精品解析：山东莒南县2025-2026学年度第二学期期中阶段性学业质量检测高一物理试题

2025—2026学年度第二学期阶段性学业质量检测 高一物理试题 时间：90分钟 满分：100分 第Ⅰ卷 选择题（共40分） 一、单项选择题（本题共8个小题。每小题3分，共24分。在每小题给出的4个选项中，只有一个选项正确。） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 物体的动能不变，所受的合外力必定为零 B. 做匀速圆周运动的物体，加速度都指向圆心 C. 做匀速圆周运动的物体，向心加速度不变 D. 一定质量的物体动能变化时，速度不一定变化 2. 一辆前轮为驱动轮的汽车在进行上线检测时，需要把驱动轮压在两个半径相同的有固定转轴的滚筒上，保证驱动轮转动时汽车不会向前运动，工作人员模拟驾驶汽车，使汽车驱动轮以恒定的转速转动，并且车轮与滚筒间不打滑。如图所示，A、B、C分别为轮胎边缘、轮毂边缘及滚筒边缘上的三个点，半径分别为rA、rB、rC，且。下列说法正确的是（　　） A. A点与B点的线速度大小相等 B. A点与C点的角速度大小之比5:4 C. B点与C点的线速度大小之比为4:5 D. B点与C点的角速度大小之比为5:3 3. 质量为1kg的物体在水平拉力作用下沿水平面从静止开始运动，所受拉力F随位移x的变化图像如图所示，物体和水平面之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度取10m/s2，不计空气阻力，则物体运动的最大位移为（　　） A. 2m B. 3m C. 4m D. 5m 4. “双星系统”与“三星系统”都是宇宙中常见的天体系统，两种系统中，天体均可在万有引力的作用下绕共同的圆心做匀速圆周运动。如图分别为两种天体系统的示意图，图中五个球形天体的质量均为M，天体连心线的长度均为L，引力常量为G、“双星系统”与“三星系统”运动周期之比为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，水平地面上有一个可以绕竖直轴匀速转动的圆锥筒，筒壁与水平面的夹角为，内壁有两个可视为质点的小球始终随圆锥筒一起做匀速圆周运动，。忽略空气阻力，取。则下列说法中正确的是（　　） A. A受到摩擦力恰好为0时，圆锥筒转动的角速度为 B. B受到摩擦力恰好为0时，圆锥筒转动的角速度为 C. 当圆锥筒转动的角速度时，A受到的摩擦力方向沿筒壁向下 D. 当圆锥筒转动的角速度时，A受到的摩擦力方向沿筒壁向下 6. 中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，如图甲所示，两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相同。测得两卫星之间的距离d随时间t变化的关系如图乙所示，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. a、b两卫星的运行半径之比为1:3 B. a、b两卫星的向心加速度之比为1:4 C. a、b两卫星的公转周期之比为1:2 D. a卫星的周期为 7. 一个半圆光滑轨道固定于水平面上，轨道半径R=0.3m，质量m=3kg的小球经过半圆轨道的最低点A时的速度大小为v0，运动到B点时小球恰好脱离轨道，B点与圆心O的连线与水平方向的夹角为30°，已知g=10m/s2，不计一切阻力，下列说法中正确的是（　　） A. 小球运动到B点时的速度大小为1.5m/s B. 小球经过A点时的速度大小为10.5m/s C. 小球经过A点时对轨道的压力为135N D. 小球经过A点时对轨道的压力为100N 8. 如图所示，套在光滑竖直杆上的轻弹簧与杆一起固定在水平地面上，弹簧的另一端与穿在杆上的小球相连，绕过定滑轮O点的轻绳一端连接小球，另一端连接放在光滑固定斜面上的小滑块。初始时托住小滑块，使轻绳刚好伸直但恰好无拉力，之后由静止释放小滑块，小球从M点沿杆向N点运动。已知斜面的倾角为30°，小球的质量为m，小滑块的质量为6m，ON长度为L，ON与MN垂直。初始时轻绳与杆的夹角为37°，O点左侧的轻绳与斜面平行，小球经过N点时弹簧的弹力大小与初始时相等，重力加速度为g，sin37°=0.6。在小球从M点向上运动到N点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球和小滑块组成的系统机械能守恒 B. 弹簧的劲度系数为 C. 在运动过程中小滑块的速度始终大于小球的速度 D. 小球运动到N点时的速度大小为 二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的4个选项中，每个小题有多个选项正确。全部选对的得在分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。） 9. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力小于重力 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度增大 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置的角速度小于在B位置时的角速度 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 10. 如图甲所示，小球在竖直放置的光滑圆形细管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时，管道对小球的弹力与在最高点时的速度平方的关系如图乙所示（取竖直向上为正方向），重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 小球的质量为0.8kg B. 小球的质量为0.4kg C. 小球做圆周运动的半径为1.0m D. 小球做圆周运动的半径为0.4m 11. 我国“嫦娥六号”实现了人类第一次从月球背面着陆。如图所示为“嫦娥六号”发射活动的部分轨迹演示图，“嫦娥六号”经地月转移轨道，从B点进入环月轨道Ⅰ，再经变轨，从B点进入环月轨道Ⅱ，在近月点C动力下降后成功落月。已知环月轨道Ⅰ是半径为R1的圆轨道，环月轨道Ⅱ为椭圆轨道，近月点C离月球球心的距离为R2。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥六号”的发射速度大于11.2km/s才能脱离地球成为环月卫星 B. “嫦娥六号”在轨道Ⅰ上经过B点减速才能进入轨道Ⅱ C. “嫦娥六号”在环月轨道Ⅰ与环月轨道Ⅱ的周期之比为 D. “嫦娥六号”在环月轨道Ⅱ上B点和C点的速度之比为 12. “复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有三节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比（F阻=kv，k为常量），动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是（　　） A. 动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变 B. 若三节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动 C. 若三节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm，则这一过程中该动车组阻力做的功为 D. 若三节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为 第Ⅱ卷（非选择题） 三、非选择题：本题共6小题，共60分 13. 一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小F，滑块上固定一遮光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。该同学先保持滑块质量m和运动半径r不变，探究向心力大小与线速度大小的关系。 （1）该同学采用的实验方法主要是________；（填正确答案标号） A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 （2）该同学通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F，算出对应的线速度v及的数值，以为横轴，F为纵轴，作出图线，如图丙所示，由图可知，F与成________关系（选填“正比”、“反比”），图线斜率的物理意义是___________。若滑块运动半径，由图线可得滑块的质量________kg（保留2位有效数字）。 14. 用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。绕过定滑轮的轻质细线的下端悬挂质量分别为m1、m2的重物A、B，B从高处由静止开始下落，A上连接的纸带通过固定的电火花打点计时器打出一系列的点。乙图是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的距离如图乙所示。已知m1=150g、m2=450g，（g=9.8m/s2）则： （1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有（　　） A. 刻度尺 B. 秒表 C. 8V的交流电源 D. 220V的交流电源 （2）在打点0~5过程中系统动能的增加量∆Ek=_______J，重力势能的减少量∆Ep=_______J。（结果保留3位有效数字） （3）若重物A上升的高度为h，A、B两重物的速度大小为v，作出v2-h的图线。若机械能守恒，图线________（填是或不是）经过原点的一条直线，已知v2-h图线的斜率为k，则重力加速度为________（用k表示）。 15. “旋转飞椅”（图甲）是游乐场中颇受欢迎的游乐项目，其简化模型如图乙所示。座椅通过钢索悬挂在水平转盘的边缘，已知悬点到中心轴的距离为R=6m，缆绳竖直时，座椅恰好接触地面，长度为l=8m。装置启动后，转盘先向上抬升h=2m，再开始绕竖直轴转动，达到设定值后保持不变，稳定后缆绳与竖直方向的夹角θ=37°，游客和座椅（整体可视为质点）总质量为m=50kg，不考虑一切阻力和钢索的重力，重力加速度g取10m/s2。