物 理
考生注意：
1.答題前，考生務(wù)必用黑色簽字筆將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、座位號在答題卡上填寫清楚；
2.每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，在試卷上作答無效；
3.考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題：本題共10小題，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1至7小題只有一項符合題目要求，每小題4分。第8至10小題有多項符合題目的要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。
1.如圖所示，a、b兩細繩一端系著質(zhì)量為m的小球，另一端系在豎直放置的圓環(huán)上，小球位于圓環(huán)的中心，開始時繩a水平，繩b傾斜，現(xiàn)將圓環(huán)在豎直平面內(nèi)順時針緩慢地向右滾動至繩a豎直，在此過程中（ ）
A.a上的張力逐漸增大，b上的張力逐漸增大
B.a上的張力逐漸減小，b上的張力逐漸減小
C.a上的張力先減小后增大，b上的張力逐漸增大
D.a上的張力先增大后減小，b上的張力逐漸減小
2.M、N兩輛小汽車在平直公路上同向行駛，其速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示，t=0時，M車在前，N車在后，兩車間的距離為4m，則M、N兩車（ ）
A.會相遇2次B.會相遇1次
C.不會相遇D.無法判斷是否會相遇
3.如圖是“中國天眼”500m口徑球面射電望遠鏡維護時的示意圖。為不損傷望遠鏡球面，質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著，當(dāng)他在離底部有一定高度的望遠鏡球面上緩慢行走時，氮氣球?qū)ζ溆写笮『銥?、方向豎直向上的拉力作用，若將人視為質(zhì)點，此時工作人員（ ）
A.受到的重力大小為B.受到的合力大小為
C.對球面的作用力大小為D.對球面的壓力大小為
4.如圖所示，物體疊放在物體上，的質(zhì)量均為，且上、下表面均與斜面平行，它們沿傾角為的固定斜面一起以加速度加速下滑，已知重力加速度為，與斜面間的動摩擦因數(shù)為，則（ ）
A.可能不受靜摩擦力作用
B.若受到靜摩擦力作用，則方向可能沿斜面向上
C.受到斜面的滑動摩擦力大小為
D.與斜面間的動摩擦因數(shù)
5.如圖所示，兩個完全相同的小球分別從水平地面上A點和A點正上方的O點拋出，O點拋出小球做平拋運動，A點斜拋出的小球能達到的最高點與O點等高，且兩球同時落到水平面上的B點，關(guān)于兩球的運動，下列說法正確的是（ ）
A.兩小球應(yīng)該是同時拋出
B.兩小球著地速度大小相等
C.平拋小球的初速度是斜拋小球初速度的兩倍
D.平拋小球的飛行時間是斜拋小球飛行時間的一半
6.如圖所示，半徑為R的光滑細圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，一質(zhì)量為m、中心有小孔的小球（可視為質(zhì)點）穿在圓環(huán)上，并在豎直平面內(nèi)做圓周運動，以大小為（g為重力加速度）的速度經(jīng)過圓環(huán)最高點A，則下列說法正確的是（ ）
A.要保證小球可以到達最高點A，k不可能等于0
B.若，則小球在A點對圓環(huán)的壓力大小為0
C.若，則小球在A點對圓環(huán)產(chǎn)生方向豎直向下、大小為的壓力
D.若，則小球在A點對圓環(huán)產(chǎn)生方向豎直向上、大小為的拉力
7.神舟十五號載人飛船與離地高度約400km的天和核心艙對接的示意圖如圖所示，圓形軌道I為核心艙的運行軌道，橢圓軌道II為載人飛船的運行軌道，兩軌道相切于A點，載人飛船與核心艙在A點實現(xiàn)完美對接。設(shè)圓形軌道I的半徑為r，地球表面的重力加速度為g，地球的半徑為R，忽略地球自轉(zhuǎn)，橢圓軌道II的半長軸為a。下列說法正確的是（ ）
A.載人飛船在軌道II上運行經(jīng)過A點時的加速度大于核心艙在軌道I運行的加速度
B.天和核心艙在圓形軌道I上運行速度小于地球赤道上物體的運動速度
C.核心艙繞地球運行的線速度為
D.核心艙在軌道I上運行的周期與載人飛船在軌道II上運行的周期之比為
8.如圖所示，半徑為R的豎直光滑圓軌道與光滑水平面相切，質(zhì)量均為m的小球A、B與輕桿連接，置于圓軌道上，A位于圓心O的正下方，B與O等高.它們由靜止釋放，最終在水平面上運動.下列說法正確的是（ ）
A.下滑過程中重力對B做功的功率先增大后減小
B.當(dāng)B滑到圓軌道最低點時，軌道對B的支持力大小為3mg
C.下滑過程中B的機械能增加
D.整個過程輕桿對A做的功為
9.有一種叫“飛椅”的游樂項目。如圖所示，長為的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為，不計鋼繩的重力。以下說法正確的是（ ）
A.鋼繩的拉力大小為
B.鋼繩的拉力大小為
C.如果角速度足夠大，可以使鋼繩水平拉直
D.兩個體重不同的人，擺開的夾角一樣大
10.如圖所示，固定在水平面上的足夠長粗糙斜面傾角為37°，物體與斜面間摩擦因數(shù)，一質(zhì)量為0.4kg的物體（視為質(zhì)點）在沿斜面向上的外力F作用下沿斜面運動，時刻開始，外力的圖像如圖所示，已知時刻物體的速度為0.2m/s。則（ ）
A.第2秒內(nèi)拉力做功為0.4JB.摩擦力做功為
C.2s末重力的功率為0.4WD.2s內(nèi)重力勢能增加了1.8J
二、非選擇題：本題共6小題，共70分。
11.（9分）某物理興趣小組在實驗室選擇合適器材后，按如圖甲所示安裝好實驗器材，探究“加速度與力的關(guān)系”。
請回答下列問題：
（1）圖甲中的沙桶和沙的總質(zhì)量 （填“需要”或“不需要”）滿足遠小于滑塊的質(zhì)量，圖中安裝好的器材有一處不合理之處是 ；
（2）物理小組仍利用圖甲裝置做實驗，利用沙桶和沙提供拉力，拉動滑塊及紙帶運動，打出如圖乙所示的一條紙帶，已知電源頻率為50 Hz，紙帶上每兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，則由圖中數(shù)據(jù)可求得此時滑塊的加速度大小 （保留2位有效數(shù)字）；
（3）將力傳感器的示數(shù)記為F，保持滑塊質(zhì)量不變，多次改變沙桶中沙的質(zhì)量，測得多組數(shù)據(jù)，繪制出加速度a與F的關(guān)系圖像，如圖丙所示。小組同學(xué)經(jīng)過討論發(fā)現(xiàn)利用圖丙可以求出滑塊的質(zhì)量以及滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，重力加速度，則由圖丙可得，滑塊質(zhì)量 kg，滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù) 。
12.（6分）(1)在研究平拋運動的實驗中，為了減小實驗誤差，某同學(xué)進行了如下操作，以下操作可行的是_________（填選項前的字母）。
A.盡量增大鋼球與斜槽間的摩擦
B.使用密度小、體積大的鋼球
C.實驗時，讓小球每次都從不同位置滾下
D.使斜槽末端切線保持水平
(2)某探究小組在做研究小球做平拋運動”的實驗時，做了一段小球運動軌跡的圖線.圖中，A為小球運動一段時間后的位置，由圖可求出小球做平拋運動的初速度為________m/s，小球做平拋運動的起點位置的坐標(biāo)是________（g取10m/s2，計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。
13.（10分）在真空環(huán)境內(nèi)探測微粒在重力場中能量的簡化裝置如圖所示.P是個微粒源，能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒，高度為h的探測屏AB豎直放置，離P點的水平距離為L，上端A與P點的高度差也為h，已知重力加速度為g.
（1）若微粒打在探測屏AB的中點，求微粒在空中飛行的時間；
（2）求能被屏探測到的微粒的初速度范圍；
14.（12分）如圖所示，一水平放置的內(nèi)表面光滑對稱“V”型二面體AB－CD－EF，可繞其豎直中心軸在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，置于AB中點P的小物體（視為質(zhì)點）恰好在ABCD面上沒有相對滑動。二面體的二面角為120°。面ABCD和面CDEF的長和寬均為L＝20cm，CD距水平地面的高度為h＝1.1m，取重力加速度。
（1）求“V”型二面體勻速轉(zhuǎn)動的角速度的大小；
（2）若“V”型二面體突然停止轉(zhuǎn)動，求小物體從二面體上離開的位置距A點的距離。
15.（15分）已知某衛(wèi)星在赤道上空的圓形軌道運行，軌道半徑為r1，運行周期為T，衛(wèi)星運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，不計空氣阻力，萬有引力常量為G。求：
（1）地球質(zhì)量M的大小；
（2）如圖所示，假設(shè)某時刻，該衛(wèi)星在A點變軌進入橢圓軌道，近地點B到地心距離為r2，求衛(wèi)星在橢圓軌道上的周期T1；
（3）衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為r1的圓形軌道上運行，小明住在赤道上某城市，某時刻，該衛(wèi)星正處于小明的正上方，在后面的一段時間里，小明觀察到每兩天恰好三次看到衛(wèi)星掠過其正上方，求地球自轉(zhuǎn)周期T0。
16.（18分）山區(qū)公路會有連續(xù)較長的下坡，常常會造成剎車失靈，會在長下坡公路邊修建的表面是粗糙的碎石沙子的“避險車道”，其作用是供下坡的汽車在剎車失靈的情況下避險。質(zhì)量m=2.0×103 kg的汽車沿下坡行駛，當(dāng)駕駛員發(fā)現(xiàn)剎車失靈的同時發(fā)動機失去動力，此時速度表示數(shù)v1=36 km/h，汽車?yán)^續(xù)沿下坡勻加速直行l(wèi)=350 m、下降高度h=50 m時到達“避險車道”，此時速度表示數(shù)v2=72 km/h，然后沖上上坡的“避險車道”避險。（g取10 m/s2）
（1）求到達“避險車道”時汽車的動能；
（2）求汽車在下坡過程中所受的阻力；
（3）若“避險車道”是與水平面間的夾角為17°上坡，汽車在“避險車道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽車在“避險車道”上運動的最大位移（sin 17°≈0.3）。（結(jié)果保留一位小數(shù)）
參考答案
一、選擇題：本題共10小題，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1至7小題只有一項符合題目要求，每小題4分。第8至10小題有多項符合題目的要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。
1.【答案】D
【解析】對小球進行受力分析，如圖所示.
mg的對角不變，設(shè)為γ，設(shè)Fa的對角為α，F(xiàn)b的對角為β，在緩慢轉(zhuǎn)動的過程中，小球始終處于平衡狀態(tài)，由正弦定理得：；α角由鈍角減小至直角，再變?yōu)殇J角，sinα先逐漸增大后減小，可得Fa先逐漸增大，后減小.β角由直角增加至平角，sinβ逐漸減小，可得，F(xiàn)b逐漸減小.故ABC錯誤，D正確.故選D.
2.【答案】A
【解析】由圖可知，兩車均做勻加速運動，M車的加速度為，位移為，N車的加速度為，位移為，t時刻兩車間的距離為，若兩車相遇，則，解得，說明兩車相遇2次。選A。
3.【答案】C
【解析】A.工作人員受到的重力不會變化，仍為mg，A錯誤；
B.工作人員在望遠鏡球面上緩慢移動的過程中，處于平衡狀態(tài)，受到的合力大小為0，B錯誤；
CD.工作人員在望遠鏡球面上緩慢移動的過程中，處于平衡狀態(tài)，如圖
受到重力、支持力、和拉力和摩擦力，其合力為零，球面對人的作用力：支持力和摩擦力的合力F豎直向上，由平衡條件得，由牛頓第三定律得，人對球面的作用力大小為，對球面的壓力大小小于，D錯誤C正確。選C。
4.【答案】D
【解析】A.以P、Q整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得 ，得，設(shè)P受到的靜摩擦力大小為f，方向沿斜面向下，對P，由牛頓第二定律得，解得f=-μmgcsθ，方向沿斜面向上，A錯誤；
B.Q對P的靜摩擦力方向沿斜面向上，根據(jù)牛頓第三定律知，Q受到靜摩擦力作用，則方向沿斜面向下，B錯誤；
C.Q受到斜面的滑動摩擦力大小為，C錯誤；
D.因a＞0，即，μ＜tanθ，D正確。選D。
5.【答案】D
【解析】AD.斜拋運動在豎直方向的分運動是豎直上拋運動，根據(jù)豎直上拋運動的時間對稱性，可知斜拋物體的運動時間下降時間的兩倍，而由于斜拋物體的最高點與另一小球的拋出點的高度一樣，則可知做斜拋運動的小球運動時間是做平拋運動的小球運動時間的兩倍，要使兩小球同時落地，兩小球不能同時拋出，A錯誤，D正確；
B.由前面的分析可知兩小球落地時豎直方向的分速度大小相等，由于水平方向均做勻速直線運動，且兩小球大水平的分位移一樣，根據(jù)x=vt結(jié)合時間關(guān)系可知，做斜拋運動的小球在水平的分速度大小為做平拋運動的小球在水平方向的分速度的一半，根據(jù)，可知兩小球落地時速度大小不相等，B錯誤；
C.由于做斜拋運動的小球在水平的分速度大小為做平拋運動的小球在水平方向的分速度的一半，但斜拋小球還有豎直方向的分速度，C錯誤。選D。
6.【答案】D
【解析】A.由于小球穿在圓環(huán)上，當(dāng)小球到達最高點受到的支持力等于重力時，小球的速度為0，則要保證小球可以到達最高點A，k可以等于0，A錯誤；
BCD.當(dāng)小球在A點對圓環(huán)的壓力大小為0時，根據(jù)牛頓第二定律可得，解得，可知若，則小球在A點對圓環(huán)的壓力大小為0；若，則小球在A點對圓環(huán)的壓力大小不為0；若，小球受到的重力不足以提供向心力，則圓環(huán)對小球有豎直向下的彈力，根據(jù)牛頓第二定律可得，解得，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球在A點對圓環(huán)產(chǎn)生方向豎直向上、大小為的拉力，BC錯誤，D正確。選D。
7.【答案】C
【解析】A.根據(jù)，解得，可知載人飛船在軌道II上運行經(jīng)過A點時的加速度等于核心艙在軌道I運行的加速度，A錯誤；
B.根據(jù)，解得，可知天和核心艙在圓形軌道I上運行速度大于同步衛(wèi)星的運行速度，由，可知同步衛(wèi)星的運行速度大于地球赤道上物體的運動速度，所以天和核心艙在圓形軌道I上運行速度大于地球赤道上物體的運動速度，B錯誤；
C.由黃金代換，可得，聯(lián)立，解得，C正確；
D.根據(jù)開普勒第三定律，可得，核心艙在軌道I上運行的周期與載人飛船在軌道II上運行的周期之比為，D錯誤。選C。
8.【答案】AD
【解析】A.因為初位置速度為零，則重力對B做功的功率為0，最低點速度方向與重力的方向垂直，重力對B做功的功率也為零，可知重力的功率先增大后減小，A正確；
B.AB小球組成的系統(tǒng)，在運動過程中機械能守恒，設(shè)B到達軌道最低點時速度為v，根據(jù)機械能守恒定律得：，解得：，在最低點，根據(jù)牛頓第二定律得：N?mg=m，解得：N=2mg，B錯誤；
C.下滑過程中,B的重力勢能減小△EP=mgR，動能增加量，所以B的機械能減小，C錯誤；
D.整個過程中對A，根據(jù)動能定理得：，D正確。選：AD
9.【答案】AD
【解析】AB：對座椅受力分析，如圖所示，
豎直方向，解得，水平方向根據(jù)牛頓第二定律有，鋼繩的拉力大小為，A正確，B錯誤；
C：因鋼繩拉力的豎直分量等于人的重力，則即使角速度足夠大，也不可以使鋼繩水平拉直，C錯誤；
D：根據(jù)A、B項分析知，兩邊可消掉m，夾角不受人的質(zhì)量影響，即兩個體重不同的人，擺開的夾角θ一樣大，D正確。選AD。
10.【答案】ABD
【解析】在，物體受力分析知，解得，末物體的速度為，物體的位移為，后，物體先向上減速，則，解得，設(shè)經(jīng)過后減速為0，則有，物體的位移為，段物體向下加速，摩擦力反向，則有，解得，末物體的速度為，物體的位移為
A.第2秒內(nèi)拉力做功為，A正確；
B.物體受到的摩擦力為，摩擦力做功為，B正確；
C.2s末重力的功率為，C錯誤；
D.2s內(nèi)重力做功為，則物體重力勢能增加，D正確。選ABD。
二、非選擇題：本題共6小題，共70分。
11.（9分）【答案】（1）不需要；沒有平衡摩擦力；（2）0.50；（3）0.2；0.1
【解析】（1）由于圖中裝置，可以通過力傳感器得到細線拉力大小，所以沙桶和沙的總質(zhì)量不需要滿足遠小于滑塊的質(zhì)量；圖中安裝好的器材有一處不合理之處是沒有平衡摩擦力。
（2）紙帶上每兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，則相鄰計數(shù)點的時間間隔為，根據(jù)逐差法可得滑塊的加速度大小為。
（3）以滑塊為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得，可得，可知圖像的斜率為，解得滑塊的質(zhì)量為，圖像的橫軸截距為，解得滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為。
12.（6分）【答案】(1)BD，(2)2.0；（，）
【解析】（1）A.鋼球與斜槽間的摩擦對實驗無影響，只要到達斜槽末端的速度相等即可，A錯誤；
B.使用密度大、體積小的鋼球可減小相對的阻力，從而減小誤差，B正確；
C.實驗時，讓小球每次都從同一位置由靜止開始滾下，以保證初速度相同，C錯誤；
D.使斜槽末端切線保持水平，以保證拋出時的初速度水平，D正確。選BD。
（2）[1]由于物體在豎直方向做自由落體運動，在豎直方向有，，解得，水平方向，解得
[2]小球在B位置的豎直方向的速度為，設(shè)小球從拋出點到B位置所用時間為t，則，得，小球從拋出點到B點的水平位移為，小球從拋出點到B點的豎直位移為，所以小球平拋的起點橫坐標(biāo)為，小球平拋的起點縱坐標(biāo)為，所以小球平拋的起點坐標(biāo)為（，）。
13.（10分）【答案】（1） （2）
【解析】(1) 對打在中點的微粒有：，解得：；
(2) 打在B點的微粒，，解得：，同理，打在A點的微粒初速度：，微粒初速度范圍：.
14.（12分）【答案】（1）；（2）y＝0.025m
【解析】（1）設(shè)小物體受到的支持力為F，受力如圖所示。
根據(jù)牛頓第二定律得，，解得
（2）“V”型二面體突然停止轉(zhuǎn)動，設(shè)小物體在二面體上運動的時間為t，運動的初速度大小為，加速度大小為a，沿AD方向向下運動的距離為y，則
，，小物體沿BA方向的速度為，小物體沿BA方向的位移為，小物體沿AD方向的位移為，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得y＝0.025m
15.（15分）【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）衛(wèi)星做勻速圓周運動，得
（2）根據(jù)開普勒第三定律，得
（3）每2T0時間小明與衛(wèi)星相遇3次，即每時間相遇一次，得，得
16.（18分）【答案】（1）；（2）；（3）33.3m
【解析】解析：（1）根據(jù)公式，代入數(shù)據(jù)，解得
（2）由動能定理可得，汽車在下坡過程中有，代入數(shù)據(jù)，解得
（3）設(shè)向上運動的最大位移是，由動能定理可得，代入數(shù)據(jù)，解得

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