试卷整体难度和知识点
本试卷题目整体难度不大，题目和出题情景都比较常规，都是常见的物理模型和考法。对于转动的内容考察占比很高，有两道FRQ均以转动作为出题背景，出题更多侧重与从系统角度思考问题。

与往年题目对比
运动学和动力学单元考察的内容和形式都比较简单，只出现了斜面上的匀变速直线运动，没有出现二维的平面运动以及相关规律，实验题以斜面上的直线运动为背景，考察了图像斜率的意义。


圆周运动考察了水平面上的运动规律，以弹簧弹力提供向心力为主要考点 ，与2014的第一题十分相似，但更简单。万有引力部分和动量部分则几乎没有出题。
简谐运动主要考察了水平弹簧振子的周期公式，利用公式求解频率之比，比较简单。
能量占比例很高，虽然没有单独的题目考察，但会和不同的物理模型进行结合，并且成为贯穿题目的主线，需要同学们深入理解功与能量的关系，并能灵活运用。
相比于2022年，这次转动问题考察比例很高，有两道完整的题目以转动为背景，涉及到转动中的力矩的计算、牛顿第二定律、转动动能等知识，转动部分考察较为完整。
FRQ1
1.给出水平方向由小车和弹簧组成的弹簧振子系统，以及动能和弹性势能的函数图像。


a）解释为什么K-U图像中横轴与纵轴截距应该相等。
考点:机械能守恒


思路：本题中的小车和弹簧组成的水平方向的弹簧振子系统，满足机械能守恒的条件，故动能和弹性势能相关转化，
故两种能量的最大值相同，都等于总机械能，所以截距也相同。


b）质量为原小车3倍的物块，在小车瞬时速度为0时，粘连在小车上。求组成新系统的振动频率和原有振动频率之比。
考点：弹簧振子系统的周期公式、频率与周期的关系


思路：利用弹簧振子的周期公式：
，求解出周期之比；再根据
求出频率之比即可。
c）给出新组成系统的K-U图像，i解释为什么新系统的K-U图像与原系统的K-U图像相同；ii绘制仅由小车和弹簧组成系统的K-U图像。

考点：系统机械能
思路：i小车-物块-弹簧系统与初始的小车-弹簧系统相比，没有机械能损失，故动能和势能的关系没有变化；ii小车-物块-弹簧中仅考虑小车和弹簧的机械能情况，此时最大的弹性势能不变，
但最大动能减小为1J,故图像通过（0,1）与（4,0）。


 2.给出小车在斜面上的运动情景。


a）给出位置和时间的关系表格，i如何选取横纵轴所代表的物理量，进而计算加速度；ii根据表格数据画图；iii根据图像特点计算沿斜面向下的加速度。
考点：数据处理、利用图像特征计算物理量


思路：根据小车在斜面上做匀加速直线运动，可知
，故横轴可选
，纵轴可选x；根据表格计算出相应数据
并画拟合图线；利用图像的计算slope，a=2slope，注意不要用原始数据点。
b）根据实验求出重力加速度g，i由a求解g还需要知道哪些物理量；ii写出用a表达g的关系式。


考点：受力分析、牛顿第二定律
思路：在斜面上进行受力分析，可知
，故还需要知道斜面和地面的夹角
；由上
。

c）测出的g数值明显偏小，i除空气阻力和摩擦力外，什么原因使g的测量值明显偏小；ii如何减小上述误差

考点：实验分析、转动


思路：由于车轮的转动，使小车沿斜面平动的加速度变小，进而使g的计算值偏小；改用轻质车轮。
d）画出x-t图像与v-t图像。
考点：匀加速直线运动的规律
思路：
，v=at，故x-t图像为向上的抛物线，v-t图像为直线。
 3.水平方向的物块在弹簧的连接下圆周运动，忽略摩擦力。
a）在不同的运动情况下，弹簧的形变量不同，做圆周运动的线速度也不同，i画出两种运动情境下物块的受力情况，ii解释i中画图特点的原因，iii判断两种运动情况下的线速度并分析原因。


考点：圆周运动、向心力、胡克定律
思路：弹簧弹力提供向心力，由于
，所以第二个情景受力更大，画图中要有所体现；圆周运动中，运动线速度越大所需要的向心力也越大，所以第二种情况下线速度更大。
b）弹簧原长为L，弹簧的形变量为d，i根据物理量计算物块受合力情况；ii根据物理量求解圆周运动的线速度。


考点：圆周运动、向心力


思路：
根据本题中圆周运动的，弹簧弹力提供向心力。

c）b问中的公式推导结论与a中的预测结果是否相符并解释理由。


考点：圆周运动、公式推导


思路：根据公式关系，结论相符。
4.给出转动运动的情景，滑轮的转动惯量、绳子的拉力情况以及滑轮半径。
a）根据已知物理量推导角加速度。
考点：牛顿第二定律的转动形式


思路：
，带入本题中的具体形式即可。
b）改变滑轮的质量分布，解释为何角动量情况相同，而转动动能不同的原因。

考点：角动量、转动动能
思路：两种情境下的冲量矩相同，所以角动量变化相同，故最后的角动量相同；由于质量分布不同，所以两种情况下的转动惯量和角速度不同，情境2的转动惯量更大，则转动动能更小。
5.质量分布不均匀的球，绕轴在竖直方向转动。


a）i选出角加速度最大的位置，并说明理由；ii选出转动动能最大的位置，说明理由。


考点：牛顿第二定律的转动形式、机械能


思路：最大角加速度出现在合力矩最大的位置，即重力矩最大的位置，故选C；最大动能出现在最低点，此时重力势能全部转化为动能。


b）i计算rod-sphere-Earth系统，从A到E的动能变化情况；ii在不考虑地球的情况下，rod和sphere为何能获得动能。


考点：机械能、动能定理


思路：重力势能转为动能，动能增加；系统中不包含地球
，则重力相当于系统外力，系统外力做功会改变系统的动能
。

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