2022-2023学年山西省太原市杏花岭等多学校高一（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年太原市杏花岭等多学校高一（下）期末试卷
物理试题
一、单选题（本大题共10小题，共30分）
1. 甲、乙两个质量相同的物体，甲的速度是乙的速度的倍，则( )
A. 甲的动能是乙的动能的 B. 甲的动能是乙的动能的倍
C. 甲的动能是乙的动能的 D. 甲的动能是乙的动能的倍
2. 下列关于功的说法中，正确的是( )
A. 功有大小又有正负，因此功是矢量
B. 一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等，符号相反
C. 滑动摩擦力对物体一定做负功
D. 一个力对物体做了多少负功，也可以说物体克服该力做了多少功
3. 如图所示，质量为的小球从点下落到点，下列说法中正确的是( )
A. 以桌面为零势能面小球在的重力势能为
B. 以地面为零势能面小球在的重力势能为
C. 小球从点下落到点重力势能增大
D. 选取不同的零势能面小球从点下落到点重力势能的变化量相同
4. 年月日凌晨时分，嫦娥五号月球采样返回器成功着陆于内蒙古四子王旗主着陆场，我国首次月球无人采样返回任务圆满完成。本次返回采用“半弹道跳跃式”再入返回技术，形象地说就是以“打水漂”方式两度进入大气层，其运动轨迹的示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在减速下降阶段的点返回器处于失重状态
B. 在点返回器受到的合力方向可能沿轨迹的切线方向
C. 在点返回器对大气层的作用力小于大气层对返回器的作用力
D. 返回器在点的机械能大于其最后进入大气层时在点的机械能
5. 我国航天事业快速发展，下列关于航天器的说法正确的是( )
A. 火星探测器“天问一号”在地面附近发射，速度大于第三宇宙速度
B. 月球探测器“嫦娥号”在地面附近发射，速度达到第二宇宙速度
C. 北斗卫星导航系统中“地球静止轨道卫星”的运行速度小于第一宇宙速度
D. 绕地球做匀速圆周运动的航天器返回地球，必须点火加速到第一宇宙速度
6. 如图所示，质量相同的、两物体分别从静止开始落下两口井甲和乙，已知甲井比乙井深，以地面为零势能面，则两物体落到井底时，它们的重力势能、的关系是( )
A. B. C. D. 无法比较
7. 如图所示，先将同步卫星发射到近地圆轨道Ⅰ，在其经过点时点火，使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，在远地点再次点火，将卫星送入同步圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅰ运行的加速度大于在轨道Ⅲ运行的加速度
B. 卫星在轨道Ⅲ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期
C. 在远地点再次点火时，推进器向前喷气使卫星减速
D. 卫星在轨道Ⅲ上运行的线速度大于在轨道Ⅰ上运行的线速度
8. A、两星仅在相互万有引力的作用下，分别绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。星表面的物质受星引力作用，离开星，流向星。若双星总质量保持不变，间距不变。下列说法正确的是( )
A. 双星系统的周期减小 B. 双星系统的角速度减小
C. 星的线速度增大 D. 星的线速度增大
9. 体育课上，质量为的同学在一分钟内做了个引体向上。若该同学每次引体向上重心上升的高度均为，该同学克服重力做功的功率约为( )
A. B. C. D.
10. 嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器，由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量地球质量，月球质量，月地距离，月球半径。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度约为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共5小题，共15分）
11. “蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。将一根自然长度为的弹性轻绳一端系在人身上，另一端固定在跳台边缘。人从跳台由静止下落开始计时，下落过程中速度随时间的变化如图所示，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 人从跳台下落到点这一过程中，人的重力势能转化为动能
B. 人从点运动到点这一过程中，人的重力势能转化为动能
C. 人在下落过程中，弹性绳对人先做正功再做负功
D. 人从点运动到点这一过程中，人的机械能一直减少
12. 有、、、四颗地球卫星：还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；在地球的低空圆轨道上正常运行；是地球同步卫星；是高空圆轨道探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是( )
A. 的向心加速度大于的向心加速度
B. 的运行周期小于的运行周期
C. 的角速度最小
D. 四颗卫星的速度大小关系是
13. 打夯是人们抬起重物将地面夯实的传统方式，某次打夯简化为以下过程：如图，两人同时通过绳子，对静止在地面上的质量为的重物各施加大小不变的力，力的方向都与竖直方向成角，重物离开地面高度为时同时放手，重物最终下落至地面，并把地面砸出深度为的凹坑。不计空气阻力，在一次打夯全过程中，下列说法正确的是( )
A. 重力对重物做的功与地面对重物的阻力做的功大小相等
B. 重物落下接触地面时的动能等于
C. 整个过程重力做功等于
D. 地面对重物的阻力做功等于
14. 年月日时分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱。已知空间站离地面高度约为，地球半径约，地球表面重力加速度，，空间站可看成绕地球做匀速圆周运动，太阳光可近似为平行光，以下说法正确的是( )
A. 空间站绕地球公转周期约
B. 航天员在空间站中每天能看到约次日出
C. 空间站运行的向心加速度与地球表面重力加速度之比约为：
D. 空间站每天有阳光照射的时间与没有阳光照射的时间之比约为：
15. 年北京冬奥会，中国代表团在本次北京冬奥会获得了九枚金牌，获得了历史最好的成绩，冬奥会期间为了防止疫情传播，所有运动员全部采取闭环管理，运动员的转运工作全部采用氢能源车运输。下表是氢能源转运车的若干参数：
项目 电机额定输出功率 最大总重满载 满载最大速度 充满电满载续航里程运行的最大距离
参数
设转运车运动过程中受到的阻力大小恒定，重力加速度取。下列判断正确的是( )
A. 电瓶充满电后，以恒定功率启动过程中，当满载的转运车速度为时，转运车加速度为
B. 转运车满载运动过程中受到的阻力大小为
C. 电瓶充满电后，转运车满载，若电机以额定输出功率启动，则可持续运行的时间约为
D. 若转运车满载后以的加速度从静止开始做匀加速启动，转运车刚达到额定功率时需要经过时间
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
16. 某学习小组用如图所示的实验装置探究“动能定理”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门，滑块上固定一宽度为的遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从处由静止释放。
下列实验要求中不必要的一项是____请填写选项前对应的字母。
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调至水平
D.应使细线与气垫导轨平行
实验时保持滑块的质量和、间的距离不变，改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数和遮光条通过光电门的时间则研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系的实验原理表达式为用、、、、表示。如果通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是____请填写选项前对应的字母。
A.作出图象
B.作出图象
C.作出图象
D.作出图象
17. 某实验小组利用如图装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。实验步骤如下：
用天平测出钩码含挡光片的质量、钩码的质量，测得；
测出挡光片宽度；
按照如图所示的装置安装好实验器材；
用刻度尺测出两光电门中心的高度差；
将钩码从一定高度由静止释放后，测出挡光片上升过程中先后通过两光电门的挡光时间，。
钩码运动的加速度为______ 用上述四个字母、、、表示；
在运动过程中，钩码的机械能______ 填“守恒”或“不守恒”；
如果系统机械能守恒，应满足的关系式为______ 已知重力加速度为，用题目中已知字母表示；
某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量小于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是______ 。
A.绳子、滑轮有一定质量
B.计算重力势能时，取
C.测量两光电门外侧距离为高度差
D.测量两光电门内侧距离为高度差
四、计算题（本大题共5小题，共41分）
18. 我国“天宫”空间站建设稳步推进，先后有多位宇航员进入空间站。空间站离地面高度为，其运动可视为绕地球做匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为，地球半径为。
求空间站运行的线速度大小用题中符号表示；
取，，，地球自转周期，通过计算说明航天员在空间站中每天能看到几次日出。
19. 套圈是一种投掷套物的传统民俗游戏。某次游戏中，小朋友从距地高处，以的初速度水平抛出一个小圈，小圈落地且未击中目标。小圈的质量为，重力加速度取。求；
若不计空气阻力，小圈落地时重力的瞬时功率；
若小圈落地时的速度大小为，小圈在下落过程中克服空气阻力做的功。
20. 如图甲所示，质量的小物块在平行于斜面向上的恒定拉力作用下，沿足够长的倾角为的斜面由静止开始运动，后撤去拉力。如图乙所示为其速度随时间变化的部分图象。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。计算时取，，。
求小物块与斜面间的动摩擦因数；
求拉力的大小；
请你分析说明小物块能否返回出发点。
21. 如图所示，一不可伸长的轻绳跨过定滑轮，一端与物块相连，另一端与小球可视为质点连接，小球套在竖直光滑杆上，定滑轮到竖直光滑杆的距离。已知物块的质量为，小球的质量为。初始时，小球在外力作用下静止，此时定滑轮左侧轻绳水平。现将小球由静止释放，小球沿杆下滑到最低点时，下降距离为此时物块没有到达定滑轮处。不计滑轮大小、质量及阻力，不计空气阻力，重力加速度取。求：
物块与小球的质量之比；
若小球下降距离时，物块的速度为，物块与小球的质量之比。
22. “哥德堡装置”是一种被设计的非常复杂的机械组合，通常以迂回曲折的方法去完成一些非常简单的任务，例如开灯、倒水等，设计者必须计算精确，令机械的每个部件都能够准确发挥功用，否则将导致原定任务不能达成，故其也常被称为多米诺装置的进阶版。如图所示为某哥德堡装置兴趣小组所设计的部分装置示意图。质量的小钢珠视为质点用长度的轻绳拴着在竖直面内绕做圆周运动，最低点离桌面的高度为。钢珠在处轻绳恰好断开，以的速度水平抛出，不计空气阻力，钢珠飞出后恰好从处切入一倾角为的粗糙斜面上，钢珠在斜面上所受的摩擦力为其对斜面正压力的倍，经段的运动，从处小圆弧忽略小圆弧的高度差水平抛出。已知桌面距地面高为，钢珠在抛出后将与地面发生弹性碰撞，碰撞前后速度水平分量不变，速度的竖直分量大小不变，方向相反。若钢珠在第一次碰撞前恰好掠过高为的挡板，之后经过一次碰撞又恰好掠过高为的挡板，最后打中位于处的电灯开关完成任务。求：
钢珠在点的速度方向及其大小；
、的竖直距离；
处飞出时的速度大小；
开关以及挡板、距抛出点可能的水平距离、、。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
动能是物体由于运动而具有的能量，表达式为：．
本题关键是明确动能的定义和表达式，记住公式即可，基础题．
【解答】
甲、乙两个质量相同的物体，甲的速度是乙的速度的倍，故：；
故ABC错误，D正确；
故选D．
2.【答案】
【解析】
【分析】
由功的概念判断其矢量性；由作用力与反作用力的关系判断其做功的情况；由功的定义判断滑动摩擦力做功的情况。
本题主要考查功的定义及功的正负的判断，知道作用力与反作用力做功的关系，知道滑动摩擦力是否一定做功是解题的关键，难度一般。
【解答】
A.功有大小又有正负，但功是标量，故A错误；
B.作用力对物体做功，反作用力不一定对物体做功，故B错误；
C.由功的定义可知，由于滑动摩擦力作用下，物体不一定有位移，故其对物体不一定做功，当滑动摩擦力与物体的位移方向相同时，滑动摩擦力对物体做正功，故C错误；
D.由正功与负功的关系可知，一个力对物体做了多少负功，也可以说物体克服该力做了多少功，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了重力势能的概念和重力做功与重力势能变化之间的关系，知道重力势能具有相对性，确定时要先选择零势能面。
根据分析判断重力势能的大小；根据重力做功计算重力势能的变化量。
【解答】
A. 以桌面为零势能面小球在的重力势能为，故A错误；
B.以地面为零势能面小球在的重力势能为，故B错误；
C.小球从点下落到点重力做功为，重力做正功，故小球从点下落到点重力势能减小，故C错误；
D.重力做功取决于物体的初末位置，选取不同的零势能面小球从点下落到点重力做功不变，重力势能的变化量不变，故D正确。
故选D。

4.【答案】
【解析】解：、在减速下降阶段的点返回器的加速度向上，故处于超重状态，故A错误；
B、在点返回器受到的合力方向指向凹侧，不会沿切线方向，故B错误；
C、返回器对大气层的作用力和大气层对返回器的作用力为相互作用力，根据牛顿第三定律可知，在点返回器对大气层的作用力等于大气层对返回器的作用力，故C错误；
D、由于到的过程中有空气阻力做功，故返回器在进入点的机械能大于其最后进入大气层点的机械能，故D正确。
故选：。
明确物体加速度向下时为失重状态，加速度向上时为超重状态；知道物体做曲线运动时合力方向指向运动轨迹的凹侧；掌握牛顿第三定律的基本内容，知道作用力和反作用力总是大小相等方向相反的；根据功能关系确定两点的机械能大小。
本题考查超重和失重、曲线运动、功能关系以及牛顿第三定律等的应用，解决本题的关键知道卫星在大气层中受到空气阻力作用，注意分析运动过程以及掌握功能关系的准确应用。
5.【答案】
【解析】解：火星探测器并没有脱离太阳引力束缚，所以火星探测器在地面附近发射速度小于第三宇宙速度，故A错误；
B.月球探测器“嫦娥号”在地面附近发射，没有脱离地球引力束缚，发射速度小于第二宇宙速度，故B错误；
C.第一宇宙速度是环绕地球圆周运动的最大的环绕速度，北斗卫星导航系统中“地球静止轨道卫星”的运行速度小于第一宇宙速度，故C正确；
D.绕地球做匀速圆周运动的航天器返回地球，必须点火减速做近心运动，故D错误；
故选：。
根据三个宇宙速度对应的物理意义解答；航天器返回地球，需要点火减速。
本题主要考查了宇宙速度的相关概念，理解宇宙速度的大小及对应的物理意义即可，难度不大。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了比较重力势能的大小，应用重力势能的计算公式即可正确解题，要注意物体在零势能面以下，物体的重力势能是负的．
物体的重力势能，根据题意求出两物体的重力势能，然后比较其大小．
【解答】
甲乙两物体质量相等，同时从井口下落，以地面为零势能面，
则物体到达井底时的重力势能为，已知甲井比乙井深，则，故B正确，ACD错误；
故选B。
7.【答案】
【解析】解：、根据万有引力提供向心力有：
解得：，
所以卫星在轨道Ⅰ运行的加速度和线速度大于在轨道Ⅲ运行的加速度和线速度，故A正确，D错误；
B、轨道Ⅲ的半径大于在轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道Ⅲ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期，故B错误；
C、在远地点再次点火，将卫星送入同步圆轨道Ⅲ，根据变轨原理可知在点推进器应向后喷气使卫星加速，故C错误；
故选：。
根据万有引力提供向心力可比较轨道Ⅰ和轨道Ⅲ线速度和加速度的关系；根据开普勒第三定律分析；根据卫星的变轨原理分析。
本题考查万有引力定律提供卫星做圆周运动的向心力，根据相关公式即可求解，难度不大，掌握卫星变轨的原理。
8.【答案】
【解析】解：设星的轨道半径为，双星间的距离为，根据双星模型的向心力来源，则有
联立解得
因双星总质量保持不变，间距不变，故双星系统的角速度不变，周期不变，故AB错误；
因为双星运动过程中，角速度相同
可知
星的质量减小，星的质量增大，所以星的轨道半径变大，星的轨道半径变小，根据
可得星的线速度增大，星的线速度减小，故C错误，D正确。
故选：。
由双星系统万有引力提供向心力解得角速度的表达式，从而分析角速度和周期的变化；由角速度相同得到线速度的变化。
此题考查了双星系统问题，注意双星系统中万有引力中的距离与天体轨道的不同，以及它们之间的关系。
9.【答案】
【解析】解：
重心上升的高度
分钟内，克服重力做功为
克服重力做功的功率为，选项最接近，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据做功公式求解克服重力做功，根据功率公式求解克服重力做功的功率。
本题考查功率的计算，解题关键是掌握功和功率的计算公式。
10.【答案】
【解析】解：组合体在离月球表面距离为；
根据
可得，故C正确，ABD错误。
故选：。
组合体绕月球做圆周运动，根据月球的万有引力充当向心力列式即可求出环绕速度的表达式，代入数据即可求出环绕速度。
本题考查万有引力定律的应用，明确万有引力充当向心力的应用，注意排除题中给出的干扰项。
11.【答案】
【解析】解：、人从跳台下落到点过程人只受重力作用，重力做正功，人的重力势能转化为动能，故A正确；
B、人从点运动到点过程，人受到重力与弹性绳弹力作用，重力做正功，弹性绳的弹力做负功，人的重力势能转化为动能与弹性势能，故B错误；
C、人在下落过程弹性绳的弹力方向始终向上，人的位移方向始终向下，弹性绳对人一直做负功，故C错误；
D、人从点运动到点过程要克服弹性绳的弹力做功，由功能关系可知，人的机械能一直减少，故D正确。
故选：。
只有重力做功过程人的重力势能转化为动能；弹性绳伸直后的运行过程，人的重力势能转化为动能与弹性绳的弹性势能；根据人的位移方向与弹性绳弹力方向的关系判断弹力做正功还是做负功；根据功能关系判断人的机械能的变化情况。
根据题意与图示图像分析清楚人的运动过程与受力情况，根据功能原理即可解题。
12.【答案】
【解析】解：根据牛顿第二定律有：
分别解得：，，，
A、可知，因与的角速度相同，根据可知，所以，故A错误；
B、可知的运行周期小于的运行周期，故B正确；
C、可知，与的角速度相同，所以的角速度最小，故C正确；
D、可知，和的角速度相同，根据可知，故D错误；
故选：。
根据万有引力提供向心力可判断各物理量的大小关系，根据同步卫星特点可判断各物理量大小关系。
考查不同天体的运动学参数比较，注意地球上的物体不可直接进行比较，需要通过同步卫星间接比较。
13.【答案】
【解析】解：、设整个过程中，重力对重物做的功为，地面对重物的阻力做功为，两个恒力对重物做功为
根据动能定理得：，
得，可见重力对重物做的功小于地面对重物的阻力做的功，故A错误；
B、由题意知，重物在离地高度为时，仍有向上的速度，因此，重物落下接触地面时的动能大于，故B错误；
C、整个过程重物下降的高度为，则整个过程重力做功等于，故C正确；
D、重物从开始到最终静止的过程，由动能定理得：，
解得地面对重物的阻力做功，故D正确。
故选：。
对一次打夯全过程，运用动能定理列式，分析重力对重物做的功与地面对重物的阻力做的功大小关系；从开始到落地的过程，利用动能定理求重物落下接触地面时的动能。根据初末位置高度差求整个过程重力做功。对重物从开始到最终静止的过程，根据动能定理求地面对重物的阻力做功。
本题主要考查动能定理的应用，关键是要灵活选取研究的过程，明确在运动过程中各力做功情况，再运用动能定理研究。
14.【答案】
【解析】解：空间站所受万有引力提供向心力
地表附近万有引力近似等于重力
解得：，故A错误；
B.航天员看日出的次数为
，故B正确；
C.空间站运行的向心加速度
则空间站运行的向心加速度与地球表面重力加速度之比
，故C错误；
D.如图所示，空间站每天没有阳光照射的时间对应角度为
解得：
空间站每天有阳光照射的时间与没有阳光照射的时间之比为
所以空间站每天有阳光照射的时间与没有阳光照射的时间之比约为：。故D正确。
故选：。
根据万有引力提供向心力的特点以及黄金代换公式计算出空间站的公转周期；
根据空间站的公转周期和地球的自转周期分析出航天员看到日出的次数；
根据万有引力提供向心力和地球表面万有引力近似等于重力计算出加速度之比；
根据几何关系得出空间站被阳光照射的角度并得出时间之比。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，理解不同情况下万有引力提供力的类型，解题的关键点是根据几何关系得出角度关系，从而完成题目的分析。
15.【答案】
【解析】解：、转运车满载运动时，最大速度为，此时牵引力和阻力相等，
根据，代入数据解得，，故B正确；
A、根据牛顿第二定律可得，将 和功率和速度代入解得，故A错误；
C、对氢能源车由动能定理可知：，代入数据解得：，故C正确；
D、由牛顿第二定律：，匀加速运动的末速度为，代入数据解得 ，故D正确；
故选：。
当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，根据求解阻力，汽车做匀加速运动的牵引力恒定，根据计算时间。
本题考查的是机车启动问题。汽车通常有两种启动方式，即恒定加速度启动和恒定功率启动。要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式，指实际功率，表示牵引力，表示瞬时速度。当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度。
16.【答案】；
【解析】解：、拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故A不必要；
B、应使位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B是必要的；
C、应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于合力，故CD是必要的；
本题选不必要的，故选：．
研究滑块的受力，根据动能定理可知，
利用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则遮光条通过光电门的瞬时速度：
则：
解得：
研究滑块动能变化与合外力对它做功的关系，处理数据时应作出的图象为图象，故C正确，ABD错误。
故答案为：；
从实验原理和实验误差角度分析操作的步骤；
利用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，根据动能定理列式，从而确定处理数据时应作什么图象。
此题考查了探究功和速度之间的关系，要知道滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。要求能够根据实验原理分析操作的合理性。
17.【答案】 不守恒
【解析】解：挡光片过两光电门的速度分别为，
由运动学公式
可得钩码运动的加速度为
在运动过程中，由于存在其他阻力，钩码的机械能不守恒。
如果系统机械能守恒，应满足的关系式为

系统重力势能减少量小于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是测量两光电门内侧距离为高度差，故ABC错误，D正确；
故选：。
故答案为：；不守恒； ；
根据很短一段时间的平均速度可以表示瞬时速度可知滑块经过光电门时的瞬时速度大小，根据运动学公式解得加速度；
根据机械能守恒的条件分析；
根据机械能守恒定律列式；
产生实验误差的原因可能是测量两光电门内侧距离为高度差。
本题考查验证机械能守恒定律的实验，需要熟记实验原理、数据分析以及误差分析等知识点，该题属于常见的机械能守恒定律实验的考查，难度适中。
18.【答案】解：设卫星的质量为，根据万有引力提供向心力得：
在地表附近，万有引力近似等于重力
解得：
根据万有引力提供向心力得：
代入数据解得：
则有：次次
答：空间站运行的线速度大小为；
航天员在空间站中每天能看到次日出。
【解析】根据万有引力提供向心力结合地球表面根据万有引力近似等于重力，可求得线速度；
根据万有引力提供向心力解得周期，从而解答。
此题考查了万有引力定律及其应用，要熟记万有引力的公式和圆周运动的一些关系变换式，解题依据为万有引力提供向心力。
19.【答案】解：小圈竖直方向做自由落体运动，落地时间
小圈落地时重力的瞬时功率
小圈下落过程中，由动能定理得：
代入数据解得：
答：若不计空气阻力，小圈落地时重力的瞬时功率为；
若小圈落地时的速度大小为，小圈在下落过程中克服空气阻力做的功为。
【解析】忽略空气阻力，小圈竖直方向做自由落体运动，根据运动学公式求解落地时间，根据功率公式求解小圈落地时重力的瞬时功率；
根据动能定理求解克服空气阻力做功。
本题考查功率的计算和动能定理，解题关键是掌握瞬时功率的求解方法，结合运动学公式和动能定理列式求解即可。
20.【答案】解：以小物块为研究对象，撤去拉力以后，小物块沿斜面向上做匀减速直线运动，摩擦力方向沿斜面向下，
由图象可知，此过程小物块的加速度大小为：
根据牛顿第二定律可得：
解得小物块与斜面间的动摩擦因数：；
在拉力作用下，小物块沿斜面向上做匀加速直线运动，
由图象可知，此过程小物块的加速度大小为：
根据牛顿第二定律可得：
解得拉力的大小：；
小物块能返回出发点。
因为当小物块速度减为零时，重力沿斜面向下的分力
此时的最大静摩擦力 。
由于，所以小物块将沿斜面向下做匀加速运动，能够返回出发点。
答：小物块与斜面间的动摩擦因数为；
拉力的大小为；
小物块能返回出发点。
【解析】由图象求解撤去拉力后小物块的加速度大小，根据牛顿第二定律求解小物块与斜面间的动摩擦因数；
根据图象求解撤去拉力前小物块的加速度大小，根据牛顿第二定律求解拉力的大小；
求出小物块的重力沿斜面向下的分力与最大静摩擦力大小，由此分析。
本题主要是考查牛顿第二定律之图象问题，关键是弄清楚图象的斜率表示的物理意义，分析清楚受力情况和运动情况，然后根据运动学公式求解。
21.【答案】解由几何关系可知，在小球下降时，物块上升距离
A、系统机械能守恒
解得
如图所示
当小球下降距离时，定滑轮左侧的轻绳与杆的夹角为，且的速度为，的速度为，由几何关系
再由绳的关联速度可知
该过程、系统机械能守恒
解得
答：物块与小球的质量之比为；
若小球下降距离时，物块的速度为，物块与小球的质量之比为。
【解析】根据机械能守恒定律结合几何关系解答；
根据运动的分解可知的速度关系，结合机械能守恒定律解答。
本题主要是考查机械能守恒定律，弄清楚运动情况和受力情况是关键；本题的易错点在于第二问，两个物块的速度不相同。
22.【答案】解：如图所示：钢珠恰好从处切入，故在点速度方向沿斜面向下，；
钢珠从到，设竖直距离为，由动能定理：
解得：
斜面长度：
从到，由动能定理：
代入数据解得：
由自由落体运动：

由题意可知，钢球从到触地两次，运动时间为：
从到水平距离为：
钢球从到顶端，由自由落体运动：

从到水平距离为：
从到有两种情况：
如图所示：Ⅰ从最高点到顶端时间为：

从到时间为
从到水平距离为：
如图所示：Ⅱ从到时间为
从到水平距离为：

【解析】点分解速度求解；钢珠从到，可用分解思想，也可用动能定理；钢球在斜面上做匀加速直线运动，按运动学规律求解或用动能定理解答；按平抛运动的分解法处理。
本题属于单个物体多过程问题，问是难点，斜上抛运动从最高点向两侧等效成两个平抛运动
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