求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）当旋转飞椅以最大的角速度匀速旋转时，游客和座椅的速度v的大小； （2）从装置启动到稳定转动的过程中，钢索对该游客和座椅做的功W。 16. 如图所示，建筑工地的塔吊正在将建筑材料竖直向上吊起，建筑材料从静止开始向上吊起的过程中，塔吊电动机的功率恒定，被吊建筑材料的质量为m，上升过程中受到的空气阻力大小恒为f（f<mg）。经过时间t，建筑材料的速度达到最大，最大速度大小为v，重力加速度为g。求： （1）建筑材料从静止运动到最大速度过程中，上升的高度； （2）当建筑材料的速度为时，建筑材料的加速度大小。 17. 《流浪地球2》中太空电梯非常吸引观众眼球，理论上人类用超级缆绳搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。图1为电影《流浪地球2》中的太空电梯，图2为其简易图。图2中太空电梯通过超级缆绳将配重空间站和地球赤道连接在一起，它们随地球以同步静止状态一起转动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量G。若同步卫星轨道距地面6R，配重空间站的质量为m，配重空间站的高度比同步卫星轨道高3R，电梯、缆绳的质量和其他阻力忽略不计。求： （1）估算地球的质量及密度； （2）地球的自转周期T； （3）配重空间站受到缆绳的力大小为多少。 18. 如图所示，管道ABCDE竖直放置，ABCD段内壁光滑，其圆形轨道部分半径R1=2.0m，管道左侧A处放有弹射装置，被弹出的物块可平滑进入管道，管道右端出口D恰好水平，且与圆心O1等高。直管DE内壁粗糙，动摩擦因数为μ=0.2，长度为LDE=2.5m，出口E的右侧平滑串接内壁光滑且半径为r=1m的半圆形细圆管道EPF，圆管轨道DEPF固定在水平桌面上，该圆管轨道的F端与一竖直面内半径为R2=8m的光滑圆弧轨道平滑串接。质量为m=0.1kg的滑块甲通过弹射装置获得初动能，弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比。当弹射器中的弹簧压缩量为d时，滑块甲到达与圆心O1等高的C处时刚好对管壁无挤压。所有管道内径远小于圆形轨道半径，滑块大小略小于管的内径，滑块视为质点，空气阻力忽略不计，g=10m/s2。 （1）求弹射器释放的弹性势能Ep和滑块经过B点时对管道的压力F； （2）当弹射器中的弹簧压缩量为2d时，求滑块甲经过P点后，从F端飞出进入圆弧轨道GF，求滑块能到达GF轨道上的最大高度h； （3）将滑块甲从GF圆弧轨道上某个位置静止释放，释放位置与圆心O3的连线跟竖直方向夹角为θ，滑块甲能运动到A点，求最小夹角θ的余弦值； （4）若在滑块甲从GF轨道以（3）中最小夹角θ的位置释放时，在DE段施加一个水平向左的恒力F恒=0.5N，同时DE段的动摩擦因数变为（x为滑块在DE段的位移，单位：m），求滑块第一次到达A点时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度第二学期阶段性学业质量检测 高一物理试题 时间：90分钟 满分：100分 第Ⅰ卷 选择题（共40分） 一、单项选择题（本题共8个小题。每小题3分，共24分。在每小题给出的4个选项中，只有一个选项正确。） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 物体的动能不变，所受的合外力必定为零 B. 做匀速圆周运动的物体，加速度都指向圆心 C. 做匀速圆周运动的物体，向心加速度不变 D. 一定质量的物体动能变化时，速度不一定变化 【答案】B 【解析】 【详解】A．动能公式为，动能不变仅说明速度大小不变，速度方向可以改变（如匀速圆周运动），此时合外力提供向心力，不为零，故A错误； B．做匀速圆周运动的物体，切向加速度为零，仅存在指向圆心的向心加速度，因此加速度全部指向圆心，故B正确； C．向心加速度是矢量，做匀速圆周运动的物体，向心加速度大小不变，但方向始终指向圆心、时刻变化，因此向心加速度是变化的，故C错误； D．一定质量的物体动能变化，说明速度大小一定变化，速度是矢量，大小变化则速度一定变化，故D错误。 故选B。 2. 一辆前轮为驱动轮的汽车在进行上线检测时，需要把驱动轮压在两个半径相同的有固定转轴的滚筒上，保证驱动轮转动时汽车不会向前运动，工作人员模拟驾驶汽车，使汽车驱动轮以恒定的转速转动，并且车轮与滚筒间不打滑。如图所示，A、B、C分别为轮胎边缘、轮毂边缘及滚筒边缘上的三个点，半径分别为rA、rB、rC，且。下列说法正确的是（　　） A. A点与B点的线速度大小相等 B. A点与C点的角速度大小之比5:4 C. B点与C点的线速度大小之比为4:5 D. B点与C点的角速度大小之比为5:3 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知，A点与B点为同轴传动，所以角速度相等，即 A点与C点为摩擦传动，线速度大小相同，即 根据线速度与角速度的关系，可得， 所以， 故选C。 3. 质量为1kg的物体在水平拉力作用下沿水平面从静止开始运动，所受拉力F随位移x的变化图像如图所示，物体和水平面之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度取10m/s2，不计空气阻力，则物体运动的最大位移为（　　） A. 2m B. 3m C. 4m D. 5m 【答案】A 【解析】 【详解】设最大位移为x，根据动能定理可得 图像与坐标轴围成的面积代表拉力做功，即 解得 故选A。 4. “双星系统”与“三星系统”都是宇宙中常见的天体系统，两种系统中，天体均可在万有引力的作用下绕共同的圆心做匀速圆周运动。如图分别为两种天体系统的示意图，图中五个球形天体的质量均为M，天体连心线的长度均为L，引力常量为G、“双星系统”与“三星系统”运动周期之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对“双星系统”有 对“三星系统”，任何一个天体运动的向心力是由其他天体的万有引力的合力提供的，有 其中 联立可得 故选B。 5. 如图所示，水平地面上有一个可以绕竖直轴匀速转动的圆锥筒，筒壁与水平面的夹角为，内壁有两个可视为质点的小球始终随圆锥筒一起做匀速圆周运动，。忽略空气阻力，取。则下列说法中正确的是（　　） A. A受到摩擦力恰好为0时，圆锥筒转动的角速度为 B. B受到摩擦力恰好为0时，圆锥筒转动的角速度为 C. 当圆锥筒转动的角速度时，A受到的摩擦力方向沿筒壁向下 D. 当圆锥筒转动的角速度时，A受到的摩擦力方向沿筒壁向下 【答案】D 【解析】 【详解】ACD．A受到摩擦力恰好为0时，A受到重力和支持力的合力提供向心力，则有 解得圆锥筒转动的角速度为 则当圆锥筒转动的角速度时，A受到重力和支持力的合力大于所需向心力，A有向心运动趋势，A受到的摩擦力方向沿筒壁向上；当圆锥筒转动的角速度时，A受到重力和支持力的合力小于所需向心力，A有离心运动趋势，A受到的摩擦力方向沿筒壁向下；故AC错误，D正确； B．B受到摩擦力恰好为0时，B受到重力和支持力的合力提供向心力，则有 解得圆锥筒转动的角速度为 故B错误。 故选D。 6. 中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，如图甲所示，两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相同。测得两卫星之间的距离d随时间t变化的关系如图乙所示，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. a、b两卫星的运行半径之比为1:3 B. a、b两卫星的向心加速度之比为1:4 C. a、b两卫星的公转周期之比为1:2 D. a卫星的周期为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可得， 解得， 所以a、b两卫星的运行半径之比为1:2，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 所以卫星运动的向心加速度为 则a、b两卫星的向心加速度大小之比为4:1，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 卫星运动的周期为 则a、b两卫星的周期之比为，故C错误； D．由题意可得， 联立解得，故D正确。 故选D。 7. 一个半圆光滑轨道固定于水平面上，轨道半径R=0.3m，质量m=3kg的小球经过半圆轨道的最低点A时的速度大小为v0，运动到B点时小球恰好脱离轨道，B点与圆心O的连线与水平方向的夹角为30°，已知g=10m/s2，不计一切阻力，下列说法中正确的是（　　） A. 小球运动到B点时的速度大小为1.5m/s B. 小球经过A点时的速度大小为10.5m/s C. 小球经过A点时对轨道的压力为135N D. 小球经过A点时对轨道的压力为100N 【答案】C 【解析】 【详解】A．运动到B点时小球恰好脱离轨道，此时小球受到的弹力刚好为0，根据牛顿第二定律可得 解得小球运动到B点时的速度大小为，故A错误； BCD．从A点到B点过程，根据动能定理可得 解得小球经过A点时的速度大小为 在A点，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，小球经过A点时对轨道的压力为135N，故BD错误，C正确。 故选C。 8. 如图所示，套在光滑竖直杆上的轻弹簧与杆一起固定在水平地面上，弹簧的另一端与穿在杆上的小球相连，绕过定滑轮O点的轻绳一端连接小球，另一端连接放在光滑固定斜面上的小滑块。初始时托住小滑块，使轻绳刚好伸直但恰好无拉力，之后由静止释放小滑块，小球从M点沿杆向N点运动。已知斜面的倾角为30°，小球的质量为m，小滑块的质量为6m，ON长度为L，ON与MN垂直。初始时轻绳与杆的夹角为37°，O点左侧的轻绳与斜面平行，小球经过N点时弹簧的弹力大小与初始时相等，重力加速度为g，sin37°=0.6。在小球从M点向上运动到N点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球和小滑块组成的系统机械能守恒 B. 弹簧的劲度系数为 C. 在运动过程中小滑块的速度始终大于小球的速度 D. 小球运动到N点时的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，在小球从M点向上运动到N点的过程中，小球、小滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误； B．由几何关系可知，在M点弹簧的压缩量为 在M点，根据平衡条件可得 联立可得弹簧的劲度系数为，故B错误； C．设轻绳与杆的夹角为θ，根据速度关联可得 当小球运动到N点时，有， 则 由此可知，滑块的速度先增大后减小，故在运动过程中小滑块的速度不是始终大于小球的速度，故C错误； D．由于小球经过N点时弹簧的弹力大小与初始时相等，故在M、N两点弹簧的弹性势能相等，根据系统机械能守恒定律可得 解得小球运动到N点时的速度大小为，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的4个选项中，每个小题有多个选项正确。全部选对的得在分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。） 9. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力小于重力 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度增大 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置的角速度小于在B位置时的角速度 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设汽车的质量为m，拱桥的半径为R，在最高点时，根据牛顿第二定律可得 则有 结合牛顿第三定律可知汽车通过拱桥最高点时对桥的压力小于重力，故A正确； B．设圆锥摆的角速度为ω，高度为h，根据牛顿第二定律可得， 解得 由此可知，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，故B错误； C．设筒壁与中轴线夹角为θ，根据牛顿第二定律可得 由于A位置的圆周半径大于B位置的圆周半径，则小球在A位置转动的角速度小于在B位置时的角速度，故C正确； D．火车转弯超过规定速度行驶时，所需要的向心力增大，外轨与轮缘之间有挤压，内轨与轮缘之间无挤压，故D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，小球在竖直放置的光滑圆形细管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时，管道对小球的弹力与在最高点时的速度平方的关系如图乙所示（取竖直向上为正方向），重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 小球的质量为0.8kg B. 小球的质量为0.4kg C. 小球做圆周运动的半径为1.0m D. 小球做圆周运动的半径为0.4m 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当速度的平方为零时，小球在最高点时处于平衡状态，此时 可得 故B正确，A错误； CD．当在最高点，管道对小球速度为零时，速度平方为10，此时重力提供向心力，有 代入数据可得 故C正确，D错误。 故选BC。 11. 我国“嫦娥六号”实现了人类第一次从月球背面着陆。如图所示为“嫦娥六号”发射活动的部分轨迹演示图，“嫦娥六号”经地月转移轨道，从B点进入环月轨道Ⅰ，再经变轨，从B点进入环月轨道Ⅱ，在近月点C动力下降后成功落月。已知环月轨道Ⅰ是半径为R1的圆轨道，环月轨道Ⅱ为椭圆轨道，近月点C离月球球心的距离为R2。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥六号”的发射速度大于11.2km/s才能脱离地球成为环月卫星 B. “嫦娥六号”在轨道Ⅰ上经过B点减速才能进入轨道Ⅱ C. “嫦娥六号”在环月轨道Ⅰ与环月轨道Ⅱ的周期之比为 D. “嫦娥六号”在环月轨道Ⅱ上B点和C点的速度之比为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．11.2km/s是第二宇宙速度，逃逸地球的速度，月球还在地球引力范围内，则“嫦娥六号”的发射速度小于11.2km/s，故A错误； B．“嫦娥六号”在轨道Ⅰ的B点进入轨道Ⅱ要点火减速，做近心运动，故B正确； C．根据开普勒第三定律可得 所以“嫦娥六号”在环月轨道Ⅰ与环月轨道Ⅱ的周期之比为，故C正确； D．根据开普勒第二定律可得“嫦娥六号”在环月轨道Ⅱ上B点和C点速度之比为，故D正确。 故选BCD。 12. “复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有三节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比（F阻=kv，k为常量），动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是（　　） A. 动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变 B. 若三节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动 C. 若三节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm，则这一过程中该动车组阻力做的功为 D. 若三节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．对动车，由牛顿第二定律有， 若动车组在匀加速启动，即加速度a恒定，但F阻随速度增大而增大，则牵引力增大，故A错误； B．若三节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为3P，由牛顿第二定律有 由此可知，加速启动过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B错误； C．若三节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度，根据动能定理可得 解得，故C正确； D．若三节动力车厢输出的总功率为，当动车组匀速行驶时加速度为零，有 而以额定功率匀速行驶时，有 联立解得，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、非选择题：本题共6小题，共60分 13. 一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小F，滑块上固定一遮光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。该同学先保持滑块质量m和运动半径r不变，探究向心力大小与线速度大小的关系。 （1）该同学采用的实验方法主要是________；（填正确答案标号） A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 （2）该同学通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F，算出对应的线速度v及的数值，以为横轴，F为纵轴，作出图线，如图丙所示，由图可知，F与成________关系（选填“正比”、“反比”），图线斜率的物理意义是___________。若滑块运动半径，由图线可得滑块的质量________kg（保留2位有效数字）。 【答案】（1）C （2） ①. 正比 ②. ③. 0.20 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小F与质量m、线速度v和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 [1]如图丙所示，图像为过原点的直线，可知F与成正比关系； [2][3]根据向心力公式 可知图像的斜率为 图线斜率的物理意义是 可得滑块的质量 14. 用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。绕过定滑轮的轻质细线的下端悬挂质量分别为m1、m2的重物A、B，B从高处由静止开始下落，A上连接的纸带通过固定的电火花打点计时器打出一系列的点。乙图是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的距离如图乙所示。已知m1=150g、m2=450g，（g=9.8m/s2）则： （1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有（　　） A. 刻度尺 B. 秒表 C. 8V的交流电源 D. 220V的交流电源 （2）在打点0~5过程中系统动能的增加量∆Ek=_______J，重力势能的减少量∆Ep=_______J。（结果保留3位有效数字） （3）若重物A上升的高度为h，A、B两重物的速度大小为v，作出v2-h的图线。若机械能守恒，图线________（填是或不是）经过原点的一条直线，已知v2-h图线的斜率为k，则重力加速度为________（用k表示）。 【答案】（1）AD （2） ①. 1.73 ②. 1.76 （3） ①. 是 ②. k 【解析】 【小问1详解】 A．实验中需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离，故A正确； B．通过打点计时器可以知道计数点间的时间间隔，所以不需要秒表，故B错误； CD．电火花打点计时器需要连接220V交流电源，故C错误，D正确。 故选AD。 【小问2详解】 [1]由于交流电源频率为50Hz，且每相邻两计数点间还有4个点未标出，则相邻计数点的时间间隔为 打下5点时的速度大小为 则在打点0~5过程中系统动能的增加量为 [2]系统重力势能的减少量为 【小问3详解】 [1][2]根据系统机械能守恒可得 所以 由此可知，若机械能守恒，v2-h图线是过原点的一条直线，且图像的斜率为 所以重力加速度为 15. “旋转飞椅”（图甲）是游乐场中颇受欢迎的游乐项目，其简化模型如图乙所示。座椅通过钢索悬挂在水平转盘的边缘，已知悬点到中心轴的距离为R=6m，缆绳竖直时，座椅恰好接触地面，长度为l=8m。装置启动后，转盘先向上抬升h=2m，再开始绕竖直轴转动，达到设定值后保持不变，稳定后缆绳与竖直方向的夹角θ=37°，游客和座椅（整体可视为质点）总质量为m=50kg，不考虑一切阻力和钢索的重力，重力加速度g取10m/s2。求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）当旋转飞椅以最大的角速度匀速旋转时，游客和座椅的速度v的大小； （2）从装置启动到稳定转动的过程中，钢索对该游客和座椅做的功W。 【答案】（1）9m/s，沿轨迹的切线方向 （2）3825J 【解析】 【小问1详解】 稳定转动时，游客和座椅受重力和绳的拉力，根据牛顿第二定律可得 根据几何关系可得半径为 联立解得 速度方向沿轨迹的切线方向； 【小问2详解】 从装置启动到稳定转动的过程中，座椅和游客上升高度为 根据动能定理可得 解得钢索对该游客和座椅做的功为 16. 如图所示，建筑工地的塔吊正在将建筑材料竖直向上吊起，建筑材料从静止开始向上吊起的过程中，塔吊电动机的功率恒定，被吊建筑材料的质量为m，上升过程中受到的空气阻力大小恒为f（f<mg）。经过时间t，建筑材料的速度达到最大，最大速度大小为v，重力加速度为g。求： （1）建筑材料从静止运动到最大速度过程中，上升的高度； （2）当建筑材料的速度为时，建筑材料的加速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当牵引力等于重力和阻力之和时，速度达到最大，所以电动机功率为 建筑材料从静止运动到最大速度过程中，根据动能定理可得 解得 【小问2详解】 当建筑材料的速度为时，塔吊对建筑材料的拉力大小为 解得 根据牛顿第二定律可得 解得 17. 《流浪地球2》中太空电梯非常吸引观众眼球，理论上人类用超级缆绳搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。图1为电影《流浪地球2》中的太空电梯，图2为其简易图。图2中太空电梯通过超级缆绳将配重空间站和地球赤道连接在一起，它们随地球以同步静止状态一起转动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量G。若同步卫星轨道距地面6R，配重空间站的质量为m，配重空间站的高度比同步卫星轨道高3R，电梯、缆绳的质量和其他阻力忽略不计。求： （1）估算地球的质量及密度； （2）地球的自转周期T； （3）配重空间站受到缆绳的力大小为多少。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 忽略地球自转时，地球表面物体万有引力等于重力 解得 天体密度为 解得 【小问2详解】 万有引力提供向心力 静止空间站轨道半径 解得 【小问3详解】 缆绳对配重拉力为F，F与万有引力共同提供向心力，配重空间站的轨道半径 根据牛顿第二定律有 解得 18. 如图所示，管道ABCDE竖直放置，ABCD段内壁光滑，其圆形轨道部分半径R1=2.0m，管道左侧A处放有弹射装置，被弹出的物块可平滑进入管道，管道右端出口D恰好水平，且与圆心O1等高。直管DE内壁粗糙，动摩擦因数为μ=0.2，长度为LDE=2.5m，出口E的右侧平滑串接内壁光滑且半径为r=1m的半圆形细圆管道EPF，圆管轨道DEPF固定在水平桌面上，该圆管轨道的F端与一竖直面内半径为R2=8m的光滑圆弧轨道平滑串接。质量为m=0.1kg的滑块甲通过弹射装置获得初动能，弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比。当弹射器中的弹簧压缩量为d时，滑块甲到达与圆心O1等高的C处时刚好对管壁无挤压。所有管道内径远小于圆形轨道半径，滑块大小略小于管的内径，滑块视为质点，空气阻力忽略不计，g=10m/s2。 （1）求弹射器释放的弹性势能Ep和滑块经过B点时对管道的压力F； （2）当弹射器中的弹簧压缩量为2d时，求滑块甲经过P点后，从F端飞出进入圆弧轨道GF，求滑块能到达GF轨道上的最大高度h； （3）将滑块甲从GF圆弧轨道上某个位置静止释放，释放位置与圆心O3的连线跟竖直方向夹角为θ，滑块甲能运动到A点，求最小夹角θ的余弦值； （4）若在滑块甲从GF轨道以（3）中最小夹角θ的位置释放时，在DE段施加一个水平向左的恒力F恒=0.5N，同时DE段的动摩擦因数变为（x为滑块在DE段的位移，单位：m），求滑块第一次到达A点时的速度大小。 【答案】（1）2J，3N，方向竖直向下 （2）5.5m （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，从释放到C点，根据能量守恒定律可得 解得 从B到C，根据动能定理可得 在B点，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可得滑块对管道的压力大小为 方向竖直向下； 【小问2详解】 当弹簧压缩量为2d时，有 从释放到P点，根据能量守恒定律可得 解得 【小问3详解】 只有过圆O1轨道的最高点才能到达A点，从GF圆弧轨道上夹角θ时释放到恰过圆O1轨道最高点，根据动能定理可得 解得 【小问4详解】 在DE段摩擦力做功为Wf，则 从释放点到A点，全过程根据动能定理可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $