广东省清远市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷
1．（2024高一下·清远期末）水车是我国最古老的农业灌溉工具，体现了中华民族高超的劳动技艺和创造力，是中国农耕文化的重要组成部分。如图所示，水车最外层圆型支架上固定多个水斗，内部有两个圆形支架固定木辐条，在流水的冲力作用下，水车匀速转动。下列说法正确的是（ ）
A．所有水斗的角速度都相同
B．所有水斗的向心加速度都相同
C．水斗的周期比木辐条中点的周期大
D．在最低点的水斗向心加速度最大
2．（2024高一下·清远期末）如图所示，乒乓发球机从同一高度向正前方球桌依次水平射出两个乒乓球（忽略空气阻力）。甲球越过球网，乙球没有越过球网，且两球落地前均与球网无接触。下列有关甲乙两球的说法正确的是（ ）
A．甲球在空中运动时间更长
B．两球的发射速度可能相等
C．甲球落地前瞬间速度更大
D．从射出到落地，两球的速度变化量不同
3．（2024高一下·清远期末）“天链一号”是我国第一颗自主研制的地球同步轨道数据中继卫星。如图所示，“天链一号”03星、04星，天链二号01星三星组网，为天宫空间站提供双目标天基测控与数据中继支持。下列关于“天链”卫星和“天宫”空间站的说法正确的是（ ）
A．“天链”卫星的周期比“天宫”空间站的小
B．“天宫”空间站的线速度大于7.9km/s
C．“天链”卫星的角速度比“天宫”空间站的小
D．“天链”系列卫星可能有一颗静止在北京上空
4．（2024高一下·清远期末）2021年9月2日，辽宁沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇，迎接第八批志愿军烈士遗骸回家。两辆消防车凌空喷射出两道在空中最高点对接的巨型水柱，出现一个“水门”状的效果。若不计空气阻力，两侧同一水平位置喷射出的水柱恰好是对称的抛物线，下列说法正确的是（ ）
A．两侧喷射出的水初速度相同
B．两侧喷射出的水从喷出点至最高点所用的时间相等
C．任意一小段水柱，其受到的合力方向总与其速度方向垂直
D．取任意一小段水柱，在相等时间间隔内速度的变化量不相同
5．（2024高一下·清远期末）跳马比赛中在运动员落地位置放置厚海绵垫以保护运动员。如图所示为一质量为40kg的运动员在比赛时落地的场景，海绵垫与运动员的撞击时间约为0.4s，g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．海绵垫减小了运动员落地过程中撞击力的冲量
B．海绵垫减小了运动员落地过程中的动量变化率
C．落地过程中海绵垫对运动员的冲量与运动员对海绵垫的冲量相同
D．若运动员以4m/s的速度垂直落地，海绵垫对运动员的作用力约为400N
6．（2024高一下·清远期末）自动卸货车极大提高了卸货效率，如图所示，一质量为m的货物A从长为L的货箱顶端由静止下滑，货物可视为质点，货物与货箱间的动摩擦因数为μ，货箱的倾角为θ，重力加速度为g。货物滑至货箱底端的过程中，下列关于货物的说法正确的是（ ）
A．重力做功为
B．支持力做功为
C．到达底端时的动能增加了
D．到达底端时重力势能减少了
7．（2024高一下·清远期末）关于下列四幅图说法正确的是（ ）
A．如图甲，汽车以速度v通过拱桥最高点时，拱桥对汽车的支持力大小可能为0
B．如图乙，小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，受到方向不变的合外力
C．如图丙，直筒洗衣机脱水时，衣服受到的静摩擦力提供向心力
D．如图丁，若火车转弯时超过规定速度行驶，轮缘对内轨会有挤压作用
8．（2024高一下·清远期末）如图所示，一气象气球正返回地面，开始时气象气球在无风的条件下匀速下落。当接近地面时，受到水平方向的风力作用，则下列说法正确的是（ ）
A．气象气球运动的轨迹将会是一条曲线
B．气象气球运动的轨迹将会是一条直线
C．风力不影响气象气球的落地时间
D．风力不影响气象气球的落地速度
9．（2024高一下·清远期末）某中学生进行弹跳训练，他从站立状态先下蹲，然后起立，在起立过程中重心匀加速上升，之后人离开地面，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．下蹲过程中，人的重力势能不断减少，动能不断增加
B．下蹲过程中，人的重力势能不断减少，动能先增加后减小
C．起立过程中，人的重力势能不断增加，动能不断增加
D．起立过程中，人的机械能不断增加，是因为地面对人做了正功
10．（2024高一下·清远期末）2023年9月26日，全国首条空轨（悬挂式单轨）—光谷空轨旅游线开通运营。光谷空轨列车（简称空轨）采用GOA3有人值守无人驾驶技术运行，车辆具备270度观景功能。如图所示，一空轨的质量为m，在平直轨道上从静止开始匀加速直线行驶，经过时间t前进的距离为s，发动机输出功率恰好达到额定功率P，空轨所受阻力恒定，下列说法正确的是（ ）
A．匀加速行驶过程中，空轨的牵引力大小为
B．匀加速行驶过程中，空轨的阻力大小为
C．匀加速行驶过程中，牵引力做的功为Pt
D．空轨能达到的最大速度为
11．（2024高一下·清远期末）在“验证动量守恒定律”实验中，实验装置如图甲。小车P左端装有弹片，右端接有纸带穿过打点计时器。小车Q右端装有弹片，车上装有挡光片，其宽度为d。平衡摩擦力后，接通打点计时器，推动小车P，使之与Q相碰，碰后P继续向前运动。
（1）实验打出的纸带如图乙，应用 段来计算P碰前速度，用 段来计算P碰后速度（以上均填“AB”“BC”“CD”或“DE”）；
（2）光电门测得挡光时间为，则小车Q碰后速度为 ；
（3）已知P、Q两小车质量分别为和，打点计时器每隔时间T打一次点，该实验要验证的表达式是 （用题中和纸带上的物理量表示）。
12．（2024高一下·清远期末）如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是__________（填标号）；
A．精确测量出重物的质量
B．两限位孔在同一竖直线上
C．重物选用质量和密度较大的金属锤
D．先释放重物，再接通打点计时器
（2）纸带上所打的点记录了重物在不同时刻的位置，在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔，那么纸带的 （填“左”或“右”）端与重物相连.设重物质量，O点为打下的第一个点，则从打下O点到E点的过程中，重物动能增加量为 （结果保留2位有效数字）；
（3）根据纸带上的数据，算出重物在各位置的速度v，量出对应位置下落的距离h，并以为纵轴、h为横轴画出图像，则在下列A、B、C、D四个图像中，若在误差允许范围内，重物在下落过程中机械能守恒，则图像可能是 （填标号）。
A.B.
C.D.
13．（2024高一下·清远期末）我国于2024年4月25日成功发射“神舟十八号”载人飞船。如图所示，“神舟十八号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道a点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达b点时再次变轨进入圆轨道Ⅲ，在轨道Ⅲ载人飞船离地球表面的距离为h，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，引力常量为G，忽略地球自转。
（1）试判断载人飞船在圆轨道Ⅰ由a点进入椭圆轨道Ⅱ时是加速还是减速，并说明理由；
（2）求地球的质量M和平均密度ρ；
（3）求载人飞船在圆轨道Ⅲ上运行时的线速度v大小。
14．（2024高一下·清远期末）如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示。在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点，陀螺沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为8mg，陀螺质量为m，重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力。
（1）试判断陀螺在运动过程中，机械能是否守恒，并说明理由；
（2）若陀螺通过A点时的速度为，求陀螺在A点时对轨道的压力；
（3）在玩“魔力陀螺”时，小朋友用力过大，陀螺从A点以速度v0水平飞出，同时磁性引力消失，此时A点离地高度为h，求陀螺落地点与A点的水平距离s和落地时的速度大小v。
15．（2024高一下·清远期末）如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面由粗糙水平轨道与四分之一圆弧光滑轨道组成。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并可轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着轨道运动，已知细线长，小球质量，物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长为s，物块与水平轨道间的动摩擦因数，圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，。
（1）求小球运动到最低点的速度大小；
（2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块的速度大小；
（3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求小车上的水平轨道长度s的取值范围。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度
【解析】【解答】AC．同轴转动的物体，由于相同时间内转过的角度相等，所以任意位置的角速度，由于周期和角速度互为倒数，所以周期都相同，故A正确，C错误；
BD．做匀速圆周运动的物体，由于受到向心力时刻指向圆心，大小不变，则向心加速度大小不变、方向时刻指向圆心，故BD错误。
故选A。
【分析】利用同轴转动可以判别角速度相等，结合周期和角速度的关系可以判别周期相等，利用向心力的大小及方向可以判别向心加速度的大小及方向。
2．【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．甲乙两球射出后做平抛运动、根据竖直方向的位移公式有
由于两个小球下落的高度相同，则两球在空中运动的时间相同，故A错误；
B．由题意可知，甲的水平位移大于乙的水平位移，根据水平方向的位移公式有：
可知，甲的发射速度大于乙的发射速度，故B错误；
C．甲的发射速度更大，根据速度的合成有
可得，甲的落地前瞬间速度更大，故C正确；
D．根据竖直方向的速度公式有
且两球运动时间相同，所以速度变化量相同，故D错误。
故选C。
【分析】利用平抛运动竖直方向的位移公式可以比较运动的时间；利用水平方向的位移公式可以比较发射速度的大小；利用速度的合成可以比较合速度的大小；利用速度公式可以比较速度变化量的大小。
3．【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】ACD．“天链”卫星是地球同步卫星，根据同步卫星的特点可以得出同步卫星一定在赤道平面的上空，且距离地球表面高度为
“天宫”空间站距离地球表面近（400km），由于地球的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有：
可得，轨道半径r越大，角速度越小，周期越大，故C正确，AD错误；
B．根据近地卫星的速度可以得出地球的第一宇宙速度为
由于近地卫星的轨道半径最小则所有卫星的环绕速度都小于或等于7.9km/s，故B错误。
故选C。
【分析】根据引力提供向心力结合半径的大小可以比较周期、加速度和线速度的大小；同步卫星一定在赤道平面上空。
4．【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．两侧同一水平位置喷射出的水柱恰好是对称的抛物线，根据平抛运动的逆运动可以得出两辆消防车喷射出水的初速度大小相等，但方向不同，故A错误；
B．水柱只受重力，逆运动为从最高点做平抛运动，根据竖直方向的位移公式
两侧喷射出的水到达最高点的时间相等，故B正确；
C．水柱受重力作用，速度方向为轨迹的切线方向所以重力与速度方向不垂直，故C错误；
D．根据加速度的定义式有
可知取任意一小段水柱，在相等时间间隔内速度的变化量相同，故D错误。
故选B。
【分析】利用斜抛运动的逆运动可以判别水柱初速度的大小及方向；利用平抛运动的位移公式可以比较运动的时间；利用速度的方向结合重力的方向可以判别不垂直；利用加速度不变可以判别相等时间内速度变化量不变。
5．【答案】B
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A．运动员和海绵垫碰撞的过程中，根据动量定理可得
所以
根据表达式可以得出海绵垫与运动员的撞击时间延长了，海绵垫增大了运动员落地过程中撞击力的冲量，故A错误；
B．根据动量定理有
可知海绵垫减小了运动员落地过程中的动量变化率，故B正确；
C．根据冲量的表达式有
根据牛顿第三定律可以得出海绵垫对运动员的作用力与运动员对海绵垫的作用力等大反向，作用时间相同，所以海绵垫对运动员的冲量与运动员对海绵垫的冲量大小相等、方向相反，故C错误；
D．根据动量定理有
代入数据解得
即海绵垫对运动员的作用力约为800N，故D错误。
故选B。
【分析】利用动量定理可以判别冲量和动量变化率的大小；利用动量定理可以求出海绵垫对运动员的作用力大小；利用牛顿第三定律结合冲量的表达式可以判别冲量的大小及方向。
6．【答案】D
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A．货物下滑的高度
根据重力做功的表达式
可以得出重力做功为，故A错误；
B．由于支持力与运动位移垂直，根据功的定义可以得出支持力不做功，故B错误；
C．动能的变化量等于合力做的功，合力做功包括重力做功及摩擦力做功，由于摩擦力的大小为．则摩擦力做功为，且初动能为零，由动能定理可知，则到达底端时的动能增加了，故C错误；
D．根据功能关系有重力做正功，重力势能减少，减少量等于重力做的功为。故D正确。
故选D。
【分析】利用重物下落的高度可以求出重力做功的大小，结合摩擦力做功可以求出合力做功的大小，结合动能定理可以求出动能变化量的大小；利用功能关系可以求出重力势能减少量的大小；利用功的定义可以判别支持力做功的大小。
7．【答案】A
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．汽车通过拱桥的最高点时，由沿圆弧半径方向的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有：当速度满足
时，拱桥对汽车的支持力为0，故A正确；
B．小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，由重力和拉力的合力提供向心力，根据合力的方向时刻指向圆心可以得出合力的方向时刻改变，故B错误；
C．直筒洗衣机脱水时，根据受力分析及向心力的方向可以得出衣服受到竖直向下的重力、竖直向上的静摩擦力和水平方向的弹力，其做圆周运动的向心力由弹力来提供，故C错误；
D．当火车转弯超过规定速度行驶时，重力与垂直于轨道的弹力的合力已经不足以提供向心力，由于火车有向外运动的趋势则侧外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。
故选A。
【分析】利用牛顿第二定律可以求出拱桥对汽车支持力为0时汽车速度的大小；利用匀速圆周运动的向心力方向可以判别合力的方向不断改变；利用匀速圆周运动的向心力方向可以判别衣服的受力情况；利用火车的速度可以判别火车的运动趋势进而判别对轨道的挤压。
8．【答案】A,C
【知识点】曲线运动的条件；运动的合成与分解
【解析】【解答】AB．水平方向受到力的作用，根据速度的合成可以得出合速度的方向不在水平方向上，则加速度与速度不在同一直线上，气象气球运动的轨迹将会是一条曲线，故A正确，B错误；
C．根据竖直方向的位移公式
则高度不变，气象气球运动的时间不变，故C正确；
D．有了水平方向的风力后，气象气球运动落地时水平方向速度不为零，根据速度的合成
可知风力影响返回舱的落地速度，故D错误。
故选AC。
【分析】利用加速度和速度的方向可以判别气球的运动轨迹；利用竖直方向的位移公式可以判别运动的时间；利用速度的合成可以判别落地速度的大小。
9．【答案】B,C
【知识点】功能关系；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】AB．下蹲过程，人的重心降低，根据重力势能的表达式可以得出重力势能不断减少，人先加速后减速，根据动能的表达式可以得出动能先增加后减少，故A错误，B正确；
C．起立过程，人重心升高，速度增加，根据动能和重力势能的表达式可以得出重力势能和动能增加，故C正确；
D．根据能量守恒定律可以得出人的机械能不断增加是因为消耗人的能量，故D错误。
故选BC。
【分析】利用高度变化结合重力势能的表达式可以判别重力势能大小变化；利用速度变化结合动能的表达式可以判别动能的变化；利用能量守恒定律可以判别人的机械能大小变化。
10．【答案】A,B
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A．列车做匀加速直线运动时，根据运动学公式
匀加速行驶过程中，根据功率的表达式可以得出空轨的牵引力大小为
故A正确；
B．列车运动时受到牵引力和阻力的作用，根据牛顿第二定律可知
根据运动学公式
两式联立可以得出空轨运行过程中所受阻力大小为
故B正确；
C．匀加速行驶过程中，牵引力恒定，匀加速过程发动机最大功率为，故匀加速行驶过程中，根据功率的表达式
可以得出空轨发动机所做的功小于Pt，故C错误；
D．根据功率的表达式结合平衡方程可以得出空轨能达到的最大速度为
故D错误。
故选AB。
【分析】利用匀变速直线运动的位移公式结合功率的表达式可以求出牵引力的大小；利用牛顿第二定律可以求出阻力的大小；利用瞬时功率的表达式可以比较功率的大小；利用功率的表达式可以求出最大的速率。
11．【答案】（1）BC；DE
（2）
（3）
【知识点】验证动量守恒定律；用打点计时器测速度
12．【答案】（1）B；C
（2）左；0.48
（3）C
【知识点】验证机械能守恒定律；用打点计时器测速度
13．【答案】解：（1）加速，载人飞船在a点经圆轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ要做离心运动，故要加速；
（2）根据万有引力与重力的关系
所以
解得
（3）当飞船在圆轨道Ⅲ上运行时，有
所以
【知识点】万有引力定律；卫星问题
【解析】【分析】（1）飞船从a点进入轨道时要做离心运动，则飞船需要进行加速；
（2）由于地球的引力形成重力，利用牛顿第二定律可以求出地球的质量和密度的大小；
（3）飞船在圆轨道运动时，利用引力提供向心力可以求出线速度的大小。
14．【答案】解：（1）陀螺在运动过程中机械能守恒，因为在陀螺运动过程中，只有重力做功；
（2）陀螺在A点时，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，陀螺对轨道的压力为
方向竖直向下；
（3）陀螺离开轨道后做平抛运动，则
解得
【知识点】平抛运动；竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律
15．【答案】解：（1）对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理
解得
（2）小球与物块碰撞后的瞬间，小球的速度的大小为，物块速度的大小为，小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律
解得
（3）若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体，由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围为
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律；碰撞模型
【解析】【分析】（1）小球摆动到最低点的过程中，利用动能定理可以求出小球运动到最低点速度的大小；
（2）小球与物块发生弹性碰撞，利用动量守恒定律和机械能守恒定律可以求出碰后物块速度的大小；
（3）当物块恰好运动到轨道的最低点时，利用动量守恒定律和能量守恒定律可以求出物块与水平轨道间动摩擦因数的大小范围。
1 / 1广东省清远市2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷
1．（2024高一下·清远期末）水车是我国最古老的农业灌溉工具，体现了中华民族高超的劳动技艺和创造力，是中国农耕文化的重要组成部分。如图所示，水车最外层圆型支架上固定多个水斗，内部有两个圆形支架固定木辐条，在流水的冲力作用下，水车匀速转动。下列说法正确的是（ ）
A．所有水斗的角速度都相同
B．所有水斗的向心加速度都相同
C．水斗的周期比木辐条中点的周期大
D．在最低点的水斗向心加速度最大
【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度
【解析】【解答】AC．同轴转动的物体，由于相同时间内转过的角度相等，所以任意位置的角速度，由于周期和角速度互为倒数，所以周期都相同，故A正确，C错误；
BD．做匀速圆周运动的物体，由于受到向心力时刻指向圆心，大小不变，则向心加速度大小不变、方向时刻指向圆心，故BD错误。
故选A。
【分析】利用同轴转动可以判别角速度相等，结合周期和角速度的关系可以判别周期相等，利用向心力的大小及方向可以判别向心加速度的大小及方向。
2．（2024高一下·清远期末）如图所示，乒乓发球机从同一高度向正前方球桌依次水平射出两个乒乓球（忽略空气阻力）。甲球越过球网，乙球没有越过球网，且两球落地前均与球网无接触。下列有关甲乙两球的说法正确的是（ ）
A．甲球在空中运动时间更长
B．两球的发射速度可能相等
C．甲球落地前瞬间速度更大
D．从射出到落地，两球的速度变化量不同
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．甲乙两球射出后做平抛运动、根据竖直方向的位移公式有
由于两个小球下落的高度相同，则两球在空中运动的时间相同，故A错误；
B．由题意可知，甲的水平位移大于乙的水平位移，根据水平方向的位移公式有：
可知，甲的发射速度大于乙的发射速度，故B错误；
C．甲的发射速度更大，根据速度的合成有
可得，甲的落地前瞬间速度更大，故C正确；
D．根据竖直方向的速度公式有
且两球运动时间相同，所以速度变化量相同，故D错误。
故选C。
【分析】利用平抛运动竖直方向的位移公式可以比较运动的时间；利用水平方向的位移公式可以比较发射速度的大小；利用速度的合成可以比较合速度的大小；利用速度公式可以比较速度变化量的大小。
3．（2024高一下·清远期末）“天链一号”是我国第一颗自主研制的地球同步轨道数据中继卫星。如图所示，“天链一号”03星、04星，天链二号01星三星组网，为天宫空间站提供双目标天基测控与数据中继支持。下列关于“天链”卫星和“天宫”空间站的说法正确的是（ ）
A．“天链”卫星的周期比“天宫”空间站的小
B．“天宫”空间站的线速度大于7.9km/s
C．“天链”卫星的角速度比“天宫”空间站的小
D．“天链”系列卫星可能有一颗静止在北京上空
【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】ACD．“天链”卫星是地球同步卫星，根据同步卫星的特点可以得出同步卫星一定在赤道平面的上空，且距离地球表面高度为
“天宫”空间站距离地球表面近（400km），由于地球的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有：
可得，轨道半径r越大，角速度越小，周期越大，故C正确，AD错误；
B．根据近地卫星的速度可以得出地球的第一宇宙速度为
由于近地卫星的轨道半径最小则所有卫星的环绕速度都小于或等于7.9km/s，故B错误。
故选C。
【分析】根据引力提供向心力结合半径的大小可以比较周期、加速度和线速度的大小；同步卫星一定在赤道平面上空。
4．（2024高一下·清远期末）2021年9月2日，辽宁沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇，迎接第八批志愿军烈士遗骸回家。两辆消防车凌空喷射出两道在空中最高点对接的巨型水柱，出现一个“水门”状的效果。若不计空气阻力，两侧同一水平位置喷射出的水柱恰好是对称的抛物线，下列说法正确的是（ ）
A．两侧喷射出的水初速度相同
B．两侧喷射出的水从喷出点至最高点所用的时间相等
C．任意一小段水柱，其受到的合力方向总与其速度方向垂直
D．取任意一小段水柱，在相等时间间隔内速度的变化量不相同
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．两侧同一水平位置喷射出的水柱恰好是对称的抛物线，根据平抛运动的逆运动可以得出两辆消防车喷射出水的初速度大小相等，但方向不同，故A错误；
B．水柱只受重力，逆运动为从最高点做平抛运动，根据竖直方向的位移公式
两侧喷射出的水到达最高点的时间相等，故B正确；
C．水柱受重力作用，速度方向为轨迹的切线方向所以重力与速度方向不垂直，故C错误；
D．根据加速度的定义式有
可知取任意一小段水柱，在相等时间间隔内速度的变化量相同，故D错误。
故选B。
【分析】利用斜抛运动的逆运动可以判别水柱初速度的大小及方向；利用平抛运动的位移公式可以比较运动的时间；利用速度的方向结合重力的方向可以判别不垂直；利用加速度不变可以判别相等时间内速度变化量不变。
5．（2024高一下·清远期末）跳马比赛中在运动员落地位置放置厚海绵垫以保护运动员。如图所示为一质量为40kg的运动员在比赛时落地的场景，海绵垫与运动员的撞击时间约为0.4s，g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．海绵垫减小了运动员落地过程中撞击力的冲量
B．海绵垫减小了运动员落地过程中的动量变化率
C．落地过程中海绵垫对运动员的冲量与运动员对海绵垫的冲量相同
D．若运动员以4m/s的速度垂直落地，海绵垫对运动员的作用力约为400N
【答案】B
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A．运动员和海绵垫碰撞的过程中，根据动量定理可得
所以
根据表达式可以得出海绵垫与运动员的撞击时间延长了，海绵垫增大了运动员落地过程中撞击力的冲量，故A错误；
B．根据动量定理有
可知海绵垫减小了运动员落地过程中的动量变化率，故B正确；
C．根据冲量的表达式有
根据牛顿第三定律可以得出海绵垫对运动员的作用力与运动员对海绵垫的作用力等大反向，作用时间相同，所以海绵垫对运动员的冲量与运动员对海绵垫的冲量大小相等、方向相反，故C错误；
D．根据动量定理有
代入数据解得
即海绵垫对运动员的作用力约为800N，故D错误。
故选B。
【分析】利用动量定理可以判别冲量和动量变化率的大小；利用动量定理可以求出海绵垫对运动员的作用力大小；利用牛顿第三定律结合冲量的表达式可以判别冲量的大小及方向。
6．（2024高一下·清远期末）自动卸货车极大提高了卸货效率，如图所示，一质量为m的货物A从长为L的货箱顶端由静止下滑，货物可视为质点，货物与货箱间的动摩擦因数为μ，货箱的倾角为θ，重力加速度为g。货物滑至货箱底端的过程中，下列关于货物的说法正确的是（ ）
A．重力做功为
B．支持力做功为
C．到达底端时的动能增加了
D．到达底端时重力势能减少了
【答案】D
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A．货物下滑的高度
根据重力做功的表达式
可以得出重力做功为，故A错误；
B．由于支持力与运动位移垂直，根据功的定义可以得出支持力不做功，故B错误；
C．动能的变化量等于合力做的功，合力做功包括重力做功及摩擦力做功，由于摩擦力的大小为．则摩擦力做功为，且初动能为零，由动能定理可知，则到达底端时的动能增加了，故C错误；
D．根据功能关系有重力做正功，重力势能减少，减少量等于重力做的功为。故D正确。
故选D。
【分析】利用重物下落的高度可以求出重力做功的大小，结合摩擦力做功可以求出合力做功的大小，结合动能定理可以求出动能变化量的大小；利用功能关系可以求出重力势能减少量的大小；利用功的定义可以判别支持力做功的大小。
7．（2024高一下·清远期末）关于下列四幅图说法正确的是（ ）
A．如图甲，汽车以速度v通过拱桥最高点时，拱桥对汽车的支持力大小可能为0
B．如图乙，小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，受到方向不变的合外力
C．如图丙，直筒洗衣机脱水时，衣服受到的静摩擦力提供向心力
D．如图丁，若火车转弯时超过规定速度行驶，轮缘对内轨会有挤压作用
【答案】A
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．汽车通过拱桥的最高点时，由沿圆弧半径方向的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有：当速度满足
时，拱桥对汽车的支持力为0，故A正确；
B．小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，由重力和拉力的合力提供向心力，根据合力的方向时刻指向圆心可以得出合力的方向时刻改变，故B错误；
C．直筒洗衣机脱水时，根据受力分析及向心力的方向可以得出衣服受到竖直向下的重力、竖直向上的静摩擦力和水平方向的弹力，其做圆周运动的向心力由弹力来提供，故C错误；
D．当火车转弯超过规定速度行驶时，重力与垂直于轨道的弹力的合力已经不足以提供向心力，由于火车有向外运动的趋势则侧外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。
故选A。
【分析】利用牛顿第二定律可以求出拱桥对汽车支持力为0时汽车速度的大小；利用匀速圆周运动的向心力方向可以判别合力的方向不断改变；利用匀速圆周运动的向心力方向可以判别衣服的受力情况；利用火车的速度可以判别火车的运动趋势进而判别对轨道的挤压。
8．（2024高一下·清远期末）如图所示，一气象气球正返回地面，开始时气象气球在无风的条件下匀速下落。当接近地面时，受到水平方向的风力作用，则下列说法正确的是（ ）
A．气象气球运动的轨迹将会是一条曲线
B．气象气球运动的轨迹将会是一条直线
C．风力不影响气象气球的落地时间
D．风力不影响气象气球的落地速度
【答案】A,C
【知识点】曲线运动的条件；运动的合成与分解
【解析】【解答】AB．水平方向受到力的作用，根据速度的合成可以得出合速度的方向不在水平方向上，则加速度与速度不在同一直线上，气象气球运动的轨迹将会是一条曲线，故A正确，B错误；
C．根据竖直方向的位移公式
则高度不变，气象气球运动的时间不变，故C正确；
D．有了水平方向的风力后，气象气球运动落地时水平方向速度不为零，根据速度的合成
可知风力影响返回舱的落地速度，故D错误。
故选AC。
【分析】利用加速度和速度的方向可以判别气球的运动轨迹；利用竖直方向的位移公式可以判别运动的时间；利用速度的合成可以判别落地速度的大小。
9．（2024高一下·清远期末）某中学生进行弹跳训练，他从站立状态先下蹲，然后起立，在起立过程中重心匀加速上升，之后人离开地面，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．下蹲过程中，人的重力势能不断减少，动能不断增加
B．下蹲过程中，人的重力势能不断减少，动能先增加后减小
C．起立过程中，人的重力势能不断增加，动能不断增加
D．起立过程中，人的机械能不断增加，是因为地面对人做了正功
【答案】B,C
【知识点】功能关系；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】AB．下蹲过程，人的重心降低，根据重力势能的表达式可以得出重力势能不断减少，人先加速后减速，根据动能的表达式可以得出动能先增加后减少，故A错误，B正确；
C．起立过程，人重心升高，速度增加，根据动能和重力势能的表达式可以得出重力势能和动能增加，故C正确；
D．根据能量守恒定律可以得出人的机械能不断增加是因为消耗人的能量，故D错误。
故选BC。
【分析】利用高度变化结合重力势能的表达式可以判别重力势能大小变化；利用速度变化结合动能的表达式可以判别动能的变化；利用能量守恒定律可以判别人的机械能大小变化。
10．（2024高一下·清远期末）2023年9月26日，全国首条空轨（悬挂式单轨）—光谷空轨旅游线开通运营。光谷空轨列车（简称空轨）采用GOA3有人值守无人驾驶技术运行，车辆具备270度观景功能。如图所示，一空轨的质量为m，在平直轨道上从静止开始匀加速直线行驶，经过时间t前进的距离为s，发动机输出功率恰好达到额定功率P，空轨所受阻力恒定，下列说法正确的是（ ）
A．匀加速行驶过程中，空轨的牵引力大小为
B．匀加速行驶过程中，空轨的阻力大小为
C．匀加速行驶过程中，牵引力做的功为Pt
D．空轨能达到的最大速度为
【答案】A,B
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A．列车做匀加速直线运动时，根据运动学公式
匀加速行驶过程中，根据功率的表达式可以得出空轨的牵引力大小为
故A正确；
B．列车运动时受到牵引力和阻力的作用，根据牛顿第二定律可知
根据运动学公式
两式联立可以得出空轨运行过程中所受阻力大小为
故B正确；
C．匀加速行驶过程中，牵引力恒定，匀加速过程发动机最大功率为，故匀加速行驶过程中，根据功率的表达式
可以得出空轨发动机所做的功小于Pt，故C错误；
D．根据功率的表达式结合平衡方程可以得出空轨能达到的最大速度为
故D错误。
故选AB。
【分析】利用匀变速直线运动的位移公式结合功率的表达式可以求出牵引力的大小；利用牛顿第二定律可以求出阻力的大小；利用瞬时功率的表达式可以比较功率的大小；利用功率的表达式可以求出最大的速率。
11．（2024高一下·清远期末）在“验证动量守恒定律”实验中，实验装置如图甲。小车P左端装有弹片，右端接有纸带穿过打点计时器。小车Q右端装有弹片，车上装有挡光片，其宽度为d。平衡摩擦力后，接通打点计时器，推动小车P，使之与Q相碰，碰后P继续向前运动。
（1）实验打出的纸带如图乙，应用 段来计算P碰前速度，用 段来计算P碰后速度（以上均填“AB”“BC”“CD”或“DE”）；
（2）光电门测得挡光时间为，则小车Q碰后速度为 ；
（3）已知P、Q两小车质量分别为和，打点计时器每隔时间T打一次点，该实验要验证的表达式是 （用题中和纸带上的物理量表示）。
【答案】（1）BC；DE
（2）
（3）
【知识点】验证动量守恒定律；用打点计时器测速度
12．（2024高一下·清远期末）如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是__________（填标号）；
A．精确测量出重物的质量
B．两限位孔在同一竖直线上
C．重物选用质量和密度较大的金属锤
D．先释放重物，再接通打点计时器
（2）纸带上所打的点记录了重物在不同时刻的位置，在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔，那么纸带的 （填“左”或“右”）端与重物相连.设重物质量，O点为打下的第一个点，则从打下O点到E点的过程中，重物动能增加量为 （结果保留2位有效数字）；
（3）根据纸带上的数据，算出重物在各位置的速度v，量出对应位置下落的距离h，并以为纵轴、h为横轴画出图像，则在下列A、B、C、D四个图像中，若在误差允许范围内，重物在下落过程中机械能守恒，则图像可能是 （填标号）。
A.B.
C.D.
【答案】（1）B；C
（2）左；0.48
（3）C
【知识点】验证机械能守恒定律；用打点计时器测速度
13．（2024高一下·清远期末）我国于2024年4月25日成功发射“神舟十八号”载人飞船。如图所示，“神舟十八号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道a点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达b点时再次变轨进入圆轨道Ⅲ，在轨道Ⅲ载人飞船离地球表面的距离为h，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，引力常量为G，忽略地球自转。
（1）试判断载人飞船在圆轨道Ⅰ由a点进入椭圆轨道Ⅱ时是加速还是减速，并说明理由；
（2）求地球的质量M和平均密度ρ；
（3）求载人飞船在圆轨道Ⅲ上运行时的线速度v大小。
【答案】解：（1）加速，载人飞船在a点经圆轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ要做离心运动，故要加速；
（2）根据万有引力与重力的关系
所以
解得
（3）当飞船在圆轨道Ⅲ上运行时，有
所以
【知识点】万有引力定律；卫星问题
【解析】【分析】（1）飞船从a点进入轨道时要做离心运动，则飞船需要进行加速；
（2）由于地球的引力形成重力，利用牛顿第二定律可以求出地球的质量和密度的大小；
（3）飞船在圆轨道运动时，利用引力提供向心力可以求出线速度的大小。
14．（2024高一下·清远期末）如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示。在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点，陀螺沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为8mg，陀螺质量为m，重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力。
（1）试判断陀螺在运动过程中，机械能是否守恒，并说明理由；
（2）若陀螺通过A点时的速度为，求陀螺在A点时对轨道的压力；
（3）在玩“魔力陀螺”时，小朋友用力过大，陀螺从A点以速度v0水平飞出，同时磁性引力消失，此时A点离地高度为h，求陀螺落地点与A点的水平距离s和落地时的速度大小v。
【答案】解：（1）陀螺在运动过程中机械能守恒，因为在陀螺运动过程中，只有重力做功；
（2）陀螺在A点时，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，陀螺对轨道的压力为
方向竖直向下；
（3）陀螺离开轨道后做平抛运动，则
解得
【知识点】平抛运动；竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律
15．（2024高一下·清远期末）如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面由粗糙水平轨道与四分之一圆弧光滑轨道组成。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并可轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着轨道运动，已知细线长，小球质量，物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长为s，物块与水平轨道间的动摩擦因数，圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，。
（1）求小球运动到最低点的速度大小；
（2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块的速度大小；
（3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求小车上的水平轨道长度s的取值范围。
【答案】解：（1）对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理
解得
（2）小球与物块碰撞后的瞬间，小球的速度的大小为，物块速度的大小为，小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律
解得
（3）若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体，由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围为
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律；碰撞模型
【解析】【分析】（1）小球摆动到最低点的过程中，利用动能定理可以求出小球运动到最低点速度的大小；
（2）小球与物块发生弹性碰撞，利用动量守恒定律和机械能守恒定律可以求出碰后物块速度的大小；
（3）当物块恰好运动到轨道的最低点时，利用动量守恒定律和能量守恒定律可以求出物块与水平轨道间动摩擦因数的大小范围。
1 / 1
