2024-2025学年河北省衡水市冀州中学高三（上）期末物理试卷(含详细答案解析)

这是一份2024-2025学年河北省衡水市冀州中学高三（上）期末物理试卷(含详细答案解析)，共24页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）（2024秋•冀州区校级期末）下列说法正确的是（ ）
A．甲图中记录送餐机器人从1楼至9楼的时间时，不可以把机器人看成质点
B．乙图中导航显示的96公里是位移大小
C．丙图中小孩坐在行驶的汽车里，以小孩为参考系，车外的建筑物是运动的
D．丁图中雷达测速仪测得的是汽车的平均速度
2．（4分）（2022•东城区三模）如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度自由摆下，当细绳与钉子相碰后继续向右做摆长更小的摆动。不计空气阻力，假设小球碰钉子前后无机械能损失，有关摆球在整个摆动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球碰钉子之后，绳上拉力减小
B．碰后小球向心加速度大小不变
C．碰后小球仍能摆到碰前释放摆球时高度
D．碰后小球最大摆角小于碰前释放摆球的摆角
3．（4分）（2022•苏州模拟）如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ）
A．t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
B．t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2面积不相等
C．t1时刻，杆中弹力一定最小
D．在小球做一次完整圆周运动的过程中，杆中弹力不可能两次为零
4．（4分）（2024秋•冀州区校级期末）如图甲所示为烤肠机，香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，静止在两根水平的平行金属杆1、2中间，其截面图如图乙所示。香肠的圆心O到两根金属杆圆O1O2的距离均为l，圆心O到两根金属杆圆心O1O2连线的垂直距离为d，重力加速度为g。则金属杆1对香肠的支持力大小为（ ）
A．B．
C．D．
5．（4分）（2024秋•冀州区校级期末）如图所示是《天工开物》中牛力齿轮的图画及其原理简化图，牛拉动横杆驱动半径为R1的大齿轮匀速率转动，大齿轮与半径为R2的中齿轮垂直咬合，中齿轮通过横轴与半径为R3小齿轮相连，小齿轮驱动抽水桶抽水，已知牛拉横杆转一圈需要时间为t，则抽水桶的运动速率约为（ ）
A．B．
C．D．
6．（4分）（2024秋•冀州区校级期末）如图所示，倾角为θ的斜面体固定在水平面上，两个可视为质点的小球甲和乙分别沿水平方向抛出，两球的初速度大小相等，已知甲的抛出点为斜面体的顶点，经过一段时间两球落在斜面上的A、B两点后不再反弹，落在斜面上的瞬间，小球乙的速度与斜面垂直。忽略空气的阻力，重力加速度为g。则下列选项正确的是（ ）
A．甲、乙两球在空中运动的时间之比为tan2θ：1
B．甲、乙两球下落的高度之比为2tan2θ：1
C．甲、乙两球的水平位移之比为tanθ：1
D．甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值之比为2tan2θ：1
（多选）7．（4分）（2024秋•冀州区校级期末）在光滑水平面上叠放有A、B两个物体，它们的质量分别为2m和m，C物体上固连一轻质滑轮，与A连接的轻质细线绕过两轻质滑轮后固定到天花板上，其中与A连接的细线水平，绕过动滑轮的左右两段细线竖直，如图所示。不考虑滑轮的摩擦，A、B间的动摩擦因数μ＝0.2，g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．A物体的最大加速度为2m/s2
B．B物体的最大加速度为4m/s2
C．C物体质量为m时，B的加速度为2.5m/s2
D．若A、B不发生相对运动，则C物体的最大质量为3m
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）8．（6分）（2023秋•河池期末）如图所示是一种“鱼虾自动分离装置”的简化结构图，此装置可以实现机械化分离鱼和虾。分离器出口在倾斜传送带中段适当位置正上方一定高度，鱼虾下落到传送带时均有沿斜面向下的初速度，最终虾均能被传送至下端收集箱中，鱼均能被传送到上端收集箱中，已知传送带与水平面间夹角为θ，始终以恒定速率顺时针转动。则下列说法正确的是（ ）
A．鱼和虾在传送带上运送的过程所受的摩擦力方向始终沿斜面向上
B．虾在传送带上做加速直线运动，鱼在传送带上做减速直线运动
C．虾与传送带间的动摩擦因数有可能小于tanθ
D．鱼与传送带间的动摩擦因数一定大于tanθ
（多选）9．（6分）（2021•惠州模拟）如图所示为一种圆锥筒状转筒，左右各系着一长一短的绳子挂着相同的小球，转筒静止时绳子平行圆锥面。当转筒中心轴开始缓慢加速转动，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．角速度慢慢增大，一定是线长的那个球先离开圆锥筒
B．角速度达到一定值的时候，两个球一定同时离开圆锥筒
C．两个球都离开圆锥筒后，它们一定高度相同
D．两个球都离开圆锥筒时，两端绳子的拉力一定相同
10．（6分）（2024秋•冀州区校级期末）一质量为2kg的物体在如图甲所示的xOy平面上运动，在x轴方向上的速度—时间图像和在y轴方向上的位移—时间图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（ ）
A．前2s内物体做匀变速直线运动
B．物体的初速度为8m/s
C．1.25s末物体的速度大小为5m/s
D．前2s内物体所受的合外力为16N
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（2024秋•冀州区校级期末）如图甲为探究向心力跟质量、半径、角速度关系的实验装置，金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹横中，只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力很小，可以忽略。
（1）某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制 和 两个变量不变。改变转台的转速，由 读出对应每个转速金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度ω＝ 。
（2）上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期中的数据，他用图像法来处理数据，作出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直线，请你分析图像横坐标表示的物理量是 （用题中所给字母表示），单位是 。
（3）为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材有 和 。
12．（2024秋•冀州区校级期末）以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作。
（1）用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下列操作要求正确的是 （填正确答案标号）。
A．斜槽的末端必须调节成水平
B．每次释放小球的位置必须相同
C．记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降
D．小球运动时可以与木板上的白纸相接触
（2）图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置 （填“较低”或“较高”）。
（3）按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图所示，则小球平抛的初速度v0＝ m/s（取g＝10m/s2）。
（4）该小组利用实验数据绘制“y＝x2”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g＝ （用斜率k和初速度v0表示）。
13．（2024秋•冀州区校级期末）2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。如图所示，如果降落前着陆器和上升器组合体在反推发动机作用下在距月面h＝210m处悬停，选定着陆点后以加速度a＝1m/s2竖直下降，当距月面h′＝10m时，反推发动机立即调整工作状态使组合体减速，当组合体接触月面时速度减为零。若着陆器和上升器组合体总质量m＝1000kg，月球表面重力加速度。求着陆器和上升器组合体。
（1）刚离开悬停点开始竖直下降时反推发动机推力的大小F；
（2）减速过程反推发动机推力的大小F′。
14．（2024秋•冀州区校级期末）某同学在看完精彩的篮球比赛后，设计并制作了一个投篮玩具，如图所示。该玩具由斜面体、轻质弹簧和一个缩小的篮球架组成，其中弹簧原长和斜面长度相同。把斜面体固定在水平地面上，弹簧下端与斜面体底部的固定挡板相连，上端与轻薄挡板相连。将一小球用力按压在弹簧上端的轻薄挡板上，使弹簧的压缩量为（来超过弹簧的弹性限度），松手后小球将沿斜面向上飞出。该同学进行了多次尝试，每次松手时小球都在同一位置，反复调节篮球架与斜面体间的水平距离，直至小球能够斜向下、无碰触地穿过篮筐中心，该玩具中的斜面与水平面的夹角为θ＝60°，篮筐平面到篮板上沿的距离是h＝0.1m，小球可以看作质点。某次投篮中，小球穿过篮筐中心时速度与水平方向的夹角α的正切值为，小球到达最高点时恰好与篮板上沿等高，已知小球的质量为m＝0.1kg，忽略一切摩擦，空气阻力不计，取g＝10m/s2。求：
（1）小球飞出斜面瞬间的速度；
（2）斜面体右侧的竖直面与篮筐中心间的水平距离。
15．（2024秋•冀州区校级期末）如图甲所示，倾斜传送带与水平台面相切于B点，传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。现将一小煤块从水平台面上A处以初速度v0滑到传送带B处，4s时小煤块从C点离开传送带。在整个过程中，小煤块的速率随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，不计小煤块与传送带摩擦过程中损失的质量。求：
（1）A，B两点之间的距离；
（2）小煤块与传送带之间的动摩擦因数μ；
（3）水平台面的高度；
（4）在2～3.5s时间内，小煤块在传送带上留下的痕迹长度。
2024-2025学年河北省衡水市冀州中学高三（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
二．多选题（共3小题）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．（4分）（2024秋•冀州区校级期末）下列说法正确的是（ ）
A．甲图中记录送餐机器人从1楼至9楼的时间时，不可以把机器人看成质点
B．乙图中导航显示的96公里是位移大小
C．丙图中小孩坐在行驶的汽车里，以小孩为参考系，车外的建筑物是运动的
D．丁图中雷达测速仪测得的是汽车的平均速度
【答案】C
【分析】A、如果物体大小相对研究对象较小或影响不大，可以把物体看作质点；
B、位移是描述物体位置变化的物理量，注意位移和路程的区别；
C、根据位置的相对变化分析；
D、瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度。
【解答】解：A、物体看作质点的条件是物体的形状、大小对所研究的问题没有影响，或者影响很小，在记录机器人从1楼运动到9楼的时间时，可以将机器人看作质点，故A错误；
B、乙图中导航显示的96公里是轨迹长度，不是位移大小，故B错误；
C、丙图中小孩坐在行驶的汽车里，以小孩为参考系，车外的建筑物的位置是变化的，即建筑物是运动的，故C正确；
D、测速仪显示的是瞬时速率，故D错误。
故选：C。
2．（4分）（2022•东城区三模）如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度自由摆下，当细绳与钉子相碰后继续向右做摆长更小的摆动。不计空气阻力，假设小球碰钉子前后无机械能损失，有关摆球在整个摆动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球碰钉子之后，绳上拉力减小
B．碰后小球向心加速度大小不变
C．碰后小球仍能摆到碰前释放摆球时高度
D．碰后小球最大摆角小于碰前释放摆球的摆角
【答案】C
【分析】细绳与钉子相碰前后线速度大小不变，半径变小，根a分析加速度的变化，根据拉力和重力的合力提供向心力，判断拉力的变化，从而进行判断。
【解答】解：AB、细绳与钉子相碰前后瞬间小球的线速度大小不变，半径变小，根据a得知，向心加速度速度增大，根据F﹣mg＝ma，可知拉力增大。故A、B错误。
CD、当释放点不高于A点时，当绳子与钉子相碰后，根据机械能守恒可以知道小球能摆到与原来等高的位置。故C正确，D错误。
故选：C。
3．（4分）（2022•苏州模拟）如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ）
A．t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
B．t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2面积不相等
C．t1时刻，杆中弹力一定最小
D．在小球做一次完整圆周运动的过程中，杆中弹力不可能两次为零
【答案】A
【分析】过最高点后，速度越来越大，水平分速度也要变大，结合该规律确定最高点的时刻，抓住水平位移的关系确定面积是否相等。
【解答】解：AB、过最高点后，水平分速度要增大，经过四分之一圆周后，水平分速度为零，可知从最高点开始经过四分之一圆周，水平分速度先增大后减小，可知t1时刻小球通过最高点。根据题意知，图中x轴上下方图线围成的阴影面积分别表示从最低点经过四分之一圆周，然后再经过四分之一圆周到最高点的水平位移大小，可知S1和S2的面积相等。故A正确，B错误；
CD、若在最高点杆对小球的弹力为支持力（即重力大于向心力），而在圆心等高处以下杆对小球的弹力一定为拉力，那么在小球由最高点运动到圆心等高处的过程中的某位置，杆对小球的弹力变换了方向，此位置杆对小球的弹力为零，可知t1时刻，小球在最高点杆中弹力并不是最小。由对称性可知，在小球由圆心等高处到最高点的过程中，也有一处杆对小球的弹力为零的位置，故CD错误。
故选：A。
4．（4分）（2024秋•冀州区校级期末）如图甲所示为烤肠机，香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，静止在两根水平的平行金属杆1、2中间，其截面图如图乙所示。香肠的圆心O到两根金属杆圆O1O2的距离均为l，圆心O到两根金属杆圆心O1O2连线的垂直距离为d，重力加速度为g。则金属杆1对香肠的支持力大小为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【分析】香肠处于平衡状态，通过受力分析，结合几何关系可解出本题.
【解答】解：设金属杆对香肠的支持力方向与竖直方向的夹角为θ。香肠处于平衡状态，合力为零，竖直方向根据平衡条件得
2Ncsθ＝mg
由几何关系可得

联立解得金属杆1对香肠的支持力大小为，故ABD错误，C正确。
故选：C。
5．（4分）（2024秋•冀州区校级期末）如图所示是《天工开物》中牛力齿轮的图画及其原理简化图，牛拉动横杆驱动半径为R1的大齿轮匀速率转动，大齿轮与半径为R2的中齿轮垂直咬合，中齿轮通过横轴与半径为R3小齿轮相连，小齿轮驱动抽水桶抽水，已知牛拉横杆转一圈需要时间为t，则抽水桶的运动速率约为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【分析】大齿轮和中齿轮靠齿轮咬合传动，线速度大小相等，中齿轮和小齿轮是同轴传动，具有的角速度，根据线速度与角速度公式解答。
【解答】解：大齿轮的线速度大小为v1
由题意可知，大齿轮和中齿轮的线速度大小相等，即
v2＝v1
中齿轮和小齿轮是同轴传动，具有的角速度，根据v＝rω可知

解得
v3
故A正确，BCD错误；
故选：A。
6．（4分）（2024秋•冀州区校级期末）如图所示，倾角为θ的斜面体固定在水平面上，两个可视为质点的小球甲和乙分别沿水平方向抛出，两球的初速度大小相等，已知甲的抛出点为斜面体的顶点，经过一段时间两球落在斜面上的A、B两点后不再反弹，落在斜面上的瞬间，小球乙的速度与斜面垂直。忽略空气的阻力，重力加速度为g。则下列选项正确的是（ ）
A．甲、乙两球在空中运动的时间之比为tan2θ：1
B．甲、乙两球下落的高度之比为2tan2θ：1
C．甲、乙两球的水平位移之比为tanθ：1
D．甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值之比为2tan2θ：1
【答案】D
【分析】甲球做平抛运动落在斜面上，此时甲球水平位移与竖直位移间与斜面夹角存在关系，乙球垂直落在斜面上，水平速度与竖直速度与斜面夹角存在关系，即可判断
【解答】解：A、设初速度为v0，对乙分析，由于落到斜面上速度与斜面垂直，故，故下落时间t
对甲分析，x＝v0t′，y，，联立解得t，故，故A错误
B、甲乙下落的高度之比为，故B错误
C、甲乙水平位移之比为，故C错误；
D、甲球竖直方向的速度为v′y＝gt′＝2v0tanθ，故，故D正确
故选：D。
（多选）7．（4分）（2024秋•冀州区校级期末）在光滑水平面上叠放有A、B两个物体，它们的质量分别为2m和m，C物体上固连一轻质滑轮，与A连接的轻质细线绕过两轻质滑轮后固定到天花板上，其中与A连接的细线水平，绕过动滑轮的左右两段细线竖直，如图所示。不考虑滑轮的摩擦，A、B间的动摩擦因数μ＝0.2，g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．A物体的最大加速度为2m/s2
B．B物体的最大加速度为4m/s2
C．C物体质量为m时，B的加速度为2.5m/s2
D．若A、B不发生相对运动，则C物体的最大质量为3m
【答案】BD
【分析】对A受力分析，根据牛顿第二定律求解其加速度的最大值；对B受力分析，当A、B之间的摩擦力达到最大时其加速度最大，根据牛顿第二定律求解；根据A、B恰好不发生相对滑动时的临界条件，分别对C和AB整体由牛顿第二定律求解C的最大质量；当C的质量为m时，与D选项同理求解B的加速度大小。
【解答】解：A.当A、B发生相对滑动时，设细线的拉力为F，对A受力分析，根据牛顿第二定律得：F﹣2μmg＝2maA
可知F越大A的加速度越大，则无确定其加速度的最大值，故A错误；
B.对B受力分析，当A、B之间的摩擦力达到最大时其加速度最大，同理有：2μmg＝maBm，解得：，故B正确；
D.设A、B恰好不发生相对滑动时（此时A、B的加速度均为aBm），细线的拉力为T。
对C由牛顿第二定律得：mCg﹣2T＝mCaC
对A、B整体同理得：T＝3maBm
又有：aBm＝2aC
联立解得：mC＝3m
可知A、B不发生相对运动，则C物体的最大质量为3m，故D正确；
C.当C的质量为m时，由D选项的结论可知A、B整体未发生相对滑动。
对C有：
对A、B整体有：T1＝3maB
解得：aB，故C错误。
故选：BD。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）8．（6分）（2023秋•河池期末）如图所示是一种“鱼虾自动分离装置”的简化结构图，此装置可以实现机械化分离鱼和虾。分离器出口在倾斜传送带中段适当位置正上方一定高度，鱼虾下落到传送带时均有沿斜面向下的初速度，最终虾均能被传送至下端收集箱中，鱼均能被传送到上端收集箱中，已知传送带与水平面间夹角为θ，始终以恒定速率顺时针转动。则下列说法正确的是（ ）
A．鱼和虾在传送带上运送的过程所受的摩擦力方向始终沿斜面向上
B．虾在传送带上做加速直线运动，鱼在传送带上做减速直线运动
C．虾与传送带间的动摩擦因数有可能小于tanθ
D．鱼与传送带间的动摩擦因数一定大于tanθ
【答案】ACD
【分析】根据鱼虾的初速度和受力情况判定鱼虾的运动情况；根据虾的运动方向与摩擦力方向确定摩擦力情况；根据鱼的运动过程判定加速度的方向。
【解答】解：A、通过题干中提供的信息可知，由于鱼和虾最终均能进入收集箱，且由于两者落在传送带时均有沿斜面向下的初速度，故鱼和虾所受摩擦力方向一定始终沿斜面向上，故A正确；
BCD、受力分析可知，虾的重力沿斜面向下的分力有可能小于虾所受到的摩擦力，故有可能减速向下运动，所以可能有
μ虾mgcsθ＞mgsinθ
则
虾与传送带间的动摩擦因数μ虾＞tanθ
也有可能虾的重力沿斜面向下的分力大于虾所受的摩擦力，则有
μ虾mgcsθ＜mgsinθ
则μ虾＜tanθ
同理可能有
虾与传送带间的动摩擦因数μ虾＝tanθ
要保证鱼均能进入上端收集箱，则应先减速向下，后加速向上，若传送带足够长还有可能最后做匀速运动，所以对鱼一定有
mgsinθ＜μ鱼mgcsθ
即
虾与传送带间的动摩擦因数μ鱼＞tanθ
故B错误，CD正确。
故选：ACD。
（多选）9．（6分）（2021•惠州模拟）如图所示为一种圆锥筒状转筒，左右各系着一长一短的绳子挂着相同的小球，转筒静止时绳子平行圆锥面。当转筒中心轴开始缓慢加速转动，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．角速度慢慢增大，一定是线长的那个球先离开圆锥筒
B．角速度达到一定值的时候，两个球一定同时离开圆锥筒
C．两个球都离开圆锥筒后，它们一定高度相同
D．两个球都离开圆锥筒时，两端绳子的拉力一定相同
【答案】AC
【分析】根据牛顿第二定律求出小球刚离开圆锥筒时的临界角速度，结合绳长判断临界角速度的大小，从而判断哪个球先离开圆锥筒。两球都离开圆锥筒后，角速度相同，结合表达式比较高度大小。抓住两球离开圆锥筒后角速度相同，分析绳子与竖直方向的夹角，从而判断拉力的大小关系。
【解答】解：AB、设绳子与竖直方向的夹角为θ，绳长为L，当小球刚离开转筒时，根据牛顿第二定律有
mgtanθ＝m（Lsinθ）ω2
解得离开圆锥筒时的临界角速度

可知绳子长的临界角速度较小，当角速度慢慢增大，一定是低的那个球先离开圆锥筒，故A正确，B错误。
C、两个球离开圆锥筒后，角速度相同，根据

可知，Lcsθ相同，即它们的高度相同，故C正确。
D、小球都离开圆锥筒时绳子的拉力为

两个球离开圆锥筒后，由于L cs θ相同，而绳长不同，则细线与竖直方向的夹角不同，绳子拉力不同，故D错误。
故选：AC。
10．（6分）（2024秋•冀州区校级期末）一质量为2kg的物体在如图甲所示的xOy平面上运动，在x轴方向上的速度—时间图像和在y轴方向上的位移—时间图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（ ）
A．前2s内物体做匀变速直线运动
B．物体的初速度为8m/s
C．1.25s末物体的速度大小为5m/s
D．前2s内物体所受的合外力为16N
【答案】C
【分析】根据两个运动图像分析出两个方向上物体的运动过程，再根据运动的合成相关知识，列式求解。
【解答】解：AB、由乙图得物体在x轴上做初速度为8m/s，加速度大小为4m/s2的匀减速运动，由丙图知物体在y轴上做速度为4m/s的匀速直线运动，则物体初速度v04m/s；初速度方向与x轴正方向夹角tanθ，合力大小不变沿x轴方向，两者不在同一条直线上，故物体前2s内做匀变速曲线运动，故AB错误；
C、1.25s末vy1＝4m/s，vx1＝vx﹣at＝8m/s﹣4×1.25m/s＝3m/s，则v1m/s＝5m/s，故C正确；
D、物体只在x轴方向受力，根据a4m/s2，由牛顿第二定律得F＝ma＝2×4N＝8N，故D错误；
故选：C。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（2024秋•冀州区校级期末）如图甲为探究向心力跟质量、半径、角速度关系的实验装置，金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹横中，只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力很小，可以忽略。
（1）某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制 半径 和 质量 两个变量不变。改变转台的转速，由 力传感器 读出对应每个转速金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度ω＝ 。
（2）上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期中的数据，他用图像法来处理数据，作出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直线，请你分析图像横坐标表示的物理量是 ω2 （用题中所给字母表示），单位是 rad2/s2 。
（3）为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材有 刻度尺 和 天平 。
【答案】（1）半径，质量，力传感器，；（2）ω2，rad2/s2；（3）刻度尺，天平。
【分析】（1）根据控制变量法分析判断；根据题意计算；
（2）根据向心力公式分析判断；
（3）根据实验原理分析判断。
【解答】解：（1）为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制金属块转动半径和金属块质量两个变量不变；金属块受的拉力可由力传感器直接测量。根据题意知转动的角速度
（2）由向心力公式F＝mω2r，可得当保持m和r不变，力F与ω2成正比，F﹣ω2图线为过原点的一条倾斜直线，所以横坐标表示的物理量是ω2，单位是rad2/s2。
（3）为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到刻度尺测量不同转速下金属块转动的半径，天平测量金属块的质量。
故答案为：（1）半径，质量，力传感器，；（2）ω2，rad2/s2；（3）刻度尺，天平。
12．（2024秋•冀州区校级期末）以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作。
（1）用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下列操作要求正确的是 AB （填正确答案标号）。
A．斜槽的末端必须调节成水平
B．每次释放小球的位置必须相同
C．记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降
D．小球运动时可以与木板上的白纸相接触
（2）图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置 较高 （填“较低”或“较高”）。
（3）按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图所示，则小球平抛的初速度v0＝ 2 m/s（取g＝10m/s2）。
（4）该小组利用实验数据绘制“y＝x2”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g＝ （用斜率k和初速度v0表示）。
【答案】（1）AB；（2）较高；（3）2；（4）。
【分析】（1）根据做平抛运动的条件判断；根据保证平抛的初速度相同判断；根据保证小球平抛判断；根据减小误差判断；
（2）根据图像比较小球水平位移，再依据能量守恒确定小球在斜槽上释放的位置高度；
（3）根据匀变速直线运动规律和匀速直线运动规律计算；
（4）根据平抛运动规律推导图像对应的表达式，结合图像斜率计算。
【解答】解：（1）A．斜槽的末端必须调节成水平，保证小球初速度水平，抛出后做平抛运动，故A正确；
B．每次释放小球的位置必须相同，保证平抛的初速度相同，故B正确；
C．记录小球位置时，不需要每次必须严格地等距离下降，只要保证小球平抛即可，故C错误；
D．小球运动时只受重力作用，所以不应与木板上的白纸相接触，故D错误。
故选：AB。
（2）由图可知小球下落相同高度时，图线①所对应的小球水平位移大，说明图线①所对应的小球水平速度大，根据能量守恒，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置较高。
（3）由竖直方向上Δh＝gt2
水平方向上x＝v0t
可得v0＝2m/s
（4）根据平抛规律可得，x＝v0t
可得
又因为y﹣x2斜率为k，故
解得
故答案为：（1）AB；（2）较高；（3）2；（4）。
13．（2024秋•冀州区校级期末）2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。如图所示，如果降落前着陆器和上升器组合体在反推发动机作用下在距月面h＝210m处悬停，选定着陆点后以加速度a＝1m/s2竖直下降，当距月面h′＝10m时，反推发动机立即调整工作状态使组合体减速，当组合体接触月面时速度减为零。若着陆器和上升器组合体总质量m＝1000kg，月球表面重力加速度。求着陆器和上升器组合体。
（1）刚离开悬停点开始竖直下降时反推发动机推力的大小F；
（2）减速过程反推发动机推力的大小F′。
【答案】（1）刚离开悬停点开始竖直下降时反推发动机推力的大小等于600N；
（2）减速过程反推发动机推力的大小等于21600N。
【分析】（1）对着陆器和上升器组合体进行分析，根据牛顿第二定律求解推力的大小F；
（2）利用逆向思维结合牛顿第二定律和速度—位移关系求解减速过程反推发动机推力的大小。
【解答】解：（1）着陆器和上升器组合体进行分析，根据牛顿第二定律有
mg月﹣F＝ma
解得F＝600N
（2）加速下降过程有
v2＝2a（h﹣h'）
减速过程，利用逆向思维有
v2＝2a'h'
减速过程，根据牛顿第二定律有
F'﹣mg月＝ma'
解得
F'＝21600N
答：（1）刚离开悬停点开始竖直下降时反推发动机推力的大小等于600N；
（2）减速过程反推发动机推力的大小等于21600N。
14．（2024秋•冀州区校级期末）某同学在看完精彩的篮球比赛后，设计并制作了一个投篮玩具，如图所示。该玩具由斜面体、轻质弹簧和一个缩小的篮球架组成，其中弹簧原长和斜面长度相同。把斜面体固定在水平地面上，弹簧下端与斜面体底部的固定挡板相连，上端与轻薄挡板相连。将一小球用力按压在弹簧上端的轻薄挡板上，使弹簧的压缩量为（来超过弹簧的弹性限度），松手后小球将沿斜面向上飞出。该同学进行了多次尝试，每次松手时小球都在同一位置，反复调节篮球架与斜面体间的水平距离，直至小球能够斜向下、无碰触地穿过篮筐中心，该玩具中的斜面与水平面的夹角为θ＝60°，篮筐平面到篮板上沿的距离是h＝0.1m，小球可以看作质点。某次投篮中，小球穿过篮筐中心时速度与水平方向的夹角α的正切值为，小球到达最高点时恰好与篮板上沿等高，已知小球的质量为m＝0.1kg，忽略一切摩擦，空气阻力不计，取g＝10m/s2。求：
（1）小球飞出斜面瞬间的速度；
（2）斜面体右侧的竖直面与篮筐中心间的水平距离。
【答案】（1）小球飞出斜面瞬间的速度；
（2）斜面体右侧的竖直面与篮筐中心间的水平距离。
【分析】（1）小球从斜面飞出后做斜抛运动，最高点竖直速度为零，结合速度分解和竖直方向的自由落体规律，可求出初速度；
（2）利用水平匀速运动和竖直方向的运动时间，结合水平速度求解水平距离。
【解答】解：（1）小球从最高点到过篮筐中心的过程中，竖直方向有2gh
则vy2，解得vy2m/s
则小球在空中运动的水平分速度大小为v0，解得v0m/s
小球从斜面抛出时竖直方向的速度大小为vy1＝v0tanθ，解得vy1m/s
则小球从斜面飞出时的速度为v初，解得v初m/s
（2）小球从斜面抛出到过篮筐中心运动的时间为ts
所以斜面体右侧的竖直面与篮筐中心间的水平距离为l＝v0t，解得lm
答：（1）小球飞出斜面瞬间的速度m/s；
（2）斜面体右侧的竖直面与篮筐中心间的水平距离m。
15．（2024秋•冀州区校级期末）如图甲所示，倾斜传送带与水平台面相切于B点，传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。现将一小煤块从水平台面上A处以初速度v0滑到传送带B处，4s时小煤块从C点离开传送带。在整个过程中，小煤块的速率随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，不计小煤块与传送带摩擦过程中损失的质量。求：
（1）A，B两点之间的距离；
（2）小煤块与传送带之间的动摩擦因数μ；
（3）水平台面的高度；
（4）在2～3.5s时间内，小煤块在传送带上留下的痕迹长度。
【答案】（1）A，B两点之间的距离为4m；
（2）小煤块与传送带之间的动摩擦因数μ为0.25；
（3）水平台面的高度为8.4m；
（4）在2～3.5s时间内，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为4m。
【分析】（1）根据图像与时间轴围成面积表示煤块的位移求出A，B两点之间的距离；
（2）根据牛顿第二定律，结合图像求出动摩擦因数；
（3）先求出传送带的长度，再求出水平台面的高度；
（4）分别求出煤块在2～3s内和3～3.5s内的相对传送带位移大小，进而求出煤块留下的痕迹长度。
【解答】解：（1）根据图乙所示，A、B两点之间的距离等于小煤块0～2s内运动的位移大小，由图像围成的面积表示煤块的位移可得
LAB2m＝4m
（2）根据速度﹣时间图象的斜率表示加速度的大小，则可得2～3s内的加速度大小为a1m/s2＝8m/s2
3～4s内的加速度大小为a2m/s2＝4m/s2
在2～3s内，根据牛顿第二定律有
mgsinθ+μmgcsθ＝ma1
在3～4s内，根据牛顿第二定律有
mgsinθ﹣μmgcsθ＝ma2
联立解得sinθ＝0.6，μ＝0.25
（3）由图可知，在2～4s时间内，小煤块从B点运动到C点，可知传送带的长度
Lmm＝14m
则水平台面的高度h＝Lsinθ＝14×0.6m＝8.4m
（4）由图可知传送带与小煤块速度相等时，速度大小为v＝8m/s，在2～3s内，小煤块相对于传送带向后的位移Δx1＝vt1vt1vt18×1m＝4m
在3～3.5s内，小煤块相对于传送带向前的位移Δx2t2﹣vt20.5m﹣8×0.5m＝0.5m
因为痕迹有覆盖，所以划痕长度为4m。
答：（1）A，B两点之间的距离为4m；
（2）小煤块与传送带之间的动摩擦因数μ为0.25；
（3）水平台面的高度为8.4m；
（4）在2～3.5s时间内，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为4m。
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答案
C
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题号
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答案
BD
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