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黑龙江省佳木斯市立人高级中学2024-2025学年高二上学期开学物理试题（原卷版+解析版）
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分值100分
一、单选题（每题2分，30分）
1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（ ）
A. 速率B. 速度
C. 加速度D. 合外力
【答案】B
【解析】
【详解】A．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度大小，即速率不一定发生变化，例如匀速圆周运动，A错误；
B．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度的方向时刻发生变化，即一定变化的物理量是速度，B正确；
CD．做曲线运动的物体，在运动过程中，其所受外力的合力与加速度可能不变，例如平抛运动，CD错误。
故选B。
2. 两个质量均匀分布可看作质点的球体之间的万有引力为，如果将它们之间距离增加为原来两倍，且将其中一个球体的质量减小为原来一半，则两球体之间的万有引力变为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设两个质点相距r，它们之间的万有引力大小为
若它们间的距离增加为原来的2倍，其中一个球的质量减小为原来的一半，则它们之间的万有引力大小为
故选D。
3. 如图所示，用细线将小球悬挂于点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以大小为的速度匀速移动，运动中悬线始终保持竖直，则该过程中小球运动的速度（ ）
A. 方向时刻在变，大小恒为
B. 方向与竖直向上成角，大小恒
C. 方向与竖直向上成角，大小恒为
D. 方向与竖直向上成角，大小恒为
【答案】C
【解析】
【详解】将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，水平方向的运动与铅笔的运动相同，做匀速直线运动，竖直方向上也做匀速直线运动，两个方向的速度大小相同，均为2cm/s。两个匀速直线运动的合运动还是匀速直线运动，合速度
方向与竖直向上的夹角
故C正确，BCD错误。
4. 质量为m的物体A放在光滑的水平桌面上，用不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮与质量为4m的B物体相连，如图。当绳拉直时让B无初速落下h高度时（h小于桌面高度H，B物体没有落地），A物体在桌面上运动的速率是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因桌面和定滑轮光滑，无摩擦力做功，A、B组成的系统只有重力和系统内弹力做功，系统的机械能守恒，设B物体下落h时，A的速率为v，由机械能守恒定律得：
解得
故选A。
5. 关于物理学史和物理思想方法，下列说法错误的是（ ）
A. 卡文迪许在测定万有引力常量的实验中，运用了“放大法”
B. 公式采用了比值定义法
C. 亚里士多德否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说
D. “月一地检验”说明了地球对地面物体的引力与天体之间的引力具有相同性质，遵从同样的规律
【答案】C
【解析】
【详解】A．卡文迪许在测定万有引力常量的实验中，运用了“放大法”，故A正确，不满足题意要求；
B．公式采用了比值定义法，故B正确，不满足题意要求；
C．哥白尼否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说，故C错误，满足题意要求；
D．“月一地检验”说明了地球对地面物体的引力与天体之间的引力具有相同性质，遵从同样的规律，故D正确，不满足题意要求；
故选C。
6. 如图所示，取一支质量为m的按压式圆珠笔，将笔的按压式小帽朝下按在桌面上，无初速放手后笔将会竖直向上弹起一定的高度h，然后再竖直下落。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 按压时笔内部弹簧的弹性势能增加了mgh
B. 放手后到笔向上离开桌面的过程弹簧的弹性势能全部转化为笔的动能
C. 笔在离开桌面后的上升阶段处于超重状态
D. 笔从离开桌面到落回桌面过程的时间为
【答案】A
【解析】
【详解】A．因放手后笔将会竖直向上弹起一定的高度h，该过程中弹簧的弹性势能转化为重力势能，则弹性势能为mgh，则按压时笔内部弹簧的弹性势能增加了mgh，选项A正确；
B．放手后到笔向上离开桌面的过程弹簧的弹性势能转化为笔的动能和重力势能，选项B错误；
C．笔在离开桌面后的上升阶段，加速度向下为g，则处于完全失重状态，选项C错误；
D．根据竖直上抛运动的对称性可知，笔从离开桌面到落回桌面过程的时间为
选项D错误。
故选A。
7. 2013年6月11日，我国航天员聂海胜、张晓光和王亚平在“天宫一号”首次为青少年进行太空授课，开辟了我国太空教育的新篇章，在天宫一号里，长为L的细线一端固定，另一端系一个小球，拉直细线，让小球在B点以垂直于细线的速度v0开始做圆周运动，设卫星轨道处重力加速度为g，在运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球做速率变化的圆周运动
B. 细线拉力的大小不断变化
C. 只要v0>0，小球都能通过A点
D. 只有，小球才能通过A点
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．绳子拉力时刻与速度方向垂直，只改变速度的方向不改变速度的大小，故小球做匀速圆周运动，故A错误；
B．根据，v与L不变，故细线拉力的大小不变，故B错误；
CD．在天宫一号里，所有物体均处于完全失重状态，因此，小球做匀速圆周运动时，绳子的拉力提供向心力，只要小球的速率v0>0，小球都能通过A点，故C正确，D错误。
故选C。
8. 两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上，其中Q2所在位置为坐标原点。将一电子放在x正半轴上，该电子电势能Ep随位置x变化的曲线如图所示，其中x=x0是电势能为零的点的横坐标，x=x1是电势能为极值的点的横坐标。由图像可知（ ）
A. Q2一定带负电B. 两个点电荷可能为同种电荷
C. 两个点电荷在x0处的合场强为零D. Q1带电荷量的绝对值必小于Q2带电荷量的绝对值
【答案】A
【解析】
【详解】A．电子在坐标原点附近的电势能为正无穷大，则电势为负无穷大，Q2一定带负电，A正确；
B．在x=x0处，Ep为零，电势为零，两个点电荷一定为异种电荷，B错误；
C．图像的切线斜率为零的位置场强为零，即x=x1处合场强为零，C错误；
D．由x=x1处合场强为零，可知Q1应该位于x1左侧的某位置，又因为图线从原点到正无穷没有突变，可以确定Q1在x轴负半轴上，所以Q1到x1的距离一定大于Q2到x1的距离，因此由库仑定律可知，Q1带电量的绝对值必大于Q2带电量的绝对值，D错误。
故选A。
9. 如图所示，下列判断正确是（ ）
A. 甲图中，从滑梯上加速下滑的小朋友机械能守恒
B. 乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客机械能守恒
C. 丙图中，在光滑的水平面上，小球的机械能守恒
D. 丁图中，不计任何阻力和细绳质量时，A、B组成的系统机械能守恒
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲图中，从滑梯上加速下滑的小朋友，摩擦力对其做负功，则其机械能不守恒。故A错误；
B．乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客，动能不变，但是重力势能在变化，所以他们的机械能不守恒。故B错误；
C．丙图中，在光滑的水平面上，只有弹簧弹力对小球做功，故小球和弹簧组成的系统机械能守恒，而小球的机械能不守恒。故C错误；
D．丁图中，不计任何阻力和细绳质量时，A、B组成的系统只有重力做功，所以A、B组成的系统机械能守恒。故D正确。
故选D。
10. 如图所示，质量为M、倾角θ的斜面体放在粗糙的水平地面上，质量为m的物块在方向水平向右的推力作用下静止在光滑斜面上，斜面体处于静止状态。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 推力的大小为
B. 斜面对物块的支持力大小为
C. 地面对斜面的静摩擦力为零
D. 地面对斜面的支持力大于
【答案】B
【解析】
【详解】AB．物块m处于静止状态，受力平衡，对物块m受力分析，物块m受到重力、斜面的支持力N和推力F，由平衡知识可知：
、
故A项错误，B项正确；
CD．对物块和斜面体的整体，整体水平方向受地面对M的静摩擦力f和力F作用，则地面对斜面的静摩擦力f等于F；竖直方向受重力和地面的支持力FN，则地面对斜面的支持力等于，故CD两项错误。
11. 在离地面同一高度有质量相同的三个小球，球以速度竖直上抛，球以速度平拋，球做自由落体运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 球落地前瞬间的动量相等
B. 球与球落地过程中动量的改变量相同
C. 三球中球受重力冲量最大
D. 只有两球的动量改变量方向是向下的
【答案】B
【解析】
【详解】A．由机械能守恒可知，两小球落地时的速度大小相等，但方向不同，故二者落地前瞬间的动量大小相等，方向不同，球落地时的速度小于和，其动量较小，故A错误；
BC．抛出到落地过程中球在竖直方向均做自由落体运动，球运动时间相同，球以速度竖直上抛，运动时间最长，重力冲量
可知球重力冲量相等，b球与c球落地过程中动量的改变量相同，球重力冲量最大，故B正确，C错误；
D．根据动量定理，可知动量改变量的方向与合外力的冲量方向相同，所以三球的动量改变量方向是相同的，故D错误。
故选B。
12. 下列说法中正确的是（ ）
A. 重力势能可以是正值，也可以是负值，所以重力势能是矢量
B. 物体机械能守恒的条件是只受重力作用
C. 开普勒在测量万有引力常量实验中，运用了“放大法”思想
D. 牛顿发现太空中两个星球之间的引力和地面上两个物体之间的引力是同种性质的力
【答案】D
【解析】
【详解】A．重力势能的正值和负值表示大小，物体的位置处于零势能面上方时为正值，处于零势能面下方时为负值。重力势能不是矢量。故A错误；
B．物体机械能守恒的条件是只有重力对物体做功。故B错误；
C．卡文迪许在测量万有引力常量的实验中，运用了“放大法”思想。故C错误；
D．牛顿发现太空中两个星球之间的引力和地面上两个物体之间的引力是同种性质的力。故D正确。
故选D。
13. 广场喷泉，作为城市景观的一部分，不仅是供人们欣赏的景点，更是城市文化和历史的载体。它们以水为媒介，以音乐和灯光为伴，为城市带来了生机和活力。喷泉水滴的运动轨迹如图所示，若该“喷泉”是采用水泵将水先从距水面下深度为h处由静止提升至水面，然后再喷射出去，上升的最大高度为h，水滴下落在水面的位置距喷水口的距离为2h。已知喷水口的流量Q（流量Q定义为单位时间内喷出水的体积），水的密度为，水泵提升水的效率为，重力加速度大小为g。则水泵抽水的平均功率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由运动的合成与分解及平抛运动规律可知，竖直方向上有
水平方向上有
解得
在时间内，喷射出水的质量
在最高点的动能为，由功能关系可得
解得
故选C。
14. 一物体从高的光滑斜面顶端由静止开始下滑，最后停在水平面上，已知物体与水平面间的动摩擦因数为，斜面与地面平滑过渡，g取。物体滑至斜面底端时的速度大小和物体在水平面上滑过的距离分别为（ ）
A. 2m/s；0.4mB. 2m/s；0.2mC. 4m/s；0.4mD. 4m/s；0.2m
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】物体沿光滑斜面下滑至底端的速度为，由动能定理有
mgh=12mv2-0
解得
物体在粗糙水平面上做匀减速直线运动，由动能定理有
解得
故选A。
15. 对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法中正确的是（ ）
A. 开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动
B. 开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速度越小
C. 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是圆，行星运动的方向总是与它和太阳连线垂直
D. 开普勒第三定律中，月亮绕地球运动的值与地球绕太阳运动的值相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．开普勒三大定律不仅仅适用于太阳系中行星的运动，也适合于宇宙中其他天体的运动，故A错误；
B．开普勒第二定律表明，行星绕太阳运动时，行星离太阳越远，速度越小，故B正确；
C．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，行星运动的方向总是沿轨道的切线方向，故C错误；
D．k值与中心天体的质量有关，月亮绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同，故D错误。
故选B。
二、多选题（每题4分，20分）
16. 如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该电场一定不是孤立点电荷形成的电场
B. A点的电场强度小于B点的电场强度
C. 电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W=EpA－EpB
D. 电子在A点的动能小于在B点的动能
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由于A、B两点的电势能与两个位置间的关系如题图乙所示，说明电势随位置均匀增加，电场强度不变，不是孤立点电荷形成的电场，选项A正确；
B．A、B两点的电场强度相等，选项B错误；
C．由题图乙可知，电子在A、B两点的电势能分别为EpA和EpB，且
EpB>EpA
说明电子由A运动到B时电势能增大，电场力做负功，电场力对其所做的功为
W=EpA－EpB
选项C正确；
D．电场力做负功，动能减小，电子在A点的动能大于B点的动能，选项D错误。
故选AC。
17. 如图所示，篮球在指尖上绕轴转动。关于球面上做圆周运动的P、Q两点，下列说法正确的是（ ）
A. Q点的转动半径大于P点的转动半径
B. Q点的线速度大于P点的线速度
C. Q点的角速度大于P点的角速度
D. Q点的向心加速度大于P点的向心加速度
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．因为点到转轴的距离大于点到转轴的距离，所以点的转动半径大于点的转动半径，选项A正确；
BC．、两点的角速度相等，根据可知，点的线速度大于点的线速度，选项B正确、C错误；
D．根据可知，点的向心加速度大于点的向心加速度，选项D正确。
故选ABD。
18. 在如图所示的电路中，定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、V1、V2、V3都为理想电表，测得电压表V3示数变化量的绝对值为U3，电流表A示数变化量的绝对值为I，则下列说法正确的是（ ）
A. 电流表A的示数减小，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大
B. U3与I的比值不变
C. 电源的输出功率一定减小
D. 滑动变阻器的功率一定增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．分析电路可知，当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻R串联后接在电源两端；将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电路电流减小；而理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律
可得将滑动变阻器的滑片向上滑动，电路电流减小，电流表A的示数减小，定值电阻两端电压减小，则电压表V1的示数减小，内阻上分得的电压变小，电源路端电压增大，理想电压表的示数V2增大，故A错误；
B．理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得
滑动变阻器滑动后，有
两式相减，所以U3与I的比值为
则比值保持不变，故B正确；
C．电源的输出功率与外电阻变化的图像如下
当电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路的外电阻阻值比内阻大，电源的输出功率减小，故C正确；
D．将定值电阻等效为电源内阻，当滑动变阻器电阻与等效内阻相等时，滑动变阻器的功率最大，所以无法分析滑动变阻器功率的变化，故D错误；
故选BC。
19. 如图所示，运动的球A在光滑水平面上与一个原来静止的球B发生对心碰撞，碰后球A的运动情况可能为（ ）
A. 静止B. 运动方向与v0方向相同
C. 运动方向与v0方向相反D. 速度大于v0
【答案】ABC
【解析】
【详解】若两球发生弹性碰撞，则有
解得
若A、B两球质量相等，则
若A球质量大于B两质量，则
若A球质量小于B两质量，则
故选ABC。
20. 如图所示，一不可伸长的轻质细绳，绳子的长度为l，绳的另一端连接一质量为m的小球，另一端固定在天花板上，小球可看作质点，现让小球以不同的角速度绕竖直轴做匀速圆周运动，小球离A点的竖直高度为h，细绳的拉力大小为F，重力加速度为g，下列图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．对小球进行受力分析，如图所示
根据牛顿第二定律有
解得
故A正确，B错误；
CD．结合上述可知，令绳子的拉力为F，则有
解得
故C正确，D错误。
故选AC。
三、实验题（18分，每空2分）
21. 如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球多次从斜轨上位置由静止释放，找到其落地点的平均位置，测量平抛水平射程。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端，再将入射小球从斜轨上位置由静止释放，与小球相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置、。
图2是小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_______；
（2）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是____________；
A．可选用半径不同的两小球
B．选用两球的质量应满足
C．小球每次必须从斜轨同一位置释放
D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间
（3）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为、，三个落点的平均位置与O点的距离分别为、、。在实验误差允许范围内，若满足关系式____________，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒，若满足关系式____________，即验证了两球碰撞为弹性碰撞。（用测量的物理量表示）
【答案】 ①. 55.50 ②. BC##CB ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]根据图2及直尺读数规则，平均位置对应的读数为55.50cm。
（2）[2]A．保证碰撞在同一条水平线上，所以两个小球的半径要相等，故A错误；
B．为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大，故B正确；
C．小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，所以入射球必须从同一高度释放，故C正确；
D．小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需要测量时间，故D错误。
故选BC。
（3）[3]要验证动量守恒定律定律，即验证
小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得
可知，实验需要验证
[4]由题意及上述分析可得，要验证两球碰撞为弹性碰撞，则有
即
22. 某实验小组用图甲所示轨道做“探究平抛运动在水平方向运动的规律”实验。
（1）下列说法中正确的是 （多选）。
A. 应选用体积小、质量、密度均较大的小球进行实验
B. 轨道不光滑是本实验的一个误差因素
C. 实验时多次释放小球，其轨迹是基本重合的
（2）在调整轨道末端水平时，小明发现把球无初速度地放在轨道末端，球会自动滚落，如图甲所示，则轨道上端应向_________（选填“a”或“b”）方向调整。若从轨道上同一位置释放小球，则调整后小球离开轨道末端的速度_________（选填“等于”“大于”或“小于”）调整前小球离开轨道末端的速度。
（3）某同学忘记在白纸上画出竖直方向，他在白纸上找到了A0、B0、C0三个点，如图乙所示，已知小球经过这三个点时间间隔相同，试利用这三个点，用作图法在图乙中作出竖直方向_________。
（4）图丙是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片，背景方格纸的小方格边长为10cm，A、B、C是同一小球在频闪照相中被拍下的三个连续的不同位置的照片，重力加速度g取10m/s2，则频闪照相相邻闪光的时间间隔T＝_________s；小球经过B点时速度大小vB＝_________m/s（结果可用根号表示）。
【答案】（1）AC （2） ①. b ②. 小于
（3）连接A、C两点，过B点和AC连线的中点，即为竖直方向
（4） ①. 0.1 ②.
【解析】
【小问1详解】
A．为了减小实验误差，将小球的位置记录的较准确，应选用体积小、质量、密度均较大的小球进行实验，故A正确；
B．该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于是否光滑没有影响，故B错误；
C．小球每次从同一位置由静止释放，所做的运动均为几乎相同的平抛运动，所以实验时多次释放小球，其轨迹是基本重合的，故C正确。
故选AC。
【小问2详解】
[1]根据题图可知斜槽末端向下倾斜，为保证小球做平抛运动，所以应调整轨道末端处于水平，故应将轨道的上端向b方向调整。
[2] 若从轨道上同一位置释放小球，则调整后小球离开轨道末端时下落的高度会比调整前低一些，所以调整后小球离开轨道末端的速度会小于小球调整前离开轨道末端的速度。
【小问3详解】
连接A、C两点，过B点和AC连线的中点，即为竖直方向。
【小问4详解】
设BC、AB三点间的竖直高度差为，根据
频闪照相相邻闪光的时间间隔
T＝
小球平抛运动的水平初速度为
B点竖直方向上分速度等于AC段竖直方向上的平均速度，则
小球经过B点时速度大小
vB＝m/s
四、解答题（32分）
23. 物体在与水平方向成60°角的恒力F作用下沿水平面以速度v匀速运动，在发生了一段位移x的过程中，求恒力F对物体做的功和做功的平均功率分别为多少？
【答案】，
【解析】
【详解】恒力F对物体做的功为
该过程所用时间为
则恒力F对物体做功的平均功率为
24. 如图所示，水平轨道AB长度，左端连接半径为的光滑圆弧轨道，右端连接水平传送带，AB与传送带的上表面等高，三段之间都平滑连接。一个质量的物块（可视为质点），从圆弧上方距AB平面h高处由静止释放，恰好切入圆弧轨道，经过AB冲上静止的传送带，物块恰好停在C端。已知物块与AB、BC段的动摩擦因数分别为、，BC长度，重力加速度，不计空气阻力。
（1）求h的大小；
（2）求物块第一次经过圆弧轨道最低点A时对轨道的压力F；
（3）如果传送带以速度逆时针转动，那么物块最后停止的位置到A点的距离x。
【答案】（1）1m；（2）50N；（3）0.75m
【解析】
【详解】（1）从开始下落到最后停在C点由动能定理
解得
（2）从开始下落到到达A点由机械能守恒
在A点
解得
根据牛顿第三定律可知物块第一次经过圆弧轨道最低点A时对轨道的压力
（3）物块刚滑上传送带时的速度为
解得
v1=4m/s
因传送带逆时针转动的速度为3m/s，则物块从左端滑上传送带后仍能滑到最右端，然后向左加速到3m/s，则离开传送带时的速度为v2=3m/s，最终停止时由动能定理
解得
x1=2.25m
即滑块向左滑过BA后滑上圆弧轨道，然后返回再次滑上传送带，此时
解得
v3=1m/s
然后沿传送带做减速运动速度减为零后反向向左加速，离开传送带的速度为v3=1m/s，则滑上BA时
解得
物块最后停止的位置到A点的距离
x=1m-0.25m=0.75m
25. 在离水平地面高80m的塔顶，以30m/s的初速度水平抛出一物体（不计空气阻力，取g=10m/s2）求：
（1）物体在空中飞行的时间？
（2）物体的落地速度多大？
（3）物体飞行的水平距离多大？
【答案】（1）4s；（2）50m/s；（3）120m
【解析】
【详解】（1）根据得，物体平抛运动的时间
（2）落地时竖直方向速度
vy=gt=40m/s
则落地时速度大小
（3）物体飞行的水平距离
x=v0t=30×4m=120m
分值100分
一、单选题（每题2分，30分）
1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（ ）
A. 速率B. 速度
C. 加速度D. 合外力
【答案】B
【解析】
【详解】A．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度大小，即速率不一定发生变化，例如匀速圆周运动，A错误；
B．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度的方向时刻发生变化，即一定变化的物理量是速度，B正确；
CD．做曲线运动的物体，在运动过程中，其所受外力的合力与加速度可能不变，例如平抛运动，CD错误。
故选B。
2. 两个质量均匀分布可看作质点的球体之间的万有引力为，如果将它们之间距离增加为原来两倍，且将其中一个球体的质量减小为原来一半，则两球体之间的万有引力变为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设两个质点相距r，它们之间的万有引力大小为
若它们间的距离增加为原来的2倍，其中一个球的质量减小为原来的一半，则它们之间的万有引力大小为
故选D。
3. 如图所示，用细线将小球悬挂于点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以大小为的速度匀速移动，运动中悬线始终保持竖直，则该过程中小球运动的速度（ ）
A. 方向时刻在变，大小恒为
B. 方向与竖直向上成角，大小恒
C. 方向与竖直向上成角，大小恒为
D. 方向与竖直向上成角，大小恒为
【答案】C
【解析】
【详解】将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，水平方向的运动与铅笔的运动相同，做匀速直线运动，竖直方向上也做匀速直线运动，两个方向的速度大小相同，均为2cm/s。两个匀速直线运动的合运动还是匀速直线运动，合速度
方向与竖直向上的夹角
故C正确，BCD错误。
4. 质量为m的物体A放在光滑的水平桌面上，用不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮与质量为4m的B物体相连，如图。当绳拉直时让B无初速落下h高度时（h小于桌面高度H，B物体没有落地），A物体在桌面上运动的速率是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因桌面和定滑轮光滑，无摩擦力做功，A、B组成的系统只有重力和系统内弹力做功，系统的机械能守恒，设B物体下落h时，A的速率为v，由机械能守恒定律得：
解得
故选A。
5. 关于物理学史和物理思想方法，下列说法错误的是（ ）
A. 卡文迪许在测定万有引力常量的实验中，运用了“放大法”
B. 公式采用了比值定义法
C. 亚里士多德否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说
D. “月一地检验”说明了地球对地面物体的引力与天体之间的引力具有相同性质，遵从同样的规律
【答案】C
【解析】
【详解】A．卡文迪许在测定万有引力常量的实验中，运用了“放大法”，故A正确，不满足题意要求；
B．公式采用了比值定义法，故B正确，不满足题意要求；
C．哥白尼否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说，故C错误，满足题意要求；
D．“月一地检验”说明了地球对地面物体的引力与天体之间的引力具有相同性质，遵从同样的规律，故D正确，不满足题意要求；
故选C。
6. 如图所示，取一支质量为m的按压式圆珠笔，将笔的按压式小帽朝下按在桌面上，无初速放手后笔将会竖直向上弹起一定的高度h，然后再竖直下落。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 按压时笔内部弹簧的弹性势能增加了mgh
B. 放手后到笔向上离开桌面的过程弹簧的弹性势能全部转化为笔的动能
C. 笔在离开桌面后的上升阶段处于超重状态
D. 笔从离开桌面到落回桌面过程的时间为
【答案】A
【解析】
【详解】A．因放手后笔将会竖直向上弹起一定的高度h，该过程中弹簧的弹性势能转化为重力势能，则弹性势能为mgh，则按压时笔内部弹簧的弹性势能增加了mgh，选项A正确；
B．放手后到笔向上离开桌面的过程弹簧的弹性势能转化为笔的动能和重力势能，选项B错误；
C．笔在离开桌面后的上升阶段，加速度向下为g，则处于完全失重状态，选项C错误；
D．根据竖直上抛运动的对称性可知，笔从离开桌面到落回桌面过程的时间为
选项D错误。
故选A。
7. 2013年6月11日，我国航天员聂海胜、张晓光和王亚平在“天宫一号”首次为青少年进行太空授课，开辟了我国太空教育的新篇章，在天宫一号里，长为L的细线一端固定，另一端系一个小球，拉直细线，让小球在B点以垂直于细线的速度v0开始做圆周运动，设卫星轨道处重力加速度为g，在运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球做速率变化的圆周运动
B. 细线拉力的大小不断变化
C. 只要v0>0，小球都能通过A点
D. 只有，小球才能通过A点
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．绳子拉力时刻与速度方向垂直，只改变速度的方向不改变速度的大小，故小球做匀速圆周运动，故A错误；
B．根据，v与L不变，故细线拉力的大小不变，故B错误；
CD．在天宫一号里，所有物体均处于完全失重状态，因此，小球做匀速圆周运动时，绳子的拉力提供向心力，只要小球的速率v0>0，小球都能通过A点，故C正确，D错误。
故选C。
8. 两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上，其中Q2所在位置为坐标原点。将一电子放在x正半轴上，该电子电势能Ep随位置x变化的曲线如图所示，其中x=x0是电势能为零的点的横坐标，x=x1是电势能为极值的点的横坐标。由图像可知（ ）
A. Q2一定带负电B. 两个点电荷可能为同种电荷
C. 两个点电荷在x0处的合场强为零D. Q1带电荷量的绝对值必小于Q2带电荷量的绝对值
【答案】A
【解析】
【详解】A．电子在坐标原点附近的电势能为正无穷大，则电势为负无穷大，Q2一定带负电，A正确；
B．在x=x0处，Ep为零，电势为零，两个点电荷一定为异种电荷，B错误；
C．图像的切线斜率为零的位置场强为零，即x=x1处合场强为零，C错误；
D．由x=x1处合场强为零，可知Q1应该位于x1左侧的某位置，又因为图线从原点到正无穷没有突变，可以确定Q1在x轴负半轴上，所以Q1到x1的距离一定大于Q2到x1的距离，因此由库仑定律可知，Q1带电量的绝对值必大于Q2带电量的绝对值，D错误。
故选A。
9. 如图所示，下列判断正确是（ ）
A. 甲图中，从滑梯上加速下滑的小朋友机械能守恒
B. 乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客机械能守恒
C. 丙图中，在光滑的水平面上，小球的机械能守恒
D. 丁图中，不计任何阻力和细绳质量时，A、B组成的系统机械能守恒
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲图中，从滑梯上加速下滑的小朋友，摩擦力对其做负功，则其机械能不守恒。故A错误；
B．乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客，动能不变，但是重力势能在变化，所以他们的机械能不守恒。故B错误；
C．丙图中，在光滑的水平面上，只有弹簧弹力对小球做功，故小球和弹簧组成的系统机械能守恒，而小球的机械能不守恒。故C错误；
D．丁图中，不计任何阻力和细绳质量时，A、B组成的系统只有重力做功，所以A、B组成的系统机械能守恒。故D正确。
故选D。
10. 如图所示，质量为M、倾角θ的斜面体放在粗糙的水平地面上，质量为m的物块在方向水平向右的推力作用下静止在光滑斜面上，斜面体处于静止状态。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 推力的大小为
B. 斜面对物块的支持力大小为
C. 地面对斜面的静摩擦力为零
D. 地面对斜面的支持力大于
【答案】B
【解析】
【详解】AB．物块m处于静止状态，受力平衡，对物块m受力分析，物块m受到重力、斜面的支持力N和推力F，由平衡知识可知：
、
故A项错误，B项正确；
CD．对物块和斜面体的整体，整体水平方向受地面对M的静摩擦力f和力F作用，则地面对斜面的静摩擦力f等于F；竖直方向受重力和地面的支持力FN，则地面对斜面的支持力等于，故CD两项错误。
11. 在离地面同一高度有质量相同的三个小球，球以速度竖直上抛，球以速度平拋，球做自由落体运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 球落地前瞬间的动量相等
B. 球与球落地过程中动量的改变量相同
C. 三球中球受重力冲量最大
D. 只有两球的动量改变量方向是向下的
【答案】B
【解析】
【详解】A．由机械能守恒可知，两小球落地时的速度大小相等，但方向不同，故二者落地前瞬间的动量大小相等，方向不同，球落地时的速度小于和，其动量较小，故A错误；
BC．抛出到落地过程中球在竖直方向均做自由落体运动，球运动时间相同，球以速度竖直上抛，运动时间最长，重力冲量
可知球重力冲量相等，b球与c球落地过程中动量的改变量相同，球重力冲量最大，故B正确，C错误；
D．根据动量定理，可知动量改变量的方向与合外力的冲量方向相同，所以三球的动量改变量方向是相同的，故D错误。
故选B。
12. 下列说法中正确的是（ ）
A. 重力势能可以是正值，也可以是负值，所以重力势能是矢量
B. 物体机械能守恒的条件是只受重力作用
C. 开普勒在测量万有引力常量实验中，运用了“放大法”思想
D. 牛顿发现太空中两个星球之间的引力和地面上两个物体之间的引力是同种性质的力
【答案】D
【解析】
【详解】A．重力势能的正值和负值表示大小，物体的位置处于零势能面上方时为正值，处于零势能面下方时为负值。重力势能不是矢量。故A错误；
B．物体机械能守恒的条件是只有重力对物体做功。故B错误；
C．卡文迪许在测量万有引力常量的实验中，运用了“放大法”思想。故C错误；
D．牛顿发现太空中两个星球之间的引力和地面上两个物体之间的引力是同种性质的力。故D正确。
故选D。
13. 广场喷泉，作为城市景观的一部分，不仅是供人们欣赏的景点，更是城市文化和历史的载体。它们以水为媒介，以音乐和灯光为伴，为城市带来了生机和活力。喷泉水滴的运动轨迹如图所示，若该“喷泉”是采用水泵将水先从距水面下深度为h处由静止提升至水面，然后再喷射出去，上升的最大高度为h，水滴下落在水面的位置距喷水口的距离为2h。已知喷水口的流量Q（流量Q定义为单位时间内喷出水的体积），水的密度为，水泵提升水的效率为，重力加速度大小为g。则水泵抽水的平均功率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由运动的合成与分解及平抛运动规律可知，竖直方向上有
水平方向上有
解得
在时间内，喷射出水的质量
在最高点的动能为，由功能关系可得
解得
故选C。
14. 一物体从高的光滑斜面顶端由静止开始下滑，最后停在水平面上，已知物体与水平面间的动摩擦因数为，斜面与地面平滑过渡，g取。物体滑至斜面底端时的速度大小和物体在水平面上滑过的距离分别为（ ）
A. 2m/s；0.4mB. 2m/s；0.2mC. 4m/s；0.4mD. 4m/s；0.2m
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】物体沿光滑斜面下滑至底端的速度为，由动能定理有
mgh=12mv2-0
解得
物体在粗糙水平面上做匀减速直线运动，由动能定理有
解得
故选A。
15. 对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法中正确的是（ ）
A. 开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动
B. 开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速度越小
C. 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是圆，行星运动的方向总是与它和太阳连线垂直
D. 开普勒第三定律中，月亮绕地球运动的值与地球绕太阳运动的值相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．开普勒三大定律不仅仅适用于太阳系中行星的运动，也适合于宇宙中其他天体的运动，故A错误；
B．开普勒第二定律表明，行星绕太阳运动时，行星离太阳越远，速度越小，故B正确；
C．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，行星运动的方向总是沿轨道的切线方向，故C错误；
D．k值与中心天体的质量有关，月亮绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同，故D错误。
故选B。
二、多选题（每题4分，20分）
16. 如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该电场一定不是孤立点电荷形成的电场
B. A点的电场强度小于B点的电场强度
C. 电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W=EpA－EpB
D. 电子在A点的动能小于在B点的动能
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由于A、B两点的电势能与两个位置间的关系如题图乙所示，说明电势随位置均匀增加，电场强度不变，不是孤立点电荷形成的电场，选项A正确；
B．A、B两点的电场强度相等，选项B错误；
C．由题图乙可知，电子在A、B两点的电势能分别为EpA和EpB，且
EpB>EpA
说明电子由A运动到B时电势能增大，电场力做负功，电场力对其所做的功为
W=EpA－EpB
选项C正确；
D．电场力做负功，动能减小，电子在A点的动能大于B点的动能，选项D错误。
故选AC。
17. 如图所示，篮球在指尖上绕轴转动。关于球面上做圆周运动的P、Q两点，下列说法正确的是（ ）
A. Q点的转动半径大于P点的转动半径
B. Q点的线速度大于P点的线速度
C. Q点的角速度大于P点的角速度
D. Q点的向心加速度大于P点的向心加速度
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．因为点到转轴的距离大于点到转轴的距离，所以点的转动半径大于点的转动半径，选项A正确；
BC．、两点的角速度相等，根据可知，点的线速度大于点的线速度，选项B正确、C错误；
D．根据可知，点的向心加速度大于点的向心加速度，选项D正确。
故选ABD。
18. 在如图所示的电路中，定值电阻R大于电源内阻r。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、V1、V2、V3都为理想电表，测得电压表V3示数变化量的绝对值为U3，电流表A示数变化量的绝对值为I，则下列说法正确的是（ ）
A. 电流表A的示数减小，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大
B. U3与I的比值不变
C. 电源的输出功率一定减小
D. 滑动变阻器的功率一定增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．分析电路可知，当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻R串联后接在电源两端；将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电路电流减小；而理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律
可得将滑动变阻器的滑片向上滑动，电路电流减小，电流表A的示数减小，定值电阻两端电压减小，则电压表V1的示数减小，内阻上分得的电压变小，电源路端电压增大，理想电压表的示数V2增大，故A错误；
B．理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得
滑动变阻器滑动后，有
两式相减，所以U3与I的比值为
则比值保持不变，故B正确；
C．电源的输出功率与外电阻变化的图像如下
当电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路的外电阻阻值比内阻大，电源的输出功率减小，故C正确；
D．将定值电阻等效为电源内阻，当滑动变阻器电阻与等效内阻相等时，滑动变阻器的功率最大，所以无法分析滑动变阻器功率的变化，故D错误；
故选BC。
19. 如图所示，运动的球A在光滑水平面上与一个原来静止的球B发生对心碰撞，碰后球A的运动情况可能为（ ）
A. 静止B. 运动方向与v0方向相同
C. 运动方向与v0方向相反D. 速度大于v0
【答案】ABC
【解析】
【详解】若两球发生弹性碰撞，则有
解得
若A、B两球质量相等，则
若A球质量大于B两质量，则
若A球质量小于B两质量，则
故选ABC。
20. 如图所示，一不可伸长的轻质细绳，绳子的长度为l，绳的另一端连接一质量为m的小球，另一端固定在天花板上，小球可看作质点，现让小球以不同的角速度绕竖直轴做匀速圆周运动，小球离A点的竖直高度为h，细绳的拉力大小为F，重力加速度为g，下列图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．对小球进行受力分析，如图所示
根据牛顿第二定律有
解得
故A正确，B错误；
CD．结合上述可知，令绳子的拉力为F，则有
解得
故C正确，D错误。
故选AC。
三、实验题（18分，每空2分）
21. 如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球多次从斜轨上位置由静止释放，找到其落地点的平均位置，测量平抛水平射程。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端，再将入射小球从斜轨上位置由静止释放，与小球相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置、。
图2是小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_______；
（2）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是____________；
A．可选用半径不同的两小球
B．选用两球的质量应满足
C．小球每次必须从斜轨同一位置释放
D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间
（3）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为、，三个落点的平均位置与O点的距离分别为、、。在实验误差允许范围内，若满足关系式____________，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒，若满足关系式____________，即验证了两球碰撞为弹性碰撞。（用测量的物理量表示）
【答案】 ①. 55.50 ②. BC##CB ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]根据图2及直尺读数规则，平均位置对应的读数为55.50cm。
（2）[2]A．保证碰撞在同一条水平线上，所以两个小球的半径要相等，故A错误；
B．为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大，故B正确；
C．小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，所以入射球必须从同一高度释放，故C正确；
D．小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需要测量时间，故D错误。
故选BC。
（3）[3]要验证动量守恒定律定律，即验证
小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得
可知，实验需要验证
[4]由题意及上述分析可得，要验证两球碰撞为弹性碰撞，则有
即
22. 某实验小组用图甲所示轨道做“探究平抛运动在水平方向运动的规律”实验。
（1）下列说法中正确的是 （多选）。
A. 应选用体积小、质量、密度均较大的小球进行实验
B. 轨道不光滑是本实验的一个误差因素
C. 实验时多次释放小球，其轨迹是基本重合的
（2）在调整轨道末端水平时，小明发现把球无初速度地放在轨道末端，球会自动滚落，如图甲所示，则轨道上端应向_________（选填“a”或“b”）方向调整。若从轨道上同一位置释放小球，则调整后小球离开轨道末端的速度_________（选填“等于”“大于”或“小于”）调整前小球离开轨道末端的速度。
（3）某同学忘记在白纸上画出竖直方向，他在白纸上找到了A0、B0、C0三个点，如图乙所示，已知小球经过这三个点时间间隔相同，试利用这三个点，用作图法在图乙中作出竖直方向_________。
（4）图丙是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片，背景方格纸的小方格边长为10cm，A、B、C是同一小球在频闪照相中被拍下的三个连续的不同位置的照片，重力加速度g取10m/s2，则频闪照相相邻闪光的时间间隔T＝_________s；小球经过B点时速度大小vB＝_________m/s（结果可用根号表示）。
【答案】（1）AC （2） ①. b ②. 小于
（3）连接A、C两点，过B点和AC连线的中点，即为竖直方向
（4） ①. 0.1 ②.
【解析】
【小问1详解】
A．为了减小实验误差，将小球的位置记录的较准确，应选用体积小、质量、密度均较大的小球进行实验，故A正确；
B．该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于是否光滑没有影响，故B错误；
C．小球每次从同一位置由静止释放，所做的运动均为几乎相同的平抛运动，所以实验时多次释放小球，其轨迹是基本重合的，故C正确。
故选AC。
【小问2详解】
[1]根据题图可知斜槽末端向下倾斜，为保证小球做平抛运动，所以应调整轨道末端处于水平，故应将轨道的上端向b方向调整。
[2] 若从轨道上同一位置释放小球，则调整后小球离开轨道末端时下落的高度会比调整前低一些，所以调整后小球离开轨道末端的速度会小于小球调整前离开轨道末端的速度。
【小问3详解】
连接A、C两点，过B点和AC连线的中点，即为竖直方向。
【小问4详解】
设BC、AB三点间的竖直高度差为，根据
频闪照相相邻闪光的时间间隔
T＝
小球平抛运动的水平初速度为
B点竖直方向上分速度等于AC段竖直方向上的平均速度，则
小球经过B点时速度大小
vB＝m/s
四、解答题（32分）
23. 物体在与水平方向成60°角的恒力F作用下沿水平面以速度v匀速运动，在发生了一段位移x的过程中，求恒力F对物体做的功和做功的平均功率分别为多少？
【答案】，
【解析】
【详解】恒力F对物体做的功为
该过程所用时间为
则恒力F对物体做功的平均功率为
24. 如图所示，水平轨道AB长度，左端连接半径为的光滑圆弧轨道，右端连接水平传送带，AB与传送带的上表面等高，三段之间都平滑连接。一个质量的物块（可视为质点），从圆弧上方距AB平面h高处由静止释放，恰好切入圆弧轨道，经过AB冲上静止的传送带，物块恰好停在C端。已知物块与AB、BC段的动摩擦因数分别为、，BC长度，重力加速度，不计空气阻力。
（1）求h的大小；
（2）求物块第一次经过圆弧轨道最低点A时对轨道的压力F；
（3）如果传送带以速度逆时针转动，那么物块最后停止的位置到A点的距离x。
【答案】（1）1m；（2）50N；（3）0.75m
【解析】
【详解】（1）从开始下落到最后停在C点由动能定理
解得
（2）从开始下落到到达A点由机械能守恒
在A点
解得
根据牛顿第三定律可知物块第一次经过圆弧轨道最低点A时对轨道的压力
（3）物块刚滑上传送带时的速度为
解得
v1=4m/s
因传送带逆时针转动的速度为3m/s，则物块从左端滑上传送带后仍能滑到最右端，然后向左加速到3m/s，则离开传送带时的速度为v2=3m/s，最终停止时由动能定理
解得
x1=2.25m
即滑块向左滑过BA后滑上圆弧轨道，然后返回再次滑上传送带，此时
解得
v3=1m/s
然后沿传送带做减速运动速度减为零后反向向左加速，离开传送带的速度为v3=1m/s，则滑上BA时
解得
物块最后停止的位置到A点的距离
x=1m-0.25m=0.75m
25. 在离水平地面高80m的塔顶，以30m/s的初速度水平抛出一物体（不计空气阻力，取g=10m/s2）求：
（1）物体在空中飞行的时间？
（2）物体的落地速度多大？
（3）物体飞行的水平距离多大？
【答案】（1）4s；（2）50m/s；（3）120m
【解析】
【详解】（1）根据得，物体平抛运动的时间
（2）落地时竖直方向速度
vy=gt=40m/s
则落地时速度大小
（3）物体飞行的水平距离
x=v0t=30×4m=120m
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