2023-2024学年江苏省连云港市东海县高一（下）期中物理试卷

这是一份2023-2024学年江苏省连云港市东海县高一（下）期中物理试卷，共22页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）在天文学发展的历史中，有许多科学家做出了杰出的贡献，下列说法正确的是（ ）
A．波兰哥白尼、意大利布鲁诺是地心说的代表人物
B．第谷通过多年观测行星的运动，提出了万有引力定律
C．开普勒提出了行星运动的三大定律，他被后人称为“天空立法者”
D．科学家牛顿于1798年，巧妙地利用扭秤装置测出了万有引力常量
2．（4分）如图所示，一列车以接近光速的速度从地面上观察者面前水平驶过。与坐在列车内乘客的观测结果相比，地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客（ ）
A．体型变瘦B．体型变胖C．身高变高D．身高变矮
3．（4分）如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中，下列关于笔尖的说法中正确的是（ ）
A．线速度不变
B．两相同时间内转过的角度不同
C．任意相等时间内通过的位移相同
D．任意相等时间内通过的路程相同
4．（4分）如图所示，小郑同学正在垫排球。排球离开手臂后先竖直向上运动，再落回原位置，则此过程中（ ）
A．重力对排球所做总功为零
B．空气阻力对排球所做总功为零
C．重力对排球先做正功后做负功
D．空气阻力对排球先做负功再做正功
5．（4分）如图所示，小明将足球从水平地面上。1位置由静止踢出，最后落回水平地面上的3位置，虚线是足球在空中的运动轨迹，2位置为轨迹的最高点，此处离地高度为h，足球在最高处的速度为v0，下列说法正确的是（ ）
A．足球在飞行过程中只受重力作用
B．足球的运动为匀变速曲线运动
C．足球在位置1和位置3的动能相等
D．与上升过程相比，足球在下落过程中重力势能变化慢
6．（4分）一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动。轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的速度v、功率P随时间t的变化规律正确的是（ ）
A．B．
C．D．
7．（4分）用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点。下列实验操作中正确的是（ ）
A．用图甲装置研究平抛物体的水平分运动时，观察A、B两球是否同时落地
B．图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C．用图乙装置探究平抛运动的规律时，斜槽末端必须光滑
D．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球
8．（4分）《流浪地球》系列电影深受好评，观众分析流浪地球的发动机推动地球的原理：首先启动行星发动机让地球停止自转，然后加大地球的反推力逐步改变地球绕太阳公转轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球。具体过程如图所示，轨道1为地球运行的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，P、Q为椭圆轨道长轴端点。以下说法正确的是（ ）
A．地球在1、2、3轨道的运行周期分别为T1、T2、T3，则T1＞T2＞T3
B．地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道
C．地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度分别为v1、v2、v3，则v1＞v2＞v3
D．地球在3轨道上运行经过P点的加速度大于在2轨道上运行经过P点的加速度
9．（4分）如图甲是一种自动计数的智能呼拉圈，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿过轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，其模型简化如图乙所示。将腰带水平套在腰上，通过人体微小扭动，使配重在水平面内做匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向夹角为θ。配重运动过程中认为腰带没有变形，下列说法正确的是（ ）
A．若增大转速，绳子的拉力变小
B．若增大转速，腰受到腰带的摩擦力增大
C．若增大转速，绳子与竖直方向的夹角θ不变
D．若只增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ不变
10．（4分）如图所示，阳光垂直照射到斜面上，在斜面顶端把一小球水平抛出，小球刚好落在斜面底端。E点是斜面AC的中点，B点在E点的正上方，D点是小球在阳光照射下小球经过B点的投影点。不计空气阻力，则（ ）
A．AD与CD长度之比为1：3
B．B点离斜面的距离最远
C．小球在斜面上的投影做匀速运动
D．减小小球平抛的速度，小球落到斜面上时速度与水平方向夹角减小C
11．（4分）2024年春晚杂技节目《跃龙门》为观众带来了一场视觉盛宴。彩排时为确保演员们能够准确掌握发力技巧，教练组将压力传感器安装在图甲的蹦床上，记录演员对弹性网的压力。图乙是某次彩排中质量为40kg的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力—时间（F﹣t）图像，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．演员在b时刻速度最大
B．演员在a时刻速度为零，加速度为零
C．从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功大于1280J
D．演员上升的最大高度为6.4m
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．（15分）某实验小组用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落。
（1）关于本实验下列说法不正确的是 （填字母代号）。
A.为减小空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物
B.为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上
C.为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源
D.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度
（2）如图乙所示为某次实验打出的纸带，取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，AC间的距离为s1，CE间的距离为s2，若相邻两点的时间间隔为T，重锤质量为m，重力加速度为g。根据这些条件计算从O点到C点的过程中重锤重力势能的减少量ΔEp＝ ，动能的增加量ΔEk＝ 。
（3）某同学在实验的过程中先释放重物，后接通电源打出纸带，将会导致重力势能的减少量 动能的增加量。（填“大于”、“等于”或“小于”）
（4）另一小组的同学想用如图丙所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意？并说明理由 。
13．（6分）如图所示，水平转台上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物块随转台一起从静止开始转动，当转台的角速度达到ω时，物块依然保持与状态相对静止，重力加速度为g。求：
（1）此时物块的线速度大小；
（2）这一过程中摩擦力对物块做的功。
14．（8分）2023年，中国航天成功发射近七十次。其中某一卫星绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，地球的质量为M，该卫星距地球表面的高度也为R，引力常量为G。求：
（1）该卫星绕地球运行的线速度大小v；
（2）该卫星绕地球运行的周期T。
15．（12分）如图所示，质量为60kg的飞行员，驾驶飞机在竖直面内做半径为360m的圆周运动。当飞机飞过最高点时，飞行员和座椅之间的弹力恰好为零，已知飞行员能承受的最大压力为6000N，取g＝10m/s2，不考虑飞行员和座椅之间的摩擦力。求：
（1）飞机在最高点时的速度；
（2）当飞机在最高点速度为90m/s时，座椅对人的弹力；
（3）为了确保飞行员安全，飞机飞至最低点的最大速度。
16．（15分）左侧竖直墙面上固定半径R＝0.6m的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑直杆。质量m1＝1kg的小球a套在半圆环上，质量m2＝0.44kg的滑块b套在直杆上。二者之间用长l＝0.8m的轻杆通过两铰链连接。现给a小球一微小扰动，让其从圆环的最高处由静止自由下滑，不计一切摩擦，a、b均视为质点，重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）小球a滑到与圆心O等高的P点时速度的大小v；
（2）小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点时，小球a与滑块b的速度之比；
（3）小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中，杆对滑块b做的功W。
2023-2024学年江苏省连云港市东海县高一（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，每小题只有一个选项符合题意。
1．（4分）在天文学发展的历史中，有许多科学家做出了杰出的贡献，下列说法正确的是（ ）
A．波兰哥白尼、意大利布鲁诺是地心说的代表人物
B．第谷通过多年观测行星的运动，提出了万有引力定律
C．开普勒提出了行星运动的三大定律，他被后人称为“天空立法者”
D．科学家牛顿于1798年，巧妙地利用扭秤装置测出了万有引力常量
【分析】本题是物理学史问题，记住著名物理学家的主要贡献即可答题。
【解答】解：A.波兰哥白尼、意大利布鲁诺是日心说的代表人物，故A错误；
B.牛顿提出了万有引力定律，故B错误；
C.开普勒提出了行星运动的三大定律，他被后人称为“天空立法者”，故C正确；
D.卡文迪什巧妙地利用扭秤装置测出了万有引力常量，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查物理学史，属于识记内容，关键要记牢物理学上重大发现、发明、著名理论和实验。
2．（4分）如图所示，一列车以接近光速的速度从地面上观察者面前水平驶过。与坐在列车内乘客的观测结果相比，地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客（ ）
A．体型变瘦B．体型变胖C．身高变高D．身高变矮
【分析】根据相对论，“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些。
【解答】解：AB、根据相对论，“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，则地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客体型变瘦，故A正确，B错误；
CD、根据相对论，“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，在垂直于运动方向上的长度没有发生变化，则地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客身高不变，故CD错误；
故选：A。
【点评】本题考查狭义相对论长度的相对性原理，解题关键是“长度缩短”指的是只在物体运动方向上的长度缩短，在垂直于运动方向上的长度没有发生变化。
3．（4分）如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中，下列关于笔尖的说法中正确的是（ ）
A．线速度不变
B．两相同时间内转过的角度不同
C．任意相等时间内通过的位移相同
D．任意相等时间内通过的路程相同
【分析】线速度是矢量；根据θ＝ωt分析；根据s＝vt分析路程；位移是矢量。
【解答】解：A、线速度大小不变，但方向在时刻改变，故A错误；
B、因为笔尖做的是匀速圆周运动，所以角速度是定值，根据θ＝ωt可知，在相同时间内转过的角度相同，故B错误；
CD、笔尖的线速度大小不变，根据s＝vt可知，在任意相等时间内经过的路程相等，根据几何关系可知，经过的位移大小也是相等的，但位移是矢量，方向在变化，所以在任意相等的时间内通过的位移不同，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了对描述圆周运动的物理量的认识，容易题。
4．（4分）如图所示，小郑同学正在垫排球。排球离开手臂后先竖直向上运动，再落回原位置，则此过程中（ ）
A．重力对排球所做总功为零
B．空气阻力对排球所做总功为零
C．重力对排球先做正功后做负功
D．空气阻力对排球先做负功再做正功
【分析】排球先上升后下降回到原位置，重力做功分为上升阶段做负功和下降阶段做正功，由于初末位置相同，重力总功为零。空气阻力始终与运动方向相反，一直做负功，总功不为零。因此重力总功为零正确，空气阻力总功为零错误。重力先做负功后做正功，空气阻力一直做负功。
【解答】解：AC、排球向上运动过程，重力对排球做负功，排球向下运动过程，重力对排球做正功；排球初、末位置相同，所以重力对排球所做总功为零，故A正确，C错误；
BD、空气阻力的方向一直与排球的运动方向相反，所以空气阻力对排球一直做负功，则空气阻力对排球所做总功不为零，故BD错误。
故选：A。
【点评】本题考查功的概念及正负功的判断，涉及重力做功和空气阻力做功的特点。题目通过排球竖直上抛运动的情境，要求学生理解位移方向与力方向的关系对功正负的影响。需要学生准确掌握功的正负判断依据，特别是空气阻力方向与运动方向始终相反这一关键点。
5．（4分）如图所示，小明将足球从水平地面上。1位置由静止踢出，最后落回水平地面上的3位置，虚线是足球在空中的运动轨迹，2位置为轨迹的最高点，此处离地高度为h，足球在最高处的速度为v0，下列说法正确的是（ ）
A．足球在飞行过程中只受重力作用
B．足球的运动为匀变速曲线运动
C．足球在位置1和位置3的动能相等
D．与上升过程相比，足球在下落过程中重力势能变化慢
【分析】足球在飞行过程中除了受到重力作用，还受到空气阻力作用，不是匀变速运动，足球的形状大小不能忽略不计，不可以将足球看成质点，上升和下降过程加速度不同，时间不同。
【解答】解：AB.由足球运动轨迹可知，足球运动过程中受到空气阻力作用，由于空气阻力为变力，所以足球的运动不是匀变速曲线运动，故AB错误；
C.足球从位置1到位置3的过程，重力做功为0，空气阻力对足球做负功，根据动能定理可知足球的动能减小，则足球在位置1的动能大于在位置3的动能，故C错误；
D.足球上升过程和下落过程竖直方向的高度相等，则重力势能变化量大小相等；而足球上升过程竖直方向上加速度的平均值大于下落过程竖直方向上加速度的平均值，根据ht2可知足球下落过程所用时间大于上升过程所用时间，则与上升过程相比，足球在下落过程中重力势能变化慢，故D正确。
故选：D。
【点评】本题解题关键知道足球受到空气阻力的影响，不是斜抛运动。
6．（4分）一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动。轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的速度v、功率P随时间t的变化规律正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根据P＝Fv，匀加速直线运动时，功率均匀增大，速度均匀增大，当达到额定功率后，抓住功率不变，结合速度的变化判断牵引力的变化，从而得出加速度和速度的变化。当牵引力等于阻力时，做匀速直线运动。
【解答】解：AB、设汽车的额定功率为P，所受恒定阻力为f，牵引力为F，匀加速结束时的速度为v，由于汽车开始做匀加速直线运动，设其加速度为a，则根据速度与时间的关系可得：v＝at 当汽车的匀加速阶段结束，其速度还未达到最大值，此时根据P＝Fv
结合牛顿第二定律可得：F﹣f＝ma，由此可知，速度将继续增大，而牵引力将减小，则加速度将减小，即此后汽车将做加速度逐渐减小的加速运动，直至牵引力等于阻力时，加速度减小为0，速度达到最大值为vm，而速度—时间图像的斜率表示加速度，因此可知该图像第一阶段为倾斜的直线，第二阶段为斜率逐渐减小的向下弯曲的曲线，故AB错误；
CD、根据功率的表达式可得：P＝Fv
而汽车在匀加速阶段有：F﹣f＝ma
联立解得：F＝ma+f
而v＝at
即在匀加速阶段有：P＝Fv＝（ma+f）v＝（ma+f）at，则可知在汽车匀加速阶段汽车的功率与时间成正比，即此图像为过原点的一条倾斜直线，而匀加速结束后，汽车的功率达到额定值，此后功率不变，其图像与时间轴平行，故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】解决本题的关键理清机车启动的整个过程，知道当牵引力等于阻力时，做匀速直线运动。知道加速度的方向与速度方向相同时，做加速运动，加速度方向与速度方向相反时，做减速运动。
7．（4分）用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点。下列实验操作中正确的是（ ）
A．用图甲装置研究平抛物体的水平分运动时，观察A、B两球是否同时落地
B．图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C．用图乙装置探究平抛运动的规律时，斜槽末端必须光滑
D．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球
【分析】平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，实验时，要注意保证初速度处于水平方向，根据研究平抛运动的原理出发分析研究方法是否合理。
【解答】解：A．选用装置图1研究平抛物体竖直分运动，应该是听声音的方法判断小球是否同时落地，故A错误；
B．小球做平抛运动在竖直平面内，图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直，故B正确；
C．斜槽末端是否光滑对实验结果无影响，故C错误；
D．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的一条轨迹时，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故D错误。
故选：B。
【点评】解决本题的关键知道探究平抛运动规律的原理，以及掌握研究平抛运动的方法。
8．（4分）《流浪地球》系列电影深受好评，观众分析流浪地球的发动机推动地球的原理：首先启动行星发动机让地球停止自转，然后加大地球的反推力逐步改变地球绕太阳公转轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球。具体过程如图所示，轨道1为地球运行的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，P、Q为椭圆轨道长轴端点。以下说法正确的是（ ）
A．地球在1、2、3轨道的运行周期分别为T1、T2、T3，则T1＞T2＞T3
B．地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道
C．地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度分别为v1、v2、v3，则v1＞v2＞v3
D．地球在3轨道上运行经过P点的加速度大于在2轨道上运行经过P点的加速度
【分析】根据开普勒第三定律比较周期关系；根据变轨原理比较速度关系；万有引力提供向心力，应用牛顿第二定律求出加速度，然后分析答题。
【解答】A．根据开普勒第三定律k，则地球在1、2、3轨道的运行周期关系为T1＜T2＜T3，故A错误；
BC、卫星从低轨道变轨到高轨道，需要在变轨处点火加速，则地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道；地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度大小关系为v1＜v2＜v3，故B正确，C错误；
D、根据牛顿第二定律可得Gma，可得a，可知地球在3轨道上运行经过P点的加速度等于在2轨道上运行经过P点的加速度，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了万有引力定律的应用，根据题意分析清楚运动过程，根据变轨原理，应用开普勒定律与牛顿第二定律即可解题。
9．（4分）如图甲是一种自动计数的智能呼拉圈，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿过轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，其模型简化如图乙所示。将腰带水平套在腰上，通过人体微小扭动，使配重在水平面内做匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向夹角为θ。配重运动过程中认为腰带没有变形，下列说法正确的是（ ）
A．若增大转速，绳子的拉力变小
B．若增大转速，腰受到腰带的摩擦力增大
C．若增大转速，绳子与竖直方向的夹角θ不变
D．若只增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ不变
【分析】对智能呼啦圈整体受力分析可简单判断人和呼啦圈之间的力，对配重受力分析可判断绳子夹角的变化。
【解答】解：ABC、设绳子长度为L，腰带半径为r，对配重，由牛顿第二定律得mgtanθ＝mω2（r+Lsinθ），可得，若增大转速，则角速度增大，可知绳与竖直方向的夹角θ将增大，竖直方向根据受力平衡可得mg＝Tcsθ，可知绳子的拉力变大；腰带受力如图所示
竖直方向根据受力平衡f＝Mg+Tcsθ＝Mg+mg，可知腰受到腰带的摩擦力保持不变，故ABC错误；
D、对配重，由牛顿第二定律可得mgtanθ＝mω2（r+Lsinθ），可得gtanθ＝ω2（r+Lsinθ），可知绳子与竖直方向夹角θ与配置质量无关，若只增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ不变，故D正确。
故选：D。
【点评】需要熟练应用本题考查圆周运动与整体隔离结合，整体法，否则将配重与呼啦圈分开受力分析将使问题变复杂，有一定难度。
10．（4分）如图所示，阳光垂直照射到斜面上，在斜面顶端把一小球水平抛出，小球刚好落在斜面底端。E点是斜面AC的中点，B点在E点的正上方，D点是小球在阳光照射下小球经过B点的投影点。不计空气阻力，则（ ）
A．AD与CD长度之比为1：3
B．B点离斜面的距离最远
C．小球在斜面上的投影做匀速运动
D．减小小球平抛的速度，小球落到斜面上时速度与水平方向夹角减小C
【分析】小球在斜面上面做平抛运动，投影在斜面上做初速度不为零的加速度为gsinθ的加速运动，结合运动的合成与分解以及平抛运动规律求解。
【解答】解：D.设小球落在斜面上时的速度与水平方向的夹角为α，根据平抛运动的推论得tanα＝2tanθ，
减小小球平抛的速度，θ不变，小球落到斜面上时速度与水平方向夹角a不变，故D错误；
C.小球在沿着斜面方向做初速度为vcsθ、加速度为gsinθ的匀加速直线运动，所以，小球在斜面上的投影，做初速度为vcsθ、加速度为gsinθ的匀加速直线运动，故C错误；
B.小球做平抛运动，因为E点是斜面AC的中点，也是水平射程的中点，所以tAB＝tBC，又因为小球在垂直于斜面方向上做类上抛运动，B点是类上抛运动的最高点，所以B点离斜面的距离最远，故B正确；
A.因为小球在斜面上的投影做初速度不等于零的匀加速直线运动，又因为tAB＝tBC，所以tAD＝tDC根据初速度等于零的匀加速直线运动比例关系可知，AD与CD长度之比一定不等于1：3，故A错误。
故选：B。
【点评】本题考查对平抛运动规律的理解，其中运用运动的合成与分解的方法为解决本题的关键，特别注意该方法应用时可灵活改变建系方向。
11．（4分）2024年春晚杂技节目《跃龙门》为观众带来了一场视觉盛宴。彩排时为确保演员们能够准确掌握发力技巧，教练组将压力传感器安装在图甲的蹦床上，记录演员对弹性网的压力。图乙是某次彩排中质量为40kg的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力—时间（F﹣t）图像，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．演员在b时刻速度最大
B．演员在a时刻速度为零，加速度为零
C．从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功大于1280J
D．演员上升的最大高度为6.4m
【分析】A.a时刻是演员刚接触蹦床的时刻，此时速度为零，但加速度不为零，因为演员受到向上的弹力和向下的重力。B.b时刻是演员离开蹦床后上升过程中的某个时刻，此时速度并非最大，最大速度发生在离开蹦床瞬间。C.从a时刻到b时刻，蹦床对演员做功使演员获得动能，然后转化为重力势能。根据演员上升的最大高度6.4m，可以计算出重力势能为1120J，小于1280J。D.根据重力势能公式EP＝mgh，可以计算出演员上升的最大高度为6.4m。
【解答】解：A.在a点之后，弹力减小，演员做加速度减小的加速运动，当弹力减小到等于重力，加速度为0，即演员的速度达到最大，此时还没有到达6时刻，之后弹力继续减小，演员做加速度增大的减速运动，最后离开弹性网，故A错误；
B.演员在接触弹性网以后，弹力增大，演员做加速度减小的加速运动，当弹力增大到等于重力时，加速度为0，即演员的速度达到最大，之后弹力继续增大演员做加速增大的减速运动，当演员运动到a时刻，速度为0，但加速度不为0，故B错误；
CD.由图像可知，演员在空中的时间为t＝2.8s﹣1.2s＝1.6s演员离开弹性网的速度为

解得：v＝8m/s
设蹦床的最大压缩量为h，从a时刻到b时刻，根据动能定理
W﹣mghmv2
解得：W＝1120J。
可知从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功小于1280J。演员离开弹性网后能上升的最大高度为v2＝2gh解得h＝6.4m故D正确。故选：D。
【点评】题目设计旨在考查学生对力、运动和能量转换的理解，以及如何从图像中提取信息并应用物理公式进行计算。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．（15分）某实验小组用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落。
（1）关于本实验下列说法不正确的是 CD （填字母代号）。
A.为减小空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物
B.为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上
C.为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源
D.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度
（2）如图乙所示为某次实验打出的纸带，取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，AC间的距离为s1，CE间的距离为s2，若相邻两点的时间间隔为T，重锤质量为m，重力加速度为g。根据这些条件计算从O点到C点的过程中重锤重力势能的减少量ΔEp＝ mg（s0+s1） ，动能的增加量ΔEk＝ 。
（3）某同学在实验的过程中先释放重物，后接通电源打出纸带，将会导致重力势能的减少量 小于 动能的增加量。（填“大于”、“等于”或“小于”）
（4）另一小组的同学想用如图丙所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意？并说明理由 不同意；小车运动过程要克服阻力做功 。
【分析】（1）根据实验注意事项分析答题。
（2）求出重锤的速度，然后根据重力势能与动能的计算公式分析求解。
（3）根据重锤的运动情况分析答题。
（4）根据机械能守恒的条件分析答题。
【解答】解：（1）A、为减小空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物，故A正确；
B、为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上，故B正确；
C、为在纸带上打下尽量多的点，应先接通电源然后再释放重物，故C错误；
D、为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，根据匀变速运动的推论求出重锤的速度，如果根据公式计算速度，直接应用机械能守恒定律求速度，用结论证明结论是错误的，故D错误。
本题选不正确的，故选：CD。
（2）从O点到C点的过程中重锤重力势能的减少量ΔEp＝mg（s0+s1），
打C点时重锤的速度v，
动能的增加量ΔEk 。
（3）先释放重物再接通电源，打第一个点时重物已经具有一定的速度，导致重力势能的减少量小于动能的增加量。
（4）平衡摩擦力后，小车在运动过程中仍要克服阻力做功，导致小车和砂桶组成的系统机械能有损失，系统机械能不守恒，不同意该同学的说法。
故答案为：（1）CD；（2）mg（s0+s1）；；（3）小于；（4）不同意；小车运动过程要克服阻力做功。
【点评】掌握基础知识，理解实验原理是解题的前提，应用匀变速直线运动的推论求出重物的速度，根据重力势能与动能的计算公式即可解题。
13．（6分）如图所示，水平转台上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物块随转台一起从静止开始转动，当转台的角速度达到ω时，物块依然保持与状态相对静止，重力加速度为g。求：
（1）此时物块的线速度大小；
（2）这一过程中摩擦力对物块做的功。
【分析】（1）物块随转台做圆周运动，线速度与角速度的关系为v＝ωr，直接代入已知量即可求出线速度大小。（2）物块初动能为零，末动能由线速度决定。摩擦力作为唯一做功的力，其功等于物块动能的变化量，利用动能定理即可求出摩擦力做的功。
【解答】解：（1）物块的线速度大小为v＝ωr
（2）根据动能定理得：，解得：
答：（1）此时物块的线速度大小为ωr。
（2）这一过程中摩擦力对物块做的功为。
【点评】本题以圆周运动为背景，考查线速度与角速度的关系以及动能定理的应用。第一问直接考查线速度公式，属于基础知识点；第二问通过摩擦力做功的计算，巧妙地将圆周运动与能量转化联系起来，需要学生理解静摩擦力在加速过程中的作用。题目重点在于对物理过程的分析能力，特别是对变加速运动中功能关系的把握。
14．（8分）2023年，中国航天成功发射近七十次。其中某一卫星绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，地球的质量为M，该卫星距地球表面的高度也为R，引力常量为G。求：
（1）该卫星绕地球运行的线速度大小v；
（2）该卫星绕地球运行的周期T。
【分析】（1）根据万有引力提供向心力列式求解线速度表达式；
（2）根据圆周运动周期和线速度的关系列式推导。
【解答】解：（1）设卫星质量为m，则轨道半径为r＝R+R＝2R，根据万有引力提供向心力有Gm，得线速度大小为
（2）根据圆周运动的周期和线速度的关系由，得。
答：（1）卫星绕地球运行的线速度大小v为；
（2）卫星绕地球运行的周期T为。
【点评】考查万有引力定律的应用以及圆周运动的相关知识，会根据题意进行准确分析解答。
15．（12分）如图所示，质量为60kg的飞行员，驾驶飞机在竖直面内做半径为360m的圆周运动。当飞机飞过最高点时，飞行员和座椅之间的弹力恰好为零，已知飞行员能承受的最大压力为6000N，取g＝10m/s2，不考虑飞行员和座椅之间的摩擦力。求：
（1）飞机在最高点时的速度；
（2）当飞机在最高点速度为90m/s时，座椅对人的弹力；
（3）为了确保飞行员安全，飞机飞至最低点的最大速度。
【分析】（1）由题可知，飞行员和座椅之间弹力恰好为零，根据向心力的来源和向心力的公式可求；
（2）当最高点速度为v＝90m/s，根据向心力的公式可求此时的向心力，分析向心力的来源可求座椅对人的弹力；
（3）飞行员在最低点时，分析向心力的来源，结合题中给出的飞行员能承受的最大压力可解。
【解答】解：（1）当飞机飞过最高点时，飞行员和座椅之间的弹力恰好为零，根据牛顿第二定律得，解得v＝60m/s；
（2）当飞机在最高点速度为90m/s时，根据牛顿第二定律得，
解得FN＝750N
（3）在最低点，飞行员能承受的最大压力为6000N，根据牛顿第二定律得，
解得vm＝180m/s
答：（1）飞机在最高点时的速度等于60m/s；
（2）座椅对人的弹力等于750N；
（3）飞机飞至最低点的最大速度等于180m/s。
【点评】解题关键是能够正确分析向心力的来源，根据向心力的公式求解即可。
16．（15分）左侧竖直墙面上固定半径R＝0.6m的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑直杆。质量m1＝1kg的小球a套在半圆环上，质量m2＝0.44kg的滑块b套在直杆上。二者之间用长l＝0.8m的轻杆通过两铰链连接。现给a小球一微小扰动，让其从圆环的最高处由静止自由下滑，不计一切摩擦，a、b均视为质点，重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）小球a滑到与圆心O等高的P点时速度的大小v；
（2）小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点时，小球a与滑块b的速度之比；
（3）小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中，杆对滑块b做的功W。
【分析】（1）当a滑到与O同高度P点时，ab的速度为零，根据a、b组成的系统机械能守恒求小球a滑到与圆心O等高的P点时速度的大小v；
（2）小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中，根据杆不可伸长和缩短，a、b沿杆的速度相等列式，从而得到小球a与滑块b的速度之比。
（3）再结合机械能守恒定律求出b球此时的速度，即可由动能定理求得杆对b球做的功W。
【解答】解：（1）当a滑到与O同高度P点时，a的速度v沿圆环切向向下，b的速度为零，由a、b组成的系统机械能守恒得

解得小球a滑到与圆心O等高的P点时的速度为v＝2m/s
（2）杆与圆相切时，如图所示。
a的速度沿杆方向，设此时b的速度为vb，根据杆不可伸长和缩短，则有
va＝vb•csθ
由几何关系可得

解得

（3）在图中，从P到Q，球a下降的高度为
h＝Rcsθ
根据a、b系统机械能守恒得

对滑块b，由动能定理得

联立解得
W＝4.4J
答：（1）小球a滑到与圆心O等高的P点时速度的大小v为2m/s；
（2）小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点时，小球a与滑块b的速度之比为 4：5；
（3）杆对滑块b做的功W为4.4J。
【点评】本题考查了机械能守恒和动能定理的综合运用，关键要知道a、b组成的系统机械能守恒，抓住a、b沿杆方向的分速度相等进行求解。
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9
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11
答案
C
A
D
A
D
C
B
B
D
B
D