算出阻力f=______N。〖答案〗（1）B（2）乙（3）9.500.06〖解析〗【小問1詳析】首先打點(diǎn)計(jì)時器所使用的電源為低壓交流電源，同時在釋放紙帶時，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時器，且保持紙帶豎直。故選B?！拘?詳析】本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所以甲求速度時相當(dāng)于已知機(jī)械能守恒驗(yàn)證機(jī)械能守恒，無意義；只能根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻速度等于平均速度求解速度，所以乙正確。【小問3詳析】重物下落的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律可得所以三、論述計(jì)算題（共5道小題，共40分）19.如圖所示，某同學(xué)利用無人機(jī)玩“投彈”游戲。無人機(jī)以v0=2.0m/s的速度水平向右勻速飛行，在某時刻釋放了一個小球。此時無人機(jī)到水平地面的距離h=20m，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2，求：（1）小球下落的時間t；（2）小球釋放點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的水平距離x?！即鸢浮剑?）2s；（2）4m〖解析〗（1）小球離開無人機(jī)時，具有和無人機(jī)相同的水平速度，做平拋運(yùn)動，豎直方向有解得小球下落的時間為（2）小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動，則有解得小球釋放點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的水平距離為20.如圖所示為豎直放置的四分之一圓弧軌道，O點(diǎn)是其圓心，半徑R=1.0m。軌道底端距水平地面的高度h=1.25m。從軌道頂端A由靜止釋放一個質(zhì)量m=0.1kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），小球到達(dá)軌道底端B時，沿水平方向飛出，落地點(diǎn)C與B點(diǎn)之間的水平距離x=2.5m。忽略空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球運(yùn)動到B點(diǎn)時所受支持力FN的大?。唬?）小球落地前瞬間的速度大小vC及方向。〖答案〗（1）3.5N；（2），與水平方向夾角45°斜向右下方〖解析〗（1）小球由B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，豎直方向上做自由落體運(yùn)動有得t=0.5s水平方向做勻速直線運(yùn)動有x=vBt得vB=5m/s由牛頓第二定律解得FN=3.5N（2）小球落地前瞬間，豎直方向的速度vy=gt=5m/s水平方向的速度vx=vB=5m/s落地前瞬間速度速度方向與水平方向夾角45°斜向右下方。21.19世紀(jì)末，有科學(xué)家提出了太空電梯的構(gòu)想：在赤道上建設(shè)一座直到地球同步衛(wèi)星軌道的高塔，并在塔內(nèi)架設(shè)電梯。這種電梯可用于發(fā)射人造衛(wèi)星，其發(fā)射方法是將衛(wèi)星通過太空電梯緩慢地提升到預(yù)定軌道高度處，然后再啟動推進(jìn)裝置將衛(wèi)星從太空電梯發(fā)射出去，使其直接進(jìn)入預(yù)定圓軌道。已知地球質(zhì)量為M、半徑為R、自轉(zhuǎn)周期為T，萬有引力常量為G。（1）求高塔的高度h0；（2）太空電梯把衛(wèi)星運(yùn)送到預(yù)定軌道高度后，需用推進(jìn)裝置將衛(wèi)星在預(yù)定軌道處發(fā)射進(jìn)入預(yù)定軌道做勻速圓周運(yùn)動，若某次通過太空電梯發(fā)射質(zhì)量為m的衛(wèi)星時，預(yù)定其軌道高度為h（h<h0）。以地心為參考系，求推進(jìn)裝置需要做的功W?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）塔高為同步衛(wèi)星的軌道高度，設(shè)同步衛(wèi)星質(zhì)量為m0，根據(jù)萬有引力提供向心力可得（2）衛(wèi)星被緩慢運(yùn)送至高h(yuǎn)處時的速度大小為設(shè)高h(yuǎn)處的圓軌道衛(wèi)星速度為v，根據(jù)萬有引力提供向心力可得推進(jìn)裝置需要做的功22.傳統(tǒng)車輛剎車時使用機(jī)械制動方式，利用剎車裝置使車輛受到制動力（即阻力）而減速，將減小的動能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。有些新能源電動車剎車時會使用一種“再生制動”方式，該方式在制動時能將汽車減少的動能轉(zhuǎn)化為電能加以儲存利用，這些減少的動能也被稱為可回收的動能。一輛質(zhì)量為m的電動汽車在平直路面上行駛，某一時刻同時開啟機(jī)械制動和再生制動，汽車的速度從v1減為v2的過程，位移大小為x1；此后，只開啟機(jī)械制動，直至汽車停止，汽車又向前行駛的位移大小為x2。假設(shè)機(jī)械制動使汽車受到的制動力恒定，空氣阻力不計(jì)。（1）求只開啟機(jī)械制動的過程，汽車受到的制動力大小f；（2）求同時開啟機(jī)械制動和再生制動的過程，汽車可回收的動能E回?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）使用機(jī)械制動方式剎車時，根據(jù)動能定理得（2）同時開啟機(jī)械制動和再生制動，設(shè)回收制動力做功為W，根據(jù)動能定理由功能關(guān)系E回=-W得23.追尋守恒量是物理學(xué)的重要研究內(nèi)容，在高中階段我們探索守恒量時，除了實(shí)驗(yàn)手段，也常借助已有理論來進(jìn)行分析。已知重力加速度為g。（1）如圖1所示，A和B兩位置分別距離地面高度為hA和hB，質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）在A和B兩位置的速度大小分別為vA和vB。a．以地面為參考平面，分別寫出物體在A和B兩位置的機(jī)械能EA和EB；b．利用動能定理和重力做功的特點(diǎn)，證明沿光滑曲面下滑的物塊在A位置的機(jī)械能與在B位置的機(jī)械能相等。（2）供暖系統(tǒng)、自來水系統(tǒng)都是通過管道運(yùn)送液體的。管內(nèi)液體穩(wěn)定流動時具有這樣的特點(diǎn)：①管內(nèi)各處液體體積無法壓縮且密度均相同；②管內(nèi)各處液體流速不隨時間改變。如圖2所示，選取橫截面C和橫截面D之間的液體為研究對象，當(dāng)C處液體流動很小一段距離，到達(dá)C′時，D處液體正好流動到D′處。已知液體密度為ρ，C處的壓強(qiáng)為p1、流速為u1、高度為h1，D處的壓強(qiáng)為p2、流速為u2、高度為h2，C處管道半徑為R，C與C′間距離為d，且R、d均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于h2。不計(jì)管道對液體的阻力，不考慮液體的黏滯性。在C、D間的液體流動至C?、D?的過程中a．求橫截面C左側(cè)液體對研究對象所做的功W1；b．求重力對研究對象所做的功WG；c．研究表明，可運(yùn)用動能定理對C、D間的液體進(jìn)行分析。請依據(jù)動能定理探索壓強(qiáng)p、流速u、高度h是否也存在著某種守恒的關(guān)系。若存在，請寫出關(guān)系式；若不存在，請說明理由?！即鸢浮剑?）a.，；b.見〖解析〗；（2）a.；b.；c.見〖解析〗〖解析〗（1）a．以地面為參考平面，物體在A位置的機(jī)械能物體在B位置的機(jī)械能b．物體從A位置運(yùn)動到B位置，重力做功根據(jù)動能定理，合外力做功從A位置運(yùn)動到B位置，由于曲面光滑，僅有重力做功即因此可得即物體在A位置的機(jī)械能與在B位置的機(jī)械能相等。（2）a．橫截面C左側(cè)液體對研究對象所做的功b．C、D間液體流動至C′、D′間，可等效為C′、D間液體位置不變，C、C′間液體流動至D、D′間。C、C′間液體質(zhì)量重力對研究對象所做的功c．在相同的時間內(nèi)，流過C處截面水的體積與流過D處截面水的體積?V相同。由C、C′間液體體積可知設(shè)D處管道面積為S2，D、D′間距離為x，則D、D′間液體體積橫截面D右側(cè)液體對研究對象所做的功由動能定理，合外力做功即整理得所以壓強(qiáng)、流速、高度是滿足守恒的關(guān)系即為守恒量。2024北京大興高一（下）期末物理第一部分（選擇題，共45分）一、單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共15道小題，共45分）1.自然界中物體的運(yùn)動是多種多樣的。關(guān)于運(yùn)動與力的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.運(yùn)動的物體，一定受到力的作用B.物體受到的力越大，它的速度就越大C.做曲線運(yùn)動的物體，加速度一定不為零D.物體在恒力的作用下，不可能做曲線運(yùn)動〖答案〗C〖解析〗A．力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，力不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，故A錯誤；B．根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的力越大，加速度越大，速度變化越快，但速度不一定越大，故B錯誤；C．做曲線運(yùn)動的物體，其速度一定改變，則其一定有加速度，故C正確；D．當(dāng)物體所受合力的方向與初速度的方向不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動，與合力是否恒定無關(guān)，如平拋運(yùn)動，故D錯誤；故選C。2.如圖所示，豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中勻速上浮。在紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時，使玻璃管以速度v水平向右勻速運(yùn)動。紅蠟塊由玻璃管的下端上升到頂端，所需時間為t，相對地面通過的路程為L。在t時間內(nèi)下列說法正確的是（）A.v增大時，L減小 B.v增大時，L不變C.v增大時，t減小 D.v增大時，t不變〖答案〗D〖解析〗根據(jù)題意可知，紅蠟塊水平方向、豎直方向均做勻速直線運(yùn)動，則y為豎直方向的位移，即玻璃管的長度，vy不變，則運(yùn)動時間t不變，若v增大，x增大，L增大。故選D。3.如圖所示，修正帶的核心部件是兩個半徑不同的齒輪，兩個齒輪通過相互咬合進(jìn)行工作，A和B分別為兩個齒輪邊緣處的點(diǎn)。若兩齒輪勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）A.A、B兩點(diǎn)的周期大小相等B.A、B兩點(diǎn)的線速度大小相等C.A、B兩點(diǎn)的角速度大小相等D.A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小相等〖答案〗B〖解析〗B．齒輪傳動過程中，齒輪邊緣處的點(diǎn)的線速度大小相等，故B正確；C．根據(jù)角速度與線速度的關(guān)系有由于則有故C錯誤；A．根據(jù)角速度與周期的關(guān)系有，結(jié)合上述可知故A錯誤；D．根據(jù)向心加速度的表達(dá)式有，由于則有故D錯誤。故選B。4.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長為l的細(xì)線懸于P點(diǎn)，使小球在水平面內(nèi)以角速度做勻速圓周運(yùn)動。已知小球做圓周運(yùn)動時圓心O到懸點(diǎn)P的距離為h，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.小球的頻率為 B.小球的線速度大小為C.小球受到合力大小為 D.繩對小球的拉力大小為〖答案〗D〖解析〗A．小球的頻率為故A錯誤；B．根據(jù)線速度與角速度的公式有故B錯誤；C．設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為，小球受到合力大小為故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律可得解得繩對小球的拉力大小為故D正確；故選D。5.第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動會在2022年由北京市和張家口市聯(lián)合舉辦，跳臺滑雪是比賽項(xiàng)目之一。如圖所示，運(yùn)動員從跳臺邊緣的O點(diǎn)水平滑出，落到斜坡CD上的E點(diǎn)。運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力的影響，重力加速度已知，則運(yùn)動員由O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到E點(diǎn)過程中下列說法正確得是（）A.運(yùn)動員運(yùn)動時間僅由OC的高度決定B.運(yùn)動員的落點(diǎn)E僅由OC的高度決定C.若測出OE的水平距離則可計(jì)算運(yùn)動員離開平臺時的速度D.若測出運(yùn)動員空中飛行時間及OE的水平距離則可計(jì)算出落到E點(diǎn)時的速度大小〖答案〗D〖解析〗ABC．根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有可知運(yùn)動員運(yùn)動時間由OE的高度決定，運(yùn)動員的落點(diǎn)E由OC的高度和初速度決定，若只測出OE的水平距離，時間大小未知，無法計(jì)算初速度，故ABC錯誤；D．若測出運(yùn)動員空中飛行時間及OE的水平距離則有可依據(jù)計(jì)算落到E點(diǎn)時的速度大小，故D正確。故選D。6.如圖所示，長為L的桿一端固定在過O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定質(zhì)量為m的小球。桿在電動機(jī)的驅(qū)動下在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，帶動小球以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動，其中A點(diǎn)為最高點(diǎn)，C點(diǎn)為最低點(diǎn)，B、D點(diǎn)與O點(diǎn)等高。已知重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.小球在B、D兩點(diǎn)的線速度相同B.小球在B、D兩點(diǎn)受到桿的作用力均等于mgC.小球在C點(diǎn)受到桿的作用力的方向一定沿桿的方向向上D.小球在A點(diǎn)對桿的作用力的方向一定沿桿的方向向下〖答案〗C〖解析〗A．小球的角速度大小不變，根據(jù)可知，小球在B、D兩點(diǎn)的線速度大小相等，方向不同，故A錯誤；B．當(dāng)小球在B、D兩點(diǎn)時，桿對小球作用力豎直方向的分力應(yīng)等于重力，水平方向分力提供向心力，故桿對小球的作用力為故B錯誤；C．小球在最低點(diǎn)，則桿對小球的作用力為拉力，方向向上，故C正確；D．若小球在最高點(diǎn)速度較?。ㄈ鐬榱悖r，桿對小球的作用力為支持力，方向向上，故D錯誤。故選C7.如圖所示，某物理興趣小組設(shè)計(jì)了驗(yàn)證“向心力與線速度大小關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。測得小鋼球的直徑為d，細(xì)線長為L，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。小鋼球懸掛靜止不動時，恰好位于光電門中央，力的傳感器示數(shù)為F1?，F(xiàn)將小鋼球拉離光電門位置到適當(dāng)高度，由靜止釋放小鋼球使小剛球自由擺動再次通過光電門，光電門記錄小鋼球遮光時間t，力的傳感器示數(shù)最大值為F2，由此可知（）A.F2<F1B.小鋼球經(jīng)過光電門時的速度為C.小鋼球經(jīng)過光電門時所需向心力為F2―F1D.在誤差允許的范圍內(nèi)，本實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證小鋼球經(jīng)過光電門時所受合力和所需向心力相等，即F2=〖答案〗C〖解析〗ABD．小球靜止不動時，有小球做圓周運(yùn)動，設(shè)在最低點(diǎn)時（即通過光電門）速度為v，有由牛頓第二定律有聯(lián)立得故ABD錯誤；C．由牛頓第二定律有小鋼球經(jīng)過光電門時所需向心力為故C正確。故選C。8.木星有4顆衛(wèi)星是伽利略發(fā)現(xiàn)的，稱為伽利略衛(wèi)星，其中有兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比約為。根據(jù)以上信息可知這兩顆衛(wèi)星的（）A.線速度大小之比約為2：1 B.周期之比約為8：1C.向心加速度大小之比約為 D.向心力大小之比約為〖答案〗A〖解析〗根據(jù)萬有引力提供向心力有解得，，兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比約為1：4，可知線速度大小之比約為2:1；周期之比約為1：8；向心加速度大小之比約為16:1；因質(zhì)量關(guān)系不確定，不能比較向心力大小。故選A。9.我國發(fā)射衛(wèi)星“墨子號”與“濟(jì)南一號”均使用了量子技術(shù)，“濟(jì)南一號”比“墨子號”的運(yùn)行周期短?！皾?jì)南一號”和“墨子號”繞地球的運(yùn)動均可視為勻速圓周運(yùn)動。比較它們的運(yùn)動，下列說法正確的是（）A.“濟(jì)南一號”的線速度更小 B.“濟(jì)南一號”的角速度更小C.“濟(jì)南一號”的向心加速度更小 D.“濟(jì)南一號”的運(yùn)行軌道半徑更小〖答案〗D〖解析〗AD．由牛頓第二定律有可得“濟(jì)南一號”比“墨子號”的運(yùn)行周期短，則“濟(jì)南一號”的運(yùn)行軌道半徑更小，又有化簡可得“濟(jì)南一號”的線速度更大，故A錯誤，D正確；B．根據(jù)化簡可得由于“濟(jì)南一號”的運(yùn)行軌道半徑更小，所以“濟(jì)南一號”的角速度更大，故B錯誤；C．根據(jù)化簡可得由于“濟(jì)南一號”的運(yùn)行軌道半徑更小，所以“濟(jì)南一號”的向心加速度更大，故C錯誤。故選D。10.細(xì)心的同學(xué)會發(fā)現(xiàn)商場和超市里安裝供顧客上、下樓的電扶梯主要有如圖所示兩種：臺階式如圖甲，斜面式如圖乙。下列對某同學(xué)分別乘坐兩種電梯的過程，描述正確的是（）A.乘坐電梯甲勻速下降時，該同學(xué)所受到支持力不做功B.乘坐電梯甲加速下降時，該同學(xué)不受摩擦力的作用C.乘坐電梯乙勻速上升時，該同學(xué)不受到摩擦力作用D.乘坐電梯乙加速上升時，該同學(xué)受到的摩擦力做正功〖答案〗D〖解析〗A．乘坐電梯甲勻速下降時，支持力方向豎直向上，與速度方向夾角為鈍角，則該同學(xué)所受到支持力做負(fù)功，選項(xiàng)A錯誤；B．乘坐電梯甲加速下降時，加速度有水平方向的分量，則該同學(xué)受摩擦力的作用，選項(xiàng)B錯誤；C．乘坐電梯乙勻速上升時，該同學(xué)受到沿斜面向上的摩擦力作用，選項(xiàng)C錯誤；D．乘坐電梯乙加速上升時，因該同學(xué)受沿斜面向上的摩擦力，則該同學(xué)受到的摩擦力做正功，選項(xiàng)D正確。故選D。11.如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)變軌，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次變軌，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1，2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上運(yùn)行時，下列說法正確的是（??）A.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的速度小于在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)的速度B.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的機(jī)械能等于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能C.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能等于在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度小于在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度〖答案〗B〖解析〗A．衛(wèi)星從軌道1變軌到軌道2，需要在Q點(diǎn)加速做離心運(yùn)動，所以在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速度小于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速度，故A錯誤；B．衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)動時只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，經(jīng)過Q點(diǎn)的機(jī)械能等于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能，故B正確；C．衛(wèi)星從軌道2變軌到軌道3，需要在P點(diǎn)加速做離心運(yùn)動，衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能小于在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能，故C錯誤；D．根據(jù)衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度等于在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度，故D錯誤。故選B。12.應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上做加速運(yùn)動，達(dá)到某一速度后，立即開始減速，直至速度為零。若整個過程中，手掌和物體之間始終存在相互作用力，下列說法正確的是（）A.物體的機(jī)械能一直不變 B.物體的機(jī)械能一直增加C.物體的機(jī)械能先增加后減小 D.物體的機(jī)械能先減小后增加〖答案〗B〖解析〗由于手掌和物體之間始終存在相互作用力，手掌對物體的彈力方向向上，物體向上運(yùn)動，手掌對物體的彈力做正功，根據(jù)功能關(guān)系可知，物體的機(jī)械能一直增加。故選B。C13.2023年，我國“雙曲線二號”火箭完成垂直起降飛行試驗(yàn)，意味著運(yùn)載火箭的可重復(fù)使用技術(shù)取得了重要突破。試驗(yàn)過程中，火箭持續(xù)向下噴射燃?xì)猥@得豎直向上的推力，若地面測控系統(tǒng)測出火箭豎直起降全過程的v-t圖像如圖所示，火箭在t=0時刻離開地面，在t4時刻落回起點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力及火箭質(zhì)量的變化，下列說法正確的是（）A.在t1時刻，火箭上升到最高位置B.在0~t1時間內(nèi)，火箭受到的推力的功率先增大后逐漸減小為零C.在t1~t2時間內(nèi)，火箭動能的減少量小于重力勢能的增加量D.在t3~t4時間內(nèi)，火箭受到的推力先做負(fù)功再做正功〖答案〗C〖解析〗A．0~t2時間內(nèi)速度始終為正，說明火箭一直在向上運(yùn)動，t2~t3時間內(nèi)火箭的速度為0，處于靜止?fàn)顟B(tài)，t3~t4時間內(nèi)速度始終為負(fù)，說明火箭一直在向下運(yùn)動，故t2時刻上升到最高點(diǎn)，故A錯誤；B．v-t圖像的斜率表示加速度，在0~t1時間內(nèi)，火箭加速度先增大后逐漸減小為零，則火箭受到的推力先增大后逐漸減小，在t1時刻，火箭受到的推力等于其重力，功率不可能減小為0，故B錯誤；C．在t1~t2時間內(nèi)，根據(jù)動能定理，火箭受到的推力做功與其重力做功之和等于動能的變化量，所以火箭動能的減少量小于重力勢能的增加量，故C正確；D．在t3~t4時間內(nèi)，火箭向下運(yùn)動，推力做負(fù)功，故D錯誤。故選C。14.如圖為“蹦極”運(yùn)動的示意圖。彈性繩的一端固定在O點(diǎn)，另一端和人相連。人從O點(diǎn)自由下落，至A點(diǎn)時彈性繩恰好伸直，繼續(xù)向下運(yùn)動到達(dá)最低點(diǎn)B。不計(jì)空氣阻力的影響，將人視為質(zhì)點(diǎn)。則人從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A.繩的拉力逐漸增大，人的速度逐漸減小B.人的重力勢能始終減小且始終是負(fù)值C.人動能的減少量等于繩彈性勢能的增加量D.繩對人一直做負(fù)功，人的機(jī)械能逐漸減小〖答案〗D〖解析〗A．根據(jù)胡克定律可知繩的拉力逐漸增大，人從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，拉力與重力相等時，加速度為0，速度最大，故A錯誤；B．人的重力勢能始終減小，但零勢能面未知，則人的重力勢能不一定是負(fù)值，故B錯誤；C．由能量關(guān)系可知，人的動能的減少量等于重力勢能減小量與繩的彈性勢能的增加量之和，故C錯誤；D．繩對人的拉力與位移方向相反，拉力一直做負(fù)功，人的機(jī)械能逐漸減小，故D正確。故選D。15.2023年5月，據(jù)中科院力學(xué)所的消息，我國JF-22超高速風(fēng)洞研制成功。作為研制新一代飛行器的搖籃，JF-22超高速風(fēng)洞可以復(fù)現(xiàn)幾十千米高空、速度最高達(dá)約三十倍聲速的飛行條件。若將一小球從風(fēng)洞中地面上的A點(diǎn)豎直向上彈出，小球受到大小恒定的水平風(fēng)力作用，到達(dá)最高點(diǎn)B時的動能與A點(diǎn)的動能之比為9:16。小球最后落回到地面上的C點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.小球運(yùn)動的加速度大小為B.小球從A到B的過程中動能持續(xù)減小C.小球在空中的最小動能與A點(diǎn)的動能之比為9:16D.小球從A到B與從B到C的過程中所受風(fēng)力做功相同〖答案〗A〖解析〗如圖A．到達(dá)最高點(diǎn)B時的動能與A點(diǎn)的動能之比為9：16，則速度之比為在最高點(diǎn)豎直方向速度0，設(shè)從A到B需要時間t，則小球運(yùn)動的加速度大小為聯(lián)立得故A正確；B．小球從A到B的過程中，水平方向速度一直增大，豎直方向速度一直減小直至0，所以風(fēng)力的功率一直增大，重力功率一直減小，當(dāng)風(fēng)力功率大于重力功率時，風(fēng)力做功大于重力做功，根據(jù)動能定理，小球動能增大，故B錯誤；C．小球在重力和風(fēng)力的合力場中做類斜拋運(yùn)動，當(dāng)小球速度方向與合力方向垂直時動能最小，根據(jù)前面分析可知合力與豎直方向的夾角的正切值為根據(jù)速度的合成與分解可得小球運(yùn)動過程中的最小速度為小球在空中的最小動能與A點(diǎn)的動能之比為故C錯誤；D．小球上升和下降的時間相等，小球從A到B水平距離小于從B到C水平距離，風(fēng)力做功大小不同，故D錯誤；故選A。第二部分（非選擇題，共55分）二、實(shí)驗(yàn)探究題（共3道小題，共15分）16.某同學(xué)用如圖1所示的裝置研究平拋運(yùn)動及其特點(diǎn)。鋼球在斜槽軌道某一高度處由靜止釋放，并從末端水平飛出。在裝置中有一個水平放置的可上下調(diào)節(jié)的傾斜擋板，實(shí)驗(yàn)前，先將一張白紙和復(fù)寫紙固定在裝置的背板上。鋼球落到擋板上擠壓復(fù)寫紙并在白紙上留下印跡。上下調(diào)節(jié)擋板，通過多次釋放鋼球，記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置。以鋼球拋出時球心所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以水平向右和豎直向下分別為x軸和y軸的正方向，建立直角坐標(biāo)系，用平滑曲線把這些印跡連接起來，就得到鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡如圖2所示。（1）對于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是。A.每次必須從同一高度由靜止釋放鋼球B.斜槽軌道必須光滑C.擋板必須等間隔上下移動D.裝置的擋板必須豎直放置（2）通過研究得出鋼球在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動之后，為進(jìn)一步研究鋼球在水平方向的運(yùn)動規(guī)律，該同學(xué)在軌跡上測出A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（x1，y1）、（x2，y2）和（x3，y3），利用以上數(shù)據(jù)及重力加速度g可以計(jì)算出小球離開軌道時的速度大小為________。〖答案〗（1）AD（2）〖解析〗【小問1詳析】A．每次必須從同一高度由靜止釋放鋼球，以保證小球做平拋運(yùn)動的初速度相同，選項(xiàng)A正確；B．斜槽軌道是否光滑對實(shí)驗(yàn)無影響，選項(xiàng)B錯誤；C．擋板不一定必須等間隔上下移動，選項(xiàng)C錯誤；D．裝置的擋板必須豎直放置，選項(xiàng)D正確。故選AD?！拘?詳析】根據(jù)x=vt可得由ABC三點(diǎn)的坐標(biāo)分別得到初速度取平均值可得17.向心力演示器可以探究小球做圓周運(yùn)動所需向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω、軌道半徑r之間的關(guān)系，裝置如圖1所示，兩個變速塔輪通過皮帶連接。實(shí)驗(yàn)時，勻速轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨相應(yīng)的變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽糟內(nèi)的金屬小球就做勻速圓周運(yùn)動。橫臂的擋板對小球的壓力提供向心力，小球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠杄作用使彈簧測力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上黑白相間的等分格顯示出兩個金屬球所受向心力的比值。（1）在研究向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω、半徑r之間的關(guān)系時，我們主要用到的物理方法是________。A．控制變量法B．等效替代法C．理想實(shí)驗(yàn)法（2）為了探究金屬球的向心力F的大小與軌道半徑r之間的關(guān)系，下列說法正確的是________。A．應(yīng)使用兩個質(zhì)量不等小球B．應(yīng)使兩小球離轉(zhuǎn)軸的距離相同C．應(yīng)將皮帶套在兩邊半徑相等的變速塔輪上（3）某同學(xué)用傳感器測出小球做圓周運(yùn)動向心力F的大小和對應(yīng)的周期T，獲得多組數(shù)據(jù)，畫出了如圖2所示的圖像，該圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則圖像橫坐標(biāo)x代表的是________?！