精品解析：山东德州市平原县第一中学2025-2026学年高一下学期期中模拟考试物理试卷

山东省平原县一中2025-2026学年高一下学期期中模拟考试 物理试卷 学校∶___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分） 1. 许多科学家在物理学的发展过程中做出了重要贡献，下列叙述错误的是（　　） A. 开普勒首先指出了行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆 B. 海王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下发现的行星” C. 牛顿的经典力学能够解决分子的运动问题 D. 卡文迪什第一次在实验室里测出了万有引力常量G，被称为“第一个称出地球质量的人” 2. 新时代的中国北斗导航系统是世界一流的。空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球表面两极处的重力加速度为，赤道处的重力加速度为，万有引力常量为G。若把地球看成密度均匀、半径为R的球体，下列说法正确的是（　　） A. 北斗地球静止卫星距离地球表面的高度 B. 北斗地球静止卫星距离地球表面的高度 C. 地球的平均密度 D. 地球的近地卫星的周期 3. 已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为、向心加速度大小为，近地卫星线速度大小为、向心加速度大小为，地球静止卫星线速度大小为、向心加速度大小为。设近地卫星距地面高度不计，静止卫星距地面高度约为地球半径的6倍。则以下结论正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受阻力做功为 B. 物体重力做的功为-mgh C. 物体重力势能减少了mgh D. 物体动能增加了 5. 一辆玩具赛车在水平直线跑道上由静止开始以的恒定功率加速前进，赛车瞬时速度的倒数和瞬时加速度的关系如图所示，已知赛车在跑道上所受到的阻力不变，赛车到达终点前已达到最大速度。下列说法中正确的是（　　） A. 赛车做加速度逐渐增大的加速直线运动 B. 赛车的质量为 C. 赛车所受阻力大小为 D. 赛车速度大小为时，加速度大小为 6. 实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。我们需要通过各种方法来求解力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为W=F·|AC| B. 乙图中，全过程中F做的总功为72J C. 丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功 D. 图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是 7. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆，标志着探月工程取得圆满成功，实现了世界首次月球背面采样返回，为后续载人探月工程打下坚实基础．设想载人飞船通过月地转移轨道被月球捕获，通过变轨先在轨道Ⅲ以速度大小做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，其中P、Q两点为椭圆轨道Ⅱ在轨道Ⅰ、Ⅲ处的切点，且经过P、Q两点时速度大小分别为、，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅰ以速度大小做匀速圆周运动（轨道半径等于月球半径），最后安全落在月球上。已知月球半径为R，月球表面重力加速度为，轨道Ⅲ距离月球表面高度为h，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 月球平均密度为 B. C. 载人飞船在P、Q点加速度之比为 D. 载人飞船从Q点到P点所用时间为 8. 如图所示，一个倾角为的光滑斜面固定在水平面上，不可伸长的轻绳一端固定在斜面上的O点，另一端系一个质量为m的小球（可视为质点），绳长为L，在O点沿斜面向下处的P点钉一枚与斜面垂直的钉子。现将小球拉起，使轻绳与斜面平行且在水平方向上伸直，由静止释放，小球绕O点转动90°时绳与钉子相碰。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是（ ） A. 绳和钉子碰撞前后瞬间，小球角速度大小不变 B. 绳和钉子碰撞前后瞬间，小球的向心加速度大小不变 C. 绳碰到钉子后，小球绕P点做圆周运动可恰好到达最高点O点 D. 若将钉子的位置P点沿斜面向下移动，OP距离越大，绳碰到钉子后瞬间受到的拉力越大 二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。全选对得4分，漏选得2分，有选错得0分） 9. 未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，并将与空间站在B处对接，已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是（　　） A. 图中航天飞机正加速飞向B处 B. 航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 C. 根据题中条件可以算出月球质量 D. 根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小 10. 如图所示，一倾角为θ的传送带以速度 v顺时针匀速转动，质量为 m 的小物块以 v0（<v）的初速度从底端滑上传送带，物块到达顶端前已与传送带相对静止。已知物块与传送带间动摩擦因数为μ，且μ>tanθ。则下列说法正确的是（　　） A. 物块一定是先做匀加速运动再做匀速运动 B. 摩擦力对物块先做正功后不做功 C. 物块机械能先增加后不变 D. 物块与传送带间因摩擦产生的内能为 11. 若地球半径为R，把地球看作质量分布均匀的球体，已知质量分布均匀的球壳对球内任一质点的万有引力为零。中国空间站轨道距离地面高度为h，所在处的重力加速度为g1；“蛟龙”号载人潜水器下潜深度为d，所在处的重力加速度为g2；地表处重力加速度为g，不计地球自转影响，下列关系式正确的是（　 ） A. g1＝ B. g2＝ C. g1＝ D. g1＝ 12. 如图甲所示，若两颗人造卫星和均绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，它们之间的距离随时间变化的关系图像如图乙所示，变化周期为，卫星和的最近距离为、最远距离为。不考虑、间的万用引力，已知地球半径为。下列说法正确的是（　　） A. 卫星做匀速圆周运动的半径为 B. 卫星做匀速圆周运动的周期为 C. 地球表面的重力加速度为 D. 地球的第一宇宙速度为 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分） 13. 一艘宇宙飞船飞向某一新发现的行星，并进入该行星表面的圆形轨道绕该行星运行数圈后，着陆于该行星，宇宙飞船上备有下列器材： A.精确秒表一只 弹簧秤一个 质量已知的钩码 天平一台 已知宇航员在宇宙飞船绕行星飞行的过程中和飞船着陆后均作了测量，依据所测得的数据和引力常量，可求得该行星的质量和半径。请回答下列问题： （1）测量相关数据应选用的器材是___________（选填宇宙飞船上备有的器材前面的字母序号）。 （2）宇宙飞船在绕行星表面运行的过程中，应直接测量的物理量是___________（填一个物理量及符号），宇航员在着陆后应间接测量的物理量是___________（填一个物理量及符号）。 （3）用测得的数据，可求得该行星的质量M=___________，该行星的半径R=___________（均用已知的物理量和测得的物理量表示）。 14. 某小组利用如图所示的实验装置探究合外力做功与动能变化的关系。调节木板倾斜程度，使得滑块未连接细绳时，恰好可以沿着木板匀速下滑。细绳一端通过力传感器连接在天花板上，另一端绕过滑块上的滑轮连接一重物（含遮光条），重物下方安装有两个光电门A和B。 （1）本实验不需要测量的物理量有______。 A. 滑块的质量M B. 重物的质量m C. 光电门A和B之间的高度h D. 遮光条宽度d和经过光电门的遮光时间、 E. 力传感器的读数F （2）重物通过光电门A时，滑块的速度为______。 （3）重物从A运动到B的过程中，滑块所受合外力做的功为______，滑块动能的变化量为______，若两者在实验误差范围内，即可得到合外力做功与动能变化的关系。 四、解答题（本题共4小题，共42分） 15. 我国在西昌卫星发射中心将“鹊桥”号中继星发射升空并成功进入预定轨道。设“鹊桥”号中断星在轨道上绕地球做匀速圆周运动的周期为T，已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R。求： （1）“鹊桥”号中继星离地面的高度h； （2）“鹊桥”号中继星运行的线速度大小v； （3）“鹊桥”号中继星在轨道上绕地球运行的向心加速度的大小。 16. 一台起重机，匀加速地将质量m为的货物从静止开始竖直吊起，在2s末货物的速度v为，不计空气阻力，g取。 (1)求起重机在这2s内的输出功率； (2)求起重机在2s末的输出功率。 17. 中国研制了一款新型电动汽车，这款电动汽车每次充电的时间比现有的汽车加油还快，运营中无需连接电缆，只需在候客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5公里，假设有一辆电动汽车，质量m=2×103kg，额定功率P=40kW，当此电动汽车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力Ff是车重的0.1倍，g=10m/s2，问： （1）此电动汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？ （2）若电动汽车从静止开始，保持以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ （3）若电动汽车从静止开始保持额定功率做加速运动，30s后达到最大速度，求此过程中电动汽车的位移。 18. 一装置的竖直截面如图所示，曲面轨道下端与水平面平滑连接，螺旋圆形轨道ABC的半径为，传送带长为L（未知）与水平面等高，斜面DE与水平面成角，D点与水平面的高度差。质量的滑块自曲面轨道上某位置由静止释放，滑块与传送带间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其他段均光滑，不计空气阻力，重力加速度，求： （1）若滑块恰好能通过圆形轨道最高点B点，求释放点的高度h及滑块在A点时受到支持力的大小； （2）当滑块从曲面轨道上高处由静止释放，传送带静止，滑块恰好停在传送带的右端，求传送带的长度L； （3）若滑块仍从曲面轨道上处由静止释放，传送带以恒定的线速度顺时针转动，滑块恰好从D点沿DE方向进入斜面，求传送带的线速度大小及摩擦力对传送带做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省平原县一中2025-2026学年高一下学期期中模拟考试 物理试卷 学校∶___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分） 1. 许多科学家在物理学的发展过程中做出了重要贡献，下列叙述错误的是（　　） A. 开普勒首先指出了行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆 B. 海王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下发现的行星” C. 牛顿的经典力学能够解决分子的运动问题 D. 卡文迪什第一次在实验室里测出了万有引力常量G，被称为“第一个称出地球质量的人” 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．开普勒首先指出了行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆，A正确； B．海王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下发现的行星”，B正确； C．经典力学适用于低速运动、宏观物体．不适用于高速和微观物体，C错误； D．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G，而被称为测出地球质量第一人，符合史实，D正确。 故选C。 2. 新时代的中国北斗导航系统是世界一流的。空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球表面两极处的重力加速度为，赤道处的重力加速度为，万有引力常量为G。若把地球看成密度均匀、半径为R的球体，下列说法正确的是（　　） A. 北斗地球静止卫星距离地球表面的高度 B. 北斗地球静止卫星距离地球表面的高度 C. 地球的平均密度 D. 地球的近地卫星的周期 【答案】B 【解析】 【详解】AB．物体在地球表面两极处的重力大小等于物体受地球的万有引力大小 物体在赤道处随着地球一起自转，由万有引力与支持力的合力提供向心力 联立以上解得地球自转角速度为 北斗地球静止卫星质量为 ，做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力 解得 故A错误。故B正确； C．根据密度公式和黄金代换式 得地球的平均密度为 故C错误； D．地球的近地卫星质量为，做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力 解得 故D错误。 故选B。 3. 已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为、向心加速度大小为，近地卫星线速度大小为、向心加速度大小为，地球静止卫星线速度大小为、向心加速度大小为。设近地卫星距地面高度不计，静止卫星距地面高度约为地球半径的6倍。则以下结论正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．对近地卫星与静止卫星 ， 解得 故A错误； B．赤道上的物体与静止卫星的角速度相等，则有 ， 解得 故B正确； C．对近地卫星与静止卫星 ， 解得 故C错误； D．赤道上的物体与静止卫星的角速度相等，则有 ， 解得 故D错误。 故选B。 4. 质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受阻力做功为 B. 物体重力做的功为-mgh C. 物体重力势能减少了mgh D. 物体动能增加了 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律 解得 物体所受阻力做功为 故A错误； B．物体重力做的功为 故B错误； C．物体重力势能减少量为 故C正确； D．物体动能增加量为 故D错误。 故选C。 5. 一辆玩具赛车在水平直线跑道上由静止开始以的恒定功率加速前进，赛车瞬时速度的倒数和瞬时加速度的关系如图所示，已知赛车在跑道上所受到的阻力不变，赛车到达终点前已达到最大速度。下列说法中正确的是（　　） A. 赛车做加速度逐渐增大的加速直线运动 B. 赛车的质量为 C. 赛车所受阻力大小为 D. 赛车速度大小为时，加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】由牛顿第二定律 可知赛车做加速度逐渐减小的加速直线运动，根据公式整理得 可见图象的斜率恒定为，与纵轴的截距为，结合图象可得 解得 代入解得 故C正确，ABD错误。 故选C。 6. 实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。我们需要通过各种方法来求解力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为W=F·|AC| B. 乙图中，全过程中F做的总功为72J C. 丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功 D. 图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是 【答案】B 【解析】 【详解】A．若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为 A错误； B．图像中图线与坐标轴围成的面积表示物体所做的功，如图可知，做功为 B正确； C．若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功为 C错误； D．若F为恒力，将小球从P拉到Q，F做的功为 若缓慢拉动，则F为变力，根据动能定理，有 可得 D错误。 故选B。 7. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆，标志着探月工程取得圆满成功，实现了世界首次月球背面采样返回，为后续载人探月工程打下坚实基础．设想载人飞船通过月地转移轨道被月球捕获，通过变轨先在轨道Ⅲ以速度大小做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，其中P、Q两点为椭圆轨道Ⅱ在轨道Ⅰ、Ⅲ处的切点，且经过P、Q两点时速度大小分别为、，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅰ以速度大小做匀速圆周运动（轨道半径等于月球半径），最后安全落在月球上。已知月球半径为R，月球表面重力加速度为，轨道Ⅲ距离月球表面高度为h，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 月球平均密度为 B. C. 载人飞船在P、Q点加速度之比为 D. 载人飞船从Q点到P点所用时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在月球表面，根据重力等于万有引力有 根据密度公式 其中 联立解得月球平均密度为 故A错误； B．卫星从轨道Ⅲ至轨道Ⅱ做近心运动，速度减少，故 故B错误； C．根据牛顿第二定律有 可得 则载人飞船在P、Q点加速度之比为 故C错误； D．根据开普勒第三定律有 又 解得载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上的运动周期为 则载人飞船从Q点到P点所用时间为 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，一个倾角为的光滑斜面固定在水平面上，不可伸长的轻绳一端固定在斜面上的O点，另一端系一个质量为m的小球（可视为质点），绳长为L，在O点沿斜面向下处的P点钉一枚与斜面垂直的钉子。现将小球拉起，使轻绳与斜面平行且在水平方向上伸直，由静止释放，小球绕O点转动90°时绳与钉子相碰。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是（ ） A. 绳和钉子碰撞前后瞬间，小球角速度大小不变 B. 绳和钉子碰撞前后瞬间，小球的向心加速度大小不变 C. 绳碰到钉子后，小球绕P点做圆周运动可恰好到达最高点O点 D. 若将钉子的位置P点沿斜面向下移动，OP距离越大，绳碰到钉子后瞬间受到的拉力越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．绳和钉子碰撞前后瞬间，小球线速度大小不变，根据 小球运动半径减半，则角速度变为原来的2倍，A错误； B．根据 小球向心加速度变为原来的2倍，B错误； C．根据机械能守恒，若小球能到达O点，速度大小为0，不符合实际情况，C错误； D．若将钉子的位置P点沿斜面向下移动，则绳碰到钉子后小球的运动半径减小，根据 得 则绳的拉力变大，D正确。 故选D。 二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。全选对得4分，漏选得2分，有选错得0分） 9. 未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，并将与空间站在B处对接，已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是（　　） A. 图中航天飞机正加速飞向B处 B. 航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 C. 根据题中条件可以算出月球质量 D. 根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，万有引力对航天飞机做正功，根据动能定理可知，航天飞机的动能增加，则图中航天飞机正加速飞向B处，故A正确； B．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，所以航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速，故B正确； CD．由万有引力提供向心力可得 解得月球的质量为 由于不知道空间站的质量，所以无法算出空间站受到月球引力的大小，故C正确，D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，一倾角为θ的传送带以速度 v顺时针匀速转动，质量为 m 的小物块以 v0（<v）的初速度从底端滑上传送带，物块到达顶端前已与传送带相对静止。已知物块与传送带间动摩擦因数为μ，且μ>tanθ。则下列说法正确的是（　　） A. 物块一定是先做匀加速运动再做匀速运动 B. 摩擦力对物块先做正功后不做功 C. 物块机械能先增加后不变 D. 物块与传送带间因摩擦产生的内能为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．因为 所以物块先向上做加速度为 的匀加速运动，与传送带共速后做匀速运动，故A正确； BC．物块运动过程中摩擦力与运动方向相同，始终做正功，所以机械能始终增加，故BC错误； D．物块匀加速的时间为 则物块与传送带的相对位移为 物块与传送带间因摩擦产生的内能为 联立可得 故D正确。 故选AD。 11. 若地球半径为R，把地球看作质量分布均匀的球体，已知质量分布均匀的球壳对球内任一质点的万有引力为零。中国空间站轨道距离地面高度为h，所在处的重力加速度为g1；“蛟龙”号载人潜水器下潜深度为d，所在处的重力加速度为g2；地表处重力加速度为g，不计地球自转影响，下列关系式正确的是（　 ） A. g1＝ B. g2＝ C. g1＝ D. g1＝ 【答案】C 【解析】 【详解】根据万有引力定律和质量分布均匀球体的球壳定理（球壳对球内质点万有引力为零），分析各位置重力加速度： - 地表重力加速度 ，其中 为地球质量， 为地球半径。 - 中国空间站在轨道高度 处，重力加速度 （万有引力提供向心力）。 - “蛟龙”号在深度 处，有效质量为半径 以内球体质量 ，重力加速度 A. 由 和 得 ，故A错误； B. 由 ，故B错误； C. 代入 得，故C正确； D. 代入 得，故D错误。 故选C。 12. 如图甲所示，若两颗人造卫星和均绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，它们之间的距离随时间变化的关系图像如图乙所示，变化周期为，卫星和的最近距离为、最远距离为。不考虑、间的万用引力，已知地球半径为。下列说法正确的是（　　） A. 卫星做匀速圆周运动的半径为 B. 卫星做匀速圆周运动的周期为 C. 地球表面的重力加速度为 D. 地球的第一宇宙速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据图甲和图乙可得 解得 故A正确； B．设卫星a、b的周期分别为、，由图乙可知每隔时间T两卫星距离最近，即每隔时间T，卫星a就比卫星b多转了一周，则有 根据开普勒第三定律有 联立解得 故B错误； C．卫星a绕地球做匀速圆周运动，则有 在地球表面处有 解得 故C正确； D．在地球表面处有 解得 故D错误。 故选AC。 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分） 13. 一艘宇宙飞船飞向某一新发现的行星，并进入该行星表面的圆形轨道绕该行星运行数圈后，着陆于该行星，宇宙飞船上备有下列器材： A.精确秒表一只 弹簧秤一个 质量已知的钩码 天平一台 已知宇航员在宇宙飞船绕行星飞行的过程中和飞船着陆后均作了测量，依据所测得的数据和引力常量，可求得该行星的质量和半径。请回答下列问题： （1）测量相关数据应选用的器材是___________（选填宇宙飞船上备有的器材前面的字母序号）。 （2）宇宙飞船在绕行星表面运行的过程中，应直接测量的物理量是___________（填一个物理量及符号），宇航员在着陆后应间接测量的物理量是___________（填一个物理量及符号）。 （3）用测得的数据，可求得该行星的质量M=___________，该行星的半径R=___________（均用已知的物理量和测得的物理量表示）。 【答案】 ①. ABC ②. 宇宙飞船运动的周期 ③. 行星表面的重力加速度 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]宇宙飞船在绕行星表面运行的过程中应用秒表直接测量的物理量是宇宙飞船运动的周期，宇航员在着陆后用弹簧秤测钩码的重力； 故选ABC。 （2）[2][3]需要用计时表测量宇宙飞船运动的周期，用弹簧秤测量质量已知的钩码重力，间接测量的物理量是行星表面的重力加速度； （3）[4][5]要测量行星的半径和质量，根据重力等于万有引力，有 根据万有引力提供向心力，有 由以上两式解得 14. 某小组利用如图所示的实验装置探究合外力做功与动能变化的关系。调节木板倾斜程度，使得滑块未连接细绳时，恰好可以沿着木板匀速下滑。细绳一端通过力传感器连接在天花板上，另一端绕过滑块上的滑轮连接一重物（含遮光条），重物下方安装有两个光电门A和B。 （1）本实验不需要测量的物理量有______。 A. 滑块的质量M B. 重物的质量m C. 光电门A和B之间的高度h D. 遮光条宽度d和经过光电门的遮光时间、 E. 力传感器的读数F （2）重物通过光电门A时，滑块的速度为______。 （3）重物从A运动到B的过程中，滑块所受合外力做的功为______，滑块动能的变化量为______，若两者在实验误差范围内，即可得到合外力做功与动能变化的关系。 【答案】（1）B （2） （3） ①. Fh ②. 【解析】 【小问1详解】 根据实验原理，对滑块，需要验证的表达式为W=ΔEk=Ek2-Ek1 其中重物经过两光电门时的速度分别为，，则对应的滑块的速度等于重物速度的；而W=Fh 即 由于使用了力传感器，不需要用重物的重力代替绳子的拉力，因此不需要测量重物的质量m，故ACDE正确，B错误。 本题选择不需要测量的物理量。故选B。 【小问2详解】 连接滑块的滑轮为动滑轮，因此滑块的运动速度为重物速度的一半，即滑块的速度； 【小问3详解】 重物从A运动到B的过程中，滑块运动的距离，滑块所受的合外力F合=2F，合外力所做的功 滑块动能的变化量为 四、解答题（本题共4小题，共42分） 15. 我国在西昌卫星发射中心将“鹊桥”号中继星发射升空并成功进入预定轨道。设“鹊桥”号中断星在轨道上绕地球做匀速圆周运动的周期为T，已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R。求： （1）“鹊桥”号中继星离地面的高度h； （2）“鹊桥”号中继星运行的线速度大小v； （3）“鹊桥”号中继星在轨道上绕地球运行的向心加速度的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设地球质量为，“鹊桥”号中继星的质量为，由万有引力提供向心力可得 在地球表面有 联立解得 【小问2详解】 “鹊桥”号中继星运行的线速度大小为 联立解得 【小问3详解】 “鹊桥”号中继星的向心加速度大小为 联立解得 16. 一台起重机，匀加速地将质量m为的货物从静止开始竖直吊起，在2s末货物的速度v为，不计空气阻力，g取。 (1)求起重机在这2s内的输出功率； (2)求起重机在2s末的输出功率。 【答案】(1)；(2) 【解析】 【详解】(1)货车的加速度为 根据牛顿第二定律得货车所受的拉力为 2s内货车的平均速度为 起重机在这2s内的输出功率即为这2s内的平均功率，根据功率的推导公式得 (2)起重机在2s末的输出功率为 17. 中国研制了一款新型电动汽车，这款电动汽车每次充电的时间比现有的汽车加油还快，运营中无需连接电缆，只需在候客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5公里，假设有一辆电动汽车，质量m=2×103kg，额定功率P=40kW，当此电动汽车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力Ff是车重的0.1倍，g=10m/s2，问： （1）此电动汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？ （2）若电动汽车从静止开始，保持以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ （3）若电动汽车从静止开始保持额定功率做加速运动，30s后达到最大速度，求此过程中电动汽车的位移。 【答案】（1）20m/s；（2）10s；（3）400m 【解析】 【详解】（1）当电动汽车速度达到最大时电动汽车的牵引力与阻力平衡，即 解得汽车最大速度为 （2）电动汽车做匀加速运动，由牛顿第二定律得 解得 设电动汽车刚达到额定功率时的速度为 代入数据解得 设电动汽车匀加速运动的时间为，则 解得 （3）从静止到最大速度整个过程牵引力与阻力做功，由动能定理得 代入数据解得 18. 一装置的竖直截面如图所示，曲面轨道下端与水平面平滑连接，螺旋圆形轨道ABC的半径为，传送带长为L（未知）与水平面等高，斜面DE与水平面成角，D点与水平面的高度差。质量的滑块自曲面轨道上某位置由静止释放，滑块与传送带间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其他段均光滑，不计空气阻力，重力加速度，求： （1）若滑块恰好能通过圆形轨道最高点B点，求释放点的高度h及滑块在A点时受到支持力的大小； （2）当滑块从曲面轨道上高处由静止释放，传送带静止，滑块恰好停在传送带的右端，求传送带的长度L； （3）若滑块仍从曲面轨道上处由静止释放，传送带以恒定的线速度顺时针转动，滑块恰好从D点沿DE方向进入斜面，求传送带的线速度大小及摩擦力对传送带做的功。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，滑块通过B点时有 滑块由h处到B点的过程，根据动能定理有 解得 滑块由h处到A点的过程，根据动能定理有 滑块通过A点时，由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 滑块从处到传送带左侧的过程，根据动能定理有 得 滑块在传送带上的运动过程，根据动能定理有 解得 【小问3详解】 滑块离开水平面后做平抛运动，竖直方向有 得 滑块经过D点时有 得 滑块在传送带上减速到与传送带速度相等的过程，根据动能定理有 得 则滑块在传送带上先减速，后与传送带一起匀速运动，所以传送带的速度为 滑块在传送带上减速过程有， 得 传送带通过的位移 摩擦力对传送带做的功 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $