山东省枣庄市滕州市2023-2024学年高三上学期期中考试
物理试卷
本试卷共8页。满分100分。考试用时90分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号、学校、班级等填写在答题卡规定的位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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. 中国古代的先哲们在认识自然的过程中提出了很多物理学观点，闪烁着智慧的光芒。下列观点中与你所学的物理学知识吻合的是（ ）
A. 《淮南子 齐俗训》中指出：“趋舍礼俗，犹室宅之居也，东家谓之西家，西家谓之东家，虽皋陶为之理，不能定其处。”意思是，如果不选定参考点，就不能确定是位于东，还是位于西，这说明任何物体都处于永恒的运动中
B. 《墨经》中指出：“力，形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静，说明力是改变物体运动的原因
C. 《论衡 效力篇》中指出：“机不能动发，鲁缟不能穿。”意思是说静止的物体没有惯性
D. 《韩非子 观行》中指出：“有乌获之劲，而不得人助，不能自举”意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消
2. 如图所示，一质点做匀加速直线运动，依次通过A、B、C、D四个位置，已知，。且该质点通过AB段、BC段和CD段的时间之比为。那么BC段的长度为（ ）
A. B. C. D.
3. 某军区演习特种兵飞行跳伞，他从高空中静止的直升机上跳下。在时刻打开降落伞，在时刻以速度着地，运动的速度—时间图像如图所示。则（ ）
A. 在时间内加速度不变，在时间内加速度增大
B 时刻，伞兵处于失重状态
C. 在，平均速度
D. 若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，则他们在空中的距离先增大后减小
4. 中国书法是一种艺术。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。某同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防止打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则下列关于从左至右行笔过程中各物体的受力情况说法正确的是（ ）
A. 毛笔对纸的压力一定大于毛笔的重力 B. 镇纸受到了向右的静摩擦力
C. 白纸受到了2个摩擦力 D. 桌面受到了向右的静摩擦力
5. 宇宙中某恒星质量是太阳质量2倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍。设想地球“流浪”后绕此恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样。已知以恒星为球心、以r为半径的球面上，单位面积单位时间接收到的辐射能量满足（为恒星单位时间内辐射的总能量），则地球在“流浪”后的公转周期与绕太阳公转周期的比值为（ ）
A. 8 B. C. 4 D. 2
6. 碰碰车是大人和小孩都喜欢的娱乐活动，游乐场上，大人和小孩各驾着一辆碰碰车正对迎面相撞。碰撞前后两人的位移—时间图像如图所示，已知小孩的质量为，大人的质量为，碰碰车质量相同，碰撞时间极短。下列说法正确的是（ ）
A. 碰前大人和车的速度大小为
B. 碰撞前后小孩的运动方向保持不变
C. 碰撞过程中机械能损失为
D. 碰撞过程中小孩和其驾驶的碰碰车受到的总冲量大小为
7. 如图所示，倾角传送带以大小为的速度顺时针匀速运行。质量为的某工件（视为质点）以大小为的初速度从传送带的底端A冲上传送带，恰好能到达传送带的顶端B，随即被取走。工件与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度大小。则（ ）
A. 工件沿传送带上滑的时间为
B. 工件在传送带上运动时，摩擦力对其做功为
C. 传动带A、B两端的距离为
D. 工件在传送带上运动时，因摩擦产生的热量为
8. 如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成，两段相切于B点。AB段与水平面夹角为，BC段圆心为O，最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度冲上轨道，能沿轨道恰好到达C点。下列说法正确的是（ ）
A. 小球从B到C的过程中，对轨道的压力逐渐减小
B. 小球从A到C的过程中，重力的功率始终保持不变
C. 水平夹角应满足
D. 小球的初速度为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，半球形物体A和小球B紧靠着放在一固定斜面上，并处于静止状态，忽略小球B表面的摩擦。用水平力F沿物体A表面将小球B缓慢拉至物体A的最高点C，物体A始终保持静止状态。则下列说法中正确的是（ ）
A. 外力F不断减小
B. 物体A受到斜面的摩擦力大小始终增加
C. 斜面对A的支持力一直增加
D. 小球B对物体A的压力大小一直增加
10. 中国科学院紫金山天文台于2022年7月发现两颗小行星20220S1和20220N1。小行星20220S1预估直径约为，小行星20220N1预估直径约为。若两小行星在同一平面内绕太阳的运动可视为匀速圆周运动（仅考虑两小行星与太阳之间的引力），测得两小行星之间的距离随时间变化的关系如图所示，已知小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离。则关于小行星20220S1和20220N1的说法正确的是（ ）
A. 半径之比
B. 线速度之比为
C. 20220N1的运动周期为T
D. 20220S1的运动周期为
11. 一足够长的光滑斜面固定在水平面上，质量为的小物块在平行斜面向上的拉力F作用下，以一定初速度从斜面底端沿斜面向上运动，经过时间t物块沿斜面上滑了。小物块在F作用下沿斜面上滑过程中动能和重力势能随位移的变化关系如图线Ⅰ和Ⅱ所示。设物块在斜面底端的重力势能为零，重力加速度g取。则（ ）
A. 斜面的倾角为
B. 力F的大小为
C. 小物块上滑所需时间
D. 若t时刻撤去拉力F，物块继续沿斜面上滑
12. 如图所示，甲乙两人做抛球游戏，甲站在一辆平板车上，甲与车总质量，车与水平地面间的摩擦不计。另有一质量的球，乙站在车对面的地上，身旁有若干质量不等的球。开始车静止，甲将球以速度v（相对于地面）水平抛给乙，乙接到抛来的球后，马上将另一只球以相同速率v水平抛回给甲，甲接到球后，再以速率v将此球水平抛给乙，这样反复进行，乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到球的质量的2倍，则（ ）
A. 甲每一次抛出球后，速度均增加
B. 甲第三次抛出球后，车的速度为，方向水平向左
C. 从第一次算起，甲抛出4个球后，再也不能接到乙抛回来的球
D. 从第一次算起，甲抛出5个球后，再也不能接到乙抛回来的球
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400N/m的轻质弹簧AA'，将弹簧的一端A'固定在竖直墙面上。不可伸长的细线OA、OB、OC，分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O为OA、OB、OC三段细线的结点，如图1所示。在实验过程中，保持弹簧AA'伸长1.00cm不变。（弹簧均在弹性限度内）
（1）若OA、OC间夹角为90°，弹簧秤乙的读数如图2所示，则弹簧秤甲的读数是________N。
（2）在（1）问中若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OC与OA的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将________，弹簧秤乙的读数大小将________。（填“变大”、“变小”、“先变小后变大”）
14. 2023年6月，我国建成高超音速风洞，有力促进了我国流体力学的研究。研究发现，空气阻力与物体相对于空气的速度有关，还与物体的形状、横截面积等因素有关。某实验小组假设空气阻力f和小球速度的n次方成正比，比例系数为k（称作阻力系数），即。该小组准备了若干由不同材料（密度为）制成的半径相同的小球（半径r），将它们从足够高的同一个地方静止释放，利用视频分析技术，进行实验验证。
（1）在时间足够长之后，小球的速度会趋于一个定值，称作收尾速度。已知当地重力加速度为g，那么收尾速度的表达式为v=________（用k，n，r，g，表示）。
（2）为了研究收尾速度与小球密度的关系，实验小组绘制了图像，发现该图像是一条斜率为的倾斜直线。这个结果表明空气阻力表达式中，________。
（3）为了进一步测量该型号小球的阻力系数k，实验小组开启实验室风洞，产生竖直向上速度大小为的风。再把质量为的小球从风洞顶部以某一初速度竖直下抛，测得下落高度h随时间t变化的图像如图中实线1所示。取重力加速度，则阻力系数________（结果保留两位有效数字）。
（4）若仅换用密度更大的小球进行实验，保持风速不变，调节小球下抛速度，所得图像也是一条直线，则图像可能为图线________（选填“1”、“2”或“3”）。
15. 如图所示，水平桌面边缘处固定一轻质定滑轮，物块B叠放在物块A上，B通过水平且不可伸长的细绳跨过定滑轮与C连接。某时刻，物块A、B保持相对静止，共同向左运动，且细绳绷直。已知物块A、C质量均为，物块B质量为，物块A与桌面的动摩擦因数，取重力速度，不计滑轮摩擦。求：
（1）细绳拉力的大小；
（2）物块B所受摩擦力。
16. 如图，光滑水平桌面上有一轻质弹簧，其一端固定在墙上，离地面高度为。用质量为的小球压弹簧的另一端，使弹簧的弹性势能为。释放后，小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动，与弹簧分离后，从桌面水平飞出。当小球与水平地面碰撞时，其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等；垂直于地面的速度分量大小发生变化。测得小球第二次落点与桌面上飞出点的水平距离为。取重力速度，忽略空气阻力。求：
（1）弹簧对小球冲量的大小；
（2）小球与地面第一次碰撞过程中，小球损失动能与碰撞前动能的比值。
17. 如图所示，某游戏装置由安装在水平台面上的高度可调的斜轨道AB、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道AE和EG相连）、细圆管道GHIJ（HI和IJ为两段四分之一圆弧）、与J相切的水平直轨道JK和弹性挡板组成。可认为所有轨道均处在同一竖直平面内，连接处均平滑。已知竖直圆轨道半径为，小圆弧管道HI和大圆弧管道IJ的半径分为，，斜轨道水平长度固定不变，，。一可视为质点的滑块质量为，滑块与AB、EG及JK间动摩擦因数均为，其它轨道光滑，不计空气阻力，忽略管道内外半径差异。现调节斜轨道高度为，滑块从B点由静止释放后，贴着轨道恰好能滑上水平直轨道JK，求：
（1）斜轨道高度；
（2）滑块经过竖直圆轨道的最高点F时对轨道的压力；
（3）现调节斜轨道的高度，仍让滑块从B点由静止滑下，碰撞弹性挡板后返回。若滑块在第一次返回时，要求不脱离轨道，则斜轨道的高度h满足什么条件？
18. 如图所示，长木板最左端静止放置一质量为的小物块，其左侧固定有挡板。木板质量为，与挡板的距离为。长为且不可伸长的轻质细线将质量为的小球悬挂于O点。现将小球从与O点等高的A点由静止释放，下降后在B点细线绷直（绷直时间极短），然后绕O点做圆周运动至O点正下方的C点。已知小球与木板、木板与挡板之间均发生弹性正碰（碰撞时间极短），小物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，取，，。小球与小物块均可视为质点，所有运动及相互作用均发生在同一竖直面内，空气阻力不计。求：
（1）小球与木板碰撞前的速度（结果保留1位有效数字）；
（2）木板运动到挡板所需时间t；
（3）木板与小物块间摩擦产生的热量Q。
山东省枣庄市滕州市2023-2024学年高三上学期期中考试
物理试卷
本试卷共8页。满分100分。考试用时90分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号、学校、班级等填写在答题卡规定的位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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. 中国古代的先哲们在认识自然的过程中提出了很多物理学观点，闪烁着智慧的光芒。下列观点中与你所学的物理学知识吻合的是（ ）
A. 《淮南子 齐俗训》中指出：“趋舍礼俗，犹室宅之居也，东家谓之西家，西家谓之东家，虽皋陶为之理，不能定其处。”意思是，如果不选定参考点，就不能确定是位于东，还是位于西，这说明任何物体都处于永恒运动中
B. 《墨经》中指出：“力，形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静，说明力是改变物体运动的原因
C. 《论衡 效力篇》中指出：“机不能动发，鲁缟不能穿。”意思是说静止的物体没有惯性
D. 《韩非子 观行》中指出：“有乌获之劲，而不得人助，不能自举”意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消
【答案】B
【解析】
【详解】A．位置具有相对性，“东家谓之西家，西家谓之东家”如果不选定参考点，就不能确定是位于东，还是位于西，这体现了位置描述的相对性，故A错误；
B．“力，形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静，说明力是改变物体运动状态的原因，故B正确；
C．惯性是物体的固有属性，只与质量有关，与运动状态无关，故C错误；
D．“有乌获之劲，而不得人助，不能自举、”意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明相互作用力不是作用在同一个物体上的，作用效果不会抵消，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，一质点做匀加速直线运动，依次通过A、B、C、D四个位置，已知，。且该质点通过AB段、BC段和CD段的时间之比为。那么BC段的长度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】物块经过AB和CD段的时间相等，设为T，经过BC段的时间为3T，根据逐差法
可得
设A点时的速度为vA，根据位移-时间公式，在AB段，有
在AC段，有
联立解得
BC段的长度为
故选C。
3. 某军区演习特种兵飞行跳伞，他从高空中静止的直升机上跳下。在时刻打开降落伞，在时刻以速度着地，运动的速度—时间图像如图所示。则（ ）
A. 在时间内加速度不变，在时间内加速度增大
B. 时刻，伞兵处于失重状态
C. 在，平均速度
D. 若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，则他们在空中的距离先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图像中斜率表示加速度，由图可知，在0~时间内加速度不变，在时间内加速度减小，故A错误；
B．时刻，伞兵加速度向上，处于超重状态，故B错误；
C．假设在的时间内，降落伞和伞兵做匀减速运动，图像如图所示
此时的平均速度为
根据图像面积表位移可知，实际运动的位移较小，则实际的平均速度
故C错误；
D．若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，由图可知，开始第一个伞兵速度大于第二个伞兵的速度，距离增大，由于第一个伞兵减速，第二个伞兵加速，当二者速度相等时，距离最大，之后第二个伞兵的速度大于第一个伞兵速度，距离减小，故D正确。
故选D。
4. 中国书法是一种艺术。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。某同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防止打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则下列关于从左至右行笔过程中各物体的受力情况说法正确的是（ ）
A. 毛笔对纸的压力一定大于毛笔的重力 B. 镇纸受到了向右的静摩擦力
C. 白纸受到了2个摩擦力 D. 桌面受到了向右的静摩擦力
【答案】CD
【解析】
【详解】A．笔在书写的过程中受到重力、手的作用力以及纸的支持力处于平衡状态，由于手对毛笔的作用力是未知的，所以不能判断出毛笔对纸的压力与毛笔的重力的关系，A错误；
B．白纸始终是静止的，镇纸相对白纸也是静止的，没有运动趋势，则镇纸不受摩擦力作用，B错误；
C．白纸受到笔的向右的滑动摩擦力，同时受到桌面的向左的静摩擦力作用，C正确；
D．白纸受到了毛笔的向右摩擦力作用，有向右的运动趋势，所以受到桌面的向左的摩擦力，力的作用是相互的，则桌面受到了白纸的向右的摩擦力作用，D正确。
故选CD。
5. 宇宙中某恒星质量是太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍。设想地球“流浪”后绕此恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样。已知以恒星为球心、以r为半径的球面上，单位面积单位时间接收到的辐射能量满足（为恒星单位时间内辐射的总能量），则地球在“流浪”后的公转周期与绕太阳公转周期的比值为（ ）
A. 8 B. C. 4 D. 2
【答案】B
【解析】
【详解】由地球在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样可得
可得
由
得
故选B。
6. 碰碰车是大人和小孩都喜欢的娱乐活动，游乐场上，大人和小孩各驾着一辆碰碰车正对迎面相撞。碰撞前后两人的位移—时间图像如图所示，已知小孩的质量为，大人的质量为，碰碰车质量相同，碰撞时间极短。下列说法正确的是（ ）
A. 碰前大人和车的速度大小为
B. 碰撞前后小孩的运动方向保持不变
C. 碰撞过程中机械能损失为
D. 碰撞过程中小孩和其驾驶的碰碰车受到的总冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．位移—时间图像斜率的绝对值表示速度的大小，根据图像可得碰前大人和车的速度大小为
故A错误；
B．根据图像可知，碰撞后大人和小孩一起运动，而位移—时间图像的斜率正负表示速度的方向，小孩碰撞前速度方向为正，碰撞后速度方向为负，故B错误；
C．设碰碰车的质量为，由动量守恒定律有
解得
根据能量守恒可得碰撞过程中机械能损失为
C错误；
D．碰前小孩与其驾驶的碰碰车的总动量为
碰后总动量为
根据动量定理可得，总冲量
故总冲量大小为，D正确。
故选D。
7. 如图所示，倾角的传送带以大小为的速度顺时针匀速运行。质量为的某工件（视为质点）以大小为的初速度从传送带的底端A冲上传送带，恰好能到达传送带的顶端B，随即被取走。工件与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度大小。则（ ）
A. 工件沿传送带上滑的时间为
B. 工件在传送带上运动时，摩擦力对其做功为
C. 传动带A、B两端的距离为
D. 工件在传送带上运动时，因摩擦产生的热量为
【答案】A
【解析】
【详解】A．工件所受重力沿传送带向下的分力大小为
滑动摩擦力大小为
当工件的速度大于传送带的速度时，工件受到沿传送带向下的滑动摩擦力，因此工件向上做匀减速运动，根据牛顿第二定律可得，上滑的加速度大小为
工件从A端上滑至与传送带速度相同的时间
此后工件继续向上做匀减速运动，上滑的加速度大小为
从工件与传送带达到共同速度至工件到达B端的时间为
因此工件沿传送带上滑的时间为
故A正确；
BC．A、B两端的距离为
设工件返回A端时的速度大小为，则有
解得
根据动能定理可知，工件在传送带上滑行的过程中，摩擦力对工件做的功
故BC错误；
D．工件从B端下滑至A端的时间为
工件在传送带上滑行的过程中，因摩擦产生的热量为
故D错误。
故选A。
8. 如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成，两段相切于B点。AB段与水平面夹角为，BC段圆心为O，最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度冲上轨道，能沿轨道恰好到达C点。下列说法正确的是（ ）
A. 小球从B到C的过程中，对轨道的压力逐渐减小
B. 小球从A到C的过程中，重力的功率始终保持不变
C. 水平夹角应满足
D. 小球的初速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球从B到C的过程中，小球做圆周运动，小球沿半径方向的合力提供向心力，令小球所在位置的半径与竖直方向的夹角为，则有
根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力
解得
小球从B到C的过程中，速度逐渐减小，可知，小球对轨道的压力逐渐增大，故A错误；
B．小球从A到B的过程中，小球速度逐渐减小，重力恒定，重力方向与速度方向不变，根据瞬时功率的表达式可知，重力的功率减小，可知小球从A到C的过程中，重力的功率在变化，故B错误；
D．小球从A点以初速度冲上轨道，能沿轨道恰好到达C点，即到达C点时的速度为0，根据动能定理有
解得
故D错误；
C．小球从B到C的过程中做圆周运动，为了避免在B点脱离轨道，小球在B点有
其中
小球从A到B的过程，根据动能定理有
结合上述解得
故C正确。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，半球形物体A和小球B紧靠着放在一固定斜面上，并处于静止状态，忽略小球B表面的摩擦。用水平力F沿物体A表面将小球B缓慢拉至物体A的最高点C，物体A始终保持静止状态。则下列说法中正确的是（ ）
A. 外力F不断减小
B. 物体A受到斜面的摩擦力大小始终增加
C. 斜面对A的支持力一直增加
D. 小球B对物体A的压力大小一直增加
【答案】AC
【解析】
【详解】AD．对小球B分析，受水平拉力、重力和支持力，三力平衡，三个力构成首尾相连的矢量三角形，如图所示
将小球B缓慢拉至物体A的最高点过程中，变小，故支持力N变小，拉力F也变小，根据牛顿第三定律，小球B对物体A的压力也减小，故A正确，D错误；
BD．设斜面倾角为，对A、B整体分析，受拉力、重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，有
由于F减小，故静摩擦力减小，斜面对A的支持力一直增加。故B错误；C正确。
故选AC。
10. 中国科学院紫金山天文台于2022年7月发现两颗小行星20220S1和20220N1。小行星20220S1预估直径约为，小行星20220N1预估直径约为。若两小行星在同一平面内绕太阳的运动可视为匀速圆周运动（仅考虑两小行星与太阳之间的引力），测得两小行星之间的距离随时间变化的关系如图所示，已知小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离。则关于小行星20220S1和20220N1的说法正确的是（ ）
A. 半径之比为
B. 线速度之比为
C. 20220N1的运动周期为T
D. 20220S1的运动周期为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．因小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离，可设小行星20220S1距太阳的距离为r1，小行星20220N1距太阳的距离为r2。根据图像可知
r1-r2=1.5r
r1+r2=4.5r
联立解得
r1=3r
r2=1.5r
则二者轨道半径之比为2：1，故A错误；
CD．由图像可知，经过时间T两星再次相距最近，设小行星20220S1与小行星20220N1绕太阳运动的周期分别为T1、T2，则
根据开普勒第三定律可知
解得
故C错误，D正确；
B．设小行星20220S1与小行星20220N1绕太阳运动的线速度分别为v1、v2，根据
v=ωr
又有
联立可得线速度之比为
故B正确。
故选BD。
11. 一足够长的光滑斜面固定在水平面上，质量为的小物块在平行斜面向上的拉力F作用下，以一定初速度从斜面底端沿斜面向上运动，经过时间t物块沿斜面上滑了。小物块在F作用下沿斜面上滑过程中动能和重力势能随位移的变化关系如图线Ⅰ和Ⅱ所示。设物块在斜面底端的重力势能为零，重力加速度g取。则（ ）
A. 斜面的倾角为
B. 力F的大小为
C. 小物块上滑所需时间
D. 若t时刻撤去拉力F，物块继续沿斜面上滑
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据
得
所以斜面倾角为
故A正确；
B．根据动能定理
得
故B错误；
C．根据
得初速度为
物块向上运动的加速度为
沿斜面上滑了，有
解得
（负值舍掉）
故C错误；
D．若经过t后撤去拉力，小物块的机械能不变，此后重力势能增加、动能减小；根据图像可知，t时刻的机械能为
根据机械能守恒定律可得
解得上升的最大距离为
物块继续沿斜面上滑，故D正确
故选AD。
12. 如图所示，甲乙两人做抛球游戏，甲站在一辆平板车上，甲与车的总质量，车与水平地面间的摩擦不计。另有一质量的球，乙站在车对面的地上，身旁有若干质量不等的球。开始车静止，甲将球以速度v（相对于地面）水平抛给乙，乙接到抛来的球后，马上将另一只球以相同速率v水平抛回给甲，甲接到球后，再以速率v将此球水平抛给乙，这样反复进行，乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到球的质量的2倍，则（ ）
A. 甲每一次抛出球后，速度均增加
B. 甲第三次抛出球后，车的速度为，方向水平向左
C. 从第一次算起，甲抛出4个球后，再也不能接到乙抛回来的球
D. 从第一次算起，甲抛出5个球后，再也不能接到乙抛回来的球
【答案】BC
【解析】
【详解】A．甲第一次抛出球后，对甲、车与第一只球，根据动量守恒定律有
解得
方向水平向左
甲第二次抛出球后，对甲、车与第二只球，根据动量守恒定律有
解得
方向水平向左
甲第二次抛出球后速度增加量
故A错误；
B．甲第三次抛出球后，对甲、车与第三只球，根据动量守恒定律有
解得
方向水平向左，故B正确；
CD．根据规律可知，甲第n次抛出球后有
根据上述有
若甲不能接到乙抛回来的球，则有
解得
即从第一次算起，甲抛出4个球后，再也不能接到乙抛回来的球，故C正确，D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400N/m的轻质弹簧AA'，将弹簧的一端A'固定在竖直墙面上。不可伸长的细线OA、OB、OC，分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O为OA、OB、OC三段细线的结点，如图1所示。在实验过程中，保持弹簧AA'伸长1.00cm不变。（弹簧均在弹性限度内）
（1）若OA、OC间夹角为90°，弹簧秤乙的读数如图2所示，则弹簧秤甲的读数是________N。
（2）在（1）问中若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OC与OA的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将________，弹簧秤乙的读数大小将________。（填“变大”、“变小”、“先变小后变大”）
【答案】 ①. 5.00 ②. 变小 ③. 先变小后变大
【解析】
【详解】（1）[1]弹簧秤乙的最小分度为0.1N，应估读到0.01N，读数是3.00N，根据胡克定律可得，弹簧AA′的拉力大小为
OA、OC间夹角为，由三力平衡原理可知，弹簧秤甲的读数等于弹簧AA′的拉力与弹簧秤乙的拉力的矢量和，即
（2）[2][3]若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OC与OA的夹角，甲、乙两弹簧秤弹力的合力不变，如图所示，则可知弹簧秤甲的读数大小将变小，弹簧秤乙的读数大小将先变小后变大。
14. 2023年6月，我国建成高超音速风洞，有力促进了我国流体力学的研究。研究发现，空气阻力与物体相对于空气的速度有关，还与物体的形状、横截面积等因素有关。某实验小组假设空气阻力f和小球速度的n次方成正比，比例系数为k（称作阻力系数），即。该小组准备了若干由不同材料（密度为）制成的半径相同的小球（半径r），将它们从足够高的同一个地方静止释放，利用视频分析技术，进行实验验证。
（1）在时间足够长之后，小球的速度会趋于一个定值，称作收尾速度。已知当地重力加速度为g，那么收尾速度的表达式为v=________（用k，n，r，g，表示）。
（2）为了研究收尾速度与小球密度的关系，实验小组绘制了图像，发现该图像是一条斜率为的倾斜直线。这个结果表明空气阻力表达式中，________。
（3）为了进一步测量该型号小球的阻力系数k，实验小组开启实验室风洞，产生竖直向上速度大小为的风。再把质量为的小球从风洞顶部以某一初速度竖直下抛，测得下落高度h随时间t变化的图像如图中实线1所示。取重力加速度，则阻力系数________（结果保留两位有效数字）。
（4）若仅换用密度更大的小球进行实验，保持风速不变，调节小球下抛速度，所得图像也是一条直线，则图像可能为图线________（选填“1”、“2”或“3”）。
【答案】 ①. ②. 2 ③. 0.025 ④. 2
【解析】
【详解】（1）[1] 在时间足够长之后，小球做匀速运动，根据平衡条件
其中
联立可得
（2）在时间足够长之后，小球做匀速运动，根据平衡条件
其中
联立可得
两边取对数
斜率
可得
n=2
（3）[3]根据图像可知小球下落的速度为
小球相对风的速度为
根据平衡条件
联立并代入数据可得
k=0.025
（4）[4] 不改变小球形状，阻力系数不变，增大小球质量，由平衡条件
可得
由此可知，小球质量越大，做匀速直线运动时速度越大，下落时间将会更短,所以图像为“2”。
15. 如图所示，水平桌面边缘处固定一轻质定滑轮，物块B叠放在物块A上，B通过水平且不可伸长的细绳跨过定滑轮与C连接。某时刻，物块A、B保持相对静止，共同向左运动，且细绳绷直。已知物块A、C质量均为，物块B质量为，物块A与桌面的动摩擦因数，取重力速度，不计滑轮摩擦。求：
（1）细绳拉力的大小；
（2）物块B所受摩擦力。
【答案】（1）；（2），方向水平向右
【解析】
【详解】（1）设细绳拉力为F，加速度大小为a，对A、B整体，则有
物块C向上匀减速运动，则有
联立解得
（2）设物块B所受摩擦力的大小为f，可知方向向右，根据牛顿第二定律可得
解得
方向水平向右。
16. 如图，光滑水平桌面上有一轻质弹簧，其一端固定在墙上，离地面高度为。用质量为的小球压弹簧的另一端，使弹簧的弹性势能为。释放后，小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动，与弹簧分离后，从桌面水平飞出。当小球与水平地面碰撞时，其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等；垂直于地面的速度分量大小发生变化。测得小球第二次落点与桌面上飞出点的水平距离为。取重力速度，忽略空气阻力。求：
（1）弹簧对小球冲量的大小；
（2）小球与地面第一次碰撞过程中，小球损失动能与碰撞前动能的比值。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设小球离开桌面时速度大小为，由机械能守恒可知
设弹簧对小球冲量的大小为1，根据
解得
（2）设离开桌面后由平抛运动时间为，由
设第一次落点与第二次落点之间时间为，由
设第一次碰撞后速度的竖直分量为，则
设第一次碰撞后速度大小为，则
设第一次碰撞前速度大小为v，由
小球损失动能与碰撞前动能的比值
带入数据解得
17. 如图所示，某游戏装置由安装在水平台面上的高度可调的斜轨道AB、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道AE和EG相连）、细圆管道GHIJ（HI和IJ为两段四分之一圆弧）、与J相切的水平直轨道JK和弹性挡板组成。可认为所有轨道均处在同一竖直平面内，连接处均平滑。已知竖直圆轨道半径为，小圆弧管道HI和大圆弧管道IJ的半径分为，，斜轨道水平长度固定不变，，。一可视为质点的滑块质量为，滑块与AB、EG及JK间动摩擦因数均为，其它轨道光滑，不计空气阻力，忽略管道内外半径差异。现调节斜轨道高度为，滑块从B点由静止释放后，贴着轨道恰好能滑上水平直轨道JK，求：
（1）斜轨道高度；
（2）滑块经过竖直圆轨道的最高点F时对轨道的压力；
（3）现调节斜轨道的高度，仍让滑块从B点由静止滑下，碰撞弹性挡板后返回。若滑块在第一次返回时，要求不脱离轨道，则斜轨道的高度h满足什么条件？
【答案】（1）；（2），方向竖直向上；（3）或
【解析】
【详解】（1）滑块从B点开始下滑，恰能达到水平直轨道JK，由能量守恒定律
解得，斜轨道高度为
（2）运动到F点时，设速度，则动能定理
设轨道对滑块压力为，在F点根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，滑块对轨道压力为，方向竖直向上。
（3）设斜轨道高度为时，滑块恰好到达挡板，根据能量守恒定律
解得
设斜轨道高度为时，滑块反弹后恰好回到J点。根据能量守恒定律得
解得
此时滑下，假设在竖直圆轨道上升高度为，有
解得
由于，则滑块脱离轨道。设斜轨道高度为时，恰好能通过竖直圆轨道。设F点速度为v，根据能量守恒定律得
在F点有
联立解得
则斜轨道的高度应满足或。
18. 如图所示，长木板最左端静止放置一质量为的小物块，其左侧固定有挡板。木板质量为，与挡板的距离为。长为且不可伸长的轻质细线将质量为的小球悬挂于O点。现将小球从与O点等高的A点由静止释放，下降后在B点细线绷直（绷直时间极短），然后绕O点做圆周运动至O点正下方的C点。已知小球与木板、木板与挡板之间均发生弹性正碰（碰撞时间极短），小物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，取，，。小球与小物块均可视为质点，所有运动及相互作用均发生在同一竖直面内，空气阻力不计。求：
（1）小球与木板碰撞前的速度（结果保留1位有效数字）；
（2）木板运动到挡板所需时间t；
（3）木板与小物块间摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对小球，设O4与OB夹角为，根据几何关系可得
绳绷直前由A到B可得
绷直后速度小球速度为
根据机械能守恒定律
联立解得
（2）小球与木板相碰，设木板获得速度为，根据动量守恒，可得
根据能量守恒，有
解得
小物块匀加速运动，由牛顿第二定律得
木板碰撞后匀减速运动，有
设经过时间达到共同速度v，根据
，
可得此时木板运动位移为
解得
由于，则共速后，小物块相对木板向左滑动，小物块减速，可知
木板继续减速，有
设经过时间，木板碰到固定挡板。根据
解得
或（舍）
木板运动到挡板所需时间
解得
（3）小物块与木板共速前，相对位移为
木板与挡板碰撞时，小物块与木板速度分别为
，
共速后至碰撞前，相对位移为
碰后，木板以原速率反弹，匀减速至停止，小物块也匀减速直至停止。此阶段的相对位移为
木板与小物块间摩擦产生热量
带入数据解得
