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2023届宁夏石嘴山市平罗中学高三上学期期中物理试题 （解析版）
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这是一份2023届宁夏石嘴山市平罗中学高三上学期期中物理试题 （解析版），共22页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题，选做题等内容，欢迎下载使用。
满分：100分 考试时长：100分
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、选择题（本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9~12题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
B. 完全失重的物体将不受到重力，所以此刻一切由重力引起的现象都将消失
C. 划船时桨向后推水，水就向前推桨，因为水推桨的力大于桨推水的力，船才被推着前进
D. 急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒
【答案】A
【解析】
【详解】A．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，人在水平方向依然保持匀速直线运动，但车做加速运动，所以人将落在起跳点的后方。故A正确；
B．完全失重的物体仍受到重力，只是对悬挂物的拉力和支持物的拉力等于零。故B错误；
C．划船时桨向后推水，水就向前推桨，是力的作用是相互的，水推桨的力等于桨推水的力。故C错误；
D．急刹车时，车上的乘客由于惯性，所以都会向前倾倒，但惯性的大小与质量有关，质量越大，惯性越大。故D错误。
故选A。
2. 一根轻质细线将2个薄铁垫片A、B连接起来，一同学用手固定B，此时A、B间距为3L，A距地面为L，如图所示。由静止释放A、B，不计空气阻力，不计摩擦力且A、B落地后均不再弹起。从释放开始到A落地历时t1，A落地前的瞬时速率为v1，从A落地到B落在A上，历时t2，B落在A上前的瞬时速率为v2，则（ ）
A. t1>t2B. t1【答案】C
【解析】
【详解】AB．由静止释放A、B，A、B都做自由落体运动，A运动的位移为L，B运动的位移为4L，根据自由落体公式
可知，A落地的时间
B落地的时间为
则有
所以
t1=t2
故AB错误；
CD．A落地前瞬间速率为
B落地前瞬间速率
所以
v1：v2=1：2
故C正确，D错误。
故选C。
3. 2022年7月20日，北京正式开放国内首个无人化出行服务商业化设点，首批25辆北汽极狐无人化车辆正式获准开展常态化付费出行服务。无人驾驶反应时间短，如从发现紧急情况到车开始减速，酒驾驾驶员需要，无人车需要。驾驶员驾驶汽车以某速度匀速行驶，从发现情况到停下来的运动距离为，无人驾驶汽车在同样的条件下从发现情况到停下来的运动距离为，则（ ）
A. 汽车的初速度为10m/sB. 汽车刹车的加速度为8m/s2
C. 汽车刹车后1s内的位移为12mD. 汽车刹车后2.5s内的位移为20m
【答案】D
【解析】
【详解】AB．设汽车行驶的速度为，汽车刹车的加速度为，驾驶员驾驶时
无人驾驶时
解得
，
AB错误；
CD．汽车停下来的时间为
汽车刹车后1s内的位移
汽车刹车后2.5s内的位移为
C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，下面关于物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角的正切随时间的变化图像正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据速度的合成与分解可得
所以图像为过原点且斜率为正的倾斜直线，故选B。
5. 如图所示，质量为m的小球A沿高度为h、倾角为θ的光滑斜面由静止滑下，另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下。下列说法正确的是（ ）
A. 落地前瞬间A球的速度与B球的速度相同
B. 从静止到最终到达地面，两球重力的平均功率相等
C. 两球落地时重力的瞬时功率相等
D. 重力对两球做的功相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据动能定理两球下落时重力做功相同，则两球落地时的速度大小相同，但是方向不同，故A错误；
D．根据
W=mgh
知，重力对两球做功相同，故D正确；
B．在斜面上下滑的小球沿斜面向下的加速度
a=gsinθ
且沿斜面方向的位移大于竖直方向下落的位移，故可知沿斜面上运动的时间长，而重力做功相同，根据
可知，重力做功平均功率不同，故B错误；
C．由于A、B落地时速度大小相等，根据
P=mgvcsθ
知，A球着地时重力的功率小于B球着地时重力的功率，故C错误。
故选D。
6. 如图所示，质量为m的小球用细线牵引着在光滑的水平面上做匀速圆周运动，O为一光滑的孔，当拉力为F时，转动半径为R；当拉力减小到时，小球仍做匀速圆周运动，此时转动半径为。在此过程中，拉力对小球做的功为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】依题意，当拉力为F时，转动半径为R，由牛顿第二定律可得
同理，当拉力减小到时，有
在此过程中，根据动能定律，可得
联立，解得
故选D。
7. 3月12日为我国的法定植树节，全民义务植树运动有力推动了我国生态状况的改善。如图所示，某同学正在种植一棵小树苗，先把树根部放入土坑中，双手把树扶起到竖直状态，该同学的两手与树苗的接触位置始终距地面高为，此时树苗与地面的夹角为，该同学双手水平向左的速度恰好为，则树苗转动的角速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知，同学的双手相对于树苗沿着树苗向下运动，将人的速度沿树苗方向和垂直树苗方向分解，则树苗上与双手接触点的线速度为
则树苗转动的角速度为
故选C。
8. 科幻电影《流浪地球》中讲述了人类想方设法让地球脱离太阳系的故事。地球流浪途中在接近木星时被木星吸引，当地球快要撞击木星的危险时刻，点燃木星产生强大气流推开地球拯救了地球。若逃逸前，地球、木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且航天器在地球表面的重力为，在木星表面的重力为；地球与木星均可视为球体，且半径分别为、，则下列说法正确的是（ ）
A. 地球与木星的质量之比为
B. 地球与木星的第一宇宙速度之比为
C. 地球与木星绕太阳公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方
D. 从地球上发射的能逃逸出太阳系的航天器最小发射速度为
【答案】A
【解析】
【详解】A．设航天器质量为m，地球和木星的质量分别为M1、M2，万有引力常量为G，则有
①
②
联立①②解得
③
故A正确；
B．设地球与木星的第一宇宙速度分别为v1、v2，则有
④
⑤
联立④⑤解得
⑥
故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，地球与木星绕太阳公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，故C错误；
D．从地球上发射的能逃逸出太阳系的航天器最小发射速度为16.7km/s，故D错误。
故选A。
9. 跳伞运动员从高空悬停的直升机跳下，运动员沿竖直方向运动，其图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 末运动员打开降落伞
B. 运动员在内的平均速度小于
C. 末运动员速度方向改变
D. 内运动员做加速度逐渐减小的减速运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A．10s末运动员开始做减速运动，则此时运动员打开降落伞，故A正确；
B．0～10s内，如果物体做匀加速直线运动，平均速度
而运动员在0～10s内的位移大于做匀加速直线运动的位移，由知，时间相同，位移x越大，平均速度就越大，所以运动员在0～10s的平均速度大于10m/s，故B错误；
C．运动员的速度一直为正值，则10s末运动员的速度方向没有改变，选项C错误；
D．图象的斜率表示加速度，10～15s斜率绝对值逐渐减小，说明10～15s运动员做加速度逐渐减小的减速运动，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，质量为m的小球置于内表面光滑的正方体盒子中，盒子的棱长略大于球的直径。某同学拿着这个盒子在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，盒子在运动过程中不发生转动，已知重力加速度为g，盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力。以下说法正确的是（ ）
A. 该盒子做匀速圆周运动的周期为
B. 该盒子做匀速圆周运动的线速度为
C. 盒子经过与圆心O等高处的B点时，小球对盒子左壁的压力大小为mg
D. 盒子经过最低点C时与小球之间的作用力大小为mg
【答案】AC
【解析】
【详解】B．盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力，此时对球，重力提供向心力，有
则该盒子做匀速圆周运动的线速度为
B错误；
A．盒子做匀速圆周运动的周期为
A正确；
C．盒子经过与圆心O等高处的B点时，球受到盒子左壁的水平向右的压力提供向心力，有
根据牛顿第三定律，小球对盒子左壁的压力大小为
C正确。
D．盒子经过最低点C时，对球，支持力与重力的合力提供向心力，有
解得
D错误。
故选AC。
11. 2019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰“山东舰”正式交付海军，“山东舰”发动机最大输出功率为P，最大航行速度为，其航行时所受的阻力随速度增大而增大，某次直线航行过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 若“山东舰”匀加速启动，则在匀加速阶段，发动机提供的牵引力增大
B. 若“山东舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达，则有
C. 若“山东舰”以匀速航行时，所受的阻力为
D. 若“山东舰”以匀速航行时，发动机输出功率为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律可得
在匀加速阶段，所受的阻力随速度增大而增大，可知发动机提供的牵引力也增大，故A正确；
B．若“山东舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达，根据动能定理可得
故B错误；
C．若“山东舰”以匀速航行时，此时牵引力等于阻力，则有
故C正确；
D．若“山东舰”以匀速航行时，此时牵引力等于阻力，则有
由于航行时所受的阻力随速度增大而增大，则有
故D错误。
故选AC。
12. 如图所示，固定坡道倾角为θ，顶端距光滑水平面的高度为h，一可视为质点的小物块质量为m，从坡道顶端由静止滑下，经过底端O点进入水平面时无机械能损失，为使小物块制动，将轻弹簧的一端固定在水平面左侧M处的竖直墙上，弹簧自由伸长时右侧一端恰好位于O点。已知小物块与坡道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧弹性势能的最大值为mgh
B. 小物块在倾斜轨道上运动时，下滑的加速度比上滑的加速度小
C. 小物块往返运动的总路程为
D. 小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大高度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据能量的转化与守恒，当小物块压缩弹簧到最短时，物块的重力势能一部分转化为弹簧的弹性势能，一部分转化为内能，所以弹簧弹性势能的最大值小于mgh。故A错误；
B．根据牛顿第二定律，小物块下滑时
小物块上滑时
可见
故B正确；
C．物块m最终停止在O点，对于运动的全过程，由动能定理得
解得在斜面上运动的总路程
这个路程是在斜面上运动的用路程，不是整个运动的路程。故C错误；
D．设物体能够上升得最大高度h1，物体被弹回过程中由动能定理得
解得
故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、实验题（每空2分，共14分）
13. 在“探究平抛运动的特点”实验中，两个实验小组选用不同的仪器进行实验。
（1）第一组采用了图1所示的装置，实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开，他观察到的现象是：小球A、B同时落地；让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将___________（填“变长”、“不变”或“变短”）；
（2）第二组采用了图2所示的装置，实验操作是：让小球多次沿同一轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。
①请在图3中选择最合理的抛出点位置___________（填“甲”、“乙”或“丙”）；
②在实验过程中，本小组将白纸换成方格纸，每个小方格边长L=4.9cm。实验记录了小球在运动中的4个点迹，如图4所示，则___________（填“＜”、“=”或“>”），该小球做平抛运动的初速度为___________m/s，g取。（结果保留三位有效数字）
【答案】 ①. 不变 ②. 乙 ③. > ④. 1.96
【解析】
【详解】（1）[1]用较大的力敲击弹性金属片，A球做平抛运动的水平初速度增大，但下落高度不变，根据
可知A球在空中运动的时间将不变；
（2）①[2]小球通过挤压复写纸在白纸上留下的痕迹点是小球球心在白纸上的投影点，而小球的抛出点（即坐标原点）与其他痕迹点理论上都应在一条抛物线上，所以确定抛出点位置时，小球球心应恰好在斜槽末端正上方，故最合理的抛出点位置为乙；
②[3]由图4可知，A、B间水平距离大于B、C间水平距离，根据
可知
[4]由图4可知，A、C间水平距离等于C、D间水平距离，则小球从A到C与从C到D的时间相等，设为T，根据运动学规律有
解得
该小球做平抛运动的初速度为
14. 甲、乙两位同学相互协作利用如图a所示的装置，测量重锤下落过程受到的平均阻力大小，主要实验步骤如下：
①按照实验设计组装仪器，并使系统处于静止状态，如图a所示；
②接通电源，释放重锤：
③选取纸带中一段清晰的连续的点作为计数点，用刻度尺测量其计数点间的距离，如图b示；
④用天平测出重锤质量。
请回答下列问题：
（1）已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，打点计时器打B点时重锤速度的大小为___________（保留三位有效数字）；
（2）重锤下落的加速度大小为___________（保留三位有效数字）；
（3）已知当地重力加速度的大小为，纸带的重力不计，应用牛顿第二定律，测出重锤下落过程受到的平均阻力大小为___________N（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 3.42 ②. 5.75 ③. 0.81
【解析】
【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段时间的平均速度，打点计时器打B点时重锤速度的大小为
（2）[2]由纸带数据可知相邻位移差为
重锤下落的加速度大小为
（3）[3]设重锤下落过程受到的平均阻力大小为，根据牛顿第二定律可得
解得
三、计算题（本题共3小题，共31分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15. 某人站在一平台上，用长L=0.5m的轻细线拴一个质量为m=0.8kg的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动，当小球转到最高点A时，人突然撒手，经1.0s小球落地，落地点B与A点的水平距离BC=5.0m，不计空气阻力，g=10m/s2.求：
（1）A点距地面高度；
（2）人撒手前小球运动到A点时，绳对球的拉力大小。
【答案】（1）5m；（2）32N
【解析】
【详解】（1）小球从A点飞出去后做平抛运动，A点离地面的高度为
（2）由
x=v0t
得，小球离开最高点时的速度为
v0==5m/s
对小球受力分析，根据牛顿第二定律得
T＋mg=m
代入数据可得
T=32N
16. 如图所示，木块A置于木板B上，木板B置于水平面上。A的质量m＝1.5kg，B的质量M＝2.0kg，A、B间动摩擦因数，B与地面间动摩擦因数。某时刻（t＝0）水平力F作用于B上，其随时间变化的规律为（F、t均取国际单位）。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求：
（1）经过多长时间B开始滑动；
（2）经过多长时间A开始相对B滑动；
（3）t＝2.7s时AB间的摩擦力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当B开始滑动时B与地面间的静摩擦力达到最大静摩擦力，且与F等大，则有
解得
（2）当A开始在A上滑动时，对木块，由牛顿第二定律得
对A、B整体，同理可得
由题知
解得
（3）因
故B已经滑动，A、B间未发生相对滑动，对A、B整体，由牛顿第二定律得
对木块，同理得
其中
解得
17. 如图所示，光滑的圆弧轨道竖直放置，在右侧点与一倾斜传送带相切。为圆弧轨道最低点，圆弧所在圆的圆心为，水平，。一质量的小物块（可视为质点）从圆弧轨道最左端以的初速度向下运动。已知圆弧轨道半径，传送带，在电机驱动下始终以速度顺时针匀速转动（与轮子间无相对滑动），小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）小物块下滑到点时轨道对物块的支持力的大小；
（2）小物块从滑上传送带减速至与传送带运动速度相等过程的时间；
（3）若把小物块换成同等条件的小煤块，求小煤块在传送带上留下的划痕长度。
【答案】（1）；（2）；（3）1.55m
【解析】
【详解】（1）小物块从到过程，根据动能定理可得
解得
小物块下滑到点时，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）小物块从到过程，根据动能定理可得
解得
小物块在传送带减速过程的加速度大小为
小物块减速至与传送带运动速度相等过程的时间为
（3）小煤块减速至与传送带运动速度相等过程的位移为
此过程传送带的位移为
小物煤块与传送带发生的相对位移为
小煤块与传送带速度相同后，由于
可知共速后小煤块与传送带保持相对静止，一直匀速运动到传送带顶端，故小煤块在传送带上留下的划痕长度为
四、选做题（本题共15分，考生必须从下列题目中选做3-3或3-4的题目，全部选对的得5分，选对1道得2分，选对2道得4分，选错1道扣3分）
18. 下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，能够反映液体分子的无规则运动
B. 已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可算出气体分子的体积
C. 晶体在熔化过程中温度保持不变，但其内能在增大
D. 一定质量的理想气体经等温压缩后，外界对气体做功，其内能增大
E. 一切与热现象有关的自发宏观过程都具有方向性，总是向分子热运动无序性更大的方向进行
【答案】ACE
【解析】
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，能够反映液体分子的无规则运动，A正确；
B．已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，算出的是气体分子占据空间的体积，B错误；
C．晶体在熔化过程中温度保持不变，但分子势能增大，故内能增大，C正确；
D．一定质量的理想气体经等温压缩后，外界对其做功，温度不变，因此其内能不变，D错误；
E．一切与热现象有关自发宏观过程都具有方向性，总是向分子热运动无序性更大的方向进行，E正确。
故选ACE。
19. 如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封闭一段空气柱，当温度为27℃时被封空气柱长度为L=13cm，且左侧管中水银柱比右侧管中水银柱高h=3cm，已知大气压强p0=75cmHg。为使右侧管中水银柱比左侧管中水银柱高h=3cm，封闭气体温度应变为多少K？
【答案】400K
【解析】
【详解】设封闭气体初始状态参量分别为、、，温度变化后状态参量分别为、、。由题意可知，初状态
末状态
由理想气体状态方程可得
代入数据解得
20. 如图所示，一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光．以下说法正确的是
A. 真空中a光的波长比b光的大
B. 在同一介质中，a光的传播速度比b光慢
C. 光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光小
D. a、b通过相同的单缝衍射实验装置，b光的中央亮条纹较宽
E. a、b通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较小
【答案】BCD
【解析】
【详解】由图看出，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率大于b光的频率，真空中a光的波长比b光的小，故A错误．因为a光的折射率大，由公式v=c/n，可知，a光在该介质中的传播速度比b光小．故B正确．a光的折射率大，根据sinC=1/n知，a光的临界角小．故C正确．a光的波长小，波动性比b光弱，则知a、b通过相同的单缝衍射实验装置，a光的衍射条纹较小，故D正确．a光的波长小，根据双缝干涉条纹的间距公式知，b光比a光得到的干涉条纹间距大．故E错误．
21. 一列简谐横波沿x轴传播，t=0.1s时的波形图如图甲所示，图乙为介质中质点A的振动图像。
①求波的传播方向及波速；
②t=0.1s时，波刚好传播到坐标原点O，质点B平衡位置的坐标（图中未画出），求质点B第一次处于波谷位置的时刻。
【答案】①沿x轴负方向，；②5.25s
【解析】
【详解】①由题图乙可知t=0.1s时，质点A正经过平衡位置沿y轴负方向运动，结合题图甲可知，波的传播方向为沿x轴负方向，题图甲可知波长
由题图乙可知周期为
根据波速与波长的关系
代入数据可得
②第一个波谷到质点B平衡位置得距离为
第一个波谷传到B所用时间为
第一个波谷到B的时刻为
满分：100分 考试时长：100分
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、选择题（本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9~12题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
B. 完全失重的物体将不受到重力，所以此刻一切由重力引起的现象都将消失
C. 划船时桨向后推水，水就向前推桨，因为水推桨的力大于桨推水的力，船才被推着前进
D. 急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒
【答案】A
【解析】
【详解】A．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，人在水平方向依然保持匀速直线运动，但车做加速运动，所以人将落在起跳点的后方。故A正确；
B．完全失重的物体仍受到重力，只是对悬挂物的拉力和支持物的拉力等于零。故B错误；
C．划船时桨向后推水，水就向前推桨，是力的作用是相互的，水推桨的力等于桨推水的力。故C错误；
D．急刹车时，车上的乘客由于惯性，所以都会向前倾倒，但惯性的大小与质量有关，质量越大，惯性越大。故D错误。
故选A。
2. 一根轻质细线将2个薄铁垫片A、B连接起来，一同学用手固定B，此时A、B间距为3L，A距地面为L，如图所示。由静止释放A、B，不计空气阻力，不计摩擦力且A、B落地后均不再弹起。从释放开始到A落地历时t1，A落地前的瞬时速率为v1，从A落地到B落在A上，历时t2，B落在A上前的瞬时速率为v2，则（ ）
A. t1>t2B. t1
【解析】
【详解】AB．由静止释放A、B，A、B都做自由落体运动，A运动的位移为L，B运动的位移为4L，根据自由落体公式
可知，A落地的时间
B落地的时间为
则有
所以
t1=t2
故AB错误；
CD．A落地前瞬间速率为
B落地前瞬间速率
所以
v1：v2=1：2
故C正确，D错误。
故选C。
3. 2022年7月20日，北京正式开放国内首个无人化出行服务商业化设点，首批25辆北汽极狐无人化车辆正式获准开展常态化付费出行服务。无人驾驶反应时间短，如从发现紧急情况到车开始减速，酒驾驾驶员需要，无人车需要。驾驶员驾驶汽车以某速度匀速行驶，从发现情况到停下来的运动距离为，无人驾驶汽车在同样的条件下从发现情况到停下来的运动距离为，则（ ）
A. 汽车的初速度为10m/sB. 汽车刹车的加速度为8m/s2
C. 汽车刹车后1s内的位移为12mD. 汽车刹车后2.5s内的位移为20m
【答案】D
【解析】
【详解】AB．设汽车行驶的速度为，汽车刹车的加速度为，驾驶员驾驶时
无人驾驶时
解得
，
AB错误；
CD．汽车停下来的时间为
汽车刹车后1s内的位移
汽车刹车后2.5s内的位移为
C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，下面关于物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角的正切随时间的变化图像正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据速度的合成与分解可得
所以图像为过原点且斜率为正的倾斜直线，故选B。
5. 如图所示，质量为m的小球A沿高度为h、倾角为θ的光滑斜面由静止滑下，另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下。下列说法正确的是（ ）
A. 落地前瞬间A球的速度与B球的速度相同
B. 从静止到最终到达地面，两球重力的平均功率相等
C. 两球落地时重力的瞬时功率相等
D. 重力对两球做的功相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据动能定理两球下落时重力做功相同，则两球落地时的速度大小相同，但是方向不同，故A错误；
D．根据
W=mgh
知，重力对两球做功相同，故D正确；
B．在斜面上下滑的小球沿斜面向下的加速度
a=gsinθ
且沿斜面方向的位移大于竖直方向下落的位移，故可知沿斜面上运动的时间长，而重力做功相同，根据
可知，重力做功平均功率不同，故B错误；
C．由于A、B落地时速度大小相等，根据
P=mgvcsθ
知，A球着地时重力的功率小于B球着地时重力的功率，故C错误。
故选D。
6. 如图所示，质量为m的小球用细线牵引着在光滑的水平面上做匀速圆周运动，O为一光滑的孔，当拉力为F时，转动半径为R；当拉力减小到时，小球仍做匀速圆周运动，此时转动半径为。在此过程中，拉力对小球做的功为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】依题意，当拉力为F时，转动半径为R，由牛顿第二定律可得
同理，当拉力减小到时，有
在此过程中，根据动能定律，可得
联立，解得
故选D。
7. 3月12日为我国的法定植树节，全民义务植树运动有力推动了我国生态状况的改善。如图所示，某同学正在种植一棵小树苗，先把树根部放入土坑中，双手把树扶起到竖直状态，该同学的两手与树苗的接触位置始终距地面高为，此时树苗与地面的夹角为，该同学双手水平向左的速度恰好为，则树苗转动的角速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知，同学的双手相对于树苗沿着树苗向下运动，将人的速度沿树苗方向和垂直树苗方向分解，则树苗上与双手接触点的线速度为
