精品解析：天津市第四十三中学2023-2024学年高一下学期期中物理试题

第四十三中学2023-2024（2）高一年级阶段性质量检测（一） 物理学科 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共20小题，共60分。 1. 匀速圆周运动不变的物理量是（　　） A. 线速度 B. 向心加速度 C. 向心力 D. 角速度 2. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法不符合史实的是（　　） A. 开普勒利用自己观察的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒三定律 B. 海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用 C. 卡文迪许扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式 D. 物理学公认：卡文迪许是第一个在实验室“称量地球质量”的人 3. 下列关于重力势能的说法中正确的是（ ） A. 重力势能是物体独有的 B. 重力势能的变化只跟重力做功有关系，和其他力做功无关 C. 重力势能是矢量，在地球表面以下为负 D. 重力势能的增量等于重力对物体做的功 4. 关于行星绕太阳运动，下列说法中正确的是（ ） A. 所有行星绕太阳运动的周期都是相等的 B. 行星在椭圆轨道上绕太阳运动，太阳处在椭圆轨道一个焦点上 C. 行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，太阳是不动的 D. 行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，行星距太阳近时速度小，距太阳远时速度大 5. 游乐园有一种游戏设施叫做“魔盘”，当质量相同的两个小朋友坐在“魔盘”上随“魔盘”一起在水平面内匀速转动，他们距轴心的距离不一样，简化模型如图所示。两个小朋友相比具有（　　） A. 相同的线速度 B. 相同的加速度 C. 相同的转动周期 D. 相同的摩擦力 6. 如图，有一走时准时的时钟，已知时针、分针、秒针的转动半径分别为3cm、4cm、5cm。下列说法正确的是（　　） A. 时针的转动周期为24h B. 分针针尖的线速度大小为10-4m/s C. 秒针的角速度为rad/s D. 秒针与分针的角速度之比为1：60 7. 如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示。A、B是盘上的边缘点，C为A盘上的一点，已知2rc=rA， rc=rB。以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小之间关系的说法正确的是（　　） A. A、B两点线速度相同 B. A、C两点角速度相同 C. B、C两点运动周期之比为2∶1 D. A、B两点向心加速度之比4∶1 8. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态 B. 图2中旋转秋千装置中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等 C. 图3中在铁路的转弯处，设计为外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力帮助火车转弯 D. 图4中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 9. 如图，在太空飞行了九天的“嫦娥三号”飞船，再次成功变轨，从100km的环月圆轨道I，降低到近月点15km、远月点100km的椭圆轨道II，两轨道相交于点P，如图所示。关于“嫦娥三号”飞船，以下说法正确的是（　　） A. 在轨道I上运动到P点的速度比在轨道II上运动到P点的速度小 B. 在轨道I上P点的加速度比在轨道II上运动到P点的加速度小 C. 由轨道I向轨道II变轨需要在P点点火减速 D. 由轨道I向轨道II变轨需要在P点点火加速 10. 如图所示，某同学到超市购物，用大小为20N、方向与水平面成角斜向上的拉力拉购物篮，以1m/s的速度在水平地面上匀速前进，则（　　） A. 前进6s内拉力所做的功为120J B. 前进6s内拉力的平均功率为20W C. 6s末拉力做功的瞬时功率为10W D. 前进6s内重力的平均功率为10W 11. 2017年11月21日，我国以“一箭三星”方式将吉林一号视频04、05、06星成功发射．其中吉林一号04星的工作轨道高度约为535km，比同步卫星轨道低很多，同步卫星的轨道又低于月球的轨道，其轨道关系如图所示．下列说法正确的是（ ） A. 吉林一号04星的发射速度一定小于7.9km/s B. 同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大 C. 吉林一号04星绕地球运行的周期比同步卫星的周期大 D. 所有卫星在运行轨道上完全失重，重力加速度为零 12. 如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是 （　　） A. 弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势能逐渐减小 B. 弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势能逐渐增加 C. 弹簧先对物体做正功，后对物体做负功，弹簧的弹性势能先减少再增加 D. 弹簧先对物体做负功，后对物体做正功，弹簧的弹性势能先增加再减少 13. 