1．本試題共6頁，滿分100分，時間75分鐘。
2．答卷前，務(wù)必將答題卡上密封線內(nèi)的各項目填寫清楚。
3．回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
4．考試結(jié)束后，監(jiān)考員將答題卡按順序收回，裝袋整理；試題不回收。
第Ⅰ卷（選擇題 共46分）
一、選擇題（本大題共10小題，計46分。第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不選的得0分）
1. 炎炎酷暑，蟬噪蟲焦，灑水車通過對路面、綠化帶等灑水能夠起到一些防塵降溫的作用。在沿路灑水的過程中，灑水車的總質(zhì)量不斷減小，則灑水車（ ）
A. 失去慣性B. 慣性不變
C 慣性減小D. 慣性增大
【答案】C
【解析】根據(jù)牛頓第一定律可知，質(zhì)量是慣性的唯一量度。在沿路灑水的過程中，灑水車的總質(zhì)量不斷減小，則灑水車慣性減小。
故選C。
2. 利用風(fēng)洞實驗室可以模擬運動員比賽時所受風(fēng)阻情況，幫助運動員提高成績。為了更加直觀的研究風(fēng)洞里的流場環(huán)境，可以借助煙塵輔助觀察，如圖甲所示，在某次實驗中獲得煙塵顆粒做曲線運動的軌跡，如圖乙所示，則由該軌跡可推斷出（ ）
A. 煙塵顆粒做的不可能是勻變速曲線運動B. 煙塵顆粒一定做勻變速曲線運動
C. P、Q兩點處的速度方向可能相反D. P、Q兩點處的速度方向可能垂直
【答案】A
【解析】AB．做曲線運動的物體，所受合力總是指向軌跡的凹測，由題圖乙可知，煙塵顆粒所受合力的方向產(chǎn)生變化，且Q點和P點處的曲率半徑不同，可知其合力的大小不同，煙塵顆粒做的不可能是勻變速曲線運動，A正確，B錯誤；
CD．曲線運動在某點的速度方向是沿軌跡在該點的切線方向，由題意可知，P、Q兩點處的速度方向不可能相反，也不可能垂直，CD錯誤。
故選A。
3. 2024年5月9日，長征三號乙運載火箭將中國首顆中軌寬帶“智慧天網(wǎng)一號01星”通信衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。該衛(wèi)星在預(yù)定軌道的運動可視為勻速圓周運動，其軌道半徑約為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的0.63倍，該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期約為（ ）
A. 0.9天B. 0.5天C. 0.2天D. 0.1天
【答案】B
【解析】根據(jù)開普勒第三定律
該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期約為
故選B。
4. 如圖所示的商場自動感應(yīng)門，當(dāng)人走近時，兩扇感應(yīng)門從靜止開始同時向左右平移，經(jīng)4s恰好完全打開，兩扇門移動距離均為2m，若門從靜止開始以大小相同的加速度先勻加速運動后勻減速運動，完全打開時速度恰好為0，則門的加速度大小為（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】設(shè)門的最大速度為，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可知加速過程和減速過程的平均速度均為，且時間相等，均為2s，根據(jù)
可得
則加速度
故選B。
5. 如圖，一運動員站在水平地面上射箭時，保持初速度大小及出射點位置不變，箭與水平方向夾角為，忽略空氣阻力和發(fā)射點到地面的距離，則下列說法正確的是（ ）
A. 增大將減小箭運動過程中的最小速度B. 減小將增大箭上升的最大高度
C. 改變并不影響箭落地時速度的方向D. 增大一定可以增大箭運動的最遠距離
【答案】A
【解析】A．箭做斜上拋運動，運動過程中最小速度即到達最高點時的速度，其大小
則增大則vx減小，即將減小箭運動過程中的最小速度，選項A正確；
B．箭上升的最大高度
則減小將減小箭上升的最大高度，選項B錯誤；
C．由拋物線軌跡的對稱性可知，箭落地時的速度反向與水平方向的夾角仍為，則改變也會影響箭落地時速度的方向，選項C錯誤；
D．箭的最遠距離
可知當(dāng)時射程x最大，則增大不一定增大箭運動的最遠距離，選項D錯誤。
6. 甲、乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運動，時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標，如圖所示，圖線a、b分別描述了甲、乙兩車在0~20s的運動情況。下列說法正確的是（ ）
A. 在0~10s內(nèi)兩車都做減速直線運動
B. 在10~20s內(nèi)乙車加速度大小為
C. 在時兩車相遇
D. 在10s時乙車在甲車前方25m處
【答案】D
【解析】A．在0~10s內(nèi)甲車勻速運動，乙車做減速直線運動，選項A錯誤；
B．圖像斜率等于加速度，可知在10~20s內(nèi)乙車加速度大小為
選項B錯誤；
C．在時乙車的速度大于甲車，則乙車的位移大于甲車位移，則在時兩車沒能相遇，選項C錯誤；
D．圖像的面積等于位移可知，在10s時乙車在甲車前方
選項D正確。
7. 如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊（可視為質(zhì)點）隨轉(zhuǎn)臺緩慢加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達到某一數(shù)值時，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺做平拋運動。測得轉(zhuǎn)臺半徑，離水平地面的高度，小物塊平拋落地過程水平位移的大小。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取。則下列說法正確的是（ ）
A. 物塊做平拋運動初速度大小為2m/s
B. 物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)為0.5
C. 物塊從滑離轉(zhuǎn)臺到落地過程的位移大小為
D. 物塊在轉(zhuǎn)臺上加速時，受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
【答案】C
【解析】A．在豎直方向上有
在水平方向上有
聯(lián)立解得物塊做平拋運動的初速度大小為
故A錯誤；
B．物塊離開轉(zhuǎn)臺時，最大靜摩擦力提供向心力，有
又
聯(lián)立解得
故B錯誤；
C．由幾何關(guān)系可知物塊從滑離轉(zhuǎn)臺到落地過程的位移大小為
故C正確；
D．物塊在轉(zhuǎn)臺上加速時，物塊受到重力、支持力和摩擦力作用，向心力只是效果力，故D錯誤。
故選C。
8. 如圖，一送餐機器人在送餐，餐具放在水平托盤上，機器人在水平方向上做勻加速直線運動的過程中，餐具與水平托盤始終無相對滑動。下列說法正確的是（ ）
A. 重力對餐具做正功B. 支持力對餐具做負功
C. 摩擦力對餐具做正功D. 合力對餐具做正功
【答案】CD
【解析】A．重力與與運動方向垂直，則重力對餐具不做功，故A錯誤；
B．支持力與運動方向垂直，則支持力對餐具不做功，故B錯誤；
C．餐具跟著機器人在水平方向做勻加速直線運動，對餐具受力分析可知，受重力、支持力，向前的靜摩擦力，則靜摩擦力與運動方向相同，靜摩擦力對餐具做正功，故C正確；
D．餐具在水平方向做勻加速直線運動，根據(jù)動能定理可知合力對餐具做正功，故D正確。
故選CD。
9. “抖空竹”是中國傳統(tǒng)的體育活動之一。現(xiàn)將抖空竹中的過程簡化成如圖所示模型：不可伸長的輕繩系于兩根輕桿的端點位置，左、右手分別握住兩根輕桿的另一端，一定質(zhì)量的空竹架在輕繩上，左手抬高的同時右手放低，使繩的兩個端點沿豎直面內(nèi)等腰梯形的兩個腰（梯形的上下底水平）勻速移動，即兩端點分別自A、C兩點，沿AB、CD以同樣大小的速度勻速移動，忽略摩擦力及空氣阻力的影響，則在變化過程中，下列說法正確的是（ ）
A. 左右兩繩的夾角不變B. 左右兩繩的夾角減少
C. 輕繩的張力變大D. 輕繩的張力大小不變
【答案】AD
【解析】對空竹受力分析，同一根繩子拉力處處相等，所以 ，如圖所示
設(shè)F1與水平方向的夾角為α，F(xiàn)2與水平方向的夾角為β，根據(jù)共點力平衡，在水平方向上有
所以
所以兩根繩與豎直方向的夾角相等，設(shè)為，則有
解得
兩端點沿AB、CD以同一速度勻速移動，則移動過程的位移大小相等，兩端點在水平方向上的距離不變，所以不變，則F1和F2均不變，且兩者大小相等。
故選AD。
10. 滑草是一項使用滑草車沿傾斜草地滑行的運動，深受青年人喜愛，甲圖為滑草運動場地鳥瞰圖。某滑草運動場地由傾斜滑道AB和水平滑道BC兩部分組成，B點處平滑連接，如圖乙所示。傾斜滑道AB長100m，與水平面夾角為37°。某游客乘坐滑草車從A點由靜止開始沿滑道下滑，滑草車在AB段做勻加速直線運動。取傾斜滑道底端為零勢能面，游客與滑草車在AB上運動的機械能、重力勢能隨位移x的變化情況如圖丙所示。重力加速度大小取，，，下列說法正確的是（ ）
A. 游客和滑草車總質(zhì)量為55.8kg
B. 游客到達B點時的速度為10m/s
C. 滑草車與傾斜滑道間的動摩擦因數(shù)為0.6875
D. 游客與滑草車下滑過程中機械能的減小量等于重力做的功
【答案】BC
【解析】A．游客和滑草車開始下滑時重力勢能為
解得游客和滑草車總質(zhì)量為
故A錯誤；
B．由圖像可知，游客到達B點時的動能等于機械能，為4650J，則根據(jù)
可得游客到達B點時的速度為
故B正確；
CD．根據(jù)功能關(guān)系可知，游客與滑草車下滑過程中機械能的減小量等于克服摩擦力做的功，則有
解得滑草車與傾斜滑道間的動摩擦因數(shù)為
故C正確，D錯誤。
故選BC。
二、實驗探究題（本大題共2小題，計18分）
11. 如圖所示的裝置可以用來探究做勻速圓周運動的物體需要的向心力大小與哪些因素有關(guān)。兩個變速塔輪通過皮帶連接，半徑分別為Ra和Rb，選變速塔輪上不同的輪可以改變 Ra、Rb的大小。長槽和短槽分別與塔輪a、塔輪b同軸固定，長槽上兩個擋板與轉(zhuǎn)軸相距分別為r0和2r0，短槽上擋板與轉(zhuǎn)軸相距r0，質(zhì)量分別為m1、m2的鋼球1、2放在槽中。實驗中，勻速轉(zhuǎn)動手柄帶動塔輪a和塔輪b轉(zhuǎn)動，鋼球隨之做勻速圓周運動，最后從標尺上讀出兩個鋼球所受向心力F1、F2的比值。
（1）本實驗采用的科學(xué)方法是 （填選項前的字母）。
A. 控制變量法B. 極限法
C. 微元法D. 等效替代法
（2）某次實驗中鋼球的質(zhì)量相同，要探究向心力大小與半徑的關(guān)系，則鋼球1應(yīng)放在長槽擋板距轉(zhuǎn)軸_________（選填“r0”或“2r0”）處，并且調(diào)節(jié)皮帶連接的兩個塔輪的半徑之比Ra：Rb=_________。
（3）若實驗時鋼球的質(zhì)量相同，均放在距轉(zhuǎn)軸r0處，調(diào)節(jié)兩個塔輪的半徑之比Ra：Rb=2：1，實驗讀出兩個鋼球所受向心力之比F1：F2=1：4，則根據(jù)實驗結(jié)果可以推出的結(jié)論是： （填選項前的字母）。
A. 在質(zhì)量和運動半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比
B. 在質(zhì)量和運動半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度的平方成正比
【答案】（1）A （2） 1：1 （3）B
【解析】（1）本實驗采用控制變量法。
（2）[1]本實驗要探究向心力大小與半徑的關(guān)系，小球2放在短槽上擋板與轉(zhuǎn)軸相距r0處，則小球1應(yīng)放在長槽上擋板與轉(zhuǎn)軸相距2r0處。
[2]同時控制兩小球轉(zhuǎn)動的角速度相同，由于皮帶連接的兩個塔輪邊緣的線速度大小相等，根據(jù)
v=ωR
則調(diào)節(jié)皮帶連接的兩個塔輪的半徑之比應(yīng)為
Ra：Rb=1：1
（3）根據(jù)上一問分析可知
實驗結(jié)果結(jié)合數(shù)學(xué)關(guān)系可以推出的結(jié)論是質(zhì)量和運動半徑一定時，
可知向心力大小與角速度的平方成正比。
故選B。
12. 在“驗證機械能守恒定律”的一次實驗中，重物拖著紙帶自由下落，在紙帶上打出一系列的點，如圖所示，已知相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.02s，回答以下問題：
（1）關(guān)于本實驗，下列說法中正確的是（ ）；
A. 圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線上
B. 實驗前，手應(yīng)提住紙帶上端，使紙帶豎直
C. 實驗時，先放開紙帶，再接通打點計時器的電源
D. 數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置
（2）某同學(xué)用如圖甲所示裝置進行實驗，得到如圖乙所示的紙帶，把第一個點（初速度為零）記作O點，測出點間的距離，點間的距離，點C、E間的距離，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?，重物的質(zhì)量為，則打點計時器在打O點到C點的這段時間內(nèi)，重物動能的增加量為______，重力勢能的減少量為______；（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）
（3）在實驗中發(fā)現(xiàn)，重物減少的重力勢能______重物增加的動能（選填“大于”或“小于”或“等于”），其原因主要是因為____________。
【答案】（1）AB （2）8.00 8.25 （3）大于 重物受到空氣阻力或紙帶與打點計時器之間存阻力
【解析】（1）A．兩限位孔必須在同一豎直線上，這樣可以讓紙帶順利通過，減小摩擦對實驗的影響，A正確；
B．實驗前，手提住紙帶上端，使紙帶豎直，可以使紙帶放開后保持豎直狀態(tài)通過打點計時器，從而減小摩擦對實驗的影響，B正確；
C．應(yīng)該先接通打點計時器的電源，再釋放紙帶，這樣可以充分利用紙帶，使紙帶上數(shù)據(jù)點多，若先釋放紙帶后接通電源，紙帶上數(shù)據(jù)點會很少，甚至沒有數(shù)據(jù)，C錯誤；
D．應(yīng)選擇紙帶上距離適當(dāng)較遠的兩點作為初、末位置，這樣可以使誤差百分比減小，D錯誤。
故選AB。
（2）[1]打下C點時重物的速度大小是
則重物的動能增加量為
[2]重物減少的重力勢能為
（3）[1]由（2）中計算可知，重物減少的重力勢能大于重物增加的動能；
[2]由于阻力的作用重物減小的重力勢能總是略大于增加的動能，這里的阻力主要來源于重物受到的空氣阻力和紙帶與打點計時器之間的摩擦阻力。
三、計算題（本大題共3小題，計36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，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
13. 2024年5月“嫦娥六號”探測器成功發(fā)射，開啟世界首次月球背面采樣返回之旅。設(shè)“嫦娥六號”探測器著陸月球后，其攜帶的智能機器在月球表面測得質(zhì)量為的物體重為，已知月球的半徑為R，引力常量為G，月球視為質(zhì)量均勻的球體，忽略月球自轉(zhuǎn)的影響。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的質(zhì)量M；
（3）月球的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）質(zhì)量為在月球表面受到重力，即
得
（2）質(zhì)量為的物體在月球表面受到月球的引力等于重力，有
得
（3）設(shè)某一近月衛(wèi)星的質(zhì)量為m，衛(wèi)星繞月球做圓周運動，有
得
14. 如圖所示，一臺起重吊車將質(zhì)量m=5000kg的重物由靜止開始以a=0.2m/s2的加速度豎直向上勻加速提升，t=15s末之后保持功率不變繼續(xù)提升重物，直至重物勻速上升。取g=10m/s2，不計空氣阻力，求：
（1）該起重吊車的額定功率；
（2）重物上升的最大速度；
（3）重物開始運動后20s內(nèi)起重吊車提升重物的平均功率。
【答案】（1）153000W （2）3.06m/s （3）95625W
【解析】（1）重物做勻加速運動
由牛頓第二定律可得
解得
15s末重物的速度為
所以起重吊車的額定功率為
（2）當(dāng)重物達到最大速度時，牽引力等于重力，
則
（3）提升重物的過程中功率隨時間的變化圖像如圖所示
圖像與坐標軸所圍區(qū)域的面積表示牽引力做的功
所以前20s內(nèi)起重機對重物做功為
故平均功率為
15. 如圖所示，水平地面上固定一高的水平臺面，臺面上豎直固定傾角為的直軌道AB、水平直軌道BC、四分之一圓周細圓管道CD和半圓形軌道DEF，它們平滑連接且處處光滑，其中管道CD的半徑、圓心在點，軌道DEF的半徑、圓心在點，、、和F點均處在同一水平線上。一小球從軌道AB上距水平直軌道BC高為h（未知）的P點由靜止?jié)L下，小球經(jīng)管道CD、軌道DEF從F點豎直向下運動，與正下方固定在直桿上的三棱柱G碰撞，碰后速度方向水平向右，大小與碰前相等，最終落在地面上的Q點（小球做平拋運動的豎直距離可視為G距離水平地面的高度），取重力加速度大小，小球可視為質(zhì)點，不計空氣阻力。
（1）若P處小球的初始高度，求小球到達B點時的速度大??；
（2）若小球恰好能過最高點E，求h的最小值；
（3）若小球恰好能過最高點E，且三棱柱G的位置上下可調(diào)，求G距水平面的高度多大時，落地點Q與F點的水平距離x最大，其最大值為多少？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）對小滑塊，從P到B，由動能定理得
代入數(shù)據(jù)解得
（2）當(dāng)小球恰好能過最高點E時，h具有最小值，在E點有
代入數(shù)據(jù)解得
P點到E點，由動能定理得
代入數(shù)據(jù)解得
（3）設(shè)G到地面的高度為y，則E到G，由動能定理得
過D點后，由平拋規(guī)律得
聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得
當(dāng)?shù)臅r候，即，x最大，解得

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