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作业12高一物理 综合测评卷B-【分层作业】2024年高一物理（人教版2019必修第二册）
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限时练习：90min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业12 高一物理综合测评卷B 注意事项：1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。第Ⅰ卷（选择题 共48分）一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。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，第9-12题有多项符合题目要求。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．关于开普勒定律，下列说法正确的是（ ）A．开普勒定律是经过长时间连续不断的观察、推理总结出来的，未经过实际计算B．开普勒第一定律表明，行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上C．开普勒第二定律表明，地球在近日点比火星在远日点更快D．开普勒第三定律中，是一个在任何星系中都相等的常量【答案】B【详解】A．开普勒定律是根据长时间连续不断的、对行星位置观测记录的大量数据，进行计算分析后获得的结论，故A错误；B．开普勒第一定律表明，行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故B正确；C．地球与火星不是同一行星，不能根据开普勒第二定律得出地球在近日点比火星在远日点更快，故C错误；D．开普勒第三定律中，k是一个只与中心天体有关的常量，不同星系中心天体不一样，k不一样，故D错误。故选B。2．抛石机的使用，最早可追溯到战国时期，可以说，抛石机就是那段时期的“大炮”。其结构可简化如图所示，杆AB可绕转轴O在竖直平面内转动，A处放置一个石块（就是这门“大炮”的“炮弹”），B处悬挂一重物。用绳将A端下拉到适当位置后释放绳，在重物的作用下AB杆转动，将石块在一定的高度抛出。则关于从释放绳至石块抛出的过程，以下说法正确的是（ ）A．石块的角速度大于重物的角速度B．石块与重物的向心加速度大小相等C．杆对石块做负功，杆对重物做正功D．石块动能增量小于重物重力势能的减少量【答案】D【详解】A．石块和重物绕同一转动轴转动，可知角速度相等，选项A错误；B．根据可知，石块与重物的转动半径不同，则向心加速度大小不相等，选项B错误；C．杆对石块做正功，杆对重物做负功，选项C错误；D．重物重力势能减小量等于石块和重物动能的增加量以及石块重力势能增加量之和，则石块动能增量小于重物重力势能的减少量，选项D正确。故选D。3．某踢出的足球在空中运动的轨迹如图所示，足球可视为质点，空气阻力不计。用、E、、P分别表示足球的竖直分速度大小、机械能、动能、重力的瞬时功率大小，用t表示足球在空中运动的时间，h表示足球离地面的高度，下列图像中可能正确的是（ ）A． B．C． D．【答案】C【详解】A．上升过程竖直速度下降过程竖直速度可知图像是两段直线，选项A错误；B．足球在空中运动时机械能守恒，则E-t图像是平行横轴的直线，选项B错误；C．根据机械能守恒定律则选项C正确；D．重力的功率则P-h图像是曲线，选项D错误。故选C。4．如图所示为自行车比赛圆形赛道，赛道与水平面间有一夹角，某运动员骑自行车在同一赛道上以速率做匀速圆周运动，自行车所受侧向（垂直于速度方向）摩擦力为0，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（ ）A．速率小于时，自行车所受侧向摩擦力仍为0B．速率小于时，自行车所受侧向摩擦力沿路面指向内侧C．速率大于时，自行车所受侧向摩擦力沿路面指向内侧D．该运动员在骑行过程中，自行车所受合外力沿路面斜向下【答案】C【详解】AB．当运动员骑自行车以小于的速度沿该赛道做匀速圆周运动时，支持力与重力的合力大于所需向心力，自行车有做近心运动的趋势，则自行车所受侧向摩擦力不为零，方向沿倾斜路面指向外侧，故AB错误；C．当运动员骑自行车以大于的速度沿该赛道做匀速圆周运动时，支持力与重力的合力不足以提供向心力，则摩擦力有指向轨迹中心的分量，则自行车所受到的摩擦力沿倾斜路面指向内侧，故C正确；D．该运动员在骑行过程中，自行车沿该赛道做匀速圆周运动时，支持力与重力的合力提供向心力，合力为水平方向，轨道平面平行于水平面，故D错误。故选C。5．2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的运载火箭在文昌航天发射场发射。次日凌晨，“天舟七号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱。对接后，“天舟七号”与空间站组成组合体，运行在离地高度约为的圆形轨道上，已知地球同步卫星距赤道的高度约为，则下列说法正确的是（ ）A．组合体运行周期小于B．组合体中宇航员可以使用托盘天平测量物体质量C．组合体绕行速度小于同步卫星的速度D．若组合体运行周期为T，引力常量为G，则地球的平均密度为【答案】A【详解】AC．根据万有引力提供向心力可得可得，由于组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以组合体运行周期小于，组合体绕行速度大于同步卫星的速度，故A正确，C错误；B．由于组合体处于完全失重状态，所以组合体中宇航员不可以使用托盘天平测量物体质量，故B错误；D．设地球半径为，组合体轨道半径为，若组合体运行周期为T，引力常量为G，则有又联立可得地球的平均密度为故D错误。故选A。6．如图所示，甲、乙两艘小船在静水中的速度大小相等，渡河时甲船头向河的上游偏，乙船头向河的下游偏，两小船的船头与河岸的夹角大小相等。水流速度恒定，则下列说法正确的是（ ）A．甲过河的位移一定大于乙过河的位移B．在渡河过程中，两小船不可能相遇C．甲过河的时间一定大于乙过河的时间D．无论水流速度多大，只要适当改变角，甲总能到达正对岸【答案】B【详解】AC．甲、乙两船渡河的时间分别为，由于可知甲过河的时间等于乙过河的时间；船过河的位移为由于河岸宽度一定，甲、乙两船渡河时间相等，而乙船沿河岸方向的速度一定大于甲船沿河岸方向的速度，则乙船沿河岸方向的位移一定大于甲船沿河岸方向的位移，即甲过河的位移一定小于乙过河的位移，故AC错误；B．甲、乙两船从同一点出发，垂直河岸方向分速度相等，沿河岸方向分速度不相等，则两船不可能相遇，故B正确；D．如果河水流速大于甲的船速，则甲不能达到正对岸，故D错误。故选B。7．质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，O点上方固定一力传感器，显示细绳的拉力，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿某一方向拉直，如图所示，无初速度释放小球，当细线碰到钉子的瞬间，小球速度不变，传感器的示数变为碰前瞬间的1.5倍，已知重力加速度为g，则小球在最低点的速度大小为（ ）A． B． C． D．【答案】A【详解】设小球在最低点的速度大小为，碰到钉子前瞬间有碰到钉子后瞬间有联立解得故选A。8．如图甲所示，质量为0.2kg的物块在水平向右的拉力F的作用下从A点静止开始向右运动，F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，在运动过程中，则（ ）A．当拉力时，物体的速度最大B．拉力从1.8N减小到0.6N的过程中，拉力的功为19.2JC．物体的最大速度为D．物体的最大速度为6m/s【答案】C【详解】A．物块的最大静摩擦力为根据图乙可知，当拉力大于最大静摩擦力时，物体向右加速运动，当拉力与最大静摩擦力平衡时，合力为0，物体速度达到最大值，故A错误；B．根据数学函数规律可知，拉力等于0.6N时，对应的位移为8m，图像中，图像与横坐标所围几何图形的面积表示功，则拉力从1.8N减小到0.6N的过程中，拉力的功为故B错误；CD．结合上述可知，拉力等于0.6N时，物体速度达到最大值，根据动能定理有其中解得故C正确，D错误。故选C。9．2024年3月21日13时27分，我国在酒泉卫星发射中心成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，如图所示，发射过程简化如图所示，卫星首先升空抵达半径为的近地圆轨道Ⅰ上Q点，然后在Q点短暂加速进入过渡的椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ的远地点P点经合适调节便可稳定于预定所在的半径为的圆轨道Ⅲ上。下列判断正确的是（ ）A．“云海二号”由轨道Ⅱ的P点转移到轨道Ⅲ需要在P点加速B．“云海二号”在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期C．“云海二号”在轨道Ⅱ上经过Q点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过Q点的加速度D．“云海二号”在轨道Ⅰ与地心连线和在轨道Ⅲ与地心连线在相同时间内扫过的面积相等【答案】ABC【详解】A．卫星的发射与变轨，发射过程在两个切点位置需要加速，故“云海二号”由轨道Ⅱ的P点转移到轨道Ⅲ需要在P点加速，A正确；B．由开普勒第三定律可知，因为“云海二号”在轨道Ⅱ上的半长轴小于在轨道Ⅲ上的轨道半径，故“云海二号”在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期，B正确；C．根据牛顿第二定律，同一位置受到的万有引力相同，产生的加速度也相同，C正确；D．开普勒第二定律面积定律是针对同一轨道上，连线在相同时间扫过的面积才相等。不同轨道连线扫过的面积不相同，D错误。故选ABC。10．如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切。一足够长的轻绳两端分别系着质量为和的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时位于C点，然后从静止释放，则下列说法正确的是（ ）A．在由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等B．在由C点下滑到A点的过程中，重力对做功功率先增大后减小C．在由C点下滑到A点的过程中，机械能守恒D．若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则【答案】BD【详解】A．由C点下滑到A点的过程中，两球沿绳子方向的速度大小相等，在滑下过程，设的速度为，的速度为，的速度方向与绳子方向的夹角为，则有可知的速度始终不小于的速度，故A错误；B．重力对做功功率为一开始是由静止释放的，所以一开始的竖直速度也必然为零，此时重力瞬时功率为0；运动到A点时，的速度处于水平方向，所以此时的竖直速度也为零，重力瞬时功率为0；所以在由C点下滑到A点的过程中，重力对做功功率先增大后减小，故B正确；C．在由C点下滑到A点的过程中，由于绳子拉力对做负功，所以的机械能减少，故C错误；D．若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则此时、的速度均为0，根据系统机械能守恒可得解得故D正确。故选BD。11．如图，某物体从倾角为的斜面上以初速度水平抛出，直接落到斜面上，不计空气阻力，重力加速度为。则（ ）A．物体在空中运动的时间是B．重力做的功为C．物体落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为D．如果的大小不同，则物体落到斜面上时的速度方向还是相同【答案】AD【详解】A．根据题意，设物体在空中运动的时间为，由平抛运动规律有解得故A正确；B．根据题意，由公式可得，物体下落的高度为重力做的功为故B错误；CD．根据题意，设物体落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为，由平抛运动规律有可知如果的大小不同，且物体仍落到斜面上时，物体位移与水平方向的夹角不变，则速度方向与水平方向的夹角不变，故C错误，D正确。故选AD。12．如图甲为皮带输送机简化模型图，皮带输送机倾角，顺时针匀速转动，在输送带下端A点无初速放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度，，。下列说法正确的是（ ）A．货物与输送带间的动摩擦因数为0.875B．输送带A、B两端点间的距离为8mC．货物从下端A点运动到上端B点的时间为8sD．皮带输送机因运送该货物而多消耗的能量为550J【答案】AD【详解】A．由题图可知，物块沿传送带向上运动后与传送带相对静止，机械能增加量解得故A正确；B．由图像可知，物块与传送带相对静止后解得则传送带两端点之间的距离为故B错误；C．加速阶段根据牛顿第二定律有解得加速阶段有解得传送带速度匀速阶段有解得所以总时间为故C错误；D．由能量守恒，其多消耗的能量为其中联立解得故D正确。故选AD。第II卷（非选择题 共52分）实验题（满分14分）13．某学习小组用如图甲所示的装置研究“平抛运动”并描绘平抛运动的轨迹，背景小方格为边长为的正方形。(1)下列关于实验条件的说法，正确的有________。A．斜槽轨道必须光滑B．斜槽轨道末端必须水平C．小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放D．小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放(2)某次试验中，小球做平抛运动的几个位置如图乙中的、、、所示，若地重力加速度取，则小球平抛的初速度的大小为 ，运动到点时小球竖直方向的速度为 。（结果保留2位有效数字）【答案】(1)BD(2) 1.0 2.0【详解】（1）A．斜槽轨道是否光滑与否对实验没有影响，故斜槽轨道不需要光滑，故A错误；B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度方向是水平方向，故斜槽末端必须水平，故B正确；CD．为了保证小球每一次从斜槽末端平抛的初速度相同，故要求每次必须从斜槽上相同位置无初速度释放，故C错误，D正确。故选BD。（2）[1]设相邻两点时间间隔为t，竖直方向上有解得水平方向有解得小球平抛的初速度的大小为[2]小球运动到c点时，竖直分速度为14．用如图甲所示的实验装置验证 m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有 4 个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知 m1＝50g、m2＝150g，电火花计时器所接电源的频率为 50Hz，则（计算结果均保留两位有效数字） （1）在纸带上打下计数点 5 时的速度大小 v＝ m/s。（2）在计数点 0～5 过程中系统动能的增量ΔEk＝ J。若取重力加速度大小 g＝10m/s2，则系统重力势能的减少量ΔEp＝ J。（3）在本实验中，若某同学作出了 图象，如图丙所示，h 为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力加速度大小 g＝ m/s2。（4）实验结果显示ΔEp＞ΔEk，造成这一现象的主要原因是 。【答案】 2.4 0.58 0.60 9.7 系统各部分的阻力做功，机械能减少【详解】（1）[1]由运动学公式求速度（2）[2] [3]动能的增加量系统重力势能的减少量（3）[4]在本实验中，若某同学作出了图象，由机械能守恒律有所以图象的斜率则（4）[5]实验结果显示ΔEp＞ΔEk，那么造成这一现象的主要原因是：系统各部分的阻力做功，机械能减少；在考虑这些因素情形下，在误差允许范围内，机械能守恒。三、计算题（满分38分）15．我国发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球。假设宇航员在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回到抛出点。已知月球半径为R，月球的质量分布均匀，万有引力常量为G，忽略月球自转，求：（1）月球表面的重力加速度；（2）月球的质量；（3）月球的第一宇宙速度。【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）根据可知月球表面的重力加速度为（2）根据小球所受重力等于万有引力解得（3）根据万有引力提供向心力解得16．为促进学生德、智、体、美、劳全面发展，学校准备举办足球比赛，某同学利用课余时间练习射门，如图所示，在一面厚度不计的竖直墙上有高的窗口，该同学以不同的力度踢球使球通过窗口飞向墙的另一侧地面，球被踢出瞬间速度均沿水平方向，已知墙两边的地面在同一水平内，踢球时球到地面的高度，到窗口的水平距离，窗台到地面的高度，重力加速度g取，不计球的大小及球在空中运动时受到的阻力，求：（1）球打到窗口上下沿的时间差；（2）若要球能通过窗口，足球被踢出瞬间速度的取值范围；（3）球在窗口另一侧地面落点的范围长度s。【答案】（1）0.3s；（2）；（3）【详解】（1）球打到墙上窗口上端时球打到墙上窗口下端时球打到窗口上下沿的时间差代入数据解得，，（2）若要能通过窗口，球被踢出瞬间的最大速度球被踢出瞬间的最小速度若要球能通过窗口，则球被踢出瞬间的速度取值范围为（3）球能通过窗口落在另一侧地面时球擦着窗口上沿通过时，水平位移最大球擦着窗口上沿通过时，水平位移最小球在窗口另一侧地面落点的范围长度为17．某型号新能源电动车质量为，在某一直线道路上行驶时，汽车速度随时间变化的图像如图所示，汽车以加速度启动，第时达到最大功率并保持功率不变继续加速一段时间达到最大速度行驶，在第时开始制动，汽车进行匀减速运动，测得制动距离为，行驶过程中受到的阻力大小恒为重力的0.2倍。（1）求行驶过程中达到的最大功率；（2）求制动过程的加速度大小；（3）求总共行驶的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）据题意，汽车启动过程的阻力为汽车先经历匀加速直线运动，由牛顿第二定律解得牵引力为汽车匀加速直线运动经历t1=5s达到额定功率，其速度为则额定功率为（2）汽车的最大速度为汽车在第时开始制动进行匀减速运动，测得制动距离为，设减速的加速度为，由则制动过程的加速度大小为（3）汽车做匀加速直线运动的位移为在汽车保持额定功率做变加速直线运动和匀速直线运动的过程，由动能定理而联立各式代入数据解得位移为则汽车总共行驶的距离为18．如图所示，管道ABCDE竖直放置，ABCD段内壁光滑，其圆形轨道部分半径，管道左侧A处放有弹射装置，被弹出的物块可平滑进入管道，管道右端出口D恰好水平，且与圆心等高。直管DE内壁粗糙，动摩擦因数为，长度为，出口E的右侧平滑串接内壁光滑且半径为的半圆形细圆管道EPF，圆管轨道DEPF固定在水平桌面上，该圆管轨道的F端与一竖直面内半径为的光滑圆弧轨道平滑串接。质量为的滑块甲通过弹射装置获得初动能，弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比。当弹射器中的弹簧压缩量为d时，滑块甲到达与圆心等高的C处时刚好对管壁无挤压。所有管道内径远小于圆形轨道半径，滑块大小略小于管的内径，滑块视为质点，空气阻力忽略不计，。（1）求弹射器释放的弹性势能和滑块经过B点时对管道的压力F；（2）当弹射器中的弹簧压缩量为2d时，求滑块甲经过P点时，管道对滑块的作用力大小；（3）将滑块甲从GF圆弧轨道上某个位置静止释放，释放位置与圆心的连线跟竖直方向夹角为θ，滑块甲能运动到A点，求最小夹角θ的余弦值。【答案】（1）N，方向竖直向下；（2）；（3）【详解】（1）根据题意可知，从释放到C点根据动能定理有解得B到C根据动能定理在B点，由牛顿第二定律有解得根据牛顿第三定律，对管道的压力方向竖直向下。（2）根据题意，由公式可知，当压缩量2d时J从释放到P点动能定理解得管道对滑块的水平力管道对滑块的竖直力管道对滑块的作用力（3）只有过圆轨道的最高点才能到达A点，从GF圆弧轨道上夹角θ时释放到恰过圆轨道最高点，动能定理解得
限时练习：90min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业12 高一物理综合测评卷B 注意事项：1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。第Ⅰ卷（选择题 共48分）一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。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，第9-12题有多项符合题目要求。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．关于开普勒定律，下列说法正确的是（ ）A．开普勒定律是经过长时间连续不断的观察、推理总结出来的，未经过实际计算B．开普勒第一定律表明，行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上C．开普勒第二定律表明，地球在近日点比火星在远日点更快D．开普勒第三定律中，是一个在任何星系中都相等的常量【答案】B【详解】A．开普勒定律是根据长时间连续不断的、对行星位置观测记录的大量数据，进行计算分析后获得的结论，故A错误；B．开普勒第一定律表明，行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故B正确；C．地球与火星不是同一行星，不能根据开普勒第二定律得出地球在近日点比火星在远日点更快，故C错误；D．开普勒第三定律中，k是一个只与中心天体有关的常量，不同星系中心天体不一样，k不一样，故D错误。故选B。2．抛石机的使用，最早可追溯到战国时期，可以说，抛石机就是那段时期的“大炮”。其结构可简化如图所示，杆AB可绕转轴O在竖直平面内转动，A处放置一个石块（就是这门“大炮”的“炮弹”），B处悬挂一重物。用绳将A端下拉到适当位置后释放绳，在重物的作用下AB杆转动，将石块在一定的高度抛出。则关于从释放绳至石块抛出的过程，以下说法正确的是（ ）A．石块的角速度大于重物的角速度B．石块与重物的向心加速度大小相等C．杆对石块做负功，杆对重物做正功D．石块动能增量小于重物重力势能的减少量【答案】D【详解】A．石块和重物绕同一转动轴转动，可知角速度相等，选项A错误；B．根据可知，石块与重物的转动半径不同，则向心加速度大小不相等，选项B错误；C．杆对石块做正功，杆对重物做负功，选项C错误；D．重物重力势能减小量等于石块和重物动能的增加量以及石块重力势能增加量之和，则石块动能增量小于重物重力势能的减少量，选项D正确。故选D。3．某踢出的足球在空中运动的轨迹如图所示，足球可视为质点，空气阻力不计。用、E、、P分别表示足球的竖直分速度大小、机械能、动能、重力的瞬时功率大小，用t表示足球在空中运动的时间，h表示足球离地面的高度，下列图像中可能正确的是（ ）A． B．C． D．【答案】C【详解】A．上升过程竖直速度下降过程竖直速度可知图像是两段直线，选项A错误；B．足球在空中运动时机械能守恒，则E-t图像是平行横轴的直线，选项B错误；C．根据机械能守恒定律则选项C正确；D．重力的功率则P-h图像是曲线，选项D错误。故选C。4．如图所示为自行车比赛圆形赛道，赛道与水平面间有一夹角，某运动员骑自行车在同一赛道上以速率做匀速圆周运动，自行车所受侧向（垂直于速度方向）摩擦力为0，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（ ）A．速率小于时，自行车所受侧向摩擦力仍为0B．速率小于时，自行车所受侧向摩擦力沿路面指向内侧C．速率大于时，自行车所受侧向摩擦力沿路面指向内侧D．该运动员在骑行过程中，自行车所受合外力沿路面斜向下【答案】C【详解】AB．当运动员骑自行车以小于的速度沿该赛道做匀速圆周运动时，支持力与重力的合力大于所需向心力，自行车有做近心运动的趋势，则自行车所受侧向摩擦力不为零，方向沿倾斜路面指向外侧，故AB错误；C．当运动员骑自行车以大于的速度沿该赛道做匀速圆周运动时，支持力与重力的合力不足以提供向心力，则摩擦力有指向轨迹中心的分量，则自行车所受到的摩擦力沿倾斜路面指向内侧，故C正确；D．该运动员在骑行过程中，自行车沿该赛道做匀速圆周运动时，支持力与重力的合力提供向心力，合力为水平方向，轨道平面平行于水平面，故D错误。故选C。5．2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的运载火箭在文昌航天发射场发射。次日凌晨，“天舟七号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱。对接后，“天舟七号”与空间站组成组合体，运行在离地高度约为的圆形轨道上，已知地球同步卫星距赤道的高度约为，则下列说法正确的是（ ）A．组合体运行周期小于B．组合体中宇航员可以使用托盘天平测量物体质量C．组合体绕行速度小于同步卫星的速度D．若组合体运行周期为T，引力常量为G，则地球的平均密度为【答案】A【详解】AC．根据万有引力提供向心力可得可得，由于组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以组合体运行周期小于，组合体绕行速度大于同步卫星的速度，故A正确，C错误；B．由于组合体处于完全失重状态，所以组合体中宇航员不可以使用托盘天平测量物体质量，故B错误；D．设地球半径为，组合体轨道半径为，若组合体运行周期为T，引力常量为G，则有又联立可得地球的平均密度为故D错误。故选A。6．如图所示，甲、乙两艘小船在静水中的速度大小相等，渡河时甲船头向河的上游偏，乙船头向河的下游偏，两小船的船头与河岸的夹角大小相等。水流速度恒定，则下列说法正确的是（ ）A．甲过河的位移一定大于乙过河的位移B．在渡河过程中，两小船不可能相遇C．甲过河的时间一定大于乙过河的时间D．无论水流速度多大，只要适当改变角，甲总能到达正对岸【答案】B【详解】AC．甲、乙两船渡河的时间分别为，由于可知甲过河的时间等于乙过河的时间；船过河的位移为由于河岸宽度一定，甲、乙两船渡河时间相等，而乙船沿河岸方向的速度一定大于甲船沿河岸方向的速度，则乙船沿河岸方向的位移一定大于甲船沿河岸方向的位移，即甲过河的位移一定小于乙过河的位移，故AC错误；B．甲、乙两船从同一点出发，垂直河岸方向分速度相等，沿河岸方向分速度不相等，则两船不可能相遇，故B正确；D．如果河水流速大于甲的船速，则甲不能达到正对岸，故D错误。故选B。7．质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，O点上方固定一力传感器，显示细绳的拉力，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿某一方向拉直，如图所示，无初速度释放小球，当细线碰到钉子的瞬间，小球速度不变，传感器的示数变为碰前瞬间的1.5倍，已知重力加速度为g，则小球在最低点的速度大小为（ ）A． B． C． D．【答案】A【详解】设小球在最低点的速度大小为，碰到钉子前瞬间有碰到钉子后瞬间有联立解得故选A。8．如图甲所示，质量为0.2kg的物块在水平向右的拉力F的作用下从A点静止开始向右运动，F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，在运动过程中，则（ ）A．当拉力时，物体的速度最大B．拉力从1.8N减小到0.6N的过程中，拉力的功为19.2JC．物体的最大速度为D．物体的最大速度为6m/s【答案】C【详解】A．物块的最大静摩擦力为根据图乙可知，当拉力大于最大静摩擦力时，物体向右加速运动，当拉力与最大静摩擦力平衡时，合力为0，物体速度达到最大值，故A错误；B．根据数学函数规律可知，拉力等于0.6N时，对应的位移为8m，图像中，图像与横坐标所围几何图形的面积表示功，则拉力从1.8N减小到0.6N的过程中，拉力的功为故B错误；CD．结合上述可知，拉力等于0.6N时，物体速度达到最大值，根据动能定理有其中解得故C正确，D错误。故选C。9．2024年3月21日13时27分，我国在酒泉卫星发射中心成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，如图所示，发射过程简化如图所示，卫星首先升空抵达半径为的近地圆轨道Ⅰ上Q点，然后在Q点短暂加速进入过渡的椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ的远地点P点经合适调节便可稳定于预定所在的半径为的圆轨道Ⅲ上。下列判断正确的是（ ）A．“云海二号”由轨道Ⅱ的P点转移到轨道Ⅲ需要在P点加速B．“云海二号”在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期C．“云海二号”在轨道Ⅱ上经过Q点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过Q点的加速度D．“云海二号”在轨道Ⅰ与地心连线和在轨道Ⅲ与地心连线在相同时间内扫过的面积相等【答案】ABC【详解】A．卫星的发射与变轨，发射过程在两个切点位置需要加速，故“云海二号”由轨道Ⅱ的P点转移到轨道Ⅲ需要在P点加速，A正确；B．由开普勒第三定律可知，因为“云海二号”在轨道Ⅱ上的半长轴小于在轨道Ⅲ上的轨道半径，故“云海二号”在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期，B正确；C．根据牛顿第二定律，同一位置受到的万有引力相同，产生的加速度也相同，C正确；D．开普勒第二定律面积定律是针对同一轨道上，连线在相同时间扫过的面积才相等。不同轨道连线扫过的面积不相同，D错误。故选ABC。10．如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切。一足够长的轻绳两端分别系着质量为和的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时位于C点，然后从静止释放，则下列说法正确的是（ ）A．