精品解析：湖北省洪山高中、江夏一中、汉阳一中2024-2025学年高一下学期3月联考物理试卷

2024-2025学年湖北省洪山高中、江夏一中、汉阳一中高一（下）联考物理试卷（3月） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 在科学发展中，许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献．下列表述正确的是（　　） A. 笛卡尔通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律 B. 天王星被人们称为“笔尖下发现的行星” C. 牛顿进行了著名的“月—地检验”进一步验证了万有引力定律 D. 开普勒巧妙地利用扭秤装置比较准确测出了万有引力常量G的值 2. 如图所示，从地面上同一位置抛出两质量相等的小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，下列物理量中，B比A大的是（　　） A. 飞行过程中的速度变化率 B. 飞行时间 C. 最高点时重力的功率 D. 抛出时的动能 3. 2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的火箭成功发射升空，6名中国航天员在太空顺利会师。如图是飞船发射至对接的原理图，载人飞船进入预定轨道1后，与轨道2的天宫空间站完成自主快速交会对接，以下说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道1近地点A的线速度大小等于第一宇宙速度 B. 飞船从地面发射进入轨道1的速度应超过11.2km/s C. 飞船先进入轨道2，再加速即可完成对接 D. 天宫空间站的运行周期大于飞船在轨道1的运行周期 4. 现实版的倒霉熊乔伊曾因为白化病两次被送到北极，还有一次被送到位于赤道的北极馆。若乔伊质量始终为m，它在北极和北极馆的重力差为，地球半径R，则可求出静止卫星运动的周期为（　　） A. B. C. D. 5. 在两个大物体引力场空间中存在着一些点，在这些点处的小物体可相对于两个大物体基本保持静止，这些点称为拉格朗日点，比如图中的点，卫星在这些点可以几乎不消耗燃料就能与月球同步绕地球做圆周运动。则关于处于拉格朗日点和上的两颗卫星，下列说法正确的是（　　） A. 处于点的卫星绕地球做圆周运动的向心加速度较大 B. 两卫星绕地球做圆周运动的线速度相等 C. 处于点的卫星绕地球做圆周运动的角速度较大 D. 两卫星绕地球做圆周运动的向心力相等 6. 某校天文小组通过望远镜观察木星周围两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知（ ） A. a公转周期为 B. b公转周期为 C. a公转的角速度比b的小 D. a公转的线速度比b的大 7. 某实验兴趣小组对新能源车的加速性能进行探究。他们根据自制的电动模型车模拟汽车启动状态，并且通过传感器，绘制了模型车从开始运动到刚获得最大速度过程中速度的倒数和牵引力F之间的关系图像，如图所示。已知模型车的质量，行驶过程中受到的阻力恒定，整个过程时间持续5s，获得最大速度为4m/s，则下列说法正确的是（ ） A. 模型车受到的阻力大小为1N B. 模型车匀加速运动的时间为2s C. 模型车牵引力的最大功率为6W D. 模型车运动的总位移为14m 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小不变，则在此过程中（　　） A. 重力的瞬时功率先增大后减小 B. 重力的瞬时功率在不断增大 C. 空气阻力做功为 D. 空气阻力做功为 9. 如图所示，P、Q恒星构成的双星系统，一颗质量为m，另一颗质量为2m，两星均视为质点且距离保持不变，均绕它们连线上的O点做匀速圆周运动。轨道平面上的观测点F相对于O点静止，连续两次出现P、Q与O、F共线的时间间隔为t。仅考虑双星间的万有引力，引力常量为G。则（　　） A. 恒星Q的质量为2m B. 恒星P圆周运动的角速度为 C. 任意时间内两星与O点的连线扫过的面积相等 D. 恒星P、Q之间的距离为 10. 如图，左侧光滑曲面轨道与右侧倾角α=37°的斜面在底部平滑连接且均固定在水平地面上，质量为m的小滑块从斜面上离斜面底边高为H处由静止释放，滑到斜面底端然后滑上左侧曲面轨道，再从曲面轨道滑上斜面，滑块第一次沿斜面上滑的最大高度为，多次往复运动。不计空气阻力，重力加速度为g，sin37°=0.6。下列说法正确的是（　　） A. 滑块第一次下滑过程，克服摩擦力做的功为 B. 滑块最终会停在斜面底端 C. 滑块与斜面间的动摩擦因数为 D. 滑块最终在斜面上走过的总路程是15H 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 在“探究平抛运动特点”实验中。 （1）某老师做了如图1、图2两个演示实验：图1所示装置进行实验，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落；图2所示装置进行实验，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中N轨道的末端与光滑的水平地面相切，两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出。关于这两个实验，下列说法正确的是（　　） A. 所用两球的质量均须相等 B. 图1实验应改变装置的高度等多次实验，才可以得出结论 C. 图1实验中用较大的力敲击弹性金属片，则两球不能同时落地 D. 图2实验只做一次观察到P落地时与Q相遇，即可说明P球水平方向上做匀速直线运动 （2）为了进一步探究平抛运动，某同学用如图3所示的装置进行实验，下列操作中，必要的是（　　） A. 通过调节使斜槽末端保持水平 B. 每次需要从不同位置静止释放小球 C. 通过调节使木板保持竖直 D. 尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦 （3）如图4所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度5cm。从图像上分析，小球从抛出运动到B点时，已经在空中飞行了_________s。（取10m/s2） 12. 某实验小组用如图甲所示装置做“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系”实验。 （1）下列与本实验的实验方法相同的实验是（　　） A. 探究弹簧伸长量与弹力关系 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力、质量的关系 D. 探究平抛运动的特点 （2）要探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至图乙中第_____层塔轮（选填“一”“二”或“三”）；在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在挡板A、C位置，传动皮带位于图乙中第三层，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为_____。 （3）要探究向心力与质量的关系，应将两个质量不同的小球，分别放置在_____（选填“挡板A、B”“挡板B、C”或“挡板A、C”）处，将传动皮带套在半径相同的左右两个塔轮上，匀速转动手柄，若左右两标尺露出的格子数之比为2:5，若两个球一个是铁球、一个是橡胶球，则铁球和橡胶球的质量之比为_____。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图甲，质量的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数。从时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，F随时间t变化的规律如图乙，6s后撤去拉力F。（取）求： （1）第4s末物体的速度； （2）物体在第4-6秒内运动位移 （3）物体运动过程中拉力F做的功。 14. 火星是太阳系中和地球环境最相似的行星，我国发射的“祝融号”火星车已行驶在火星上，圆满完成既定巡视探测任务。在地球和火星表面分别让小球做自由落体运动，从距星球表面相同高度无初速释放，在地球和火星上下落的时间之比为2:3，已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，火星半径是地球半径的，万有引力常量为G，求： （1）火星的表面重力加速度和密度； （2）火星的第一宇宙速度大小； （3）如图所示，在火星一个倾角为30°的足够长斜坡上，将小球以初速度水平抛出，经多长时间小球落到坡上。 15. 如图所示，在距地面上方h的光滑水平台面上，质量为的物块左侧压缩一个轻质弹簧，弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接，使物块静止在O点。水平台面右侧有一倾角为的光滑斜面，半径分别为和的两个光滑圆形轨道固定在粗糙的水平地面上，且两圆轨道分别与水平面相切于C、两点，两圆最高点分别为D、F。现剪断细线，弹簧恢复原长后与物块脱离，脱离时物块的速度，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入光滑斜面上，运动至B点后（在B点无能量损失）沿粗糙的水平面从C点进入光滑竖直圆轨道且通过最高点D，已知物块与水平面间的动摩擦因数，AB长度，BC距离，，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求水平台面的高度h； （2）求物块经过D点时对圆轨道的压力； （3）为了让物块能从E点进入圆轨道且中途不脱离轨道，则C、间的距离应满足什么条件？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年湖北省洪山高中、江夏一中、汉阳一中高一（下）联考物理试卷（3月） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 在科学发展中，许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献．下列表述正确的是（　　） A. 笛卡尔通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律 B. 天王星被人们称为“笔尖下发现的行星” C. 牛顿进行了著名的“月—地检验”进一步验证了万有引力定律 D. 开普勒巧妙地利用扭秤装置比较准确测出了万有引力常量G的值 【答案】C 【解析】 【详解】A．开普勒通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律，故A错误； B．海王星是利用万有引力定律发现一颗行星，被人们称为“笔尖下发现的行星”，而天王星不是利用万有引力定律发现的行星，故B错误； C．牛顿进行了著名的“月—地检验”进一步验证了万有引力定律，故C正确； D．卡文迪什巧妙地利用扭秤装置比较准确测出了万有引力常量G的值，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，从地面上同一位置抛出两质量相等的小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，下列物理量中，B比A大的是（　　） A. 飞行过程中的速度变化率 B. 飞行时间 C. 最高点时重力的功率 D. 抛出时的动能 【答案】D 【解析】 【详解】AB．两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由得 知下落时间相等，则两球运动的时间相等，飞行过程中的速度变化率 即飞行过程中的速度变化率相同，故AB错误； C．最高点的速度方向与重力方向垂直，则重力的功率均为0，故C错误； D．由公式 可知，由于最大高度h、t相同，则知，竖直方向的初速度大小相等，由于A球的初速度与水平方向的夹角大于B球的水方向的初速度，由vy=v0sinα（α是初速度与水平方向的夹角）得知，A球的初速度小于B球的初速度，则抛出时B球的动能比A球的大，故D正确。 故选D。 3. 2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的火箭成功发射升空，6名中国航天员在太空顺利会师。如图是飞船发射至对接的原理图，载人飞船进入预定轨道1后，与轨道2的天宫空间站完成自主快速交会对接，以下说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道1近地点A的线速度大小等于第一宇宙速度 B. 飞船从地面发射进入轨道1的速度应超过11.2km/s C. 飞船先进入轨道2，再加速即可完成对接 D. 天宫空间站的运行周期大于飞船在轨道1的运行周期 【答案】D 【解析】 【详解】A．过A点可以作出近地卫星的圆轨道，该轨道上的速度等于第一宇宙速度，由近地圆轨道变轨到轨道1，需要再A点加速，可知，飞船在轨道1近地点A的线速度大小大于第一宇宙速度，故A错误； B．11.2km/s为第二宇宙速度，飞船在轨道1上仍然在地球束缚之下，可知，飞船从地面发射进入轨道1的速度不能够超过11.2km/s，故B错误； C．船先进入轨道2，加速后，速度增大，万有引力不足以提供圆周运动的向心力，飞船将做离心运动，不能够完成对接，故C错误； D．由于天宫空间站的运行的轨道半径大于轨道1的半长轴，根据开普勒第三定律可知，天宫空间站的运行周期大于飞船在轨道1的运行周期，故D正确。 故选D。 4. 现实版的倒霉熊乔伊曾因为白化病两次被送到北极，还有一次被送到位于赤道的北极馆。若乔伊质量始终为m，它在北极和北极馆的重力差为，地球半径R，则可求出静止卫星运动的周期为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】乔伊在北极时有 乔伊在北极馆时有 静止卫星的周期 解得 故选B。 5. 在两个大物体引力场空间中存在着一些点，在这些点处的小物体可相对于两个大物体基本保持静止，这些点称为拉格朗日点，比如图中的点，卫星在这些点可以几乎不消耗燃料就能与月球同步绕地球做圆周运动。则关于处于拉格朗日点和上的两颗卫星，下列说法正确的是（　　） A. 处于点的卫星绕地球做圆周运动的向心加速度较大 B. 两卫星绕地球做圆周运动线速度相等 C. 处于点的卫星绕地球做圆周运动的角速度较大 D. 两卫星绕地球做圆周运动的向心力相等 【答案】A 【解析】 【详解】AD．