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2024聊城颐中外国语学校高三上学期期中考试物理含解析
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这是一份2024聊城颐中外国语学校高三上学期期中考试物理含解析，共29页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列有关力学单位制和物理学研究方法的叙述中，说法正确的是（ ）
A. “千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，“牛顿”是国际单位制中的基本单位
B. 实验表明，物体在空气中高速行进时，空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为，则在国际单位制中，比例系数k的单位是
C. 当极短时，就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，这体现了物理学中的微元法
D. 在无需考虑物体的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是“理想模型法”
2. 一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶。遇突发情况时，司机紧急刹车使车做匀减速直线运动，已知汽车的速度在第1s内减小了5m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车在减速过程中的加速度大小为20m/s2
B. 在减速行驶的整个过程中，汽车的平均速度大小为10m/s
C. 汽车刹车后，第5s末速度大小为5m/s
D. 汽车刹车后，在5s内滑行的距离是37.5m
3. 如图所示为水平放置的煤气灶支架和球状锅，支架共有四个爪。将球状锅放在支架上，锅口保持水平，不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 球状锅受到四个弹力，且四个弹力的合力为零
B. 支架对球状锅的作用力方向竖直向上
C. 每个爪对球状锅的弹力大小为
D. 质量相同的锅，半径越大，每个爪对它的弹力越大
4. 如图所示，高为0.45m、斜面长为0.75m的斜面体B静置于光滑水平面上，将小球A从斜面体顶点释放的同时，给斜面体施加一水平拉力，使其沿水平面加速运动，小球A恰好竖直下落。取重力加速度大小，则当小球A落地时，斜面体的速度大小为（ ）
A. 4m/sB. 5m/sC. 6m/sD. 7m/s
5. 如图所示，水平圆盘桌面上放有质量为0.1kg的小铁碗A（可视为质点），一小孩使圆盘桌面在水平面内由静止开始绕过圆盘中心O的轴转动，并逐渐增大圆盘转动的角速度，直至小铁碗从圆盘的边缘飞出，飞出后经过0.2s落地，落地点与飞出点在地面投影点的距离为80cm。若不计空气阻力，该过程中，摩擦力对小铁碗所做的功为（ ）
A. 0.2JB. 0.4J
C. 0.8JD. 1.6J
6. 2023年5月30日9时31分，搭载神舟16号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离后，进入预定轨道，顺利将景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。假设神舟十六号载人飞船在距地面一定高度的轨道做匀速圆周运动，已知运行周期为T，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量大于
B. 地球的平均密度等于
C. 神舟十三号载人飞船的线速度大于
D. 神舟十三号载人飞船轨道处的重力加速度大于g
7. 我国规定摩托车、电动车、自行车骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。小明在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为5.0kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从1.80m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.03m时，物体的速度减为0。如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。下列说法不正确的是（ ）
A. 物体做自由下落运动的时间为0.6s
B. 物体在自由下落过程中重力的冲量大小为
C. 物体做匀减速直线过程中动量变化量，方向竖直向上
D. 匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为3050N
8. “打水漂”是一种大众游戏，将扁形石片用力掷出，石片擦水面飞行，碰水面后弹起再飞，石片不断在水面上向前弹跳，直至沉水。如图所示，某同学在岸边离水面高度0.8m处，将一小石片以初速度6m/s水平抛出，若小石片接触水面后弹起，水平方向速度不变，竖直方向弹起的最大高度是原来的，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。，以下说法正确的是
A. 小石片接触水面后的速度大小是接触水面前速度大小的
B. 小石片第一次接触水面后的速度大小为3m/s
C. 小石片从抛出到第一次接触水面时的水平位移大小为2.4m
D. 小石片第一次接触水面到第二次接触水面的运动时间为0.3s
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 一列简谐波在时的波形图如图甲所示，其中介质中的质点P的振动图像如图乙所示，由此可知（ ）
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 这列波的传播速度为20m/s
C. 后的内，质点Q运动的路程为195cm
D. 后再经过，质点P的位移是cm
10. 如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入近地圆轨道Ⅰ，然后在P点通过改变卫星速度，让卫星进入椭圆轨道Ⅱ，最后在Q点再次改变速度进入同步轨道Ⅲ，则下列说法正确的是（ ）
A. 在轨道Ⅱ上运行，卫星运行的周期小于24h
B. 卫星在Q点需要向运行方向的前方喷射高温气体，才能实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ运动
C. 卫星在轨道Ⅱ上运行的过程中，卫星的势能减少时，动能一定增大
D. 卫星在轨道Ⅱ上运行的过程中，还可以在P点改变速度，进入轨道Ⅳ做圆周运动
11. 如图，轻绳OA的一端A固定，用手拉住绳的另一端B初始时，OA与OB之间的夹角为α（）。现将灯笼向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。在OA由图示位置（OA与竖直方向的夹角小于）被拉到水平的过程中（ ）
A. OB上的张力逐渐增大
B. OB上的张力先增大后减小
C. AO上的张力逐渐增大
D. AO上的张力先增大后减小
12. 如图所示，质量M=3kg表面粗糙的长木板静止在光滑的水平面上，t=0时质量m=3kg表面粗糙的物块（可视为质点）以初速度滑上长木板，物块做匀减速运动，长木板做匀加速运动，经过时间Δt=2s物块和长木板以共同速度做匀速运动，重力加速度g=10m/s²，则下列说法正确的是（ ）
A. 长木板做匀加速运动的加速度大小为1m/s²
B. 物块与长木板之间的动摩擦因数为0.15
C. 长木板的长度至少为6m
D. 物块与长木板组成的系统损失的机械能为12J
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 在验证机械能守恒定律实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。
（1）从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为________。
A.打点计时器（包括纸带） B.重锤 C.天平 D.秒表（或停表） E.小车
（2）若重锤的质量为1.00kg， 当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了_______J。（结果保留三位有效数字）
（3）一同学分析得出的实验结果是重锤重力势能的减少量小于动能的增加量。下列对造成该实验结果的原因分析正确的是___________。
A.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
B.选用重锤的质量过大
C.交流电源的频率大于50 Hz
D.交流电源的频率小于50 Hz
（4）测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度v，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出-h图像。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为____的直线，则验证了机械能守恒定律。
A ．19.6 B．9.80 C．4.90
14. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来测量滑块的瞬时速度并验证两滑块在碰撞过程中的动量守恒定律。
（1）图甲中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电计时器1和光电计时器2，弹性滑块A、B的质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度d=________cm。
（2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，mA、mB应满足关系是mA________（填“大于”“等于”或“小于”）mв。
（3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电计时器1时的遮光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电计时器2时的遮光时间分别为和，则碰前A的速度大小________m/s。
（4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式________（用mA、mB、、、表示），则可认为验证了动量守恒定律。
15. 如图所示为水平向右传播的一列横波，图中的实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.2s时刻的波形图，已知波的传播周期大于0.2s。求：
（1）该波的波速v；
（2）平衡位置在坐标原点处的质点在0~1s这段时间内通过的路程。
16. 在某行星表面进行了实验，一小物块从倾角为37°的斜面顶端滑到底端所用时间为t，已知斜面长度为L，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，该行星的半径为R，引力常量为G。求：
(1)该行星的密度。
(2)该行星第一宇宙速度。
17. 如图所示，在高处的光滑水平平台上，质量的小球压缩弹簧后被锁扣锁住，储存的弹性势能为，若打开锁扣，小球脱离弹簧后将以一定的水平速度向左滑离平台，做平抛运动，经过恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道。该圆弧对应的圆心角为37°。半径，OD为竖直半径，圆轨道左侧DE是长为的粗糙水平轨道，小球遇墙壁等速反弹后刚好回到D点。各轨道间平滑连接，空气阻力不计，g取10m/s²，，。求：
（1）弹簧储存的弹性势能；
（2）小球在D点对轨道的压力；
（3）DE段的动摩擦因数μ。
18. 如图所示，通过长l=1.25m的轻绳吊一质量m0=1.0kg的小球。现将小球拉至与O点处于同一水平面，由静止释放，小球摆至最低点时与O点正下方m=3.0kg的滑块发生弹性正碰，已知地面为光滑水平面，m与M的动摩擦因数为μ=0.1，长木板的质量M=2.0kg，整个运动过程中m均未从M上滑下，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）碰前瞬间小球的速度大小和轻绳的拉力大小；
（2）运动过程中滑块与木板组成系统损失的机械能；
（3）为了使m不从M上滑下，长木板至少为多长（结果保留两位小数）。
2021级高三第一学期期中测试
物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列有关力学单位制和物理学研究方法的叙述中，说法正确的是（ ）
A. “千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，“牛顿”是国际单位制中的基本单位
B. 实验表明，物体在空气中高速行进时，空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为，则在国际单位制中，比例系数k的单位是
C. 当极短时，就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，这体现了物理学中的微元法
D. 在无需考虑物体的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是“理想模型法”
【答案】D
【解析】
【详解】A．“千克米每二次方秒被定义为“牛顿”，“牛顿”是导出单位，故A错误；
B．根据空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为
可得
则在国际单位制中，比例系数k的单位是
故B错误；
C．当极短时，就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，这体现了物理学中的极限法，故C错误；
D．在无需考虑物体的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是“理想模型法”，故D正确。
故选D。
2. 一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶。遇突发情况时，司机紧急刹车使车做匀减速直线运动，已知汽车的速度在第1s内减小了5m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车在减速过程中的加速度大小为20m/s2
B. 在减速行驶的整个过程中，汽车的平均速度大小为10m/s
C. 汽车刹车后，第5s末的速度大小为5m/s
D. 汽车刹车后，在5s内滑行的距离是37.5m
【答案】B
【解析】
【详解】A．汽车在减速过程中的加速度大小为
选项A错误；
B．在减速行驶整个过程中，汽车的平均速度大小为
选项B正确；
C．汽车停止时用时间
可知刹车后，第5s末的速度大小为0，选项C错误；
D．汽车刹车后，在5s内滑行的距离等于4s内的位移
选项D错误。
故选B。
3. 如图所示为水平放置的煤气灶支架和球状锅，支架共有四个爪。将球状锅放在支架上，锅口保持水平，不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 球状锅受到四个弹力，且四个弹力的合力为零
B. 支架对球状锅作用力方向竖直向上
C. 每个爪对球状锅的弹力大小为
D. 质量相同的锅，半径越大，每个爪对它的弹力越大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由图可知球状锅受到支架四个弹力的作用，自身的重力作用，且弹力的方向均指向球心，由平衡条件可知，四个弹力的合力与锅的重力等大，方向竖直向上，故B正确，A错误；
CD．设每个爪与锅之间的弹力为F，正对的一对爪之间的距离为d，锅的质量为m，半径为R，则F与竖直方向的夹角θ满足
竖直方向根据平衡条件，有
4Fcsθ=mg
可得
由此可知每个爪对球状锅的弹力大于，若质量相同的锅，半径越大，每个爪对它的弹力越小，故CD错误。
故选B。
4. 如图所示，高为0.45m、斜面长为0.75m的斜面体B静置于光滑水平面上，将小球A从斜面体顶点释放的同时，给斜面体施加一水平拉力，使其沿水平面加速运动，小球A恰好竖直下落。取重力加速度大小，则当小球A落地时，斜面体的速度大小为（ ）
A. 4m/sB. 5m/sC. 6m/sD. 7m/s
【答案】A
【解析】
【详解】小球A做自由落体运动由位移时间关系得
解得小球运动的时间为
t=0.3s
由几何关系知斜面体B在0.3s内运动了
根据匀变速直线运动公式
解得
故选A。
5. 如图所示，水平圆盘桌面上放有质量为0.1kg的小铁碗A（可视为质点），一小孩使圆盘桌面在水平面内由静止开始绕过圆盘中心O的轴转动，并逐渐增大圆盘转动的角速度，直至小铁碗从圆盘的边缘飞出，飞出后经过0.2s落地，落地点与飞出点在地面投影点的距离为80cm。若不计空气阻力，该过程中，摩擦力对小铁碗所做的功为（ ）
A. 0.2JB. 0.4J
C. 0.8JD. 1.6J
【答案】C
【解析】
【详解】小铁碗飞出后做平抛运动，由平抛运动规律可得
解得
小铁碗由静止到飞出的过程中，由动能定理有
故摩擦力对小铁碗所做的功
故选C。
6. 2023年5月30日9时31分，搭载神舟16号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离后，进入预定轨道，顺利将景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。假设神舟十六号载人飞船在距地面一定高度的轨道做匀速圆周运动，已知运行周期为T，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量大于
B. 地球的平均密度等于
C. 神舟十三号载人飞船的线速度大于
D. 神舟十三号载人飞船轨道处的重力加速度大于g
【答案】A
【解析】
【详解】ACD．设卫星离地面的高度为，根据万有引力提供向心力可得
又
联立可得
，，
故A正确，CD错误；
B．根据
解得地球的平均密度为
故B错误。
故选A。
7. 我国规定摩托车、电动车、自行车骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。小明在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为5.0kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从1.80m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.03m时，物体的速度减为0。如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。下列说法不正确的是（ ）
A. 物体做自由下落运动时间为0.6s
B. 物体在自由下落过程中重力的冲量大小为
C. 物体做匀减速直线过程中动量变化量为，方向竖直向上
D. 匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为3050N
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据自由落体运动规律有
可得物体做自由下落运动的时间为
故A正确，不符合题意要求；
B．物体在自由下落过程中重力的冲量大小为
故B正确，不符合题意要求；
C．落地的速度为
以向下为正方向，则物体做匀减速直线过程中动量变化量为
方向竖直向上，故C错误，符合题意要求；
D．头盔被挤压了0.03m，则根据动能定理有
解得匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为
故D正确，不符合题意要求。
故选C。
8. “打水漂”是一种大众游戏，将扁形石片用力掷出，石片擦水面飞行，碰水面后弹起再飞，石片不断在水面上向前弹跳，直至沉水。如图所示，某同学在岸边离水面高度0.8m处，将一小石片以初速度6m/s水平抛出，若小石片接触水面后弹起，水平方向速度不变，竖直方向弹起的最大高度是原来的，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。，以下说法正确的是
A. 小石片接触水面后的速度大小是接触水面前速度大小的
B. 小石片第一次接触水面后的速度大小为3m/s
C. 小石片从抛出到第一次接触水面时水平位移大小为2.4m
D. 小石片第一次接触水面到第二次接触水面的运动时间为0.3s
【答案】C
【解析】
【详解】A．小石片抛出后竖直方向做自由落体运动，则有
解得
接触水面前的速度大小
反弹后竖直方向做竖直上抛运动，则有
解得
则接触水面前的速度大小
可知，小石片第一次接触水面后的速度大小是接触水面前速度大小的比值为
故A错误；
B．根据上述可知，小石片第一次接触水面后速度大小为，故B错误；
C．小石片从抛出到第一次接触水面过程，小石片做平抛运动，则有
解得
故C正确；
D．小石片第一次接触水面到第二次接触水面过程，小石片做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，则有
解得
故D错误。
故选C。
【点睛】小石片接触水面后弹起做斜抛运动。根据平抛运动及斜抛运动的规律进行求解。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 一列简谐波在时的波形图如图甲所示，其中介质中的质点P的振动图像如图乙所示，由此可知（ ）
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 这列波的传播速度为20m/s
C. 后的内，质点Q运动的路程为195cm
D. 后再经过，质点P的位移是cm
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图乙可知在时，质点P由平衡位置沿y轴负方向运动，结合平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．由图甲可知这列波的波长为，由图乙可知周期为，则这列波的波速为
故B正确；
C．由于
可知
在3T内，Q运动的路程为
当时，Q处于波峰位置，从波峰位置经过运动的路程为
所以后的内，质点Q运动的路程为
故C错误；
D．时P处于平衡位置，经过，即经过，质点P的位移是
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入近地圆轨道Ⅰ，然后在P点通过改变卫星速度，让卫星进入椭圆轨道Ⅱ，最后在Q点再次改变速度进入同步轨道Ⅲ，则下列说法正确的是（ ）
A. 在轨道Ⅱ上运行，卫星运行的周期小于24h
B. 卫星在Q点需要向运行方向的前方喷射高温气体，才能实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ运动
C. 卫星在轨道Ⅱ上运行的过程中，卫星的势能减少时，动能一定增大
D. 卫星在轨道Ⅱ上运行的过程中，还可以在P点改变速度，进入轨道Ⅳ做圆周运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A．同步轨道III的周期为24h，由于轨道II的半长轴小于轨道Ⅲ的半径，由
可得在轨道II上运行，卫星运行的周期小于24h，故A正确；
B．卫星在Q点需要向运行方向的反方向喷射高温气体，使卫星加速才能实现由轨道II进入轨道III运动，故B错误；
C. 卫星在轨道II上运行的过程中，只有万有引力做功，因此卫星的势能减少时，动能一定增大，故C正确；
D．卫星在轨道Ⅱ上运行的过程中，可以为圆轨道，但不能是图中的圆轨道，可以是近地圆轨道，图中圆轨道圆心不在地心，故D错误。
故选AC。
11. 如图，轻绳OA的一端A固定，用手拉住绳的另一端B初始时，OA与OB之间的夹角为α（）。现将灯笼向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。在OA由图示位置（OA与竖直方向的夹角小于）被拉到水平的过程中（ ）
A. OB上的张力逐渐增大
B. OB上的张力先增大后减小
C. AO上的张力逐渐增大
D. AO上的张力先增大后减小
【答案】AD
【解析】
【详解】以重物为研究对象，受重力mg，OA绳上拉力TOA，OB上拉力TOB，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示
在TOA转至水平的过程中，OB上的张力TOB逐渐增大，OA上的张力TOA先增大后减小。
故选AD。
12. 如图所示，质量M=3kg表面粗糙的长木板静止在光滑的水平面上，t=0时质量m=3kg表面粗糙的物块（可视为质点）以初速度滑上长木板，物块做匀减速运动，长木板做匀加速运动，经过时间Δt=2s物块和长木板以共同速度做匀速运动，重力加速度g=10m/s²，则下列说法正确的是（ ）
A. 长木板做匀加速运动的加速度大小为1m/s²
B. 物块与长木板之间的动摩擦因数为0.15
C. 长木板的长度至少为6m
D. 物块与长木板组成的系统损失的机械能为12J
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对系统由动量守恒定律得
解得
长木板做匀加速运动的加速度大小
故A正确；
B.根据牛顿第二定律，对长木板有
解得物块与长木板之间的动摩擦因数为
故B错误；
C.前内长木板的位移
物块的位移
所以长木板最小长度
故C错误；
D.物块与长木板组成的系统损失的机械能
故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。
（1）从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为________。
A.打点计时器（包括纸带） B.重锤 C.天平 D.秒表（或停表） E.小车
（2）若重锤的质量为1.00kg， 当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了_______J。（结果保留三位有效数字）
（3）一同学分析得出的实验结果是重锤重力势能的减少量小于动能的增加量。下列对造成该实验结果的原因分析正确的是___________。
A.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
B.选用重锤的质量过大
C.交流电源的频率大于50 Hz
D.交流电源的频率小于50 Hz
（4）测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度v，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出-h图像。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为____的直线，则验证了机械能守恒定律。
A ．19.6 B．9.80 C．4.90
【答案】 ①. AB## BA ②. 1.85 ③. 1.68 ④. D ⑤. A
【解析】
【详解】（1）[1] AB．需要使用打点计时器（包括纸带）打出纸带计算速度，需要使用重锤拖动纸带，故AB正确；
C．要验证
因重锤质量被约去，可以直接验证
重锤质量可以不用测量，天平不是必须的器材，故C错误；
D．该实验用不到秒表（或停表），故D错误；
E．该实验用不到小车，故E错误。
故选AB。
（2）[2] 重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能
[3] 打B点时速度
计数点间时间间隔
从重锤下落到打B点时增加的动能
联立解得
（3）[4] A．空气对重锤阻力和打点计时器对纸带的阻力，会导致重力势能部分转化为内能，则重力势能的减小量会略大于动能的增加量，故A错误；
B．验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，选择质量较大的重锤，不会使得重力势能的减小量小于动能的增加量，故B错误；
CD．若交流电的频率
由于速度值仍按频率为50Hz计算，频率的计算值比实际值偏大，周期值偏小，算得的速度值偏大，动能值也就偏大，则可能出现
的结果。同理，交流电源的频率大于50 Hz，则频率的计算值比实际值偏小，周期值偏大，算得的速度值偏小，动能值也就偏小，则可能出现
故C错误，D正确。
故选D。
（4）[5] 由
得
-h图像若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为
的直线，则验证了机械能守恒定律。
故选A。
14. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来测量滑块的瞬时速度并验证两滑块在碰撞过程中的动量守恒定律。
（1）图甲中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电计时器1和光电计时器2，弹性滑块A、B的质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度d=________cm。
（2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，mA、mB应满足的关系是mA________（填“大于”“等于”或“小于”）mв。
（3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电计时器1时的遮光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电计时器2时的遮光时间分别为和，则碰前A的速度大小________m/s。
（4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式________（用mA、mB、、、表示），则可认为验证了动量守恒定律。
【答案】 ①. 0.970 ②. 大于 ③. 0.97 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为，游标尺读数为
则
（2）[2]和B发生弹性碰撞，若用质量大的碰质量小的B，则不会发生反弹。
（3）[3]滑块经过光电门时挡住光的时间极短，则可用平均速度近似替代滑块的瞬时速度，则碰前的速度
（4）[4]碰后的速度
碰后B的速度
若系统动量守恒，则有
化简可得
15. 如图所示为水平向右传播的一列横波，图中的实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.2s时刻的波形图，已知波的传播周期大于0.2s。求：
（1）该波的波速v；
（2）平衡位置在坐标原点处的质点在0~1s这段时间内通过的路程。
【答案】（1）5m/s；（2）10cm
【解析】
【详解】（1）由图可知
可得
（n=0，1，2，3，…）
由T>0.2s，所以
n=0，T=0.8s
则
（2）由图可知振幅
由于
t0=1s=1.25T
所以平衡位置在坐标原点处的质点在0~1s这段时间内通过的路程
s=4A+A=10cm
16. 在某行星表面进行了实验，一小物块从倾角为37°的斜面顶端滑到底端所用时间为t，已知斜面长度为L，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，该行星的半径为R，引力常量为G。求：
(1)该行星的密度。
(2)该行星的第一宇宙速度。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)令该星球表面的重力加速度为g，根据牛顿第二定律
根据位移时间公式
联立可得
根据万有引力等于重力
行星的密度为
联立可得
(2)根据万有引力提供向心力
联立以上可得第一宇宙速度为
17. 如图所示，在高处的光滑水平平台上，质量的小球压缩弹簧后被锁扣锁住，储存的弹性势能为，若打开锁扣，小球脱离弹簧后将以一定的水平速度向左滑离平台，做平抛运动，经过恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道。该圆弧对应的圆心角为37°。半径，OD为竖直半径，圆轨道左侧DE是长为的粗糙水平轨道，小球遇墙壁等速反弹后刚好回到D点。各轨道间平滑连接，空气阻力不计，g取10m/s²，，。求：
（1）弹簧储存的弹性势能；
（2）小球在D点对轨道的压力；
（3）DE段的动摩擦因数μ。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）经过恰好能从光滑圆弧形轨道的点沿切线方向进入圆弧形轨道，由几何关系有
解得
所以弹簧储存的弹性势能
（2）小球在点的速度为
由到根据动能定理有
解得
小球在点，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律知，小球在点对轨道的压力为
（3）由到再回到，由动能定理可知
解得段的动摩擦因数
18. 如图所示，通过长l=1.25m的轻绳吊一质量m0=1.0kg的小球。现将小球拉至与O点处于同一水平面，由静止释放，小球摆至最低点时与O点正下方m=3.0kg的滑块发生弹性正碰，已知地面为光滑水平面，m与M的动摩擦因数为μ=0.1，长木板的质量M=2.0kg，整个运动过程中m均未从M上滑下，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）碰前瞬间小球的速度大小和轻绳的拉力大小；
（2）运动过程中滑块与木板组成系统损失的机械能；
（3）为了使m不从M上滑下，长木板至少为多长（结果保留两位小数）。
【答案】（1），30N；（2）3.75J；（3）
【解析】
【详解】（1）小球摆下过程，根据动能定理可得
解得碰前瞬间小球的速度为
小球处于最低点时，根据牛顿第二定律可得
解得轻绳的拉力为
（2）小球与滑块发生弹性正碰，碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒可得
解得碰后滑块的速度为
滑块在木板上滑行时，根据动量守恒可得
解得
根据能量守恒可知，运动过程中滑块与木板组成系统损失的机械能为
（3）为了使m不从M上滑下，设长木板至少长为，则有
解得
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列有关力学单位制和物理学研究方法的叙述中，说法正确的是（ ）
A. “千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，“牛顿”是国际单位制中的基本单位
B. 实验表明，物体在空气中高速行进时，空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为，则在国际单位制中，比例系数k的单位是
C. 当极短时，就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，这体现了物理学中的微元法
D. 在无需考虑物体的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是“理想模型法”
2. 一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶。遇突发情况时，司机紧急刹车使车做匀减速直线运动，已知汽车的速度在第1s内减小了5m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车在减速过程中的加速度大小为20m/s2
B. 在减速行驶的整个过程中，汽车的平均速度大小为10m/s
C. 汽车刹车后，第5s末速度大小为5m/s
D. 汽车刹车后，在5s内滑行的距离是37.5m
3. 如图所示为水平放置的煤气灶支架和球状锅，支架共有四个爪。将球状锅放在支架上，锅口保持水平，不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 球状锅受到四个弹力，且四个弹力的合力为零
B. 支架对球状锅的作用力方向竖直向上
C. 每个爪对球状锅的弹力大小为
D. 质量相同的锅，半径越大，每个爪对它的弹力越大
4. 如图所示，高为0.45m、斜面长为0.75m的斜面体B静置于光滑水平面上，将小球A从斜面体顶点释放的同时，给斜面体施加一水平拉力，使其沿水平面加速运动，小球A恰好竖直下落。取重力加速度大小，则当小球A落地时，斜面体的速度大小为（ ）
A. 4m/sB. 5m/sC. 6m/sD. 7m/s
5. 如图所示，水平圆盘桌面上放有质量为0.1kg的小铁碗A（可视为质点），一小孩使圆盘桌面在水平面内由静止开始绕过圆盘中心O的轴转动，并逐渐增大圆盘转动的角速度，直至小铁碗从圆盘的边缘飞出，飞出后经过0.2s落地，落地点与飞出点在地面投影点的距离为80cm。若不计空气阻力，该过程中，摩擦力对小铁碗所做的功为（ ）
A. 0.2JB. 0.4J
C. 0.8JD. 1.6J
6. 2023年5月30日9时31分，搭载神舟16号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离后，进入预定轨道，顺利将景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。假设神舟十六号载人飞船在距地面一定高度的轨道做匀速圆周运动，已知运行周期为T，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量大于
B. 地球的平均密度等于
C. 神舟十三号载人飞船的线速度大于
D. 神舟十三号载人飞船轨道处的重力加速度大于g
7. 我国规定摩托车、电动车、自行车骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。小明在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为5.0kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从1.80m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.03m时，物体的速度减为0。如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。下列说法不正确的是（ ）
A. 物体做自由下落运动的时间为0.6s
B. 物体在自由下落过程中重力的冲量大小为
C. 物体做匀减速直线过程中动量变化量，方向竖直向上
D. 匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为3050N
8. “打水漂”是一种大众游戏，将扁形石片用力掷出，石片擦水面飞行，碰水面后弹起再飞，石片不断在水面上向前弹跳，直至沉水。如图所示，某同学在岸边离水面高度0.8m处，将一小石片以初速度6m/s水平抛出，若小石片接触水面后弹起，水平方向速度不变，竖直方向弹起的最大高度是原来的，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。，以下说法正确的是
A. 小石片接触水面后的速度大小是接触水面前速度大小的
B. 小石片第一次接触水面后的速度大小为3m/s
C. 小石片从抛出到第一次接触水面时的水平位移大小为2.4m
D. 小石片第一次接触水面到第二次接触水面的运动时间为0.3s
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 一列简谐波在时的波形图如图甲所示，其中介质中的质点P的振动图像如图乙所示，由此可知（ ）
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 这列波的传播速度为20m/s
C. 后的内，质点Q运动的路程为195cm
D. 后再经过，质点P的位移是cm
10. 如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入近地圆轨道Ⅰ，然后在P点通过改变卫星速度，让卫星进入椭圆轨道Ⅱ，最后在Q点再次改变速度进入同步轨道Ⅲ，则下列说法正确的是（ ）
A. 在轨道Ⅱ上运行，卫星运行的周期小于24h
B. 卫星在Q点需要向运行方向的前方喷射高温气体，才能实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ运动
C. 卫星在轨道Ⅱ上运行的过程中，卫星的势能减少时，动能一定增大
D. 卫星在轨道Ⅱ上运行的过程中，还可以在P点改变速度，进入轨道Ⅳ做圆周运动
11. 如图，轻绳OA的一端A固定，用手拉住绳的另一端B初始时，OA与OB之间的夹角为α（）。现将灯笼向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。在OA由图示位置（OA与竖直方向的夹角小于）被拉到水平的过程中（ ）
A. OB上的张力逐渐增大
B. OB上的张力先增大后减小
C. AO上的张力逐渐增大
D. AO上的张力先增大后减小
12. 如图所示，质量M=3kg表面粗糙的长木板静止在光滑的水平面上，t=0时质量m=3kg表面粗糙的物块（可视为质点）以初速度滑上长木板，物块做匀减速运动，长木板做匀加速运动，经过时间Δt=2s物块和长木板以共同速度做匀速运动，重力加速度g=10m/s²，则下列说法正确的是（ ）
A. 长木板做匀加速运动的加速度大小为1m/s²
B. 物块与长木板之间的动摩擦因数为0.15
C. 长木板的长度至少为6m
D. 物块与长木板组成的系统损失的机械能为12J
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 在验证机械能守恒定律实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。
（1）从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为________。
A.打点计时器（包括纸带） B.重锤 C.天平 D.秒表（或停表） E.小车
（2）若重锤的质量为1.00kg， 当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了_______J。（结果保留三位有效数字）
（3）一同学分析得出的实验结果是重锤重力势能的减少量小于动能的增加量。下列对造成该实验结果的原因分析正确的是___________。
A.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
B.选用重锤的质量过大
C.交流电源的频率大于50 Hz
D.交流电源的频率小于50 Hz
（4）测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度v，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出-h图像。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为____的直线，则验证了机械能守恒定律。
A ．19.6 B．9.80 C．4.90
14. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来测量滑块的瞬时速度并验证两滑块在碰撞过程中的动量守恒定律。
（1）图甲中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电计时器1和光电计时器2，弹性滑块A、B的质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度d=________cm。
（2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，mA、mB应满足关系是mA________（填“大于”“等于”或“小于”）mв。
（3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电计时器1时的遮光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电计时器2时的遮光时间分别为和，则碰前A的速度大小________m/s。
（4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式________（用mA、mB、、、表示），则可认为验证了动量守恒定律。
15. 如图所示为水平向右传播的一列横波，图中的实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.2s时刻的波形图，已知波的传播周期大于0.2s。求：
（1）该波的波速v；
（2）平衡位置在坐标原点处的质点在0~1s这段时间内通过的路程。
16. 在某行星表面进行了实验，一小物块从倾角为37°的斜面顶端滑到底端所用时间为t，已知斜面长度为L，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，该行星的半径为R，引力常量为G。求：
(1)该行星的密度。
(2)该行星第一宇宙速度。
17. 如图所示，在高处的光滑水平平台上，质量的小球压缩弹簧后被锁扣锁住，储存的弹性势能为，若打开锁扣，小球脱离弹簧后将以一定的水平速度向左滑离平台，做平抛运动，经过恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道。该圆弧对应的圆心角为37°。半径，OD为竖直半径，圆轨道左侧DE是长为的粗糙水平轨道，小球遇墙壁等速反弹后刚好回到D点。各轨道间平滑连接，空气阻力不计，g取10m/s²，，。求：
（1）弹簧储存的弹性势能；
（2）小球在D点对轨道的压力；
（3）DE段的动摩擦因数μ。
18. 如图所示，通过长l=1.25m的轻绳吊一质量m0=1.0kg的小球。现将小球拉至与O点处于同一水平面，由静止释放，小球摆至最低点时与O点正下方m=3.0kg的滑块发生弹性正碰，已知地面为光滑水平面，m与M的动摩擦因数为μ=0.1，长木板的质量M=2.0kg，整个运动过程中m均未从M上滑下，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）碰前瞬间小球的速度大小和轻绳的拉力大小；
（2）运动过程中滑块与木板组成系统损失的机械能；
（3）为了使m不从M上滑下，长木板至少为多长（结果保留两位小数）。
2021级高三第一学期期中测试
物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列有关力学单位制和物理学研究方法的叙述中，说法正确的是（ ）
A. “千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，“牛顿”是国际单位制中的基本单位
B. 实验表明，物体在空气中高速行进时，空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为，则在国际单位制中，比例系数k的单位是
C. 当极短时，就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，这体现了物理学中的微元法
D. 在无需考虑物体的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是“理想模型法”
【答案】D
【解析】
【详解】A．“千克米每二次方秒被定义为“牛顿”，“牛顿”是导出单位，故A错误；
B．根据空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为
可得
则在国际单位制中，比例系数k的单位是
故B错误；
C．当极短时，就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，这体现了物理学中的极限法，故C错误；
D．在无需考虑物体的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是“理想模型法”，故D正确。
故选D。
2. 一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶。遇突发情况时，司机紧急刹车使车做匀减速直线运动，已知汽车的速度在第1s内减小了5m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车在减速过程中的加速度大小为20m/s2
B. 在减速行驶的整个过程中，汽车的平均速度大小为10m/s
C. 汽车刹车后，第5s末的速度大小为5m/s
D. 汽车刹车后，在5s内滑行的距离是37.5m
【答案】B
【解析】
【详解】A．汽车在减速过程中的加速度大小为
选项A错误；
B．在减速行驶整个过程中，汽车的平均速度大小为
选项B正确；
C．汽车停止时用时间
可知刹车后，第5s末的速度大小为0，选项C错误；
D．汽车刹车后，在5s内滑行的距离等于4s内的位移
选项D错误。
故选B。
3. 如图所示为水平放置的煤气灶支架和球状锅，支架共有四个爪。将球状锅放在支架上，锅口保持水平，不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 球状锅受到四个弹力，且四个弹力的合力为零
B. 支架对球状锅作用力方向竖直向上
C. 每个爪对球状锅的弹力大小为
D. 质量相同的锅，半径越大，每个爪对它的弹力越大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由图可知球状锅受到支架四个弹力的作用，自身的重力作用，且弹力的方向均指向球心，由平衡条件可知，四个弹力的合力与锅的重力等大，方向竖直向上，故B正确，A错误；
CD．设每个爪与锅之间的弹力为F，正对的一对爪之间的距离为d，锅的质量为m，半径为R，则F与竖直方向的夹角θ满足
竖直方向根据平衡条件，有
4Fcsθ=mg
可得
由此可知每个爪对球状锅的弹力大于，若质量相同的锅，半径越大，每个爪对它的弹力越小，故CD错误。
故选B。
4. 如图所示，高为0.45m、斜面长为0.75m的斜面体B静置于光滑水平面上，将小球A从斜面体顶点释放的同时，给斜面体施加一水平拉力，使其沿水平面加速运动，小球A恰好竖直下落。取重力加速度大小，则当小球A落地时，斜面体的速度大小为（ ）
A. 4m/sB. 5m/sC. 6m/sD. 7m/s
【答案】A
【解析】
【详解】小球A做自由落体运动由位移时间关系得
解得小球运动的时间为
t=0.3s
由几何关系知斜面体B在0.3s内运动了
根据匀变速直线运动公式
解得
故选A。
5. 如图所示，水平圆盘桌面上放有质量为0.1kg的小铁碗A（可视为质点），一小孩使圆盘桌面在水平面内由静止开始绕过圆盘中心O的轴转动，并逐渐增大圆盘转动的角速度，直至小铁碗从圆盘的边缘飞出，飞出后经过0.2s落地，落地点与飞出点在地面投影点的距离为80cm。若不计空气阻力，该过程中，摩擦力对小铁碗所做的功为（ ）
A. 0.2JB. 0.4J
C. 0.8JD. 1.6J
【答案】C
【解析】
【详解】小铁碗飞出后做平抛运动，由平抛运动规律可得
解得
小铁碗由静止到飞出的过程中，由动能定理有
故摩擦力对小铁碗所做的功
故选C。
6. 2023年5月30日9时31分，搭载神舟16号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离后，进入预定轨道，顺利将景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。假设神舟十六号载人飞船在距地面一定高度的轨道做匀速圆周运动，已知运行周期为T，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量大于
B. 地球的平均密度等于
C. 神舟十三号载人飞船的线速度大于
D. 神舟十三号载人飞船轨道处的重力加速度大于g
【答案】A
【解析】
【详解】ACD．设卫星离地面的高度为，根据万有引力提供向心力可得
又
联立可得
，，
故A正确，CD错误；
B．根据
解得地球的平均密度为
故B错误。
故选A。
7. 我国规定摩托车、电动车、自行车骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。小明在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为5.0kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从1.80m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.03m时，物体的速度减为0。如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。下列说法不正确的是（ ）
A. 物体做自由下落运动时间为0.6s
B. 物体在自由下落过程中重力的冲量大小为
C. 物体做匀减速直线过程中动量变化量为，方向竖直向上
D. 匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为3050N
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据自由落体运动规律有
可得物体做自由下落运动的时间为
故A正确，不符合题意要求；
B．物体在自由下落过程中重力的冲量大小为
故B正确，不符合题意要求；
C．落地的速度为
以向下为正方向，则物体做匀减速直线过程中动量变化量为
方向竖直向上，故C错误，符合题意要求；
D．头盔被挤压了0.03m，则根据动能定理有
解得匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为
故D正确，不符合题意要求。
故选C。
8. “打水漂”是一种大众游戏，将扁形石片用力掷出，石片擦水面飞行，碰水面后弹起再飞，石片不断在水面上向前弹跳，直至沉水。如图所示，某同学在岸边离水面高度0.8m处，将一小石片以初速度6m/s水平抛出，若小石片接触水面后弹起，水平方向速度不变，竖直方向弹起的最大高度是原来的，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。，以下说法正确的是
A. 小石片接触水面后的速度大小是接触水面前速度大小的
B. 小石片第一次接触水面后的速度大小为3m/s
C. 小石片从抛出到第一次接触水面时水平位移大小为2.4m
D. 小石片第一次接触水面到第二次接触水面的运动时间为0.3s
【答案】C
【解析】
【详解】A．小石片抛出后竖直方向做自由落体运动，则有
解得
接触水面前的速度大小
反弹后竖直方向做竖直上抛运动，则有
解得
则接触水面前的速度大小
可知，小石片第一次接触水面后的速度大小是接触水面前速度大小的比值为
故A错误；
B．根据上述可知，小石片第一次接触水面后速度大小为，故B错误；
C．小石片从抛出到第一次接触水面过程，小石片做平抛运动，则有
解得
故C正确；
D．小石片第一次接触水面到第二次接触水面过程，小石片做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，则有
解得
故D错误。
故选C。
【点睛】小石片接触水面后弹起做斜抛运动。根据平抛运动及斜抛运动的规律进行求解。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 一列简谐波在时的波形图如图甲所示，其中介质中的质点P的振动图像如图乙所示，由此可知（ ）
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 这列波的传播速度为20m/s
C. 后的内，质点Q运动的路程为195cm
D. 后再经过，质点P的位移是cm
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图乙可知在时，质点P由平衡位置沿y轴负方向运动，结合平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．由图甲可知这列波的波长为，由图乙可知周期为，则这列波的波速为
故B正确；
C．由于
可知
在3T内，Q运动的路程为
当时，Q处于波峰位置，从波峰位置经过运动的路程为
所以后的内，质点Q运动的路程为
故C错误；
D．时P处于平衡位置，经过，即经过，质点P的位移是
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入近地圆轨道Ⅰ，然后在P点通过改变卫星速度，让卫星进入椭圆轨道Ⅱ，最后在Q点再次改变速度进入同步轨道Ⅲ，则下列说法正确的是（ ）
A. 在轨道Ⅱ上运行，卫星运行的周期小于24h
B. 卫星在Q点需要向运行方向的前方喷射高温气体，才能实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ运动
C. 卫星在轨道Ⅱ上运行的过程中，卫星的势能减少时，动能一定增大
D. 卫星在轨道Ⅱ上运行的过程中，还可以在P点改变速度，进入轨道Ⅳ做圆周运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A．同步轨道III的周期为24h，由于轨道II的半长轴小于轨道Ⅲ的半径，由
可得在轨道II上运行，卫星运行的周期小于24h，故A正确；
B．卫星在Q点需要向运行方向的反方向喷射高温气体，使卫星加速才能实现由轨道II进入轨道III运动，故B错误；
C. 卫星在轨道II上运行的过程中，只有万有引力做功，因此卫星的势能减少时，动能一定增大，故C正确；
D．卫星在轨道Ⅱ上运行的过程中，可以为圆轨道，但不能是图中的圆轨道，可以是近地圆轨道，图中圆轨道圆心不在地心，故D错误。
故选AC。
11. 如图，轻绳OA的一端A固定，用手拉住绳的另一端B初始时，OA与OB之间的夹角为α（）。现将灯笼向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。在OA由图示位置（OA与竖直方向的夹角小于）被拉到水平的过程中（ ）
A. OB上的张力逐渐增大
B. OB上的张力先增大后减小
C. AO上的张力逐渐增大
D. AO上的张力先增大后减小
【答案】AD
【解析】
【详解】以重物为研究对象，受重力mg，OA绳上拉力TOA，OB上拉力TOB，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示
在TOA转至水平的过程中，OB上的张力TOB逐渐增大，OA上的张力TOA先增大后减小。
故选AD。
12. 如图所示，质量M=3kg表面粗糙的长木板静止在光滑的水平面上，t=0时质量m=3kg表面粗糙的物块（可视为质点）以初速度滑上长木板，物块做匀减速运动，长木板做匀加速运动，经过时间Δt=2s物块和长木板以共同速度做匀速运动，重力加速度g=10m/s²，则下列说法正确的是（ ）
A. 长木板做匀加速运动的加速度大小为1m/s²
B. 物块与长木板之间的动摩擦因数为0.15
C. 长木板的长度至少为6m
D. 物块与长木板组成的系统损失的机械能为12J
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对系统由动量守恒定律得
解得
长木板做匀加速运动的加速度大小
故A正确；
B.根据牛顿第二定律，对长木板有
解得物块与长木板之间的动摩擦因数为
故B错误；
C.前内长木板的位移
物块的位移
所以长木板最小长度
故C错误；
D.物块与长木板组成的系统损失的机械能
故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。
（1）从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为________。
A.打点计时器（包括纸带） B.重锤 C.天平 D.秒表（或停表） E.小车
（2）若重锤的质量为1.00kg， 当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了_______J。（结果保留三位有效数字）
（3）一同学分析得出的实验结果是重锤重力势能的减少量小于动能的增加量。下列对造成该实验结果的原因分析正确的是___________。
A.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
B.选用重锤的质量过大
C.交流电源的频率大于50 Hz
D.交流电源的频率小于50 Hz
（4）测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算对应速度v，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出-h图像。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为____的直线，则验证了机械能守恒定律。
A ．19.6 B．9.80 C．4.90
【答案】 ①. AB## BA ②. 1.85 ③. 1.68 ④. D ⑤. A
【解析】
【详解】（1）[1] AB．需要使用打点计时器（包括纸带）打出纸带计算速度，需要使用重锤拖动纸带，故AB正确；
C．要验证
因重锤质量被约去，可以直接验证
重锤质量可以不用测量，天平不是必须的器材，故C错误；
D．该实验用不到秒表（或停表），故D错误；
E．该实验用不到小车，故E错误。
故选AB。
（2）[2] 重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能
[3] 打B点时速度
计数点间时间间隔
从重锤下落到打B点时增加的动能
联立解得
（3）[4] A．空气对重锤阻力和打点计时器对纸带的阻力，会导致重力势能部分转化为内能，则重力势能的减小量会略大于动能的增加量，故A错误；
B．验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，选择质量较大的重锤，不会使得重力势能的减小量小于动能的增加量，故B错误；
CD．若交流电的频率
由于速度值仍按频率为50Hz计算，频率的计算值比实际值偏大，周期值偏小，算得的速度值偏大，动能值也就偏大，则可能出现
的结果。同理，交流电源的频率大于50 Hz，则频率的计算值比实际值偏小，周期值偏大，算得的速度值偏小，动能值也就偏小，则可能出现
故C错误，D正确。
故选D。
（4）[5] 由
得
-h图像若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为
的直线，则验证了机械能守恒定律。
故选A。
14. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来测量滑块的瞬时速度并验证两滑块在碰撞过程中的动量守恒定律。
（1）图甲中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电计时器1和光电计时器2，弹性滑块A、B的质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度d=________cm。
（2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，mA、mB应满足的关系是mA________（填“大于”“等于”或“小于”）mв。
（3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电计时器1时的遮光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电计时器2时的遮光时间分别为和，则碰前A的速度大小________m/s。
（4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式________（用mA、mB、、、表示），则可认为验证了动量守恒定律。
【答案】 ①. 0.970 ②. 大于 ③. 0.97 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为，游标尺读数为
则
（2）[2]和B发生弹性碰撞，若用质量大的碰质量小的B，则不会发生反弹。
（3）[3]滑块经过光电门时挡住光的时间极短，则可用平均速度近似替代滑块的瞬时速度，则碰前的速度
（4）[4]碰后的速度
碰后B的速度
若系统动量守恒，则有
化简可得
15. 如图所示为水平向右传播的一列横波，图中的实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.2s时刻的波形图，已知波的传播周期大于0.2s。求：
（1）该波的波速v；
（2）平衡位置在坐标原点处的质点在0~1s这段时间内通过的路程。
【答案】（1）5m/s；（2）10cm
【解析】
【详解】（1）由图可知
可得
（n=0，1，2，3，…）
由T>0.2s，所以
n=0，T=0.8s
则
（2）由图可知振幅
由于
t0=1s=1.25T
所以平衡位置在坐标原点处的质点在0~1s这段时间内通过的路程
s=4A+A=10cm
16. 在某行星表面进行了实验，一小物块从倾角为37°的斜面顶端滑到底端所用时间为t，已知斜面长度为L，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，该行星的半径为R，引力常量为G。求：
(1)该行星的密度。
(2)该行星的第一宇宙速度。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)令该星球表面的重力加速度为g，根据牛顿第二定律
根据位移时间公式
联立可得
根据万有引力等于重力
行星的密度为
联立可得
(2)根据万有引力提供向心力
联立以上可得第一宇宙速度为
17. 如图所示，在高处的光滑水平平台上，质量的小球压缩弹簧后被锁扣锁住，储存的弹性势能为，若打开锁扣，小球脱离弹簧后将以一定的水平速度向左滑离平台，做平抛运动，经过恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道。该圆弧对应的圆心角为37°。半径，OD为竖直半径，圆轨道左侧DE是长为的粗糙水平轨道，小球遇墙壁等速反弹后刚好回到D点。各轨道间平滑连接，空气阻力不计，g取10m/s²，，。求：
（1）弹簧储存的弹性势能；
（2）小球在D点对轨道的压力；
（3）DE段的动摩擦因数μ。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）经过恰好能从光滑圆弧形轨道的点沿切线方向进入圆弧形轨道，由几何关系有
解得
所以弹簧储存的弹性势能
（2）小球在点的速度为
由到根据动能定理有
解得
小球在点，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律知，小球在点对轨道的压力为
（3）由到再回到，由动能定理可知
解得段的动摩擦因数
18. 如图所示，通过长l=1.25m的轻绳吊一质量m0=1.0kg的小球。现将小球拉至与O点处于同一水平面，由静止释放，小球摆至最低点时与O点正下方m=3.0kg的滑块发生弹性正碰，已知地面为光滑水平面，m与M的动摩擦因数为μ=0.1，长木板的质量M=2.0kg，整个运动过程中m均未从M上滑下，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）碰前瞬间小球的速度大小和轻绳的拉力大小；
（2）运动过程中滑块与木板组成系统损失的机械能；
（3）为了使m不从M上滑下，长木板至少为多长（结果保留两位小数）。
【答案】（1），30N；（2）3.75J；（3）
【解析】
【详解】（1）小球摆下过程，根据动能定理可得
解得碰前瞬间小球的速度为
小球处于最低点时，根据牛顿第二定律可得
解得轻绳的拉力为
（2）小球与滑块发生弹性正碰，碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒可得
解得碰后滑块的速度为
滑块在木板上滑行时，根据动量守恒可得
解得
根据能量守恒可知，运动过程中滑块与木板组成系统损失的机械能为
（3）为了使m不从M上滑下，设长木板至少长为，则有
解得
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