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广东省深圳市龙岗区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题
1．（2024高一下·龙岗期末）引力场强度定义为单位质量的质点在该点所受的力，。根据该式可推出引力场强度E的单位，用国际单位制中的基本单位可以表示为（　　）
A． B． C． D．N
【答案】A
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】根据引力场强度的表达式
在表达式中代入有关引力和质量的基本单位，则用国际单位制中的基本单位表示引力场强度E的单位如下：
故选A。
【分析】利用力和质量的国际基本单位表示结合引力场强度的表达式可以求出引力场强度的国际单位。
2．（2024高一下·龙岗期末）下列研究过程中运用了“先微元再累加”方法的是（ ）
A．研究力的平行四边形定则 B．观察桌面的微小形变
C．把物体简化为有质量的点 D．研究重力在曲面上做功特点
【答案】D
【知识点】形变与弹力；质点；力的合成；功的概念
【解析】【解答】A．研究力的平行四边形定则时是利用分力和合力效果相同，运用了等效替代的方法，故A错误；
B．观察桌面的微小形变，是利用平面镜和激光笔对桌面的形变进行放大，运用了放大的方法，故B错误；
C．质点概念的引用，把物体简化为有质量的点运用了理想模型法，故C错误；
D．研究重力在曲面上做功特点运用了“先微元再累加”的方法，故D正确。
故选D。
【分析】研究力的平行四边形定则运用了等效替代的方法；观察桌面的微小形变运用了放大的方法；质点概念的引用运用了理想模型法；研究重力在曲面上做功特点运用了“先微元再累加”的方法。
3．（2024高一下·龙岗期末）货车卸货的情境如图所示。货车始终静止在水平地面上，货厢在液压机的作用下绕转轴O缓慢抬升，角度θ逐渐增大，且货物相对车厢始终保持静止，该过程中货物受到的（　　）
A．支持力逐渐变大 B．摩擦力逐渐减小
C．支持力做正功 D．摩擦力做负功
【答案】C
【知识点】共点力的平衡；功的概念
【解析】【解答】A B．由于货物始终处于静止，则根据货物的平衡方程有
mgsinθ＝f
N＝mgcosθ
根据表达式可以得出：随着θ增大时，静摩擦力f增大，支持力N减小，故A错误，B错误；
C．由于速度方向与支持力方向相同，根据功的表达式可以得出货物受到的支持力做正功，故C正确；
D．由于摩擦力的方向与速度方向始终垂直，根据功的表达式可以判别摩擦力对货物不做功，故D错误。
故选C。
【分析】利用货物的平衡方程结合角度的变化可以判别摩擦力和支持力的大小变化；利用摩擦力和支持力的方向与速度方向的关系可以判别摩擦力和支持力的做功情况。
4．（2024高一下·龙岗期末）蹦床是深受儿童喜爱的体育活动，弹性网面起到提高弹跳高度和保护作用，某儿童从最低点竖直向上弹起到离开弹性网面的过程中，空气阻力和弹性网的质量均忽略不计，则（　　）
A．儿童的速度逐渐增大
B．儿童的加速度逐渐减小
C．弹性网减少的弹性势能转化为儿童的重力势能
D．弹性网减少的弹性势能转化为儿童的机械能
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】AB．儿童从最低点竖直向上弹起到离开弹性网面的过程中，由于弹性网面的弹力逐渐减小，刚开始弹性网面的弹力大于儿童的重力，根据牛顿第二定律可以得出儿童做加速度减小的加速运动，当弹性网面的弹力等于儿童的重力时，此时儿童的加速度为0则儿童的速度最大，此后弹性网面的弹力小于儿童的重力，根据牛顿第二定律儿童做加速度增大的减速运动，故儿童的速度先增大后减小，儿童的加速度先减小后增大，故AB错误；
CD．以儿童与弹性网为系统，系统只有重力和弹性网面的弹力做功，系统机械能守恒，则弹性网减少的弹性势能转化为儿童的机械能，故C错误，D正确。
故选D。
【分析】利用儿童的牛顿第二定律可以判别加速度的大小及方向的变化；利用加速度的方向变化可以判别儿童速度的大小变化；利用系统的机械能守恒定律可以判别弹性网减少的弹性势能转化为儿童的机械能。
5．（2024高一下·龙岗期末）某游戏项目中，挑战者小明需要利用绳子荡过水坑，如图所示。两次游戏中小明分别抓住绳子的A点和B点，并随绳子做圆周运动。两次抓住绳瞬间速度方向均水平，且大小相等。视小明为质点，比较他抓住A点和抓住B点，抓住A点（　　）
A．对绳子的拉力较大 B．角速度较大
C．向心加速度较小 D．最终能荡到更大的高度
【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．小明从最低点以大小相等的速度做圆周运动，根据最低点的牛顿第二定律有
抓住A点时的半径比抓住B点时的半径大，根据表达式可以得出绳的拉力较小，故A错误；
B．根据线速度和角速度的关系式可以得出：圆周运动在最低点的角速度为
抓住A点时的半径比抓住B点时的半径大，根据表达式可以得出角速度较小，故B错误；
C．根据向心加速度的表达式可以得出圆周运动在最低点的向心加速度为
抓住A点时的半径比抓住B点时的半径大，根据表达式可以得出向心加速度较小，故C正确；
D．设荡起的最大高度为，小明在上升过程中，根据动能定理可知
可得上升的高度为：
则无论抓A点或B点，最终能荡起的最大高度相同，故D错误。
故选C。
【分析】利用小明经过最低点的牛顿第二定律结合半径的大小可以比较绳子拉力的大小；利用线速度相等结合角速度和向心加速度的表达式可以比较角速度和向心加速度的大小；利用动能定理可以比较小明上升的最大高度。
6．（2024高一下·龙岗期末）无人机送餐服务在深圳试行。通过机载传感器能描绘出无人机运动的图象，图甲是沿水平方向的图象，图乙是沿竖直方向的图像。则无人机的运动轨迹近似为（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】由图甲的图像中，由于图像斜率代表速度的大小，则斜率不变可知无人机在水平方向做匀速直线运动，图乙的图像中图像斜率代表加速度，由于出现两个过程斜率不变则是出现两个过程的加速度，可知无人机在竖直方向先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动，则合成两分运动可得两段时间做匀变速曲线运动，根据加速度的方向可以得出合外力需指向凹侧，则第一段凹侧向上，第二段凹侧向下，最终竖直速度减为零，只剩下水平速度，则轨迹趋于水平线。
故选C。
【分析】利用位移时间图像可以判别无人机在水平方向的运动情况，利用速度时间图像可以判别无人机在竖直方向的运动情况，利用两个分运动的叠加结合合力的方向可以判别运动轨迹的情况。
7．（2024高一下·龙岗期末）2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在文昌航天发射场成功发射，之后准确进入奔月轨道，再经过近月制动、环月飞行、月球着陆等过程，开启世界首次月球背面采样返回之旅。探测器减速着陆的过程中，下列说法正确的有（　　）
A．探测器处于超重状态
B．探测器处于失重状态
C．火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力
D．火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等
【答案】A,D
【知识点】牛顿第三定律；超重与失重
【解析】【解答】A B．探测器减速着陆的过程中，加速度向上，探测器处于超重状态，故A正确，B错误；
C D．由牛顿第三定律，火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等，故C错误，D正确；
故选AD。
【分析】AB、减速着陆的过程中，加速度向上，探测器处于超重状态；
CD、根据牛顿第三定律，火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力是作用力和反作用力。
8．（2024高一下·龙岗期末）如图所示，环月轨道1、2、3相切于近月点，无动力运行时，探测器在近月点的速度大小分别为和，加速度大小分别为和。下列说法正确的有（　　）
A． B． C． D．
【答案】A,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A B．在近月点从轨道1变轨轨道2，需要在近月点减速，在近月点从轨道2变轨轨道3，需要在近月点减速，故
故A正确；B错误；
C D．根据公式
解得
故三轨道加速度大小
故C错误，D错误。
故选AD。
【分析】根据轨道变换升轨加速降轨减速，相切点高轨速度大于低轨速度；根据万有引力提供向心力相切点处向心加速度相等。
9．（2024高一下·龙岗期末）已知探测器在地球表面重力为，在月球表面重力为，月球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球和月球自转的影响，则（ ）
A．月球表面的重力加速度为
B．月球的质量为
C．月球的第一宇宙速度大小为
D．探测器在近月圆轨道上运行周期为
【答案】B,D
【知识点】万有引力定律；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．在月球上和地球上探测器质量相等，则
得
故A错误；
B．根据
得月球的质量为
故B正确；
C．根据
月球的第一宇宙速度大小为
故C错误；
D．根据
又
得
故D正确。
故选BD。
【分析】A、根据质量相等，重力之比等于重力加速度之比求解；
B、根据黄金代换公式结合月球表面重力加速度求解月球质量；
C、根据万有引力提供向心力，结合黄金代换公式求解月球第一宇宙速度；
D、根据万有引力提供向心力的周期公式，结合黄金代换公式求解。
10．（2024高一下·龙岗期末）某物理兴趣小组利用手机的声音传感器研究平抛运动。如图甲所示，将小球平放在台阶边缘，打开手机的“声音振幅”软件，用钢尺水平击打小球，发出声音，会记录下声音强度随时间变化的关系。
（1）某次实验记录到的声音强度d随时间t变化曲线如图乙所示，则小球从水平抛出到第一次碰撞台阶的时间为　 　（用图乙中的物理量符号表示）。经测量，小球平抛运动的水平位移为s，则抛出速度　 　；
（2）改变击打力度，使小球以不同速度水平抛出，发现落在同一台阶上的小球运动时间相等。该现象最能支撑的结论是____________；
A．高度越大小球运动时间越长
B．水平速度大小不影响竖直方向的运动时间
C．小球在竖直方向上做自由落体运动
【答案】（1）；
（2）B
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解析】（1）根据声音强度和时间的变化图像，利用两次最强的声音之间的时间间隔可知小球从被尺子击打水平抛出到第一次碰撞台阶的时间为
；
小球水平方向做匀速直线运动，则根据速度公式可以得出抛出速度为
（2）小球做平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，根据位移公式可知，竖直方向的运动时间与竖直方向的分运动有关，与水平方向的分运动无关，故该现象最能支撑的结论是水平速度大小不影响竖直方向的运动时间。
故选B。
【分析】（1）根据图像可以求出平抛运动的时间，结合水平方向的位移公式可以求出小球飞出的初速度大小；（2）根据平抛运动的独立性可以判别水平方向速度的大小不会影响竖直方向运动的时间。
（1）[1]由图可知小球从被尺子击打水平抛出到第一次碰撞台阶的时间为
[2]小球水平方向做匀速直线运动，则抛出速度为
（2）小球做平抛运动，水平方向的分运动为匀速直线运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，根据运动的独立性可知，竖直方向的运动时间与竖直方向的分运动有关，与水平方向的分运动无关，故该现象最能支撑的结论是水平速度大小不影响竖直方向的运动时间。
故选B。
11．（2024高一下·龙岗期末）某实验小组通过下落的小球验证机械能守恒，实验装置如图甲所示。通过电磁铁吸附小球，断电时小球下落。经测量小球的直径，用最小刻度值为1cm的刻度尺测量从小球上端到光电门测光孔的距离L。
（1）根据图甲读出　 　cm；
（2）某次实验中小球经过光电门的时间为：，则测出小球的速度为　 　m/s（结果保留2位有效数字）；
（3）小球的大小不可忽略，小球从释放位置到球心到达光电门，实际下落高度　 　（用L和小球的直径d表示）；
（4）多次改变高度h，测出多组数据，绘制图像，如图乙所示。测算出图像的斜率值k。检验斜率k与当地重力加速度g满足关系　 　，则可以验证机械能守恒；
（5）在数据处理无误的情况下，实验小组测量出的k值明显大于理论值，最合理的解释是____________。
A．空气阻力对小球运动的影响
B．球心没有对准光电门通光孔
C．距离L的测量值偏大
【答案】（1）29.5
（2）2.7
（3）
（4）
（5）B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解析】（1）根据刻度尺的分度值，可以得出小球上端到光电门测光孔的距离为
（2）在极短时间，小球经过光电门的平均速度等于瞬时速度，小球的速度为
（3）小球从释放位置到球心到达光电门时，根据几何关系可以求出实际下落高度
（4）小球下落过程只受到重力，则小球机械能守恒，根据机械能守恒定律有
整理得
从表达式可以得出：图像的斜率为
（5）A．由于空气阻力对小球运动的影响，根据牛顿第二定律可以判别小球下落的加速度小于重力加速度，则根据实验小组测量出的k值小于理论值，故A错误；
B．球心没有对准光电门通光孔，导致遮光时间变短，则会导致测出小球的速度偏大，会导致图像斜率偏大，则测量出的k值明显大于理论值，故B正确；
C．距离L的测量值偏大，则小球下落高度偏大，会导致相同速度下的高度偏大，则导致图像斜率偏小则实验小组测量出的k值小于理论值，故C错误。
故选B。
【分析】（1）根据刻度尺的分度值可以读出对应的读数；
（2）利用短时间内的平均速度可以求出小球经过光电门的瞬时速度大小；
（3）利用几何关系可以求出小球下落的高度；
（4）利用机械能守恒定律可以判别图像斜率的含义；
（5）利用阻力的影响可以判别图像斜率的变化进而判别k值的测量值大小；利用测量时间的变化对速度的影响进而判别k值的测量值大小；利用测量高度的变化可以判别k值的测量值大小。
（1）小球上端到光电门测光孔的距离为
（2）根据极短时间的平均速度等于平均速度，小球的速度为
（3）小球从释放位置到球心到达光电门，实际下落高度
（4）若小球机械能守恒，则
整理得
图像的斜率为
（5）A．由于空气阻力对小球运动的影响，小球克服空气阻力做功，机械能减小，实验小组测量出的k值小于理论值，故A错误；
B．球心没有对准光电门通光孔，导致遮光时间变短，小球的速度偏大，测量出的k值明显大于理论值，故B正确；
C．距离L的测量值偏大，则小球下落高度偏大，实验小组测量出的k值小于理论值，故C错误。
故选B。
12．（2024高一下·龙岗期末）风洞，被称为飞行器的摇篮，我国的风洞技术世界领先。如图所示，在一次实验中，风洞竖直放置且足够长，质量为m的小球从A点以速度沿直径水平进入风洞。小球在风洞中运动时受到的风力F恒定，方向竖直向上，风力大小F可在0~3mg间调节。小球可视作质点，碰壁后不反弹，重力加速度g取，风洞横截面直径。
（1）当时，求小球撞击右壁的速度大小和方向；
（2）保持不变，调节F的大小，求小球撞击右壁的区域长度。
【答案】解：（1）当时，小球做平抛运动，水平方向有
解得
竖直分速度为
小球撞击右壁的速度大小
令速度与水平方向夹角为，则有
，
（2）结合上述，当时，小球做平抛运动，竖直方向的分位移
解得
当时，根据牛顿第二定律有
小球做类平抛运动，则有
，
解得
则小球撞击右壁的区域长度
【知识点】牛顿第二定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）当F=0时，利用平抛运动位移公式可以求出运动的时间，结合竖直方向的速度公式可以求出分速度的大小，结合速度的合成可以求出末速度的大小及方向；
（2）当已知风力的大小，结合牛顿第二定律可以求出小球在竖直方向加速度的大小，结合类平抛的位移公式可以求出小球撞击右壁的区域长度。
13．（2024高一下·龙岗期末）一段倾斜角的斜面AB与光滑弧面BC相切于B点。质量为的汽车从斜面底部A点由静止开始沿着斜面AB起动，如图甲所示。已知汽车受到斜面的阻力与车对斜面的压力的比值为。汽车在斜面AB上运动的加速度随时间变化如图乙所示。12.0s时汽车达到额定功率，随后汽车保持额定功率继续运动，汽车到达B点前已经达到最大速度。此后关闭发动机，汽车继续沿着圆弧向上滑行。不计空气阻力，已知g取，，汽车可视作质点。求：
（1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度及牵引力F；
（2）汽车在斜面AB上能到达的最大速度；
（3）若汽车能够沿弧面BC通过最高点C，圆弧半径R的取值范围是多少。
【答案】解：（1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度
汽车受到的阻力为
根据牛顿第二定律
解得牵引力为
（2）汽车额定功率为
汽车在斜面AB上能到达的最大速度
（3）若 汽车能够沿弧面BC通过最高点C，根据动能定理有
在最高点C，根据牛顿第二定律
且
解得圆弧半径R的取值范围为
【知识点】竖直平面的圆周运动；机车启动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）汽车做匀加速直线运动时，利用速度公式可以求出最大速度的大小，利用滑动摩擦力的表达式可以求出摩擦力的大小；利用牛顿第二定律可以求出牵引力的大小；
（2）已知汽车的牵引力和匀加速过程的最大速度，结合功率的表达式可以求出额定功率的大小；结合平衡方程可以求出汽车在斜面的最大速度的大小；
（3）汽车通过弧面B超到达最高点C，利用动能定理可以求出经过C点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出圆弧半径的大小范围。
14．（2024高一下·龙岗期末）富兰克林为研究雷电现象，设计了如图甲所示的装置。帽形金属钟A上面与较长的避雷针相接，下面用等长细导线悬挂两个金属小球，形成验电器D，帽形金属钟B接地，两钟之间有一个用绝缘丝线悬挂的金属小球C。不带电时三个金属小球均静止下垂。若带负电的云层靠近避雷针时，金属小球C会左右来回撞击A、B钟发出响声，同时看到验电器D上的两个金属小球张开一定角度。
（1）验电器D上的两个金属小球因带　 　电（填“正”或“负”）而张开。与金属钟B相连的接地线中电子定向移动方向是　 　（填“自上而下”或“自下而上”）。
（2）如图乙，验电器D上的两个金属小球位置等高，质量均为m，相距为L，且可视作点电荷。悬线与竖直方向的夹角均为θ，已知重力加速度为g，静电常量为k，不考虑金属钟与小球间的作用力，求
（ⅰ）两球间的库仑力大小；　 　
（ⅱ）假设两个金属小球各带有相同的电荷量，求此电荷量的大小。　 　
【答案】（1）负；自上而下
（2）；
【知识点】库仑定律；共点力的平衡；电荷及三种起电方式
【解析】【解析】（1）若带负电的云接近避雷针顶端时，避雷针顶端带正电，根据静电感应规律近异远同可知，验电器D上的两个金属小球因带负电而张开；
C在撞击过程中会导致B带上负电，根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥，可知与金属钟B相连的接地线中电子定向移动方向是自上而下。
（2）小球处于静止时，根据平衡方程可以得出： 两球间的库仑力大小
根据小球之间的库仑定律有
解得
【分析】（1）利用静电感应可以判别两个金属小球的带电，利用接触带电可以判别B的电性，进而判别电子的移动方向；
（2）利用小球的平衡方程可以求出库仑力的大小，结合库仑定律可以求出小球电荷量的大小。
（1）[1] 根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥，可知若带负电的云接近避雷针顶端时，避雷针顶端带正电，由静电感应规律可知，验电器D上的两个金属小球因带负电而张开。
[2] 根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥，可知与金属钟B相连的接地线中电子定向移动方向是自上而下。
（2）[1] 两球间的库仑力大小
[2]由库仑定律
解得
15．（2024高一下·龙岗期末）在汽车安全装置的开发过程中，需要进行汽车碰撞试验，包括实车撞墙和滑车互撞试验。对不同品牌的A、B车进行试验，两车质量分别为和。
（1）在实车撞墙实验中，如图甲为碰撞测试安全气囊弹出的情境。该过程安全气囊的作用是通过　 　（填“增大”或“减小”）作用时间，减小驾乘人员因剧烈碰撞产生的作用力。分别用A、B车进行撞墙试验时，碰前速度均为60km/h，测试数据如图乙，通过数据可以判断　 　（填“A”或“B”）车受到的平均冲击力较大。
（2）用A、B两车进行滑车互撞试验，行驶速度为的B车与静止的A车碰撞，碰后B车速度大小为，方向不变，碰撞时间很短且处于同一水平面上。求：
（ⅰ）碰撞过程中B车的动量变化量大小　 　
（ⅱ）碰撞后瞬间A车的速度大小　 　
【答案】（1）增大；A
（2）；
【知识点】动量定理；验证动量守恒定律；动量
【解析】【解答】（1）由动量定理
当不变，可增大作用时间，减小驾乘人员因剧烈碰撞产生的作用力。
如图乙所示，由动量定理
解得
则
故填A；
（2）取小车运动方向为正，根据题意得碰撞过程中B车的动量变化量大小为
根据动理守恒定律
解得
综上：第1空：增大；第2空：A；第3空：；第4空：
【分析】（1）根据动量定理可知延长作用时间减小作用力；由结合图乙可知二者动量变化量相等，作用时间短的作用力大；
（2）设小车运动方向为正，由求解B车动量变化量；根据动理守恒定律求解碰后A车速度。

（1）[1]由动量定理
当不变，可增大作用时间，减小驾乘人员因剧烈碰撞产生的作用力。
[2]如图乙所示，由动量定理
解得
则
故填A；
（2）[1]取小车运动方向为正，根据题意得碰撞过程中B车的动量变化量大小为
[2]根据动理守恒定律
解得
1 / 1广东省深圳市龙岗区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题
1．（2024高一下·龙岗期末）引力场强度定义为单位质量的质点在该点所受的力，。根据该式可推出引力场强度E的单位，用国际单位制中的基本单位可以表示为（　　）
A． B． C． D．N
2．（2024高一下·龙岗期末）下列研究过程中运用了“先微元再累加”方法的是（ ）
A．研究力的平行四边形定则 B．观察桌面的微小形变
C．把物体简化为有质量的点 D．研究重力在曲面上做功特点
3．（2024高一下·龙岗期末）货车卸货的情境如图所示。货车始终静止在水平地面上，货厢在液压机的作用下绕转轴O缓慢抬升，角度θ逐渐增大，且货物相对车厢始终保持静止，该过程中货物受到的（　　）
A．支持力逐渐变大 B．摩擦力逐渐减小
C．支持力做正功 D．摩擦力做负功
4．（2024高一下·龙岗期末）蹦床是深受儿童喜爱的体育活动，弹性网面起到提高弹跳高度和保护作用，某儿童从最低点竖直向上弹起到离开弹性网面的过程中，空气阻力和弹性网的质量均忽略不计，则（　　）
A．儿童的速度逐渐增大
B．儿童的加速度逐渐减小
C．弹性网减少的弹性势能转化为儿童的重力势能
D．弹性网减少的弹性势能转化为儿童的机械能
5．（2024高一下·龙岗期末）某游戏项目中，挑战者小明需要利用绳子荡过水坑，如图所示。两次游戏中小明分别抓住绳子的A点和B点，并随绳子做圆周运动。两次抓住绳瞬间速度方向均水平，且大小相等。视小明为质点，比较他抓住A点和抓住B点，抓住A点（　　）
A．对绳子的拉力较大 B．角速度较大
C．向心加速度较小 D．最终能荡到更大的高度
6．（2024高一下·龙岗期末）无人机送餐服务在深圳试行。通过机载传感器能描绘出无人机运动的图象，图甲是沿水平方向的图象，图乙是沿竖直方向的图像。则无人机的运动轨迹近似为（　　）
A． B．
C． D．
7．（2024高一下·龙岗期末）2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在文昌航天发射场成功发射，之后准确进入奔月轨道，再经过近月制动、环月飞行、月球着陆等过程，开启世界首次月球背面采样返回之旅。探测器减速着陆的过程中，下列说法正确的有（　　）
A．探测器处于超重状态
B．探测器处于失重状态
C．火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力
D．火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等
8．（2024高一下·龙岗期末）如图所示，环月轨道1、2、3相切于近月点，无动力运行时，探测器在近月点的速度大小分别为和，加速度大小分别为和。下列说法正确的有（　　）
A． B． C． D．
9．（2024高一下·龙岗期末）已知探测器在地球表面重力为，在月球表面重力为，月球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球和月球自转的影响，则（ ）
A．月球表面的重力加速度为
B．月球的质量为
C．月球的第一宇宙速度大小为
D．探测器在近月圆轨道上运行周期为
10．（2024高一下·龙岗期末）某物理兴趣小组利用手机的声音传感器研究平抛运动。如图甲所示，将小球平放在台阶边缘，打开手机的“声音振幅”软件，用钢尺水平击打小球，发出声音，会记录下声音强度随时间变化的关系。
（1）某次实验记录到的声音强度d随时间t变化曲线如图乙所示，则小球从水平抛出到第一次碰撞台阶的时间为　 　（用图乙中的物理量符号表示）。经测量，小球平抛运动的水平位移为s，则抛出速度　 　；
（2）改变击打力度，使小球以不同速度水平抛出，发现落在同一台阶上的小球运动时间相等。该现象最能支撑的结论是____________；
A．高度越大小球运动时间越长
B．水平速度大小不影响竖直方向的运动时间
C．小球在竖直方向上做自由落体运动
11．（2024高一下·龙岗期末）某实验小组通过下落的小球验证机械能守恒，实验装置如图甲所示。通过电磁铁吸附小球，断电时小球下落。经测量小球的直径，用最小刻度值为1cm的刻度尺测量从小球上端到光电门测光孔的距离L。
（1）根据图甲读出　 　cm；
（2）某次实验中小球经过光电门的时间为：，则测出小球的速度为　 　m/s（结果保留2位有效数字）；
（3）小球的大小不可忽略，小球从释放位置到球心到达光电门，实际下落高度　 　（用L和小球的直径d表示）；
（4）多次改变高度h，测出多组数据，绘制图像，如图乙所示。测算出图像的斜率值k。检验斜率k与当地重力加速度g满足关系　 　，则可以验证机械能守恒；
（5）在数据处理无误的情况下，实验小组测量出的k值明显大于理论值，最合理的解释是____________。
A．空气阻力对小球运动的影响
B．球心没有对准光电门通光孔
C．距离L的测量值偏大
12．（2024高一下·龙岗期末）风洞，被称为飞行器的摇篮，我国的风洞技术世界领先。如图所示，在一次实验中，风洞竖直放置且足够长，质量为m的小球从A点以速度沿直径水平进入风洞。小球在风洞中运动时受到的风力F恒定，方向竖直向上，风力大小F可在0~3mg间调节。小球可视作质点，碰壁后不反弹，重力加速度g取，风洞横截面直径。
（1）当时，求小球撞击右壁的速度大小和方向；
（2）保持不变，调节F的大小，求小球撞击右壁的区域长度。
13．（2024高一下·龙岗期末）一段倾斜角的斜面AB与光滑弧面BC相切于B点。质量为的汽车从斜面底部A点由静止开始沿着斜面AB起动，如图甲所示。已知汽车受到斜面的阻力与车对斜面的压力的比值为。汽车在斜面AB上运动的加速度随时间变化如图乙所示。12.0s时汽车达到额定功率，随后汽车保持额定功率继续运动，汽车到达B点前已经达到最大速度。此后关闭发动机，汽车继续沿着圆弧向上滑行。不计空气阻力，已知g取，，汽车可视作质点。求：
（1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度及牵引力F；
（2）汽车在斜面AB上能到达的最大速度；
（3）若汽车能够沿弧面BC通过最高点C，圆弧半径R的取值范围是多少。
14．（2024高一下·龙岗期末）富兰克林为研究雷电现象，设计了如图甲所示的装置。帽形金属钟A上面与较长的避雷针相接，下面用等长细导线悬挂两个金属小球，形成验电器D，帽形金属钟B接地，两钟之间有一个用绝缘丝线悬挂的金属小球C。不带电时三个金属小球均静止下垂。若带负电的云层靠近避雷针时，金属小球C会左右来回撞击A、B钟发出响声，同时看到验电器D上的两个金属小球张开一定角度。
（1）验电器D上的两个金属小球因带　 　电（填“正”或“负”）而张开。与金属钟B相连的接地线中电子定向移动方向是　 　（填“自上而下”或“自下而上”）。
（2）如图乙，验电器D上的两个金属小球位置等高，质量均为m，相距为L，且可视作点电荷。悬线与竖直方向的夹角均为θ，已知重力加速度为g，静电常量为k，不考虑金属钟与小球间的作用力，求
（ⅰ）两球间的库仑力大小；　 　
（ⅱ）假设两个金属小球各带有相同的电荷量，求此电荷量的大小。　 　
15．（2024高一下·龙岗期末）在汽车安全装置的开发过程中，需要进行汽车碰撞试验，包括实车撞墙和滑车互撞试验。对不同品牌的A、B车进行试验，两车质量分别为和。
（1）在实车撞墙实验中，如图甲为碰撞测试安全气囊弹出的情境。该过程安全气囊的作用是通过　 　（填“增大”或“减小”）作用时间，减小驾乘人员因剧烈碰撞产生的作用力。分别用A、B车进行撞墙试验时，碰前速度均为60km/h，测试数据如图乙，通过数据可以判断　 　（填“A”或“B”）车受到的平均冲击力较大。
（2）用A、B两车进行滑车互撞试验，行驶速度为的B车与静止的A车碰撞，碰后B车速度大小为，方向不变，碰撞时间很短且处于同一水平面上。求：
（ⅰ）碰撞过程中B车的动量变化量大小　 　
（ⅱ）碰撞后瞬间A车的速度大小　 　
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】根据引力场强度的表达式
在表达式中代入有关引力和质量的基本单位，则用国际单位制中的基本单位表示引力场强度E的单位如下：
故选A。
【分析】利用力和质量的国际基本单位表示结合引力场强度的表达式可以求出引力场强度的国际单位。
2．【答案】D
【知识点】形变与弹力；质点；力的合成；功的概念
【解析】【解答】A．研究力的平行四边形定则时是利用分力和合力效果相同，运用了等效替代的方法，故A错误；
B．观察桌面的微小形变，是利用平面镜和激光笔对桌面的形变进行放大，运用了放大的方法，故B错误；
C．质点概念的引用，把物体简化为有质量的点运用了理想模型法，故C错误；
D．研究重力在曲面上做功特点运用了“先微元再累加”的方法，故D正确。
故选D。
【分析】研究力的平行四边形定则运用了等效替代的方法；观察桌面的微小形变运用了放大的方法；质点概念的引用运用了理想模型法；研究重力在曲面上做功特点运用了“先微元再累加”的方法。
3．【答案】C
【知识点】共点力的平衡；功的概念
【解析】【解答】A B．由于货物始终处于静止，则根据货物的平衡方程有
mgsinθ＝f
N＝mgcosθ
根据表达式可以得出：随着θ增大时，静摩擦力f增大，支持力N减小，故A错误，B错误；
C．由于速度方向与支持力方向相同，根据功的表达式可以得出货物受到的支持力做正功，故C正确；
D．由于摩擦力的方向与速度方向始终垂直，根据功的表达式可以判别摩擦力对货物不做功，故D错误。
故选C。
【分析】利用货物的平衡方程结合角度的变化可以判别摩擦力和支持力的大小变化；利用摩擦力和支持力的方向与速度方向的关系可以判别摩擦力和支持力的做功情况。
4．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【解答】AB．儿童从最低点竖直向上弹起到离开弹性网面的过程中，由于弹性网面的弹力逐渐减小，刚开始弹性网面的弹力大于儿童的重力，根据牛顿第二定律可以得出儿童做加速度减小的加速运动，当弹性网面的弹力等于儿童的重力时，此时儿童的加速度为0则儿童的速度最大，此后弹性网面的弹力小于儿童的重力，根据牛顿第二定律儿童做加速度增大的减速运动，故儿童的速度先增大后减小，儿童的加速度先减小后增大，故AB错误；
CD．以儿童与弹性网为系统，系统只有重力和弹性网面的弹力做功，系统机械能守恒，则弹性网减少的弹性势能转化为儿童的机械能，故C错误，D正确。
故选D。
【分析】利用儿童的牛顿第二定律可以判别加速度的大小及方向的变化；利用加速度的方向变化可以判别儿童速度的大小变化；利用系统的机械能守恒定律可以判别弹性网减少的弹性势能转化为儿童的机械能。
5．【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．小明从最低点以大小相等的速度做圆周运动，根据最低点的牛顿第二定律有
抓住A点时的半径比抓住B点时的半径大，根据表达式可以得出绳的拉力较小，故A错误；
B．根据线速度和角速度的关系式可以得出：圆周运动在最低点的角速度为
抓住A点时的半径比抓住B点时的半径大，根据表达式可以得出角速度较小，故B错误；
C．根据向心加速度的表达式可以得出圆周运动在最低点的向心加速度为
抓住A点时的半径比抓住B点时的半径大，根据表达式可以得出向心加速度较小，故C正确；
D．设荡起的最大高度为，小明在上升过程中，根据动能定理可知
可得上升的高度为：
则无论抓A点或B点，最终能荡起的最大高度相同，故D错误。
故选C。
【分析】利用小明经过最低点的牛顿第二定律结合半径的大小可以比较绳子拉力的大小；利用线速度相等结合角速度和向心加速度的表达式可以比较角速度和向心加速度的大小；利用动能定理可以比较小明上升的最大高度。
6．【答案】C
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】由图甲的图像中，由于图像斜率代表速度的大小，则斜率不变可知无人机在水平方向做匀速直线运动，图乙的图像中图像斜率代表加速度，由于出现两个过程斜率不变则是出现两个过程的加速度，可知无人机在竖直方向先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动，则合成两分运动可得两段时间做匀变速曲线运动，根据加速度的方向可以得出合外力需指向凹侧，则第一段凹侧向上，第二段凹侧向下，最终竖直速度减为零，只剩下水平速度，则轨迹趋于水平线。
故选C。
【分析】利用位移时间图像可以判别无人机在水平方向的运动情况，利用速度时间图像可以判别无人机在竖直方向的运动情况，利用两个分运动的叠加结合合力的方向可以判别运动轨迹的情况。
7．【答案】A,D
【知识点】牛顿第三定律；超重与失重
【解析】【解答】A B．探测器减速着陆的过程中，加速度向上，探测器处于超重状态，故A正确，B错误；
C D．由牛顿第三定律，火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等，故C错误，D正确；
故选AD。
【分析】AB、减速着陆的过程中，加速度向上，探测器处于超重状态；
CD、根据牛顿第三定律，火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力是作用力和反作用力。
8．【答案】A,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A B．在近月点从轨道1变轨轨道2，需要在近月点减速，在近月点从轨道2变轨轨道3，需要在近月点减速，故
故A正确；B错误；
C D．根据公式
解得
故三轨道加速度大小
故C错误，D错误。
故选AD。
【分析】根据轨道变换升轨加速降轨减速，相切点高轨速度大于低轨速度；根据万有引力提供向心力相切点处向心加速度相等。
9．【答案】B,D
【知识点】万有引力定律；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．在月球上和地球上探测器质量相等，则
得
故A错误；
B．根据
得月球的质量为
故B正确；
C．根据
月球的第一宇宙速度大小为
故C错误；
D．根据
又
得
故D正确。
故选BD。
【分析】A、根据质量相等，重力之比等于重力加速度之比求解；
B、根据黄金代换公式结合月球表面重力加速度求解月球质量；
C、根据万有引力提供向心力，结合黄金代换公式求解月球第一宇宙速度；
D、根据万有引力提供向心力的周期公式，结合黄金代换公式求解。
10．【答案】（1）；
（2）B
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解析】（1）根据声音强度和时间的变化图像，利用两次最强的声音之间的时间间隔可知小球从被尺子击打水平抛出到第一次碰撞台阶的时间为
；
小球水平方向做匀速直线运动，则根据速度公式可以得出抛出速度为
（2）小球做平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，根据位移公式可知，竖直方向的运动时间与竖直方向的分运动有关，与水平方向的分运动无关，故该现象最能支撑的结论是水平速度大小不影响竖直方向的运动时间。
故选B。
【分析】（1）根据图像可以求出平抛运动的时间，结合水平方向的位移公式可以求出小球飞出的初速度大小；（2）根据平抛运动的独立性可以判别水平方向速度的大小不会影响竖直方向运动的时间。
（1）[1]由图可知小球从被尺子击打水平抛出到第一次碰撞台阶的时间为
[2]小球水平方向做匀速直线运动，则抛出速度为
（2）小球做平抛运动，水平方向的分运动为匀速直线运动，竖直方向的分运动为自由落体运动，根据运动的独立性可知，竖直方向的运动时间与竖直方向的分运动有关，与水平方向的分运动无关，故该现象最能支撑的结论是水平速度大小不影响竖直方向的运动时间。
故选B。
11．【答案】（1）29.5
（2）2.7
（3）
（4）
（5）B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解析】（1）根据刻度尺的分度值，可以得出小球上端到光电门测光孔的距离为
（2）在极短时间，小球经过光电门的平均速度等于瞬时速度，小球的速度为
（3）小球从释放位置到球心到达光电门时，根据几何关系可以求出实际下落高度
（4）小球下落过程只受到重力，则小球机械能守恒，根据机械能守恒定律有
整理得
从表达式可以得出：图像的斜率为
（5）A．由于空气阻力对小球运动的影响，根据牛顿第二定律可以判别小球下落的加速度小于重力加速度，则根据实验小组测量出的k值小于理论值，故A错误；
B．球心没有对准光电门通光孔，导致遮光时间变短，则会导致测出小球的速度偏大，会导致图像斜率偏大，则测量出的k值明显大于理论值，故B正确；
C．距离L的测量值偏大，则小球下落高度偏大，会导致相同速度下的高度偏大，则导致图像斜率偏小则实验小组测量出的k值小于理论值，故C错误。
故选B。
【分析】（1）根据刻度尺的分度值可以读出对应的读数；
（2）利用短时间内的平均速度可以求出小球经过光电门的瞬时速度大小；
（3）利用几何关系可以求出小球下落的高度；
（4）利用机械能守恒定律可以判别图像斜率的含义；
（5）利用阻力的影响可以判别图像斜率的变化进而判别k值的测量值大小；利用测量时间的变化对速度的影响进而判别k值的测量值大小；利用测量高度的变化可以判别k值的测量值大小。
（1）小球上端到光电门测光孔的距离为
（2）根据极短时间的平均速度等于平均速度，小球的速度为
（3）小球从释放位置到球心到达光电门，实际下落高度
（4）若小球机械能守恒，则
整理得
图像的斜率为
（5）A．由于空气阻力对小球运动的影响，小球克服空气阻力做功，机械能减小，实验小组测量出的k值小于理论值，故A错误；
B．球心没有对准光电门通光孔，导致遮光时间变短，小球的速度偏大，测量出的k值明显大于理论值，故B正确；
C．距离L的测量值偏大，则小球下落高度偏大，实验小组测量出的k值小于理论值，故C错误。
故选B。
12．【答案】解：（1）当时，小球做平抛运动，水平方向有
解得
竖直分速度为
小球撞击右壁的速度大小
令速度与水平方向夹角为，则有
，
（2）结合上述，当时，小球做平抛运动，竖直方向的分位移
解得
当时，根据牛顿第二定律有
小球做类平抛运动，则有
，
解得
则小球撞击右壁的区域长度
【知识点】牛顿第二定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）当F=0时，利用平抛运动位移公式可以求出运动的时间，结合竖直方向的速度公式可以求出分速度的大小，结合速度的合成可以求出末速度的大小及方向；
（2）当已知风力的大小，结合牛顿第二定律可以求出小球在竖直方向加速度的大小，结合类平抛的位移公式可以求出小球撞击右壁的区域长度。
13．【答案】解：（1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度
汽车受到的阻力为
根据牛顿第二定律
解得牵引力为
（2）汽车额定功率为
汽车在斜面AB上能到达的最大速度
（3）若 汽车能够沿弧面BC通过最高点C，根据动能定理有
在最高点C，根据牛顿第二定律
且
解得圆弧半径R的取值范围为
【知识点】竖直平面的圆周运动；机车启动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）汽车做匀加速直线运动时，利用速度公式可以求出最大速度的大小，利用滑动摩擦力的表达式可以求出摩擦力的大小；利用牛顿第二定律可以求出牵引力的大小；
（2）已知汽车的牵引力和匀加速过程的最大速度，结合功率的表达式可以求出额定功率的大小；结合平衡方程可以求出汽车在斜面的最大速度的大小；
（3）汽车通过弧面B超到达最高点C，利用动能定理可以求出经过C点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出圆弧半径的大小范围。
14．【答案】（1）负；自上而下
（2）；
【知识点】库仑定律；共点力的平衡；电荷及三种起电方式
【解析】【解析】（1）若带负电的云接近避雷针顶端时，避雷针顶端带正电，根据静电感应规律近异远同可知，验电器D上的两个金属小球因带负电而张开；
C在撞击过程中会导致B带上负电，根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥，可知与金属钟B相连的接地线中电子定向移动方向是自上而下。
（2）小球处于静止时，根据平衡方程可以得出： 两球间的库仑力大小
根据小球之间的库仑定律有
解得
【分析】（1）利用静电感应可以判别两个金属小球的带电，利用接触带电可以判别B的电性，进而判别电子的移动方向；
（2）利用小球的平衡方程可以求出库仑力的大小，结合库仑定律可以求出小球电荷量的大小。
（1）[1] 根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥，可知若带负电的云接近避雷针顶端时，避雷针顶端带正电，由静电感应规律可知，验电器D上的两个金属小球因带负电而张开。
[2] 根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥，可知与金属钟B相连的接地线中电子定向移动方向是自上而下。
（2）[1] 两球间的库仑力大小
[2]由库仑定律
解得
15．【答案】（1）增大；A
（2）；
【知识点】动量定理；验证动量守恒定律；动量
【解析】【解答】（1）由动量定理
当不变，可增大作用时间，减小驾乘人员因剧烈碰撞产生的作用力。
如图乙所示，由动量定理
解得
则
故填A；
（2）取小车运动方向为正，根据题意得碰撞过程中B车的动量变化量大小为
根据动理守恒定律
解得
综上：第1空：增大；第2空：A；第3空：；第4空：
【分析】（1）根据动量定理可知延长作用时间减小作用力；由结合图乙可知二者动量变化量相等，作用时间短的作用力大；
（2）设小车运动方向为正，由求解B车动量变化量；根据动理守恒定律求解碰后A车速度。

（1）[1]由动量定理
当不变，可增大作用时间，减小驾乘人员因剧烈碰撞产生的作用力。
[2]如图乙所示，由动量定理
解得
则
故填A；
（2）[1]取小车运动方向为正，根据题意得碰撞过程中B车的动量变化量大小为
[2]根据动理守恒定律
解得
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