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物 理 试 卷
考试时间：2023年 10月 8日 8:00—9:15 试卷满分：100分
一、选择题：本题共 10小题，每小题 4分，共 40分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7题只有一项符
合题目要求，第 8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得 4分，选对但不全的得 2分，有选错
的得 0分。
1．在 Q 点沿水平方向，对着一斜面抛出质量相等的 a、b 两个小球，小球的轨迹如图所示，忽略空气阻力，
则两小球从抛出至落到斜面过程，下列说法正确的是
A．a 球的运动时间大于 b 球运动时间
B．a 球的初速度小于 b 球初速度
C．a 球动量的增加量小于 b 球动量的增加量
D．a 球动能的增加量大于 b 球动能的增加量
2．小明同学乘坐汽车，观测到做匀加速直线运动的汽车（可视为质点）连续通过 A、B、C、D 四个位置，
且通过 AB、BC、CD 段的时间分别为 t、2t、3t，AB 段、CD 段的长度分别为 L、6L，则汽车通过 C 点
时的速度大小为
7L 9L 11L 13L
A． B． C． D．
8t 8t 8t 8t
3．如图甲所示，质量为 m 的小球与轻绳一端相连，绕另一
端点 O 在竖直平面内做圆周运动，圆周运动半径为 R，
重力加速度为 g，忽略一切阻力的影响。现测得绳子对
小球的拉力 T 随时间变化的图线如图乙所示，则
A． t2 2t1 B． t1 时刻小球在与 O 点等高的位置
C． t2 时刻小球的速度大小为 6gR D． t4 时刻小球的速度恰好为零
4．如图所示，一倾角为 的斜面体放置在水平地面上，其上表面光滑、下表面粗糙。用一轻绳跨过定滑
轮拉动一质量为m的小球（F 保持水平），在与小球相连的细绳变为竖直方向过程中，可使小球沿斜面
向上做一段匀速运动。斜面体一直静止在水平地面上，不计滑轮与绳子之
间的摩擦。则在小球做匀速运动过程中，下列说法中正确的是
A．外力 F 一直变小
B．小球受到时的支持力一直变小
C．斜面体受到地面的支持力先增大后减小
D．此过程中斜面体受到地面的摩擦力方向水平向右且变大
5．两个完全相同的小球 A、B 用长度均为 L 的细线悬于天花板上，如图所示。若将
A 从图示位置由静止释放，则 B 球被碰后第一次速度为零时距离最低点的高度可
能是
L L L 2L
A． B． C． D．
10 9 5 3
6．如图所示，质量分别为 1kg、2kg 的两物块 A、B 紧贴（不粘连）放在光滑水平
地面上。t=0 时，水平推力 F1 和拉力 F2 分别作用于 A、B 上，其中 F1=(10-2t）（N），
{#{QQABKQSAggCIABJAAAgCQwVgCAAQkBACCKoGBAAEIAIAQQFABAA=}#}
F2=4t（N）。下列说法正确的是
A．5s 时两物块 A、B 分离
B．分离时物块 A 的速度为5m / s
C．物块 A 的最大速度为12.5m / s
D．物块 A 速度最大时，两物块 B、A 速度之差为12.5m / s
7．如图所示，质量均为 m 的物块 A 和 B 用不可伸长的轻绳连接，A 放在倾角为 θ的固定光滑斜面上，而
B 能沿光滑竖直杆上下滑动，杆和滑轮中心间距离为 L，物块 B 从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面
与杆足够长，重力加速度为 g。在物块 B 下落到绳与水平方向的夹角为 θ的过程中，下列说法正确的是
A. 物块 B 下落过程中机械能守恒
B. 物块 B 的重力势能减少量为 mgLsinθ
C. 物块 A 的速度大于物块 B 的速度
2gLsin
D. 物块 B 的末速度为
1 sin2
8．如图，波源 O 产生的简谐横波沿 x 轴正方向传播，P 是 x=0.5m 处的质点、Q 是 x=1.1m 处的质点，在
t=0 时振动恰好传播到 P 点，形成的波的图形为图中的实线；在 t=0.3s 时振动恰好传播到 Q 点，形成的
波的图形为图中的虚线，则
A. 该波的波速等于 2m/s
B. 波源开始振动的方向沿 y 轴正方向
C. 在 t=0.7s 时 Q 点速度等于零
D. Q 点的振动方向和 P 点始终相反
9．如图所示为发射某卫星的情景图，该卫星发射后，先在椭圆轨道Ⅰ上运动，卫星在椭圆轨道Ⅰ的近地
点 A 的加速度为a0 ，线速度为 v0 ，A 点到地心的距离为 R ，远地点 B 到地心的距离为3R，卫星在椭圆
轨道的远地点 B 变轨进入圆轨道Ⅱ，卫星质量为m ，则下列判断正确的是
1
A. 卫星在轨道Ⅱ上运行的加速度大小为 a0
3
3a R
B. 卫星在轨道Ⅱ上运行的线速度大小为 0
3
C. 卫星在轨道Ⅱ上运行周期为在轨道Ⅰ上运行周期的3 3 倍
ma R mv2
D. 卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ发动机需要做的功为 0 0
6 18
10．如图所示，光滑水平地面上停放着一辆质量为 2m 的小车，小车的四分之一圆弧轨道在最低点 B 与水
平轨道相切，圆弧轨道表面光滑，半径为 R，水平轨道表面粗糙。在
小车的右端固定一个轻弹簧，弹簧的原长小于水平轨道的长度。一个
质量为 m 的小球从圆弧轨道与圆心等高的 A 点开始自由滑下，经 B 到
达水平轨道，压缩弹簧后被弹回并恰好相对于小车静止在 B 点，重力
加速度大小为 g，下列说法正确的是
A．小球、小车及弹簧组成的系统动量守恒，机械能不守恒
{#{QQABKQSAggCIABJAAAgCQwVgCAAQkBACCKoGBAAEIAIAQQFABAA=}#}
7
B．小球第一次到达 B 点时对小车的压力 mg
3
1
C．弹簧具有的最大弹性势能为 mgR
2
1
D．从开始到弹簧具有最大弹性势能时，摩擦生热 mgR
2
二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。
11．（6 分）某同学用图 a 所示装置测定重力加速
度。小球上安装有挡光部件，光电门安装在小
球平衡位置正下方。
⑴用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度 d，
其读数如图 b，则 d= mm；
⑵让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模
式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为 1
并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加 1，若计数器计数为 N 时，单摆运动时间为 t，则该
单摆的周期 T= s；
⑶摆线长度大约 80cm，该同学只有一把测量范围为 30cm 的刻度尺，于是他在细线上标记一点 A，使
得悬点 O 到 A 点间的细线长度为 30cm，如图 c 所示。现保持 A 点以下的细线长度不变，通过改变 OA
2
间细线长度 l 以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期 T。实验中测得了多组数据并绘制了 T -l
图像，求得图像斜率为 k，由此可知当地重力加速度 g= 。
12．（10 分）学校某物理实验小组用如图 1 所示的实验装置来验证“当物体的质量一定时，加速度与所受合
外力成正比”的实验。
⑴实验时，下列操作中正确的是
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
C．平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车前端连接轻绳且悬挂砂桶
D．平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车后端连纸带且穿过打点计时器，但前端不需要连接轻
绳、悬挂砂桶
⑵在实验过程中，向砂桶内加砂时， （填“需要”或“不需要”）保证砂和砂桶的总质量 m 远小
于小车的总质量 M。
⑶如图 2 所示是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有 4 个点没有画出），
已知打点计时器的打点频率为 50 Hz，该小车的加速度a m / s2 。
⑷若保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组拉力传感器的示数 F 和对应纸带求出的加
速度 a 的数值，并根据这些数据，绘制出如图 3 所示的a F 图像，分析此图像不过原点的原因可能
是 ，实验小组仔细分析图像，得出了实验所用小车的质量为 kg。
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13．（10 分）无人机因具有机动性能好，生存能力强，无人员伤亡风险，使用方便等优点在生产生活中有
广泛应用。我国林业部门将无人机运用于森林防火工作中，如图所示，某架无人机执行火情察看任务，
2
悬停在目标正上方且距目标高度为 H1=205m 处，t=0 时刻，它以加速度 a1=6m/s 竖直向下匀加速运动
距离 h1=75m 后，立即向下做匀减速直线运动直至速度为零，重新悬停在距目标高度为 H2=70m 的空中，
2
然后进行拍照。重力加速度大小取 10m/s ，求：
⑴无人机从 t=0 时刻到重新悬停在距目标高度为 H2=70m 处的总时间 t；
⑵若无人机在距目标高度为 H2=70m 处悬停时动力系统发生故障，自由下
落 2s 后恢复动力，要使其不落地，恢复升力时的最小加速度大小 a2。
14．（15 分）如图，一个质量为 0.6kg 的小球以某一初速度从 P 点水平抛出，恰好从光滑圆弧 ABC 的 A 点
的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧瞬间速度大小不变）。已知圆弧的半径R 0.1m， 60 ，
3
B 点和 C 点分别为圆弧的最低点和最高点，小球到达 A 点时的位置与 P 点间的水平距离为 m，求：
10
⑴小球做平抛运动的初速度大小v0；
⑵若小球恰好能过 C 点，且轨道的 B 点和 C 点受到小球的压力之
差为6mg，求小球运动到 B 点时的速度大小；
⑶根据第（2）问，请分析小球最终能否落到与 B 点等高的水平
面，若能，求出落地点与 P 点的水平距离 x ；若不能，请说明
原因。
15．（19 分）如图所示，AB 是一倾角为37 且逆时针转动的传送带，其长度L 1.25m，运行速度v 2m s。
传送带的 A 端与一平台相连，B 端通过一小段圆弧（长度不计）与一足够长的水平轨道 CD 相连，CD
右侧与一足够高的曲面 DE 相连。在 CD 轨道上固定有两个小物块 a、b，质量分别为 0.1kg 和 0.2kg，
两者之间有一被压缩的轻质弹簧，弹簧与物块 a拴接。某时刻将弹簧释放，使物块 a、b瞬间分离，每
次在物块 b 离开水平面 CD 后都在其原位置再放置一个与物块 b完全相同的物块。已知物块 b 与传送带
间的动摩擦因数 0.5，其余各段均光滑，所有的碰撞都发生在平面 CD上，取 g 10m/s2 ，sin37 0.6，
cos37 0.8。
⑴若弹簧的弹性势能为270J，求释放弹簧后小物块 a、b的速度大小。
⑵改变弹簧的弹性势能，若要使小物块 b 能运动到左侧平台，求小物块 b在传送带 B 端的最小速度。
⑶若弹簧的弹性势能为270J，求最多有几个物块能滑上左侧平台。
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物理参考答案
一、选择题：本题共 10小题，每小题 4分，共 40分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7题只有一项符
合题目要求，第 8~10 题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错
的得 0分。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C D B D B C D AD BD BC
二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。
2t 4 2
11. (1)2.330~2.332 (2) (3) (每空 2 分)
N 1 k
12. (1)D (2)不需要 (3)0.20
(4)平衡摩擦力过度 1.0 (每空 2 分)
13. （10 分）
【答案】（1）9s；（2）4m/s
2
【解析】（1）设无人机下降过程最大速度为 v，向下加速时间为 t1，减速时间为 t2，则由匀变速直线运动
1 2 v
规律有h a t ；v a1t1 1 1 1；H1 H2 h1 t 联立解得 t t1 t2 9s2
2 2
1 2
（2）无人机自由下落 2s 末的速度为v0 gt 20m/s，2s 内向下运动的位移为 x1 gt 20m
2
v 2
设其向下减速的加速度大小为 a2时，恰好到达地面前瞬间速度为零，则H2 x
0
1
2a2
代入数据可解得a2 4m/s
2
14、（15 分）
3 3 4
【答案】（1）1m/s；（2） 5m/s ；（3）能；Δx m
20
【解析】（1）小球到 A点的速度如图所示
gt
分解速度 tan 60
3
平抛水平方向 x v t m联立解得 v
v 0 0
1m/s
0 10
（2）小球恰好过 C点， 则在 C点小球对轨道的压力为 0，根据牛顿第
三定律，小球受到的支持力等于小球对轨道的压力大小，根据题意有
v 2
FB-FC=6mg在 B点有FB mg m
B 代入数据解得vB 5m/s
R
v 2
（3）小球恰好过 C点，则mg m C 若能到达与 A点等高的平面，则
R
2(R Rcos60 )
x v 1 C 3R Rsin 60
g
{#{QQABKQSAggCIABJAAAgCQwVgCAAQkBACCKoGBAAEIAIAQQFABAA=}#}
2 2R
则小球能到达与 B点等高的水平面，此时小球的水平射程 x2 vC 2R 0.2m
g
3 3 3 3 4
落地点与 P点的水平距离 x= m 0.1 m 0.2m m，
10 2 20
15（19 分）
【答案】（1）60m/s ，30m/s；（2）3m/s；（3）4 个
【解析】（1）根据题意，设释放弹簧后小物块 a、b的速度大小分别为va 、 vb，由动量守恒定律和能量守
1 2 1 2
恒定律有mava mbvb ，Ep mava mbvb
2 2
解得va 60m s， vb 30m s
（2）若小物块 b在传送带 B端的速度vb 2m s ，则由牛顿第二定律有mg sin mg cos ma1
2 2 2
设恰好能运动到A 端时，物块b 在 B 端速度最小，由公式v v0 2ax有vb 2a1L
解得vb 5 m s 2m s
假设不成立，即物块 b 在传送带 B端的速度不能小于 2m s，若小物块 b在传送带 B 端的速度vb 2m s，
由牛顿第二定律有mg sin mg cos ma2
当速度减小到2m s时，物块减速的加速度变回a1，设恰好能运动到A 端时，物块b 在 B 端速度最小，由公
v2式 v
2
0 2ax有v
2
b 2
2 2a x 22 1，2 2a x ， x1 x2 L1 2
联立解得vb 3m s 2m s
符合假设，则改变弹簧的弹性势能，使小物块 b能运动到左侧平台小物块 b在传送带 B端的最小速度为3m s。
（3）由（2）分析可知只要小物块b 碰撞后的速度vb 3m s，就可以滑上左侧平台，由于其余各段均光滑，
可知，小物块a返回后的速度大小不变，向左为正方向，由动量定律和能量守恒定律有
1 1 1
mava mav m v m
2 2 2
a1 b b1， ava mava1 mbvb1
2 2 2
ma mb 2m
解得va1 va 20m s， vb1
a va 40m s
ma mb ma mb
ma mb 20 2ma 40
同理可知，第二次碰撞后va2 va1 m s，vb2 va1 m s
ma mb 3 ma mb 3
ma mb 20 2ma 40
第三次碰撞后va3 va2 m s， vb3 va2 m s
ma mb 9 ma mb 9
2ma 40
第四次碰撞后vb4 va3 m s 3m s
ma mb 27
可知，最多 4 个物块能滑上左侧平台。
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