江西省吉安市安福县2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）
文档属性
| 名称 | 江西省吉安市安福县2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-05-21 08:46:04 | ||
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文档简介
安福县2022-2023学年高一下学期期中考试
物理
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．如果物体运动状态发生了变化，说明该物体的（ ）
A．速度方向一定发生了变化
B．速度大小一定发生了变化
C．加速度一定发生了变化
D．受到的合力一定不为0
2．2022年7月14日下午，长征五号B火箭成功将我国空间站的首个实验舱“问天”实验舱送入太空与天和核心舱进行对接，如图所示。已知空间站在近地轨道上做匀速圆周运动，其轨道高度低于地球同步卫星的轨道高度，则下列说法正确的是（ ）
A．空间站中的航天员不受重力作用
B．空间站的在轨运行周期小于24h
C．空间站的角速度小于同步卫星的角速度
D．空间站在轨运行速度一定大于7.9km/s
3．如图所示，乒乓球先后两次落台起跳后恰好在等高处水平越过球网，过网时速度方向均垂直于球网，不计空气阻力，则从起跳到最高点的过程中（ ）
A．球1的速度变化率小于球2的速度变化率
B．球1的飞行时间大于球2的飞行时间
C．过网时球1的速度小于球2的速度
D．起跳时，球1的速度大于球2的速度
4．长为的细杆的一端与质量为小球相连，可绕点的水平转轴在竖直平面内做圆周运动，小球转到最高点时，线速度大小为，则（ ）
A．杆受到的拉力 B．杆受到的压力
C．杆受到的拉力 D．杆受到的压力
5．如图，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙的向心加速度大小相等
B．甲乙的运行周期相同
C．甲乙的轨道半径的三次方与运行周期的平方之比相等
D．甲的线速度比乙的小
6．一辆质量为m的汽车由静止开始以大小为a的加速度匀加速启动，经时间t0达到额定功率，此后保持额定功率运行，最后做匀速运动。若汽车运动过程中所受阻力大小恒为f，下列说法正确的是（ ）
A．汽车能达到的最大速度为at0
B．汽车达到额定功率后牵引力将保持不变
C．汽车的额定功率为fat0
D．汽车最后做匀速运动的速度大小为
7．我国“二炮”的一系列导弹，在“北斗”定位系统的引导下，能实现精确打击移动目标和固定目标．假设从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，仅在地球引力作用下，沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B， C为轨道的远地点，距地面高度为h，若ACB轨迹长恰好为整个椭圆的一半．已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G．则下列结论正确的是 （ ）
A．导弹在C点的速度大于
B．地球的球心位于导弹椭圆轨道的一个焦点上
C．导弹在C点的加速度等于
D．导弹从A点到B点的飞行时间等于导弹飞行周期的一半
8．“天问一号”火星探测器的成功发射是我国航天事业一个新的里程碑。设地球和火星绕太阳做匀速圆周运动，地球绕着太阳公转的周期为，轨道半径为，火星的轨道半径为，火星的半径为，万有引力常量为，则下列说法中正确的是（ ）
A．太阳的质量为 B．火星绕着太阳运动的角速度为
C．火星表面的重力加速度为 D．火星的平均密度为
9．如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．质点经过C点的速率比D点的大
B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角大于90°
C．质点经过D点时的加速度比B点的大
D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小
10．竖直平面内有一半径的光滑圆环，质量的小球P套在圆环上，当圆环以一定的角速度绕竖直直径转动时，小球相对圆环静止，此时小球与圆环中心的连线与竖直方向夹角，取重力加速度，则（ ）
A．圆环对小球的弹力为 B．小球随圆环旋转的角速度
C．小球运动的线速度 D．小球的向心加速度为
11．如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中错误的是（ ）
A．小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
D．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
二、实验题（共20分）
12．为了探究平抛运动的规律，某同学用如图（a）所示的装置进行实验。
(1)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是________。
A．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．本实验必需的器材还有刻度尺和停表
(2)甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系，如图（b）所示。从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证轨迹符合y＝ax2的抛物线。若坐标纸中每个小方格的边长为L，根据图中M点的坐标值，可以求出a＝________，小球平抛运动的初速度v0＝________。（重力加速度为g）
(3)乙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损，导致平抛运动的初始位置缺失。他选取轨迹中任意一点O为坐标原点，建立xOy坐标系（x轴沿水平方向、y轴沿竖直方向），如图（c）所示。在轨迹中选取A、B两点，坐标纸中每个小方格的边长仍为L，重力加速度为g。由此可知：小球从O点运动到A点所用时间t1与从A点运动到B点所用时间t2的大小关系为：t1________t2（选填“>”“<”或“＝”）；小球平抛运动的初速度v0＝________，小球平抛运动的初始位置坐标为________。
(4)丙同学将实验方案做了改变，如图（d）所示，他把桌子搬到墙的附近，调整好仪器，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。然后等间距地改变桌子与墙的距离，就可以得到多个落点。如果丙同学还有一把刻度尺，他是否可以计算出小球平抛时的初速度_______？并简要阐述理由。_________
13．某学习小组测量了当地的重力加速度g后，又利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，装置如图甲所示。主要实验步骤如下：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；
B．测出挡光条的宽度d，用天平测出托盘和砝码的总质量m；
C．将滑块（带有凹槽）移至图示位置，测出滑块至光电门间的距离l；
D．释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t；
E．改变滑块的释放位置，测量多组数据。
……
回答下列问题：
（1）用刻度尺测量滑块至光电门间的距离l，示数如图乙，则___________mm。
（2）滑块从静止运动至光电门的过程中，系统重力势能的减少量___________（用题中所给字母表示）。
（3）实验中___________（选填“需要”或“不需要”）测量滑块质量M；若实验中测量的物理量满足关系式___________，可认为系统的机械能守恒。
（4）该实验小组按步骤C、D、E完成实验并记录相关数据后，又将托盘上的砝码取出一个放在滑块的凹槽内，再次重复之前的实验过程。他们将取砝码前、后测量的实验数据在同一坐标纸上绘制的图像如图丙所示，则取砝码后描绘的图像应该是图中的直线___________（选填“A”或“B”）。
（5）进行实验数据分析时，他们发现系统增加的动能总是大于减少的重力势能，原因可能是___________（至少答出两条）。
三、计算题（共36分）
14．某场地自行车比赛圆形赛道的路面与水平面的夹角为θ，sinθ = 0.26，cosθ = 0.97，tanθ = 0.27，不考虑空气阻力，g取10m/s2。某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动如图所示，圆周的半径为60m。（结果保留三位有效数字）
（1）若运动员的骑行速度是15m/s，其向心加速度是多少？
（2）若要使自行车转弯不受摩擦力作用，其速度大小是多少？
（3）若该运动员的骑行速度是18m/s，自行车和运动员的质量一共是100kg，此时自行车所受摩擦力的大小是多少？方向如何？
15．双星是两颗相距较近的天体，在相互间的万有引力作用下，绕双星连线上某点做匀速圆周运动。对于两颗质量不等的天体构成的双星系统，如图甲所示，A、B两星相距为L，其中A星的半径为R；绕O点做匀速圆周运动的周期为T，假设我国的宇航员登上了A星，并在A星表面竖直向上以大小为v0的速度抛出一小球，如图乙所示，小球上升的最大高度为h。不计A星的自转和A星表面的空气阻力，引力常量为G，A星的体积V=。求：
（1）A星表面的重力加速度大小g；
（2）A星的平均密度ρ；
（3）B星的质量mB。
16．如图所示，长为的木板A静置于光滑水平面上，木板右端距固定平台距离，木板厚度与光滑平台等高，平台上固定半径的光滑半圆轨道，轨道末端与平台相切。木板左端放置滑块B，滑块与木板上表面间的动摩擦因数，给滑块施加水平向右的恒力F，A、B发生相对运动，当木板与平台碰撞时粘在一起同时撤去F，滑块继续运动，滑块通过光滑半圆轨道最高点时对轨道的压力为，已知滑块质量，木板质量，不计空气阻力，重力加速度。求：
（1）滑块通过光滑半圆轨道最高点P时的速度大小；
（2）滑块在光滑半圆轨道最低点Q时对轨道的压力N；
（3）恒力F大小。
1．D
AB．如果物体运动状态发生了变化，可能是物体的速度的大小发生了变化，也可能是速度的方向发生了变化，AB错误；
C．物体运动状态发生了变化，则一定具有加速度，但是加速度不一定改变，C错误；
D．物体的运动状态改变，一定具有加速度，根据牛顿第二定律知，合力一定不为零，D正确。
故选D。
2．B
A．空间站宇航员受到万有引力充当重力，A错误。
B．空间站属于近地卫星，根据万有引力充当向心力，则有
可知轨道高度低于同步卫星，故周期小于同步卫星的周期，即小于24h，B正确。
C．根据万有引力充当向心力，则有
可知轨道高度低于同步卫星，故角速度大于同步卫星的角速度，C错误。
D．近地卫星的速度近似等于第一宇宙速度，D错误。
故选B。
3．D
A．乒乓球做斜抛运动，只受重力，则速度的变化率都为
故A错误；
B．从起跳到最高点的过程中可以看成逆向的平抛运动，由于高度相同，则飞行时间相同。故B错误；
C．水平方向，根据公式
可知，时间相同，水平位移大，则水平速度大，即过网时球1的速度大于球2的速度。故C错误；
D．由于球1水平速度大，又高度相同，即竖直速度相同，根据公式
可知，起跳时，球1的速度大于球2的速度。故D正确。
故选D。
4．B
假设在最高点时杆对球的拉力为T，则由牛顿第二定律
解得
负号表示球受到的是杆向上的支持力，大小为5N，即杆受到球的压力，大小为5N。
故选B。
5．D
根据万有引力提供向心力可得
A．根据
可得，甲中心天体质量小，向心加速度小，故A错误；
B．根据
可知，甲的中心天体质量小，周期大，故B错误；
C．开普勒第三定律使用条件是围绕同一天体运动，甲、乙分别围绕各自天体进行圆周运动，因此并不适用，故C错误；
D．根据
可知，甲的中心天体质量小，线速度小，故D正确。
故选D。
6．D
ACD．当牵引力等于阻力时，速度最大，根据牛顿第二定律得，匀加速直线运动的牵引力
F=f+ma
则额定功率
P=Fv=(f+ma）at0
则最大速度
故AC错误，D正确；
B．当汽车达到额定功率后，根据P=Fv知，速度增大，牵引力减小，当牵引力等于阻力时，速度最大，做匀速直线运动，故B错误。
故选D。
点睛：本题考查了机车的启动问题，关键理清汽车在整个过程中的运动规律，知道汽车达到额定功率后，做加速度减小的变加速运动，牵引力等于阻力时，速度最大。
7．B
A．假设有一颗人造卫星在 轨道上运动，根据万有引力提供向心力
得在C点运行的卫星的速度为
导弹在C点只有加速才能进入卫星的轨道，所以导弹在C点的速度小于，A错误；
B．导弹在地球的万有引力作用下运动，根据开普勒定律分析知道，地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点，B正确；
C．由
得导弹在C点的加速度
C错误；
D．导弹运动轨迹为椭圆，C为远地点，C的速度小于近地点的速度，则导弹从A点到B点的飞行时间大于导弹飞行周期的一半，D错误。
故选 B。
8．AB
A．地球绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得太阳质量为
故A正确；
B．火星绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得火星绕着太阳运动的角速度为
故B正确；
C．物体做火星表面受到的万有引力等于重力，则有
解得火星表面的重力加速度为
由于火星质量无法知道，故无法求出火星表面的重力加速度，故C错误；
D．根据
解得火星的平均密度为
由于火星质量无法知道，故无法求出火星的平均密度，故D错误。
故选AB。
9．ABD
A．由题意，质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿D点轨迹的切线方向，则知加速度斜向左上方，合外力也斜向左上方，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由C到D过程中，合外力做负功，由动能定理可得，C点的速度比D点速度大，故A正确；
B．质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，则有A、B、C三点速度与加速度方向夹角大于90°，故B正确；
C．质点做匀变速曲线运动，则有加速度不变，所以质点经过D点时的加速度与B点相同，故C错误；
D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小，故D正确；
故选ABD。
10．AC
AB．对小球进行受力分析可知，数值方向
水平方向
联立解得
故A正确，B错误；
C．小球运动的线速度
故C正确；
D．小球的向心加速度
故D错误。
故选AC。
11．ABD
A．当小球由B运动到C的过程中，因小球对槽有斜向右下方的压力，槽做加速运动，动能增加，小球机械能减少，槽对小球的支持力对小球做了负功，故A错误；
B．当小球在槽内由A运动到B的过程中，左侧物块对槽有作用力，小球与槽组成的系统水平方向动量不守恒，故B错误；
C．小球从B到C的过程中，系统水平方向所受合外力为零，满足系统水平方向动量守恒，故C正确；
D．小球离开C点以后，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动，故D错误。
本题选错误的，故选ABD。
12． AC ＝ 2 －4L，－L 可以 见解析
(1) [1]A．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，以保证到达底端时速度相等，选项A正确；
B.斜槽轨道没必要必须光滑，只要到达底端时的速度相同即可，选项B错误；
C.斜槽轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，选项C正确；
D.本实验必需的器材还有刻度尺，不需要停表，选项D错误。
故选AC。
（2）[2][3]由图可知
解得
图中M点x=5L，y=5L，带入解得
则
（3）[4][5]因OA与AB的水平距离相等，则时间相等，即
t1=t2
时间间隔
平抛的初速度
[6]A点时竖直速度
则从抛出点到A点的竖直位移
从抛出点到A点的水平位移
则抛出点的横坐标
x=-(8L-4L)=-4L
纵坐标
y=-(4L-3L)=-L
（4）[7][8]可以计算小球平抛运动的初速度，用刻度尺测量落点与抛出点之间的竖直距离y，测量墙与桌子的水平距离x，根据
y=gt2
可得
初速度
所以改变桌子与墙的水平距离x，测量多组x，y值，计算多组初速度，取平均值即可。
13． 205.0 mgl 需要 A 可能原因：①将光电门至滑块左端间的距离当作l进行测量；②测量的g值偏小；③测量的d偏大；④气垫导轨调节至水平状态不完全，且带有滑轮一侧低
（1）[1]刻度尺的最小分度值为1mm，滑块挡光条中心线对应的刻度为205.0mm，滑块至光电门间的距离为
l=205.0mm-0=205.0mm
（2）[2]系统重力势能的减少量等于砝码和砝码盘重力势能的减少量，则
（3）[3]实验是验证系统机械能守恒，动能变化量为
涉及滑块质量，重力势能变化量不涉及滑块质量，所以实验中需要测量滑块的质量M。
[4]滑块通过光电门的速度为
若动能变化量和重力势能变化量相等，即
可认为系统机械能守恒。
（4）[5]根据
整理得
可知图像的斜率为
取砝码后，砝码和砝码盘的质量m减小，滑块、砝码和砝码盘的总质量不变，故斜率增大，则取砝码后描绘的图像应该是图中的直线A；
（5）[6]进行实验数据分析时，他们发现系统增加的动能总是大于减少的重力势能，原因可能是①将光电门至滑块左端间的距离当作l进行测量；②测量的g值偏小；③测量的d偏大；④气垫导轨调节至水平状态不完全，且带有滑轮一侧低。
14．（1）3.75m/s2；（2）12.7m/s；（3）259N，沿斜面向下
（1）由公式得，向心加速度
an= 3.75m/s2
（2）设人和自行车的总质量为m，若不受摩擦力作用则由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
解得
v = 12.7m/s
（3）当自行车速v′ = 18m/s时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，斜面对人和自行车施加沿斜面向下的静摩擦力，其受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
在y轴方向
Ncosθ = mg＋fsinθ
在x轴方向
联立解得
f ≈ 259N
方向沿斜面向下
15．（1）；（2）；（3）
（1）在A星表面竖直向上以大小为v0的速度抛出一小球，由运动学公式可得
解得
（2）设绕A星表面附近做匀速圆周运动的物体质量为m，由A星的万有引力提供向心力，可得
由密度公式，可得A星的平均密度为
（3）绕双星连线上某点做匀速圆周运动，可知两星是同轴转动，则有周期相同，角速度相同，对A星则有
对B星则有
又有
联立以上各式解得
16．（1）；（2）；（3）
（1）在最高点，由牛顿第二定律
可得，滑块通过光滑半圆轨道最高点P时的速度大小为
（2）在最低点，由牛顿第二定律
从Q到P由动能定理得
解得，轨道对滑块的支持力为
由牛顿第三定律得，滑块对轨道的压力
（3）撤去F前对B滑块，由牛顿第二定律
对A木板，由牛顿第二定律
A与平台碰撞，则
可得
此时B的速度
撤去F后，对B滑块
B滑块从开始到Q的过程，由运动学公式得
可得
即恒力F大小为
物理
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．如果物体运动状态发生了变化，说明该物体的（ ）
A．速度方向一定发生了变化
B．速度大小一定发生了变化
C．加速度一定发生了变化
D．受到的合力一定不为0
2．2022年7月14日下午，长征五号B火箭成功将我国空间站的首个实验舱“问天”实验舱送入太空与天和核心舱进行对接，如图所示。已知空间站在近地轨道上做匀速圆周运动，其轨道高度低于地球同步卫星的轨道高度，则下列说法正确的是（ ）
A．空间站中的航天员不受重力作用
B．空间站的在轨运行周期小于24h
C．空间站的角速度小于同步卫星的角速度
D．空间站在轨运行速度一定大于7.9km/s
3．如图所示，乒乓球先后两次落台起跳后恰好在等高处水平越过球网，过网时速度方向均垂直于球网，不计空气阻力，则从起跳到最高点的过程中（ ）
A．球1的速度变化率小于球2的速度变化率
B．球1的飞行时间大于球2的飞行时间
C．过网时球1的速度小于球2的速度
D．起跳时，球1的速度大于球2的速度
4．长为的细杆的一端与质量为小球相连，可绕点的水平转轴在竖直平面内做圆周运动，小球转到最高点时，线速度大小为，则（ ）
A．杆受到的拉力 B．杆受到的压力
C．杆受到的拉力 D．杆受到的压力
5．如图，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙的向心加速度大小相等
B．甲乙的运行周期相同
C．甲乙的轨道半径的三次方与运行周期的平方之比相等
D．甲的线速度比乙的小
6．一辆质量为m的汽车由静止开始以大小为a的加速度匀加速启动，经时间t0达到额定功率，此后保持额定功率运行，最后做匀速运动。若汽车运动过程中所受阻力大小恒为f，下列说法正确的是（ ）
A．汽车能达到的最大速度为at0
B．汽车达到额定功率后牵引力将保持不变
C．汽车的额定功率为fat0
D．汽车最后做匀速运动的速度大小为
7．我国“二炮”的一系列导弹，在“北斗”定位系统的引导下，能实现精确打击移动目标和固定目标．假设从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，仅在地球引力作用下，沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B， C为轨道的远地点，距地面高度为h，若ACB轨迹长恰好为整个椭圆的一半．已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G．则下列结论正确的是 （ ）
A．导弹在C点的速度大于
B．地球的球心位于导弹椭圆轨道的一个焦点上
C．导弹在C点的加速度等于
D．导弹从A点到B点的飞行时间等于导弹飞行周期的一半
8．“天问一号”火星探测器的成功发射是我国航天事业一个新的里程碑。设地球和火星绕太阳做匀速圆周运动，地球绕着太阳公转的周期为，轨道半径为，火星的轨道半径为，火星的半径为，万有引力常量为，则下列说法中正确的是（ ）
A．太阳的质量为 B．火星绕着太阳运动的角速度为
C．火星表面的重力加速度为 D．火星的平均密度为
9．如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．质点经过C点的速率比D点的大
B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角大于90°
C．质点经过D点时的加速度比B点的大
D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小
10．竖直平面内有一半径的光滑圆环，质量的小球P套在圆环上，当圆环以一定的角速度绕竖直直径转动时，小球相对圆环静止，此时小球与圆环中心的连线与竖直方向夹角，取重力加速度，则（ ）
A．圆环对小球的弹力为 B．小球随圆环旋转的角速度
C．小球运动的线速度 D．小球的向心加速度为
11．如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中错误的是（ ）
A．小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
D．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
二、实验题（共20分）
12．为了探究平抛运动的规律，某同学用如图（a）所示的装置进行实验。
(1)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是________。
A．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．本实验必需的器材还有刻度尺和停表
(2)甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系，如图（b）所示。从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证轨迹符合y＝ax2的抛物线。若坐标纸中每个小方格的边长为L，根据图中M点的坐标值，可以求出a＝________，小球平抛运动的初速度v0＝________。（重力加速度为g）
(3)乙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损，导致平抛运动的初始位置缺失。他选取轨迹中任意一点O为坐标原点，建立xOy坐标系（x轴沿水平方向、y轴沿竖直方向），如图（c）所示。在轨迹中选取A、B两点，坐标纸中每个小方格的边长仍为L，重力加速度为g。由此可知：小球从O点运动到A点所用时间t1与从A点运动到B点所用时间t2的大小关系为：t1________t2（选填“>”“<”或“＝”）；小球平抛运动的初速度v0＝________，小球平抛运动的初始位置坐标为________。
(4)丙同学将实验方案做了改变，如图（d）所示，他把桌子搬到墙的附近，调整好仪器，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。然后等间距地改变桌子与墙的距离，就可以得到多个落点。如果丙同学还有一把刻度尺，他是否可以计算出小球平抛时的初速度_______？并简要阐述理由。_________
13．某学习小组测量了当地的重力加速度g后，又利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，装置如图甲所示。主要实验步骤如下：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；
B．测出挡光条的宽度d，用天平测出托盘和砝码的总质量m；
C．将滑块（带有凹槽）移至图示位置，测出滑块至光电门间的距离l；
D．释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t；
E．改变滑块的释放位置，测量多组数据。
……
回答下列问题：
（1）用刻度尺测量滑块至光电门间的距离l，示数如图乙，则___________mm。
（2）滑块从静止运动至光电门的过程中，系统重力势能的减少量___________（用题中所给字母表示）。
（3）实验中___________（选填“需要”或“不需要”）测量滑块质量M；若实验中测量的物理量满足关系式___________，可认为系统的机械能守恒。
（4）该实验小组按步骤C、D、E完成实验并记录相关数据后，又将托盘上的砝码取出一个放在滑块的凹槽内，再次重复之前的实验过程。他们将取砝码前、后测量的实验数据在同一坐标纸上绘制的图像如图丙所示，则取砝码后描绘的图像应该是图中的直线___________（选填“A”或“B”）。
（5）进行实验数据分析时，他们发现系统增加的动能总是大于减少的重力势能，原因可能是___________（至少答出两条）。
三、计算题（共36分）
14．某场地自行车比赛圆形赛道的路面与水平面的夹角为θ，sinθ = 0.26，cosθ = 0.97，tanθ = 0.27，不考虑空气阻力，g取10m/s2。某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动如图所示，圆周的半径为60m。（结果保留三位有效数字）
（1）若运动员的骑行速度是15m/s，其向心加速度是多少？
（2）若要使自行车转弯不受摩擦力作用，其速度大小是多少？
（3）若该运动员的骑行速度是18m/s，自行车和运动员的质量一共是100kg，此时自行车所受摩擦力的大小是多少？方向如何？
15．双星是两颗相距较近的天体，在相互间的万有引力作用下，绕双星连线上某点做匀速圆周运动。对于两颗质量不等的天体构成的双星系统，如图甲所示，A、B两星相距为L，其中A星的半径为R；绕O点做匀速圆周运动的周期为T，假设我国的宇航员登上了A星，并在A星表面竖直向上以大小为v0的速度抛出一小球，如图乙所示，小球上升的最大高度为h。不计A星的自转和A星表面的空气阻力，引力常量为G，A星的体积V=。求：
（1）A星表面的重力加速度大小g；
（2）A星的平均密度ρ；
（3）B星的质量mB。
16．如图所示，长为的木板A静置于光滑水平面上，木板右端距固定平台距离，木板厚度与光滑平台等高，平台上固定半径的光滑半圆轨道，轨道末端与平台相切。木板左端放置滑块B，滑块与木板上表面间的动摩擦因数，给滑块施加水平向右的恒力F，A、B发生相对运动，当木板与平台碰撞时粘在一起同时撤去F，滑块继续运动，滑块通过光滑半圆轨道最高点时对轨道的压力为，已知滑块质量，木板质量，不计空气阻力，重力加速度。求：
（1）滑块通过光滑半圆轨道最高点P时的速度大小；
（2）滑块在光滑半圆轨道最低点Q时对轨道的压力N；
（3）恒力F大小。
1．D
AB．如果物体运动状态发生了变化，可能是物体的速度的大小发生了变化，也可能是速度的方向发生了变化，AB错误；
C．物体运动状态发生了变化，则一定具有加速度，但是加速度不一定改变，C错误；
D．物体的运动状态改变，一定具有加速度，根据牛顿第二定律知，合力一定不为零，D正确。
故选D。
2．B
A．空间站宇航员受到万有引力充当重力，A错误。
B．空间站属于近地卫星，根据万有引力充当向心力，则有
可知轨道高度低于同步卫星，故周期小于同步卫星的周期，即小于24h，B正确。
C．根据万有引力充当向心力，则有
可知轨道高度低于同步卫星，故角速度大于同步卫星的角速度，C错误。
D．近地卫星的速度近似等于第一宇宙速度，D错误。
故选B。
3．D
A．乒乓球做斜抛运动，只受重力，则速度的变化率都为
故A错误；
B．从起跳到最高点的过程中可以看成逆向的平抛运动，由于高度相同，则飞行时间相同。故B错误；
C．水平方向，根据公式
可知，时间相同，水平位移大，则水平速度大，即过网时球1的速度大于球2的速度。故C错误；
D．由于球1水平速度大，又高度相同，即竖直速度相同，根据公式
可知，起跳时，球1的速度大于球2的速度。故D正确。
故选D。
4．B
假设在最高点时杆对球的拉力为T，则由牛顿第二定律
解得
负号表示球受到的是杆向上的支持力，大小为5N，即杆受到球的压力，大小为5N。
故选B。
5．D
根据万有引力提供向心力可得
A．根据
可得，甲中心天体质量小，向心加速度小，故A错误；
B．根据
可知，甲的中心天体质量小，周期大，故B错误；
C．开普勒第三定律使用条件是围绕同一天体运动，甲、乙分别围绕各自天体进行圆周运动，因此并不适用，故C错误；
D．根据
可知，甲的中心天体质量小，线速度小，故D正确。
故选D。
6．D
ACD．当牵引力等于阻力时，速度最大，根据牛顿第二定律得，匀加速直线运动的牵引力
F=f+ma
则额定功率
P=Fv=(f+ma）at0
则最大速度
故AC错误，D正确；
B．当汽车达到额定功率后，根据P=Fv知，速度增大，牵引力减小，当牵引力等于阻力时，速度最大，做匀速直线运动，故B错误。
故选D。
点睛：本题考查了机车的启动问题，关键理清汽车在整个过程中的运动规律，知道汽车达到额定功率后，做加速度减小的变加速运动，牵引力等于阻力时，速度最大。
7．B
A．假设有一颗人造卫星在 轨道上运动，根据万有引力提供向心力
得在C点运行的卫星的速度为
导弹在C点只有加速才能进入卫星的轨道，所以导弹在C点的速度小于，A错误；
B．导弹在地球的万有引力作用下运动，根据开普勒定律分析知道，地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点，B正确；
C．由
得导弹在C点的加速度
C错误；
D．导弹运动轨迹为椭圆，C为远地点，C的速度小于近地点的速度，则导弹从A点到B点的飞行时间大于导弹飞行周期的一半，D错误。
故选 B。
8．AB
A．地球绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得太阳质量为
故A正确；
B．火星绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得火星绕着太阳运动的角速度为
故B正确；
C．物体做火星表面受到的万有引力等于重力，则有
解得火星表面的重力加速度为
由于火星质量无法知道，故无法求出火星表面的重力加速度，故C错误；
D．根据
解得火星的平均密度为
由于火星质量无法知道，故无法求出火星的平均密度，故D错误。
故选AB。
9．ABD
A．由题意，质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿D点轨迹的切线方向，则知加速度斜向左上方，合外力也斜向左上方，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由C到D过程中，合外力做负功，由动能定理可得，C点的速度比D点速度大，故A正确；
B．质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，则有A、B、C三点速度与加速度方向夹角大于90°，故B正确；
C．质点做匀变速曲线运动，则有加速度不变，所以质点经过D点时的加速度与B点相同，故C错误；
D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小，故D正确；
故选ABD。
10．AC
AB．对小球进行受力分析可知，数值方向
水平方向
联立解得
故A正确，B错误；
C．小球运动的线速度
故C正确；
D．小球的向心加速度
故D错误。
故选AC。
11．ABD
A．当小球由B运动到C的过程中，因小球对槽有斜向右下方的压力，槽做加速运动，动能增加，小球机械能减少，槽对小球的支持力对小球做了负功，故A错误；
B．当小球在槽内由A运动到B的过程中，左侧物块对槽有作用力，小球与槽组成的系统水平方向动量不守恒，故B错误；
C．小球从B到C的过程中，系统水平方向所受合外力为零，满足系统水平方向动量守恒，故C正确；
D．小球离开C点以后，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动，故D错误。
本题选错误的，故选ABD。
12． AC ＝ 2 －4L，－L 可以 见解析
(1) [1]A．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，以保证到达底端时速度相等，选项A正确；
B.斜槽轨道没必要必须光滑，只要到达底端时的速度相同即可，选项B错误；
C.斜槽轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，选项C正确；
D.本实验必需的器材还有刻度尺，不需要停表，选项D错误。
故选AC。
（2）[2][3]由图可知
解得
图中M点x=5L，y=5L，带入解得
则
（3）[4][5]因OA与AB的水平距离相等，则时间相等，即
t1=t2
时间间隔
平抛的初速度
[6]A点时竖直速度
则从抛出点到A点的竖直位移
从抛出点到A点的水平位移
则抛出点的横坐标
x=-(8L-4L)=-4L
纵坐标
y=-(4L-3L)=-L
（4）[7][8]可以计算小球平抛运动的初速度，用刻度尺测量落点与抛出点之间的竖直距离y，测量墙与桌子的水平距离x，根据
y=gt2
可得
初速度
所以改变桌子与墙的水平距离x，测量多组x，y值，计算多组初速度，取平均值即可。
13． 205.0 mgl 需要 A 可能原因：①将光电门至滑块左端间的距离当作l进行测量；②测量的g值偏小；③测量的d偏大；④气垫导轨调节至水平状态不完全，且带有滑轮一侧低
（1）[1]刻度尺的最小分度值为1mm，滑块挡光条中心线对应的刻度为205.0mm，滑块至光电门间的距离为
l=205.0mm-0=205.0mm
（2）[2]系统重力势能的减少量等于砝码和砝码盘重力势能的减少量，则
（3）[3]实验是验证系统机械能守恒，动能变化量为
涉及滑块质量，重力势能变化量不涉及滑块质量，所以实验中需要测量滑块的质量M。
[4]滑块通过光电门的速度为
若动能变化量和重力势能变化量相等，即
可认为系统机械能守恒。
（4）[5]根据
整理得
可知图像的斜率为
取砝码后，砝码和砝码盘的质量m减小，滑块、砝码和砝码盘的总质量不变，故斜率增大，则取砝码后描绘的图像应该是图中的直线A；
（5）[6]进行实验数据分析时，他们发现系统增加的动能总是大于减少的重力势能，原因可能是①将光电门至滑块左端间的距离当作l进行测量；②测量的g值偏小；③测量的d偏大；④气垫导轨调节至水平状态不完全，且带有滑轮一侧低。
14．（1）3.75m/s2；（2）12.7m/s；（3）259N，沿斜面向下
（1）由公式得，向心加速度
an= 3.75m/s2
（2）设人和自行车的总质量为m，若不受摩擦力作用则由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
解得
v = 12.7m/s
（3）当自行车速v′ = 18m/s时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，斜面对人和自行车施加沿斜面向下的静摩擦力，其受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
在y轴方向
Ncosθ = mg＋fsinθ
在x轴方向
联立解得
f ≈ 259N
方向沿斜面向下
15．（1）；（2）；（3）
（1）在A星表面竖直向上以大小为v0的速度抛出一小球，由运动学公式可得
解得
（2）设绕A星表面附近做匀速圆周运动的物体质量为m，由A星的万有引力提供向心力，可得
由密度公式，可得A星的平均密度为
（3）绕双星连线上某点做匀速圆周运动，可知两星是同轴转动，则有周期相同，角速度相同，对A星则有
对B星则有
又有
联立以上各式解得
16．（1）；（2）；（3）
（1）在最高点，由牛顿第二定律
可得，滑块通过光滑半圆轨道最高点P时的速度大小为
（2）在最低点，由牛顿第二定律
从Q到P由动能定理得
解得，轨道对滑块的支持力为
由牛顿第三定律得，滑块对轨道的压力
（3）撤去F前对B滑块，由牛顿第二定律
对A木板，由牛顿第二定律
A与平台碰撞，则
可得
此时B的速度
撤去F后，对B滑块
B滑块从开始到Q的过程，由运动学公式得
可得
即恒力F大小为
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