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辽宁省七校协作体2023-2024学年高一下学期5月期中联考物理试卷（原卷版+解析版）
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第Ⅱ卷（选择题46分）
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错、多选或不选的得0分。）
1. 生活中大部分的运动都是曲线运动，关于曲线运动，下列说法不正确的是（ ）
A. 做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上
B. 做曲线运动的物体，加速度不可能为零
C. 做曲线运动的物体，速度一定改变，加速度一定发生变化
D. 做曲线运动的物体，速度大小可能不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．做曲线运动的物体，合力方向与速度方向一定不在同一条直线上，而合力方向与加速度方向相同，则做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上，故A正确，不符合题意；
B．做曲线运动的物体，速度发生变化，速度变化量不为零，根据
可知加速度不为零，即做曲线运动的物体，加速度不可能为零，故B正确，不符合题意；
C．做曲线运动的物体，速度一定改变，但加速度不一定发生变化，例如平抛运动是曲线运动，其加速度为重力加速度，加速度为一定值，故C错误，符合题意；
D．做曲线运动的物体，速度大小可能不变，例如匀速圆周运动，速度大小没有发生变化，故D正确，不符合题意。
故选C
2. 在物理学不断发展进步的过程中，许多物理学家做出了重要的贡献，下列叙述符合史实的是（ ）
A. 第谷总结得出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律
B. 万有引力公式中引力常量G的值是牛顿测得的
C. 物理学家胡克认为引力的大小与行星和太阳间距离的平方成正比
D. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
【答案】D
【解析】
【详解】A．开普勒总结得出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，A错误；
B．万有引力公式中引力常量G的值是卡文迪什测得的，B错误；
C．物理学家牛顿认为引力的大小与行星和太阳间距离的平方成正比，C错误；
D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，D正确。
故选D。
3. 下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（ ）
A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎
B. 如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压内轨，会使内轨受损快
C. 图中所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大
D. 图中杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
【答案】A
【解析】
【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律
得
故在最低点车速越快，凹形桥对汽车的支持力越大，越容易爆胎，A正确；
B．如果行驶速度超过设计速度，火车转弯时需要更大向心力，有离心的趋势，故轮缘会挤压外轨，故B错误；
C．根据牛顿第二定律可知重力和拉力的合力提供向心力，则有
解得
故减小但保持圆锥高不变时，角速度不变，故C错误；
D．“水流星”通过最高点时加速度向下，处于失重状态，但是依然受到重力的作用，故D错误。
故选A。
4. 力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解变力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为
B. 乙图中，全过程F做的总功为108J
C. 丙图中，绳长为R，空气阻力f大小不变，小球从A沿圆弧运动到B克服阻力做功
D. 丁图中，拉力F保持水平，无论缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是
【答案】C
【解析】
【详解】A．F大小不变，根据功的定义可得物块从A到C过程中，力F做的功为
故A错误；
B．乙图的面积代表功，则全过程中F做的总功为
故B错误；
C．丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，可用微元法得小球从A运动到B过程中克服空气阻力做的功为
故C正确；
D．图丁中，F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到Q，F做的功是
而F缓慢将小球从P拉到Q，F为水平方向的变力，F做的功不能用力乘以位移计算，故D错误；
故选C。
5. 图是神舟十七号载人飞船与天和核心舱对接过程示意图，神舟十七号飞船先在轨道I上做周期为的圆周运动，在A点变轨后，沿椭圆轨道II运动，在B点再次变轨与天和核心舱对接，此后共同在圆轨道III上运行。下列说法正确的是（ ）
A. 飞船沿轨道II的运行周期小于飞船沿轨道I的运行周期
B. 飞船在轨道II上经过A点时的加速度大于在轨道I上经过A点时的加速度
C. 飞船在轨道II上经过B点时的速度大于在轨道III上经过B点时的速度
D. 相等时间内，在轨道I上飞船与地心连线扫过的面积小于在轨道III上扫过的面积
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据开普勒第三定律
轨道II的半轴长大于轨道I的半径，可知飞船沿轨道II的运行周期大于飞船沿轨道I的运行周期，故A错误；
B．根据牛顿第二定律
可知飞船在轨道II上经过A点时的加速度等于在轨道I上经过A点时的加速度，故B错误；
C．根据变轨原理，飞船在轨道II上经过B点时需加速做离心运动进入轨道III，飞船在轨道II上经过B点时的速度小于在轨道III上经过B点时的速度，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力
可得
相等时间内，飞船与地心连线扫过的面积为
轨道III的半径大于轨道I的半径，故相等时间内，在轨道I上飞船与地心连线扫过的面积小于在轨道III上扫过的面积，故D正确。
故选D
6. 我国“嫦娥二号”月球探测器在完成绕月任务后，又进入到如图所示“日地拉格朗日点”轨道进行新的探索试验，“嫦娥二号”在该轨道上恰能与地球一起同步绕太阳做圆周运动。若“嫦娥二号”的角速度和向心加速度分别是和，地球的角速度和向心加速度分别和，则正确的关系是（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】A
【解析】
【详解】“嫦娥二号”在该轨道上恰能与地球一起同步绕太阳做圆周运动，可知
根据
由于“嫦娥二号”的轨道半径大于地球轨道半径，则有
故选A。
7. 如图，一半径为R=0.2m的圆环固定在竖直平面内，其上穿有一个可视为质点的质量m=0.2kg的小球，小球静止在最高点处，由于受到某种微扰使小球开始向一侧滑动，当小球运动至A点瞬间，圆环与小球之间无作用力，A点与圆环圆心的连线与竖直方向夹角为θ=60°，g取10m/s2，则小球从开始运动到到达A点的过程中，克服阻力做功为（ ）
A. 0.05JB. 0.1JC. 0.15JD. 0.2J
【答案】B
【解析】
【详解】在A点，只受重力，重力沿半径方向的分力提供此时做圆周运动的向心力
从最高点到A点，由动能定理有
代入数据解得
故选B。
8. 某高铁动车从始发站启动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小恒定，动车的质量为m，最高行驶速度为下列说法正确的是（ ）
A. 在加速阶段，发动机对高铁动车的牵引力逐渐减小
B. 在加速阶段，高铁动车的加速度保持不变
C. 高铁动车受到的阻力大小为
D. 当高铁动车的速度为时，动车的加速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．在加速阶段，根据
可知当功率一定时，随速度增加发动机对高铁动车的牵引力逐渐减小，选项A正确；
B．在加速阶段，根据
可知，随牵引力的减小高铁动车的加速度逐渐减小，选项B错误；
C．达到最大速度时牵引力等于阻力，则高铁动车受到的阻力大小为
选项C正确；
D．当高铁动车的速度为时，动车的加速度大小为
选项D错误。
故选AC。
9. 如图所示，倾角为37°、长度为9m的光滑固定斜面，一个可视为质点的小物块，其质量为1kg，从斜面顶端由静止开始下滑至斜面底端，重力加速度g＝10m/s2，忽略空气阻力，取sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。则（ ）
A. 整个过程中重力势能减少72J
B. 整个过程中重力做功54J
C. 小物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为
D. 小物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．整个过程中重力做正功，重力势能减少，则有
可得
即重力做功54J，重力势能减小了54J，故A错误，B正确；
CD．小滑块在斜面上做匀加速直线运动，设加速度为，滑到斜面底端时的速度为，根据牛顶运动学可得
其中
解得
滑块滑到底端时在竖直方向的分速度为
小物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为
故C正确，D错误。
故选BC。
10. 游乐场里的大型滑梯是成人与小孩都喜爱的游乐设施之一，某滑梯的示意图如图所示，加速滑道的摩擦可忽略，倾斜减速滑道和水平减速滑道与同一滑板间的动摩擦因数相同，滑板材质不同则不同，且满足。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜减速滑道上均减速下滑，且滑行结束时能停在水平减速滑道内，以下、的组合符合设计要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】设倾斜减速滑道的倾角为，游客在倾斜减速滑道上均减速下滑，则需满足
可得
即
又因为
则
游客滑行结束时能停在水平滑道上，对全程根据动能定理有
其中
可得
又因为
则
综上所述可得
所以AD不符合设计要求，BC符合设计要求。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题54分）
二、实验题（本题共2小题，第11题6分，第12题8分，每空2分，共计14分）
11. 用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。已知长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的支持力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略估算出两个球所需向心力的比值。
（1）在探究向心力和半径的关系时，应选择质量__________的小球。（选填“相同”或“不同”）。
（2）在探究向心力和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将两个小球各自放在挡板__________处。（选填“A和B”“A和C”或“B和C”）
（3）在实验过程中所选用的方法是（ ）。
A. 等效替代法B. 控制变量法C. 理想化模型法
【答案】（1）相同 （2）A和C
（3）B
【解析】
【小问1详解】
在探究向心力和半径的关系时，采用控制变量法，故应选择两小球质量相同；
【小问2详解】
探究向心力和角速度的关系时，应控制圆周运动的半径不变，即应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的两个小球各自放在挡板A和C处。
【小问3详解】
实验装置是为了探究影响向心力大小的因素，因此实验所采用的实验探究方法是控制变量法。
故选B。
12. 某实验小组做“探究平抛运动的特点”实验。
（1）如图甲所示，用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落，通过________（选填“眼睛看”或“耳朵听”）方式比较它们落地时刻的先后更加合适。
（2）改变图甲整个装置高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。你认为“改变整个装置的高度H做同样的实验”这一步骤的物理意义在于________。
A．通过多次实验以减小实验误差
B．必要的步骤，否则不能得到相关的实验结论
C．此步骤可有可无，前面的过程已经能验证有关的实验结论
D．必要的步骤，更多的步骤可得到更多的结论
（3）某同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球A做平抛运动的照片，如图乙所示，图中每个小方格的边长为L，分析可知，位置a________（选填“是”或“不是”）平抛运动的起点，小球运动到b点时的速度________（用含有L和g的式子表示）。
【答案】 ①. 耳朵听 ②. B ③. 是 ④.
【解析】
【详解】（1）[1] 用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落，通过耳朵听方式比较它们落地时刻的先后更加合适。
（2）[2]改变图甲整个装置高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。“改变整个装置的高度H做同样的实验”这一步骤是必要的步骤，否则不能得到相关的实验结论。
故选B。
（3）[3][4]竖直方向根据
可得
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，可知小球运动到b点时的竖直分速度为
则小球运动到a点时的竖直分速度为
可知位置a是平抛运动的起点；小球的水平速度为
则小球运动到b点时的速度为
三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13. 女排世联赛2023赛季首秀，中国女排与去年世锦赛亚军巴西女排激战5局，惊险取得开门红。中国女排主攻手李盈莹在距离地面高处将排球击出，排球以大小为的初速度水平飞出：巴西队员在离地处将排球垫起，垫起前后的速度大小相等，方向相反。取重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；
（2）排球被垫起后瞬间的速度大小及方向。
【答案】（1）4.8m；（2）10m/s，方向与水平方向夹角为37°向上
【解析】
【详解】（1）设排球被垫起前在空中飞行的时间为t，则
解得
则排球被垫起前在空中飞行的水平距离为
（2）排球被垫起前瞬间在竖直方向速度的大小为
根据速度的合成可得
设v的方向与水平方向夹角为，如图所示，根据几何关系有
被垫起后瞬间速度大小相等，方向相反，所以速度大小为10m/s，方向与水平方向夹角为37°向上。
14. 某行星的质量为地球质量的，半径为地球半径的。现向该行星发射探测器，并在其表面实现软着陆。探测器在离行星表面h高时速度减小为零，为防止发动机将行星表面上的尘埃吹起，此时要关闭所有发动机，让探测器自由下落实现着陆。已知地球半径R0=6400km，不计自转的影响，地球表面重力加速度g取9.8m/s2；结果保留2位小数。
（1）若题中h=4m，求探测器落到行星表面时的速度大小；
（2）若在该行星表面发射一颗绕它做圆周运动的卫星，发射速度至少多大；
（3）由于引力的作用，行星引力范围内的物体具有引力势能。若取离行星无穷远处为引力势能的零势点，则距离行星球心为处的物体引力势能，式中G为万有r引力常量，M为行星的质量，m为物体的质量。求探测器从行星表面发射能脱离行星引力范围所需的最小速度。
【答案】（1）3.96m/s；（2）1.8km/s；（3）2.5km/s
【解析】
【详解】（1）设行星质量为M，半径为R，忽略行星自转，在行星表面附近质量为m的物体满足
同理，设地球质量为M0，半径为R0，有
则
着陆器做近似地球表面的自由落体运动，设着陆器落到该行星表面时的速度大小为v，则有
解得
（2）在行星表面附近质量为m的物体满足
该行星表面发射一颗绕它做圆周运动的卫星，则有
联立解得
（3）设着陆器至少以速度v0起飞方可冲出该行星引力场，则由能量关系得
代入数据联立解得
15. 如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，弹簧处于自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道，其形状为半径的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R，用质量的小物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为的小物块将弹簧也缓馒压缩到C点释放，小物块过B点后其位移与时间的关系为。小物块从桌面右边缘D点飞离桌面后，由P点沿圆轨道切线落入圆轨道。（）。求：
（1）物块离开D点时速度大小和BD间的距离；
（2）判断能否沿圆轨道到达M点，若能，求物块沿圆轨道到达M点时对轨道的压力；
（3）释放后运动过程中克服摩擦力做功。
【答案】（1）4m/s；2.5m；（2）不能；（3）5.6J
【解析】
【详解】（1）设物块由D点以初速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直速度为vy，有
而
解得
vD＝4m/s
根据
结合题意可知，小球过B点后以初速度为v0＝6m/s，加速度大小a＝4m/s2减速到vD，设BD间位移为x1，有
解得
x1=2.5m
（2）若物块能沿轨道到达M点，设其速度为vM，有
解得
vM≈2.2m/s<≈2.8m/s
即物块不能到达M点。
（3）设弹簧长为AC时的弹性势能为EP，物块与桌面间的动摩擦因数为，则释放m1时，有
释放m2时，有
解得
EP＝7.2J
设m2在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf，有
解得
Wf＝5.6J
第Ⅱ卷（选择题46分）
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错、多选或不选的得0分。）
1. 生活中大部分的运动都是曲线运动，关于曲线运动，下列说法不正确的是（ ）
A. 做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上
B. 做曲线运动的物体，加速度不可能为零
C. 做曲线运动的物体，速度一定改变，加速度一定发生变化
D. 做曲线运动的物体，速度大小可能不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．做曲线运动的物体，合力方向与速度方向一定不在同一条直线上，而合力方向与加速度方向相同，则做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上，故A正确，不符合题意；
B．做曲线运动的物体，速度发生变化，速度变化量不为零，根据
可知加速度不为零，即做曲线运动的物体，加速度不可能为零，故B正确，不符合题意；
C．做曲线运动的物体，速度一定改变，但加速度不一定发生变化，例如平抛运动是曲线运动，其加速度为重力加速度，加速度为一定值，故C错误，符合题意；
D．做曲线运动的物体，速度大小可能不变，例如匀速圆周运动，速度大小没有发生变化，故D正确，不符合题意。
故选C
2. 在物理学不断发展进步的过程中，许多物理学家做出了重要的贡献，下列叙述符合史实的是（ ）
A. 第谷总结得出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律
B. 万有引力公式中引力常量G的值是牛顿测得的
C. 物理学家胡克认为引力的大小与行星和太阳间距离的平方成正比
D. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
【答案】D
【解析】
【详解】A．开普勒总结得出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，A错误；
B．万有引力公式中引力常量G的值是卡文迪什测得的，B错误；
C．物理学家牛顿认为引力的大小与行星和太阳间距离的平方成正比，C错误；
D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，D正确。
故选D。
3. 下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（ ）
A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎
B. 如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压内轨，会使内轨受损快
C. 图中所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大
D. 图中杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
【答案】A
【解析】
【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律
得
故在最低点车速越快，凹形桥对汽车的支持力越大，越容易爆胎，A正确；
B．如果行驶速度超过设计速度，火车转弯时需要更大向心力，有离心的趋势，故轮缘会挤压外轨，故B错误；
C．根据牛顿第二定律可知重力和拉力的合力提供向心力，则有
解得
故减小但保持圆锥高不变时，角速度不变，故C错误；
D．“水流星”通过最高点时加速度向下，处于失重状态，但是依然受到重力的作用，故D错误。
故选A。
4. 力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解变力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为
B. 乙图中，全过程F做的总功为108J
C. 丙图中，绳长为R，空气阻力f大小不变，小球从A沿圆弧运动到B克服阻力做功
D. 丁图中，拉力F保持水平，无论缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是
【答案】C
【解析】
【详解】A．F大小不变，根据功的定义可得物块从A到C过程中，力F做的功为
故A错误；
B．乙图的面积代表功，则全过程中F做的总功为
故B错误；
C．丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，可用微元法得小球从A运动到B过程中克服空气阻力做的功为
故C正确；
D．图丁中，F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到Q，F做的功是
而F缓慢将小球从P拉到Q，F为水平方向的变力，F做的功不能用力乘以位移计算，故D错误；
故选C。
5. 图是神舟十七号载人飞船与天和核心舱对接过程示意图，神舟十七号飞船先在轨道I上做周期为的圆周运动，在A点变轨后，沿椭圆轨道II运动，在B点再次变轨与天和核心舱对接，此后共同在圆轨道III上运行。下列说法正确的是（ ）
A. 飞船沿轨道II的运行周期小于飞船沿轨道I的运行周期
B. 飞船在轨道II上经过A点时的加速度大于在轨道I上经过A点时的加速度
C. 飞船在轨道II上经过B点时的速度大于在轨道III上经过B点时的速度
D. 相等时间内，在轨道I上飞船与地心连线扫过的面积小于在轨道III上扫过的面积
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据开普勒第三定律
轨道II的半轴长大于轨道I的半径，可知飞船沿轨道II的运行周期大于飞船沿轨道I的运行周期，故A错误；
B．根据牛顿第二定律
可知飞船在轨道II上经过A点时的加速度等于在轨道I上经过A点时的加速度，故B错误；
C．根据变轨原理，飞船在轨道II上经过B点时需加速做离心运动进入轨道III，飞船在轨道II上经过B点时的速度小于在轨道III上经过B点时的速度，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力
可得
相等时间内，飞船与地心连线扫过的面积为
轨道III的半径大于轨道I的半径，故相等时间内，在轨道I上飞船与地心连线扫过的面积小于在轨道III上扫过的面积，故D正确。
故选D
6. 我国“嫦娥二号”月球探测器在完成绕月任务后，又进入到如图所示“日地拉格朗日点”轨道进行新的探索试验，“嫦娥二号”在该轨道上恰能与地球一起同步绕太阳做圆周运动。若“嫦娥二号”的角速度和向心加速度分别是和，地球的角速度和向心加速度分别和，则正确的关系是（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】A
【解析】
【详解】“嫦娥二号”在该轨道上恰能与地球一起同步绕太阳做圆周运动，可知
根据
由于“嫦娥二号”的轨道半径大于地球轨道半径，则有
故选A。
7. 如图，一半径为R=0.2m的圆环固定在竖直平面内，其上穿有一个可视为质点的质量m=0.2kg的小球，小球静止在最高点处，由于受到某种微扰使小球开始向一侧滑动，当小球运动至A点瞬间，圆环与小球之间无作用力，A点与圆环圆心的连线与竖直方向夹角为θ=60°，g取10m/s2，则小球从开始运动到到达A点的过程中，克服阻力做功为（ ）
A. 0.05JB. 0.1JC. 0.15JD. 0.2J
【答案】B
【解析】
【详解】在A点，只受重力，重力沿半径方向的分力提供此时做圆周运动的向心力
从最高点到A点，由动能定理有
代入数据解得
故选B。
8. 某高铁动车从始发站启动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小恒定，动车的质量为m，最高行驶速度为下列说法正确的是（ ）
A. 在加速阶段，发动机对高铁动车的牵引力逐渐减小
B. 在加速阶段，高铁动车的加速度保持不变
C. 高铁动车受到的阻力大小为
D. 当高铁动车的速度为时，动车的加速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．在加速阶段，根据
可知当功率一定时，随速度增加发动机对高铁动车的牵引力逐渐减小，选项A正确；
B．在加速阶段，根据
可知，随牵引力的减小高铁动车的加速度逐渐减小，选项B错误；
C．达到最大速度时牵引力等于阻力，则高铁动车受到的阻力大小为
选项C正确；
D．当高铁动车的速度为时，动车的加速度大小为
选项D错误。
故选AC。
9. 如图所示，倾角为37°、长度为9m的光滑固定斜面，一个可视为质点的小物块，其质量为1kg，从斜面顶端由静止开始下滑至斜面底端，重力加速度g＝10m/s2，忽略空气阻力，取sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。则（ ）
A. 整个过程中重力势能减少72J
B. 整个过程中重力做功54J
C. 小物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为
D. 小物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．整个过程中重力做正功，重力势能减少，则有
可得
即重力做功54J，重力势能减小了54J，故A错误，B正确；
CD．小滑块在斜面上做匀加速直线运动，设加速度为，滑到斜面底端时的速度为，根据牛顶运动学可得
其中
解得
滑块滑到底端时在竖直方向的分速度为
小物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为
故C正确，D错误。
故选BC。
10. 游乐场里的大型滑梯是成人与小孩都喜爱的游乐设施之一，某滑梯的示意图如图所示，加速滑道的摩擦可忽略，倾斜减速滑道和水平减速滑道与同一滑板间的动摩擦因数相同，滑板材质不同则不同，且满足。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜减速滑道上均减速下滑，且滑行结束时能停在水平减速滑道内，以下、的组合符合设计要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】设倾斜减速滑道的倾角为，游客在倾斜减速滑道上均减速下滑，则需满足
可得
即
又因为
则
游客滑行结束时能停在水平滑道上，对全程根据动能定理有
其中
可得
又因为
则
综上所述可得
所以AD不符合设计要求，BC符合设计要求。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题54分）
二、实验题（本题共2小题，第11题6分，第12题8分，每空2分，共计14分）
11. 用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。已知长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的支持力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略估算出两个球所需向心力的比值。
（1）在探究向心力和半径的关系时，应选择质量__________的小球。（选填“相同”或“不同”）。
（2）在探究向心力和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将两个小球各自放在挡板__________处。（选填“A和B”“A和C”或“B和C”）
（3）在实验过程中所选用的方法是（ ）。
A. 等效替代法B. 控制变量法C. 理想化模型法
【答案】（1）相同 （2）A和C
（3）B
【解析】
【小问1详解】
在探究向心力和半径的关系时，采用控制变量法，故应选择两小球质量相同；
【小问2详解】
探究向心力和角速度的关系时，应控制圆周运动的半径不变，即应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的两个小球各自放在挡板A和C处。
【小问3详解】
实验装置是为了探究影响向心力大小的因素，因此实验所采用的实验探究方法是控制变量法。
故选B。
12. 某实验小组做“探究平抛运动的特点”实验。
（1）如图甲所示，用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落，通过________（选填“眼睛看”或“耳朵听”）方式比较它们落地时刻的先后更加合适。
（2）改变图甲整个装置高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。你认为“改变整个装置的高度H做同样的实验”这一步骤的物理意义在于________。
A．通过多次实验以减小实验误差
B．必要的步骤，否则不能得到相关的实验结论
C．此步骤可有可无，前面的过程已经能验证有关的实验结论
D．必要的步骤，更多的步骤可得到更多的结论
（3）某同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球A做平抛运动的照片，如图乙所示，图中每个小方格的边长为L，分析可知，位置a________（选填“是”或“不是”）平抛运动的起点，小球运动到b点时的速度________（用含有L和g的式子表示）。
【答案】 ①. 耳朵听 ②. B ③. 是 ④.
【解析】
【详解】（1）[1] 用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落，通过耳朵听方式比较它们落地时刻的先后更加合适。
（2）[2]改变图甲整个装置高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。“改变整个装置的高度H做同样的实验”这一步骤是必要的步骤，否则不能得到相关的实验结论。
故选B。
（3）[3][4]竖直方向根据
可得
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，可知小球运动到b点时的竖直分速度为
则小球运动到a点时的竖直分速度为
可知位置a是平抛运动的起点；小球的水平速度为
则小球运动到b点时的速度为
三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13. 女排世联赛2023赛季首秀，中国女排与去年世锦赛亚军巴西女排激战5局，惊险取得开门红。中国女排主攻手李盈莹在距离地面高处将排球击出，排球以大小为的初速度水平飞出：巴西队员在离地处将排球垫起，垫起前后的速度大小相等，方向相反。取重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；
（2）排球被垫起后瞬间的速度大小及方向。
【答案】（1）4.8m；（2）10m/s，方向与水平方向夹角为37°向上
【解析】
【详解】（1）设排球被垫起前在空中飞行的时间为t，则
解得
则排球被垫起前在空中飞行的水平距离为
（2）排球被垫起前瞬间在竖直方向速度的大小为
根据速度的合成可得
设v的方向与水平方向夹角为，如图所示，根据几何关系有
被垫起后瞬间速度大小相等，方向相反，所以速度大小为10m/s，方向与水平方向夹角为37°向上。
14. 某行星的质量为地球质量的，半径为地球半径的。现向该行星发射探测器，并在其表面实现软着陆。探测器在离行星表面h高时速度减小为零，为防止发动机将行星表面上的尘埃吹起，此时要关闭所有发动机，让探测器自由下落实现着陆。已知地球半径R0=6400km，不计自转的影响，地球表面重力加速度g取9.8m/s2；结果保留2位小数。
（1）若题中h=4m，求探测器落到行星表面时的速度大小；
（2）若在该行星表面发射一颗绕它做圆周运动的卫星，发射速度至少多大；
（3）由于引力的作用，行星引力范围内的物体具有引力势能。若取离行星无穷远处为引力势能的零势点，则距离行星球心为处的物体引力势能，式中G为万有r引力常量，M为行星的质量，m为物体的质量。求探测器从行星表面发射能脱离行星引力范围所需的最小速度。
【答案】（1）3.96m/s；（2）1.8km/s；（3）2.5km/s
【解析】
【详解】（1）设行星质量为M，半径为R，忽略行星自转，在行星表面附近质量为m的物体满足
同理，设地球质量为M0，半径为R0，有
则
着陆器做近似地球表面的自由落体运动，设着陆器落到该行星表面时的速度大小为v，则有
解得
（2）在行星表面附近质量为m的物体满足
该行星表面发射一颗绕它做圆周运动的卫星，则有
联立解得
（3）设着陆器至少以速度v0起飞方可冲出该行星引力场，则由能量关系得
代入数据联立解得
15. 如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，弹簧处于自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道，其形状为半径的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R，用质量的小物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为的小物块将弹簧也缓馒压缩到C点释放，小物块过B点后其位移与时间的关系为。小物块从桌面右边缘D点飞离桌面后，由P点沿圆轨道切线落入圆轨道。（）。求：
（1）物块离开D点时速度大小和BD间的距离；
（2）判断能否沿圆轨道到达M点，若能，求物块沿圆轨道到达M点时对轨道的压力；
（3）释放后运动过程中克服摩擦力做功。
【答案】（1）4m/s；2.5m；（2）不能；（3）5.6J
【解析】
【详解】（1）设物块由D点以初速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直速度为vy，有
而
解得
vD＝4m/s
根据
结合题意可知，小球过B点后以初速度为v0＝6m/s，加速度大小a＝4m/s2减速到vD，设BD间位移为x1，有
解得
x1=2.5m
（2）若物块能沿轨道到达M点，设其速度为vM，有
解得
vM≈2.2m/s<≈2.8m/s
即物块不能到达M点。
（3）设弹簧长为AC时的弹性势能为EP，物块与桌面间的动摩擦因数为，则释放m1时，有
释放m2时，有
解得
EP＝7.2J
设m2在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf，有
解得
Wf＝5.6J
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