广东省深圳市龙华区2022-2023学年高一下学期第二阶段考试期中物理试题
一、单项选择题(本题共6题，每题4分，共24分，每小题只有一个选项正确)
1． 如图所示，一无动力飞行爱好者在某次翼装飞行过程中，在同一竖直平面内从A到B滑出了一段曲线轨迹，该过程中下列说法正确的是（ ）
A．爱好者在某点所受合外力方向不可能沿轨迹的切线方向
B．爱好者的速度可能保持不变
C．爱好者的速度方向与加速度方向始终相互垂直
D．若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将减小
2． 2022年2月4日北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时，最后定格于立春节气，惊艳全球，二十四节气代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。从天体物理学可知，地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处如图所示的四个位置分别对应我国的四个节气，以下关于地球的运行正确的说法是（ ）
A．冬至时地球公转速度最小
B．从夏至到秋分的时间大于地球公转周期的四分之一
C．地球做匀速率椭圆轨道运动
D．地球绕太阳运行方向是顺时针方向
3． 中国在2022年发射的实践二十一号（SJ-21）卫星，实施了一项“太空城管”的“轨道清扫”任务，捕获并拖走了一颗失效的北斗二号地球同步轨道卫星。发射地球同步卫星的过程如图所示，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（ ）
A．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度可能大于7.9km/s
B．卫星在Q点通过减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的加速度小于在Q点的加速度
D．在Q点，卫星在轨道Ⅰ时的加速度等于在轨道Ⅱ时的加速度
4． 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的转速减小以后，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是（ ）
A．物体所受弹力增大，摩擦力增大
B．物体所受弹力不变，摩擦力减小
C．物体所受弹力增大，摩擦力不变
D．物体所受弹力减小，摩擦力不变
5．质量为m的汽车在水平路面上匀加速启动，速度—时间图像如图所示，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段为曲线，bc段是与ab段相切的水平直线，下述判断正确的是（ ）
A．0~t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定
B．t1~t2时间内汽车牵引力不断减小但功率恒定
C．t2时刻汽车发动机功率首次达到最大值并保持
D．汽车以最大速度行驶时，牵引力有可能大于阻力
6． 一根粗细均匀的长直铁棒重600 N，平放在水平地面上.现将一端从地面抬高0.50 m，而另一端仍在地面上，则( )
A．铁棒的重力势能增加了150J B．铁棒的重力势能增加了300 J
C．铁棒的重力不做功 D．上述说法均错误
二、多项选择题(本题共4题，每题6分，共24分，每小题有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，对而不全得3分，有选错或不答得0分。)
7． 如图所示，某人在斜面底端的正上方某高度处水平抛出两个物体甲、乙，分别落在A、B两处，不计空气阻力，则以下判断正确的是（ ）
A．甲物体空中运动时间更长
B．乙物体空中运动时间更长
C．甲物体的初速度更大
D．两个物体空中运动过程中的加速度不同
8． 如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则（ ）
A．a、b、c、d中，a的加速度最大 B．a、b、c、d中，b的线速度最大
C．a、b、c、d中，c的角速度最大 D．a、b、c、d中，d的周期最大
9．如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们运上五楼，其中图甲是用台阶式电梯，图乙是用履带式电梯，假设从一楼运到二楼两种情况下电梯都是匀加速运动，关于此过程下列说法正确的是( )
A．货物所受的摩擦力都做正功
B．货物所受的支持力都不做功
C．图甲中货物所受的支持力做正功
D．图乙中货物所受的支持力不做功
10． 质量为2×103 kg、发动机的额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶。若该汽车所受阻力大小恒为4×103 N，有关汽车的运动下列判断正确的是( )
A．汽车的行驶速度无法超过19 m/s
B．汽车匀速行驶的速度可以等于18 m/s
C．汽车获得的动能小于发动机做的总功
D．汽车获得的动能等于发动机做的总功
11．某实验小组用重锤自由下落的过程来检验重力做的功与动能变化量的关系。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是 。
（2）关于接通电源和放手让重锤运动的先后顺序，下列说法正确的是____。
A．先放手后接通电源 B．放手时同时接通电源
C．先接通电源后放手 D．以上说法都不对
（3）选出一条清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，通过分析已知该点速度为零，另选连续的三个点A、B、C。用刻度尺测得这三个点到O点间距为：，重锤的质量为，打点计时器工作频率为，当地的重力加速度g为。从打下O到打下B点过程中重力做功等于 J，打点计时器打下B点时重锤的速度大小 ，重锤动能增加量为 J。（计算结果均保留2位小数）
（4）实验发现重锤自由下落过程中获得的动能并不等于重力做的功，分析两者不相等的原因可能是 （至少写出一条主要原因）。
12． 图甲为某种管口出水方向可调的瓶装水电动取水器，某实验小组利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量（流量即单位时间内流出水的体积）。实验方案如下：
（1）利用仪器测量取水器出水管内径d；
（2）调节取水器管口方向，使水从管口沿 方向射出；
（3）待水在空中形成稳定的弯曲水柱后，紧贴水柱后方放置白底方格板（已知每个正方格的边长为L），并利用手机正对水柱拍摄照片，取水柱上的三个点a、b、c，如图乙所示，图中a点 平抛的起点（选填“是”或“不是”）；
（4）已知当地重力加速度大小为g，根据图乙可以计算水从管口喷出时的初速度 （用L、g进行表示）；
（5）由上述信息可计算得出取水器取水时的流量 （用L、g、d进行表示）。
13． 如图所示，王亚平在中国空间站用古筝弹奏了《茉莉花》，为中国人民送上祝福。中国空间站在离地面高度h的圆周轨道绕地球做匀速圈周运动，且运动的周期为T。已知万有引力常量为G，地球半径为R。
（1）若古筝的质量为m，求古筝在空间站受到地球对它的万有引力大小F；
（2）求地球的质量M。
14．长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，如图所示。若战士某次将质量为m的手榴弹水平抛出，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，水平位移大小为L，忽略空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）手榴弹在空中运动的时间t；
（2）抛出手榴弹过程中，战士至少要做多少功；
（3）手榴弹落地前瞬间，手榴弹所受重力的功率。
15．如图所示为供儿童娱乐的滑梯的示意图，假设其中为光滑斜面滑槽，为动摩擦因数的水平滑槽，与半径的圆弧相切；为水平地面。已知儿童在滑槽上滑动时，在点由斜面转到水平面的运动速率不变，A点离地面的竖直高度为。（取）试求：
（1）儿童从A处由静止开始滑到处时的速度大小？
（2）为了使儿童在娱乐时不会从C处平抛滑出，水平滑槽的长度至少为多少？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】A、爱好者的运动轨迹是曲线，即轨迹夹在合外力方向与速度方向之间，而速度方向是沿轨迹的切线方向，所以爱好者在某点所受合外力方向不可能沿轨迹的切线方向，A正确；
B、题意没有说明爱好者是做变速曲线运动还是匀速曲线运动，所以爱好者的速度大小可能保持不变，但速度方向时刻在改变，即爱好者的速度不可能保持不变的，B错误；
C、爱好者做曲线运动，合外力方向与速度方向不在同一直线，不一定是相互垂直，即爱好者的速度方向与加速度方向不在同一直线，但不一定相互垂直，C错误；
D、若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将增大。D错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查物体做曲线运动的条件，以及曲线运动的特点，要求学生掌握物体的速度方向与合外力（或加速度）方向不在同一直线时，物体做曲线运动，做曲线运动的物体速度方向时刻在改变。
2．【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】A、冬至时，地球处在椭圆轨道近日点，由开普勒第二定律知，地球在近日点的速度最大，A错误；
B、夏至时，地球处在椭圆轨道远日点，由开普勒第二定律知，地球在远日点的速度最小，故从夏至到秋分的时间里，地球的速度从最小逐渐在变大，运动时间比地球公转周期的四分之一长，B正确；
C、地球从夏至到秋分，再到冬至，运动速度从最小变到最大，所以，地球不是做匀速率椭圆轨道运动，C错误；
D、由图知，地球绕太阳运行方向是逆时针方向，D错误。
故答案为：B。
【分析】本题考查开普勒第二定律，地球从近日点（冬至）到远日点（夏至）的过程中，运动速度从最大变到最小，故从冬至到春分，或从秋分到夏至的运动时间比地球公转周期的四分之一短。
3．【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】A、7.9km/s是近地环绕的速度，也是最大的环绕速度，同步卫星的轨道半径是地球半径的6.6倍，属于高轨道运行，故其运行速度比7.9km/s小，A错误；
B、卫星从轨道 Ⅰ进入地球同步轨道Ⅱ， 卫星通过增大卫星的速度实现变轨，B错误；
C、 在轨道Ⅰ上，卫星在P点，卫星的轨道半径比在Q点小，由知，卫星在P点的加速度大于在Q点的加速度，C错误；
D、在Q点，由知，卫星在轨道Ⅰ时的加速度等于在轨道Ⅱ时的加速度，D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查卫星的变轨问题，卫星从低轨道到高轨道变轨，通过增大卫星的速度来实现变轨，反之亦然，判断卫星在不同地点的加速度大小时，通过来判断。
4．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；向心力
【解析】【解答】对物体进行受力分析：重力、摩擦力、支持力。
当圆筒的转速减小以后，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，说明竖直方向上：重力与摩擦力平衡，水平方向由支持力提供向心力，，
转速n减小，角速度减小，支持力减小。D正确，ABC错误。
故答案为：D。
【分析】本题考查物体做圆周运动时，向心力的来源，要求学生能通过题意判断竖直方向上物体的重力与摩擦力平衡，即摩擦力不变，水平方向由支持力提供向心力，转速变小，支持力变小。
5．【答案】B
【知识点】功率及其计算；机车启动；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、内汽车匀速运动，可知汽车在水平路面运动过程汽车受到的阻力是恒定的，内v-t图像是一条倾斜的直线，说明汽车做匀加速运动，由知，牵引力不变，汽车的速度增大，由知，汽车的功率在变大，A错误；
B、在时刻，汽车的功率增大到额定功率，汽车开始做加速度不断减小的加速运动，即时间内的运动，由知，速度增大，而P不变，牵引力减小，由知，加速度减小。B正确；
C、在时刻，汽车的功率增大到额定功率，并开始保持额定功率在运动，C错误；
D、当汽车以最大速度行驶时，汽车做匀速直线运动，即，D错误。
故答案为：B。
【分析】本题考查汽车的启动方式——以恒定加速度启动。要求学生能够掌握启动过程，通过汽车的运动特点分析其受力情况，根据判断汽车启动过程功率的变化情况，当汽车的实际功率等于额定功率后，汽车继续加速，但牵引力变小，进而改变汽车运动的加速度，当加速度减小为零时，汽车的速度达到最大。
6．【答案】A
【知识点】重力势能；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】质量均匀分布，形状规则的物体，其重心在其几何中心，故铁棒的重心在铁棒的重心，也刚好是中心，铁棒一端从地面抬高0.50m，铁棒的重心升高0.25m，铁棒重力势能增加了，A正确，BCD错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查物体的重心及重力势能变化与重心位置的关系，对于质量均匀分布，形状规则的物体，其重心在其几何中心；进而通过物体重心位置变化，判断物体重力势能的变化。
7．【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB、由图知，乙物体平抛的竖直位移大，由知，乙物体在空中运动时间长，A错误，B正确；
C、由知，，甲物体的平抛水平位移比乙物体大，而竖直位移比乙物体小，即甲物体平抛的初速度比乙物体大，C正确；
D、甲乙两物体做的是平抛运动，只受重力作用，故两物体在平抛过程中加速度都等于重力加速度，D错误。
故答案为：BC。
【分析】本题考查平抛运动的运动特点，水平方向：，竖直方向：，通过甲乙两物体在空中的运动情况，知道甲乙物体的水平位移和竖直位移关系，进而可以判断运动时间，初速度等物理量。
8．【答案】B,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A、b、c、d卫星绕地球做运动圆周运动，由知，，比较物体a和卫星c，由于物体a和卫星c的角速度相同，由知，，A错误；
B、b、c、d卫星绕地球做运动圆周运动，由知，，，比较物体a和卫星c，由于物体a和卫星c的角速度相同，由知，，B正确；
C、b、c、d卫星绕地球做运动圆周运动，由知，，，比较物体a和卫星c，由于物体a和卫星c的角速度相同，，C错误；
D、b、c、d卫星绕地球做运动圆周运动，由知，，，比较物体a和卫星c，由于物体a和卫星c的角速度相同，，由知，，D正确。
故答案为BD。
【分析】本题考查万有引力定律的应用，判断环绕天体的角速度、线速度、向心加速度、周期的大小关系时，利用万有引力提供向心力来分析，分析地面上的物体时，由于物体随地球一起自转，即物体运动的周期与地球自转的周期相同，进而可以通过圆周运动的特点，比较地面上的物体和地球同步卫星的角速度、线速度、向心加速度、周期的大小关系。
9．【答案】A,C,D
【知识点】功的概念；功的计算
【解析】【解答】甲货物做匀加速运动，对甲图中的货物进行受力分析：重力（竖直向下）、支持力（竖直向上）、摩擦力（沿接触面水平向右）而货物沿电梯向上做匀加速运动，由力与速度的方向知，重力做负功，支持力做正功，摩擦力做正功；
乙货物做匀加速运动，对乙图中的货物进行受力分析：重力（竖直向下）、支持力（垂直于电梯向上）、摩擦力（沿电梯向上）而货物沿电梯向上做匀加速运动，由力与速度的方向知，重力做负功，支持力不做功，摩擦力做正功；
ACD正确，B错误。
故答案为：ACD。
【分析】本题考查如何判断力的做功情况，解题关键在于根据货物的运动性质对货物进行正确的受力分析，根据各力方向与货物的运动方向的关系，判断各力做的功，力与速度方向成夹角，当时，力对物体做正功；时，力不做功；时，力对物体做负功。
10．【答案】B,C
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】AB、汽车行驶过程中，匀速行驶时，牵引力等于阻力，由知，当功率达到额定功率时，汽车匀速行驶的速度达到最大，即，A错误，B正确。
CD、汽车通过牵引力做的功产生的能量一部分转化为汽车的动能，一部分转化为由于阻力做负功而产生的内能。所以汽车获得的动能小于发动机做的总功。C正确，D错误。
故答案为：BC。
【分析】本题考查的是汽车在平直公路上的行驶特点，汽车匀速行驶，牵引力等于阻力，汽车的实际功率恒定，当汽车以额定功率匀速行驶时，汽车匀速的速度达到最大。由能量守恒角度知，汽车发动机做的总功，即牵引力做的功，产生的能量一部分转化为汽车的动能，一部分转化为内能。
11．【答案】（1）A
（2）C
（3）0.38J；1.92m/s；0.37J
（4）重锤下落过程受到空气阻力、纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦力作用
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）用重锤自由下落的过程要检验重力做功与动能变化量的关系，要求重锤下落过程受到的阻力要尽量的减小，CD错误，本实验要求重锤靠近计时器释放，B错误，A正确。
（2）先接通电源，后释放重锤，C正确。
（3）从打下O到打下B点过程中，重力做功，
打点计时器打下B点时，重锤的速度大小，
重锤动能增加量。
（4）重力势能的减少量没有完全转化为动能，是因为部分重力势能转化为内能，内能的产生来源于重锤下落过程受到空气阻力作用和纸带与打点计时器间的摩擦力作用。
【分析】本题考查利用自由落体运动验证机械能守恒的实验，要求学生熟练该实验的操作过程，根据运动学公式得出重锤的瞬时速度，结合动能的计算公式和功能关系分析重锤下落过程机械能是否守恒，根据实验原理及对应的器材分析实验误差的来源。
12．【答案】（1）无
（2）水平
（3）不是
（4）
（5）
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（2）由于本实验利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量，因此应让取水器启动后水从管口沿水平方向射出。
（3）a点的速度方向沿着轨迹的切线方向，该切线方向并不是沿水平方向，故a点不是平抛运动的起点。
（4）由乙图知，水从a点流到b，再流到c，相邻两点的水平位移相等，说明水从水从a点流到b，再从b流到c的时间间隔相同，时间间隔为T，相邻两点的竖直位移分别是3L、5L，由得，解得，水平方向上：，解得。
（5）
【分析】本题考查平抛运动的运动规律，要求学生根据实验原理进行正确的实验操作，结合平抛运动的规律和运动学相关公式或推论分析。
13．【答案】（1）解：古筝围绕地球做匀速圆周运动，地球对它的万有引力提供向心力，即
F = Fn
所以
（2）解：设空间站的质量m1，空间站围绕地球做匀速圆周运动，由地球对空间站的万有引力提供向心力，即
可得
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】本题考查万有引力定律的应用，解题关键在于掌握由万有引力提供向心力这一理论，结合向心加速度与运行周期的关系式求解。注意：一选择恰当的向心加速度表达式，二轨道半径与地球半径的区别。
14．【答案】（1）解： 手榴弹在竖直方向上做自由落体直线运动，可得
解得
（2）解： 手榴弹在水平方向上做匀速直线运动，有
手榴弹刚被抛出时的初动能
由功能关系得，战士至少做功为
（3）解：落地前瞬间，手榴弹竖直方向的速度大小
落地前瞬间，手榴弹重力的功率为
解得
【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】本题考查平抛运动的规律，要求学生熟练掌握平抛运动水平方向、竖直方向两个分运动的运动特点，手榴弹在竖直方向上遵循自由落体运动规律，由求解手榴弹在空中的运动时间，进而通过求解手榴弹平抛的初速度，根据功能关系求得人对手榴弹做的功，而手榴弹落地前瞬间，手榴弹重力的瞬时功率，即需要先求解手榴弹在竖直方向的末速度。注意：竖直方向的末速度的求解方式有：。
15．【答案】（1）设滑到B处的速度为v，从A到B根据动能定理可得：，解得v=6m/s
（2）解：设儿童在C点恰做平抛运动滑出时的速率为vC，则
解得vC=m/s
由动能定理可得
解得
即为了使儿童在娱乐时不会从C处平抛滑出，水平滑槽的长度至少为3.4m。
【知识点】能量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】本题考查动能定理的应用，儿童从A运动到B的过程中，重力做的功等于儿童在该过程动能的变化量，根据题干提供信息，求解儿童到达B点的速度；为了使儿童在娱乐时不会在C处平抛滑出，理解为：儿童在C处的速度最大为(在C处由重力提供向心力）。进而研究儿童从B点运动到C点，摩擦力做的功等于该过程儿童动能的变化量，从而求解L的最小值。注意：为了使儿童在娱乐时不会在C处平抛滑出，说明儿童在C处对圆弧的压力大于或等于零。
1 / 1广东省深圳市龙华区2022-2023学年高一下学期第二阶段考试期中物理试题
一、单项选择题(本题共6题，每题4分，共24分，每小题只有一个选项正确)
1． 如图所示，一无动力飞行爱好者在某次翼装飞行过程中，在同一竖直平面内从A到B滑出了一段曲线轨迹，该过程中下列说法正确的是（ ）
A．爱好者在某点所受合外力方向不可能沿轨迹的切线方向
B．爱好者的速度可能保持不变
C．爱好者的速度方向与加速度方向始终相互垂直
D．若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将减小
【答案】A
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】A、爱好者的运动轨迹是曲线，即轨迹夹在合外力方向与速度方向之间，而速度方向是沿轨迹的切线方向，所以爱好者在某点所受合外力方向不可能沿轨迹的切线方向，A正确；
B、题意没有说明爱好者是做变速曲线运动还是匀速曲线运动，所以爱好者的速度大小可能保持不变，但速度方向时刻在改变，即爱好者的速度不可能保持不变的，B错误；
C、爱好者做曲线运动，合外力方向与速度方向不在同一直线，不一定是相互垂直，即爱好者的速度方向与加速度方向不在同一直线，但不一定相互垂直，C错误；
D、若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将增大。D错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查物体做曲线运动的条件，以及曲线运动的特点，要求学生掌握物体的速度方向与合外力（或加速度）方向不在同一直线时，物体做曲线运动，做曲线运动的物体速度方向时刻在改变。
2． 2022年2月4日北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时，最后定格于立春节气，惊艳全球，二十四节气代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。从天体物理学可知，地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处如图所示的四个位置分别对应我国的四个节气，以下关于地球的运行正确的说法是（ ）
A．冬至时地球公转速度最小
B．从夏至到秋分的时间大于地球公转周期的四分之一
C．地球做匀速率椭圆轨道运动
D．地球绕太阳运行方向是顺时针方向
【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】A、冬至时，地球处在椭圆轨道近日点，由开普勒第二定律知，地球在近日点的速度最大，A错误；
B、夏至时，地球处在椭圆轨道远日点，由开普勒第二定律知，地球在远日点的速度最小，故从夏至到秋分的时间里，地球的速度从最小逐渐在变大，运动时间比地球公转周期的四分之一长，B正确；
C、地球从夏至到秋分，再到冬至，运动速度从最小变到最大，所以，地球不是做匀速率椭圆轨道运动，C错误；
D、由图知，地球绕太阳运行方向是逆时针方向，D错误。
故答案为：B。
【分析】本题考查开普勒第二定律，地球从近日点（冬至）到远日点（夏至）的过程中，运动速度从最大变到最小，故从冬至到春分，或从秋分到夏至的运动时间比地球公转周期的四分之一短。
3． 中国在2022年发射的实践二十一号（SJ-21）卫星，实施了一项“太空城管”的“轨道清扫”任务，捕获并拖走了一颗失效的北斗二号地球同步轨道卫星。发射地球同步卫星的过程如图所示，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（ ）
A．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度可能大于7.9km/s
B．卫星在Q点通过减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的加速度小于在Q点的加速度
D．在Q点，卫星在轨道Ⅰ时的加速度等于在轨道Ⅱ时的加速度
【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】A、7.9km/s是近地环绕的速度，也是最大的环绕速度，同步卫星的轨道半径是地球半径的6.6倍，属于高轨道运行，故其运行速度比7.9km/s小，A错误；
B、卫星从轨道 Ⅰ进入地球同步轨道Ⅱ， 卫星通过增大卫星的速度实现变轨，B错误；
C、 在轨道Ⅰ上，卫星在P点，卫星的轨道半径比在Q点小，由知，卫星在P点的加速度大于在Q点的加速度，C错误；
D、在Q点，由知，卫星在轨道Ⅰ时的加速度等于在轨道Ⅱ时的加速度，D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查卫星的变轨问题，卫星从低轨道到高轨道变轨，通过增大卫星的速度来实现变轨，反之亦然，判断卫星在不同地点的加速度大小时，通过来判断。
4． 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的转速减小以后，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是（ ）
A．物体所受弹力增大，摩擦力增大
B．物体所受弹力不变，摩擦力减小
C．物体所受弹力增大，摩擦力不变