宇宙中两颗靠得比较近的星球，只受到彼此之间的万有引力作用绕两球心连线上某点绕转，称之为双星系统。设某双星系统中A、B两星球绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动。若A、B的质量分别为M、m，则（　　） A. 星球A与星球B的轨道半径之比为M：m B. 星球A与星球B的线速度大小之比为m：M C. 星球A与星球B的周期大小之比为m：M D. 若两星球间距离减小，则星球A做匀速圆周运动的周期变大 14. 如图所示，小球m用长为L的细线悬挂在O点，在O点的正下方L/2处有一个钉子，把小球拉到水平位置释放．当摆线摆到竖直位置碰到钉子时，以下说法不正确的是 A. 小球的线速度保持不变 B. 小球的角速度突然增加为原来的2倍 C. 细线的拉力突然变为原来的2倍 D. 细线的拉力一定大于重力 15. 如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10m/s2，则（　　） A. 第1s内推力做功为2J B. 第2s内物体克服摩擦力做的功为4J C. t=1.5s时推力F的瞬时功率为3W D. 第2s内推力F做功的平均功率为2W 16. 如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（ ） A. B. C. D. 17. 质量为小球从地面上方高处无初速释放，落在沙地后出现一个深度为的坑，如图所示，空气阻力不计，在此过程中（　　） A. 重力对小球做功为 B. 小球重力势能减少了 C. 外力对小球做的总功为 D. 沙地对小球的平均阻力为 18. 如图所示，金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动，金星半径是火星半径的n倍，金星质量为火星质量的K倍。忽略行星的自转。则下列说法正确的是（ ） A. 金星表面的重力加速度是火星的倍 B. 金星的第一宇宙速度是火星的倍 C. 金星绕太阳运动的加速度比火星大 D. 金星到太阳运动的周期比火星大 19. “火星500”是模拟火星的志愿者实验活动.假如某志愿者乘坐宇宙飞船登上火星，在该火星“北极”距星球表面附近h处自由释放一个小球，测得落地时间为t，已知火星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 火星的质量为 B. 火星的第一宇宙速度为 C. 宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期可能为 D. 如果火星存在一颗同步卫星，其距星球表面高度为 20. 如图所示是玩具飞车的回环赛道，其底座固定，且赛道视为半径为的光滑竖直圆轨道。一质量为的无动力赛车被弹射出去后，在圆形轨道最低点以水平初速度向右运动。设重力加速度为 ，则下列说法正确的是（　　） A. 当时赛车在最低点对轨道的压力为 B. 如果赛车能够完成圆周运动，的最小值是 C. 如果赛车能够完成圆周运动，其对轨道的最大压力与最小压力之差为 D. 如果赛车能够完成圆周运动，其最大速度与最小速度之差为 第II卷（非选择题） 二、填空题：本大题共1小题，共6.0分。 21. “嫦娥三号”探月飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，已知其周期为，月球的半径为，引力常量为，则月球的密度________，月球表面的重力加速度________（忽略月球自转的影响） 三、实验题：本大题共1小题，共9.0分。 22. 如图所示是探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置。图中、、到转轴的距离之比为。 （1）本实验采用实验方法是________。 A.微元法 B.放大法 C.累积法 D.控制变量法 （2）在探究向心力的大小与半径的关系时，要将质量________（选填“相同”或“不同”）的两小球分别放在长槽的________（选填“A”或“B”）处和短槽的C处，与皮带连接的变速塔轮相对应的半径________（选填“相同”或“不同”）。若实验中观察到标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，则可以得到的结论是________。 四、计算题：本大题共2小题，共25.0分。 23. 年月日起，全国铁路将实行新的列车运行图，攀枝花至西昌的动车即将开通运营，最大运行速度为的复兴号动车组将运行在设计时速为的成昆铁路复线上，攀西地区将进入动车时代，攀枝花至西昌的运行时间将由原来的个小时缩短为小时。开通前的某次测试中从攀枝花南站匀加速开出的动车，经速度达到，之后动车以恒定功率行驶。相关资料显示，该列动车质量，运行过程中所受阻力恒为车重的倍。设铁轨为水平直线，重力加速度取，求： （1）该列动车匀加速运动过程中牵引力的大小； （2）该列动车运行的最大速度及从车站开出后运行的时间（此时列车已达到最大速度）。 24. 如图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以4m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.求: (1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s. (2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角θ. (3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四十三中学2023-2024（2）高一年级阶段性质量检测（一） 物理学科 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共20小题，共60分。 1. 匀速圆周运动不变的物理量是（　　） A. 线速度 B. 向心加速度 C. 向心力 D. 角速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．匀速圆周运动线速度的大小不变，方向一直变化，故A错误； BC．向心加速度和向心力的大小不变，方向始终指向圆心，则方向改变，故BC错误； D．角速度的大小和方向都不变，故D正确。 故选D。 2. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法不符合史实的是（　　） A. 开普勒利用自己观察的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒三定律 B. 海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用 C. 卡文迪许的扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式 D. 物理学公认：卡文迪许是第一个在实验室“称量地球质量”的人 【答案】A 【解析】 【详解】A．开普勒通过对第谷的天文观测数据的分析研究，发现了行星运动规律，故A错误； B．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用，故B正确； C．文迪许扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式，故C正确； D．卡文迪许根据扭秤实验测出来引力常量G，并根据万有引力等于重力求出了地球的质量，物理学公认：卡文迪许是第一个在实验室“称量地球质量”的人，故D正确。 故选A。 3. 下列关于重力势能的说法中正确的是（ ） A. 重力势能是物体独有的 B. 重力势能的变化只跟重力做功有关系，和其他力做功无关 C. 重力势能是矢量，在地球表面以下为负 D. 重力势能的增量等于重力对物体做的功 【答案】B 【解析】 【详解】A．重力势能首先确定参考平面，同时重力势能是物体与地球共有的，离开了地球没有重力，重力势能无意义，故A错误； B．只有重力做功，重力势能才发生变化，且做多少功，则重力势能变化多少，与其他力做的功无关。故B正确； C．重力势能是标量，而负号则是说明在参考平面的下方，而不是地球以下为负，故C错误； D．重力对物体做的功等于初位置的重力势能减去末位置的重力势能，即重力做功等于重力势能的减小量，故D错误。 故选B。 4. 关于行星绕太阳运动，下列说法中正确的是（ ） A. 所有行星绕太阳运动的周期都是相等的 B. 行星在椭圆轨道上绕太阳运动，太阳处在椭圆轨道一个焦点上 C. 行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，太阳是不动的 D. 行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，行星距太阳近时速度小，距太阳远时速度大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律可知 行星半长轴不同，周期不同。故A错误； B．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上。故B正确； C．运动是绝对的，太阳本身也会自转，并非静止不动。故C错误； D．由开普勒第二定律可知，行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过的面积相等，因此距太阳近时速度大，距太阳远时速度小。故D错误。 故选B。 5. 游乐园有一种游戏设施叫做“魔盘”，当质量相同的两个小朋友坐在“魔盘”上随“魔盘”一起在水平面内匀速转动，他们距轴心的距离不一样，简化模型如图所示。两个小朋友相比具有（　　） A. 相同的线速度 B. 相同的加速度 C. 相同的转动周期 D. 相同的摩擦力 【答案】C 【解析】 【详解】AC．小朋友随“魔盘”一起做匀速圆周运动，则他们的角速度相等，又因为角速度、线速度以及周期满足 且两个小朋友运动的半径不同，那么他们的线速度不同，周期相同，故A错误，C正确； BD．圆周运动加速度公式为 因为两个小朋友的角速度相同，运动半径不同，所以他们的向心加速度不同，又因为向心力由摩擦力提供，且两个小朋友的质量相同，则根据 可知两个小朋友受到的摩擦力不同，故BD错误。 故选C。 6. 如图，有一走时准时的时钟，已知时针、分针、秒针的转动半径分别为3cm、4cm、5cm。下列说法正确的是（　　） A. 时针的转动周期为24h B. 分针针尖的线速度大小为10-4m/s C. 秒针的角速度为rad/s D. 秒针与分针的角速度之比为1：60 【答案】B 【解析】 【详解】A．时针转动的周期为 A错误； B．分针转动的周期为 分针针尖的线速度大小为 B正确； C．秒针转动的周期为 秒针转动的角速度为 C错误； D．分针转动的角速度为 因此，秒针与分针的角速度之比为 D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示。A、B是盘上的边缘点，C为A盘上的一点，已知2rc=rA， rc=rB。以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小之间关系的说法正确的是（　　） A. A、B两点线速度相同 B. A、C两点角速度相同 C. B、C两点运动周期之比为2∶1 D. A、B两点向心加速度之比为4∶1 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于两个轮通过齿轮传动，因此在轮的边缘上A、B两点线的速度大小相等，但方向不同，A错误； B．A、C两点在同一个轮上，因此角速度相同，B正确； C．根据 可知 而 可知 由于 C错误； D．根据 可知 D错误。 故选B。 8. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态 B. 图2中旋转秋千装置中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等 C. 图3中在铁路的转弯处，设计为外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力帮助火车转弯 D. 图4中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A. 图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车的加速度向上，处于超重状态，A正确； B. 图2中旋转秋千装置中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力不相等，根据 ，B的圆周运动半径大，绳索的拉力大，B错误； C. 图3中在铁路的转弯处，设计为外轨比内轨高，目的是在火车转弯时减小轮缘与外轨的侧压力，C错误； D. 图4中脱水桶的脱水原理是水滴受到的合力不足时，水滴做离心运动，沿切线方向甩出，水滴根本不受离心力的作用，D错误。 故选A。 9. 如图，在太空飞行了九天的“嫦娥三号”飞船，再次成功变轨，从100km的环月圆轨道I，降低到近月点15km、远月点100km的椭圆轨道II，两轨道相交于点P，如图所示。关于“嫦娥三号”飞船，以下说法正确的是（　　） A. 在轨道I上运动到P点的速度比在轨道II上运动到P点的速度小 B. 在轨道I上P点的加速度比在轨道II上运动到P点的加速度小 C. 由轨道I向轨道II变轨需要在P点点火减速 D. 由轨道I向轨道II变轨需要在P点点火加速 【答案】C 【解析】 【详解】A．轨道I相对于轨道II是高轨道，飞船由高轨道到低轨道需要再切点P处向后喷气减速，可知，在轨道I上运动到P点的速度比在轨道II上运动到P点的速度大，故A错误； B．根据牛顿第二定律有 解得 可知，轨道I上P点的加速度大小等于在轨道II上运动到P点的加速度，故B错误； CD．轨道I相对于轨道II是高轨道，飞船由高轨道到低轨道需要再切点P处向后喷气减速，故C正确，D错误。 故选C。 10. 如图所示，某同学到超市购物，用大小为20N、方向与水平面成角斜向上的拉力拉购物篮，以1m/s的速度在水平地面上匀速前进，则（　　） A. 前进6s内拉力所做的功为120J B. 前进6s内拉力的平均功率为20W C. 6s末拉力做功的瞬时功率为10W D. 前进6s内重力的平均功率为10W 【答案】C 【解析】 【详解】AB．前进6s内拉力所做的功为 平均功率为 AB错误； C．6s末拉力做功的瞬时功率为 C正确； D．由于重力始终与位移垂直，做功为零，故前进6s内重力的平均功率为0，D错误。 故选C。 11. 2017年11月21日，我国以“一箭三星”方式将吉林一号视频04、05、06星成功发射．其中吉林一号04星的工作轨道高度约为535km，比同步卫星轨道低很多，同步卫星的轨道又低于月球的轨道，其轨道关系如图所示．下列说法正确的是（ ） A. 吉林一号04星的发射速度一定小于7.9km/s B. 同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大 C. 吉林一号04星绕地球运行的周期比同步卫星的周期大 D. 所有卫星在运行轨道上完全失重，重力加速度为零 【答案】B 【解析】 【详解】A、第一宇宙速度是7.9km/s，卫星的最小发射速度，故A错误； B、卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：，故，同步卫星离地球较近，同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大，故B正确； C、卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：，故，吉林一号04星离地球较近，吉林一号04星绕地球运行的周期比同步卫星的周期小，故C错误； D、所有卫星做匀速圆周运动，在运行轨道上完全失重，但重力加速度不为零，故D错误； 故选B． 【点睛】卫星越低越快、越高越慢，第一宇宙速度是在地球表面附近发射人造卫星所需的最小速度，也是近地卫星的环绕最大速度． 12. 如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是 （　　） A. 弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势能逐渐减小 B. 弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势能逐渐增加 C. 弹簧先对物体做正功，后对物体做负功，弹簧的弹性势能先减少再增加 D. 弹簧先对物体做负功，后对物体做正功，弹簧的弹性势能先增加再减少 【答案】C 【解析】 【详解】撤去F后，弹力先为推力对物体做正功，后为拉力，对物体做负功；弹簧先从压缩状态恢复原长，弹性势能减少；后从原长伸长，弹性势能增加。 故选C。 13. 宇宙中两颗靠得比较近的星球，只受到彼此之间的万有引力作用绕两球心连线上某点绕转，称之为双星系统。设某双星系统中A、B两星球绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动。若A、B的质量分别为M、m，则（　　） A. 星球A与星球B轨道半径之比为M：m B. 星球A与星球B的线速度大小之比为m：M C. 星球A与星球B的周期大小之比为m：M D. 若两星球间距离减小，则星球A做匀速圆周运动的周期变大 【答案】B 【解析】 【详解】A.如图 解得 则AB半径之比 故A错误； B.线速度，则线速度大小之比为，故B正确； C.周期周期大小之比为，故C错误； D.又因 与 联立解得 再由 解得 AB间距离减小，则周期减小，故D错误。 故选B。 14. 如图所示，小球m用长为L的细线悬挂在O点，在O点的正下方L/2处有一个钉子，把小球拉到水平位置释放．当摆线摆到竖直位置碰到钉子时，以下说法不正确的是 A. 小球的线速度保持不变 B. 小球的角速度突然增加为原来的2倍 C. 细线的拉力突然变为原来的2倍 D. 细线的拉力一定大于重力 【答案】C 【解析】 【详解】AB．把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子前后瞬间，由于重力与拉力都与速度垂直，所以小球的线速度大小不变，根据知，半径变为一半，则角速度变为2倍，选项AB正确； CD．根据牛顿第二定律得，F−mg＝m知，F=mg+m，知悬线的拉力增大，但不是2倍的关系，故D正确，C错误； 故选C。 15. 如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10m/s2，则（　　） A. 第1s内推力做功为2J B. 第2s内物体克服摩擦力做的功为4J C. t=1.5s时推力F的瞬时功率为3W D. 第2s内推力F做功的平均功率为2W 【答案】C 【解析】 【详解】A．第1s内推力方向上没有位移，所以不做功，故A错误。 B．根据图像，第2s内位移为 摩擦力方向向左 摩擦力做负功 所以第2s内物体克服摩擦力做的功为2J，故B错误； C．根据图像可知，1.5s时，物体的速度为 推力 F=3N 推力F在第1.5s时的功率 故C正确； D．根据图像，第2s内的平均速度为 推力 F=3N 所以第2s内推力F做功的平均功率 故D错误。 故选C。 16. 如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则：，解得，即圆盘转动的最大角速度为，故选B. 17. 质量为的小球从地面上方高处无初速释放，落在沙地后出现一个深度为的坑，如图所示，空气阻力不计，在此过程中（　　） A. 重力对小球做功为 B. 小球的重力势能减少了 C. 外力对小球做的总功为 D. 沙地对小球的平均阻力为 【答案】D 【解析】 【详解】A．重力做功只与高度有关，物体下降的高度为，所以在此过程中重力做功为，故A错误； B．重力做多少功，重力势能就减少多少，重力做功为，所以重力势能减少，故B错误； C．根据动能定理，此过程初、末状态物体的动能都是零，所以合外力对物体所做的总功为零，故C错误； D．对整个过程运用动能定理得 地面对物体的平均阻力为 故D正确。 故选D。 18. 如图所示，金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动，金星半径是火星半径的n倍，金星质量为火星质量的K倍。忽略行星的自转。则下列说法正确的是（ ） A. 金星表面的重力加速度是火星的倍 B. 金星的第一宇宙速度是火星的倍 C. 金星绕太阳运动的加速度比火星大 D. 金星到太阳运动的周期比火星大 【答案】C 【解析】 【详解】A.假设星球表面有一物体，其受的重力等于受到星球给它的万有引力，有 得星球表面重力加速度为 可见金星表面的重力加速度是火星的，故A错误； B.设星球的第一宇宙速度为，有 得 可见金星的第一宇宙速度是火星的，故B错误； C.对星球，万有引力提供向心力，有 得 因金星的轨道半径更小，所以金星绕太阳运动的加速度比火星大，故C正确； D.对星球，万有引力提供向心力，有 得 因金星的轨道半径更小，所以金星到太阳运动的周期比火星小，故D错误。 故选C。 19. “火星500”是模拟火星的志愿者实验活动.假如某志愿者乘坐宇宙飞船登上火星，在该火星“北极”距星球表面附近h处自由释放一个小球，测得落地时间为t，已知火星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 火星的质量为 B. 火星的第一宇宙速度为 C. 宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期可能为 D. 如果火星存在一颗同步卫星，其距星球表面高度为 【答案】A 【解析】 【详解】据自由落体运动求得星球表面的重力加速度 A由 得火星质量 故A正确； B.因为火星的第一宇宙速度约为近火卫星的环绕速度，因近火卫星的周期比火星自转周期小，所以火星的第一宇宙速度为比大。故B错误； C.由 有 若宇宙飞船在火星表面环绕火星运动，即轨道半径为，把火星质量代入有 故C错误； D.如果火星存在一颗同步卫星，有 得 故D错误。 故选A。 20. 如图所示是玩具飞车的回环赛道，其底座固定，且赛道视为半径为的光滑竖直圆轨道。一质量为的无动力赛车被弹射出去后，在圆形轨道最低点以水平初速度向右运动。设重力加速度为 ，则下列说法正确的是（　　） A. 当时赛车在最低点对轨道的压力为 B. 如果赛车能够完成圆周运动，的最小值是 C. 如果赛车能够完成圆周运动，其对轨道的最大压力与最小压力之差为 D. 如果赛车能够完成圆周运动，其最大速度与最小速度之差为 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．当时赛车在最低点时，则 解得赛车对轨道的压力为 选项A错误； BD．如果赛车能够完成圆周运动，则在最高点时最小速度 由最低点到最高点 解得的最小值是 此时赛车的最大速度与最小速度之差为 选项BD错误； C．如果赛车能够完成圆周运动，则在最高点时 由最低点到最高点 在最低点时 解得其对轨道的最大压力与最小压力之差为 选项C正确； 故选C。 第II卷（非选择题） 二、填空题：本大题共1小题，共6.0分。 21. “嫦娥三号”探月飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，已知其周期为，月球的半径为，引力常量为，则月球的密度________，月球表面的重力加速度________（忽略月球自转的影响） 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得 又 联立解得 [2]忽略月球自转的影响，则有 解得月球表面的重力加速度为 三、实验题：本大题共1小题，共9.0分。 22. 如图所示是探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置。图中、、到转轴的距离之比为。 （1）本实验采用的实验方法是________。 A.微元法 B.放大法 C.累积法 D.控制变量法 （2）在探究向心力的大小与半径的关系时，要将质量________（选填“相同”或“不同”）的两小球分别放在长槽的________（选填“A”或“B”）处和短槽的C处，与皮带连接的变速塔轮相对应的半径________（选填“相同”或“不同”）。若实验中观察到标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，则可以得到的结论是________。 【答案】 ①. D ②. 相同 ③. B ④. 相同 ⑤. 在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比 【解析】 【详解】（1）[1]本实验采用的实验方法是控制变量法，故选D。 （2）[2][3][4]在探究向心力的大小与半径的关系时，应使r不同，故两小球分别放在长槽的B处和短槽的C处；其余物理量应相同，故要选择质量相同的小球，两球角速度也相同，由可知，与皮带连接的变速塔轮相对应的半径相同。 [5]由可知 故实验中观察到标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，则可以得到的结论是：在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比。 四、计算题：本大题共2小题，共25.0分。 23. 年月日起，全国铁路将实行新的列车运行图，攀枝花至西昌的动车即将开通运营，最大运行速度为的复兴号动车组将运行在设计时速为的成昆铁路复线上，攀西地区将进入动车时代，攀枝花至西昌的运行时间将由原来的个小时缩短为小时。开通前的某次测试中从攀枝花南站匀加速开出的动车，经速度达到，之后动车以恒定功率行驶。相关资料显示，该列动车质量，运行过程中所受阻力恒为车重的倍。设铁轨为水平直线，重力加速度取，求： （1）该列动车匀加速运动过程中牵引力的大小； （2）该列动车运行的最大速度及从车站开出后运行的时间（此时列车已达到最大速度）。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）设列车匀加速运动的加速度为，由匀变速运动规律有 根据牛顿第二定律 由题意可知 联立以上各式并代入数据得 （2）列车匀速运动时速度最大，设此时列车牵引力为，由平衡条件有 设列车以恒定功率运行时的功率为，由功率公式有 联立以上各式并代入数据得 列车匀加速运动发生的位移为，由匀变速运动规律有 设列车以恒定功率运行的时间为，列车从车站开出后运行的过程中，由动能定理有 列车从车站开出后运行的时间 联立以上各式并代入数据得 24. 如图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以4m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.求: (1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s. (2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角θ. (3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力. 【答案】(1)1.6m (2)m/s，90° (3)5600N 【解析】 【详解】(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得： 竖直方向上： 水平方向上： 可得： . (2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度： 到达A点时速度： 设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则： 即，所以： (3)对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：    当时，计算得出. 由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600 N. 答：(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离. (2)从平台飞出到达A点时速度，圆弧对应圆心角. (3)当最低点O速度为6m/s，人和车对轨道的压力5600 N. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$