一、單項選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1. 關(guān)于物理概念和規(guī)律，下列說法正確的是（ ）
A. 做勻速直線運動的物體機械能一定守恒
B. 功是能量轉(zhuǎn)化的量度
C. 做簡諧運動的物體，在平衡位置所受的合外力一定為零
D. 經(jīng)典力學(xué)只適用于微觀、高速和弱引力場的范圍
答案：B
解析：A．做勻速直線運動的物體可能有除重力以外的力做功，機械能不一定守恒，A錯誤；
B．功是能量轉(zhuǎn)化的量度，對物體做多少功，則物體的能量將變化多少，B正確；
C．做簡諧運動的物體，在平衡位置所受的回復(fù)力一定為零，合外力不一定為零，C錯誤；
D．經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速和弱引力場的范圍，D錯誤。
故選B。
2. 小車在水平地面上沿軌道從左向右運動，動能一直增加。如果用帶箭頭的線段表示小車在軌道上相應(yīng)位置處所受合力，下列四幅圖可能正確的是（ ）
A. B.
C D.
答案：D
解析：AB．小車做曲線運動，所受合外力指向曲線的凹側(cè)，故AB錯誤；
CD．小車沿軌道從左向右運動，動能一直增加，故合外力與運動方向夾角為銳角，C錯誤，D正確。
故選D。
3. 2023年7月28日，第31屆世界大學(xué)生運動會在成都召開。鉛球比賽中運動員將鉛球（可視為質(zhì)點）水平推出，不計空氣阻力和轉(zhuǎn)動的影響，鉛球在平拋運動過程中（ ）
A. 加速度保持不變
B. 機械能一直增加
C. 速度與水平方向的夾角越來越小
D. 被推出后瞬間動能最大
答案：A
解析：A．鉛球在平拋運動過程中，只受重力，加速度恒為重力加速度，故A正確；
B．鉛球在平拋運動過程中，只有重力做功，動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒，故B錯誤；
C．令速度與水平方向的夾角為，則有
可知，速度與水平方向的夾角越來越大，故C錯誤；
D．鉛球被推出后，僅僅受到重力作用，重力做正功，根據(jù)動能定理可知動能逐漸增加，所以被推出后瞬間動能最小，故D錯誤。故選A。
4. 如圖為成都歡樂谷的摩天輪，乘客隨座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動。下列說法正確的是（ ）

A. 摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客始終處于平衡狀態(tài)
B. 摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客的向心加速度保持不變
C. 在最高點時，乘客重力大于座椅對他的支持力
D. 摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客重力的瞬時功率保持不變
答案：C
解析：A．摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客隨座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，加速度不為零，所受合外力不為零，故A錯誤；
B．乘客的向心加速度指向圓心，方向改變，故B錯誤；
C．在最高點，乘客的加速度豎直向下，由重力與支持力的合力提供向心力，且合力向下，根據(jù)牛頓第二定律可知，重力大于座椅對他的支持力，故C正確；
D．摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客重力的瞬時功率等于重力與豎直速度的乘積，豎直速度不斷變化，所以重力的瞬時功率不斷變化，故D錯誤；
故選C。
5. 一質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像如圖所示，下列說法正確的是（ ）

A. 質(zhì)點的振幅為A=5m
B. t=2s時，質(zhì)點的速度最大
C. t=3s時，質(zhì)點所受回復(fù)力最小
D. t=1.5s和t=2.5s時，質(zhì)點相對平衡位置的位移相同
答案：B
解析：A．質(zhì)點的振幅為A=5cm，故A錯誤；
B．t=2s時，質(zhì)點處于平衡位置，質(zhì)點的速度最大，故B正確；
C．t=3s時，質(zhì)點處于負的最大位移處，質(zhì)點所受回復(fù)力最大，故C錯誤：
D．t=1.5s和t=2.5s時，質(zhì)點相對平衡位置的位移大小相等，方向相反，故D錯誤。
故選B
6. 2022年12月8日，地球恰好運行到火星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線，此現(xiàn)象被稱為“火星沖日”。如圖，火星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做勻速圓周運動，火星與地球公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3：2，則火星與地球繞太陽做勻速圓周運動的周期之比約為（ ）

A. 27：8B. 8：27C. D.
答案：D
解析：火星與地球均繞太陽做勻速圓周運動，火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3：2，根據(jù)開普勒第三定律有
可得
故選D。
7. 為研究“雞蛋撞地球”的平均作用力大小，小明將一個雞蛋（質(zhì)量約為50g）從45m高處由靜止釋放，雞蛋做自由落體運動，測得雞蛋從接觸地面開始大約經(jīng)5×10-4s速度減為0，重力加速度大小取g=10m/s2。估算雞蛋與地球相互作用的平均作用力大小為（ ）
A. 3000NB. 300NC. 30ND. 3N
答案：A
解析：雞蛋做自由落體運動，由，可得落地前瞬間的速度大小為
以豎直向上為正方向，由動量定理有
解得
故選A。
8. 如圖甲，一足夠長的水平傳送帶以恒定速率，順時針勻速轉(zhuǎn)動，傳送帶右端的光滑水平面與傳送帶上表面等高，二者平滑連接于A點。一滑塊（可視為質(zhì)點）以水平向左的速度從A點滑上傳送帶，在傳送帶上運動時其動能E隨路程x變化的關(guān)系圖像如圖乙所示?；瑝K的質(zhì)量為m=3kg，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計空氣阻力，重力加速度大小取g=10m/s2。下列說法錯誤的是（ ）

A. 滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2
B. 圖乙中=26
C. 滑塊在傳送帶上運動的時間為12.5s
D. 從滑塊滑上傳送帶到再次滑回水平面的過程中，滑塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為150J
答案：A
解析：A．由圖乙可知，滑塊在傳送帶上運動18m后速度減為0，由動能定理有
解得
μ=0.1
故A符合題意；
BC．由圖乙可知，滑塊在傳送帶上速度減為0后，在傳送帶的摩擦力作用下反向加速，之后與傳送帶共速，根據(jù)牛頓第二定律
解得滑塊加速度大小為
a=μg=1m/s2
由
可得滑塊的初速度大小為
=6m/s
同理可得傳送帶的速率為
=4m/s
向左勻減速過程所用時間為
=6s
滑塊位移大小為
=18m
傳送帶位移大小為
=24m
向右勻加速過程所用時間為
=4s
滑塊位移大小為
=8m
傳送帶位移大小為
=16m
余下的位移為
=10m
滑塊以的速度向右做勻速直線運動，所用時間為
=2.5s
圖乙中
=26m
滑塊在傳送帶上運動的時間為
=12.5s
故BC不符合題意；
D．從滑塊滑上傳送帶到再次滑回水平面的過程中，總的相對位移大小為
=50m
滑塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為
=150J
故D不符合題意。
故選A。
二、多項選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求；全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
9. 關(guān)于萬有引力與航天，下列說法正確的是（ ）
A. 牛頓總結(jié)出了萬有引力定律，并測出了引力常量
B. “神舟十五號”載人飛船的發(fā)射速度一定大于11.2km/s
C. “北斗”同步衛(wèi)星的軌道一定在地球赤道所在的平面上
D. “天和”核心艙繞地球做勻速圓周運動，所處軌道距地面高度越高，環(huán)繞速度越小
答案：CD
解析：A．牛頓總結(jié)出了萬有引力定律，卡文迪許測出了引力常量，故A錯誤；
B．11.2km/s是飛船脫離地球束縛的最小發(fā)射速度，載人飛船沒有脫離地球的束縛，因此載人飛船的發(fā)射速度小于11.2km/s，故B錯誤。
C．由于地球同步衛(wèi)星的運行周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，所以地球同步衛(wèi)星只能發(fā)射在地球赤道的正上方，且距離地球表面一定的高度，所以“北斗”同步衛(wèi)星的軌道一定在地球赤道所在的平面上，故C正確；
D．根據(jù)
可得“天和”核心艙繞地球做勻速圓周運動的環(huán)繞速度
可知，“天和”核心艙繞地球做勻速圓周運動的軌道距地面高度越高，即軌道半徑越大，環(huán)繞速度越小，故D正確。
故選CD。
10. 如圖，“旋轉(zhuǎn)秋千”的座椅通過纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上。旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸由靜止開始轉(zhuǎn)動，穩(wěn)定后座椅在水平面內(nèi)做勻速圓周運動。已知懸點到中心軸的距離為，座椅（可視為質(zhì)點）的質(zhì)量為m=6kg，纜繩的長度為，穩(wěn)定后纜繩與豎直方向的夾角為，不計空氣阻力，重力加速度大小取。下列說法正確的是（ ）

A. 座椅所受重力和纜繩拉力的合力提供其做勻速圓周運動的向心力
B. 座椅做勻速圓周運動的加速度大小為
C. 座椅做勻速圓周運動的線速度大小為
D. 座椅由靜止至達到穩(wěn)定速度的過程中，纜繩對座椅所做的功為
答案：AB
解析：A．座椅所受重力和纜繩拉力的合力提供其做勻速圓周運動的向心力，故A正確；
B．如圖

由牛頓第二定律有
解得
故B正確；
C．同理有
由幾何關(guān)系有
解得
線速度大小為
故C錯誤；
座椅由靜止至達到穩(wěn)定速度的過程中，由動能定理有
解得
故D錯誤。
故選AB。
11. 如圖，處于豎直平面內(nèi)的曲面、水平面與半圓形軌道平滑連接，半圓形軌道的半徑為R=0.1m。兩小球a、b均可視為質(zhì)點，質(zhì)量分別為m=1kg、M=2kg。兩小球壓縮彈簧后（均未與彈簧栓接）被鎖扣K（圖中未畫出）鎖住。現(xiàn)打開鎖扣K，兩小球與彈簧分離后，小球a沿曲面上升到最高點C（圖中未畫出），小球b恰好能通過半圓形軌道的最高點D。不計一切摩擦，重力加速度大小取g=10m/s2。下列說法正確的是（ ）

A. 小球b運動到D點時的速度大小為0
B. 小球b運動到D點時的速度大小為1m/s
C. 小球a沿曲面上升的最大高度為0.4m
D. 彈簧解鎖前的彈性勢能為15J
答案：BD
解析：A．小球b恰好能通過半圓形軌道的最高點D，由
解得
故A錯誤，B正確；
C．小球b從水平面到D點，由動能定理有
解得
解鎖前后由動量守恒定律有
解得
小球a從水平面到C點，由動能定理有
解得
故 C錯誤；
D．解鎖前后由能量守恒定律有
解得
故D正確。
故選BD。
三、實驗探究題：本題共2小題，共15分。
12. 某同學(xué)做“研究小球平拋運動”的實驗。
（1）用如圖甲所示裝置探究平拋運動豎直分運動的特點。用小錘擊打彈性金屬片后，小球a沿水平方向拋出，做平拋運動，同時小球b被釋放，自由下落，做自由落體運動。下列說法正確的是______和________（均填標號）
A.該實驗說明平拋運動的水平分運動是勻速直線運動
B.如果兩球總是同時落地，則可以驗證平拋運動的豎直分運動是自由落體運動
C.兩球的體積、材料和質(zhì)量可以任意選擇，對實驗結(jié)果沒有影響
D.改變兩球距地面的高度和小錘擊打的力度，可以分別改變兩球在空中的運動時間和小球a的水平初速度大小

（2）該同學(xué)用頻閃照相機拍攝到小球a做平拋運動的照片如圖乙所示，圖中背景正方形小方格的邊長為L=4.9cm，A、B、C是小球a的三個位置，重力加速度大小取g=9.8m/s2，小球a從位置B運動到位置C所用的時間為______s；小球a做平拋運動的初速度大小為=_________m/s。
答案： ①. B ②. D ③. 0.1 ④. 1.47
解析：（1）[1][2]AB．小錘擊打彈性金屬片后，小球a沿水平方向拋出，同時小球b被釋放自由下落，a、b兩球同時落地，可知平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，不能得出水平分運動的運動規(guī)律，A錯誤，B正確；
C．兩球的體積、材料和質(zhì)量的選擇不同，受到的空氣阻力大小不同，對實驗結(jié)果有影響，C錯誤；
D．改變小錘擊打的力度，可以改變小球a的水平初速度大小，改變兩球距地面的高度，可以改變兩球在空中的運動時間，D正確。
故選BD。
（2）[3][4]由圖乙可知，小球a在豎直方向上有
解得
=0.1s
小球a從位置B運動到位置C所用的時間為0.1s。小球a在水平方向上有
解得
=1.47m/s
13. 用如圖甲所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。

（1）除帶夾子重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點計時器、交流電源、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的是________（填標號）。
A.刻度尺 B.天平（含砝碼）
（2）為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的_________（填標號）。
A.速度變化量大小與高度變化量大小
B.速度變化量大小與重力勢能變化量大小
C.動能變化量大小與重力勢能變化量大小
（3）實驗中先接通電源，再釋放重物，得到如圖乙所示的一.條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為以hA、hB、hC。已知當?shù)刂亓铀俣却笮間，打點計時器打點的頻率為f，重物的質(zhì)量為m。從打下O點到打下B點的過程中，重物的重力勢能變化量大小為△Ep=______，動能變化量大小為△Ek=________（均用題干所給物理量的字母表示）。

（4）大多數(shù)學(xué)生的實驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，其主要原因是_______（填標號）。
A.利用公式計算重物速度
B.利用公式計算重物速度
C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響
D.沒有采用多次實驗取平均值的方法
答案： ①. A ②. C ③. ④. ⑤. C
解析：（1）[1]測量紙帶上點間的距離需要刻度尺，實驗中無需知道重物的質(zhì)量，故A正確。
（2）[2]重物下落過程中，重力勢能減少，動能增加，驗證機械能守恒時應(yīng)比較重物下落過程中任意兩點間的動能變化量大小與重力勢能變化量大小是否相等，故C正確。
（3）[3][4]從打下O點到打下B點的過程中，重物下落的高度為hB，則重物的重力勢能變化量大小為，打下B點時重物的速度大小為
則重物的動能變化量大小為
（4）[5]實驗中由于重物下落不可避免受到阻力作用，因此減少的重力勢能大于重物獲得的動能。
故選C。
四、計算題：本題共3小題，共38分。解答應(yīng)當寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的，不能得分。
14. 如圖，宇航員登上月球后，在月球表面將一輕繩穿過水平桌面上的小圓孔，輕繩上端栓物體a，下端栓物體b。物體a在桌面上做半徑為L的勻速圓周運動時，物體b在空中處于靜止狀態(tài)。不計一切摩擦，物體a、b質(zhì)量相等，引力常量為G，月球的質(zhì)量為M，月球的半徑為R，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響。求：
（1）月球表面的重力加速度大小g0；
（2）物體a做勻速圓周運動的周期T。

答案：（1）；（2）
解析：（1）由萬有引力等于重力
解得
（2）對物體a由牛頓第二定律有
對物體b有
解得
15. 2023年5月28日，國產(chǎn)大飛機C919從上海虹橋機場起飛，在北京首都機場平穩(wěn)降落，穿過象征民航最高禮儀的“水門”，順利完成這一機型全球首次商業(yè)載客飛行。某型號C919客機的質(zhì)量為7.25×104kg，起飛時由靜止開始以11600kW的恒定功率沿直線滑行，當滑行1800m時，達到最大速度（即客機的起飛速度）。此過程中客機受到的阻力恒為客機重力的0.2倍，重力加速度大小取g=10m/s2。求：
（1）客機的起飛速度大?。?br>（2）客機滑行的速度大小為40m/s時，其加速度的大?。?br>（3）客機由靜止開始至達到起飛速度經(jīng)過的時間。

答案：（1）80m/s；（2）2m/s2；（3）42.5s
解析：（1）客機受到的阻力
=1.45×105N
由
F=f
解得
=80m/s
（2）客機滑行的速度大小為=40m/s時，其牽引力
由牛頓第二定律有
解得
a=2m/s2
（3）由動能定理有
解得
t=42.5s
16. 如圖，半徑為的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的端點B和圓心O的連線與豎直方向的夾角為θ=53°，另一端點C為圓弧軌道的最低點，緊挨C點右側(cè)的光滑地面上放置一質(zhì)量為M=4kg的木板，木板上表面與C點等高，C點的切線水平，木板與圓弧軌道不粘連，木板的最左端放置一質(zhì)量為m=2kg的滑塊?，F(xiàn)有一發(fā)射裝置（圖中未畫出）將一質(zhì)量為m0=2kg的小球從A點以速度水平射出，恰好從圓弧軌道的B點沿切線方向進入軌道，運動到圓弧軌道的最低點C后，再與木板上的滑塊發(fā)生彈性碰撞?；瑝K與小球均可視為質(zhì)點，A、B兩點的高度差為h=0.8m，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，重力加速度大小取g=10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6。求：
（1）小球的發(fā)射速度的大??；
（2）小球運動到C點時（還未與滑塊相碰）對圓弧軌道的壓力大小（保留2位有效數(shù)字）；
（3）小球與滑塊碰撞后，要保證滑塊不從木板上滑出，木板的長度至少為多長?

答案：（1）3m/s；（2）72N；（3）2.4m
解析：（1）小球從A點到B點做平拋運動，設(shè)到達B點時豎直方向的速度為，有
求得
解得
（2）從A點到C點，由動能定理有
解得
在C點，由牛頓第二定律有
解得
由牛頓第三定律得小球運動到C點時（還未與滑塊相碰）對圓弧軌道的壓力大小
=72N
（3）小球和滑塊發(fā)生彈性碰撞，由動量守恒定律和機械能守恒定律有
解得
=0，=6m/s
滑塊滑上木板最終達到共同速度v，由動量守恒定律和能量守恒定律有
解得
要保證滑塊不從木板上滑出，木板的長度至少為2.4m。

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