精品解析：四川省广安市华蓥中学2025-2026学年高一下学期5月期中物理试题

四川省华蓥中学高2028届高一下半期检测物理试题 总分100分 时间75分钟 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于高中物理必修二核心章节涉及到的相关物理概念说法中，全部正确的一组是（ ） ①曲线运动的速度方向一定沿轨迹的切线方向，且一定是变速运动； ②匀速圆周运动的线速度、角速度、周期都恒定不变； ③开普勒第三定律中，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，与中心天体无关； ④第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度； ⑤系统的重力势能和动能之和保持不变时，机械能一定守恒； ⑥平抛运动的加速度恒定，属于匀变速曲线运动。 A. ①④⑥ B. ①③⑤ C. ②③④ D. ②⑤⑥ 2. 如图所示，足球在地面1的位置被踢出后，经过最高点2位置，落到地面3的位置。下列说法正确的是（ ） A. 足球在1位置重力势能一定为零 B. 足球在2位置重力的瞬时功率为零 C. 足球从1位置到2位置的过程中重力势能增大，重力做正功 D. 足球从2位置到3位置的过程中重力的功率不变 3. 汽车过弯是驾驶技术中的关键，过弯的基础原则是“慢进快出”，即在进入弯道前完成减速，入弯后稳住车速，出弯时再逐渐加速，但有些驾驶技能好的驾驶员喜欢在弯道中就开始加速，整个过弯过程汽车做曲线运动。下列说法正确的是（　　） A. 汽车过弯过程中速度方向指向运动轨迹的凹侧 B. 汽车不管是匀速过弯还是加速过弯，其所受合力方向均与运动轨迹相切 C. 汽车不管是匀速过弯还是加速过弯，其所受合力方向均与速度方向垂直 D. 汽车加速过弯过程中，其所受合力方向与速度方向的夹角一定为锐角 4. 一条小河两岸平齐，河水流速恒定且方向与河岸平行。船在静水中的速度为8 m/s，当船头与河岸夹角为渡河时，船的实际运动轨迹恰好垂直于河岸，船经过150 s到达对岸。下列说法正确的是（ ） A. 河宽为1200 m B. 题干中船的实际速度大小为12 m/s C. 若船调整航向渡河，则渡河的最短时间为75 s D. 若船以最短时间渡河，则船到达对岸的位置在出发点下游300 m处 5. 2024年11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱返回地面，在打开降落伞后的一段时间内，整个装置先减速后匀速下降，在这段时间内关于返回舱的说法正确的是（　　） A. 减速下降阶段，返回舱处于失重状态 B. 减速下降阶段，返回舱动能的减少量大于飞船克服阻力做的功 C. 匀速下降阶段，返回舱机械能的减少量大于重力对飞船做的功 D. 匀速下降阶段，重力对飞船做的功等于飞船克服阻力做的功 6. 图（a）所示的油纸伞是我国古人智慧的结晶。图（b）为其结构示意图，ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨，伞撑两端分别与ON中点M和滑环P铰接。保持伞柄不动，向上推滑环P，使得伞骨ON以恒定角速度开伞，则（　　） A. M点的线速度方向总是沿PM方向 B. M点的向心加速度方向沿MP方向 C. N点线速度大小是M点的2倍 D. N点的向心加速度大小是M点的4倍 7. “二十四节气”起源于黄河流域，是上古农耕文明的产物。地球围绕太阳公转的轨道是一个椭圆，将地球绕太阳一年转360度分为24份，每15度为一个节气。立春、立夏、立秋、立冬分别作为春、夏、秋、冬四季的起始。如图所示为地球公转位置与节气的对照图，设地球公转轨道的半长轴为a，公转周期为T，引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 从节气划分来看，一年四季中冬季时间最短 B. 利用题中已知条件可以求得地球质量 C. 太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力 D. 地球绕太阳每转过相同的角度，地球与太阳的连线扫过的面积相等 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，某同学在同一位置先后水平抛出一物体，物体第一次落在甲点，第二次落在乙点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 物体第一次运动的时间大于第二次运动的时间 B. 物体第一次运动的加速度小于第二次运动的加速度 C. 物体第一次被抛出时的速度小于第二次被抛出时的速度 D. 物体落在甲点时速度方向与竖直方向的夹角大于落在乙点时速度方向与竖直方向的夹角 9. 质量kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力200N B. 8s-18s过程中汽车牵引力做的功为J C. 汽车的最大牵引力为800N D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5m 10. 如图甲所示，圆形导轨竖直固定，质量的小圆环套在导轨上。小圆环由最低点开始沿导轨运动，转过的角度为，它的速率v与的关系图像，如图乙所示。重力加速度，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 圆形导轨的半径为0.4m B. 圆形导轨的半径为0.8m C. 当时，小圆环克服重力做功的瞬时功率为 D. 当时，小圆环克服重力做功的瞬时功率为6W 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某实验中学高二物理课外学习小组用实验探究平抛运动规律，采用的实验装置如图甲所示。 （1）刚开始时，让小球A、B处于同一高度，用小锤击打弹性金属片，使小球A水平飞出，同时小球B被松开。改变小锤击打的力度多次实验，观察到A、B两小球总是同时落地。这说明平抛运动________。（选“A”或“B”） A. 在竖直方向上是自由落体运动 B. 在水平方向上是匀速直线运动 （2）一位同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球A做平抛运动的照片如图乙所示，a、b、c为连续三次拍下的小球位置，可知a点________（选填“是”或“不是”）小球A的抛出点。已知该频闪仪的频率为f=10Hz，图乙中每个小方格的边长为。小球A做平抛运动的初速度大小________m/s，当地的重力加速度大小________m/s2，小球A运动到b点时的速度大小________m/s。 12. 用自由落体法验证机械能守恒定律，打出如图甲所示的一条纸带。已知打点计时器工作频率为50Hz。 (1)根据纸带所给数据，打下C点时重物的速度为________m/s（结果保留三位有效数字）。 (2)某同学选用两个形状相同、质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图象，并求出图线的斜率k，如图乙所示，由图象可知a的质量m1_____________（选填“大于”或“小于”）b的质量m2。 (3)通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量m2=0.052kg，当地重力加速度g=9.78m/s2，求出重物所受的平均阻力Ff=_________N。（结果保留两位有效数字） 四、计算题：本大题共3小题，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 13. 假设在某行星表面，一航天员将质量为m的物体以初速度竖直上抛，其上升的最大高度为h(h ≪ R)，已知引力常量为G，该行星的半径为R，求： （1）该行星的质量M； （2）若一艘宇宙飞船在距离该行星表面R高度处环绕该行星做匀速圆周运动，求这艘宇宙飞船的绕行周期T。 14. 动能定理是高中物理的核心知识，是每位同学必须掌握的处理动力学问题的重要方法，学习动能定理后，请回答： （1）直接书写动能定理的表达式； （2）设一物体质量为m，在水平面上以加速度a做匀加速运动，初速度为，末速度为，位移为x，请推导动能定理的表达式； （3）如图所示，质量为m1=20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成、大小为200 N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始做匀加速直线运动，已知雪橇的质量也为m2=20kg，雪橇与地面间动摩擦因数，（，）。用动能定理求雪橇运动2 m时的速度。 15. 如图甲，竖直平面内轨道ABCDE由水平轨道AB与DE及两段光滑圆弧BC、CD组成，AB长为x=4 m，AB与DE高度差为h=0.2 m；圆弧BC、CD半径均为R=0.4 m，弧长相等，在C点相切；AB与BC相切于B点，CD与DE相切于D点。可视为质点的滑块，质量为m=0.2 kg，与AB间动摩擦因数为μ=0.25。该滑块受水平向左推力F，从A点由静止开始运动，F与位移x的关系如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2。 （1）求滑块在AB段运动过程中推力F做的功； （2）求滑块运动至圆弧轨道上B点时对轨道的压力大小N； （3）若滑块从A点以某一速度滑入，此后无推力，为使滑块始终不脱离轨道且能到达D点，求滑块在A点的速度范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 四川省华蓥中学高2028届高一下半期检测物理试题 总分100分 时间75分钟 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于高中物理必修二核心章节涉及到的相关物理概念说法中，全部正确的一组是（ ） ①曲线运动的速度方向一定沿轨迹的切线方向，且一定是变速运动； ②匀速圆周运动的线速度、角速度、周期都恒定不变； ③开普勒第三定律中，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，与中心天体无关； ④第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度； ⑤系统的重力势能和动能之和保持不变时，机械能一定守恒； ⑥平抛运动的加速度恒定，属于匀变速曲线运动。 A. ①④⑥ B. ①③⑤ C. ②③④ D. ②⑤⑥ 【答案】A 【解析】 【详解】逐一对各说法判断正误： ① 曲线运动的速度方向始终沿轨迹切线方向，速度是矢量，方向时刻变化，因此速度一定变化，故曲线运动一定是变速运动，故①正确； ② 匀速圆周运动的线速度是矢量，方向沿轨迹切线时刻改变，因此线速度不恒定，角速度、周期都恒定不变，故②错误； ③ 开普勒第三定律中，比值由中心天体的质量决定，与中心天体有关，故③错误； ④ 人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，有 得环绕速度 所以，轨道半径越小，环绕速度越大，近地卫星轨道半径最小（等于地球半径），对应的第一宇宙速度是最大环绕速度，故④正确； ⑤ 机械能包括动能、重力势能和弹性势能。若系统的机械能只有动能和重力势能，若重力势能和动能之和保持不变，机械能一定守恒；若系统的机械能有动能、重力势能和弹性势能，则系统的动能、重力势能和弹性势能之和保持不变机械能才守恒。所以，只有重力势能和动能之和保持不变，机械能不一定守恒，故⑤错误； ⑥ 做平抛运动的物体仅受重力作用，加速度为恒定的重力加速度，属于匀变速曲线运动，故⑥正确。 故选A。 2. 如图所示，足球在地面1的位置被踢出后，经过最高点2位置，落到地面3的位置。下列说法正确的是（ ） A. 足球在1位置重力势能一定为零 B. 足球在2位置重力的瞬时功率为零 C. 足球从1位置到2位置的过程中重力势能增大，重力做正功 D. 足球从2位置到3位置的过程中重力的功率不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．重力势能的零点是人为选定的，题目未指定参考平面，因此足球在1位置重力势能不一定为零，故A错误； B．重力的瞬时功率的计算式为（为竖直方向分速度） 斜抛运动最高点2位置，足球竖直分速度为0，因此重力的瞬时功率为0，故B正确； C．足球从1位置到2位置的过程中，足球高度升高，重力做负功，重力势能增大，故C错误； D．足球从2位置到3位置的过程中，足球竖直方向分速度不断增大，由可知，重力的功率逐渐增大，故D错误。 故选B。 3. 汽车过弯是驾驶技术中的关键，过弯的基础原则是“慢进快出”，即在进入弯道前完成减速，入弯后稳住车速，出弯时再逐渐加速，但有些驾驶技能好的驾驶员喜欢在弯道中就开始加速，整个过弯过程汽车做曲线运动。下列说法正确的是（　　） A. 汽车过弯过程中速度方向指向运动轨迹的凹侧 B. 汽车不管是匀速过弯还是加速过弯，其所受合力方向均与运动轨迹相切 C. 汽车不管是匀速过弯还是加速过弯，其所受合力方向均与速度方向垂直 D. 汽车加速过弯过程中，其所受合力方向与速度方向的夹角一定为锐角 【答案】D 【解析】 【详解】A．曲线运动的速度方向始终沿运动轨迹的切线方向，合力才指向轨迹凹侧，故A错误； B．曲线运动的合力一定指向轨迹凹侧，若合力与轨迹相切则合力与速度共线，汽车将做直线运动，无法完成过弯，故B错误； C．匀速过弯时合力为向心力，与速度方向垂直；加速过弯时合力存在沿速度方向的切向分量，合力与速度方向不垂直，故C错误； D．汽车加速过弯时速度大小增大，说明合力在速度方向的分量与速度同向，因此合力与速度方向的夹角一定为锐角，故D正确。 故选D。 4. 一条小河两岸平齐，河水流速恒定且方向与河岸平行。船在静水中的速度为8 m/s，当船头与河岸夹角为渡河时，船的实际运动轨迹恰好垂直于河岸，船经过150 s到达对岸。下列说法正确的是（ ） A. 河宽为1200 m B. 题干中船的实际速度大小为12 m/s C. 若船调整航向渡河，则渡河的最短时间为75 s D. 若船以最短时间渡河，则船到达对岸的位置在出发点下游300 m处 【答案】C 【解析】 【详解】A．船垂直河岸航行时，沿河岸方向合速度为0，可得水流速度 垂直河岸的分速度 河宽 。 故A错误； B．船实际速度等于垂直河岸的分速度，故B错误； C．船头垂直河岸时渡河时间最短，最短时间 故C正确； D．最短时间渡河时，沿河岸位移 故D错误； 故选C。 5. 2024年11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱返回地面，在打开降落伞后的一段时间内，整个装置先减速后匀速下降，在这段时间内关于返回舱的说法正确的是（　　） A. 减速下降阶段，返回舱处于失重状态 B. 减速下降阶段，返回舱动能的减少量大于飞船克服阻力做的功 C. 匀速下降阶段，返回舱机械能的减少量大于重力对飞船做的功 D. 匀速下降阶段，重力对飞船做的功等于飞船克服阻力做的功 【答案】D 【解析】 【详解】A．减速下降阶段，返回舱的加速度方向向上（因速度向下且减速），根据超重与失重的定义，此时处于超重状态，故A错误。 B．根据动能定理，动能变化量等于合外力做的总功 减速下降时，重力做正功（），阻力做负功（）。动能减少量为 而克服阻力做的功为。由于减速时阻力，故 即动能减少量小于克服阻力做的功，故B错误。 C．匀速下降时，动能不变，机械能减少量等于重力势能减少量（）。重力对飞船做的功为，阻力做功为（因）。机械能减少量等于重力做的功，故C错误。 D．匀速下降时，重力与阻力平衡（），位移相同，因此重力做功 克服阻力做功 两者相等，故D正确。 故选D。 6. 图（a）所示的油纸伞是我国古人智慧的结晶。图（b）为其结构示意图，ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨，伞撑两端分别与ON中点M和滑环P铰接。保持伞柄不动，向上推滑环P，使得伞骨ON以恒定角速度开伞，则（　　） A. M点的线速度方向总是沿PM方向 B. M点的向心加速度方向沿MP方向 C. N点线速度大小是M点的2倍 D. N点的向心加速度大小是M点的4倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，M点做匀速圆周运动，线速度方向始终沿圆周的切线方向，始终与ON垂直，而非沿PM方向，故A错误； B．由题意可知，ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨，M点以O点为圆心做匀速圆周运动，所以向心加速度方向始终沿M指向圆心O，不是沿MP方向，故B错误； C．由匀速圆周运动规律可知 由于， 所以有 所以N点线速度大小是M点的2倍，故C正确； D．由向心加速度公式可知 由于， 所以有 所以N点的向心加速度大小是M点的2倍，故D错误。 故选C。 7. “二十四节气”起源于黄河流域，是上古农耕文明的产物。地球围绕太阳公转的轨道是一个椭圆，将地球绕太阳一年转360度分为24份，每15度为一个节气。立春、立夏、立秋、立冬分别作为春、夏、秋、冬四季的起始。如图所示为地球公转位置与节气的对照图，设地球公转轨道的半长轴为a，公转周期为T，引力常量为G。下列说法正确的是（ ） A. 从节气划分来看，一年四季中冬季时间最短 B. 利用题中已知条件可以求得地球质量 C. 太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力 D. 地球绕太阳每转过相同的角度，地球与太阳的连线扫过的面积相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，冬季（立冬到立春）地球处于近日点附近，根据开普勒第二定律，地球在近日点附近的运行速率较大。四季转过的角度均为（6个节气），对应的弧长相近，根据可知，速率越大时间越短，所以冬季时间最短，故A正确； B．地球绕太阳公转，根据万有引力提供向心力  ，式中为中心天体太阳的质量，为地球质量被约去，故只能求出太阳的质量，无法求出地球的质量，故B错误； C．太阳对地球的万有引力与地球对太阳的万有引力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，二者大小相等，故C错误； D．根据扇形面积公式 ，地球绕太阳每转过相同的角度，由于地球在椭圆轨道上运动，日地距离是变化的，所以扫过的面积不相等，故D错误。 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，某同学在同一位置先后水平抛出一物体，物体第一次落在甲点，第二次落在乙点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 物体第一次运动的时间大于第二次运动的时间 B. 物体第一次运动的加速度小于第二次运动的加速度 C. 物体第一次被抛出时的速度小于第二次被抛出时的速度 D. 物体落在甲点时速度方向与竖直方向的夹角大于落在乙点时速度方向与竖直方向的夹角 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．物体在空中做平抛运动，竖直方向有 由于第一次运动下落高度较大，所以物体第一次运动的时间大于第二次运动的时间；水平方向有 由于第一次运动的水平位移较小，所以物体第一次被抛出时的速度小于第二次被抛出时的速度，故AC正确； B．物体在空中只受重力作用，加速度为重力加速度，故B错误； D．物体落点与竖直方向的夹角正切值为 由于落在甲点时的初速度较小，运动时间较长，可知物体落在甲点时速度方向与竖直方向的夹角小于落在乙点时速度方向与竖直方向的夹角，故D错误。 故选AC。 9. 质量kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力200N B. 8s-18s过程中汽车牵引力做的功为J C. 汽车的最大牵引力为800N D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图甲可知，汽车的最大速度为 由图乙可知，汽车的额定功率为 汽车速度最大时，汽车做匀速直线运动，阻力与汽车的牵引力平衡，则有，故A错误； B．由图乙可知，过程中汽车以额定功率行驶，牵引力所做的功为，故B正确； C．由图甲可知，汽车恒定加速启动，8s末汽车达到额定功率，而后以恒定功率启动，牵引力逐渐减小，因此8s汽车的牵引力最大，则有，故C错误； D．变加速阶段，由动能定理可得 结合上述分析可知，，， 解得，故D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，圆形导轨竖直固定，质量的小圆环套在导轨上。小圆环由最低点开始沿导轨运动，转过的角度为，它的速率v与的关系图像，如图乙所示。重力加速度，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 圆形导轨的半径为0.4m B. 圆形导轨的半径为0.8m C. 当时，小圆环克服重力做功的瞬时功率为 D. 当时，小圆环克服重力做功的瞬时功率为6W 【答案】BD 【解析】 【详解】AB根据图乙可知，当转过角度为0时，小圆环运动到导轨的最低点，此时速度大小为；当转过角度为时，小圆环运动到导轨的最高点，此时速度大小为，根据动能定理 解得，故A错误，B正确； CD．当时，设小圆环的速度大小为，根据动能定理 解得 方向斜向上，则小圆环克服重力做功的瞬时功率为 其中 解得，故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某实验中学高二物理课外学习小组用实验探究平抛运动规律，采用的实验装置如图甲所示。 （1）刚开始时，让小球A、B处于同一高度，用小锤击打弹性金属片，使小球A水平飞出，同时小球B被松开。改变小锤击打的力度多次实验，观察到A、B两小球总是同时落地。这说明平抛运动________。（选“A”或“B”） A. 在竖直方向上是自由落体运动 B. 在水平方向上是匀速直线运动 （2）一位同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球A做平抛运动的照片如图乙所示，a、b、c为连续三次拍下的小球位置，可知a点________（选填“是”或“不是”）小球A的抛出点。已知该频闪仪的频率为f=10Hz，图乙中每个小方格的边长为。小球A做平抛运动的初速度大小________m/s，当地的重力加速度大小________m/s2，小球A运动到b点时的速度大小________m/s。 【答案】（1）A （2） ①. 不是 ②. 1.5 ③. 10 ④. 2.5 【解析】 【小问1详解】 小球B自释放后做自由落体运动，每次实验A与B小球都能同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。故选A。 【小问2详解】 [1]在相同时间内，竖直方向上的位移不满足1∶3∶5，可判断出a不是平抛运动的起点。 [2]该频闪仪的频率为f=10Hz，则a、b两点的时间间隔为T=0.1s 水平方向上小球做匀速直线运动，有 解得 [3]竖直方向小球做自由落体运动，则 解得 [4]小球A运动到b点时，沿竖直方向的速度 则小球A运动到b点时的速度大小 12. 用自由落体法验证机械能守恒定律，打出如图甲所示的一条纸带。已知打点计时器工作频率为50Hz。 (1)根据纸带所给数据，打下C点时重物的速度为________m/s（结果保留三位有效数字）。 (2)某同学选用两个形状相同、质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出图象，并求出图线的斜率k，如图乙所示，由图象可知a的质量m1_____________（选填“大于”或“小于”）b的质量m2。 (3)通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量m2=0.052kg，当地重力加速度g=9.78m/s2，求出重物所受的平均阻力Ff=_________N。（结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. 2.25 ②. 大于 ③. 0.031 【解析】 【详解】(1)[1]在匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平局速度，所以C点的速度 (2)[2]根据动能定理 得 所以图线斜率 由图知b的斜率小，所以b的质量小于a的质量； (3)[3]根据动能定理 得 所以图线斜率 代入数据解得 四、计算题：本大题共3小题，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 13. 假设在某行星表面，一航天员将质量为m的物体以初速度竖直上抛，其上升的最大高度为h(h ≪ R)，已知引力常量为G，该行星的半径为R，求： （1）该行星的质量M； （2）若一艘宇宙飞船在距离该行星表面R高度处环绕该行星做匀速圆周运动，求这艘宇宙飞船的绕行周期T。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 物体上升到最高点的过程，有 根据行星表面的物体所受重力等于万有引力有 联立得 【小问2详解】 设该宇宙飞船的质量为，根据万有引力提供向心力有 解得 14. 动能定理是高中物理的核心知识，是每位同学必须掌握的处理动力学问题的重要方法，学习动能定理后，请回答： （1）直接书写动能定理的表达式； （2）设一物体质量为m，在水平面上以加速度a做匀加速运动，初速度为，末速度为，位移为x，请推导动能定理的表达式； （3）如图所示，质量为m1=20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成、大小为200 N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始做匀加速直线运动，已知雪橇的质量也为m2=20kg，雪橇与地面间动摩擦因数，（，）。用动能定理求雪橇运动2 m时的速度。 【答案】（1） （2）推导过程见解析 （3） 【解析】 【小问1详解】 动能定理内容合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，表达式为  【小问2详解】 根据牛顿第二定律，物体的合外力为  合外力做功为  物体做匀加速直线运动，由匀变速直线运动公式得  得 将代入做功表达式，整理得   即推导得到动能定理表达式。 【小问3详解】 对小孩和雪橇整体分析，总质量 初速度为0，设位移 时速度为，根据动能定理得合外力总功等于动能变化，即  拉力做功 竖直方向受力平衡得支持力 摩擦力 因此摩擦力做功：  代入动能定理得  15. 如图甲，竖直平面内轨道ABCDE由水平轨道AB与DE及两段光滑圆弧BC、CD组成，AB长为x=4 m，AB与DE高度差为h=0.2 m；圆弧BC、CD半径均为R=0.4 m，弧长相等，在C点相切；AB与BC相切于B点，CD与DE相切于D点。可视为质点的滑块，质量为m=0.2 kg，与AB间动摩擦因数为μ=0.25。该滑块受水平向左推力F，从A点由静止开始运动，F与位移x的关系如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2。 （1）求滑块在AB段运动过程中推力F做的功； （2）求滑块运动至圆弧轨道上B点时对轨道的压力大小N； （3）若滑块从A点以某一速度滑入，此后无推力，为使滑块始终不脱离轨道且能到达D点，求滑块在A点的速度范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块在段运动过程中推力做的功等于F-x图像与坐标轴围成的面积，为 代入数据解得。 【小问2详解】 滑块在段运动过程中，由动能定理可得 在点，根据牛顿第二定律有 结合牛顿第三定律，解得。 【小问3详解】 分析可知滑块在点恰好不脱离轨道，此时支持力为零，点的速度最大，到的竖直高度为，由几何关系得 在点，由牛顿第二定律得 滑块从运动到，根据动能定理有 解得 滑块恰好从运动到，末速度为0，根据动能定理有 解得 即滑块在点的速度范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $