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河南省许昌市许昌高级中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试题（含答案）
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这是一份河南省许昌市许昌高级中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试题（含答案），共15页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡的相应位置上。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。
单选题（共6小题，每题4分，共24分）
1．扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓，分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的秕粒a（秕粒为不饱满的谷粒，质量较轻）和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时，在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹，、为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2．如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系质量分别为和的小球A和B，用手拉住A球，绳子拉住B球，A、B均处于静止状态。释放A球，在B球下降、A球上升的过程中（ ）
A球、B球机械能均守恒
B．A球增加的动能等于B球增加的动能
B球减少的重力势能等于A球增加的机械能
D．绳子拉力对A球做功大小等于拉力对B球做功大小
3．中国高铁向世界展示了中国速度和谐号和复兴号高铁相继从沈阳站点由静止出发，沿同一方向做匀加速直线运动。两车运动的速度一时间图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．复兴号高铁追上和谐号动车前，时两车相距最远
B．复兴号高铁经过95s加速达到最大速度
C．时，复兴号高铁追上和谐号动车
D．复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距4900m
4．如图，一小船以1.0 m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45 m。假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10 m/s2，则下列分析正确的是（ ）
A．小球的初速度大小为9m/s B．小球上升的时间为3s
C．小球到达最高点时速度为零 D．从小球被抛出到再次落入手中，小船前进了0.6 m
5．神舟十三号载人飞船从核心舱下方采用“径向对接”的方式实现对接，“径向对接”指两对接口在地球半径的延长线上，对接前两者要在间隔一定距离的位置保持相对静止一段时间，如图所示，之后飞船再向上逐步接近核心舱实现对接，则（ ）
A．相对静止时，飞船的速度大于核心舱的速度
B．相对静止时，飞船的向心加速度大于核心舱的向心加速度
C．飞船通过加速逐步向上靠近核心舱
D．速度大于才能最终靠近核心舱
6．如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁（由上、下、侧三个轮子组成）把轨道车套在了轨道上，车中座椅是指底座、靠背以及安全卡扣组成的整体，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力
B．乙图中，轨道车过最底点的最大速度为
C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力
D．丁图中，轨道车过最高点的最小速度为
二．多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7．我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道Ⅰ上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道Ⅲ上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且。着陆器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过P点的速度分别为、、，在轨道Ⅱ上的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．
B．火星的质量
C．着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度等于
D．着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度等于
8．我国北方有一种玩具陀螺，用鞭子抽打会使它的转速加快。有些陀螺是空心的，其表面带有一条狭长的缝隙，转起来后会嗡嗡作响。如图所示，a﹑b、c是旋转陀螺上的三个点，到陀螺轴线的距离﹐下列判断正确的是（ ）
A．a、b两点的线速度相同，向心加速度也相同
B．a、b、c三点的转速大小关系为
C．a、b、c三点的向心加速度大小关系为
D．a、b﹑c三点的线速度大小关系为
9．草坪洒水器工作的画面如图所示，若水流离开洒水器喷口时与水平面夹角不变，速率均为，在不计空气的阻力和洒水器喷口离地面的高度的情况下，重力加速度为g，可以判断（ ）
A．水落地前瞬间的速率为 B．水到达最高点时的速率为
C．水在空中飞行时间为 D．水的水平射程为
10．某物体以初动能级冲上一足够长斜面，再次回到出发点时，其动能为，若使物体以的初动能第二次冲上斜面，则从第二次冲上斜面到其再次返回出发点的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．第二次运动的总路程是第一次的两倍
B．第二次运动回到出发点时，速度是第一次回到出发点的两倍
C．第二次运动回到出发点时，动能为
D．第二次运动到达最高点时，其机械能为（以出发点所在平面为参考平面）
三．填空题（共2小题，共16分）
11．如图甲所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置（重力加速度用g表示）。选一条清晰的纸带，如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为f的交变电流。O点到三点的距离：，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为m。
（1）小明同学根据以上信息可得：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 ；此时重锤的动能比开始下落时增加了 （结果均用题中所给的物理量表示）。
（2）另一组同学对自己的纸带中的数据有一些困惑，他们测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线未过原点O，该组同学在实验中所犯的错误可能是
A．重锤质量过大
B．在重物释放前纸带没有用纸带夹拉直
C．在打开打点计时器之前就松开纸带夹释放了重物
（3）若考虑实验中纸带和打点计时器间的摩擦有较大影响，则该图线斜率的实验值 理论值。
A．小于 B．大于 C．相等
12．究平抛运动的特点，可以先运用运动的合成与分解的分析方法推理猜想，再分方向进行实验探究：
(1)先从竖直方向入手，用竖落仪装置（如图1）将平抛运动的竖直分运动与自由落体运动进行对比：用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落。下列说法中正确的是 。
A．两球的大小必须相同，但材料和质量可以任意选择
B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球落地的先后顺序
C．如果两球总是同时落地，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
(2)由于摩擦的原因不易得到水平匀速运动，所以对水平分运动的探究，没有采用步骤1中的对比法。下面先用如图2所示的装置描绘出平抛轨迹，再进行定量分析。以下做法中不合理的是 。
A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动
B．将坐标纸上竖线与重垂线平行
C．将小球静止在斜槽末端位置时的重心位置投影在背板上，并记录为抛出点O
D．不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放
E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置
F．将坐标纸上确定的点用直线依次连接
(3)正确操作步骤2后，通过分析平抛轨迹来寻找平抛过程中水平位置变化的特点。在坐标纸上，在平抛轨迹上任取一点为坐标原点建立水平x轴、竖直y轴的坐标系，在轨迹上任取（不含0点的A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，如图3所示，测得AB和BC的竖直间距分别是d1和d2，则
（选填“>”、“=”或者“<”），平抛的初速度大小的v0= （已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
四．计算题（共3小题，共40分）
（12分）13．抛石机是古代远程攻击的一种重型武器，某同学制作了一个简易模型，如图所示。支架固定在地面上，O为转轴，长为L的轻质硬杆A端的凹槽内放置一质量为m的石块，B端固定质量为20m的重物，，。为增大射程，在重物B上施加一向下的瞬时作用力后，硬杆绕O点在竖直平面内转动。硬杆转动到竖直位置时，石块立即被水平抛出，此时重物的速度为，石块直接击中前方倾角为的斜坡，且击中斜坡时的速度方向与斜坡成角。重力加速度为g，忽略空气阻力影响，求：
（1）石块抛出时的速度大小；
（2）石块击中斜坡时的速度大小及石块抛出后在空中运动的水平距离；
（3）石块抛出前的瞬间，重物和石块分别受到硬杆（包括凹槽）的作用力的大小和方向。
（12分）14．如图所示，倾角为θ=30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以v0=4 m/s的速度运动，运动方向如图所示。一个质量为m=2 kg的物体（可以视为质点），从h=3.2 m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，无论是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其速率变化。物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4，传送带左右两端A、B间的距离LAB=10 m，重力加速度g=10 m/s2，求∶
（1）物体在传送带上向左最多能滑到距A多远。
（2）物体第一次从A点滑入到再一次回到A点的时间。
（16分）15．如图为某游戏装置的示意图。AB、CD均为四分之一圆弧，E为圆弧DEG的最高点，各圆弧轨道与直轨道相接处均相切。GH与水平夹角为，底端H有一弹簧，A、、、D、、H在同一水平直线上。一质量为0.01kg的小钢球（其直径稍小于圆管内径，可视作质点，从距A点高为h处的O点静止释放，从A点沿切线进入轨道，B处有一装置，小钢球向右能无能量损失的通过，向左则不能通过且小钢球被吸在B点。若小钢球能够运动到H点，则被等速反弹。各圆轨道半径均为，BC长，水平直轨道BC和GH的动摩擦因数，其余轨道均光滑，小钢球通过各圆弧轨道与直轨道相接处均无能量损失。某次游戏时，小钢球从O点出发恰能第一次通过圆弧的最高点E。（，，）求：
（1）小钢球第一次经过C点时的速度大小；
（2）小钢球第一次经过圆弧轨道最低点B时受到的支持力大小；
（3）若改变小钢球的释放高度h，求出小钢球在斜面轨道上运动的总路程s与h的函数关系。
物理答案
1．B【详解】从力的角度看，水平方向的力相等，饱粒b的重力大于秕粒a的重力，如图所示
从运动上看，在水平方向获得的动量相同，饱粒b的水平速度小于秕粒a的水平速度，而从竖直方向上高度相同
运动时间相等
所以
综合可知B正确。
2．D【详解】A．对A、B分别进行受力分析，二者均受重力和拉力作用，其中，二者受到的拉力在运动过程中均对球做了功，所以两小球的机械能均不守恒，故A错误；
B．A、B两球均从静止状态开始运动，运动过程中二者速度大小总相等，故A球动能增加量为
B球动能增加量为
故B错误；
C．根据能量转化与守恒定律可知，B球减少的重力势能等于A球增加的机械能和B球增加的动能，故C错误；
D．绳子对A和B的拉力大小相等，方向均向上，设为，所以绳子拉力对A球做功为
拉力对B球做功为
可知绳子拉力对A球做功大小等于拉力对B球做功大小，故D正确。
3．B【详解】ACD．由图像可知，时，和谐号动车速度大于复兴号高铁，时，和谐号动车速度小于复兴号高铁，故复兴号高铁追上和谐号动车前，时两车相距最远，根据图像与坐标轴围成的面积表示位移，可知复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距
故ACD错误；
B．复兴号高铁的加速度为
复兴号高铁加速达到最大速度所需的时间为
故B正确。
4．D【详解】A．小球抛出时的竖直速度
则抛出时的初速度大小为
选项A错误；
B．小球上升的时间为
选项B错误；
C．小球到达最高点时水平速度不为零，则速度不为零，选项C错误；
D．从小球被抛出到再次落入手中，小船前进了
选项D正确。
5．C【详解】AB．相对静止时，飞船的角速度与核心舱的角速度相等，根据
，
由于飞船的半径小于核心舱的半径，则飞船的速度小于核心舱的速度，飞船的向心加速度小于核心舱的向心加速度，故AB错误；
C．飞船逐步向上靠近核心舱时，逐渐增大，则线速度逐渐增大，即飞船通过加速逐步向上靠近核心舱，故C正确；
D．是地球第一宇宙速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，而核心舱的线速度小于，故飞船靠近核心舱的速度不需要大于，故D错误。
6．C【详解】A．由重力提供向心力可得
轨道车通过最高点的临界速度为
若通过最高点速度大于临界速度，座椅给人的力向下，若通过最高点速度小于临界速度，座椅给人的力向上，故A错误；
B．乙图中轨道车合力向上，可得
由于不知轨道车和轨道弹力最大值，所以不能求出速度最大值，故B错误；
C．丙图中人的合力向上提供向心力，所以座椅给人向上的力，故C正确；
D．丁图中，轨道可以提供轨道车向上弹力，属于圆周运动有支撑模型，所以最高点速度大于零即可，故D错误。
7．ABC【详解】A．着陆器在P点两次变轨都是做近心运动，所以需要向前喷火减速，所以v1>v2>v3，故A正确；
B．着陆器在火星的Ⅱ轨道上做圆周运动，由万有引力提供向心力得
计算得，火星质量为
故B正确；
CD．着陆器在火星的Ⅱ轨道上做圆周运动，经过P点时，根据牛顿第二定律
解得
故C正确，D错误。
8．CD【详解】A．a、b两点线速度、向心加速度大小相同，方向不同，A错误；
B．a、b、c三点转速相等，B错误；
C．同轴转动则角速度相同，根据，a、b、c三点向心加速度大小关系为，C正确；
D．根据v=ωr，a、b、c三点线速度大小关系为，D正确。
9．CD【详解】A．水落地前瞬间的速率仍为v0，A错误；
B．将运动分解到水平方向和竖直方向，由于水平方向做匀速运动，可知水到达最高点时的速率为
B错误；
C．水离开洒水器喷口时的竖直分速度
因此水在空中飞行时间为
C正确；
D．水的水平射程为
D正确。
10．AD【详解】A．设以初动能为Ek冲上斜面的初速度为v0，则以初动能为2Ek冲上斜面时，初速度为，加速度相同，根据
可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，第二次运动的总路程是第一次的两倍，故A正确；
BC．设第一次沿斜面向上运动的位移为L，根据功能关系有
第二次运动回到出发点时，动能为
第二次运动回到出发点时，速度是第一次回到出发点的两倍，故BC错误；
D．第二次运动到达最高点时，其机械能为
故D正确。
11． C A
【详解】（1）[1]从O点到B点减少的重力势能为
[2]B点是AC两点的中间时刻，则有
故从O点到B点增加的动能为
（2）[3]根据图像可知，当h=0时，就有不等于零的速度，即计时开始时重物有初速度，故图线有纵截距的原因是在打开打点计时器之前就松开纸带夹释放了重物，故选C.
（3）[4]根据动能定理有
可得
即图像斜率表示加速度a，若考虑实验中纸带和打点计时器间的摩擦，则加速度将小于理论值重力加速度，即实验值小于理论值，故选A。
12．(1)C (2)DF (3) >
【详解】（1）A．两球的体积、材料和质量的选择不同，受到的阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误；
B．改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度，改变小球距地面的高度，可以改变空中的运动时间，但只要两球的起始高度相同，两球总是同时落地，故B错误；
C．小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放自由下落，A、B两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故C正确。
故选C。
（2）A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动，保证斜槽末端切线水平，故A正确；
B．将坐标纸上竖线与重垂线平行，故B正确；
C．将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点，故C正确；
D．应保持挡片P的位置不变，使小球从斜槽上相同位置释放，故D错误；
E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置，故E正确；
F．将坐标纸上确定的点用平滑的曲线依次连接，故F错误。
本题选不合理的，故选DF。
（3）[1] 因为A、B和B、C间水平距离相等，所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为vAy、vBy，则
所以
[2] 根据运动学规律有
解得
钢球平抛的初速度大小为
13．（1）；（2），81L；（3）220mg，方向竖直向上，89mg，方向竖直向下
【详解】（1）已知重物转至最低点的速度为
设石块转至最高点的速度大小为，根据同轴转动角速度相同，由公式，有
又
联立解得，石块抛出时的速度大小为
（2）设石块击中斜坡时的速度为，将分解如下图所示
根据几何知识可得
解得
根据几何知识可得
根据运动学公式得
，
联立解得
（3）设重物转至最低点时受到杆的作用力为，石块转至最高点时受到杆的作用力为，以竖直向上为力的正方向，对重物和石块分别进行受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
其中
，
联立解得
，
则石块抛出前的瞬间，重物受到硬杆的作用力大小为220mg，方向竖直向上，石块受到硬杆的作用力大小为89mg，方向竖直向下。
14．（1）8 m；（2）4.5 s
【详解】（1）对物体在斜面上运动，根据牛顿第二定律有
mg sin θ=ma
解得
a=5 m/s2
根据位移时间关系式有
a
解得
t1=1.6 s
物体滑至斜面底端时的速度
v=at1=8 m/s
物体在传送带上运动的加速度大小
a1=μg=4 m/s2
物体在传送带上速度为零时离A最远，此时有
x==8 m
（2）物体在传送带上速度减为零后，向右做匀加速直线运动，速度达到传送带速度后做匀速直线运动，所以物体返回到A点的速度为4 m/s。
减速时间为
t2==2 s
加速时间为
t3= s=1 s
加速过程的位移为
x1=a1×4×12 m=2 m
匀速过程的位移为
x2=x-x1=6 m
匀速运动的时间为
t4= s=1.5 s
所以总时间为
t=t2+t3+t4=4.5 s
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小钢球在E点处做圆周运动，当其恰好通过E点时，小钢球速度为零，从C到E的运动过程，根据动能定理有
解得
（2）设小钢球通过B点时的速度为，从B到C的运动过程，摩擦力做功为
根据动能定理有
小钢球经过B点时，根据向心力公式有
两式联立，解得
（3）设小钢球恰好能经过E点时，其释放的高度为h1，从O到E的运动过程，根据动能定理有
解得
当小钢球的释放高度时，小钢球将无法通过E点，所以其在GH斜面轨道上运动的总路程s为零。
根据几何关系可知，斜面轨道GH的长度
小钢球在斜面GH上运动时，所受摩擦力大小为
小钢球在斜面轨道上完成从G到H的运动，摩擦力做功
可知，小钢球完成从H到G的运动，摩擦力做功也为-0.032J。
设小钢球释放高度为h2时，其能够运动到H点，并被反弹，且恰好能够再次经过E点，根据动能定理有
解得
当小钢球的释放高度时，小钢球再次通过E点后，将向D、C方向运动，并不再返回，所以其在GH斜面轨道上运动的总路程
小钢球重力沿斜面向下的分力大小为
因为，所以当小钢球的释放高度时，小钢球第一次通过E点后，无法再次经过E点，它将会在斜面轨道上反复运动，最终停在H点。根据动能定理有
解得
综上可的
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡的相应位置上。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。
单选题（共6小题，每题4分，共24分）