则树苗转动的角速度为
故选C。
8. 科幻电影《流浪地球》中讲述了人类想方设法让地球脱离太阳系的故事。地球流浪途中在接近木星时被木星吸引，当地球快要撞击木星的危险时刻，点燃木星产生强大气流推开地球拯救了地球。若逃逸前，地球、木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且航天器在地球表面的重力为，在木星表面的重力为；地球与木星均可视为球体，且半径分别为、，则下列说法正确的是（ ）
A. 地球与木星的质量之比为
B. 地球与木星的第一宇宙速度之比为
C. 地球与木星绕太阳公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方
D. 从地球上发射的能逃逸出太阳系的航天器最小发射速度为
【答案】A
【解析】
【详解】A．设航天器质量为m，地球和木星的质量分别为M1、M2，万有引力常量为G，则有
①
②
联立①②解得
③
故A正确；
B．设地球与木星的第一宇宙速度分别为v1、v2，则有
④
⑤
联立④⑤解得
⑥
故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，地球与木星绕太阳公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，故C错误；
D．从地球上发射的能逃逸出太阳系的航天器最小发射速度为16.7km/s，故D错误。
故选A。
9. 跳伞运动员从高空悬停的直升机跳下，运动员沿竖直方向运动，其图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 末运动员打开降落伞
B. 运动员在内的平均速度小于
C. 末运动员速度方向改变
D. 内运动员做加速度逐渐减小的减速运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A．10s末运动员开始做减速运动，则此时运动员打开降落伞，故A正确；
B．0～10s内，如果物体做匀加速直线运动，平均速度
而运动员在0～10s内的位移大于做匀加速直线运动的位移，由知，时间相同，位移x越大，平均速度就越大，所以运动员在0～10s的平均速度大于10m/s，故B错误；
C．运动员的速度一直为正值，则10s末运动员的速度方向没有改变，选项C错误；
D．图象的斜率表示加速度，10～15s斜率绝对值逐渐减小，说明10～15s运动员做加速度逐渐减小的减速运动，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，质量为m的小球置于内表面光滑的正方体盒子中，盒子的棱长略大于球的直径。某同学拿着这个盒子在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，盒子在运动过程中不发生转动，已知重力加速度为g，盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力。以下说法正确的是（ ）
A. 该盒子做匀速圆周运动的周期为
B. 该盒子做匀速圆周运动的线速度为
C. 盒子经过与圆心O等高处的B点时，小球对盒子左壁的压力大小为mg
D. 盒子经过最低点C时与小球之间的作用力大小为mg
【答案】AC
【解析】
【详解】B．盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力，此时对球，重力提供向心力，有
则该盒子做匀速圆周运动的线速度为
B错误；
A．盒子做匀速圆周运动的周期为
A正确；
C．盒子经过与圆心O等高处的B点时，球受到盒子左壁的水平向右的压力提供向心力，有
根据牛顿第三定律，小球对盒子左壁的压力大小为
C正确。
D．盒子经过最低点C时，对球，支持力与重力的合力提供向心力，有
解得
D错误。
故选AC。
11. 2019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰“山东舰”正式交付海军，“山东舰”发动机最大输出功率为P，最大航行速度为，其航行时所受的阻力随速度增大而增大，某次直线航行过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 若“山东舰”匀加速启动，则在匀加速阶段，发动机提供的牵引力增大
B. 若“山东舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达，则有
C. 若“山东舰”以匀速航行时，所受的阻力为
D. 若“山东舰”以匀速航行时，发动机输出功率为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律可得
在匀加速阶段，所受的阻力随速度增大而增大，可知发动机提供的牵引力也增大，故A正确；
B．若“山东舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达，根据动能定理可得
故B错误；
C．若“山东舰”以匀速航行时，此时牵引力等于阻力，则有
故C正确；
D．若“山东舰”以匀速航行时，此时牵引力等于阻力，则有
由于航行时所受的阻力随速度增大而增大，则有
故D错误。
故选AC。
12. 如图所示，固定坡道倾角为θ，顶端距光滑水平面的高度为h，一可视为质点的小物块质量为m，从坡道顶端由静止滑下，经过底端O点进入水平面时无机械能损失，为使小物块制动，将轻弹簧的一端固定在水平面左侧M处的竖直墙上，弹簧自由伸长时右侧一端恰好位于O点。已知小物块与坡道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧弹性势能的最大值为mgh
B. 小物块在倾斜轨道上运动时，下滑的加速度比上滑的加速度小
C. 小物块往返运动的总路程为
D. 小物块返回倾斜轨道时所能达到的最大高度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据能量的转化与守恒，当小物块压缩弹簧到最短时，物块的重力势能一部分转化为弹簧的弹性势能，一部分转化为内能，所以弹簧弹性势能的最大值小于mgh。故A错误；
B．根据牛顿第二定律，小物块下滑时
小物块上滑时
可见
故B正确；
C．物块m最终停止在O点，对于运动的全过程，由动能定理得
解得在斜面上运动的总路程
这个路程是在斜面上运动的用路程，不是整个运动的路程。故C错误；
D．设物体能够上升得最大高度h1，物体被弹回过程中由动能定理得
解得
故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、实验题（每空2分，共14分）
13. 在“探究平抛运动的特点”实验中，两个实验小组选用不同的仪器进行实验。
（1）第一组采用了图1所示的装置，实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开，他观察到的现象是：小球A、B同时落地；让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将___________（填“变长”、“不变”或“变短”）；
（2）第二组采用了图2所示的装置，实验操作是：让小球多次沿同一轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。
①请在图3中选择最合理的抛出点位置___________（填“甲”、“乙”或“丙”）；
②在实验过程中，本小组将白纸换成方格纸，每个小方格边长L=4.9cm。实验记录了小球在运动中的4个点迹，如图4所示，则___________（填“＜”、“=”或“>”），该小球做平抛运动的初速度为___________m/s，g取。（结果保留三位有效数字）
【答案】 ①. 不变 ②. 乙 ③. > ④. 1.96
【解析】
【详解】（1）[1]用较大的力敲击弹性金属片，A球做平抛运动的水平初速度增大，但下落高度不变，根据
可知A球在空中运动的时间将不变；
（2）①[2]小球通过挤压复写纸在白纸上留下的痕迹点是小球球心在白纸上的投影点，而小球的抛出点（即坐标原点）与其他痕迹点理论上都应在一条抛物线上，所以确定抛出点位置时，小球球心应恰好在斜槽末端正上方，故最合理的抛出点位置为乙；
②[3]由图4可知，A、B间水平距离大于B、C间水平距离，根据
可知
[4]由图4可知，A、C间水平距离等于C、D间水平距离，则小球从A到C与从C到D的时间相等，设为T，根据运动学规律有
解得
该小球做平抛运动的初速度为
14. 甲、乙两位同学相互协作利用如图a所示的装置，测量重锤下落过程受到的平均阻力大小，主要实验步骤如下：
①按照实验设计组装仪器，并使系统处于静止状态，如图a所示；
②接通电源，释放重锤：
③选取纸带中一段清晰的连续的点作为计数点，用刻度尺测量其计数点间的距离，如图b示；
④用天平测出重锤质量。
请回答下列问题：
（1）已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，打点计时器打B点时重锤速度的大小为___________（保留三位有效数字）；
（2）重锤下落的加速度大小为___________（保留三位有效数字）；
（3）已知当地重力加速度的大小为，纸带的重力不计，应用牛顿第二定律，测出重锤下落过程受到的平均阻力大小为___________N（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 3.42 ②. 5.75 ③. 0.81
【解析】
【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段时间的平均速度，打点计时器打B点时重锤速度的大小为
（2）[2]由纸带数据可知相邻位移差为
重锤下落的加速度大小为
（3）[3]设重锤下落过程受到的平均阻力大小为，根据牛顿第二定律可得
解得
三、计算题（本题共3小题，共31分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15. 某人站在一平台上，用长L=0.5m的轻细线拴一个质量为m=0.8kg的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动，当小球转到最高点A时，人突然撒手，经1.0s小球落地，落地点B与A点的水平距离BC=5.0m，不计空气阻力，g=10m/s2.求：
（1）A点距地面高度；
（2）人撒手前小球运动到A点时，绳对球的拉力大小。
【答案】（1）5m；（2）32N
【解析】
【详解】（1）小球从A点飞出去后做平抛运动，A点离地面的高度为
（2）由
x=v0t
得，小球离开最高点时的速度为
v0==5m/s
对小球受力分析，根据牛顿第二定律得
T＋mg=m
代入数据可得
T=32N
16. 如图所示，木块A置于木板B上，木板B置于水平面上。A的质量m＝1.5kg，B的质量M＝2.0kg，A、B间动摩擦因数，B与地面间动摩擦因数。某时刻（t＝0）水平力F作用于B上，其随时间变化的规律为（F、t均取国际单位）。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求：
（1）经过多长时间B开始滑动；
（2）经过多长时间A开始相对B滑动；
（3）t＝2.7s时AB间的摩擦力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当B开始滑动时B与地面间的静摩擦力达到最大静摩擦力，且与F等大，则有
解得
（2）当A开始在A上滑动时，对木块，由牛顿第二定律得
对A、B整体，同理可得
由题知
解得
（3）因
故B已经滑动，A、B间未发生相对滑动，对A、B整体，由牛顿第二定律得
对木块，同理得
其中
解得
17. 如图所示，光滑的圆弧轨道竖直放置，在右侧点与一倾斜传送带相切。为圆弧轨道最低点，圆弧所在圆的圆心为，水平，。一质量的小物块（可视为质点）从圆弧轨道最左端以的初速度向下运动。已知圆弧轨道半径，传送带，在电机驱动下始终以速度顺时针匀速转动（与轮子间无相对滑动），小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）小物块下滑到点时轨道对物块的支持力的大小；
（2）小物块从滑上传送带减速至与传送带运动速度相等过程的时间；
（3）若把小物块换成同等条件的小煤块，求小煤块在传送带上留下的划痕长度。
【答案】（1）；（2）；（3）1.55m
【解析】
【详解】（1）小物块从到过程，根据动能定理可得
解得
小物块下滑到点时，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）小物块从到过程，根据动能定理可得
解得
小物块在传送带减速过程的加速度大小为
小物块减速至与传送带运动速度相等过程的时间为
（3）小煤块减速至与传送带运动速度相等过程的位移为
此过程传送带的位移为
小物煤块与传送带发生的相对位移为
小煤块与传送带速度相同后，由于
可知共速后小煤块与传送带保持相对静止，一直匀速运动到传送带顶端，故小煤块在传送带上留下的划痕长度为
四、选做题（本题共15分，考生必须从下列题目中选做3-3或3-4的题目，全部选对的得5分，选对1道得2分，选对2道得4分，选错1道扣3分）
18. 下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，能够反映液体分子的无规则运动
B. 已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可算出气体分子的体积
C. 晶体在熔化过程中温度保持不变，但其内能在增大
D. 一定质量的理想气体经等温压缩后，外界对气体做功，其内能增大
E. 一切与热现象有关的自发宏观过程都具有方向性，总是向分子热运动无序性更大的方向进行
【答案】ACE
【解析】
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，能够反映液体分子的无规则运动，A正确；
B．已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，算出的是气体分子占据空间的体积，B错误；
C．晶体在熔化过程中温度保持不变，但分子势能增大，故内能增大，C正确；
D．一定质量的理想气体经等温压缩后，外界对其做功，温度不变，因此其内能不变，D错误；
E．一切与热现象有关自发宏观过程都具有方向性，总是向分子热运动无序性更大的方向进行，E正确。
故选ACE。
19. 如图所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封闭一段空气柱，当温度为27℃时被封空气柱长度为L=13cm，且左侧管中水银柱比右侧管中水银柱高h=3cm，已知大气压强p0=75cmHg。为使右侧管中水银柱比左侧管中水银柱高h=3cm，封闭气体温度应变为多少K？
【答案】400K
【解析】
【详解】设封闭气体初始状态参量分别为、、，温度变化后状态参量分别为、、。由题意可知，初状态
末状态
由理想气体状态方程可得
代入数据解得
20. 如图所示，一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光．以下说法正确的是
A. 真空中a光的波长比b光的大
B. 在同一介质中，a光的传播速度比b光慢
C. 光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光小
D. a、b通过相同的单缝衍射实验装置，b光的中央亮条纹较宽
E. a、b通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较小
【答案】BCD
【解析】
【详解】由图看出，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率大于b光的频率，真空中a光的波长比b光的小，故A错误．因为a光的折射率大，由公式v=c/n，可知，a光在该介质中的传播速度比b光小．故B正确．a光的折射率大，根据sinC=1/n知，a光的临界角小．故C正确．a光的波长小，波动性比b光弱，则知a、b通过相同的单缝衍射实验装置，a光的衍射条纹较小，故D正确．a光的波长小，根据双缝干涉条纹的间距公式知，b光比a光得到的干涉条纹间距大．故E错误．
21. 一列简谐横波沿x轴传播，t=0.1s时的波形图如图甲所示，图乙为介质中质点A的振动图像。
①求波的传播方向及波速；
②t=0.1s时，波刚好传播到坐标原点O，质点B平衡位置的坐标（图中未画出），求质点B第一次处于波谷位置的时刻。
【答案】①沿x轴负方向，；②5.25s
【解析】
【详解】①由题图乙可知t=0.1s时，质点A正经过平衡位置沿y轴负方向运动，结合题图甲可知，波的传播方向为沿x轴负方向，题图甲可知波长
由题图乙可知周期为
根据波速与波长的关系
代入数据可得
②第一个波谷到质点B平衡位置得距离为
第一个波谷传到B所用时间为
第一个波谷到B的时刻为
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