卷子答案网-一个不只有答案的网站云南省玉溪市元江哈呢族彝族自治县第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题
一、单选题
1．（2020高一下·溆浦月考）物体由静止开始做匀加速直线运动，速度为v时，位移为S，当速度为4v时，位移为（ ）
A．9S B．16S C．4S D．8S
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】根据匀变速直线运动的速度位移公式可得 ，
联立上式解得
故答案为：B。
【分析】根据匀变速直线运动速度位移公式求出加速度，从而进一步算出速度为4v时的位移。
2．（2019高一上·浙江月考）某人从井口静止释放一颗小石子，不计空气阻力，为表示小石子落水前的运动，下列四幅图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】石子在下落过程中，做初速度为零的匀加速直线运动。而A图表示位置不变，物体静止，A不符合题意。位移时间图象斜率表示速度，速度不变表示做匀速直线运动，B不符合题意；速度为v=gt，可知是一个过原点的直线，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，s-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为位移，图像的斜率是速度，通过这些性质结合选项分析即可。
3．（2019高一下·湖南期中）一个质点在恒力F作用下，在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹如图所示，且在A点时的速度方向与x轴平行，则恒力F的方向可能是（ ）
A．沿＋x方向 B．沿－x方向 C．沿＋y方向 D．沿－y方向
【答案】D
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】由于物体做的是曲线运动，根据物体做曲线运动的条件可知，物体受到的恒力的方向应该斜向右下方，可能沿-y方向，D符合题意．
故答案为：D
【分析】做曲线运动的物体，受到的合外力指向圆弧的内部，运动方向是运动轨迹的切线方向。
4．2018年12月12日16时45分嫦娥四号探测器经过约110小时的奔月飞行到达月球附近．假设“嫦娥四号”在月球上空某高度处做圆周运动，运行速度为υ1，为成功实施近月制动，使它进入更靠近月球的预定圆轨道，设其运行速度为v2．对这一变轨过程及变轨前后的速度对比正确的是
A．发动机向后喷气进入低轨道，v1>v2
B．发动机向后喷气进入低轨道，v1
D．发动机向前喷气进入低轨道，v1< v2
【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】 要使“嫦娥四号”进入更靠近月球的预定圆轨道 ，则需减小“嫦娥四号”的速度，使其做向心运动，所以发动机向应前喷气减速，进入低轨道，卫星在圆轨道上运动时，根据万有引力提供向心力有：，解得：，由此式可知，轨道半径r减小，运行速度增大，即，故D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D.
【分析】根据卫星变轨原理分析“嫦娥四号发动机的喷气方向，根据卫星在圆轨道上运动时，万有引力提供向心力，推导卫星速度与轨道半径的关系，得到卫星在高轨道和低轨道上的速度关系。
5．两个共点力F1和F2的大小不变，它们的合力F与两分力F1、F2之间夹角θ的关系如图，则合力F大小的变化范围是（ ）
A．0~1 N B．1~3 N C．1~5 N D．1~7N
【答案】D
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】设，由图知当两力夹角为90°时，有，当两力夹角为180°时，有，联立解得，，根据合力与分力的关系，可得合力F大小的范围是，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据图中数据，由平行四边形定则计算两个分力的大小，再根据合力和分力的关系求出合力的大小范围。
二、多选题
6．（2019高一下·南昌期中）如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来．下列说法中正确的是（ ）
A．在最高点时，水对杯底一定有压力
B．在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零
C．在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力
D．在最低点时，杯中的水不只受重力作用
【答案】B,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】B．圆周运动最高点和最低点受力都是重力和绳子拉力而且二力都在半径方向，所以二者合力提供向心力．杯子最高点受拉力方向只可能向下，则有
所以最高点速度
不可能等于0，B符合题意．
A．对水分析，杯底对水的也是只能向下，分析同前，当 时F=0，A不符合题意．
CD．最低点时，不管是绳子拉力还是杯子对水的弹力也只能向上，合力提供向心力则有
也就是拉力和重力的合力提供向心力，
而且最低点拉力
杯中水受到的杯子弹力不可能等于0，所以C不符合题意，D符合题意．
故答案为：BD。
【分析】对处在不同位置的水和水桶进行受力分析，结合此时物体的速度，结合向心力公式分析水和水桶的受力情况。
三、单选题
7．如图，身长为3L，质量为m且质量分布均匀的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。从头部刚到达最高点开始，到身体中点刚刚到达最高点的过程中，毛毛虫的重力势能的变化量是（假设毛毛虫能一直贴着小石块前行）（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】重力势能
【解析】【解答】选地面为零势能面，由重力势能的公式可得，初状态的重力势能为，身体中点刚刚到达最高点时的重力势能为，其重力势能的变化量为，ABC符合题意，D不符合题意。
故答案为：D。
【分析】由初末状态的重力势能求出毛毛虫重力势能的变化量。
8．如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量m＝2 kg的另一物体B以水平速度v0＝3m/s滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（g取10 m/s2）（ ）
A．木板获得的动能为1 J B．系统损失的机械能为7 J
C．木板A的最小长度为1.5m D．A、B间的动摩擦因数为0.23
【答案】C
【知识点】功能关系；动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】A.设木板A的质量为M，由乙图可知，AB最终达到共速，共速速度为1m/s，可知木板获得的动能为，A、B相互作用过程中，系统所受合力为零，故系统动量守恒，可得，联立解得，M=4kg，A不符合题意；
B.系统损失的机械能为，B不符合题意；
C.B刚好滑到A的右端时，二者共速，这种情况中，木板长度最短，设木板A的最小长度为L，由乙图中图线与坐标轴所围面积表示位移，可得，C符合题意；
D.设A、B间的动摩擦因数为，根据功能关系可得，解得μ=0.2，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由动量守恒定律列式，求出长木板的质量，再由动能的定义式求出木板获得的动能；系统损失的机械能等于系统初末动能的差值；由v-t图象中，图线与横轴所围面积表示位移，求出木板A的最小长度；根据功能关系求解A、B间的动摩擦因数。
四、多选题
9．一个遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移-时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．前15 s内小汽车的位移为30 m
B．20 s末小汽车的速度为-1m/s
C．前25 s内小汽车做单方向直线运动
D．前25 s内小汽车的平均速度为1.6 m/s
【答案】A,B
【知识点】平均速度；运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知，前10s内，小汽车做匀速直线运动，位移为30m，10~15s静止，所以前15s内小汽车的位移为30m，A符合题意；
B.由图可知，15~25s内，汽车向负方向做匀速直线运动，由匀速直线运动的速度公式可得，20s末小汽车的速度为，B符合题意；
C.由图可知，前10s内小汽车向正方向运动，10s～15s小汽车静止，15s~25s向负方向运动，故前25s内小汽车不是做的单方向直线运动，C不符合题意；
D.由图可知，前25s内，小汽车的位移为20m，故小汽车的平均速度为，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】根据图象分析小汽车前15 s内小汽车的位移；由匀速运动的速度公式计算20s末汽车的速度；由图分析小汽车的运动方向；由平均速度公式求解前25 s内小汽车的平均速度。
10．如图所示，飞船在地面指挥控制中心的控制下，由近地点圆形轨道A，经椭圆轨道B转变到远地点的圆轨道C．轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点，以下说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道B上由P向Q运动的过程中速率越来越小
B．卫星在轨道C上经过Q点的速率大于在轨道A上经过P点的速率
C．卫星在轨道B上经过P点的向心加速度与在轨道A上经过P点的向心加速度是相等的
D．卫星在轨道B上经过Q点时受到地球的引力小于经过P点时受到地球的引力
【答案】A,C,D
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A.由开普勒第二定律可知，卫星在远地点的速率小于在近地点的速率，故卫星在轨道B上由近地点P向远地点Q运动的过程中速率越来越小，A符合题意；
B.卫星在A、C轨道上做的是匀速圆周运动，由万有引力充当向心力，可得，得，由此式可知，轨道半径越大，线速度越小，所以有，B不符合题意；
C.由牛顿第二定律可得卫星的向心加速度为，卫星在A、B两轨道上经过P点时，离地心的距离相等，所以向心加速度是相等的，C符合题意；
D.根据万有引力公式可知，卫星在轨道B上经过Q点时受到地球的引力小于经过P点时受到地球的引力，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】根据开普勒第二定律分析近地点和远地点的速率关系；由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力推导卫星速度与轨道半径的关系，得出卫星在轨道C上经过Q点的速率与在轨道A上经过P点的速率关系；由牛顿第二定律推导卫星做圆周运动的向心加速度与半径的关系，得到卫星在轨道B上经过P点的向心加速度与在轨道A上经过P点的向心加速度的关系；根据万有引力定律公式分析在轨道B上经过Q点时受到地球的引力与经过P点时受到地球的引力的大小关系。
11．（2019高一下·莆田期中）如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向左推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法正确的是（ ）
A．人对车厢做正功 B．车厢对人做负功
C．人对车厢做负功 D．车厢对人做正功
【答案】C,D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】先确定人对车厢的作用力方向和力的作用点的位移方向，这里人对车厢除有手对车厢的推力F1外，还有个容易被疏忽的力：脚对车厢地板的静摩擦力F2，受力分析如图所示．其中F1做正功，F2做负功．由于F1和F2大小未知，因此这两个力的总功正负难以确定．于是将研究对象转换为受力情况较简单的人，在水平方向人受到车厢壁向右的力F1′和车厢地板对人向左的静摩擦力F2′，这两个力的合力使人产生向左加速运动的加速度，合力是动力，对人做正功，表示车厢对人做正功，由牛顿第三定律知，人对车厢的作用力向右，是阻力，所以人对车厢做负功，CD符合题意．
故答案为：CD.
【分析】当力的方向与运动方向垂直的时候，力是不做功的，力如果做功，利用公式W=Fs cosα求解即可，其中α是力与位移的夹角。
12．（2022高一下·玉林期末）竖直平面内的圆周运动是物理学里的经典模型之一，某同学通过如下实验来探究其相关规律：如图，质量为m的均质小球固定在力传感器测量的一侧，传感器另一侧固定在轻杆一端，现给小球一初速度让其绕O点做圆周运动，小球球心到O点距离为L。已知当力传感器受到球对其的压力时读数为负，受到拉分时读数为正，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．只有当小球通过圆周最高点的速度大于时才能完成完整的圆周运动
B．若小球通过圆周最高点时速度大小为，则力传感器读数为
C．小球在与圆心等高的B点下方运动的过程中，力传感器读数总是为负值
D．若小球通过圆周最低点时速度大小为，则力传感器读数为
【答案】B,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．轻杆模型中小球过最高点时的速度大于0，A不符合题意；
B．在最高点受力分析有
将速度代入，解得
即小球受到向上的支持力，由牛顿第三定律可知传感器受到向下的压力，B符合题意；
C．小球在与圆心等高的B点下方运动的过程中，小球都受到拉力，力传感器读数总是为正值，C不符合题意；
D．在最低点受力分析有
将速度代入，解得
D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】利用牛顿第二定律可以判别小球过最高点的速度大于0；利用牛顿第二定律结合其速度的大小可以求出其力传感器的读数大小；利用其向心力方向可以判别小球在圆心以下的位置受到拉力的作用其力传感器都是正值。
五、实验题
13．（2018高一上·河南月考）某同学用下图所示装置测定重力加速度的大小，已知打点的频率为50Hz，请回答：
（1）除打点计时器、纸带、重物、铁架台、夹子、导线及开关外，在下面的器材中，还必须使用的有____________（填选项代号）。
A．电压为6V以下的交流电源 B．电压为220V的交流电源
C．刻度尺 D．秒表
（2）打出的纸带如下图所示，可以判断实验时重物连接在纸带的 端．(选填“左”或“右”)
（3）根据打点计时器打出的纸带，可以从纸带上直接测得的物理量是 ____________
A．加速度 B．速度 C．位移 D．平均速度
（4）已知纸带上记录的点为打点计时器连续打的点，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为 m/s，所测得的重力加速度大小为 m/s2．（结果均保留三位有效数字）
【答案】（1）B；C
（2）左
（3）C
（4）1.17m/s；9.75m/s2
【知识点】用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)A、电火花打点计时器需要220V交流电源，A不符合题意，B符合题意；
C、打出的纸带需要刻度尺测量计数点间的距离，所以需要刻度尺，C符合题意；
D、打点计时器本身就是一种计时仪器，所以不需要秒表，D不符合题意.
故答案为：BC.(2)因为纸带做加速运动，所以打出的点间的距离会越来越大，所以重物连接在纸带的左端；(3)由于打点计时器打出的纸带中相邻的点间的时间间隔为0.02s，所以数出两点间的点的个数就可以知道两点间的总时间，用刻度尺可以直接测出两点间的距离；而平均速度等于位移除以时间，需要用公式计算；瞬时速度的解法根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度解得，也需要用公式计算；加速度根据匀变速直线运动的推论公式△x=gT2可以求，也需要用公式计算，C符合题意，A、B、D不符合题意.
故答案为：C.(4)相邻计数点间的时间间隔为匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，B点速度等于AC段平均速度，故 ，根据公式△x=gT2得，即 ，代入数据可得 .