1．扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓，分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的秕粒a（秕粒为不饱满的谷粒，质量较轻）和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时，在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹，、为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2．如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系质量分别为和的小球A和B，用手拉住A球，绳子拉住B球，A、B均处于静止状态。释放A球，在B球下降、A球上升的过程中（ ）
A球、B球机械能均守恒
B．A球增加的动能等于B球增加的动能
B球减少的重力势能等于A球增加的机械能
D．绳子拉力对A球做功大小等于拉力对B球做功大小
3．中国高铁向世界展示了中国速度和谐号和复兴号高铁相继从沈阳站点由静止出发，沿同一方向做匀加速直线运动。两车运动的速度一时间图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．复兴号高铁追上和谐号动车前，时两车相距最远
B．复兴号高铁经过95s加速达到最大速度
C．时，复兴号高铁追上和谐号动车
D．复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距4900m
4．如图，一小船以1.0 m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45 m。假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10 m/s2，则下列分析正确的是（ ）
A．小球的初速度大小为9m/s B．小球上升的时间为3s
C．小球到达最高点时速度为零 D．从小球被抛出到再次落入手中，小船前进了0.6 m
5．神舟十三号载人飞船从核心舱下方采用“径向对接”的方式实现对接，“径向对接”指两对接口在地球半径的延长线上，对接前两者要在间隔一定距离的位置保持相对静止一段时间，如图所示，之后飞船再向上逐步接近核心舱实现对接，则（ ）
A．相对静止时，飞船的速度大于核心舱的速度
B．相对静止时，飞船的向心加速度大于核心舱的向心加速度
C．飞船通过加速逐步向上靠近核心舱
D．速度大于才能最终靠近核心舱
6．如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁（由上、下、侧三个轮子组成）把轨道车套在了轨道上，车中座椅是指底座、靠背以及安全卡扣组成的整体，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力
B．乙图中，轨道车过最底点的最大速度为
C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力
D．丁图中，轨道车过最高点的最小速度为
二．多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7．我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道Ⅰ上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道Ⅲ上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且。着陆器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过P点的速度分别为、、，在轨道Ⅱ上的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．
B．火星的质量
C．着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度等于
D．着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度等于
8．我国北方有一种玩具陀螺，用鞭子抽打会使它的转速加快。有些陀螺是空心的，其表面带有一条狭长的缝隙，转起来后会嗡嗡作响。如图所示，a﹑b、c是旋转陀螺上的三个点，到陀螺轴线的距离﹐下列判断正确的是（ ）
A．a、b两点的线速度相同，向心加速度也相同
B．a、b、c三点的转速大小关系为
C．a、b、c三点的向心加速度大小关系为
D．a、b﹑c三点的线速度大小关系为
9．草坪洒水器工作的画面如图所示，若水流离开洒水器喷口时与水平面夹角不变，速率均为，在不计空气的阻力和洒水器喷口离地面的高度的情况下，重力加速度为g，可以判断（ ）
A．水落地前瞬间的速率为 B．水到达最高点时的速率为
C．水在空中飞行时间为 D．水的水平射程为
10．某物体以初动能级冲上一足够长斜面，再次回到出发点时，其动能为，若使物体以的初动能第二次冲上斜面，则从第二次冲上斜面到其再次返回出发点的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．第二次运动的总路程是第一次的两倍
B．第二次运动回到出发点时，速度是第一次回到出发点的两倍
C．第二次运动回到出发点时，动能为
D．第二次运动到达最高点时，其机械能为（以出发点所在平面为参考平面）
三．填空题（共2小题，共16分）
11．如图甲所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置（重力加速度用g表示）。选一条清晰的纸带，如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为f的交变电流。O点到三点的距离：，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为m。
（1）小明同学根据以上信息可得：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 ；此时重锤的动能比开始下落时增加了 （结果均用题中所给的物理量表示）。
（2）另一组同学对自己的纸带中的数据有一些困惑，他们测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线未过原点O，该组同学在实验中所犯的错误可能是
A．重锤质量过大
B．在重物释放前纸带没有用纸带夹拉直
C．在打开打点计时器之前就松开纸带夹释放了重物
（3）若考虑实验中纸带和打点计时器间的摩擦有较大影响，则该图线斜率的实验值 理论值。
A．小于 B．大于 C．相等
12．究平抛运动的特点，可以先运用运动的合成与分解的分析方法推理猜想，再分方向进行实验探究：
(1)先从竖直方向入手，用竖落仪装置（如图1）将平抛运动的竖直分运动与自由落体运动进行对比：用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落。下列说法中正确的是 。
A．两球的大小必须相同，但材料和质量可以任意选择
B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球落地的先后顺序
C．如果两球总是同时落地，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
(2)由于摩擦的原因不易得到水平匀速运动，所以对水平分运动的探究，没有采用步骤1中的对比法。下面先用如图2所示的装置描绘出平抛轨迹，再进行定量分析。以下做法中不合理的是 。
A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动
B．将坐标纸上竖线与重垂线平行
C．将小球静止在斜槽末端位置时的重心位置投影在背板上，并记录为抛出点O
D．不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放
E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置
F．将坐标纸上确定的点用直线依次连接
(3)正确操作步骤2后，通过分析平抛轨迹来寻找平抛过程中水平位置变化的特点。在坐标纸上，在平抛轨迹上任取一点为坐标原点建立水平x轴、竖直y轴的坐标系，在轨迹上任取（不含0点的A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，如图3所示，测得AB和BC的竖直间距分别是d1和d2，则
（选填“>”、“=”或者“<”），平抛的初速度大小的v0= （已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。
四．计算题（共3小题，共40分）
（12分）13．抛石机是古代远程攻击的一种重型武器，某同学制作了一个简易模型，如图所示。支架固定在地面上，O为转轴，长为L的轻质硬杆A端的凹槽内放置一质量为m的石块，B端固定质量为20m的重物，，。为增大射程，在重物B上施加一向下的瞬时作用力后，硬杆绕O点在竖直平面内转动。硬杆转动到竖直位置时，石块立即被水平抛出，此时重物的速度为，石块直接击中前方倾角为的斜坡，且击中斜坡时的速度方向与斜坡成角。重力加速度为g，忽略空气阻力影响，求：
（1）石块抛出时的速度大小；
（2）石块击中斜坡时的速度大小及石块抛出后在空中运动的水平距离；
（3）石块抛出前的瞬间，重物和石块分别受到硬杆（包括凹槽）的作用力的大小和方向。
（12分）14．如图所示，倾角为θ=30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以v0=4 m/s的速度运动，运动方向如图所示。一个质量为m=2 kg的物体（可以视为质点），从h=3.2 m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，无论是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其速率变化。物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4，传送带左右两端A、B间的距离LAB=10 m，重力加速度g=10 m/s2，求∶
（1）物体在传送带上向左最多能滑到距A多远。
（2）物体第一次从A点滑入到再一次回到A点的时间。
（16分）15．如图为某游戏装置的示意图。AB、CD均为四分之一圆弧，E为圆弧DEG的最高点，各圆弧轨道与直轨道相接处均相切。GH与水平夹角为，底端H有一弹簧，A、、、D、、H在同一水平直线上。一质量为0.01kg的小钢球（其直径稍小于圆管内径，可视作质点，从距A点高为h处的O点静止释放，从A点沿切线进入轨道，B处有一装置，小钢球向右能无能量损失的通过，向左则不能通过且小钢球被吸在B点。若小钢球能够运动到H点，则被等速反弹。各圆轨道半径均为，BC长，水平直轨道BC和GH的动摩擦因数，其余轨道均光滑，小钢球通过各圆弧轨道与直轨道相接处均无能量损失。某次游戏时，小钢球从O点出发恰能第一次通过圆弧的最高点E。（，，）求：
（1）小钢球第一次经过C点时的速度大小；
（2）小钢球第一次经过圆弧轨道最低点B时受到的支持力大小；
（3）若改变小钢球的释放高度h，求出小钢球在斜面轨道上运动的总路程s与h的函数关系。
物理答案
1．B【详解】从力的角度看，水平方向的力相等，饱粒b的重力大于秕粒a的重力，如图所示
从运动上看，在水平方向获得的动量相同，饱粒b的水平速度小于秕粒a的水平速度，而从竖直方向上高度相同
运动时间相等
所以
综合可知B正确。
2．D【详解】A．对A、B分别进行受力分析，二者均受重力和拉力作用，其中，二者受到的拉力在运动过程中均对球做了功，所以两小球的机械能均不守恒，故A错误；
B．A、B两球均从静止状态开始运动，运动过程中二者速度大小总相等，故A球动能增加量为
B球动能增加量为
故B错误；
C．根据能量转化与守恒定律可知，B球减少的重力势能等于A球增加的机械能和B球增加的动能，故C错误；
D．绳子对A和B的拉力大小相等，方向均向上，设为，所以绳子拉力对A球做功为
拉力对B球做功为
可知绳子拉力对A球做功大小等于拉力对B球做功大小，故D正确。
3．B【详解】ACD．由图像可知，时，和谐号动车速度大于复兴号高铁，时，和谐号动车速度小于复兴号高铁，故复兴号高铁追上和谐号动车前，时两车相距最远，根据图像与坐标轴围成的面积表示位移，可知复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距
故ACD错误；
B．复兴号高铁的加速度为
复兴号高铁加速达到最大速度所需的时间为
故B正确。
4．D【详解】A．小球抛出时的竖直速度
则抛出时的初速度大小为
选项A错误；
B．小球上升的时间为
选项B错误；
C．小球到达最高点时水平速度不为零，则速度不为零，选项C错误；
D．从小球被抛出到再次落入手中，小船前进了
选项D正确。
5．C【详解】AB．相对静止时，飞船的角速度与核心舱的角速度相等，根据
，
由于飞船的半径小于核心舱的半径，则飞船的速度小于核心舱的速度，飞船的向心加速度小于核心舱的向心加速度，故AB错误；
C．飞船逐步向上靠近核心舱时，逐渐增大，则线速度逐渐增大，即飞船通过加速逐步向上靠近核心舱，故C正确；
D．是地球第一宇宙速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，而核心舱的线速度小于，故飞船靠近核心舱的速度不需要大于，故D错误。
6．C【详解】A．由重力提供向心力可得
轨道车通过最高点的临界速度为
若通过最高点速度大于临界速度，座椅给人的力向下，若通过最高点速度小于临界速度，座椅给人的力向上，故A错误；
B．乙图中轨道车合力向上，可得
由于不知轨道车和轨道弹力最大值，所以不能求出速度最大值，故B错误；
C．丙图中人的合力向上提供向心力，所以座椅给人向上的力，故C正确；
D．丁图中，轨道可以提供轨道车向上弹力，属于圆周运动有支撑模型，所以最高点速度大于零即可，故D错误。
7．ABC【详解】A．着陆器在P点两次变轨都是做近心运动，所以需要向前喷火减速，所以v1>v2>v3，故A正确；
B．着陆器在火星的Ⅱ轨道上做圆周运动，由万有引力提供向心力得
计算得，火星质量为
故B正确；
CD．着陆器在火星的Ⅱ轨道上做圆周运动，经过P点时，根据牛顿第二定律
解得
故C正确，D错误。
8．CD【详解】A．a、b两点线速度、向心加速度大小相同，方向不同，A错误；
B．a、b、c三点转速相等，B错误；
C．同轴转动则角速度相同，根据，a、b、c三点向心加速度大小关系为，C正确；
D．根据v=ωr，a、b、c三点线速度大小关系为，D正确。
9．CD【详解】A．水落地前瞬间的速率仍为v0，A错误；
B．将运动分解到水平方向和竖直方向，由于水平方向做匀速运动，可知水到达最高点时的速率为
B错误；
C．水离开洒水器喷口时的竖直分速度
因此水在空中飞行时间为
C正确；
D．水的水平射程为
D正确。
10．AD【详解】A．设以初动能为Ek冲上斜面的初速度为v0，则以初动能为2Ek冲上斜面时，初速度为，加速度相同，根据
可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，第二次运动的总路程是第一次的两倍，故A正确；
BC．设第一次沿斜面向上运动的位移为L，根据功能关系有
第二次运动回到出发点时，动能为
第二次运动回到出发点时，速度是第一次回到出发点的两倍，故BC错误；
D．第二次运动到达最高点时，其机械能为
故D正确。
11． C A
【详解】（1）[1]从O点到B点减少的重力势能为
[2]B点是AC两点的中间时刻，则有
故从O点到B点增加的动能为
（2）[3]根据图像可知，当h=0时，就有不等于零的速度，即计时开始时重物有初速度，故图线有纵截距的原因是在打开打点计时器之前就松开纸带夹释放了重物，故选C.
（3）[4]根据动能定理有
可得
即图像斜率表示加速度a，若考虑实验中纸带和打点计时器间的摩擦，则加速度将小于理论值重力加速度，即实验值小于理论值，故选A。
12．(1)C (2)DF (3) >
【详解】（1）A．两球的体积、材料和质量的选择不同，受到的阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误；
B．改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度，改变小球距地面的高度，可以改变空中的运动时间，但只要两球的起始高度相同，两球总是同时落地，故B错误；
C．小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放自由下落，A、B两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故C正确。
故选C。
（2）A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动，保证斜槽末端切线水平，故A正确；
B．将坐标纸上竖线与重垂线平行，故B正确；
C．将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点，故C正确；
D．应保持挡片P的位置不变，使小球从斜槽上相同位置释放，故D错误；
E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置，故E正确；
F．将坐标纸上确定的点用平滑的曲线依次连接，故F错误。
本题选不合理的，故选DF。
（3）[1] 因为A、B和B、C间水平距离相等，所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为vAy、vBy，则
所以
[2] 根据运动学规律有
解得
钢球平抛的初速度大小为
13．（1）；（2），81L；（3）220mg，方向竖直向上，89mg，方向竖直向下
【详解】（1）已知重物转至最低点的速度为
设石块转至最高点的速度大小为，根据同轴转动角速度相同，由公式，有
又
联立解得，石块抛出时的速度大小为
（2）设石块击中斜坡时的速度为，将分解如下图所示
根据几何知识可得
解得
根据几何知识可得
根据运动学公式得
，
联立解得
（3）设重物转至最低点时受到杆的作用力为，石块转至最高点时受到杆的作用力为，以竖直向上为力的正方向，对重物和石块分别进行受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
其中
，
联立解得
，
则石块抛出前的瞬间，重物受到硬杆的作用力大小为220mg，方向竖直向上，石块受到硬杆的作用力大小为89mg，方向竖直向下。
14．（1）8 m；（2）4.5 s
【详解】（1）对物体在斜面上运动，根据牛顿第二定律有
mg sin θ=ma
解得
a=5 m/s2
根据位移时间关系式有
a
解得
t1=1.6 s
物体滑至斜面底端时的速度
v=at1=8 m/s
物体在传送带上运动的加速度大小
a1=μg=4 m/s2
物体在传送带上速度为零时离A最远，此时有
x==8 m
（2）物体在传送带上速度减为零后，向右做匀加速直线运动，速度达到传送带速度后做匀速直线运动，所以物体返回到A点的速度为4 m/s。
减速时间为
t2==2 s
加速时间为
t3= s=1 s
加速过程的位移为
x1=a1×4×12 m=2 m
匀速过程的位移为
x2=x-x1=6 m
匀速运动的时间为
t4= s=1.5 s
所以总时间为
t=t2+t3+t4=4.5 s
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小钢球在E点处做圆周运动，当其恰好通过E点时，小钢球速度为零，从C到E的运动过程，根据动能定理有
解得
（2）设小钢球通过B点时的速度为，从B到C的运动过程，摩擦力做功为
根据动能定理有
小钢球经过B点时，根据向心力公式有
两式联立，解得
（3）设小钢球恰好能经过E点时，其释放的高度为h1，从O到E的运动过程，根据动能定理有
解得
当小钢球的释放高度时，小钢球将无法通过E点，所以其在GH斜面轨道上运动的总路程s为零。
根据几何关系可知，斜面轨道GH的长度
小钢球在斜面GH上运动时，所受摩擦力大小为
小钢球在斜面轨道上完成从G到H的运动，摩擦力做功
可知，小钢球完成从H到G的运动，摩擦力做功也为-0.032J。
设小钢球释放高度为h2时，其能够运动到H点，并被反弹，且恰好能够再次经过E点，根据动能定理有
解得
当小钢球的释放高度时，小钢球再次通过E点后，将向D、C方向运动，并不再返回，所以其在GH斜面轨道上运动的总路程
小钢球重力沿斜面向下的分力大小为
因为，所以当小钢球的释放高度时，小钢球第一次通过E点后，无法再次经过E点，它将会在斜面轨道上反复运动，最终停在H点。根据动能定理有
解得
综上可的
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