上海市向明中学2023-2024学年高二下学期期末考试（等级加试）物理试卷
一、单项选择题。本大题有10小题，每小题给出的四个答案中只有一个是正确的，每小题2分。
1．（2024高二下·黄浦期末）在环绕地球运转的空间站内，适宜航天员进行体育锻炼的器材是（ ）
A．哑铃 B．弹簧拉力器 C．单杠 D．跑步机
2．（2024高二下·黄浦期末）质量为4kg的物体在水平力作用下沿粗糙水平面作匀速运动，若水平力增加4N，则物体的加速度的增量（ ）
A．一定为lm/s2 B．因水平力未知，故无法确定
C．因摩擦力未知，故无法确定 D．一定小于lm/s2
3．（2024高二下·黄浦期末）关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（ ）
A．线速度大的角速度一定大 B．线速度大的周期一定小
C．角速度大的运动半径一定小 D．角速度大的周期一定小
4．（2024高二下·黄浦期末）如果把一个物体放在地球的球心位置，设地球的质量分布均匀，且为球形，则它的重力（ ）
A．与地面上相等 B．变为无限大
C．等于0 D．无法确定
5．（2024高二下·黄浦期末）质点做直线运动的v-t图像如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前3s内平均速度的大小和方向分别为（ ）
A．0.25m/s，向右 B．0.25m/s，向左
C．1m/s，向右 D．1m/s，向左
6．（2024高二下·黄浦期末）下列说法正确的是（ ）
A．声的干涉和衍射现象说明声具有波动性
B．声的频率越大，波长越长
C．声的波长越大，声的能量越大
D．声在任何介质中的传播速度都为340m/s
7．（2024高二下·黄浦期末）如图所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置。其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线.以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中（ ）
A．位于B处时动能最大
B．位于A处时势能最大
C．在位置A的势能大于在位置B的动能
D．在位置B的机械能大于在位置A的机械能
8．（2024高二下·黄浦期末）一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，如图是A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是（ ）
A．4.5m/s B．3.0m/s C．1.5m/s D．0.7m/s
9．（2024高二下·黄浦期末）某人用长绳将一重物从井口送到井下，物体匀速下降一段时间后，改为匀减速下降，到达井底时速度恰好为0，如果匀速下降和匀减速下降所经历的时间相同，重物克服拉力做的功分别为和，则（ ）
A． B． C． D．
10．（2024高二下·黄浦期末）如图，一质点在一恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点时，质点的速度方向恰好改变了90 ，在此过程中，质点的动能（ ）
A．不断增大 B．不断减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
二、多项选择题。本大题有4小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的，选对的得4分；选对但不全，得2分；有选错或不答的，得0分。
11．（2024高二下·黄浦期末）物理学中有多种研究方法，有关研究方法的叙述正确的是（ ）
A．在伽利略之前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非，是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法
B．探究加速度与力、质量之间的定量关系，可以在物体质量一定的情况下，探究物体的加速度与力的关系；再在物体受力一定的情况下，探究物体的加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量之间的关系，这是物理学中常用的控制变量的研究方法
C．探究作用力与反作用力关系时可以用力传感器连在计算机上直接显示力的大小随时间的变化情况，用图像的方法来研究
D．如果重力与地面不垂直，那么重力就有一个沿着地面的分量，在地面上移动物体时重力就要做功，这里用的逻辑方法是归纳法
12．（2024高二下·黄浦期末）如图所示，一简谐横波沿x轴向正方向传播，轴上M、N两点相距21m，t=0时M点在平衡位置且向y轴负方向运动，N点为波谷；t=0.5s时M点为波谷，则该波的（ ）
A．波长可能是16.8m B．周期可能是0.4s
C．波速可能是6m/s D．波速可能是5m/s
13．（2024高二下·黄浦期末）如图所示，水平屋顶高H=5m，墙高h=3.2m，墙到房子的距离L=3m，墙外马路宽s=10m，小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上，则小球离开房顶时的速度可能的是（ ）
A．16m/s B．13m/s C．6m/s D．3m/s
14．（2024高二下·黄浦期末）如图所示，甲、乙两个单摆的悬点在同一水平天花板上，两摆球间用一根细线水平相连，以水平地板为参考面，甲、乙两摆线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2，且θ1>θ2。当细线突然断开后，两摆球都做简谐运动，下列说法中正确的是（ ）
A．甲摆球的重力势能改变量大于乙摆球的重力势能改变量
B．甲摆球的机械能小于乙摆球的机械能
C．甲摆的周期等于乙摆的周期
D．甲摆球的最大速度小于乙摆球的最大速度
三、（24分）填空题。本大题有6小题，每小题4分。
15．（2024高二下·黄浦期末）研究物理问题时，常常需要忽略某些次要因素，建立理想化的物理模型。例如“质点”模型忽略了物体的体积、形状，只计其质量。请再写出两个你所学过的物理模型的名称： 和 模型。
16．（2024高二下·黄浦期末）如图为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，质点M位于x=0.2m处，则M点的振动总是 （选填“加强”或“减弱”或“无法确定”）；由图示时刻开始，再经过甲波周期，M将位于 （选填“波峰”或“波谷”或“无法确定”）。
17．（2024高二下·黄浦期末）剑桥大学物理学家海伦·杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理，并通过计算机模拟技术探寻特技动作的极限，设计了一个令人惊叹不已的高难度动作——“爱因斯坦空翻”，并在伦敦科学博物馆由自行车特技运动员（18岁的布莱士）成功完成。“爱因斯坦空翻”简化模型如图。质量为m的自行车运动员从B点静止出发，经半径为R的BC圆弧，从C点竖直冲出，完成空翻，完成空翻的时间为t，由B到C的过程中，克服摩擦力做功为W，空气阻力不计，重力加速度为g。则自行车运动员在过C点时对圆弧的压力为 ，从B到C至少做功为 。
18．（2024高二下·黄浦期末）如图所示为一实验小车中利用光脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，车轮半径R，齿轮的齿数P，则小车速度的表达式为v= ；行程的表达式为s= 。
19．（2024高二下·黄浦期末）半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘，共轴固定连结在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点，小圆盘上绕有细绳，开始时圆盘静止，质点处在水平轴O的正下方位置。现以水平恒力F拉细绳，使两圆盘转动，若恒力F=mg，两圆盘转过的角度θ= 时，质点m的速度最大。若圆盘转过的最大角度θ=，则此时恒力F= 。
20．（2024高二下·黄浦期末）质量为10kg的物体在F=200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ=37°。力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零。则物体与斜面间的动摩擦因数μ= ，物体的总位移s= m。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
四、实验题。本大题有3小题。
（2024高二下·黄浦期末）在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
21．实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的（ ）
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
22．同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（ ）
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
23．（2024高二下·黄浦期末）在“用DIS研究质量一定时，加速度与外力的关系”的实验中，某同学连接完如图所示的实验器材进行实验。
（1）已知水平轨道足够光滑，传感器已正确连接数据采集器。图示中器材安装中的一个错误是 。
（2）本实验中细线拉力大小不能直接测量，我们把钩码重力大小作为细线拉力大小。小车加速度 （选填“较小”、“较大”或“无限制”）时，实验结果更加精确。
24．（2024高二下·黄浦期末）某同学设计了如图所示的装置去验证小球摆动过程中的机械能守恒，实验中小球到达B点(图中未标出)时恰好与桌面接触但没有弹力，D处的箭头处放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时被割断，小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺．该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度h，桌面到地面的高度H及平抛运动的水平位移L即可．
（1）测量A位置到桌面的高度h应从 开始测(选填“球的下边沿”或“球心”)．
（2）实验中改变h多测几次h和L的数值，利用作图像的方法去验证．该同学取纵轴表示L，则横轴应表示 ．
（3）若所作图像的斜率为k，则满足 关系即可证明小球下摆过程中机械能守恒．
五、计算题。本大题有3小题。
25．（2024高二下·黄浦期末）两个完全相同的物块a、b质量均为m＝0.8kg，在水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动，图中的两条直线表示b物体受到水平拉力F作用和a不受拉力作用的v-t图像，g取10 m/s2．求：
（1）物体a受到的摩擦力大小；
（2）物块b所受拉力F的大小；
（3）末a、b间的距离．
26．（2024高二下·黄浦期末）倾角 =37 ，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上。质量m=2kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m，在此过程中斜面保持静止（sin37 =0.6，cos37 =0.8）。求：
（1）地面对斜面的摩擦力大小；
（2）地面对斜面的支持力大小；
（3）合外力做功大小。
27．（2024高二下·黄浦期末）如图所示，倾角为37°的粗糙斜面上有一小滑块，它与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。在斜面底端正上方有一小球以初速度v0水平抛出，同时小滑块以初速度v=2m/s从斜面的某处沿斜面开始滑动。经过t=0.4s，小球恰好垂直斜面方向击中小滑块。（小球与小滑块均可视为质点，取sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球水平抛出的速度v0；
（2）两物体相遇时小滑块距离斜面底端的距离；
（3）小滑块开始滑动时距离斜面底端的距离。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A．在轨道舱中哑铃处于完全失重状态，它对人的胳膊没有压力的作用，A错误；
B．弹簧拉力器锻炼的是人肌肉的伸缩和舒张力，与重力无关，B正确；
C．在重力作用下下降，在轨道舱中，航天员处于完全失重状态，与重力有关的现象消失，C错误；
D．脚与跑步机之间没有摩擦力，没有摩擦力跑步机不能正常工作，D错误。
故选B。
【分析】用哑铃锻炼身体主要就是利用哑铃的重力，弹簧拉力器锻炼与重力无关，在轨道舱中人处于完全失重状态，脚对跑步机没有压力。
2．【答案】A
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】若水平力增加4N，即为合力，则
由于之前加速度为0，则加速度增量为1m/s2。
故选A。
【分析】物体在水平力作用下沿粗糙水平面作匀速运动，加速度为0。
3．【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】A、由可知，线速度大，半径未知，无法判断角速度大小关系，A错误。
B、由可知，线速度大，半径未知，无法判断周期的大小关系，B错误。
C、由，角速度大，线速度未知，无法判断半径的大小关系，C错误。
D、由，角速度大，周期一定小，D正确。
故答案为：D
【分析】根据线速度，角速度，周期和半径之间的关系分析求解。
4．【答案】C
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】由对称性可知，受地球各个方向的吸引力相同，合力为0，重力为零。
故选C。
【分析】由对称性可知，受地球各个方向的吸引力相同，合力为0。
5．【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】前3s内的位移
方向向右。故C正确。
故选C。
【分析】由图像可知，位移等于vt图像与坐标轴围成的图像的面积。平均速度的大小等于位移除以时间。
6．【答案】A
【知识点】波的干涉现象
【解析】【解答】A．声的干涉和衍射现象说明声具有波动性，故A正确；
B．波长由声源和介质共同决定，故B错误；
C．能量与频率和振幅有关，故C错误；
D．声在空气中的传播速度为340m/s，故D错误。
故选A。
【分析】声的干涉和衍射现象说明声具有波动性，声的频率由声源决定，速度由介质决定。
7．【答案】B,C
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A．平衡位置速度最大，动能最大，在B处动能不是最大，A错误；
BC．小球在最低点的速度最大，动能等于最高点的重力势能，即mgh，而小球在B点处不是最低点，所以小球在B点的动能小于在最低点的动能。则在位置A的势能大于在B的动能，BC正确；
D．在A、B两处的机械能相等，D错误。
故选BC。
【分析】小球在最低点的速度最大，动能等于最高点的重力势能，小球在运动过程只有重力做功，机械能守恒。
8．【答案】A
【知识点】波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】由题可知质点AB可能AB间距和波长的关系为
再由公式
代入数据可知波速
选项A正确．
【分析】我们要注意波的时间和空间上都呈周期性变化，已知波从A传到B，根据AB质点同一时刻振动情况，我们先画出一个波形内的情况，再用波长的周期性得出波长与AB间距的关系。
9．【答案】A
【知识点】功的概念
【解析】【解答】拉力大小为
位移为
位移为
重物克服拉力做的功为
故选A。
【分析】匀减速运动时，由牛顿第二定律求解加速度，求解拉力大小，重物克服拉力做的功等于拉力乘以距离。
10．【答案】D
【知识点】曲线运动的条件；动能定理的综合应用
【解析】【解答】从M点运动到N点时，可知恒力方向位于图中斜向下偏右方向，则恒力与M点速度方向的夹角大于，恒力与N点速度方向的夹角小于，则恒力先做负功后做正功，质点的动能先减小后增大。
故选D。
【分析】一质点在一恒力作用下做曲线运动，恒力一定与速度方向不在同一直线上。恒力先做负功后做正功。
11．【答案】A,B,C
【知识点】控制变量法；功的计算
【解析】【解答】A．伽利略开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，故A正确；
B．探究加速度与力、质量之间的定量关系，最后归纳出加速度与力、质量之间的关系，这是物理学中常用的控制变量的研究方法，故B正确；
C．可以用力传感器连在计算机上直接显示力的大小随时间的变化情况，用图像的方法来研究，故C正确；
D．重力就有一个沿着地面的分量，在地面上移动物体时重力就要做功，这里用的逻辑方法是假设法，故D错误。
故选ABC。
【分析】物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变。
12．【答案】B,C
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．根据
当时，解得
不符合实际。故A错误；
B．根据
当时，解得
故B正确；
CD．波速
当m=0，n=1时
故C正确；D错误。
故选BC。
【分析】t=0时M点在平衡位置且向y轴负方向运动，N点为波谷，t=0.5s时M点为波谷，不管m，n如何取值，v均不等于。
13．【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】当小球恰好落到马路边缘
，
得
根据
解得
要使小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上，则
故选BC。
【分析】当小球恰好落到墙边缘，小球水平方向做匀速运动，根据位移关系求解小球离开房顶时的速度。
14．【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．由于甲球质量较小，甲球下降的高度较大，则无法确定两球重力势能的变化关系，故A错误；
B．根据
所以
则甲摆球的机械能小于乙摆球的机械能，故B正确；
C．根据
可知，甲摆的周期大于乙摆的周期，故C错误；
D．根据
得
甲摆球的最大速度大于乙摆球的最大速度，故D错误。
故选B。
【分析】根据功能关系可知，摆球的重力势能减小量等于重力所做的功，在摆动的过程中，机械能守恒。
15．【答案】点电荷；弹簧振子
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】理想化的物理模型有点电荷和弹簧振子。
【分析】建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素。
16．【答案】加强；波谷
【知识点】波的干涉现象
【解析】【解答】 [1][2]由图知，两列波周期相同，同时两列波在M点的振动方向都是向下，所以该点总是加强。 同时两列波在M点的振动方向都是向下，初始M点由平衡位置向下振动，再经过周期，M点刚好到达波谷。
【分析】由图可知，两列波周期相同，波峰与波峰相遇或者波谷与波谷相遇为振动加强的点。
17．【答案】；
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【解答】根据
得
根据
得
【分析】自行车和运动员在空中的时间为t，可知下降和上升的时间均为t。根据动能定理求解从B到C至少做功。
18．【答案】；
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】频率
则
行程的表达式
【分析】小车速度的表达式等于角速度乘以半径，行程的表达式等于转动圈数乘以轮子周长。
19．【答案】；
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】根据力矩平衡的位置，有
解得
若圆盘转过的最大角度 ，则有
可求得
【分析】速度最大的位置就是力矩平衡的位置，根据能量守恒定律求解恒力F。
20．【答案】0.25；
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】物体上滑的整个过程分为两部分，由牛顿第二定律得
撤去外力F后上滑时间t2=1.25s，则有
，，
总位移为
【分析】物体上滑的整个过程分为两部分，根据匀变速直线运动的的位移时间求解物体上滑的总位移。
【答案】21．
22．
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【分析】（1）为了保证两次拉伸橡皮条的效果相同，应将橡皮条和绳的结点拉到相同位置；
（2）拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行。
21．应将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，即将橡皮条沿相同方向拉到相同长度。
故选BD。
22．AD．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，两细绳不需要等长，故A错误，D正确；
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；
C．两弹簧秤的拉力应适当大一些， 不是两弹簧秤示数之差尽可能大，故C错误。
故选BD。
23．【答案】（1）细线与轨道不平行
（2）较小
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【(1)题解答】当水平轨道足够光滑时，不需要平衡摩擦力，在器材安装连接的图示中有一个错误是细线与轨道不平行。
【(2)题解答】设细线拉力大小为T，小车加速度大小为a，钩码重力为mg，对钩码
得
a较小时，T更接近于mg，实验结果更精确。
【分析】（1）为了使小车所受合外力等于细线的拉力，细线应与轨道平行；
（2）本实验中细线拉力大小不能直接测量，我们把钩码重力大小作为细线拉力大小。
24．【答案】球的下边沿；；
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)对于竖直方向的高度是球下边沿离开桌面，到下落到地面，因此测量A位置到桌面的高度h应从球下边沿开始测量；
(2)根据
联立解得
而球做圆周运动时，则有
联立解得
因此该同学取纵轴表示L，则横轴应表示；
(3)根据第(2)问，则满足
即可证明下摆过程中，机械能守恒。
【分析】（1）球做平抛运动，水平方向匀速直线与竖直方向自由落体；
（2）球做平抛运动，根据水平方向做匀速运动求解水平位移，球做圆周运动，根据动能定理求解水平位移L；
（3）根据第(2)问，则满足，物体机械能守恒。
25．【答案】解：（1） a 图线：
根据牛顿第二定律得
（2）b图线
根据牛顿第二定律得
解得：
（3）由位移公式
得
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【分析】（1）根据加速度定义式求解加速度，由牛顿第二定律求解摩擦力大小；
（2）根据加速度定义式求解加速度，结合牛顿第二定律求解物块b所受拉力F的大小；
（3）根据位移时间关系求解物块a、b的位移，位移相减即等于a、b间的距离。
26．【答案】解：（1）设木块下滑的加速度为a，则有
解得
对M和m整体，水平方向，根据牛顿第二定律可得
（2）对M和m整体，竖直方向，根据牛顿第二定律可得
解得
（3）合外力做功为
解得
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）根据位移时间关系求解加速度大小，对M和m整体，水平方向，根据牛顿第二定律求解摩擦力大小；
（2）求解竖直方向上加速度，对M和m整体，竖直方向，根据牛顿第二定律求解地面对斜面的支持力大小；
（3）根据动能定理，合外力做功等于物体动能变化。
27．【答案】解：（1）设小球击中小滑块时竖直速度为vy
因此有
（2）从抛出到小球从击中小滑块，小球的水平位移
两物体相遇时小滑块距离斜面底端的距离
（3）对小滑块受力分析，由牛顿第二定律得
解得小滑块加速度大小
小滑块的位移
小滑块开始滑动时距离斜面底端的距离
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；平抛运动
【解析】【分析】（1）根据速度的分解，结合几何关系以及竖直方向速度求解小球水平抛出的速度；
（2）从抛出到小球从击中小滑块求解小球的水平位移，根据几何关系求解两物体相遇时小滑块距离斜面底端的距离；
（3）对小滑块受力分析，由牛顿第二定律求解加速度，根据位移时间关系求解位移，从而求解小滑块开始滑动时距离斜面底端的距离。
上海市向明中学2023-2024学年高二下学期期末考试（等级加试）物理试卷
一、单项选择题。本大题有10小题，每小题给出的四个答案中只有一个是正确的，每小题2分。
1．（2024高二下·黄浦期末）在环绕地球运转的空间站内，适宜航天员进行体育锻炼的器材是（ ）
A．哑铃 B．弹簧拉力器 C．单杠 D．跑步机
【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A．在轨道舱中哑铃处于完全失重状态，它对人的胳膊没有压力的作用，A错误；
B．弹簧拉力器锻炼的是人肌肉的伸缩和舒张力，与重力无关，B正确；
C．在重力作用下下降，在轨道舱中，航天员处于完全失重状态，与重力有关的现象消失，C错误；
D．脚与跑步机之间没有摩擦力，没有摩擦力跑步机不能正常工作，D错误。
故选B。
【分析】用哑铃锻炼身体主要就是利用哑铃的重力，弹簧拉力器锻炼与重力无关，在轨道舱中人处于完全失重状态，脚对跑步机没有压力。
2．（2024高二下·黄浦期末）质量为4kg的物体在水平力作用下沿粗糙水平面作匀速运动，若水平力增加4N，则物体的加速度的增量（ ）
A．一定为lm/s2 B．因水平力未知，故无法确定
C．因摩擦力未知，故无法确定 D．一定小于lm/s2
【答案】A
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】若水平力增加4N，即为合力，则
由于之前加速度为0，则加速度增量为1m/s2。
故选A。
【分析】物体在水平力作用下沿粗糙水平面作匀速运动，加速度为0。
3．（2024高二下·黄浦期末）关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（ ）
A．线速度大的角速度一定大 B．线速度大的周期一定小
C．角速度大的运动半径一定小 D．角速度大的周期一定小
【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】A、由可知，线速度大，半径未知，无法判断角速度大小关系，A错误。
B、由可知，线速度大，半径未知，无法判断周期的大小关系，B错误。
C、由，角速度大，线速度未知，无法判断半径的大小关系，C错误。
D、由，角速度大，周期一定小，D正确。
故答案为：D
【分析】根据线速度，角速度，周期和半径之间的关系分析求解。
4．（2024高二下·黄浦期末）如果把一个物体放在地球的球心位置，设地球的质量分布均匀，且为球形，则它的重力（ ）
A．与地面上相等 B．变为无限大
C．等于0 D．无法确定
【答案】C
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】由对称性可知，受地球各个方向的吸引力相同，合力为0，重力为零。
故选C。
【分析】由对称性可知，受地球各个方向的吸引力相同，合力为0。
5．（2024高二下·黄浦期末）质点做直线运动的v-t图像如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前3s内平均速度的大小和方向分别为（ ）
A．0.25m/s，向右 B．0.25m/s，向左
C．1m/s，向右 D．1m/s，向左
【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】前3s内的位移
方向向右。故C正确。
故选C。
【分析】由图像可知，位移等于vt图像与坐标轴围成的图像的面积。平均速度的大小等于位移除以时间。
6．（2024高二下·黄浦期末）下列说法正确的是（ ）
A．声的干涉和衍射现象说明声具有波动性
B．声的频率越大，波长越长
C．声的波长越大，声的能量越大
D．声在任何介质中的传播速度都为340m/s
【答案】A
【知识点】波的干涉现象
【解析】【解答】A．声的干涉和衍射现象说明声具有波动性，故A正确；
B．波长由声源和介质共同决定，故B错误；
C．能量与频率和振幅有关，故C错误；
D．声在空气中的传播速度为340m/s，故D错误。
故选A。
【分析】声的干涉和衍射现象说明声具有波动性，声的频率由声源决定，速度由介质决定。
7．（2024高二下·黄浦期末）如图所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置。其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线.以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中（ ）
A．位于B处时动能最大
B．位于A处时势能最大
C．在位置A的势能大于在位置B的动能
D．在位置B的机械能大于在位置A的机械能
【答案】B,C
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A．平衡位置速度最大，动能最大，在B处动能不是最大，A错误；
BC．小球在最低点的速度最大，动能等于最高点的重力势能，即mgh，而小球在B点处不是最低点，所以小球在B点的动能小于在最低点的动能。则在位置A的势能大于在B的动能，BC正确；
D．在A、B两处的机械能相等，D错误。
故选BC。
【分析】小球在最低点的速度最大，动能等于最高点的重力势能，小球在运动过程只有重力做功，机械能守恒。
8．（2024高二下·黄浦期末）一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，如图是A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是（ ）
A．4.5m/s B．3.0m/s C．1.5m/s D．0.7m/s
【答案】A
【知识点】波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】由题可知质点AB可能AB间距和波长的关系为
再由公式
代入数据可知波速
选项A正确．
【分析】我们要注意波的时间和空间上都呈周期性变化，已知波从A传到B，根据AB质点同一时刻振动情况，我们先画出一个波形内的情况，再用波长的周期性得出波长与AB间距的关系。
9．（2024高二下·黄浦期末）某人用长绳将一重物从井口送到井下，物体匀速下降一段时间后，改为匀减速下降，到达井底时速度恰好为0，如果匀速下降和匀减速下降所经历的时间相同，重物克服拉力做的功分别为和，则（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】功的概念
【解析】【解答】拉力大小为
位移为
位移为
重物克服拉力做的功为
故选A。
【分析】匀减速运动时，由牛顿第二定律求解加速度，求解拉力大小，重物克服拉力做的功等于拉力乘以距离。
10．（2024高二下·黄浦期末）如图，一质点在一恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点时，质点的速度方向恰好改变了90 ，在此过程中，质点的动能（ ）
A．不断增大 B．不断减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
【答案】D
【知识点】曲线运动的条件；动能定理的综合应用
【解析】【解答】从M点运动到N点时，可知恒力方向位于图中斜向下偏右方向，则恒力与M点速度方向的夹角大于，恒力与N点速度方向的夹角小于，则恒力先做负功后做正功，质点的动能先减小后增大。
故选D。
【分析】一质点在一恒力作用下做曲线运动，恒力一定与速度方向不在同一直线上。恒力先做负功后做正功。
二、多项选择题。本大题有4小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的，选对的得4分；选对但不全，得2分；有选错或不答的，得0分。
11．（2024高二下·黄浦期末）物理学中有多种研究方法，有关研究方法的叙述正确的是（ ）
A．在伽利略之前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非，是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法
B．探究加速度与力、质量之间的定量关系，可以在物体质量一定的情况下，探究物体的加速度与力的关系；再在物体受力一定的情况下，探究物体的加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量之间的关系，这是物理学中常用的控制变量的研究方法
C．探究作用力与反作用力关系时可以用力传感器连在计算机上直接显示力的大小随时间的变化情况，用图像的方法来研究
D．如果重力与地面不垂直，那么重力就有一个沿着地面的分量，在地面上移动物体时重力就要做功，这里用的逻辑方法是归纳法
【答案】A,B,C
【知识点】控制变量法；功的计算
【解析】【解答】A．伽利略开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，故A正确；
B．探究加速度与力、质量之间的定量关系，最后归纳出加速度与力、质量之间的关系，这是物理学中常用的控制变量的研究方法，故B正确；
C．可以用力传感器连在计算机上直接显示力的大小随时间的变化情况，用图像的方法来研究，故C正确；
D．重力就有一个沿着地面的分量，在地面上移动物体时重力就要做功，这里用的逻辑方法是假设法，故D错误。
故选ABC。
【分析】物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变。
12．（2024高二下·黄浦期末）如图所示，一简谐横波沿x轴向正方向传播，轴上M、N两点相距21m，t=0时M点在平衡位置且向y轴负方向运动，N点为波谷；t=0.5s时M点为波谷，则该波的（ ）
A．波长可能是16.8m B．周期可能是0.4s
C．波速可能是6m/s D．波速可能是5m/s
【答案】B,C
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．根据
当时，解得
不符合实际。故A错误；
B．根据
当时，解得
故B正确；
CD．波速
当m=0，n=1时
故C正确；D错误。
故选BC。
【分析】t=0时M点在平衡位置且向y轴负方向运动，N点为波谷，t=0.5s时M点为波谷，不管m，n如何取值，v均不等于。
13．（2024高二下·黄浦期末）如图所示，水平屋顶高H=5m，墙高h=3.2m，墙到房子的距离L=3m，墙外马路宽s=10m，小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上，则小球离开房顶时的速度可能的是（ ）
A．16m/s B．13m/s C．6m/s D．3m/s
【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】当小球恰好落到马路边缘
，
得
根据
解得
要使小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上，则
故选BC。
【分析】当小球恰好落到墙边缘，小球水平方向做匀速运动，根据位移关系求解小球离开房顶时的速度。
14．（2024高二下·黄浦期末）如图所示，甲、乙两个单摆的悬点在同一水平天花板上，两摆球间用一根细线水平相连，以水平地板为参考面，甲、乙两摆线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2，且θ1>θ2。当细线突然断开后，两摆球都做简谐运动，下列说法中正确的是（ ）
A．甲摆球的重力势能改变量大于乙摆球的重力势能改变量
B．甲摆球的机械能小于乙摆球的机械能
C．甲摆的周期等于乙摆的周期
D．甲摆球的最大速度小于乙摆球的最大速度
【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．由于甲球质量较小，甲球下降的高度较大，则无法确定两球重力势能的变化关系，故A错误；
B．根据
所以
则甲摆球的机械能小于乙摆球的机械能，故B正确；
C．根据
可知，甲摆的周期大于乙摆的周期，故C错误；
D．根据
得
甲摆球的最大速度大于乙摆球的最大速度，故D错误。
故选B。
【分析】根据功能关系可知，摆球的重力势能减小量等于重力所做的功，在摆动的过程中，机械能守恒。
三、（24分）填空题。本大题有6小题，每小题4分。
15．（2024高二下·黄浦期末）研究物理问题时，常常需要忽略某些次要因素，建立理想化的物理模型。例如“质点”模型忽略了物体的体积、形状，只计其质量。请再写出两个你所学过的物理模型的名称： 和 模型。
【答案】点电荷；弹簧振子
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】理想化的物理模型有点电荷和弹簧振子。
【分析】建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素。
16．（2024高二下·黄浦期末）如图为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，质点M位于x=0.2m处，则M点的振动总是 （选填“加强”或“减弱”或“无法确定”）；由图示时刻开始，再经过甲波周期，M将位于 （选填“波峰”或“波谷”或“无法确定”）。
【答案】加强；波谷
【知识点】波的干涉现象
【解析】【解答】 [1][2]由图知，两列波周期相同，同时两列波在M点的振动方向都是向下，所以该点总是加强。 同时两列波在M点的振动方向都是向下，初始M点由平衡位置向下振动，再经过周期，M点刚好到达波谷。
【分析】由图可知，两列波周期相同，波峰与波峰相遇或者波谷与波谷相遇为振动加强的点。
17．（2024高二下·黄浦期末）剑桥大学物理学家海伦·杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理，并通过计算机模拟技术探寻特技动作的极限，设计了一个令人惊叹不已的高难度动作——“爱因斯坦空翻”，并在伦敦科学博物馆由自行车特技运动员（18岁的布莱士）成功完成。“爱因斯坦空翻”简化模型如图。质量为m的自行车运动员从B点静止出发，经半径为R的BC圆弧，从C点竖直冲出，完成空翻，完成空翻的时间为t，由B到C的过程中，克服摩擦力做功为W，空气阻力不计，重力加速度为g。则自行车运动员在过C点时对圆弧的压力为 ，从B到C至少做功为 。
【答案】；
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【解答】根据
得
根据
得
【分析】自行车和运动员在空中的时间为t，可知下降和上升的时间均为t。根据动能定理求解从B到C至少做功。
18．（2024高二下·黄浦期末）如图所示为一实验小车中利用光脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，车轮半径R，齿轮的齿数P，则小车速度的表达式为v= ；行程的表达式为s= 。
【答案】；
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】频率
则
行程的表达式
【分析】小车速度的表达式等于角速度乘以半径，行程的表达式等于转动圈数乘以轮子周长。
19．（2024高二下·黄浦期末）半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘，共轴固定连结在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点，小圆盘上绕有细绳，开始时圆盘静止，质点处在水平轴O的正下方位置。现以水平恒力F拉细绳，使两圆盘转动，若恒力F=mg，两圆盘转过的角度θ= 时，质点m的速度最大。若圆盘转过的最大角度θ=，则此时恒力F= 。
【答案】；
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】根据力矩平衡的位置，有
解得
若圆盘转过的最大角度 ，则有
可求得
【分析】速度最大的位置就是力矩平衡的位置，根据能量守恒定律求解恒力F。
20．（2024高二下·黄浦期末）质量为10kg的物体在F=200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ=37°。力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零。则物体与斜面间的动摩擦因数μ= ，物体的总位移s= m。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
【答案】0.25；
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】物体上滑的整个过程分为两部分，由牛顿第二定律得
撤去外力F后上滑时间t2=1.25s，则有
，，
总位移为
【分析】物体上滑的整个过程分为两部分，根据匀变速直线运动的的位移时间求解物体上滑的总位移。
四、实验题。本大题有3小题。
（2024高二下·黄浦期末）在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
21．实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的（ ）
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
22．同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（ ）
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
【答案】21．
22．
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【分析】（1）为了保证两次拉伸橡皮条的效果相同，应将橡皮条和绳的结点拉到相同位置；
（2）拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行。
21．应将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，即将橡皮条沿相同方向拉到相同长度。
故选BD。
22．AD．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，两细绳不需要等长，故A错误，D正确；
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；
C．两弹簧秤的拉力应适当大一些， 不是两弹簧秤示数之差尽可能大，故C错误。
故选BD。
23．（2024高二下·黄浦期末）在“用DIS研究质量一定时，加速度与外力的关系”的实验中，某同学连接完如图所示的实验器材进行实验。
（1）已知水平轨道足够光滑，传感器已正确连接数据采集器。图示中器材安装中的一个错误是 。
（2）本实验中细线拉力大小不能直接测量，我们把钩码重力大小作为细线拉力大小。小车加速度 （选填“较小”、“较大”或“无限制”）时，实验结果更加精确。
【答案】（1）细线与轨道不平行
（2）较小
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【(1)题解答】当水平轨道足够光滑时，不需要平衡摩擦力，在器材安装连接的图示中有一个错误是细线与轨道不平行。
【(2)题解答】设细线拉力大小为T，小车加速度大小为a，钩码重力为mg，对钩码
得
a较小时，T更接近于mg，实验结果更精确。
【分析】（1）为了使小车所受合外力等于细线的拉力，细线应与轨道平行；
（2）本实验中细线拉力大小不能直接测量，我们把钩码重力大小作为细线拉力大小。
24．（2024高二下·黄浦期末）某同学设计了如图所示的装置去验证小球摆动过程中的机械能守恒，实验中小球到达B点(图中未标出)时恰好与桌面接触但没有弹力，D处的箭头处放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时被割断，小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺．该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度h，桌面到地面的高度H及平抛运动的水平位移L即可．
（1）测量A位置到桌面的高度h应从 开始测(选填“球的下边沿”或“球心”)．
（2）实验中改变h多测几次h和L的数值，利用作图像的方法去验证．该同学取纵轴表示L，则横轴应表示 ．
（3）若所作图像的斜率为k，则满足 关系即可证明小球下摆过程中机械能守恒．
【答案】球的下边沿；；
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)对于竖直方向的高度是球下边沿离开桌面，到下落到地面，因此测量A位置到桌面的高度h应从球下边沿开始测量；
(2)根据
联立解得
而球做圆周运动时，则有
联立解得
因此该同学取纵轴表示L，则横轴应表示；
(3)根据第(2)问，则满足
即可证明下摆过程中，机械能守恒。
【分析】（1）球做平抛运动，水平方向匀速直线与竖直方向自由落体；
（2）球做平抛运动，根据水平方向做匀速运动求解水平位移，球做圆周运动，根据动能定理求解水平位移L；
（3）根据第(2)问，则满足，物体机械能守恒。
五、计算题。本大题有3小题。
25．（2024高二下·黄浦期末）两个完全相同的物块a、b质量均为m＝0.8kg，在水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动，图中的两条直线表示b物体受到水平拉力F作用和a不受拉力作用的v-t图像，g取10 m/s2．求：
（1）物体a受到的摩擦力大小；
（2）物块b所受拉力F的大小；
（3）末a、b间的距离．
【答案】解：（1） a 图线：
根据牛顿第二定律得
（2）b图线
根据牛顿第二定律得
解得：
（3）由位移公式
得
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【分析】（1）根据加速度定义式求解加速度，由牛顿第二定律求解摩擦力大小；
（2）根据加速度定义式求解加速度，结合牛顿第二定律求解物块b所受拉力F的大小；
（3）根据位移时间关系求解物块a、b的位移，位移相减即等于a、b间的距离。
26．（2024高二下·黄浦期末）倾角 =37 ，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上。质量m=2kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m，在此过程中斜面保持静止（sin37 =0.6，cos37 =0.8）。求：
（1）地面对斜面的摩擦力大小；
（2）地面对斜面的支持力大小；
（3）合外力做功大小。
【答案】解：（1）设木块下滑的加速度为a，则有
解得
对M和m整体，水平方向，根据牛顿第二定律可得
（2）对M和m整体，竖直方向，根据牛顿第二定律可得
解得
（3）合外力做功为
解得
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）根据位移时间关系求解加速度大小，对M和m整体，水平方向，根据牛顿第二定律求解摩擦力大小；
（2）求解竖直方向上加速度，对M和m整体，竖直方向，根据牛顿第二定律求解地面对斜面的支持力大小；
（3）根据动能定理，合外力做功等于物体动能变化。
27．（2024高二下·黄浦期末）如图所示，倾角为37°的粗糙斜面上有一小滑块，它与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。在斜面底端正上方有一小球以初速度v0水平抛出，同时小滑块以初速度v=2m/s从斜面的某处沿斜面开始滑动。经过t=0.4s，小球恰好垂直斜面方向击中小滑块。（小球与小滑块均可视为质点，取sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球水平抛出的速度v0；
（2）两物体相遇时小滑块距离斜面底端的距离；
（3）小滑块开始滑动时距离斜面底端的距离。
【答案】解：（1）设小球击中小滑块时竖直速度为vy
因此有
（2）从抛出到小球从击中小滑块，小球的水平位移
两物体相遇时小滑块距离斜面底端的距离
（3）对小滑块受力分析，由牛顿第二定律得
解得小滑块加速度大小
小滑块的位移
小滑块开始滑动时距离斜面底端的距离
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；平抛运动
【解析】【分析】（1）根据速度的分解，结合几何关系以及竖直方向速度求解小球水平抛出的速度；
（2）从抛出到小球从击中小滑块求解小球的水平位移，根据几何关系求解两物体相遇时小滑块距离斜面底端的距离；
（3）对小滑块受力分析，由牛顿第二定律求解加速度，根据位移时间关系求解位移，从而求解小滑块开始滑动时距离斜面底端的距离。
