（考試時(shí)間90分鐘 滿分100分）
一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 下列物理量不能取負(fù)值的是（ ）
A. 功B. 動(dòng)能C. 勢(shì)能D. 機(jī)械能
2. 如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B，突然使它所受的力方向反向而大小不變，即由F變?yōu)椋璅，若BD為曲線AB上B點(diǎn)的切線，則該物體（ ）
A. 可能沿曲線BE運(yùn)動(dòng)
B. 可能沿直線BD運(yùn)動(dòng)
C. 可能沿曲線BC運(yùn)動(dòng)
D. 可能沿原曲線由B返回A
3. 下列說法符合物理學(xué)史實(shí)的是（ ）
A. 第谷觀測(cè)并記錄了行星的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，最后總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)三大定律
B. 笛卡爾的“月-地檢驗(yàn)”表明地面物體與月球受地球的吸引力是同種性質(zhì)力
C. 牛頓提出了萬(wàn)有引力定律，并計(jì)算出了地球的質(zhì)量
D. 卡文迪什測(cè)出了引力常量G，被譽(yù)為“稱量地球質(zhì)量人”
4. 若不計(jì)空氣阻力，下列運(yùn)動(dòng)過程物體機(jī)械能一定增加的是（ ）
A. 物體做平拋運(yùn)動(dòng)B. 用豎直繩子拉者物體勻減速豎直上升
C. 物體在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D. 物體沿固定的光滑斜面自由下滑
5. 某同學(xué)利用無(wú)人機(jī)玩“投彈”游戲。無(wú)人機(jī)以水平速度向右勻速飛行，在某時(shí)刻釋放了一個(gè)小球，小球落地時(shí)的速度為，不計(jì)空氣阻力。下圖中能表示小球不同時(shí)刻速度的是（ ）
A. B.
C. D.
6. 2024年3月長(zhǎng)征八號(hào)火箭成功發(fā)射，將鵲橋二號(hào)直接送入預(yù)定地月轉(zhuǎn)移軌道。如圖所示，鵲橋二號(hào)進(jìn)入近月點(diǎn)P、遠(yuǎn)月點(diǎn)A的月球捕獲軌道開始繞月飛行。經(jīng)過多次軌道控制，鵲橋二號(hào)最終進(jìn)人近月點(diǎn)P和遠(yuǎn)月點(diǎn)B的環(huán)月軌道。則鵲橋二號(hào)（ ）
A. 離開火箭時(shí)的速度大于地球的第二宇宙速度
B. 在捕獲軌道運(yùn)行的周期等于在環(huán)月軌道運(yùn)行的周期
C. 在捕獲軌道經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)需點(diǎn)火加速才能進(jìn)入環(huán)月軌道
D. 在捕獲軌道經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于在環(huán)月軌道經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度
7. 如圖甲所示，為航天員做超重環(huán)境訓(xùn)練時(shí)的離心機(jī)，其工作時(shí)實(shí)驗(yàn)艙繞豎直軸快速轉(zhuǎn)動(dòng)，可以產(chǎn)生水平方向較大的加速度，從而模擬超重環(huán)境。一般人只能承受2~3g的加速度（g為重力加速度的大?。^4g就會(huì)感到呼吸困難、視力模糊、無(wú)法交流，而航天員通過訓(xùn)練可以承受8~10g的加速度。如圖乙所示，某次訓(xùn)練中，質(zhì)量為m的航天員躺坐在實(shí)驗(yàn)艙的座椅上，隨離心機(jī)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其加速度為8g。下列說法正確的是（ ）
A. 航天員在實(shí)驗(yàn)艙中所受的重力大小為
B. 航天員所受實(shí)驗(yàn)艙的作用力大小超過
C. 航天員所受實(shí)驗(yàn)艙的作用力方向水平指向圓周運(yùn)動(dòng)的圓心
D. 若離心機(jī)處于減速過程，則航天員所受的合力與其運(yùn)動(dòng)方向相反
8. 水稻播種時(shí)某次同時(shí)拋出的谷粒中有兩顆運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其軌跡在同一豎直平面內(nèi)，拋出點(diǎn)均為O，且軌跡交于P點(diǎn)，拋出時(shí)谷粒1和谷粒2的初速度大小分別為和，且，方向水平，方向斜向上。兩顆谷粒質(zhì)量相同。不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是（ ）
A. 谷粒1和谷粒2在P點(diǎn)相遇
B. 谷粒1在P點(diǎn)的速度大于谷粒2在P點(diǎn)的速度
C. 從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過程中，谷粒1的速度變化量小于谷粒2的
D. 從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過程中，谷粒1的動(dòng)能變化量小于谷粒2的
9. 滾筒洗衣機(jī)在運(yùn)行脫水程序時(shí)，有一硬幣（可視為質(zhì)點(diǎn)）被單獨(dú)甩到滾筒的筒壁上，隨筒壁一起在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圖中A、C兩點(diǎn)分別為滾筒的最高和最低位置，B、D兩點(diǎn)分別為與滾筒水平中心軸等高的位置。則（ ）
A. 硬幣在A點(diǎn)所受合力不小于其自身重力
B. 硬幣在B、D兩點(diǎn)的加速度相同
C. 從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，硬幣所受合力逐漸增大
D. 從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，硬幣所受的合力做正功
10. 小明用額定功率為1200W、最大拉力為300N的提升裝置，把靜置于地面的質(zhì)量為20的重物豎直提升到高為85.2m的平臺(tái)，先加速再勻速，最后做加速度大小不超過5的勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)平臺(tái)速度剛好為零。不計(jì)空氣阻力。重力加速度。下列說法正確的是（ ）
A. 為使提升重物用時(shí)最短，最初應(yīng)保持提升裝置的額定功率不變進(jìn)行加速
B. 為使提升重物用時(shí)最短，應(yīng)使重物先勻加速再勻速最后再勻減速運(yùn)動(dòng)
C. 為使提升重物用時(shí)最短，提升裝置的額定功率保持不變的時(shí)間為13.5s
D. 提升重物所用的最短時(shí)間為15.1s
二、本題共4小題，每小題3分，共12分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，有錯(cuò)選的得0分。
11. 如圖所示，是探究向心力大小F與質(zhì)量m、角速度和圓周運(yùn)動(dòng)半徑r之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可使兩側(cè)變速塔輪以及長(zhǎng)槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶分別套在左右兩塔輪上的不同圓盤上，可使兩個(gè)槽內(nèi)的小球分別以各自的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由擋板對(duì)小球的支持力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧κ箯椈蓽y(cè)力筒下降露出標(biāo)尺。下列說法正確的是（ ）
A. 根據(jù)標(biāo)尺露出的等分標(biāo)記，可粗略計(jì)算出兩小球所受向心力的比值
B. 探究向心力的大小F與角速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持質(zhì)量m和半徑r相同
C. 利用該裝置只能探究向心力大小F與m、和r之間的關(guān)系
D. 利用本實(shí)驗(yàn)可初略得到F與m、和r之間的關(guān)系為
12. 2024年5月太陽(yáng)爆發(fā)大級(jí)別耀斑，引發(fā)地磁暴，使得近地空間氣體密度增大，航天器的運(yùn)行阻力隨之增加，我國(guó)空間站的軌道高度在5月11日當(dāng)天下降了約1公里。假定軌道降低前后空間站均可視為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則與軌道降低前相比，軌道降低后空間站的（ ）
A. 加速度減小B. 動(dòng)能減小C. 周期減小D. 機(jī)械能減小
13. 質(zhì)量為的物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，其兩個(gè)正交分速度隨時(shí)間的變化圖像如圖所示，則（ ）
A. 0~6s內(nèi)物體始終做曲線運(yùn)動(dòng)
B. 0~4s內(nèi)物體的位移大小為
C. 0~4s內(nèi)物體做曲線運(yùn)動(dòng)，4s末物體的速度與加速度方向相反
D. 0~4s內(nèi)物體做直線運(yùn)動(dòng)，4~6s內(nèi)物體做曲線運(yùn)動(dòng)
14. 釣魚時(shí)甩竿是一關(guān)鍵技巧。圖中a至b位置的過程為甩竿過程的示意圖，甩竿過程中魚鉤和魚餌（以下簡(jiǎn)稱“鉤餌”）可近似認(rèn)為始終在竿的末端。釣魚者在a位置開始甩竿，鉤餌運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)b時(shí)，迅速釋放魚線，鉤餌被水平拋出，最后落在距b位置水平距離為s的水面上。甩竿過程可視為竿在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過了角，O點(diǎn)離水面高度為h、到竿末端的距離為L(zhǎng)。鉤餌從b點(diǎn)拋出后在空中運(yùn)動(dòng)過程中，不計(jì)魚線對(duì)其作用。不計(jì)空氣阻力。鉤餌質(zhì)量為m。重力加速度為g。則（ ）
A. 鉤餌在b點(diǎn)拋出時(shí)的速度大小為
B. 甩竿過程中，鉤餌、魚線和魚竿構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能增加
C. 甩竿過程中，鉤餌所受的合力做功
D. 釋放魚線后，鉤餌在落到水面前其速率隨時(shí)間均勻增加
三、本題共2小題，共18分。把答案填在答題紙相應(yīng)的橫線上。
15. 如圖甲所示，某同學(xué)采用重物自由下落的方法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為f，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。
（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是___________。
A. 重物的體積越大越好
B. 實(shí)驗(yàn)前必須用天平測(cè)出重物的質(zhì)量
C. 實(shí)驗(yàn)時(shí)先通電，打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶
（2）以下是實(shí)驗(yàn)相關(guān)的操作步驟：其中不正確的步驟有___________。
A. 根據(jù)圖示安裝實(shí)驗(yàn)器材
B. 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上
C. 根據(jù)紙帶測(cè)量重物下落的距離
D. 更換紙帶，重做幾次
（3）若已知重物的質(zhì)量為m，按實(shí)驗(yàn)要求正確選出紙帶，用毫米刻度尺測(cè)量連續(xù)三個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)A、B、C到起始點(diǎn)O的距離如圖乙所示，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能的減少量__________，動(dòng)能的增加量___________。
16. 三位同學(xué)采用不同的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行“探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。
（1）甲同學(xué)采用圖1所示的裝置。用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把a(bǔ)球沿水平方向彈出，同時(shí)b球被松開自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地。多次改變裝置的高度，同時(shí)改變小錘打擊的力度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明___________。
A. a球豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)
B. a球水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)
C. a球運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)
（2）乙同學(xué)采用圖2所示的裝置。兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，上端分別裝有電磁鐵C、D，軌道右端切線均水平、且位于同一條豎直線上，其中N的末端可看作與光滑的水平板相切。調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使，將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩鐵球同時(shí)從軌道M、N的末端以相同的水平初速度射出，實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是__________________________________，初步說明__________________________________.
（3）丙同學(xué)采用圖3所示的裝置。通過描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上記錄下小球平拋運(yùn)動(dòng)中時(shí)間間隔相等的三個(gè)位置A、B、C，但沒有記錄平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置，如圖4所示。已知坐標(biāo)紙每小格的邊長(zhǎng)為5.0，不計(jì)空氣阻力，則該相等的時(shí)間間隔_________s，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度_________。取重力加速度。
（4）丙同學(xué)將實(shí)驗(yàn)方案做了改變，如圖5所示，他把桌子搬到墻的附近，調(diào)整好儀器，使從斜槽軌道固定位置P滾下的小球能夠打在正對(duì)的墻上，把白紙和復(fù)寫紙附著在墻上，記錄小球的落點(diǎn)。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中僅水平移動(dòng)桌子，使固定于斜槽末端的重錘線依次處于圖中1、2、3的位置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，1與2的水平間距等于2與3的水平間距。通過三次實(shí)驗(yàn)，記錄到小球在白紙上同一豎直線上的三個(gè)落點(diǎn)，則下列三幅圖中_________圖可能正確。
四、本題共4小題，共40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。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。把解答過程填在答題紙相應(yīng)的空白處。
17. 某人騎摩托車越過一個(gè)壕溝，壕溝兩側(cè)高度差。摩托車后輪離開地面后失去動(dòng)力，可視為平拋運(yùn)動(dòng)，后輪落到壕溝對(duì)面才算安全。若摩托車恰好越過這個(gè)壕溝的初速度為，重力加速度。求：
（1）摩托車在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；
（2）壕溝兩側(cè)的水平距離x；
（3）摩托車恰好越過壕溝落地前瞬間的速度大小v。
18. 運(yùn)動(dòng)員在自由式滑雪U型場(chǎng)地技巧賽中，其運(yùn)動(dòng)過程可視為如圖所示的模型，U型場(chǎng)地可視為半徑的半圓，其直徑水平。運(yùn)動(dòng)員從高出U型場(chǎng)地頂端處自由下落，從A點(diǎn)切入U(xiǎn)型場(chǎng)地。已知運(yùn)動(dòng)員及裝備（可視為質(zhì)點(diǎn)）總質(zhì)量為，重力加速度。
（1）若不計(jì)一切阻力，求：
a.運(yùn)動(dòng)員滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小v；
b.運(yùn)動(dòng)員滑到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)U型場(chǎng)地的壓力大小F。
（2）若考慮阻力作用，運(yùn)動(dòng)員滑到B點(diǎn)時(shí)速度恰好減為零，求運(yùn)動(dòng)員從開始下落到B點(diǎn)過程中克服阻力所做的功W。
19. 生活中常見許多運(yùn)動(dòng)，摩擦力在其中都起著重要的作用。例如，自行車在水平路面拐彎時(shí)，所受的側(cè)向摩擦力為其提供向心力。
（1）情境1：如圖甲所示，假定場(chǎng)地自行車賽道坡面與水平面的夾角為。運(yùn)動(dòng)員騎自行車（可視為質(zhì)點(diǎn)）在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知自行車和運(yùn)動(dòng)員的總質(zhì)量為m。不計(jì)空氣阻力。重力加速度為g。取，。
a.若使自行車不受側(cè)向摩擦力作用，求自行車和運(yùn)動(dòng)員的速度大小；
b.若運(yùn)動(dòng)員騎自行車的速度，求自行車所受側(cè)向摩擦力的大小f。
（2）情境2：一固定的、內(nèi)表面均粗糙的豎直圓筒，筒底水平。一小滑塊（圖中未畫）貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。關(guān)于小滑塊的位置及受力，小強(qiáng)認(rèn)為：小滑塊不可能在筒底貼著內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)，只可能在筒側(cè)壁上某一高度處運(yùn)動(dòng)；小滑塊受三個(gè)力，重力、筒側(cè)壁施加的支持力和摩擦力。請(qǐng)分析說明小強(qiáng)的上述說法是否正確。
20. 螺旋星系中有大量的恒星和星際物質(zhì)，主要分布在半徑為R的球體內(nèi)，球體外僅有極少的恒星。球體內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量為M，可認(rèn)為均勻分布，球體內(nèi)外的所有恒星都繞星系中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恒星到星系中心的距離為r，引力常量為G。
（1）求區(qū)域的恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小與r的關(guān)系；
（2）已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的萬(wàn)有引力為零。求區(qū)域的恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大??；
（3）科學(xué)家根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，得到此螺旋星系中不同位置的恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小隨的變化關(guān)系圖像，如圖所示。根據(jù)在范圍內(nèi)的恒星角速度大小與距離r的倒數(shù)成正比，科學(xué)家預(yù)言螺旋星系周圍（）存在一種特殊物質(zhì)，稱之為暗物質(zhì)。暗物質(zhì)與通常的物質(zhì)有引力相互作用，并遵循萬(wàn)有引力定律，求內(nèi)暗物質(zhì)的質(zhì)量。

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