【分析】（1）电磁打点计时器需要低压交流电来工作，电火花打点计时器需要220V交流电来工作；利用刻度尺测量纸带上点的距离，分析物体的运动状态；
（2）左端点密集，速度比较小，右端点比较疏松，速度比较大，故右端与重物相连；
（3）刻度尺测量纸带上点的距离，即物体的位移；
（4）C点的速度等于物体在BD段中运动的平均速度，即利用BD的长度除以对应的时间即可；结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度即可。
14．（2023高一下·华坪期末）小星利用气垫导轨设计了一个“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示，在导轨旁边固定一与导轨平行的刻度尺，然后用一手机固定于导轨上方，使摄像头正对导轨，开启视频录像功能，调节导轨的倾斜角度（通过量角器量出），使滑块从导轨顶端静止滑下，并用手机记录下滑块做匀加速直线运动的全程情况，然后通过录像回放。取滑块出发点为参考点，得到滑块相对于该点的距离x和所用时间t（通过手机读取）的数据，然后改变轨道倾角，得到多组x、t值（已知滑块的质量为kg，，，，结果保留两位小数）
（1）若小星在实验中得到了如下数据：当倾角时，取cm，测得s，则滑块在此过程中重力势能的减小量为 ，动能的增加量为 。
（2）小星改变导轨倾角，使，取cm，测得s，则滑块在此过程中重力势能的减小量为 ，动能的增加量为 。由以上数据，你能得到的结论是 。
（3）但小星通过推理发现可画图像来验证机械能是否守恒，结果她得到的图像如图：该直线不过原点的原因为 。
【答案】（1）0.81J；0.81J
（2）3.92J；3.84J；在误差允许范围内，机械能守恒
（3）空气阻力
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）滑块的重力势能的减小量为，滑块运动的位移为，得滑块匀加速直线运动的末速度为，故滑块的动能增量为；
（2）滑块的重力势能的减小量为，滑块运动的位移为，得滑块匀加速直线运动的末速度为，故滑块的动能增量为，由以上数据可得，在只有重力做功时，在误差允许的范围内，物体的机械能守恒；
（3）由机械能守恒定律可得，得，故图线应为过原点直线，当考虑空气阻力时，由动能定理可得，得，可知直线不过原点的原因是因为有空气阻力的作用。
【分析】（1）（2）由重力势能和动能的定义式求解重力势能的变化量和动能的变化量，得出机械能守恒的实验结论；（3）由动能定理推导考虑空气阻力作用时的表达式，得出直线不过原点的原因。
六、解答题
15．（2018高一下·河南期中）长为L的细线，拴一质量为m的小球，细线上端固定，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，求细线与竖直方向成θ角时：(重力加速度为g)
（1）细线中的拉力大小；
（2）小球运动的线速度的大小.
【答案】（1）解：小球受重力、和绳子的拉力，合力提供向心力，由图得：
绳子拉力大小
（2）解：小球做圆周运动的半径r＝Lsin θ，
向心力Fn＝FTsin θ＝mgtan θ，
而 故小球的线速度
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【分析】本题中小球作匀速圆周运动，小球所受重力和绳拉力的合力提供向心力，合力指向圆心，根据力的平行四边形定则可求绳中拉力，然后由合力等于向心力可求速度。
16．如图甲所示，一质量为4kg的物体静止在水平地面上，让物体在水平推力F作用下开始运动，推力F随位移x变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数（g取）。求：
（1）水平推力F在前内做的功；
（2）物体的最大滑行距离；
（3）物体在运动过程中的最大速度。
【答案】（1）解：由F-x图象可知推力对物体做的总功等于F-x图象与坐标轴围成的面积，则水平推力F在前4m内做的功为
（2）解：由动能定理得
代入数据得xmax=10m
（3）解：由图象可知，推力为
物体受到的滑动摩擦力
当物体所受合力为零时，物体的速度最大，即时物体受到最大
解得
图线与坐标轴围成图形的面积等于推力对物体做功，设物体的最大速度为，由图象可知，物体速度最大时，推力对物体做功
从物体开始运动到速度最大过程，对物体，由动能定理得
代入数据解得
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）根据F-x图象中，图线与横轴所围成的面积表示力F做的功，求出水平推力F在前内做的功；（2）由动能定理求解物体的最大滑行距离；（3）当推力F与摩擦力大小相等时，物体的速度最大，由数学知识结合图像求出推力与摩擦力相等时物体的位移，再由动能定理求出物体在运动过程中的最大速度。
17．随着智能手机的使用越来越广泛，一些人在驾车时也常常离不开手机。然而开车使用手机是一种分心驾驶的行为，极易引发交通事故．如图甲所示，一辆出租车在平直公路上以v0=20 m/s的速度匀速行驶，此时车的正前方x0=63.5m处有一电动三轮车，正以v1=6m/s速度匀速行驶，而出租车司机此时正低头看手机，3.5 s后才发现危险，司机立刻采取紧急制动措施。若从司机发现危险开始计时，出租车的速度–时间图象如图乙所示，g取10 m/s2。
（1）假若出租车前面没有任何物体，从出租车司机低头看手机到出租车停止运动的这段时间内，出租车前进的距离是多少？
（2）通过计算判断三轮车是否被撞。若不会相撞，求二者间的最小距离。若会相撞，求从出租车刹车开始，经过多长时间二者相撞。
【答案】（1）解：根据题意可知，出租车先匀速3.5s，然后在反应时间0.5s内继续匀速，然后减速到停止，总位移为
（2）解：根据图像可知，减速的加速度为
当两车速度相等时，刹车时间有
解得：
此过程出租车位移
电车位移：
因为
会相撞，根据位移关系有：
解得：
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；追及相遇问题
【解析】【分析】（1）司机看手机的时间内，汽车做匀速运动，刹车后，汽车做匀减速直线运动，由位移时间关系，求出从出租车司机低头看手机到出租车停止运动的这段时间内，出租车前进的距离；（2）根据追及相遇原理，由运动学公式综合求解。
云南省玉溪市元江哈呢族彝族自治县第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题
一、单选题
1．（2020高一下·溆浦月考）物体由静止开始做匀加速直线运动，速度为v时，位移为S，当速度为4v时，位移为（ ）
A．9S B．16S C．4S D．8S
2．（2019高一上·浙江月考）某人从井口静止释放一颗小石子，不计空气阻力，为表示小石子落水前的运动，下列四幅图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2019高一下·湖南期中）一个质点在恒力F作用下，在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹如图所示，且在A点时的速度方向与x轴平行，则恒力F的方向可能是（ ）
A．沿＋x方向 B．沿－x方向 C．沿＋y方向 D．沿－y方向
4．2018年12月12日16时45分嫦娥四号探测器经过约110小时的奔月飞行到达月球附近．假设“嫦娥四号”在月球上空某高度处做圆周运动，运行速度为υ1，为成功实施近月制动，使它进入更靠近月球的预定圆轨道，设其运行速度为v2．对这一变轨过程及变轨前后的速度对比正确的是
A．发动机向后喷气进入低轨道，v1>v2
B．发动机向后喷气进入低轨道，v1
D．发动机向前喷气进入低轨道，v1< v2
5．两个共点力F1和F2的大小不变，它们的合力F与两分力F1、F2之间夹角θ的关系如图，则合力F大小的变化范围是（ ）
A．0~1 N B．1~3 N C．1~5 N D．1~7N
二、多选题
6．（2019高一下·南昌期中）如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来．下列说法中正确的是（ ）
A．在最高点时，水对杯底一定有压力
B．在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零
C．在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力
D．在最低点时，杯中的水不只受重力作用
三、单选题
7．如图，身长为3L，质量为m且质量分布均匀的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。从头部刚到达最高点开始，到身体中点刚刚到达最高点的过程中，毛毛虫的重力势能的变化量是（假设毛毛虫能一直贴着小石块前行）（ ）
A． B． C． D．
8．如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量m＝2 kg的另一物体B以水平速度v0＝3m/s滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（g取10 m/s2）（ ）
A．木板获得的动能为1 J B．系统损失的机械能为7 J
C．木板A的最小长度为1.5m D．A、B间的动摩擦因数为0.23
四、多选题
9．一个遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移-时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．前15 s内小汽车的位移为30 m
B．20 s末小汽车的速度为-1m/s
C．前25 s内小汽车做单方向直线运动
D．前25 s内小汽车的平均速度为1.6 m/s
10．如图所示，飞船在地面指挥控制中心的控制下，由近地点圆形轨道A，经椭圆轨道B转变到远地点的圆轨道C．轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点，以下说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道B上由P向Q运动的过程中速率越来越小
B．卫星在轨道C上经过Q点的速率大于在轨道A上经过P点的速率
C．卫星在轨道B上经过P点的向心加速度与在轨道A上经过P点的向心加速度是相等的
D．卫星在轨道B上经过Q点时受到地球的引力小于经过P点时受到地球的引力
11．（2019高一下·莆田期中）如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向左推车厢(人与车厢始终保持相对静止)，则下列说法正确的是（ ）
A．人对车厢做正功 B．车厢对人做负功
C．人对车厢做负功 D．车厢对人做正功
12．（2022高一下·玉林期末）竖直平面内的圆周运动是物理学里的经典模型之一，某同学通过如下实验来探究其相关规律：如图，质量为m的均质小球固定在力传感器测量的一侧，传感器另一侧固定在轻杆一端，现给小球一初速度让其绕O点做圆周运动，小球球心到O点距离为L。已知当力传感器受到球对其的压力时读数为负，受到拉分时读数为正，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．只有当小球通过圆周最高点的速度大于时才能完成完整的圆周运动
B．若小球通过圆周最高点时速度大小为，则力传感器读数为
C．小球在与圆心等高的B点下方运动的过程中，力传感器读数总是为负值
D．若小球通过圆周最低点时速度大小为，则力传感器读数为
五、实验题
13．（2018高一上·河南月考）某同学用下图所示装置测定重力加速度的大小，已知打点的频率为50Hz，请回答：
（1）除打点计时器、纸带、重物、铁架台、夹子、导线及开关外，在下面的器材中，还必须使用的有____________（填选项代号）。
A．电压为6V以下的交流电源 B．电压为220V的交流电源
C．刻度尺 D．秒表
（2）打出的纸带如下图所示，可以判断实验时重物连接在纸带的 端．(选填“左”或“右”)
（3）根据打点计时器打出的纸带，可以从纸带上直接测得的物理量是 ____________
A．加速度 B．速度 C．位移 D．平均速度
（4）已知纸带上记录的点为打点计时器连续打的点，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为 m/s，所测得的重力加速度大小为 m/s2．（结果均保留三位有效数字）
14．（2023高一下·华坪期末）小星利用气垫导轨设计了一个“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示，在导轨旁边固定一与导轨平行的刻度尺，然后用一手机固定于导轨上方，使摄像头正对导轨，开启视频录像功能，调节导轨的倾斜角度（通过量角器量出），使滑块从导轨顶端静止滑下，并用手机记录下滑块做匀加速直线运动的全程情况，然后通过录像回放。取滑块出发点为参考点，得到滑块相对于该点的距离x和所用时间t（通过手机读取）的数据，然后改变轨道倾角，得到多组x、t值（已知滑块的质量为kg，，，，结果保留两位小数）
（1）若小星在实验中得到了如下数据：当倾角时，取cm，测得s，则滑块在此过程中重力势能的减小量为 ，动能的增加量为 。
（2）小星改变导轨倾角，使，取cm，测得s，则滑块在此过程中重力势能的减小量为 ，动能的增加量为 。由以上数据，你能得到的结论是 。
（3）但小星通过推理发现可画图像来验证机械能是否守恒，结果她得到的图像如图：该直线不过原点的原因为 。
六、解答题
15．（2018高一下·河南期中）长为L的细线，拴一质量为m的小球，细线上端固定，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，求细线与竖直方向成θ角时：(重力加速度为g)
（1）细线中的拉力大小；
（2）小球运动的线速度的大小.
16．如图甲所示，一质量为4kg的物体静止在水平地面上，让物体在水平推力F作用下开始运动，推力F随位移x变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数（g取）。求：
（1）水平推力F在前内做的功；
（2）物体的最大滑行距离；
（3）物体在运动过程中的最大速度。
17．随着智能手机的使用越来越广泛，一些人在驾车时也常常离不开手机。然而开车使用手机是一种分心驾驶的行为，极易引发交通事故．如图甲所示，一辆出租车在平直公路上以v0=20 m/s的速度匀速行驶，此时车的正前方x0=63.5m处有一电动三轮车，正以v1=6m/s速度匀速行驶，而出租车司机此时正低头看手机，3.5 s后才发现危险，司机立刻采取紧急制动措施。若从司机发现危险开始计时，出租车的速度–时间图象如图乙所示，g取10 m/s2。
（1）假若出租车前面没有任何物体，从出租车司机低头看手机到出租车停止运动的这段时间内，出租车前进的距离是多少？
（2）通过计算判断三轮车是否被撞。若不会相撞，求二者间的最小距离。若会相撞，求从出租车刹车开始，经过多长时间二者相撞。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】根据匀变速直线运动的速度位移公式可得 ，
联立上式解得
故答案为：B。
【分析】根据匀变速直线运动速度位移公式求出加速度，从而进一步算出速度为4v时的位移。
2．【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】石子在下落过程中，做初速度为零的匀加速直线运动。而A图表示位置不变，物体静止，A不符合题意。位移时间图象斜率表示速度，速度不变表示做匀速直线运动，B不符合题意；速度为v=gt，可知是一个过原点的直线，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，s-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为位移，图像的斜率是速度，通过这些性质结合选项分析即可。
3．【答案】D
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】由于物体做的是曲线运动，根据物体做曲线运动的条件可知，物体受到的恒力的方向应该斜向右下方，可能沿-y方向，D符合题意．
故答案为：D
【分析】做曲线运动的物体，受到的合外力指向圆弧的内部，运动方向是运动轨迹的切线方向。
4．【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】 要使“嫦娥四号”进入更靠近月球的预定圆轨道 ，则需减小“嫦娥四号”的速度，使其做向心运动，所以发动机向应前喷气减速，进入低轨道，卫星在圆轨道上运动时，根据万有引力提供向心力有：，解得：，由此式可知，轨道半径r减小，运行速度增大，即，故D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D.
【分析】根据卫星变轨原理分析“嫦娥四号发动机的喷气方向，根据卫星在圆轨道上运动时，万有引力提供向心力，推导卫星速度与轨道半径的关系，得到卫星在高轨道和低轨道上的速度关系。
5．【答案】D
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】设，由图知当两力夹角为90°时，有，当两力夹角为180°时，有，联立解得，，根据合力与分力的关系，可得合力F大小的范围是，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据图中数据，由平行四边形定则计算两个分力的大小，再根据合力和分力的关系求出合力的大小范围。
6．【答案】B,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】B．圆周运动最高点和最低点受力都是重力和绳子拉力而且二力都在半径方向，所以二者合力提供向心力．杯子最高点受拉力方向只可能向下，则有
所以最高点速度
不可能等于0，B符合题意．
A．对水分析，杯底对水的也是只能向下，分析同前，当 时F=0，A不符合题意．
CD．最低点时，不管是绳子拉力还是杯子对水的弹力也只能向上，合力提供向心力则有
也就是拉力和重力的合力提供向心力，
而且最低点拉力
杯中水受到的杯子弹力不可能等于0，所以C不符合题意，D符合题意．
故答案为：BD。
【分析】对处在不同位置的水和水桶进行受力分析，结合此时物体的速度，结合向心力公式分析水和水桶的受力情况。
7．【答案】D
【知识点】重力势能
【解析】【解答】选地面为零势能面，由重力势能的公式可得，初状态的重力势能为，身体中点刚刚到达最高点时的重力势能为，其重力势能的变化量为，ABC符合题意，D不符合题意。
故答案为：D。
【分析】由初末状态的重力势能求出毛毛虫重力势能的变化量。
8．【答案】C
【知识点】功能关系；动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】A.设木板A的质量为M，由乙图可知，AB最终达到共速，共速速度为1m/s，可知木板获得的动能为，A、B相互作用过程中，系统所受合力为零，故系统动量守恒，可得，联立解得，M=4kg，A不符合题意；
B.系统损失的机械能为，B不符合题意；
C.B刚好滑到A的右端时，二者共速，这种情况中，木板长度最短，设木板A的最小长度为L，由乙图中图线与坐标轴所围面积表示位移，可得，C符合题意；
D.设A、B间的动摩擦因数为，根据功能关系可得，解得μ=0.2，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由动量守恒定律列式，求出长木板的质量，再由动能的定义式求出木板获得的动能；系统损失的机械能等于系统初末动能的差值；由v-t图象中，图线与横轴所围面积表示位移，求出木板A的最小长度；根据功能关系求解A、B间的动摩擦因数。
9．【答案】A,B
【知识点】平均速度；运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知，前10s内，小汽车做匀速直线运动，位移为30m，10~15s静止，所以前15s内小汽车的位移为30m，A符合题意；
B.由图可知，15~25s内，汽车向负方向做匀速直线运动，由匀速直线运动的速度公式可得，20s末小汽车的速度为，B符合题意；
C.由图可知，前10s内小汽车向正方向运动，10s～15s小汽车静止，15s~25s向负方向运动，故前25s内小汽车不是做的单方向直线运动，C不符合题意；
D.由图可知，前25s内，小汽车的位移为20m，故小汽车的平均速度为，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】根据图象分析小汽车前15 s内小汽车的位移；由匀速运动的速度公式计算20s末汽车的速度；由图分析小汽车的运动方向；由平均速度公式求解前25 s内小汽车的平均速度。
10．【答案】A,C,D
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】A.由开普勒第二定律可知，卫星在远地点的速率小于在近地点的速率，故卫星在轨道B上由近地点P向远地点Q运动的过程中速率越来越小，A符合题意；
B.卫星在A、C轨道上做的是匀速圆周运动，由万有引力充当向心力，可得，得，由此式可知，轨道半径越大，线速度越小，所以有，B不符合题意；
C.由牛顿第二定律可得卫星的向心加速度为，卫星在A、B两轨道上经过P点时，离地心的距离相等，所以向心加速度是相等的，C符合题意；
D.根据万有引力公式可知，卫星在轨道B上经过Q点时受到地球的引力小于经过P点时受到地球的引力，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】根据开普勒第二定律分析近地点和远地点的速率关系；由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力推导卫星速度与轨道半径的关系，得出卫星在轨道C上经过Q点的速率与在轨道A上经过P点的速率关系；由牛顿第二定律推导卫星做圆周运动的向心加速度与半径的关系，得到卫星在轨道B上经过P点的向心加速度与在轨道A上经过P点的向心加速度的关系；根据万有引力定律公式分析在轨道B上经过Q点时受到地球的引力与经过P点时受到地球的引力的大小关系。
11．【答案】C,D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】先确定人对车厢的作用力方向和力的作用点的位移方向，这里人对车厢除有手对车厢的推力F1外，还有个容易被疏忽的力：脚对车厢地板的静摩擦力F2，受力分析如图所示．其中F1做正功，F2做负功．由于F1和F2大小未知，因此这两个力的总功正负难以确定．于是将研究对象转换为受力情况较简单的人，在水平方向人受到车厢壁向右的力F1′和车厢地板对人向左的静摩擦力F2′，这两个力的合力使人产生向左加速运动的加速度，合力是动力，对人做正功，表示车厢对人做正功，由牛顿第三定律知，人对车厢的作用力向右，是阻力，所以人对车厢做负功，CD符合题意．
故答案为：CD.
【分析】当力的方向与运动方向垂直的时候，力是不做功的，力如果做功，利用公式W=Fs cosα求解即可，其中α是力与位移的夹角。
12．【答案】B,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．轻杆模型中小球过最高点时的速度大于0，A不符合题意；
B．在最高点受力分析有
将速度代入，解得
即小球受到向上的支持力，由牛顿第三定律可知传感器受到向下的压力，B符合题意；
C．小球在与圆心等高的B点下方运动的过程中，小球都受到拉力，力传感器读数总是为正值，C不符合题意；
D．在最低点受力分析有
将速度代入，解得
D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】利用牛顿第二定律可以判别小球过最高点的速度大于0；利用牛顿第二定律结合其速度的大小可以求出其力传感器的读数大小；利用其向心力方向可以判别小球在圆心以下的位置受到拉力的作用其力传感器都是正值。
13．【答案】（1）B；C
（2）左
（3）C
（4）1.17m/s；9.75m/s2
【知识点】用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)A、电火花打点计时器需要220V交流电源，A不符合题意，B符合题意；
C、打出的纸带需要刻度尺测量计数点间的距离，所以需要刻度尺，C符合题意；
D、打点计时器本身就是一种计时仪器，所以不需要秒表，D不符合题意.
故答案为：BC.(2)因为纸带做加速运动，所以打出的点间的距离会越来越大，所以重物连接在纸带的左端；(3)由于打点计时器打出的纸带中相邻的点间的时间间隔为0.02s，所以数出两点间的点的个数就可以知道两点间的总时间，用刻度尺可以直接测出两点间的距离；而平均速度等于位移除以时间，需要用公式计算；瞬时速度的解法根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度解得，也需要用公式计算；加速度根据匀变速直线运动的推论公式△x=gT2可以求，也需要用公式计算，C符合题意，A、B、D不符合题意.
故答案为：C.(4)相邻计数点间的时间间隔为匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，B点速度等于AC段平均速度，故 ，根据公式△x=gT2得，即 ，代入数据可得 .
【分析】（1）电磁打点计时器需要低压交流电来工作，电火花打点计时器需要220V交流电来工作；利用刻度尺测量纸带上点的距离，分析物体的运动状态；
（2）左端点密集，速度比较小，右端点比较疏松，速度比较大，故右端与重物相连；
（3）刻度尺测量纸带上点的距离，即物体的位移；
（4）C点的速度等于物体在BD段中运动的平均速度，即利用BD的长度除以对应的时间即可；结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度即可。
14．【答案】（1）0.81J；0.81J
（2）3.92J；3.84J；在误差允许范围内，机械能守恒
（3）空气阻力
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）滑块的重力势能的减小量为，滑块运动的位移为，得滑块匀加速直线运动的末速度为，故滑块的动能增量为；
（2）滑块的重力势能的减小量为，滑块运动的位移为，得滑块匀加速直线运动的末速度为，故滑块的动能增量为，由以上数据可得，在只有重力做功时，在误差允许的范围内，物体的机械能守恒；
（3）由机械能守恒定律可得，得，故图线应为过原点直线，当考虑空气阻力时，由动能定理可得，得，可知直线不过原点的原因是因为有空气阻力的作用。
【分析】（1）（2）由重力势能和动能的定义式求解重力势能的变化量和动能的变化量，得出机械能守恒的实验结论；（3）由动能定理推导考虑空气阻力作用时的表达式，得出直线不过原点的原因。
15．【答案】（1）解：小球受重力、和绳子的拉力，合力提供向心力，由图得：
绳子拉力大小
（2）解：小球做圆周运动的半径r＝Lsin θ，
向心力Fn＝FTsin θ＝mgtan θ，
而 故小球的线速度
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【分析】本题中小球作匀速圆周运动，小球所受重力和绳拉力的合力提供向心力，合力指向圆心，根据力的平行四边形定则可求绳中拉力，然后由合力等于向心力可求速度。
16．【答案】（1）解：由F-x图象可知推力对物体做的总功等于F-x图象与坐标轴围成的面积，则水平推力F在前4m内做的功为
（2）解：由动能定理得
代入数据得xmax=10m
（3）解：由图象可知，推力为
物体受到的滑动摩擦力
当物体所受合力为零时，物体的速度最大，即时物体受到最大
解得
图线与坐标轴围成图形的面积等于推力对物体做功，设物体的最大速度为，由图象可知，物体速度最大时，推力对物体做功
从物体开始运动到速度最大过程，对物体，由动能定理得
代入数据解得
【知识点】功的计算；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）根据F-x图象中，图线与横轴所围成的面积表示力F做的功，求出水平推力F在前内做的功；（2）由动能定理求解物体的最大滑行距离；（3）当推力F与摩擦力大小相等时，物体的速度最大，由数学知识结合图像求出推力与摩擦力相等时物体的位移，再由动能定理求出物体在运动过程中的最大速度。
17．【答案】（1）解：根据题意可知，出租车先匀速3.5s，然后在反应时间0.5s内继续匀速，然后减速到停止，总位移为
（2）解：根据图像可知，减速的加速度为
当两车速度相等时，刹车时间有
解得：
此过程出租车位移
电车位移：
因为
会相撞，根据位移关系有：
解得：
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；追及相遇问题
【解析】【分析】（1）司机看手机的时间内，汽车做匀速运动，刹车后，汽车做匀减速直线运动，由位移时间关系，求出从出租车司机低头看手机到出租车停止运动的这段时间内，出租车前进的距离；（2）根据追及相遇原理，由运动学公式综合求解。
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