精品解析：陕西省西安市临潼区2023-2024学年高一下学期期末质量监测物理试卷

LT 2023~2024学年度第二学期期末质量监测 高一物理试题 注意事项： 1.本试题共6页，满分，100分，时间75分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理试题不回收。 第Ⅰ卷（选择题　共46分） 一、选择题（本大题共10小题，计46分。第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分） 1. 中国著名科学家钱学森于20世纪40年代提出“助推—滑翔”弹道设想。这种弹道的特点是将两种导弹的轨迹融合在一起，使之既有设突防性能力，又兼具灵活性。如图所示，是分析导弹运行的轨迹示意图，其中导弹在各点的速度v和所受合外力F关系可能正确的是（　　） A. 目标点 B. 中段变轨点 C. 末端机动点 D. 导弹最高点 2. 关于万有引力与天体，下列说法正确的是（　　） A. 第谷测量大量行星运行的数据并据此推理出了行星运动定律 B. 由可知，两物体紧靠在一起时，万有引力非常大 C. 牛顿在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，得出引力常量的数值 D. 所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 3. 如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑步是身体耐力训练的一种有效方法。如果受训者拖着轮胎在水平直道上运动了100m，那么下列说法正确的是（　　） A. 摩擦力对轮胎做正功 B. 重力对轮胎做负功 C. 拉力对轮胎做负功 D. 支持力对轮胎不做功 4. 无链自行车就是用轴和齿轮组合代替链条和链轮组合，和普通链条自行车相比，其它的部件是一样的，但是改变了传动的方式。如图所示，是无链条自行车用轴和齿轮组合部分的传动原理图，圆锥齿轮a和圆锥齿轮c彼此完全咬合，a的齿数是40，c的齿数是20，则圆锥齿轮a和圆锥齿轮c的线速度之比为（　　） A. B. C. D. 5. 圆盘餐桌的上面有一直径为1m的转盘，可绕盘中心的转轴转动。现将一小物块放在转盘边缘后转动转盘，并逐渐增大转速，当转速增大到一定程度时，小物块从转盘上滑落。已知小物块和转盘表面的动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取，要使小物块从转盘上滑落，转盘转动的角速度至少为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，质量的小球，从离桌面高处由静止下落，桌面离地面的高度，若以桌面为参考平面，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 小球在A点的重力势能为36J B. 小球在桌面上的重力势能为0J C. 整个下落过程中重力势能减少了20J D. 若改变所选择的参考平面，小球在A、B点的重力势能不变 7. 如图所示，某同学在操场上练习投掷铅球，将铅球从某一水平面的A点以仰角斜向上抛出，铅球运动过程中经过同一水平面上与A点相距的B点，且最高点距AB水面5m。忽略空气阻力，则（　　） A. 铅球从A到B的运动时间为4s B. 铅球在最高点的速度大小为20m/s C. 保持投掷的速度大小不变，增大仰角，铅球从抛出到经过同一水平面时运动的水平距离增大 D. 保持投掷的速度大小不变，增大仰角，铅球从抛出到经过同一水平面时运动的时间增大 8. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，处于超重状态 B. 乙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 C. 丙图中，脱水筒的脱水原理是由于衣服受到离心力作用，把水从衣服甩出 D. 丁图中，杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时水对桶底的压力可能为零 9. 2024年4月26日神舟十八号载人飞船与天和核心舱进行了对接，如图为飞船运行与交会对接过程示意图，椭圆轨道1为飞船对接前的运行轨道，点是轨道1的近地点，离地高度可忽略不计。圆形轨道2距地面高度为，是天和核心舱的运行轨道，P点是1、2轨道的切点，也是交会点。已知地球半径为，下列说法正确的是（　　） A. 飞船从轨道1变轨到轨道2需要在交会点P点点火加速 B. 天和核心舱在轨道2上的速度一定大于轨道1上的速度 C. 飞船在轨道1上P点的加速度大小等于在轨道2上P点的加速度大小 D. 飞船在轨道1上与在轨道2上运动的周期之比为 10. 如图，ab、cd为在同一竖直面内的两光滑水平轨道，两轨道间的竖直距离为h。轨道上有两个可视为质点的物体A和B，质量均为m，它们通过一根绕过定滑轮的不可伸长的轻绳相连接。现用水平向右的拉力拉着物块A，使A、B一起运动，当轻绳OB与水平轨道的夹角时，撤掉拉力，此时物体A在cd轨道运动的速率为v，设绳长BO远大于滑轮直径，不计轻绳与滑轮间的摩擦，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 当轻绳OB与水平轨道夹角为30°时，物体B的速度大小为 B. 当轻绳OB与水平轨道夹角为90°时，物体B的速度大小为 C. 轻绳OB与水平轨道夹角从30°到90°的过程中，轻绳对B做的功为 D. 轻绳OB与水平轨道夹角从30°到90°的过程中，轻绳对B做的功为 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 二、实验探究题（本大题共2小题，计18分） 11. 某同学利用如下所示装置研究“平抛运动的特点”。 （1）如甲图所示，用小锤打击弹性金属片，球B将水平飞出，同时球A被松开，两球同时落到地面，说明球B在竖直方向做_____运动。 （2）如乙图所示，将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，观察到球1落到水平木板上击中球2，说明球1水平方向做_____运动。 （3）该同学用图丙装置继续做平抛运动实验，A、B、C为小球运动轨迹的三个点，如图丁所示，则由图中的数据可求得：（取） ①小球从B运动到C的时间_____s； ②小球运动到B点时的速度大小为_____m/s。 12. 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条点迹清晰的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。重力加速度取。 （1）从下列选项中选出实验所必须的器材为_____。（填正确选项前的字母） A. 电火花计时器（包括纸带） B. 重锤 C. 天平 D. 秒表（或停表） （2）若重锤的质量为2.00kg，当打点计时器打下B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了_____J此时重锤的动能比开始下落时增加了_____J。（结果均保留三位有效数字） （3）测量从第一个点到其余各点的下落高度，并计算对应速度然后以为纵轴，以为横轴，根据实验数据作出图像，如图丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率_____的直线，则验证了机械能守恒定律。 （4）另一同学分析自己的实验结果发现重锤重力势能的减少量小于动能的增加量，下列对造成该实验结果的原因分析正确的是_____（填正确选项前的字母） A. 空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力 B. 选用重锤的质量过大 C. 交流电源的频率大于50Hz D. 交流电源的频率小于50Hz 三、计算题（本大题共3小题，计36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标。假设宇航员登上月球后，以初速度水平抛出一个小球，测得小球经时间t垂直落到倾角为的斜坡上。已知引力常量为G，月球的半径为R，不考虑月球自转的影响，求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的密度； （3）人造卫星绕月球表面做匀速圆周运动的最小周期T。 14. 我国新能源汽车领先全球，2024年3月28日小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市。如图所示，一辆质量的小米新能源汽车在平直公路上行驶，发动机的额定功率，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒为。 （1）在不超过额定功率的前提下，求该汽车所能达到的最大速度 （2）如果汽车从静止开始做匀加速直线运动。加速度的大小为，求在发动机不超过额定功率的前提下，求汽车维持匀加速运动的时间t。 15. 图甲是一款轨道车玩具，轨道造型可自由调节，图乙是某同学搭建的轨道示意图，它由水平直轨道AB、竖直圆轨道BCD、水平直轨道DM和两个四分之一圆管轨道MN与NP平滑连接组成，圆管轨道MN的圆心与圆管轨道NP的圆心位于同一高度（圆管的内径远小于r）。已知小车质量，水平直轨道AB长度，小车在轨道AB段动摩擦因数为0.2，其余轨道均光滑、不计其他阻力，小车可视为质点。该同学将具有弹性势能的小车由A点（小车未画出）静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，并最终从P点水平飞出，小车在到达B点前发条的弹性势能已经完全释放，重力加速度取。（答案可用根号） （1）求小车运动到B点时的速度大小； （2）求小车运动到圆轨道B点时对轨道的压力大小； （3）其他条件不变，同时调节圆管轨道MN与NP的半径r，求当r多大时，小车落地点与P点有最大水平距离，最大水平距离为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ LT 2023~2024学年度第二学期期末质量监测 高一物理试题 注意事项： 1.本试题共6页，满分，100分，时间75分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理试题不回收。 第Ⅰ卷（选择题　共46分） 一、选择题（本大题共10小题，计46分。第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分） 1. 中国著名科学家钱学森于20世纪40年代提出“助推—滑翔”弹道设想。这种弹道的特点是将两种导弹的轨迹融合在一起，使之既有设突防性能力，又兼具灵活性。如图所示，是分析导弹运行的轨迹示意图，其中导弹在各点的速度v和所受合外力F关系可能正确的是（　　） A. 目标点 B. 中段变轨点 C. 末端机动点 D. 导弹最高点 【答案】B 【解析】 【详解】做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向，所受的合外力指向轨迹的凹侧，由图可知导弹在中段变轨点的速度v和所受合外力F关系正确。 故选B。 2. 关于万有引力与天体，下列说法正确的是（　　） A. 第谷测量大量行星运行的数据并据此推理出了行星运动定律 B. 由可知，两物体紧靠在一起时，万有引力非常大 C. 牛顿在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，得出引力常量的数值 D. 所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 【答案】D 【解析】 【详解】A．开普勒测量大量行星运行的数据并据此推理出了行星运动定律，A错误。 B．由 可知，两物体紧靠在一起时，万有引力不适用，B错误； C．牛顿在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，发现了万有引力定律，没有得出引力常量的数值，C错误； D．所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，D正确。 故选D。 3. 如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑步是身体耐力训练的一种有效方法。如果受训者拖着轮胎在水平直道上运动了100m，那么下列说法正确的是（　　） A. 摩擦力对轮胎做正功 B. 重力对轮胎做负功 C. 拉力对轮胎做负功 D. 支持力对轮胎不做功 【答案】D 【解析】 【详解】A．轮胎受到地面的摩擦力方向与位移方向相反，则轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做负功，故A错误； B．轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移沿水平方向，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功，故B错误； C．拉力与位移方向的夹角是锐角，所以拉力对轮胎做正功，故C错误； D．轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移沿水平方向，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，支持力不做功，故D正确。 故选D。 4. 无链自行车就是用轴和齿轮组合代替链条和链轮组合，和普通链条自行车相比，其它的部件是一样的，但是改变了传动的方式。如图所示，是无链条自行车用轴和齿轮组合部分的传动原理图，圆锥齿轮a和圆锥齿轮c彼此完全咬合，a的齿数是40，c的齿数是20，则圆锥齿轮a和圆锥齿轮c的线速度之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，两个齿轮之间属于齿轮传动，其两齿轮边缘的线速度大小相等。 故选A。 5. 圆盘餐桌的上面有一直径为1m的转盘，可绕盘中心的转轴转动。现将一小物块放在转盘边缘后转动转盘，并逐渐增大转速，当转速增大到一定程度时，小物块从转盘上滑落。已知小物块和转盘表面的动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取，要使小物块从转盘上滑落，转盘转动的角速度至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】要使小物块从转盘上滑落，则 解得 转盘转动的角速度至少为 故选D。 6. 如图所示，质量的小球，从离桌面高处由静止下落，桌面离地面的高度，若以桌面为参考平面，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 小球在A点的重力势能为36J B. 小球在桌面上的重力势能为0J C. 整个下落过程中重力势能减少了20J D. 若改变所选择的参考平面，小球在A、B点的重力势能不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．若以桌面为参考平面，小球在A点的重力势能为 A错误； B．若以桌面为参考平面，小球在桌面上的重力势能为 B正确； C．若以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能为 整个下落过程中重力势能的减少量为 C错误； D．若改变所选择的参考平面，根据 则小球在A、B点的重力势能改变，D错误。 故选B。 7. 如图所示，某同学在操场上练习投掷铅球，将铅球从某一水平面的A点以仰角斜向上抛出，铅球运动过程中经过同一水平面上与A点相距的B点，且最高点距AB水面5m。忽略空气阻力，则（　　） A. 铅球从A到B的运动时间为4s B. 铅球在最高点的速度大小为20m/s C. 保持投掷的速度大小不变，增大仰角，铅球从抛出到经过同一水平面时运动的水平距离增大 D. 保持投掷的速度大小不变，增大仰角，铅球从抛出到经过同一水平面时运动的时间增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．铅球在竖直方向做竖直上抛运动，根据对称性可得铅球从A到B的运动时间为 A错误； B．铅球在水平方向的速度为 在最高点竖直方向速度为零，则铅球在最高点的速度大小为，B错误； C．根据运动的分解可得 铅球运动的时间 可得水平距离 由数学知识可知 时，水平距离有最大值，C错误； D．根据 可知增大仰角θ，铅球的运动时间增大，D正确。 故选D。 8. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，处于超重状态 B. 乙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 C. 丙图中，脱水筒的脱水原理是由于衣服受到离心力作用，把水从衣服甩出 D. 丁图中，杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时水对桶底的压力可能为零 【答案】AD 【解析】 【详解】A．甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，向心力加速度竖直向上，指向圆心，处于超重状态，A正确； B．乙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，重力与支持力的合力不足以提供向心力，所以外轨对外轮缘会有挤压作用，B错误； C．丙图中，脱水筒的脱水原理是附着在衣服上的水做离心运动被甩出，不是受离心力作用，C错误； D．丁图中，杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时自身重力提供向心力，即 时，水对桶底的压力为零，D正确。 故选AD。 9. 2024年4月26日神舟十八号载人飞船与天和核心舱进行了对接，如图为飞船运行与交会对接过程示意图，椭圆轨道1为飞船对接前的运行轨道，点是轨道1的近地点，离地高度可忽略不计。圆形轨道2距地面高度为，是天和核心舱的运行轨道，P点是1、2轨道的切点，也是交会点。已知地球半径为，下列说法正确的是（　　） A. 飞船从轨道1变轨到轨道2需要在交会点P点点火加速 B. 天和核心舱在轨道2上的速度一定大于轨道1上的速度 C. 飞船在轨道1上P点的加速度大小等于在轨道2上P点的加速度大小 D. 飞船在轨道1上与在轨道2上运动的周期之比为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．飞船从轨道1变轨到轨道2需要在交会点P点点火加速，A正确； B．若经过Q点做圆轨道3，根据 可得 可知在圆轨道3的速度大于圆轨道2的速度，而从圆轨道3进入轨道1要在Q点加速，可知在轨道1上Q点的速度大于圆轨道2的速度，选项B错误； C．设对接前天和核心舱的向心加速度大小为，则 解得 飞船在轨道1上P点的加速度大小等于在轨道2上P点的加速度大小，C正确； D．假设飞船在轨道1上与在轨道2上运动的周期分别为T1、T2，根据开普勒第三定律有 解得 D正确。 故选ACD。 10. 如图，ab、cd为在同一竖直面内的两光滑水平轨道，两轨道间的竖直距离为h。轨道上有两个可视为质点的物体A和B，质量均为m，它们通过一根绕过定滑轮的不可伸长的轻绳相连接。现用水平向右的拉力拉着物块A，使A、B一起运动，当轻绳OB与水平轨道的夹角时，撤掉拉力，此时物体A在cd轨道运动的速率为v，设绳长BO远大于滑轮直径，不计轻绳与滑轮间的摩擦，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 当轻绳OB与水平轨道夹角为30°时，物体B的速度大小为 B. 当轻绳OB与水平轨道夹角为90°时，物体B的速度大小为 C. 轻绳OB与水平轨道夹角从30°到90°的过程中，轻绳对B做的功为 D. 轻绳OB与水平轨道夹角从30°到90°的过程中，轻绳对B做的功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当轻绳OB与水平轨道夹角为30°时，物体B的速度大小 选项A错误； B．当轻绳OB与水平轨道夹角为90°时，此时物体A的速度为零，从撤去外力到该位置由机械能守恒定律 解得物体B的速度大小为 选项B正确； CD．轻绳OB与水平轨道夹角从30°到90°的过程中，轻绳对B做的功为 选项C错误，D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题共54分） 二、实验探究题（本大题共2小题，计18分） 11. 某同学利用如下所示装置研究“平抛运动的特点”。 （1）如甲图所示，用小锤打击弹性金属片，球B将水平飞出，同时球A被松开，两球同时落到地面，说明球B在竖直方向做_____运动。 （2）如乙图所示，将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，观察到球1落到水平木板上击中球2，说明球1水平方向做_____运动。 （3）该同学用图丙装置继续做平抛运动实验，A、B、C为小球运动轨迹的三个点，如图丁所示，则由图中的数据可求得：（取） ①小球从B运动到C的时间_____s； ②小球运动到B点时的速度大小为_____m/s。 【答案】（1）自由落体 （2）匀速直线 （3） ①. 0.2 ②. 5 【解析】 【小问1详解】 该实验中两球同时落地，说明竖直方向的运动相同，即说明球B竖直方向的运动性质是自由落体运动。 【小问2详解】 该实验中球A落到水平木板上击中球B，说明两球在水平方向的运动完全相同，说明球A水平方向的运动性质是匀速直线运动。 【小问3详解】 [1]竖直方向，根据 解得 [2]小球平抛运动的初速度为 B点的竖直方向的速度为 则B点的速度为 12. 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条点迹清晰的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。重力加速度取。 （1）从下列选项中选出实验所必须的器材为_____。（填正确选项前的字母） A. 电火花计时器（包括纸带） B. 重锤 C. 天平 D. 秒表（或停表） （2）若重锤的质量为2.00kg，当打点计时器打下B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了_____J此时重锤的动能比开始下落时增加了_____J。（结果均保留三位有效数字） （3）测量从第一个点到其余各点的下落高度，并计算对应速度然后以为纵轴，以为横轴，根据实验数据作出图像，如图丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率_____的直线，则验证了机械能守恒定律。 （4）另一同学分析自己的实验结果发现重锤重力势能的减少量小于动能的增加量，下列对造成该实验结果的原因分析正确的是_____（填正确选项前的字母） A. 空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力 B. 选用重锤的质量过大 C. 交流电源的频率大于50Hz D. 交流电源的频率小于50Hz 【答案】（1）AB （2） ①. 3.70 ②. 3.35 （3）或19.6 （4）D 【解析】 【小问1详解】 AB．需要使用打点计时器（包括纸带）打出纸带计算速度，需要使用重锤拖动纸带，AB正确； C．要验证 因重锤质量m被约去，可以直接验证 重锤质量可以不用测量，天平不是必须的器材，C错误； D．该实验用不到秒表（或停表），D错误； 故选AB。 【小问2详解】 [1]重锤从开始下落到打B点时，减小的重力势能 [2]B点的速度 重锤的动能比开始下落时增加了 联立解得 【小问3详解】 由 得 v2-h图像若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为 的直线，则验证了机械能守恒定律。 【小问4详解】 A．空气对重锤阻力和打点计时器对纸带的阻力，会导致重力势能部分转化为内能，则重力势能的减小量会略大于动能的增加量，A错误； B．验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，选择质量较大的重锤，不会使得重力势能的减小量小于动能的增加量，B错误； CD．若交流电的频率小于50Hz，由于速度值仍按频率为50Hz计算，频率的计算值比实际值偏大，周期值偏小，算得的速度值偏大，动能值也就偏大，则可能出现重锤重力势能的减少量小于动能的增加量，同理，交流电源的频率大于50Hz，则频率的计算值比实际值偏小，周期值偏大，算得的速度值偏小，动能值也就偏小，则可能出现重力势能的减小量会略大于动能的增加量，C错误，D正确。 故选D。 三、计算题（本大题共3小题，计36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标。假设宇航员登上月球后，以初速度水平抛出一个小球，测得小球经时间t垂直落到倾角为的斜坡上。已知引力常量为G，月球的半径为R，不考虑月球自转的影响，求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的密度； （3）人造卫星绕月球表面做匀速圆周运动的最小周期T。 【答案】（1） （2） （3）。 【解析】 【小问1详解】 以初速度水平抛出一个小球，测得小球经时间t垂直落到倾角为的斜坡上，则有 ， 解得月球表面的重力加速度为 【小问2详解】 假设月球表面一物体质量为m，有 又 联立解得月球的密度为 【小问3详解】 人造卫星绕月球表面做匀速圆周运动的最小周期等于卫星靠近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期，由万有引力提供向心力为 联立解得 14. 我国新能源汽车领先全球，2024年3月28日小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市。如图所示，一辆质量的小米新能源汽车在平直公路上行驶，发动机的额定功率，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒为。 （1）在不超过额定功率的前提下，求该汽车所能达到的最大速度 （2）如果汽车从静止开始做匀加速直线运动。加速度的大小为，求在发动机不超过额定功率的前提下，求汽车维持匀加速运动的时间t。 【答案】（1）20m/s （2）5.0s 【解析】 【小问1详解】 设汽车以额定功率启动后达到最大速度时牵引力为，汽车达到最大速度时有 而功率 代入数据解得 【小问2详解】 设汽车在匀加速度运动时，牵引力为F，根据牛顿第二定律 解得 设保持匀加速的时间t，匀加速达到的最大速度为，则有 解得 而由速度—时间规律有 解得 15. 图甲是一款轨道车玩具，轨道造型可自由调节，图乙是某同学搭建的轨道示意图，它由水平直轨道AB、竖直圆轨道BCD、水平直轨道DM和两个四分之一圆管轨道MN与NP平滑连接组成，圆管轨道MN的圆心与圆管轨道NP的圆心位于同一高度（圆管的内径远小于r）。已知小车质量，水平直轨道AB长度，小车在轨道AB段动摩擦因数为0.2，其余轨道均光滑、不计其他阻力，小车可视为质点。该同学将具有弹性势能的小车由A点（小车未画出）静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，并最终从P点水平飞出，小车在到达B点前发条的弹性势能已经完全释放，重力加速度取。（答案可用根号） （1）求小车运动到B点时的速度大小； （2）求小车运动到圆轨道B点时对轨道的压力大小； （3）其他条件不变，同时调节圆管轨道MN与NP的半径r，求当r多大时，小车落地点与P点有最大水平距离，最大水平距离为多大？ 【答案】（1） （2）3N （3）0.125m；0.5m 【解析】 【小问1详解】 小车的质量 小车由A运动至B过程，由能量关系可知 其中 代入数据得 【小问2详解】 小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，设小车在C点的速度为，则 小车从B到C，由动能定理得 得 在B点，根据牛顿第二定律可得 联立解得 由牛顿第三定律，小车运动至B点时对轨道压力大小为 【小问3详解】 小车从B到P，由动能定理得 小车从P点飞出后做平抛运动，根据平抛运动的规律可得 联立解得 当 时，小车落地点与P点的水平距离最大，小车从P点飞出，则 综合可知，当时，小车落点与P点水平距离最大，最大距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $