北京市海淀區(qū)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期7月期末考試 物理 含解析

海淀區(qū)高一年級(jí)練習(xí)物理考生須知：1．本試卷共8頁(yè)，共四道大題，20道小題。滿分100分。考試時(shí)間90分鐘。2．在試卷和答題紙上準(zhǔn)確填寫(xiě)學(xué)校名稱、班級(jí)名稱、姓名。3．答案一律填涂或書(shū)寫(xiě)在答題紙上，在試卷上作答無(wú)效。4．在答題紙上，選擇題用2B鉛筆作答，其余題用黑色字跡簽字筆作答。5．考試結(jié)束、請(qǐng)將本試卷和答題紙一并交回。一、單項(xiàng)選擇題。本題共10道小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。（每小題3分，共30分）請(qǐng)閱讀文字。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員將球沿水平方向擊出，球離開(kāi)球拍后在重力的作用下劃出一條曲線，向?qū)Ψ綀?chǎng)地飛去，如圖所示。網(wǎng)球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。1.以地面為參考系，網(wǎng)球在空中的運(yùn)動(dòng)是（）A.勻速運(yùn)動(dòng) B.平拋運(yùn)動(dòng) C.圓周運(yùn)動(dòng) D.勻減速運(yùn)動(dòng)2.網(wǎng)球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.速度方向保持不變B.位移方向保持不變C.加速度方向保持不變D.速度方向與加速度方向始終垂直請(qǐng)閱讀文字。如圖所示，用長(zhǎng)度為l的輕繩拴一小球，將小球拉至與豎直方向成θ角的A點(diǎn)靜止釋放，小球從A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O。已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。3.關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力情況，下列判斷正確的是（）A.只受重力B.只受拉力C.只受重力和拉力D.受重力、拉力和向心力4.小球在從A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.動(dòng)能逐漸增大B.動(dòng)能逐漸減小C.機(jī)械能逐漸增大D.機(jī)械能逐漸減小5.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O時(shí)，小球的線速度大小為（）A. B. C. D.請(qǐng)閱讀文字。牛頓根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出“天體間引力遵循平方反比規(guī)律”后，進(jìn)一步設(shè)想“使蘋(píng)果落向地面的力”與天體間的引力是同一性質(zhì)的力。為此，他進(jìn)行了著名的“月—地檢驗(yàn)”加以證實(shí)。設(shè)地球質(zhì)量為、月球質(zhì)量為、蘋(píng)果質(zhì)量為，地球中心與月球中心的距離為r，地球中心與蘋(píng)果的距離為R，引力常量為G、地表重力加速度為g。6.月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列物理量保持不變的是（）A.周期 B.線速度 C.向心力 D.向心加速度7.假設(shè)地球與月球間的作用力和太陽(yáng)與行星間的作用力是同一性質(zhì)的力，則地球與月球間的作用力F的表達(dá)式為（）A. B. C. D.8.假設(shè)地球與樹(shù)上蘋(píng)果的作用力和地球與月球間的作用力也是同一性質(zhì)的力，則月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度和蘋(píng)果的自由落體加速度之間的大小關(guān)系應(yīng)該滿足（）A. B. C. D.9.某同學(xué)嘗試用無(wú)人機(jī)空投包裹。他先讓無(wú)人機(jī)帶著質(zhì)量為m的包裹（含降落傘）升空并懸停在距離地面H處的空中，某時(shí)刻無(wú)人機(jī)釋放了包裹，下落的加速度大小恒為；在包裹下落h時(shí)打開(kāi)降落傘做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小恒為，當(dāng)落到地面時(shí)，速度大小為v。已知重力加速度為g。下列判斷不正確的是（）A.包裹從開(kāi)始下落h時(shí)的動(dòng)能為B.包裹從打開(kāi)降落傘到落到地面這個(gè)過(guò)程中，合力所做的功為C.根據(jù)題中信息可以求出整個(gè)過(guò)程包裹重力的平均功率D.根據(jù)題中信息可以求出整個(gè)過(guò)程包裹機(jī)械能的減少量10.如圖所示，牛頓在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中說(shuō)到：把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點(diǎn)也就一次比一次遠(yuǎn)；拋出速度足夠大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面，而是成為人造地球衛(wèi)星?？烧J(rèn)為山的高度遠(yuǎn)小于地球的半徑，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）A.對(duì)于那些拋出后可以落回地面的物體，無(wú)論拋出速度是多大，落地時(shí)間都一樣B.圖中圓軌道對(duì)應(yīng)的拋出速度近似等于第一宇宙速度C.若拋出的速度大于第一宇宙速度，則物體在之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將無(wú)法返回山頂D.若拋出的速度大于第二宇宙速度，則物體被拋出后可能繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)二、多項(xiàng)選擇題。本題共4道小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。（每小題3分，共12分。每小題全選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，不選或有選錯(cuò)的該小題不得分）11.如圖所示為某自行車(chē)的主要傳動(dòng)部件。大齒輪和小齒輪通過(guò)鏈條相連，A和B分別為大齒輪和小齒輪邊緣處的點(diǎn)。若兩齒輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.A、B兩點(diǎn)的角速度大小相等B.A、B兩點(diǎn)的角速度大小不等C.A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小相等D.A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小不等12.我國(guó)有很多不同軌道高度的人造衛(wèi)星。如圖所示，人造衛(wèi)星A、B都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。兩顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量之比為，軌道半徑之比為，則A、B兩顆人造衛(wèi)星（）A.周期之比為B.線速度大小之比為C.向心加速度大小之比為D.動(dòng)能之比為13.如圖所示，在地面上做感受向心力實(shí)驗(yàn)時(shí)，不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端系一沙袋，使其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，沙袋所受的向心力近似等于手通過(guò)繩對(duì)沙袋的拉力。若將此實(shí)驗(yàn)放在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的太空實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，則下列說(shuō)法正確的是（）A.沙袋圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡可以處于任意平面B.手提供拉力大小時(shí)刻發(fā)生變化C.若保持半徑不變，減小旋轉(zhuǎn)周期，手提供的拉力增大D.若保持半徑不變，減小沙袋速度，手提供的拉力增大14.修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)如圖所示。在起重機(jī)將重物豎直吊起的過(guò)程中，重物從地面由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直到起重機(jī)的輸出功率達(dá)到其允許的最大值。圖中可能正確反映起重機(jī)的輸出功率P隨時(shí)間t、重物的速度v、重物上升高度h的變化關(guān)系，以及重物的速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系的是（）A. B.C. D.三、實(shí)驗(yàn)題。本題共2道小題。（共18分。15題6分，16題12分）15.為了探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。（1）該同學(xué)先用圖甲所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他用小錘擊打彈性金屬片，A球沿水平方向飛出，同時(shí)B球被釋放，做自由落體運(yùn)動(dòng)。改變小球距地面的高度和擊打小球的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，均可以觀察到A、B兩球同時(shí)落地。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是______（選填選項(xiàng)前的字母）。A.可以驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)B.可以驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)C.可以同時(shí)驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（2）為了在圖甲實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，該同學(xué)用圖乙所示裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將白紙和復(fù)寫(xiě)紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)印跡。移動(dòng)擋板，重復(fù)上述操作，白紙上將留下一系列印跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下列說(shuō)法正確的是______（選填選項(xiàng)前的字母）。A.每次釋放鋼球的位置應(yīng)相同B.斜槽軌道必須光滑C.記錄鋼球位置用的擋板MN每次必須等距離下降（3）在正確操作的情況下，如圖丙所示，該同學(xué)以小球拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系，描繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡OP。該同學(xué)在曲線OP上取三個(gè)點(diǎn)A、B、C，讓它們?cè)趛方向上到O點(diǎn)的距離之比為，再測(cè)量三個(gè)點(diǎn)在x方向上到O點(diǎn)的距離、、，若小球在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)，則______。16.某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。（1）除圖中所示器材外，還必須使用的器材有______（選填選項(xiàng)前的字母）。A.交流電源 B.天平（含砝碼） C.刻度尺 D.秒表（2）為了得到重物由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h，某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種方案，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，其中合理的是______（選填選項(xiàng)前的字母）。A.測(cè)出物體下落高度h，由打點(diǎn)間隔數(shù)算出下落時(shí)間t，通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度vB.測(cè)出物體下落高度h，并通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度vC.根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v。并通過(guò)計(jì)算得出高度hD.測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v（3）實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O（速度為0）的距離分別為、、。已知重物質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T(mén)。從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量______，動(dòng)能變化量______。（4）如圖所示為一種利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。將氣墊導(dǎo)軌水平放置，滑塊放在最右側(cè)，并通過(guò)輕繩連接托盤(pán)和砝碼。通過(guò)測(cè)量可知擋光條的寬度為d，托盤(pán)和砝碼總質(zhì)量為m，滑塊與擋光條的總質(zhì)量為M。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，將滑塊移至圖示位置，測(cè)出擋光條到光電門(mén)距離為，由靜止釋放滑塊，讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間為t。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力。請(qǐng)選擇合適的研究對(duì)象，寫(xiě)出驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律所需要滿足的表達(dá)式____________。四、論述、計(jì)算題。本題共4道小題。（17、18題各9分，19題10分，20題12分。共40分）要求：寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式、演算步驟和答案。有數(shù)值計(jì)算的小題，答案必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。17.如圖所示，一個(gè)圓盤(pán)在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度。盤(pán)面上距圓盤(pán)中心的位置有一個(gè)質(zhì)量的小物體隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?？烧J(rèn)為最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，取重力加速度。（1）畫(huà)出小物體在圖示位置的受力示意圖；（2）求小物體受到的摩擦力大小f；（3）若小物體與圓盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)，為使小物體不滑動(dòng)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω不能超過(guò)多少？18.如圖所示，AB段是長(zhǎng)為的粗糙水平軌道，BC段是半徑為R的光滑豎直半圓形軌道，其直徑BC沿豎直方向，兩段軌道在B點(diǎn)處平滑連接。一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的滑塊，靜止于A點(diǎn)?，F(xiàn)用水平向右的瞬時(shí)作用力F擊打滑塊，使其獲得的初速度。已知滑塊與水平軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度為g。求：（1）力F對(duì)滑塊所做的功W；（2）滑塊在經(jīng)過(guò)半圓形軌道上的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大??；（3）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明滑塊能否到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn)C。19.2020年中國(guó)開(kāi)啟了火星探測(cè)任務(wù)，成功發(fā)射探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”。2021年5月15日天問(wèn)一號(hào)著陸器成功著陸，“祝融號(hào)”火星探測(cè)車(chē)開(kāi)始在火星上巡視探測(cè)，而天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器則進(jìn)入中繼通訊軌道環(huán)繞火星運(yùn)行。若已知火星質(zhì)量為，火星半徑為，地球質(zhì)量為，地球半徑為，引力常量為G。在以下問(wèn)題討論中，火星和地球均可視為質(zhì)量分布均勻的球體，且忽略火星和地球自轉(zhuǎn)的影響。（1）天問(wèn)一號(hào)將于2030年前后從火星取樣返回地球，若某樣品在火星表面附近所受重力大小為，在地球表面附近所受重力大小為，寫(xiě)出的表達(dá)式；（2）天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器繞火星順時(shí)針運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，如圖所示，其周期為；火星的衛(wèi)星“火衛(wèi)二”繞火星的運(yùn)動(dòng)可近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)（圖中未畫(huà)出），其周期為：a．求“火衛(wèi)二”的軌道半徑r和天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器軌道半長(zhǎng)軸a；b．比較天問(wèn)一號(hào)從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間和從B運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間的大小，并說(shuō)明理由。20.一款射擊玩具由小球和發(fā)射器組成，其發(fā)射裝置可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型。小球的質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點(diǎn)。發(fā)射器的核心部件為一個(gè)輕彈簧，其原長(zhǎng)為2L、勁度系數(shù)，某次發(fā)射時(shí)，發(fā)射器與水平方向的夾角為30°，初始時(shí)小球位于彈簧原長(zhǎng)O點(diǎn)處，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿發(fā)射器向下為x軸正方向，用變力F沿x軸方向極其緩慢地移動(dòng)小球，將彈簧壓縮L（沒(méi)有超過(guò)彈簧的彈性限度）。已知重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力。（1）在小球沿x軸向下緩慢移動(dòng)到的過(guò)程中：a．求當(dāng)彈簧的壓縮量為時(shí)，變力F的大小；b．請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出變力F隨小球位置x變化的圖像，并求此過(guò)程中變力F做的功；（2）當(dāng)小球沿x軸向下緩慢移動(dòng)到時(shí)，突然撤去力F，結(jié)合彈簧彈力與形變量關(guān)系的圖像：a．求小球向上運(yùn)動(dòng)至發(fā)射器出口前的過(guò)程中獲得的最大速度；b．若小球射出后在下落過(guò)程中擊中與出口O點(diǎn)水平距離為豎直墻面，如圖所示。為使小球垂直擊中豎直墻面，在不改變其他條件且不超過(guò)彈簧彈性限度的情況下，發(fā)射過(guò)程中應(yīng)將彈簧最大壓縮量增大還是減??？仿照平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法，推導(dǎo)論證你的猜想。海淀區(qū)高一年級(jí)練習(xí)物理考生須知：1．本試卷共8頁(yè)，共四道大題，20道小題。滿分100分?？荚嚂r(shí)間90分鐘。2．在試卷和答題紙上準(zhǔn)確填寫(xiě)學(xué)校名稱、班級(jí)名稱、姓名。3．答案一律填涂或書(shū)寫(xiě)在答題紙上，在試卷上作答無(wú)效。4．在答題紙上，選擇題用2B鉛筆作答，其余題用黑色字跡簽字筆作答。5．考試結(jié)束、請(qǐng)將本試卷和答題紙一并交回。一、單項(xiàng)選擇題。本題共10道小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。（每小題3分，共30分）請(qǐng)閱讀文字。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員將球沿水平方向擊出，球離開(kāi)球拍后在重力的作用下劃出一條曲線，向?qū)Ψ綀?chǎng)地飛去，如圖所示。網(wǎng)球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。1.以地面為參考系，網(wǎng)球在空中的運(yùn)動(dòng)是（）A.勻速運(yùn)動(dòng) B.平拋運(yùn)動(dòng) C.圓周運(yùn)動(dòng) D.勻減速運(yùn)動(dòng)2.網(wǎng)球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.速度方向保持不變B.位移方向保持不變C.加速度方向保持不變D.速度方向與加速度方向始終垂直【答案】1.B2.C【解析】【1題詳解】根據(jù)題意，網(wǎng)球有水平初速度，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力，則以地面為參考系，網(wǎng)球在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，故選B。【2題詳解】A.網(wǎng)球在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，網(wǎng)球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速度方向時(shí)刻改變，故A錯(cuò)誤；B．網(wǎng)球做平拋運(yùn)動(dòng)，在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，位移方向時(shí)刻改變，故B錯(cuò)誤；CD．網(wǎng)球做平拋運(yùn)動(dòng)，在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為零，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度方向豎直向下，保持不變；速度方向時(shí)刻改變，且與水平方向成某一小于的夾角，所以除了開(kāi)始時(shí)刻速度方向與加速度方向垂直，其它時(shí)刻速度方向與加速度方向不垂直，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。請(qǐng)閱讀文字。如圖所示，用長(zhǎng)度為l的輕繩拴一小球，將小球拉至與豎直方向成θ角的A點(diǎn)靜止釋放，小球從A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O。已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。3.關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況，下列判斷正確的是（）A.只受重力B.只受拉力C.只受重力和拉力D.受重力、拉力和向心力4.小球在從A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.動(dòng)能逐漸增大B.動(dòng)能逐漸減小C.機(jī)械能逐漸增大D.機(jī)械能逐漸減小5.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O時(shí)，小球的線速度大小為（）A. B. C. D.【答案】3.C4.A5.D【解析】【3題詳解】小球從A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O，小球受到重力和拉力作用，向心力只是效果力，不是實(shí)際受到的力。故選C?！?題詳解】小球在從A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O的過(guò)程中，由于繩子拉力方向總是與速度方向垂直，所以繩子拉力不做功，只有重力對(duì)小球做正功，則小球的動(dòng)能逐漸增大，機(jī)械能保持不變。故選A。【5題詳解】小球在從A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O的過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械能守恒可得解得小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O時(shí)，小球的線速度大小為故選D請(qǐng)閱讀文字。牛頓根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出“天體間引力遵循平方反比規(guī)律”后，進(jìn)一步設(shè)想“使蘋(píng)果落向地面力”與天體間的引力是同一性質(zhì)的力。為此，他進(jìn)行了著名的“月—地檢驗(yàn)”加以證實(shí)。設(shè)地球質(zhì)量為、月球質(zhì)量為、蘋(píng)果質(zhì)量為，地球中心與月球中心的距離為r，地球中心與蘋(píng)果的距離為R，引力常量為G、地表重力加速度為g。6.月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列物理量保持不變的是（）A.周期 B.線速度 C.向心力 D.向心加速度7.假設(shè)地球與月球間的作用力和太陽(yáng)與行星間的作用力是同一性質(zhì)的力，則地球與月球間的作用力F的表達(dá)式為（）A. B. C. D.8.假設(shè)地球與樹(shù)上蘋(píng)果的作用力和地球與月球間的作用力也是同一性質(zhì)的力，則月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度和蘋(píng)果的自由落體加速度之間的大小關(guān)系應(yīng)該滿足（）A. B. C. D.【答案】6.A7.D8.C【解析】【6題詳解】月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，周期保持不變，線速度、向心力和向心加速度均大小不變，方向時(shí)刻發(fā)生變化。故選A?！?題詳解】已知地球中心與月球中心的距離為r，假設(shè)地球與月球間的作用力和太陽(yáng)與行星間的作用力是同一性質(zhì)的力，則地球與月球間的作用力F的表達(dá)式為故選D?！?題詳解】根據(jù)可得故選C。9.某同學(xué)嘗試用無(wú)人機(jī)空投包裹。他先讓無(wú)人機(jī)帶著質(zhì)量為m的包裹（含降落傘）升空并懸停在距離地面H處的空中，某時(shí)刻無(wú)人機(jī)釋放了包裹，下落的加速度大小恒為；在包裹下落h時(shí)打開(kāi)降落傘做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小恒為，當(dāng)落到地面時(shí)，速度大小為v。已知重力加速度為g。下列判斷不正確的是（）A.包裹從開(kāi)始下落h時(shí)的動(dòng)能為B.包裹從打開(kāi)降落傘到落到地面這個(gè)過(guò)程中，合力所做的功為C.根據(jù)題中信息可以求出整個(gè)過(guò)程包裹重力的平均功率D.根據(jù)題中信息可以求出整個(gè)過(guò)程包裹機(jī)械能的減少量【答案】A【解析】【詳解】A．包裹從開(kāi)始下落h時(shí)，由動(dòng)能定理有故A錯(cuò)誤，符合題意；B．包裹從打開(kāi)降落傘到落到地面這個(gè)過(guò)程中，由動(dòng)能定理有故B正確，不符合題意；C．根據(jù)題中信息可知包裹從開(kāi)始下落h時(shí)的時(shí)間為由運(yùn)動(dòng)公式解得此時(shí)速度為包裹從打開(kāi)降落傘到落到地面的時(shí)間為聯(lián)立解得可以求出整個(gè)過(guò)程包裹重力的平均功率根據(jù)題中信息可以求出整個(gè)過(guò)程包裹重力的平均功率，故C正確，不符合題意；D．整個(gè)過(guò)程包裹機(jī)械能的減少量等于阻力做的功包裹從開(kāi)始下落h時(shí)，阻力做功大小為包裹從打開(kāi)降落傘到落到地面阻力做功大小為聯(lián)立解得根據(jù)題中信息可以求出整個(gè)過(guò)程包裹機(jī)械能的減少量，故D正確，不符合題意。故選A。10.如圖所示，牛頓在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中說(shuō)到：把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點(diǎn)也就一次比一次遠(yuǎn)；拋出速度足夠大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面，而是成為人造地球衛(wèi)星。可認(rèn)為山的高度遠(yuǎn)小于地球的半徑，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）A.對(duì)于那些拋出后可以落回地面的物體，無(wú)論拋出速度是多大，落地時(shí)間都一樣B.圖中圓軌道對(duì)應(yīng)的拋出速度近似等于第一宇宙速度C.若拋出的速度大于第一宇宙速度，則物體在之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將無(wú)法返回山頂D.若拋出的速度大于第二宇宙速度，則物體被拋出后可能繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)題意，拋出的物體做平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)同一高度拋出落到水平地面時(shí)，無(wú)論拋出速度是多大，落地時(shí)間都一樣，由圖可知并不是落到水平地面，所以落地時(shí)間不一樣，故A錯(cuò)誤；B．山的高度遠(yuǎn)小于地球的半徑，可忽略山的高度時(shí)，圖中圓軌道對(duì)應(yīng)的拋出速度近似第一宇宙速度，物體將會(huì)不會(huì)落到地球，將會(huì)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．若拋出的速度大于第一宇宙速度，且小于第二宇宙速度時(shí)，物體將繞地球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，則物體在之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有可能返回山頂，故C錯(cuò)誤；D．若拋出的速度大于第二宇宙速度，且小于第三宇宙速度時(shí)，物體會(huì)脫離地球引力的束縛，將會(huì)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選B。二、多項(xiàng)選擇題。本題共4道小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。（每小題3分，共12分。每小題全選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，不選或有選錯(cuò)的該小題不得分）11.如圖所示為某自行車(chē)的主要傳動(dòng)部件。大齒輪和小齒輪通過(guò)鏈條相連，A和B分別為大齒輪和小齒輪邊緣處的點(diǎn)。若兩齒輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.A、B兩點(diǎn)的角速度大小相等B.A、B兩點(diǎn)的角速度大小不等C.A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小相等D.A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小不等【答案】BD【解析】【詳解】大齒輪和小齒輪通過(guò)鏈條相連，A和B分別為大齒輪和小齒輪邊緣處的點(diǎn)，則A、B兩點(diǎn)的線速度大小相等，根據(jù)，由于A、B兩點(diǎn)的半徑不相等，所以A、B兩點(diǎn)的角速度大小不等，A、B兩點(diǎn)的向心加速度大小不等。故選BD。12.我國(guó)有很多不同軌道高度的人造衛(wèi)星。如圖所示，人造衛(wèi)星A、B都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。兩顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量之比為，軌道半徑之比為，則A、B兩顆人造衛(wèi)星（）A.周期之比為B.線速度大小之比為C.向心加速度大小之比為D.動(dòng)能之比為【答案】BCD【解析】【詳解】ABC．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得可得，，則A、B兩顆人造衛(wèi)星的周期之比為A、B兩顆人造衛(wèi)星的線速度大小之比為A、B兩顆人造衛(wèi)星的向心加速度大小之比為故A錯(cuò)誤，BC正確；D．A、B兩顆人造衛(wèi)星的動(dòng)能之比為故D正確。故選BCD。13.如圖所示，在地面上做感受向心力實(shí)驗(yàn)時(shí)，不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端系一沙袋，使其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，沙袋所受的向心力近似等于手通過(guò)繩對(duì)沙袋的拉力。若將此實(shí)驗(yàn)放在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的太空實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，則下列說(shuō)法正確的是（）A.沙袋圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡可以處于任意平面B.手提供的拉力大小時(shí)刻發(fā)生變化C.若保持半徑不變，減小旋轉(zhuǎn)周期，手提供的拉力增大D.若保持半徑不變，減小沙袋速度，手提供拉力增大【答案】AC【解析】【詳解】AB．將此實(shí)驗(yàn)放在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的太空實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，由于沙袋在太空實(shí)驗(yàn)室中處于完全失重狀態(tài)，則沙袋受到的繩子拉力完全提供向心力，且繩子拉力總是與速度方向垂直，所以沙袋圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡可以處于任意平面內(nèi)，手提供的拉力大小保持不變，故A正確，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)若保持半徑不變，減小旋轉(zhuǎn)周期，則手提供拉力增大，故C正確；D．根據(jù)若保持半徑不變，減小沙袋速度，手提供的拉力減小，故D錯(cuò)誤。故選AC。14.修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)如圖所示。在起重機(jī)將重物豎直吊起的過(guò)程中，重物從地面由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直到起重機(jī)的輸出功率達(dá)到其允許的最大值。圖中可能正確反映起重機(jī)的輸出功率P隨時(shí)間t、重物的速度v、重物上升高度h的變化關(guān)系，以及重物的速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系的是（）A. B.C. D.【答案】ABD【解析】【詳解】重物從地面由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直到起重機(jī)的輸出功率達(dá)到其允許的最大值；設(shè)加速度大小為，重物質(zhì)量為，根據(jù)牛頓第二定律可得根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，可知圖像為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線；起重機(jī)的輸出功率為聯(lián)立可得，，可知圖像為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，圖像為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，圖像不是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。故選ABD。三、實(shí)驗(yàn)題。本題共2道小題。（共18分。15題6分，16題12分）15.為了探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。（1）該同學(xué)先用圖甲所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他用小錘擊打彈性金屬片，A球沿水平方向飛出，同時(shí)B球被釋放，做自由落體運(yùn)動(dòng)。改變小球距地面的高度和擊打小球的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，均可以觀察到A、B兩球同時(shí)落地。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是______（選填選項(xiàng)前的字母）。A.可以驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)B.可以驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)C.可以同時(shí)驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（2）為了在圖甲實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，該同學(xué)用圖乙所示裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將白紙和復(fù)寫(xiě)紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)印跡。移動(dòng)擋板，重復(fù)上述操作，白紙上將留下一系列印跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下列說(shuō)法正確的是______（選填選項(xiàng)前的字母）。A.每次釋放鋼球的位置應(yīng)相同B.斜槽軌道必須光滑C.記錄鋼球位置用的擋板MN每次必須等距離下降（3）在正確操作的情況下，如圖丙所示，該同學(xué)以小球拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系，描繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡OP。該同學(xué)在曲線OP上取三個(gè)點(diǎn)A、B、C，讓它們?cè)趛方向上到O點(diǎn)的距離之比為，再測(cè)量三個(gè)點(diǎn)在x方向上到O點(diǎn)的距離、、，若小球在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)，則______?！敬鸢浮浚?）B（2）A（3）【解析】【小問(wèn)1詳解】觀察到A、B兩球同時(shí)落地，說(shuō)明兩球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)完全相同，即可以說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)，無(wú)法說(shuō)明水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。故選B?！拘?wèn)2詳解】A．每次從同一高度靜止釋放，是為了保證從斜槽末端飛出的速度大小相等，故A正確；B．斜槽軌道不需要光滑，只要保證每次飛出的速度相同即可，故B錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)中只需要多記錄幾個(gè)小球的位置，作出軌跡，并不需要每次必須等距離的下降擋板，記錄小球位置，故C錯(cuò)誤。故選A?！拘?wèn)3詳解】由于則可知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔相等，若小球在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)，則16.某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。（1）除圖中所示器材外，還必須使用的器材有______（選填選項(xiàng)前的字母）。A.交流電源 B.天平（含砝碼） C.刻度尺 D.秒表（2）為了得到重物由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h，某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種方案，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，其中合理的是______（選填選項(xiàng)前的字母）。A.測(cè)出物體下落高度h，由打點(diǎn)間隔數(shù)算出下落時(shí)間t，通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度vB.測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度vC.根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v。并通過(guò)計(jì)算得出高度hD.測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v（3）實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O（速度為0）的距離分別為、、。已知重物質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T(mén)。從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量______，動(dòng)能變化量______。（4）如圖所示為一種利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。將氣墊導(dǎo)軌水平放置，滑塊放在最右側(cè)，并通過(guò)輕繩連接托盤(pán)和砝碼。通過(guò)測(cè)量可知擋光條的寬度為d，托盤(pán)和砝碼總質(zhì)量為m，滑塊與擋光條的總質(zhì)量為M。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，將滑塊移至圖示位置，測(cè)出擋光條到光電門(mén)距離為，由靜止釋放滑塊，讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間為t。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力。請(qǐng)選擇合適的研究對(duì)象，寫(xiě)出驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律所需要滿足的表達(dá)式____________?！敬鸢浮浚?）AC（2）D（3）①.②.（4）【解析】【小問(wèn)1詳解】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要連接交流電源，需要用刻度尺測(cè)量紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離；由于驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式中質(zhì)量可以約去，所以不需要天平；通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以知道紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔，所以不需要秒表。故選AC?！拘?wèn)2詳解】AB．不可以用計(jì)算出瞬時(shí)速度v，也不可以通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度v，因?yàn)檫@樣默認(rèn)重物做自由落體運(yùn)動(dòng)，失去了驗(yàn)證的意義，故AB錯(cuò)誤；C．不可以通過(guò)計(jì)算得出高度h，因?yàn)檫@樣默認(rèn)重物做自由落體運(yùn)動(dòng)，失去了驗(yàn)證的意義，故C錯(cuò)誤；D．測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v，故D正確。故選D?！拘?wèn)3詳解】[1]從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量為[2]打下B點(diǎn)時(shí)，重物的速度大小為從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的動(dòng)能變化量為【小問(wèn)4詳解】根據(jù)題意可知，滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度為則從靜止釋放到滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)過(guò)程，系統(tǒng)增加的動(dòng)能為系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能為則驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律所需要滿足的表達(dá)式為四、論述、計(jì)算題。本題共4道小題。（17、18題各9分，19題10分，20題12分。共40分）要求：寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式、演算步驟和答案。有數(shù)值計(jì)算的小題，答案必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。17.如圖所示，一個(gè)圓盤(pán)在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度。盤(pán)面上距圓盤(pán)中心的位置有一個(gè)質(zhì)量的小物體隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?？烧J(rèn)為最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，取重力加速度。（1）畫(huà)出小物體在圖示位置的受力示意圖；（2）求小物體受到的摩擦力大小f；（3）若小物體與圓盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)，為使小物體不滑動(dòng)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω不能超過(guò)多少？【答案】（1）見(jiàn)解析；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）小物體在圖示位置的受力如圖所示（2）小物體受到的摩擦力提供所需的向心力，則有（3）若小物體與圓盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)，則有可得則為使小物體不滑動(dòng)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不能超過(guò)。18.如圖所示，AB段是長(zhǎng)為的粗糙水平軌道，BC段是半徑為R的光滑豎直半圓形軌道，其直徑BC沿豎直方向，兩段軌道在B點(diǎn)處平滑連接。一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的滑塊，靜止于A點(diǎn)?，F(xiàn)用水平向右的瞬時(shí)作用力F擊打滑塊，使其獲得的初速度。已知滑塊與水平軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度為g。求：（1）力F對(duì)滑塊所做的功W；（2）滑塊在經(jīng)過(guò)半圓形軌道上的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小；（3）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明滑塊能否到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn)C?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）不能【解析】【詳解】（1）根據(jù)動(dòng)能定理可得力F對(duì)滑塊所做的功為（2）滑塊從A到B過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理可得解得在B點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得解得根據(jù)牛頓第三定律可知，滑塊在經(jīng)過(guò)半圓形軌道上的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小為（3）若滑塊剛好經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)C，則重力提供向心力得解得設(shè)滑塊能到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn)C，從B到C過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理可得解得則滑塊不能到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn)C。19.2020年中國(guó)開(kāi)啟了火星探測(cè)任務(wù)，成功發(fā)射探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”。2021年5月15日天問(wèn)一號(hào)著陸器成功著陸，“祝融號(hào)”火星探測(cè)車(chē)開(kāi)始在火星上巡視探測(cè)，而天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器則進(jìn)入中繼通訊軌道環(huán)繞火星運(yùn)行。若已知火星質(zhì)量為，火星半徑為，地球質(zhì)量為，地球半徑為，引力常量為G。在以下問(wèn)題的討論中，火星和地球均可視為質(zhì)量分布均勻的球體，且忽略火星和地球自轉(zhuǎn)的影響。（1）天問(wèn)一號(hào)將于2030年前后從火星取樣返回地球，若某樣品在火星表面附近所受重力大小為，在地球表面附近所受重力大小為，寫(xiě)出的表達(dá)式；（2）天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器繞火星順時(shí)針運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，如圖所示，其周期為；火星的衛(wèi)星“火衛(wèi)二”繞火星的運(yùn)動(dòng)可近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)（圖中未畫(huà)出），其周期為：a．求“火衛(wèi)二”的軌道半徑r和天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器軌道半長(zhǎng)軸a；b．比較天問(wèn)一號(hào)從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間和從B