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2025年05月28日的高中物理考试卷
试卷副标题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．木星和地球都绕太阳公转，木星的公转周期约为12年，地球与太阳的距离为1天文单位，则木星与太阳的距离约为（　　）
A．2天文单位 B．5.2天文单位
C．10天文单位 D．12天文单位
2．探测木星意义重大，我国已提出木星探测计划.若航天员登上木星后测得木星两极与木星“赤道”上的重力加速度大小之比为，将木星视为质量分布均匀的球体，半径为，则木星的同步卫星距木星表面的高度为（ ）
A. B.
C. D.
3．2022年2月19日，2022年北京冬奥会花样滑冰双人滑自由滑比赛在首都体育馆举行，中国选手夺得冠军。如图所示是模拟男运动员以自己为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动的示意图，若男运动员的转速为45 r/min，女运动员触地冰鞋的线速度大小为6 m/s。
(1)求女运动员做圆周运动的角速度ω；
(2)求女运动员触地冰鞋做圆周运动的半径r；
(3)若他们手拉手绕他们连线上的某点做匀速圆周运动，已知男、女运动员触地冰鞋的线速度大小分别为3.5 m/s和4.9 m/s，则男、女运动员做圆周运动的半径之比为多少？
4．如图甲所示，一物块前端有一滑轮，轻绳的一端系在右方固定处，水平穿过滑轮，另一端被人用力拉住，力大小随时间的变化如图乙所示，前内物块的图像如图丙所示，保持力与水平方向之间的夹角 不变，当用力拉绳使物块前进时，下列说法正确的是（ ）
甲 乙 丙
A. 内，人做的功为 B. 末，人做功的功率为
C. 内，摩擦力大小为 D. 内，人做的功为
5．一辆汽车在平直公路上以恒定功率 匀速行驶，行驶的速度为 .现突然驶上一段泥泞的道路，阻力变为原来的2倍，行驶一段时间后道路又恢复至开始的情况，过程中汽车功率始终保持不变.则汽车的速度随时间变化的关系图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．在某次推铅球训练中，小王将铅球推出，如图所示，不计铅球在运动过程中所受的空气阻力。则铅球在空中运动时，其动能、动能变化率随时间变化的图像是（ ）
A． B．
C． D．
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7． 如图所示是静止在地面上的起吊重物的吊车，某次操作过程中，液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴顺时针转动，吊臂上的、两点做圆周运动，此时点的角速度为 ，，则（ ）
A. 点的速度方向垂直于液压杆
B. 点的角速度为
C. 、两点的线速度大小关系为
D. 点的向心加速度大小为
8． 质量的质点，静止在点，且以点为坐标原点建立一直角坐标系，时刻在质点上施加一沿轴正方向的外力,时不改变外力的大小，仅将外力的方向变为沿轴正方向，再经过的时间撤走外力.则下列说法中正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A. 质点的运动轨迹可能如图甲所示
B. 末质点的坐标为
C. 内质点的位移大小为
D. 末质点的速度大小为
9．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变。由静止释放小球，它运动到O点正下方B点的竖直高度差为h，速度为v，则(　　)
A．小球在B点的动能小于mgh
B．由A点到B点小球重力势能减少了mv2
C．由A点到B点小球克服弹力做的功为mgh
D．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh－
10．已知某卫星在赤道上空轨道半径为的圆形轨道Ⅰ上绕地运行的周期为，卫星运动方向与地球自转方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方。若某时刻，该卫星如图在A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，近地点B到地心距离为。设卫星由A到B运动的时间为t，地球自转周期为，不计空气阻力。则（ ）
A．
B．
C．在轨道Ⅰ上经过A点的速度大于轨道Ⅱ上经过A点的速度
D．该卫星在轨道Ⅰ上的机械能等于在轨道Ⅱ上的机械能
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．在“探究影响向心力大小的因素”实验中，所用向心力演示器如图所示，固定在转臂上的挡板A、B、C，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。小球位于挡板A、B、C处时，做稳定圆周运动的半径之比为2:1:1。标尺1、2可以显示出两球所受向心力的大小关系。
手柄可供选择的实验球有：质量均为2m的球1和球2，质量为m的球3。
(1)为探究向心力与小球质量的关系时，将皮带调整到变速塔轮半径相等的位置，若将球1放到挡板C处，应将球 （填：2或3）放在挡板 处（填：“A”或“B”）；
(2)某次实验时将球1放在A挡板处，球3放在C挡板处，发现标尺1和2表示的向心力之比为1:1，由此可知皮带连接的左侧和右侧塔轮半径之比为 。
12．图甲是一个能够定性平抛运动及其特点的实验装置，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。然后再采用乙图的方式定量研究平抛运动，得到了如图丙坐标系中的几个点。
(1)甲图所示的实验说明了平抛的小球在竖直方向上做 运动。
(2)在调节轨道时，发现水平仪中的气泡在右侧，此时应将轨道的右端调 （选填“高”或“低”）。
(3)同学用专业相机以200帧/秒拍摄照片如图丙所示，并从视频中每n帧选取一帧进行处理得到如图所示的抛体运动“频闪图片”，由图像可知 （n为整数，），测得坐标纸的方格边长为9mm，由此可得到平抛运动的初速度为
m/s。
13．某人利用如图所示的装置，用100 N的恒力F作用于不计质量的细绳的一端，将物体从水平面上的A点移到B点。已知α1＝30°，α2＝37°，h＝1.5 m，不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦。求绳的拉力对物体所做的功(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。
14．假设在半径为R的某球形天体上发射一颗该天体的卫星，已知引力常量为G，忽略该天体自转。
(1)若卫星的轨道半径为r，测得卫星在该处做圆周运动的周期为T1，
①则该天体的质量是多少？
②该天体的密度是多少？
(2)若卫星贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T2，则该天体的密度是多少？
15．如图所示，吊车以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则（重力加速度为g，不计空气阻力）：
（1）吊车钢索的拉力对物体做的功为多少？
（2）重力做的功为多少？
（3）物体的重力势能变化了多少？
参考答案
1．【知识点】开普勒三大定律及其应用
【答案】B　【详解】设地球与太阳的距离为r1，木星与太阳的距离为r2，根据开普勒第三定律可知＝，则＝＝≈5.2，所以r2≈5.2r1＝5.2天文单位，选项B正确。
2．【知识点】万有引力定律问题的分析与计算
【答案】C
【解析】质量为的物体在两极所受木星的引力等于它所受的重力,故有,在赤道处万有引力为重力和向心力的矢量和,故有,根据题意有,设木星的同步卫星距木星表面的高度为,根据万有引力提供向心力有,联立可得,C正确,A、B、D错误.
3．【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【答案】(1)1.5π rad/s；(2) m；(3)
【详解】(1)两人的角速度相同，转速相同，根据角速度与转速关系可得ω＝2πn＝2π× rad/s＝1.5π rad/s
(2)由公式v＝ωr，可得女运动员触地冰鞋做圆周运动的半径为r＝＝ m＝ m
(3)他们的角速度相同，设男运动员做圆周运动的半径为r1，女运动员做圆周运动的半径为r2，根据v＝ωr，可得男、女运动员做圆周运动的半径之比为＝＝＝。
4．【知识点】功和功率、瞬时功率及其计算
【答案】D
【解析】通过穿过滑轮的轻绳用力拉物块,受力分析如图所示,拉力做功等于绳子上两个力做功的代数和.由题图乙可知内拉力大小,根据题图丙求得物块在内的位移,所以拉力做功,解得,故A错误；由题图丙可知,末速度为,拉力的功率为,解得,故B错误；由题图丙知,内物块做匀速运动,物块所受合力等于零,水平方向由平衡条件得,又由题图乙可知,,解得,故C错误；由题图乙可知,内拉力大小,根据题图丙求得物块在的位移,所以人做的功为 ,解得,故D正确.
5．【知识点】机车启动的两种方式
【答案】B
【详解】开始时 ,当阻力变为原来的2倍时有 ,其中 ,可知汽车开始减速,随着速度减小,牵引力增大,则加速度大小逐渐减小；当牵引力增加到 时,有 ,即速度减为原来的一半时再次匀速运动；行驶一段时间后道路又恢复至开始的情况,则阻力又变为 ,牵引力大于阻力,汽车速度增加,根据 可知牵引力逐渐减小,加速度逐渐减小到零,当速度再次增加到 时,牵引力大小等于阻力大小,又开始匀速运动 正确.
6．【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合
【答案】C
【详解】设铅球推出时，水平分速度为，竖直分速度为，经过时间，铅球的水平分速度仍为，竖直分速度为，则铅球的动能为，可知图像为开后向上的抛物线，AB错误；铅球的动能变化量为，可得，可知图像为一条斜率为正，纵轴截距为负的直线，C正确，D错误。
7．【知识点】向心加速度的计算
【答案】BD
【解析】吊臂绕固定转轴旋转,因此点的速度方向垂直于吊臂,故A错误；、两点在吊臂上绕同一固定转轴旋转,具有相同的角速度,即点的角速度等于点的角速度 ,故B正确；根据可知,故C错误；根据可知,点的向心加速度大小为,故D正确.
8．【知识点】曲线运动中运动轨迹与合外力、速度方向之间的关系
【答案】BD
【解析】由题可知,质点在前内由静止开始沿轴正方向做匀加速直线运动,内,质点沿轴做初速度为零的匀加速直线运动,而沿轴正方向,质点做匀速直线运动,故其轨迹可能如题图丙所示,故A错误.由牛顿第二定律可知,在轴正方向质点获得的加速度大小,故在前内沿轴的位移大小,末的速度大小；内沿轴正方向做匀速直线运动,故沿轴的位移大小,则其沿轴正方向移动的距离；内,在轴正方向质点获得的加速度大小,故内沿轴正方向的位移大小,故末质点的坐标为,故B正确.由以上分析可知,内质点的位移大小,故C错误.由以上分析可知,末质点沿轴正方向的速度大小为,由速度的合成可得,末质点的速度大小,故D正确.
9．【知识点】弹簧问题中机械能守恒定律的应用
【答案】　AD
【详解】　小球由A点到B点的过程中，重力势能减少了mgh，减少的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，所以小球运动到B点时的动能小于mgh，故A正确，B错误；根据动能定理得mgh－W弹＝mv2，所以小球由A点至B点克服弹力做的功为W弹＝mgh－mv2，故C错误；根据弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系，可知小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh－mv2，故D正确。
10．【知识点】开普勒三大定律及其应用
【答案】AC
【详解】赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方，可知三天内卫星转了8圈，则有，得，A正确；根据开普勒第三定律知，解得，B错误；卫星从高轨道变轨到低轨道需要在变轨处点火减速，则该卫星在轨道Ⅰ上经过A点的速度大于轨道Ⅱ上经过A点的速度，该卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能，C正确，D错误。
11．【知识点】实验：探究向心力的大小
【答案】(1)3，B；(2)2：1
【详解】（1）该实验应用控制变量法，为了探究向心力与小球质量的关系，由公式，可知，需要控制小球旋转半径和角速度不变；应该选择质量不同的球1和球3，两球放在长度相同的C挡板和挡板B处。
（2）球1的质量为2m，球3的质量为m，由半径之比为2：1，向心力之比为1:1，根据，得，两个塔轮边缘的线速度相等，根据，知两个变速塔轮的半径之比为
12．【知识点】实验：探究平抛运动的特点
【答案】(1)自由落体；(2)低；(3)6，0.6
【详解】（1）甲图两球同时落地，说明了平抛的小球在竖直方向上做自由落体运动。
（2）水平仪右端有气泡，说明右端偏高，则应把右侧调低。
（3）小球在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差法公式，由图可知，相邻两点的时间间隔相等，设为T，，因为相机以200帧/秒拍摄照片，即每拍摄一帧，每n帧的时间为，可得，解得；在水平方向上，小球做匀速直线运动，小平抛运动初速度
13．【知识点】功率的计算和估算
【答案】　50 J
【详解】　由于不计绳的质量及绳与滑轮间的摩擦，故恒力F对绳做的功和绳对物体的拉力做的功相等。由于恒力F作用在绳的端点，故需先求出绳的端点的位移l，再求恒力F做的功。由几何关系知，绳的端点的位移为l＝－＝0.5 m，在物体从A移到B的过程中，恒力F做的功为W＝Fl＝100×0.5 J＝50 J，故绳的拉力对物体所做的功为50 J。
14．【知识点】天体密度的计算、天体质量的计算
【答案】(1)①　②　(2)
【详解】(1)①设卫星的质量为m，天体的质量为M，
由万有引力提供向心力G=mr，解得M=。
②该天体的密度ρ===。
(2)若卫星贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T2，
由万有引力提供向心力G=mR，
解得M=，
则该天体的密度ρ=。
15．【知识点】重力势能的变化与重力做功的关系
【答案】（1）mgh　（2）－mgh　（3）增加了mgh
【详解】（1）设吊车钢索对物体的拉力大小为F，物体的加速度a＝，方向竖直向下
由牛顿第二定律得mg－F＝ma
故F＝mg－ma＝mg，方向竖直向上
所以拉力做的功W＝Fh＝mgh。
（2）物体被提升高度为h，重力做的功
WG＝－mgh。
（3）由于ΔEp＝－WG＝mgh，故物体的重力势能增加了mgh。
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试卷副标题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．以下哪项属于爱因斯坦对相对论提出的基本假设（ ）
A． 一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
B． 在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的
C． 真空中的光速在不同的惯性参考系中是不相同的
D． 相对论认为时间和空间与物体的运动状态有关
2．[吉林东北师大附中2023高一下期中]如图甲所示，水平面上一质量为的物体在水平力作用下开始加速运动，力的功率保持恒定，运动过程中物体所受的阻力大小不变，物体的速度最终达到最大值，此过程中物体速度的倒数与加速度的关系图像如图乙所示.根据图像所给信息可知，以下说法中错误的是（ ）
图像的斜率为
B.
C.
D.
3．某考生现在正在完成100分钟的期末物理考试，假设一艘飞船相对该考生以 的速度匀速飞过（ 为真空中的光速），则飞船上的观察者根据相对论认为该考生考完这场考试所用时间（ ）
A． 大于100分钟 B． 等于100分钟
C． 小于100分钟 D． 不能确定
4．如图所示为2022年北京冬季奥运会中我国运动员短道速滑急转弯的情景，此时容易失控侧滑而甩出赛道，下列说法正确的是（　　）
A．运动员速度越大越容易发生侧滑
B．转弯时重力提供一部分向心力
C．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
D．发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需的向心力
5．探测木星意义重大，我国已提出木星探测计划.若航天员登上木星后测得木星两极与木星“赤道”上的重力加速度大小之比为，将木星视为质量分布均匀的球体，半径为，则木星的同步卫星距木星表面的高度为（ ）
A. B.
C. D.
6．如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物，轻质定滑轮下方悬挂重物，悬挂滑轮的轻质细线竖直.开始时，重物、均处于静止状态，释放后、开始运动.已知、的质量均为，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为，当运动的位移大小为时,则下列说法正确的是（ ）
A. 运动的位移为，方向向上 B. 、的速度大小始终相等
C. 的速度大小为 D. 的机械能减少
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方 处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（瞬时速度不变），设细线没有断裂，则下列说法正确的是（　　）
A．小球的角速度突然增大
B．小球的角速度突然减小
C．小球对细线的拉力突然增大
D．小球对细线的拉力保持不变
8． 如图所示，不考虑空气阻力的情况下，关于机械能是否守恒的判断正确的是（ ）
A. 图甲中，物体将弹簧压缩的过程中，的机械能守恒
B. 图乙中，物体在大小等于摩擦力大小、方向沿斜面向下的拉力作用下沿斜面下滑时，的机械能守恒
C. 图丙中，加速下落、加速上升过程中，、组成的系统机械能守恒
D. 图丁中，系在轻绳一端的小球向下摆动，小球的机械能守恒
9 .如图所示，在水平圆台中轴上的点固定一根结实的细绳，细绳长度为 ，细绳的一端连接一个小木箱，木箱里放着一只玩具小熊，此时细绳与转轴间的夹角 ，且处于恰好伸直的状态.已知小木箱与玩具小熊的总质量为，小木箱与水平圆台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，重力加速度为，不计空气阻力.在可调速电动机的带动下，让水平圆台缓慢加速运动（小木箱始终与水平圆台相对静止）.则（ ）
A. 当角速度时，细绳中无张力
B. 当角速度时，细绳中有张力
C. 当角速度时，圆台对小木箱无支持力
D. 当角速度时，圆台对小木箱有支持力
10． 质量的质点，静止在点，且以点为坐标原点建立一直角坐标系，时刻在质点上施加一沿轴正方向的外力,时不改变外力的大小，仅将外力的方向变为沿轴正方向，再经过的时间撤走外力.则下列说法中正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A. 质点的运动轨迹可能如图甲所示
B. 末质点的坐标为
C. 内质点的位移大小为
D. 末质点的速度大小为
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．如图所示，用沿斜面向上、大小为800 N的力F，将质量为100 kg的物体沿倾角为θ＝37°的固定斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L＝5 m，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25。求这一过程中(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)：
(1)物体的重力所做的功；
(2)摩擦力所做的功；
(3)物体所受各力的合力所做的功。
12．如图甲所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的________。
A．理想实验法 B．控制变量法
C．等效替代法 D．演绎法
(2)皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的________不同。
A．转动半径r B．质量m
C．角速度ω D．线速度v
(3)为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮________(选填“需要”或“不需要”)设置半径相同的轮盘。
(4)你认为以上实验中产生误差的原因有_________________________________
_____________________________________________________(写出一条即可)。
(5)利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像的横坐标x表示的物理量是________。
A．T B．
C．T2 D．
13．在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是 。
②已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值 J、C点的动能 J（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是 。
A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前释放了纸带
14．轻轨作为一种城市轨道交通工具，其动力主要来源于电力，由电动机提供牵引力.相对于普通火车轨道而言，许多城市轻轨线路不允许有较大的起步和刹车距离，故城市内部轨道交通中，轻轨车站设计如图所示，与站台连接的轨道有一个小坡道，列车进站上坡，出站下坡.
（1） 这种设计有什么优点？
（2） 假设列车进站时的速度为 ，不考虑阻力，列车到最高点时，速度刚好减为0，重力加速度 取 ，则站台的高度应设计为多高（相对于水平轨道）？
（3） 若一轻轨列车以额定功率 从甲站行驶到乙站，平均速度为 ，运行过程中平均牵引力大小为 ，甲、乙两站的距离为 ，则轻轨列车在运动过程中产生多少热量？轻轨列车的效率为多少？
15．如图甲所示，轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端自由伸长时在位置.质量为的物块（可视为质点）以初速度从距点的点处向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到点位置后，又被弹簧弹回.离开弹簧后，恰好回到点.物块与水平面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为.
（1） 求物块从点出发到又回到点的过程，克服摩擦力所做的功；
（2） 求点和点间的距离；
（3） 如图乙所示，若将另一个与完全相同的物块（可视为质点）与弹簧右端拴接，将放在右边，向左压、，使弹簧右端压缩到点位置，然后由静止释放，、共同滑行一段距离后分离.求分离后物块向右滑行的最大距离.
参考答案
1．【知识点】经典时空观与相对论时空观
【答案】B
【解析】爱因斯坦对相对论提出的两条基本假设为：在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的,故B正确．
【关键点拨】狭义相对论的两个假设
（1）相对性原理：物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式；
（2）光速不变原理：在一切惯性参考系中,测得真空中的光速都相同．
2．【知识点】功率的计算和估算
【答案】B
【解析】当加速度为零时,物体做匀速直线运动,此时牵引力大小等于阻力大小,速度最大,由功率的计算公式可知,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律得,整理得,则图像斜率为,解得,故A正确,B错误；图像纵轴截距为,解得,故D正确；由功率的计算公式可得,当加速度为零时,最大速度为,故C正确.本题选错误的,故选B.
3．【知识点】时间延缓效应、经典时空观与相对论时空观
【答案】A
【详解】根据爱因斯坦相对论可知,飞船相对该考生以 的速度匀速飞过时,飞船上的观察者认为该考生考完这场考试所用的时间 ,可知飞船上的观察者认为该考生考完这场考试所用的时间大于100分钟,A正确．
4．【知识点】向心力的计算及应用
【答案】A　【详解】转弯时的向心力为沿半径方向的合力，重力方向沿竖直方向，不可能提供向心力，故B错误；发生侧滑是因为运动员受到的合力不足以提供所需向心力， 故C、D错误；根据Fn＝m可知，半径一定时，速度越大，所需的向心力越大，越容易发生侧滑，故A正确。
5．【知识点】万有引力定律问题的分析与计算
【答案】C
【解析】质量为的物体在两极所受木星的引力等于它所受的重力,故有,在赤道处万有引力为重力和向心力的矢量和,故有,根据题意有,设木星的同步卫星距木星表面的高度为,根据万有引力提供向心力有,联立可得,C正确,A、B、D错误.
6．【知识点】其他连接体问题中机械能守恒定律的应用
【答案】D
【解析】设细线的拉力为,A受到两细线的拉力为,方向向上,B受到细线的拉力为,方向向上,A、B所受重力大小相等,A、B释放后,A向上运动,B向下运动,当A上升的高度为时,B下降的高度为,B的位移为,方向向下,A错误；由于B下降的位移大小是A上升位移大小的两倍,它们的运动时间相等,由可知,B的加速度大小是A的加速度大小的两倍,由可知,同一时刻B的速度大小是A的两倍,B错误；当A上升的位移为时,设其速度大小为,则B的速度大小为,B下降的高度为,以A、B组成的系统为研究对象,由机械能守恒定律得,解得,C错误；当A的位移为时,B减少的机械能,D正确.
7．【知识点】竖直面内圆周运动问题
【答案】AC　【详解】根据题意，细线碰到钉子的瞬间，小球的瞬时速度v不变，但其做圆周运动的半径从L突变为，由ω＝ 可知小球的角速度突然增大，选项A正确，B错误；根据FT－mg＝m 可知小球受到的拉力增大，由牛顿第三定律知，小球对细线的拉力增大，选项C正确，D错误。
8．【知识点】机械能守恒及其判断
【答案】BCD
【解析】题图甲中,物体A将弹簧压缩的过程中,弹簧弹力对A做负功,弹簧弹性势能增大,则A的机械能减小,A错误；题图乙中,物体B在重力、支持力、摩擦力和拉力作用下运动,摩擦力和拉力的合力为零,支持力不做功,故除重力以外的其他力做功的代数和为零,则B的机械能守恒,B正确；题图丙中,A加速下落、B加速上升过程中,仅存在重力势能和动能的相互转化,故A、B组成的系统机械能守恒,C正确；题图丁中,系在轻绳一端的小球向下摆动时,只有重力做功,轻绳的拉力不做功,则小球的机械能守恒,D正确.
9．【知识点】水平面内匀速圆周问题
【答案】ABC
【解析】细绳中恰好无张力时,静摩擦力达到最大值,静摩擦力提供向心力,有 ,解得,所以当圆台的角速度时，细绳中无张力,当时，细绳中有张力,A、B正确.圆台对小木箱恰好无支持力时,有 ,解得,即当圆台的角速度时,圆台对小木箱无支持力,C正确,D错误.
10．【知识点】曲线运动中运动轨迹与合外力、速度方向之间的关系
【答案】BD
【解析】由题可知,质点在前内由静止开始沿轴正方向做匀加速直线运动,内,质点沿轴做初速度为零的匀加速直线运动,而沿轴正方向,质点做匀速直线运动,故其轨迹可能如题图丙所示,故A错误.由牛顿第二定律可知,在轴正方向质点获得的加速度大小,故在前内沿轴的位移大小,末的速度大小；内沿轴正方向做匀速直线运动,故沿轴的位移大小,则其沿轴正方向移动的距离；内,在轴正方向质点获得的加速度大小,故内沿轴正方向的位移大小,故末质点的坐标为,故B正确.由以上分析可知,内质点的位移大小,故C错误.由以上分析可知,末质点沿轴正方向的速度大小为,由速度的合成可得,末质点的速度大小,故D正确.
11．【知识点】功率的计算和估算
【答案】　(1)－3 000 J；(2)－1 000 J；(3)0
【详解】　对物体受力分析如图所示。
(1)WG＝－mgLsin θ＝－3 000 J。
(2)Ff＝μFN＝μmgcos θ，Wf＝－FfL＝－μmgcos θ·L＝－1 000 J。
(3)法一　WF＝FL＝4 000 J，WN＝FNLcos 90°＝0，W＝WF＋WG＋Wf＋WN＝0。
法二　物体做匀速运动，F合＝0，故W＝0。
12．【知识点】实验：探究向心力的大小
【答案】　(1)B；(2)C；(3)需要；(4)小球转动半径引起的误差；弹簧测力筒读数引起的误差；皮带打滑引起的误差；(5)D
【详解】　(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，实验时需控制其中一个物理量改变，其他两个物理量不变，采用了控制变量法，故B正确。
(2)皮带与不同半径的塔轮相连，可知塔轮的线速度相同，半径不同，根据v＝ωr可知塔轮转动的角速度不同，即两小球的角速度ω不同，故C正确。
(3)为了能探究向心力大小的各种影响因素，需研究角速度一定时，向心力与质量或半径的关系，故左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘。
(4)以上实验中产生误差的原因有：小球转动半径引起的误差；弹簧测力筒读数引起的误差；皮带打滑引起的误差。
(5)根据F＝mω2r＝m()2r＝，可知纵坐标表示的物理量是向心力，图像的横坐标x表示的物理量是，故D正确。
13．【知识点】实验：验证机械能守恒定律
【答案】阻力与重力之比更小（或其它合理解释），0.547，0.588，C
【详解】①在验证机械能守恒实验时阻力越小越好，因此密度大的阻力与重力之比更小
②由图中可知OC之间的距离为，因此机械能的减少量为；匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此，因此动能的增加量为
工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量。
14．【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合
【答案】（1） 提高能量利用率,降低运营成本
（2）
（3） ；
【详解】（1） 列车进站时,利用上坡的设计,列车的部分动能可以转化为重力势能储存起来.这样,列车在进站过程中不需要完全依赖刹车来减速,从而减少了因刹车而损耗的机械能.列车出站时,利用下坡的设计,储存的重力势能又可以转化为动能,帮助列车加速,减少了列车启动时消耗的电能.总之,通过这种设计,轻轨系统能够更有效地利用列车的动能和重力势能,提高了能量的利用率,降低了运营成本.
（2） 设站台相对水平轨道的高度为 ,列车进站时,根据动能定理有 ,其中 ,解得 .
（3） 从甲站到乙站,由 得牵引力所做的为 ,运动所用时间为 ,其中 ,总功为 ,代入数据得 ,运动过程产生的热量为 ,轻轨列车的效率为 .
15．【知识点】应用动能定理求解连接体问题
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1） 物块从点出发到又回到点的过程,根据动能定理得,克服摩擦力所做的功为.
（2） 物块从点出发到又回到点的过程,根据动能定理得,解得.
（3） 物块、分离时,两者间弹力为零,且加速度相同,、的加速度为,说明只受摩擦力,弹簧处于原长.设此时它们的共同速度为,弹出过程弹力做功为,物块由点到点的过程,由动能定理有,物块、由点到点的过程,由动能定理有,物块、分离后,向右滑行的过程,由动能定理有,解得.
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