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2022-2023学年江苏省连云港高级中学高一下学期4月期中物理试题
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这是一份2022-2023学年江苏省连云港高级中学高一下学期4月期中物理试题，文件包含江苏省连云港高级中学高一下学期4月期中物理试题原卷版docx、江苏省连云港高级中学高一下学期4月期中物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共22页， 欢迎下载使用。
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分）
1. 下列关于圆周运动的说法中，正确的是（ ）
A. 物体受到的合外力必须指向圆心才可能做圆周运动
B. 物体的实际加速度就是向心加速度
C. 在匀速圆周运动中，物体因为速率不变所以加速度为零
D. 在匀速圆周运动中，加速度指向圆心，物体沿切线方向无加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体做变速圆周运动时，受到的合外力不是总指向圆心，切向方向也存在合外力，故A错误；
B．物体做变速圆周运动时，向心加速度只是物体的实际加速度的一个分加速度，故B错误；
C．在匀速圆周运动中，物体的速度大小不变，方向时刻发生变化，物体的加速度不为零，故C错误；
D．在匀速圆周运动中，加速度指向圆心，物体沿切线方向无加速度，故D正确。
故选D。
2. 如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动．如图乙，一件小衣物（可理想化为质点）质量为m，滚筒半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置．下列说法正确的是（ ）
A. 衣物所受合力的大小始终为mω2R
B. 衣物转到a位置时的脱水效果最好
C. 衣物所受滚筒的作用力大小始终为mg
D. 衣物在a位置对滚筒壁的压力比在b位置的大
【答案】A
【解析】
【详解】A．衣物在做匀速圆周运动故所受合外力
故A正确；
BCD．在a位置时满足
b位置时满足
故在b位置时压力最大，脱水效果最好，故BCD错误。
故选A。
3. 甲、乙两位同学每天坚持晨跑，甲沿着半径为2R圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v1、v2，则（ ）
A. ω1＞ω2，v1＜v2B. ω1＜ω2，v1＞v2
C. ω1＝ω2，v1＜v2D. ω1＝ω2，v1＞v2
【答案】D
【解析】
【详解】相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，且甲沿着半径为2R的圆周跑道，乙沿着半径为R的圆周跑道，因此，，甲、乙跑步的路程满足
因此线速度
根据
可得
故ABC错误。
故选D。
4. 在日常生活中有许多地方需要注意离心现象造成的危害，下列措施不是用于预防离心现象危害的是
A. 在平直的校园路面上设置减速带
B. 在砂轮的外侧加防护罩
C. 在铁饼的投掷区域修建钢丝网
D. 在道路的拐弯处竖立限速标示牌
【答案】A
【解析】
【详解】A、在平直的校园路面上设置减速带，为确保校园道路安全,在校内道路上设置了橡胶减速带，故选项A符合题意；
B、在砂轮的外侧加防护罩，是防止摩擦产生的碎屑做离心运动，对人有伤害，故选项B不符合题意；
C、在铁饼的投掷区域修建钢丝网，用来防止比赛人员在投掷铁饼时由于离心现象误伤到边上的观众，故选项C不符合题意，
D、在道路的拐弯处竖立限速标示牌，是为了防止由于离心现象而出现侧滑，故选项D不符合题意；
5. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变
C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等
D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
【答案】B
【解析】
【详解】A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时具有竖直向下的向心加速度，汽车处于失重状态，故A错误；
B．图b所示，设高度为h，根据牛顿第二定律有
解得
可知增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，故B正确；
C．设圆锥筒侧壁与竖直方向的夹角为θ，所受筒壁的支持力大小为
根据牛顿第二定律
解得
可知A、B两位置小球的轨道半径不相同，可知A、B两位置小球的角速度不相等，故C错误；
D．火车转弯超过规定速度行驶时，圆周运动所需要的向心力增大，大于重力和支持力的合力，有向外运动的趋势，则外轨对轮缘会有挤压的作用，故D错误。
故选B。
6. 关于我国发射的同步通讯卫星，下列说法中正确的是（ ）
A. 它运行的周期比地球自转周期大
B. 它运行的角速度比地球自转角速度小
C. 它运行的轨道平面一定与赤道平面重合
D. 它定点在北京正上方，所以我国可以利用它进行电视转播
【答案】C
【解析】
【详解】A．同步通讯卫星的周期与地球自转周期相同，A错误；
B．由
可知角速度也相同，B错误；
CD．为保证与地球自转周期相同，同步卫星必须发射到赤道正上空，故它运行的轨道平面一定与赤道平面重合，且不可能通过北京正上方，C正确，D错误。
故选C。
7. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述中正确的是（ ）
A. 牛顿被誉为称量地球质量的第一人
B. 海王星是运用开普勒三定律在“笔尖”上发现的
C. 开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关
D. 牛顿发现地月间的引力满足距离平方反比规律
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．卡文迪许因为测出了万有引力常数而被誉为称量地球质量的第一人，选项A错误；
B．海王星是运用万有引力定律在“笔尖”上发现的，选项B错误；
C．开普勒第三定律
式中k的值是仅与太阳的质量有关的量，与行星运动的速度无关，选项C错误；
D．牛顿发现地月间的引力满足距离平方反比规律，选项D正确。
故选D。
8. 2022年7月24日，我国长征五号B运载火箭在文昌航天发射场，将问天实验舱成功送入太空，并于隔天与天和核心舱圆满对接，完成“一”字构型。已知该空间站绕地球做匀速圆周运动的周期约90分钟，则它的（ ）
A. 质量增大后运行的加速度变小B. 运行速度略大于第一宇宙速度
C. 角速度比地球同步卫星的角速度大D. 加速度比月球绕地球运行的加速度小
【答案】C
【解析】
【详解】AD．该空间站绕地球做匀速圆周运动的周期约90分钟，其轨道半径略大于地球半径。根据牛顿第二定律得
解得
加速度与空间站的质量无关，轨道半径越小加速度越大，空间站的加速度比月球大，AD错误；
B．根据牛顿第二定律得
解得
空间站的轨道半径略大于地球半径，所以空间站的运行速度略小于第一宇宙速度，B错误；
C．根据牛顿第二定律得
解得
空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，空间站的角速度比地球同步卫星的角速度大，C正确。
故选C。
9. 引体向上是中学生体能测试的常规项目之一，某高中生在一分钟内做了9个标准动作，每次引体向上的高度均约为50cm，则此过程中（ ）
A. 该高中生始终处于超重状态
B. 杆对该高中生的支持力始终做正功
C. 该高中生克服重力做功的平均功率约为45W
D. 该高中生引体向上的过程中机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．做引力向上时，高中生应先向上做加速度后向上做减速，则此过程中该高中生先处于超重状态后处于失重状态，故A错误；
B．由于杆对该高中生的支持力作用点没有发生位移，所以支持力不做功，故B错误；
C．该高中生克服重力做功的平均功率
故C正确；
D．该高中生引体向上的过程中，人要做功，消耗体内的化学能，所以机械能增加，故D错误。
故选C。
10. 质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落直至落地．已知桌面离地高度为h，如图所示．若以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能及小球整个下落过程中重力做的功分别为（地球表面的重力加速度为g）（ ）
A. ，B. ，
C. mgh，D. mgh，
【答案】B
【解析】
【详解】以桌面为零势能参考平面，地面离零势能点的高度为-h，物体重力势能为：Ep=-mgh，物体下落的高度差为（h+H），所以重力做功为
W=mg（h+H）
故选B。
11. 蹦极是一种比较流行的极限运动，弹性绳一端固定在高空跳台，另一端系住运动员，运动员从高空自由下落，则自开始下落至最低点的过程中( )
A. 运动员速度先增大再减小
B. 运动员的加速度先增大再减小
C. 绳子的弹性势能先增大再减小
D. 运动员的重力势能先增大再减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.弹性绳绷紧之前，运动员自由下落，速度不断增大．弹性绳绷紧后，运动员受到弹性绳向上的弹力和重力，弹力先小于重力，后大于重力，合力先向下后向上，则运动员先加速后减速，速度先增大后减小，A正确
B.弹性绳绷紧之前，运动员的加速度不变．弹性绳绷紧后，弹力不断增大，合力先减小后增大，则加速度先减小后增大，B错误．
C.弹性绳绷紧后，绳子不断伸长，弹性势能不断增大，C错误．
D.运动员的高度不断下降，重力势能一直减小，D错误．
12. 如图所示，质量为1kg的物体在力F=8N的作用下，由静止开始从倾角为37°的光滑斜面底端向上运动，6s后撤去力F，取物体在斜面底端的重力势能为零，且g=10m/s2，sin37°=0.6，则下列说法正确的是（ ）
A. 力F做的功为360J
B. 物体的最大重力势能为480J
C. 物体回到斜面底端时的速率为12m/s
D. 物体回到斜面底端时重力的功率为144W
【答案】D
【解析】
【详解】A．由牛顿第二定律可知
解得
则6s时物体上滑的位移为
则力F做功
故A错误。
B．力F做的功就等于物体增加的机械能，当物体上升到最高点时，动能为零，所以物体的最大重力势能等于力F做的功，则物体的最大重力势能为288J，故B错误；
CD．根据功能关系，系统内增加的机械能等于力F做的功，当下到斜面底端时，重力势能为零，所以动能为
解得物体回到斜面底端时的速率为
此时重力的功率为
故C错误，D正确。
故选D。
二、实验题（共1小题，每空3分，共12分）
13. 某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。把打下的第一点记作O打下的第一、二两点距离约2mm，从O点后某个点开始。依次为1、2、3…，分别测出各个计时点到起始点O的距离，已标在图乙中，已知打点计时器频率50Hz，回答下列问题。
（1）关于此实验，下列说法中正确的是 ___________。
A．重物最好选择密度较小的物体
B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先释放纸带，后接通电源
D．可以利用公式来求解瞬时速度
（2）通过该纸带上的数据，若重物的质量为0.5kg，从开始下落起至打下计时点4时，重物的动能增加量为 ___________J，重物的重力势能减少量为___________J。（当地重力加速度大小g=9.8m/s2，结果均保留2位小数）
（3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重物的速度v，通过描绘图像去研究机械能是否守恒，若忽略阻力因素，那么本实验的图做应该是图丙中的 ___________。
A． B． C． D．
【答案】 ①. B ②. 0.94 ③. 0.95 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]
A．为了减小阻力的影响，重物选择密度大，而体积较小的金属球，故A错误；
B．由于严重机械能守恒表达式中质量可以约去，所以重物的质量可以不测量，故B正确；
C．为了充分利用纸带，实验中应先接通电源，然后释放纸带，故C错误；
D．若用计算速度，实际上就默认了机械能守恒，失去了验证的意义，故D错误。
故选B。
（2）[2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打下计时点4时的速度为
重物的动能增加量为
[3]重物的重力势能减少量为
（3）[4]若忽略阻力因素，重锤下落过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得
可得
可知图像为过原点的倾斜直线。
故选C。
三、计算题（共3小题，其中14题10分，15题15分，16题15分，共40分）
14. “玉兔号”月球车与月球表面第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。求：
（1）月球表面重力加速度；
（2）月球的质量；
（3）月球的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】(1)由自由落体运动规律有
h=
解得
(2)在月球表面的物体受到的重力等于万有引力
联立解得
(3)月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，根据重力提供向心力
解得
15. 如图所示，AB是一个固定在竖直面内光滑弧形轨道，与半径为R的竖直圆形轨道在最低点B平滑连接，且B点的切线是水平的，BC为粗糙的半圆轨道，一个质量为m的小球（可视为质点）在A点由静止释放沿弧形轨道滑下，恰能运动到圆轨道的最高点C。已知A点距水平面的高度h=4R，重力加速度为g，求：
（1）小球运动到圆轨道的最高点C时的速度大小；
（2）小球经过B点进入圆轨道时对轨道的压力大小；
（3）小球在竖直圆轨道上从B点运动到C点的过程中，摩擦阻力做的功。
【答案】（1）；（2）9mg；（3）
【解析】
【详解】（1）小球恰能运动到C点，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）从A到B，根据动能定理可得
解得
在B点，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，小球经过B点进入圆轨道时对轨道的压力大小为
（3）从B到C，根据动能定理可得
解得
16. 2022年冬奥会将在北京举办，如图甲所示为本次冬奥会雪车项目的赛道。在某次雪车男子4人赛训练中，4位运动员手推一辆雪车从O点由静止开始沿斜向下的直轨道OA加速奔跑，OA高度差为3m，雪车到达A点时速度大小为10m/s，之后4位运动员逐一跳入车内，在蜿蜒的赛道上无动力滑行。已知雪车的质量m=220kg，忽略雪车与赛道之间的摩擦及空气阻力，重力加速度。
（1）求运动员手推雪车在直轨道OA奔跑过程中，平均每位运动员对雪车所做的功；
（2）已知赛道AB高度差为100m，计算雪车到B点的速度大小；
（3）如图乙所示，赛道转弯处向内倾斜，将其横截面简化为如图丙所示斜面。某次转弯时，将雪车视为在水平面内做圆周运动的质点，其转弯半径为r，写出雪车速度大小v与转弯所处位置倾角的关系式。
【答案】（1）1100J；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）从O到A的过程中，设平均每位运动员对雪车所做的功为W，根据动能定理可得
带入数据解得
（2）设运动员与雪车总的质量为M，从A到B点的过程中，由动能定理得
带入数据解得
（3）在转弯处，对雪车受力分析，根据牛顿第二定律可得
解得
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分）
1. 下列关于圆周运动的说法中，正确的是（ ）
A. 物体受到的合外力必须指向圆心才可能做圆周运动
B. 物体的实际加速度就是向心加速度
C. 在匀速圆周运动中，物体因为速率不变所以加速度为零
D. 在匀速圆周运动中，加速度指向圆心，物体沿切线方向无加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体做变速圆周运动时，受到的合外力不是总指向圆心，切向方向也存在合外力，故A错误；
B．物体做变速圆周运动时，向心加速度只是物体的实际加速度的一个分加速度，故B错误；
C．在匀速圆周运动中，物体的速度大小不变，方向时刻发生变化，物体的加速度不为零，故C错误；
D．在匀速圆周运动中，加速度指向圆心，物体沿切线方向无加速度，故D正确。
故选D。
2. 如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动．如图乙，一件小衣物（可理想化为质点）质量为m，滚筒半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置．下列说法正确的是（ ）
A. 衣物所受合力的大小始终为mω2R
B. 衣物转到a位置时的脱水效果最好
C. 衣物所受滚筒的作用力大小始终为mg
D. 衣物在a位置对滚筒壁的压力比在b位置的大
【答案】A
【解析】
【详解】A．衣物在做匀速圆周运动故所受合外力
故A正确；
BCD．在a位置时满足
b位置时满足
故在b位置时压力最大，脱水效果最好，故BCD错误。
故选A。
3. 甲、乙两位同学每天坚持晨跑，甲沿着半径为2R圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v1、v2，则（ ）
A. ω1＞ω2，v1＜v2B. ω1＜ω2，v1＞v2
C. ω1＝ω2，v1＜v2D. ω1＝ω2，v1＞v2
【答案】D
【解析】
【详解】相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，且甲沿着半径为2R的圆周跑道，乙沿着半径为R的圆周跑道，因此，，甲、乙跑步的路程满足
因此线速度
根据
可得
故ABC错误。
故选D。
4. 在日常生活中有许多地方需要注意离心现象造成的危害，下列措施不是用于预防离心现象危害的是
A. 在平直的校园路面上设置减速带
B. 在砂轮的外侧加防护罩
C. 在铁饼的投掷区域修建钢丝网
D. 在道路的拐弯处竖立限速标示牌
【答案】A
【解析】
【详解】A、在平直的校园路面上设置减速带，为确保校园道路安全,在校内道路上设置了橡胶减速带，故选项A符合题意；
B、在砂轮的外侧加防护罩，是防止摩擦产生的碎屑做离心运动，对人有伤害，故选项B不符合题意；
C、在铁饼的投掷区域修建钢丝网，用来防止比赛人员在投掷铁饼时由于离心现象误伤到边上的观众，故选项C不符合题意，
D、在道路的拐弯处竖立限速标示牌，是为了防止由于离心现象而出现侧滑，故选项D不符合题意；
5. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变
C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等
D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
【答案】B
【解析】
【详解】A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时具有竖直向下的向心加速度，汽车处于失重状态，故A错误；
B．图b所示，设高度为h，根据牛顿第二定律有
解得
可知增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，故B正确；
C．设圆锥筒侧壁与竖直方向的夹角为θ，所受筒壁的支持力大小为
根据牛顿第二定律
解得
可知A、B两位置小球的轨道半径不相同，可知A、B两位置小球的角速度不相等，故C错误；
D．火车转弯超过规定速度行驶时，圆周运动所需要的向心力增大，大于重力和支持力的合力，有向外运动的趋势，则外轨对轮缘会有挤压的作用，故D错误。
故选B。
6. 关于我国发射的同步通讯卫星，下列说法中正确的是（ ）
A. 它运行的周期比地球自转周期大
B. 它运行的角速度比地球自转角速度小
C. 它运行的轨道平面一定与赤道平面重合
D. 它定点在北京正上方，所以我国可以利用它进行电视转播
【答案】C
【解析】
【详解】A．同步通讯卫星的周期与地球自转周期相同，A错误；
B．由
可知角速度也相同，B错误；
CD．为保证与地球自转周期相同，同步卫星必须发射到赤道正上空，故它运行的轨道平面一定与赤道平面重合，且不可能通过北京正上方，C正确，D错误。
故选C。
7. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述中正确的是（ ）
A. 牛顿被誉为称量地球质量的第一人
B. 海王星是运用开普勒三定律在“笔尖”上发现的
C. 开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关
D. 牛顿发现地月间的引力满足距离平方反比规律
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．卡文迪许因为测出了万有引力常数而被誉为称量地球质量的第一人，选项A错误；
B．海王星是运用万有引力定律在“笔尖”上发现的，选项B错误；
C．开普勒第三定律
式中k的值是仅与太阳的质量有关的量，与行星运动的速度无关，选项C错误；
D．牛顿发现地月间的引力满足距离平方反比规律，选项D正确。
故选D。
8. 2022年7月24日，我国长征五号B运载火箭在文昌航天发射场，将问天实验舱成功送入太空，并于隔天与天和核心舱圆满对接，完成“一”字构型。已知该空间站绕地球做匀速圆周运动的周期约90分钟，则它的（ ）
A. 质量增大后运行的加速度变小B. 运行速度略大于第一宇宙速度
C. 角速度比地球同步卫星的角速度大D. 加速度比月球绕地球运行的加速度小
【答案】C
【解析】
【详解】AD．该空间站绕地球做匀速圆周运动的周期约90分钟，其轨道半径略大于地球半径。根据牛顿第二定律得
解得
加速度与空间站的质量无关，轨道半径越小加速度越大，空间站的加速度比月球大，AD错误；
B．根据牛顿第二定律得
解得
空间站的轨道半径略大于地球半径，所以空间站的运行速度略小于第一宇宙速度，B错误；
C．根据牛顿第二定律得
解得
空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，空间站的角速度比地球同步卫星的角速度大，C正确。
故选C。
9. 引体向上是中学生体能测试的常规项目之一，某高中生在一分钟内做了9个标准动作，每次引体向上的高度均约为50cm，则此过程中（ ）
A. 该高中生始终处于超重状态
B. 杆对该高中生的支持力始终做正功
C. 该高中生克服重力做功的平均功率约为45W
D. 该高中生引体向上的过程中机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．做引力向上时，高中生应先向上做加速度后向上做减速，则此过程中该高中生先处于超重状态后处于失重状态，故A错误；
B．由于杆对该高中生的支持力作用点没有发生位移，所以支持力不做功，故B错误；
C．该高中生克服重力做功的平均功率
故C正确；
D．该高中生引体向上的过程中，人要做功，消耗体内的化学能，所以机械能增加，故D错误。
故选C。
10. 质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落直至落地．已知桌面离地高度为h，如图所示．若以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能及小球整个下落过程中重力做的功分别为（地球表面的重力加速度为g）（ ）
A. ，B. ，
C. mgh，D. mgh，
【答案】B
【解析】
【详解】以桌面为零势能参考平面，地面离零势能点的高度为-h，物体重力势能为：Ep=-mgh，物体下落的高度差为（h+H），所以重力做功为
W=mg（h+H）
故选B。
11. 蹦极是一种比较流行的极限运动，弹性绳一端固定在高空跳台，另一端系住运动员，运动员从高空自由下落，则自开始下落至最低点的过程中( )
A. 运动员速度先增大再减小
B. 运动员的加速度先增大再减小
C. 绳子的弹性势能先增大再减小
D. 运动员的重力势能先增大再减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.弹性绳绷紧之前，运动员自由下落，速度不断增大．弹性绳绷紧后，运动员受到弹性绳向上的弹力和重力，弹力先小于重力，后大于重力，合力先向下后向上，则运动员先加速后减速，速度先增大后减小，A正确
B.弹性绳绷紧之前，运动员的加速度不变．弹性绳绷紧后，弹力不断增大，合力先减小后增大，则加速度先减小后增大，B错误．
C.弹性绳绷紧后，绳子不断伸长，弹性势能不断增大，C错误．
D.运动员的高度不断下降，重力势能一直减小，D错误．
12. 如图所示，质量为1kg的物体在力F=8N的作用下，由静止开始从倾角为37°的光滑斜面底端向上运动，6s后撤去力F，取物体在斜面底端的重力势能为零，且g=10m/s2，sin37°=0.6，则下列说法正确的是（ ）
A. 力F做的功为360J
B. 物体的最大重力势能为480J
C. 物体回到斜面底端时的速率为12m/s
D. 物体回到斜面底端时重力的功率为144W
【答案】D
【解析】
【详解】A．由牛顿第二定律可知
解得
则6s时物体上滑的位移为
则力F做功
故A错误。
B．力F做的功就等于物体增加的机械能，当物体上升到最高点时，动能为零，所以物体的最大重力势能等于力F做的功，则物体的最大重力势能为288J，故B错误；
CD．根据功能关系，系统内增加的机械能等于力F做的功，当下到斜面底端时，重力势能为零，所以动能为
解得物体回到斜面底端时的速率为
此时重力的功率为
故C错误，D正确。
故选D。
二、实验题（共1小题，每空3分，共12分）
13. 某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。把打下的第一点记作O打下的第一、二两点距离约2mm，从O点后某个点开始。依次为1、2、3…，分别测出各个计时点到起始点O的距离，已标在图乙中，已知打点计时器频率50Hz，回答下列问题。
（1）关于此实验，下列说法中正确的是 ___________。
A．重物最好选择密度较小的物体
B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先释放纸带，后接通电源
D．可以利用公式来求解瞬时速度
（2）通过该纸带上的数据，若重物的质量为0.5kg，从开始下落起至打下计时点4时，重物的动能增加量为 ___________J，重物的重力势能减少量为___________J。（当地重力加速度大小g=9.8m/s2，结果均保留2位小数）
（3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重物的速度v，通过描绘图像去研究机械能是否守恒，若忽略阻力因素，那么本实验的图做应该是图丙中的 ___________。
A． B． C． D．
【答案】 ①. B ②. 0.94 ③. 0.95 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]
A．为了减小阻力的影响，重物选择密度大，而体积较小的金属球，故A错误；
B．由于严重机械能守恒表达式中质量可以约去，所以重物的质量可以不测量，故B正确；
C．为了充分利用纸带，实验中应先接通电源，然后释放纸带，故C错误；
D．若用计算速度，实际上就默认了机械能守恒，失去了验证的意义，故D错误。
故选B。
（2）[2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打下计时点4时的速度为
重物的动能增加量为
[3]重物的重力势能减少量为
（3）[4]若忽略阻力因素，重锤下落过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得
可得
可知图像为过原点的倾斜直线。
故选C。
三、计算题（共3小题，其中14题10分，15题15分，16题15分，共40分）
14. “玉兔号”月球车与月球表面第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。求：
（1）月球表面重力加速度；
（2）月球的质量；
（3）月球的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】(1)由自由落体运动规律有
h=
解得
(2)在月球表面的物体受到的重力等于万有引力
联立解得
(3)月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，根据重力提供向心力
解得
15. 如图所示，AB是一个固定在竖直面内光滑弧形轨道，与半径为R的竖直圆形轨道在最低点B平滑连接，且B点的切线是水平的，BC为粗糙的半圆轨道，一个质量为m的小球（可视为质点）在A点由静止释放沿弧形轨道滑下，恰能运动到圆轨道的最高点C。已知A点距水平面的高度h=4R，重力加速度为g，求：
（1）小球运动到圆轨道的最高点C时的速度大小；
（2）小球经过B点进入圆轨道时对轨道的压力大小；
（3）小球在竖直圆轨道上从B点运动到C点的过程中，摩擦阻力做的功。
【答案】（1）；（2）9mg；（3）
【解析】
【详解】（1）小球恰能运动到C点，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）从A到B，根据动能定理可得
解得
在B点，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，小球经过B点进入圆轨道时对轨道的压力大小为
（3）从B到C，根据动能定理可得
解得
16. 2022年冬奥会将在北京举办，如图甲所示为本次冬奥会雪车项目的赛道。在某次雪车男子4人赛训练中，4位运动员手推一辆雪车从O点由静止开始沿斜向下的直轨道OA加速奔跑，OA高度差为3m，雪车到达A点时速度大小为10m/s，之后4位运动员逐一跳入车内，在蜿蜒的赛道上无动力滑行。已知雪车的质量m=220kg，忽略雪车与赛道之间的摩擦及空气阻力，重力加速度。
（1）求运动员手推雪车在直轨道OA奔跑过程中，平均每位运动员对雪车所做的功；
（2）已知赛道AB高度差为100m，计算雪车到B点的速度大小；
（3）如图乙所示，赛道转弯处向内倾斜，将其横截面简化为如图丙所示斜面。某次转弯时，将雪车视为在水平面内做圆周运动的质点，其转弯半径为r，写出雪车速度大小v与转弯所处位置倾角的关系式。
【答案】（1）1100J；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）从O到A的过程中，设平均每位运动员对雪车所做的功为W，根据动能定理可得
带入数据解得
（2）设运动员与雪车总的质量为M，从A到B点的过程中，由动能定理得
带入数据解得
（3）在转弯处，对雪车受力分析，根据牛顿第二定律可得
解得
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