宜春市2022-2023学年高一下学期期末模拟考试
物理试卷 答案解析
（命题范围：必修第二册 考试时间：75分钟 试卷满分：100分 ）
第I卷（选择题）
一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1．（2023春·河南洛阳·高一孟津县第一高级中学校考期中）生活中曲线运动随处可见，关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直
B．平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动
C．物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变
D．物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧
【答案】D
【详解】A．在曲线运动中，质点的速度方向一定沿着轨迹的切线方向，故A错误；
B．平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动也是匀变速曲线运动，故B错误；
C．做曲线运动的物体可以受恒力作用，其加速度可以保持不变，如平抛运动，故C错误。故选C。
D．根据曲线运动的受力特点可知，做曲线运动的物体其所受合力一定指向轨迹的凹侧，故D正确；
2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，固定的竖直光滑细杆上穿有一小球，长度不可伸长的轻绳跨过定滑轮后一端与小球相连，以恒定的速率沿绳拉动轻绳的另一端，使小球沿细杆向上运动，当小球上升到某高度时，连接小球的轻绳与细杆的夹角为（），此时小球沿细杆上升的速度大小为，则下列说法正确的是（ ）
A． B．
C．此时小球处于超重状态 D．此时小球处于失重状态
【答案】C
【详解】AB．小球上升的速度沿绳方向的分量与拉动绳子的速度相等，则
故选项A、B错误；
CD．上升的过程中，变大，大小不变，变大，小球在加速上升，处于超重状态，故选项C正确，选项D错误。故选C。
3．（2020春·福建三明·高一期中）甲、乙两个轮用皮带连接，半径之比R：：1，关于甲、乙两个轮边缘上的点，下列说法中正确的是（ ）
A．线速度之比为1：3 B．角速度之比为1：3
C．周期之比为1：3 D．转速之比为3：1
【答案】B
【详解】AB．由于甲乙属于皮带传送，所以它们边缘的线速度大小相等，即线速度之比为1：1；由知线速度一定时，角速度于半径成反比，所以角速度大小之比为，故A错误，B正确；
C．根据可知，可知周期之比为3：1，故C错误；
D．根据可知，转速之比为，故D错误；故选B。
4．如图所示，小球自空中自由下落从转动的圆形纸筒穿过，开始下落时小球离纸筒顶点的高度h=0.8 m，纸筒绕水平轴匀速转动的角速度为ω=5π rad/s。小球可视为质点，若小球穿过筒壁时能量损失不计，撞破纸的时间也不计，且小球穿过后纸筒上只留下一个孔，则纸筒的半径R可能为 ( )
A.0.2 m B.0.4 m C.1.0 m D.2.1 m
【答案】D
根据自由落体的速度公式v=可得小球到达纸筒顶点的速度为v=4 m/s，由于小球穿过后纸筒上只留下一个孔，则小球穿过纸筒所需的时间为t== s= s(n=0，1，2，…)，根据自由落体的位移公式有2R=vt+gt2，解得R=(2n+1) m+ m(n=0，1，2，…)，当n=0时，纸筒的半径为R=0.5 m，当n=1时，纸筒的半径为R=2.1 m，选D。
5．（2023春·河南郑州·高一郑州外国语学校校考期中）如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10m/s2，则（ ）
A．第1s内推力做功为2J
B．第2s内物体克服摩擦力做的功为4J
C．t=1.5s时推力F的瞬时功率为3W
D．第2s内推力F做功的平均功率为2W
【答案】C
【详解】A．第1s内推力方向上没有位移，所以不做功，故A错误。
B．根据图像，第2s内位移为
摩擦力方向向左
摩擦力做负功
所以第2s内物体克服摩擦力做的功为2J，故B错误；
C．根据图像可知，1.5s时，物体的速度为
推力F=3N，力F在第1.5s时的功率故C正确；
D．根据图像，第2s内的平均速度为
推力F=3N所以第2s内推力F做功的平均功率故D错误。故选C。
6．5.某踢出的足球在空中运动的轨迹如图所示，足球可视为质点，空气阻力不计。用vy、E、Ek、P分别表示足球的竖直分速度大小、机械能、动能、重力的瞬时功率大小，用t表示足球在空中运动的时间，下列图像中可能正确的是 ( )
【答案】C
【详解】足球做斜上抛运动，竖直方向上，速度先减小后反向增大，vy-t图线斜率的大小等于重力加速度，故斜率的大小不变，选项A不符合题意；空气阻力不计，足球的机械能守恒，即不随时间变化，选项B不符合题意；足球机械能守恒，重力势能先增加后减少，故动能先减少后增加，但足球做斜上抛运动，到最高点的速度不为零，即动能最小值不为零，选项C符合题意；速度的水平分量不变，竖直分量先减小到零，后反向增大，故根据P=mgvy，重力的功率的大小随时间先减小后增加，但P-t图线斜率的绝对值不变，选项D不符合题意。
7．（2023·辽宁·模拟预测）2022年9月16日，第九批在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国，沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇迎接志愿军烈士回家，以表达对英烈的崇高敬意。如图所示，仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇。若水门高约，跨度约。忽略空气阻力、消防车的高度以及水流之间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A．水喷出后经过约到达最高点
B．在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度约为0
C．水喷出的瞬间，速度的水平分量约为30m/s
D．水滴在上升过程中，相等时间内速度的变化量相等
【答案】D
【详解】A．两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇，可把水柱看成逆过程的平抛运动，竖直方向有解得，A错误；
BC．水柱在水平方向做匀速直线运动，在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度等于水喷出的瞬间的水平分速度，则有，BC错误；
D．速度变化量为矢量，水滴上升过程中只受重力，加速度不变，有
可得水滴在上升过程中，相等时间内速度的变化量相等。D正确。故选D。
二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16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。）
8．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0。t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动状态(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。在下列选项中能正确反映汽车牵引力F、速度v在这个过程中随时间t变化规律的是 ( )
A B C D
【答案】AD
【详解】开始时汽车做匀速直线运动，则F0=Ff。由P=Fv可得，P=F0v0，v0==，当汽车功率减小一半，即P'=时，其牵引力变为F'==9．（2022春·陕西西安·高一西安中学校考期中）大约每隔26个月，地球与火星的距离会达到最近，即发生一次“火星冲日”现象，在此期间可以用较小的成本将探测器送往火星。火星探测器“天问一号”就是巧妙地利用“火星冲日”现象成功发射的。如图所示的虚线为火星探测器飞往火星的轨道示意图，若地球、火星的公转轨道半径分别为、，公转周期分别为、，引力常量为，下列说法正确的是（ ）
A．探测器在飞往火星的过程中，不需要持续的动力，但需要多次调整其飞行姿态
B．火星的质量为
C．的数值大约为26个月
D．如果错过了2020年7月的最佳发射时机，下次最佳发射时机最早也需等到2022年5月
【答案】AC
【详解】A．探测器在飞往火星的过程中，不需要持续的动力，但需要多次调整其飞行姿态，调整轨道，选项A正确；
B．根据火星绕太阳公转可知
解得太阳的质量为，选项B错误；
C．设火星和地球再次最近时需要最短时间为t，可知
由题意可知的数值大约为26个月，选项C正确；
D．如果错过了2020年7月的最佳发射时机，下次最佳发射时机最早要经过26个月，即也需等到2022年9月，选项D错误。故选AC。
10．（2023春·福建莆田·高一莆田一中校考阶段练习）如图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m 的小物块（可视为质点）放在小车的最左端，现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f，经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端，以下判断中正确的是（ ）
A．此时物块的动能变化为
B．此时小车的动能变化为
C．这一过程中，物块和小车间产生的内能为
D．这一过程中，物块和小车增加的机械能为
【答案】CD
【详解】A．对物块，根据动能定理有
所以物块动能变化为，A错误；
B．物块对小车有摩擦力作用，对小车有
所以小车的动能变化为，B错误；
C．系统产生的内能Q等于系统克服摩擦力做功，为，C正确；
D．由能量守恒定律，有
则物块和小车增加的机械能为D正确。
故选CD。
11.如图所示，挡板P固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道连接，圆弧轨道的圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板P的作用力恰好为0，已知重力加速度为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．小球A到达N点时，物块B沿斜面向上运动的位移大小为R
B．小球A到达N点时的速度大小为
C．小球A从M点到达N点的过程中小球A和物块B的速度大小之比一直为
D．小球A由M运动到N的过程中，小球A和物块B的机械能之和先增大后减小
【答案】ABD
【详解】A．根据题意可知，∠AON＝60°，由几何关系可知，小球A到达N点时，MN绳长为R，所以物块B沿斜面向上正确运动的位移大小为R，A正确；
B．设弹簧的劲度系数为k，初始时刻弹簧的压缩长度为，则物块B沿斜面方向受力平衡，则
小球A沿圆弧运动到最低点N时，物块C即将离开挡板时，设弹簧的拉伸长度为，则C沿斜面方向受力平衡，则
易得
设小球A到达N点时的速度为，对进行分解，在沿绳子方向的速度
由于沿绳子方向的速度处处相等，所以此时B的速度也为，对A、B、C和弹簧组成的系统，在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，且A在M和N处，弹簧的形变量相同，故弹性势能不变，弹簧弹力做功为0，重力对A做正功，对B做负功，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可知
解得，故B正确；
C．小球A从M点到达N点的过程中小球A的速度一直是沿切线方向，物块B的速度等于小球A沿绳方向的分速度，所以两者的速度大小之比为
为轨道切线方向与绳子方向的夹角，由题可知在变化，只有当小球A运动到N点时
所以小球A和物块B的速度大小之比不是一直为，C错误；
D．小球A由M运动到N的过程中，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球A和物块B的机械能之和与弹簧和C的能量之和不变，C一直处于静止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，则弹性势能先减小后增大，故小球A和物块B的机械能之和先增大后减小，故D正确。
故选ABD。
第II卷（非选择题）
三、实验题（共2题，共16分，每空2分。）
12．(8分)某同学为“验证机械能守恒定律”，采用了如图甲所示的装置，将质量相等的两个重物用轻绳连接，放在光滑的轻质滑轮上，系统处于静止状态。该同学在左侧重物上附加一个小铁块，接通打点计时器的电源，使系统从静止开始运动，滑轮右侧重物拖着的纸带上打出了一系列的点。某次实验打出的纸带如图乙所示，0是打下的第一个点，相邻两点间还有4个点未标出，交流电频率为50 Hz。用刻度尺测得点“0”到点“4”的距离h1=38.40 cm，点“4”到点“5”的距离h2=21.60 cm，点“5”到点“6”的距离h3=26.40 cm，重力加速度用g表示。
图甲 图乙
(1)依据实验装置和操作过程，下列说法正确的是( )
A.需要用天平分别测出重物的质量M和小铁块的质量m
B.需要用天平直接测出重物的质量M和小铁块的质量m之和
C.只需要用天平测出小铁块的质量m
D.不需要测量重物的质量M和小铁块的质量m
(2)系统在打点0~5的过程中，打下点5时重物和小铁块的速度v= m/s(结果保留两位有效数字)，系统重
力势能的减少量ΔEp= (用实验测量的物理量的符号表示)，在误差允许的范围内，系统重力势能的减少
量 (填“大于”“小于”或“等于”)系统动能的增加量，从而验证机械能守恒定律。
答案 (1)A(2分) (2)2.4(2分) mg(h1+h2)(2分) 等于(2分)
解析 (1)根据需要验证的关系mgh=(2M+m)v2可知需要用天平分别测出重物的质量M和小铁块的质量m，故A正确。
(2)根据题意得相邻两计数点的时间间隔T=5×0.02 s=0.1 s，根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得v5== m/s=2.4 m/s，系统重力势能的减少量ΔEp=mg(h1+h2)，在误差允许的范围内，系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，从而验证机械能守恒定律。
13.(8分)校园课后服务活动中，某物理兴趣小组开展了对平抛运动规律的创新性探究，设计了如图1所示的实验：将小钢球从坐标原点O水平抛出，小钢球做平抛运动。两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上的光屏上留下了小钢球的两个影子。回答下列问题：
图1
(1)影子1做 运动，影子2做 运动。
(2)如若在O点放一点光源S，同时在x轴上某位置固定一平行于y轴且与xOy平面垂直的足够大光屏，则当小钢球自O点平抛后在空中下落的过程中在光屏上的影子做 运动。
(3)如图2甲是研究小钢球在斜面上做平拋运动的实验装置，每次将小钢球从弧形轨道同一位置由静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的水平位移x，最后作出了如图乙所示的x-tan θ图像。则由图乙可知，小钢球在斜面顶端水平抛出时的速度v0= m/s。(结果保留一位小数)
甲 乙
图2
13.答案 (1)匀速直线(2分) 自由落体(2分) (2)匀速直线(2分) (3)0.7(2分)
解析 (1)影子1反映小钢球在水平方向的运动，所以影子1做匀速直线运动。影子2反映小钢球在竖直方向的运动，所以影子2做自由落体运动。
(2)
设小钢球平抛运动的初速度为v，t时间内下落的高度为h，O点与屏间的距离为l，屏上影子在t时间内的位移为H，根据图示，由几何关系可得=①，根据自由落体运动规律有h=gt2②，联立①②解得H=t③，即影子的位移与时间成正比，说明影子做匀速直线运动。
(3)根据平抛运动规律有x=vt④，y=gt2⑤，tan θ=⑥，联立④⑤⑥解得x= tan θ⑦，由图乙可知=0.1 m，解得v≈0.7 m/s。
四、计算题（共40分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14.(12分)2021年5月，“天问一号”着陆巡视器与环绕器分离后成功登陆火星表面，“天问一号”环绕器继续绕火星运动。已知“天问一号”环绕器绕火星n圈所用的时间为t，将环绕器的运动看作匀速圆周运动，火星的半径为R，火星自转的周期为T，“天问一号”环绕器相对于火星的最大张角为α，如图所示，引力常量为G，求：
(1)火星的质量；
(2)火星的第一宇宙速度；
(3)火星同步卫星在轨道上运行的线速度大小。
14.答案 (1) (2) (3)·
解析 (1)“天问一号”环绕器绕火星的轨道半径为r= (2分)
周期为T1= (1分)
对于环绕器，由万有引力提供向心力有G=mr (1分)
解得火星的质量为M= (1分)
(2)对于近火卫星有G=m1 (2分)
解得火星的第一宇宙速度为v= (1分)
(3)假设火星同步卫星的轨道半径为r1，则G=m2r1 (2分)
且v1=r1 (1分)
解得火星同步卫星在轨道上运行的线速度大小为
v1=· (1分)
15.(12分)滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图甲所示。在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点C以与水平方向成37°角的某一速度飞起，完成空中动作后，落在着陆坡上，已知运动员着陆时的速度方向与竖直方向夹角也为37°，测得运动员完成空中动作的时间为2.5 s。然后运动员沿半径为R=66 m的圆弧轨道EF自由滑行通过最低点F，进入水平停止区后调整姿势减速滑行直到停止。在F点地面对运动员的支持力为其重力(含装备)的2倍，运动员与水平停止区的动摩擦因数μ随着滑行的位移x变化的图像如图乙所示，sin 37°=0.6，忽略运动过程中的空气阻力。求：
(1)运动员从起跳点C飞起时的速度大小；
(2)运动员在水平停止区滑行的位移大小。
甲 乙
答案 (1)15 m/s (2)160 m
解析(1)运动员由C点到落地过程做斜上抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀变速直线运动，将运动员在C点的速度分解，水平方向有vx=vC cos 37° (1分)
竖直方向有vy = vC sin 37°-gt (1分)
着陆时竖直方向分速度与C点的竖直方向分速度方向相反，由于运动员着陆时的速度方向与竖直方向的夹角也为37°，则有tan 37° = = (2分)
代入数值得vC=15 m/s(1分)
将运动员与装备看成一个质点，总质量为m，在F点支持力与总重力的合力提供向心力，则有
FN - mg= (2分)
由图乙可知μ=0.4+x (2分)
运动员到达F点后，做匀减速直线运动，设运动员在水平停止区滑行的位移大小为L，由动能定理有- mgL=0-m (2分)
解得L=60 m(1分)
16.(16分)如图，水平轻质弹簧左端固定于竖直墙上，右端与质量m=2kg的小物块接触但不栓接，弹簧原长小于光滑平台OA的长度。在平台的右端有一传送带，AB长L=16m，物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.1。粗糙水平面BD的BC部分长s=2.5m，物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ2=0.2。C点处有一半径为R的光滑竖直圆轨道与水平面BC平滑连接。已知传送带以v=4m/s的速率顺时针转动，不考虑水平面与传送带连接处物块的机械能损失。开始时弹簧处于压缩状态，小物块固定，弹簧储存的弹性势能Ep=36J。放开物块，小物块通过圆轨道最高点时对轨道的压力恰好等于物块的重力，物块最终停在粗糙水平面上，重力加速度g=10m/s2。求
（1）物块运动到B点的动能Ek；
（2）竖直圆轨道的半径R；
（3）若传送带速度大小可调，要使物块不脱离轨道，传送带的速度大小满足的条件。
【答案】（1）16J；（2）0.1m；（3）或
【详解】（1）物体被弹出，弹簧的弹性势能全部转化为动能，弹簧与物块组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律有
解得
由于可知，物块滑上传送带之后立即减速，从减速到与传送带共速的过程中有
，
解得
故物体减速至与传送带共速后与传送带相对静止，并最终以4m/s的速度滑下传送带，因此运动到B点时物块的动能
（2）由物体通过轨道最高点时对轨道的压力恰好等于物块的重力可知，在轨道最高点有
从B点运动至轨道最高点的整个过程，根据动能定理有
解得
（3）当物块恰能通过最高点时，在轨道最高点有
解得
根据动能定理有
解得
当物体从v0减速到v3时有
解得
故当物块能通过最高点时传送带速度需满足
当物体恰能运动到与圆心等高处，根据动能定理有
解得
当物体从v0减速到v4时有
解得
故当物块运动到与圆心等高处之下时传送带速度需满足
因此，物块不脱离轨道，传送带速度需要满足的条件为或宜春市2022-2023学年高一下学期期末模拟考试
物理试卷
（命题范围：必修第二册 考试时间：75分钟 试卷满分：100分 ）
第I卷（选择题）
一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1．（2023春·河南洛阳·高一孟津县第一高级中学校考期中）生活中曲线运动随处可见，关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直
B．平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动
C．物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变.
D．物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧
2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，固定的竖直光滑细杆上穿有一小球，长度不可伸长的轻绳跨过定滑轮后一端与小球相连，以恒定的速率沿绳拉动轻绳的另一端，使小球沿细杆向上运动，当小球上升到某高度时，连接小球的轻绳与细杆的夹角为（），此时小球沿细杆上升的速度大小为，则下列说法正确的是（ ）
A． B．
C．此时小球处于超重状态 D．此时小球处于失重状态
3．（2020春·福建三明·高一期中）甲、乙两个轮用皮带连接，半径之比R：：1，关于甲、乙两个轮边缘上的点，下列说法中正确的是（ ）
A．线速度之比为1：3 B．角速度之比为1：3
C．周期之比为1：3 D．转速之比为3：1
4．如图所示，小球自空中自由下落从转动的圆形纸筒穿过，开始下落时小球离纸筒顶点的高度h=0.8 m，纸筒绕水平轴匀速转动的角速度为ω=5π rad/s。小球可视为质点，若小球穿过筒壁时能量损失不计，撞破纸的时间也不计，且小球穿过后纸筒上只留下一个孔，则纸筒的半径R可能为 ( )
A.0.2 m B.0.4 m C.1.0 m D.2.1 m
5．（2023春·河南郑州·高一郑州外国语学校校考期中）如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10m/s2，则（ ）
A．第1s内推力做功为2J
B．第2s内物体克服摩擦力做的功为4J
C．t=1.5s时推力F的瞬时功率为3W
D．第2s内推力F做功的平均功率为2W
6．5.某踢出的足球在空中运动的轨迹如图所示，足球可视为质点，空气阻力不计。用vy、E、Ek、P分别表示足球的竖直分速度大小、机械能、动能、重力的瞬时功率大小，用t表示足球在空中运动的时间，下列图像中可能正确的是 ( )
7．（2023·辽宁·模拟预测）2022年9月16日，第九批在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国，沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇迎接志愿军烈士回家，以表达对英烈的崇高敬意。如图所示，仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇。若水门高约，跨度约。忽略空气阻力、消防车的高度以及水流之间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A．水喷出后经过约到达最高点
B．在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度约为0
C．水喷出的瞬间，速度的水平分量约为30m/s
D．水滴在上升过程中，相等时间内速度的变化量相等
二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16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）
8．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0。t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动状态(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。在下列选项中能正确反映汽车牵引力F、速度v在这个过程中随时间t变化规律的是 ( )
A B C D
9．（2022春·陕西西安·高一西安中学校考期中）大约每隔26个月，地球与火星的距离会达到最近，即发生一次“火星冲日”现象，在此期间可以用较小的成本将探测器送往火星。火星探测器“天问一号”就是巧妙地利用“火星冲日”现象成功发射的。如图所示的虚线为火星探测器飞往火星的轨道示意图，若地球、火星的公转轨道半径分别为、，公转周期分别为、，引力常量为，下列说法正确的是（ ）
A．探测器在飞往火星的过程中，不需要持续的动力，但需要多次调整其飞行姿态
B．火星的质量为
C．的数值大约为26个月
D．如果错过了2020年7月的最佳发射时机，下次最佳发射时机最早也需等到2022年5月
10．（2023春·福建莆田·高一莆田一中校考阶段练习）如图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m 的小物块（可视为质点）放在小车的最左端，现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f，经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端，以下判断中正确的是（ ）
A．此时物块的动能变化为
B．此时小车的动能变化为
C．这一过程中，物块和小车间产生的内能为
D．这一过程中，物块和小车增加的机械能为
如图所示，挡板P固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道连接，圆弧轨道的圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板P的作用力恰好为0，已知重力加速度为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．小球A到达N点时，物块B沿斜面向上运动的位移大小为R
B．小球A到达N点时的速度大小为
C．小球A从M点到达N点的过程中小球A和物块B的速度大小之比一直为
D．小球A由M运动到N的过程中，小球A和物块B的机械能之和先增大后减小
第II卷（非选择题）
三、实验题（共2题，共16分，每空2分。）
12．(8分)某同学为“验证机械能守恒定律”，采用了如图甲所示的装置，将质量相等的两个重物用轻绳连接，放在光滑的轻质滑轮上，系统处于静止状态。该同学在左侧重物上附加一个小铁块，接通打点计时器的电源，使系统从静止开始运动，滑轮右侧重物拖着的纸带上打出了一系列的点。某次实验打出的纸带如图乙所示，0是打下的第一个点，相邻两点间还有4个点未标出，交流电频率为50 Hz。用刻度尺测得点“0”到点“4”的距离h1=38.40 cm，点“4”到点“5”的距离h2=21.60 cm，点“5”到点“6”的距离h3=26.40 cm，重力加速度用g表示。
图甲 图乙
(1)依据实验装置和操作过程，下列说法正确的是( )
A.需要用天平分别测出重物的质量M和小铁块的质量m
B.需要用天平直接测出重物的质量M和小铁块的质量m之和
C.只需要用天平测出小铁块的质量m
D.不需要测量重物的质量M和小铁块的质量m
(2)系统在打点0~5的过程中，打下点5时重物和小铁块的速度v= m/s(结果保留两位有效数字)，系统重力势能的减少量ΔEp= (用实验测量的物理量的符号表示)，在误差允许的范围内，系统重力势能的减少量 (填“大于”“小于”或“等于”)系统动能的增加量，从而验证机械能守恒定律。
13.(8分)校园课后服务活动中，某物理兴趣小组开展了对平抛运动规律的创新性探究，设计了如图1所示的实验：将小钢球从坐标原点O水平抛出，小钢球做平抛运动。两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上的光屏上留下了小钢球的两个影子。回答下列问题：
甲 乙
图1 图2
(1)影子1做 运动，影子2做 运动。
(2)如若在O点放一点光源S，同时在x轴上某位置固定一平行于y轴且与xoy平面垂直的足够大光屏，则当小钢球自O点平抛后在空中下落的过程中在光屏上的影子做 运动。
(3)如图2甲是研究小钢球在斜面上做平拋运动的实验装置，每次将小钢球从弧形轨道同一位置由静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的水平位移x，最后作出了如图乙所示的x-tan θ图像。则由图乙可知，小钢球在斜面顶端水平抛出时的速度v0= m/s。(结果保留一位小数)
四、计算题（共40分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14.(12分)2021年5月，“天问一号”着陆巡视器与环绕器分离后成功登陆火星表面，“天问一号”环绕器继续绕火星运动。已知“天问一号”环绕器绕火星n圈所用的时间为t，将环绕器的运动看作匀速圆周运动，火星的半径为R，火星自转的周期为T，“天问一号”环绕器相对于火星的最大张角为α，如图所示，引力常量为G，求：
(1)火星的质量；
(2)火星的第一宇宙速度；
(3)火星同步卫星在轨道上运行的线速度大小。
15.(12分)滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图甲所示。在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点C以与水平方向成37°角的某一速度飞起，完成空中动作后，落在着陆坡上，已知运动员着陆时的速度方向与竖直方向夹角也为37°，测得运动员完成空中动作的时间为2.5 s。然后运动员沿半径为R=66 m的圆弧轨道EF自由滑行通过最低点F，进入水平停止区后调整姿势减速滑行直到停止。在F点地面对运动员的支持力为其重力(含装备)的2倍，运动员与水平停止区的动摩擦因数μ随着滑行的位移x变化的图像如图乙所示，sin 37°=0.6，忽略运动过程中的空气阻力。求：
(1)运动员从起跳点C飞起时的速度大小；
(2)运动员在水平停止区滑行的位移大小。
16．(16分)如图，水平轻质弹簧左端固定于竖直墙上，右端与质量m=2kg的小物块接触但不栓接，弹簧原长小于光滑平台OA的长度。在平台的右端有一传送带，AB长L=16m，物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.1。粗糙水平面BD的BC部分长s=2.5m，物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ2=0.2。C点处有一半径为R的光滑竖直圆轨道与水平面BC平滑连接。已知传送带以v=4m/s的速率顺时针转动，不考虑水平面与传送带连接处物块的机械能损失。开始时弹簧处于压缩状态，小物块固定，弹簧储存的弹性势能Ep=36J。放开物块，小物块通过圆轨道最高点时对轨道的压力恰好等于物块的重力，物块最终停在粗糙水平面上，重力加速度g=10m/s2。求
（1）物块运动到B点的动能Ek；
（2）竖直圆轨道的半径R；
（3）若传送带速度大小可调，要使物块不脱离轨道，传送带的速度大小满足的条件。
