1、本册综合学业质量标准检测(A) 本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分 100 分，时间 90 分钟。 第卷(选择题 共 40 分) 一、选择题(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 16 小 题只有一个选项符合题目要求，第 710 小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分， 选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分) 1同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平 直轨道上匀速行驶，当火车将要从“”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向 上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并
2、恰好落回原来的孔中下 列说法中正确的是( D ) A相对于地面，小球运动的轨迹是直线 B相对于火车，小球运动的轨迹是曲线 C小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力 D小球能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度 解析：相对于地面，小球竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速运动，轨迹是曲线， 相对于火车小球的运动轨迹是直线，A、B 错误；能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方 向保持与火车相同的速度，故 C 错误，D 正确。 2(2020 石家庄市高一上学期期末)“套圈”是老少皆宜的游戏。如图所示，将 A、B、C 三个套圈分别以速度 v1、v2、v3水平抛
3、出，都能套中地面上的同一玩具，已知套圈 A、B 抛出 时距玩具的水平距离相等，套圈 A、C 抛出时在同一高度，设套圈 A、B、C 在空中运动时间 分别为 t1、t2、t3。不计空气阻力，下列说法正确的是( C ) Av1与 v2一定相等 Bv2一定大于 v3 Ct1与 t3一定相等 Dt2一定大于 t3 解析：套圈做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，根据 h1 2gt 2，有：t 2h g ，故 t1t3t2，故 C 正确，D 错误；A、B 水平分位移相同，由于 t1t2，根据 xv0t，有：v1v2； 由于 t1t3，x1x3，根据 xv0t，有：v1v3；v2和 v3关系不能确定，故 A
4、、B 错误；故选 C。 3已知地球的半径为 6.4106 m ，地球自转的角速度为 7.2910 5 rad/s，地面的重力 加速度为 9.8 m/s2，在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为 7.9103 m/s，第三宇宙速度为 16.7 103 m/s，月球到地球中心的距离为 3.84108 m，假设地球赤道上有一棵苹果树长到了接 近月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将( D ) A落向地面 B成为地球的同步“苹果卫星” C成为地球的“苹果月亮” D飞向茫茫宇宙 解析：将地球自转角速度 ，苹果到地心的距离 r 代入 vr，解得 v28 km/s 大于第三 宇宙速度 16.7 km/s，所以 D
5、 选项正确。 4如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各连有一杂技演员(可视为质点)，甲站 于地面，乙从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员乙 摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，则演员甲的质量与演员乙的质量之比为( B ) A11 B21 C31 D41 解析：设定滑轮到乙演员的距离为 L，那么当乙摆至最低点时下降的高度为L 2，根据机械 能守恒定律可知 m乙gL 2 1 2m 乙v2；又因当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，说明绳 子上的张力和甲演员的重力相等，所以 m甲gm乙gm乙v 2 L，联立上面两式可得演员甲的质量 与演员乙的质量之比为 21。
6、5近年来，有许多电视台推出户外有奖冲关的游戏节目，如图(俯视图)所示是某电台台 设计的冲关活动中的一个环节。挑战者要从平台跳到以 O 为转轴的快速旋转的水平转盘上而 不落入水中。已知平台 A 到转盘盘面的竖直高度为 1.25 m，平台边缘到转盘边缘的水平距离 和转盘半径均为 2 m，转盘以 12.5 r/min 的转速匀速转动。转盘边缘上间隔均匀地固定有 6 个 相同的障碍桩，障碍桩及桩和桩之间的间隔对应的圆心角均相等。若某挑战者在如图所示时 刻从平台边缘以水平速度 v 沿 AO 方向跳离平台， 把人视为质点， 不计桩的厚度， g 取 10 m/s2， 则人能穿过间隙跳上转盘的最小起跳速度 v
7、0为( B ) A4 m/s B5 m/s C6 m/s D7 m/s 解析：人起跳后做平抛运动，因此在竖直方向上有 y1 2gt 2，解得时间 t0.5 s。转盘的角 速度 2n 5 12 rad/s，转盘转过 6所用时间 t 0.4 s，要使人能跳过空隙，所用时间最 多为 0.4 s，因此根据水平方向匀速运动有 xv0t，解得 v05 m/s，故 B 正确。 6如图所示，高为 h1.25 m 的平台上覆盖一层薄冰，现有一质量为 60 kg 的滑雪爱好 者以一定的初速度 v 向平台边缘滑去， 着地时速度的方向与水平地面的夹角为 45 (取重力加速 度 g10 m/s2)。由此可知下列各项中错
8、误的是( D ) A滑雪者离开平台边缘时的速度大小是 5.0 m/s B滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是 2.5 m C滑雪者在空中运动的时间为 0.5 s D着地时滑雪者重力做功的瞬时功率是 300 W 解析：着地时速度的方向与水平地面的夹角为 45 ，故 v0vy 2gh 2101.25 m/s 5.0 m/s， A 正确； xv0tv0 2h g 5 21.25 10 m2.5 m， B 正确； t 2h g 21.25 10 s0.5 s，C 正确；着地时滑雪者重力做功的瞬时功率 Pmgvy60105 W3 000 W，D 错误。 7 (2020 重庆育才中学高一下学期期中)某位溜冰
9、爱好者先在岸上从 O 点由静止开始匀加 速助跑，2 s 后到达岸边 A 处，接着进入冰面(冰面与岸边基本相平)开始滑行，又经 3 s 停在了 冰上的 B 点，如图甲所示。若该过程中，他的位移是 x，速度是 v，受的合外力是 F，机械能 是 E，则对以上各量随时间变化规律的描述，图乙中正确的是( BC ) 解析：由题意知，初末速度均为 0，前 2 s 匀加速运动，后 3 s 做匀减速运动，位移一直 增加，选项 A 错误；加速度的大小关系为 32，由牛顿第二定律得受的合外力的大小关系为 32，选项 B、C 正确；运动过程中重力势能不变，而动能先增大后减小，所以机械能先增大 后减小，选项 D 错误。
10、 8在绕地球稳定运行的空间站中，有如图所示的装置，半径分别为 r 和 R(Rr)的甲、乙 两个光滑的圆形轨道固定在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道 CD 相通，宇航员让一 小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的 CD 段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那 么下列说法正确的是( BD ) A小球在 CD 间由于摩擦力而做减速运动 B小球经过甲轨道最高点时与经过乙轨道最高点时速度相等 C如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点 D小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力 解析：在空间站内小球处于完全失重状态，不受摩擦力，运动的速度大小不变，所以
11、A、 C 错，B 正确；由 Fmv 2 r 知 D 正确。 9如图甲、乙中是一质量 m6103kg 的公共汽车在 t0 和 t4 s 末两个时刻的两张照 片。当 t0 时，汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动)。图丙是车内横杆上悬挂的手 拉环的图像，测得 30 。根据题中提供的信息，能估算出的物理量是( ACD ) A汽车的长度 B4 s 内汽车牵引力所做的功 C4 s 末汽车的速度 D4 s 末汽车合外力的瞬时功率 解析：根据题图丙，通过对手拉环受力分析，结合牛顿第二定律可知，汽车的加速度为 a gtan10 3 3 m/s2，所以，t4 s 末汽车的速度 vat40 3 3 m/s
12、，选项 C 可估算；根 据图甲、乙可知，汽车的长度等于 4 s 内汽车的位移，即 l1 2at 280 3 3 m，选项 A 可估 算；因为 4 s 末汽车的瞬时速度可求出，汽车的合外力 Fma 也可求出，所以汽车在 4 s 末的 瞬时功率为 PFv 也可估算，即选项 D 可估算；因为不知汽车与地面间的摩擦力，所以无法 估算 4 s 内汽车牵引力所做的功。 10如图所示，两个 3/4 圆弧轨道固定在水平地面上，半径 R 相同，A 轨道由金属凹槽制 成，B 轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球 A 和 B 由静止释放，小球距离地面的高度分别用 hA和 hB表示
13、，对于下述说法中错误 的是 ( ABC ) A若 hAhB2R，则两小球都能沿轨道运动到最高点 B若 hAhB3R/2，由于机械能守恒，两小球在轨道上上升的最大高度均为 3R/2 C适当调整 hA和 hB，均可使两小球从轨道最高点飞出后再次进入圆形轨道运动 D若使小球沿轨道运动并从最高点飞出，A 小球在 hA5R/2，B 小球在 hB2R 的任意高 度均可 解析：A 球到达最高点的临界条件为 vA gR 根据机械能守恒 mghAmg2R1 2mv 2 A 得 hA2.5R B 球到达最高点的临界条件为 vB0 显然 hB2R，即可达最高点。 故 A 错误，D 选项正确；由于 A 小球离开轨道后
14、在水平方向有初速度，根据机械能守恒 可判 B 选项错误；若使小球从最高点飞出后再次进入圆形轨道，据平抛运动规律有 Rvt，R 1 2gt 2，解得 v gR 2 gR，所以 A 球最高点飞出后不可能再次进入圆形轨道，C 错误。 第卷(非选择题 共 60 分) 二、实验题(共 2 小题，每小题 7 分，共 14 分。把答案直接填在横线上) 11频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态， 频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在 几个闪光时刻的位置。某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动规律。他们分别在该装置 正上方 A 处和
15、右侧 B 处安装了频闪仪器并进行拍摄，得到的频闪照片如图乙，O 为抛出点，P 为运动轨迹上某点。根据平抛运动规律回答下列问题： (1)乙图中，A 处拍摄的频闪照片为_b_(选填“a”或“b”) (2)测得图乙(a)中 OP 距离为 45 cm，(b)中 OP 距离为 30 cm，则平抛物体的初速度为 _1_m/s，P 点速度为_ 10_ m/s。(g 取 10 m/s2) 解析：(1)A 处拍摄的是小球水平方向的位移，应是匀速直线运动，所以频闪照片为 b (2)根据平抛运动规律 xv0t，y1 2gt 2 将 x0.30 m， y0.45 m 代入上式解得 t0.3 s， v01 m/s； P
16、 点速度 vP v20gt2 10 m/s。 12如图(a)中，悬点正下方 P 点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时 能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸， 当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹。用重垂线确定出 A、B 点的投影点 N、M。 重复实验 10 次(小球每一次都从同一点由静止释放)球的落点痕迹如图(b)所示，图中米尺水平 放置，零刻度线与 M 点对齐。用米尺量出 AN 的高度 h1、BM 的高度 h2，算出 A、B 两点的竖 直距离，再量出 M、C 之间的距离 x，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为 g，小球
17、的质量为 m。 (1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为_65.0_cm。 (2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度 v0_x g 2h2_。 (3)用测出的物理量表示出小球从 A 到 B 过程中，重力势能的减少量 Ep_mg(h1 h2)_，动能的增加量 Ek_mgx 2 4h2 _。 解析：(1)由落点痕迹可读出平均射程为 65.0 cm。 (2)由平抛运动规律，h21 2gt 2，xv 0t，得 v0 x g 2h2 (3)Epmg(h1h2) Ek1 2mv 2 0mgx 2 4h2 三、论述 计算题(共 4 小题，共 46 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算
18、步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13(10 分)如图所示，“嫦娥三号”探测器在月球上着陆的最后阶段为：当探测器下降到 距离月球表面高度为 h 时，探测器速度竖直向下，大小为 v，此时关闭发动机，探测器仅在重 力(月球对探测器的重力)作用下落到月面。已知从关闭发动机到探测器着地时间为 t，月球半 径为 R 且 hR，引力常量为 G，忽略月球自转影响，求： (1)月球表面附近重力加速度 g 的大小； (2)月球的质量 M。 答案：(1)2hvt t2 (2)2R 2hvt Gt2 解析：(1)探测器关闭发动机后做竖直下抛运动， 有 hvt1 2gt
19、2 解得：g2hvt t2 (2)根据重力等于万有引力，有 mgGMm R2 得 MgR 2 G 2R 2hvt Gt2 14(11 分)(2020 浙江温州十五校联合体高一下学期联考)如图所示，光滑曲面 AB 与水平 面 BC 平滑连接于 B 点，BC 右端连接内壁光滑、半径为 r 的1 4细圆管 CD，管口 D 端正下方直 立一根劲度系数为 k 的轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口 D 端齐平。质量为 m 的小 球在曲面上距 BC 的高度为 2r 处从静止开始下滑，进入管口 C 端时与管壁间恰好无作用力， 通过 CD 后压缩弹簧， 在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为 EP， 已
20、知小球与 BC 间 的动摩擦因数 0.5。求： (1)小球到达 B 点时的速度大小 vB； (2)水平面 BC 的长度 s； (3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度 vm。 答案：(1)2 gr (2)3r (3)3gr2mg 2 k 2EP m 解析：(1)由机械能守恒得 mg2r1 2mv 2 B 解得 vB2 gr。 (2)由 mgmv 2 C r 得 vC gr 由 A 至 C，由动能定理得 mg2rmgs1 2mv 2 C 解得 s3r。 (3)设在压缩弹簧过程中小球速度最大时离 D 端的距离为 x，则有 kxmg 得 xmg k 由功能关系得 mg(rx)EP1 2mv 2 m1 2
21、mv 2 C 得 vm3gr2mg 2 k 2Ep m 15(12 分)如图所示，半径 R0.8 m 的光滑1 4圆弧轨道固定在水平地面上，O 为该圆弧的 圆心，轨道上方的 A 处有一个可视为质点的质量 m1 kg 的小物块，小物块由静止开始下落 后恰好沿切线进入1 4圆弧轨道。此后小物块将沿圆弧轨道下滑，已知 AO 连线与水平方向的夹 角 45 ，在轨道末端 C 点紧靠一质量 M3kg 的长木板，木板上表面与圆弧轨道末端的切 线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数 0.3，g 取 10 m/s2。求： (1)小物块刚到达 C 点时的速度大小； (2)小物块刚要到达
22、圆弧轨道末端 C 点时对轨道的压力； (3)要使小物块不滑出长木板，木板长度 L 至少为多少？ 答案：(1)4 2 m/s (2)50 N 方向竖直向下 (3)4 m 解析：(1)小物块从 A 到 C，根据机械能守恒有 mg2R1 2mv 2 C，解得 vC4 2 m/s。 (2)小物块刚要到 C 点，由牛顿第二定律有 FNmgmv 2 C R ，解得 FN50 N。 由牛顿第三定律，小物块对 C 点的压力 FN50 N，方向竖直向下。 (3)设小物块刚滑到木板右端时达到共同速度，大小为 v，小物块在长木板上滑行过程中， 小物块与长木板的加速度分别为 ammg m mg aMmg M vvCa
23、mt vaMt 将数据代入上面各式解得 v 2 m/s 由功能关系得1 2mv 2 CmgL1 2(Mm)v 2 将数据代入解得 L4 m。 16(13 分)如图所示，质量 m0.2 kg 小物块，放在半径 R12 m 的水平圆盘边缘 A 处， 小物块与圆盘的动摩擦因数 10.8。圆心角为 37 ，半径 R22.5 m 的光滑圆弧轨道 BC 与水平轨道光滑连接于 C 点，小物块与水平轨道的动摩擦因数为 20.5。开始圆盘静止，在 电动机的带动下绕过圆心 O1的竖直轴缓慢加速转动， 某时刻小物块沿纸面水平方向飞出(此时 O1与 A 连线垂直纸面)，恰好沿切线进入圆弧轨道 B 处，经过圆弧 BC
24、进入水平轨道 CD，在 D 处进入圆心为 O3，半径为 R30.5 m 光滑竖直圆轨道，绕过圆轨道后沿水平轨道 DF 向右运 动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37 0.6，cos37 0.8，g 取 10 m/s2，求： (1)圆盘对小物块 m 做的功； (2)小物块刚离开圆盘时 A、B 两点间的水平距离； (3)假设竖直圆轨道可以左右移动，要使小物块能够通过竖直圆轨道，求竖直圆轨道底端 D 与圆弧轨道底端 C 之间的距离范围和小物块的最终位置。 答案：(1)1.6 J (2)1.2 m (3)DC 之间距离不大于 1 m；物块停在离 C 位置 3.5 m 处 解析：(1)小物块刚滑出
25、圆盘时： 1mgmv 2 A R1 ，得 vA4 m/s 由动能定理可得：W1 2mv 2 A，解得：W1.6 J (2)物块正好切入圆弧面，由平抛运动知识可得： 在 B 处的竖直方向速度为 vByvAtan37 ，运动时间 tvBy g ， AB 间的水平距离 xvAt1.2 m； (3)物块刚好通过竖直完整圆轨道最高点 E 处： mgmv 2 E R3 由 B 到 E 点由动能定理得： mgR2(1cos37 )2mgLmg 2R31 2mv 2 E1 2mv 2 B， 可得：L1 m 即 DC 之间距离不大于 1 m 时物块可通过竖直圆，最后物块必定停止，由动能定理可得： mgR2(1cos37 )2mgx01 2mv 2 B， 代入数据解得 x3.5 m， 即最后物块停在离 C 位置 3.5 m 处。
