精品解析：天津市第九中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

天津市第九中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷 一、单选题 1. 物体运动轨迹如图中曲线所示，运动到M点时受到的合外力F方向可能是（ ） A. B. C. D. 2. 关于运动的合成，下列说法中正确的是（　　） A. 合运动的速度一定比分运动的速度大 B. 两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动 C. 两个匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动 D. 合运动的两个分运动的时间不一定相等 3. 一小船要渡过一条两岸平行，宽为120m的河流，当船头朝向斜向上游与上游河岸的夹角为53°时，小船恰从A点沿直线到达正对岸的B点，如图所示。已知小船在静水中的速度为5m/s，河内各处水速相同且保持不变。，，小船的过河时间为（　　） A. 24s B. 30s C. 40s D. 48s 4. 跳伞运动以自身的惊险和挑战性，被世人誉为“勇敢者的运动”。运动员打开降落伞后，在匀速下落过程中遇到水平恒向风力，下列说法中正确的是（ ） A. 水平风力越大，运动员下落时间越长 B. 水平风力越小，运动员下落时间越长 C. 运动员下落时间与水平风力大小无关 D. 运动员着地速度与水平风力大小无关 5. 对于平抛运动，下列说法正确的是（ ） A. 飞行时间由初速度决定 B. 水平射程由初速度决定 C. 水平射程由初速度和高度共同决定 D. 速度和加速度都是变化的 6. 万有引力定律是人类科学史上最伟大的发现之一，有关万有引力定律说法正确的是（　　） A. 伽利略进行了月地检验 B. 由万有引力定律公式可知，当时， C. 引力常量的普适性是万有引力定律正确性的有力证据 D. 牛顿根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律，并测出了引力常量 7. 关于功和功率，下列说法正确的是（　　） A. 功是矢量，功的正负表示方向 B. 恒力做功的大小一定与物体的运动路径有关 C. 某时刻的瞬时功率可能等于一段时间内的平均功率 D. 发动机的实际功率总等于额定功率 8. 如图所示，一人骑摩托跨越壕沟。若摩托车后轮以20m/s的水平速度离开地面（可以视为平抛运动，g取）。要使摩托车后轮安全落到壕沟对面，以下壕沟的长度x可以是（　　） A. 6m B. 6.5m C. 7m D. 7.5m 9. 如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。已知座舱的质量为，运动半径为，角速度大小为，重力加速度为，则座舱（　　） A. 运动的周期为 B. 线速度大小为 C. 运动至圆心等高处时，所受摩天轮的作用力大于 D. 运动至最低点时，所受摩天轮的作用力大小与最高点的相等 10. 一走时准确的时钟，分针与时针的针尖至转动轴的长度之比是3∶2，下列说法正确的是（　　） A. 分针与时针的周期之比为1∶60 B. 分针与时针的角速度之比为60∶1 C. 分针与时针针尖的线速度之比为18∶1 D. 分针与时针针尖的向心加速度之比为90∶1 11. 如图所示，拖拉机后轮半径是前轮半径的两倍，和是前轮和后轮边缘上的点，若拖拉机行进时轮子与路面没有发生打滑，下列说法正确的是（　　） A. 点和点的线速度大小之比为 B. 前轮和后轮的角速度之比为 C. 前轮和后轮的转速之比为 D. 点和点的向心加速度大小相等 12. 如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是 （　　） A. 小球受到重力、线的拉力和向心力三个力 B. 向心力是线对小球的拉力和小球所受重力的合力 C. 向心力的大小等于细线对小球拉力的竖直分力 D. 向心力的大小等于Mgsinθ 13. 如图所示，有一个半径为的光滑圆轨道，现给小球一个初速度，使小球在竖直面内做圆周运动，则关于小球在过最高点的速度，重力加速度为g，下列叙述中正确的是（　　） A. 的最小值为 B. 由零逐渐增大，轨道对球的弹力逐渐增大 C. 当由值逐渐增大时，轨道对小球的弹力也逐渐增大 D. 当由值逐渐减小时，轨道对小球的弹力逐渐减小 14. 如图四幅图为生活中与向心力知识相关的情景，下列有关说法正确的是（　　） A. 图甲为火车转弯的轨道，内低外高以防止脱轨 B. 图乙为小车过拱桥的情景，此过程小车处于超重状态 C. 图丙为“旋转秋千”，人与座椅整体受到重力、绳子拉力和向心力 D. 图丁为汽车在凹凸不平的地面上行驶，应快速通过此路面 15. 2024年8月1日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭成功将互联网高轨卫星02星发射升空。这是长征系列运载火箭的第529次飞行。如图所示，最初该卫星在轨道1上绕地球做匀速圆周运动，后来卫星通过变轨在轨道2上绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道2上运行的周期小于在轨道1上运行的周期 B. 卫星在轨道2上运行的速度大于在轨道1上运行的速度 C. 卫星在轨道2上运行的角速度小于在轨道1上运行的角速度 D. 卫星在轨道2上运行的线速度大于地球的第一宇宙速度 16. 如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为m、m、2m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中正确的是（　　） A. 若三个物体均未滑动，A物体的向心加速度最大 B. 若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大 C. 转速增加，C物体先滑动 D. 转速增加，A物体比B物体先滑动 17. 2023年10月26日，“神舟十七号”飞船从酒泉卫星发射中心发射升空后成功与在轨的“天宫”空间站核心舱对接。已知对接后的“神舟十七号”飞船与空间站组合体在轨做匀速圆周运动，运行周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度g，仅利用上述数据可以求得（　　） A. 地球的平均密度 B. 地球的质量 C. 组合体的在轨运行高度 D. 组合体受到的万有引力 18. 设地球半径为R，地球表面重力加速度为g，地球自转周期为T，自转角速度为ω，地球质量为M，地球的第一宇宙速度为v1，静止卫星离地球表面的高度为h，万有引力常量为G，则静止卫星的线速度大小v是（　　） A. B. C. v1 D. 2 19. 2024年10月11日10时39分，我国在东风着陆场成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。某探测器的回收过程如图所示，若回收前在半径为3R（R为地球半径）的轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，经过P点时启动点火装置，完成变轨后进入椭圆轨道Ⅱ运行，近地点Q到地心的距离近似为R。下列判断正确的是（　　） A. 探测器在Q点的线速度大于第一宇宙速度 B. 探测器在轨道Ⅰ上经过P点时启动点火装置，向后喷气实现变轨 C. 探测器在轨道Ⅰ上的机械能小于探测器在Ⅱ轨道上的机械能 D. 探测器在轨道Ⅰ上的运行周期小于在轨道Ⅱ上的运行周期 20. 一质量为m的小轿车以恒定功率P启动，沿平直路面行驶，若行驶过程中受到的阻力大小不变，能够达到的最大速度为v，当小轿车的速度大小为时，其加速度大小为（　　） A. B. C. D. 二、实验题 21. 某实验小组利用图甲的装置研究平抛运动规律。 （1）实验中，下列说法正确的是___________。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端可以不水平 C. 实验坐标原点建在斜槽末端 D. 应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放 （2）另一同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔一定时间发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图乙（图中不包括小球刚离开轨道的影像）。图中每个方格的边长为2.45cm，当地重力加速度的大小为，小球运动到位置c时，其速度水平分量的大小为___________m/s，竖直分量的大小为___________m/s。（均保留2位有效数字） 22. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就同时做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供向心力。球对挡板的反作用力通过横臂的扛杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。 （1）本实验采用的科学方法是（ ）； A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法 （2）在研究向心力的大小F与角速度ω关系时，要保持___________相同； A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值为1∶9，运用圆周运动知识和上图中信息，可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为（ ）。 A．1∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．1∶9 三、解答题 23. 如图甲所示，在科技馆中，“小球旅行记”吸引了很多小朋友的观看。“小球旅行记”可简化为如图乙所示。处在P点的质量为m的小球由静止沿半径为R的光滑圆弧轨道下滑到最低点Q时对轨道的压力为2mg，小球从Q点水平飞出后垂直撞击到倾角为30°的斜面上的S点。不计摩擦和空气阻力，已知重力加速度大小为g，求： （1）小球从Q点飞出时的速度大小。 （2）Q点到S点的水平距离。 24. 如图所示，质量m=3kg的物块静止在粗糙的水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数。现用大小F=10N、方向与水平方向角斜向上的力拉物块。重力加速度，，。求： （1）力F作用6s的过程中，物块运动的位移大小； （2）力F作用6s时，摩擦力f对物块做功的功率大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津市第九中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷 一、单选题 1. 物体运动轨迹如图中曲线所示，运动到M点时受到的合外力F方向可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】物体做曲线运动所受合力一定位移轨迹的凹侧，所以物体运动到M点时受到的合外力F方向可能是B。 故选B。 2. 关于运动的合成，下列说法中正确的是（　　） A. 合运动的速度一定比分运动的速度大 B. 两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动 C. 两个匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动 D. 合运动的两个分运动的时间不一定相等 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．根据速度合成的平行四边形定则可知，合速度的大小是在两分速度的和与两分速度的差之间，故合速度不一定比分速度大，A错误； B．两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动，B错误； C．两个匀变速直线运动的合运动是否是匀变速直线运动，决定于两初速度的合速度方向是否与合加速度方向在同一直线上，如果在同一直线上，合运动是匀变速直线运动，反之，是匀变速曲线运动，C正确； D．根据运动的等时性，合运动的两个分运动的时间一定相等，D错误。 故选C。 3. 一小船要渡过一条两岸平行，宽为120m的河流，当船头朝向斜向上游与上游河岸的夹角为53°时，小船恰从A点沿直线到达正对岸的B点，如图所示。已知小船在静水中的速度为5m/s，河内各处水速相同且保持不变。，，小船的过河时间为（　　） A. 24s B. 30s C. 40s D. 48s 【答案】B 【解析】 【详解】小船的过河时间为 故选B。 4. 跳伞运动以自身的惊险和挑战性，被世人誉为“勇敢者的运动”。运动员打开降落伞后，在匀速下落过程中遇到水平恒向风力，下列说法中正确的是（ ） A. 水平风力越大，运动员下落时间越长 B. 水平风力越小，运动员下落时间越长 C. 运动员下落时间与水平风力大小无关 D. 运动员着地速度与水平风力大小无关 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．由题意可知运动员参加了两个分运动，根据分运动的独立性和等时性可知，水平分力不会影响竖直方向的运动，所以运动员下落时间与水平风力大小无关，故AB错误，C正确； D．根据运动的独立性可知，运动员落地时竖直方向速度是确定的，水平分力越大，落地时的水平分速度越大，落地时的合速度就越大，故D错误。 故选C 。 5. 对于平抛运动，下列说法正确的是（ ） A. 飞行时间由初速度决定 B. 水平射程由初速度决定 C. 水平射程由初速度和高度共同决定 D. 速度和加速度都是变化的 【答案】C 【解析】 【详解】A.平抛运动竖直方向为自由落体运动，根据可知：，运动时间由高度决定，与初速度无关，故A错误； BC.根据可知，水平位移由时间和初速度共同决定，时间又是由高度决定的，所以水平射程由初速度和高度共同决定，故B错误，C正确； D.做平抛运动的物体只受重力的作用，所以其加速度为重力加速度，加速度的大小是不变的，但是物体的速度在变化，故D错误． 6. 万有引力定律是人类科学史上最伟大的发现之一，有关万有引力定律说法正确的是（　　） A. 伽利略进行了月地检验 B. 由万有引力定律公式可知，当时， C. 引力常量的普适性是万有引力定律正确性的有力证据 D. 牛顿根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律，并测出了引力常量 【答案】C 【解析】 【详解】A．牛顿进行了月地检验，故A错误； B．当时，两物体不能再看作质点，万有引力定律公式不再适用，所以不能得出的结论，故B错误； C．引力常量的普适性表明在任何情况下，万有引力定律都遵循相同的规律，是万有引力定律正确性的有力证据，故C正确； D．牛顿根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律，卡文迪什测出了引力常量，故D错误。 故选C。 7. 关于功和功率，下列说法正确的是（　　） A. 功是矢量，功的正负表示方向 B. 恒力做功的大小一定与物体的运动路径有关 C. 某时刻的瞬时功率可能等于一段时间内的平均功率 D. 发动机的实际功率总等于额定功率 【答案】C 【解析】 【详解】A．功是标量，功的正负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功，故A错误； B．根据恒力做功的表达式可知，恒力对物体做功，与物体的运动路径无关，只与物体的初末位置有关，故B错误； C．物体做匀速直线运动时，某时刻的瞬时功率等于一段时间内的平均功率，故C正确； D．发动机的实际功率可能不等于额定功率，故D错误； 故选C。 8. 如图所示，一人骑摩托跨越壕沟。若摩托车后轮以20m/s的水平速度离开地面（可以视为平抛运动，g取）。要使摩托车后轮安全落到壕沟对面，以下壕沟的长度x可以是（　　） A. 6m B. 6.5m C. 7m D. 7.5m 【答案】A 【解析】 【详解】摩托车越过壕沟过程，做平抛运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，列出公式 可以算出壕沟的长度 所以应使 四个选项满足条件的是A，故BCD错误，A正确。 故选A。 9. 如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。已知座舱的质量为，运动半径为，角速度大小为，重力加速度为，则座舱（　　） A. 运动的周期为 B. 线速度大小为 C. 运动至圆心等高处时，所受摩天轮的作用力大于 D. 运动至最低点时，所受摩天轮的作用力大小与最高点的相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．运动的周期为。故A错误； B．线速度大小为。故B错误； C．运动至圆心等高处时，由平行四边形定则得座舱所受摩天轮的作用力 大于，故C正确； D．在最低点 在最高点 显然，则运动至最低点时，所受摩天轮的作用力大小与最高点的不相等。故D错误。 故选C。 10. 一走时准确的时钟，分针与时针的针尖至转动轴的长度之比是3∶2，下列说法正确的是（　　） A. 分针与时针的周期之比为1∶60 B. 分针与时针的角速度之比为60∶1 C. 分针与时针针尖的线速度之比为18∶1 D. 分针与时针针尖的向心加速度之比为90∶1 【答案】C 【解析】 【详解】AB．分针转一周时间为 时针转一周时间为 得分针与时针的周期之比为 由角速度为 得分针与时针的角速度之比为 故AB错误； C．由线速度公式 得分针与时针针尖的线速度之比为 故C正确； D．向心加速度公式 得分针与时针针尖的向心加速度之比为 故D错误。 故选C。 11. 如图所示，拖拉机后轮半径是前轮半径的两倍，和是前轮和后轮边缘上的点，若拖拉机行进时轮子与路面没有发生打滑，下列说法正确的是（　　） A. 点和点的线速度大小之比为 B. 前轮和后轮的角速度之比为 C. 前轮和后轮的转速之比为 D. 点和点的向心加速度大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．点和点为同一传动装置前轮和后轮边缘上的点，则 即点和点的线速度大小之比为，故A错误； B．根据可知 又有 , 则前轮和后轮的角速度之比为 故B正确； C．根据公式可知，前轮和后轮的转速之比为 故C错误； D．根据可知，点和点的向心加速度大小之比为 故D错误。 故选B。 12. 如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是 （　　） A. 小球受到重力、线的拉力和向心力三个力 B. 向心力是线对小球的拉力和小球所受重力的合力 C. 向心力的大小等于细线对小球拉力的竖直分力 D. 向心力的大小等于Mgsinθ 【答案】B 【解析】 【详解】小球受到重力和绳子的拉力，两力的合力（细线对小球拉力的水平分力）充当向心力。合力的大小为 故选B。 13. 如图所示，有一个半径为的光滑圆轨道，现给小球一个初速度，使小球在竖直面内做圆周运动，则关于小球在过最高点的速度，重力加速度为g，下列叙述中正确的是（　　） A. 的最小值为 B. 由零逐渐增大，轨道对球的弹力逐渐增大 C. 当由值逐渐增大时，轨道对小球的弹力也逐渐增大 D. 当由值逐渐减小时，轨道对小球的弹力逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为在轨道最高点内壁可以提供支持力，则最高点的最小速度为零，故A正确； B．若小球在最高点只有重力提供向心力，则有 解得 若v由零增加到过程，此时小球挤压轨道内壁，根据牛顿第二定律有 可知随着v增大，轨道对球的弹力逐渐减小，故B错误； C．当v由值逐渐增大时，此时小球挤压轨道外壁，根据牛顿第二定律有 可知随着v增大，轨道对球的弹力也逐渐增大，故C正确； D．当v由值逐渐减小时，此时小球挤压轨道内壁，根据牛顿第二定律有 可知随着v减小，轨道对球的弹力逐渐增大，故D错误。 故选C。 14. 如图四幅图为生活中与向心力知识相关的情景，下列有关说法正确的是（　　） A. 图甲为火车转弯的轨道，内低外高以防止脱轨 B. 图乙为小车过拱桥的情景，此过程小车处于超重状态 C. 图丙为“旋转秋千”，人与座椅整体受到重力、绳子拉力和向心力 D. 图丁为汽车在凹凸不平的地面上行驶，应快速通过此路面 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲为火车转弯的轨道，内低外高，以防止车轮对外轨产生挤压而脱轨，选项A正确； B．图乙为小车过拱桥的情景，此过程小车加速度有向下的分量，则处于失重状态，选项B错误； C．图丙为“旋转秋千”，人与座椅整体受到重力、绳子拉力作用，两个力的合力提供向心力，选项C错误； D．图丁为汽车在凹凸不平的地面上行驶，若在凸面位置的速度过大时，汽车会脱离桥面；在凹面位置汽车速度过大时会对轮胎产生过大的压力而爆胎，则在该路面行驶时应慢速通过此路面，选项D错误。 故选A。 15. 2024年8月1日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭成功将互联网高轨卫星02星发射升空。这是长征系列运载火箭的第529次飞行。如图所示，最初该卫星在轨道1上绕地球做匀速圆周运动，后来卫星通过变轨在轨道2上绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道2上运行的周期小于在轨道1上运行的周期 B. 卫星在轨道2上运行的速度大于在轨道1上运行的速度 C. 卫星在轨道2上运行的角速度小于在轨道1上运行的角速度 D. 卫星在轨道2上运行的线速度大于地球的第一宇宙速度 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．根据 解得 ，， 可知卫星在轨道2上运行的周期大于在轨道1上运行的周期，卫星在轨道2上运行的速度小于在轨道1上运行的速度，卫星在轨道2上运行的角速度小于在轨道1上运行的角速度。故AB错误；C正确； D．第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度，所以卫星在轨道2上运行的线速度小于地球的第一宇宙速度。故D错误。 故选C。 16. 如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为m、m、2m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中正确的是（　　） A. 若三个物体均未滑动，A物体的向心加速度最大 B. 若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大 C. 转速增加，C物体先滑动 D. 转速增加，A物体比B物体先滑动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 ，半径越大向心加速度越大；若三个物体均未滑动，C物体的向心加速度最大，A错误； B．根据 ，mr越大摩擦力越大；若三个物体均未滑动，C物体受的摩擦力最大，B错误； CD．根据牛顿第二定律 解得 半径越大，临界角速度越小，越先滑动，所以物体C最先滑动，A、B同时滑动，C正确，D错误。 故选C。 17. 2023年10月26日，“神舟十七号”飞船从酒泉卫星发射中心发射升空后成功与在轨的“天宫”空间站核心舱对接。已知对接后的“神舟十七号”飞船与空间站组合体在轨做匀速圆周运动，运行周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度g，仅利用上述数据可以求得（　　） A. 地球的平均密度 B. 地球的质量 C. 组合体的在轨运行高度 D. 组合体受到的万有引力 【答案】C 【解析】 【详解】在地面表面有 可得 地球的平均密度为 设组合体的在轨运行高度为，由万有引力提供向心力可得 可得 由于不知道万有引力常量和组合体的质量，故仅利用上述数据可以求得组合体的在轨运行高度。 故选C。 18. 设地球半径为R，地球表面重力加速度为g，地球自转周期为T，自转角速度为ω，地球质量为M，地球的第一宇宙速度为v1，静止卫星离地球表面的高度为h，万有引力常量为G，则静止卫星的线速度大小v是（　　） A. B. C. v1 D. 2 【答案】A 【解析】 【详解】A．静止卫星的轨道半径为 其周期等于地球自转周期，线速度为 故A正确； B．由万有引力提供向心力有 解得 又因为在地球表面重力近似等于万有引力，即 解得地表重力加速度 代入上式解得 故B错误； C．根据 解得第一宇宙速度 又由B选项可知 代入可得静止卫星速度公式 故C错误； D．由同步卫星角速度满足 化简得 线速度 故D错误。 故选A。 19. 2024年10月11日10时39分，我国在东风着陆场成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。某探测器的回收过程如图所示，若回收前在半径为3R（R为地球半径）的轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，经过P点时启动点火装置，完成变轨后进入椭圆轨道Ⅱ运行，近地点Q到地心的距离近似为R。下列判断正确的是（　　） A. 探测器在Q点的线速度大于第一宇宙速度 B. 探测器在轨道Ⅰ上经过P点时启动点火装置，向后喷气实现变轨 C. 探测器在轨道Ⅰ上的机械能小于探测器在Ⅱ轨道上的机械能 D. 探测器在轨道Ⅰ上的运行周期小于在轨道Ⅱ上的运行周期 【答案】A 【解析】 【详解】A．假设探测器在Q点绕地球做匀速圆周运动，则此时探测器的线速度等于第一宇宙速度，而探测器从Q点的圆轨道变轨到椭圆轨道Ⅱ，需要在Q点点火加速，所以探测器在Q点的线速度大于第一宇宙速度，故A正确； BC．探测器从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，则探测器在轨道Ⅰ上经过P点时启动点火装置，向前喷气实现变轨；变轨时探测器的机械能减少，所以探测器在轨道Ⅰ上的机械能大于探测器在Ⅱ轨道上的机械能，故BC错误； D．根据开普勒第三定律可得 由于探测器在轨道Ⅰ上的轨道半径大于在轨道Ⅱ上的半长轴，所以探测器在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨道Ⅱ上的运行周期，故D错误。 故选A。 20. 一质量为m的小轿车以恒定功率P启动，沿平直路面行驶，若行驶过程中受到的阻力大小不变，能够达到的最大速度为v，当小轿车的速度大小为时，其加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】小轿车速度达到最大后，将匀速前进，设阻力为f，牵引力为F1，根据功率与速度的关系式P=Fv和力的平衡条件得 P=F1v F1=f 当小轿车的速度大小为时，设牵引力为F2，则有 根据牛顿第二定律得 F2-f=ma 联立解得 故选A。 二、实验题 21. 某实验小组利用图甲的装置研究平抛运动规律。 （1）实验中，下列说法正确的是___________。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端可以不水平 C. 实验坐标原点建在斜槽末端 D. 应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放 （2）另一同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔一定时间发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图乙（图中不包括小球刚离开轨道的影像）。图中每个方格的边长为2.45cm，当地重力加速度的大小为，小球运动到位置c时，其速度水平分量的大小为___________m/s，竖直分量的大小为___________m/s。（均保留2位有效数字） 【答案】（1）D （2） ①. 0.98 ②. 1.2 【解析】 【小问1详解】 AD．为了保证小球每次抛出的速度相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放，但斜槽轨道不需要光滑，故A错误，D正确； B．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，斜槽轨道末端需要调节水平，故B错误； C．实验坐标原点应建在小球处于斜槽末端时球心的水平投影处，故C错误。 故选D。 【小问2详解】 [1]根据图乙，竖直方向有 可得 水平方向有 可得小球运动到位置c时，其速度水平分量的大小为 [2]小球运动到位置c时，其竖直分量的大小为 22. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就同时做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供向心力。球对挡板的反作用力通过横臂的扛杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。 （1）本实验采用的科学方法是（ ）； A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法 （2）在研究向心力的大小F与角速度ω关系时，要保持___________相同； A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值为1∶9，运用圆周运动知识和上图中信息，可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为（ ）。 A．1∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．1∶9 【答案】 ①. A ②. C ③. C 【解析】 【详解】（1）[1]本实验通过控制质量m、角速度ω和半径r中两个物理量相同，探究向心力F与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。 故选A。 （2）[2]在研究向心力的大小F与角速度ω关系时，要保持m和r相同。 故选C。 （3）[3]由图可知两钢球做匀速圆周运动的半径相同，根据可知二者角速度之比为 两变速塔轮边缘的线速度大小相等，所以有 所以与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为 故选C。 三、解答题 23. 如图甲所示，在科技馆中，“小球旅行记”吸引了很多小朋友的观看。“小球旅行记”可简化为如图乙所示。处在P点的质量为m的小球由静止沿半径为R的光滑圆弧轨道下滑到最低点Q时对轨道的压力为2mg，小球从Q点水平飞出后垂直撞击到倾角为30°的斜面上的S点。不计摩擦和空气阻力，已知重力加速度大小为g，求： （1）小球从Q点飞出时的速度大小。 （2）Q点到S点的水平距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】(1)小球滑到Q点时，设小球在Q点的速度大小为，根据牛顿第二定律，有 根据牛顿第三定律，有 解得 (2)小球垂直撞击到倾角为30°的斜面上的S点，由平抛运动规律，有 又由 联立解得Q点到S点的水平距离 24. 如图所示，质量m=3kg的物块静止在粗糙的水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数。现用大小F=10N、方向与水平方向角斜向上的力拉物块。重力加速度，，。求： （1）力F作用6s的过程中，物块运动的位移大小； （2）力F作用6s时，摩擦力f对物块做功的功率大小。 【答案】（1）12m （2）24W 【解析】 【小问1详解】 由牛顿第二定律得 解得 力F作用6s的过程中，物块运动的位移大小 【小问2详解】 力F作用6s时，物体的速度大小 摩擦力f对物块做功的功率大小为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $