1、物 理 （A）注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 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下列关于物理学史的说法中错误的是( )A伽利略不仅确立了描述运动的基本概念，而且提出了将
2、数学推理和实验相结合的硏究方法B牛顿三大运动定律，奠定了力学的基础C开普勒经过几十年的长期观察，归纳总结出了开普勒三定律D卡文迪许通过实验，测量出万有引力常量，被称为“称量地球质量的人”【答案】C2如图所示的容器内盛有水，器壁AB部分是一个平面且呈倾斜状，有一个小物块P处于图示位置并保持静止状态，则该物体( )A可能受四个力作用B可能受三个力作用C一定受四个力作用D一定受三个力作用【答案】A32021年8月滑板运动在奥运会上完成首秀，我国16岁的滑板选手曾文惠成为第一位进入奥运滑板决赛的中国运动员。研究运动员在滑板上跳起至落回动作，下列说法正确的是( )A运动员和滑板都可以视为质点B运动员与滑
3、板的分离时间与滑板速度无关C运动员和滑板在此过程中的加速度相等D运动员和滑板的位移在此过程中始终保持相等【答案】B4如图所示，在倾角为30的光滑斜面上，一质量为0.5 kg的小车的支架上用轻绳连接着质量也为0.5 kg的小球，小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑，在小车下滑的过程中，轻绳恰好处于水平，g取10 m/s2，则下列说法正确的是( )A轻绳的拉力大小为5 NB轻绳的拉力大小为10 NC外力F为15 ND外力F为20 N【答案】C5如图是传感器记录的某物体在恒力作用下沿x轴运动的xt图象，已知图象为一条抛物线，下列说法正确的是( )A物体做曲线运动B物体前5 s内的平均速度为1.4 m/
4、sC物体运动的初速度为9 m/sD物体做匀变速直线运动，加速度大小为2 m/s2【答案】D6汽车在水平面上转弯时，可以将汽车转弯看作匀速圆周运动。已知汽车的质量为m，汽车发动机提供的动力为F，汽车与地面的阻力为汽车重力的k倍，径向动摩擦因数为，弯道的曲率半径为R，空气阻力忽略不计，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )A汽车所受合外力为零B汽车所受摩擦力与阻力的矢量和提供圆周运动的向心力C汽车过弯道的最大速D汽车匀速过弯时，动力【答案】C7如图所示，长木板AB倾斜放置，板面与水平方向的夹角为，在板的A端上方P点处，以大小为v0的水平初速度向右抛出一个小球，结果小球恰好能垂直打在板
5、面上；现让板绕A端顺时针转过一个角度到图上虚线的位置，要让球从P点水平抛出后仍能垂直打在板面上，则水平位移x及抛出的水平速度v。不计空气阻力，则( )Ax变大，v大于v0Bx变小，v小于v0Cx变大，v等于v0Dx变化不确定，与v大小关系不确定【答案】A82021年5月15日7时18分，天问一号成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。如图所示，“天问一号”被火星捕获之后，需要在近火星点P变速，进入环绕火星的椭圆轨道。则关于“天问一号”，下列说法中正确的是( )A由轨道进入轨道需要在P点加速B在轨道上经过P点时的加速度大于在轨道上经过P点时的加速度C在轨道上运行周期小于在轨道上运行周期D在轨道上
6、运行时的机械能大于在轨道上运行时的机械能【答案】D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，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2绳子对物体的拉力为FT，物体所受重力为G，则下面说法正确的是( )A物体做匀速运动，且v1v2B物体做加速运动，且v1v2C物体做加速运动，且FTGD物体做匀速运动，且FTG【答案】BC10如图甲所示，位于同一竖直面内的两条倾角都为的倾斜轨道a、b分别与一传送装置的两端平滑相连。现将小
7、物块从轨道a的顶端由静止释放，若传送装置不运转，小物块运动到轨道b底端的过程的vt图象如图乙所示；若传送装置匀速转动，则小物块下滑过程的vt图象可能是下列选项中的( )【答案】AC11一质量为m的飞机在水平跑道上准备起飞，受到竖直向上的机翼升力，大小与飞机运动的速率平方成正比，记为F1k1v2；所受空气阻力也与飞机运动的速率平方成正比，记为F2k2v2。假设轮胎和地面之间的阻力是正压力的倍（0.25），若飞机在跑道上加速滑行时发动机推力恒为其自身重力的0.25倍。在飞机起飞前，下列说法正确的是( )A飞机一共受5个力的作用B飞机可能做匀加速直线运动C飞机的加速度可能随速度的增大而增大D若飞机做
8、匀加速运动，则水平跑道长度必须大于【答案】BC12如图所示，ABC为在竖直平面内的金属半圆环，AC为其水平直径，AB为固定的直金属棒，在金属棒上和半圆环的BC部分分别套着两个完全相同的小球M、N（视为质点），B固定在半圆环的最低点。现让半圆环绕对称轴以角速度2 rad/s匀速转动，两小球与半圆环恰好保持相对静止。已知半圆环的半径R1 m，金属棒和半圆环均光滑，取重力加速度大小g10 m/s2，下列选项正确的是( )AM、N两小球做圆周运动的线速度大小之比vMvN1BM、N两小球做圆周运动的线速度大小之比vMvN1C若稍微增大半圆环的角速度，小环M稍许靠近A点，小环N将到达C点D若稍微增大半圆环
9、的角速度，小环M将到达A点，小环N将稍许靠近C点【答案】AD三、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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(6分)某同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间t，换算生成。保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速得到多组F、的数据后，作出了F2图线如图乙所示。牵引杆的质量和一
10、切摩擦可忽略。(1)该同学采用的主要实验方法为_。A等效替代法 B控制变量法 C理想化模型法(2)实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为t，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为s，则可得挡光杆转动角速度的表达式为_。(3)根据图乙，得到的实验结论是：_。【答案】(1)B (2) (3)在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比 (每空2分)14(8分)某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”。 (1)实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力。该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，
11、接通电源，用手轻拨小车，让打点计时器在纸带上打出一系列_的点，说明小车在做_运动。(2)如果该同学先如(1)中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到M，测小车加速度a，作aF的图象。如图丙图线正确的是_。(3)设纸带上计数点的间距为s1和s2。如图丁为用米尺测量某一纸带上的s1、s2的情况，从图中可读出s13.10 cm，s2_cm，已知打点计时器的频率为50 Hz，由此求得加速度的大小a_m/s2。【答案】(1)点迹均匀(1分) 匀速(1分) (2)C(2分) (3)5.50(写5.5不得分)(2分) 2.40(2分)15(1
12、0分)如图所示，物体A与物体B通过一轻质弹簧连接在一起。物体A的质量为m110 kg，物体B的质量为m26 kg，弹簧的劲度系数为k1000 N/m，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过光滑轻质定滑轮，一端连接物体A，另一端连一轻钩。开始时各段绳子都处于伸直状态，A上方的一段绳子和A下方的弹簧都沿竖直方向。现在在轻钩处加一个竖直向下的拉力，使物体A由静止状态开始以a0.5 m/s2的加速度竖直向上做匀加速直线运动，g10 m/s2。(1)轻钩未加竖直向下的拉力前，弹簧的压缩量为多少？(2)从物体A由静止状态开始运动到物体B刚离地，物体A上升的高度？(3)当物体B刚离地时，物体A的速度为
13、多少？【解析】(1)以A作为研究对象，未施加拉力前，弹簧的压缩量。 (2分)(2)以B作为研究对象，B即将离开地面时，弹簧的伸长量 (2分)从开始到B即将要离开地面，A上升的高度hx1x20.16 m。 (2分)(3)由题可知 (2分)解得：v0.4 m/s。 (2分)16(10分)如图所示，小球甲从倾角30的光滑斜面上高h5 cm的A点由静止释放，同时小球乙自C点以速度v0沿光滑水平面向左匀速运动，C点与斜面底端B处的距离L0.4 m。甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙追去。取g10 m/s2。求：(1)小球甲从A运动到B所用的时间；(2)若释放后经过t1 s刚好追上乙，则小球乙的速
14、度v0多大？【解析】(1)设小球甲在光滑斜面上运动的加速度为a，运动时间为t1，运动到B处时的速度为v1，从B处到追上小球乙所用时间为t2，根据牛顿第二定律可得agsin 305 m/s2 (1分)根据位移时间公式 (1分)代入数据解得。 (2分)(2)在水平面运动的时间t2tt10.8 s (1分)甲球到达底端的速度v1at150.2 m/s1 m/s (1分)追上时位移相等v0tLv1t2 (2分)代入数据解得v00.4m/s，方向水平向左。 (2分)17(12分)海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量m=0.1 kg的鸟蛤，
15、在H=20 m的高度、以v0=15 m/s的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度g=10 m/s2，忽略空气阻力。(1)求鸟蛤落到地面时的速度大小；(2)在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度L=6 m的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为20 m，速度大小在15 m/s17 m/s之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。【解析】(1)设平抛运动的时间为t，鸟蛤落地前瞬间的速度大小为v。竖直方向分速度大小为vy，根据运动的合成与分解得，联立解得：t=2 s，v=25 m/s。 (2分)(2)若释放鸟蛤的
16、初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1，击中右端时，释放点的x坐标为，得， (2分)联立，代入数据得：，m (2分)若释放鸟蛤时的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为，击中右端时，释放点的x坐标为，得， (2分)联立，代入数据得：， (2分)综上得x坐标区间或。 (2分)18(14分)在半径R5000 km的某星球表面，宇航员做了如下实验：实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成。将质量m0.2 kg的小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应F的大小，F随H的变化如图乙所示。求：(
17、1)圆轨道的半径；(2)该星球表面的重力加速度多大；(3)该星球的第一宇宙速度。【解析】(1)设该星球表面的重力加速度为g0，C点的速度为v0，圆弧轨道的半径为r，由题图知，当H0.5 m时，F0，由牛顿第二定律得：mg0m (2分)小球由出发点到C的过程，由动能定理得：mg0(H2r)mv020 (2分)联立解得：r0.2 m。 (2分)(2)当H1.0 m时，F5 N，设此时小球到达最高点的速度为v，由牛顿第二定律得：mg0Fm (1分)小球由出发点到C的过程，由动能定理得：mg0(H2r)mv20 (1分)联立解得：g05 m/s2。(2分)(3)该星球的第一宇宙速度是该星球近地卫星的环绕速度，由牛顿第二定律得： (2分)解得：v15 km/s。 (2分)
