2023-2024学年北京市怀柔区高一(下)期末物理试卷

2023-2024学年北京市怀柔区高一（下）期末物理试卷一、选择题（本题共20小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）学生利用以下装置来研究曲线运动的规律和特点。请根据相关知识回答1～2题。1．如图甲，在水平桌面上放一张白纸，白纸上固定一条由几段弧形轨道组合而成的弯道。使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条痕迹。如图乙，拆去一段轨道，球仍从C端滚入，则球离开B端后留下的痕迹可能为（）A．痕迹① B．痕迹② C．痕迹③ D．痕迹④2．同学们对以上现象进行了分析，说法不正确的是（）A．速度方向沿切线方向 B．速度可能不变 C．做曲线运动的物体受到的合外力指向轨迹的凹侧 D．合外力的方向与速度方向一定不在同一直线上某同学利用如图所示装置研究运动的合成与分解。竖直倒置的封闭玻璃管内注满清水，水中有一个蜡块。请利用所学知识回答3～4题。3．若玻璃管以速度v0向右匀速移动，与此同时蜡块R沿玻璃管以速度2v0匀速上浮，用虚线表示蜡块相对地面移动的轨迹，可能是如图四幅图中的哪一个（）A． B． C． D．4．这位同学称量了蜡块R的质量为200g，蜡块R能在玻璃管中从坐标原点以速度v0＝1cm/s匀速上浮，如果此时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，测出某时刻蜡块R的x，y坐标值分别为2cm和2cm，则下列说法正确的是（）A．蜡块做直线运动 B．玻璃管的加速度大小为1cm/s2 C．蜡块受到的合力为0.2N D．可估算出该时刻蜡块R速度大小约为2cm/s5．（2分）如图所示，小物体M与水平圆盘保持相对静止，跟着圆一起做匀速圆周运动，则M的受力情况是（）A．受重力、支持力 B．受重力、向心力 C．受重力、支持力、摩擦力 D．受重力、支持力、向心力、摩擦力6．（2分）如图所示，在“神舟十一号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小。在此过程中“神舟十一号”所受合力F的方向可能是（）A． B． C． D．请阅读下述文字，完成第7～10题。运动的合成和分解是我们研究复杂运动常用的方法，可以将复杂的运动分解成简单的运动来研究。比如在研究平抛运动时，我们可以将平抛运动分解成竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。7．飞机以某一速度在高空某一水平面上做匀速直线运动，某时刻从飞机上每相隔1s释放一颗炸弹，忽略空气阻力。在地面上观察炸弹做平抛运动，下列说法正确的是（）A．炸弹的质量影响炸弹的下落轨迹 B．炸弹的速度大小和方向不断变化，不可能是匀变速运动 C．炸弹在空中任意两段时间内速度的变化量的方向相同 D．释放炸弹时，若飞机的速度越大，炸弹在空中运动的时间越长8．在地面上观察这些炸弹落地前空中任一时刻的位置，下列说法正确的是（）A．炸弹排成抛物线，相邻炸弹空间距离保持不变 B．炸弹排成抛物线，相邻炸弹空间距离随时间的增加而增大 C．炸弹排成竖直的一条直线，相邻炸弹空间距离保持不变 D．炸弹排成竖直的一条直线，相邻炸弹空间距离随时间的增加而增大9．根据实心球的受力情况和运动情况，参考平抛运动的研究方法，实心球的运动可以看成哪两个运动的合成（）A．水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 B．水平方向的匀速直线运动和竖直方向匀变速直线运动 C．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动 D．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向匀速直线运动10．某一同学从相同高度抛出实心球A、B，抛出后再次落到抛出高度的轨迹如图所示。两球运动的最大高度相同，不计空气阻力。此过程中下列说法正确的是（）A．B球的加速度比A球的大 B．B球的飞行时间比A球的长 C．B球在最高点的速度比A球在最高点的大 D．B球的初速度比A球的初速度小11．（2分）如图所示，“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边等高平台上。棋子在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线，经最高点时速度为v0，此时离平台的高度为h。棋子质量为m，空气阻力不计，重力加速度为g。则此跳跃过程（）A．所用时间t=2hB．水平位移大小x＝2v02hgC．初速度的竖直分量大小为2gh D．初速度大小为v12．（2分）如图所示，物体在力F的作用下沿水平面发生了一段位移x，三种情形下力F和位移x的大小都是相等的，角θ的大小、物体运动方向已在图中标明，下列说法正确的是（）A．三种情形下，力F做功的大小相等 B．甲、乙两种情形下，力F都做负功 C．乙、丙两种情形下，力F都做正功 D．不知道地面是否光滑，无法判断F做功的大小关系13．（2分）如图所示，质量为m的小球从距桌面h1，高处的A点由静止释放，自由下落到地面上的B点，桌面离地高为h2。选择桌面为参考平面，则小球（）A．在A点时的重力势能为﹣mgh1 B．在A点时的机械能为mg（h1+h2） C．在B点时的重力势能为mgh2 D．在B点时的机械能为mgh114．（2分）复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（）A．做匀加速直线运动 B．加速度逐渐增大 C．牵引力的功率P＝Fvm D．牵引力做功W=请阅读下述文字，完成第15～16题。2020年10月12日，我国在西昌卫星发射中心成功将“高分十三号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星，这颗卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看，卫星在一定高度处静止不动。已知地球半径为r1，“高分十三号”卫星轨道半径为r2。15．地球自转的周期为T1，“高分十三号”卫星运动的周期为T2，则（）A．T2=14T1 B．T2=12T1 C．T2＝T1 16．赤道上某点随地球自转的线速度大小为v1，“高分十三号”卫星运动的线速度大小为v2，则v1A．r1r2 B．r2r117．（2分）如图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。则下列说法正确的是（）A．在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度大于7.9km/s B．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度 C．卫星在Q点通过加速由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ D．卫星从轨道Ⅰ经过Q点时的加速度小于它从轨道Ⅱ经过Q点时的加速度18．（2分）在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是（）A．甲图中，B点逐渐向A点靠近时，观察AB割线的变化，运用了极限思想，说明质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向 B．乙图中，研究红蜡块的运动时，主要运用了理想化模型的思想 C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法 D．丁图中，卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量19．（2分）有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力 D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，车轮会对内轨有挤压作用20．（2分）如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T﹣v2图像如图乙所示，则下列说法不正确的是（）A．轻质绳长为mbaB．当地的重力加速度为amC．当v2＝c时，轻质绳最高点拉力大小为acbD．若小球在最低点时的速度v1二、实验题（22分）21．（8分）某同学探究平抛运动的特点。用如图1所示装置研究平抛运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出，落在水平挡板M上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，小球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）在探究平抛运动的特点时，除硬板、小球、斜槽、铅笔、白纸和复写纸、刻度尺之外，下列器材中还需要的有。A.重垂线B.秒表C.弹簧测力计D.天平（2）实验中，下列说法正确的是。A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道末端要保持水平C.挡板的高度需要等间距变化D.每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球（3）某同学用图1的实验装置得到的痕迹点如图2所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验（选填选项前的字母）。A.小球释放的高度偏高B.小球释放的高度偏低C.小球没有被静止释放D.挡板MN未水平放置（4）如图3为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图3中背景小方格的边长为1.25cm，g取10m/s2，则：①小球运动的初速度v0＝m/s；②小球运动至B点的竖直速度vyB＝m/s。（结果保留两位有效数字）22．（14分）利用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期T＝0.02s，重力加速度为g。（1）甲同学在做实验时进行了如下操作，其中操作不当的步骤是（选填选项前的字母）。A．将打点计时器接到直流电源上B．应选体积小、质量大的重物C．释放纸带前，纸带应保持竖直（2）甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如图2所示（其中一段纸带图中未画出）。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点。测出C、D、E点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3，由此可计算出打点计时器打下D点时重物下落的瞬时速度vD＝m/s（结果保留三位有效数字）。用m表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式mgh2＝，则可认为重物下落过程中机械能守恒（用给出的已知物理量的符号表示）。（3）乙同学在进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找不到起始点了，于是他利用剩余的纸带，用（2）中方法进行数据处理并进行验证。如图3所示，重新任选某点为O，选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点，测量出C、D、E点到O点的距离分别为h1、h2、h3，用（2）中表达式进行验证。发现表达式左侧mgh2的数值比表达式右侧的数值小了很多，最可能的原因是。（4）丙同学设想采用另一种方法研究机械能是否守恒：在图3中的纸带上，先分别测量出从O点到A、B、C、D、E、F点的距离h，再计算对应B、C、D、E各点的重物速度v。请帮助丙同学在图4中画出v2﹣h图像的示意图，并说明如何利用该图像判断重物下落过程中机械能是否守恒。三、计算题（38分）23．（6分）如图所示，用F＝5.0N的水平恒力使物体在水平地面上由静止开始向右运动。运动过程中，物体受到的滑动摩擦力大小Ff＝1.0N。求：（1）在物体运动距离2.0m的过程中，水平恒力F对物体做的功。（2）在物体运动距离为2.0m时，物体具有的动能。24．（8分）汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示，一辆质量m＝1.6×103kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶，速度大小v＝10m/s，其轨迹可视为半径R＝40m的圆弧。（1）求这辆汽车转弯时需要的向心力大小F；（2）在冬天如果路面出现结冰现象，为防止汽车侧滑而发生危险，请给汽车驾驶员提出一条驾驶建议。25．（8分）某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，转动手腕，使球运动起来，最终在水平面内做匀速圆周运动。已知轻绳存在最大拉力，小球离地面高度为2l，手与球之间的绳长为l，当绳子与竖直方向的夹角θ＝60°时，轻绳刚好断掉，此时小球速度为v，重力加速度为g，忽略空气阻力。（1）求绳的最大拉力T；（2）求速度v的大小；（3）求使绳刚好被拉断后球的落地点与抛出位置的竖直投影点O的最大水平距离x。26．（8分）牛顿运用其运动定律并结合开普勒定律，通过建构物理模型研究天体的运动，建立了伟大的万有引力定律。请你选用恰当的规律和方法解决下列问题：（1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，若行星在近日点与太阳中心的距离为r1，在远日点与太阳中心的距离为r2。求行星在近日点和远日点的加速度大小之比；（2）实际上行星绕太阳的运动轨迹非常接近圆，其运动可近似看作匀速圆周运动。设行星与太阳的距离为r，请根据开普勒第三定律(r27．（8分）一篮球质量m＝0.50kg，一运动员将其从距地面高度h1＝1.25m处以水平速度v0扔出，篮球在距离抛出点水平距离x＝1.0m处落地，落地后第一次弹起的最大高度h2＝0.80m。若运动员使篮球从距地面高度h3＝1.3m处由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，运动员对球的作用时间t＝0.20s，球落地后反弹的过程中运动员不再触碰球，球反弹的最大高度h4＝1.6m。若该篮球与该区域内地面碰撞时的恢复系数e恒定（物体与固定平面碰撞时的恢复系数e指：物体沿垂直接触面方向上的碰后速度与碰前速度之比）。为了方便研究，我们可以假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，取重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力。求：（1）运动员将篮球水平扔出时速度v0的大小；（2）运动员拍球过程中对篮球所做的功W；（3）运动员拍球时篮球所受的合外力与篮球自身重力的比值k。

2023-2024学年北京市怀柔区高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共20小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）学生利用以下装置来研究曲线运动的规律和特点。请根据相关知识回答1～2题。1．如图甲，在水平桌面上放一张白纸，白纸上固定一条由几段弧形轨道组合而成的弯道。使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条痕迹。如图乙，拆去一段轨道，球仍从C端滚入，则球离开B端后留下的痕迹可能为（）A．痕迹① B．痕迹② C．痕迹③ D．痕迹④【考点】物体运动轨迹、速度、受力（加速度）的相互判断．【答案】B【分析】根据曲线运动的速度方向即为曲线上该点的切线方向进行分析比较判断。【解答】解：根据曲线运动中某点的速度方向即为该点的切线方向的知识可知，题中B点处的切线应该是痕迹②，故ACD错误，B正确。故选：B。2．同学们对以上现象进行了分析，说法不正确的是（）A．速度方向沿切线方向 B．速度可能不变 C．做曲线运动的物体受到的合外力指向轨迹的凹侧 D．合外力的方向与速度方向一定不在同一直线上【考点】物体运动轨迹、速度、受力（加速度）的相互判断；物体做曲线运动的条件．【答案】B【分析】A.根据曲线运动速度的方向进行判断；B.根据速度是矢量进行分析解答；C.根据曲线运动合外力方向特点解答；D.根据合外力方向和速度方向的关系进行判断。【解答】解：A.曲线运动中速度方向是曲线在该点的切线方向，故A正确；B.曲线运动中速度的方向发生改变，所以速度在发生变化，故B错误；C.做曲线运动的物体，所受的合力方向一定指向曲线的凹侧，故C正确；D.根据物体做曲线运动的条件，物体的速度方向和合外力方向不在同一条直线上，故D正确。本题选不正确的，故选：B。某同学利用如图所示装置研究运动的合成与分解。竖直倒置的封闭玻璃管内注满清水，水中有一个蜡块。请利用所学知识回答3～4题。3．若玻璃管以速度v0向右匀速移动，与此同时蜡块R沿玻璃管以速度2v0匀速上浮，用虚线表示蜡块相对地面移动的轨迹，可能是如图四幅图中的哪一个（）A． B． C． D．【考点】分析合运动的轨迹问题．【答案】A【分析】分别分析两个方向的运动，且得到轨迹与水平方向的夹角，然后判断即可。【解答】解：对蜡块研究，蜡块既具有水平方向和玻璃管一样的速度，向右匀速运动，又具有竖直向上的速度，向上做匀速直线运动，所以蜡块的轨迹是相对地面斜向上的一条倾斜直线，设轨迹与水平方向的夹角为θ，则tanθ=2v0故选：A。4．这位同学称量了蜡块R的质量为200g，蜡块R能在玻璃管中从坐标原点以速度v0＝1cm/s匀速上浮，如果此时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，测出某时刻蜡块R的x，y坐标值分别为2cm和2cm，则下列说法正确的是（）A．蜡块做直线运动 B．玻璃管的加速度大小为1cm/s2 C．蜡块受到的合力为0.2N D．可估算出该时刻蜡块R速度大小约为2cm/s【考点】一个匀速直线和一个变速直线运动的合成；牛顿第二定律的简单应用．【答案】B【分析】蜡块做的是匀变速曲线运动；根据y方向做匀速直线运动，得到时间，然后根据在x方向做初速度为零的匀加速直线运动计算加速度；根据牛顿第二定律计算合力；根据分速度和合速度的关系计算。【解答】解：A、蜡块在y方向做匀速直线运动，在x方向随着玻璃管做初速度为零的匀加速直线运动，具有x方向的加速度，和y方向的初速度，所以蜡块的做匀变速曲线运动，故A错误；B、蜡块的y坐标为2cm时所经历的时间为t=yv0=2cmC、蜡块受到的合力为F＝ma＝200×10﹣3×1×10﹣2N＝2×10﹣3N，故C错误；D、在该时刻x方向的速度为vx＝at＝1×2m/s＝2m/s，所以该时刻蜡块R速度大小约v=v故选：B。5．（2分）如图所示，小物体M与水平圆盘保持相对静止，跟着圆一起做匀速圆周运动，则M的受力情况是（）A．受重力、支持力 B．受重力、向心力 C．受重力、支持力、摩擦力 D．受重力、支持力、向心力、摩擦力【考点】牛顿第二定律求解向心力；牛顿第二定律的简单应用．【答案】C【分析】做匀速圆周运动的物体，向心力的来源于重力、支持力、静摩擦力的合力。【解答】解：小物体受三个力的作用，重力、支持力互相平衡，静摩擦力提供向心力，故ABD错误，C正确，故选：C。6．（2分）如图所示，在“神舟十一号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小。在此过程中“神舟十一号”所受合力F的方向可能是（）A． B． C． D．【考点】物体运动轨迹、速度、受力（加速度）的相互判断；曲线运动瞬时速度的方向．【答案】C【分析】明确做曲线运动时物体受到的合力一定指向轨迹的凹侧。同时“神舟十一号”又是做减速运动，则可以分析合力的大致方法。【解答】解：做曲线运动的物体所受合力总是指向曲线凹侧，由于速度逐渐减小，故合力F与速度方向的夹角大于90°，故C正确，ABD错误。故选：C。请阅读下述文字，完成第7～10题。运动的合成和分解是我们研究复杂运动常用的方法，可以将复杂的运动分解成简单的运动来研究。比如在研究平抛运动时，我们可以将平抛运动分解成竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。7．飞机以某一速度在高空某一水平面上做匀速直线运动，某时刻从飞机上每相隔1s释放一颗炸弹，忽略空气阻力。在地面上观察炸弹做平抛运动，下列说法正确的是（）A．炸弹的质量影响炸弹的下落轨迹 B．炸弹的速度大小和方向不断变化，不可能是匀变速运动 C．炸弹在空中任意两段时间内速度的变化量的方向相同 D．释放炸弹时，若飞机的速度越大，炸弹在空中运动的时间越长【考点】平抛运动在竖直和水平方向上的特点．【答案】C【分析】根据平抛运动的轨迹是抛物线分析；根据平抛运动的定义分析；根据Δv＝gt；根据h=1【解答】解：A、被抛出的炸弹相对地面做平抛运动，因为忽略空气阻力，所以炸弹的轨迹是抛物线，与炸弹的质量无关，故A错误；B、做平抛运动的物体仅受重力作用，加速度为重力加速度，做的是匀变速曲线运动，故B错误；C、根据Δv＝gt可知炸弹在空中运动的速度变化量的方向为竖直向下，所以炸弹在空中任意两段时间内速度的变化量的方向相同，都是竖直向下，故C正确；D、做平抛运动的物体，根据h=12g故选：C。8．在地面上观察这些炸弹落地前空中任一时刻的位置，下列说法正确的是（）A．炸弹排成抛物线，相邻炸弹空间距离保持不变 B．炸弹排成抛物线，相邻炸弹空间距离随时间的增加而增大 C．炸弹排成竖直的一条直线，相邻炸弹空间距离保持不变 D．炸弹排成竖直的一条直线，相邻炸弹空间距离随时间的增加而增大【考点】飞机投弹问题．【答案】D【分析】把炸弹的运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，根据匀速运动规律和匀加速运动规律分析即可。【解答】解：这些炸弹在水平方向都在做匀速直线运动，且水平方向的速度都等于飞机的速度，所以在落地前都在飞机的下方，排列成竖直的一条直线，炸弹在竖直方向做匀加速直线运动，在相等的时间内竖直方向的距离越来越大，即相邻炸弹空间距离随时间的增加而增大，故ABC错误，D正确。故选：D。9．根据实心球的受力情况和运动情况，参考平抛运动的研究方法，实心球的运动可以看成哪两个运动的合成（）A．水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 B．水平方向的匀速直线运动和竖直方向匀变速直线运动 C．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动 D．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向匀速直线运动【考点】平抛运动速度的计算．【答案】B【分析】把实心球的运动进行分解，观察受力情况与初速度情况就能确定分运动的类型；【解答】解：根据实心球的受力情况和运动情况，参考平抛运动的研究方法，实心球的运动可以看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向匀变速直线运动；故ACD错误，B正确。故选：B。10．某一同学从相同高度抛出实心球A、B，抛出后再次落到抛出高度的轨迹如图所示。两球运动的最大高度相同，不计空气阻力。此过程中下列说法正确的是（）A．B球的加速度比A球的大 B．B球的飞行时间比A球的长 C．B球在最高点的速度比A球在最高点的大 D．B球的初速度比A球的初速度小【考点】斜抛运动；平抛运动速度的计算；平抛运动位移的计算；平抛运动时间的计算．【答案】C【分析】根据两球的受力分析；根据斜抛运动在竖直方向做匀变速运动分析；根据水平方向做匀速直线运动比较其水平速度大小；根据合速度和分速度的关系分析。【解答】解：A、两球在空中运动都是仅受重力作用，其加速度均为g，故A错误；B、根据h=12gC、B球的水平位移较大，根据vx=xD、抛出时竖直方向的分速度大小为vy=2gh，根据v=故选：C。11．（2分）如图所示，“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边等高平台上。棋子在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线，经最高点时速度为v0，此时离平台的高度为h。棋子质量为m，空气阻力不计，重力加速度为g。则此跳跃过程（）A．所用时间t=2hB．水平位移大小x＝2v02hgC．初速度的竖直分量大小为2gh D．初速度大小为v【考点】斜抛运动；合运动与分运动的关系．【答案】B【分析】可将该斜抛运动等效为两个完全相同的平抛运动。再由平抛运动公式求解本题。【解答】解：A、竖直方向由：h=12gB、水平位移x＝2v02hgC、初速度的竖直分量大小为gt=2ghD、用速度的合成，即勾股定理得：初速度大小为v0故选：B。12．（2分）如图所示，物体在力F的作用下沿水平面发生了一段位移x，三种情形下力F和位移x的大小都是相等的，角θ的大小、物体运动方向已在图中标明，下列说法正确的是（）A．三种情形下，力F做功的大小相等 B．甲、乙两种情形下，力F都做负功 C．乙、丙两种情形下，力F都做正功 D．不知道地面是否光滑，无法判断F做功的大小关系【考点】恒力做功的计算．【答案】A【分析】恒力做功表达式为：W＝FScosα，功的正负表示对应的力是动力还是阻力，功的大小看绝对值。【解答】解：AD、这三种情形下力F和位移x的大小都是一样的，将力沿着水平和竖直方向正交分解，水平分力大小相同，只有水平分力做功，竖直分力不做功，故三种情况下力F的功的大小是相同的；与地面是否光滑无关，故A正确，D错误；BC、甲中由力与速度方向成锐角，故力F做正功，乙中力和速度方向成钝角，故力做负功；丙中力和速度方向为锐角，故力做正功，故BC错误。故选：A。13．（2分）如图所示，质量为m的小球从距桌面h1，高处的A点由静止释放，自由下落到地面上的B点，桌面离地高为h2。选择桌面为参考平面，则小球（）A．在A点时的重力势能为﹣mgh1 B．在A点时的机械能为mg（h1+h2） C．在B点时的重力势能为mgh2 D．在B点时的机械能为mgh1【考点】机械能守恒定律的简单应用；重力势能的定义和计算．【答案】D【分析】小球机械能守恒，选择桌面为参考平面，则在A点时重力势能为正值，在B点时的重力势能为负值；在A点时，小球动能为零，机械能为小球的重力势能，小球机械能等于mgh1；小球机械能守恒，在B点时的机械能等于在A点时的机械能。【解答】解：AB．若选择桌面为参考平面，A点在参考平面的上方h1处，所以小球在A点时的重力势能为Ep1＝mgh1由于小球在A点时动能为零，故机械能为EA＝Ep1＝mgh1故AB错误；CD．由于B点在参考平面的下方h2处，所以小球在B点的重力势能为Ep2＝﹣mgh2小球机械能守恒，在B点的机械能为EB＝EA＝mgh1故C错误，D正确。故选：D。14．（2分）复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（）A．做匀加速直线运动 B．加速度逐渐增大 C．牵引力的功率P＝Fvm D．牵引力做功W=【考点】利用动能定理求解机车启动问题；机车以恒定功率启动．【答案】C【分析】由P＝F牵v，分析牵引力变化，由牛顿第二定律，分析加速度变化，确定物体的运动状态；达到最大速度时牵引力与阻力相等，从而计算牵引力功率，根据动能定理分析D。【解答】解：AB、由P＝F牵v，速度不断增大时牵引力不断减小，根据牛顿第二定律F牵﹣f＝ma动车做加速度逐渐减小的加速运动，故AB错误；C．达到最大速度时，根据平衡条件有牵引力与阻力相等，故牵引力的功率P＝Fvm故C正确；D．根据动能定理有W﹣WF=1故选：C。请阅读下述文字，完成第15～16题。2020年10月12日，我国在西昌卫星发射中心成功将“高分十三号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星，这颗卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看，卫星在一定高度处静止不动。已知地球半径为r1，“高分十三号”卫星轨道半径为r2。15．地球自转的周期为T1，“高分十三号”卫星运动的周期为T2，则（）A．T2=14T1 B．T2=12T1 C．T2＝T1 【考点】近地卫星与黄金代换；开普勒三大定律；万有引力与重力的关系（黄金代换）．【答案】C【分析】同步卫星相对于地面球静止，其周期等于地球自转的周期，由此分析。【解答】解：由于同步卫星“高分十三号”相对于地面静止，所以“高分十三号”卫星运动的周期等于地球自转的周期，即T2＝T1，故C正确、ABD错误。故选：C。16．赤道上某点随地球自转的线速度大小为v1，“高分十三号”卫星运动的线速度大小为v2，则v1A．r1r2 B．r2r1【考点】近地卫星与黄金代换；线速度与角速度的关系；万有引力与重力的关系（黄金代换）；同步卫星的特点及相关计算．【答案】A【分析】根据赤道上某点与同步卫星“高分十三号”的角速度相同结合v＝rω进行解答。【解答】解：由于赤道上某点与同步卫星“高分十三号”的角速度相同，设为ω，已知地球半径为r1，“高分十三号”卫星轨道半径为r2。根据v＝rω可得：v1故选：A。17．（2分）如图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。则下列说法正确的是（）A．在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度大于7.9km/s B．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度 C．卫星在Q点通过加速由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ D．卫星从轨道Ⅰ经过Q点时的加速度小于它从轨道Ⅱ经过Q点时的加速度【考点】卫星的发射及变轨问题；第一、第二和第三宇宙速度的物理意义；不同轨道上的卫星（可能含赤道上物体）运行参数的比较．【答案】C【分析】7.9km/s是地球的第一宇宙速度，是所有环绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，卫星在轨道Ⅱ上的运行速度不可能大于此速度；根据开普勒第二定律分析B选项；从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点要做离心运动，根据离心运动的条件分析C选项；卫星在轨道Ⅰ上与在轨道Ⅱ上经过Q点时受到的万有引力相等，根据牛顿第二定律分析D选项。【解答】解：A、7.9km/s是地球的第一宇宙速度，是所有环绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，则在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度不可能大于7.9km/s，故A错误；B、根据开普勒第二定律可知，在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，故B错误；C、从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点要做离心运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，卫星应加速，增加所需的向心力，所以卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，故C正确；D、卫星在轨道Ⅰ上与在轨道Ⅱ上经过Q点时受到的万有引力相等，根据牛顿第二定律可知卫星从轨道Ⅰ经过Q点时的加速度等于它从轨道Ⅱ经过Q点时的加速度，故D错误。故选：C。18．（2分）在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是（）A．甲图中，B点逐渐向A点靠近时，观察AB割线的变化，运用了极限思想，说明质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向 B．乙图中，研究红蜡块的运动时，主要运用了理想化模型的思想 C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法 D．丁图中，卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量【考点】微小量放大法．【答案】B【分析】在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多方法，如极限思想法、理想模型法、微元法、控制变量法、微小量放大法等等，根据实验原理分析即可。【解答】解：A、甲图中，B点逐渐向A点靠近时，观察AB割线的变化，运用了极限思想，从而知道质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向，故A正确；B、乙图中，研究红蜡块的运动时，对于合运动和分运动之间的关系，主要运用等效替代的思想，故B错误；C、丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，要控制一些物理量不变，研究向心力与其中某个量之间的关系，运用了控制变量法，故C正确；D、丁图中，卡文迪什测定引力常量的实验通过光线路径将引力造成的微小影响放大，运用了放大法测微小量，故D正确。本题选不正确的，故选：B。19．（2分）有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力 D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，车轮会对内轨有挤压作用【考点】拱桥和凹桥类模型分析；物体被系在绳上做圆锥摆运动；物体在圆锥面上做圆周运动；车辆在道路上的转弯问题．【答案】B【分析】根据汽车的加速度方向分析；根据牛顿第二定律写出角速度的表达式分析；根据小球在竖直方向上受力平衡分析；根据火车转弯时由重力和支持力的合力提供向心力分析。【解答】解：A、汽车通过拱桥的最高点时做的是圆周运动，此时有指向竖直向下的加速度，所以汽车处于失重状态，故A错误；B、设圆锥摆的高度为h，圆锥摆做圆周运动的径为r＝htanθ，根据牛顿第二定律有mgtanθ＝mrω2，解得ω=gC、A、B与圆锥顶点连线和竖直方向的夹角θ大小相同，支持力的竖直分力与重力平衡，即FNcosθ＝mg，所以在A位置小球所受筒壁的支持力与在B位置时所受的支持力大小相等，故C错误；D、火车转弯按规定速度行驶时，刚好由重力和铁轨对火车的支持力的合力提供向心力，既不挤压外轨也不挤压内轨，超过规定速度行驶时，此时需要的向心力变大，重力和支持力的合力不足以提供向心力，则外轨对火车轮缘会有挤压作用，根据牛顿第三定律可知车轮对外轨有挤压作用，故D错误。故选：B。20．（2分）如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T﹣v2图像如图乙所示，则下列说法不正确的是（）A．轻质绳长为mbaB．当地的重力加速度为amC．当v2＝c时，轻质绳最高点拉力大小为acbD．若小球在最低点时的速度v1【考点】绳球类模型及其临界条件．【答案】D【分析】根据小球在最高点的受力情况，结合牛顿第二定律写出方程，结合图乙的数据可以分别得到当地的重力加速度和绳长；把小球的速度代入牛顿第二定律方程，即可得到细绳上的拉力大小。【解答】解：设绳长为l，小球在最高点时，根据牛顿第二定律有T+mg=AB、由乙图可知T＝0时，v2＝b，v2＝0时，T＝﹣a，代入上式可得g=am，lC、把v2＝c代入解得轻质绳最高点的拉力大小为T=mv2D、若小球在最低点时的速度v12=b本题是选不正确的故选：D。二、实验题（22分）21．（8分）某同学探究平抛运动的特点。用如图1所示装置研究平抛运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出，落在水平挡板M上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，小球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）在探究平抛运动的特点时，除硬板、小球、斜槽、铅笔、白纸和复写纸、刻度尺之外，下列器材中还需要的有A。A.重垂线B.秒表C.弹簧测力计D.天平（2）实验中，下列说法正确的是BD。A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道末端要保持水平C.挡板的高度需要等间距变化D.每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球（3）某同学用图1的实验装置得到的痕迹点如图2所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验AC（选填选项前的字母）。A.小球释放的高度偏高B.小球释放的高度偏低C.小球没有被静止释放D.挡板MN未水平放置（4）如图3为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图3中背景小方格的边长为1.25cm，g取10m/s2，则：①小球运动的初速度v0＝0.75m/s；②小球运动至B点的竖直速度vyB＝2.0m/s。（结果保留两位有效数字）【考点】探究平抛运动的特点．【答案】（1）A；（2）BD；（3）AC；（4）①0.75；②2.0【分析】（1）根据实验原理选择器材；（2）根据实验原理判断斜槽末端需要水平，由实验原理判断其他选项；（3）（4）根据平抛运动水平和竖直方向的运动规律分析解答。【解答】解：（1）实验中需要利用重垂线确定坐标轴的y轴。故BCD错误，A正确；故选：A。（2）AD．为了保证小球初速度相同，让小球多次从斜槽同一点由静止释放，斜槽不一定需要光滑，故D正确，A错误；B．为了保证初速度水平，应使斜槽末端的切线水平，故B正确C．挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故C错误。故选：BD。（3）通过图像可知，这个偏差较大的点处水平的速度相比其他的点较大，故产生的原因，可能是该次实验A球释放的高度偏高或A球没有被静止释放，故AC正确，BD错误。故选：AC。（4）①在竖直方向：hBC﹣hAB＝Δh＝2L＝gT2，将L＝1.25cm＝0.0125m代入解得：T＝0.05s水平方向做匀速运动，因此有：x＝v0t，即3L＝v0t，解得v0＝0.75m/s②根据匀变速直线运动特点，可知B点竖直方向的速度为vBy=解得vBy＝2.0m/s故答案为：（1）A；（2）BD；（3）AC；（4）①0.75；②2.022．（14分）利用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期T＝0.02s，重力加速度为g。（1）甲同学在做实验时进行了如下操作，其中操作不当的步骤是A（选填选项前的字母）。A．将打点计时器接到直流电源上B．应选体积小、质量大的重物C．释放纸带前，纸带应保持竖直（2）甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如图2所示（其中一段纸带图中未画出）。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点。测出C、D、E点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3，由此可计算出打点计时器打下D点时重物下落的瞬时速度vD＝2.31m/s（结果保留三位有效数字）。用m表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式mgh2＝12mvD（3）乙同学在进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找不到起始点了，于是他利用剩余的纸带，用（2）中方法进行数据处理并进行验证。如图3所示，重新任选某点为O，选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点，测量出C、D、E点到O点的距离分别为h1、h2、h3，用（2）中表达式进行验证。发现表达式左侧mgh2的数值比表达式右侧的数值小了很多，最可能的原因是O点不是起始点，打O点时重物动能不为零。（4）丙同学设想采用另一种方法研究机械能是否守恒：在图3中的纸带上，先分别测量出从O点到A、B、C、D、E、F点的距离h，再计算对应B、C、D、E各点的重物速度v。请帮助丙同学在图4中画出v2﹣h图像的示意图，并说明如何利用该图像判断重物下落过程中机械能是否守恒。【考点】验证机械能守恒定律．【答案】（1）A；（2）2.31，12mv【分析】（1）打点计时器应使用交流电源；为减小实验误差，重物应选用体积小、质量大的，释放纸带前，纸带应保持竖直；（2）打下D点时的瞬时速度等于CE段的平均速度，求得打D点时的速度，根据机械能守恒定律确定表达式；（3）依题意，所取O点不是起始点，速度不为零，以至于mgh2的数值比12mv（4）根据机械能守恒的表达式，推出v2﹣h图像的表达式，由图象的性质解答。【解答】解：（1）A、打点计时器应使用交流电源，故A错误；B、为减小空气阻力的影响，重物应选用体积小、质量大的，故B正确；C、为减小重物带动纸带下落过程纸带所受阻力，释放纸带前，纸带应保持竖直，故C正确。故选A。（2）打下D点时的瞬时速度等于CE段的平均速度，则有：vD=h若重物下落过程中机械能守恒，由机械能守恒定律可知，在误差允许的范围内，需满足表达式mgh2=12m（3）在（2）实验中O点为打出的起始点，且速度为零，而（3）的实验所取O点不是起始点，速度不为零，重力势能减少量mgh2应等于打D、O两点时的重物动能之差，以至于mgh2的数值比12mv（4）设打O点时重物速度为v0，由机械能守恒定律得：mgh=12mv2−整理得：v2＝2gh+vv2﹣h图像的示意图如下图所示：综上分析，可知若机械能守恒，v2﹣h图像应为倾斜的直线且斜率等于2g，即当v2﹣h图像为斜率为2g的倾斜直线（形如上图）时，重物下落过程中机械能守恒。故答案为：（1）A；（2）2.31，12mv三、计算题（38分）23．（6分）如图所示，用F＝5.0N的水平恒力使物体在水平地面上由静止开始向右运动。运动过程中，物体受到的滑动摩擦力大小Ff＝1.0N。求：（1）在物体运动距离2.0m的过程中，水平恒力F对物体做的功。（2）在物体运动距离为2.0m时，物体具有的动能。【考点】动能定理的简单应用；恒力做功的计算．【答案】（1）在物体运动距离2.0m的过程中，水平恒力F对物体做的功为10J；（2）在物体运动距离为2.0m时，物体具有的动能为8J。【分析】（1）根据恒力做功公式W＝Fs求水平恒力F对物体做的功。（2）运用动能定理求解物体具有的动能。【解答】解：（1）在物体运动距离2.0m的过程中，水平恒力F对物体做的功为WF＝Fs＝5.0×2.0J＝10J（2）根据动能定理，在物体运动距离为2.0m时，物体具有的动能为：Ek＝（F﹣Ff）s＝（5.0﹣1.0）×2.0J＝8J答：（1）在物体运动距离2.0m的过程中，水平恒力F对物体做的功为10J；（2）在物体运动距离为2.0m时，物体具有的动能为8J。24．（8分）汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示，一辆质量m＝1.6×103kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶，速度大小v＝10m/s，其轨迹可视为半径R＝40m的圆弧。（1）求这辆汽车转弯时需要的向心力大小F；（2）在冬天如果路面出现结冰现象，为防止汽车侧滑而发生危险，请给汽车驾驶员提出一条驾驶建议。【考点】车辆在道路上的转弯问题；牛顿第二定律的简单应用．【答案】（1）这辆汽车转弯时需要的向心力大小F为4×103N。（2）建议汽车减速或增大轨迹半径。【分析】（1）已知汽车转弯时的速度大小v＝10m/s，轨迹半径R＝50m，汽车的质量m＝1.6×103kg，根据F＝mv2（2）根据离心运动的条件给汽车驾驶员提出一条驾驶建议。【解答】解：（1）这辆汽车转弯时需要的向心力大小F＝mv2R=1.6×103×（2）汽车转弯时，由侧向静摩擦力提供向心力，由F＝mv2答：（1）这辆汽车转弯时需要的向心力大小F为4×103N。（2）建议汽车减速或增大轨迹半径。25．（8分）某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，转动手腕，使球运动起来，最终在水平面内做匀速圆周运动。已知轻绳存在最大