山东省临沂市重点中学2023-2024学年高一（下）物理第三次月考试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1．（2024高一下·临沂月考）下面说法中正确的是( )
A．曲线运动不一定是变速运动
B．若两个不共线的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动可能是直线运动
C．行星绕太阳由近日点向远日点运动时，万有引力对行星做负功
D．牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量
【答案】C
【知识点】功能关系；曲线运动的条件；运动的合成与分解；引力常量及其测定
【解析】【解答】A：曲线运动是速度方向时刻变化的运动，一定是变速运动。A不符合题意。
B： 两个不共线的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动 ，则合速度方向与加速度方向不在同一直线上，故合运动一定是曲线运动。B不符合题意。
C：行星由近日点到远日点运动时，要克服万有引力做功，动能减小。C符合题意。
D：牛顿总结出了万有引力定律；卡文迪许测出万有引力常量。D不符合题意。
故答案为C。
【分析】曲线运动的实质；合运动性质的判定是通过合速度与合加速度的方向判定；由开普勒定律可知近日点向远日点运动时速度减小，动能减小，引力做负功；牛顿总结出了万有引力定律；卡文迪许测出万有引力常量。
2．（2021高一下·郑州期末）某质点在恒力F作用下，从A点沿图中曲线方向运动到B点。经过B点时，若力的方向突然变为与原来相反，则它从B点开始可能沿图中的哪一条虚线运动（ ）
A．虚线a B．虚线b C．虚线c D．虚线d
【答案】A
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】从A点沿曲线运动到B点，曲线是向下右弯曲的，由合力应该指向轨迹的内侧，可知恒力F的方向应该是斜向右下方的，改变F的方向之后就应该是斜向左上方的，物体的运动轨迹应该是向左上方弯曲，可能出现a的轨迹，其余为不可能的，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据曲线运动轨迹性质，运动轨迹介于初速度和合外力之间偏向合外力的方向。
3．（2024高一下·临沂月考）如图是轮渡的简化图。已知船在静水中的速度为，水流速度为。当船从处过河时，船头与上游河岸的夹角，一段时间后，船正好到达正对岸处。若河宽为，船在静水中的速度大小不变，水流的速度不变，则( )
A．
B．船渡河的时间为
C．若改变船的航行方向，船最短的渡河时间为
D．若增大船头与上游河岸的夹角，则小船将到达河对岸的上游
【答案】B
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】A：由题：，代入数据：15m/s，A不符合题意。
B：由：d=，可得渡河时间t=37.5s，B符合题意。
C：当船头垂直于河岸时，渡河时间最短，由可得30s，C不符合题意。
D：由平行四边形定则，若增大夹角，则船的合速度方向指向对岸B的下方，所以小船将会到达对岸B的下游。D不符合题意。
故答案为B。
【分析】小船渡河的最短是时间由船速决定；由平行四边形定则可得小船的合运动方向，小船的合运动方向为实际位移的方向。
4．（2024高一下·临沂月考）如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是( )
A．汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应快速驶过
B．在铁路的转弯处外轨比内轨高，如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时只要速度足够小，水就不会流出
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
【答案】B
【知识点】向心力；生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A： 汽车通过凹形桥的最低点时 ，，速度越大，地面对轮胎的支持力越大，所以应该减速通过，A不符合题意。
B：在铁路拐弯处，设计外轨比内轨高的目的是火车以设计速度通过时对内外轨均无压力，如果超过设计速度，则火车转弯所需要的向心力增大，有离心的趋势，所以会对外规产生挤压，B符合题意。
C：水流星通过最高点时的临界速度： ，当速度小于临界速度时，水会流出。C不符合题意。
D： 脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力小于所需要的向心力，水滴做离心运动，从而甩出。D不符合题意。
故答案为B
【分析】生活中的圆周运动模型，分析向心力的来源；绳模型完成圆周运动的临界条件为中立提供向心力；合力小于向心力，物体做离心运动。
5．（2023高一下·辽宁期末）滑滑梯是深受儿童喜爱的娱乐项目之一、如图所示，小孩沿一粗糙滑梯加速下滑，该过程中（ ）
A．小孩所受重力做功的功率增大，其机械能增大
B．小孩所受重力做功的功率增大，其机械能减小
C．小孩所受重力做功的功率减小，其机械能增大
D．小孩所受重力做功的功率减小，其机械能减小
【答案】B
【知识点】功能关系；功率及其计算
【解析】【解答】根据重力功率为：，由于小孩竖直方向的分速度不断增大，所以小孩受到重力做功的功率不断增大，由于下滑过程中，摩擦力对小孩做负功，根据功能关系可以判别小孩机械能不断减小，所以B对，ACD错，正确答案选B
【分析】利用重力瞬时功率的表达式结合竖直方向的分速度增大可以判别重力瞬时功率增大；利用摩擦力做负功可以判别小孩机械能不断减小。
6．（2020高一下·内蒙古月考）如图所示，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．甲的向心加速度比乙的小 B．甲的运行周期比乙的小
C．甲的角速度比乙的大 D．甲的线速度比乙的大
【答案】A
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】根据卫星运动的向心力由万有引力提供， 有：
由 ，可知甲的向心加速度小于乙的向心加速度，A符合题意； ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的周期大于乙的周期，B不符合题意； ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的角速度小于乙的角速度，C不符合题意； ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的线速度小于乙的线速度，D不符合题意．
故答案为：A．
【分析】抓住半径相同，中心天体质量不同，根据万有引力提供向心力展开讨论即可，注意区别中心天体的质量不同．
7．（2024高一下·临沂月考）两相同高度的斜面，倾角分别为、，两小球分别由斜面顶端以相同水平速度抛出，如图所示，假设两球能落在斜面上，则两球下落高度之比( )
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】由平抛运动的规律：，，；带入两角度，可得时间之比为1：3，下落高度之比为1：9. C符合题意，ABD不符合题意
故答案为C
【分析】由平抛运动的基本规律可得运动的时间之比与下落的高度之比。
8．（2024高一下·成都月考）鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长494公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系，如图所示。6s时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，10s时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（ ）
A．10s时动车的速度大小为2m/s
B．动车匀加速直线运动的时间为138s
C．匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为1N
D．匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为4900J
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；功的计算
【解析】【解答】A、加速度a随时间t的变化关系中与时间轴围成的面积表示速度的变化量，从静止开始，10s时动车的速度大小为
故A错误；
B、最大速度252km/h=70m/s，在匀加速段
故B正确；
C、根据牛顿第二定律可得
支持力为
桌板对物体的作用力大小为
故C错误；
D、匀加速直线运动过程中，物体移动位移为
桌板对物体做的功为
故D错误。
故答案为：B。
【分析】加速度a随时间t的变化关系中与时间轴围成的面积表示速度的变化量。根据图像确定10s时动车的速度。再根据匀变速直线运动规律确定匀加速阶段动车的加速度及位移。注意桌板对物体的作用力为摩擦力与支持力的合力。再根据功的定义确定桌板对物体的做功情况。
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9．（2024高一下·临沂月考）如图所示，年月嫦娥五号在海南文昌航天发射基地成功发射，这是我国首次执行月球采样返回任务，飞船在轨道Ⅰ上做圆周运动，到达轨道Ⅰ的点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则( )
A．飞船在轨道Ⅰ上运动时飞船处于平衡状态
B．飞船在轨道Ⅱ上从点运行到点，飞船的机械能守恒
C．飞船在轨道Ⅲ上通过点的速率等于在轨道Ⅱ上通过点的速率
D．飞船在轨道Ⅱ上通过点时的加速度等于在轨道Ⅰ上通过点时的加速度
【答案】B,D
【知识点】能量守恒定律；向心加速度；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A：飞船在轨道 Ⅰ 上运动时，存在向心加速度，所以合外力不为0，飞船不处于平衡状态，A不符合题意。
B：飞船在从A点到B点的愚弄过程中，合外力为月球引力，只有引力做功，则飞船的机械能守恒。B符合题意。
C： 飞船在轨道Ⅲ上通过点时需要减速才能进入轨道Ⅱ，飞船在轨道Ⅱ做匀速圆周运动，所以V 飞船在轨道Ⅲ上通过点的速率大于在轨道Ⅱ上通过点的速率。C不符合题意。
D：由可得飞船在轨道Ⅱ上通过点时的加速度等于在轨道Ⅰ上通过点时的加速度，D符合题意。
故答案为BD
【分析】本题主要利用万有引力定律的应用求解。
10．（2022高三上·安徽月考）如图所示，某次空中投弹的军事演习中，战斗机在M点的正上方离地H高处以水平速度v1=0.9km/s发射一颗炮弹1，经20s击中地面目标P。若地面拦截系统在炮弹1发射的同时在M点右方水平距离s=1500m的地面上的N点，以速度v2竖直发射拦截炮弹2恰好成功拦截。若不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．战斗机发射炮弹时离地高度2000m
B．M点到P点的距离为1800m
C．炮弹从发射到拦截的时间为
D．炮弹2的初速度大小v2=1.2km/s
【答案】A,C,D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．炮弹1做平抛运动，竖直方向有 A符合题意；
B．水平方向有 ，解得M点与P点的水平距离为 ，B不符合题意；
C．炮弹1做平抛运动，炮弹2做竖直上抛运动，若要拦截成功，则两炮弹必定在空中相遇，以竖直方向做自由落体运动的物体为参考系，炮弹2匀速上升，所以相遇时间 ，水平方向上，炮弹1做匀速直线运动，与炮弹2相遇的时间 C符合题意；
D．拦截成功时，有 ，则 ，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】炮弹发射后做平抛运动，结合平抛运动的规律进行分析判断正确的选项。
11．（2024高一下·临沂月考）一足够长的光滑斜面固定在水平面上，质量为的小物块在平行斜面向上的拉力作用下，以一定初速度从斜面底端沿斜面向上运动，经过时间物块沿斜面上滑了。小物块在作用下沿斜面上滑过程中动能和重力势能随位移的变化关系如图线Ⅰ和Ⅱ所示。设物块在斜面底端的重力势能为零，重力加速度取。则( )
A．斜面的倾角为
B．力的大小为
C．小物块上滑所需时间
D．若时刻撤去拉力，物块继续沿斜面上滑
【答案】A,D
【知识点】功能关系；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A：由图像可得为6J，由，代入数据可得：，所以斜面倾角为 ，A符合题意。
B：由图像可得为2J，由动能定理：，代入数据可得F=10N，B不符合题意。
C：由可得物块在斜面底端得初速度为2m/s。由，，代入数据，可得t=2s。C不符合题意。
D：由可得：=4m/s。由，，代入数据。可得x=1.6m。D符合题意。
故答案为AD
【分析】利用图像得出动能变化量，重力势能得数值，利用动能定理进行求解，利用牛顿第二定律得到运动过程中加速度，利用运动学公式进行求解。
12．（2024高一下·临沂月考）如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮，一端和质量为的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为的小物块连接，直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，点到定滑轮的距离为，直杆上点到点的距离也为，重力加速度为，直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从点由静止释放，下列说法正确的是
A．小物块刚释放时，轻绳中的张力大小为
B．小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为
C．小物块下滑至点时，小物块与小球的速度大小之比为：
D．小物块下滑至点时，小物块的速度大小为
【答案】B,C,D
【知识点】受力分析的应用；匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律
【解析】【解答】A：小物块刚释放时，小球将加速下降，处于失重状态，轻绳对小球得拉力小于小球得重力。A不符合题意。
B：当绳与杆垂直时，小物块运动到最低点，对小物块，由牛顿第二定律：，可得a=g，B符合题意。
C：设物块下滑到最低点时速度为V，将速度沿绳分解，垂直于绳分解，由题意可知，沿绳方向得分速度等于小球的速度，有，则小物块与小球的速度大小之比为5：3，C符合题意。
D：对与小物块与小球组成的系统，机械能守恒。，代入数据可得v=.D符合题意。
故答案为BCD
【分析】小物块刚释放时，小球加速下降，加速度向下，运用失重观点分析轻绳中的张力与重力的关系；当拉小物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，对小物块受力分析，由牛顿第二定律求加速度；小物块下滑至D点时，将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于小球的速度，根据系统机械能守恒求解小物块在D处的速度。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13．（2024高一下·临沂月考）图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。
（1）下列实验操作合理的有____。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端必须水平
C．小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
D．小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中为抛出点，则小球平抛的初速度大小为 。取
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每格的边长，通过实验记录小球运动途中的三个位置，如图丙，则该球做平抛运动的初速度大小为 ，点的速度大小为 ，点的竖直分速度大小为 。取
【答案】（1）B；D
（2）1.6
（3）3；5；6
【知识点】研究平抛物体的运动；平抛运动
【解析】【解答】（1） 在研究平抛运动实验中，斜槽不一定必须光滑，但应使每次释放的高度相同以保证初速度相同；斜槽末端应水平以保证初速度水平。故答案为BD
（2）由，，代入数据，可得t=0.2s，=1.6m/s，故填1.6。
（3）由题意可知，A到B，B到C， 在竖直方向上位移=0.6m，=1m，水平方向上位移0.6m，由，，可得=3m/s；
由，，，代入数据，可得5m/s；
由可得6m/s。
故填：3；5；6
【分析】利用平抛运动的规律求解初速度大小，利用逐差法，平抛运动的规律求解运动过程中的速度大小。
14．（2024高三下·武侯开学考）某同学利用如图甲所示的装置测量滑块沿斜面体下滑时所受的阻力大小，某次实验时得到的纸带如图乙所示，已知纸带上标出的相邻两计数点之间还有个计时点未画出，计时器的打点频率为．
（1）打下点时，滑块的速度 ；
（2）为了研究不同材料的滑块所受阻力的情况，该同学用两个质量相同、材料不同的滑块、进行了反复操作，画出了的图像，如图丙所示，则滑块所受的阻力 填“大于”“等于”或“小于”滑块所受的阻力；
（3）若图丙中图线的斜率为，滑块的质量为，斜面体的倾角为，重力加速度为，则滑块沿斜面体下滑时所受的阻力 。
【答案】（1）
（2）小于
（3）
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律；牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）由于相邻两计数点之间还有个计时点未画出，所以相邻计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得打下B点时滑块的速度
（2）由牛顿第二定律可得，滑块下滑的加速度大小为
由匀变速直线运动的位移与速度的关系式可得
可得
由此式可知，滑块所受的阻力越小，图像的斜率越大，故滑块a所受的阻力小于滑块b所受的阻力；
（3）由
可得
解得滑块沿斜面体下滑时所受的阻力
【分析】（1）根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，计算打下B点时滑块的速度；（2）由牛顿第二定律和匀变速直线运动的位移-速度公式，推导的关系式，然后结合图像的斜率分析滑块a、b所受的阻力的大小关系；（3）根据的关系式，结合图像的斜率，求出滑块沿斜面体下滑时所受的阻力。
四、计算题：本大题共4小题，共44分。
15．（2024高一下·临沂月考）宇航员乘坐宇宙飞船到达一未知行星，进行科学实验：宇航员在该行星地面附近高处以某一水平初速度抛出一个小球，测得小球在空中运动时间为。已知该行星表面无空气，行星半径为，万有引力常量为。求：
（1）行星的第一宇宙速度；
（2）行星的平均密度。
【答案】（1）解：小球做平抛运动，设小球质量为，行星质量为，行星表面重力加速度为，第一宇宙速度为，
则：
解得：
在行星表面上有：
对环绕该行星表面运行的卫星，由万有引力提供向心力有：
解得：
（2）解：设行星体积为，密度为，则
行星的质量
行星的平均密度：
【知识点】平抛运动；万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【分析】（1）由小球做自由落体运动求得重力加速度，然后根据星球表面物体重力等于万有引力求得行星质量，即可由近地卫星万有引力做向心力求得第一宇宙速度；
（2）根据（1）中行星质量的表达式，由平均密度定义求解．
16．（2024高一下·万源月考） 体育课上，排球专项的甲、乙两位同学在进行垫球训练。甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在排球离地处将排球垫起。已知排球质量m，取重力加速度g。不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前在空中飞行时间t及水平方向飞行的距离x；
（2）排球落到乙同学手臂上那瞬间的速度大小v。
【答案】（1）根据自由落体运动位移公式有
解得
水平方向飞行的距离为
（2）根据速度—位移关系式有
排球落到乙同学手臂上那瞬间的速度大小为
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）排球飞出后在空中做平抛运动，根据题意确定排球在空中运动过程在竖直方向的运动位移，再结合平抛运动规律进行解答；
（2）根据竖直方向的运动规律确定排球落到乙同学手臂上瞬间的速度大小，再根据运动的合成确定排球落到乙同学手臂上的瞬时速度大小。
17．（2024高一下·临沂月考）如图所示，一小球从平台上水平抛出后，落在一倾角的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下即到达斜面顶端时速度方向与斜面平行，顶端与平台的高度差，取，求：
（1）小球到达斜面顶端所需的时间；
（2）平台与斜面水平方向间距s；
（3）若小球在光滑斜面上运动时间为，求斜面的高度。
【答案】（1）解：做平抛运动的物体，在竖直方向上：代入数据，t=0.4s.
（2）解：由题意可得，小球进入斜面时，末速度与水平方向夹角为，对末速度进行分解：，，，联立上式，代入数据，可得s=1.2m
（3）解：设斜面长度为L，由运动学公式：，
对小球受力分析，由牛顿第二定律：，
联立上式，代入数据得：L=26m，
由几何关系可得：H==20.8m
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】小球进入斜面前做平抛运动，利用平抛运动的规律进行求解，进入斜面后，做匀加速直线运动，利用牛顿第二定律求出加速度，利用运动学基本公式求位移，利用数学知识求斜面高度。
18．（2024高一下·成都月考）如图所示，水平传送带左边有一个与传送带等高的光滑平台，传送带始终以速度=3 m/s逆时针匀速转动，在平台上给物块一个水平向右的初速度=6 m/s，物块从点冲上传送带，已知物块的质量 = 2 kg且可视为质点，物块与传送带间的动摩擦因数= 0.5，物块刚好未从传送带端滑落，求：
（1）物块在传送带上运动的时间；
（2）物块从冲上传送带到返回A点全过程，系统因摩擦产生的热量；
（3）全过程电动机因物块在传送带上运动多消耗的电能。
【答案】（1）物块在传送带上做匀变速直线运动的加速度为：
减速到零的时间为：
传送带长度为：
从B返回加速到与传送带共速时间为：
反向加速距离为：
匀速时间为：
物块在传送带上运动的总时间为：
（2）物块返回到A点时，有：
解得：
（3）根据能量守恒：
代入数据解得：
【知识点】功能关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）物块速度与传动的速度相反，则物体先在传送带上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律确定物块在传送带上做减速运动的加速度，再根据运动学规律确定物块减速到零所需的时间及位移。由于传送带速度小于物块的速度，故物体减速到零后，先反向做匀加速直线运动至与传送带共速，随后再做匀速直线运动，再根据运动规律进行解答；
（2）当物体与传送带发生相对滑动时，系统因摩擦产生热量。根据运动学规律确定物体在减速和加速阶段与传送带之间的相对位移，再根据功能关系进行解答；
（3）传送带速度不变，传送带的动能不变。则根据能量守恒定律可知，电动机多消耗的电能与物块损耗的动能全部转化为系统因摩擦产生的热量。再根据能量守恒定律进行解答。
1 / 1山东省临沂市重点中学2023-2024学年高一（下）物理第三次月考试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1．（2024高一下·临沂月考）下面说法中正确的是( )
A．曲线运动不一定是变速运动
B．若两个不共线的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动可能是直线运动
C．行星绕太阳由近日点向远日点运动时，万有引力对行星做负功
D．牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量
2．（2021高一下·郑州期末）某质点在恒力F作用下，从A点沿图中曲线方向运动到B点。经过B点时，若力的方向突然变为与原来相反，则它从B点开始可能沿图中的哪一条虚线运动（ ）
A．虚线a B．虚线b C．虚线c D．虚线d
3．（2024高一下·临沂月考）如图是轮渡的简化图。已知船在静水中的速度为，水流速度为。当船从处过河时，船头与上游河岸的夹角，一段时间后，船正好到达正对岸处。若河宽为，船在静水中的速度大小不变，水流的速度不变，则( )
A．
B．船渡河的时间为
C．若改变船的航行方向，船最短的渡河时间为
D．若增大船头与上游河岸的夹角，则小船将到达河对岸的上游
4．（2024高一下·临沂月考）如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是( )
A．汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应快速驶过
B．在铁路的转弯处外轨比内轨高，如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨
C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时只要速度足够小，水就不会流出
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
5．（2023高一下·辽宁期末）滑滑梯是深受儿童喜爱的娱乐项目之一、如图所示，小孩沿一粗糙滑梯加速下滑，该过程中（ ）
A．小孩所受重力做功的功率增大，其机械能增大
B．小孩所受重力做功的功率增大，其机械能减小
C．小孩所受重力做功的功率减小，其机械能增大
D．小孩所受重力做功的功率减小，其机械能减小
6．（2020高一下·内蒙古月考）如图所示，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．甲的向心加速度比乙的小 B．甲的运行周期比乙的小
C．甲的角速度比乙的大 D．甲的线速度比乙的大
7．（2024高一下·临沂月考）两相同高度的斜面，倾角分别为、，两小球分别由斜面顶端以相同水平速度抛出，如图所示，假设两球能落在斜面上，则两球下落高度之比( )
A． B． C． D．
8．（2024高一下·成都月考）鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长494公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系，如图所示。6s时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，10s时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（ ）
A．10s时动车的速度大小为2m/s
B．动车匀加速直线运动的时间为138s
C．匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为1N
D．匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为4900J
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9．（2024高一下·临沂月考）如图所示，年月嫦娥五号在海南文昌航天发射基地成功发射，这是我国首次执行月球采样返回任务，飞船在轨道Ⅰ上做圆周运动，到达轨道Ⅰ的点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则( )
A．飞船在轨道Ⅰ上运动时飞船处于平衡状态
B．飞船在轨道Ⅱ上从点运行到点，飞船的机械能守恒
C．飞船在轨道Ⅲ上通过点的速率等于在轨道Ⅱ上通过点的速率
D．飞船在轨道Ⅱ上通过点时的加速度等于在轨道Ⅰ上通过点时的加速度
10．（2022高三上·安徽月考）如图所示，某次空中投弹的军事演习中，战斗机在M点的正上方离地H高处以水平速度v1=0.9km/s发射一颗炮弹1，经20s击中地面目标P。若地面拦截系统在炮弹1发射的同时在M点右方水平距离s=1500m的地面上的N点，以速度v2竖直发射拦截炮弹2恰好成功拦截。若不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．战斗机发射炮弹时离地高度2000m
B．M点到P点的距离为1800m
C．炮弹从发射到拦截的时间为
D．炮弹2的初速度大小v2=1.2km/s
11．（2024高一下·临沂月考）一足够长的光滑斜面固定在水平面上，质量为的小物块在平行斜面向上的拉力作用下，以一定初速度从斜面底端沿斜面向上运动，经过时间物块沿斜面上滑了。小物块在作用下沿斜面上滑过程中动能和重力势能随位移的变化关系如图线Ⅰ和Ⅱ所示。设物块在斜面底端的重力势能为零，重力加速度取。则( )
A．斜面的倾角为
B．力的大小为
C．小物块上滑所需时间
D．若时刻撤去拉力，物块继续沿斜面上滑
12．（2024高一下·临沂月考）如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮，一端和质量为的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为的小物块连接，直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角，直杆上点与两定滑轮均在同一高度，点到定滑轮的距离为，直杆上点到点的距离也为，重力加速度为，直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从点由静止释放，下列说法正确的是
A．小物块刚释放时，轻绳中的张力大小为
B．小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为
C．小物块下滑至点时，小物块与小球的速度大小之比为：
D．小物块下滑至点时，小物块的速度大小为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13．（2024高一下·临沂月考）图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。
（1）下列实验操作合理的有____。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端必须水平
C．小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
D．小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中为抛出点，则小球平抛的初速度大小为 。取
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每格的边长，通过实验记录小球运动途中的三个位置，如图丙，则该球做平抛运动的初速度大小为 ，点的速度大小为 ，点的竖直分速度大小为 。取
14．（2024高三下·武侯开学考）某同学利用如图甲所示的装置测量滑块沿斜面体下滑时所受的阻力大小，某次实验时得到的纸带如图乙所示，已知纸带上标出的相邻两计数点之间还有个计时点未画出，计时器的打点频率为．
（1）打下点时，滑块的速度 ；
（2）为了研究不同材料的滑块所受阻力的情况，该同学用两个质量相同、材料不同的滑块、进行了反复操作，画出了的图像，如图丙所示，则滑块所受的阻力 填“大于”“等于”或“小于”滑块所受的阻力；
（3）若图丙中图线的斜率为，滑块的质量为，斜面体的倾角为，重力加速度为，则滑块沿斜面体下滑时所受的阻力 。
四、计算题：本大题共4小题，共44分。
15．（2024高一下·临沂月考）宇航员乘坐宇宙飞船到达一未知行星，进行科学实验：宇航员在该行星地面附近高处以某一水平初速度抛出一个小球，测得小球在空中运动时间为。已知该行星表面无空气，行星半径为，万有引力常量为。求：
（1）行星的第一宇宙速度；
（2）行星的平均密度。
16．（2024高一下·万源月考） 体育课上，排球专项的甲、乙两位同学在进行垫球训练。甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在排球离地处将排球垫起。已知排球质量m，取重力加速度g。不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前在空中飞行时间t及水平方向飞行的距离x；
（2）排球落到乙同学手臂上那瞬间的速度大小v。
17．（2024高一下·临沂月考）如图所示，一小球从平台上水平抛出后，落在一倾角的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下即到达斜面顶端时速度方向与斜面平行，顶端与平台的高度差，取，求：
（1）小球到达斜面顶端所需的时间；
（2）平台与斜面水平方向间距s；
（3）若小球在光滑斜面上运动时间为，求斜面的高度。
18．（2024高一下·成都月考）如图所示，水平传送带左边有一个与传送带等高的光滑平台，传送带始终以速度=3 m/s逆时针匀速转动，在平台上给物块一个水平向右的初速度=6 m/s，物块从点冲上传送带，已知物块的质量 = 2 kg且可视为质点，物块与传送带间的动摩擦因数= 0.5，物块刚好未从传送带端滑落，求：
（1）物块在传送带上运动的时间；
（2）物块从冲上传送带到返回A点全过程，系统因摩擦产生的热量；
（3）全过程电动机因物块在传送带上运动多消耗的电能。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】功能关系；曲线运动的条件；运动的合成与分解；引力常量及其测定
【解析】【解答】A：曲线运动是速度方向时刻变化的运动，一定是变速运动。A不符合题意。
B： 两个不共线的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动 ，则合速度方向与加速度方向不在同一直线上，故合运动一定是曲线运动。B不符合题意。
C：行星由近日点到远日点运动时，要克服万有引力做功，动能减小。C符合题意。
D：牛顿总结出了万有引力定律；卡文迪许测出万有引力常量。D不符合题意。
故答案为C。
【分析】曲线运动的实质；合运动性质的判定是通过合速度与合加速度的方向判定；由开普勒定律可知近日点向远日点运动时速度减小，动能减小，引力做负功；牛顿总结出了万有引力定律；卡文迪许测出万有引力常量。
2．【答案】A
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】从A点沿曲线运动到B点，曲线是向下右弯曲的，由合力应该指向轨迹的内侧，可知恒力F的方向应该是斜向右下方的，改变F的方向之后就应该是斜向左上方的，物体的运动轨迹应该是向左上方弯曲，可能出现a的轨迹，其余为不可能的，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据曲线运动轨迹性质，运动轨迹介于初速度和合外力之间偏向合外力的方向。
3．【答案】B
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】A：由题：，代入数据：15m/s，A不符合题意。
B：由：d=，可得渡河时间t=37.5s，B符合题意。
C：当船头垂直于河岸时，渡河时间最短，由可得30s，C不符合题意。
D：由平行四边形定则，若增大夹角，则船的合速度方向指向对岸B的下方，所以小船将会到达对岸B的下游。D不符合题意。
故答案为B。
【分析】小船渡河的最短是时间由船速决定；由平行四边形定则可得小船的合运动方向，小船的合运动方向为实际位移的方向。
4．【答案】B
【知识点】向心力；生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A： 汽车通过凹形桥的最低点时 ，，速度越大，地面对轮胎的支持力越大，所以应该减速通过，A不符合题意。
B：在铁路拐弯处，设计外轨比内轨高的目的是火车以设计速度通过时对内外轨均无压力，如果超过设计速度，则火车转弯所需要的向心力增大，有离心的趋势，所以会对外规产生挤压，B符合题意。
C：水流星通过最高点时的临界速度： ，当速度小于临界速度时，水会流出。C不符合题意。
D： 脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力小于所需要的向心力，水滴做离心运动，从而甩出。D不符合题意。
故答案为B
【分析】生活中的圆周运动模型，分析向心力的来源；绳模型完成圆周运动的临界条件为中立提供向心力；合力小于向心力，物体做离心运动。
5．【答案】B
【知识点】功能关系；功率及其计算
【解析】【解答】根据重力功率为：，由于小孩竖直方向的分速度不断增大，所以小孩受到重力做功的功率不断增大，由于下滑过程中，摩擦力对小孩做负功，根据功能关系可以判别小孩机械能不断减小，所以B对，ACD错，正确答案选B
【分析】利用重力瞬时功率的表达式结合竖直方向的分速度增大可以判别重力瞬时功率增大；利用摩擦力做负功可以判别小孩机械能不断减小。
6．【答案】A
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】根据卫星运动的向心力由万有引力提供， 有：
由 ，可知甲的向心加速度小于乙的向心加速度，A符合题意； ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的周期大于乙的周期，B不符合题意； ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的角速度小于乙的角速度，C不符合题意； ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的线速度小于乙的线速度，D不符合题意．
故答案为：A．
【分析】抓住半径相同，中心天体质量不同，根据万有引力提供向心力展开讨论即可，注意区别中心天体的质量不同．
7．【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】由平抛运动的规律：，，；带入两角度，可得时间之比为1：3，下落高度之比为1：9. C符合题意，ABD不符合题意
故答案为C
【分析】由平抛运动的基本规律可得运动的时间之比与下落的高度之比。
8．【答案】A
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；功的计算
【解析】【解答】A、加速度a随时间t的变化关系中与时间轴围成的面积表示速度的变化量，从静止开始，10s时动车的速度大小为
故A错误；
B、最大速度252km/h=70m/s，在匀加速段
故B正确；
C、根据牛顿第二定律可得
支持力为
桌板对物体的作用力大小为
故C错误；
D、匀加速直线运动过程中，物体移动位移为
桌板对物体做的功为
故D错误。
故答案为：B。
【分析】加速度a随时间t的变化关系中与时间轴围成的面积表示速度的变化量。根据图像确定10s时动车的速度。再根据匀变速直线运动规律确定匀加速阶段动车的加速度及位移。注意桌板对物体的作用力为摩擦力与支持力的合力。再根据功的定义确定桌板对物体的做功情况。
9．【答案】B,D
【知识点】能量守恒定律；向心加速度；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A：飞船在轨道 Ⅰ 上运动时，存在向心加速度，所以合外力不为0，飞船不处于平衡状态，A不符合题意。
B：飞船在从A点到B点的愚弄过程中，合外力为月球引力，只有引力做功，则飞船的机械能守恒。B符合题意。
C： 飞船在轨道Ⅲ上通过点时需要减速才能进入轨道Ⅱ，飞船在轨道Ⅱ做匀速圆周运动，所以V 飞船在轨道Ⅲ上通过点的速率大于在轨道Ⅱ上通过点的速率。C不符合题意。
D：由可得飞船在轨道Ⅱ上通过点时的加速度等于在轨道Ⅰ上通过点时的加速度，D符合题意。
故答案为BD
【分析】本题主要利用万有引力定律的应用求解。
10．【答案】A,C,D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．炮弹1做平抛运动，竖直方向有 A符合题意；
B．水平方向有 ，解得M点与P点的水平距离为 ，B不符合题意；
C．炮弹1做平抛运动，炮弹2做竖直上抛运动，若要拦截成功，则两炮弹必定在空中相遇，以竖直方向做自由落体运动的物体为参考系，炮弹2匀速上升，所以相遇时间 ，水平方向上，炮弹1做匀速直线运动，与炮弹2相遇的时间 C符合题意；
D．拦截成功时，有 ，则 ，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】炮弹发射后做平抛运动，结合平抛运动的规律进行分析判断正确的选项。
11．【答案】A,D
【知识点】功能关系；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A：由图像可得为6J，由，代入数据可得：，所以斜面倾角为 ，A符合题意。
B：由图像可得为2J，由动能定理：，代入数据可得F=10N，B不符合题意。
C：由可得物块在斜面底端得初速度为2m/s。由，，代入数据，可得t=2s。C不符合题意。
D：由可得：=4m/s。由，，代入数据。可得x=1.6m。D符合题意。
故答案为AD
【分析】利用图像得出动能变化量，重力势能得数值，利用动能定理进行求解，利用牛顿第二定律得到运动过程中加速度，利用运动学公式进行求解。
12．【答案】B,C,D
【知识点】受力分析的应用；匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律
【解析】【解答】A：小物块刚释放时，小球将加速下降，处于失重状态，轻绳对小球得拉力小于小球得重力。A不符合题意。
B：当绳与杆垂直时，小物块运动到最低点，对小物块，由牛顿第二定律：，可得a=g，B符合题意。
C：设物块下滑到最低点时速度为V，将速度沿绳分解，垂直于绳分解，由题意可知，沿绳方向得分速度等于小球的速度，有，则小物块与小球的速度大小之比为5：3，C符合题意。
D：对与小物块与小球组成的系统，机械能守恒。，代入数据可得v=.D符合题意。
故答案为BCD
【分析】小物块刚释放时，小球加速下降，加速度向下，运用失重观点分析轻绳中的张力与重力的关系；当拉小物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，对小物块受力分析，由牛顿第二定律求加速度；小物块下滑至D点时，将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于小球的速度，根据系统机械能守恒求解小物块在D处的速度。
13．【答案】（1）B；D
（2）1.6
（3）3；5；6
【知识点】研究平抛物体的运动；平抛运动
【解析】【解答】（1） 在研究平抛运动实验中，斜槽不一定必须光滑，但应使每次释放的高度相同以保证初速度相同；斜槽末端应水平以保证初速度水平。故答案为BD
（2）由，，代入数据，可得t=0.2s，=1.6m/s，故填1.6。
（3）由题意可知，A到B，B到C， 在竖直方向上位移=0.6m，=1m，水平方向上位移0.6m，由，，可得=3m/s；
由，，，代入数据，可得5m/s；
由可得6m/s。
故填：3；5；6
【分析】利用平抛运动的规律求解初速度大小，利用逐差法，平抛运动的规律求解运动过程中的速度大小。
14．【答案】（1）
（2）小于
（3）
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律；牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）由于相邻两计数点之间还有个计时点未画出，所以相邻计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得打下B点时滑块的速度
（2）由牛顿第二定律可得，滑块下滑的加速度大小为
由匀变速直线运动的位移与速度的关系式可得
可得
由此式可知，滑块所受的阻力越小，图像的斜率越大，故滑块a所受的阻力小于滑块b所受的阻力；
（3）由
可得
解得滑块沿斜面体下滑时所受的阻力
【分析】（1）根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，计算打下B点时滑块的速度；（2）由牛顿第二定律和匀变速直线运动的位移-速度公式，推导的关系式，然后结合图像的斜率分析滑块a、b所受的阻力的大小关系；（3）根据的关系式，结合图像的斜率，求出滑块沿斜面体下滑时所受的阻力。
15．【答案】（1）解：小球做平抛运动，设小球质量为，行星质量为，行星表面重力加速度为，第一宇宙速度为，
则：
解得：
在行星表面上有：
对环绕该行星表面运行的卫星，由万有引力提供向心力有：
解得：
（2）解：设行星体积为，密度为，则
行星的质量
行星的平均密度：
【知识点】平抛运动；万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【分析】（1）由小球做自由落体运动求得重力加速度，然后根据星球表面物体重力等于万有引力求得行星质量，即可由近地卫星万有引力做向心力求得第一宇宙速度；
（2）根据（1）中行星质量的表达式，由平均密度定义求解．
16．【答案】（1）根据自由落体运动位移公式有
解得
水平方向飞行的距离为
（2）根据速度—位移关系式有
排球落到乙同学手臂上那瞬间的速度大小为
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）排球飞出后在空中做平抛运动，根据题意确定排球在空中运动过程在竖直方向的运动位移，再结合平抛运动规律进行解答；
（2）根据竖直方向的运动规律确定排球落到乙同学手臂上瞬间的速度大小，再根据运动的合成确定排球落到乙同学手臂上的瞬时速度大小。
17．【答案】（1）解：做平抛运动的物体，在竖直方向上：代入数据，t=0.4s.
（2）解：由题意可得，小球进入斜面时，末速度与水平方向夹角为，对末速度进行分解：，，，联立上式，代入数据，可得s=1.2m
（3）解：设斜面长度为L，由运动学公式：，
对小球受力分析，由牛顿第二定律：，
联立上式，代入数据得：L=26m，
由几何关系可得：H==20.8m
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】小球进入斜面前做平抛运动，利用平抛运动的规律进行求解，进入斜面后，做匀加速直线运动，利用牛顿第二定律求出加速度，利用运动学基本公式求位移，利用数学知识求斜面高度。
18．【答案】（1）物块在传送带上做匀变速直线运动的加速度为：
减速到零的时间为：
传送带长度为：
从B返回加速到与传送带共速时间为：
反向加速距离为：
匀速时间为：
物块在传送带上运动的总时间为：
（2）物块返回到A点时，有：
解得：
（3）根据能量守恒：
代入数据解得：
【知识点】功能关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）物块速度与传动的速度相反，则物体先在传送带上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律确定物块在传送带上做减速运动的加速度，再根据运动学规律确定物块减速到零所需的时间及位移。由于传送带速度小于物块的速度，故物体减速到零后，先反向做匀加速直线运动至与传送带共速，随后再做匀速直线运动，再根据运动规律进行解答；
（2）当物体与传送带发生相对滑动时，系统因摩擦产生热量。根据运动学规律确定物体在减速和加速阶段与传送带之间的相对位移，再根据功能关系进行解答；
（3）传送带速度不变，传送带的动能不变。则根据能量守恒定律可知，电动机多消耗的电能与物块损耗的动能全部转化为系统因摩擦产生的热量。再根据能量守恒定律进行解答。
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