2023-2024學(xué)年北京四中高三（上）期中物理試題和答案

高中PAGE1試題2023北京四中高三（上）期中物理一、單項選擇題（本大題共8小題，每小題2分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確。請將答案填涂在答題卡上。）1．輻射的危害程度常用“當量劑量”這一物理量衡量，其國際單位是“希沃特”，記作“Sv”。每千克人體組織吸收1焦耳能量定義為1希沃特，則下列選項中用國際單位制的單位表示希沃特正確的是（）A．J?kg B．m2?s﹣2 C．m2?s﹣1 D．kg2?m2?s﹣2（多選）2．如圖所示，購物袋兩側(cè)有兩根等長輕繩呈對稱分布，人們在購物時可以將物品裝入購物袋中方便攜帶。用手提著兩繩中央上端，始終保持購物袋處于平衡狀態(tài)，則（）A．僅增加購物袋中物品的質(zhì)量，輕繩上的拉力不變 B．僅增加兩繩的長度，手對輕繩的作用力不變 C．僅增加兩繩的長度，每根輕繩上拉力減小 D．輕繩越短，越不容易斷3．兩質(zhì)量均為m的石塊a、b以相同的速度從同一高度h，分別沿水平和斜向上方向拋出。已知b初速度與水平方向夾角為θ（θ＞0°）。不計空氣阻力。則從拋出到落地前一瞬間，下列物理量相同的是（）A．兩石塊落地時的動能 B．兩石塊落地時的速度 C．兩石塊重力的平均功率 D．兩石塊落地時重力的瞬時功率4．有一種玩具結(jié)構(gòu)如圖所示，豎直放置的光滑鐵圓環(huán)的半徑為R＝20cm，環(huán)上穿有一個帶孔的小球m，僅能沿環(huán)做無摩擦滑動．如果圓環(huán)繞著通過環(huán)心的豎直軸O1O2以10rad/s的角速度旋轉(zhuǎn)（g＝10m/s2），則小球相對環(huán)靜止時和環(huán)心O的連線與O1O2的夾角θ是（）A．30° B．45° C．60° D．75°5．如圖所示，一位同學(xué)手持乒乓球拍托球沿水平直線跑動，球拍與球相對靜止且均相對該同學(xué)身體靜止，球拍平面和水平面之間夾角為θ。設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為M、m，不計球拍和球之間摩擦，不計空氣阻力，則（）A．該同學(xué)做勻速直線跑動 B．乒乓球處于平衡狀態(tài) C．球拍受到的合力大小為Mgtanθ D．球拍受到乒乓球的壓力大小為mgcosθ6．翻斗車自卸貨物的過程可以簡化成如圖所示模型，翻斗車始終靜止在水平地面上，原來處于水平的車廂，在液壓機的作用下，與水平方向的夾角θ開始緩慢增大（包括貨物下滑過程中θ也在增加）。下列說法正確的是（）A．貨物受到的支持力先減小后增加 B．貨物受到的摩擦力先減小后增加 C．貨物受到的支持力一直做正功 D．貨物受到的摩擦力一直做負功7．如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力。已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運動過程中（）A．重力做功2mgR B．機械能減少mgR C．合力做功mgR D．摩擦力做功8．碰碰車是大人和小孩都喜歡的娛樂活動，游樂場上，大人和小孩各駕著一輛碰碰車正對迎面相撞，碰撞前后兩人的位移—時間圖像如圖所示，已知小孩的質(zhì)量為30kg，大人的質(zhì)量為60kg，碰碰車質(zhì)量相同，碰撞時間極短。下列說法正確的是（）A．碰前大人和車的速度大小為2m/s B．碰碰車質(zhì)量為15kg C．碰撞過程中機械能損失為450J D．碰撞過程中小孩和其駕駛的碰碰車受到的總沖量大小為90N?s二、多項選擇題（本大題共8小題，每小題3分，共24分。在每題給出的四個選項中，有多個選項正確，漏選給1分，錯選0分。請將答案填涂在答題卡上。）（多選）9．（3分）如圖所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端栓一金屬球，球被水平繩拉住保持靜止?，F(xiàn)將繩子剪斷，虛線為之后金屬球擺動過程中的一段運動軌跡，關(guān)于這段運動過程中說法正確的是（）A．剪斷繩子瞬間金屬球加速度一定水平向左 B．在懸點正下方b位置時金屬球所受合力可能豎直向上 C．金屬球運動到軌跡最低點c位置時動能一定為零 D．金屬球運動到軌跡最左側(cè)d位置時水平速度一定為零（多選）10．（3分）宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運動，飛船艙內(nèi)有一質(zhì)量為m的人站在可稱體重的臺秤上，用R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，g′表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度，N表示人對秤的壓力，下面一些關(guān)系式正確的是（）A．g′＝g B．g′＝0 C．N＝mg D．N＝0（多選）11．（3分）如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點的正下方P點。已知重力加速度大小為g。現(xiàn)對小球施加水平力將小球拉到Q點，此時繩子偏離豎直方向夾角為θ，則下列說法正確是（）A．若小球從P點緩慢地移動到Q點，則水平拉力F做功為Flsinθ B．若小球從P點緩慢地移動到Q點，則水平拉力F做功為mgl（1﹣cosθ） C．若水平恒力F＝mg，則從P點運動到Q點，則水平拉力F做功為mglsinθ D．若水平恒力F＝mg，θ＝，則從P點運動到Q點，小球速度先增大后減?。ǘ噙x）12．（3分）如圖所示，物理興趣小組要測物塊A與桌面間動摩擦因數(shù)μ，按圖連接好裝置，按住A，繩恰繃直。將A由P點靜止釋放，B落地后不反彈，最終A停在Q點。測出B下落高度h＝0.20m，和PQ間距離s＝0.50m。A、B質(zhì)量均為m。則下列說法正確的是（）A．A和B組成的系統(tǒng)機械能不守恒 B．A與桌面的動摩擦因數(shù)μ＝0.25 C．若僅考慮滑輪與繩子的摩擦，測量值與真實值相比偏小 D．若僅考慮定滑輪轉(zhuǎn)動時的動能，測量值與真實值相比偏大（多選）13．（3分）我國自主研發(fā)的衛(wèi)星不僅可以在高空領(lǐng)域清理空間碎片，還可以發(fā)揮“太空拖船”的作用?！皩嵺`21號衛(wèi)星”將一顆失效的北斗二號衛(wèi)星由同步衛(wèi)星軌道經(jīng)轉(zhuǎn)移軌道送入“墓地軌道”，這一操作震驚了世界。如圖所示，軌道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、分別為同步衛(wèi)星軌道、轉(zhuǎn)移軌道和墓地軌道，P、Q分別為軌道Ⅱ與軌道Ⅰ、Ⅲ的切點。下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行的周期一定大于24小時 B．衛(wèi)星從軌道Ⅰ上進入軌道Ⅱ時，在P點處的線速度相同 C．衛(wèi)星從軌道Ⅱ上進入軌道Ⅲ時，在Q點處的加速度相同 D．衛(wèi)星從軌道Ⅰ轉(zhuǎn)移到軌道Ⅲ的過程中，動能減小，引力勢能增大，機械能守恒（多選）14．（3分）如圖所示，質(zhì)量分別為2m、km（k未知且k＞2）的小球B、C靜止放置在光滑水平面上，一質(zhì)量為m的小球A從小球B的左側(cè)以速度v水平向右運動。已知所有碰撞均為彈性碰撞，且碰撞時間極短，A與B只發(fā)生一次碰撞，則k的值可能為（）A．4.5 B．6 C．7.5 D．9（多選）15．（3分）如圖所示，A、B兩個矩形木塊用輕彈簧和一條與彈簧原長相等的輕繩相連，靜止在水平地面上，繩為非彈性繩且可承受的拉力足夠大。彈簧的勁度系數(shù)為k，木塊A和木塊B的質(zhì)量均為m?，F(xiàn)用一豎直向下的壓力將木塊A緩慢壓縮到某一位置，木塊A在此位置所受的壓力為F（F＞mg），彈簧的彈性勢能為E，撤去力F后，下列正確的是（）A．彈簧恢復(fù)到原長的過程中，彈簧彈力對A、B的沖量相同 B．當A速度最大時，彈簧仍處于壓縮狀態(tài) C．當B開始運動時，A的速度大小為 D．全程中，A上升的最大高度為+（多選）16．（3分）如圖所示，在光滑地面上有一個質(zhì)量為m、半徑為R、內(nèi)表面光滑的半球形凹槽。質(zhì)量同樣為m的小球在距離A點上方為R處，以速度v0開始平拋；與此同時，凹槽也以v0開始運動。下列說法正確的是（）A．小球從A點運動到C點的過程中，凹槽經(jīng)歷了先減速再加速的過程 B．小球從C離開后仍能夠從C點落回到凹槽 C．小球運動到B點時，地面的支持力等于2mg D．小球運動到B點時的速度大小為v0+三、實驗題（本大題共2小題，每空2分，共16分。）17．（8分）用如圖1所示的裝置研究平拋運動。將白紙和復(fù)寫紙對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點飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板的那一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點。（1）下列實驗條件必須滿足的有。A．斜槽軌道光滑B．斜槽軌道末端水平C．擋板高度等間距變化D．每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球（2）為定量研究，建立以水平方向為x軸、豎直方向為y軸的平面直角坐標系。a．取平拋運動的起始點為坐標原點，將鋼球靜置于Q點，鋼球的（選填“最上端”、“最下端”或“球心”）對應(yīng)白紙上的位置即為原點；在確定y軸時（選填“需要”或“不需要”）y軸與重垂線平行。b．若遺漏記錄平拋軌跡的起始點，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，在軌跡上取A、B、C三點，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，可求得鋼球平拋的初速度v0大小為（已知重力加速度為g，結(jié)果用上述字母表示）。18．（8分）如圖1所示是“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗裝置圖，該裝置同時也可以完成“探究物體加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系”。（1）用該裝置完成“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時，下面說法正確的是。A.圖中打點計時器應(yīng)使用8V左右的交流電源B.實驗時必須通過調(diào)節(jié)軌道左端的滑輪以讓細線和軌道平行C.實驗時必須把軌道右端抬高以平衡摩擦力D.實驗時不需要滿足槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量E.為了提高實驗的精度，本實驗需要改變車中砝碼的個數(shù)以改變運動小車的質(zhì)量，獲得多組數(shù)據(jù)（2）某同學(xué)利用如圖1所示的裝置進行“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗，實驗中重物始終未落地，最后得到了如圖2所示的速度—時間圖像，根據(jù)圖像可以分析出在實驗操作中可能存在的問題是。A.實驗中沒有平衡摩擦力B.實驗中沒有滿足小車質(zhì)量遠大于槽碼質(zhì)量C.實驗中先讓釋放小車后打開打點計時器D.實驗中未保持細線和軌道平行（3）某同學(xué)利用上述實驗裝置進行“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗。實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖3。從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出各計數(shù)點到“A”的距離（單位：cm）。則由數(shù)據(jù)可得其加速度為m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。（4）在“探究物體加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系”實驗中，為了提高實驗精度，某同學(xué)通過合理的操作使用力傳感器（圖4）來測量繩子拉力，下面有關(guān)實驗操作中說法正確的是。A.實驗操作中不需要槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量B.實驗操作中不需要細線和軌道平行C.實驗操作中不需要平衡摩擦力D.實驗操作中不需要多次改變小車的質(zhì)量以獲得多組數(shù)據(jù)四、計算題（本大題共4小題，共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，畫出相應(yīng)的示意圖。只寫出最后答案的不能得分。）19．（8分）一輛汽車在平直公路上行駛，已知汽車的質(zhì)量m＝2.0×103kg，發(fā)動機的額定功率P0＝80kW，設(shè)汽車行駛過程中受到的阻力大小恒為f＝4.0×103N。（1）在不超過額定功率的前提下，求該汽車所能達到的最大速度vm。（2）如果汽車從靜止開始做勻加速直線運動。加速度的大小a＝2.0m/s2，在發(fā)動機不超過額定功率的前提下，求汽車維持勻加速運動的時間t。20．（10分）2019年10月28日發(fā)生了天王星沖日現(xiàn)象，即太陽、地球、天王星處于同一直線，此時是觀察天王星的最佳時間。觀測得天王星半徑為R，它的一顆天然衛(wèi)星環(huán)繞的周期約為T，環(huán)繞半徑為r，萬有引力常量為G，求：（1）估算天王星的質(zhì)量；（2）估算天王星第一宇宙速度的大??；（3）若天王星繞太陽的環(huán)繞周期是n年，兩次出現(xiàn)天王星沖日現(xiàn)象需要時間間隔多少年。21．（12分）如圖所示，質(zhì)量M＝1.0kg的木塊隨傳送帶一起以v＝2.0m/s的速度向左勻速運動，木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.50．當木塊運動至最左端A點時，一顆質(zhì)量為m＝20g的子彈以v0＝3.0×102m/s水平向右的速度擊穿木塊，穿出時子彈速度v1＝50m/s．設(shè)傳送帶的速度恒定，子彈擊穿木塊的時間極短，且不計木塊質(zhì)量變化，g＝10m/s2．求：（1）在被子彈擊穿后，木塊向右運動距A點的最大距離；（2）子彈擊穿木塊過程中產(chǎn)生的內(nèi)能；（3）從子彈擊穿木塊到最終木塊相對傳送帶靜止的過程中，木塊與傳送帶間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．22．（14分）動量定理在物理學(xué)中有著非常重要的地位，是人們解決相關(guān)問題的一重要工具。（1）簡述動量定理，并畫示意圖構(gòu)建一個運動模型，根據(jù)牛頓定律推導(dǎo)出動量定理。（2）閱讀下述材料，回答問題。水刀（圖甲），利用超高壓技術(shù)將普通的水加壓到極高的壓強，然后再通過直徑約0.05毫米的噴嘴噴射出來，形成速度約為800米/秒的高速射流，該射流可用來切割軟質(zhì)材料。如果再在射流中加入適量的磨料，則幾乎可以用來切割所有的硬質(zhì)材料，比如金剛石。水刀是目前世界上最鋒利的“刀”。已知水的密度ρ＝1×103kg/m3。a.估算水刀施加于被切割材料的壓強。b.分析說明，為什么在普通水中添加磨料，可以切割更堅硬的材料？（3）迪士尼游樂園入口旁有一噴泉，在水泵作用下會從鯨魚模型背部噴出豎直向上的水柱，將在沖浪板上的米老鼠模型托起，穩(wěn)定地懸停在空中，如圖乙所示。這一景觀可做如下簡化，假設(shè)水柱以速度v0從噴口豎直向上噴出，噴口截面積為S。設(shè)同一高度水柱橫截面上各處水的速率都相同，沖浪板底部為平板且其面積大于水柱的橫截面積，保證所有水都能噴到?jīng)_浪板的底部。水柱沖擊沖浪板前其水平方向的速度可忽略不計，沖擊沖浪板后，水在豎直方向的速度立即變?yōu)榱悖谒椒较虺闹芫鶆蛏㈤_。已知米老鼠模型和沖浪板的總質(zhì)量為M，水的密度為ρ，重力加速度大小為g，空氣阻力及水的粘滯阻力均可忽略不計。求：a.噴泉水泵的輸出功率。b.米老鼠模型在空中懸停的高度。

參考答案一、單項選擇題（本大題共8小題，每小題2分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確。請將答案填涂在答題卡上。）1．【分析】根據(jù)題上信息“每千克（kg）人體組織吸收1焦耳（J）為1希沃特”作答?！窘獯稹拷猓好壳Э巳梭w組織吸收1焦耳能量定義為1希沃特，即希沃特用國際單位制的基本單位表達為J/kg，即1Sv＝1J/kg，又1J＝1N?m，1N＝1kg?m/s2，聯(lián)立可知1Sv＝1m2/s2，故B正確，ACD錯誤。故選：B?！军c評】本題結(jié)合當今熱點考查單位制，關(guān)鍵是要讀懂題目給予的信息。2．【分析】對購物袋整體受力分析，再根據(jù)平衡條件作答；增加兩根輕繩的長度，則繩子與豎直方向的夾角會變小，根據(jù)平衡條件結(jié)合力的合成與分解分析作答；同理分析繩子變短的情形。【解答】解：A．對購物袋整體受力分析，當購物袋中增加物品的質(zhì)量，整個袋子的重力增加，根據(jù)平衡條件，繩子對袋子的拉力增大，故A錯誤；B．對整體分析可知手對輕繩的作用力等于購物袋的重力，與繩長無關(guān)，故僅增加兩繩的長度，手對輕繩的作用力不變，故B正確；CD．設(shè)輕繩的拉力為T，輕繩與豎直方向的夾角為θ，則每段輕繩拉力的豎直分力等于物重的四分之一；根據(jù)平衡條件4Tcosθ＝mg輕繩的拉力T＝僅增加兩根輕繩的長度，則繩子與豎直方向的夾角θ會變小，拉力減小；反之，繩子越短，角度越大，繩子拉力越大，越容易斷，故C正確，D錯誤；故選：BC?！军c評】本題考查了共點力作用下物體的平衡、力的合成與分解的運用。3．【分析】根據(jù)機械能守恒定律比較落地時的速度大小，速度是矢量，還要考慮方向；通過比較落地時豎直方向上的速度比較重力做功的瞬時功率，由P＝求重力的平均功率?！窘獯稹拷猓篈B、兩質(zhì)量均為m的石塊a、b以相同的速度從同一高度h，分別沿水平和斜向上方向拋出，則重力做功相等，根據(jù)機械能守恒定律，兩物體落地時，速度大小相等，方向不同，故落地時速度不同，動能相對，故A正確，B錯誤；C、斜上拋的運動時間大于平拋運動的時間，重力做功相等，根P＝知，重力的平均功率不同。故C錯誤；D、兩物體落地時，速度大小相等，方向不同，重力做功的瞬時功率P＝mgvsinθ不同，故D錯誤。故選：A?！军c評】熟記并理解機械能守恒定律、瞬時功率、平均功率等物理概念，求功率要注意不要漏掉速度與力夾角的余弦，不要求方向用功能關(guān)系求解方便。4．【分析】圓環(huán)繞著通過環(huán)心的豎直軸O1O2以10rad/s的角速度旋轉(zhuǎn)，小球做圓周運動，重力和支持力的合力提供圓周運動的向心力．根據(jù)牛頓第二定律列出表達式求出夾角θ．【解答】解：小球轉(zhuǎn)動的半徑為Rsinθ，小球所受的合力垂直指向轉(zhuǎn)軸，根據(jù)平行四邊形定則，，解得θ＝60°．故C正確，A、B、D錯誤。故選：C?！军c評】解決本題的關(guān)鍵搞清小球做圓周運動向心力的來源，知道勻速圓周運動的向心力由合力提供．5．【分析】對乒乓球受力分析，受重力、球拍對它的支持力，兩個力的合力為恒力、水平向右，故乒乓球應(yīng)做勻加速直線運動。球拍與球相對靜止且均相對該同學(xué)身體靜止，則乒乓球、球拍和同學(xué)運動狀態(tài)相同，加速度相同。再結(jié)合牛頓第二定律、牛頓第三定律可判斷?！窘獯稹拷猓篈B．對乒乓球受力分析，如圖所示則乒乓球所受的合力為：F合＝mgtanθ故乒乓球在水平方向做勻加速直線運動，處于非平衡狀態(tài)。由于球拍與乒乓球相對靜止且均相對該同學(xué)身體靜止，則乒乓球、球拍和同學(xué)運動狀態(tài)相同，均做加速度相同的勻加速直線運動，故AB錯誤；C．對乒乓球，由牛頓第二定律得：球拍受到的合力大小為：F＝Ma＝Mgtanθ故C正確；D．球拍對乒乓球的支持力大小為：由牛頓第三定律可知，球拍受到乒乓球的壓力大小N′等于球拍對乒乓球的支持力大小N，即：故D錯誤。故選：C?！军c評】本題主要考查牛頓第二定律、力的合成與分解等知識，要明確物體的合力不為零則處于非平衡狀態(tài)，保持相對靜止的物體運動狀態(tài)相同、加速度相同。6．【分析】根據(jù)貨物的運動狀態(tài)，對貨物進行受力分析，根據(jù)平衡條件及恒力做功公式列式分析即可．【解答】解：AB、貨物處于靜止狀態(tài)時，有：mgsinθ＝f，N＝mgcosθ，θ增大時，f增大，N減小，當貨物滑動后，摩擦力為滑動摩擦力f＝μN，逐漸減小，故AB錯誤；C、貨物受到的支持力的方向與位移方向的夾角小于90°，做正功，故C正確；D、摩擦力的方向與位移方向垂直，不做功，故D錯誤；故選：C?！军c評】本題主要考查了平衡條件的應(yīng)用、功的正負發(fā)的判斷方法，要求同學(xué)們能正確對物體進行受力分析，難度適中。7．【分析】重力做功只跟初末位置的高度差有關(guān)。小球沿軌道到達最高點B時，由重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求得小球到達B點時的速度，從而求得機械能的減少量。根據(jù)動能定理求解合外力做的功及克服摩擦力做的功?！窘獯稹拷猓篈、小球從P到B的運動過程中，重力做功WG＝mgR，故A錯誤；BCD、小球到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力，由牛頓第二定律得：mg＝m解得：vB＝，小球從P到B的運動過程中，據(jù)動能定理得：W合＝mgR+Wf＝﹣0解得：Wf＝﹣mgR，W合＝mgR克服摩擦力做功mgR，即機械能減少mgR，故BC錯誤，D正確；故選：D?！军c評】本題解題的突破口是小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力，由重力提供向心力，求出速度。要知道動能定理是求功常用的方法，要熟練掌握。8．【分析】根據(jù)x﹣t圖線求出小孩和大人碰撞前后的速度；碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，應(yīng)用動量守恒定律和能量守恒定律求出碰撞過程中機械能的損失；應(yīng)用動量定理求出碰撞過程小孩和其駕駛的碰碰車受到的總沖量大小?！窘獯稹拷猓篈、由圖示x﹣t圖像可知，碰前瞬間大人的速度v大人＝＝m/s＝﹣3m/s故A錯誤；B、小孩的速度v小孩＝＝m/s＝2m/s碰后兩人的共同速度v＝＝m/s＝﹣1m/s設(shè)碰碰車的質(zhì)量為M，碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以碰撞前小孩的速度方向為正方向，由動量守恒定律得（m小孩+M）v小孩+（m大人+M）v大人＝（m小孩+m小孩大人+2M）v代入數(shù)據(jù)解得M＝30kg故B錯誤；C、根據(jù)能量守恒定律得：（m小孩+M）v小孩2+（m大人+M）v大人2＝（m小孩+m大人+2M）v2+ΔE代入數(shù)據(jù)解得碰撞過程中機械能損失為：ΔE＝450J，故C正確；D、碰前小孩與其駕駛的碰碰車的總動量p1＝（m小孩+M）v小孩＝（30+30）×2kg?m/s＝120kg?m/s碰后小孩和其駕駛的碰碰車的總動量p2＝（m小孩+M）v＝（30+30）×（﹣1）kg?m/s＝﹣60kg?m/s以碰撞前小孩的速度方向為正方向，由動量定理可知，碰撞過程中小孩和其駕駛的碰碰車受到的總沖量I＝Δp＝p2﹣p1＝﹣60kg?m/s﹣120kg?m/s＝﹣180kg?m/s＝﹣180N?s，負號表示方向與碰撞前小孩的速度方向相反，沖量大小為180N?s故D錯誤。故選：C?！军c評】本題以碰碰車是大人和小孩都喜歡的娛樂活動為情景載體，考查了動量守恒定律、動量定理和圖像的綜合運用，能夠從圖像中獲取碰撞前后的速度大小和方向是解決本題的關(guān)鍵。二、多項選擇題（本大題共8小題，每小題3分，共24分。在每題給出的四個選項中，有多個選項正確，漏選給1分，錯選0分。請將答案填涂在答題卡上。）9．【分析】根據(jù)牛頓第二定律分析A，根據(jù)金屬球的運動情況分析BCD?！窘獯稹拷猓篈、細繩未剪斷前，設(shè)小球的重力為G、彈簧的彈力為F、細繩的拉力為T，由于金屬球處于平衡狀態(tài)，則根據(jù)三力平衡可知G與F的合力與T等大反向，即G與F合力的方向水平向左。細繩被剪斷的瞬間細繩的拉力突然消失，而彈簧彈力的大小和方向均不發(fā)生變化即仍為F，所以此時小球所受重力G與彈簧彈力F合力的方向仍水平向左，根據(jù)牛頓第二定律中力與加速度的同向性可知在細繩被剪斷的瞬間小球加速度的方向水平向左，故A正確；B、當金屬球運動到懸點O正下方時，根據(jù)物體做曲線運動的條件結(jié)合受力分析可知，此時金屬球所受合力方向為豎直向下，故B錯誤；C、金屬球運動到軌跡最低點c位置時，有水平方向的速度，動能不為0，故C錯誤；D、金屬球運動到最左端時水平方向的速度為零，但合速度不為零，故D正確；故選：AD。【點評】本題考查了牛頓第二定律的瞬時性、細繩和彈簧彈力的特點、物體做曲線運動的條件、曲線運動中速度與合力的關(guān)系，涉及面較廣，難度較大10．【分析】忽略地球的自轉(zhuǎn)，萬有引力等于重力，根據(jù)萬有引力公式列式求出重力加速度的表達式，注意代換GM＝gR2的應(yīng)用；宇宙飛船繞地心做勻速圓周運動，飛船艙內(nèi)物體處于完全失重狀態(tài)．【解答】解：AB、忽略地球的自轉(zhuǎn)，萬有引力等于重力：在地球表面處：mg＝G，則GM＝gR2，宇宙飛船：m′g′＝G，g′＝＝g，故A正確，B錯誤；CD、宇宙飛船繞地心做勻速圓周運動，飛船艙內(nèi)物體處于完全失重狀態(tài)，即人只受萬有引力（重力）作用，所以人對秤的壓力FN＝0，故C錯誤，D正確；故選：AD?！军c評】根據(jù)萬有引力等于重力列出等式去求解，是本題解題的關(guān)鍵；運用黃金代換式GM＝gR2是萬用引力定律應(yīng)用的常用方法．11．【分析】小球從P點緩慢地移動到Q點，可根據(jù)動能定理求解拉力做功，根據(jù)W＝Fxcosθ可計算恒力做功，根據(jù)等效重力場分析D?！窘獯稹拷猓篈B、小球從P點緩慢地移動到Q點，根據(jù)動能定理可知水平拉力F做功為W＝mgl（1﹣cosθ），故A錯誤，B正確；CD、若水平恒力F＝mg，則從P點運動到Q點，則水平拉力F做功為W'＝mglsinθ若水平恒力F＝mg，則小球受重力和拉力的合力F'＝mg，與豎直方向夾角為45°，所以從P點運動到Q點，小球速度一直增大，故D錯誤，C正確；故選：BC?！军c評】本題考查動能定理，解題關(guān)鍵掌握做功的計算方法，注意圓周運動中等效重力的運用。12．【分析】根據(jù)機械能守恒的條件分析A，根據(jù)動能定理可求得摩擦因數(shù)；根據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系分析CD?！窘獯稹拷猓涸贐落地瞬間前，A和B組成的系統(tǒng)受摩擦力做功，機械能不守恒，故A錯誤；B、根據(jù)動能定理有mgh﹣μmgs＝0解得μ＝0.4故B錯誤；CD、無論是僅考慮滑輪與繩子的摩擦還說僅考慮定滑輪轉(zhuǎn)動時的動能，則根據(jù)能量轉(zhuǎn)化可知測量值與真實值相比偏大，故C錯誤，D正確；故選：AD?！军c評】本題主要考查了動能定理，分清運動過程，根據(jù)運動過程利用好動能定理是解題的關(guān)鍵。13．【分析】根據(jù)開普勒第三定律分析運行周期；根據(jù)變軌原理分析BD選項；根據(jù)萬有引力定律、牛頓第二定律分析加速度大小?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)開普勒第三定律有＝k，北斗二號衛(wèi)星在軌道Ⅰ的軌道半徑小于軌道Ⅲ的軌道半徑，則北斗二號衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運行周期大于24h，故A正確；B、衛(wèi)星從軌道Ⅰ上進入軌道Ⅱ時，需在P點點火加速做離心運動才可以到達轉(zhuǎn)移軌道，在P點處的線速度不相同，故B錯誤；C、根據(jù)F＝＝ma可知，a＝，衛(wèi)星從軌道Ⅱ上進入軌道Ⅲ時，在Q點處的加速度相同，故C正確；D、根據(jù)變軌原理可知，衛(wèi)星從軌道Ⅰ轉(zhuǎn)移到軌道Ⅲ的過程中，機械能增大，勢能增大，根據(jù)＝m，可知v＝，則衛(wèi)星的動能減小，故D錯誤。故選：AC?！军c評】本題主要是考查萬有引力定律及其應(yīng)用，關(guān)鍵是知道萬有引力定律的計算公式、以及開普勒第三定律的應(yīng)用方法。14．【分析】對于A與B碰撞過程，以及B與C碰撞過程，分別由動量守恒定律和機械能守恒定律列方程，求出碰后各球的速度表達式，再結(jié)合A與B只發(fā)生一次碰撞的條件，來求解k的值?！窘獯稹拷猓篈與B碰撞過程，取向右為正方向，分別由動量守恒定律和機械能守恒定律得mv＝mvA+2mvB聯(lián)立解得碰后A、B的速度分別為，B與C碰撞過程，取向右為正方向，分別由動量守恒定律和機械能守恒定律得2mvB＝2mv′B+kmvC聯(lián)立解得碰撞B的速度為為了保證A與B只發(fā)生一次碰撞，需要滿足：由于k＞2，則有聯(lián)立解得：2＜k≤6，故AB正確，CD錯誤。故選：AB?！军c評】解決本題時，要掌握彈性碰撞的基本規(guī)律：動量守恒定律和機械能守恒定律，注意規(guī)定正方向，用正負號表示速度方向。15．【分析】彈簧彈開過程，A、B所受彈簧彈力大小相等方向相反，A、B所受彈簧彈力的沖量大小相等方向相反，沖量為矢量，兩者所受沖量不同；分析清楚物體運動過程，根據(jù)運動過程應(yīng)用動量守恒定律與能量守恒定律即可解題。【解答】解：A、由于沖量是矢量，而彈簧彈力對A、B的沖量方向相反，故A錯誤；B、由題意可知當A受力平衡時速度最大，即彈簧彈力大小等于重力大小，此時彈簧處于壓縮狀態(tài)，故B正確；CD、設(shè)彈簧恢復(fù)到原長時A的速度為v，繩子繃緊瞬間A、B共同速度為v1，A、B共同上升的最大高度為h，A上升最大高度為H，木塊A靜止時：F+mg＝k（H﹣h），彈簧恢復(fù)到原長的過程中，根據(jù)能量守恒得：E＝mv2+mg（H﹣h），繩子繃緊瞬間系統(tǒng)動量守恒，以向上為正方向，根據(jù)動量守恒定律得：mv＝2mv1，A、B共同上升的過程中，據(jù)能量守恒可得：?2m＝2mgh，解得，B開始運動時A的速度大小為v1＝，A上升的最大高度為H＝+，故C錯誤，D正確；故選：BD?！军c評】本題是一道力學(xué)綜合題，考查了動量守恒定律與能量守恒定律的應(yīng)用，分析清楚物體運動過程是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用動量守恒定律與能量守恒定律即可解題。16．【分析】利用圓周運動規(guī)律，動量守恒定律以及功能關(guān)系即可完成對本題的求解?！窘獯稹拷猓篈.小球與凹槽具有相同的初速度，所以落入A點前二者相對位置不變，以凹槽為參考物，小球做先自由落體運動；小球在AB段中，小球受到凹槽斜向左上的支持力和重力提供向心力，根據(jù)牛頓第三定律，所以會給凹槽一個斜向下的壓力，使凹槽做減速運動，在BC段受到凹槽給的斜向右上的支持力，同理會給凹槽一個斜向左下的壓力，使凹槽加速。故A正確；B.小球和凹槽在整個運動過程中，水平方向不受外力，小球與凹槽在水平方向動量守恒，所以小球離開C點后仍會回到C點，故B正確；C.由于小球在B點做圓周運動，處于超重狀態(tài)，小球?qū)Π疾鄣膲毫Υ笥趍g，滑塊對地面的壓力應(yīng)大于2mg，故C錯誤；D.小球與凹槽相對靜止，小球運動到B點時，利用功能關(guān)系有：，解得，利用速度矢量合成可得總速度為，故D錯誤。故選：AB?！军c評】本題考查了學(xué)生圓周運動規(guī)律，動量守恒定律，牛頓第二定律以及功能關(guān)系多方面知識的綜合應(yīng)用。三、實驗題（本大題共2小題，每空2分，共16分。）17．【分析】（1）根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟。（2）明確實驗原理，知道應(yīng)記錄球心位置；根據(jù)位移—時間公式分別求出從拋出到到達A、B兩點的時間，從而得出時間差，結(jié)合水平位移求出平拋運動的初速度。【解答】解：（1）ABD、為了能畫出平拋運動軌跡，首先保證小球做的是平拋運動，所以斜槽軌道不一定要光滑，但必須是水平的。同時要讓小球總是從同一位置釋放，這樣才能找到同一運動軌跡上的幾個點；故A錯誤，BD正確；C、擋板只要能記錄下小球下落在不同高度時的不同的位置即可，不需要等間距變化，故C錯誤；（2）a、小球在運動中記錄下的是其球心的位置，故拋出點也應(yīng)是小球靜置于Q點時球心的位置；故應(yīng)以球心在白紙上的位置為坐標原點；小球在豎直方向為自由落體運動，故y軸必須保證與重垂線平行；b、如果A點是拋出點，則在豎直方向上為初速度為零的勻加速直線運動，則AB和BC的豎直間距之比為1：3；但由于A點不是拋出點，故在A點已經(jīng)具有豎直分速度，故豎直間距之比大于1：3；由于兩段水平距離相等，故時間相等，根據(jù)y2﹣y1＝gt2可知t＝，則初速度v＝＝x。故答案為：（1）BD；（2）a、球心、需要；b、x。【點評】解決本題的關(guān)鍵是知道實驗的原理以及注意事項，知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學(xué)公式靈活求解。18．【分析】（1）根據(jù)實驗原理和注意事項分析判斷；（2）根據(jù)圖像和平衡摩擦力方法分析判斷；（3）根據(jù)逐差法解得加速度；（4）根據(jù)實驗原理、實驗步驟和注意事項分析判斷；【解答】解：（1）A．圖中是電火花計時器，使用220V交流電源，故A錯誤；B．實驗時必須通過調(diào)節(jié)軌道左端的滑輪，讓細線和軌道平行，才能保證細線拉力保持不變，故B正確；C．實驗?zāi)康氖恰疤骄啃≤囁俣入S時間變化的規(guī)律”，只要保證小車所受合力不變即可，不需要補償阻力和滿足槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量的要求，故C錯誤；DE．為了提高實驗的精度，本實驗需要改變細線所掛的槽碼的個數(shù)以改變運動小車的質(zhì)量，獲得多組數(shù)據(jù)，但是不需要槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故D錯誤，E正確。故選：BE。（2）由圖像可知小車在運動的后階段加速度變小，說明細線拉力方向后階段發(fā)生變化，故可能存在的問題是試驗中未保持細線和軌道平行，故ABC錯誤，D正確。故選：D。（3）每5個點取一個計數(shù)點，故相鄰計數(shù)點時間間隔為：T＝5×0.02s＝0.10s根據(jù)逐差法可解得加速度a＝＝×0.01m/s2＝4.0m/s2（4）A．實驗中因為繩子的拉力大小通過力傳感器直接得到，不需要槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故A正確；BC．實驗?zāi)康氖恰疤骄课矬w加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系”，要保證小車所受細線拉力等于小車所受合力，則需要補償阻力，要保持細線和軌道平行，故BC錯誤；D．多次改變小車的質(zhì)量以獲得多組數(shù)據(jù)，可以減小偶然誤差，故D錯誤。故選：A。故答案為：（1）BE；（2）D；（3）4.0；（4）A【點評】本題考查探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗，要求掌握實驗原理、實驗裝置、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理和誤差分析。四、計算題（本大題共4小題，共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，畫出相應(yīng)的示意圖。只寫出最后答案的不能得分。）19．【分析】（1）當汽車達到最大速度時，汽車做勻速直線運動，根據(jù)平衡條件列式求解；（2）相距牛頓第二定律求解牽引力，根據(jù)P＝Fv求解勻加速過程的最大速度，然后根據(jù)v＝at求解勻加速之間．【解答】解：（1）設(shè)汽車以額定功率啟動后達到最大速度vm時牽引力為F0，汽車達到最大速度時有：F0＝f＝4.0×103N而功率：P0＝F0vm代入數(shù)據(jù)解得：vm＝20m/s；（2）設(shè)汽車在勻加速度運動時，牽引力為F，根據(jù)牛頓第二定律F﹣f＝ma解得：F＝8.0×103N設(shè)保持勻加速的時間t，勻加速達到的最大速度為v1，則有：P0＝Fv1解得：v1＝10m/s而由速度—時間規(guī)律有：v1＝at解得：t＝5.0s答：（1）汽車所能達到的最大速度是20m/s；（2）汽車做勻加速運動所能達到的最大速度為10m/s，維持勻加速運動的時間是5.0s?！军c評】本題關(guān)鍵是明確汽車的運動規(guī)律，當牽引力減小到等于阻力時速度最大；對于勻加速啟動問題，要明確勻加速過程的最大速度與平衡時的最大速度不同，不難。20．【分析】（1）根據(jù)萬有引力提供向心力結(jié)合周期公式解答；（2）根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系結(jié)合第一宇宙速度的公式解答；（3）從一次行星沖日到下一次行星沖日，為地球多轉(zhuǎn)動一周的時間?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)萬有引力提供向心力有＝mr解得M＝（2）根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系有＝m'g結(jié)合m'g＝m'聯(lián)立解得v＝（3）設(shè)兩次出現(xiàn)天王星沖日現(xiàn)象需要時間間隔為t年，則地球多轉(zhuǎn)動一周，有：2π＝（﹣）t解得t＝年答：（1）天王星的質(zhì)量為