D．物体所受弹力减小，摩擦力不变
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；向心力
【解析】【解答】对物体进行受力分析：重力、摩擦力、支持力。
当圆筒的转速减小以后，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，说明竖直方向上：重力与摩擦力平衡，水平方向由支持力提供向心力，，
转速n减小，角速度减小，支持力减小。D正确，ABC错误。
故答案为：D。
【分析】本题考查物体做圆周运动时，向心力的来源，要求学生能通过题意判断竖直方向上物体的重力与摩擦力平衡，即摩擦力不变，水平方向由支持力提供向心力，转速变小，支持力变小。
5．质量为m的汽车在水平路面上匀加速启动，速度—时间图像如图所示，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段为曲线，bc段是与ab段相切的水平直线，下述判断正确的是（ ）
A．0~t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定
B．t1~t2时间内汽车牵引力不断减小但功率恒定
C．t2时刻汽车发动机功率首次达到最大值并保持
D．汽车以最大速度行驶时，牵引力有可能大于阻力
【答案】B
【知识点】功率及其计算；机车启动；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、内汽车匀速运动，可知汽车在水平路面运动过程汽车受到的阻力是恒定的，内v-t图像是一条倾斜的直线，说明汽车做匀加速运动，由知，牵引力不变，汽车的速度增大，由知，汽车的功率在变大，A错误；
B、在时刻，汽车的功率增大到额定功率，汽车开始做加速度不断减小的加速运动，即时间内的运动，由知，速度增大，而P不变，牵引力减小，由知，加速度减小。B正确；
C、在时刻，汽车的功率增大到额定功率，并开始保持额定功率在运动，C错误；
D、当汽车以最大速度行驶时，汽车做匀速直线运动，即，D错误。
故答案为：B。
【分析】本题考查汽车的启动方式——以恒定加速度启动。要求学生能够掌握启动过程，通过汽车的运动特点分析其受力情况，根据判断汽车启动过程功率的变化情况，当汽车的实际功率等于额定功率后，汽车继续加速，但牵引力变小，进而改变汽车运动的加速度，当加速度减小为零时，汽车的速度达到最大。
6． 一根粗细均匀的长直铁棒重600 N，平放在水平地面上.现将一端从地面抬高0.50 m，而另一端仍在地面上，则( )
A．铁棒的重力势能增加了150J B．铁棒的重力势能增加了300 J
C．铁棒的重力不做功 D．上述说法均错误
【答案】A
【知识点】重力势能；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】质量均匀分布，形状规则的物体，其重心在其几何中心，故铁棒的重心在铁棒的重心，也刚好是中心，铁棒一端从地面抬高0.50m，铁棒的重心升高0.25m，铁棒重力势能增加了，A正确，BCD错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查物体的重心及重力势能变化与重心位置的关系，对于质量均匀分布，形状规则的物体，其重心在其几何中心；进而通过物体重心位置变化，判断物体重力势能的变化。
二、多项选择题(本题共4题，每题6分，共24分，每小题有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，对而不全得3分，有选错或不答得0分。)
7． 如图所示，某人在斜面底端的正上方某高度处水平抛出两个物体甲、乙，分别落在A、B两处，不计空气阻力，则以下判断正确的是（ ）
A．甲物体空中运动时间更长
B．乙物体空中运动时间更长
C．甲物体的初速度更大
D．两个物体空中运动过程中的加速度不同
【答案】B,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB、由图知，乙物体平抛的竖直位移大，由知，乙物体在空中运动时间长，A错误，B正确；
C、由知，，甲物体的平抛水平位移比乙物体大，而竖直位移比乙物体小，即甲物体平抛的初速度比乙物体大，C正确；
D、甲乙两物体做的是平抛运动，只受重力作用，故两物体在平抛过程中加速度都等于重力加速度，D错误。
故答案为：BC。
【分析】本题考查平抛运动的运动特点，水平方向：，竖直方向：，通过甲乙两物体在空中的运动情况，知道甲乙物体的水平位移和竖直位移关系，进而可以判断运动时间，初速度等物理量。
8． 如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则（ ）
A．a、b、c、d中，a的加速度最大 B．a、b、c、d中，b的线速度最大
C．a、b、c、d中，c的角速度最大 D．a、b、c、d中，d的周期最大
【答案】B,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A、b、c、d卫星绕地球做运动圆周运动，由知，，比较物体a和卫星c，由于物体a和卫星c的角速度相同，由知，，A错误；
B、b、c、d卫星绕地球做运动圆周运动，由知，，，比较物体a和卫星c，由于物体a和卫星c的角速度相同，由知，，B正确；
C、b、c、d卫星绕地球做运动圆周运动，由知，，，比较物体a和卫星c，由于物体a和卫星c的角速度相同，，C错误；
D、b、c、d卫星绕地球做运动圆周运动，由知，，，比较物体a和卫星c，由于物体a和卫星c的角速度相同，，由知，，D正确。
故答案为BD。
【分析】本题考查万有引力定律的应用，判断环绕天体的角速度、线速度、向心加速度、周期的大小关系时，利用万有引力提供向心力来分析，分析地面上的物体时，由于物体随地球一起自转，即物体运动的周期与地球自转的周期相同，进而可以通过圆周运动的特点，比较地面上的物体和地球同步卫星的角速度、线速度、向心加速度、周期的大小关系。
9．如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们运上五楼，其中图甲是用台阶式电梯，图乙是用履带式电梯，假设从一楼运到二楼两种情况下电梯都是匀加速运动，关于此过程下列说法正确的是( )
A．货物所受的摩擦力都做正功
B．货物所受的支持力都不做功
C．图甲中货物所受的支持力做正功
D．图乙中货物所受的支持力不做功
【答案】A,C,D
【知识点】功的概念；功的计算
【解析】【解答】甲货物做匀加速运动，对甲图中的货物进行受力分析：重力（竖直向下）、支持力（竖直向上）、摩擦力（沿接触面水平向右）而货物沿电梯向上做匀加速运动，由力与速度的方向知，重力做负功，支持力做正功，摩擦力做正功；
乙货物做匀加速运动，对乙图中的货物进行受力分析：重力（竖直向下）、支持力（垂直于电梯向上）、摩擦力（沿电梯向上）而货物沿电梯向上做匀加速运动，由力与速度的方向知，重力做负功，支持力不做功，摩擦力做正功；
ACD正确，B错误。
故答案为：ACD。
【分析】本题考查如何判断力的做功情况，解题关键在于根据货物的运动性质对货物进行正确的受力分析，根据各力方向与货物的运动方向的关系，判断各力做的功，力与速度方向成夹角，当时，力对物体做正功；时，力不做功；时，力对物体做负功。
10． 质量为2×103 kg、发动机的额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶。若该汽车所受阻力大小恒为4×103 N，有关汽车的运动下列判断正确的是( )
A．汽车的行驶速度无法超过19 m/s
B．汽车匀速行驶的速度可以等于18 m/s
C．汽车获得的动能小于发动机做的总功
D．汽车获得的动能等于发动机做的总功
【答案】B,C
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】AB、汽车行驶过程中，匀速行驶时，牵引力等于阻力，由知，当功率达到额定功率时，汽车匀速行驶的速度达到最大，即，A错误，B正确。
CD、汽车通过牵引力做的功产生的能量一部分转化为汽车的动能，一部分转化为由于阻力做负功而产生的内能。所以汽车获得的动能小于发动机做的总功。C正确，D错误。
故答案为：BC。
【分析】本题考查的是汽车在平直公路上的行驶特点，汽车匀速行驶，牵引力等于阻力，汽车的实际功率恒定，当汽车以额定功率匀速行驶时，汽车匀速的速度达到最大。由能量守恒角度知，汽车发动机做的总功，即牵引力做的功，产生的能量一部分转化为汽车的动能，一部分转化为内能。
11．某实验小组用重锤自由下落的过程来检验重力做的功与动能变化量的关系。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是 。
（2）关于接通电源和放手让重锤运动的先后顺序，下列说法正确的是____。
A．先放手后接通电源 B．放手时同时接通电源
C．先接通电源后放手 D．以上说法都不对
（3）选出一条清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，通过分析已知该点速度为零，另选连续的三个点A、B、C。用刻度尺测得这三个点到O点间距为：，重锤的质量为，打点计时器工作频率为，当地的重力加速度g为。从打下O到打下B点过程中重力做功等于 J，打点计时器打下B点时重锤的速度大小 ，重锤动能增加量为 J。（计算结果均保留2位小数）
（4）实验发现重锤自由下落过程中获得的动能并不等于重力做的功，分析两者不相等的原因可能是 （至少写出一条主要原因）。
【答案】（1）A
（2）C
（3）0.38J；1.92m/s；0.37J
（4）重锤下落过程受到空气阻力、纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦力作用
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）用重锤自由下落的过程要检验重力做功与动能变化量的关系，要求重锤下落过程受到的阻力要尽量的减小，CD错误，本实验要求重锤靠近计时器释放，B错误，A正确。
（2）先接通电源，后释放重锤，C正确。
（3）从打下O到打下B点过程中，重力做功，
打点计时器打下B点时，重锤的速度大小，
重锤动能增加量。
（4）重力势能的减少量没有完全转化为动能，是因为部分重力势能转化为内能，内能的产生来源于重锤下落过程受到空气阻力作用和纸带与打点计时器间的摩擦力作用。
【分析】本题考查利用自由落体运动验证机械能守恒的实验，要求学生熟练该实验的操作过程，根据运动学公式得出重锤的瞬时速度，结合动能的计算公式和功能关系分析重锤下落过程机械能是否守恒，根据实验原理及对应的器材分析实验误差的来源。
12． 图甲为某种管口出水方向可调的瓶装水电动取水器，某实验小组利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量（流量即单位时间内流出水的体积）。实验方案如下：
（1）利用仪器测量取水器出水管内径d；
（2）调节取水器管口方向，使水从管口沿 方向射出；
（3）待水在空中形成稳定的弯曲水柱后，紧贴水柱后方放置白底方格板（已知每个正方格的边长为L），并利用手机正对水柱拍摄照片，取水柱上的三个点a、b、c，如图乙所示，图中a点 平抛的起点（选填“是”或“不是”）；
（4）已知当地重力加速度大小为g，根据图乙可以计算水从管口喷出时的初速度 （用L、g进行表示）；
（5）由上述信息可计算得出取水器取水时的流量 （用L、g、d进行表示）。
【答案】（1）无
（2）水平
（3）不是
（4）
（5）
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（2）由于本实验利用平抛运动规律测量该取水器取水时的流量，因此应让取水器启动后水从管口沿水平方向射出。
（3）a点的速度方向沿着轨迹的切线方向，该切线方向并不是沿水平方向，故a点不是平抛运动的起点。
（4）由乙图知，水从a点流到b，再流到c，相邻两点的水平位移相等，说明水从水从a点流到b，再从b流到c的时间间隔相同，时间间隔为T，相邻两点的竖直位移分别是3L、5L，由得，解得，水平方向上：，解得。
（5）
【分析】本题考查平抛运动的运动规律，要求学生根据实验原理进行正确的实验操作，结合平抛运动的规律和运动学相关公式或推论分析。
13． 如图所示，王亚平在中国空间站用古筝弹奏了《茉莉花》，为中国人民送上祝福。中国空间站在离地面高度h的圆周轨道绕地球做匀速圈周运动，且运动的周期为T。已知万有引力常量为G，地球半径为R。
（1）若古筝的质量为m，求古筝在空间站受到地球对它的万有引力大小F；
（2）求地球的质量M。
【答案】（1）解：古筝围绕地球做匀速圆周运动，地球对它的万有引力提供向心力，即
F = Fn
所以
（2）解：设空间站的质量m1，空间站围绕地球做匀速圆周运动，由地球对空间站的万有引力提供向心力，即
可得
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】本题考查万有引力定律的应用，解题关键在于掌握由万有引力提供向心力这一理论，结合向心加速度与运行周期的关系式求解。注意：一选择恰当的向心加速度表达式，二轨道半径与地球半径的区别。
14．长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，如图所示。若战士某次将质量为m的手榴弹水平抛出，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，水平位移大小为L，忽略空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）手榴弹在空中运动的时间t；
（2）抛出手榴弹过程中，战士至少要做多少功；
（3）手榴弹落地前瞬间，手榴弹所受重力的功率。
【答案】（1）解： 手榴弹在竖直方向上做自由落体直线运动，可得
解得
（2）解： 手榴弹在水平方向上做匀速直线运动，有
手榴弹刚被抛出时的初动能
由功能关系得，战士至少做功为
（3）解：落地前瞬间，手榴弹竖直方向的速度大小
落地前瞬间，手榴弹重力的功率为
解得
【知识点】平抛运动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】本题考查平抛运动的规律，要求学生熟练掌握平抛运动水平方向、竖直方向两个分运动的运动特点，手榴弹在竖直方向上遵循自由落体运动规律，由求解手榴弹在空中的运动时间，进而通过求解手榴弹平抛的初速度，根据功能关系求得人对手榴弹做的功，而手榴弹落地前瞬间，手榴弹重力的瞬时功率，即需要先求解手榴弹在竖直方向的末速度。注意：竖直方向的末速度的求解方式有：。
15．如图所示为供儿童娱乐的滑梯的示意图，假设其中为光滑斜面滑槽，为动摩擦因数的水平滑槽，与半径的圆弧相切；为水平地面。已知儿童在滑槽上滑动时，在点由斜面转到水平面的运动速率不变，A点离地面的竖直高度为。（取）试求：
（1）儿童从A处由静止开始滑到处时的速度大小？
（2）为了使儿童在娱乐时不会从C处平抛滑出，水平滑槽的长度至少为多少？
【答案】（1）设滑到B处的速度为v，从A到B根据动能定理可得：，解得v=6m/s
（2）解：设儿童在C点恰做平抛运动滑出时的速率为vC，则
解得vC=m/s
由动能定理可得
解得
即为了使儿童在娱乐时不会从C处平抛滑出，水平滑槽的长度至少为3.4m。
【知识点】能量守恒定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】本题考查动能定理的应用，儿童从A运动到B的过程中，重力做的功等于儿童在该过程动能的变化量，根据题干提供信息，求解儿童到达B点的速度；为了使儿童在娱乐时不会在C处平抛滑出，理解为：儿童在C处的速度最大为(在C处由重力提供向心力）。进而研究儿童从B点运动到C点，摩擦力做的功等于该过程儿童动能的变化量，从而求解L的最小值。注意：为了使儿童在娱乐时不会在C处平抛滑出，说明儿童在C处对圆弧的压力大于或等于零。
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