由题意可知，卫星在这些点可以几乎不消耗燃料与月球同步绕地球做圆周运动，两卫星围绕地球运动的周期相同，由向心力公式 可知，运动半径越大，向心力越大，因为大于，由于两颗卫星的质量大小关系未知，故无法比较两颗卫星的向心力大小；卫星绕地球做圆周运动的向心加速度为 因为大于，处于点的卫星绕地球做圆周运动的向心加速度较大，故A正确，D错误； B．两卫星围绕地球运动的周期相同，由 因为大于，故处于点的卫星绕地球做圆周运动的线速度较大，故B错误； C．由题意可知，卫星在这些点可以几乎不消耗燃料与月球同步绕地球做圆周运动，两卫星围绕地球运动的周期相同，则两卫星围绕地球运动的角速度相同，故C错误。 故选A。 6. 某校天文小组通过望远镜观察木星周围的两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知（ ） A. a公转周期为 B. b公转周期为 C. a公转的角速度比b的小 D. a公转的线速度比b的大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，a公转周期为，故A错误； BCD．由万有引力提供向心力可得 可知 ，， 由于b的轨道半径大于a的轨道半径，则b的公转周期大于a的公转周期，即b公转周期大于；a公转的角速度比b的大；a公转的线速度比b的大，故BC错误，D正确。 故选D。 7. 某实验兴趣小组对新能源车的加速性能进行探究。他们根据自制的电动模型车模拟汽车启动状态，并且通过传感器，绘制了模型车从开始运动到刚获得最大速度过程中速度的倒数和牵引力F之间的关系图像，如图所示。已知模型车的质量，行驶过程中受到的阻力恒定，整个过程时间持续5s，获得最大速度为4m/s，则下列说法正确的是（ ） A. 模型车受到的阻力大小为1N B. 模型车匀加速运动的时间为2s C. 模型车牵引力的最大功率为6W D. 模型车运动的总位移为14m 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 可得 结合图线的斜率可得 即模型车的速度从2m/s增加至4m/s的过程中，模型车以恒定的功率行驶，速度最大时合外力为零，即牵引力等于阻力，根据图像可知，在时速度达到最大值，因此有 故A错误； B．由图像可知小车初始牵引力为4N，且匀加速结束时模型车的速度大小，根据牛顿第二定律有 解得加速度 根据匀变速直线运动，速度与时间的关系可得匀加速运动的时间 故B错误； C．根据以上分析可知，模型车牵引力功率最大时即为匀加速结束时获得的功率，可知最大功率为，故C错误； D．根据题意，模型车速度达到最大用时5s，而匀加速阶段用时1s，则可知，模型车以恒定功率运动所需时间，根据动能定理 式中 ， 解得 匀加速阶段位移 故总位移 故D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小不变，则在此过程中（　　） A. 重力的瞬时功率先增大后减小 B. 重力的瞬时功率在不断增大 C. 空气阻力做功为 D. 空气阻力做功为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．摆球下落过程中，竖直方向速度先增大后减小，故重力做功的功率先增大后减小，故A正确，B错误； CD．空气阻力大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力做功为，故C正确，D错误。 故选AC。 9. 如图所示，P、Q恒星构成双星系统，一颗质量为m，另一颗质量为2m，两星均视为质点且距离保持不变，均绕它们连线上的O点做匀速圆周运动。轨道平面上的观测点F相对于O点静止，连续两次出现P、Q与O、F共线的时间间隔为t。仅考虑双星间的万有引力，引力常量为G。则（　　） A. 恒星Q的质量为2m B. 恒星P圆周运动的角速度为 C. 任意时间内两星与O点的连线扫过的面积相等 D. 恒星P、Q之间的距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．双星系统中，双星的质量与绕行半径成反比，由图中P、Q两星的绕行半径可知恒星Q的质量更大，故A正确； B．双星的角速度相同，因此连续两次出现P、O、Q共线的间隔角度应为π，角速度，故B错误； C．双星的角速度相同而P的绕行半径更大，因此相同时间内PO连线扫过的面积一定更大，故C错误； D．假设双星距离L，根据双星系统中万有引力提供向心力，可知， 联立可解得双星距离 故D正确。 故选AD。 10. 如图，左侧光滑曲面轨道与右侧倾角α=37°的斜面在底部平滑连接且均固定在水平地面上，质量为m的小滑块从斜面上离斜面底边高为H处由静止释放，滑到斜面底端然后滑上左侧曲面轨道，再从曲面轨道滑上斜面，滑块第一次沿斜面上滑的最大高度为，多次往复运动。不计空气阻力，重力加速度为g，sin37°=0.6。下列说法正确的是（　　） A. 滑块第一次下滑过程，克服摩擦力做的功为 B. 滑块最终会停在斜面底端 C. 滑块与斜面间的动摩擦因数为 D. 滑块最终在斜面上走过的总路程是15H 【答案】BCD 【解析】 【详解】AC．设滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块从静止释放到第一次沿斜面上滑的最大高度为的全过程，根据功能关系有，， 联立解得， 故A错误，C正确； B．由于 滑块最终不停在斜面，左侧光滑曲面，故滑块最终会停在斜面底端，故B正确； D．滑块从开始到最终会停在斜面底端过程，由能量守恒有 解得 故D正确。 故选BCD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 在“探究平抛运动特点”实验中。 （1）某老师做了如图1、图2两个演示实验：图1所示装置进行实验，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落；图2所示装置进行实验，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中N轨道的末端与光滑的水平地面相切，两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出。关于这两个实验，下列说法正确的是（　　） A. 所用两球的质量均须相等 B. 图1实验应改变装置的高度等多次实验，才可以得出结论 C. 图1实验中用较大的力敲击弹性金属片，则两球不能同时落地 D. 图2实验只做一次观察到P落地时与Q相遇，即可说明P球在水平方向上做匀速直线运动 （2）为了进一步探究平抛运动，某同学用如图3所示的装置进行实验，下列操作中，必要的是（　　） A. 通过调节使斜槽末端保持水平 B. 每次需要从不同位置静止释放小球 C. 通过调节使木板保持竖直 D. 尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦 （3）如图4所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度5cm。从图像上分析，小球从抛出运动到B点时，已经在空中飞行了_________s。（取10m/s2） 【答案】（1）B （2）AC （3）0.2 【解析】 【小问1详解】 A．在图1实验中，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，此运动与质量无关；图2实验中，P球做平抛运动，Q球做匀速直线运动，探究平抛运动水平方向的运动情况也与质量无关，所以两实验所用两球的质量不须相等，故A错误； B．图1实验中，改变装置的高度等多次实验，若两球总是同时落地，能更充分地说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，故B正确； C．图1实验中，无论用多大的力敲击弹性金属片，A球在竖直方向始终做自由落体运动，B球也做自由落体运动，两球在竖直方向的运动情况相同，所以两球总是同时落地，故C错误； D．图2实验只做一次观察到P落地时与Q相遇，存在偶然性，应多次实验，才能说明P球在水平方向上做匀速直线运动，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 A．通过调节使斜槽末端保持水平，这样才能保证小球做平抛运动，故A正确； B．每次应从同一位置静止释放小球，以保证小球每次平抛的初速度相同，故B错误； C．通过调节使木板保持竖直，方便记录小球的运动轨迹，故C正确； D．斜槽与小球之间的摩擦对小球做平抛运动的初速度有影响，但只要每次从同一位置静止释放小球，保证初速度相同即可，不需要尽可能减小摩擦，故D错误。 故选AC。 【小问3详解】 在竖直方向上，根据 从图中可知 则 小球到B点时，竖直方向上的速度为 则小球到B点时，已经在空中飞行的时间为 12. 某实验小组用如图甲所示装置做“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系”实验。 （1）下列与本实验的实验方法相同的实验是（　　） A. 探究弹簧伸长量与弹力关系 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力、质量的关系 D. 探究平抛运动的特点 （2）要探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至图乙中第_____层塔轮（选填“一”“二”或“三”）；在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在挡板A、C位置，传动皮带位于图乙中第三层，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为_____。 （3）要探究向心力与质量的关系，应将两个质量不同的小球，分别放置在_____（选填“挡板A、B”“挡板B、C”或“挡板A、C”）处，将传动皮带套在半径相同的左右两个塔轮上，匀速转动手柄，若左右两标尺露出的格子数之比为2:5，若两个球一个是铁球、一个是橡胶球，则铁球和橡胶球的质量之比为_____。 【答案】（1）C （2） ①. 一 ②. 1:9 （3） ①. 挡板A、C ②. 5:2 【解析】 【小问1详解】 本实验的实验方法是控制变量法，与探究加速度与力、质量的关系实验相同。 故选C。 【小问2详解】 [1]要探究向心力的大小与半径的关系，需要控制质量和角速度相同，则塔轮半径相同，选第一层； [2]在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，则r、m相同，传动皮带位于第三层，角速度比值为 当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比表示向心力的比值，约为 【小问3详解】 [1]要探究向心力与质量的关系，应控制半径相同，角速度相同，应将两个质量不同的小球，分别放置在挡板A、C处； [2]由可知，力F与质量成正比，则 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图甲，质量的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数。从时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，F随时间t变化的规律如图乙，6s后撤去拉力F。（取）求： （1）第4s末物体的速度； （2）物体在第4-6秒内运动的位移 （3）物体运动过程中拉力F做的功。 【答案】（1）12m/s；（2）24m；（3）336J 【解析】 【详解】（1）由图可知前4s物体的加速度为 m/s2 第4s末物体的速度为 m/s （2）物体在第4-6秒内 =4N 所以物体做匀速直线运动，位移为 m=24m （3）物体在前4s的位移为 m 物体运动过程中拉力F做的功为 J 14. 火星是太阳系中和地球环境最相似的行星，我国发射的“祝融号”火星车已行驶在火星上，圆满完成既定巡视探测任务。在地球和火星表面分别让小球做自由落体运动，从距星球表面相同高度无初速释放，在地球和火星上下落的时间之比为2:3，已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，火星半径是地球半径的，万有引力常量为G，求： （1）火星的表面重力加速度和密度； （2）火星的第一宇宙速度大小； （3）如图所示，在火星的一个倾角为30°的足够长斜坡上，将小球以初速度水平抛出，经多长时间小球落到坡上。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据平抛运动规律可得 所以 故 则 地球的密度 火星的密度 故 故火星的密度 【小问2详解】 根据万有引力提供向心力 地球的第一宇宙速度大小 火星的第一宇宙速度大小 故 解得 【小问3详解】 设小球经过时间t后落到斜面上，水平方向 竖直方向 又， 解得 15. 如图所示，在距地面上方h的光滑水平台面上，质量为的物块左侧压缩一个轻质弹簧，弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接，使物块静止在O点。水平台面右侧有一倾角为的光滑斜面，半径分别为和的两个光滑圆形轨道固定在粗糙的水平地面上，且两圆轨道分别与水平面相切于C、两点，两圆最高点分别为D、F。现剪断细线，弹簧恢复原长后与物块脱离，脱离时物块的速度，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入光滑斜面上，运动至B点后（在B点无能量损失）沿粗糙的水平面从C点进入光滑竖直圆轨道且通过最高点D，已知物块与水平面间的动摩擦因数，AB长度，BC距离，，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求水平台面的高度h； （2）求物块经过D点时对圆轨道的压力； （3）为了让物块能从E点进入圆轨道且中途不脱离轨道，则C、间的距离应满足什么条件？ 【答案】（1）2.4m （2）340N，方向竖直向上 （3）或 【解析】 【小问1详解】 剪断细线，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从A点落入光滑斜面上， 则有 解得 则台面到A点的高度为 水平台面的高度为 【小问2详解】 物块从离开水平台面到经过D点过程，根据动能定理可得 解得 物块经过D点时，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，物块经过D点时对圆轨道的压力大小为340N，方向竖直向上。 【小问3详解】 设物体刚好能到达E点，从 D到E的过程，根据动能定理可得 解得 设物体经过E点后刚好到达圆心等高处，根据动能定理可得 解得 设物体经过E点后刚好经过最高点F，则有 根据动能定理可得 联立解得 为了让物块能从E点进入圆轨道且不脱离轨道，则C、E间的距离应满足或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $