2022-2023學(xué)年江西省吉安市高一年級下冊期末物理試卷附答案解析

2022-2023學(xué)年江西省吉安市高一下期末物理試卷

一、選擇題（共11題，每題4分，共44分，1-7單選，8-11多選。）

1.（4分）一艘船的船頭始終正對河岸方向行駛，已知船在靜水中行駛的速度為vi,水流速

度為V2,河寬為d。則船渡河過程沿河岸移動的距離為（）

dv

A.rB.0

dv

C.2D.―￡

諺一說

2.（4分）質(zhì)量均勻分布的某球形行星的自轉(zhuǎn)周期為T,現(xiàn)在在該行星表面測量一個物體的

TL—1

重力，在該行星的赤道附近測量結(jié)果為在兩極測量結(jié)果的——，萬有引力恒量為G.則

n

該行星的密度為（

3兀3717r

A.B.

nGT2GT2

3717r301-1)兀

C.D.

(n-l)GT2nGT2

3.(4分）“蹦極”運(yùn)動中，長彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上，人從幾十米高處跳

下。將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運(yùn)動。從繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點(diǎn)

的過程中，下列分析正確的是（）

A.繩對人的拉力始終向上，人的速度先增大后減小

B.繩對人的拉力始終向上，人的速度一直減小

C.繩恰好伸直時，繩的拉力為零，人的速度最大

D.人在最低點(diǎn)時，繩對人的拉力等于人所受的重力

4.（4分）據(jù)報道，我國發(fā)射的“天問一號”探測器在2021年2月10被火星“捕獲”進(jìn)入

環(huán)火星橢圓軌道I,2月20日再次實(shí)施近火星軌道調(diào)整，進(jìn)入橢圓軌道II,探測器運(yùn)行

過程簡化如圖。則下列說法正確的是（）

BA

A.探測器在A點(diǎn)加速才能被火星“捕獲”進(jìn)入環(huán)火星橢圓軌道I

B.探測器在軌道I上正常運(yùn)行時經(jīng)過B點(diǎn)的速度大于經(jīng)過A點(diǎn)的速度

C.探測器在軌道I上正常運(yùn)行時經(jīng)過B點(diǎn)的加速度小于軌道H上正常運(yùn)行時經(jīng)過B點(diǎn)

的加速度

D.探測器在軌道I上的運(yùn)行周期小于軌道H上的運(yùn)行周期

5.（4分）如圖所示，在高度不同的兩水平臺階上放有質(zhì)量分別為mi、m2的兩物體，物體

間用輕彈簧相連，彈簧與豎直方向夾角為。.在mi左端施加水平拉力F,使mi、m2均處

于靜止?fàn)顟B(tài)，已知mi表面光滑，重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

B.彈簧彈力的大小為migcos。

C.地面對m2的摩擦力大小為F

D.地面對m2的支持力可能為零

6.（4分）我國發(fā)射最后第55顆北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的組網(wǎng)衛(wèi)星，最終完成我國自行研制的全球

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是世界第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)衛(wèi)星由地球靜止軌道衛(wèi)星、

傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星組成。靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的

高度相同且大于中圓地球軌道衛(wèi)星的高度，關(guān)于這些衛(wèi)星，下列說法正確的是（）

A.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星相對地面靜止

B.處于同一中圓軌道上的衛(wèi)星線速度相同

C.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的發(fā)射速度均大于7.9km/s

D.一前一后靜止軌道上的兩個衛(wèi)星，后者加速將與前者發(fā)生碰撞

7.（4分）如圖所示，三個小球A、B、C的質(zhì)量均為m,A與B、C間通過較鏈用輕桿連

接，桿長為L,B、C置于水平地面上，用一輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于原長?，F(xiàn)A由靜止

釋放下降到最低點(diǎn)，兩輕桿間夾角a由60。變?yōu)?20°,A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)

動，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g。則此下降過程中（）

A(m

￡\

A.釋放A的瞬間，B受到地面的支持力等于L5mg

B.A的動能最大時，B受到地面的支持力等于L5mg

C.彈簧的彈性勢能最大時，A的加速度等于0

D.彈簧的彈性勢能最大值和系統(tǒng)動能的最大值相同

（多選）8.（4分）關(guān)于兩個運(yùn)動的合成，下列說法正確的是（）

A.兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定也是直線運(yùn)動

B.不共線的兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動

C.小船渡河的運(yùn)動中，小船的對岸速度可以小于水流速度

D.小船渡河的運(yùn)動中，小船渡河所需的最短時間與水流速度大小無關(guān)

（多選）9.（4分）甲、乙兩車同時自左向右運(yùn)動，現(xiàn)記錄下兩車輛每隔10秒所處的位置，

一共記錄了40秒，如圖所示。由圖可知，在40秒內(nèi)（）

是？^°S*0,昆乎

甲-77777777771（77777777/777777^7777777/7777/71（777777777777/77^7777777/7777/7^7777'

0300m600m900m1200m

J~777//777771（7777777777^77777777/777/7］（777777777777777^77777777777/777//7^7777'

0200m450m750m1200m

A.甲車可能做勻速運(yùn)動，乙車可能做勻加速運(yùn)動，加速度為0.5m/s2

B.甲乙兩車的平均速度相同

C.若在時刻20s與時刻30s之間，甲車做勻速運(yùn)動，乙車做勻加速運(yùn)動，則某時刻甲乙

兩車速度相同

D.在計時之初，兩車速度都為零

（多選）10.（4分）某宇宙飛船繞地球做圓周運(yùn)動的周期為T,由于地球遮擋，宇航員發(fā)

1

現(xiàn)有:T時間會經(jīng)歷“日全食”過程，如圖所示，已知地球的半徑為R,引力常量為G,

6

地球自轉(zhuǎn)周期為To,太陽光可看作平行光，下列說法正確的是（)

A.宇宙飛船離地球表面的高度為2R

24刃

B.地球的平均密度為p=冠

C.一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為成

D.宇宙飛船的運(yùn)行速度為〒

（多選）11.（4分）如圖所示，半徑為R的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，虛線

0C水平，D是圓環(huán)最低點(diǎn).兩個質(zhì)量均為m的小球A、B套在圓環(huán)上，兩球之間用輕

桿相連，從圖示位置由靜止釋放，則（）

A.B球運(yùn)動至最低點(diǎn)D時，A、B系統(tǒng)重力勢能最小

B.A、B系統(tǒng)在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒

C.A球從C點(diǎn)運(yùn)動至D點(diǎn)過程中受到的合外力做正功

D.當(dāng)桿水平時，A、B球速度達(dá)到最大

二、實(shí)驗(yàn)題（共20分）

12.（12分）（1）在“探究平拋運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動的軌

跡，實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下：

A.讓小球多次從位置上滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。

B.按圖安裝好器材，注意斜槽末端,記下平拋初位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎

直線。

C.取下白紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運(yùn)動物體

的軌跡。

①完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上。

②上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是O

（2）如圖是某同學(xué)用頻閃照相研究平拋運(yùn)動時拍下的照片,背景方格紙的邊長為2.5cm,

A、B、C、D是同一小球在頻閃照相中拍下的四個連續(xù)的不同位置時照片，則：（g=10m/s2）

①頻閃照相相鄰閃光的時間間隔s；

②小球水平拋出的初速度vo=m/s；

③小球經(jīng)過C點(diǎn)時速度大小為vc=m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

13.（8分）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律也可以有其他多種的實(shí)驗(yàn)設(shè)計。

方案一：甲同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，細(xì)線的一端拴一個金屬小球，

另一端連接固定在天花板上的拉力傳感器，傳感器可記錄小球在擺動過程中細(xì)線拉力的

大小。將小球拉至圖示位置，由靜止釋放小球，發(fā)現(xiàn)細(xì)線拉力在小球擺動的過程中做周

期性變化。

（1）若細(xì)線的長度遠(yuǎn)大于小球的直徑，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該小組不需要測出的

物理量是;（填入選項前的序號）

A.釋放小球時細(xì)線與豎直方向的夾角a

B.細(xì)線的長度L

C.小球的質(zhì)量m

D.細(xì)線拉力的最大值F

E.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭

（2）根據(jù)上述測量結(jié)果，小球動能的最大值Ek的表達(dá)式為；

（3）小球從靜止釋放到最低點(diǎn)過程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為

（用上述測定的物理量的符號表示）。

方案二：乙同學(xué)想用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。他將一條輕質(zhì)細(xì)繩跨過定滑

輪，繩的兩端各系一個小球a和b,b球的質(zhì)量是a球的3倍，用手托住b球，a球靜止

于地面。當(dāng)繩剛好被拉緊時，釋放b球。他想僅利用刻度尺這一測量工具驗(yàn)證b球落地

前瞬間兩球的機(jī)械能之和與釋放時相等。

（4）請寫出他需要測量的物理量及其符號，以及這些物理量應(yīng)滿足的關(guān)系

三、計算題（共36分）

14.（10分）從離地高20m處水平拋出一個石塊，測得其落地時的速度大小為25m/s。若不

計空氣阻力，gIX10m/s2.求：

（1）石塊從拋出到落地的時間；

（2）石塊拋出時的速度；

（3）石塊落地時的速度方向。

15.（12分）某鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是500m,若規(guī)定火車通過這個彎道的速度為72km/h。

一質(zhì)量為2Xl（）4kg的機(jī)車（俗稱火車頭）通過該彎道，機(jī)車轉(zhuǎn)彎時可以簡化為質(zhì)點(diǎn)做圓

周運(yùn)動，gIX10m/s2?

（1）若彎道處的鐵軌鋪設(shè)在水平路基上，如圖1所示，求鐵軌對車輪的側(cè)向彈力大小；

（2）若彎道處的鐵軌鋪設(shè)在傾斜路基上,如圖2所示,為了使鐵軌對車輪沒有側(cè)向彈力，

16.（14分）小明設(shè)計了一個彈球游戲裝置，如圖所示，ABCD為四分之三圓弧軌道，A端

通過豎直過渡軌道PA與彈射裝置相連,D端通過水平過渡軌道DE與水平軌道EG相連，

兩過渡軌道稍微錯開；管徑很小的圓形細(xì)管OFO'與軌道EG相切于。點(diǎn)，細(xì)管底部進(jìn)

出口O、O'稍微錯開，整個軌道固定于同一豎直平面內(nèi)，各段軌道間均平滑連接?，F(xiàn)有

一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）被壓縮的輕彈簧從P點(diǎn)彈出后沿軌道運(yùn)動。已知小球質(zhì)量m=0.2kg,

軌道ABCD的半徑r=0.1m,細(xì)管OFO'的圓半徑R=0.2m,P、A兩點(diǎn)間的高度差11=

0.5m,0、E兩點(diǎn)間的距離L=lm,0、G兩點(diǎn)間的距離足夠大，小球與軌道eg間的動

摩擦因數(shù)以=0.2,其余軌道均光滑，假設(shè)小球位于P點(diǎn)時，彈簧的彈性勢能大小可調(diào)，

但最大值不超過2.2J,彈簧的形變始終不超過其彈性限度，小球運(yùn)動時始終未脫離軌道。

2

取g=10m/so

（1）求小球通過B點(diǎn)的最小速度和對應(yīng)的彈簧彈性勢能；

（2）為使小球最終停在EO段，求彈簧彈性勢能應(yīng)滿足的條件。

2022-2023學(xué)年江西省吉安市高一下期末物理試卷

參考答案與試題解析

一、選擇題（共11題，每題4分，共44分，1?7單選，8/1多選。）

1.（4分）一艘船的船頭始終正對河岸方向行駛，已知船在靜水中行駛的速度為vi,水流速

度為V2,河寬為d。則船渡河過程沿河岸移動的距離為（）

dv

A.rB.0

dvdv

C.2D.一2

諺一說%

【解答】解：河寬為d,船垂直于河岸的速度為vi,則渡河時間為：t=

%

水流速度為V2,船渡河過程沿河岸移動的距離為：x=v2t=瞥，故D正確，ABC錯誤。

故選：Do

2.（4分）質(zhì)量均勻分布的某球形行星的自轉(zhuǎn)周期為T,現(xiàn)在在該行星表面測量一個物體的

重力，在該行星的赤道附近測量結(jié)果為在兩極測量結(jié)果的——，萬有引力恒量為G.則

n

該行星的密度為（）

37r3n7i

A.-------B.—-

nGT2GT2

3717r3（n-l）7r

2

C（n-l）GTD,nGT2

【解答】解：對于放置于行星兩極的質(zhì)量為m的物體，由萬有引力等于重力得出：

gMm

得：G-=Gi,

R2

.._Mm4TT2

在赤道：G=G2+m~~—R,

R29T2

又G2=F?1,

n

472R3

聯(lián)立解得：M=n———

GT2

又乂=「*1<3,聯(lián)立解得：p=3n^^-,故ACD錯誤，B正確。

故選：Bo

3.（4分）“蹦極”運(yùn)動中，長彈性繩的一端固定，另一端綁在人身上，人從幾十米高處跳

下。將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運(yùn)動。從繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點(diǎn)

的過程中，下列分析正確的是（）

A.繩對人的拉力始終向上，人的速度先增大后減小

B.繩對人的拉力始終向上，人的速度一直減小

C.繩恰好伸直時，繩的拉力為零，人的速度最大

D.人在最低點(diǎn)時，繩對人的拉力等于人所受的重力

【解答】解：繩對人的拉力始終向上，繩子剛拉直時，重力大于拉力，人加速下降，由

mg-kx=ma可知，加速度減小，當(dāng)重力等于拉力時，加速度為零，速度達(dá)到最大。之后

重力小于拉力，人開始減速下降，由kx-mg=ma可知，加速度增大，故人的速度先增

大后減小，到最低點(diǎn)時，人向上的加速度最大，拉力大于重力，故A正確，BCD錯誤。

故選：Ao

4.（4分）據(jù)報道，我國發(fā)射的“天問一號”探測器在2021年2月10被火星“捕獲”進(jìn)入

環(huán)火星橢圓軌道I,2月20日再次實(shí)施近火星軌道調(diào)整，進(jìn)入橢圓軌道II,探測器運(yùn)行

過程簡化如圖。則下列說法正確的是（）

A.探測器在A點(diǎn)加速才能被火星“捕獲”進(jìn)入環(huán)火星橢圓軌道I

B.探測器在軌道I上正常運(yùn)行時經(jīng)過B點(diǎn)的速度大于經(jīng)過A點(diǎn)的速度

C.探測器在軌道I上正常運(yùn)行時經(jīng)過B點(diǎn)的加速度小于軌道II上正常運(yùn)行時經(jīng)過B點(diǎn)

的加速度

D.探測器在軌道I上的運(yùn)行周期小于軌道H上的運(yùn)行周期

【解答】解：A、探測器在A點(diǎn)減速才能被火星“捕獲”進(jìn)入環(huán)火星橢圓軌道I,故A

錯誤；

B、探測器在軌道I上正常運(yùn)行時，根據(jù)開普勒第二定律可知，衛(wèi)星在單位時間內(nèi)掃過的

面積相等，由于B點(diǎn)距離火星中心距離較小，所以線速度較大，而A點(diǎn)距離火星中心距

離較大，線速度減小，所以衛(wèi)星經(jīng)過B點(diǎn)的速度大于經(jīng)過A點(diǎn)的速度，故B正確；

C、根據(jù)牛頓第二定律可得：包等=ma,解得：a=粵，所以探測器在軌道I上正常運(yùn)

行時經(jīng)過B點(diǎn)的加速度等于軌道n上正常運(yùn)行時經(jīng)過B點(diǎn)的加速度，故C錯誤；

r3

D、根據(jù)開普勒第三定律有=k可知，探測器在軌道I上運(yùn)行的半長軸大于在軌道II上運(yùn)

T2

行的半長軸，所以衛(wèi)星在軌道I上運(yùn)行的周期大于軌道n上的運(yùn)行周期，故D錯誤。

故選：B?

5.（4分）如圖所示，在高度不同的兩水平臺階上放有質(zhì)量分別為mi、m2的兩物體，物體

間用輕彈簧相連，彈簧與豎直方向夾角為。.在mi左端施加水平拉力F,使mi、m2均處

于靜止?fàn)顟B(tài)，已知mi表面光滑，重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

B.彈簧彈力的大小為migcos。

C.地面對m2的摩擦力大小為F

D.地面對m2的支持力可能為零

【解答】解：受力分析如圖所示:

A.由于mi表面光滑，滑塊mi不受摩擦力，根據(jù)平衡條件可知，拉力F等于彈簧在水

平方向上的分力，可知彈簧處于伸長狀態(tài)，故A錯誤；

B.設(shè)彈力的大小為F彈,對物體mi在水平方向上有F彈sin。=F,則彈簧彈彈力為尸彈=磊

故B錯誤；

C.把物體mi和m2看成一個整體分析，地面對m2的摩擦力大小等于F,故C正確；

D.由于物體m2在水平方向上受到摩擦力的作用，根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件可知，地面對

物體m2的支持力不為零，故D錯誤。

故選：Co

6.（4分）我國發(fā)射最后第55顆北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的組網(wǎng)衛(wèi)星，最終完成我國自行研制的全球

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是世界第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)衛(wèi)星由地球靜止軌道衛(wèi)星、

傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星組成。靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的

高度相同且大于中圓地球軌道衛(wèi)星的高度，關(guān)于這些衛(wèi)星，下列說法正確的是（）

A.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星相對地面靜止

B.處于同一中圓軌道上的衛(wèi)星線速度相同

C.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的發(fā)射速度均大于7.9km/s

D.一前一后靜止軌道上的兩個衛(wèi)星，后者加速將與前者發(fā)生碰撞

【解答】解：A、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星只是周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同，不是在赤道正上

方，相對地面是運(yùn)動的，故A錯誤；

B、根據(jù)丫=課可知，處于同一中圓軌道上的衛(wèi)星線速度大小相等，但方向不相同，所

以線速度不同，故B錯誤；

C、7.9km/s是最小的發(fā)射速度，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的發(fā)射速度均大于7.9km/s,故C

正確；

D、一前一后靜止軌道上的兩個衛(wèi)星，后者加速將做離心運(yùn)動，不會與前者發(fā)生碰撞，故

D錯誤。

故選：Co

7.（4分）如圖所示，三個小球A、B、C的質(zhì)量均為m,A與B、C間通過較鏈用輕桿連

接，桿長為L,B、C置于水平地面上，用一輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于原長?，F(xiàn)A由靜止

釋放下降到最低點(diǎn)，兩輕桿間夾角a由60°變?yōu)?20°,A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)

動，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g。則此下降過程中（）

A.釋放A的瞬間，B受到地面的支持力等于1.5mg

B.A的動能最大時，B受到地面的支持力等于1.5mg

C.彈簧的彈性勢能最大時，A的加速度等于0

D.彈簧的彈性勢能最大值和系統(tǒng)動能的最大值相同

【解答】解：B、A球釋放后，先加速后減速運(yùn)動，當(dāng)A的動能最大時，A所受合力為

零，此時整體在豎直方向上受力平衡，設(shè)B和C受到地面的支持力大小均為F,可得2F

=3mg,所以F=1.5mg,故B正確；

A、釋放A的瞬間，A有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，所以B受到地面的支持力小于

1.5mg,故A錯誤；

C、當(dāng)A達(dá)到最低點(diǎn)時，動能為零，此時彈簧的彈性勢能最大，A的加速度方向向上，

故C錯誤；

D、當(dāng)彈性勢能最大時，小球A運(yùn)動到最低點(diǎn)，系統(tǒng)的動能為零，小球A減少的重力勢

能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，當(dāng)系統(tǒng)的動能最大時，小球A還沒到最低點(diǎn)，小球A減

少的重力勢能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動能和彈簧的彈性勢能，故彈簧的彈性勢能最大值大于系統(tǒng)

動能的最大值，故D錯誤。

故選：B?

（多選）8.（4分）關(guān)于兩個運(yùn)動的合成，下列說法正確的是（）

A.兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定也是直線運(yùn)動

B.不共線的兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動

C.小船渡河的運(yùn)動中，小船的對岸速度可以小于水流速度

D.小船渡河的運(yùn)動中，小船渡河所需的最短時間與水流速度大小無關(guān)

【解答】解：A.兩個分運(yùn)動是直線運(yùn)動，其合運(yùn)動可能是曲線運(yùn)動，比如平拋運(yùn)動，故

A錯誤；

B.勻速直線運(yùn)動的加速度為零，受到的合外力為零，所以不共線兩個勻速直線運(yùn)動，則

合運(yùn)動也一定是勻速直線運(yùn)動，故B正確；

C.合運(yùn)動的速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能與分速度相等，故C正確；

D.小船渡河運(yùn)動中，當(dāng)船頭垂直于河岸渡河時，小船渡河所需的最短時間，則有加譏=

船

可知小船渡河所需的最短時間與水流速度大小無關(guān)，故D正確。

故選：BCDo

（多選）9.（4分）甲、乙兩車同時自左向右運(yùn)動，現(xiàn)記錄下兩車輛每隔10秒所處的位置，

一共記錄了40秒，如圖所示。由圖可知，在40秒內(nèi)（）

010s20s30s40s

甲////////7/\///////////////Y////////////7/\/////////////7/y///////7////7/Y////

0300m600m900m1200m

-0_10s—20si30s尸40s

J////////7/I（////7//////Y//////////////\///////////////Y///////////7//////\////

0200m450m750m1200m

A.甲車可能做勻速運(yùn)動，乙車可能做勻加速運(yùn)動，加速度為0.5m/s2

B.甲乙兩車的平均速度相同

C.若在時刻20s與時刻30s之間，甲車做勻速運(yùn)動，乙車做勻加速運(yùn)動，則某時刻甲乙

兩車速度相同

D.在計時之初，兩車速度都為零

【解答】解：A、根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，甲車在每10s內(nèi)的位移相等，故可能做勻速直線運(yùn)

動。乙車在相等時間內(nèi)相鄰位移差不相等，故乙車不可能做勻變速直線運(yùn)動，故A錯誤；

B、根據(jù)平均速度公式萬="，可知在相等時間內(nèi)位移相等，故B正確；

C、若在20s-30s之間，甲車做勻速運(yùn)動，乙車做勻加速運(yùn)動，兩車的平均速度相等，

所以在某時刻甲乙兩車速度相同，故C正確；

D、在計時之初，甲車勻速運(yùn)動速度不為零，乙車若做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，則

在相等時間內(nèi)位移之比等于1：3：5：7,而乙車位移相等時間內(nèi)位移之比不符合條件，

故D錯誤；

故選：BCo

（多選）10.（4分）某宇宙飛船繞地球做圓周運(yùn)動的周期為T,由于地球遮擋，宇航員發(fā)

現(xiàn)有三T時間會經(jīng)歷“日全食”過程，如圖所示，已知地球的半徑為R,引力常量為G,

6

地球自轉(zhuǎn)周期為To,太陽光可看作平行光，下列說法正確的是（）

A.宇宙飛船離地球表面的高度為2R

B.地球的平均密度為p=^

GT。

C.一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為普

T

4TIR

D.宇宙飛船的運(yùn)行速度為一

T

【解答】解：A、由幾何關(guān)系，飛船每次“日全食”過程的時間內(nèi)飛船轉(zhuǎn)過a角，所需

的時間為t=4/T,

由于宇航員發(fā)現(xiàn)有時間會經(jīng)歷“日全食”過程，則：三=；，所以：式=提

627163

Ra1

設(shè)宇宙飛船離地球表面的高度h,由幾何關(guān)系可得：=sin—=-可得：h=R,故A

R+h22

錯誤;

GMTYI47T2

B、宇宙飛船的軌道半徑r=R+h=2R；根據(jù)萬有引力提供向心力，則有：:廠=mr—,

4

-

解得。根據(jù)密度計算公式可得:3

247r

聯(lián)立解得地球的平均密度為p=故B錯誤;

GT2,

C、地球自轉(zhuǎn)一圈時間為To,飛船繞地球一圈時間為T,飛船繞一圈會有一次日全食,

所以每過時間T就有一次日全食，得一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為N=坐，故C

正確;

D、宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動，宇宙飛船的運(yùn)行速度為：丫=者=華,故D正

確。

（多選）11.（4分）如圖所示，半徑為R的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，。是圓心，虛線

OC水平，D是圓環(huán)最低點(diǎn).兩個質(zhì)量均為m的小球A、B套在圓環(huán)上，兩球之間用輕

桿相連，從圖示位置由靜止釋放，則（）

A.B球運(yùn)動至最低點(diǎn)D時，A、B系統(tǒng)重力勢能最小

B.A、B系統(tǒng)在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒

C.A球從C點(diǎn)運(yùn)動至D點(diǎn)過程中受到的合外力做正功

D.當(dāng)桿水平時，A、B球速度達(dá)到最大

【解答】解：A、A、B組成的系統(tǒng)只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒。B球運(yùn)動到最低點(diǎn)

時，系統(tǒng)減小的重力勢能為mgR,在桿子從豎直狀態(tài)到水平狀態(tài)的過程中，系統(tǒng)重力勢

能下降最大，大小等于emgR.故A錯誤，B正確。

C、A球從C點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)的過程中，速度先增大后減小，則合力先做正功，后做負(fù)功。

故C錯誤。

D、因?yàn)闂U子水平時，系統(tǒng)重力勢能減小最大，根據(jù)機(jī)械能守恒，知系統(tǒng)動能最大，所以

當(dāng)桿水平時，A、B球的速度最大。故D正確。

故選：BD?

二、實(shí)驗(yàn)題（共20分）

12.（12分）（1）在“探究平拋運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動的軌

跡，實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下：

A.讓小球多次從同一位置上滾下,記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。

B.按圖安裝好器材，注意斜槽末端切線水平，記下平拋初位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎

直線。

C.取下白紙，以。為原點(diǎn)，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運(yùn)動物體

的軌跡。

①完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上。

②上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是BACo

（2）如圖是某同學(xué)用頻閃照相研究平拋運(yùn)動時拍下的照片,背景方格紙的邊長為2.5cm,

A、B、C、D是同一小球在頻閃照相中拍下的四個連續(xù)的不同位置時照片，則：（g=10m/s2）

①頻閃照相相鄰閃光的時間間隔0.05s；

②小球水平拋出的初速度vo=1.5m/s；

③小球經(jīng)過C點(diǎn)時速度大小為vc=1.95m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

■ar?

_4T

c

4L

If

D

【解答】解：（DA、由于實(shí)驗(yàn)中是為了測定同一個平拋運(yùn)動的軌跡，則要求每次實(shí)驗(yàn)的

初速度相同，因此要使小球從同一斜面的同一高度靜止釋放。

B、平拋運(yùn)動是初速度水平的勻變速運(yùn)動，則實(shí)驗(yàn)時要求斜槽末端切線水平，

②實(shí)驗(yàn)的順序是安裝實(shí)驗(yàn)器材、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理，故順序?yàn)椋築AC；

（2）①豎直方向由初速度為。的勻變速直線運(yùn)動可知：Ay=L=2.5cm=0.025m=gT2,

代入數(shù)據(jù)解得：T=0.05s；

n07,

②水平方向的位移是x=3X2.5cm=0.075m,則：vo=亍r=0向s=1.5m/s；

③在豎直方向上，C是B、D的中間時刻，貝I」：vcy=賽=*m/s=L25m/s

小球經(jīng)過C點(diǎn)時速度大小為：vc=^Jvo+vcy~-'/l-S2+1.252m/s:::?1.95m/s?

故答案為：⑴A、同一；B、切線水平；②BAC；⑵①0.05；②1.5；③1.95。

13.（8分）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律也可以有其他多種的實(shí)驗(yàn)設(shè)計。

方案一：甲同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，細(xì)線的一端拴一個金屬小球，

另一端連接固定在天花板上的拉力傳感器，傳感器可記錄小球在擺動過程中細(xì)線拉力的

大小。將小球拉至圖示位置，由靜止釋放小球，發(fā)現(xiàn)細(xì)線拉力在小球擺動的過程中做周

期性變化。

（1）若細(xì)線的長度遠(yuǎn)大于小球的直徑，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該小組不需要測出的

物理量是B；（填入選項前的序號）

A.釋放小球時細(xì)線與豎直方向的夾角a

B.細(xì)線的長度L

C.小球的質(zhì)量m

D.細(xì)線拉力的最大值F

E.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭

（2）根據(jù)上述測量結(jié)果，小球動能的最大值Ek的表達(dá)式為_Ek=（?霆）L；

⑶小球從靜止釋放到最低點(diǎn)過程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為_mg（l-cosa）=

二警（用上述測定的物理量的符號表示）。

方案二：乙同學(xué)想用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。他將一條輕質(zhì)細(xì)繩跨過定滑

輪，繩的兩端各系一個小球a和b,b球的質(zhì)量是a球的3倍，用手托住b球，a球靜止

于地面。當(dāng)繩剛好被拉緊時，釋放b球。他想僅利用刻度尺這一測量工具驗(yàn)證b球落地

前瞬間兩球的機(jī)械能之和與釋放時相等。

（4）請寫出他需要測量的物理量及其符號，以及這些物理量應(yīng)滿足的關(guān)系式。h2=

1.5hio

拉力傳感器

【解答】解：（1）（3）小球向下擺動到最低點(diǎn)的過程中，由動能定理可得mgL（l-cosa）

17

=

2

小球向下擺動到最低點(diǎn)時，根據(jù)合外力提供向心力得：F-mg=

Li

聯(lián)立可解得：mgL（l—cosa）—

即：—cosa）—尸

可知在需要驗(yàn)證的機(jī)械能守恒的表達(dá)式中，與細(xì)線的長度無關(guān)，則該小組不需要測出的

物理量是B：細(xì)線的長度。

故選：Bo

(2)結(jié)合以上的分析可知，小球的最大動能為：Ek=(?”

(4)該實(shí)驗(yàn)的原理是b球落地瞬間兩球速度大小相同，然后a球繼續(xù)上升到最高點(diǎn)，分

別測出b球離地面的高度和a球上升的高度，用高度差計算出a球做豎直上拋運(yùn)動時的

初速度，從而驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，方案需要測量的物理量有：釋放時b球距地面的高

度hi和a球上升的最高點(diǎn)距地面的高度h2o設(shè)a球豎直上拋時的初速度為v,則有2g(h2

411)=v2

在小球b落地前有(3m^n)ghi=(機(jī)+3m)/

兩式聯(lián)立可得h2=1.5hi

故以上物理量應(yīng)滿足的關(guān)系式是h2=1.5hi。

故答案為：(1)B；(2)Ek=(3)-cosci)=(4)h2=1.5hio

三、計算題(共36分)

14.(10分)從離地高20m處水平拋出一個石塊，測得其落地時的速度大小為25m/s。若不

計空氣阻力，g10m/s2.求：

(1)石塊從拋出到落地的時間；

(2)石塊拋出時的速度；

(3)石塊落地時的速度方向。

【解答】解(1)石塊水平拋出后，在豎直方向做自由落體運(yùn)動，則有/

解得==楞=5客s=2s；

(2)石塊落地時豎直方向的速度為vy=gt=10X2m/s=20m/s