精品解析：北京市一零一中学2024-2025学年高一下学期期中物理试题（选考）

北京一零一中2024－2025学年度第二学期期中考试 高一物理（选考） 时间：90分钟 一、单项选择题：本题共10小题，每题3分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合题意的，选对的得3分，有选错或不答的得0分。 1. 下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的有( ) A. 行驶中汽车制动后滑行一段距离，最后停下 B. 流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰 C. 降落伞在空中匀速下降 D. 物体从高处沿光滑固定的曲面下滑 【答案】D 【解析】 【详解】A．行驶中汽车制动后滑行一段距离，最后停下，则机械能减小，选项A不符合题意； B．流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰，受阻力作用，且机械能转化为内能，则机械能减小，选项B不符合题意； C．降落伞在空中匀速下降，则动能不变，势能减小，机械能减小，选项C不符合题意； D．物体从高处沿光滑固定的曲面下滑，只有重力做功，则机械能守恒，选项D正确. 2. 匀速行驶的两辆汽车，汽车甲的牵引力功率比汽车乙大，则可以判定（　　） A. 甲的速率比乙大 B. 甲的牵引力比乙大 C. 运动相同时间汽车甲牵引力做功比乙多 D. 运动相同距离汽车甲牵引力做功比乙多 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据功率公式 两车匀速行驶时牵引力 等于阻力，但题目未给出阻力关系，无法直接比较 或 的大小，故AB 错误； C．根据 时间相同时，功率大的甲做功更多，故C正确； D．根据 距离相同时，牵引力 大小未知，无法比较，故D错误。 故选C。 3. 如图，木块B静止在光滑的水平桌面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将轻弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究系统，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（　　） A. 动量守恒、机械能守恒 B. 动量守恒、机械能不守恒 C. 动量不守恒、机械能守恒 D. 动量不守恒、机械能不守恒 【答案】D 【解析】 【详解】以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，有摩擦力做功，机械能不守恒，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒。 故选D。 4. 如图所示，一质量为的滑块沿光滑的水平面以速度运动。遇到竖直的墙壁被反弹回来，返回的速度变为，则以下说法正确的是（　　） A. 滑块的动量改变量的大小为 B. 滑块的动量改变量的方向与的方向相同 C. 墙对滑块做功为零 D. 重力对滑块的冲量为零 【答案】A 【解析】 【详解】AB．以初速度方向为正，有 所以滑块的动量改变量的大小为，方向与v0的方向相反，故A正确，B错误； C．根据动能表达式可知滑块与墙碰撞后动能减小，根据动能定理可知墙对滑块做负功，故C错误； D．根据I=Ft可知重力的冲量为，不为零，故D错误。 故选A。 5. 一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速度大小（　　） A. 上抛球最大 B. 下抛球最大 C. 平抛球最大 D. 三球一样大 【答案】D 【解析】 【详解】三个小球在空中均只受重力作用，根据动能定理可得 可得落地速度大小为 由于三个小球下落高度相等，抛出时的初速度大小相等，所以三球落地时的速度大小相等。 故选D。 6. 一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 根据公式可知，它的半径越大所需的向心力越大 B. 根据公式可知，它的向心力大小跟半径成反比 C. 根据公式可知，它的向心力大小跟半径的平方成反比 D. 根据公式可知，它的向心力大小跟半径无关 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，由万有引力提供向心力有， 可得， 可知，随着轨道半径增大，卫星的线速度和角速度都减小 A．根据公式可知，若不变，则轨道半径越大所需的向心力越大，而卫星的角速度随轨道半径的增大而减小，故A错误； B．根据公式可知，若不变，则向心力跟轨道半径成反比，而卫星的线速度随轨道半径的增大而减小，故B错误； C．由万有引力公式可知，万有引力跟轨道半径的平方成反比，由万有引力提供向心力可知，向心力跟轨道半径的平方成反比，故C正确； D．根据公式可知，由于卫星做圆周运动的线速度和角速度都与轨道半径有关，不能说向心力跟轨道半径无关，故D错误。 故选C。 7. 2020年9月4日，我国在酒泉卫星发射中心利用长征二号F运载火箭成功发射一可重复使用的试验航天器，下图为此发射过程的简化示意图。航天器先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P点、Q点。下列说法正确的是（　　） A. 航天器在轨道1的运行周期大于其在轨道3的运行周期 B. 航天器在轨道2上的Q点通过减速做离心运动进入轨道3 C. 航天器在轨道1上运行的加速度小于其在轨道3上运行的加速度 D. 航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，地球的万有引力对其做负功 【答案】D 【解析】 【详解】A．轨道1的半径小于轨道3的半径，根据开普勒第三定律可知航天器在轨道1的运行周期小于其在轨道3的运行周期，故A错误； B．航天器在轨道2上的Q点需要通过加速做离心运动进入轨道3，故B错误； C．根据牛顿第二定律 可得 可知航天器在轨道1上运行的加速度大于其在轨道3上运行的加速度，故C错误； D．根据开普勒第二定律可知航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，速度越来越小，根据动能定理可知地球的万有引力对其做负功，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，小球从高为H的A点自由下落，到达地面B点后又陷入泥土中h深处，到达C点停止运动。对于这一过程，下列说法中正确的是（　　） A. 从A到C的过程中，小球的动量变化等于重力对小球所施的冲量 B. 从B到C的过程中，小球克服阻力所做的功等于从A到B过程中重力所做的功 C. 从B到C的过程中，小球克服阻力所做的功等于从A到B过程与从B到C过程中小球减少的重力势能之和 D. 从B到C的过程中，小球损失的机械能等于从A到B过程中小球所增加的动能 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据动量定理 可知从A到C的过程中，小球的动量变化等于重力对小球所施的冲量与阻力对小球所施的冲量的矢量和，故A错误； BC．取从静止开始释放到落到地面得过程，由动能定理得 研究小球陷入泥中的过程，由动能定理得 Wf为克服泥土阻力所做的功 可知从B到C的过程中，小球克服阻力所做的功等于从A到B过程与从B到C过程中小球减少的重力势能之和，故B错误，C正确； D．小球从B到C的过程中损失的机械能为除重力以外的力做的功，即为mg（H+h），大于小球从A到B过程中小球所增加的动能，故D错误。 故选C。 9. 如图所示， 一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A 和B，B 球的质量是 A球的3倍。用手托住B 球，使轻绳拉紧，A 球静止于地面。不计空气阻力、定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦，重力加速度为g。 由静止释放B 球，到B 球落地前的过程中，下列说法 正确的是（　　） A. A 球的加速度大小为2g B. 拉力对A球做的功等于A球机械能的增加量 C. 重力对 B 球做的功等于B 球动能的增加量 D. B球机械能的减少量大于A球机械能的增加量 【答案】B 【解析】 【详解】A．设A球质量m，则B球质量3m，绳子张力大小T，根据牛顿第二定律 解得 故A错误； B．拉力对A球做正功，拉力对A球做的功等于A球机械能的增加量，故B正确； C．根据动能定理，重力与绳子拉力的合力对 B 球做的功等于B 球动能的增加量，故C错误； D．对A、B整体，整体只有重力做功，机械能守恒，则B球机械能的减少量等于A球机械能的增加量，故D错误。 故选B。 10. 在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为的小球P（可视为质点）从弹簧上端由静止释放，小球沿竖直方向向下运动，小球的加速度与弹簧压缩量间的关系如图所示，其中和为已知量。下列说法中正确的是（　　） A. 弹簧劲度系数为 B. 当弹簧压缩量为时，小球的速度为零 C. 从释放到弹簧压缩量到，重力做功为 D. 当弹簧压缩量为时，弹簧的弹性势能为 【答案】D 【解析】 【详解】B．设竖直向下为正方向，该星球的重力加速度为g0，根据题意可得 对小球受力分析可知 小球运动的加速度大小为 由图可知，当弹簧的压缩量为x0时，小球的加速度为0，小球的速度最大，故B错误； A．由 可知，当时 故 即弹簧的劲度系数为，故A错误； C．从释放到弹簧压缩量到，重力做功为，故C错误； D．当弹簧的压缩量为x0时，弹簧的弹性势能为，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，至少两项符合题意的，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。 11. 下列选项中可作为冲量单位的是（ ） A. B. J C. W D. 【答案】AD 【解析】 【详解】冲量 可知冲量的单位可以是； 由 可知冲量的单位可以是。 故选AD。 12. 物体沿固定的光滑斜面下滑，在全部下滑过程中（　　） A. 重力做的功等于物体动能的增量 B. 重力的冲量等于物体动量的增量 C. 支持力的功为零 D. 支持力的冲量为零 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据动能定理，合外力对物体做的功等于物体动能的增量。物体下滑时，支持力方向始终与位移方向垂直，故支持力不做功。合外力做功仅由重力提供，因此重力做的功等于物体动能的增量，故A正确； B．动量定理指出，合外力的冲量等于物体动量的增量。合外力包括重力和支持力，因此重力的冲量加上支持力的冲量才等于动量的增量。B选项仅考虑重力冲量，忽略支持力冲量，故B错误； C．支持力方向始终垂直于斜面，而物体位移方向沿斜面，两者夹角为90°，故支持力做功为零，故C正确； D．冲量为力与作用时间的乘积。支持力大小为（为斜面倾角），作用时间不为零，因此支持力的冲量不为零，故D错误。 故选AC。 13. 小平板车甲静止在光滑的水平面上，物体乙以水平速度由甲的一端滑向另一端，如图所示。由于甲和乙之间存在摩擦，最终达到相对静止（设甲足够长），则该过程中（　　） A. 乙损失的动能等于甲增加的动能 B. 乙损失的动量大小等于甲增加的动量大小 C. 摩擦力对甲的冲量与摩擦力对乙的冲量大小相等 D. 乙克服摩擦力做的功等于摩擦力对甲做的功 【答案】BC 【解析】 【详解】AD．根据题意可知可以把甲乙从开始到最后一起运动的过程看成完全非弹性碰撞，过程中有机械能的损失，所以乙损失的动能大于甲增加的动能，根据功能关系可知乙克服摩擦力做的功大于摩擦力对甲做的功，AD错误； B．对甲乙组成的系统，合外力为零，系统动量守恒，根据动量守恒定律可知乙损失的动量大小等于甲增加的动量大小，B正确； C．乙对甲的摩擦力与甲对乙的摩擦力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，根据可知摩擦力对甲的冲量与摩擦力对乙的冲量大小相等，C正确。 故选BC。 14. 复杂的运动和相互作用过程可以通过分解的方法，一个方向一个方向分别研究，进而简化研究过程。台球在运动和撞击过程中，运动情况较为复杂。在不考虑球的转动和摩擦的情况下，可认为台球碰撞过程无机械能损失。如图所示，某次击球，球撞击质量相等且静止的球，使球直接进入中袋。两球相碰时，球的速度方向与两球心的连线成一定夹角。下列说法正确的是（　　） A. 球对球做负功 B. 球对球的冲量与球对球的冲量大小相等，方向相反 C. 球的速度变化量与球的速度变化量方向不在同一直线上 D. 两球碰撞后，球和球的速度相互垂直 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．球撞击球，球动能减小，根据动能定理可知，球对球做负功，故A正确； B．球对球的作用力与球对球的作用力为一对作用力与反作用力，等大反向，由冲量公式可知球对球的冲量与球对球的冲量大小相等，方向相反，故B正确； C．根据动量定理可知，球的速度变化量方向为对球的冲量方向，球的速度变化量方向为球对球的冲量方向，则球的速度变化量与球的速度变化量方向在同一直线上，故C错误； D．设球碰撞前的速度为，与两球心连线的夹角为，将沿球心连线方向与垂直连线方向分解，可得， 两球碰撞时，作用力沿球心连线方向，由动量守恒可得 由能量守恒可得 且 解得， 故碰撞后球仅有垂直球心连线速度，球速度方向为沿球心连线方向，故两球碰撞后，球和球的速度相互垂直，故D正确。 故选ABD。 三、实验题：每小空2分，共10分。 15. 某同学利用图1所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期T，重力加速度为g。 （1）在做实验时进行了如下操作，其中操作不当的步骤是______。 A. 将打点计时器接到直流电源上 B. 应选择体积小、质量大的重物 C. 释放纸带前，纸带应保持竖直‍ （2）安装好实验装置，正确进行实验操作。从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。设重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打O点到打B点的过程中，重锤重力势能的减少量=________，动能的增加量=________（用题中所给字母表示）。 （3）实验结果显示，重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是________。 A. 该误差属于偶然误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的 B. 该误差属于偶然误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 C. 该误差属于系统误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的 D. 该误差属于系统误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 （4）该同学设想采用另一种方法研究机械能是否守恒：在图3中的纸带上，先分别测量出从O点到A、B、C、D、E、F点的距离h，再计算对应B、C、D、E各点的重物速度v。请帮助丙同学在图4中画出图像的示意图______，并说明如何利用该图像判断重物下落过程中机械能是否守恒_______。 【答案】（1）A （2） ①. ②. （3）C （4） ①. ②. 若该直线的斜率，则说明重物下落过程中机械能守恒。 【解析】 【小问1详解】 A．将打点计时器接到直流电源上，打点计时器将无法工作，操作错误，故A符合题意； B．选择体积小、质量大的重物，可以减小空气阻力的影响，操作正确，故B不符合题意； C．释放纸带前，纸带应保持竖直，可以减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，操作正确，故C不符合题意。 故选A。 【小问2详解】 [1]从打O点到打B点的过程中，重锤重力势能的减少量 [2]打下B点时重锤的速度大小为 故从打O点到打B点的过程中，重锤动能的增加量 【小问3详解】 该实验中，重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，主要是由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的，并不是未采用多次实验取平均值的方法造成的，这种误差属于系统误差。 故选C。 【小问4详解】 [1][2]若重物下落过程中机械能守恒，则有 即 故图像应为一条过原点的倾斜直线，如图所示 若该直线的斜率，则说明重物下落过程中机械能守恒。 四、计算题：本题共6小题，共48分。解答要写出必要的文说明、方程式和重要的演算步骤，直接写出最后答案的不得分。 16. 如图所示，用10N的力F使一个质量为1kg的物体由静止开始沿水平地面移动了3m，力F跟物体前进的方向的夹角为，物体与地面间的动摩擦因数为，g取，，，求： （1）拉力F对物体做功W的大小： （2）地面对物体的摩擦力f的大小； （3）最后物体获得的动能。 【答案】（1）24J；（2）2N；（3）18J 【解析】 【详解】（1）由功的公式可得，F的功为 W=Fscosα=10×3×cos37°=24J （2）对物体受力分析知，竖直方向受力平衡 mg=Fsinα+FN 摩擦力的大小 f=μFN=μ（mg-Fsinα） 代入数据解得 f=2N （3）由动能定理 W-Wf=Ek-0 所以 Ek=W-Wf=F s cosα-μ（mg-Fsinα）s 代入数据解得 Ek=18J 17. 人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况，如图所示。若手机质量为120g，从离人约20cm的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为0.2s，取重力加速度，求： （1）手机接触头部之前的速度大小； （2）手机对头部的作用力大小。 【答案】（1）2m/s；（2）2.4N，方向竖直向下 【解析】 【详解】（1）由题知 手机下落做自由落体运动 代入数据解得 手机接触头部之前的速度 （2）规定竖直向下为正方向，对手机根据动量定理得 代入数据解得头部对手机的 负号表示方向，故F方向竖直向上。 由牛顿第三定律可得，手机对头部的作用力大小2.4N，方向竖直向下。 18. 已知地球质量为，万有引力常量为。将地球视为半径为、质量均匀分布的球体。忽略地球自转影响。 （1）求地面附近的重力加速度； （2）求地球的第一宇宙速度； （3）若考虑地球的自转，求质量为的物体分别静止在南极和赤道上时，所受到的重力的差值，已知地球自转周期为。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在地球表面的物体所受重力等于万有引力，即 求得 【小问2详解】 对于地球的近地卫星，根据万有引力提供向心力有 求得 【小问3详解】 若考虑地球的自转，设南极和赤道处的重力加速度分别为和，则质量为的物体分别静止在南极和赤道上时，有， 则 19. 如图所示，粗糙的水平面AB与光滑的竖直圆轨道BCD在B点相切，圆轨道BCD的半径R=0.40m，D是轨道的最高点，一质量m=1.0kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F=7.0N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去力F，之后物体沿圆轨道BCD运动，物体恰好能通过D点。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）物体通过D点时速度vD的大小； （2）物体刚进入圆轨道B点时所受支持力FN的大小； （3）A与B之间的距离x。 【答案】（1）；（2）60N；（3）2.0m 【解析】 【详解】（1）物体恰好能通过D点，根据牛顿第二定律 可得 （2）根据动能定理，物体由B点运动到D点的过程中，有 物体经B点时 得 （3）物体在水平面上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律 根据匀变速直线运动公式，有 得 20. 雨滴打在荷叶上可以使荷叶上下振动，说明从高处落下的雨滴对物体具有一定冲击力。 （1）已知质量为的雨滴由静止开始，下落高度为时速度大小为，重力加速度为，求这一过程中重力做的功和空气阻力所做的功。 （2）大量而密集的雨滴接连不断地打在地面上，就会对地面产生持续的压力。设在无风的天气条件下雨滴落地前的速度为，单位体积内的雨滴个数为（数量足够多），每个雨滴的质量均为，雨滴落在地面上不反弹，雨滴撞击地面时其所受重力可忽略不计，求由于雨滴撞击水平地面对地面产生的压强。 【答案】（1）； （2） 【解析】 【小问1详解】 这一过程中重力做的功 根据动能定理有 求得空气阻力所做的功为 【小问2详解】 在一段很短的时间内落到地面上的雨滴的质量为 设竖直向下为正方向，根据动量定理有 又 联立得 21. 小行星撞击地球虽然发生概率较低，却会使地球生命面临重大威胁。我国已经提出了近地小行星防御的发展蓝图，计划在2030年实现一次对小行星的动能撞击，2030至2035年间实现推离偏转。 已知地球质量为，可视为质量分布均匀的球体，引力常量为。如图所示，若一颗质量为的小行星距离地心为时，速度的大小，远小于。不考虑地球运动及其它天体的影响。 （1）若小行星的速度方向垂直于它与地心的连线，判断该小行星围绕地球做圆周运动还是椭圆运动，通过必要的计算说明理由。 （2）若小行星的速度方向沿着它与地心的连线指向地心。已知取无穷远处的引力势能为零，则小行星在距地心为处的引力势能。 a．该小行星在不进行任何干预的情况下，求刚进入大气层时的速度。已知大气层的边缘距离地球地心的距离为。 b．设想提前发射质量为的无人飞行器，在距离地心为处与小行星发生迎面撞击，小行星撞后未解体。将撞击过程简化为完全非弹性的对心碰撞、即二者合为一体，获得共同的速度。为彻底解除小行星对地球的威胁，共同的速度使它们远离地球，恰好能摆脱地球的引力，即到达距离地球无穷远处，（无穷远处引力势能为零）。求飞行器撞击小行星时的最小速度。 【答案】（1）假设小行星围绕地球做圆周运动，则需要的向心力为 将，代入得 即万有引力不足以提供向心力，小行星将做离心运动，故该小行星绕地球做椭圆运动。 （2）a． b． 【解析】 【小问1详解】 略； 【小问2详解】 a．小行星从无穷远处到刚进入大气层的过程中，动能与引力势能的总和保持不变，即 解得 b．根据动量守恒，最小速度满足 其中 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京一零一中2024－2025学年度第二学期期中考试 高一物理（选考） 时间：90分钟 一、单项选择题：本题共10小题，每题3分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合题意的，选对的得3分，有选错或不答的得0分。 1. 下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的有( ) A. 行驶中汽车制动后滑行一段距离，最后停下 B. 流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰 C. 降落伞在空中匀速下降 D. 物体从高处沿光滑固定的曲面下滑 2. 匀速行驶的两辆汽车，汽车甲的牵引力功率比汽车乙大，则可以判定（　　） A. 甲的速率比乙大 B. 甲的牵引力比乙大 C. 运动相同时间汽车甲牵引力做功比乙多 D. 运动相同距离汽车甲牵引力做功比乙多 3. 如图，木块B静止在光滑的水平桌面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将轻弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究系统，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（　　） A. 动量守恒、机械能守恒 B. 动量守恒、机械能不守恒 C. 动量不守恒、机械能守恒 D. 动量不守恒、机械能不守恒 4. 如图所示，一质量为的滑块沿光滑的水平面以速度运动。遇到竖直的墙壁被反弹回来，返回的速度变为，则以下说法正确的是（　　） A. 滑块的动量改变量的大小为 B. 滑块的动量改变量的方向与的方向相同 C. 墙对滑块做功为零 D. 重力对滑块的冲量为零 5. 一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速度大小（　　） A. 上抛球最大 B. 下抛球最大 C. 平抛球最大 D. 三球一样大 6. 一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 根据公式可知，它的半径越大所需的向心力越大 B. 根据公式可知，它的向心力大小跟半径成反比 C. 根据公式可知，它的向心力大小跟半径的平方成反比 D. 根据公式可知，它的向心力大小跟半径无关 7. 2020年9月4日，我国在酒泉卫星发射中心利用长征二号F运载火箭成功发射一可重复使用的试验航天器，下图为此发射过程的简化示意图。航天器先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P点、Q点。下列说法正确的是（　　） A. 航天器在轨道1的运行周期大于其在轨道3的运行周期 B. 航天器在轨道2上的Q点通过减速做离心运动进入轨道3 C. 航天器在轨道1上运行的加速度小于其在轨道3上运行的加速度 D. 航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，地球的万有引力对其做负功 8. 如图所示，小球从高为H的A点自由下落，到达地面B点后又陷入泥土中h深处，到达C点停止运动。对于这一过程，下列说法中正确的是（　　） A. 从A到C的过程中，小球的动量变化等于重力对小球所施的冲量 B. 从B到C的过程中，小球克服阻力所做的功等于从A到B过程中重力所做的功 C. 从B到C的过程中，小球克服阻力所做的功等于从A到B过程与从B到C过程中小球减少的重力势能之和 D. 从B到C的过程中，小球损失的机械能等于从A到B过程中小球所增加的动能 9. 如图所示， 一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A 和B，B 球的质量是 A球的3倍。用手托住B 球，使轻绳拉紧，A 球静止于地面。不计空气阻力、定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦，重力加速度为g。 由静止释放B 球，到B 球落地前的过程中，下列说法 正确的是（　　） A. A 球的加速度大小为2g B. 拉力对A球做的功等于A球机械能的增加量 C. 重力对 B 球做的功等于B 球动能的增加量 D. B球机械能的减少量大于A球机械能的增加量 10. 在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为的小球P（可视为质点）从弹簧上端由静止释放，小球沿竖直方向向下运动，小球的加速度与弹簧压缩量间的关系如图所示，其中和为已知量。下列说法中正确的是（　　） A. 弹簧劲度系数为 B. 当弹簧压缩量为时，小球的速度为零 C. 从释放到弹簧压缩量到，重力做功为 D. 当弹簧压缩量为时，弹簧的弹性势能为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，至少两项符合题意的，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。 11. 下列选项中可作为冲量单位的是（ ） A. B. J C. W D. 12. 物体沿固定的光滑斜面下滑，在全部下滑过程中（　　） A. 重力做的功等于物体动能的增量 B. 重力的冲量等于物体动量的增量 C. 支持力的功为零 D. 支持力的冲量为零 13. 小平板车甲静止在光滑的水平面上，物体乙以水平速度由甲的一端滑向另一端，如图所示。由于甲和乙之间存在摩擦，最终达到相对静止（设甲足够长），则该过程中（　　） A. 乙损失的动能等于甲增加的动能 B. 乙损失的动量大小等于甲增加的动量大小 C. 摩擦力对甲的冲量与摩擦力对乙的冲量大小相等 D. 乙克服摩擦力做的功等于摩擦力对甲做的功 14. 复杂的运动和相互作用过程可以通过分解的方法，一个方向一个方向分别研究，进而简化研究过程。台球在运动和撞击过程中，运动情况较为复杂。在不考虑球的转动和摩擦的情况下，可认为台球碰撞过程无机械能损失。如图所示，某次击球，球撞击质量相等且静止的球，使球直接进入中袋。两球相碰时，球的速度方向与两球心的连线成一定夹角。下列说法正确的是（　　） A. 球对球做负功 B. 球对球的冲量与球对球的冲量大小相等，方向相反 C. 球的速度变化量与球的速度变化量方向不在同一直线上 D. 两球碰撞后，球和球的速度相互垂直 三、实验题：每小空2分，共10分。 15. 某同学利用图1所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期T，重力加速度为g。 （1）在做实验时进行了如下操作，其中操作不当的步骤是______。 A. 将打点计时器接到直流电源上 B. 应选择体积小、质量大的重物 C. 释放纸带前，纸带应保持竖直‍ （2）安装好实验装置，正确进行实验操作。从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。设重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打O点到打B点的过程中，重锤重力势能的减少量=________，动能的增加量=________（用题中所给字母表示）。 （3）实验结果显示，重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是________。 A. 该误差属于偶然误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的 B. 该误差属于偶然误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 C. 该误差属于系统误差，主要由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的 D. 该误差属于系统误差，主要由于没有采用多次实验取平均值的方法造成的 （4）该同学设想采用另一种方法研究机械能是否守恒：在图3中的纸带上，先分别测量出从O点到A、B、C、D、E、F点的距离h，再计算对应B、C、D、E各点的重物速度v。请帮助丙同学在图4中画出图像的示意图______，并说明如何利用该图像判断重物下落过程中机械能是否守恒_______。 四、计算题：本题共6小题，共48分。解答要写出必要的文说明、方程式和重要的演算步骤，直接写出最后答案的不得分。 16. 如图所示，用10N的力F使一个质量为1kg的物体由静止开始沿水平地面移动了3m，力F跟物体前进的方向的夹角为，物体与地面间的动摩擦因数为，g取，，，求： （1）拉力F对物体做功W的大小： （2）地面对物体的摩擦力f的大小； （3）最后物体获得的动能。 17. 人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况，如图所示。若手机质量为120g，从离人约20cm的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为0.2s，取重力加速度，求： （1）手机接触头部之前的速度大小； （2）手机对头部的作用力大小。 18. 已知地球质量为，万有引力常量为。将地球视为半径为、质量均匀分布的球体。忽略地球自转影响。 （1）求地面附近的重力加速度； （2）求地球的第一宇宙速度； （3）若考虑地球的自转，求质量为的物体分别静止在南极和赤道上时，所受到的重力的差值，已知地球自转周期为。 19. 如图所示，粗糙的水平面AB与光滑的竖直圆轨道BCD在B点相切，圆轨道BCD的半径R=0.40m，D是轨道的最高点，一质量m=1.0kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F=7.0N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去力F，之后物体沿圆轨道BCD运动，物体恰好能通过D点。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）物体通过D点时速度vD的大小； （2）物体刚进入圆轨道B点时所受支持力FN的大小； （3）A与B之间的距离x。 20. 雨滴打在荷叶上可以使荷叶上下振动，说明从高处落下的雨滴对物体具有一定冲击力。 （1）已知质量为的雨滴由静止开始，下落高度为时速度大小为，重力加速度为，求这一过程中重力做的功和空气阻力所做的功。 （2）大量而密集的雨滴接连不断地打在地面上，就会对地面产生持续的压力。设在无风的天气条件下雨滴落地前的速度为，单位体积内的雨滴个数为（数量足够多），每个雨滴的质量均为，雨滴落在地面上不反弹，雨滴撞击地面时其所受重力可忽略不计，求由于雨滴撞击水平地面对地面产生的压强。 21. 小行星撞击地球虽然发生概率较低，却会使地球生命面临重大威胁。我国已经提出了近地小行星防御的发展蓝图，计划在2030年实现一次对小行星的动能撞击，2030至2035年间实现推离偏转。 已知地球质量为，可视为质量分布均匀的球体，引力常量为。如图所示，若一颗质量为的小行星距离地心为时，速度的大小，远小于。不考虑地球运动及其它天体的影响。 （1）若小行星的速度方向垂直于它与地心的连线，判断该小行星围绕地球做圆周运动还是椭圆运动，通过必要的计算说明理由。 （2）若小行星的速度方向沿着它与地心的连线指向地心。已知取无穷远处的引力势能为零，则小行星在距地心为处的引力势能。 a．该小行星在不进行任何干预的情况下，求刚进入大气层时的速度。已知大气层的边缘距离地球地心的距离为。 b．设想提前发射质量为的无人飞行器，在距离地心为处与小行星发生迎面撞击，小行星撞后未解体。将撞击过程简化为完全非弹性的对心碰撞、即二者合为一体，获得共同的速度。为彻底解除小行星对地球的威胁，共同的速度使它们远离地球，恰好能摆脱地球的引力，即到达距离地球无穷远处，（无穷远处引力势能为零）。求飞行器撞击小行星时的最小速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $