精品解析：上海市敬业中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试题

2023学年第二学期敬业中学高一物理期末考试 试卷 考生注意： 1.试卷满分100 分，考试时间 60 分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3.本试卷的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4.本试卷标注“计算”、“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 一、功能关系（14分） 功能关系是能量观很重要的内容，各种形式的能量转化是通过做功的形式完成的，请利用所学习的关于做功与能量的知识，回答以下问题： 1. 下列关系式中正确的是（　　） A. 重力对某物体做功： B. 物体重力势能： C. 物体动能的变化量： D. 物体的加速度： 2. 如图所示，一物体从地面上方某点A先后沿路径Ⅰ、Ⅱ运动到地面上的B点，重力做功分别为、，重力势能变化量分别为、。则它们的大小关系正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 部队为了训练士兵的体能，会进行一种拖轮胎跑的训练。如图所示，某次训练中，士兵在腰间系绳拖动轮胎在水平地面前进，已知连接轮胎的拖绳与地面夹角为37°，绳子拉力大小为100N，若士兵拖着轮胎以6m/s的速度匀速直线前进3s，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）则（　　） A. 3s内，轮胎克服地面摩擦力做功为－1440J B. 3s内，绳子拉力对轮胎做功为1440J C. 3s内，轮胎所受合力做功为1800J D. 3s末，绳子拉力功率为600W 4. 从地面竖直向上抛出一质量为0.5kg的小球，运动过程中小球受大小恒定的阻力作用。小球上升过程中，其动能Ek随距离地面高度h的变化关系如图所示。小球上升3米的过程中机械能减少了_______J，运动过程中所受阻力的大小为_____N。（g取10m/s2） 二、圆周运动（34分） 圆周运动是一种常见的运动形式，请利用我们学过的圆周运动的知识，回答以下问题： 5. 如图所示，有一皮带传动装置，、、三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑．则（　　） A. 点与点的线速度大小之比为 B. 点与点的角速度大小之比为 C. 点与点的向心加速度大小之比为 D. 点与点的周期之比为 6. 美国物理学家蔡特曼（Zarman）和我国物理学家葛正权于1930~1934年对施特恩测定分子速率的实验作了改进，设计了如图所示的装置。半径为R的圆筒B可绕O轴以角速度ω匀速转动，aOcd在一直线上，银原子以一定速率从d点沿虚线方向射出，穿过筒上狭缝c打在圆筒内壁b点，ab弧长为s，其间圆筒转过角度小于90°。 （1）下列判断正确的是（　　） A. 圆筒逆时针方向转动 B. 银原子在筒内运动时间 C. 银原子速率为 D. 银原子速率为 （2）研究该问题采用科学方法是下列四个选项中的（　　） A. 理想实验法 B. 建立物理模型法 C. 类比法 D. 等效替代法 7. 如果物体沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。转弯时所受合外力F的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 图甲是汽车通过凸形桥时的情景，图乙是汽车急转弯时的情景。若已知图甲中凸形桥圆弧半径为R；图乙中转弯圆弧半径也为R，路面外侧高内侧低，倾角为；重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　） A. 图甲中汽车通过桥顶时，速度越大，汽车对桥面压力越大 B. 图甲中如果车速，一定会出现“飞车现象” C. 图乙中即使车速，车辆也可能不会向内侧滑动 D. 图乙中只要车速，车辆便会向外侧滑动 9. 如图1所示是“DIS向心力实验器”，当质量为0.25kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得；旋转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的数据。 （1）用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4mm，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20m，经过光电门时的挡光时间为，则角速度ω=______rad/s。 （2）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线如图2所示，由此可得砝码做圆周运动的半径为______m（结果保留2位有效数字）。 10. 动画片《熊出没》中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上（如图甲），聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救，其过程可简化如图乙所示，设悬点为O，离地高度为2L，两熊可视为质点且总质量为m，绳长为且保持不变，绳子能承受的最大张力为，不计一切阻力，重力加速度为g，求： （1）设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子刚好断裂，则他们的落地点离O点的水平距离为多少？ （2）改变绳长，且两熊仍然在向右到最低点绳子刚好断裂，则绳长为多长时，他们的落地点离O点的水平距离最大，最大为多少？ 三、高铁（11分） 高铁具有安全性好，耗时少，载客量高的优点；截止2021年底，中国高铁运营里程突破4万公里，稳居世界第一；高铁如今不仅是我国经济腾飞的时代见证者，也成了中国走向世界的一张名片。 11. 一列高铁列车和一列普速列车匀速行驶相同的里程，高铁的速度为普速车的2倍，行驶时所受阻力都跟速度的平方成正比，则（ ） A. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的8倍，因此而消耗的能量是普速车的8倍 B. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的8倍，因此而消耗的能量是普速车的4倍 C. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的4倍，因此而消耗的能量是普速车的8倍 D. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的4倍，因此而消耗的能量是普速车的4倍 12. 复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。如图所示，一列动车初速度为，以额定功率在平直轨道上行驶，经过一段时间达到最大速度，若行驶过程中受到的阻力不变，该动车的额定功率P为（　　） A. B. C. D. 13. 北京冬奥会重要的交通保障设施——京张高铁，假设质量为m的高铁动车从静止开始以恒定功率P行驶，能获得最大行驶速度为，且行驶过程中受到的阻力大小不变，则当动车的速度为时，动车的加速度大小为_____m/s2。 四、神州飞船（31分） 北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，接替神舟十三号飞杆乘组：17时42分，成功对接于天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约7小时。 14. 2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（　　） A. 所受地球引力的大小近似为零 B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零 C. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等 D. 在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小 15. 神舟飞船从发射升空至返回大致经历了以下四个阶段，判断各个阶段返回舱的机械能守恒的过程有（　　） A. 飞船发射升空。 B. 飞船在椭圆轨道上绕地球运行。 C. 飞船进行最后一圈绕地飞行时进入返回姿态，返回舱与推进舱分离，制动发动机点火，飞船持续下降预备进入大气层。 D. 飞船借助降落伞和反推发动机逐步减速穿越大气层，以3 m/s的速度下降预备着陆。 16. 神舟十四号与天宫空间站进行对接运动可简化为如图所示的情境，圆形轨道2为天宫空间站运行轨道，椭圆轨道1为载人飞船运行轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，则下列判断正确的是（　　） A. 载人飞船从Q点到P点的运动过程中万有引力做正功 B. 在轨道1从P点到Q点运行过程中线速度逐渐增大 C. 从轨道1进入轨道2需要在P点减速 D. 经过轨道1的P点的加速度比经过轨道2的P点的加速度大 17. 若已知地球质量为M，神舟十四号的质量为m，引力常量为G，不考虑地球自转的影响，若取无穷远处引力势能为零，质量为m物体与地心距离为r时引力势能为。 （1）神舟十四号在轨道上做圆周运动时的动能为多大？在轨道上做圆周运动时的引力势能为多大？ （2）神舟十四号从半径较小的圆周轨道，升高到半径较大的圆轨道。从轨道上变轨到轨道上的过程中克服引力做了多少功？ （3）神舟十四号从半径较小的圆周轨道，升高到半径较大的圆轨道。发动机至少要做多少功？ 五、投石机 图（a）为投石机模型示意图。支架固定在水平地面上，轻杆AB可绕支架顶部水平轴上的O点在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有质量为m的石块，B端固定配重，OA长为2L，OB长为L。投射时，将杆转至水平方向后由静止释放，杆转到竖直位置时石块被水平抛出。 18. 在投石机正前方竖直放置一个靶，靶与石块抛出点的水平距离为4L，靶心与O点等高。若不计一切阻力，要使石块恰好击中靶心： （1）石子水平抛出时的速度大小； （2）此时配重的质量M。 19. 实际投射后发现，石块打在靶心上方，如图（b）所示。下列操作能使石块正中靶心的是（　　） A. 增大配重的质量 B. 减小石块质量 C. 增大靶到投石机的距离 D. 将投石机架在高台上 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023学年第二学期敬业中学高一物理期末考试 试卷 考生注意： 1.试卷满分100 分，考试时间 60 分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3.本试卷的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4.本试卷标注“计算”、“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 一、功能关系（14分） 功能关系是能量观很重要的内容，各种形式的能量转化是通过做功的形式完成的，请利用所学习的关于做功与能量的知识，回答以下问题： 1. 下列关系式中正确的是（　　） A. 重力对某物体做功： B. 物体的重力势能： C. 物体动能的变化量： D. 物体的加速度： 【答案】B 【解析】 【详解】A．功是标量，负号表示克服力做功，不是表示大小，故A错误； B．重力势能是标量，负号表示重力势能的大小，则，故B正确； C．动能是标量，物体动能的变化量也是标量，负号表示动能减小了，不是表示大小，故C错误； D．加速度是矢量，负号表示方向，不是表示大小，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，一物体从地面上方某点A先后沿路径Ⅰ、Ⅱ运动到地面上的B点，重力做功分别为、，重力势能变化量分别为、。则它们的大小关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】BC．物体沿不同的路径从A运动到B，但A、B间的高度差一定，根据重力做功公式 可知重力做功相等，即有 故BC错误； AD．根据功能关系可知，重力做多少功，重力势能就变化多少，两种情况下重力做功相同，故重力势能变化量相同，则有 故A正确，D错误。 故选A。 3. 部队为了训练士兵的体能，会进行一种拖轮胎跑的训练。如图所示，某次训练中，士兵在腰间系绳拖动轮胎在水平地面前进，已知连接轮胎的拖绳与地面夹角为37°，绳子拉力大小为100N，若士兵拖着轮胎以6m/s的速度匀速直线前进3s，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）则（　　） A. 3s内，轮胎克服地面摩擦力做功为－1440J B. 3s内，绳子拉力对轮胎做功为1440J C. 3s内，轮胎所受合力做功为1800J D. 3s末，绳子拉力功率为600W 【答案】B 【解析】 【详解】A．3s内，轮胎克服地面摩擦力做功为 选项A错误； B．3s内，绳子拉力对轮胎做功为 选项B正确； C．3s内，轮胎匀速运动，则所受合力做功为0，选项C错误； D．3s末，绳子拉力功率为 选项D错误。 故选B。 4. 从地面竖直向上抛出一质量为0.5kg的小球，运动过程中小球受大小恒定的阻力作用。小球上升过程中，其动能Ek随距离地面高度h的变化关系如图所示。小球上升3米的过程中机械能减少了_______J，运动过程中所受阻力的大小为_____N。（g取10m/s2） 【答案】 ①. 3 ②. 1 【解析】 【详解】[1] [2]由动能定理得 带入数据得 解得 二、圆周运动（34分） 圆周运动是一种常见的运动形式，请利用我们学过的圆周运动的知识，回答以下问题： 5. 如图所示，有一皮带传动装置，、、三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑．则（　　） A. 点与点的线速度大小之比为 B. 点与点的角速度大小之比为 C. 点与点向心加速度大小之比为 D. 点与点的周期之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．对于传动装置，对于同一根皮带连接的传动轮边缘的点，线速度相等；同轴转动的点，角速度相等；本题皮带连接的传动，有，由可得 可得 故A错误； B．根据，，，和同轴转动，可得 即点与点的角速度大小之比为1:2，故B正确； C．根据及关系式，可得 即点与点的向心加速度大小之比为1:4，故C错误； D．根据，得 故D错误。 故选B。 6. 美国物理学家蔡特曼（Zarman）和我国物理学家葛正权于1930~1934年对施特恩测定分子速率的实验作了改进，设计了如图所示的装置。半径为R的圆筒B可绕O轴以角速度ω匀速转动，aOcd在一直线上，银原子以一定速率从d点沿虚线方向射出，穿过筒上狭缝c打在圆筒内壁b点，ab弧长为s，其间圆筒转过角度小于90°。 （1）下列判断正确的是（　　） A. 圆筒逆时针方向转动 B. 银原子在筒内运动时间 C. 银原子速率为 D. 银原子速率为 （2）研究该问题采用的科学方法是下列四个选项中的（　　） A. 理想实验法 B. 建立物理模型法 C. 类比法 D. 等效替代法 【答案】（1）D （2）D 【解析】 【小问1详解】 A．由于圆筒转过角度小于90°，所以圆筒应沿顺时针方向转动。故A错误； B．银原子可认为是匀速直线运动，银原子在筒内运动时间 故B错误； CD．由题意可得 又 联立以上两式得银原子速率 故C错误，D正确。 故选D。 【小问2详解】 本实验根据等时性利用物理方法等效替代法。 故选D。 7. 如果物体沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。转弯时所受合外力F的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】物体沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。物体所受的合力指向轨迹的凹侧，由于由M到N速度减小，即物体做减速运动，即物体受到的合力方向与速度方向的夹角为钝角，而物体在曲线上某一点的速度方向为该点的切线方向。 故选C。 8. 图甲是汽车通过凸形桥时的情景，图乙是汽车急转弯时的情景。若已知图甲中凸形桥圆弧半径为R；图乙中转弯圆弧半径也为R，路面外侧高内侧低，倾角为；重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　） A. 图甲中汽车通过桥顶时，速度越大，汽车对桥面的压力越大 B. 图甲中如果车速，一定会出现“飞车现象” C. 图乙中即使车速，车辆也可能不会向内侧滑动 D. 图乙中只要车速，车辆便会向外侧滑动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲中汽车通过桥顶时，根据 可知，速度越大，汽车对桥面的压力越小，选项A错误； B．图甲中根据 如果车速，则此时FN为负值，即一定会出现“飞车现象”，选项B正确； C．图乙中当满足汽车不受侧向的摩擦力时，则 解得 但是即使车速，车辆有向内运动的趋势，若车辆与地面间的侧向静摩擦力足够大，车辆也可能不会向内侧滑动，选项C正确； D．图乙中若车速，则车辆有向外运动的趋势，若车辆与地面间的侧向静摩擦力足够大，车辆也不会向外侧滑动，选项D错误。 故选BC。 9. 如图1所示是“DIS向心力实验器”，当质量为0.25kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得；旋转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的数据。 （1）用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4mm，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20m，经过光电门时的挡光时间为，则角速度ω=______rad/s。 （2）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线如图2所示，由此可得砝码做圆周运动的半径为______m（结果保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 8.0 ②. 0.14 【解析】 【详解】（1）[1]挡光杆通过光电门时的线速度 v= 由 ω= 解得 ω=8.0rad/s （2）[2]根据向心力公式有 F=mω2r 将 ω= 代入上式解得 F=mr 可以看出以F为纵坐标，为横坐标；在坐标纸中描出数据点作一条直线，该直线的斜率为 k=mr 由图像可知，斜率为 k=5×10-6 解得 r=0.14 10. 动画片《熊出没》中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上（如图甲），聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救，其过程可简化如图乙所示，设悬点为O，离地高度为2L，两熊可视为质点且总质量为m，绳长为且保持不变，绳子能承受的最大张力为，不计一切阻力，重力加速度为g，求： （1）设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子刚好断裂，则他们的落地点离O点的水平距离为多少？ （2）改变绳长，且两熊仍然在向右到最低点绳子刚好断裂，则绳长为多长时，他们的落地点离O点的水平距离最大，最大为多少？ 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）在最低点时，根据牛顿第二定律可得 解得 绳子断后，两熊做平抛运动，竖直方向有 两熊落地点离O点的水平距离位 联立解得 （2）设绳长为d，则在最低点时有 绳子断后，两熊做平抛运动，则 两熊落地点离O点的水平距离 联立可得 又数学知识可知，当时，两熊落地点离O点水平距离最远，此时最大值 三、高铁（11分） 高铁具有安全性好，耗时少，载客量高的优点；截止2021年底，中国高铁运营里程突破4万公里，稳居世界第一；高铁如今不仅是我国经济腾飞的时代见证者，也成了中国走向世界的一张名片。 11. 一列高铁列车和一列普速列车匀速行驶相同的里程，高铁的速度为普速车的2倍，行驶时所受阻力都跟速度的平方成正比，则（ ） A. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的8倍，因此而消耗的能量是普速车的8倍 B. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的8倍，因此而消耗的能量是普速车的4倍 C. 高铁克服阻力做功功率是普速车的4倍，因此而消耗的能量是普速车的8倍 D. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的4倍，因此而消耗的能量是普速车的4倍 【答案】B 【解析】 【详解】高铁的速度为普速车的2倍，行驶时所受阻力都跟速度的平方成正比 克服阻力做功的功率 所以高铁克服阻力做功的功率是普速车的8倍，匀速行驶 消耗的能量是 行驶相同的里程，因此而消耗的能量是普速车的4倍。故B正确ACD错误。 故选B。 12. 复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。如图所示，一列动车初速度为，以额定功率在平直轨道上行驶，经过一段时间达到最大速度，若行驶过程中受到的阻力不变，该动车的额定功率P为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意知，动车以额定功率在平直轨道上行驶，则满足 因为功率保持不变，所以随着速度最大，牵引力F逐渐减小，则加速度逐渐减小，即动车做加速度减小的加速运动，当加速度等于零，即 时，速度达到最大，之后做匀速直线运动，此时满足 故选B。 13. 北京冬奥会重要的交通保障设施——京张高铁，假设质量为m的高铁动车从静止开始以恒定功率P行驶，能获得最大行驶速度为，且行驶过程中受到的阻力大小不变，则当动车的速度为时，动车的加速度大小为_____m/s2。 【答案】 【解析】 【详解】最大速度时，其牵引力等于阻力，即 当速度为时，有 对高铁有 解得 四、神州飞船（31分） 北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，接替神舟十三号飞杆乘组：17时42分，成功对接于天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约7小时。 14. 2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（　　） A. 所受地球引力的大小近似为零 B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零 C. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等 D. 在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．航天员在空间站中所受万有引力完全提供做圆周运动的向心力，飞船对其作用力等于零，故C正确，AB错误； D．根据万有引力公式 可知在地球表面上所受引力的大小大于在飞船所受的万有引力大小，因此地球表面引力大于其随飞船运动所需向心力的大小，故D错误。 故选C。 15. 神舟飞船从发射升空至返回大致经历了以下四个阶段，判断各个阶段返回舱的机械能守恒的过程有（　　） A. 飞船发射升空。 B. 飞船在椭圆轨道上绕地球运行。 C. 飞船进行最后一圈绕地飞行时进入返回姿态，返回舱与推进舱分离，制动发动机点火，飞船持续下降预备进入大气层。 D. 飞船借助降落伞和反推发动机逐步减速穿越大气层，以3 m/s的速度下降预备着陆。 【答案】B 【解析】 【详解】A．飞船发射升空，动能和重力势能均增加，则机械能增加，故A项错误； B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行，只有地球的引力对飞船做功，则机械能守恒，故B项正确； C．飞船进行最后一圈绕地飞行时进入返回姿态，返回舱与推进舱分离，制动发动机点火，飞船持续下降预备进入大气层，则飞船要克服大气的阻力做功，机械能减小，故C项错误； D．飞船借助降落伞和反推发动机逐步减速穿越大气层，以3m/s的速度下降预备着陆，则飞船的要克服大气的阻力做功，则机械能减小，故D项错误。 故选B 16. 神舟十四号与天宫空间站进行对接的运动可简化为如图所示的情境，圆形轨道2为天宫空间站运行轨道，椭圆轨道1为载人飞船运行轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，则下列判断正确的是（　　） A. 载人飞船从Q点到P点的运动过程中万有引力做正功 B. 在轨道1从P点到Q点运行过程中线速度逐渐增大 C. 从轨道1进入轨道2需要在P点减速 D. 经过轨道1的P点的加速度比经过轨道2的P点的加速度大 【答案】B 【解析】 【详解】A．载人飞船从Q点向P点运动过程中，万有引力与运动方向成钝角，引力对飞船做负功，故A错误； B．载人飞船在轨道1上从P到Q万有引力做正功，则线速度逐渐增大，故B正确； C．载人飞船在轨道1上P点应升轨进入轨道2，故应点火向后喷气获得加速，故C错误； D．根据 可知 则载人飞船在轨道1上P点的加速度等于空间站在轨道2上P点的加速度，故D错误。 故选B。 17. 若已知地球质量为M，神舟十四号的质量为m，引力常量为G，不考虑地球自转的影响，若取无穷远处引力势能为零，质量为m物体与地心距离为r时引力势能为。 （1）神舟十四号在轨道上做圆周运动时的动能为多大？在轨道上做圆周运动时的引力势能为多大？ （2）神舟十四号从半径较小的圆周轨道，升高到半径较大的圆轨道。从轨道上变轨到轨道上的过程中克服引力做了多少功？ （3）神舟十四号从半径较小的圆周轨道，升高到半径较大的圆轨道。发动机至少要做多少功？ 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对神舟14号有 其具有的动能为 其所具有的势能为 （2）在较大轨道所具有的引力势能为 由功能关系可知，克服引力做功等于引力势能的增加量，有 （3）在较大轨道上对神舟十四号有 其具有的动能为 由动能定理有 解得 五、投石机 图（a）为投石机模型示意图。支架固定在水平地面上，轻杆AB可绕支架顶部水平轴上的O点在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有质量为m的石块，B端固定配重，OA长为2L，OB长为L。投射时，将杆转至水平方向后由静止释放，杆转到竖直位置时石块被水平抛出。 18. 在投石机正前方竖直放置一个靶，靶与石块抛出点的水平距离为4L，靶心与O点等高。若不计一切阻力，要使石块恰好击中靶心： （1）石子水平抛出时的速度大小； （2）此时配重的质量M。 19. 实际投射后发现，石块打在靶心上方，如图（b）所示。下列操作能使石块正中靶心的是（　　） A. 增大配重的质量 B. 减小石块的质量 C. 增大靶到投石机的距离 D. 将投石机架在高台上 【答案】18. （1）；（2） 19. C 【解析】 【18题详解】 （1）石子做平抛运动，其水平方向有 竖直方向有 解得 （2）设配重到达最低点速度为v，有 配重和石头有 所以有 解得 【19题详解】 A．仅增大配重的质量，根据机械能守恒定律，石子平抛的初速度变大，石子做平抛运动，其水平位移不变，有 初速度变大，所以运动时间变小，而竖直方向 竖直位移减少。而其原本就打在靶心上方，所以其仅增大配重的质量，不能打在靶心处，故A项错误； B．减少石块的质量，根据机械能守恒定律，石子的初速度变大，石子做平抛运动，其水平位移不变，有 初速度变大，所以运动时间变小，而竖直方向 竖直方向位移减少。而其原本就打在靶心上方，所以其仅增大配重质量，不能打在靶心处，故B项错误； C．增大靶到投石机的距离，其石子做平抛运动的初速度不变，水平方向 石子运动时间变大，竖直方向上 所以竖直方向位移变大，而其原本就打在靶心上方，所以增大靶到投石机的距离，可能打在靶心处，故C项正确； D．将投石机架在高台上，其石子做平抛运动的初速度不变，石子距离靶的水平位移不变，有 竖直方向上 所以竖直方向位移变小，而其原本就打在靶心上方，所以增大靶到投石机的距离，不能打在靶心处，故D项错误。 故选C。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$