重庆市某中学2023-2024学年高一年级下册定时训练物理试题（二）解析版

重庆市西南大学附中高（一下）定时训练物理试题（二）

（满分：100分考试时间：75分钟）2024年5月

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

一项是符合题目要求的.

1.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。2023年5月17日，我国在西昌卫星发射中心

用长征三号乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道

示意图，已知。、6、c三颗卫星的运动均看作匀速圆周运动，其中。是静止同步轨道卫星，b是倾斜同步

轨道卫星，c是中轨道卫星，地球半径为尺，地球表面附近的重力加速度为g,忽略地球的自转，则

A.卫星。的线速度大于卫星c的线速度

B.卫星c的环绕速度应该大于J区

C.以=例＜必

D.卫星a运行时可以经过重庆的正上方，且离地面的高度一定

【答案】C

【解析】

【详解】AB.由万有引力提供向心力可得

GMmv~

——--=m—

rr

可得

由于卫星c的轨道半径小于卫星。的轨道半径，则卫星。的线速度小于卫星c的线速度；在地球表面有

GMm

~^=mS

可得卫星c的环绕速度为

故AB错误；

C.由万有引力提供向心力可得

GMm

——W-=mat2r

r~

可得

[GM

由于

ra=rb>rc

则有

4=例<维

故C正确；

D.静止同步轨道卫星。运行时只能位于赤道的正上方，所以卫星。运行时不可以经过重庆的正上方，故

D错误。

故选C

2.成语“簸扬糠粒”常用于自谦，形容自己无才而居前列。成语源于如图所示劳动情景，在恒定水平风力

作用下，从同一高度由静止释放的米粒和糠枇因质量不同而落到地面不同位置，以达到分离米粒和糠枇的

目的。空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（）

A.从释放到落地的过程中，糠枇的运动时间等于米粒的运动时间

B.落地时，米粒重力的瞬时功率等于糠枇重力的瞬时功率

C.从释放到落地的过程中，米粒和糠粒重力做功相同

D.从释放到落地的过程中，米粒和糠枇风力做功相同

【答案】A

【解析】

【详解】A.糠枇和米粒在竖直方向均做自由落体运动，下落的高度相同，根据

,1

h=~gt2

可知从释放到落地的过程中，糠枇的运动时间等于米粒的运动时间，故A正确;

B.落地时，米粒的竖直速度等于糠枇的竖直速度，根据

P=mgvy

因米粒的重力大于糠枇的重力，则米粒重力的瞬时功率大于糠枇重力的瞬时功率，故B错误;

C.根据

WG=mgh

因米粒和糠枇质量不同，则从释放到落地的过程中，米粒和糠枇重力做功不相同，故C错误；

D.从释放到落地的过程中，因米粒质量较大，则加速度较小，落地时水平位移较小，根据

W=Fx

可知米粒和糠枇风力做功不相同，故D错误。

故选Ao

3.近年在我国，垂钓运动正成为休闲和体育馆合的新时尚。鱼漂是垂钓时反映鱼儿咬钩讯息的工具。如图

甲所示，当鱼漂静止时，尸点恰好在水面处。将鱼漂缓慢向下压，松手后，鱼漂在竖直方向上做简谐运动,

其振动图像如图乙，取竖直向上为位移的正方向，则（）

A.在/=0.3s时刻，鱼漂的速度方向竖直向下

B.在f=0.3s时刻，鱼漂的加速度方向竖直向下

C.该鱼漂的振动频率为1Hz

D.该鱼漂在振动的过程中，存在速度和加速度均减小的时间段

【答案】B

【解析】

【详解】A.根据y-f图像斜率表示速度可知在uo.3s时刻，鱼漂速度方向竖直向上，故A错误；

一kx

B.HO.3s时鱼漂的位移为正，根据牛顿第二定律a=——可知鱼漂的加速度方向竖直向下，故B正确;

m

C.该鱼漂的振动频率为

-=—Hz=1.25Hz

T0.8

故C错误；

D.鱼漂离平衡位置越远，速度越小，位移越大，加速度越大；鱼漂离平衡位置越近，速度越大，位移越

小，加速度越小；则该鱼漂在振动的过程中，不存在速度和加速度均减小的时间段，故D错误。

故选Bo

4.如图所示，。、b、c三个相同小球，a球从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时6球和c球从同

一高度分别开始做自由落体运动和平抛运动。则当它们到达同一水平地面的过程中，下列说法正确的有

()

A.三个球受的重力冲量相同

B.a球和b球到达地面时的动量相同

C.a球受到的重力冲量最小

D.b球和c球动量的变化量相同

【答案】D

【解析】

【详解】ACD.b、c两球在竖直方向均做自由落体运动，则有

,12

h=~Sf

可知Mc两球运动的时间相等，即

2h

b—"c

g

对a球有

・Ch1

a=gsm〃，----=—at；2

sing20

解得。球运动的时间为

>tb=tc

根据

Ic=mgt

可知重力对b球和c球受到的重力冲量相同，对。球重力的冲量最大；根据动量定理可知，b球和c球动量

的变化量相同，故AC错误，D正确；

B.。球和b球到达地面时的速度方向不相同，所以动量不相同，故B错误。

故选D。

5.中国科研团队利用中国天眼FAST发现迄今轨道周期最短的脉冲星双星系统，并命名为M71E。设此双

星都是质量均匀分布的球体，它们的质量分别为机1、m2,两者绕其中心连线上某点做匀速圆周运动，其中

一颗星的速度大小为0,不计其它天体对它们的作用。则另一颗星的速度大小为（）

A,也B.gC叫匕m9v.

D.—

叫十叫

m2rriy叫十加2

【答案】A

【解析】

【详解】双星系统角速度相同，则设两星体的距离为3做圆周运动半径分别为-1、⑶有

「班?

二叫2

G0r}

加2_2

Gg=m2a>r.

其中

v=cor

联立解得

叫匕

m2

故选Ao

6.某人将一静止在地面上的物体提到高空的过程中，重力做功叱，空气阻力做功吗，人对物体做功

区，取地面重力势能为零，则（）

A.物体的重力势能的变化量等于%B.物体的动能等于暝-叫

C.物体的机械能等于叱-吗-叱D.物体的机械能等于吗+吗

【答案】D

【解析】

【详解】A.物体的重力势能的变化量等于

屿=—叱

选项A错误;

B.物体的动能等于

E*…=暝+吗+叱

选项B错误；

CD.物体的机械能等于

^E^W3+W2

选项C错误，D正确。

故选D。

7.我国新能源汽车发展迅猛，从技术到生产都已经走在世界最前列。某辆新能源汽车在某测试场的水平路

面上由静止启动做直线运动，汽车先做加速度为a=4m/s2的匀加速直线运动.达到额定功率P=100kW

后保持功率不变继续运动，最后做匀速直线运动，已知汽车的质量根=2xl()3kg,汽车受到的阻力为所受

重力的工，取重力加速度大小g=10m/s2,则下列说法正确的是()

A.汽车从启动到最大速度的过程中，牵引力一直不变

B.汽车的最大速度为500m/s

C.汽车从启动到最大速度所经历的时间为12.5s

D.汽车做匀加速直线运动的时间为2.5s

【答案】D

【解析】

【详解】A.汽车做匀加速直线运动过程，牵引力保持不变；当汽车功率达到额定功率后，保持功率不

变，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，则牵引力逐渐减小，故A错误；

B.汽车受到的阻力为

1a

f=—mg=2X103N

10

当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，则有

£=㈣吧m/s=5CWs

%

f2xl03

故B错误；

D.汽车做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律可得

F]-f=ma

解得牵引力大小为

6=1X104N

汽车刚达到额定功率时的速度为

P100xio3,s,

v.=——=--------m/s=10m/s

14IxlO4

则汽车做匀加速直线运动的时间为

,_V]_10_

A=———s—2.5s

1a4

故D正确；

C.若汽车从启动到最大速度一直做匀加速直线运动，则所有时间为

/=%=吗=12.5s

a4

但汽车做匀加速到10m/s后，开始做加速度逐渐减小的加速运动，所以汽车从启动到最大速度所经历的时

间一定大于12.5s,故C错误。

故选D。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的四个选项中，有两

个或两个以上选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.

8.如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移

x随时间/变化的图象如图乙所示。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。对于这个单摆的振动过程,

A.单摆的摆长约为2.0m

B.单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sin"(cm)

C.从/=0.5s到r=LOs的过程中，摆球的重力势能逐渐减小

D.从f=1.0s至卜=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A.由题图乙可知，单摆的周期为T=2s,由单摆的周期公式

T=1n

可得单摆的摆长为

gT210x22

m«1.0m

4万24x3.142

故A错误；

B.由图乙可知，振幅A=8cm,角速度为

2乃2乃

a>=——=——rad/s=乃rad/s

T2

则单摆的位移x随时间r变化的关系式为

x=8sin7ir(cm)

故B正确；

C.由图乙可知，/=O.5s到/=LOs的过程中，摆球从右侧最高点向平衡位置运动，摆球的速度逐渐增

大，动能逐渐增大，重力势能逐渐减小，故c正确；

D.由图乙可知，从f=LOs至Ur=1.5s的过程中，摆球从平衡位置向左运动到最大位移处，可知摆球所受回

复力逐渐增大，故D错误。

故选BC。

9.如图所示，某学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落80cm,被重新顶起，离开头部后竖直上升的

最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4kg,重力加速度g取lOm/sz,

不计空气阻力，下列说法正确的是()

A.足球下落到与头部刚接触时动量大小为L6kg-m/s

B.足球与头部作用过程中动量变化量大小0

C.足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为3.2N-s

D.头部对足球的平均作用力为36N

【答案】AD

【解析】

【详解】A.足球静止自由下落80cm,与头部刚接触时的速度为

v=d2gh=4m/s

足球下落到与头部刚接触时动量大小为

p=mv=0.4x4kg-m/s=1.6kgm/s

故A正确；

B.离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm,则足球离开头部的速度也为v=4m/s,方向向上；则足球

与头部作用过程中动量变化量大小为

2—mv—(―mv)=2mv—3.2kg-m/s

故B错误；

C.根据对称性可知，足球静止自由下落80cm和上升80cm所用时间相等，均为

则足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为

Ic=mg?=0.4x10x(0.4+0.1+0.4)N•s=3.6N•s

故C错误；

D.足球与头部作用过程，以向上为正方向，根据动量定理可得

FAt-mgAt=Ap

解得头部对足球的平均作用力为

F=^+mg=—N+0.4xl0N=36N

A?0.1

故D正确。

故选ADo

10.第24届冬季奥运会由北京市和张家口市联合举办。冬季奥运会雪上项目是极具观赏性的，如图所示，

一滑雪赛道由粗糙的斜坡赛道A3和光滑的圆弧赛道BCD组成，斜坡赛道A3与圆弧赛道6CD相切于B

点，斜坡赛道A5长L=20m,与水平方向的夹角为37。，圆弧赛道半径H=5m。滑雪运动员从赛道的

起点A由静止滑下后，恰好能滑到圆弧赛道上与圆心等高的。点。已知滑雪运动员连同装备的总质量

机=60kg,重力加速度g取lOm/s?,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力，运动员可视为质点，

则()

____4

A.运动员在C点的速度大小为lOm/s

B.运动员滑过斜坡赛道A5的过程中克服摩擦力做的功为4200J

C.滑雪设备与斜坡赛道A3之间的动摩擦因数为0.5

D.运动员从。点返回沿斜坡赛道AB上滑的最高点与A点间的距离为16m

【答案】ACD

【解析】

【详解】A.运动员恰好能滑到圆弧赛道上与圆心等高的。点，则运动员从C到。根据动能定理有

vc=10m/s

故A正确;

B.运动员从A到C根据动能定理有

吗=〃机g370-L

Wf=4000J,1M=0.5

故B错误，C正确；

D.设运动员从。点返回沿斜坡赛道AB上滑的最高点与8点间的距离为x,则根据动能定理有

-mgxsin37°-mg^R-Rcos37°)-jumgcos37°•x=0——mvc

则运动员从D点返回沿斜坡赛道AB上滑的最高点与A点间的距离为

L-x=\6m

故D正确。

故选ACD„

三、实验探究题：本大题共2小题，共15分

11.实验小组用如图甲所示装置来验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒。A、B为两个直径相同的小

球，质量分别为叫、m2,且相＞7%。实验时，接球板水平放置，让入射球A多次从斜轨上E点静止释放，

平均落点为耳；再把被碰小球B静放在水平轨道末端，再将入射小球A,从斜轨上某一位置静止释放，与

小球B相撞，并多次重复，分别记录两个小球碰后的平均落点/1、N-

（1）关于该实验的要求，说法正确的是

A,斜槽末端必须是水平的B.斜槽轨道必须是光滑的

C.必须测出斜槽末端的高度D.放上小球B后，A球必须仍从E点释放

（2）图中。点为斜槽末端在接球板上的投影点，实验中，测出OMpON1的长度分别为

%、/、&，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为（用题中给定的物理量表示）。

（3）图乙中，仅改变接球板的放置，把接球板竖放在斜槽末端的右侧，。点为碰前B球球心在接球板上

的投影点。使小球A仍从斜槽上£点由静止释放，重复上述操作，在接球板上得到三个落点

“2、2、^2,测出DM2、OP2,ON2长度分别为%、%、为，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达

式为（用题中给定的物理量表示）。

【答案】（1）AD（2）叫=加1%1+加2%3

【解析】

【小问1详解】

A.为了保证小球抛出的初速度处于水平方向，斜槽末端必须是水平的，故A正确；

BD.为了保证每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同，每次入射小球必须从同一位置E点静止释放，但斜

槽轨道不需要光滑，故B错误，D正确；

C.两小球做平抛运动，下落高度相同，所用时间相同，可以用平抛运动的水平位移代替抛出时的初速

度，所以不需要测出斜槽末端的高度,故C错误。

故选AD。

【小问2详解】

小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动,竖直方向上，小球下落的高度相等，则小球在空中运动的时间相

等，设为方,碰撞前小球A的速度为

碰撞后小球A、小球B的速度分别为

两球碰撞前后的总动量守恒有

m1V0=7〃］匕+m2V2

整理可得

=WJXJ+m2x3

【小问3详解】

设的距离为x，小球做平抛运动，碰撞前小球A有

12

%=刹2

耳=2厚

%2V2y2

碰撞后小球A有

%=9考

与72y3

碰撞后小球B有

12

弘=加

两球碰撞前后的总动量守恒有

+根

m1vl-mlv[2•

整理得

叫m,+也

y/yiy[yi

12.某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装

在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的栓接点（48）在同一水平线上，且弹簧处于

原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油。以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸

直。小物块连同遮光条的总质量为加，弹簧的劲度系数为％,弹性势能纥=一（X为弹簧形变量），重

力加速度为g,遮光条的宽度为d,小物块释放点与光电门之间的距离为/（d远远小于/）。现将小物块由

静止释放，记录物块通过光电门的时间/。

图1图2

（1）物块通过光电门时的速度为；

（2）改变光电门的位置，重复实验，每次滑块均从3点静止释放，记录多组1和对应的时间，做出，-/

图像如图所示，若在误差允许的范围内，/满足关系式__________时，可验证轻弹簧和小物块组成的

系统机械能守恒；

（3）在（2）中条件下，/=/]和/=4时，物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为综1、Ep3,则

Epi_Ep3=（用4、m、h、S表不）;

（4）在（2）中条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为

（.m、g、女表示）。

【答案】（1）-

t

⑶mg^-Q

【解析】

【小问1详解】

遮光条的宽度为d,通过光电门的时间f,则物块通过光电门时的速度为

d

v=—

t

【小问2详解】

若系统机械能守恒，则有

,11pY

mgl—I

变式为

厂md~d"

所以图像若能在误差允许的范围内满足

J，％%

t2md1d2

即可验证弹簧和小物块组成的系统机械能守恒。

【小问3详解】

由图像可知/=4和/=4时，时间相等，则物块的速度大小相等，动能相等，可得

mgh=Ep3+后卜

mSk=4+Ek

联立可得

Epi-Ep3=mg(ll-l3)

【小问4详解】

由图像可知/=4时遮光板挡光时间最短，此时物块通过光电门时的速度最大，可得

mg

k

mgl2=一kg+—mv；

联立可得

%=g

四、计算题：本大题共3小题，共42分.请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只

写出最终结果的不得分.

13.“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想，“玉兔号”月球车在月

球表面做了一个单摆实验，测得单摆的周期为T,摆长为/,已知月球半径为R,引力常量为G。求：

(1)月球表面重力加速度的大小和月球的质量；

(2)月球的第一宇宙速度。

⑵4="而

【解析】

【小问1详解】

由单摆周期公式有

T=27i

4昌

s=­r

在月球表面的物体受到的重力等于万有引力

GMm

小问2详解】

根据万有引力提供向心力有

GMmV,2

———=m—

R?R

解得

vi

14.如图所示，半径为R=15m的）光滑弧形轨道AB竖直固定在水平面上，右侧固定一半径为r=5m的

竖直光滑弧形轨道C。，弧所对应的圆心角为60°,BC=47m,质量为%=0.5kg的物体由A点的

正上方/i=7.5m高度由静止降放，经过一段时间物体由。点离开弧形轨道.已知物体与BC段的动摩擦因

数为〃=3，重力加速度g取lOm/s?。求：

（1）物体刚到B点时对轨道的压力大小；

（2）物体通过。点时的速度大小；

（3）物体的落地点到。点的水平距离。（结果可带根号）

【答案】（1）20N

（°、5G

（2）-----m/s

3

5也

⑶-----m

6

【解析】

【小问1详解】

物块从开始下落到8点过程，由动能定理可得

1,

mg（h+R）=—mvh-0

解得

vB=15V2m/s

在8点时，由牛顿第二定律可得

2

NXT—mg=m—VR

R

解得

N=20N

根据牛顿第三定律可知，物体刚到8点时对轨道的压力大小为20N。

【小问2详解】

从8点到。点，由动能定理可得

1212

-/nmgsBC—mgr(l-cos60°)=—mvD--mvB

解得

50.

VD=­m/s

【小问3详解】

从。点到物块落地时，竖直方向上有

19

-r(l-cos60°)=vDsin600-

解得

Z=ls

则物体的落地点到。点的水平距离

x=vflcos60°-/=^m

15.滑雪是大人小孩都爱玩的游戏。如图甲所示，在水平地面上固定有一竖直挡板Q、倾角为30。的斜面

AB,斜面AB的底端与水平面平滑相接。质量为=10kg、长度L=2.5m的平板P静止在水平面上，质

量为M=30kg的小孩（可视为质点）静坐于平板右端，大人给小孩一水平向左的瞬间冲量，使小孩获得

v=4m/s的速度，同时大人向右运动并沿斜面A8上滑恰好过8点，斜面A3长度为s=0.4m。平板P向

左运动并与挡板Q发生弹性碰撞。以第一次碰撞瞬间为计时起点，取水平向左为正方向，碰后0.5s内小孩

运动的u-/图像如图乙所示。仅考虑小孩与平板间的摩擦，其它摩擦忽略不计，重力加速度取

g=10m/s2,求：

(1)大人的质量；

(2)平板P最初静止时，其左端离挡板Q的最小距离；

(3)通过计算说明小孩与平板最终是否分离，若会分离，分离时的速度分别为多少？

【答案】⑴60kg

(2)0.5m(3)分离，v小=lm/s,%=0

【解析】

【小问1详解】

设大人的质量为"'，大人给小孩一水平向左的瞬间冲量，大人获得的速度大小为v',根据动量守恒可得

Mv=M'v'

根据题意可知大人向右运动并沿斜面A8上滑恰好过B点，根据动能定理可得

-M'gssm300=0-^M'v'2

联立解得

v'—2m/s

M'-60kg

【小问2详解】

设平板P与挡板Q碰撞前，平板P与小孩已经达到共速，根据动量守恒可得

Mv—+in)vx

解得

v1=3m/s

结合图乙可知，假设成立；设小孩与平板P