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广东省广州市天河区2023-2024学年高一下学期期末物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份广东省广州市天河区2023-2024学年高一下学期期末物理试题（原卷版+解析版），文件包含广东省广州市天河区2023-2024学年高一下学期期末物理试题原卷版docx、广东省广州市天河区2023-2024学年高一下学期期末物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生必须用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号填写在答题卡相应的位置上。
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔或涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 在恒力作用下，物体不可能做曲线运动
B. 速度方向改变的运动一定是曲线运动
C. 做曲线运动的物体，速度可能不变，加速度一定不断地改变
D. 做曲线运动的物体，在某一点的速度方向沿曲线上该点的切线方向
【答案】D
【解析】
【详解】A．在恒力作用下，当恒力与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，故A错误；
B．速度方向改变的运动不一定是曲线运动，比如竖直上抛运动，在最高点速度方向发生改变，但竖直上抛是直线运动，故B错误；
C．做曲线运动的物体，速度大小可能不变，但速度方向时刻发生变化，加速度可能保持不变，故C错误；
D．做曲线运动的物体，在某一点的速度方向沿曲线上该点的切线方向，故D正确。
故选D。
2. “祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（ ）
A. 火星公转的线速度比地球的大B. 火星公转的角速度比地球的大
C. 火星公转的半径比地球的小D. 火星公转的加速度比地球的小
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，火星的公转周期大于地球的公转周期
C．根据可得
可知火星的公转半径大于地球的公转半径，故C错误；
A．根据可得
结合C选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，故A错误；
B．根据可知火星公转的角速度小于地球公转的角速度，故B错误；
D．根据可得
可知火星公转的加速度小于地球公转的加速度，故D正确。
故选D。
3. 广州地标建筑“小蛮腰”的塔顶外环呈倾斜椭圆形，围绕着中心天线旋转，为世界上最高的横向摩天轮。把椭圆摩天轮近似看成圆形，摩天轮匀速转动时，坐在舱内水平座椅上的游客与摩天轮保持相对静止，下列说法正确的是（ ）
A. 每个座舱的线速度相同
B. 每个座舱的角速度相同
C. 每个游客的向心力大小相同
D. 游客可能不受到摩擦力作用
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题意可知，每个座舱跟随摩天轮匀速转动，具有相同的加速度，而每个座舱的运动方向不同，即线速度的方向不同，所以每个座舱的线速度不同，故A错误，B正确；
C．根据
每个游客的的质量不同，所以每个游客的向心力不同，故C错误；
D．游客的向心力由摩擦力提供向心力，所以游客一定受到摩擦力，故D错误。
故选B。
4. 如图是嫦娥五号奔月挖“嫦娥石”的轨道示意图，探测器在近月点P被月球俘获进入椭圆轨道Ⅰ，经调整制动后，又从P点进入环月圆形轨道Ⅱ，则探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过P点时（ ）
A. 速度相等
B. 动能相等
C. 加速度相等
D. 角速度相等
【答案】C
【解析】
【详解】卫星从高轨道变轨到低轨道需要在变轨处点火减速，所以探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过P点时，速度不相等，动能不相等，根据牛顿第二定律可得
可得
可知角速度不相等；由于、都相同，所以探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过P点时加速度相等。
故选C。
5. 如图所示为表演杂技“飞车走壁”的示意图。演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰，做匀速圆周运动，图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托，在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹，不考虑车轮受到的摩擦力，下列说法中正确的是（ ）
A. 在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大
B. 在b轨道上运动时向心加速度较大
C. 在a轨道上运动时角速度较小
D. 在b轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较小
【答案】C
【解析】
【详解】A．以摩托车为研究对象，受力分析如图
由图得到侧壁对车的支持力为
所以摩托车对侧壁的压力一样大，故A错误；
B．由向心力
解得
所以摩托车运动时向心加速度一样大，故B错误；
C．由
解得
由于a轨道r大，则小，故在a轨道上运动时角速度较小，故C正确；
D．向心力，所以摩托车和运动员所受向心力一样大，故D错误。
故选C。
6. 航天员在空间站进行太空授课时，用细绳系住小瓶并使小瓶绕细绳一端做圆周运动，做成一个“人工离心机”成功将瓶中混合的水和食用油分离．水和油分离后，小瓶经过如图两个位置时，下列判断正确的是（ ）
A. a、d部分是油B. a、d部分是水C. b、d部分是油D. b、d部分是水
【答案】D
【解析】
【详解】水的密度大，单位体积水的质量大，瓶子中的油和水做匀速圆周运动的角速度相同，根据
可知水做圆周运动所需要的向心力大，当合力F不足以提供向心力时，水先做离心运动，所以油和水分离后，油在水的内侧，故b、d部分是水。
故选D。
7. 图甲、乙分别是生活中常见的台阶式扶梯和倾斜式扶梯，两扶梯的倾角θ相同，某质量为m的同学先后站在两扶梯上，随扶梯以速度v匀速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中人所受的支持力对人做正功
B. 两图中人所受重力的瞬时功率均为mgv
C. 甲图中人所受的摩擦力对人做正功
D. 乙图中人所受的摩擦力做功的瞬时功率为mgvcsθ
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲图中人所受的支持力竖直向上，支持力与速度方向的夹角小于，则支持力对人做正功，故A正确；
B．两图中人所受重力的瞬时功率大小均为
故B错误；
C．甲图中，根据受力平衡可知，摩擦力为0，则不存在摩擦力做功，故C错误；
D．乙图中，根据受力平衡可知，摩擦力大小为
则摩擦力做功的瞬时功率大小为
故D错误。
故选A。
8. 如图所示为一简化后的滑雪雪道模型示意图，竖直平面内半径R＝7.2m的光滑圆弧轨道固定在水平面上与水平雪道相切于B点、质量m＝50kg的运动员由A点静止下滑，最后静止于水平雪道上的C点。已知运动员与地面BC间的动摩擦因数。运动员可视为质点，忽略空气阻力，，则（ ）
A. 运动员从A运动到B加速度方向始终指向圆心
B. 运动员在B点时速度大小为
C. 运动员在B点时所受圆弧轨道的支持力大小为1000N
D. B、C两点间的距离为36m
【答案】D
【解析】
【详解】A．运动员从A运动到B做变速圆周运动，所受合外力沿切向的分力，使运动员的速率发生变化，沿径向的分力提供向心力，使运动员的速度方向不断变化，可知合外力不指向圆心，因而合加速度也不指向圆心，故A错误；
B．运动员从A运动到B，根据根据动能定理有
解得
故B错误；
C．运动员在B点时，根据牛顿第二定律有
解得
故C错误；
D．运动员由B点运动到C点的过程中，根据动能定理有
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，排球比赛中运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力，下列说法正确的有（ ）
A. 排球两次飞行过程中加速度相同
B. 排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等
C. 排球离开M点的速率比经过Q点的速率大
D. 排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．排球两次飞行过程中，加速度均为重力加速度，故A正确；
B．设高度差为，第一次从M点到P点重力做功为
第二次从P点到N点重力做功为0，故B错误；
C．排球从M点到P点与排球从Q点到N点，均做平抛运动，下落高度相同，则下落时间相等，水平方向根据
由于从M点到P点的水平位移大于从Q点到N点的水平位移，则排球离开M点的速率比经过Q点的速率大，故C正确；
D．根据
排球到达P点时的竖直分速度等于离开P点时竖直分速度，排球到达P点时的水平分速度大于离开P点时水平分速度，则排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大，故D正确。
故选ACD。
10. 潜艇从海水的高密度区驶入低密度区过程称为“掉深”。图a，某潜艇在高密度区水平向右匀速航行；t=0时，该潜艇开始“掉深”。 图b为其竖直方向的图像，水平速度保持不变。潜艇可视为质点，则 “掉深”后的0~30s内，潜艇（ ）
A. 做匀变速直线运动
B. 0~10s内的速度变化量为0
C. 5s末的速度大小为
D. 0~30s内的位移大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由于潜艇在竖直方向做变速运动，在水平方向做匀速运动，所以潜艇做曲线运动，故A错误；
B．根据图像可知，0~10s内的加速度大小为
则0~10s内的速度变化量为
故B错误；
C．根据图像可知，5s末竖直分速度为
则5s末的速度大小为
故C正确；
D．根据图像可知，0~30s内的竖直分位移大小为
水平分位移大小为
则0~30s内的位移大小为
故D正确。
故选CD。
11. 弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具，其构造原理如图所示，橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态，在C处（AB连线的中垂线上）放一固体弹丸，一手执把手，另一手将弹丸拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去。现将弹丸竖直向上发射，已知E是CD中点，不计空气阻力，则（ ）
A. 从D到C过程中，弹丸和橡皮筋组成的系统机械能守恒
B. 从D到C过程中，弹丸动能一直在增大
C. 从D到E过程橡皮筋对弹丸做功大于从E到C过程
D. 从D到C过程中，弹丸的动能和橡皮筋的弹性势能之和先增大后减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．从D到C的过程中，弹丸和橡皮筋组成的系统除重力做功外，没有外力做功，所以系统的机械能守恒，故A正确；
B．在C点橡皮筋原长，弹力为零，故在C点和C点前某一段必有左右两边橡皮筋弹力的合力小于重力，此时加速度向下，速度在减小，故B错误；
C．从D到E橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从E到C橡皮筋作用在弹丸上的合力，两段位移相等，所以DE段橡皮筋对弹丸做功较多，故C正确；
D．从D到C的过程中，弹丸的动能、弹丸的重力势能、橡皮筋的弹性势能总和不变，而弹丸的重力势能不断增大，说明弹丸的动能和橡皮筋的弹性势能不断减小，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共56分，考生根据要求作答。
12. 一兴趣小组在学习了平抛运动后，进行了“探究平抛运动的特点”实验，实验中，以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O，建立水平（x）与竖直（y）坐标轴。让质量为m的小球从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹如图甲所示。
（1）以下实验操作合理且必要的是________；
A. 调整斜槽末端，必须使末端保持水平
B. 小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放
C. 用砂纸打磨斜槽轨道，尽量使斜槽轨道光滑一些
（2）某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示。g取10m/s2，由图中所给的数据可判断出图中坐标原点O_______（选填“是”或“不是”）抛出点；小球从A点运动到B点的时间为_______s；平抛运动的初速度是_______m/s。
【答案】（1）AB （2） ①. 不是 ②. 0.1 ③. 2
【解析】
【小问1详解】
A．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，调整斜槽末端，必须使末端保持水平，故A正确；
BC．为了保证每次小球抛出的速度相同，小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放，但斜槽轨道不需要光滑，故B正确，C错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1][2][3]由图乙可知与的水平位移相等，则所用时间相等，竖直方向根据
解得小球从A点运动到B点的时间为
则平抛运动的初速度为
小球经过A点的竖直分速度为
则坐标原点O竖直分速度为
可知图中坐标原点O不是抛出点。
13. 某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下：
A．将桌面上的气垫导轨调至水平；
B．测出遮光条的宽度d
C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l
D．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E．秤出托盘和砝码总质量，滑块（含遮光条）的质量
已知当地重力加速度为g，回答以下问题（用题中所给的字母表示）
（1）遮光条通过光电门时的速度大小为_________；
（2）遮光条由静止运动至光电门的过程，系统重力势能减少了_________，遮光条经过光电门时，滑块、托盘和砝码的总动能为_________；
（3）通过改变滑块的释放位置，测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________，可认为该系统机械能守恒。
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]小车通过光电门时的速度为
（2）[2]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为
[3]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统动能增加量
（3）[4]改变l，做多组实验，做出如图以l为横坐标。以为纵坐标的图像，若机械能守恒成立有
整理有
可知，若图中直线的斜率近似等于，可认为该系统机械能守恒。
14. 小船摆渡曾是人们过河的主要方式。设河的宽度为d，河水匀速流动，流速为v1，小船在静水中的运动速度为v2，且v2 > v1。要使小船渡河的航程最短，小船渡河所用的时间为__________。
【答案】
【解析】
【详解】由于小船在静水中的运动速度大于水流速度，所以当合速度垂直与河岸时，小船渡河的航程最短，则有
小船渡河所用的时间为
15. 一台起重机匀加速地将质量为的货物从静止开始竖直吊起，在2s末货物的速度为，g取10m/s2，不计空气阻力，则起重机在这2s内的输出功率为_______W。
【答案】
【解析】
【详解】重物上升的高度为
根据动能定理
解得
则起重机在这2s内的输出功率为
16. 皮带传动是常见的传动方式之一，可以建构如图所示的物理模型来分析其传动原理。该模型中A、B两轮同轴转动，A、B、C三轮半径大小的关系是rA＝rC＝2rB。若皮带不打滑。则三个轮边缘上的点向心加速度大小之比aA∶aB∶aC＝__________。
【答案】
【解析】
【详解】因为B、C两轮由不打滑的皮带相连，所以相等时间内B、C两点转过的弧长相等，即
根据线速度与角速度关系
可知
又A、B是同轴转动，相等时间转过的角度相等，即
所以
根据向心加速度计算公式
可得
17. A、B两物体的质量之比mA∶mB=2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其v−t图像如图。此过程中，A、B两物体受到的摩擦力做的功之比WA∶WB=_________。
【答案】2:1
【解析】
【详解】根据动能定理有
解得
18. 北京时间2024年4月26日，神舟十七号、神舟十八号两个平均年龄不到40岁的航天员乘组在“天宫”会师，并拍下一张“全家福”。已知天和核心舱在距地球表面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略其他天体的引力作用和地球自转的影响。求：
（1）地球的第一宇宙速度大小v；
（2）天和核心舱绕地球做匀速圆周运动的周期T。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）在地球表面有
由万有引力提供向心力可得
联立可得地球的第一宇宙速度大小为
（2）天和核心舱绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
解得周期为
19. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为F，方向都与竖直方向成θ角，重物从地面由静止开始竖直向上加速，运动至离地面高H时人停止施力，此后重物继续上升一段时间后自由下落把地面砸深为h。已知重物的质量为m，重力加速度为g，忽略空气阻力。求：
（1）重物刚落地时的速度大小；
（2）重物对地面的平均冲击力大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）两根绳子对重物的合力
重物从上升到最终到地面，根据动能定理
解得
（2）重物落到地面后，根据速度位移公式
解得
则，重物与地面作用时间为
设地面对重物的平均作用力为F1，取竖直向上为正方向，对重物根据动量定理
解得
根据牛顿第三定律，重物对地面的平均冲击力大小等于地面对重物的平均作用力
20. 如图，运动员练习单杠下杠：双手抓住单杠与肩同宽，伸展身体，其重心以单杠为轴做圆周运动，重心通过单杠正上方A点时速率，转至点时脱离单杠，重心经过最高点，最后落到地面，点为落地时的重心位置。已知运动员的质量，做圆周运动时其重心到单杠的距离；脱离单杠后运动员在空中上升与下降的时间之比为5：7，B、D两点的高度差为，重心在点时速率；g取，A、B、C、D在同一竖直平面，忽略空气阻力，不考虑体能的消耗与转化。求：
（1）运动员在A点时，单杠对每只手的弹力大小和方向；
（2）C、D两点间的水平距离；
（3）从A点运动至B点过程中合外力对运动员做的功。
【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设单杠对每只手的弹力大小为，方向竖直向上，则运动员在A点时，由牛顿第二定律
代入数据解得
方向竖直向上。
（2）设运动员从到的时间为，从到的时间为，B、C两点的高度差设为，C、D两点的高度差设为。由合运动与分运动的关系可知，运动员从到的运动可看做是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运动；从到的运动可看做是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，则
B、D两点间的高度差
C、D两点的水平距离为
联立解得C、D两点间的水平距离为
（3）设运动员在点时速度为，则
又
，
运动员从A到点的过程中，根据动能定理可知
联立解得从A点运动至B点过程中合外力对运动员做的功为
注意事项：
1．答卷前，考生必须用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号填写在答题卡相应的位置上。
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔或涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 在恒力作用下，物体不可能做曲线运动
B. 速度方向改变的运动一定是曲线运动
C. 做曲线运动的物体，速度可能不变，加速度一定不断地改变
D. 做曲线运动的物体，在某一点的速度方向沿曲线上该点的切线方向
【答案】D
【解析】
【详解】A．在恒力作用下，当恒力与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，故A错误；
B．速度方向改变的运动不一定是曲线运动，比如竖直上抛运动，在最高点速度方向发生改变，但竖直上抛是直线运动，故B错误；
C．做曲线运动的物体，速度大小可能不变，但速度方向时刻发生变化，加速度可能保持不变，故C错误；
D．做曲线运动的物体，在某一点的速度方向沿曲线上该点的切线方向，故D正确。
故选D。
2. “祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（ ）
A. 火星公转的线速度比地球的大B. 火星公转的角速度比地球的大
C. 火星公转的半径比地球的小D. 火星公转的加速度比地球的小
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，火星的公转周期大于地球的公转周期
C．根据可得
可知火星的公转半径大于地球的公转半径，故C错误；
A．根据可得
结合C选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，故A错误；
B．根据可知火星公转的角速度小于地球公转的角速度，故B错误；
D．根据可得
可知火星公转的加速度小于地球公转的加速度，故D正确。
故选D。
3. 广州地标建筑“小蛮腰”的塔顶外环呈倾斜椭圆形，围绕着中心天线旋转，为世界上最高的横向摩天轮。把椭圆摩天轮近似看成圆形，摩天轮匀速转动时，坐在舱内水平座椅上的游客与摩天轮保持相对静止，下列说法正确的是（ ）
A. 每个座舱的线速度相同
B. 每个座舱的角速度相同
C. 每个游客的向心力大小相同
D. 游客可能不受到摩擦力作用
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题意可知，每个座舱跟随摩天轮匀速转动，具有相同的加速度，而每个座舱的运动方向不同，即线速度的方向不同，所以每个座舱的线速度不同，故A错误，B正确；
C．根据
每个游客的的质量不同，所以每个游客的向心力不同，故C错误；
D．游客的向心力由摩擦力提供向心力，所以游客一定受到摩擦力，故D错误。
故选B。
4. 如图是嫦娥五号奔月挖“嫦娥石”的轨道示意图，探测器在近月点P被月球俘获进入椭圆轨道Ⅰ，经调整制动后，又从P点进入环月圆形轨道Ⅱ，则探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过P点时（ ）
A. 速度相等
B. 动能相等
C. 加速度相等
D. 角速度相等
【答案】C
【解析】
【详解】卫星从高轨道变轨到低轨道需要在变轨处点火减速，所以探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过P点时，速度不相等，动能不相等，根据牛顿第二定律可得
可得
可知角速度不相等；由于、都相同，所以探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过P点时加速度相等。
故选C。
5. 如图所示为表演杂技“飞车走壁”的示意图。演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰，做匀速圆周运动，图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托，在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹，不考虑车轮受到的摩擦力，下列说法中正确的是（ ）
A. 在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大
B. 在b轨道上运动时向心加速度较大
C. 在a轨道上运动时角速度较小
D. 在b轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较小
【答案】C
【解析】
【详解】A．以摩托车为研究对象，受力分析如图
由图得到侧壁对车的支持力为
所以摩托车对侧壁的压力一样大，故A错误；
B．由向心力
解得
所以摩托车运动时向心加速度一样大，故B错误；
C．由
解得
由于a轨道r大，则小，故在a轨道上运动时角速度较小，故C正确；
D．向心力，所以摩托车和运动员所受向心力一样大，故D错误。
故选C。
6. 航天员在空间站进行太空授课时，用细绳系住小瓶并使小瓶绕细绳一端做圆周运动，做成一个“人工离心机”成功将瓶中混合的水和食用油分离．水和油分离后，小瓶经过如图两个位置时，下列判断正确的是（ ）
A. a、d部分是油B. a、d部分是水C. b、d部分是油D. b、d部分是水
【答案】D
【解析】
【详解】水的密度大，单位体积水的质量大，瓶子中的油和水做匀速圆周运动的角速度相同，根据
可知水做圆周运动所需要的向心力大，当合力F不足以提供向心力时，水先做离心运动，所以油和水分离后，油在水的内侧，故b、d部分是水。
故选D。
7. 图甲、乙分别是生活中常见的台阶式扶梯和倾斜式扶梯，两扶梯的倾角θ相同，某质量为m的同学先后站在两扶梯上，随扶梯以速度v匀速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中人所受的支持力对人做正功
B. 两图中人所受重力的瞬时功率均为mgv
C. 甲图中人所受的摩擦力对人做正功
D. 乙图中人所受的摩擦力做功的瞬时功率为mgvcsθ
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲图中人所受的支持力竖直向上，支持力与速度方向的夹角小于，则支持力对人做正功，故A正确；
B．两图中人所受重力的瞬时功率大小均为
故B错误；
C．甲图中，根据受力平衡可知，摩擦力为0，则不存在摩擦力做功，故C错误；
D．乙图中，根据受力平衡可知，摩擦力大小为
则摩擦力做功的瞬时功率大小为
故D错误。
故选A。
8. 如图所示为一简化后的滑雪雪道模型示意图，竖直平面内半径R＝7.2m的光滑圆弧轨道固定在水平面上与水平雪道相切于B点、质量m＝50kg的运动员由A点静止下滑，最后静止于水平雪道上的C点。已知运动员与地面BC间的动摩擦因数。运动员可视为质点，忽略空气阻力，，则（ ）
A. 运动员从A运动到B加速度方向始终指向圆心
B. 运动员在B点时速度大小为
C. 运动员在B点时所受圆弧轨道的支持力大小为1000N
D. B、C两点间的距离为36m
【答案】D
【解析】
【详解】A．运动员从A运动到B做变速圆周运动，所受合外力沿切向的分力，使运动员的速率发生变化，沿径向的分力提供向心力，使运动员的速度方向不断变化，可知合外力不指向圆心，因而合加速度也不指向圆心，故A错误；
B．运动员从A运动到B，根据根据动能定理有
解得
故B错误；
C．运动员在B点时，根据牛顿第二定律有
解得
故C错误；
D．运动员由B点运动到C点的过程中，根据动能定理有
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，排球比赛中运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力，下列说法正确的有（ ）
A. 排球两次飞行过程中加速度相同
B. 排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等
C. 排球离开M点的速率比经过Q点的速率大
D. 排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．排球两次飞行过程中，加速度均为重力加速度，故A正确；
B．设高度差为，第一次从M点到P点重力做功为
第二次从P点到N点重力做功为0，故B错误；
C．排球从M点到P点与排球从Q点到N点，均做平抛运动，下落高度相同，则下落时间相等，水平方向根据
由于从M点到P点的水平位移大于从Q点到N点的水平位移，则排球离开M点的速率比经过Q点的速率大，故C正确；
D．根据
排球到达P点时的竖直分速度等于离开P点时竖直分速度，排球到达P点时的水平分速度大于离开P点时水平分速度，则排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大，故D正确。
故选ACD。
10. 潜艇从海水的高密度区驶入低密度区过程称为“掉深”。图a，某潜艇在高密度区水平向右匀速航行；t=0时，该潜艇开始“掉深”。 图b为其竖直方向的图像，水平速度保持不变。潜艇可视为质点，则 “掉深”后的0~30s内，潜艇（ ）
A. 做匀变速直线运动
B. 0~10s内的速度变化量为0
C. 5s末的速度大小为
D. 0~30s内的位移大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由于潜艇在竖直方向做变速运动，在水平方向做匀速运动，所以潜艇做曲线运动，故A错误；
B．根据图像可知，0~10s内的加速度大小为
则0~10s内的速度变化量为
故B错误；
C．根据图像可知，5s末竖直分速度为
则5s末的速度大小为
故C正确；
D．根据图像可知，0~30s内的竖直分位移大小为
水平分位移大小为
则0~30s内的位移大小为
故D正确。
故选CD。
11. 弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具，其构造原理如图所示，橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态，在C处（AB连线的中垂线上）放一固体弹丸，一手执把手，另一手将弹丸拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去。现将弹丸竖直向上发射，已知E是CD中点，不计空气阻力，则（ ）
A. 从D到C过程中，弹丸和橡皮筋组成的系统机械能守恒
B. 从D到C过程中，弹丸动能一直在增大
C. 从D到E过程橡皮筋对弹丸做功大于从E到C过程
D. 从D到C过程中，弹丸的动能和橡皮筋的弹性势能之和先增大后减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．从D到C的过程中，弹丸和橡皮筋组成的系统除重力做功外，没有外力做功，所以系统的机械能守恒，故A正确；
B．在C点橡皮筋原长，弹力为零，故在C点和C点前某一段必有左右两边橡皮筋弹力的合力小于重力，此时加速度向下，速度在减小，故B错误；
C．从D到E橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从E到C橡皮筋作用在弹丸上的合力，两段位移相等，所以DE段橡皮筋对弹丸做功较多，故C正确；
D．从D到C的过程中，弹丸的动能、弹丸的重力势能、橡皮筋的弹性势能总和不变，而弹丸的重力势能不断增大，说明弹丸的动能和橡皮筋的弹性势能不断减小，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共56分，考生根据要求作答。
12. 一兴趣小组在学习了平抛运动后，进行了“探究平抛运动的特点”实验，实验中，以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O，建立水平（x）与竖直（y）坐标轴。让质量为m的小球从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹如图甲所示。
（1）以下实验操作合理且必要的是________；
A. 调整斜槽末端，必须使末端保持水平
B. 小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放
C. 用砂纸打磨斜槽轨道，尽量使斜槽轨道光滑一些
（2）某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示。g取10m/s2，由图中所给的数据可判断出图中坐标原点O_______（选填“是”或“不是”）抛出点；小球从A点运动到B点的时间为_______s；平抛运动的初速度是_______m/s。
【答案】（1）AB （2） ①. 不是 ②. 0.1 ③. 2
【解析】
【小问1详解】
A．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，调整斜槽末端，必须使末端保持水平，故A正确；
BC．为了保证每次小球抛出的速度相同，小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放，但斜槽轨道不需要光滑，故B正确，C错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1][2][3]由图乙可知与的水平位移相等，则所用时间相等，竖直方向根据
解得小球从A点运动到B点的时间为
则平抛运动的初速度为
小球经过A点的竖直分速度为
则坐标原点O竖直分速度为
可知图中坐标原点O不是抛出点。
13. 某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下：
A．将桌面上的气垫导轨调至水平；
B．测出遮光条的宽度d
C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l
D．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E．秤出托盘和砝码总质量，滑块（含遮光条）的质量
已知当地重力加速度为g，回答以下问题（用题中所给的字母表示）
（1）遮光条通过光电门时的速度大小为_________；
（2）遮光条由静止运动至光电门的过程，系统重力势能减少了_________，遮光条经过光电门时，滑块、托盘和砝码的总动能为_________；
（3）通过改变滑块的释放位置，测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________，可认为该系统机械能守恒。
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]小车通过光电门时的速度为
（2）[2]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为
[3]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统动能增加量
（3）[4]改变l，做多组实验，做出如图以l为横坐标。以为纵坐标的图像，若机械能守恒成立有
整理有
可知，若图中直线的斜率近似等于，可认为该系统机械能守恒。
14. 小船摆渡曾是人们过河的主要方式。设河的宽度为d，河水匀速流动，流速为v1，小船在静水中的运动速度为v2，且v2 > v1。要使小船渡河的航程最短，小船渡河所用的时间为__________。
【答案】
【解析】
【详解】由于小船在静水中的运动速度大于水流速度，所以当合速度垂直与河岸时，小船渡河的航程最短，则有
小船渡河所用的时间为
15. 一台起重机匀加速地将质量为的货物从静止开始竖直吊起，在2s末货物的速度为，g取10m/s2，不计空气阻力，则起重机在这2s内的输出功率为_______W。
【答案】
【解析】
【详解】重物上升的高度为
根据动能定理
解得
则起重机在这2s内的输出功率为
16. 皮带传动是常见的传动方式之一，可以建构如图所示的物理模型来分析其传动原理。该模型中A、B两轮同轴转动，A、B、C三轮半径大小的关系是rA＝rC＝2rB。若皮带不打滑。则三个轮边缘上的点向心加速度大小之比aA∶aB∶aC＝__________。
【答案】
【解析】
【详解】因为B、C两轮由不打滑的皮带相连，所以相等时间内B、C两点转过的弧长相等，即
根据线速度与角速度关系
可知
又A、B是同轴转动，相等时间转过的角度相等，即
所以
根据向心加速度计算公式
可得
17. A、B两物体的质量之比mA∶mB=2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其v−t图像如图。此过程中，A、B两物体受到的摩擦力做的功之比WA∶WB=_________。
【答案】2:1
【解析】
【详解】根据动能定理有
解得
18. 北京时间2024年4月26日，神舟十七号、神舟十八号两个平均年龄不到40岁的航天员乘组在“天宫”会师，并拍下一张“全家福”。已知天和核心舱在距地球表面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略其他天体的引力作用和地球自转的影响。求：
（1）地球的第一宇宙速度大小v；
（2）天和核心舱绕地球做匀速圆周运动的周期T。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）在地球表面有
由万有引力提供向心力可得
联立可得地球的第一宇宙速度大小为
（2）天和核心舱绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
解得周期为
19. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为F，方向都与竖直方向成θ角，重物从地面由静止开始竖直向上加速，运动至离地面高H时人停止施力，此后重物继续上升一段时间后自由下落把地面砸深为h。已知重物的质量为m，重力加速度为g，忽略空气阻力。求：
（1）重物刚落地时的速度大小；
（2）重物对地面的平均冲击力大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）两根绳子对重物的合力
重物从上升到最终到地面，根据动能定理
解得
（2）重物落到地面后，根据速度位移公式
解得
则，重物与地面作用时间为
设地面对重物的平均作用力为F1，取竖直向上为正方向，对重物根据动量定理
解得
根据牛顿第三定律，重物对地面的平均冲击力大小等于地面对重物的平均作用力
20. 如图，运动员练习单杠下杠：双手抓住单杠与肩同宽，伸展身体，其重心以单杠为轴做圆周运动，重心通过单杠正上方A点时速率，转至点时脱离单杠，重心经过最高点，最后落到地面，点为落地时的重心位置。已知运动员的质量，做圆周运动时其重心到单杠的距离；脱离单杠后运动员在空中上升与下降的时间之比为5：7，B、D两点的高度差为，重心在点时速率；g取，A、B、C、D在同一竖直平面，忽略空气阻力，不考虑体能的消耗与转化。求：
（1）运动员在A点时，单杠对每只手的弹力大小和方向；
（2）C、D两点间的水平距离；
（3）从A点运动至B点过程中合外力对运动员做的功。
【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设单杠对每只手的弹力大小为，方向竖直向上，则运动员在A点时，由牛顿第二定律
代入数据解得
方向竖直向上。
（2）设运动员从到的时间为，从到的时间为，B、C两点的高度差设为，C、D两点的高度差设为。由合运动与分运动的关系可知，运动员从到的运动可看做是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运动；从到的运动可看做是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，则
B、D两点间的高度差
C、D两点的水平距离为
联立解得C、D两点间的水平距离为
（3）设运动员在点时速度为，则
又
，
运动员从A到点的过程中，根据动能定理可知
联立解得从A点运动至B点过程中合外力对运动员做的功为
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