即鸢浮剑?）A（2）C（3）〖解析〗（1）在研究向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度、半徑r之間的關(guān)系時，我們主要用到的物理方法是控制變量法。故選A。（2）由公式可知探究金屬球的向心力F的大小與軌道半徑r之間的關(guān)系，應(yīng)使用兩個相等質(zhì)量的小球，將皮帶套在兩邊半徑相等的變速塔輪上使角速度相等，應(yīng)使兩小球離轉(zhuǎn)軸的距離不相同，觀察向心力F的大小與軌道半徑r之間的關(guān)系。故選C。（3）由公式結(jié)合圖像是一條過原點(diǎn)的直線，所以F與成正比，所以圖像橫坐標(biāo)x代表的是。18.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m=200g的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示。O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時器每隔T=0.02s打一個點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.80m/s2，那么：（1）在實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)如圖所示的四種情況，其中操作正確的是（填選項(xiàng)下字母）。A. B.C. D.（2）計(jì)算B點(diǎn)瞬時速度時，甲同學(xué)用，乙同學(xué)用。其中所選擇方法正確的是________（填“甲”或“乙”）同學(xué)。（SOB與SAC分別表示紙帶上O、B和A、C兩點(diǎn)之間的距離）（3）同學(xué)丙想根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過程中所受的阻力，為此他計(jì)算出紙帶下落的加速度為______m/s2（保留三位有效數(shù)字），從而計(jì)算出阻力f=______N?！即鸢浮剑?）B（2）乙（3）9.500.06〖解析〗【小問1詳析】首先打點(diǎn)計(jì)時器所使用的電源為低壓交流電源，同時在釋放紙帶時，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時器，且保持紙帶豎直。故選B?！拘?詳析】本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所以甲求速度時相當(dāng)于已知機(jī)械能守恒驗(yàn)證機(jī)械能守恒，無意義；只能根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中中間時刻速度等于平均速度求解速度，所以乙正確?！拘?詳析】重物下落的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律可得所以三、論述計(jì)算題（共5道小題，共40分）19.如圖所示，某同學(xué)利用無人機(jī)玩“投彈”游戲。無人機(jī)以v0=2.0m/s的速度水平向右勻速飛行，在某時刻釋放了一個小球。此時無人機(jī)到水平地面的距離h=20m，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2，求：（1）小球下落的時間t；（2）小球釋放點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的水平距離x?！即鸢浮剑?）2s；（2）4m〖解析〗（1）小球離開無人機(jī)時，具有和無人機(jī)相同的水平速度，做平拋運(yùn)動，豎直方向有解得小球下落的時間為（2）小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動，則有解得小球釋放點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的水平距離為20.如圖所示為豎直放置的四分之一圓弧軌道，O點(diǎn)是其圓心，半徑R=1.0m。軌道底端距水平地面的高度h=1.25m。從軌道頂端A由靜止釋放一個質(zhì)量m=0.1kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），小球到達(dá)軌道底端B時，沿水平方向飛出，落地點(diǎn)C與B點(diǎn)之間的水平距離x=2.5m。忽略空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球運(yùn)動到B點(diǎn)時所受支持力FN的大?。唬?）小球落地