精品解析：浙江嘉兴市海盐高级中学2025-2026学年高一下学期期中物理学科练习

高一物理学科练习 注意事项： 1．本试题卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，在答题卡指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。 3．所有答案必须写在答题卡上，写在试题上无效。 4．结束后，只需上交答题卡。 选择题部分 一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列关于描述圆周运动的物理量，其标量、矢量及对应的国际单位描述正确的是（　　） A. 线速度、矢量、m/s B. 角速度、矢量、r/s C. 周期、标量、h D. 转速、标量、r/min 2. 如图所示，是某场地自行车运动员在比赛时的场景，赛道的路面与水平地面保持一定倾角，运动员在赛道转弯处以某一固定速率做匀速圆周运动，关于自行车和运动员的受力情况，下列说法正确的是（　　） A. 可能受到重力、支持力和向心力 B. 可能只受到重力、支持力 C. 摩擦力指向圆周运动的圆心 D. 若过弯速度超过临界速度，在离心力作用下向外侧滑动 3. 如图甲所示，两位同学合力推动一个箱子在水平地面滑动，如图乙所示，两个力大小相等，互成120°夹角，箱子沿虚线运动，已知两个力做功均为10J，则合力做功为（　　） A. 10J B. 0J C. 20J D. 4. 2026年1月5日，全球首台适用于城市场景的兆瓦级浮空风力发电系统，稳稳攀升至我国某地2000米高空并成功并网（如图甲所示），该系统可以将高空的风能转化成电能，通过线缆输送到地面。图乙是其中一组叶片绕圆心O点转动的缩略图，A、B、C为叶片上三个点，，则下列说法正确的是（　　） A. A点与B点线速度相同 B. A点与B点角速度相同 C. A点和B点加速度方向相同 D. 三个点周期满足 5. 下列做圆周运动的物体，关于其受到的摩擦力说法正确的是（　　） A. 图甲中圆盘带着小物块做匀速圆周运动，二者相对静止，物块不受到摩擦力 B. 图乙中物块紧贴筒壁随圆筒一起做匀速圆周运动，角速度越大，摩擦力越大 C. 图丙中物块以相同的速率通过粗糙路面A点和B点，其受到的摩擦力大小相等 D. 图丁中汽车在与水平面夹角为的斜面赛道做圆周运动，可能受到沿斜面向上的摩擦力 6. 经过30多年的山洞蛰伏，我国罗俊院士团队成功测得迄今为止国际最高精度的引力常数G值，被国际同行赞誉为“精密测量领域杰出工艺的典范”。关于万有引力常数G下列说法正确的是（　　） A. 牛顿提出万有引力公式，并测出万有引力常数G的数值 B. G为没有单位的物理常数 C. 地球上纬度越高，万有引力常数G越大 D. 测出万有引力常数后，结合重力加速度和地球半径，就可以计算出地球质量 7. 2024年8月6日我国火箭一次发射顺利将18颗卫星带入轨道，本次发射的卫星隶属于“千帆星座”的首批卫星，该计划预计在2030年之后发射15000颗卫星，为全球用户提供低延时、高速率卫星通信服务。如图所示为距地面轨道高度550公里的卫星A，和距地面轨道高度880公里的卫星B，下列说法正确的是（　　） A. 两颗卫星的线速度之比 B. 经过相同时间，两颗卫星与地心连线扫过的面积相同 C. 两颗卫星的角速度大小关系 D. 卫星A在轨道上受到微弱的空气阻力后速度变慢，可能运行到B卫星轨道 8. 哈雷彗星绕太阳运动的轨道是一个非常扁的椭圆，如图所示为哈雷彗星轨道示意图，设哈雷彗星在运行过程中质量保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 从c位置运动到b位置的时间，等于从b位置运动到a位置的时间 B. 哈雷彗星从过程中机械能逐渐变大 C. 哈雷彗星在a点动能大于在c点的动能 D. 已知哈雷彗星公转周期为76年，ac间距离与地球公转半径的比值为 9. 已知月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的，月球半径约为地球半径的，下列关于天体运动的说法中，正确的是（　　） A. 根据以上数据可估算地球质量为月球质量的24倍 B. 相同质量的物体，在月球表面惯性更小 C. 月球的第一宇宙速度为3.95km/s D. 在地球发射探月卫星，发射速度应小于11.2km/s 10. 2025年中国北斗卫星导航系统第59颗组网卫星顺利入轨，该卫星在发射后需通过多次变轨进入预定工作轨道。其变轨过程简化为如图所示：卫星从圆形轨道I经a点进入椭圆轨道II，经b点进入圆形轨道III，轨道I、II、III共轴。轨道I可视为近地轨道，a点与地心之间距离为地球半径R，b点与地心之间距离为3R，忽略卫星质量的变化，请结合所学物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道I和轨道II经过a点时加速度之比 B. 卫星在轨道II运动经过a、b两点速度之比 C. D. 已知地球表面重力加速度为g，则卫星从a点到b点时间 11. 龙门式起重机，俗称龙门吊，广泛用于港口等室外场所的装卸作业。中国龙门吊全球占有率约为90%，超大型龙门吊接近100%垄断，只有中国能够制造。假设某次起重机将一重物由静止开始竖直向上吊起，某阶段绳索对重物做功的功率不变，则在重物加速上升阶段（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A. 绳索对重物拉力做功等于重物动能增加量 B. 合力对重物做功等于重物机械能增加量 C. 重物克服重力做功功率逐渐变大 D. 合力对重物做功功率越来越大 12. 旋转餐桌的桌面上放置一茶杯，某同学用手开始转动转盘，用手可以调节圆盘转动的角速度，设茶杯受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 茶杯和餐盘一起匀速转动时，茶杯受到重力、支持力和滑动摩擦力的作用 B. 在茶杯中加水，茶杯开始滑动的临界速度不变 C. 当转动速度变快，茶杯会受到离心力的作用发生相对滑动 D. 加速转动时，茶杯受到的摩擦力始终指向圆心 13. 如图所示为雨滴形成后自静止开始下落后的图像，落地时速度为，设雨滴在下落过程中质量不变，已知，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 雨滴下落过程中空气阻力可能保持不变 B. 过程空气阻力做功可能等于过程空气阻力做功 C. 相同的雨滴，从不同高度下落，落地速度有可能相等 D. 若雨滴自高度h下落，从开始下落到落地空气阻力做功 14. 如图甲所示，一物块从固定的粗糙斜面（与水平面夹角30°）由静止下滑，到达斜面底端，过程中机械能和动能随高度的变化情况如图乙所示（斜面底端为零势能参考平面），斜面底端放置一挡板，物块与挡板碰撞时没有能量损失，取，则下列说法正确的是（　　） A. 物块与斜面间动摩擦因数为 B. 物体最终停下来时经过的路程为2m C. 直线①的斜率为摩擦力的大小 D. 小物块的质量为1kg 15. 如图所示，矿场利用以速度5m/s顺时针转动的传送带将煤块从地面运送至距地面高度3m的加工处。现将一质量为20kg的煤块轻放在传送带的下端开始传送。已知煤块与传送带间的动摩擦因数，传送带与水平方向夹角，煤块视为质点。关于运送过程，下列说法正确的是（　　） A. 煤块加速运动阶段，摩擦力对其做的功为750J B. 煤块到达加工处时增加的机械能等于250J C. 煤块到达加工处时重力的瞬时功率是1000W D. 为使传送带保持匀速转动，电动机的输出功率为750W 非选择题部分 16. 如图所示，质量为M的木块放在光滑水平桌面上，一颗质量为m的子弹以初速度水平射入木块，最终和木块达到共同速度v，此过程子弹受到的平均阻力为f，则木块前进的距离_______（用题目中已有的物理量表示），子弹射入木块深度为d，s一定_______（选填“大于”、“小于”、“等于”）d。 17. 地球可视为半径为R的质量分布均匀的球体，地球表面重力加速度为g。如图所示在地球表面A点向地心打一个经过地心O贯穿的光滑隧道，一飞船在A点由静止在万有引力作用下开始进入隧道。已知均匀球壳对内部任意一点引力为0，即当飞船到达B点时，所受合力为内部半径为的球体对其万有引力，则B点处的重力加速度为_______，飞船到达地心O点时的速度大小为_______。 18. 在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示仪示意图如图甲所示，图中的标尺可以显示出两球所受向心力的大小关系，图乙是变速塔轮部分示意图 （1）下列实验采用的实验方法与本实验采用的实验方向相同的是（　　） A. 探究小车速度随时间变化关系 B. 探究弹簧弹力与形变量的关系 C. 探究加速度与力。质量的关系 D. 验证机械能守恒定律 （2）某次实验中某同学将小球置于挡板A和挡板C处，加快手柄旋转速度，左右两侧标尺示数大小之比_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；在图乙中，逐次将传动皮带由第三层移至第一层，小球转动半径之比_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （3）在某次实验中，将质量为m的小球置于挡板B处，将质量为3m的小球置于挡板C处，摇动手柄后，发现左右标尺读数之比，则此次实验左右两侧变速塔轮半径之比为_______。 19. 某实验小组通过实验验证机械能守恒定律。 （1）该小组用如图所示的器材进行实验，下列图中实验操作正确的是_______。 A. B. C. D. （2）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 在重锤下方放置海绵垫可以减小误差 B. 可以选用体积小、质量足够大，但质量未知的重物代替重锤 C. 重锤做自由落体运动，可以用计算某点的瞬时速度 （3）若重锤的质量为1kg，频率为50Hz的打点计时器从打下第一个点O到B点，动能的增加量 _______J。（结果均保留三位有效数字，g取） （4）气垫导轨是中学物理常用实验装置，利用水平放置的气垫导轨和光电门可以完成本实验，装置如图丙所示。测得遮光片的宽度为d，光电门A、B中心间的距离为L，遮光片通过光电门A、B的时间分别为、，已知滑块（含遮光片）的质量为M，钩码的质量为m，重力加速度大小为g。 若要验证钩码和滑块构成的系统机械能守恒，需要验证的等式为_______（用所给物理量的符号表示）。组内某位同学认为此实验方案可以进行优化，使用图丁所示方案，使木板倾斜一定程度，刚好平衡摩擦力，就可以验证小车下滑时系统机械能是否守恒，此方案_______。（选填“合理”或“不合理”） 20. 如图所示，一架质量的无人机正在通过绳索竖直向上搬运质量的货物，上升过程中无人机始终受到恒定空气阻力的作用，无人机额定功率为3kW，此过程无人机最大速度为10m/s，求： （1）无人机受到的空气阻力大小； （2）若绳索上能够承受的最大拉力为90N，无人机起飞后达到最大功率的最短时间； （3）若无人机达到最大速度后，绳索突然断裂，无人机5s后重新匀速运动（功率始终为额定功率），此过程上升高度。 21. 质量为m的小球从半径为R圆弧轨道A点由静止开始下落，先后经过B、C、D点，后滑入半径为r（大小未知）的圆弧轨道，该圆弧轨道圆心与O、D共线，小球大小可忽略，各个轨道均光滑，重力加速度为g，求： （1）小球在C点的速度大小与B点速度大小的比值； （2）小球在C点的加速度大小； （3）小球刚到达D点时（未进入第二个轨道）受到的支持力，及此时加速度大小； （4）若小球进入半径为r的轨道后，恰好到达最高点E，r的大小。 22. 如图所示，半径的四分之一光滑固定圆弧轨道，通过水平光滑短轨道AB与倾角为30°的传送带平滑连接，传送带以恒定速率顺时针转动，物块与传送带间的动摩擦因数为。物块在圆弧轨道最高点P由静止释放，到达轨道最低点A，再经B点滑上传送带，恰好到达传送带最高点，全部运动过程不计空气阻力，物块大小可忽略，，求： （1）物块第一次运动到B点时的速度大小； （2）传送带长度； （3）物块第一次返回圆弧轨道能上升的最大高度； （4）经过足够长时间，物块返回圆弧轨道能上升的最大高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理学科练习 注意事项： 1．本试题卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，在答题卡指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。 3．所有答案必须写在答题卡上，写在试题上无效。 4．结束后，只需上交答题卡。 选择题部分 一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列关于描述圆周运动的物理量，其标量、矢量及对应的国际单位描述正确的是（　　） A. 线速度、矢量、m/s B. 角速度、矢量、r/s C. 周期、标量、h D. 转速、标量、r/min 【答案】A 【解析】 【详解】A．线速度是矢量，方向沿圆周切线方向，国际单位为m/s，故A正确； B．角速度是矢量，其国际单位是rad/s，故B错误； C．周期是标量，其国际单位是s，故C错误； D．转速是标量，但其国际单位是r/s，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，是某场地自行车运动员在比赛时的场景，赛道的路面与水平地面保持一定倾角，运动员在赛道转弯处以某一固定速率做匀速圆周运动，关于自行车和运动员的受力情况，下列说法正确的是（　　） A. 可能受到重力、支持力和向心力 B. 可能只受到重力、支持力 C. 摩擦力指向圆周运动的圆心 D. 若过弯速度超过临界速度，在离心力作用下向外侧滑动 【答案】B 【解析】 【详解】A．向心力是效果力，不是物体实际所受的力，故A错误； B．若自行车以速率做匀速圆周运动时，路面对自行车的支持力和整体的重力的合力恰好提供向心力，则此时地面对自行车的摩擦力为零；若，自行车有沿路面向上运动的趋势，则路面对自行车有沿路面向下的摩擦力；若，自行车有沿路面向下运动的趋势，则路面对自行车有沿路面向上的摩擦力，故自行车和人可能受重力、支持力，或可能受重力、支持力和摩擦力，故B正确； C．自行车做圆周运动的轨迹圆在水平面内，由B选项分析可知，路面对自行车的摩擦力不可能指向圆周运动的圆心，故C错误； D．自行车过弯的速度超过临界速度时，将做离心运动，从而向外侧滑动，不存在离心力，故D错误。 故选B。 3. 如图甲所示，两位同学合力推动一个箱子在水平地面滑动，如图乙所示，两个力大小相等，互成120°夹角，箱子沿虚线运动，已知两个力做功均为10J，则合力做功为（　　） A. 10J B. 0J C. 20J D. 【答案】C 【解析】 【详解】功是标量，已知两个力做功均为10J，则合力做功为 故选C。 4. 2026年1月5日，全球首台适用于城市场景的兆瓦级浮空风力发电系统，稳稳攀升至我国某地2000米高空并成功并网（如图甲所示），该系统可以将高空的风能转化成电能，通过线缆输送到地面。图乙是其中一组叶片绕圆心O点转动的缩略图，A、B、C为叶片上三个点，，则下列说法正确的是（　　） A. A点与B点线速度相同 B. A点与B点角速度相同 C. A点和B点加速度方向相同 D. 三个点周期满足 【答案】B 【解析】 【详解】A．同一组叶片绕圆心O点转动，A点与B点的线速度方向沿圆弧的切线方向，由图乙看出A点与B点的线速度方向相反，故A点与B点的线速度不相同，A错误； BD．同一组叶片上的A、B、C三点做同轴转动，A、B、C三点的转动周期相同，有 根据可得 ，叶片上的A、B两点的角速度相同，故B正确，D错误； C．同一组叶片绕圆心O点转动，A点与B点的向心加速度方向沿半径指向圆心，由图乙看出A点与B点的向心加速度方向相反，故A点与B点的向心加速度不相同，C错误。 故选B。 5. 下列做圆周运动的物体，关于其受到的摩擦力说法正确的是（　　） A. 图甲中圆盘带着小物块做匀速圆周运动，二者相对静止，物块不受到摩擦力 B. 图乙中物块紧贴筒壁随圆筒一起做匀速圆周运动，角速度越大，摩擦力越大 C. 图丙中物块以相同的速率通过粗糙路面A点和B点，其受到的摩擦力大小相等 D. 图丁中汽车在与水平面夹角为的斜面赛道做圆周运动，可能受到沿斜面向上的摩擦力 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中圆盘带着小物块做匀速圆周运动，二者相对静止，物块受到指向圆心方向的静摩擦力，故A错误； B．图乙中物块紧贴筒壁随圆筒一起做匀速圆周运动，角速度越大，筒壁对物块的弹力越大，但物块受到的是静摩擦力，静摩擦力与重力平衡，大小不变，故B错误； C．设相同的速率为，A点和B点对应圆弧的半径分别为，由牛顿第二定律， 得， 由得，故C错误； D．设汽车做圆周运动的半径为，当速度为时，汽车不受摩擦力，则 当速度时，汽车受到沿斜面向上的摩擦力，故D正确。 故选D。 6. 经过30多年的山洞蛰伏，我国罗俊院士团队成功测得迄今为止国际最高精度的引力常数G值，被国际同行赞誉为“精密测量领域杰出工艺的典范”。关于万有引力常数G下列说法正确的是（　　） A. 牛顿提出万有引力公式，并测出万有引力常数G的数值 B. G为没有单位的物理常数 C. 地球上纬度越高，万有引力常数G越大 D. 测出万有引力常数后，结合重力加速度和地球半径，就可以计算出地球质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，但万有引力常数是卡文迪什通过扭秤实验首次测得的，故A错误； B．根据万有引力公式，推导可得 则G的单位为，是有单位的物理常数，故B错误； C．是普适常量，其数值是固定的，不会随地球纬度变化，故C错误； D．忽略地球自转影响时，地面物体重力等于万有引力，即 约去物体质量可得地球质量 已知、、即可计算地球质量，故D正确。 故选D。 7. 2024年8月6日我国火箭一次发射顺利将18颗卫星带入轨道，本次发射的卫星隶属于“千帆星座”的首批卫星，该计划预计在2030年之后发射15000颗卫星，为全球用户提供低延时、高速率卫星通信服务。如图所示为距地面轨道高度550公里的卫星A，和距地面轨道高度880公里的卫星B，下列说法正确的是（　　） A. 两颗卫星的线速度之比 B. 经过相同时间，两颗卫星与地心连线扫过的面积相同 C. 两颗卫星的角速度大小关系 D. 卫星A在轨道上受到微弱的空气阻力后速度变慢，可能运行到B卫星轨道 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可得 可知两颗卫星的线速度之比，A错误； B．两颗卫星不是相同的轨道，则经过相同时间，两颗卫星与地心连线扫过的面积不一定相同，B错误； C．根据 可知 两颗卫星的角速度大小关系，C正确； D．卫星A在轨道上受到微弱的空气阻力后速度变慢，则将做近心运动进入低轨道，不可能运行到B卫星轨道，D错误。 故选C。 8. 哈雷彗星绕太阳运动的轨道是一个非常扁的椭圆，如图所示为哈雷彗星轨道示意图，设哈雷彗星在运行过程中质量保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 从c位置运动到b位置的时间，等于从b位置运动到a位置的时间 B. 哈雷彗星从过程中机械能逐渐变大 C. 哈雷彗星在a点动能大于在c点的动能 D. 已知哈雷彗星公转周期为76年，ac间距离与地球公转半径的比值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由开普勒第二定律得，哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，从c位置运动到b位置的时间大于从b位置运动到a位置的时间，故A错误； B．哈雷彗星从过程中只有万有引力做功，则机械能保持不变，故B错误； C．由开普勒第二定律得，哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，在a点的速度大于在c点的速度，故哈雷彗星在a点动能大于在c点的动能，故C正确； D．设哈雷彗星椭圆轨道半长轴为根据开普勒第三定律可知 即 ac间距离为，故ac间距离与地球公转半径的比值为，故D错误。 故选C。 9. 已知月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的，月球半径约为地球半径的，下列关于天体运动的说法中，正确的是（　　） A. 根据以上数据可估算地球质量为月球质量的24倍 B. 相同质量的物体，在月球表面惯性更小 C. 月球的第一宇宙速度为3.95km/s D. 在地球发射探月卫星，发射速度应小于11.2km/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．在天体表面有 可得天体质量 则 即地球质量为月球质量的96倍，故A错误； B．惯性仅由物体质量决定，质量相同的物体惯性大小相同，与所处位置的重力加速度无关，故B错误； C．近表面天体的第一宇宙速度满足 即 则 已知地球第一宇宙速度，计算得，故C错误； D．11.2km/s是第二宇宙速度，是物体脱离地球引力束缚的最小发射速度，探月卫星仍在地球引力范围内，因此发射速度小于11.2km/s，故D正确。 故选D。 10. 2025年中国北斗卫星导航系统第59颗组网卫星顺利入轨，该卫星在发射后需通过多次变轨进入预定工作轨道。其变轨过程简化为如图所示：卫星从圆形轨道I经a点进入椭圆轨道II，经b点进入圆形轨道III，轨道I、II、III共轴。轨道I可视为近地轨道，a点与地心之间距离为地球半径R，b点与地心之间距离为3R，忽略卫星质量的变化，请结合所学物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道I和轨道II经过a点时加速度之比 B. 卫星在轨道II运动经过a、b两点速度之比 C. D. 已知地球表面重力加速度为g，则卫星从a点到b点时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．卫星在轨道上受到万有引力作用，加速度为 在不同轨道上的a点与地心之间的距离相同，所以加速度大小是相同的，故A错误； B．在椭圆轨道II上，满足开普勒第二定律，有 所以，故B错误； C．根据开普勒第三定律 其中a是轨道的半长轴，由于 所以，故C错误； D．在轨道I上，满足 在轨道II上，轨道的半长轴为2R，根据开普勒第三定律可知 联立可得 所以从a点到b点所用的时间为，故D正确。 故选D。 11. 龙门式起重机，俗称龙门吊，广泛用于港口等室外场所的装卸作业。中国龙门吊全球占有率约为90%，超大型龙门吊接近100%垄断，只有中国能够制造。假设某次起重机将一重物由静止开始竖直向上吊起，某阶段绳索对重物做功的功率不变，则在重物加速上升阶段（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A. 绳索对重物拉力做功等于重物动能增加量 B. 合力对重物做功等于重物机械能增加量 C. 重物克服重力做功功率逐渐变大 D. 合力对重物做功功率越来越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据功能原理知，绳索对重物拉力做功等于重物机械能增加量，故A错误； B．根据动能定理，合力对重物做功等于重物动能增加量，故B错误； C．重物加速上升阶段，重物克服重力做功的功率为，逐渐变大，故C正确； D．绳索对重物做功的功率不变，则在重物加速上升阶段，绳索对重物的拉力减小，则 合力的功率 则合力对重物做功功率越来越小，故D错误。 故选C。 12. 旋转餐桌的桌面上放置一茶杯，某同学用手开始转动转盘，用手可以调节圆盘转动的角速度，设茶杯受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 茶杯和餐盘一起匀速转动时，茶杯受到重力、支持力和滑动摩擦力的作用 B. 在茶杯中加水，茶杯开始滑动的临界速度不变 C. 当转动速度变快，茶杯会受到离心力的作用发生相对滑动 D. 加速转动时，茶杯受到的摩擦力始终指向圆心 【答案】B 【解析】 【详解】A．茶杯和餐盘一起匀速转动时，茶杯受到重力、支持力和静摩擦力的作用，A错误； B．当茶杯将要产生滑动时，则 可得 可知，在茶杯中加水，茶杯开始滑动的临界速度不变，B正确； C．当转动速度变快，茶杯会受到最大静摩擦力不足以提供做圆周运动的向心力时则发生相对滑动，做离心运动，C错误； D．加速转动时，茶杯受到的摩擦力方向与速度夹角为锐角，并非指向圆心，D错误。 故选B。 13. 如图所示为雨滴形成后自静止开始下落后的图像，落地时速度为，设雨滴在下落过程中质量不变，已知，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 雨滴下落过程中空气阻力可能保持不变 B. 过程空气阻力做功可能等于过程空气阻力做功 C. 相同的雨滴，从不同高度下落，落地速度有可能相等 D. 若雨滴自高度h下落，从开始下落到落地空气阻力做功 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图像的切线斜率表示加速度，可知雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，根据牛顿第二定律有 可知随着速度增大，空气阻力增大，故A错误； B．根据图像与横轴围成面积表示位移，过程的位移小于过程的位移，且过程的空气阻力小于过程的空气阻力，所以过程空气阻力做功不可能等于过程空气阻力做功，故B错误； C．若空气阻力与速度成正比，当空气阻力等于重力时，雨滴速度达到最大，则有 解得 相同的雨滴，从不同高度下落，若落地前速度已经达到最大，则落地速度相等，故C正确； D．若雨滴自高度h下落，根据动能定理可得 解得从开始下落到落地空气阻力做功，故D错误。 故选C。 14. 如图甲所示，一物块从固定的粗糙斜面（与水平面夹角30°）由静止下滑，到达斜面底端，过程中机械能和动能随高度的变化情况如图乙所示（斜面底端为零势能参考平面），斜面底端放置一挡板，物块与挡板碰撞时没有能量损失，取，则下列说法正确的是（　　） A. 物块与斜面间动摩擦因数为 B. 物体最终停下来时经过的路程为2m C. 直线①的斜率为摩擦力的大小 D. 小物块的质量为1kg 【答案】A 【解析】 【详解】ACD．物块从斜面顶端由静止下滑，底端为零势能面，初始动能为0，可知①为机械能-高度图线，②为动能-高度图线，由图①知初始时机械能 得 即物块的质量为 由直线①斜率​ 从最高点滑到最低点，由功能关系，又 解得， ，故A正确，CD错误； B．物块最终停在斜面底端挡板处，全程有 得总路程 ，故 B错误。 故选A。 15. 如图所示，矿场利用以速度5m/s顺时针转动的传送带将煤块从地面运送至距地面高度3m的加工处。现将一质量为20kg的煤块轻放在传送带的下端开始传送。已知煤块与传送带间的动摩擦因数，传送带与水平方向夹角，煤块视为质点。关于运送过程，下列说法正确的是（　　） A. 煤块加速运动阶段，摩擦力对其做的功为750J B. 煤块到达加工处时增加的机械能等于250J C. 煤块到达加工处时重力的瞬时功率是1000W D. 为使传送带保持匀速转动，电动机的输出功率为750W 【答案】A 【解析】 【详解】A．对刚放上去的煤块受力分析，由牛顿第二定律有 解得 煤块加速到与传送带共速的位移 又因为 因此煤块先加速后匀速，到达顶端时速度为，加速阶段滑动摩擦力 摩擦力做功，A正确； B．传送带将煤块从地面运送至距地面高度 机械能增加量，B错误； C．重力的瞬时功率，C错误； D．在煤块加速阶段，传送带额外的输出功率为 煤块匀速时，传送带额外的输出功率为 题目未特指加速阶段的输出功率，D错误。 故选A。 非选择题部分 16. 如图所示，质量为M的木块放在光滑水平桌面上，一颗质量为m的子弹以初速度水平射入木块，最终和木块达到共同速度v，此过程子弹受到的平均阻力为f，则木块前进的距离_______（用题目中已有的物理量表示），子弹射入木块深度为d，s一定_______（选填“大于”、“小于”、“等于”）d。 【答案】 ①. ②. 小于 【解析】 【详解】[1] 对木块由动能定理 解得 [2]平均阻力f看作恒定，共速前，木块和子弹都做匀变速直线运动，取两者有相互作用摩擦力的时间为t 对木块 对子弹 故 则s一定小于d 17. 地球可视为半径为R的质量分布均匀的球体，地球表面重力加速度为g。如图所示在地球表面A点向地心打一个经过地心O贯穿的光滑隧道，一飞船在A点由静止在万有引力作用下开始进入隧道。已知均匀球壳对内部任意一点引力为0，即当飞船到达B点时，所受合力为内部半径为的球体对其万有引力，则B点处的重力加速度为_______，飞船到达地心O点时的速度大小为_______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]设地球的平均密度为，飞船质量为，地球质量为，飞船在A点受到的万有引力 飞船在B点受到的万有引力大小为 由牛顿第二定律可得 解得 在地球表面有 联立可得B点处的重力加速度为 [2] 设地球的密度为ρ，因为质量均匀球壳对其内部物体引力为零，所以飞船在距离地心r处，只受到来自以地心为球心、半径为r的球体的万有引力，可得 可知地心内的飞船受力与飞船相对于地心的距离成正比飞船到达地心O点时，所受万有引力为零，从A点运动到O点的过程中，由动能定理可得 又在A点 解得 18. 在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示仪示意图如图甲所示，图中的标尺可以显示出两球所受向心力的大小关系，图乙是变速塔轮部分示意图 （1）下列实验采用的实验方法与本实验采用的实验方向相同的是（　　） A. 探究小车速度随时间变化关系 B. 探究弹簧弹力与形变量的关系 C. 探究加速度与力。质量的关系 D. 验证机械能守恒定律 （2）某次实验中某同学将小球置于挡板A和挡板C处，加快手柄旋转速度，左右两侧标尺示数大小之比_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；在图乙中，逐次将传动皮带由第三层移至第一层，小球转动半径之比_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （3）在某次实验中，将质量为m的小球置于挡板B处，将质量为3m的小球置于挡板C处，摇动手柄后，发现左右标尺读数之比，则此次实验左右两侧变速塔轮半径之比为_______。 【答案】（1）C （2） ①. 不变 ②. 不变 （3） 【解析】 【小问1详解】 本实验采用的实验方法是控制变量法，即通过控制某些变量不变，改变其他变量，观察向心力的变化规律。 A．探究小车速度随时间变化关系，探究小车速度与时间的关系利用的是平均速度代替瞬时速度，故A错误； B．探究弹簧弹力与形变量的关系，使用了一次函数图像拟合方法，故B错误； C．探究加速度与力、质量的关系，采用的实验方法是控制变量法，故C正确； D．通过实验数据验证机械能守恒，主要涉及能量守恒思想，与控制变量法无关，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]当手柄转速加大时，两球的角速度同时增大，根据向心力公式Fn=mω2r可知向心力与角速度的平方成正比。由于两球的质量与转动半径都相同，角速度同时增大（比值固定），两球的向心力同时增大，但它们的比值不变，因此左侧标尺读数与右侧标尺读数之比不变。 [2]两小球分别置于挡板A和挡板C处，它们随左右塔轮做圆周运动的半径为1:1，在图乙中，逐次将传动皮带由第三层移至第一层，改变的是小球转动角速度之比，不改变半径之比。 【小问3详解】 m的小球所需向心力为 3m的小球所需向心力为 又 联立解得 因为左右塔轮边缘线速度v相同，由 可知左右塔轮的半径之比为1：3 19. 某实验小组通过实验验证机械能守恒定律。 （1）该小组用如图所示的器材进行实验，下列图中实验操作正确的是_______。 A. B. C. D. （2）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 在重锤下方放置海绵垫可以减小误差 B. 可以选用体积小、质量足够大，但质量未知的重物代替重锤 C. 重锤做自由落体运动，可以用计算某点的瞬时速度 （3）若重锤的质量为1kg，频率为50Hz的打点计时器从打下第一个点O到B点，动能的增加量 _______J。（结果均保留三位有效数字，g取） （4）气垫导轨是中学物理常用实验装置，利用水平放置的气垫导轨和光电门可以完成本实验，装置如图丙所示。测得遮光片的宽度为d，光电门A、B中心间的距离为L，遮光片通过光电门A、B的时间分别为、，已知滑块（含遮光片）的质量为M，钩码的质量为m，重力加速度大小为g。 若要验证钩码和滑块构成的系统机械能守恒，需要验证的等式为_______（用所给物理量的符号表示）。组内某位同学认为此实验方案可以进行优化，使用图丁所示方案，使木板倾斜一定程度，刚好平衡摩擦力，就可以验证小车下滑时系统机械能是否守恒，此方案_______。（选填“合理”或“不合理”） 【答案】（1）B （2）B （3）1.19 （4） ①. ②. 不合理 【解析】 【小问1详解】 打点计时器需接交流电源，用手捏住或用夹子夹住纸带上端把重物吊起，纸带处于绷直状态。 故选B。 【小问2详解】 A．在重锤下方放置海绵垫可以落地时起到缓冲作用，但不可以减小误差，故A错误； B．可以选用体积小、质量足够大，但质量未知的重物代替重锤，使空气阻力相对重力较小，有利于减小实验误差，根据，物体质量未知不影响验证机械能守恒，故B正确； C．应用打点计时器测出打下某点时重锤的速度v，不能用计算某点的瞬时速度，故C错误。 故选B。 【小问3详解】 已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，则有打点周期为 由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得打B点时的瞬时速度 动能的增加量等于 【小问4详解】 [1]遮光片通过光电门A、B的速度大小分别为、 遮光片通过光电门A、B的过程中，钩码和滑块构成的系统重力势能的减少量 动能增加量 若要验证钩码和滑块构成的系统机械能守恒，需要验证的等式为 即 [2] 此方案存在摩擦力，小车运动过程中有摩擦力做功，不满足小车、砝码和砝码盘组成的系统机械能守恒的条件，故此方案不合理。 20. 如图所示，一架质量的无人机正在通过绳索竖直向上搬运质量的货物，上升过程中无人机始终受到恒定空气阻力的作用，无人机额定功率为3kW，此过程无人机最大速度为10m/s，求： （1）无人机受到的空气阻力大小； （2）若绳索上能够承受的最大拉力为90N，无人机起飞后达到最大功率的最短时间； （3）若无人机达到最大速度后，绳索突然断裂，无人机5s后重新匀速运动（功率始终为额定功率），此过程上升高度。 【答案】（1）50N （2）0.75s （3）58.24m 【解析】 【分析】 【小问1详解】 根据功率 得到空气阻力 【小问2详解】 对货物进行受力分析，根据牛顿第二定律 得到货物加速度大小为 对整体进行受力分析 得到无人机升力大小 根据功率公式 得到 根据匀变速直线运动公式 得到 【小问3详解】 解得 根据动能定理 【点睛】 21. 质量为m的小球从半径为R圆弧轨道A点由静止开始下落，先后经过B、C、D点，后滑入半径为r（大小未知）的圆弧轨道，该圆弧轨道圆心与O、D共线，小球大小可忽略，各个轨道均光滑，重力加速度为g，求： （1）小球在C点的速度大小与B点速度大小的比值； （2）小球在C点的加速度大小； （3）小球刚到达D点时（未进入第二个轨道）受到的支持力，及此时加速度大小； （4）若小球进入半径为r的轨道后，恰好到达最高点E，r的大小。 【答案】（1） （2）2g （3）， （4） 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理，从A到B点 从A到C点 解得 【小问2详解】 小球在C点的加速度大小 【小问3详解】 A点到D点动能定理 D点向心力 联立得 向心加速度 切向加速度 根据平行四边形法则D点加速度 【小问4详解】 恰好不脱离轨道，则E点 A点到E点动能定理 联立得 22. 如图所示，半径的四分之一光滑固定圆弧轨道，通过水平光滑短轨道AB与倾角为30°的传送带平滑连接，传送带以恒定速率顺时针转动，物块与传送带间的动摩擦因数为。物块在圆弧轨道最高点P由静止释放，到达轨道最低点A，再经B点滑上传送带，恰好到达传送带最高点，全部运动过程不计空气阻力，物块大小可忽略，，求： （1）物块第一次运动到B点时的速度大小； （2）传送带长度； （3）物块第一次返回圆弧轨道能上升的最大高度； （4）经过足够长时间，物块返回圆弧轨道能上升的最大高度。 【答案】（1）5m/s （2）2.8m （3）0.35m （4）0.2m 【解析】 【小问1详解】 物块从P点由静止下滑到B点，根据机械能守恒定律有 解得，物块在点B时的速度 【小问2详解】 当物块滑上传送带后，在与传送带达到共速前，摩擦力方向向下，根据牛顿第二定律有 解得，方向沿斜面向下。 根据运动学公式有 解得 与传送带共速后，根据牛顿第二定律有 解得，方向沿斜面向下。 根据运动学公式有 解得 传送带长度 【小问3详解】 根据功能关系有 解得，物块返回圆弧轨道能上升的最大高度为 【小问4详解】 经足够长的时间，物块最终在圆弧轨道与传送带间往复运动，且最大速度为，根据动能定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $