广东省湛江市第二十一中学2025-2026学年高二上学期10月月考物理(学考)试题
1.(2025高二上·霞山月考)下列物理量均为矢量的是( )
A.速度、力、质量 B.位移、力、加速度 C.位移、功、电荷量
2.(2025高二上·霞山月考)下列选项中,均为国际单位制的基本单位的是( )
A.厘米、牛顿、秒 B.米、千克、秒 C.米、千克、米/秒
3.(2025高二上·霞山月考)下列情境中,可将研究对象看成质点的是( )
A.研究地球的自转
B.测量货船从大连港航行到湛江港的路程
C.研究玉兔车在月球表面着陆姿态
4.(2025高二上·霞山月考)小明骑自行车向正东行驶3km后,再向正南行驶4km。该过程自行车的位移大小为( )
A.1km B.5km C.7km
5.(2025高二上·霞山月考)理想实验是科学研究的一种重要方法。如图所示,伽利略在研究力和运动的关系时提出了著名的理想斜面实验,该理想实验说明( )
A.物体运动不需要力来维持
B.力是维持物体运动的原因
C.物体运动时就会产生惯性
6.(2025高二上·霞山月考)为了减轻火车转弯时火车轮缘与轨道间的挤压,对内、外轨道高度的设计,合理的是( )
A.内轨略高 B.外轨略高 C.内、外轨一样高
7.(2025高二上·霞山月考)如图所示,小明洗完菜后上下振动洗菜篮以沥干水分。在加速上升时洗菜篮中的菜处于( )
A.超重状态 B.失重状态 C.平衡状态
8.(2025高二上·霞山月考)快递公司利用无人驾驶小车提供“无接触配送”服务。在水平地面上,小车对水平地面的压力为,受到水平地面的支持力为,下列说法正确的是( )
A.就是小车的重力
B.与是一对平衡力
C.与是一对作用力与反作用力
9.(2025高二上·霞山月考)在地面上空的同一位置,将树叶与石块由静止释放,通常树叶比石块下落慢,原因是( )
A.石块下落时不受空气阻力
B.质量小的物体重力加速度小
C.树叶下落时受空气阻力影响较大
10.(2025高二上·霞山月考)如图所示,平直公路上相隔一定距离有两个电子抓拍点,用来测量车辆经过该路程的所需时间,该路程与所需时间的比值是( )
A.车辆瞬时速度的大小
B.车辆平均速度的大小
C.车辆平均加速度的大小
11.(2025高二上·霞山月考)北斗导航系统中的地球同步卫星绕地球近似做匀速圆周运动,其运行的线速度( )
A.大于第一宇宙速度 B.等于第一宇宙速度
C.小于第一宇宙速度 D.等于第二宇宙速度
12.(2025高二上·霞山月考)如图所示,一球棒静止斜靠在光滑竖直墙面上,则球棒受到作用力的个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
13.(2025高二上·霞山月考)列车在某段平直轨道上行驶时,其速度-时间图像如图所示,则列车在( )
A.0~20s内加速度大小为2m/s2 B.70~80s内加速度大小为2 m/s2
C.0~20s内位移大小为400m D.70~80s内反向行驶
14.(2025高二上·霞山月考)离心现象有很多应用,下列选项中利用离心现象的是( )
A.汽车转弯时要限制速度 B.洗衣机脱水时脱水桶高速旋转
C.砂轮不得超过允许的最大转速 D.铁路弯道处的内轨要低于外轨
15.(2025高二上·霞山月考)小明在游乐场坐摩天轮,摩天轮以角速度匀速转动,如图所示。小明的质量为m,离转轴距离为r。下列说法正确的是( )
A.小明所需的向心力可能为0
B.小明所需的向心力大小为
C.小明在最低点受到的支持力可能为0
D.小明受到重力、支持力和向心力的作用
16.(2025高二上·霞山月考)某机车牵引力的额定功率为300kW,该机车以额定功率水平匀速行驶,其速度大小为30m/s,则机车提供的牵引力大小为( )
A.1000N B.9000N C.1.0×104 N D.9.0×106 N
17.(2025高二上·霞山月考)一只松鼠站在倾斜的树枝上,则树枝对松鼠的弹力的方向为( )
A.竖直向上 B.竖直向下
C.垂直树枝斜向上 D.沿树枝方向
18.(2025高二上·霞山月考)如图所示,在无人机加速上升阶段,关于其重力势能和动能变化描述正确的是( )
A.重力势能减少,动能增加 B.重力势能减少,动能减少
C.重力势能增加,动能增加 D.重力势能增加,动能减少
19.(2025高二上·霞山月考)如图所示,质量为的小球通过一根绷紧的轻绳水平连接到悬挂点,当小球由静止释放并下降到最低点时,不计空气阻力,重力加速度为,轻绳的拉力为( )
A. B.2mg C.3mg D.
20.(2025高二上·霞山月考)在测量小车做匀变速直线运动加速度的实验中,打点计时器所接电源频率为50Hz,实验得到如图所示的纸带,纸带上相邻两个计数点间有4个点没有画出。用刻度尺测得AB、BC、CD和DE的距离分别为3.21cm、4.42cm、5.61cm和6.82cm,则小车加速度大小为( )
A.1.00 B.1.10 C.1.20 D.1.30
21.(2025高二上·霞山月考)如图所示,在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,下列实验步骤正确的是( )
A.弹簧上端必须与刻度尺的零刻度线对齐
B.实验前,必须测量弹簧的质量
C.悬挂不同质量的钩码,记录弹簧下端对应的刻度尺的读数
D.计算弹簧的弹力与对应的弹簧长度的比值,即为弹簧的劲度系数
22.(2025高二上·霞山月考)木块在a、b、c三种不同材料表面滑动时,其所受滑动摩擦力f与木块对材料表面正压力N的关系如图所示,下列关于木块与不同材料间动摩擦因数的比较,正确的是( )
A.a的最大 B.b的最大
C.c的最大 D.a、b、c的一样大
23.(2025高二上·霞山月考)控制变量法是科学探究的方法之一。在利用打点计时器“探究加速度与力、质量的关系”的实验中用到了此方法,该实验装置如图所示,槽码质量远小于小车质量,下列实验操作正确的是( )
A.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
B.实验前无需平衡小车所受的摩擦力
C.探究加速度与质量的关系时,仅改变槽码的质量
D.探究加速度与小车所受拉力关系时,仅改变槽码的质量
24.(2025高二上·霞山月考)珠海航展是世界上最具国际影响力的航展之一。图为航展中一架战机表演时,在竖直面内的飞行轨迹。设战机在曲线ab段飞行速率不变,战机从a飞到b的过程中( )
A.所受合外力大小为零 B.所受合外力方向竖直向上
C.竖直方向的分速度逐渐增大 D.水平方向的分速度不变
25.(2025高二上·霞山月考)如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,忽略空气阻力的影响。用小锤击打弹性金属片,P球沿水平方向抛出,同时Q球被松开而自由下落。再次实验,增加锤子击打金属片的力度,两次实验中关于两球空中运动时间和的说法正确的是( )
A.增大 B.减小 C.减小 D.不变
26.(2025高二上·霞山月考)甲、乙两个物体沿同一直线运动,其v-t图像如图所示。在0~t时间内( )
A.甲、乙速度方向不同 B.甲、乙平均速度的大小相同
C.甲、乙加速度方向相同 D.甲、乙加速度的大小不同
27.(2025高二上·霞山月考)初速度为v0的质点分别在下列不同方向的合外力F作用下,能做直线运动的是( )
A. B.
C. D.
28.(2025高二上·霞山月考)如图所示,某同学表演“水流星”,他抡动长L的轻绳让装有水的杯子在竖直平面内做圆周运动。若杯子经过最高点时速率为v,杯子和水的质量为m,重力加速度为g,忽略杯子的大小,此时轻绳拉力的大小为( )
A. B. C. D.
29.(2025高二上·霞山月考)图是“探究匀变速直线运动规律”实验得到的纸带,相邻计时点间的时间间隔为T。关于与纸带相连的物体的加速度a和打点1时的速度v1,下列计算式正确的是( )
A. B. C. D.
30.(2025高二上·霞山月考)如图所示,一巡逻船需渡江到对岸执行任务。已知两岸平行,江水的流动速度v1恒定,船相对于静水的速度v2大小不变,且v2>v1。下列说法正确的是( )
A.船头斜向上游方向行驶,过江时间最短
B.船头斜向下游方向行驶,过江时间最短
C.船头垂直江岸方向行驶,过江时间最短
D.船头垂直江岸方向行驶,过江航程最短
31.(2025高二上·霞山月考)如图所示,P、Q为固定在自行车后轮上的两个传动齿轮,与车后轮同角速度转动,通过链条与脚踏轮M连接,P轮的半径比Q轮的大。保持M以恒定角速度转动,将链条由Q轮换到P轮,则车后轮转动的( )
A.角速度不变 B.角速度变小 C.周期不变 D.周期变小
32.(2025高二上·霞山月考)如图所示,静止在圆盘上的小物块随圆盘在水平面内一起做匀速转动。则物块所受摩擦力( )
A.大小与转速无关 B.大小与其距转轴的距离无关
C.大小等于物块所需的向心力 D.方向沿圆盘半径向外
33.(2025高二上·霞山月考)某同学使用多用电表测量电阻阻值,他将多用电表调至“×100”欧姆挡,短接红黑表笔并调零,再进行测量,此时表盘指针位置如图所示。则电阻阻值为( )
A.110Ω B.190Ω C.1100Ω D.1500Ω
34.(2025高二上·霞山月考)图是观察电容器充、放电现象的电路。下列说法正确的是( )
A.将开关S从b改接到a时,观察的是充电现象
B.将开关S从b改接到a后,电流计G的指针将一直偏转
C.将开关S从a改接到b时,观察的是充电现象
D.将开关S从a改接到b后,灯L的发光亮度不变
35.(2025高二上·霞山月考)在如图所示的电路中,先闭合开关,再将滑动变阻器R1的滑片从左端逐渐滑到右端。此过程中电流表的示数变化是( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
36.(2025高二上·霞山月考)下表列出了某电热水壶的主要参数,该电热水壶正常工作的电流为( )
额定容量 1.2L 额定频率 50Hz
额定电压 220V 额定功率 1100W
A.0.5A B.5A C.6A D.22A
37.(2025高二上·霞山月考)用如图所示的电路测量一节电动势约为1.5V干电池的电动势和内阻。滑动变阻器有阻值范围0~15Ω和0~1000Ω两种规格备选,电流表有量程0.6A和3.0A两种规格备选。下列做法正确的是( )
A.选阻值范围为0~15Ω的滑动变阻器
B.选量程为3.0A的电流表
C.闭合S前,应调节滑动变阻器的滑片至N端
D.闭合S后,滑片越靠近N端,电压表示数越大
38.(2025高二上·霞山月考)某同学在单杠上静止悬吊。下列情况下,两臂用力最小的是( )
A. B.
C. D.
39.(2025高二上·霞山月考)如图所示,两颗人造卫星均处于赤道平面内,甲为近地轨道卫星,乙为中地轨道卫星,两卫星均做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.甲的线速度小于乙的线速度
B.甲的角速度等于乙的角速度
C.甲的周期大于乙的周期
D.甲的向心加速度大于乙的向心加速度
40.(2025高二上·霞山月考)运动员用大小为的力将停止在水平草地上的足球瞬间踢出,球直线运动距离后停止。已知足球的质量为,踢出瞬间球的速度为,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.运动员对球做正功,大小为
B.运动员对球做正功,大小为
C.草地对球做正功,大小为
D.重力对球做正功,大小为
41.(2025高二上·霞山月考)电梯运送货物从大楼底层上升到顶层,其图像如图所示。下列说法正确的有( )
A.内的加速度大小是
B.内的加速度大小是
C.内的平均速度大小是
D.从底层到顶层的位移大小是
42.(2025高二上·霞山月考)如图所示,一辆汽车在平直公路上行驶,它从位置P开始做匀减速运动,6s末恰好停在与P相距27m的位置Q,下列关于该汽车的说法,正确的有( )
A.初速度大小为9m/s B.6s内的平均速度大小是4.5m/s
C.加速度大小是 D.第一秒末的速度大小是3m/s
43.(2025高二上·霞山月考)在掷石子游戏中,小明竖直向上抛出一枚石子并在抛出点接住落下的石子。石子到达的最高点在抛出点之上0.45m处,不计空气阻力,重力加速度取,则石子从抛出到接住的过程中,下列说法正确的有( )
A.石子抛出速度大小为 B.石子抛出速度大小为
C.石子在空中运动时间为0.3s D.石子在空中运动时间为0.6s
44.(2025高二上·霞山月考)如图所示,自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连,后轮与小齿轮共轴,三个轮的半径各不相同。加速行驶时,关于三个轮边缘上分别对应的点a、b和c的说法,正确的有( )
A.a、b两点的角速度大小相等 B.a、b两点的线速度大小相等
C.b、c两点的线速度大小相等 D.b、c两点的角速度大小相等
45.(2025高二上·霞山月考)图是“探究平抛运动的特点”的实验装置,横挡板在不同高度卡住平抛运动的小球来确定小球运动的轨迹,下列操作正确的有( )
A.保持斜槽末端切线水平
B.调整硬木板使其与小球下落的竖直面平行
C.测量同一条轨迹时,小球每次可以从不同高度静止释放
D.用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
46.(2025高二上·霞山月考)如图所示,质量为10kg的木箱静置在光滑水平面上。现用大小为100N且与水平方向成角的拉力拉动木箱前进10m。在此过程中( )
A.拉力做的功为500J B.拉力做的功为1000J
C.木箱的加速度为 D.木箱的加速度为
47.(2025高二上·霞山月考)如图所示,一行星绕恒星做匀速圆周运动,其运动周期为T,半径为r,引力常量为G,下列说法正确的有( )
A.行星的角速度大小为 B.行星的加速度大小为
C.行星的线速度大小为 D.恒星的质量为
48.(2025高二上·霞山月考)如图所示,竖直平面内固定一半径为的半圆形轨道。质量为并可视为质点的物体,从点正上方的高处由静止自由下落,物体沿着半圆形轨道运动。已知物体滑到最低点时对轨道的压力为,不计空气阻力,重力加速度为,则下列选项正确的有( )
A.物体在点的速度大小为
B.物体通过点的速度大小为
C.在段物体克服摩擦力做功为
D.在段物体机械能守恒
49.(2025高二上·霞山月考)某星球的质量约为地球的,半径约为地球的。设其质量分布均匀且不考虑自转,地球表面重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的有( )
A.该星球表面的重力加速度约为20m/s2
B.该星球表面的重力加速度约为2m/s2
C.在地球表面重100N的物体,在该星球表面重约200N
D.在地球表面重100N的物体,在该星球表面重约20N
50.(2025高二上·霞山月考)如图所示,粗糙轨道顶部离地高为h,底部水平且离地高为l。一个物体从其斜面上某位置由静止滑下,在轨道底部以速度v0水平飞出,在空中飞行时间为t,落地速度为vt。不计空气阻力,以下说法正确的有( )
A.物体克服摩擦力所做的功为
B.物体在空中飞行的过程中机械能守恒
C.t的大小与物体静止滑下的位置有关
D.vt的大小与物体静止滑下的位置有关
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】解决本题的关键掌握矢量和标量的区别,知道矢量有大小又有方向,标量只有大小,没有方向。A.速度、力是矢量,但质量是标量,故A错误;
B.位移、力、加速度均为矢量,故B正确;
C.位移是矢量,功和电荷量是标量,故C错误。
故选:B。
【分析】物理量按有无方向分矢量和标量,矢量有大小又有方向,合成和分解时遵循平行四边形定则,标量只有大小,没有方向.
2.【答案】B
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】国际单位制(SI)基本单位的清单:长度:米(m)质量:千克(kg)时间:秒(s)
电流:安培(A)热力学温度:开尔文(K)物质的量:摩尔(mol)发光强度:坎德拉(cd)
米、千克、秒是国际单位制的基本单位,厘米、牛顿、米/秒不是国际单位制的基本单位,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】1、基本单位的定义
基本单位是物理量单位中彼此独立、不能由其他物理量组合出来的单位。
国际单位制有 7 个基本单位:米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)、开尔文(K)、摩尔(mol)、坎德拉(cd)。
2、导出单位
由基本单位通过乘除等数学运算组合而成的单位。
例如:速度单位 m/s(米/秒)、力的单位 N(牛顿,即 kg·m/s2)、能量单位 J(焦耳,即 N·m)等。
3、选项分析的关键
题目要求选项中的所有单位都是基本单位,只要有一个不是基本单位,该选项就错误。
常见错误是混淆“常用单位”和“基本单位”,例如“牛顿”虽然常用,但它是导出单位。
4、本题易错点
误将“厘米”当作基本单位 → 厘米是米的十进制分数,属于长度单位,但基本单位是“米”。
误将“牛顿”当作基本单位 → 牛顿是力的单位,由 kg·m/s2 导出。
误将“米/秒”当作基本单位 → 它是速度单位,由两个基本单位(米和秒)相除得到。
3.【答案】B
【知识点】质点
【解析】【解答】A.地球自转时,各点运动情况不同(赤道与极点速度不同),不能忽略地球的大小和形状 ,地球不可以看成质点,故A错误;
B. 只关心船的位置变化路径长度,船的大小远小于航行路程,形状、姿态不影响路程测量,货船可以看成质点,故B正确;
C.研究玉兔车在月球表面着陆姿态,玉兔车的形状大小不能忽略不计,玉兔车不可以看成质点,故C错误。
故选B。
【分析】1、质点的定义
质点是一种理想化模型,即有质量、无大小和形状的点。物体能否被看作质点,不取决于物体本身的绝对大小,而取决于所研究问题的性质。
2、可视为质点的条件
当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计时,就可将物体视为质点。
常见情况:物体做平动(各点运动相同)物体的尺寸远小于运动范围(如研究地球公转)只研究物体的整体运动(如位置、速度、路程),不涉及转动或内部状态
3、不能视为质点的情况
当研究的问题涉及物体的转动、振动、姿态、内部结构或物体各部分的运动差异时,不能忽略大小和形状。例如:研究地球自转、体操动作、车轮转动、物体形变等。
4.【答案】B
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】位移是初位置到末位置的直线距离。根据勾股定理,位移大小为,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】位移的大小等于首末位置的距离,路程等于运动轨迹的长度.
5.【答案】A
【知识点】惯性与质量;伽利略理想斜面实验
【解析】【解答】AB.亚里士多德认为,力是维持物体运动的原因;伽利略等人认为,力是改变物体运动状态的原因。现在人们普遍认为力是改变物体运动状态的原因的观点是正确的,伽利略设计这个理想实验,其目的是为了说明亚里士多德的力是维持物体运动状态的原因的结论是错误的,物体运动不需要力来维持,故A正确,B错误;
C.惯性是物体的固有属性,物体在任何情况下都具有惯性,故C错误。
故选A。
【分析】1、伽利略理想斜面实验的核心思想
伽利略通过理想化的推理(忽略摩擦等阻力)发现:
小球从一个斜面滚下,会滚上另一个斜面,并几乎达到原来的高度;
如果第二个斜面倾角减小,小球会滚得更远才达到同一高度;
如果第二个斜面变成水平面,小球将永远运动下去。
2、实验结论
这说明维持运动不需要力,力是改变物体运动状态(速度)的原因,而不是维持速度的原因。
这推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观点。
6.【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】当外轨高于内轨时,轨道给火车的支持力斜向弯道内侧,它与重力的合力指向圆心,为火车转弯提供了一部分向心力,减轻了轮缘和外轨的挤压,可知应该外轨高于内轨, 故B正确。
故选:B。
【分析】火车轨道外高内低的设计是为了减轻轮缘与轨道之间的挤压,这样火车转弯时,轨道给火车的支持力和其重力的合力提供向心力,保证行车安全
7.【答案】A
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】洗菜篮加速上升 → 加速度方向向上,菜与篮一起加速上升,菜的加速度也向上,菜受到篮的支持力 与重力mg 满足:,所以 → 超重状态,故A正确,BC错误。
故选A。
【分析】超重与失重的判断依据:
物体在竖直方向有加速度时,视重(支持力或拉力)与实重的关系:
超重:加速度方向向上 → 支持力
失重:加速度方向向下 → 支持力
完全失重:加速度向下且 a=g →
8.【答案】C
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】A. 压力F 是小车对地面的力,重力是小车受地球的引力,二者不同物体,只是数值在平衡时可能相等,但不是同一个力 ,故A错误;
BC.小车对水平地面的压力F → 作用在地面上,方向向下水平地面对小车的支持力 → 作用在小,车上,方向向上,根据牛顿第三定律:F 与 是一对作用力与反作用力,故B错误,C正确。
故选C。
【分析】1、作用力与反作用力(牛顿第三定律)
总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
关键特征:作用在两个不同的物体上,且力的性质相同。
例如:小车对地面的压力F(作用在地面上)与地面对小车的支持力 (作用在小车上)是一对作用力与反作用力。
2、平衡力
作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
平衡力可以是不同性质的力(如支持力与重力),且必须作用于同一物体使其保持平衡(加速度为零)。
3、重力与压力的区别
重力:地球对小车的吸引力,作用在小车上,方向竖直向下。
压力:小车对地面的力,作用在地面上,方向竖直向下。
虽然当小车静止时,压力大小等于重力大小,但它们是不同的力,作用对象不同。
9.【答案】C
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】 在地面上空的同一位置,将树叶与石块由静止释放,通常树叶比石块下落慢 ,石块和树叶都受空气阻力影响,只是空气阻力对石块的影响小,对树叶的影响大,重力加速度都一样,故C符合题意。
故答案为:C
【分析】了解亚里士多德、伽利略关于落体规律的观点,明确物体下落快慢的规律。
10.【答案】B
【知识点】加速度;平均速度;瞬时速度
【解析】【解答】平直公路上,路程大小等于位移大小,平均速度为某段时间内位移与时间的比值,该段路程与时间的比值即为车辆平均速度的大小,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】平均速度为某段时间内位移与时间的比值,路程与位移大小相等。
11.【答案】C
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】根据万有引力提供向心力:,
解得:,
可见,当卫星的轨道半径等于地球半径时,运行速度等于第一宇宙速度,而同步卫星的轨道半径大于地球半径,故同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度,第二宇宙速度大于第一宇宙速度,故C符合题意。
故答案为:C
【分析】卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力分析判断。
12.【答案】C
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】本题考查受力分析的基础,知道弹力是由于施力物体发生弹性形变产生的,知道地面对梯子的作用力是支持力与摩擦力的合力。球棒处于静止状态,根据平衡条件可知,球棒受到重力、竖直墙面的水平向左的弹力、地面向上的支持力与地面水平向右的静摩擦力,合计4个力作用。
故选C。
【分析】根据直梯的状态对直梯受力分析,弹力是由于施力物体发生弹性形变产生的,合力等于零,地面有摩擦力。
13.【答案】B
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.在v-t图象中,图象切线的斜率表示加速度的大小,0~20s内加速度大小为
A错误;
B.70~80s内加速度大小为
B正确;
C.由图像面积表示位移得,0~20s内位移大小为
C错误;
D.在图像中,速度的正负表示速度的方向,70~80s内列车速度方向为正,D错误。
故选B。
【分析】在v-t图象中,图象切线的斜率表示加速度的大小,图线与坐标轴所围的面积在数值上表示位移的大小。
14.【答案】B
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】A. 限制速度是为了防止车速过大时所需向心力不足导致车辆侧滑(离心运动)发生事故,故A错误
B. 脱水桶高速旋转时,水与衣物间的附着力不足以提供向心力,水做离心运动从桶壁小孔飞出,是利用离心现象,故B正确。
C. 限制砂轮转速是为了防止转速过高时砂轮材料承受不住向心力而破裂,故C错误。
D. 外轨高于内轨使重力和支持力的合力提供部分向心力,帮助火车转弯 → 防止离心现象造成脱轨,故D错误。
故选B。
【分析】1、离心现象的定义
当物体做圆周运动时,如果合外力突然消失或不足以提供所需的向心力(),物体将沿切线方向飞出或逐渐远离圆心,这种现象称为离心现象。
2、利用离心现象
目的:主动利用离心运动达到某种实际用途
原理:使物体快速旋转,让需要分离的物质因惯性离心力作用而脱离
实例:洗衣机脱水桶;离心分离机(分离血液、奶油等);离心式水泵;离心式调速器
3、防止离心现象
目的:避免离心运动造成危害或事故
原理:通过增加向心力或降低转速,确保物体能做圆周运动
实例:汽车转弯时限速;砂轮、风扇限定最大转速;铁路弯道处外轨高于内轨;杂技演员用绳子拴住水桶在竖直面转动。
15.【答案】B
【知识点】向心力
【解析】【解答】AB.摩天轮以角速度匀速转动, 小明的质量为m,离转轴距离为r,根据可知,小明所需的向心力大小为,不可能为0,故A错误,B正确;
C.小明在最低点时,由支持力与重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律可得
可知,小明在最低点受到的支持力不可能为0,故C错误;
D.向心力是一种效果力,是由其他力提供,实际受力分析时,不能说受到向心力作用,故D错误。
故选B。
【分析】 摩天轮以角速度匀速转动, 结合向心力公式分析,对小明受力分析,根据牛顿第二定律求解。
16.【答案】C
【知识点】机车启动
【解析】【解答】机车以额定功率水平匀速行驶, 机车牵引力的额定功率为300kW, 牵引力为,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】根据功率的公式求解牵引力。
17.【答案】C
【知识点】形变与弹力
【解析】【解答】弹力的方向总是垂直与接触面指向受力物体,松鼠站在倾斜的树枝上,接触面是松鼠脚底与树枝上表面。树枝上表面是斜面,因此弹力方向应垂直于树枝表面斜向上,而不是竖直向上,故C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】弹力方向判断的基本规则:
1、弹力方向总是与接触面垂直,并指向被支持的物体。
2、对于曲面或平面接触,弹力垂直于接触点的切平面
18.【答案】C
【知识点】动能;重力势能
【解析】【解答】在无人机加速上升阶段,无人机的高度变大,无人机的重力势能增加,无人机速度变大,则无人机动能增加。
故选C。
【分析】根据动能以及势能表达式分析,无人机的高度变大,无人机的重力势能增加,速度变大,动能变大。
19.【答案】C
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】小球从水平位置(绳与竖直方向夹角 )静止释放,摆到最低点(竖直位置)。
绳长L,下落高度差为L(因为初始时小球在悬挂点正下方水平位置,比最低点高L)。由机械能守恒:,在最低点,小球受重力mg 向下,绳拉力T 向上,向心力由合力提供:
,代入 ,得,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】一、核心考点
1、机械能守恒定律的应用
系统只有重力做功,机械能守恒。初始状态(水平位置):动能为 0,重力势能(相对于最低点)为mgL。末状态(最低点):重力势能为 0,动能由 求得 。
2、圆周运动的向心力公式
在最低点,合外力提供向心力:,注意向心力是“指向圆心的合力”,不是某个单独的力。
3、绳连接小球在竖直平面内的圆周运动问题
从水平位置静止释放是常见模型,要记住此时速度大小 。
二、易错点
1、高度差的错误计算
错误:认为初始位置与最低点的高度差是绳长的某个三角函数值(如Lcosθ)而算错。
正确:初始时绳水平,小球在悬挂点正下方水平位置,因此比最低点高 L,高度差就是L。
2、向心力方程漏掉重力
错误:写作 而忘记减去或加上重力。
正确:在最低点,绳的拉力要平衡重力并且提供向心力,所以 。
3、混淆不同初始条件的结果
如果是从与竖直方向夹角θ 处静止释放,则到最低点速度不同,拉力也不同。
本题是特殊情形(水平释放),若记成“从任意位置”的结论可能出错。
20.【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】相邻两计数点的时间间隔为,根据逐差法求出小车加速度大小为,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】考点:
1、打点计时器时间间隔计算:每 5 个时间间隔取一个计数点,则 。
2、逐差法求加速度:有偶数段位移时,用 可减小误差。
3、单位换算:题目给 cm,计算时要用 m。
易错点:
1、时间间隔弄错:
看到“有 4 个点没画出”误以为间隔是 ,实际是 。
2、逐差法公式记错:
分母是 ,这里 (因为两段合起来时间2T)。
3、单位错误:
用 cm 代入公式得到 ,忘记转换单位可能误选 1.20 以外的选项。
4、逐差法分段错误:
若用 也可以,但可能因四舍五入带来误差。
21.【答案】C
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】A. 实验中只需要记录弹簧初始时下端(或上端)在刻度尺上的位置,再记录加钩码后的位置,用差值得到伸长量,不一定要对齐零刻度线 ,故A错误;
B. 弹簧自身质量一般忽略,或者通过预加一个钩码作为“起始拉力”来消除自重影响,不必测质量 故B错误;
C.悬挂不同质量的钩码,记录弹簧下端对应的刻度尺的读数,故C正确;
D. 劲度系数 k=F/Δx,是弹力与伸长量(形变量)之比,不是与弹簧总长度之比 ,故D错误。
故选C。
【分析】1、实验原理:
胡克定律:,Δx 是弹簧的伸长量(或压缩量),即形变量 ,不是弹簧总长度 L。
2、实验步骤的关键
弹簧竖直悬挂时,先挂一个轻质钩码(或让弹簧自然伸直)作为起始点,避免弹簧自重影响带来的“原长”定义问题。逐次增加钩码,记录弹簧下端(或指针)对应的刻度尺读数,用差值法求伸长量。
3、数据处理
作 图像,斜率即劲度系数 k。
或计算 ,注意Δx 是形变量。
22.【答案】A
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】根据可知图像中的斜率表示动摩擦因数,故a的动摩擦因数最大。故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】考点:滑动摩擦力公式 及图像意义,f- 图像的斜率 = 动摩擦因数 μ。
易错点:误将图像纵截距当作μ(实际上过原点,无截距)。
混淆μ 与最大静摩擦力的概念,以为曲线起点不同代表μ 不同,但这里是滑动摩擦,直线斜率判断即可。
23.【答案】D
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】A. 正确顺序:先接通电源,再释放小车,以保证纸带打点完整且有效利用 ,故A错误;
B. 必须平衡摩擦力,否则拉力不等于合外力 ,故B错误;
C.探究加速度与质量的关系时,仅改变小车的质量,故C错误;
D.实验通过改变槽码的个数来改变小车所受合外力,则探究加速度与小车所受拉力关系时,仅改变槽码的质量,故D正确。
故选D。
【分析】1、控制变量法的应用
探究加速度与力的关系:保持小车质量不变,仅改变槽码的质量(即改变拉力)。
探究加速度与质量的关系:保持槽码质量不变(即拉力不变),仅改变小车的质量。
2、实验条件控制
平衡摩擦力:抬高木板不带槽码,轻推小车使小车能做匀速直线运动,以消除摩擦力的影响,确保绳的拉力等于小车所受合外力。
槽码质量远小于小车质量:这样槽码的重力才近似等于小车所受的拉力,否则需用整体法与隔离法精确计算拉力。
3、实验操作顺序
先接通打点计时器电源,再释放小车:保证纸带上打点完整,从静止开始记录运动。
24.【答案】C
【知识点】曲线运动的条件;运动的合成与分解
【解析】【解答】AB.战机从a飞到b的过程中,战机的速度由水平方向变成竖直方向,即在竖直方向加速,在水平方向减速,因此战机有向上和向右的分力,合力朝右上方,故AB错误;
CD.竖直方向的分力让战机在竖直方向加速,水平向右的分力让战机在水平方向减速,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】考点:
1、曲线运动中,速率不变 切向加速度为零,只有法向加速度(向心力)。
2、速度的分解:水平与竖直分速度的变化可由速度方向变化推断。
3、合外力方向总指向曲线凹侧,与速度垂直(当速率不变时)。
易错点:
1、误以为速度方向改变但大小不变 合外力为零。
2、误将某一位置的合外力方向当作整个过程的合外力方向。
3、误以为速率不变 水平分速度不变,其实水平、竖直分速度可以变化,合速度大小不变
25.【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】P球沿水平方向抛出后做平抛运动,其在竖直方向上做自由落体运动,Q球做自由落体运动,两者在竖直方向上的运动相同,根据
可知两球空中运动时间和不变。
故选:D。
【分析】P球沿水平方向抛出后做平抛运动,其在竖直方向上做自由落体运动,Q球做自由落体运动,根据运动学公式解答。
26.【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】 AC.由图可知甲、乙的速度均为正方向,方向相同,由图可知甲做减速运动,加速度方向与速度方向相反,乙做同方向的加速运动,加速度与速度方向相同,所以甲、乙二者的加速度方向相反,故AC错误;
B.平均速度,v-t图像与坐标轴所围面积表示位移,由图可知0~t时间内甲乙的位移x不同,所以平均速度的大小不相同,B错误;
D.v-t图像斜率的大小表示加速度的大小,由图可知二者的斜率大小不同,则甲、乙加速度的大小不同,D正确。
故选:D。
【分析】在v-t图像中,速度的正负表示运动方向,图像的斜率表示加速度,图像与时间轴围成的面积表示位移大小,结合平均速度的定义分析即可。
27.【答案】C
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】当物体合力方向和速度共线时,物体做直线运动,不共线时物体做曲线运动,给出的运动情景中,ABD选项物体都做曲线运动,只有C选项中物体做直线运动。
故选C。
【分析】当物体合力方向和速度共线时,物体做直线运动,不共线时物体做曲线运动。
28.【答案】B
【知识点】受力分析的应用;向心力;生活中的圆周运动
【解析】【解答】在最高点时细绳的拉力和重力的合力充当向心力,故有
解得
故答案为:B。
【分析】对最高点的杯子和水进行受力分析,明确重力与拉力的合力提供向心力,再结合向心力公式列方程求解拉力。
29.【答案】C
【知识点】加速度;瞬时速度
【解析】【解答】 根据Δx=aT2求解加速度,
据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,
故选C。
【分析】】根据Δx=aT2求解加速度,从而即可求解, 据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,从而即可求解1点的瞬时速度。
30.【答案】C
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】解决本题的关键知道合运动与分运动具有等时性,当静水速度与河岸垂直,渡河时间最短;当合速度与河岸垂直,渡河航程最短.ABC.为了使船过江时间最短,则垂直江岸方向的速度最大,即船头垂直江岸方向行驶。故AB错误,C正确;
D.由于v2>v1,所以要使过江航程最短,船头斜向上游方向行驶,使船在江岸方向的分速度与水流速度抵消。则过江最短路程为江宽。故D错误。
故选C。
【分析】船头垂直江岸方向行驶,过江时间最短;由于v2>v1,过江最短路程为江宽。
31.【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】解题关键是掌握同缘传动,线速度大小相等;同轴转动,角速度相等;结合线速度、角速度与周期、转速之间的关系求解即可。根据题意可知,保持脚踏轮M以恒定角速度转动,则脚踏轮M边缘的线速度大小不变,开始时,通过链条使Q轮与脚踏轮M连接,则Q轮边缘的线速度大小等于脚踏轮M边缘的线速度大小,设脚踏轮M边缘的线速度大小为,由公式可得,后轮的角速度为
同理可知,改为通过链条使P轮与脚踏轮M连接,后轮的角速度为
由于
则有
即后轮角速度变小,由公式可知,后轮的周期变大。
故选B。
【分析】同缘传动的点线速度大小相等;同轴转动的点,角速度相等;将链条由Q轮换到P轮,自行车后轮的转动半径变大,根据线速度与角速度、周期的关系分析答题。
32.【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】对于做匀速圆周运动的物体要正确分析其向心力来源,熟练应用向心力公式求解物块所受的摩擦力提供小物体做圆周运动的向心力,方向指向圆心,根据向心力公式
其中n是转速,r是距转轴的距离;可知摩擦力的大小与转速平方成正比,与距转轴的距离成正比。
故选C。
【分析】小物体做匀速圆周运动,由静摩擦力提供向心力,直接利用向心力公式F=mω2r即可求出正确结果.
33.【答案】C
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】他将多用电表调至“×100”欧姆挡,指针示数为11,则电阻阻值为11×100Ω=1100Ω,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】欧姆表示数等于指针示数乘以挡位。
34.【答案】A
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】本题解题关键是掌握电容器的工作原理,以及在充放电过程中电流和电压的变化情况。将开关S从b改接到a时,电容器开始充电,充电电流从最大值逐渐减小到零,电流计G的指针从最大值逐渐回到零;将开关S从a改接到b时,电容器开始放电,放电电流从最大值逐渐减小到零,灯L的发光亮度逐渐变暗。
故选A。
【分析】连接到电源时进行充电,与电源断开,电容器进行放电,放电电流逐渐减小。
35.【答案】A
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】滑动变阻器R1的滑片从左端逐渐滑到右端,滑动变阻器左侧接入电阻R左增大,滑动变阻器左侧与定值电阻并联等效电阻为
当R左增大时,R并增大,根据欧姆定律可知,并联部分承担电压增大,则电流表示数逐渐变大,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】滑动变阻器左侧接入电阻R左增大,并联电路分压变大,根据欧姆定律求解电流变化。
36.【答案】B
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】电热水壶正常工作时的电流为,结合表格数据得,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】根据P=UI得出该电热水壶的该电热水壶正常工作时的电流。
37.【答案】A
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】A.因干电池内阻较小,需要选择总阻值较小的0~15Ω的滑动变阻器,这样调节滑动变阻器时,电压表和电流表示数变化比较明显,故A正确;
B.一节干电池的电阻大约为几欧姆,允许流经的最大电流约零点几安,为了减小误差,电流表应选量程为0.6A的电流表,故B错误;
C.闭合S前,为了防止电路中电流过大,应调节滑动变阻器的滑片至M端,这样滑动变阻器接入电路电阻最大,电路电流最小,故C错误;
D.闭合S后,滑片越靠近N端,滑动变阻器接入电路中的有效阻值变小,外电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可知路端电压变小,则电压表示数越小,故D错误。
故选A。
【分析】根据电源内阻选择滑动变阻器;根据电路最大电流分析电流表量程;根据保护电路分析;结合闭合回路欧姆定律分析。
38.【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】设手臂与竖直方向的夹角为,根据平衡条件可得,可得
当 时,, (最小)。当 θ 增大时, 减小,T 增大,因此两臂用力最小时,手臂应竖直(即 )。故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】考点:
1、共点力平衡条件:竖直方向合力为零。
2、力的分解:两臂对称时,竖直分力之和等于重力。
3、三角函数在力学中的应用:。
易错点:
1、误以为手臂张开某一角度可以更省力(实际上夹角越大,拉力越大)。
2、误将水平方向平衡与竖直方向混淆,错误地认为水平方向需要力,所以夹角为零时水平方向无力,因此最优。
39.【答案】D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】根据,可得,,,因甲的轨道半径较小,可知甲的线速度大于乙的线速度;甲的角速度大于乙的角速度;甲的周期小于乙的周期;甲的向心加速度大于乙的向心加速度,故ABC错误,D正确。
故选D。
【分析】考点:
1、万有引力提供向心力推导 v,与轨道半径r 的关系。
2、记住结论:轨道半径 r 越大,v 越小,ω 越小,T 越大,a 越小。
易错点:
1、误记成“半径越大,速度越大”(混淆了天体运动与其它圆周运动情况)。
2、周期比较时,误以为半径小周期大(实际上由 得半径大周期大)。
3、向心加速度比较时,误用 判断,因为 也随 r 变化,不如直接用 清楚。
40.【答案】A
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB.踢球过程,运动员的力F 作用在很短位移上(球还没离开脚时),这个位移未知,不能用 (这里的s 是球在地面滑行的位移,不是踢球时的位移),应该用动能定理:球初态静止,踢完瞬间动能 ,所以运动员做功: ,故A正确,B错误;
C. 草地摩擦力与运动方向相反,做负功,大小等于球的动能减少量 ,故C错误
D.重力对球不做功,故D错误。
故选A。
【分析】一、易错点:
1、混淆不同阶段的位移
错误:将球在地面滑行的距离 s 当作运动员踢球时的位移,从而错选 B()。
正确:踢球过程位移很短且未知,应用动能定理求运动员做功。
2、误判摩擦力做功的正负
错误:认为草地对球做正功(C 选项)。
正确:草地摩擦力阻碍运动,做负功,大小等于球损失的动能。
3、忽视重力与位移方向的关系
错误:认为重力对球做正功(D 选项)。
正确:重力竖直,位移水平,不做功。
4、混淆合外力功与某个力的功
错误:用整个过程的合外力功(包括摩擦力)来求运动员的功。
正确:运动员的功只发生在踢球瞬间,与之后滑行阶段的摩擦力功无关。
二、总结
对于瞬间作用力且位移未知的情况,优先用动能定理求该力的功。
明确物理过程的分阶段分析:踢球阶段(运动员做功)和滑行阶段(摩擦力做功)。
掌握功的正负判断:力与位移夹角小于 做正功,大于 做负功,等于 不做功。
41.【答案】A,C
【知识点】平均速度;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】解决本题的关键要理解速度—时间图像的物理意义,知道v-t图线与时间轴围成的面积表示位移,斜率表示加速度。A.内的加速度大小
故A正确;
B.内匀速运动,加速度为零,故B错误;
C.内做匀减速直线运动,平均速度为
故C正确;
D.由于图像图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移,从底层到顶层的位移大小
故D错误。
故选AC。
【分析】根据v-t图像的斜率大小求解加速度大小;30~38s内电梯做匀减速直线运动,求解平均速度大小;v-t图像与横轴围成的面积表示位移,由几何知识来求解位移。
42.【答案】A,B
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】AC.根据可得汽车的初速度大小为
汽车的加速度大小为,故A正确,C错误;
B.6s内的平均速度大小为,故B正确;
D.第一秒末的速度大小为,故D错误。
故选AB。
【分析】考点:
1、匀变速直线运动的基本公式:;;
2、加速度、速度、位移的符号与方向关系(减速时a 与 反向)。
易错点:
1、误用 时,若符号弄错会算错 a,但用平均速度公式更稳妥。
2、平均速度与速度平均值的概念:匀变速直线运动中 。
第 1 s 末速度 ≠ 平均速度,D 选项是故意用 的近似值误导。
加速度大小比较:注意题目给的数值 与算出的 不同,C 错在此。
43.【答案】B,D
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【解答】AB.根据可得,故A错误,B正确;
CD.石子在空中运动时间为,故C错误,D正确。
故选BD。
【分析】1、竖直上抛运动的规律
上升阶段:匀减速直线运动,加速度为 g,下降阶段:自由落体运动,加速度为 g。
全过程可统一看成匀变速直线运动处理,使用公式时注意矢量方向。
2、最大高度公式
上升到最高点时速度 ,公式: 。由此可求初速度: 。
3、运动时间的计算
上升时间:,下降时间:(回到抛出点)。
总时间(抛出并回到抛出点): 。
4、对称性
上升与下降经过同一位置时速度大小相等、方向相反,上升与下降时间相等。
44.【答案】B,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】大齿轮(有点a)与小齿轮(有点b)通过链条连接 → 线速度相等:
小齿轮与后轮(有点 c)固定在同一根轴上 → 角速度相等:
AB.大齿轮与小齿轮通过链条相连,则a、b两点的线速度大小相等,根据,由于半径不相等,所以a、b两点的角速度大小不相等,故A错误,B正确;
CD.b、c两点同轴振动,所以b、c两点的角速度大小相等,根据,由于半径不相等,所以b、c两点的线速度大小不相等,故C错误,D正确。
故选BD。
【分析】考点:
1、传动方式决定速度关系
皮带/链条传动:边缘线速度相等;同轴转动:各点角速度相等。
2、线速度与角速度关系:
易错点:
1、混淆两种传动方式的特点,错误认为同轴转动时线速度相等。
2、错误认为链条连接的两齿轮角速度相等。
3、记反 和ω 在不同连接方式下的关系。
45.【答案】A,B
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】A、小球离开斜槽后做平抛运动,为保证初速度水平,必须调整斜槽使其末端切线水平,故A正确;B、实验过程中,应调整硬木板使其保持竖直,用重锤线保证木板竖直,故B正确;
C、测量同一次平抛的一条轨迹时,小球做平抛运动的初速度相等,每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球,故C错误;
D、用光滑曲线连接描绘的点,得到小球的运动轨迹,不能用折线,故D错误。
故选:AB。
【分析】根据实验原理和实验的注意事项,分析各操作的正确与否。
46.【答案】A,C
【知识点】牛顿第二定律;功的计算
【解析】【解答】AB.拉力做功为,故A正确,B错误;
CD.木箱的加速度为,故C正确,D错误。
故选AC。
【分析】考点:
1、恒力做功公式:(θ 是力与位移方向的夹角)。
2、牛顿第二定律:,只考虑水平方向合力。
受力分析中,竖直方向力只影响支持力,不影响水平加速度(光滑面)。
易错点:
1、误用 计算功(如用 得 866 J 错)。
2、误认为拉力全部用来产生加速度,忘记分解力。
3、竖直方向受力与水平加速度无关,但若粗糙则会影响摩擦力,本题光滑所以无摩擦。
47.【答案】A,C,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;卫星问题
【解析】【解答】ABC.一行星绕恒星做匀速圆周运动,其运动周期为T,半径为r,则行星的角速度大小为
,行星的加速度大小为,行星的线速度大小为,故AC正确,B错误;
D.由万有引力提供向心力可得,可得恒星的质量为,故D正确。
故选ACD。
【分析】考点:
1、匀速圆周运动物理量关系:
2、万有引力提供向心力:可推导中心天体质量 M。
易错点:
B 选项:向心加速度公式记错,误写成 (多一个 r)。
D 选项:推导M 时忘记 与 的比例关系,或漏掉 。
混淆行星质量 m 与中心恒星质量 M,在公式化简时出错。
48.【答案】A,C
【知识点】自由落体运动;向心力;动能定理的综合应用;机械能守恒定律
【解析】【解答】A.物体在点时,根据牛顿第二定律可得,其中,可得物体在点的速度大小为,故A正确;
B.物体由静止自由下落到点,有,解得,故B错误;
CD.物体在段过程,根据动能定理可得,解得物体在段物体克服摩擦力做功为,由于存在摩擦力做负功,所以物体在段的机械能不守恒,故C正确,D错误。
故选AC。
【分析】一、核心考点
1、竖直面内的圆周运动
在轨道最低点:,已知 可求该点速度v。
2、机械能守恒定律
条件:只有重力(或系统内弹力)做功。
从释放点到P 点(进入轨道前)机械能守恒: 。
3、动能定理
合外力做功 = 动能变化量:,用于计算有摩擦力时非保守力做的功。
4、功能关系
克服摩擦力做功 = 机械能的减少量(当无其他非保守力时)。有摩擦时机械能不守恒。
二、易错点
1、最低点向心力方程漏掉重力
错误:写成 ,正确: ,支持力与重力的合力提供向心力。
2、混淆不同阶段的速度
错误:认为从释放点到 Q 点全程机械能守恒(忽略了轨道摩擦)。
正确: 段有摩擦,机械能不守恒,但 。
3、动能定理运用时符号错误
重力做功 (从 P 到 Q 高度下降 R)
摩擦力做功 为负,列式:
49.【答案】B,D
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】本题考查了万有引力定律的应用,熟练掌握黄金代换式是解决此类问题的关键。
由万有引力公式可得
则该星球的重力加速度
在地球表面重力
G=mg=100N
在该星球表面
G'=mg'=20N
故选BD。
【分析】根据黄金代换公式结合重力加速度之比分析求解。
50.【答案】B,D
【知识点】平抛运动;动能定理的综合应用;机械能守恒定律
【解析】【解答】A. 在轨道底部以速度v0水平飞出,根据动能定理
解得,故A错误;
B.物体在空中飞行的过程中只受重力,只有重力做功,物体的机械能守恒,故B正确;
C.物体从轨道底部飞出后做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,
可得
可知,t的大小与平抛的初速度无关,即与物体静止滑下的位置无关,故C错误;
D.物体从轨道底部飞出后做平抛运动,在竖直方向
根据平行四边形法则可得落地速度为
即落地速度vt与物体静止滑下的位置有关,故D正确。
故选BD。
【分析】根据动能定理求解克服摩擦力做的功;根据机械能守恒条件分析;物体从轨道底部飞出后做平抛运动,根据下落高度求解运动时间;根据平行四边形法则分析落地位置。
1 / 1广东省湛江市第二十一中学2025-2026学年高二上学期10月月考物理(学考)试题
1.(2025高二上·霞山月考)下列物理量均为矢量的是( )
A.速度、力、质量 B.位移、力、加速度 C.位移、功、电荷量
【答案】B
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】解决本题的关键掌握矢量和标量的区别,知道矢量有大小又有方向,标量只有大小,没有方向。A.速度、力是矢量,但质量是标量,故A错误;
B.位移、力、加速度均为矢量,故B正确;
C.位移是矢量,功和电荷量是标量,故C错误。
故选:B。
【分析】物理量按有无方向分矢量和标量,矢量有大小又有方向,合成和分解时遵循平行四边形定则,标量只有大小,没有方向.
2.(2025高二上·霞山月考)下列选项中,均为国际单位制的基本单位的是( )
A.厘米、牛顿、秒 B.米、千克、秒 C.米、千克、米/秒
【答案】B
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】国际单位制(SI)基本单位的清单:长度:米(m)质量:千克(kg)时间:秒(s)
电流:安培(A)热力学温度:开尔文(K)物质的量:摩尔(mol)发光强度:坎德拉(cd)
米、千克、秒是国际单位制的基本单位,厘米、牛顿、米/秒不是国际单位制的基本单位,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】1、基本单位的定义
基本单位是物理量单位中彼此独立、不能由其他物理量组合出来的单位。
国际单位制有 7 个基本单位:米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)、开尔文(K)、摩尔(mol)、坎德拉(cd)。
2、导出单位
由基本单位通过乘除等数学运算组合而成的单位。
例如:速度单位 m/s(米/秒)、力的单位 N(牛顿,即 kg·m/s2)、能量单位 J(焦耳,即 N·m)等。
3、选项分析的关键
题目要求选项中的所有单位都是基本单位,只要有一个不是基本单位,该选项就错误。
常见错误是混淆“常用单位”和“基本单位”,例如“牛顿”虽然常用,但它是导出单位。
4、本题易错点
误将“厘米”当作基本单位 → 厘米是米的十进制分数,属于长度单位,但基本单位是“米”。
误将“牛顿”当作基本单位 → 牛顿是力的单位,由 kg·m/s2 导出。
误将“米/秒”当作基本单位 → 它是速度单位,由两个基本单位(米和秒)相除得到。
3.(2025高二上·霞山月考)下列情境中,可将研究对象看成质点的是( )
A.研究地球的自转
B.测量货船从大连港航行到湛江港的路程
C.研究玉兔车在月球表面着陆姿态
【答案】B
【知识点】质点
【解析】【解答】A.地球自转时,各点运动情况不同(赤道与极点速度不同),不能忽略地球的大小和形状 ,地球不可以看成质点,故A错误;
B. 只关心船的位置变化路径长度,船的大小远小于航行路程,形状、姿态不影响路程测量,货船可以看成质点,故B正确;
C.研究玉兔车在月球表面着陆姿态,玉兔车的形状大小不能忽略不计,玉兔车不可以看成质点,故C错误。
故选B。
【分析】1、质点的定义
质点是一种理想化模型,即有质量、无大小和形状的点。物体能否被看作质点,不取决于物体本身的绝对大小,而取决于所研究问题的性质。
2、可视为质点的条件
当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计时,就可将物体视为质点。
常见情况:物体做平动(各点运动相同)物体的尺寸远小于运动范围(如研究地球公转)只研究物体的整体运动(如位置、速度、路程),不涉及转动或内部状态
3、不能视为质点的情况
当研究的问题涉及物体的转动、振动、姿态、内部结构或物体各部分的运动差异时,不能忽略大小和形状。例如:研究地球自转、体操动作、车轮转动、物体形变等。
4.(2025高二上·霞山月考)小明骑自行车向正东行驶3km后,再向正南行驶4km。该过程自行车的位移大小为( )
A.1km B.5km C.7km
【答案】B
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】位移是初位置到末位置的直线距离。根据勾股定理,位移大小为,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】位移的大小等于首末位置的距离,路程等于运动轨迹的长度.
5.(2025高二上·霞山月考)理想实验是科学研究的一种重要方法。如图所示,伽利略在研究力和运动的关系时提出了著名的理想斜面实验,该理想实验说明( )
A.物体运动不需要力来维持
B.力是维持物体运动的原因
C.物体运动时就会产生惯性
【答案】A
【知识点】惯性与质量;伽利略理想斜面实验
【解析】【解答】AB.亚里士多德认为,力是维持物体运动的原因;伽利略等人认为,力是改变物体运动状态的原因。现在人们普遍认为力是改变物体运动状态的原因的观点是正确的,伽利略设计这个理想实验,其目的是为了说明亚里士多德的力是维持物体运动状态的原因的结论是错误的,物体运动不需要力来维持,故A正确,B错误;
C.惯性是物体的固有属性,物体在任何情况下都具有惯性,故C错误。
故选A。
【分析】1、伽利略理想斜面实验的核心思想
伽利略通过理想化的推理(忽略摩擦等阻力)发现:
小球从一个斜面滚下,会滚上另一个斜面,并几乎达到原来的高度;
如果第二个斜面倾角减小,小球会滚得更远才达到同一高度;
如果第二个斜面变成水平面,小球将永远运动下去。
2、实验结论
这说明维持运动不需要力,力是改变物体运动状态(速度)的原因,而不是维持速度的原因。
这推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观点。
6.(2025高二上·霞山月考)为了减轻火车转弯时火车轮缘与轨道间的挤压,对内、外轨道高度的设计,合理的是( )
A.内轨略高 B.外轨略高 C.内、外轨一样高
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】当外轨高于内轨时,轨道给火车的支持力斜向弯道内侧,它与重力的合力指向圆心,为火车转弯提供了一部分向心力,减轻了轮缘和外轨的挤压,可知应该外轨高于内轨, 故B正确。
故选:B。
【分析】火车轨道外高内低的设计是为了减轻轮缘与轨道之间的挤压,这样火车转弯时,轨道给火车的支持力和其重力的合力提供向心力,保证行车安全
7.(2025高二上·霞山月考)如图所示,小明洗完菜后上下振动洗菜篮以沥干水分。在加速上升时洗菜篮中的菜处于( )
A.超重状态 B.失重状态 C.平衡状态
【答案】A
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】洗菜篮加速上升 → 加速度方向向上,菜与篮一起加速上升,菜的加速度也向上,菜受到篮的支持力 与重力mg 满足:,所以 → 超重状态,故A正确,BC错误。
故选A。
【分析】超重与失重的判断依据:
物体在竖直方向有加速度时,视重(支持力或拉力)与实重的关系:
超重:加速度方向向上 → 支持力
失重:加速度方向向下 → 支持力
完全失重:加速度向下且 a=g →
8.(2025高二上·霞山月考)快递公司利用无人驾驶小车提供“无接触配送”服务。在水平地面上,小车对水平地面的压力为,受到水平地面的支持力为,下列说法正确的是( )
A.就是小车的重力
B.与是一对平衡力
C.与是一对作用力与反作用力
【答案】C
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】A. 压力F 是小车对地面的力,重力是小车受地球的引力,二者不同物体,只是数值在平衡时可能相等,但不是同一个力 ,故A错误;
BC.小车对水平地面的压力F → 作用在地面上,方向向下水平地面对小车的支持力 → 作用在小,车上,方向向上,根据牛顿第三定律:F 与 是一对作用力与反作用力,故B错误,C正确。
故选C。
【分析】1、作用力与反作用力(牛顿第三定律)
总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
关键特征:作用在两个不同的物体上,且力的性质相同。
例如:小车对地面的压力F(作用在地面上)与地面对小车的支持力 (作用在小车上)是一对作用力与反作用力。
2、平衡力
作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
平衡力可以是不同性质的力(如支持力与重力),且必须作用于同一物体使其保持平衡(加速度为零)。
3、重力与压力的区别
重力:地球对小车的吸引力,作用在小车上,方向竖直向下。
压力:小车对地面的力,作用在地面上,方向竖直向下。
虽然当小车静止时,压力大小等于重力大小,但它们是不同的力,作用对象不同。
9.(2025高二上·霞山月考)在地面上空的同一位置,将树叶与石块由静止释放,通常树叶比石块下落慢,原因是( )
A.石块下落时不受空气阻力
B.质量小的物体重力加速度小
C.树叶下落时受空气阻力影响较大
【答案】C
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】 在地面上空的同一位置,将树叶与石块由静止释放,通常树叶比石块下落慢 ,石块和树叶都受空气阻力影响,只是空气阻力对石块的影响小,对树叶的影响大,重力加速度都一样,故C符合题意。
故答案为:C
【分析】了解亚里士多德、伽利略关于落体规律的观点,明确物体下落快慢的规律。
10.(2025高二上·霞山月考)如图所示,平直公路上相隔一定距离有两个电子抓拍点,用来测量车辆经过该路程的所需时间,该路程与所需时间的比值是( )
A.车辆瞬时速度的大小
B.车辆平均速度的大小
C.车辆平均加速度的大小
【答案】B
【知识点】加速度;平均速度;瞬时速度
【解析】【解答】平直公路上,路程大小等于位移大小,平均速度为某段时间内位移与时间的比值,该段路程与时间的比值即为车辆平均速度的大小,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】平均速度为某段时间内位移与时间的比值,路程与位移大小相等。
11.(2025高二上·霞山月考)北斗导航系统中的地球同步卫星绕地球近似做匀速圆周运动,其运行的线速度( )
A.大于第一宇宙速度 B.等于第一宇宙速度
C.小于第一宇宙速度 D.等于第二宇宙速度
【答案】C
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】根据万有引力提供向心力:,
解得:,
可见,当卫星的轨道半径等于地球半径时,运行速度等于第一宇宙速度,而同步卫星的轨道半径大于地球半径,故同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度,第二宇宙速度大于第一宇宙速度,故C符合题意。
故答案为:C
【分析】卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力分析判断。
12.(2025高二上·霞山月考)如图所示,一球棒静止斜靠在光滑竖直墙面上,则球棒受到作用力的个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】C
【知识点】受力分析的应用
【解析】【解答】本题考查受力分析的基础,知道弹力是由于施力物体发生弹性形变产生的,知道地面对梯子的作用力是支持力与摩擦力的合力。球棒处于静止状态,根据平衡条件可知,球棒受到重力、竖直墙面的水平向左的弹力、地面向上的支持力与地面水平向右的静摩擦力,合计4个力作用。
故选C。
【分析】根据直梯的状态对直梯受力分析,弹力是由于施力物体发生弹性形变产生的,合力等于零,地面有摩擦力。
13.(2025高二上·霞山月考)列车在某段平直轨道上行驶时,其速度-时间图像如图所示,则列车在( )
A.0~20s内加速度大小为2m/s2 B.70~80s内加速度大小为2 m/s2
C.0~20s内位移大小为400m D.70~80s内反向行驶
【答案】B
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.在v-t图象中,图象切线的斜率表示加速度的大小,0~20s内加速度大小为
A错误;
B.70~80s内加速度大小为
B正确;
C.由图像面积表示位移得,0~20s内位移大小为
C错误;
D.在图像中,速度的正负表示速度的方向,70~80s内列车速度方向为正,D错误。
故选B。
【分析】在v-t图象中,图象切线的斜率表示加速度的大小,图线与坐标轴所围的面积在数值上表示位移的大小。
14.(2025高二上·霞山月考)离心现象有很多应用,下列选项中利用离心现象的是( )
A.汽车转弯时要限制速度 B.洗衣机脱水时脱水桶高速旋转
C.砂轮不得超过允许的最大转速 D.铁路弯道处的内轨要低于外轨
【答案】B
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】A. 限制速度是为了防止车速过大时所需向心力不足导致车辆侧滑(离心运动)发生事故,故A错误
B. 脱水桶高速旋转时,水与衣物间的附着力不足以提供向心力,水做离心运动从桶壁小孔飞出,是利用离心现象,故B正确。
C. 限制砂轮转速是为了防止转速过高时砂轮材料承受不住向心力而破裂,故C错误。
D. 外轨高于内轨使重力和支持力的合力提供部分向心力,帮助火车转弯 → 防止离心现象造成脱轨,故D错误。
故选B。
【分析】1、离心现象的定义
当物体做圆周运动时,如果合外力突然消失或不足以提供所需的向心力(),物体将沿切线方向飞出或逐渐远离圆心,这种现象称为离心现象。
2、利用离心现象
目的:主动利用离心运动达到某种实际用途
原理:使物体快速旋转,让需要分离的物质因惯性离心力作用而脱离
实例:洗衣机脱水桶;离心分离机(分离血液、奶油等);离心式水泵;离心式调速器
3、防止离心现象
目的:避免离心运动造成危害或事故
原理:通过增加向心力或降低转速,确保物体能做圆周运动
实例:汽车转弯时限速;砂轮、风扇限定最大转速;铁路弯道处外轨高于内轨;杂技演员用绳子拴住水桶在竖直面转动。
15.(2025高二上·霞山月考)小明在游乐场坐摩天轮,摩天轮以角速度匀速转动,如图所示。小明的质量为m,离转轴距离为r。下列说法正确的是( )
A.小明所需的向心力可能为0
B.小明所需的向心力大小为
C.小明在最低点受到的支持力可能为0
D.小明受到重力、支持力和向心力的作用
【答案】B
【知识点】向心力
【解析】【解答】AB.摩天轮以角速度匀速转动, 小明的质量为m,离转轴距离为r,根据可知,小明所需的向心力大小为,不可能为0,故A错误,B正确;
C.小明在最低点时,由支持力与重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律可得
可知,小明在最低点受到的支持力不可能为0,故C错误;
D.向心力是一种效果力,是由其他力提供,实际受力分析时,不能说受到向心力作用,故D错误。
故选B。
【分析】 摩天轮以角速度匀速转动, 结合向心力公式分析,对小明受力分析,根据牛顿第二定律求解。
16.(2025高二上·霞山月考)某机车牵引力的额定功率为300kW,该机车以额定功率水平匀速行驶,其速度大小为30m/s,则机车提供的牵引力大小为( )
A.1000N B.9000N C.1.0×104 N D.9.0×106 N
【答案】C
【知识点】机车启动
【解析】【解答】机车以额定功率水平匀速行驶, 机车牵引力的额定功率为300kW, 牵引力为,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】根据功率的公式求解牵引力。
17.(2025高二上·霞山月考)一只松鼠站在倾斜的树枝上,则树枝对松鼠的弹力的方向为( )
A.竖直向上 B.竖直向下
C.垂直树枝斜向上 D.沿树枝方向
【答案】C
【知识点】形变与弹力
【解析】【解答】弹力的方向总是垂直与接触面指向受力物体,松鼠站在倾斜的树枝上,接触面是松鼠脚底与树枝上表面。树枝上表面是斜面,因此弹力方向应垂直于树枝表面斜向上,而不是竖直向上,故C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】弹力方向判断的基本规则:
1、弹力方向总是与接触面垂直,并指向被支持的物体。
2、对于曲面或平面接触,弹力垂直于接触点的切平面
18.(2025高二上·霞山月考)如图所示,在无人机加速上升阶段,关于其重力势能和动能变化描述正确的是( )
A.重力势能减少,动能增加 B.重力势能减少,动能减少
C.重力势能增加,动能增加 D.重力势能增加,动能减少
【答案】C
【知识点】动能;重力势能
【解析】【解答】在无人机加速上升阶段,无人机的高度变大,无人机的重力势能增加,无人机速度变大,则无人机动能增加。
故选C。
【分析】根据动能以及势能表达式分析,无人机的高度变大,无人机的重力势能增加,速度变大,动能变大。
19.(2025高二上·霞山月考)如图所示,质量为的小球通过一根绷紧的轻绳水平连接到悬挂点,当小球由静止释放并下降到最低点时,不计空气阻力,重力加速度为,轻绳的拉力为( )
A. B.2mg C.3mg D.
【答案】C
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】小球从水平位置(绳与竖直方向夹角 )静止释放,摆到最低点(竖直位置)。
绳长L,下落高度差为L(因为初始时小球在悬挂点正下方水平位置,比最低点高L)。由机械能守恒:,在最低点,小球受重力mg 向下,绳拉力T 向上,向心力由合力提供:
,代入 ,得,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】一、核心考点
1、机械能守恒定律的应用
系统只有重力做功,机械能守恒。初始状态(水平位置):动能为 0,重力势能(相对于最低点)为mgL。末状态(最低点):重力势能为 0,动能由 求得 。
2、圆周运动的向心力公式
在最低点,合外力提供向心力:,注意向心力是“指向圆心的合力”,不是某个单独的力。
3、绳连接小球在竖直平面内的圆周运动问题
从水平位置静止释放是常见模型,要记住此时速度大小 。
二、易错点
1、高度差的错误计算
错误:认为初始位置与最低点的高度差是绳长的某个三角函数值(如Lcosθ)而算错。
正确:初始时绳水平,小球在悬挂点正下方水平位置,因此比最低点高 L,高度差就是L。
2、向心力方程漏掉重力
错误:写作 而忘记减去或加上重力。
正确:在最低点,绳的拉力要平衡重力并且提供向心力,所以 。
3、混淆不同初始条件的结果
如果是从与竖直方向夹角θ 处静止释放,则到最低点速度不同,拉力也不同。
本题是特殊情形(水平释放),若记成“从任意位置”的结论可能出错。
20.(2025高二上·霞山月考)在测量小车做匀变速直线运动加速度的实验中,打点计时器所接电源频率为50Hz,实验得到如图所示的纸带,纸带上相邻两个计数点间有4个点没有画出。用刻度尺测得AB、BC、CD和DE的距离分别为3.21cm、4.42cm、5.61cm和6.82cm,则小车加速度大小为( )
A.1.00 B.1.10 C.1.20 D.1.30
【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】相邻两计数点的时间间隔为,根据逐差法求出小车加速度大小为,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】考点:
1、打点计时器时间间隔计算:每 5 个时间间隔取一个计数点,则 。
2、逐差法求加速度:有偶数段位移时,用 可减小误差。
3、单位换算:题目给 cm,计算时要用 m。
易错点:
1、时间间隔弄错:
看到“有 4 个点没画出”误以为间隔是 ,实际是 。
2、逐差法公式记错:
分母是 ,这里 (因为两段合起来时间2T)。
3、单位错误:
用 cm 代入公式得到 ,忘记转换单位可能误选 1.20 以外的选项。
4、逐差法分段错误:
若用 也可以,但可能因四舍五入带来误差。
21.(2025高二上·霞山月考)如图所示,在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,下列实验步骤正确的是( )
A.弹簧上端必须与刻度尺的零刻度线对齐
B.实验前,必须测量弹簧的质量
C.悬挂不同质量的钩码,记录弹簧下端对应的刻度尺的读数
D.计算弹簧的弹力与对应的弹簧长度的比值,即为弹簧的劲度系数
【答案】C
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】A. 实验中只需要记录弹簧初始时下端(或上端)在刻度尺上的位置,再记录加钩码后的位置,用差值得到伸长量,不一定要对齐零刻度线 ,故A错误;
B. 弹簧自身质量一般忽略,或者通过预加一个钩码作为“起始拉力”来消除自重影响,不必测质量 故B错误;
C.悬挂不同质量的钩码,记录弹簧下端对应的刻度尺的读数,故C正确;
D. 劲度系数 k=F/Δx,是弹力与伸长量(形变量)之比,不是与弹簧总长度之比 ,故D错误。
故选C。
【分析】1、实验原理:
胡克定律:,Δx 是弹簧的伸长量(或压缩量),即形变量 ,不是弹簧总长度 L。
2、实验步骤的关键
弹簧竖直悬挂时,先挂一个轻质钩码(或让弹簧自然伸直)作为起始点,避免弹簧自重影响带来的“原长”定义问题。逐次增加钩码,记录弹簧下端(或指针)对应的刻度尺读数,用差值法求伸长量。
3、数据处理
作 图像,斜率即劲度系数 k。
或计算 ,注意Δx 是形变量。
22.(2025高二上·霞山月考)木块在a、b、c三种不同材料表面滑动时,其所受滑动摩擦力f与木块对材料表面正压力N的关系如图所示,下列关于木块与不同材料间动摩擦因数的比较,正确的是( )
A.a的最大 B.b的最大
C.c的最大 D.a、b、c的一样大
【答案】A
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】根据可知图像中的斜率表示动摩擦因数,故a的动摩擦因数最大。故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】考点:滑动摩擦力公式 及图像意义,f- 图像的斜率 = 动摩擦因数 μ。
易错点:误将图像纵截距当作μ(实际上过原点,无截距)。
混淆μ 与最大静摩擦力的概念,以为曲线起点不同代表μ 不同,但这里是滑动摩擦,直线斜率判断即可。
23.(2025高二上·霞山月考)控制变量法是科学探究的方法之一。在利用打点计时器“探究加速度与力、质量的关系”的实验中用到了此方法,该实验装置如图所示,槽码质量远小于小车质量,下列实验操作正确的是( )
A.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
B.实验前无需平衡小车所受的摩擦力
C.探究加速度与质量的关系时,仅改变槽码的质量
D.探究加速度与小车所受拉力关系时,仅改变槽码的质量
【答案】D
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】A. 正确顺序:先接通电源,再释放小车,以保证纸带打点完整且有效利用 ,故A错误;
B. 必须平衡摩擦力,否则拉力不等于合外力 ,故B错误;
C.探究加速度与质量的关系时,仅改变小车的质量,故C错误;
D.实验通过改变槽码的个数来改变小车所受合外力,则探究加速度与小车所受拉力关系时,仅改变槽码的质量,故D正确。
故选D。
【分析】1、控制变量法的应用
探究加速度与力的关系:保持小车质量不变,仅改变槽码的质量(即改变拉力)。
探究加速度与质量的关系:保持槽码质量不变(即拉力不变),仅改变小车的质量。
2、实验条件控制
平衡摩擦力:抬高木板不带槽码,轻推小车使小车能做匀速直线运动,以消除摩擦力的影响,确保绳的拉力等于小车所受合外力。
槽码质量远小于小车质量:这样槽码的重力才近似等于小车所受的拉力,否则需用整体法与隔离法精确计算拉力。
3、实验操作顺序
先接通打点计时器电源,再释放小车:保证纸带上打点完整,从静止开始记录运动。
24.(2025高二上·霞山月考)珠海航展是世界上最具国际影响力的航展之一。图为航展中一架战机表演时,在竖直面内的飞行轨迹。设战机在曲线ab段飞行速率不变,战机从a飞到b的过程中( )
A.所受合外力大小为零 B.所受合外力方向竖直向上
C.竖直方向的分速度逐渐增大 D.水平方向的分速度不变
【答案】C
【知识点】曲线运动的条件;运动的合成与分解
【解析】【解答】AB.战机从a飞到b的过程中,战机的速度由水平方向变成竖直方向,即在竖直方向加速,在水平方向减速,因此战机有向上和向右的分力,合力朝右上方,故AB错误;
CD.竖直方向的分力让战机在竖直方向加速,水平向右的分力让战机在水平方向减速,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】考点:
1、曲线运动中,速率不变 切向加速度为零,只有法向加速度(向心力)。
2、速度的分解:水平与竖直分速度的变化可由速度方向变化推断。
3、合外力方向总指向曲线凹侧,与速度垂直(当速率不变时)。
易错点:
1、误以为速度方向改变但大小不变 合外力为零。
2、误将某一位置的合外力方向当作整个过程的合外力方向。
3、误以为速率不变 水平分速度不变,其实水平、竖直分速度可以变化,合速度大小不变
25.(2025高二上·霞山月考)如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,忽略空气阻力的影响。用小锤击打弹性金属片,P球沿水平方向抛出,同时Q球被松开而自由下落。再次实验,增加锤子击打金属片的力度,两次实验中关于两球空中运动时间和的说法正确的是( )
A.增大 B.减小 C.减小 D.不变
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】P球沿水平方向抛出后做平抛运动,其在竖直方向上做自由落体运动,Q球做自由落体运动,两者在竖直方向上的运动相同,根据
可知两球空中运动时间和不变。
故选:D。
【分析】P球沿水平方向抛出后做平抛运动,其在竖直方向上做自由落体运动,Q球做自由落体运动,根据运动学公式解答。
26.(2025高二上·霞山月考)甲、乙两个物体沿同一直线运动,其v-t图像如图所示。在0~t时间内( )
A.甲、乙速度方向不同 B.甲、乙平均速度的大小相同
C.甲、乙加速度方向相同 D.甲、乙加速度的大小不同
【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】 AC.由图可知甲、乙的速度均为正方向,方向相同,由图可知甲做减速运动,加速度方向与速度方向相反,乙做同方向的加速运动,加速度与速度方向相同,所以甲、乙二者的加速度方向相反,故AC错误;
B.平均速度,v-t图像与坐标轴所围面积表示位移,由图可知0~t时间内甲乙的位移x不同,所以平均速度的大小不相同,B错误;
D.v-t图像斜率的大小表示加速度的大小,由图可知二者的斜率大小不同,则甲、乙加速度的大小不同,D正确。
故选:D。
【分析】在v-t图像中,速度的正负表示运动方向,图像的斜率表示加速度,图像与时间轴围成的面积表示位移大小,结合平均速度的定义分析即可。
27.(2025高二上·霞山月考)初速度为v0的质点分别在下列不同方向的合外力F作用下,能做直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】当物体合力方向和速度共线时,物体做直线运动,不共线时物体做曲线运动,给出的运动情景中,ABD选项物体都做曲线运动,只有C选项中物体做直线运动。
故选C。
【分析】当物体合力方向和速度共线时,物体做直线运动,不共线时物体做曲线运动。
28.(2025高二上·霞山月考)如图所示,某同学表演“水流星”,他抡动长L的轻绳让装有水的杯子在竖直平面内做圆周运动。若杯子经过最高点时速率为v,杯子和水的质量为m,重力加速度为g,忽略杯子的大小,此时轻绳拉力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】受力分析的应用;向心力;生活中的圆周运动
【解析】【解答】在最高点时细绳的拉力和重力的合力充当向心力,故有
解得
故答案为:B。
【分析】对最高点的杯子和水进行受力分析,明确重力与拉力的合力提供向心力,再结合向心力公式列方程求解拉力。
29.(2025高二上·霞山月考)图是“探究匀变速直线运动规律”实验得到的纸带,相邻计时点间的时间间隔为T。关于与纸带相连的物体的加速度a和打点1时的速度v1,下列计算式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】加速度;瞬时速度
【解析】【解答】 根据Δx=aT2求解加速度,
据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,
故选C。
【分析】】根据Δx=aT2求解加速度,从而即可求解, 据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,从而即可求解1点的瞬时速度。
30.(2025高二上·霞山月考)如图所示,一巡逻船需渡江到对岸执行任务。已知两岸平行,江水的流动速度v1恒定,船相对于静水的速度v2大小不变,且v2>v1。下列说法正确的是( )
A.船头斜向上游方向行驶,过江时间最短
B.船头斜向下游方向行驶,过江时间最短
C.船头垂直江岸方向行驶,过江时间最短
D.船头垂直江岸方向行驶,过江航程最短
【答案】C
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】解决本题的关键知道合运动与分运动具有等时性,当静水速度与河岸垂直,渡河时间最短;当合速度与河岸垂直,渡河航程最短.ABC.为了使船过江时间最短,则垂直江岸方向的速度最大,即船头垂直江岸方向行驶。故AB错误,C正确;
D.由于v2>v1,所以要使过江航程最短,船头斜向上游方向行驶,使船在江岸方向的分速度与水流速度抵消。则过江最短路程为江宽。故D错误。
故选C。
【分析】船头垂直江岸方向行驶,过江时间最短;由于v2>v1,过江最短路程为江宽。
31.(2025高二上·霞山月考)如图所示,P、Q为固定在自行车后轮上的两个传动齿轮,与车后轮同角速度转动,通过链条与脚踏轮M连接,P轮的半径比Q轮的大。保持M以恒定角速度转动,将链条由Q轮换到P轮,则车后轮转动的( )
A.角速度不变 B.角速度变小 C.周期不变 D.周期变小
【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】解题关键是掌握同缘传动,线速度大小相等;同轴转动,角速度相等;结合线速度、角速度与周期、转速之间的关系求解即可。根据题意可知,保持脚踏轮M以恒定角速度转动,则脚踏轮M边缘的线速度大小不变,开始时,通过链条使Q轮与脚踏轮M连接,则Q轮边缘的线速度大小等于脚踏轮M边缘的线速度大小,设脚踏轮M边缘的线速度大小为,由公式可得,后轮的角速度为
同理可知,改为通过链条使P轮与脚踏轮M连接,后轮的角速度为
由于
则有
即后轮角速度变小,由公式可知,后轮的周期变大。
故选B。
【分析】同缘传动的点线速度大小相等;同轴转动的点,角速度相等;将链条由Q轮换到P轮,自行车后轮的转动半径变大,根据线速度与角速度、周期的关系分析答题。
32.(2025高二上·霞山月考)如图所示,静止在圆盘上的小物块随圆盘在水平面内一起做匀速转动。则物块所受摩擦力( )
A.大小与转速无关 B.大小与其距转轴的距离无关
C.大小等于物块所需的向心力 D.方向沿圆盘半径向外
【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】对于做匀速圆周运动的物体要正确分析其向心力来源,熟练应用向心力公式求解物块所受的摩擦力提供小物体做圆周运动的向心力,方向指向圆心,根据向心力公式
其中n是转速,r是距转轴的距离;可知摩擦力的大小与转速平方成正比,与距转轴的距离成正比。
故选C。
【分析】小物体做匀速圆周运动,由静摩擦力提供向心力,直接利用向心力公式F=mω2r即可求出正确结果.
33.(2025高二上·霞山月考)某同学使用多用电表测量电阻阻值,他将多用电表调至“×100”欧姆挡,短接红黑表笔并调零,再进行测量,此时表盘指针位置如图所示。则电阻阻值为( )
A.110Ω B.190Ω C.1100Ω D.1500Ω
【答案】C
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】他将多用电表调至“×100”欧姆挡,指针示数为11,则电阻阻值为11×100Ω=1100Ω,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】欧姆表示数等于指针示数乘以挡位。
34.(2025高二上·霞山月考)图是观察电容器充、放电现象的电路。下列说法正确的是( )
A.将开关S从b改接到a时,观察的是充电现象
B.将开关S从b改接到a后,电流计G的指针将一直偏转
C.将开关S从a改接到b时,观察的是充电现象
D.将开关S从a改接到b后,灯L的发光亮度不变
【答案】A
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】本题解题关键是掌握电容器的工作原理,以及在充放电过程中电流和电压的变化情况。将开关S从b改接到a时,电容器开始充电,充电电流从最大值逐渐减小到零,电流计G的指针从最大值逐渐回到零;将开关S从a改接到b时,电容器开始放电,放电电流从最大值逐渐减小到零,灯L的发光亮度逐渐变暗。
故选A。
【分析】连接到电源时进行充电,与电源断开,电容器进行放电,放电电流逐渐减小。
35.(2025高二上·霞山月考)在如图所示的电路中,先闭合开关,再将滑动变阻器R1的滑片从左端逐渐滑到右端。此过程中电流表的示数变化是( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
【答案】A
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】滑动变阻器R1的滑片从左端逐渐滑到右端,滑动变阻器左侧接入电阻R左增大,滑动变阻器左侧与定值电阻并联等效电阻为
当R左增大时,R并增大,根据欧姆定律可知,并联部分承担电压增大,则电流表示数逐渐变大,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】滑动变阻器左侧接入电阻R左增大,并联电路分压变大,根据欧姆定律求解电流变化。
36.(2025高二上·霞山月考)下表列出了某电热水壶的主要参数,该电热水壶正常工作的电流为( )
额定容量 1.2L 额定频率 50Hz
额定电压 220V 额定功率 1100W
A.0.5A B.5A C.6A D.22A
【答案】B
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】电热水壶正常工作时的电流为,结合表格数据得,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】根据P=UI得出该电热水壶的该电热水壶正常工作时的电流。
37.(2025高二上·霞山月考)用如图所示的电路测量一节电动势约为1.5V干电池的电动势和内阻。滑动变阻器有阻值范围0~15Ω和0~1000Ω两种规格备选,电流表有量程0.6A和3.0A两种规格备选。下列做法正确的是( )
A.选阻值范围为0~15Ω的滑动变阻器
B.选量程为3.0A的电流表
C.闭合S前,应调节滑动变阻器的滑片至N端
D.闭合S后,滑片越靠近N端,电压表示数越大
【答案】A
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】A.因干电池内阻较小,需要选择总阻值较小的0~15Ω的滑动变阻器,这样调节滑动变阻器时,电压表和电流表示数变化比较明显,故A正确;
B.一节干电池的电阻大约为几欧姆,允许流经的最大电流约零点几安,为了减小误差,电流表应选量程为0.6A的电流表,故B错误;
C.闭合S前,为了防止电路中电流过大,应调节滑动变阻器的滑片至M端,这样滑动变阻器接入电路电阻最大,电路电流最小,故C错误;
D.闭合S后,滑片越靠近N端,滑动变阻器接入电路中的有效阻值变小,外电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可知路端电压变小,则电压表示数越小,故D错误。
故选A。
【分析】根据电源内阻选择滑动变阻器;根据电路最大电流分析电流表量程;根据保护电路分析;结合闭合回路欧姆定律分析。
38.(2025高二上·霞山月考)某同学在单杠上静止悬吊。下列情况下,两臂用力最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】设手臂与竖直方向的夹角为,根据平衡条件可得,可得
当 时,, (最小)。当 θ 增大时, 减小,T 增大,因此两臂用力最小时,手臂应竖直(即 )。故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】考点:
1、共点力平衡条件:竖直方向合力为零。
2、力的分解:两臂对称时,竖直分力之和等于重力。
3、三角函数在力学中的应用:。
易错点:
1、误以为手臂张开某一角度可以更省力(实际上夹角越大,拉力越大)。
2、误将水平方向平衡与竖直方向混淆,错误地认为水平方向需要力,所以夹角为零时水平方向无力,因此最优。
39.(2025高二上·霞山月考)如图所示,两颗人造卫星均处于赤道平面内,甲为近地轨道卫星,乙为中地轨道卫星,两卫星均做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.甲的线速度小于乙的线速度
B.甲的角速度等于乙的角速度
C.甲的周期大于乙的周期
D.甲的向心加速度大于乙的向心加速度
【答案】D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】根据,可得,,,因甲的轨道半径较小,可知甲的线速度大于乙的线速度;甲的角速度大于乙的角速度;甲的周期小于乙的周期;甲的向心加速度大于乙的向心加速度,故ABC错误,D正确。
故选D。
【分析】考点:
1、万有引力提供向心力推导 v,与轨道半径r 的关系。
2、记住结论:轨道半径 r 越大,v 越小,ω 越小,T 越大,a 越小。
易错点:
1、误记成“半径越大,速度越大”(混淆了天体运动与其它圆周运动情况)。
2、周期比较时,误以为半径小周期大(实际上由 得半径大周期大)。
3、向心加速度比较时,误用 判断,因为 也随 r 变化,不如直接用 清楚。
40.(2025高二上·霞山月考)运动员用大小为的力将停止在水平草地上的足球瞬间踢出,球直线运动距离后停止。已知足球的质量为,踢出瞬间球的速度为,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.运动员对球做正功,大小为
B.运动员对球做正功,大小为
C.草地对球做正功,大小为
D.重力对球做正功,大小为
【答案】A
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB.踢球过程,运动员的力F 作用在很短位移上(球还没离开脚时),这个位移未知,不能用 (这里的s 是球在地面滑行的位移,不是踢球时的位移),应该用动能定理:球初态静止,踢完瞬间动能 ,所以运动员做功: ,故A正确,B错误;
C. 草地摩擦力与运动方向相反,做负功,大小等于球的动能减少量 ,故C错误
D.重力对球不做功,故D错误。
故选A。
【分析】一、易错点:
1、混淆不同阶段的位移
错误:将球在地面滑行的距离 s 当作运动员踢球时的位移,从而错选 B()。
正确:踢球过程位移很短且未知,应用动能定理求运动员做功。
2、误判摩擦力做功的正负
错误:认为草地对球做正功(C 选项)。
正确:草地摩擦力阻碍运动,做负功,大小等于球损失的动能。
3、忽视重力与位移方向的关系
错误:认为重力对球做正功(D 选项)。
正确:重力竖直,位移水平,不做功。
4、混淆合外力功与某个力的功
错误:用整个过程的合外力功(包括摩擦力)来求运动员的功。
正确:运动员的功只发生在踢球瞬间,与之后滑行阶段的摩擦力功无关。
二、总结
对于瞬间作用力且位移未知的情况,优先用动能定理求该力的功。
明确物理过程的分阶段分析:踢球阶段(运动员做功)和滑行阶段(摩擦力做功)。
掌握功的正负判断:力与位移夹角小于 做正功,大于 做负功,等于 不做功。
41.(2025高二上·霞山月考)电梯运送货物从大楼底层上升到顶层,其图像如图所示。下列说法正确的有( )
A.内的加速度大小是
B.内的加速度大小是
C.内的平均速度大小是
D.从底层到顶层的位移大小是
【答案】A,C
【知识点】平均速度;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】解决本题的关键要理解速度—时间图像的物理意义,知道v-t图线与时间轴围成的面积表示位移,斜率表示加速度。A.内的加速度大小
故A正确;
B.内匀速运动,加速度为零,故B错误;
C.内做匀减速直线运动,平均速度为
故C正确;
D.由于图像图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移,从底层到顶层的位移大小
故D错误。
故选AC。
【分析】根据v-t图像的斜率大小求解加速度大小;30~38s内电梯做匀减速直线运动,求解平均速度大小;v-t图像与横轴围成的面积表示位移,由几何知识来求解位移。
42.(2025高二上·霞山月考)如图所示,一辆汽车在平直公路上行驶,它从位置P开始做匀减速运动,6s末恰好停在与P相距27m的位置Q,下列关于该汽车的说法,正确的有( )
A.初速度大小为9m/s B.6s内的平均速度大小是4.5m/s
C.加速度大小是 D.第一秒末的速度大小是3m/s
【答案】A,B
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】AC.根据可得汽车的初速度大小为
汽车的加速度大小为,故A正确,C错误;
B.6s内的平均速度大小为,故B正确;
D.第一秒末的速度大小为,故D错误。
故选AB。
【分析】考点:
1、匀变速直线运动的基本公式:;;
2、加速度、速度、位移的符号与方向关系(减速时a 与 反向)。
易错点:
1、误用 时,若符号弄错会算错 a,但用平均速度公式更稳妥。
2、平均速度与速度平均值的概念:匀变速直线运动中 。
第 1 s 末速度 ≠ 平均速度,D 选项是故意用 的近似值误导。
加速度大小比较:注意题目给的数值 与算出的 不同,C 错在此。
43.(2025高二上·霞山月考)在掷石子游戏中,小明竖直向上抛出一枚石子并在抛出点接住落下的石子。石子到达的最高点在抛出点之上0.45m处,不计空气阻力,重力加速度取,则石子从抛出到接住的过程中,下列说法正确的有( )
A.石子抛出速度大小为 B.石子抛出速度大小为
C.石子在空中运动时间为0.3s D.石子在空中运动时间为0.6s
【答案】B,D
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【解答】AB.根据可得,故A错误,B正确;
CD.石子在空中运动时间为,故C错误,D正确。
故选BD。
【分析】1、竖直上抛运动的规律
上升阶段:匀减速直线运动,加速度为 g,下降阶段:自由落体运动,加速度为 g。
全过程可统一看成匀变速直线运动处理,使用公式时注意矢量方向。
2、最大高度公式
上升到最高点时速度 ,公式: 。由此可求初速度: 。
3、运动时间的计算
上升时间:,下降时间:(回到抛出点)。
总时间(抛出并回到抛出点): 。
4、对称性
上升与下降经过同一位置时速度大小相等、方向相反,上升与下降时间相等。
44.(2025高二上·霞山月考)如图所示,自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连,后轮与小齿轮共轴,三个轮的半径各不相同。加速行驶时,关于三个轮边缘上分别对应的点a、b和c的说法,正确的有( )
A.a、b两点的角速度大小相等 B.a、b两点的线速度大小相等
C.b、c两点的线速度大小相等 D.b、c两点的角速度大小相等
【答案】B,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】大齿轮(有点a)与小齿轮(有点b)通过链条连接 → 线速度相等:
小齿轮与后轮(有点 c)固定在同一根轴上 → 角速度相等:
AB.大齿轮与小齿轮通过链条相连,则a、b两点的线速度大小相等,根据,由于半径不相等,所以a、b两点的角速度大小不相等,故A错误,B正确;
CD.b、c两点同轴振动,所以b、c两点的角速度大小相等,根据,由于半径不相等,所以b、c两点的线速度大小不相等,故C错误,D正确。
故选BD。
【分析】考点:
1、传动方式决定速度关系
皮带/链条传动:边缘线速度相等;同轴转动:各点角速度相等。
2、线速度与角速度关系:
易错点:
1、混淆两种传动方式的特点,错误认为同轴转动时线速度相等。
2、错误认为链条连接的两齿轮角速度相等。
3、记反 和ω 在不同连接方式下的关系。
45.(2025高二上·霞山月考)图是“探究平抛运动的特点”的实验装置,横挡板在不同高度卡住平抛运动的小球来确定小球运动的轨迹,下列操作正确的有( )
A.保持斜槽末端切线水平
B.调整硬木板使其与小球下落的竖直面平行
C.测量同一条轨迹时,小球每次可以从不同高度静止释放
D.用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
【答案】A,B
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】A、小球离开斜槽后做平抛运动,为保证初速度水平,必须调整斜槽使其末端切线水平,故A正确;B、实验过程中,应调整硬木板使其保持竖直,用重锤线保证木板竖直,故B正确;
C、测量同一次平抛的一条轨迹时,小球做平抛运动的初速度相等,每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球,故C错误;
D、用光滑曲线连接描绘的点,得到小球的运动轨迹,不能用折线,故D错误。
故选:AB。
【分析】根据实验原理和实验的注意事项,分析各操作的正确与否。
46.(2025高二上·霞山月考)如图所示,质量为10kg的木箱静置在光滑水平面上。现用大小为100N且与水平方向成角的拉力拉动木箱前进10m。在此过程中( )
A.拉力做的功为500J B.拉力做的功为1000J
C.木箱的加速度为 D.木箱的加速度为
【答案】A,C
【知识点】牛顿第二定律;功的计算
【解析】【解答】AB.拉力做功为,故A正确,B错误;
CD.木箱的加速度为,故C正确,D错误。
故选AC。
【分析】考点:
1、恒力做功公式:(θ 是力与位移方向的夹角)。
2、牛顿第二定律:,只考虑水平方向合力。
受力分析中,竖直方向力只影响支持力,不影响水平加速度(光滑面)。
易错点:
1、误用 计算功(如用 得 866 J 错)。
2、误认为拉力全部用来产生加速度,忘记分解力。
3、竖直方向受力与水平加速度无关,但若粗糙则会影响摩擦力,本题光滑所以无摩擦。
47.(2025高二上·霞山月考)如图所示,一行星绕恒星做匀速圆周运动,其运动周期为T,半径为r,引力常量为G,下列说法正确的有( )
A.行星的角速度大小为 B.行星的加速度大小为
C.行星的线速度大小为 D.恒星的质量为
【答案】A,C,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;卫星问题
【解析】【解答】ABC.一行星绕恒星做匀速圆周运动,其运动周期为T,半径为r,则行星的角速度大小为
,行星的加速度大小为,行星的线速度大小为,故AC正确,B错误;
D.由万有引力提供向心力可得,可得恒星的质量为,故D正确。
故选ACD。
【分析】考点:
1、匀速圆周运动物理量关系:
2、万有引力提供向心力:可推导中心天体质量 M。
易错点:
B 选项:向心加速度公式记错,误写成 (多一个 r)。
D 选项:推导M 时忘记 与 的比例关系,或漏掉 。
混淆行星质量 m 与中心恒星质量 M,在公式化简时出错。
48.(2025高二上·霞山月考)如图所示,竖直平面内固定一半径为的半圆形轨道。质量为并可视为质点的物体,从点正上方的高处由静止自由下落,物体沿着半圆形轨道运动。已知物体滑到最低点时对轨道的压力为,不计空气阻力,重力加速度为,则下列选项正确的有( )
A.物体在点的速度大小为
B.物体通过点的速度大小为
C.在段物体克服摩擦力做功为
D.在段物体机械能守恒
【答案】A,C
【知识点】自由落体运动;向心力;动能定理的综合应用;机械能守恒定律
【解析】【解答】A.物体在点时,根据牛顿第二定律可得,其中,可得物体在点的速度大小为,故A正确;
B.物体由静止自由下落到点,有,解得,故B错误;
CD.物体在段过程,根据动能定理可得,解得物体在段物体克服摩擦力做功为,由于存在摩擦力做负功,所以物体在段的机械能不守恒,故C正确,D错误。
故选AC。
【分析】一、核心考点
1、竖直面内的圆周运动
在轨道最低点:,已知 可求该点速度v。
2、机械能守恒定律
条件:只有重力(或系统内弹力)做功。
从释放点到P 点(进入轨道前)机械能守恒: 。
3、动能定理
合外力做功 = 动能变化量:,用于计算有摩擦力时非保守力做的功。
4、功能关系
克服摩擦力做功 = 机械能的减少量(当无其他非保守力时)。有摩擦时机械能不守恒。
二、易错点
1、最低点向心力方程漏掉重力
错误:写成 ,正确: ,支持力与重力的合力提供向心力。
2、混淆不同阶段的速度
错误:认为从释放点到 Q 点全程机械能守恒(忽略了轨道摩擦)。
正确: 段有摩擦,机械能不守恒,但 。
3、动能定理运用时符号错误
重力做功 (从 P 到 Q 高度下降 R)
摩擦力做功 为负,列式:
49.(2025高二上·霞山月考)某星球的质量约为地球的,半径约为地球的。设其质量分布均匀且不考虑自转,地球表面重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的有( )
A.该星球表面的重力加速度约为20m/s2
B.该星球表面的重力加速度约为2m/s2
C.在地球表面重100N的物体,在该星球表面重约200N
D.在地球表面重100N的物体,在该星球表面重约20N
【答案】B,D
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】本题考查了万有引力定律的应用,熟练掌握黄金代换式是解决此类问题的关键。
由万有引力公式可得
则该星球的重力加速度
在地球表面重力
G=mg=100N
在该星球表面
G'=mg'=20N
故选BD。
【分析】根据黄金代换公式结合重力加速度之比分析求解。
50.(2025高二上·霞山月考)如图所示,粗糙轨道顶部离地高为h,底部水平且离地高为l。一个物体从其斜面上某位置由静止滑下,在轨道底部以速度v0水平飞出,在空中飞行时间为t,落地速度为vt。不计空气阻力,以下说法正确的有( )
A.物体克服摩擦力所做的功为
B.物体在空中飞行的过程中机械能守恒
C.t的大小与物体静止滑下的位置有关
D.vt的大小与物体静止滑下的位置有关
【答案】B,D
【知识点】平抛运动;动能定理的综合应用;机械能守恒定律
【解析】【解答】A. 在轨道底部以速度v0水平飞出,根据动能定理
解得,故A错误;
B.物体在空中飞行的过程中只受重力,只有重力做功,物体的机械能守恒,故B正确;
C.物体从轨道底部飞出后做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,
可得
可知,t的大小与平抛的初速度无关,即与物体静止滑下的位置无关,故C错误;
D.物体从轨道底部飞出后做平抛运动,在竖直方向
根据平行四边形法则可得落地速度为
即落地速度vt与物体静止滑下的位置有关,故D正确。
故选BD。
【分析】根据动能定理求解克服摩擦力做的功;根据机械能守恒条件分析;物体从轨道底部飞出后做平抛运动,根据下落高度求解运动时间;根据平行四边形法则分析落地位置。
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