2023-2024学年宁夏银川一中高一(下)期末物理试卷

2023-2024学年宁夏银川一中高一（下）期末物理试卷一、单选题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个符合要求）1．（3分）“细雨斜风作晓寒，淡烟疏柳媚晴滩”是宋代文学家苏轼描写早春游山时的沿途景观。有一雨滴从静止开始自由下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域并下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，若雨滴受到的阻力可忽略不计，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（）A． B． C． D．2．（3分）如图所示，小物块位于斜面光滑的斜面体上，斜面体位于光滑水平地面上，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面体对小物块的作用力（）A．垂直于接触面，做功为零 B．垂直于接触面，做负功 C．与接触面不垂直，做功为零 D．与接触面不垂直，做正功3．（3分）如图所示，质量为m的物块置于粗糙水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数为μ，在大小为F与水平面夹角为α的拉力作用下通过了距离l。自由落体加速度用g表示。这一过程中拉力对物块做功为（）A．Fl B．Flcosα C．Flsinα D．（Fcosα﹣μmg+μFsinα）l4．（3分）如图甲所示，轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝0.5kg的物块相连，弹簧处于原长状态，物块静止，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示。物块运动至x＝0.4m处时速度为零，重力加速度g取10m/s2，则此过程弹簧弹性势能增量为（）A．3.1J B．3.5J C．1.8J D．2.0J5．（3分）近年来，随着智能手机的普及，手机已经成为人们日常生活中必不可少的通讯工具，人们对手机的依赖性也越强，有些人甚至喜欢躺着看手机，经常出现手机滑落砸到眼睛的情况。如图所示，若一部质量m＝200g的手机，从离人眼约h＝20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为t＝0.01s，取重力加速度g＝10m/s2。下列分析正确的是（）A．手机对眼睛的冲量方向竖直向上 B．手机对眼睛的作用力大小约为42N C．全过程手机重力的冲量大小约为0.6N•s D．全过程手机动量的变化量大小约为0.42N•s6．（3分）张洪老师想用卷尺粗略测定码头上自由停泊小船的质量，他进行了如下操作：首先他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L。已知他自身的质量为m，则渔船的质量为（）A．m(L+d)d B．mLd C．m(L−d)d7．（3分）质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的水平公路上行驶，设汽车受到的阻力大小不变，若汽车匀速行驶时的速率为v1，则当汽车速率为v2（v1＞v2）时，汽车加速度的大小是（）A．Pmv2 C．2Pm(v18．（3分）如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为m0，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为θ，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A．货车的速度等于vcosθ B．货物处于失重状态 C．缆绳中的拉力FT大于（m0+m）g D．货车对地面的压力大于货车的重力9．（3分）“打水漂”是一种常见的娱乐活动，一薄铁片从距离水面高度为h处水平抛出，水平方向运动距离l，与水面第一次作用后，薄铁片会反复在水面上弹跳前进。假设薄铁片和水面每次接触后，在水平方向，速度不变，而在竖直方向，速度方向相反，大小变为原来的12A．薄铁片抛出的初速度大小为v0B．薄铁片第二次与水面接触后上升的高度为18C．薄铁片从与水面第一次接触到第二次与水平面接触水平方向的位移大小为l D．薄铁片每次接触水面时速度方向与水面的夹角不变（多选）10．（3分）如图所示，两个34圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，a轨道由金属凹槽制成，b轨道由金属圆管制成（圆管内径远小于半径R），均可视为光滑轨道。在两轨道右端的正上方分别将金属小球A和B（直径略小于圆管内径）由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和hBA．若hA＝hB≥52B．若hA＝hB≥32R，两小球在轨道上上升的最大高度均为3C．适当调整hA和hB，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处 D．若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，hA的最小值为52R，B小球在hB二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20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。）（多选）11．（4分）如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有质量分别为1kg和2kg的小球A和B，且两球之间用一根长L＝0.3m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h＝0.3m．现让两球从静止开始自由下滑，最后都进入到上方开有细槽的光滑圆管中，不计球与圆管内壁碰撞时的机械能损失，g取10m/s2．则下列说法中正确的有（）A．从开始下滑到A进入圆管整个过程，小球A与地球两者组成的系统机械能守恒 B．在B球未进入水平圆管前，小球A与地球组成系统机械能守恒 C．两球最后在光滑圆管中运动的速度大小为7m/s D．从开始下滑到A进入圆管整个过程，轻杆对B球做功1J（多选）12．（4分）两个小球A、B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是mA＝4kg，mB＝2kg，A的速度vA＝3m/s（设为正），B的速度vB＝﹣3m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为（）A．均为+1m/s B．+4m/s和﹣5m/s C．+2m/s和﹣1m/s D．﹣1m/s和+5m/s（多选）13．（4分）跳跳杆玩具广受孩子们的喜爱。跳跳杆底部装有一根弹簧，某次小明从最低点弹起，以小明运动的最低点为坐标原点，竖直向上为x轴正方向，小明与杆整体的动能与其位置坐标的关系如图所示，图像0～x3之间为曲线，x2为其最高点，x3～x4为直线，已知小明和杆的总质量为m，忽略弹簧质量和空气阻力的影响。下列说法正确的是（）A．小明和杆的最大加速度a＝g B．弹簧的劲度系数k=mgC．在x1处的速度为v1D．在x1处的弹性势能为Ep1＝mg（x3﹣x1）（多选）14．（4分）拨浪鼓是一种小型的儿童玩具，其简化的模型如图所示。拨浪鼓边缘上与圆心等高处关于手柄对称的左右两侧位置固定有长度分别为l1和l2的两根不可伸长的轻质细绳，两细绳的另一端分别系有质量相同的小球甲、乙。保持手柄竖直匀速转动，使得两球均在水平面内匀速转动，连接甲、乙的细绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α＜β，则（）A．甲球运动的周期等于乙球运动的周期 B．甲球运动的线速度大小等于乙球的线速度大小 C．甲球所受绳子的拉力大小大于乙球所受绳子的拉力大小 D．甲球的向心加速度大小小于乙球的向心加速度大小15．（4分）在星球P和星球Q的表面，以相同的初速度v0竖直上抛一小球，小球在空中运动时的v﹣t图像分别如图所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体，星球P的半径是星球Q半径的3倍，下列说法正确的是（）A．星球P和星球Q的质量之比为3：1 B．星球P和星球Q的密度之比为1：1 C．星球P和星球Q的第一宇宙速度之比为1：1 D．星球P和星球Q的近地卫星周期之比为1：3三、非选择题（本题共6小题，共50分。考生根据要求作答）16．（8分）在“验证机械能守恒定律”的次实验中，重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为0.02s，回答以下问题：（1）关于本实验，下列说法正确的是，A.图甲中两限位孔必须在同一竖直线上B.实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直C.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源D.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置（2）某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离s0＝68.97cm，点A、C间的距离s1＝15.24cm，点C、E间的距离s2＝16.76cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重物的质量为m＝1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为J，重力势能的减少量为；（结果均保留两位小数）（3）在实验中发现，重物减少的重力势能重物增加的动能（选填“大于”或“小于”或“等于），其原因主要是因为。17．（8分）如图为“验证动量守恒定律”实验。实验中使用的小球1和2质量分别为m1、m2，直径分别为d1、d2，在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。（1）本实验需要的测量仪器或工具是。A．秒表B．天平（带砝码）C．刻度尺D．弹簧测力计（2）小球1和2的质量应满足m1m2，直径应满足d1d2（选填“＞”“＝”或“＜”）（3）实验必须满足的条件是。A．斜槽轨道末端切线水平B．斜槽轨道应尽量光滑以减小误差C．入射球和被碰球质量相等D．入射球每次从轨道的不同位置由静止释放（4）某次实验中得出的落点情况如图所示，在实验误差允许的范围内，若碰撞过程动量守恒，其关系式应为。（用m1、m2、OM、OP、ON表示）18．（6分）开曾勒用二十年的时间研究第谷的行星观测数据，发表了开普勒三大定律。在研究行星绕太阳运动的规律时，将行星轨道简化为一半径为r的圆轨道。（1）如图所示，设行星与太阳的连线在一段非常非常小的时间Δt内，扫过的扇形面积为ΔS。求行星绕太阳运动的线速度的大小v，并结合开普勒第二定律证明行星做匀速圆周运动；（提示：扇形面积=1（2）请结合开普勒第三定律、牛顿运动定律，证明太阳对行星的引力F与行星轨道半径r的平方成反比。19．（8分）如图所示，a、b两点距地面高度分别为H和2H，从a、b两点分别水平抛出一小球，其水平射程之比S1：S2＝3：2，试求两小球运动轨迹的交点C距地面的高度．20．（8分）如图所示，一质量m2＝0.25kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3＝0.2kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ＝0.4，小车静止在光滑的水平轨道上。现有一质量m1＝0.05kg的子弹以水平速度v0=123（1）最后小物体与小车的共同速度为多少？（2）小车的最小长度应为多少？21．（12分）如图是由弧形轨道、圆轨道（轨道底端B略错开，图中未画出）、水平直轨道平滑连接而成的力学探究装置。水平轨道AC右端装有理想轻弹簧（右端固定），圆轨道与水平直轨道相交于B点，且B点位置可改变，现将B点置于AC中点，质量m＝2kg的滑块（可视为质点）从弧形轨道高H＝0.6m处静止释放。已知圆轨道半径R＝0.1m，水平轨道长LAC＝1.0m，滑块与AC间动摩擦因数μ＝0.2，弧形轨道和圆轨道均视为光滑，不计其他阻力与能量损耗，求：（1）滑块第一次滑至圆轨道最高点时对轨道的压力大小；（2）轻弹簧获得的最大弹性势能；（3）若H＝0.4m，改变B点位置，使滑块在整个滑动过程中不脱离轨道，求BC长度满足的条件。

2023-2024学年宁夏银川一中高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单选题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个符合要求）1．（3分）“细雨斜风作晓寒，淡烟疏柳媚晴滩”是宋代文学家苏轼描写早春游山时的沿途景观。有一雨滴从静止开始自由下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域并下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，若雨滴受到的阻力可忽略不计，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（）A． B． C． D．【考点】合运动与分运动的关系；物体做曲线运动的条件．【答案】D【分析】根据物体曲线运动条件，即合力与速度不共线，且指向曲线内侧进行判断即可。【解答】解：BC．雨滴在斜风区受风力与重力，两个力的合力与速度方向不共线，根据曲线运动条件，雨滴在此区域内做曲线运动，且风力与重力合力的方向应该指向运动轨迹曲线内侧，故BC错误；AD．在无风区重力方向与速度方向也不共线，根据曲线运动条件，雨滴运动轨迹是曲线，故A错误，D正确。故选：D。2．（3分）如图所示，小物块位于斜面光滑的斜面体上，斜面体位于光滑水平地面上，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面体对小物块的作用力（）A．垂直于接触面，做功为零 B．垂直于接触面，做负功 C．与接触面不垂直，做功为零 D．与接触面不垂直，做正功【考点】功的正负及判断．【答案】B【分析】根据功的定义可知力与位移的夹角大于90°，物体做负功。【解答】解：小物块对斜面体的压力垂直于斜面向下，由于地面光滑，该力使斜面体水平向右运动，小物块所受支持力与位移夹角大于90°，则斜面体对物块做负功，故B正确，ACD错误；故选：B。3．（3分）如图所示，质量为m的物块置于粗糙水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数为μ，在大小为F与水平面夹角为α的拉力作用下通过了距离l。自由落体加速度用g表示。这一过程中拉力对物块做功为（）A．Fl B．Flcosα C．Flsinα D．（Fcosα﹣μmg+μFsinα）l【考点】恒力做功的计算．【答案】B【分析】直接根据功的公式即可求出拉力所做的功。【解答】解：这一过程中拉力对物块做功为W＝Flcosα故B正确，ACD错误。故选：B。4．（3分）如图甲所示，轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝0.5kg的物块相连，弹簧处于原长状态，物块静止，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示。物块运动至x＝0.4m处时速度为零，重力加速度g取10m/s2，则此过程弹簧弹性势能增量为（）A．3.1J B．3.5J C．1.8J D．2.0J【考点】动能定理的简单应用．【答案】A【分析】F﹣x图象与坐标轴围成图形的面积表示F所做的功，根据动能定理列方程求克服弹簧弹力做的功，即等于弹簧的弹性势能。【解答】解：由图线与坐标轴围成的面积表示功，可得到力F做的功WF=1设克服弹簧弹力做的功为W弹，根据动能定理WF﹣W弹﹣μmgx＝0解得W弹＝3.1J则弹簧的弹性势能为EP＝3.1J故A正确，BCD错误。故选：A。5．（3分）近年来，随着智能手机的普及，手机已经成为人们日常生活中必不可少的通讯工具，人们对手机的依赖性也越强，有些人甚至喜欢躺着看手机，经常出现手机滑落砸到眼睛的情况。如图所示，若一部质量m＝200g的手机，从离人眼约h＝20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为t＝0.01s，取重力加速度g＝10m/s2。下列分析正确的是（）A．手机对眼睛的冲量方向竖直向上 B．手机对眼睛的作用力大小约为42N C．全过程手机重力的冲量大小约为0.6N•s D．全过程手机动量的变化量大小约为0.42N•s【考点】动量定理的内容和应用；动量的定义、单位及性质．【答案】B【分析】根据自由落体求出落到人眼睛时的速度和所用的时间，再对砸眼睛过程分析由动量定理求作用力；结合冲量的定义式求出重力的冲量。【解答】解：A、手机对眼睛的作用力方向向下，故手机对眼睛的冲量方向竖直向下，故A错误；BD、手机下落的高度h＝20cm＝0.2m手机的质量m＝200g＝0.2kg据自由落体规律，手机掉落到人眼处时的速度为v=手机与眼睛作用后手机的速度变为0，选取向上为正方向，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为Δp＝0﹣（﹣mv）＝0.2×2kg•m/s＝0.40kg•m/s手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，根据动量定理可知Ft﹣mgt＝Δp设手机对眼睛的作用力大小F代入数据解得：F＝42N，故B正确，D错误；C、设手机落到眼睛前的时间为tImg＝mg（t+t1）＝0.2×10×（0.01+0.2）N•s＝0.42N•s，故C错误。故选：B。6．（3分）张洪老师想用卷尺粗略测定码头上自由停泊小船的质量，他进行了如下操作：首先他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L。已知他自身的质量为m，则渔船的质量为（）A．m(L+d)d B．mLd C．m(L−d)d【考点】动量守恒与能量守恒共同解决实际问题．【答案】C【分析】人和船组成的系统所受合外力为0，满足动量守恒，根据“人船模型”进行分析与计算．【解答】解：船的平均速度v1=根据“人船模型”可得：mv1=即：Md＝m（L﹣d）解得船的质量：M=m(L−d)故选：C。7．（3分）质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的水平公路上行驶，设汽车受到的阻力大小不变，若汽车匀速行驶时的速率为v1，则当汽车速率为v2（v1＞v2）时，汽车加速度的大小是（）A．Pmv2 C．2Pm(v1【考点】机车以恒定功率启动．【答案】D【分析】汽车以恒定的功率匀速运动时，汽车受到的阻力的大小和汽车的牵引力的大小相等，由此可以求得汽车受到的阻力的大小，当速度为v2时，在由P＝Fv可以求得此时的牵引力的大小，根据牛顿第二定律求得汽车的加速度的大小。【解答】解：汽车以速度v1匀速运动时，根据P＝Fv1＝fv1可得汽车受到的阻力的大小为：f=Pv1汽车以速度v2匀速运动时，根据P＝F′v由牛顿第二定律可得：F′﹣f＝ma，所以加速度为：a=故D正确，ABC错误。故选：D。8．（3分）如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为m0，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为θ，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A．货车的速度等于vcosθ B．货物处于失重状态 C．缆绳中的拉力FT大于（m0+m）g D．货车对地面的压力大于货车的重力【考点】合运动与分运动的关系；超重与失重的概念、特点和判断．【答案】C【分析】在将货物提升的过程中，由于缆绳不可伸长，货箱向上运动的速度和货车运动的速度沿着缆绳方向的分量相等，根据平行四边形定则求出货车的速度表达式，结合牛顿第二定律分析即可。【解答】解：A、关联速度可知，沿着绳上的速度相等，可知v货cosθ＝v解得v故A错误；B、货车向左做匀速直线运动的过程中，θ减小，cosθ增大，货车向左做匀速直线运动，v增大，加速度向上，则货物处于超重状态，故B错误；C、由加速度向上，则FT﹣（m+m0）g＝（m+m0）a缆绳中的拉力FT大于（m0+m）g，故C正确；D、对货车受力分析可得FN+FTsinθ＝m货g即FN＜m货g货车的对地面的压力小于货车的重力，故D错误；故选：C。9．（3分）“打水漂”是一种常见的娱乐活动，一薄铁片从距离水面高度为h处水平抛出，水平方向运动距离l，与水面第一次作用后，薄铁片会反复在水面上弹跳前进。假设薄铁片和水面每次接触后，在水平方向，速度不变，而在竖直方向，速度方向相反，大小变为原来的12A．薄铁片抛出的初速度大小为v0B．薄铁片第二次与水面接触后上升的高度为18C．薄铁片从与水面第一次接触到第二次与水平面接触水平方向的位移大小为l D．薄铁片每次接触水面时速度方向与水面的夹角不变【考点】斜抛运动．【答案】C【分析】根据平抛运动规律列式求解；根据vy薄铁片接触水面时速度方向与水面的夹角的正切值为tanθ=v【解答】解：A．根据平抛运动h=1l＝v0t解得v0故A错误；B．第一次竖直方向自由落体有vy故薄铁片第二次与水面接触后速度为vy2竖直方向做竖直上抛运动，根据0−v薄铁片第二次与水面接触后上升的高度为h2故B错误；C．薄铁片从与水面第一次接触到第二次与水平面接触水平方向的时间t1薄铁片从与水面第一次接触到第二次与水平面接触水平方向的位移大小为x1＝v0t1解得x1＝l故C正确；D．因为水平速度不变，竖直方向速度变小，所以薄铁片接触水面时速度方向与水面的夹角的正切值为tanθ=v夹角变小，故D错误。故选：C。（多选）10．（3分）如图所示，两个34圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，a轨道由金属凹槽制成，b轨道由金属圆管制成（圆管内径远小于半径R），均可视为光滑轨道。在两轨道右端的正上方分别将金属小球A和B（直径略小于圆管内径）由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和hBA．若hA＝hB≥52B．若hA＝hB≥32R，两小球在轨道上上升的最大高度均为3C．适当调整hA和hB，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处 D．若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，hA的最小值为52R，B小球在hB【考点】机械能守恒定律的简单应用；牛顿第二定律的简单应用；牛顿第二定律求解向心力．【答案】AD【分析】要知道小球恰好到a轨道最高点的最小速度是gR，恰好到b轨道最高点的速度是0，再结合机械能守恒定律分析高度即可。【解答】解：AD、若小球A恰好能到a轨道的最高点，由mg＝mvA2R，得vA=gR，由mg（hA0﹣2R）=12mvA2，得hA0=52R；若小球B恰好能到b轨道的最高点，在最高点的速度vBB、若hB=32R，小球B在轨道上上升的最大高度等于32R；若hA=C、小球A从最高点飞出后做平抛运动，下落R高度时，水平位移的最小值为xA＝vA2Rg=gR•2Rg=2R＞R，所以若小球A从最高点飞出后会落在轨道右端口外侧，而适当调整h故选：AD。二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20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。）（多选）11．（4分）如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有质量分别为1kg和2kg的小球A和B，且两球之间用一根长L＝0.3m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h＝0.3m．现让两球从静止开始自由下滑，最后都进入到上方开有细槽的光滑圆管中，不计球与圆管内壁碰撞时的机械能损失，g取10m/s2．则下列说法中正确的有（）A．从开始下滑到A进入圆管整个过程，小球A与地球两者组成的系统机械能守恒 B．在B球未进入水平圆管前，小球A与地球组成系统机械能守恒 C．两球最后在光滑圆管中运动的速度大小为7m/s D．从开始下滑到A进入圆管整个过程，轻杆对B球做功1J【考点】机械能守恒定律的简单应用；动能定理的简单应用．【答案】BCD【分析】只有重力或只有弹力做功，系统机械能守恒，根据机械能守恒条件判断机械能是否守恒；以系统为研究对象，由机械能守恒定律可以求出两球的速度．以A为研究对象，应用动能定理可以求得杆对A做的功．【解答】解：A、从开始下滑到A进入圆管整个过程，除重力做功外，杆对A做负功，小球A与地球两者组成的系统机械能不守恒，故A错误；B、在B球未进入水平圆管前，只有重力对A做功，小球A与地球组成系统机械能守恒，故B正确；C、以A、B组成的系统为研究对象，系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：mBgh+mAg（h+Lsinθ）=12（mA+mB）v2，代入数据解得：vD、以A球为研究对象，由动能定理得：mAg（h+Lsinθ）+W=12mAv2，代入数据解得：W＝﹣1J，则轻杆对B做功，W故选：BCD。（多选）12．（4分）两个小球A、B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是mA＝4kg，mB＝2kg，A的速度vA＝3m/s（设为正），B的速度vB＝﹣3m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为（）A．均为+1m/s B．+4m/s和﹣5m/s C．+2m/s和﹣1m/s D．﹣1m/s和+5m/s【考点】动量守恒与能量守恒共同解决实际问题．【答案】AD【分析】两球碰撞过程系统动量守恒，碰撞过程中系统机械能不可能增加，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能。【解答】解：以A的初速度方向为正方向，碰前系统总动量为：p＝mAvA+mBvB＝4×3+2×（﹣3）＝6kg•m/s，碰前总动能为：EK=12mAvA2+12mBvB2=12A、如果vA′＝1m/s、vB′＝1m/s，碰后系统动量为6kg•m/s，总动能为3J，系统动量守恒、动能不增加，符合实际，故A正确；B、如果vA′＝4m/s、vB′＝﹣5m/s，碰后系统总动量为6kg•m/s，总动能为57J，系统动量守恒，动能增加，故B错误；C、如果vA′＝2m/s、vB′＝﹣1m/s，根据碰撞的特点可知，相向运动的两个物体在碰撞后至少有一个物体运动的方向要发生变化或静止，碰后两球速度方向都不发生改变是不可能的。故C错误；D、如果vA′＝﹣1m/s、vB′＝5m/s，碰后总动量为6kg•m/s，总动能为27J，系统动量守恒，动能不变，故D正确；故选：AD。（多选）13．（4分）跳跳杆玩具广受孩子们的喜爱。跳跳杆底部装有一根弹簧，某次小明从最低点弹起，以小明运动的最低点为坐标原点，竖直向上为x轴正方向，小明与杆整体的动能与其位置坐标的关系如图所示，图像0～x3之间为曲线，x2为其最高点，x3～x4为直线，已知小明和杆的总质量为m，忽略弹簧质量和空气阻力的影响。下列说法正确的是（）A．小明和杆的最大加速度a＝g B．弹簧的劲度系数k=mgC．在x1处的速度为v1D．在x1处的弹性势能为Ep1＝mg（x3﹣x1）【考点】功是能量转化的过程和量度；胡克定律及其应用；牛顿第二定律的简单应用．【答案】BD【分析】Ek﹣x图像的斜率表示合力的大小，在x2位置弹力等于重力，由平衡条件和胡克定律相结合计算弹簧劲度系数；根据图像分析小孩的运动情况，分析加速度最大的位置，根据牛顿第二定律求解小孩和杆的最大加速度；从x3到x4做竖直上抛运动，根据运动学公式求在x3处的速度，在x1处的速度等于在x3处的速度；根据x1～x3系统机械能守恒求解在x1处的弹性势能。【解答】解：AB、由图像可知，在x3处小明和杆整体脱离弹簧，此时弹簧处于原长，弹簧在最低点时被压缩x3，此时加速度最大，则由牛顿第二定律有kx3﹣mg＝ma在x2位置时，速度最大，弹簧的弹力等于重力，即k（x3﹣x2）＝mg解得：k=mgx3C、在x1处的速度等于在x3处的速度，因从x3到x4做竖直上抛运动，则v1D、从x1处到x3处，由弹簧、小明与杆整体机械能守恒可得：Ep1+mgx1+12故选：BD。（多选）14．（4分）拨浪鼓是一种小型的儿童玩具，其简化的模型如图所示。拨浪鼓边缘上与圆心等高处关于手柄对称的左右两侧位置固定有长度分别为l1和l2的两根不可伸长的轻质细绳，两细绳的另一端分别系有质量相同的小球甲、乙。保持手柄竖直匀速转动，使得两球均在水平面内匀速转动，连接甲、乙的细绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α＜β，则（）A．甲球运动的周期等于乙球运动的周期 B．甲球运动的线速度大小等于乙球的线速度大小 C．甲球所受绳子的拉力大小大于乙球所受绳子的拉力大小 D．甲球的向心加速度大小小于乙球的向心加速度大小【考点】物体被系在绳上做圆锥摆运动．【答案】AD【分析】AC.根据共轴转动的特点分析周期关系，结合竖直方向的平衡条件以及夹角大小分析绳子的拉力大小关系；B.根据线速度公式和半径的不确定性进行判断；D.根据牛顿第二定律进行分析解答。【解答】解：AC.由于甲、乙两球绕同一个转轴转动时做匀速圆周运动，故两球运动周期相等（角速度也相等），对质量相等的两球，根据竖直方向的平衡条件有F甲cosα＝mg，F乙cosβ＝mg，因为α＜β，则F甲＜F乙，故A正确，C错误；B.由于绳长l1和l2的大小关系不确定，则v＝rω，两球做匀速圆周运动的半径r的大小关系也不确定，故两球的线速度大小也不确定，故B错误；D.根据mgtanα＝ma甲，mgtanβ＝ma乙，由α＜β，可得a甲＜a乙，故D正确。故选：AD。15．（4分）在星球P和星球Q的表面，以相同的初速度v0竖直上抛一小球，小球在空中运动时的v﹣t图像分别如图所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体，星球P的半径是星球Q半径的3倍，下列说法正确的是（）A．星球P和星球Q的质量之比为3：1 B．星球P和星球Q的密度之比为1：1 C．星球P和星球Q的第一宇宙速度之比为1：1 D．星球P和星球Q的近地卫星周期之比为1：3【考点】万有引力与重力的关系（黄金代换）；第一、第二和第三宇宙速度的物理意义；竖直上抛运动的规律及应用．【答案】B【分析】根据v﹣t图线的斜率求出两星球表面的重力加速度之比，然后结合星球表面的重力等于万有引力即可求出质量关系和密度的关系，根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度和近地卫星的周期。【解答】解：A、根据v﹣t图像的斜率表示加速度，可得两星球表面重力加速度之比为gP：gQ=v0t在星球表面，根据万有引力等于重力，得GMmR2=mg，可得M=gB、由M=ρ联立可得ρ=3g4πGR，故ρPC、第一宇宙速度是卫星绕星球表面做匀速圆周运动的线速度，由GMmR2=mv2R得：v=D、由GMmR2=m4π2故选：B。三、非选择题（本题共6小题，共50分。考生根据要求作答）16．（8分）在“验证机械能守恒定律”的次实验中，重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为0.02s，回答以下问题：（1）关于本实验，下列说法正确的是AB，A.图甲中两限位孔必须在同一竖直线上B.实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直C.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源D.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置（2）某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离s0＝68.97cm，点A、C间的距离s1＝15.24cm，点C、E间的距离s2＝16.76cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重物的质量为m＝1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量为8.00J，重力势能的减少量为8.25；（结果均保留两位小数）（3）在实验中发现，重物减少的重力势能大于重物增加的动能（选填“大于”或“小于”或“等于），其原因主要是因为重物下落过程要克服阻力做功，机械能有损失。【考点】验证机械能守恒定律．【答案】（1）AB；（2）8.00；8.25；（3）大于；重物下落过程要克服阻力做功，机械能有损失。【分析】（1）根据实验注意事项分析答题。（2）根据匀变速直线运动的推论求出打C点的瞬时速度，然后求出动能的增加量；根据重力势能的计算公式求出重力势能的减少量。（3）重物下落过程要克服阻力做功，重力势能的减少量大于动能的增加量。【解答】解：（1）A、为减小纸带与限位孔间的摩擦力，图甲中两限位孔必须在同一竖直线上，故A正确；B、为减小重物下落过程纸带受到的摩擦力，实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直，故B正确；C、为使纸带上打出第一个点时的速度为零，充分利用纸带，实验时，先接通打点计时器的电源，再释放纸带，故C错误；D、为减小实验误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，故D错误。故选：AB。（2）做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打C点时重物的速度vC=AE打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重物动能的增加量ΔEk=1重力势能的减少量ΔEp＝mg（s0+s1）＝1.0×9.8×（68.97+15.24）×10﹣2J≈8.25J；（3）重物下落过程要受到空气阻力作用，纸带要受到摩擦阻力作用，重物下落过程要克服阻力做功，机械能有损失，机械能不守恒，重力势能的减少量大于动能的增加量。故答案为：（1）AB；（2）8.00；8.25；（3）大于；重物下落过程要克服阻力做功，机械能有损失。17．（8分）如图为“验证动量守恒定律”实验。实验中使用的小球1和2质量分别为m1、m2，直径分别为d1、d2，在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。（1）本实验需要的测量仪器或工具是BC。A．秒表B．天平（带砝码）C．刻度尺D．弹簧测力计（2）小球1和2的质量应满足m1＞m2，直径应满足d1＝d2（选填“＞”“＝”或“＜”）（3）实验必须满足的条件是A。A．斜槽轨道末端切线水平B．斜槽轨道应尽量光滑以减小误差C．入射球和被碰球质量相等D．入射球每次从轨道的不同位置由静止释放（4）某次实验中得出的落点情况如图所示，在实验误差允许的范围内，若碰撞过程动量守恒，其关系式应为m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅【考点】验证动量守恒定律．【答案】（1）BC；（2）＞；＝；（3）A；（4）m【分析】（1）根据实验原理分析出需要的实验器材；（2）为了防止入射球被反弹，小球1的质量要大于小球2的质量，为了保证对心碰撞，小球的直径要相等；（3）根据实验原理结合题目选项分析出需要满足的条件；（4）根据动量守恒定律，结合平抛运动的特点得出对应的关系式。【解答】解：（1）小球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得m1v0＝m1v1+m2v2两球离开斜槽后做平抛运动，由于两球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，则有m1v0t＝m1v1t+m2v2t即m故需要测量小球的质量和落地点至重垂线所指的位置O的距离，所以需要的测量仪器或工具是天平（带砝码）和刻度尺，故BC正确，AD错误。故选：BC。（2）为防止反弹，小球1和2的质量应满足m1大于m2，为保证对心碰撞，直径应满足d1等于d2。（3）A．为保证做平抛运动，斜槽轨道末端切线水平，故A正确；BD．斜槽轨道不需要光滑，只要从同一位置释放即可，故BD错误；C．为防止反弹，入射球质量大于被碰球质量，故C错误。故选：A。（4）根据（1）分析可知，在实验误差允许的围内，若碰撞过程动量守恒，其关系式应为m1故答案为：（1）BC；（2）＞；＝；（3）A；（4）m18．（6分）开曾勒用二十年的时间研究第谷的行星观测数据，发表了开普勒三大定律。在研究行星绕太阳运动的规律时，将行星轨道简化为一半径为r的圆轨道。（1）如图所示，设行星与太阳的连线在一段非常非常小的时间Δt内，扫过的扇形面积为ΔS。求行星绕太阳运动的线速度的大小v，并结合开普勒第二定律证明行星做匀速圆周运动；（提示：扇形面积=1（2）请结合开普勒第三定律、牛顿运动定律，证明太阳对行星的引力F与行星轨道半径r的平方成反比。【考点】开普勒三大定律．【答案】见解析【分析】（1）由扇形面积公式和开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，分析行星绕太阳运动的线速度的大小也为常量；（2）根据牛顿第二定律和开普勒第三定律分析太阳对行星的引力。【解答】解：（1）行星与太阳的连线在一段非常非常小的时间Δt内，扫过的扇形面积为ΔS=12×r×vΔt，得v=（2）设行星的质量为m，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有F=mv2r=mr×(2πr答：见解析19．（8分）如图所示，a、b两点距地面高度分别为H和2H，从a、b两点分别水平抛出一小球，其水平射程之比S1：S2＝3：2，试求两小球运动轨迹的交点C距地面的高度．【考点】平抛运动速度的计算．【答案】见试题解答内容【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合竖直位移之比和水平位移之比求出初速度之比，再结合平抛运动的规律得出运动到交点处的时间之比，抓住在交点处距离地面的高度相等，求出a球的运动时间，从而而得出两小球运动轨迹的交点C距地面的高度．【解答】解：因为从a、b两点分别水平抛出一小球水平射程之比为3：2即xa：xb＝3：2由运动学公式得：H=12xa＝vata，xb＝vbtb联立解得：va：vb=3两小球到达运动轨迹的交点C时，所用时间分别为ta′和tb′，而且此时所走的水平路程相等，即vata′＝vbtb′，解得：ta因为在C点时，距地距离相等，所以：H−12联立①②得：ta两小球运动轨迹的交点C距地面的高度为：h=H−1答：两小球运动轨迹的交点C距地面的高度为5H720．（8分）如图所示，一质量m2＝0.25kg的平顶小车，车顶右端放一质