在由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等B．在由C点下滑到A点的过程中，重力对做功功率先增大后减小C．在由C点下滑到A点的过程中，机械能守恒D．若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则【答案】BD【详解】A．由C点下滑到A点的过程中，两球沿绳子方向的速度大小相等，在滑下过程，设的速度为，的速度为，的速度方向与绳子方向的夹角为，则有可知的速度始终不小于的速度，故A错误；B．重力对做功功率为一开始是由静止释放的，所以一开始的竖直速度也必然为零，此时重力瞬时功率为0；运动到A点时，的速度处于水平方向，所以此时的竖直速度也为零，重力瞬时功率为0；所以在由C点下滑到A点的过程中，重力对做功功率先增大后减小，故B正确；C．在由C点下滑到A点的过程中，由于绳子拉力对做负功，所以的机械能减少，故C错误；D．若恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则此时、的速度均为0，根据系统机械能守恒可得解得故D正确。故选BD。11．如图，某物体从倾角为的斜面上以初速度水平抛出，直接落到斜面上，不计空气阻力，重力加速度为。则（ ）A．物体在空中运动的时间是B．重力做的功为C．物体落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为D．如果的大小不同，则物体落到斜面上时的速度方向还是相同【答案】AD【详解】A．根据题意，设物体在空中运动的时间为，由平抛运动规律有解得故A正确；B．根据题意，由公式可得，物体下落的高度为重力做的功为故B错误；CD．根据题意，设物体落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为，由平抛运动规律有可知如果的大小不同，且物体仍落到斜面上时，物体位移与水平方向的夹角不变，则速度方向与水平方向的夹角不变，故C错误，D正确。故选AD。12．如图甲为皮带输送机简化模型图，皮带输送机倾角，顺时针匀速转动，在输送带下端A点无初速放入货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度，，。下列说法正确的是（ ）A．货物与输送带间的动摩擦因数为0.875B．输送带A、B两端点间的距离为8mC．货物从下端A点运动到上端B点的时间为8sD．皮带输送机因运送该货物而多消耗的能量为550J【答案】AD【详解】A．由题图可知，物块沿传送带向上运动后与传送带相对静止，机械能增加量解得故A正确；B．由图像可知，物块与传送带相对静止后解得则传送带两端点之间的距离为故B错误；C．加速阶段根据牛顿第二定律有解得加速阶段有解得传送带速度匀速阶段有解得所以总时间为故C错误；D．由能量守恒，其多消耗的能量为其中联立解得故D正确。故选AD。第II卷（非选择题 共52分）实验题（满分14分）13．某学习小组用如图甲所示的装置研究“平抛运动”并描绘平抛运动的轨迹，背景小方格为边长为的正方形。(1)下列关于实验条件的说法，正确的有________。A．斜槽轨道必须光滑B．斜槽轨道末端必须水平C．小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放D．小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放(2)某次试验中，小球做平抛运动的几个位置如图乙中的、、、所示，若地重力加速度取，则小球平抛的初速度的大小为 ，运动到点时小球竖直方向的速度为 。（结果保留2位有效数字）【答案】(1)BD(2) 1.0 2.0【详解】（1）A．斜槽轨道是否光滑与否对实验没有影响，故斜槽轨道不需要光滑，故A错误；B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度方向是水平方向，故斜槽末端必须水平，故B正确；CD．为了保证小球每一次从斜槽末端平抛的初速度相同，故要求每次必须从斜槽上相同位置无初速度释放，故C错误，D正确。故选BD。（2）[1]设相邻两点时间间隔为t，竖直方向上有解得水平方向有解得小球平抛的初速度的大小为[2]小球运动到c点时，竖直分速度为14．用如图甲所示的实验装置验证 m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有 4 个打下的点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知 m1＝50g、m2＝150g，电火花计时器所接电源的频率为 50Hz，则（计算结果均保留两位有效数字） （1）在纸带上打下计数点 5 时的速度大小 v＝ m/s。（2）在计数点 0～5 过程中系统动能的增量ΔEk＝ J。若取重力加速度大小 g＝10m/s2，则系统重力势能的减少量ΔEp＝ J。（3）在本实验中，若某同学作出了 图象，如图丙所示，h 为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力加速度大小 g＝ m/s2。（4）实验结果显示ΔEp＞ΔEk，造成这一现象的主要原因是 。【答案】 2.4 0.58 0.60 9.7 系统各部分的阻力做功，机械能减少【详解】（1）[1]由运动学公式求速度（2）[2] [3]动能的增加量系统重力势能的减少量（3）[4]在本实验中，若某同学作出了图象，由机械能守恒律有所以图象的斜率则（4）[5]实验结果显示ΔEp＞ΔEk，那么造成这一现象的主要原因是：系统各部分的阻力做功，机械能减少；在考虑这些因素情形下，在误差允许范围内，机械能守恒。三、计算题（满分38分）15．我国发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球。假设宇航员在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回到抛出点。已知月球半径为R，月球的质量分布均匀，万有引力常量为G，忽略月球自转，求：（1）月球表面的重力加速度；（2）月球的质量；（3）月球的第一宇宙速度。【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）根据可知月球表面的重力加速度为（2）根据小球所受重力等于万有引力解得（3）根据万有引力提供向心力解得16．为促进学生德、智、体、美、劳全面发展，学校准备举办足球比赛，某同学利用课余时间练习射门，如图所示，在一面厚度不计的竖直墙上有高的窗口，该同学以不同的力度踢球使球通过窗口飞向墙的另一侧地面，球被踢出瞬间速度均沿水平方向，已知墙两边的地面在同一水平内，踢球时球到地面的高度，到窗口的水平距离，窗台到地面的高度，重力加速度g取，不计球的大小及球在空中运动时受到的阻力，求：（1）球打到窗口上下沿的时间差；（2）若要球能通过窗口，足球被踢出瞬间速度的取值范围；（3）球在窗口另一侧地面落点的范围长度s。【答案】（1）0.3s；（2）；（3）【详解】（1）球打到墙上窗口上端时球打到墙上窗口下端时球打到窗口上下沿的时间差代入数据解得，，（2）若要能通过窗口，球被踢出瞬间的最大速度球被踢出瞬间的最小速度若要球能通过窗口，则球被踢出瞬间的速度取值范围为（3）球能通过窗口落在另一侧地面时球擦着窗口上沿通过时，水平位移最大球擦着窗口上沿通过时，水平位移最小球在窗口另一侧地面落点的范围长度为17．某型号新能源电动车质量为，在某一直线道路上行驶时，汽车速度随时间变化的图像如图所示，汽车以加速度启动，第时达到最大功率并保持功率不变继续加速一段时间达到最大速度行驶，在第时开始制动，汽车进行匀减速运动，测得制动距离为，行驶过程中受到的阻力大小恒为重力的0.2倍。（1）求行驶过程中达到的最大功率；（2）求制动过程的加速度大小；（3）求总共行驶的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）据题意，汽车启动过程的阻力为汽车先经历匀加速直线运动，由牛顿第二定律解得牵引力为汽车匀加速直线运动经历t1=5s达到额定功率，其速度为则额定功率为（2）汽车的最大速度为汽车在第时开始制动进行匀减速运动，测得制动距离为，设减速的加速度为，由则制动过程的加速度大小为（3）汽车做匀加速直线运动的位移为在汽车保持额定功率做变加速直线运动和匀速直线运动的过程，由动能定理而联立各式代入数据解得位移为则汽车总共行驶的距离为18．如图所示，管道ABCDE竖直放置，ABCD段内壁光滑，其圆形轨道部分半径，管道左侧A处放有弹射装置，被弹出的物块可平滑进入管道，管道右端出口D恰好水平，且与圆心等高。直管DE内壁粗糙，动摩擦因数为，长度为，出口E的右侧平滑串接内壁光滑且半径为的半圆形细圆管道EPF，圆管轨道DEPF固定在水平桌面上，该圆管轨道的F端与一竖直面内半径为的光滑圆弧轨道平滑串接。质量为的滑块甲通过弹射装置获得初动能，弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比。当弹射器中的弹簧压缩量为d时，滑块甲到达与圆心等高的C处时刚好对管壁无挤压。所有管道内径远小于圆形轨道半径，滑块大小略小于管的内径，滑块视为质点，空气阻力忽略不计，。（1）求弹射器释放的弹性势能和滑块经过B点时对管道的压力F；（2）当弹射器中的弹簧压缩量为2d时，求滑块甲经过P点时，管道对滑块的作用力大小；（3）将滑块甲从GF圆弧轨道上某个位置静止释放，释放位置与圆心的连线跟竖直方向夹角为θ，滑块甲能运动到A点，求最小夹角θ的余弦值。【答案】（1）N，方向竖直向下；（2）；（3）【详解】（1）根据题意可知，从释放到C点根据动能定理有解得B到C根据动能定理在B点，由牛顿第二定律有解得根据牛顿第三定律，对管道的压力方向竖直向下。（2）根据题意，由公式可知，当压缩量2d时J从释放到P点动能定理解得管道对滑块的水平力管道对滑块的竖直力管道对滑块的作用力（3）只有过圆轨道的最高点才能到达A点，从GF圆弧轨道上夹角θ时释放到恰过圆轨道最高点，动能定理解得
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