精品解析：上海市上海中学2025-2026学年高一下学期第一次阶段检测物理试卷

上海中学2025学年第二学期第一次阶段检测 物理试题 高一________班 学号________ 姓名________ 成绩________ 本卷中需要用重力加速度计算时，g取。 一、单项选择题（每小题3分，共15分。每小题有且只有一个选项符合题目要求。） 1. 某物理量的单位用国际单位制表示为，则该物理量是（　　） A. 力 B. 加速度 C. 功 D. 功率 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律，力的单位为，故A错误； B．根据加速度定义，加速度的单位为，故B错误； C．根据功的定义，力的单位为，位移的单位为，相乘后可得功的单位为，故C正确； D．根据功率定义，功的单位为，时间的单位为，相除后可得功率的单位为，故D错误。 故选C。 2. 质量为10g的子弹，以300m/s的速度射入固定木板，射穿后的速度是100m/s。子弹射穿木板的过程中，子弹克服阻力做功为（　　） A. 200J B. C. 400J D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据动能定理，合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。因此阻力对子弹做的功等于子弹动能的变化量 代入数据得 则子弹克服阻力做功为400J。 故选C。 3. 2025年6月26日，神舟二十号航天员顺利完成了空间站舱外设备巡检等任务。已知空间站轨道可视为圆形，距地表高度390km。则（　　） A. 航天员调整姿态时，可以视为质点 B. 航天员相对空间站静止时，所受合力为零 C. 空间站的速度大于第一宇宙速度 D. 空间站绕地球公转的周期小于地球自转周期 【答案】D 【解析】 【详解】A．航天员调整姿态时，其身体形状、动作姿态是研究对象，大小和形状不可忽略，不能视为质点，故A错误； B．航天员相对空间站静止时，随空间站一起绕地球做匀速圆周运动，合力提供圆周运动的向心力，因此合力不为零，故B错误； C．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是绕地球做圆周运动的最大环绕速度。由万有引力提供向心力 得 空间站轨道半径大于地球半径，因此其运行速度小于第一宇宙速度，故C错误； D．地球同步卫星的周期等于地球自转周期，同步卫星轨道高度约36000km，远大于空间站的390km轨道高度。由万有引力提供向心力 得 轨道半径越小周期越小，因此空间站的公转周期小于地球自转周期，故D正确。 故选D。 4. 2024年5月，太阳爆发大规模耀斑，引发地磁暴，使得近地航天器受到的阻力变大。此后某航天器轨道高度缓慢降低，但仍可近似为圆形轨道，则该航天器（　　） A. 线速度减小 B. 周期减小 C. 向心加速度减小 D. 动能不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．由万有引力提供向心力 得 轨道半径随高度降低减小，线速度增大，故A错误； B．由万有引力提供向心力 推导得 轨道半径减小，周期减小，故B正确； C．由万有引力提供向心力 推导得 轨道半径减小，向心加速度增大，故C错误； D．动能公式为 由A分析知线速度增大，航天器质量不变，动能增大，故D错误。 故选B。 5. 卫星未发射时静置在赤道上随地球转动，地球半径为R，卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r。则卫星未发射时和在轨道上运行时（　　） A. 角速度之比为 B. 线速度之比为 C. 向心加速度之比为 D. 受到地球的万有引力之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．同步卫星的角速度与地球自转角速度相等，赤道上静置的卫星随地球自转的角速度也等于地球自转角速度，二者角速度之比为，故A错误； B．由线速度公式，二者角速度相等，线速度之比等于圆周运动半径之比，为，故B错误； C．由向心加速度公式，二者角速度相等，向心加速度之比等于圆周运动半径之比，为，故C正确； D．由万有引力公式，万有引力大小与到地心距离的平方成反比，因此引力之比为，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（每小题4分，共12分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 6. 下列关于物理学重大历史事件描述正确的有（　　） A. 第谷否定了托勒密提出的地心说，首先提出了日心说 B. 开普勒对行星的运动进行了长期的观测和记录，并提出了关于行星运动的三条定律 C. 牛顿在前人研究的基础上，提出了万有引力定律 D. 卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量G，并被称为“称量地球质量的第一人” 【答案】CD 【解析】 【详解】A．哥白尼否定了托勒密提出的地心说，首先提出了日心说，故A错误； B．第谷对行星的运动进行了长期的观测和记录，开普勒在第谷观测数据的基础上提出了关于行星运动的三条定律，故B错误； C．牛顿在前人研究的基础上，提出了万有引力定律，故C正确； D．卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量，并被称为“称量地球质量的第一人”，故D正确。 故选CD。 7. 2021年5月，我国“天问一号”探测器成功在火星上着陆，其发射过程可简化为下图：探测器首先在轨道Ⅰ（地球公转轨道）上运行，在P点加速后进入椭圆轨道Ⅱ，轨道Ⅱ的远日点Q恰在火星轨道上。探测器到达Q点后再次调整速度，进入轨道Ⅲ（火星公转轨道）。关于探测器的运动，下列说法正确的有（　　） A. 在轨道Ⅱ上经过P的速度小于经过Q的速度 B. 在轨道Ⅱ上经过P的动能大于在轨道Ⅲ上经过Q的动能 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 在轨道Ⅰ上经过P的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P的加速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上运行时，近地点速度大于远地点速度。P点为近日点，Q点为远日点，所以在轨道Ⅱ上经过P的速度大于经过Q的速度，故A错误； B．探测器在轨道Ⅰ上经过P点的速度为，在轨道Ⅲ上经过Q点的速度为。根据 可知 轨道半径越大线速度越小，因地球轨道半径小于火星轨道半径，故。探测器在P点加速才能从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，故。综上可知，即在轨道Ⅱ上经过P的动能大于在轨道Ⅲ上经过Q的动能，故B正确； C．根据开普勒第三定律，轨道Ⅱ的半长轴大于轨道Ⅰ的半径，所以在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期，故C错误； D．根据万有引力提供加速度 解得 在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上经过P点时，探测器与中心天体（太阳）的距离相等，故加速度相等，故D正确。 故选BD。 8. 如图是倾角、长为的固定斜面，为中点，斜面上段各点动摩擦因数随距点的距离变化规律为，段光滑。质量为的物块从点以大小为的初速度冲上斜面，恰好能运动到，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 小物体上滑过程重力做功为 B. 物体回到点时速度大小 C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小物体上滑过程中重力做负功，故A错误； BCD．因为小物体与斜面间的动摩擦因数与物块距点距离为线性关系，故可用平均值法求摩擦力所做的功。物体从点运动到点，由动能定理可知 物体从点出发回到点，由动能定理可知 解得，，故BD正确，C错误。 故选BD。 三、填空题（每空2分，共18分。） 9. 功率是衡量力做功________（“多少”或“快慢”）的物理量，它是________（“矢量”或“标量”）。 【答案】 ①. 快慢 ②. 标量 【解析】 【详解】[1][2]功率是描述力做功快慢的物理量，定义式为。功率只有大小没有方向，是标量。 10. 一质量为1kg物块静止在光滑水平面上，受到一个与水平方向成37°角、大小为10N的恒力作用，由静止开始运动，5s内恒力对物块做功为________J，恒力的平均功率为________W；时恒力的瞬时功率为________W。 【答案】 ①. 800 ②. 160 ③. 320 【解析】 【详解】[1]将恒力沿水平方向分解，水平分力 水平面光滑无摩擦力，由牛顿第二定律 得加速度 物块从静止开始匀加速运动，位移 由功的定义 [2]平均功率 [3]5s末速度 瞬时功率 11. 记地球公转轨道半长轴为，周期为。对于其它行星，分别用R、T代表其轨道半长轴和公转周期。以为纵轴，为横轴描点作图，分析行星的运动规律，则该图像________（“经过”或“不经过”）原点，图像的斜率为________。 【答案】 ①. 经过 ②. 【解析】 【详解】[1][2]根据开普勒第三定律，所有绕太阳公转的行星满足 整理得 对等式两边取常用对数，利用对数性质 得 由题意纵轴 横轴 整理得直线方程 因此直线经过原点，图像斜率为​。 12. 如图，是五个日地拉格朗日点之一，卫星若在该点工作，可以在地球和太阳共同引力作用下和地球一起同步绕太阳做圆周运动。已知太阳质量为M，地球质量为m，地球绕太阳运动半径为r，万有引力常量为G，卫星的质量远小于地球。则在点运行的卫星角速度大小为________；记与地球距离为x，则x满足的方程为________（无须化简）。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】 [1]卫星在L₁点与地球同步绕太阳公转，所以其角速度与地球公转角速度相同。对地球来说，其质量远大于卫星的质量，受卫星的引力忽略不计，故地球受太阳引力提供向心力有 解得 [2]卫星绕太阳运动的向心力由太阳与地球对卫星的引力的合力提供，设卫星质量为，有 代入可得 四、新能源汽车（13题4分，14题4分，15题6分，16题4分，共18分） 我国正在大力推进新能源汽车的发展，为全球汽车产业转型提供有力支撑。 13. 汽车在水平路面上匀速向东行驶，在不同的参考系下观察，汽车的动能________（“相同”或“不同”）；汽车匀速率通过一段弯道后向南行驶，此过程中汽车的动能________（“变化”或“不变”）。 14. （多选）某汽车厂设计了一个充电装置，可以在汽车刹车时将一部分动能转化为电能储存起来，假设动能转化为电能的效率为50%。汽车以的初动能在粗糙的水平路面上运动，第一次关闭充电装置，其动能—位移关系如图线①所示；第二次启动充电装置，其动能-位移关系如图线②所示。假设汽车受到的阻力恒定，则（　　） A. 关闭充电装置时，汽车所受的合外力为 B. 启动充电装置后，汽车所受的合外力先减小后增大 C. 启动充电装置后向蓄电池所充的电能为 D. 启动充电装置后充电功率逐渐减小 15. 某新能源汽车质量为，发动机的额定功率。汽车在水平路面上以的恒定加速度启动，到达最大功率后保持功率不变，所受阻力恒为，记汽车能达到的最大速度为v。则当汽车的速度为时，汽车的加速度大小为________；当汽车的速度为时，汽车的加速度大小为________。当汽车位移大小为时，可以认为汽车已经到达最大速度，则汽车运动时间为________s。 16. 接上一问，汽车到达最大速度后，关闭发动机，汽车冲上斜坡，在K点处速度恰减为0。已知K点距原水平路面的高度差，则汽车的重力势能变化量为________J；若驾驶员的质量为50kg，则汽车对人做功为________J。（） 【答案】13. ①. 不同 ②. 不变 14. ACD 15. ①. ②. 1 ③. 92.5 16. ①. ②. 【解析】 【13题详解】 [1][2]动能，速度是相对的，不同参考系下速度不同，故动能不同。汽车匀速率通过弯道，速率不变，质量不变，故动能不变。 【14题详解】 A．关闭充电装置时，汽车只受阻力，由图线①可知， 根据动能定理 解得 合外力即为阻力，大小为。故A正确； B．启动充电装置后，汽车受阻力和发电机阻力，合外力 由图线②可知，图线斜率绝对值 图线②斜率绝对值逐渐减小，说明合外力逐渐减小。故B错误； C．启动充电装置后，由图线②可知，刹车距离 阻力做功 根据能量守恒，减少的动能 解得E 储存的电能。故C正确； D．充电功率。由B选项分析知合外力F减小，即减小，因恒定，故减小。又汽车减速，减小。故充电功率逐渐减小。故D正确。 故选ACD。 【15题详解】 [1]由题意，，，，。 最大速度 匀加速阶段结束时的速度，由 得 所以 当时，，汽车处于恒功率阶段。牵引力 由 解得 [2]当时，，汽车处于匀加速阶段，加速度 [3]当时，汽车已到达最大速度。 匀加速阶段位移 时间。 恒功率阶段位移 由动能定理 解得 总时间 【16题详解】 [1][2]汽车质量， 重力势能变化量 对人分析，人质量，初速度，末速度。由动能定理 即 解得 五、过山车（17题3分，18题3分，19题5+8分，共19分） 过山车的设计完美融合了物理学原理与工程学技术，为游客提供惊险刺激的乘坐体验的同时，又能保证安全性，是游乐园里最受欢迎的游乐项目之一。 17. （单选）过山车由高处由静止滑下，在其俯冲到低处的过程中，若阻力不可忽略，记重力做功为，阻力做功为，重力势能变化量为，动能变化量为，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 18. （单选）如图所示，一个滑块分别沿三条轨道由静止从同一点出发到达相同的终点，发现滑块从B轨道滑下用时最短，C轨道其次，A轨道最长，设计师在设计过山车时大多采用B轨道。若忽略各种阻力，比较沿三条轨道下滑情况，下列说法正确的是（　　） A. 沿A轨道滑下，滑块重力做功最多 B. 沿C轨道滑下，轨道对滑块的支持力做功最多 C. 下滑过程中，沿A轨道下滑的滑块重力平均功率最大 D. 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的滑块重力功率最大 19. 某玩具过山车轨道可简化为如图所示装置，装置由倾角为的光滑轨道AB、水平粗糙轨道BC、半径为的光滑竖直圆形轨道DEF组成，B、C、D在同一水平面上。一辆玩具过山车（可视为质点）从倾斜轨道上某处静止释放，经过BC后沿光滑水平面进入圆形轨道运动。已知玩具过山车与BC间的动摩擦因数，BC长为，E是圆轨道上与圆心等高的点，玩具过山车经B点前后速度大小不变，其余阻力均不计。求： （1）若过山车质量为0.1kg，释放的高度，求过山车通过E点时对轨道的压力； （2）为使过山车进入圆轨道且不脱离圆轨道DEF，求过山车释放高度的范围。（提示：不脱离圆轨道有两种情况） 【答案】17. D 18. D 19. （1）4N，方向水平向右；（2）或 【解析】 【17题详解】 A．重力做功等于重力势能的减少量，即，故A错误； B．若只有重力做功，机械能守恒，即，有阻力时机械能减小，故B错误； C．根据动能定理，因阻力做负功，所以，故C错误； D．根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，即，故D正确。 故选D。 【18题详解】 A．重力做功只与初末位置的高度差有关，三条轨道高度差相同，故重力做功相同，故A错误； B．轨道对滑块的支持力始终与速度方向垂直，不做功，故B错误； C．重力做功相同，沿A轨道下滑时间最长，根据可知，沿A轨道下滑的重力平均功率最小，故C错误； D．根据机械能守恒定律 到达终点时速度大小v相等。重力的瞬时功率 为速度方向与水平方向的夹角。因此在终点处A轨道的最大，重力功率最大，故D正确。 故选D。 【19题详解】 （1）从释放点到E点，根据动能定理 在E点，由牛顿第二定律，轨道对过山车的支持力提供向心力 代入数据 根据牛顿第三定律，过山车对轨道的压力大小为4N，方向水平向右。 （2）不脱离圆轨道有两种情况： 情况一：滑块能通过圆轨道最高点F。 在F点临界条件为重力提供向心力 从释放到F点，根据动能定理 代入数据解得 所以要通过最高点，需。 情况二：滑块进入圆轨道后上升高度不超过R。滑块能进入圆轨道，需满足到达C点速度大于0，则 即 滑块上升不超过E点，根据动能定理 代入数据解得 所以此种情况范围为 综上所述，h的范围为或 六、探索宇宙（20题2分，21题6分，22题4+6分，共18分） 从炽热的恒星到冰冷的行星，从致密的中子星到广袤的星云，多种多样的天体构成了绚丽的宇宙图景。而这幅图景的背后，正是物理学为我们揭示的运行法则。小范同学驾驶宇宙飞船，造访了宇宙中若干天体。 20. 小范同学需要离开太阳系探索宇宙，则飞船在地球上的发射速度至少要达到第________宇宙速度。 21. 中子星的自转速度极快，其最大自转速度受到自身密度的限制。已知中子星的最大转速发生在其赤道上的物质所受向心力刚好由引力提供时。小范同学观测到某中子星自转周期为30ms，已知引力常量，则该星球的密度至少为________。记该中子星质量为M，半径为R，则该中子星赤道上重力加速度g是否近似等于？________（填“是”或“否”）。请简述理由：________ 22. 小范同学发现了一颗富含黄金矿藏的星球，她利用随身携带的重力加速度测量仪器确定金矿的位置。如图，P、Q为某地区水平地面上距离为L的两点，在P点正下方有一球形区域充满了黄金矿石。已知球形区域内矿石的密度为，周围普通岩石的密度为，且。万有引力常量为G。由于黄金矿石的存在，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离。定义重力加速度在原竖直方向上的投影相对于正常值的偏离为“重力加速度反常”。 （1）用球形区域体积V、球心深度d（d远小于星体半径）及题干中其他已知量，表示Q点重力加速度反常值大小。 （2）若Q点重力加速度反常值为，且该黄金矿球附近的地面上探得重力加速度反常的最大值为，求黄金矿球体积V及球心深度d。 【答案】20. 第三宇宙速度 21. ①. ②. 否 ③. 见解析 22. （1）；（2），L 【解析】 【20题详解】 第三宇宙速度是脱离太阳引力束缚、飞出太阳系的最小发射速度。故飞船要离开太阳系，发射速度至少要达到第三宇宙速度。 【21题详解】 [1]当中子星赤道上的物质所受向心力刚好由引力提供时，转速最大，密度最小。根据牛顿第二定律有 解得 又因为 联立解得 [2][3]在中子星赤道上，物体随星球自转，万有引力分解为重力和向心力，即 当转速达到最大时，万有引力完全提供向心力，即 此时，即重力加速度 而是万有引力产生的加速度，显然不为零，故不近似等于。 【22题详解】 （1）将地下球形区域视为一个密度为的球体叠加在均匀岩石背景上，该“附加球体”的质量为 它在Q点产生的引力加速度即为重力加速度反常值。Q点到球心O的距离 附加球体在Q点产生的引力加速度大小为 方向指向球心O。重力加速度反常定义为在原竖直方向上的投影，设OQ与竖直方向夹角为，则 故 （2）P点重力加速度反常值为，则 Q点重力加速度反常值为 联立解得， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海中学2025学年第二学期第一次阶段检测 物理试题 高一________班 学号________ 姓名________ 成绩________ 本卷中需要用重力加速度计算时，g取。 一、单项选择题（每小题3分，共15分。每小题有且只有一个选项符合题目要求。） 1. 某物理量的单位用国际单位制表示为，则该物理量是（　　） A. 力 B. 加速度 C. 功 D. 功率 2. 质量为10g的子弹，以300m/s的速度射入固定木板，射穿后的速度是100m/s。子弹射穿木板的过程中，子弹克服阻力做功为（　　） A. 200J B. C. 400J D. 3. 2025年6月26日，神舟二十号航天员顺利完成了空间站舱外设备巡检等任务。已知空间站轨道可视为圆形，距地表高度390km。则（　　） A. 航天员调整姿态时，可以视为质点 B. 航天员相对空间站静止时，所受合力为零 C. 空间站的速度大于第一宇宙速度 D. 空间站绕地球公转的周期小于地球自转周期 4. 2024年5月，太阳爆发大规模耀斑，引发地磁暴，使得近地航天器受到的阻力变大。此后某航天器轨道高度缓慢降低，但仍可近似为圆形轨道，则该航天器（　　） A. 线速度减小 B. 周期减小 C. 向心加速度减小 D. 动能不变 5. 卫星未发射时静置在赤道上随地球转动，地球半径为R，卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r。则卫星未发射时和在轨道上运行时（　　） A. 角速度之比为 B. 线速度之比为 C. 向心加速度之比为 D. 受到地球的万有引力之比为 二、多项选择题（每小题4分，共12分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 6. 下列关于物理学重大历史事件描述正确的有（　　） A. 第谷否定了托勒密提出的地心说，首先提出了日心说 B. 开普勒对行星的运动进行了长期的观测和记录，并提出了关于行星运动的三条定律 C. 牛顿在前人研究的基础上，提出了万有引力定律 D. 卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量G，并被称为“称量地球质量的第一人” 7. 2021年5月，我国“天问一号”探测器成功在火星上着陆，其发射过程可简化为下图：探测器首先在轨道Ⅰ（地球公转轨道）上运行，在P点加速后进入椭圆轨道Ⅱ，轨道Ⅱ的远日点Q恰在火星轨道上。探测器到达Q点后再次调整速度，进入轨道Ⅲ（火星公转轨道）。关于探测器的运动，下列说法正确的有（　　） A. 在轨道Ⅱ上经过P的速度小于经过Q的速度 B. 在轨道Ⅱ上经过P的动能大于在轨道Ⅲ上经过Q的动能 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 在轨道Ⅰ上经过P的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P的加速度 8. 如图是倾角、长为的固定斜面，为中点，斜面上段各点动摩擦因数随距点的距离变化规律为，段光滑。质量为的物块从点以大小为的初速度冲上斜面，恰好能运动到，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 小物体上滑过程重力做功为 B. 物体回到点时速度大小 C. D. 三、填空题（每空2分，共18分。） 9. 功率是衡量力做功________（“多少”或“快慢”）的物理量，它是________（“矢量”或“标量”）。 10. 一质量为1kg物块静止在光滑水平面上，受到一个与水平方向成37°角、大小为10N的恒力作用，由静止开始运动，5s内恒力对物块做功为________J，恒力的平均功率为________W；时恒力的瞬时功率为________W。 11. 记地球公转轨道半长轴为，周期为。对于其它行星，分别用R、T代表其轨道半长轴和公转周期。以为纵轴，为横轴描点作图，分析行星的运动规律，则该图像________（“经过”或“不经过”）原点，图像的斜率为________。 12. 如图，是五个日地拉格朗日点之一，卫星若在该点工作，可以在地球和太阳共同引力作用下和地球一起同步绕太阳做圆周运动。已知太阳质量为M，地球质量为m，地球绕太阳运动半径为r，万有引力常量为G，卫星的质量远小于地球。则在点运行的卫星角速度大小为________；记与地球距离为x，则x满足的方程为________（无须化简）。 四、新能源汽车（13题4分，14题4分，15题6分，16题4分，共18分） 我国正在大力推进新能源汽车的发展，为全球汽车产业转型提供有力支撑。 13. 汽车在水平路面上匀速向东行驶，在不同的参考系下观察，汽车的动能________（“相同”或“不同”）；汽车匀速率通过一段弯道后向南行驶，此过程中汽车的动能________（“变化”或“不变”）。 14. （多选）某汽车厂设计了一个充电装置，可以在汽车刹车时将一部分动能转化为电能储存起来，假设动能转化为电能的效率为50%。汽车以的初动能在粗糙的水平路面上运动，第一次关闭充电装置，其动能—位移关系如图线①所示；第二次启动充电装置，其动能-位移关系如图线②所示。假设汽车受到的阻力恒定，则（　　） A. 关闭充电装置时，汽车所受的合外力为 B. 启动充电装置后，汽车所受的合外力先减小后增大 C. 启动充电装置后向蓄电池所充的电能为 D. 启动充电装置后充电功率逐渐减小 15. 某新能源汽车质量为，发动机的额定功率。汽车在水平路面上以的恒定加速度启动，到达最大功率后保持功率不变，所受阻力恒为，记汽车能达到的最大速度为v。则当汽车的速度为时，汽车的加速度大小为________；当汽车的速度为时，汽车的加速度大小为________。当汽车位移大小为时，可以认为汽车已经到达最大速度，则汽车运动时间为________s。 16. 接上一问，汽车到达最大速度后，关闭发动机，汽车冲上斜坡，在K点处速度恰减为0。已知K点距原水平路面的高度差，则汽车的重力势能变化量为________J；若驾驶员的质量为50kg，则汽车对人做功为________J。（） 五、过山车（17题3分，18题3分，19题5+8分，共19分） 过山车的设计完美融合了物理学原理与工程学技术，为游客提供惊险刺激的乘坐体验的同时，又能保证安全性，是游乐园里最受欢迎的游乐项目之一。 17. （单选）过山车由高处由静止滑下，在其俯冲到低处的过程中，若阻力不可忽略，记重力做功为，阻力做功为，重力势能变化量为，动能变化量为，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 18. （单选）如图所示，一个滑块分别沿三条轨道由静止从同一点出发到达相同的终点，发现滑块从B轨道滑下用时最短，C轨道其次，A轨道最长，设计师在设计过山车时大多采用B轨道。若忽略各种阻力，比较沿三条轨道下滑情况，下列说法正确的是（　　） A. 沿A轨道滑下，滑块重力做功最多 B. 沿C轨道滑下，轨道对滑块的支持力做功最多 C. 下滑过程中，沿A轨道下滑的滑块重力平均功率最大 D. 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的滑块重力功率最大 19. 某玩具过山车轨道可简化为如图所示装置，装置由倾角为的光滑轨道AB、水平粗糙轨道BC、半径为的光滑竖直圆形轨道DEF组成，B、C、D在同一水平面上。一辆玩具过山车（可视为质点）从倾斜轨道上某处静止释放，经过BC后沿光滑水平面进入圆形轨道运动。已知玩具过山车与BC间的动摩擦因数，BC长为，E是圆轨道上与圆心等高的点，玩具过山车经B点前后速度大小不变，其余阻力均不计。求： （1）若过山车质量为0.1kg，释放的高度，求过山车通过E点时对轨道的压力； （2）为使过山车进入圆轨道且不脱离圆轨道DEF，求过山车释放高度的范围。（提示：不脱离圆轨道有两种情况） 六、探索宇宙（20题2分，21题6分，22题4+6分，共18分） 从炽热的恒星到冰冷的行星，从致密的中子星到广袤的星云，多种多样的天体构成了绚丽的宇宙图景。而这幅图景的背后，正是物理学为我们揭示的运行法则。小范同学驾驶宇宙飞船，造访了宇宙中若干天体。 20. 小范同学需要离开太阳系探索宇宙，则飞船在地球上的发射速度至少要达到第________宇宙速度。 21. 中子星的自转速度极快，其最大自转速度受到自身密度的限制。已知中子星的最大转速发生在其赤道上的物质所受向心力刚好由引力提供时。小范同学观测到某中子星自转周期为30ms，已知引力常量，则该星球的密度至少为________。记该中子星质量为M，半径为R，则该中子星赤道上重力加速度g是否近似等于？________（填“是”或“否”）。请简述理由：________ 22. 小范同学发现了一颗富含黄金矿藏的星球，她利用随身携带的重力加速度测量仪器确定金矿的位置。如图，P、Q为某地区水平地面上距离为L的两点，在P点正下方有一球形区域充满了黄金矿石。已知球形区域内矿石的密度为，周围普通岩石的密度为，且。万有引力常量为G。由于黄金矿石的存在，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离。定义重力加速度在原竖直方向上的投影相对于正常值的偏离为“重力加速度反常”。 （1）用球形区域体积V、球心深度d（d远小于星体半径）及题干中其他已知量，表示Q点重力加速度反常值大小。 （2）若Q点重力加速度反常值为，且该黄金矿球附近的地面上探得重力加速度反常的最大值为，求黄金矿球体积V及球心深度d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $