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【物理】江苏省如皋市2024-2025学年高三上学期期初调研测试试题（解析版）
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这是一份【物理】江苏省如皋市2024-2025学年高三上学期期初调研测试试题（解析版），共16页。
1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟．考试结束后，请将答题卡交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置．
3．请认真核对答题卡表头规定填写或填涂的项目是否准确．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．
1. 如图所示，科学家设想在拉格朗日点L1建立一空间站，且空间站绕地球做圆周运动的周期与月球公转周期相同．则（ ）
A. 空间站的加速度小于月球的加速度B. 空间站的线速度等于月球的线速度
C. 空间站的向心力大于月球的向心力D. 空间站和月球均只受地球的万有引力
【答案】A
【解析】A．空间站与月球具有相同的周期与角速度，根据
由于月球运行的轨道半径较大，则空间站的加速度小于月球的加速度，故A正确；
B．根据
则空间站的线速度小于月球的线速度，故B错误；
C．根据
由于月球质量和运行的轨道半径都较大，则空间站的向心力小于月球的向心力，故C错误；
D．空间站受到月球和地球的万有引力，月球受到空间站和地球的万有引力，故D错误。
故选A。
2. 如图所示，在“研究平抛运动”实验中，横挡条卡住平抛小球，小球挤压复写纸，在白纸上留下小球球心的投影点，从而得到平抛运动的轨迹，关于此实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 秒表是实验必要的器材
B. 斜槽轨道必须是光滑的
C. 坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置
D. 每次从斜槽上释放小球的位置不一定相同
【答案】C
【解析】A．本实验中不需要用秒表测量时间，故A错误；
BD．为了确定平抛的运动轨迹，需要小球有不变的初速度，且初速度水平，故每次从斜槽上释放小球的位置必须相同，而下滑过程中轨道是否光滑对实验没有影响，故BD错误；
C．实验中需用铅笔标注小球球心在白纸上的投影点，从而确定平抛运动的轨迹，故坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置，故C正确。
故选C。
3. 某块石头陷入淤泥过程中，其所受的阻力F与深度h的关系为（k，已知），石头沿竖直方向做直线运动，当时，石头陷入淤泥过程中克服阻力做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】所受的阻力F与深度h的关系为线性关系，则有
故选C。
4. 甲、乙两球在同一竖直平面内同时从同一水平线上抛出，并同时落到P点，不计空气阻力，轨迹如图所示，则上述整个过程中（ ）
A. 甲球的速度变化量比乙球的大B. 甲球抛出的初速度比乙球的大
C. 甲球的最小动能比乙球的大D. 甲球相对于乙球做匀加速直线运动
【答案】B
【解析】A．两球运动时间相同，速度变化量
相同，故A错误；
B．两球做斜抛运动，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向分速度
相同，根据
甲水平方向分速度较大，则甲球抛出的初速度比乙球的大，故B正确；
C．甲乙质量未知，无法比较二者动能大小，故C错误；
D．两球做斜抛运动，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速直线运动，甲球相对于乙球做匀速直线运动，故D错误。
故选B。
5. 新能源汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶，时刻达到发动机额定功率后保持功率不变，时刻起匀速行驶。汽车所受的阻力大小不变，则此过程中汽车的速度v、牵引力F、加速度a、功率P随时间t的变化规律正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】汽车在时间内做匀加速运动，则加速度a不变，速度v均匀增加，牵引力F保持不变，根据
P=Fv=Fat
可知功率随时间均匀增加；时间内，功率P保持不变，根据
可知随速度的增加，加速度a减小，牵引力F减小；时刻后匀速行驶，速度不变，牵引力等于阻力不变，加速度为零，功率不变。
故选B。
6. 四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动．如图甲所示，A、B在同一水平面内运动；如图乙所示，连接C、D的绳与竖直方向之间的夹角相等，则（ ）
A. A、B的角速度相等B. A的角速度比B的大
C. C受到绳的拉力比D的大D. C受到绳的拉力比D的小
【答案】A
【解析】AB．对题图甲中A、B分析，设绳与竖直方向的夹角为，绳长为，小球的质量为，小球A、B到悬点的竖直距离为，则
解得
所以小球A、B的角速度相等，故A正确，B错误；
CD．对题图乙中C、D分析，设绳与竖直方向夹角为a，小球的质量为m，绳上拉力为T，则有
解得
所以小球C、D受到绳的拉力大小相等，故CD错误。
故选A。
7. 巴黎奥运会上，运动员托着重为G的杠铃从下蹲状态（图甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程杠铃和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立时间后再将杠铃缓慢向上举，至双臂伸直（图丙），则运动员从图甲到图丙的过程中（ ）
A. 地面对运动员做正功B. 地面对运动员的冲量为0
C. 运动员受到重力的冲量为0D. 运动员对杠铃的冲量大于
【答案】D
【解析】A．地面对运动员的支持力的位移为零，则地面对运动员不做功，选项A错误；
B．地面对运动员的支持力的冲量
IN=Nt
则地面对运动员的冲量不为0，选项B错误；
C．重力的冲量
IG=Gt
可知运动员受到重力的冲量不为0，选项C错误；
D．运动员从图甲到图丙的过程中运动员对杠铃的作用力为G，作用时间大于，可知运动员对杠铃的冲量大于，选项D正确。
故选D。
8. 如图所示，光滑竖直平面内的圆轨道半径为R，A、B点分别为轨道的最左侧、最高点。一小球在轨道内运动且始终未离开轨道，重力加速度为g，则（ ）
A. 若小球运动到A点，小球在该位置所受的合力指向圆心
B. 若小球运动到A点，小球在该位置的速度一定大于0
C. 若小球运动到B点，小球在该位置一定受到轨道弹力
D. 若小球运动到B点，小球在该位置的速度一定大于等于
【答案】D
【解析】A．若小球运动到A点，小球在该位置受到的弹力指向圆心，但重力竖直向下，所以小球在该位置所受的合力不指向圆心，故A错误；
B．若小球运动到A点，小球在该位置的速度如果刚好等于0，则小球将在下半圆轨道内来回运动，始终不会离开轨道，故B错误；
CD．若小球运动到B点，重力刚好提供向心力，则此时小球受到的弹力刚好为0，则有
可得
可知小球运动到B点，小球在该位置的速度一定大于等于，故C错误，D正确。
故选D。
9. 如图所示，倾角为θ的传送带顺时针转动，其底部与水平面平滑连接．质量不同的小物体甲、乙先后由传送带上的A点静止释放，甲、乙与传送带、水平面间的动摩擦因数均为，已知，则甲、乙（ ）
A. 均沿传送带向上加速运动B. 均沿传送带向下先加速、后匀速运动
C. 均停止在水面上的同一位置D. 在整个运动过程中克服摩擦力做的功相等
【答案】C
【解析】AB．由题知，传送带顺时针传动，所以传送带对物体摩擦力沿传送带向上，根据，可知摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，则甲、乙均沿传送带向下加速运动，故AB错误；
C．甲、乙两物体在传送带上加速下滑的过程中，根据牛顿第二定律可知
解得
可知两物体加速度相同，又两物体在传送带上滑行的距离相同（都由A点滑到传送带底部），根据
可知两物体到达水平面时的速度相同；在水平面上，两物体都只受到摩擦力的作用，且动摩擦因数相同，根据牛顿第二定律可知
解得
可知两物体在水平面上滑行的加速度相同，根据
可知两物体在水平滑行的距离也相同，即均停止在水面上的同一位置，故C正确；
D．甲、乙两物体在传送带上加速下滑的过程中，克服摩擦力做功为
在水平面上滑行时，克服摩擦力做功
故克服摩擦力做的总功为
由于两物体的质量不同，故在整个运动过程中克服摩擦力做的功不相等，故D错误。
故选C
10. 如图所示，质量相等的物块A、B用轻弹簧连接，静止在光滑水平面上，弹簧处于原长。现对A施加水平向右的恒力F，弹簧始终处于弹性限度内。则从A、B静止开始运动到第一次速度相等的过程中（ ）
A. A、B和弹簧组成的系统动量守恒B. A、B和弹簧组成的系统机械能守恒
C. A、B速度相等时，A的速度达到最大D. A、B加速度相等时，弹簧的弹性势能最大
【答案】C
【解析】A．由于受到恒力F的作用，可知A、B和弹簧组成的系统所受外力之和不为0，则系统不满足动量守恒，故A错误；
B．由于恒力F对A做功，所以A、B和弹簧组成的系统不满足机械能守恒，故B错误；
CD．对A、B在水平方向受力分析如图
F1为弹簧的弹力；当加速度大小相同时，对Ａ有
对B有
解得
从A、B静止开始运动到第一次速度相等的过程中，Ａ的合力（加速度）一直减小，而Ｂ的合力（加速度）一直增大，在达到共同加速度之前，A的合力（加速度）一直大于B的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于B的合力（加速度）。两物体运动的图像如图所示
时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，时刻两物体的速度相等，A速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值，即两物体的相对位移最大，弹簧被压缩到最短，此时弹簧的弹性势能最大，但A、B加速度不相等，故C正确，D错误。
故选C
二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题~第15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．
11. 某实验小组利用光电门遮光时可测速度的特性来做“验证机械能守恒定律”实验。实验装置主体如图甲所示。
（1）将宽度cm的黑色胶带等间隔贴在______（选填“透明塑料”或“铁质”）直尺上，相邻胶带中心线之间的距离cm。
（2）图乙为某条胶带在刻度尺上的位置，该胶带右侧边缘所对应的读数为______cm。
（3）将光电门固定在铁架台上，由静止竖直释放直尺，测得第1个和第4个胶带通过光电门的时间分别为和。已知直尺质量，，则第1个胶带经过光电门时直尺的动能为______J（保留两位有效数字）
（4）在误差允许范围内，若关系式______（用、d、、、g表示）成立，说明直尺下落过程中机械能守恒。
（5）有同学认为，直尺上黑色胶带的宽度d不是足够小，导致胶带通过光电门时直尺的动能计算值比真实值偏小。你是否同意该同学的观点？请简要说明理由。
【答案】（1）透明塑料
（2）3.00 （3）0.050
（4）
（5）同意，见解析
【解析】【小问1详解】
根据实验原理可知，因铁质直尺不透光，应将黑色胶带等间隔贴在透明塑料直尺上。
【小问2详解】
由图乙可知，刻度尺的最小刻度为1mm，则该胶带右侧边缘所对应的读数为3.00cm。
【小问3详解】
根据题意可知，第1个胶带经过光电门时的速度为
则第1个胶带经过光电门时直尺的动能为
【小问4详解】
第4个胶带经过光电门时的速度为
从第1个到第4个胶带通过光电门时，直尺下落过程中重力势能的减小量为
根据机械能守恒可得
联立可得关系式
成立，说明直尺下落过程中机械能守恒。
【小问5详解】
同意该同学的观点，由于测量的是胶带通过光电门的平均速度，由匀变速直线运动的规律可知胶带通过光电门的平均速度等于胶带通过光电门的中间时刻的速度，实验原理中测量的是胶带中间位置的速度，由于d不是足够小，胶带通过光电门中间时刻的速度小于中间位置的速度，故胶带通过光电门时直尺的速度测量值偏小，动能的计算值比真实值偏小。
12. 质量m = 10 g的子弹，以v0 = 300 m/s的速度射向质量M = 400 g、静止在光滑水平桌面上的木块，子弹穿过木块后的速度v1 = 100 m/s。求：
（1）子弹穿过木块后木块的速度大小v2；
（2）子弹穿过木块整个过程中木块对子弹的冲量大小I。
【答案】（1）v2 = 5 m/s
（2）I = 2 N∙s
【解析】【小问1详解】
子弹把木块打穿，由动量守恒定律得
mv0 = mv1 + Mv2
解得
v2 = 5 m/s
【小问2详解】
子弹穿过木块整个过程中，由动量定理得
− I = mv1 – mv0
解得I = 2 N∙s
13. 2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭成功发射．如图所示，飞船由火箭送入近地点为P、远地点为Q的椭圆轨道上，飞船在运行多圈后变轨进入预定圆轨道．已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G．
（1）求地球的平均密度ρ；
（2）若飞船在椭圆轨道上的运行周期为，在圆轨道上的运行周期为，Q距地面的高度为h，求近地点P距地面的高度．
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
由万有引力等于重力知
地球平均密度
解得
【小问2详解】
根据开普勒第三定律，得
解得
14. 如图所示，质量的木板放在光滑的水平面上，给木板施加一水平向右的恒力。当木板向右运动的速度达到时，一物块以水平向左的初速度滑上木板的右端。已知物块的质量，物块与木板间的动摩擦因数，设木板足够长，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）物块滑上木板时，木板的加速度大小；
（2）从物块滑上木板到物块速度为零的过程中，物块相对地面的位移x；
（3）物块相对木板滑动的过程中，木板和物块组成的系统机械能的变化量。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】小问1详解】
对物块，根据牛顿第二定律
对木板，根据牛顿第二定律
解得
，
【小问2详解】
从物块滑上木板到物块速度为零的过程中，根据运动学公式
解得
【小问3详解】
从物块滑上木板到物块速度为零的过程中，物块做匀减速运动，速度为零所用时间为
此过程，木板相对于地面向右运动的位移
从物块滑上木板到物块速度为零的过程中，木板和物块的相对位移
物块速度为零后，物块受木板向右的力做匀加速运动，加速度大小和方向均不变，对于木板，仍然做加速度为的匀加速运动，当物块与木板达到相同速度时，二者不再发生相对位移。设此过程所用时间为t2，则有
代入数据解得
此过程滑块相对于地面向右的位移为
此过程木板相对于地面向右的位移为
此过程木板和物块的相对位移
则两个阶段物块和木板的相对位移
机械能变化等于外力做功减去摩擦生热，摩擦生热对应相对位移，因此
15. 如图甲所示，轻质长绳水平跨在小定滑轮A、B上，质量为m的小物块悬挂在绳上的O点，O点与两滑轮的距离均为L，在轻绳两端分别拴有质量也为m的小球。先托住物块，使绳处于水平拉直状态，并从O点静止释放物块。重力加速度为g。
（1）当物块下落至两边绳的夹角为120°时，求物块的速度大小v1与左端小球速度大小v2的关系；
（2）求物块下落的最大距离H；
（3）若将轻绳两端的小球替换为竖直向下的恒力F = mg，如图乙所示，仍从O点静止释放物块，求物块下落过程中重力的最大瞬时功率Pm。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
当物块下落至两边绳的夹角为120°时，物块的速度大小v1与两小球速度大小v2的关系如图所示，由几何关系得
解得
【小问2详解】
如图，当物块速度减小为零时，物块下落距离达到最大值H，轻绳两端的小球上升的距离为H′，由动能定理得
由几何关系得
解得
【小问3详解】
当物块所受的合外力为零时，加速度为零，此时物块速度最大，设为vm，物块下降距离为h，两边绳的夹角为θ，轻绳两端上升的距离为h′，由平衡条件得
由几何关系得
对物块，由动能定理得
物块下落过程中重力的最大瞬时功率为
解得
1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟．考试结束后，请将答题卡交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置．
3．请认真核对答题卡表头规定填写或填涂的项目是否准确．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．
1. 如图所示，科学家设想在拉格朗日点L1建立一空间站，且空间站绕地球做圆周运动的周期与月球公转周期相同．则（ ）
A. 空间站的加速度小于月球的加速度B. 空间站的线速度等于月球的线速度
C. 空间站的向心力大于月球的向心力D. 空间站和月球均只受地球的万有引力
【答案】A
【解析】A．空间站与月球具有相同的周期与角速度，根据
由于月球运行的轨道半径较大，则空间站的加速度小于月球的加速度，故A正确；
B．根据
则空间站的线速度小于月球的线速度，故B错误；
C．根据
由于月球质量和运行的轨道半径都较大，则空间站的向心力小于月球的向心力，故C错误；
D．空间站受到月球和地球的万有引力，月球受到空间站和地球的万有引力，故D错误。
故选A。
2. 如图所示，在“研究平抛运动”实验中，横挡条卡住平抛小球，小球挤压复写纸，在白纸上留下小球球心的投影点，从而得到平抛运动的轨迹，关于此实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 秒表是实验必要的器材
B. 斜槽轨道必须是光滑的
C. 坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置
D. 每次从斜槽上释放小球的位置不一定相同
【答案】C
【解析】A．本实验中不需要用秒表测量时间，故A错误；
BD．为了确定平抛的运动轨迹，需要小球有不变的初速度，且初速度水平，故每次从斜槽上释放小球的位置必须相同，而下滑过程中轨道是否光滑对实验没有影响，故BD错误；
C．实验中需用铅笔标注小球球心在白纸上的投影点，从而确定平抛运动的轨迹，故坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置，故C正确。
故选C。
3. 某块石头陷入淤泥过程中，其所受的阻力F与深度h的关系为（k，已知），石头沿竖直方向做直线运动，当时，石头陷入淤泥过程中克服阻力做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】所受的阻力F与深度h的关系为线性关系，则有
故选C。
4. 甲、乙两球在同一竖直平面内同时从同一水平线上抛出，并同时落到P点，不计空气阻力，轨迹如图所示，则上述整个过程中（ ）
A. 甲球的速度变化量比乙球的大B. 甲球抛出的初速度比乙球的大
C. 甲球的最小动能比乙球的大D. 甲球相对于乙球做匀加速直线运动
【答案】B
【解析】A．两球运动时间相同，速度变化量
相同，故A错误；
B．两球做斜抛运动，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向分速度
相同，根据
甲水平方向分速度较大，则甲球抛出的初速度比乙球的大，故B正确；
C．甲乙质量未知，无法比较二者动能大小，故C错误；
D．两球做斜抛运动，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速直线运动，甲球相对于乙球做匀速直线运动，故D错误。
故选B。
5. 新能源汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶，时刻达到发动机额定功率后保持功率不变，时刻起匀速行驶。汽车所受的阻力大小不变，则此过程中汽车的速度v、牵引力F、加速度a、功率P随时间t的变化规律正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】汽车在时间内做匀加速运动，则加速度a不变，速度v均匀增加，牵引力F保持不变，根据
P=Fv=Fat
可知功率随时间均匀增加；时间内，功率P保持不变，根据
可知随速度的增加，加速度a减小，牵引力F减小；时刻后匀速行驶，速度不变，牵引力等于阻力不变，加速度为零，功率不变。
故选B。
6. 四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动．如图甲所示，A、B在同一水平面内运动；如图乙所示，连接C、D的绳与竖直方向之间的夹角相等，则（ ）
A. A、B的角速度相等B. A的角速度比B的大
C. C受到绳的拉力比D的大D. C受到绳的拉力比D的小
【答案】A
【解析】AB．对题图甲中A、B分析，设绳与竖直方向的夹角为，绳长为，小球的质量为，小球A、B到悬点的竖直距离为，则
解得
所以小球A、B的角速度相等，故A正确，B错误；
CD．对题图乙中C、D分析，设绳与竖直方向夹角为a，小球的质量为m，绳上拉力为T，则有
解得
所以小球C、D受到绳的拉力大小相等，故CD错误。
故选A。
7. 巴黎奥运会上，运动员托着重为G的杠铃从下蹲状态（图甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程杠铃和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立时间后再将杠铃缓慢向上举，至双臂伸直（图丙），则运动员从图甲到图丙的过程中（ ）
A. 地面对运动员做正功B. 地面对运动员的冲量为0
C. 运动员受到重力的冲量为0D. 运动员对杠铃的冲量大于
【答案】D
【解析】A．地面对运动员的支持力的位移为零，则地面对运动员不做功，选项A错误；
B．地面对运动员的支持力的冲量
IN=Nt
则地面对运动员的冲量不为0，选项B错误；
C．重力的冲量
IG=Gt
可知运动员受到重力的冲量不为0，选项C错误；
D．运动员从图甲到图丙的过程中运动员对杠铃的作用力为G，作用时间大于，可知运动员对杠铃的冲量大于，选项D正确。
故选D。
8. 如图所示，光滑竖直平面内的圆轨道半径为R，A、B点分别为轨道的最左侧、最高点。一小球在轨道内运动且始终未离开轨道，重力加速度为g，则（ ）
A. 若小球运动到A点，小球在该位置所受的合力指向圆心
B. 若小球运动到A点，小球在该位置的速度一定大于0
C. 若小球运动到B点，小球在该位置一定受到轨道弹力
D. 若小球运动到B点，小球在该位置的速度一定大于等于
【答案】D
【解析】A．若小球运动到A点，小球在该位置受到的弹力指向圆心，但重力竖直向下，所以小球在该位置所受的合力不指向圆心，故A错误；
B．若小球运动到A点，小球在该位置的速度如果刚好等于0，则小球将在下半圆轨道内来回运动，始终不会离开轨道，故B错误；
CD．若小球运动到B点，重力刚好提供向心力，则此时小球受到的弹力刚好为0，则有
可得
可知小球运动到B点，小球在该位置的速度一定大于等于，故C错误，D正确。
故选D。
9. 如图所示，倾角为θ的传送带顺时针转动，其底部与水平面平滑连接．质量不同的小物体甲、乙先后由传送带上的A点静止释放，甲、乙与传送带、水平面间的动摩擦因数均为，已知，则甲、乙（ ）
A. 均沿传送带向上加速运动B. 均沿传送带向下先加速、后匀速运动
C. 均停止在水面上的同一位置D. 在整个运动过程中克服摩擦力做的功相等
【答案】C
【解析】AB．由题知，传送带顺时针传动，所以传送带对物体摩擦力沿传送带向上，根据，可知摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，则甲、乙均沿传送带向下加速运动，故AB错误；
C．甲、乙两物体在传送带上加速下滑的过程中，根据牛顿第二定律可知
解得
可知两物体加速度相同，又两物体在传送带上滑行的距离相同（都由A点滑到传送带底部），根据
可知两物体到达水平面时的速度相同；在水平面上，两物体都只受到摩擦力的作用，且动摩擦因数相同，根据牛顿第二定律可知
解得
可知两物体在水平面上滑行的加速度相同，根据
可知两物体在水平滑行的距离也相同，即均停止在水面上的同一位置，故C正确；
D．甲、乙两物体在传送带上加速下滑的过程中，克服摩擦力做功为
在水平面上滑行时，克服摩擦力做功
故克服摩擦力做的总功为
由于两物体的质量不同，故在整个运动过程中克服摩擦力做的功不相等，故D错误。
故选C
10. 如图所示，质量相等的物块A、B用轻弹簧连接，静止在光滑水平面上，弹簧处于原长。现对A施加水平向右的恒力F，弹簧始终处于弹性限度内。则从A、B静止开始运动到第一次速度相等的过程中（ ）
A. A、B和弹簧组成的系统动量守恒B. A、B和弹簧组成的系统机械能守恒
C. A、B速度相等时，A的速度达到最大D. A、B加速度相等时，弹簧的弹性势能最大
【答案】C
【解析】A．由于受到恒力F的作用，可知A、B和弹簧组成的系统所受外力之和不为0，则系统不满足动量守恒，故A错误；
B．由于恒力F对A做功，所以A、B和弹簧组成的系统不满足机械能守恒，故B错误；
CD．对A、B在水平方向受力分析如图
F1为弹簧的弹力；当加速度大小相同时，对Ａ有
对B有
解得
从A、B静止开始运动到第一次速度相等的过程中，Ａ的合力（加速度）一直减小，而Ｂ的合力（加速度）一直增大，在达到共同加速度之前，A的合力（加速度）一直大于B的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于B的合力（加速度）。两物体运动的图像如图所示
时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，时刻两物体的速度相等，A速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值，即两物体的相对位移最大，弹簧被压缩到最短，此时弹簧的弹性势能最大，但A、B加速度不相等，故C正确，D错误。
故选C
二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题~第15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．
11. 某实验小组利用光电门遮光时可测速度的特性来做“验证机械能守恒定律”实验。实验装置主体如图甲所示。
（1）将宽度cm的黑色胶带等间隔贴在______（选填“透明塑料”或“铁质”）直尺上，相邻胶带中心线之间的距离cm。
（2）图乙为某条胶带在刻度尺上的位置，该胶带右侧边缘所对应的读数为______cm。
（3）将光电门固定在铁架台上，由静止竖直释放直尺，测得第1个和第4个胶带通过光电门的时间分别为和。已知直尺质量，，则第1个胶带经过光电门时直尺的动能为______J（保留两位有效数字）
（4）在误差允许范围内，若关系式______（用、d、、、g表示）成立，说明直尺下落过程中机械能守恒。
（5）有同学认为，直尺上黑色胶带的宽度d不是足够小，导致胶带通过光电门时直尺的动能计算值比真实值偏小。你是否同意该同学的观点？请简要说明理由。
【答案】（1）透明塑料
（2）3.00 （3）0.050
（4）
（5）同意，见解析
【解析】【小问1详解】
根据实验原理可知，因铁质直尺不透光，应将黑色胶带等间隔贴在透明塑料直尺上。
【小问2详解】
由图乙可知，刻度尺的最小刻度为1mm，则该胶带右侧边缘所对应的读数为3.00cm。
【小问3详解】
根据题意可知，第1个胶带经过光电门时的速度为
则第1个胶带经过光电门时直尺的动能为
【小问4详解】
第4个胶带经过光电门时的速度为
从第1个到第4个胶带通过光电门时，直尺下落过程中重力势能的减小量为
根据机械能守恒可得
联立可得关系式
成立，说明直尺下落过程中机械能守恒。
【小问5详解】
同意该同学的观点，由于测量的是胶带通过光电门的平均速度，由匀变速直线运动的规律可知胶带通过光电门的平均速度等于胶带通过光电门的中间时刻的速度，实验原理中测量的是胶带中间位置的速度，由于d不是足够小，胶带通过光电门中间时刻的速度小于中间位置的速度，故胶带通过光电门时直尺的速度测量值偏小，动能的计算值比真实值偏小。
12. 质量m = 10 g的子弹，以v0 = 300 m/s的速度射向质量M = 400 g、静止在光滑水平桌面上的木块，子弹穿过木块后的速度v1 = 100 m/s。求：
（1）子弹穿过木块后木块的速度大小v2；
（2）子弹穿过木块整个过程中木块对子弹的冲量大小I。
【答案】（1）v2 = 5 m/s
（2）I = 2 N∙s
【解析】【小问1详解】
子弹把木块打穿，由动量守恒定律得
mv0 = mv1 + Mv2
解得
v2 = 5 m/s
【小问2详解】
子弹穿过木块整个过程中，由动量定理得
− I = mv1 – mv0
解得I = 2 N∙s
13. 2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭成功发射．如图所示，飞船由火箭送入近地点为P、远地点为Q的椭圆轨道上，飞船在运行多圈后变轨进入预定圆轨道．已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G．
（1）求地球的平均密度ρ；
（2）若飞船在椭圆轨道上的运行周期为，在圆轨道上的运行周期为，Q距地面的高度为h，求近地点P距地面的高度．
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
由万有引力等于重力知
地球平均密度
解得
【小问2详解】
根据开普勒第三定律，得
解得
14. 如图所示，质量的木板放在光滑的水平面上，给木板施加一水平向右的恒力。当木板向右运动的速度达到时，一物块以水平向左的初速度滑上木板的右端。已知物块的质量，物块与木板间的动摩擦因数，设木板足够长，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）物块滑上木板时，木板的加速度大小；
（2）从物块滑上木板到物块速度为零的过程中，物块相对地面的位移x；
（3）物块相对木板滑动的过程中，木板和物块组成的系统机械能的变化量。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】小问1详解】
对物块，根据牛顿第二定律
对木板，根据牛顿第二定律
解得
，
【小问2详解】
从物块滑上木板到物块速度为零的过程中，根据运动学公式
解得
【小问3详解】
从物块滑上木板到物块速度为零的过程中，物块做匀减速运动，速度为零所用时间为
此过程，木板相对于地面向右运动的位移
从物块滑上木板到物块速度为零的过程中，木板和物块的相对位移
物块速度为零后，物块受木板向右的力做匀加速运动，加速度大小和方向均不变，对于木板，仍然做加速度为的匀加速运动，当物块与木板达到相同速度时，二者不再发生相对位移。设此过程所用时间为t2，则有
代入数据解得
此过程滑块相对于地面向右的位移为
此过程木板相对于地面向右的位移为
此过程木板和物块的相对位移
则两个阶段物块和木板的相对位移
机械能变化等于外力做功减去摩擦生热，摩擦生热对应相对位移，因此
15. 如图甲所示，轻质长绳水平跨在小定滑轮A、B上，质量为m的小物块悬挂在绳上的O点，O点与两滑轮的距离均为L，在轻绳两端分别拴有质量也为m的小球。先托住物块，使绳处于水平拉直状态，并从O点静止释放物块。重力加速度为g。
（1）当物块下落至两边绳的夹角为120°时，求物块的速度大小v1与左端小球速度大小v2的关系；
（2）求物块下落的最大距离H；
（3）若将轻绳两端的小球替换为竖直向下的恒力F = mg，如图乙所示，仍从O点静止释放物块，求物块下落过程中重力的最大瞬时功率Pm。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
当物块下落至两边绳的夹角为120°时，物块的速度大小v1与两小球速度大小v2的关系如图所示，由几何关系得
解得
【小问2详解】
如图，当物块速度减小为零时，物块下落距离达到最大值H，轻绳两端的小球上升的距离为H′，由动能定理得
由几何关系得
解得
【小问3详解】
当物块所受的合外力为零时，加速度为零，此时物块速度最大，设为vm，物块下降距离为h，两边绳的夹角为θ，轻绳两端上升的距离为h′，由平衡条件得
由几何关系得
对物块，由动能定理得
物块下落过程中重力的最大瞬时功率为
解得
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