2023-2024学年四川成都蓉城高一下学期期末联考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12023~2024学年度下期高中2023级期末联考物理考试时间75分钟，满分100分注意事项：1.答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦笔擦干净后再填涂其它〖答案〗；非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作案答，超出答题区域答题的〖答案〗无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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.下列说法正确的是（）A.牛顿的经典力学既适用于宏观物体，也适用于微观物体B.以接近光速运动的物体，沿运动方向的长度变小，垂直于运动方向的高度也变小C.狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的D.随着科技的不断进步，物体的运动速率完全可以加速到大于真空中的光速c〖答案〗C〖解析〗A．牛顿的经典力学适用于宏观、低速运动的物体，对高速、微观物体不适用，故A错误；B．根据爱因斯坦相对论原理可知，以接近光速运动的物体，沿运动方向的长度变小，垂直于运动方向的高度不变，故B错误；C．根据爱因斯坦狭义相对论原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故C正确；D．一切物体的运动速度都不可能大于光速，故D错误。故选C。2.如图，摩天轮上有透明座舱，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.摩天轮转动的过程中，乘客转动的角速度恒定B.摩天轮转动的过程中，乘客转动的线速度恒定C.摩天轮转动的过程中，乘客所受合力恒定D.摩天轮转动的过程中，乘客处于平衡状态〖答案〗A〖解析〗A．摩天轮做匀速圆周运动，角速度恒定，故A正确；B．摩天轮做匀速圆周运动，线速度是矢量，乘客转动的线速度大小一定，方向发生变化，即乘客转动的线速度不是恒定不变，故B错误；C．根据结合上述，线速度大小一定，则合力大小一定，合力提供向心力，合力方向不断发生变化，则乘客所受合力不是恒定不变，故C错误；D．摩天轮转动的过程中，乘客做匀速圆周运动，乘客存在向心加速度，乘客处于非平衡状态，故D错误。故选A。3.2022年11月29日，神舟十五号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，并于11月30日与空间站对接，实现了神舟十五号和神舟十四号两个航天员乘组首度太空“会师”。已知空间站在高度约为400km的轨道运行，其运动可看做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A.空间站绕地球运行的周期比地球自转周期小B.空间站的运行速度大于7.9km/sC.载人飞船的发射速度等于7.9km/sD.飞船与空间站同一个圆轨道上加速即可追上并完成对接〖答案〗A〖解析〗A．根据开普勒第三定律由于空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故空间站运行的周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转周期，故A正确；B．是最大环绕速度，所以空间站的运行速度不可能大于，故B错误；C．7.9km/s为地球的第一宇宙速度，即人造卫星的最小发射速度，载人飞船发射速度应大于7.9km/s，故C错误；D．若飞船对接前和空间站在同一轨道上，发动机加速，则飞船的运行速度变大，飞船受到的万有引力不足以提供飞船所需向心力，飞船将做离心运动，显然飞船不能追上空间站，实现对接，故D错误。故选A。4.如图，三个粗糙程度相同的倾斜轨道1、2、3的高度不同，而对应的底边长度相同。现将三个相同的物块分别由三个轨道1、2、3的顶端释放，下滑到底端的过程中因摩擦而产生的热量分别为、、。关于三者的大小关系正确的是（）A B.C. D.〖答案〗C〖解析〗令斜面倾角为，对物块进行分析有，令底边长为，则物块下滑到底端的过程中因摩擦而产生的热量结合上述解得可知故选C。5.如图甲，一质量为2kg物块静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到一水平外力F作用，F随时间变化的图线如图乙所示。取t=0时刻力F的方向为正方向，重力加速度大小取。下列说法正确的是（）A.前4s时间内，物块做往返运动B.t=4s时，物块的动量为2kg·m/sC.前4s时间内，物块所受重力的冲量为0D.t=2s到t=4s时间内，物块的速度变化量为2m/s〖答案〗B〖解析〗A．图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示冲量，前4s时间内的冲量为可知，前4s时间内，物块始终沿正方向运动，没有做往返运动，故A错误；B．根据动量定理有结合上述有解得即t=4s时，物块的动量为2kg·m/s，故B正确；C．前4s时间内，物块所受重力的冲量为故C错误；D．t=2s到t=4s时间内，合力的冲量为图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示冲量，t=2s到t=4s时间内冲量为解得物块的速度变化量为-1kg·m/s，故D错误。故选B。6.如图，滑板运动员以速度从离地高h处的平台末端水平飞出，落在水平地面上。运动员和滑板均可视为质点，运动员的质量为m，不计空气阻力，重力加速度大小为g，以平台为零势能面。下列说法正确的是（）A.越大，运动员在空中的运动时间越长B.运动员落地前瞬间重力的功率为C.运动员落地前瞬间的机械能为D.运动员下落过程中的动量变化量大小为〖答案〗D〖解析〗A．运动员飞出平台后做平抛运动，则有解得可知，运动员在空中运动的时间与无关，故A错误；B．运动飞出后竖直方向有运动员落地前瞬间重力的功率为结合上述解得故B错误；C．运动员运动过程只有重力做功，运动员的机械能守恒，以平台为零势能面，可知，运动员落地前瞬间的机械能为，故C错误；D．根据动量定理有结合上述解得故D正确。故选D。7.如图，一圆盘绕过圆心O且与盘面垂直的竖直轴匀速转动，盘面上有一可视为质点、质量为m的物块与圆盘始终相对静止。已知物块到转轴的距离为L，物块与圆盘间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.物块受重力、弹力、静摩擦力和向心力的作用B.圆盘转动的周期不得小于C.物块对圆盘有沿半径指向圆心O的静摩擦力作用D.若圆盘匀速转动的角速度为，则物块受圆盘的作用力大小为〖答案〗B〖解析〗A．物块受到重力、弹力与静摩擦力，由三个力的合力提供向心力，故A错误；B．物块与圆盘始终相对静止，对物块分析有解得可知，圆盘转动的周期不得小于，故B正确；C．结合上述可知，圆盘对物块指向圆心的静摩擦力提供向心力，根据牛顿第三定律可知，物块对圆盘有沿半径背离圆心O的静摩擦力作用，故C错误；D．结合上述可知，圆盘对物块的静摩擦力作用为实际上圆盘对物块有指向圆心的摩擦力与垂直于盘面向上的支持力两个力的作用，根据力的合成可知，物块受圆盘的作用力大小大于，故D错误。故选B。8.如图，一带有四分之一光滑圆弧轨道的小车静止在光滑水平面上，一可视为质点、质量为m的小球以速度从小车的左端水平滑上小车，与小车作用后从小车左端竖直掉下。已知圆弧轨道的半径足够大，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.小球和小车组成的系统动量守恒、机械能守恒B.小车的最终速度大小为C.小车对小球做的功为D.小球在小车上能上升的最大高度为〖答案〗D〖解析〗A．小球和小车组成的系统机械能守恒，由于小球在运动过程中存在超重与失重过程，则系统的动量不守恒，但系统水平方向的动量守恒，故A错误；B．由于小球与小车作用后从小车左端竖直掉下，表明小球落下时速度恰好为0，根据动量守恒定律有根据机械能守恒定律有解得，故B错误；C．对小球进行分析，根据动能定理有表明小车对小球做的功为，故C错误；D．小球上升到小车上的最高点时，两者速度相等，根据动量守恒定律有根据系统机械能守恒有结合上述解得故D正确。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，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9.我国发射的火星探测器“天问一号”已于2021年成功被火星捕获，若“天问一号”在火星表面绕火星做匀速圆周运动，周期为T，火星的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（）A.“天问一号”的发射速度必须大于第二宇宙速度B.“天问一号”的质量为C.火星的平均密度为D.火星绕太阳运行的速度为〖答案〗AC〖解析〗A．第二宇宙速度等于脱离地球束缚的最小发射速度，“天问一号”已经脱离地球束缚，可知，“天问一号”的发射速度必须大于第二宇宙速度，故A正确；B．根据解得火星质量为可知，不能够求出天问一号的质量，只能够求出中心天体火星的质量，故B错误；C．火星的密度结合上述解得故C正确；D．天问一号绕火星运行的速度为根据题中所给数据不能够求出火星绕太阳运行的速度，故D错误。故选AC。10.秋千是一种大人小孩均喜欢的娱乐设施。如图为两根悬绳长均为L的秋千，一小朋友坐在秋千上，家长在最低点开始用水平力F缓慢将其推到两绳与竖直方向的夹角为处释放，而后经时间t小朋友自由摆动到另一侧最高点。若小朋友和秋千的坐板均可视为质点，其总质量为m，不计空气阻力和悬绳重力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.家长推动小朋友的过程中，对其做的功为B.家长推动小朋友的过程中，小朋友和秋千的坐板增加的机械能为C.家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动到另一侧最高点的过程中，两悬绳的弹力的冲量大小为，方向竖直向上D.家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动的过程中，小朋友所受合力的方向始终沿悬绳指向圆心〖答案〗BC〖解析〗A．家长在最低点开始用水平力F缓慢推动，由于是缓慢，可以认为速度始终为0，根据动能定理有解得故A错误；B．结合上述可知，家长推动小朋友的过程中，小朋友和秋千的坐板增加的机械能为，故B正确；C．家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动到另一侧最高点的过程中，令竖直向上为正方向，根据动量定理有解得方向竖直向上，故C正确；D．在秋千摆动的过程中，小朋友做变速圆周运动，小朋友存在沿圆周切线方向的加速度，小朋友做圆周运动，还存在沿半径方向的向心加速度，可知，小朋友的合加速度方向偏离半径方向，即小朋友所受合力的方向偏离悬绳的方向，故D错误。故选BC。11.一质量为m=2t、额定功率为P=60kW的汽车由静止开始以恒定的牵引力启动做匀加速直线运动，经过5s其发动机的功率达到额定功率，再经50s开始匀速直线行驶。汽车在行驶过程所受阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度大小取。下列说法正确的是（）A.汽车加速阶段的平均速度大小为17m/sB.汽车匀加速阶段的加速度大小为2m/s2C.汽车启动后10s时，其发动机的功率为50kWD.汽车加速阶段的位移大小为1125m〖答案〗B〖解析〗B．汽车匀速运动时有解得汽车由静止开始以恒定的牵引力启动做匀加速直线运动，经过5s其发动机的功率达到额定功率，则有，，解得，，故B正确；A．结合上述可知，汽车加速阶段的平均速度大小为故A错误；C．由于经过5s其发动机的功率达到额定功率，之后汽车保持以额定功率运行，即汽车启动后10s时，其发动机的功率为60kW，故C错误；D．汽车加速阶段的位移为故D错误。故选B。三、实验探究题：本题共2小题，共15分。12.某同学用如图所示的装置来“验证动量守恒定律”。（1）若实验已经测得入射小球和被碰小球的质量分别为、，半径分别为、。关于该实验，下列说法正确的是______（填标号）。A.两球的质量和半径的关系应为、B.斜槽末端的切线必须水平C.斜槽必须是光滑的D.入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止释放（2）图中O点是小球在斜槽末端抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜槽上某一位置S由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛的水平射程OP。然后把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，再将入射小球从斜槽上同一位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______（填标号）。A.测量入射小球开始释放的高度hB.测量抛出点距地面的高度HC.分别找到两球相碰后落地点的平均位置M、ND.分别测量两球碰后平抛的水平射程OM、ON（3）若碰撞前后两球满足关系式______，即验证了碰撞前后两球组成的系统动量守恒（用、及（2）问中测得的物理量表示）。〖答案〗（1）BD（2）CD（3）〖解析〗【小问1详析】A．为了避免反弹，入射球的质量需要大于被碰小球的质量，为了使发生对心碰撞，两小球的半径需要相等，可知，两球的质量和半径的关系应为、故A错误；B．为了确保小球飞出后做平抛运动，实验中需要使斜槽末端的切线调至水平，故B正确；C．小球每次均从斜槽上同一位置静止释放，小球克服摩擦力做功相同，可知，斜槽是否光滑对实验没有影响，故C错误；D．为了确保小球每次放出斜槽末端的速度大小一定，入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止释放，故D正确。故选BD。【小问2详析】单独让入射球滚下的落地点为P，碰撞后入射球与被碰小球落地点分别为M、N，实验中两小球碰撞的动量守恒，则有根据平抛运动规律有，，，则有可知，接下来要完成的必要步骤是分别找到两球相碰后落地点的平均位置M、N，并测量两球碰后平抛的水平射程OM、ON。故选CD。【小问3详析】结合上述可知，若碰撞前后两球组成的系统动量守恒，则有13.某同学欲用重物下落来“验证机械能守恒定律”。即重物从高处由静止开始落下，重物拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，用打出的纸带来验证重物下落过程中机械能是否守恒。（1）为使实验误差尽可能小，应选择的实验装置是______（填标号）。A. B.C. D.（2）选取正确的实验装置后并按正确步骤进行多次实验。图甲是从实验打出的几条纸带中选取的一条比较理想的纸带（即打出的第一、二两点间的距离接近2mm），取打下的第一点计为计数点O，并选取纸带上打出的连续点A、B、C、…，测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为、、。若重物的质量为m，当地重力加速度大小为g，打点计时器所用电源的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量为______，动能的增加量为______。（均用题中所给物理量的字母表示）（3）通过实验发现重物下落过程中动能的增加量略小于重力势能的减少量，于是该同学深入研究阻力对本实验的影响，在测出各计数点到起始点的距离h后，计算出各计数点的速度v，并用实验测得的数据绘制出图线如图乙所示，则由图可求得重物在下落过程中所受的阻力大小为______（用图中的字母及题中所给物理量的字母表示）。〖答案〗（1）C（2）（3）〖解析〗【小问1详析】B．图中重物与电火花计时器之间的间距太大，纸带上将出现大量的空白段落，打出的点迹数量较少，误差较大，故B错误；D．手持纸带的上侧有很长的一段纸带处于弯曲状态，释放纸带运动后，纸带与电火花计时器之间的阻力较大，实验误差较大，故D错误；AC．实验中电火花计时器与电磁打点计时器相比较而言，电火花计时器的误差更小，用夹子夹住纸带上端使纸带处于竖直状态比用手提住纸带上端使纸带处于竖直状态引起的误差更小，故A错误，C正确。故选C。【小问2详析】若打第一个点的初速度为0，则打第一个与第二个点迹之间的间距近似为由于选取的纸带打出的第一、二两点间的距离接近2mm，表明打计数点O时，重物的速度为0，则从打点计时器打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量为匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度，则打计数点F时重物的速度动能的增加量为解得【小问3详析】重物做匀变速直线运动，则有根据牛顿第二定律有解得结合图像有解得四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当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。14.我国计划在2030年之前实现飞船载人登月计划，假如你有幸成为登上月球的第一位中国人，登月后在月球表面通过某装置用一竖直向上的恒力F将一质量为m=1kg的物块由静止向上提起，经2s上升到4.8m高处。已知地球质量约为月球质量的81倍，地球直径约为月球直径的3.6倍，取地球表面的重力加速度大小，忽略地球自转的影响。求：（1）月球表面的重力加速度大小；（2）物块由静止开始上升到4.8m高处的过程中恒力F做功的平均功率。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）在地球表面有在月球表面有结合题中比例关系解得（2）物块向上做匀加速直线运动，根据位移公式有解得对物块进行分析，根据第二定律有恒力F做功的平均功率解得15.旋转秋千是各大游乐场常见的娱乐设施，深受人们的喜爱。一旋转秋千可简化为如图所示模型，上端是半径为r=2m的水平转台，在转台的边缘固定有一长为L=5m的轻绳，轻绳的底端悬挂有一座椅。玩耍时，一小朋友系好安全带后坐在座椅上静止在最低点，然后转台在电机带动下绕竖直转轴，缓慢加速转动起来，当座椅摆动到轻绳与竖直方向的夹角为时开始以角速度匀速转动。小朋友和座椅均可视为质点，其总质量为m=40kg，重力加速度大小取，，。求：（1）旋转秋千匀速转动时的角速度及此时轻绳的拉力大小；（2）旋转秋千由静止开始转动到角速度为时轻绳对小朋友和座椅所做功。〖答案〗（1），500N；（2）1150J〖解析〗（1）由轻绳的拉力与重力的合力提供向心力，则有解得对小朋友和座椅进行分析有解得（2）旋转秋千由静止开始转动到角速度为时，根据动能定理有根据角速度与线速度的关系有解得16.如图，水平轨道ABC左端固定有一竖直挡板，右端平滑连接一半径为R=0.4m的竖直光滑半圆弧轨道CDE，水平轨道BC段粗糙、长度为L=2m，且除轨道BC段外其它轨道均光滑。轻质弹簧左端固定在竖直挡板上，右端连接一质量为m=lkg的物块N并静止在水平轨道AB段上，另有一质量也为m=1kg的物块M从水平轨道的B点左侧以的初速度向左运动并与物块N发生完全非弹性碰撞（时间极短）但不粘连。弹簧始终在弹性限度内，物块M和N均可视为质点，重力加速度大小取。（1）求弹簧所能获得的最大弹性势能；（2）若物块M与水平轨道BC段间的动摩擦因数为，求物块M运动到半圆弧轨道CDE与圆心O等高的D点时对轨道的压力；（3）若物块M与水平轨道BC段间的动摩擦因数可调，要使物块M能进入半圆弧轨道CDE且在半圆弧轨道CDE上运动时不脱离轨道，求物块M与水平轨道BC段间的动摩擦因数的取值范围。〖答案〗（1）36J；（2）40N，方向水平向右；（3）或者〖解析〗（1）对N、N构成的系统，根据动量守恒定律有解得M、N发生碰撞后挤压弹簧至最短，弹性势能最大，则有解得（2）结合上述，根据物块碰撞后运动的对称性可知，物块M与N再次分离后速度大小仍然为，方向向右，物块M运动到半圆弧轨道CDE与圆心O等高的D点过程，根据动能定理有物块M在D点，根据牛顿第二定律有根据牛顿第三定律有解得方向水平向右。（3）物块M能进入半圆弧轨道CDE且在半圆弧轨道CDE上运动时不脱离轨道，若M到达D点时速度恰好为0，此时的动摩擦因数为此种情景中的最小值，则有解得由于物块M能进入半圆弧轨道CDE，令到达C点速度为0，则此时的动摩擦因数为此种情景中的最大值，则有解得若M恰好能够顺利通过最高点E，此时的动摩擦因数为此种情景中的最大值，则在E点有物块M从B到E过程有解得结合上述可知，动摩擦因数的取值范围为或者2023~2024学年度下期高中2023级期末联考物理考试时间75分钟，满分100分注意事项：1.答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦笔擦干净后再填涂其它〖答案〗；非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作案答，超出答题区域答题的〖答案〗无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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.下列说法正确的是（）A.牛顿的经典力学既适用于宏观物体，也适用于微观物体B.以接近光速运动的物体，沿运动方向的长度变小，垂直于运动方向的高度也变小C.狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的D.随着科技的不断进步，物体的运动速率完全可以加速到大于真空中的光速c〖答案〗C〖解析〗A．牛顿的经典力学适用于宏观、低速运动的物体，对高速、微观物体不适用，故A错误；B．根据爱因斯坦相对论原理可知，以接近光速运动的物体，沿运动方向的长度变小，垂直于运动方向的高度不变，故B错误；C．根据爱因斯坦狭义相对论原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故C正确；D．一切物体的运动速度都不可能大于光速，故D错误。故选C。2.如图，摩天轮上有透明座舱，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.摩天轮转动的过程中，乘客转动的角速度恒定B.摩天轮转动的过程中，乘客转动的线速度恒定C.摩天轮转动的过程中，乘客所受合力恒定D.摩天轮转动的过程中，乘客处于平衡状态〖答案〗A〖解析〗A．摩天轮做匀速圆周运动，角速度恒定，故A正确；B．摩天轮做匀速圆周运动，线速度是矢量，乘客转动的线速度大小一定，方向发生变化，即乘客转动的线速度不是恒定不变，故B错误；C．根据结合上述，线速度大小一定，则合力大小一定，合力提供向心力，合力方向不断发生变化，则乘客所受合力不是恒定不变，故C错误；D．摩天轮转动的过程中，乘客做匀速圆周运动，乘客存在向心加速度，乘客处于非平衡状态，故D错误。故选A。3.2022年11月29日，神舟十五号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，并于11月30日与空间站对接，实现了神舟十五号和神舟十四号两个航天员乘组首度太空“会师”。已知空间站在高度约为400km的轨道运行，其运动可看做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A.空间站绕地球运行的周期比地球自转周期小B.空间站的运行速度大于7.9km/sC.载人飞船的发射速度等于7.9km/sD.飞船与空间站同一个圆轨道上加速即可追上并完成对接〖答案〗A〖解析〗A．根据开普勒第三定律由于空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故空间站运行的周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转周期，故A正确；B．是最大环绕速度，所以空间站的运行速度不可能大于，故B错误；C．7.9km/s为地球的第一宇宙速度，即人造卫星的最小发射速度，载人飞船发射速度应大于7.9km/s，故C错误；D．若飞船对接前和空间站在同一轨道上，发动机加速，则飞船的运行速度变大，飞船受到的万有引力不足以提供飞船所需向心力，飞船将做离心运动，显然飞船不能追上空间站，实现对接，故D错误。故选A。4.如图，三个粗糙程度相同的倾斜轨道1、2、3的高度不同，而对应的底边长度相同。现将三个相同的物块分别由三个轨道1、2、3的顶端释放，下滑到底端的过程中因摩擦而产生的热量分别为、、。关于三者的大小关系正确的是（）A B.C. D.〖答案〗C〖解析〗令斜面倾角为，对物块进行分析有，令底边长为，则物块下滑到底端的过程中因摩擦而产生的热量结合上述解得可知故选C。5.如图甲，一质量为2kg物块静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到一水平外力F作用，F随时间变化的图线如图乙所示。取t=0时刻力F的方向为正方向，重力加速度大小取。下列说法正确的是（）A.前4s时间内，物块做往返运动B.t=4s时，物块的动量为2kg·m/sC.前4s时间内，物块所受重力的冲量为0D.t=2s到t=4s时间内，物块的速度变化量为2m/s〖答案〗B〖解析〗A．图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示冲量，前4s时间内的冲量为可知，前4s时间内，物块始终沿正方向运动，没有做往返运动，故A错误；B．根据动量定理有结合上述有解得即t=4s时，物块的动量为2kg·m/s，故B正确；C．前4s时间内，物块所受重力的冲量为故C错误；D．t=2s到t=4s时间内，合力的冲量为图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示冲量，t=2s到t=4s时间内冲量为解得物块的速度变化量为-1kg·m/s，故D错误。故选B。6.如图，滑板运动员以速度从离地高h处的平台末端水平飞出，落在水平地面上。运动员和滑板均可视为质点，运动员的质量为m，不计空气阻力，重力加速度大小为g，以平台为零势能面。下列说法正确的是（）A.越大，运动员在空中的运动时间越长B.运动员落地前瞬间重力的功率为C.运动员落地前瞬间的机械能为D.运动员下落过程中的动量变化量大小为〖答案〗D〖解析〗A．运动员飞出平台后做平抛运动，则有解得可知，运动员在空中运动的时间与无关，故A错误；B．运动飞出后竖直方向有运动员落地前瞬间重力的功率为结合上述解得故B错误；C．运动员运动过程只有重力做功，运动员的机械能守恒，以平台为零势能面，可知，运动员落地前瞬间的机械能为，故C错误；D．根据动量定理有结合上述解得故D正确。故选D。7.如图，一圆盘绕过圆心O且与盘面垂直的竖直轴匀速转动，盘面上有一可视为质点、质量为m的物块与圆盘始终相对静止。已知物块到转轴的距离为L，物块与圆盘间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.物块受重力、弹力、静摩擦力和向心力的作用B.圆盘转动的周期不得小于C.物块对圆盘有沿半径指向圆心O的静摩擦力作用D.若圆盘匀速转动的角速度为，则物块受圆盘的作用力大小为〖答案〗B〖解析〗A．物块受到重力、弹力与静摩擦力，由三个力的合力提供向心力，故A错误；B．物块与圆盘始终相对静止，对物块分析有解得可知，圆盘转动的周期不得小于，故B正确；C．结合上述可知，圆盘对物块指向圆心的静摩擦力提供向心力，根据牛顿第三定律可知，物块对圆盘有沿半径背离圆心O的静摩擦力作用，故C错误；D．结合上述可知，圆盘对物块的静摩擦力作用为实际上圆盘对物块有指向圆心的摩擦力与垂直于盘面向上的支持力两个力的作用，根据力的合成可知，物块受圆盘的作用力大小大于，故D错误。故选B。8.如图，一带有四分之一光滑圆弧轨道的小车静止在光滑水平面上，一可视为质点、质量为m的小球以速度从小车的左端水平滑上小车，与小车作用后从小车左端竖直掉下。已知圆弧轨道的半径足够大，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.小球和小车组成的系统动量守恒、机械能守恒B.小车的最终速度大小为C.小车对小球做的功为D.小球在小车上能上升的最大高度为〖答案〗D〖解析〗A．小球和小车组成的系统机械能守恒，由于小球在运动过程中存在超重与失重过程，则系统的动量不守恒，但系统水平方向的动量守恒，故A错误；B．由于小球与小车作用后从小车左端竖直掉下，表明小球落下时速度恰好为0，根据动量守恒定律有根据机械能守恒定律有解得，故B错误；C．对小球进行分析，根据动能定理有表明小车对小球做的功为，故C错误；D．小球上升到小车上的最高点时，两者速度相等，根据动量守恒定律有根据系统机械能守恒有结合上述解得故D正确。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，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9.我国发射的火星探测器“天问一号”已于2021年成功被火星捕获，若“天问一号”在火星表面绕火星做匀速圆周运动，周期为T，火星的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（）A.“天问一号”的发射速度必须大于第二宇宙速度B.“天问一号”的质量为C.火星的平均密度为D.火星绕太阳运行的速度为〖答案〗AC〖解析〗A．第二宇宙速度等于脱离地球束缚的最小发射速度，“天问一号”已经脱离地球束缚，可知，“天问一号”的发射速度必须大于第二宇宙速度，故A正确；B．根据解得火星质量为可知，不能够求出天问一号的质量，只能够求出中心天体火星的质量，故B错误；C．火星的密度结合上述解得故C正确；D．天问一号绕火星运行的速度为根据题中所给数据不能够求出火星绕太阳运行的速度，故D错误。故选AC。10.秋千是一种大人小孩均喜欢的娱乐设施。如图为两根悬绳长均为L的秋千，一小朋友坐在秋千上，家长在最低点开始用水平力F缓慢将其推到两绳与竖直方向的夹角为处释放，而后经时间t小朋友自由摆动到另一侧最高点。若小朋友和秋千的坐板均可视为质点，其总质量为m，不计空气阻力和悬绳重力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.家长推动小朋友的过程中，对其做的功为B.家长推动小朋友的过程中，小朋友和秋千的坐板增加的机械能为C.家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动到另一侧最高点的过程中，两悬绳的弹力的冲量大小为，方向竖直向上D.家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动的过程中，小朋友所受合力的方向始终沿悬绳指向圆心〖答案〗BC〖解析〗A．家长在最低点开始用水平力F缓慢推动，由于是缓慢，可以认为速度始终为0，根据动能定理有解得故A错误；B．结合上述可知，家长推动小朋友的过程中，小朋友和秋千的坐板增加的机械能为，故B正确；C．家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动到另一侧最高点的过程中，令竖直向上为正方向，根据动量定理有解得方向竖直向上，故C正确；D．在秋千摆动的过程中，小朋友做变速圆周运动，小朋友存在沿圆周切线方向的加速度，小朋友做圆周运动，还存在沿半径方向的向心加速度，可知，小朋友的合加速度方向偏离半径方向，即小朋友所受合力的方向偏离悬绳的方向，故D错误。故选BC。11.一质量为m=2t、额定功率为P=60kW的汽车由静止开始以恒定的牵引力启动做匀加速直线运动，经过5s其发动机的功率达到额定功率，再经50s开始匀速直线行驶。汽车在行驶过程所受阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度大小取。下列说法正确的是（）A.汽车加速阶段的平均速度大小为17m/sB.汽车匀加速阶段的加速度大小为2m/s2C.汽车启动后10s时，其发动机的功率为50kWD.汽车加速阶段的位移大小为1125m〖答案〗B〖解析〗B．汽车匀速运动时有解得汽车由静止开始以恒定的牵引力启动做匀加速直线运动，经过5s其发动机的功率达到额定功率，则有，，解得，，故B正确；A．结合上述可知，汽车加速阶段的平均速度大小为故A错误；C．由于经过5s其发动机的功率达到额定功率，之后汽车保持以额定功率运行，即汽车启动后10s时，其发动机的功率为60kW，故C错误；D．汽车加速阶段的位移为故D错误。故选B。三、实验探究题：本题共2小题，共15分。12.某同学用如图所示的装置来“验证动量守恒定律”。（1）若实验已经测得入射小球和被碰小球的质量分别为、，半径分别为、。关于该实验，下列说法正确的是______（填标号）。A.两球的质量和半径的关系应为、B.斜槽末端的切线必须水平C.斜槽必须是光滑的D.入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止释放（2）图中O点是小球在斜槽末端抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜槽上某一位置S由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛的水平射程OP。然后把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，再将入射小球从斜槽上同一位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______（填标号）。A.测量入射小球开始释放的高度hB.测量抛出点距地面的高度HC.分别找到两球相碰后落地点的平均位置M、ND.分别测量两球碰后平抛的水平射程OM、ON（3）若碰撞前后两球满足关系式______，即验证了碰撞前后两球组成的系统动量守恒（用、及（2）问中测得的物理量表示）。〖答案〗（1）BD（2）CD（3）〖解析〗【小问1详析】A．为了避免反弹，入射球的质量需要大于被碰小球的质量，为了使发生对心碰撞，两小球的半径需要相等，可知，两球的质量和半径的关系应为、故A错误；B．为了确保小球飞出后做平抛运动，实验中需要使斜槽末端的切线调至水平，故B正确；C．小球每次均从斜槽上同一位置静止释放，小球克服摩擦力做功相同，可知，斜槽是否光滑对实验没有影响，故C错误；D．为了确保小球每次放出斜槽末端的速度大小一定，入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止释放，故D正确。故选BD。【小问2详析】单独让入射球滚下的落地点为P，碰撞后入射球与被碰小球落地点分别为M、N，实验中两小球碰撞的动量守恒，则有根据平抛运动规律有，，，则有可知，接下来要完成的必要步骤是分别找到两球相碰后落地点的平均位置M、N，并测量两球碰后平抛的水平射程OM、ON。故选CD。【小问3详析】结合上述可知，若碰撞前后两球组成的系统动量守恒，则有13.某同学欲用重物下落来“验证机械能守恒定律”。即重物从高处由静止开始落下，重物拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，用打出的纸带来验证重物下落过程中机械能是否守恒。（1）为使实验误差尽可能小，应选择的实验装置是______（填标号）。A. B.C. D.（2）选取正确的实验装置后并按正确步骤进行多次实验。图甲是从实验打出的几条纸带中选取的一条比较理想的纸带（即打出的第一、二两点间的距离接近2mm），取打下的第一点计为计数点O，并选取纸带上打出的连续点A、B、C、…，测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为、、。若重物的质量为m，当地重力加速度大小为g，打点计时器所用电源的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量为______，动能的增加量为______。（均用题中所给物理量的字母表示）（3）通过实验发现重物下落过程中动能的增加量略小于重力势能的减少量，于是该同学深入研究阻力对本实验的影响，在测出各计数点到起始点的距离h后，计算出各计数点的速度v，并用实验测得的数据绘制出图线如图乙所示，则由图可求得重物在下落过程中所受的阻力大小为______（用图中的字母及题中所给物理量的字母表示）。〖答案〗（1）C（2）（3）〖解析〗【小问1详析】B．图中重物与电火花计时器之间的间距太大，纸带上将出现大量的空白段落，打出的点迹数量较少，误差较大，故B错误；D．手持纸带的上侧有很长的一段纸带处于弯曲状态，释放纸带运动后，纸带与电火花计时器之间的阻力较大，实验误差较大，故D错误；AC．实验中电火花计时器与电磁打点计时器相比较而言，电火花计时器的误差更小，用夹子夹住纸带上端使纸带处于竖直状态比用手提住纸带上端使纸带处于竖直状态引起的误差更小，故A错误，C正确。故选C。【小问2详析】若打第一个点的初速度为0，则打第一个与第二个点迹之间的间距近似为由于选取的纸带打出的第一、二两点间的距离接近2mm，表明打计数点O时，重物的速度为0，则从打点计时器打下O点到打下F点的过程中，重物重