暑假作业11 综合测评卷A-【暑假分层作业】2024年高一物理暑假培优练（人教版2019必修第二册）

限时练习：90min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业11 综合测评卷A 注意事项： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。 2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。 3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题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。） 1．关于功、功率，下列说法正确的是（    ） A．只要力作用在物体上，该力一定对物体做功 B．根据可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比 C．根据可知，机械做功越多，其功率就越大 D．摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功 2．一个物体在光滑水平面上运动，速度v的方向如图所示，从A点开始，它受到向前偏右（观察者沿着物体前进的方向看）的合力F作用。一段时间后，物体可能经过（    ） A．Q点 B．B点 C．P点 D．D点 3．关于下列对配图的说法中正确的是（　　） A．图1中“蛟龙号”被吊车匀速吊下水的过程中它的机械能守恒 B．图2中物块在恒力F作用下沿固定光滑斜面匀加速上滑过程中，物块机械能守恒 C．图3中物块沿固定斜面匀速下滑过程中，物块机械能不守恒 D．图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒 4．如图，一质点做平抛运动，依次经过A、B两点。A、B两点间的竖直高度为h，质点经过A、B两点时速度方向与水平方向的夹角分别为、，重力加速度大小为g，则物体的初速度大小为（    ） A． B． C． D． 5．跑马射箭是民族马术中的一个比赛项目，如图甲所示，运动员需骑马在直线跑道上奔跑，弯弓射箭，射击侧方的固定靶标，该过程可简化为如图乙（俯视图）所示的物理模型。假设运动员骑马以大小为的速度沿直线跑道匀速奔驰，其轨迹所在直线与靶心的水平距离为d，运动员应在合适的位置将箭水平射出，若运动员静止时射出的弓箭速度大小为（大于），不计空气阻力。下列说法正确的是（    ） A．若箭能命中靶心且在空中运动的时间最短，运动员应瞄准靶心放箭 B．若箭能命中靶心，则在空中运动的最短时间为 C．若箭能命中靶心且在空中运动时距离最短，运动员应瞄准靶心放箭 D．若箭能命中靶心且在空中运动的距离最短，则箭从射出到命中靶心历时 6．如图1所示为农用扬场机分离谷物示意图。某次被抛出的谷粒其中两颗的运动轨迹如图2所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中从O到P的运动过程，下列说法正确的是（    ） A．谷粒1和谷粒2在竖直方向上都在做自由落体运动 B．谷粒1的速度变化量等于谷粒2的速度变化量 C．谷粒1的平均速度小于谷粒2的平均速度 D．谷粒1的最小速度大于谷粒2的最小速度 7．如图所示，无人机拍摄静止的汽车时，在水平面内绕汽车正上方某点做匀速圆周运动。若无人机的质量为m，轨道平面距汽车的竖直高度为h，无人机与汽车间的距离为r，无人机飞行时的线速度大小为v。无人机和汽车均视为质点，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．无人机的向心加速度大小为 B．无人机受到的合力大小为mg C．无人机做圆周运动所需的向心力由空气作用力和重力的合力提供 D．无人机受到空气的作用力小于mg 8．我国首颗超百容量的高通量地球静止轨道通信卫星—中星26号于北京时间2023年2月23日在西昌卫星发射中心成功发射，该卫星将与中星16号、中星19号共同为用户提供高速的专网通信和卫星互联网接入等服务。中星26与某一椭圆轨道侦察卫星的运动轨迹以及某时刻所处位置、运行方向如图所示，两卫星的运行周期相同，两个轨道相交于两点，连线过地心，分别为侦察卫星的近地点和远地点。下列说法正确的是（　　） A．两点间距离等于中星26号卫星轨道半径 B．侦察卫星从D点到E点的过程中速度先减小后增大 C．中星26在C点线速度小于侦察卫星在E点线速度 D．侦察卫星在轨道上运行时，在E点的线速度小于在D点的线速度 9．如图所示，A、B、C三个物体放在可绕竖直转轴转动的水平圆台上，已知A、B、C的质量分别为3m、2m，m，A、B离转轴的距离均为R，C离转轴的距离为2R，A、C与圆台间的动摩擦因数均为μ，B与圆台间的动摩擦因数为，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。当圆台旋转的角速度由0开始缓慢增大时，不考虑物体相对于圆台滑动后可能出现的碰撞，下列说法正确的是（    ） A．物体均未发生相对滑动前，C的向心加速度最大 B．物体均未发生相对滑动前，C的向心力最大 C．当圆台旋转的角速度为时，只有A仍相对于圆台静止 D．随着圆台角速度的增大，C比B先开始相对于圆台滑动 10．电影《流浪地球2》中，人类建造了太空电梯直通空间站。若在将来，成功设计出太空电梯如图所示，在地球赤道上建造基座，作为太空电梯的出发地和电梯缆索在地面的固定点，连接地面基座与空间站的是一条或一组超高强度的缆索，这条缆索一边要连接36000km高空地球同步静止轨道的空间站，另一边连接近10万公里高的配重。太空电梯运行时，缆索始终保持如图平直状态。则（　　） A．地球同步轨道空间站两端连接的缆索上无作用力 B．配重绕地球运动的线速度大于同步轨道空间站的线速度 C．若连接配重的缆索断裂，则配重开始做离心运动 D．若配重物内部有一太空舱，则太空舱内物体处于完全失重状态 11．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能的零势能面，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示，重力加速度取。由图中数据可知，下列说法中下正确的有（    ） A．该物体的质量为1kg B．物体所受空气阻力大小为5N C．当时，物体的速率为10m/s D．物体上升至最高点过程中，合力所做的功为 12．电动方程式（FormulaE）是目前世界上新能源汽车运动中级别最高的赛事，赛车在专业赛道水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s末达到额定功率，之后保持额定功率继续运动，其图像如图所示．已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的，取，下列说法正确的是（    ） A．赛车在时的瞬时功率 B．赛车在加速过程中牵引力保持不变 C．该赛车的最大速度是 D．当速度时，其加速度为 第II卷（非选择题 共52分） 2、 实验题（满分14分） 13．小明同学想“探究向心力大小与角速度的关系”，并设计了如下实验。装置如图中甲所示。滑块套在水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力大小。滑块上固定一遮光片，它们的总质量为m，遮光片宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。（滑块与杆之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力） (1)滑块随杆转动做匀速圆周运动时，每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和遮光时间t，则滑块的角速度 （用t、l、d表示）。 (2)为探究向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与 （填“t”、“”“”或“”）的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线（如图中乙），表明此实验过程中向心力与 成正比（选填“角速度”、“角速度平方”或“角速度二次方根”）。 (3)若该物体与水平杆的最大静摩擦力为，则图乙中图像与横轴的交点的表达式为 。 (4)在此实验设备的基础上，小明想要继续设计实验，欲探究“向心力大小与质量的关系”。他设计如下方案，控制转动角速度不变，改变滑块质量多次进行试验，记录数据后绘出的图像，下列四幅图像中，你认为最符合实际的是（    ） A．B．C． D． 14．实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验。量角器中心点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门，小球的直径可视为挡光宽度，光电门的中心恰好与小球静止时球心的位置重合。实验装置示意图如图所示。 （1）为减小实验误差，小球应选 （填字母序号）； A．直径约的均匀钢球      B．直径约的均匀木球 （2）正确选择小球后，测出小球的直径为，若小球通过光电门的时间为，则小球通过光电门的速度大小为 ； （3）若测得点与小球之间细线的长为，初始位置细线与竖直方向的夹角为，小球的质量为，当地的重力加速度为，则小球从释放点运动到最低点时重力势能的减少量为 ；（用、、、、表示） （4）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角，测出对应情况下小球通过光电门的时间，为了直观地判断机械能是否守恒，应作 图像。（填字母序号） A．    B．    C．    D． 三、计算题（满分38分） 15．如图，无人机在与平直斜坡坡顶等高处水平向右匀速飞行。某时刻释放小球，球刚好垂直坡面落入斜坡上正中央小孔。已知球质量为m=0.2kg，斜坡高为H=40cm，g=10m/s2，不计空气阻力，求： （1）小球从释放到进入小孔的时间t； （2）小球进入小孔时重力的功率P； （3）无人机匀速飞行的速度v0。 16．藏族文化是中华文化的重要组成部分，如图甲所示为藏族文化中的转经轮，转经轮套在转轴上，轮上悬挂一吊坠，简化模型如图乙。可视为质点的吊坠质量，绳长，悬挂点到转经轮转轴的距离为，吊坠的运动可视为水平面内的匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为取。求 （1）吊坠受到的拉力大小； （2）吊坠的角速度。 17．火星探测器“天问一号”是由环绕器、着陆器和巡视器三部分组成，总重量达到5吨左右，其中环绕器的作用之一是为“祝融号”提供中继通信，是火星车与地球之间的“通信员”。目前，环绕器已在航天员的精确操控下，进入遥感使命轨道，已知遥感使命轨道离火星表面的距离为h，环绕器在遥感使命轨道的运动可视为匀速圆周运动，绕行周期为T，火星的半径为R，火星的自转周期为，引力常量为G，球体体积（为球体半径），求： （1）火星的密度； （2）火星赤道处的重力加速度大小； （3）火星的第一宇宙速度v。 18．如图所示，电动机带动倾角为的传送带以的速度逆时针匀速运动，传送带下端点C与水平面CDP平滑连接，B、C间距；传送带在上端点B恰好与固定在竖直平面内的半径为的光滑圆弧轨道相切，一轻质弹簧的右端固定在P处的挡板上，质量可看成质点的物块靠在弹簧的左端D处，此时弹簧处于原长，C、D间距，PD段光滑，DC段粗糙。现将物块压缩弹簧至一定距离后由静止释放，物块经过DC冲上传送带，经B点冲上光滑圆弧轨道，通过最高点A时对A点的压力为8N，上述过程中，物块经C点滑上传送带时，速度大小不变，方向变为沿传送带方向。已知物块与传送带间的动摩擦因数为、与CD段间的动摩擦因数为（取重力加速度大小，，）。求： （1）物块在圆弧轨道的B点时的速度； （2）物块在传送带上运动的过程中，带动传送带的电动机由于运送物块多输出的电能E； （3）如果将传送带调整为以的速度顺时针匀速运动，重新将物块压缩弹簧至相同的距离后由静止释放，则物块在整个运动过程中在CD段因摩擦产生的热量是多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：90min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业11 综合测评卷A 注意事项： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。 2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。 3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题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。） 1．关于功、功率，下列说法正确的是（    ） A．只要力作用在物体上，该力一定对物体做功 B．根据可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比 C．根据可知，机械做功越多，其功率就越大 D．摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功 【答案】D 【详解】A．做功的条件是力作用在物体上，并在力的方向发生位移，A错误； B．根据公式 可得 故当汽车的功率一定时，牵引力才与速度成反比，B错误； C．公式 是功率的比值定义式，功率与做的功和时间无直接关系，C错误； D．摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功，D正确。 故选D。 2．一个物体在光滑水平面上运动，速度v的方向如图所示，从A点开始，它受到向前偏右（观察者沿着物体前进的方向看）的合力F作用。一段时间后，物体可能经过（    ） A．Q点 B．B点 C．P点 D．D点 【答案】D 【详解】物体做曲线运动时，轨迹夹在速度方向和合力方向之间，合力大致指向轨迹凹的一向，轨迹不可能与力的方向相交，或与合外力的方向平行，则一段时间后，物体可能经过D点。 故选D。 3．关于下列对配图的说法中正确的是（　　） A．图1中“蛟龙号”被吊车匀速吊下水的过程中它的机械能守恒 B．图2中物块在恒力F作用下沿固定光滑斜面匀加速上滑过程中，物块机械能守恒 C．图3中物块沿固定斜面匀速下滑过程中，物块机械能不守恒 D．图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒 【答案】C 【详解】A．图1中“蛟龙号”被吊车匀速吊下水的过程中，重力势能不断减小，动能不变。所以机械能不守恒，故A错误； B．图2中物块在恒力F作用下沿固定光滑斜面匀加速上滑过程中，重力势能和动能均增大，则其机械能增大，故B错误； C．图4中物块沿固定斜面匀速下滑过程中，重力势能减小，动能不变，故机械能不守恒。故C正确； D．图4中撑杆跳高运动员在上升过程中，撑杆的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能不守恒，故D错误。 故选C。 4．如图，一质点做平抛运动，依次经过A、B两点。A、B两点间的竖直高度为h，质点经过A、B两点时速度方向与水平方向的夹角分别为、，重力加速度大小为g，则物体的初速度大小为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设水平速度为v0，则在A点的竖直速度 在B点的竖直速度 而 解得 故选D。 5．跑马射箭是民族马术中的一个比赛项目，如图甲所示，运动员需骑马在直线跑道上奔跑，弯弓射箭，射击侧方的固定靶标，该过程可简化为如图乙（俯视图）所示的物理模型。假设运动员骑马以大小为的速度沿直线跑道匀速奔驰，其轨迹所在直线与靶心的水平距离为d，运动员应在合适的位置将箭水平射出，若运动员静止时射出的弓箭速度大小为（大于），不计空气阻力。下列说法正确的是（    ） A．若箭能命中靶心且在空中运动的时间最短，运动员应瞄准靶心放箭 B．若箭能命中靶心，则在空中运动的最短时间为 C．若箭能命中靶心且在空中运动时距离最短，运动员应瞄准靶心放箭 D．若箭能命中靶心且在空中运动的距离最短，则箭从射出到命中靶心历时 【答案】D 【详解】A．箭在射出的同时，箭也有沿跑道方向的速度，若运动员应瞄准靶心放箭，则箭的合速度方向一定不会指向靶心，即箭一定不会命中靶心，故A错误； B．为保证箭能命中靶心且运动时间最短，则射箭方向应与跑到垂直，此时最短时间为 故B错误； C．若箭能命中靶心且在空中运动时距离最短，则合速度方向应垂直跑道，而要合速度方向垂直跑道，根据平行四边形定则可知，射箭的方向一定要偏向跑道左侧（俯视图），与跑道左侧成一定的角度（锐角），如图所示 故C错误； D．若箭能命中靶心且在空中运动的距离最短，则箭从射出到命中靶心历时 故D正确。 故选D。 6．如图1所示为农用扬场机分离谷物示意图。某次被抛出的谷粒其中两颗的运动轨迹如图2所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中从O到P的运动过程，下列说法正确的是（    ） A．谷粒1和谷粒2在竖直方向上都在做自由落体运动 B．谷粒1的速度变化量等于谷粒2的速度变化量 C．谷粒1的平均速度小于谷粒2的平均速度 D．谷粒1的最小速度大于谷粒2的最小速度 【答案】D 【详解】A．谷粒1做平抛运动，谷粒2做斜抛运动，故谷粒1和谷粒2在水平方向都做匀速直线运动，谷粒1在竖直方向做自由落体运动，谷粒2在竖直方向做竖直上抛运动，A错误； B．谷粒1在竖直方向做自由落体运动，有 设谷粒2的初速度与水平方向的夹角为，有 可得 又谷粒速度变化量 所以谷粒1的速度变化量小于谷粒2的速度变化量，B错误； C．在该过程中两谷粒都是从O到P，谷粒1、2的位移相同，，所以该过程中谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，C错误； D．由于谷粒1、2的水平位移相同，，所以从O到P中谷粒1的水平速度大于谷粒2的水平速度，谷粒1、2的最小速度都指的是两者的水平速度， D正确。 故选D。 7．如图所示，无人机拍摄静止的汽车时，在水平面内绕汽车正上方某点做匀速圆周运动。若无人机的质量为m，轨道平面距汽车的竖直高度为h，无人机与汽车间的距离为r，无人机飞行时的线速度大小为v。无人机和汽车均视为质点，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．无人机的向心加速度大小为 B．无人机受到的合力大小为mg C．无人机做圆周运动所需的向心力由空气作用力和重力的合力提供 D．无人机受到空气的作用力小于mg 【答案】C 【详解】A．无人机做圆周运动的半径为 故向心加速度大小为 故A错误； BCD．无人机做匀速圆周运动，重力方向竖直向下，所需向心力水平方向，则空气对无人机的作用力斜向上方，大于重力；空气作用力和重力的合力提供向心力，无人机受到的合力大小等于向心力的大小为 故BD错误，C正确。 故选C。 8．我国首颗超百容量的高通量地球静止轨道通信卫星—中星26号于北京时间2023年2月23日在西昌卫星发射中心成功发射，该卫星将与中星16号、中星19号共同为用户提供高速的专网通信和卫星互联网接入等服务。中星26与某一椭圆轨道侦察卫星的运动轨迹以及某时刻所处位置、运行方向如图所示，两卫星的运行周期相同，两个轨道相交于两点，连线过地心，分别为侦察卫星的近地点和远地点。下列说法正确的是（　　） A．两点间距离等于中星26号卫星轨道半径 B．侦察卫星从D点到E点的过程中速度先减小后增大 C．中星26在C点线速度小于侦察卫星在E点线速度 D．侦察卫星在轨道上运行时，在E点的线速度小于在D点的线速度 【答案】C 【详解】A．由题知，两卫星的运行周期相同，则根据开普勒第三定律可知 则 DE=2r 故A错误； B．由开普勒第二定律可知，侦察卫星与地球的连线，在相同时间内扫过相同的面积。D点到E点的过程中速度增大。故B错误； C．以地球中心为圆心，过E点建一个辅助圆轨道，设该轨道的卫星的线速度为v3，侦查卫星E点的速度为v2。则从侦察卫星轨道到辅助圆轨道要点火加速，有 v2＞v3 再根据，可知 v1＜v3＜v2 故C正确； D．由开普勒第二定律可知，侦察卫星与地球的连线，在相同时间内扫过相同的面积。故侦查卫星D点速度小于E点速度。故D错误。 故选C。 9．如图所示，A、B、C三个物体放在可绕竖直转轴转动的水平圆台上，已知A、B、C的质量分别为3m、2m，m，A、B离转轴的距离均为R，C离转轴的距离为2R，A、C与圆台间的动摩擦因数均为μ，B与圆台间的动摩擦因数为，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。当圆台旋转的角速度由0开始缓慢增大时，不考虑物体相对于圆台滑动后可能出现的碰撞，下列说法正确的是（    ） A．物体均未发生相对滑动前，C的向心加速度最大 B．物体均未发生相对滑动前，C的向心力最大 C．当圆台旋转的角速度为时，只有A仍相对于圆台静止 D．随着圆台角速度的增大，C比B先开始相对于圆台滑动 【答案】AC 【详解】A．物体均未发生相对滑动前，根据 由于角速度相等，C的半径最大，则C的向心加速度最大，故A正确； B．物体均未发生相对滑动前，A、B、C三个物体的向心力大小分别为 ，， 可知A的向心力最大，故B错误； CD．设A、B、C三个物体相对于圆台滑动的临界角速度分别为、、，则有 ，， 解得 ，， 可知圆台旋转的角速度为时，只有A仍相对于圆台静止；随着圆台角速度的增大，B比C先开始相对于圆台滑动，故C正确，D错误。 故选AC。 10．电影《流浪地球2》中，人类建造了太空电梯直通空间站。若在将来，成功设计出太空电梯如图所示，在地球赤道上建造基座，作为太空电梯的出发地和电梯缆索在地面的固定点，连接地面基座与空间站的是一条或一组超高强度的缆索，这条缆索一边要连接36000km高空地球同步静止轨道的空间站，另一边连接近10万公里高的配重。太空电梯运行时，缆索始终保持如图平直状态。则（　　） A．地球同步轨道空间站两端连接的缆索上无作用力 B．配重绕地球运动的线速度大于同步轨道空间站的线速度 C．若连接配重的缆索断裂，则配重开始做离心运动 D．若配重物内部有一太空舱，则太空舱内物体处于完全失重状态 【答案】BC 【详解】A．因为同步轨道空间站自身的万有引力即可完全充当做圆周运动的向心力，所以与配重连接的缆索的拉力和与基座连接的缆索的拉力等大、反向，故A错误； C．同步轨道空间站和配重同轴转动，线速度与半径成正比，所以配重绕地球运动的线速度大于同步轨道空间站的线速度，故B正确； C．连接配重的缆索断裂，此时地球引力不足以满足沿着原来圆周轨道做圆周运动的配重所需的向心力，所以配重开始做离心运动，故C正确； D．由于配重物受到的引力不足以提供向心力，则其内部太空舱除引力外还受到配重对它的作用力以提供向心力，不处于完全失重状态，故D错误。 故选BC。 11．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能的零势能面，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示，重力加速度取。由图中数据可知，下列说法中下正确的有（    ） A．该物体的质量为1kg B．物体所受空气阻力大小为5N C．当时，物体的速率为10m/s D．物体上升至最高点过程中，合力所做的功为 【答案】BC 【详解】由图可知 所以 A错误； B．由图可知：物体上升到最高点时，损失的机械能 空气阻力所做得功为 即有 解得 B正确； C．由图可知 所以此时物体的速度 C正确； D．物体上升至最高点过程中，根据动能定理 D错误。 故选BC。 12．电动方程式（FormulaE）是目前世界上新能源汽车运动中级别最高的赛事，赛车在专业赛道水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s末达到额定功率，之后保持额定功率继续运动，其图像如图所示．已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的，取，下列说法正确的是（    ） A．赛车在时的瞬时功率 B．赛车在加速过程中牵引力保持不变 C．该赛车的最大速度是 D．当速度时，其加速度为 【答案】AC 【详解】A．赛车在前2s内的加速度 牵引力 时的瞬时功率 选项A正确； B．赛车达到最大功率时，随速度的增加，牵引力逐渐减小，选项B错误； C．该赛车的最大速度是 选项C正确； D．当速度时，其加速度为 选项D错误。 故选AC。 第II卷（非选择题 共52分） 2、 实验题（满分14分） 13．小明同学想“探究向心力大小与角速度的关系”，并设计了如下实验。装置如图中甲所示。滑块套在水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力大小。滑块上固定一遮光片，它们的总质量为m，遮光片宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。（滑块与杆之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力） (1)滑块随杆转动做匀速圆周运动时，每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和遮光时间t，则滑块的角速度 （用t、l、d表示）。 (2)为探究向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与 （填“t”、“”“”或“”）的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线（如图中乙），表明此实验过程中向心力与 成正比（选填“角速度”、“角速度平方”或“角速度二次方根”）。 (3)若该物体与水平杆的最大静摩擦力为，则图乙中图像与横轴的交点的表达式为 。 (4)在此实验设备的基础上，小明想要继续设计实验，欲探究“向心力大小与质量的关系”。他设计如下方案，控制转动角速度不变，改变滑块质量多次进行试验，记录数据后绘出的图像，下列四幅图像中，你认为最符合实际的是（    ） A．B．C． D． 【答案】(1)(2) 角速度平方(3)(4)A 【详解】（1）通过光电门的滑块线速度大小为 由得 （2）[1]由向心力表达式，得 故作出F与的关系图像。 [2]向心力F与成正比，表明此实验过程中向心力与角速度平方成正比。 （3）向心力由拉力与摩擦力的合力提供，则 则 当时，有 （4）向心力表达式为 有 所以图像是过原点的倾斜直线。 故选A。 14．实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验。量角器中心点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门，小球的直径可视为挡光宽度，光电门的中心恰好与小球静止时球心的位置重合。实验装置示意图如图所示。 （1）为减小实验误差，小球应选 （填字母序号）； A．直径约的均匀钢球      B．直径约的均匀木球 （2）正确选择小球后，测出小球的直径为，若小球通过光电门的时间为，则小球通过光电门的速度大小为 ； （3）若测得点与小球之间细线的长为，初始位置细线与竖直方向的夹角为，小球的质量为，当地的重力加速度为，则小球从释放点运动到最低点时重力势能的减少量为 ；（用、、、、表示） （4）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角，测出对应情况下小球通过光电门的时间，为了直观地判断机械能是否守恒，应作 图像。（填字母序号） A．    B．    C．    D． 【答案】 A C 【详解】（1）[1]为减小空气阻力的影响，应选质量大、体积较小的钢球。 故选A。 （2）[2]小球的直径为，通过光电门的时间为，则小球通过光电门的速度 （3）[3]小球从释放点运动到最低点时，小球的球心下降了 所以其重力势能的减小量 （4）[4]若小球的机械能守恒，则有 可得 为了直观地判断机械能是否守恒，应作图像。 故选C。 三、计算题（满分38分） 15．如图，无人机在与平直斜坡坡顶等高处水平向右匀速飞行。某时刻释放小球，球刚好垂直坡面落入斜坡上正中央小孔。已知球质量为m=0.2kg，斜坡高为H=40cm，g=10m/s2，不计空气阻力，求： （1）小球从释放到进入小孔的时间t； （2）小球进入小孔时重力的功率P； （3）无人机匀速飞行的速度v0。 【答案】（1）0.2s；（2）4W；（3）1.5m/s 【详解】（1）由平抛规律得 =gt2 解得 t=0.2s （2）设进入小孔时竖直速度为v1，则有 v1=gt 故刚进入时重力的功率为 P=mgv1 解得 P=4W （3）设初速度为v0，垂直进入小孔，则有 tan37°= 联立解得 v0=1.5m/s 16．藏族文化是中华文化的重要组成部分，如图甲所示为藏族文化中的转经轮，转经轮套在转轴上，轮上悬挂一吊坠，简化模型如图乙。可视为质点的吊坠质量，绳长，悬挂点到转经轮转轴的距离为，吊坠的运动可视为水平面内的匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为取。求 （1）吊坠受到的拉力大小； （2）吊坠的角速度。 【答案】（1）1.25N；（2） 【详解】（1）吊坠匀速转动过程中，在竖直方向，根据受力平衡可得 解得 =1.25N （2）设吊坠做匀速圆周运动的半径为R，以吊坠为对象根据牛顿第二定律有： ， 解得 17．火星探测器“天问一号”是由环绕器、着陆器和巡视器三部分组成，总重量达到5吨左右，其中环绕器的作用之一是为“祝融号”提供中继通信，是火星车与地球之间的“通信员”。目前，环绕器已在航天员的精确操控下，进入遥感使命轨道，已知遥感使命轨道离火星表面的距离为h，环绕器在遥感使命轨道的运动可视为匀速圆周运动，绕行周期为T，火星的半径为R，火星的自转周期为，引力常量为G，球体体积（为球体半径），求： （1）火星的密度； （2）火星赤道处的重力加速度大小； （3）火星的第一宇宙速度v。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据 可得火星质量 又 火星的密度 （2）在赤道处 解得 （3）卫星在火星表面运行时 解得 18．如图所示，电动机带动倾角为的传送带以的速度逆时针匀速运动，传送带下端点C与水平面CDP平滑连接，B、C间距；传送带在上端点B恰好与固定在竖直平面内的半径为的光滑圆弧轨道相切，一轻质弹簧的右端固定在P处的挡板上，质量可看成质点的物块靠在弹簧的左端D处，此时弹簧处于原长，C、D间距，PD段光滑，DC段粗糙。现将物块压缩弹簧至一定距离后由静止释放，物块经过DC冲上传送带，经B点冲上光滑圆弧轨道，通过最高点A时对A点的压力为8N，上述过程中，物块经C点滑上传送带时，速度大小不变，方向变为沿传送带方向。已知物块与传送带间的动摩擦因数为、与CD段间的动摩擦因数为（取重力加速度大小，，）。求： （1）物块在圆弧轨道的B点时的速度； （2）物块在传送带上运动的过程中，带动传送带的电动机由于运送物块多输出的电能E； （3）如果将传送带调整为以的速度顺时针匀速运动，重新将物块压缩弹簧至相同的距离后由静止释放，则物块在整个运动过程中在CD段因摩擦产生的热量是多少？ 【答案】（1）5m/s；（2）512J；（3）19J 【详解】（1）M通过A点时，由牛顿第二定律得 解得 从B到A由动能定理得 解得 （2）由于，M在传送带上运动时由于小于传送带速度，可知M一直做加速运动，则有 解得 由公式 可解得 根据速度公式 解得 则传送带在时间t内的位移为 由于M对传送带有沿传送带向下的摩擦力，要维持传送带匀速运动，故电动机要额外克服摩擦力做功，即 则多输出的电能为 （3）根据第（2）问可知，物块到达C点时速度大小为 设物块在传送带上向上滑动的加速度大小为，有 解得 上滑距离 物块减速到零后开始沿传送带加速下滑。设下滑加速度大小为，由牛顿第二定律可知，故物块返回到C点时速度大小没变，还是，则物块从C点往D点返回时，由动能定理可得 解得 则物块在CD段往返过程中摩擦产生的热量为 或者使用能量守恒来解，弹簧的初始弹性势能 由于物块在传动带上往返的过程没有损失掉机械能，故最终弹簧的初始弹性势能全部通过CD段往返摩擦损失，故摩擦生热 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$