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2021-2022学年广东省揭阳市惠来一中高一（下）第二次段考物理试卷（含答案解析）
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这是一份2021-2022学年广东省揭阳市惠来一中高一（下）第二次段考物理试卷（含答案解析），共12页。试卷主要包含了 下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
A. 牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人
B. 相对论时空观认为物体的长度会因物体的速度不同而不同
C. 所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同
D. 丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
2. 曲水流觞，是我国古代汉族民间的一种传统习俗，后来发展成为文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。大家坐在河渠两旁，在上流放置觞(木质酒杯)，觞顺流而下，停在谁的面前，谁就取杯饮酒。如图所示的觞随着河水自西向东飘向下游时，突然吹来一阵北风，则之后觞可能的运动轨迹为( )
A. 1轨迹B. 2轨迹C. 3轨迹D. 4轨迹
3. 如图，射击训练场内，飞靶从水平地面A点以仰角θ斜向上飞出，落在相距100m的B点，最高点距地面20m。忽略空气阻力，重力加速度取10m/s2。则( )
A. 飞靶从A到B的飞行时间为4sB. 飞靶在最高点的速度为20m/s
C. 抬高仰角θ，飞靶飞行距离一定增大D. 抬高仰角θ，飞靶的飞行时间减小
4. 如图，上网课时小明把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则斜面对手机的( )
A. 支持力竖直向上
B. 支持力小于手机所受的重力
C. 摩擦力沿斜面向下
D. 摩擦力大于手机所受的重力沿斜面向下的分力
5. 自行车转弯时，可近似看成自行车绕某个定点O(图中未画出)做圆周运动，如图为自行车转弯时的俯视图，自行车前、后两轮轴A、B相距L，虚线表示两轮转弯的轨迹，OB距离为3L，前轮所在平面与车身夹角θ，此时轮轴B的速度大小v2=3m/s。则轮轴A的速度v1大小为( )
A. 332m/s
B. 3m/s
C. 23m/s
D. 33m/s
6. 2022年2月，北京市和张家口市联合举办了第24届冬季奥林匹克运动会，让世界瞩目。冰壶是冬奥会上一种投掷性竞赛项目。国家游泳中心又名“水立方”，冬奥会期间转换成为“冰立方”作为冰壶项目的比赛场馆，“水立方”成为国际首个泳池上架设冰壶赛道的场馆。运动员以一定初速度投出冰壶使其在冰面上自由滑行，v−t图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A. 冰壶做加速度逐渐增大的减速运动
B. 冰壶在t0秒内运动的位移s>12v0t0
C. 水平面的动摩擦因数逐渐减小
D. 冰壶在运动中点的瞬时速度小于中间时刻的瞬时速度
7. 在我国的北方，常常看到人们做滑雪运动。如图所示，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中，下列说法正确的是( )
A. 所受合外力始终为零
B. 合外力做功为零
C. 处于失重状态
D. 所受摩擦力大小不变
8. 如图所示，在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动。已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B. 做圆周运动的向心力大小mv2R
C. 运动员做圆周运动的角速度为vR
D. 如果运动员增大速度，运动员将可能做离心运动
9. 如图，2022年1月22日，位于同步轨道的中国“实践21号”卫星将一颗位于同步轨道的失效的“北斗2号”卫星拖拽至距地面更远的“墓地轨道”(可视为圆轨道)，此后“实践21号”又回归同步轨道，这标志着中国能够真正地球意义上实现“太空垃圾清理”。下列说法正确的是( )
A. “实践21号”拖拽“北斗2号”离开同步轨道时需要点火加速
B. “实践21号”完成拖拽任务后离开“墓地轨道”时需要点火加速
C. “北斗2号”在同步轨道的速度大于它在“墓地轨道”的速度
D. “北斗2号”在“墓地轨道”的运行周期小于24小时
10. 将三个光滑的平板倾斜固定，三个平板顶端到底端的高度相等，三个平板AC、AD、AE与水平面间的夹角分别为θ1、θ2、θ3，如图所示．现将三个完全相同的小球由最高点A沿三个平板同时无初速度地释放，经一段时间到达平板的底端．则下列说法正确的是( )
A. 重力对三个小球所做的功相同
B. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球的重力的平均功率最大
C. 三个小球到达底端时的瞬时速率相同
D. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小
11. 某物理兴趣小组同学做“探究弹簧的弹力和伸长量的关系”实验的实验装置如图甲所示，左侧的刻度尺最小刻度为1mm。
(1)在轻弹簧下端挂钩码，分别读出挂数量不同钩码时，指针所指刻度尺的示数。甲同学的实验数据如表中所示，则根据弹簧形变规律可知表中x3=______；
(2)乙同学实验时用的是另一根弹簧，根据自己测量的实验数据画出了如图乙所示图象。则：该弹簧的劲度系数为______N/m；原长为______ cm。
12. 某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。
完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为______ m/s；竖直分量大小为______ m/s；
(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为______ m/s2。
13. 一宇航员在半径为R的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为l的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，当小球绕O点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为v0，绳的弹力为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为G，求：
(1)该行星表面的重力加速度；
(2)该行星的第一宇宙速度。
14. 《汪汪队立大功》是一部小朋友们喜欢的动画片，如图左侧建筑为汪汪队的总部大厦，其简化示意图如右图所示。行动时，狗狗们会从图中A点无初速度下滑，由底端水平槽口B点(B为半径R的圆弧形口的最低点)水平飞出并跳入距B点水平距离d=R2的工具车中的座椅(C点)，开始驾车执行任务。假设AB之间的竖直高度差为H=2R，B点距地面的高度为h1=R，重力加速度为g。
(1)若狗狗滑到B点时对轨道的压力为其重力的3倍，试求狗狗在B点时的速度大小和在轨道运动过程中克服阻力做了多少功？
(2)根据第(1)问的条件、为了狗狗能顺利跳入工具车中，工具车座椅距地面高度为多少？
15. 如图所示，倾角θ=37∘的足够长斜面固定在水平地面上，在t=0时刻，用平行斜面向上、大小F=24N的力拉质量m=2kg的物块沿斜面由静止向上运动。已知物块与斜面间的动摩擦因数p=0.5，重力加速度g取10m/s，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8.求：
(1)在0∼1s，拉力F做的功；
(2)在0∼1s，合外力做的功；
(3)t=2s时，摩擦力的功率大小。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出万有引力常量，被称为“称量地球质量”第一人，故A错误；
B、根据尺缩效应可知，相对论时空观认为物体的长度会因物体的速度不同而不同，故B正确；
C、根据开普勒第三定律，太阳系的行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同，不是所有的行星，故C错误；
D、托雷密提出了“日心说”的观点，故D错误。
故选：B。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
2.【答案】C
【解析】解：若没有风吹，则觞随着河水自西向东飘向下游，现有北风吹来，依据运动的合成与分解，之后觞可能的运动轨迹为3，不可能为4，原因是轨迹4最后沿着流水方向没有了速度。也不可能是轨迹1或2，原因是吹的北风，合速度不可能不改变或是向上走。故C正确，ABD错误。
故选：C。
没有风吹，则觞随着河水自西向东飘向下游，现有北风吹来，依据运动的合成可知合速度向下，但不可能竖直向下。
本题考查了运动的合成，解题关键是要知道物体的实际运动为合运动，运动的合成遵循平行四边形定则。
3.【答案】A
【解析】解：A、从最高点看，左右为两个平抛运动，根据自由落体得：
h=12gt2
解得：t=2s
所以运动时间为4s，故A正确；
B、最高点只有水平方向速度，水平方向有：
x=vt
解得：v=25m/s，故B错误；
CD、抬高仰角，竖直方向速度分量增大，运动时间增大，但水平方向速度分量减小，所以飞行距离不一定增大，故CD错误。
故选：A。
斜抛运动，解法同平抛运动，水平竖直分别列式求解。
虽为斜抛，但水平竖直方向上分解的运动特性并没有改变，常规分析即可。
4.【答案】B
【解析】设手机的质量为m，斜面倾角为θ。对手机进行受力分析，如图所示
由图可知支持力方向垂直斜面向上，摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件则有
f=mgsinθ，FN=mgcsθ
因csθ<1，故FN故选B。
因为手机处于静止状态，根据平衡条件求解斜面对手机的静摩擦力和手机所受支持力表达式进行分析；斜面对手机的静摩擦力与手机重力沿斜面分力平衡，由此分析。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
5.【答案】C
【解析】解：(1)过A和B分别作车轮的垂线，两线的交点即为O点。
根据几何关系可得：ωω′=ABOB=33
故前轮与车身的夹角为θ=30∘
根据两轮沿车身方向的速度相等得：v2=v1cs30∘
所以，v1=23m/s，故C正确
故选：C。
过A和B分别作车轮的垂线，两线的交点即为O点。根据几何关系求出前轮与车身的夹角。
因为两轮沿车身方向的速度相等，根据平行四边形定则求出A点的速度大小。
解决本题的关键确定出定点O的位置，知道两轮沿车身方向的速度相等，运用平行四边形定则进行求解
6.【答案】C
【解析】解：A、根据v−t图线的斜率表示加速度，该图线的斜率逐渐减小，可知冰壶做加速度减小的减速运动，故A错误；
B、通过速度图线与时间轴围成的面积表示位移，若将该图线与匀减速直线运动的图线比较可知，冰壶在t0秒内运动的位移
s<12v0t0
故B错误；
C、冰壶运动的加速度是摩擦力产生的，由牛顿第二定律ma=μmg
则a=μg
冰壶的加速度逐渐减小，则水平面的动摩擦因数逐渐减小，故C正确；
D、冰壶在运动的中点处，两侧的位移大小相等，在v−t图线上找到并标出冰壶在运动中点的瞬时速度和中间时刻的瞬时速度如图
可知冰壶在运动中点的瞬时速度大于中间时刻的瞬时速度，故D错误。
故选：C。
结合图线的斜率判断加速度的变化；通过速度图线与时间轴围成的面积表示位移，比较匀变速直线运动和变加速运动的位移，得出平均速度与10m/s的关系。通过速度的正负判断运动员运动的方向。
本题考查了识别图象的能力，从图象中找到速度、加速度和时间，再结合运动学公式求解．
7.【答案】B
【解析】解：AC、运动员做匀速圆周运动，合外力指向圆心，向心加速度也指向圆心，具有向上的加速度，处于超重状态，故AC错误；
B、由动能定理知，匀速下滑动能不变，合外力做功为零，故B正确；
D、对运动员受力分析如图所示
则F1=mgsinα
下滑过程中α减小，sinα变小，故摩擦力F1变小，故D错误。
故选：B。
滑雪运动员的速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，运动员所受合外力大小不为0，对运动员进行受力分析，结合受力的特点分析摩擦力的变化。摩擦力做功运动员的机械能减小。
本题抓住运动员做的是匀速圆周运动，速率不变，动能不变，根据匀速圆周运动的特点分析速度、加速度、合外力的情况。
8.【答案】BD
【解析】解：A、向心力是效果力，可以由单个力充当，也可以由其它力的合力提供，或者由某个力的分力提供，不是性质力，因此，将运动员和自行车看做一个整体后，整体应受重力、支持力和摩擦力，故A错误；
B、由题意可知，运动员做线速度大小为v，半径为R的匀速圆周运动，故运动员受到的向心力为，mv2R，故B正确；
C、根据线速度和角速度的关系v=ωR得，角速度ω=vR，故C错误；
D、如果运动员增大速度，需要的向心力增，此时向心力“供”小于“需”，运动员将会做离心运动，故D正确。
故选：BD。
向心力是按照效果命名的力，不是物体实际受到的力，匀速圆周运动合力提供向心力，明确物体做离心运动的条件。
向心力是效果力，由其它力充当；做匀速圆周运动的物体所受的合力指向圆心，合力完全提供向心力；当向心力“供大于求”时，物体会做近心运动。
9.【答案】AC
【解析】解：AB、根据卫星变轨理论可知，“实践21号”拖拽“北斗2号”离开同步轨道时需要点火加速，“实践21号”完成拖拽任务后离开“墓地轨道”时需要点火减速，故A正确，B错误；
CD、根据万有引力提供向心力可知：GMmr2=mv2r=m4π2T2r，解得：v=GMr，T=4π2r3GM，根据半径关系可知，“北斗2号”在同步轨道的速度大于它在“墓地轨道”的速度，“北斗2号”在“墓地轨道”的运行周期大于24小时，故C正确，D错误；
故选：AC。
根据卫星变轨知识分析出在变轨时的速度变化；
根据万有引力提供向心力得出线速度和周期与半径的关系，从而完成分析。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，熟练掌握卫星变轨的相关知识，结合向心力公式联立等式即可完成分析。
10.【答案】ACD
【解析】解：A、小球从同一高度由静止释放，只有重力做功，根据W=mgh可知，重力做功相同，故A正确；
BC、根据机械能守恒可知，到达斜面底端的速率相同，根据牛顿第二定律可知沿斜面下滑的加速度a=gsinθ，根据v=at可知，倾角越大，运动的时间越短，故重力的平均功率P−=mght可知，AC平板下滑的小球的重力的平均功率最大，故B错误，C正确；
D、到达斜面底端的瞬时功率P=mgvcsα=mgvsinθ，故斜面倾角越小，瞬时功率越小，故D正确。
故选：ACD。
根据牛顿第二定律求出加速度的表达式，从而比较出加速度的大小。根据动能定理比较出到达底端的速度大小，结合瞬时功率的公式比较重力的瞬时功率。抓住重力做功相等，通过运动学公式比较运动的时间，从而比较出平均功率的大小。
解决本题的关键得出所要求的物理量与倾角的关系，从而比较分析，掌握平均功率和瞬时功率的区别，以及两种功率的求法。
11.【答案】14.40cm3002.0
【解析】解：(1)由题中表格数据可知，每增加一个钩码，弹簧身长量Δx=(12.00−10.80)cm=1.20cm，所以x3=x2+Δx=(13.20+1.20)=14.40cm
(2)由图乙可知，当弹簧受到拉力为0的时候，长度为2.0cm，故弹簧的原长为2.0cm，图线的斜率等于弹簧的劲度系数，k=ΔFΔL=6(4−2)×10−2N/m=300N/m
故答案为：(1)14.40cm；(2)300；2.0.
根据胡克定律和图像进行分析。
本题主要考查了胡克定律的相关应用，根据图像的斜率得出弹簧的劲度系数，同时横截距得出弹簧的原长，整体难度不大。
12.【答案】(1)1.0；2.0；(2)9.7
【解析】解：(1)小球在水平方向做匀速直线运动，由图可知Δx=5cm=0.05m，则水平分速度vx=ΔxΔt，代入数据得vx=1.0m/s，
竖直方向做自由落体运动，可运用匀变速直线运动规律求解，匀变速直线运动中间时刻速度等于全过程平均速度，
若在A点时竖直分速度记为vy，则有Δh=vy⋅2Δt，其中Δh=8.6cm+11.0cm=19.6cm=0.196m，解得：vy=2.0m/s。
(2)小球在竖直方向做匀加速直线运动，由Δx=gt2可知，重力加速度为：
g=0.134m+0.11m−(0.086m+0.061m)(2×0.05s)2=9.7m/s2。
故答案为：(1)1.0；2.0；(2)9.7
小球做平抛运动，在分析处理数据时应将运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动进行处理，结合题干给出的时间以及图(b)中竖直位移的数据进行求解。
本题主要考查研究平抛运动的实验，要求学生能运用平抛运动规律，对实验数据进行分析处理。
13.【答案】解：(1)小球通过最高点时mg=mv02l
解得：g=v02l
(2)对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为m0的卫星，有m0g=m0v2R
解得第一宇宙速度为v=v0Rl
答：(1)该行星表面的重力加速度为v02l；
(2)该行星的第一宇宙速度为v0Rl。
【解析】(1)在最高点，根据牛顿第二定理可求星球表面的重力加速度。
(2)在行星表面根据重力提供向心力，可求第一宇宙速度。
对于卫星类问题，关键是明确卫星的动力学原理，根据牛顿第二定律列式求解；同时要记住第一宇宙速度的计算方法。
14.【答案】解：(1)狗由A运动到B的过程中，根据动能定理有：
mgH−Wf=12mv2
在B点时，根据牛顿第二定律：
3mg−mg=mv2R
联立解得：v=2gR；Wf=mgR
(2)根据平抛运动规律
在竖直方向上：h1−h=12gt2
在水平方向上：d=vt
解得：h=1516R
答：(1)狗在B点时的速度大小和在轨道运动过程中克服阻力做了mgR的功；
(2)为了狗狗能顺利跳入工具车中，工具车座椅距地面高度为1516R。
【解析】(1)根据动能定理计算出速度，结合牛顿第二定律完成计算；
(2)根据平抛运动的特点列式计算出高度。
本题主要考查了动能定理和平抛运动的结合，掌握平抛运动中不同方向的运动特点即可完成解答，难度不大。
15.【答案】解：(1)根据牛顿第二定律得F−mgsinθ−μmgcsθ=ma，代入数据解得：a=2m/s2
在第1s内，物体的位移x1=12at12=12×2×12m=1m
在0∼1s，拉力F做的功W=Fx1=24×1J=24J
(2)在0∼1s，合外力做的功为W总=F合x1=max1=2×2×1J=4J
(3)t=2s时，物体的速度v′=at=2×2m/s=4m/s
此时摩擦力的功率大小为P=fv′=μmgcsθv′=0.5×2×10×0.8×4W=2=32W
答：(1)在0∼1s，拉力F做的功为24J；
(2)在0∼1s，合外力做的功为4J；
(3)t=2s时，摩擦力的功率大小为32W。
【解析】(1)根据牛顿第二定律求解物体的加速度，进而求出物体在第1s内物体的位移，进而求解拉力F所做的功；
(2)总功等于合力功，即W总=F合l；
(3)先求出物体在2s末的速度，根据P=Fv求解摩擦力的瞬时功率。
解决本题时，明确总功等于各个分力所做功的代数和，也等于合力所做的功。
钩码数(个)
0
1
2
3
4
刻度尺的
刻度x/cm
10.80
12.00
13.20
x3
15.60
A. 牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人
B. 相对论时空观认为物体的长度会因物体的速度不同而不同
C. 所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同
D. 丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
2. 曲水流觞，是我国古代汉族民间的一种传统习俗，后来发展成为文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。大家坐在河渠两旁，在上流放置觞(木质酒杯)，觞顺流而下，停在谁的面前，谁就取杯饮酒。如图所示的觞随着河水自西向东飘向下游时，突然吹来一阵北风，则之后觞可能的运动轨迹为( )
A. 1轨迹B. 2轨迹C. 3轨迹D. 4轨迹
3. 如图，射击训练场内，飞靶从水平地面A点以仰角θ斜向上飞出，落在相距100m的B点，最高点距地面20m。忽略空气阻力，重力加速度取10m/s2。则( )
A. 飞靶从A到B的飞行时间为4sB. 飞靶在最高点的速度为20m/s
C. 抬高仰角θ，飞靶飞行距离一定增大D. 抬高仰角θ，飞靶的飞行时间减小
4. 如图，上网课时小明把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则斜面对手机的( )
A. 支持力竖直向上
B. 支持力小于手机所受的重力
C. 摩擦力沿斜面向下
D. 摩擦力大于手机所受的重力沿斜面向下的分力
5. 自行车转弯时，可近似看成自行车绕某个定点O(图中未画出)做圆周运动，如图为自行车转弯时的俯视图，自行车前、后两轮轴A、B相距L，虚线表示两轮转弯的轨迹，OB距离为3L，前轮所在平面与车身夹角θ，此时轮轴B的速度大小v2=3m/s。则轮轴A的速度v1大小为( )
A. 332m/s
B. 3m/s
C. 23m/s
D. 33m/s
6. 2022年2月，北京市和张家口市联合举办了第24届冬季奥林匹克运动会，让世界瞩目。冰壶是冬奥会上一种投掷性竞赛项目。国家游泳中心又名“水立方”，冬奥会期间转换成为“冰立方”作为冰壶项目的比赛场馆，“水立方”成为国际首个泳池上架设冰壶赛道的场馆。运动员以一定初速度投出冰壶使其在冰面上自由滑行，v−t图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A. 冰壶做加速度逐渐增大的减速运动
B. 冰壶在t0秒内运动的位移s>12v0t0
C. 水平面的动摩擦因数逐渐减小
D. 冰壶在运动中点的瞬时速度小于中间时刻的瞬时速度
7. 在我国的北方，常常看到人们做滑雪运动。如图所示，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中，下列说法正确的是( )
A. 所受合外力始终为零
B. 合外力做功为零
C. 处于失重状态
D. 所受摩擦力大小不变
8. 如图所示，在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动。已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B. 做圆周运动的向心力大小mv2R
C. 运动员做圆周运动的角速度为vR
D. 如果运动员增大速度，运动员将可能做离心运动
9. 如图，2022年1月22日，位于同步轨道的中国“实践21号”卫星将一颗位于同步轨道的失效的“北斗2号”卫星拖拽至距地面更远的“墓地轨道”(可视为圆轨道)，此后“实践21号”又回归同步轨道，这标志着中国能够真正地球意义上实现“太空垃圾清理”。下列说法正确的是( )
A. “实践21号”拖拽“北斗2号”离开同步轨道时需要点火加速
B. “实践21号”完成拖拽任务后离开“墓地轨道”时需要点火加速
C. “北斗2号”在同步轨道的速度大于它在“墓地轨道”的速度
D. “北斗2号”在“墓地轨道”的运行周期小于24小时
10. 将三个光滑的平板倾斜固定，三个平板顶端到底端的高度相等，三个平板AC、AD、AE与水平面间的夹角分别为θ1、θ2、θ3，如图所示．现将三个完全相同的小球由最高点A沿三个平板同时无初速度地释放，经一段时间到达平板的底端．则下列说法正确的是( )
A. 重力对三个小球所做的功相同
B. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球的重力的平均功率最大
C. 三个小球到达底端时的瞬时速率相同
D. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小
11. 某物理兴趣小组同学做“探究弹簧的弹力和伸长量的关系”实验的实验装置如图甲所示，左侧的刻度尺最小刻度为1mm。
(1)在轻弹簧下端挂钩码，分别读出挂数量不同钩码时，指针所指刻度尺的示数。甲同学的实验数据如表中所示，则根据弹簧形变规律可知表中x3=______；
(2)乙同学实验时用的是另一根弹簧，根据自己测量的实验数据画出了如图乙所示图象。则：该弹簧的劲度系数为______N/m；原长为______ cm。
12. 某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。
完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为______ m/s；竖直分量大小为______ m/s；
(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为______ m/s2。
13. 一宇航员在半径为R的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为l的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，当小球绕O点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为v0，绳的弹力为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为G，求：
(1)该行星表面的重力加速度；
(2)该行星的第一宇宙速度。
14. 《汪汪队立大功》是一部小朋友们喜欢的动画片，如图左侧建筑为汪汪队的总部大厦，其简化示意图如右图所示。行动时，狗狗们会从图中A点无初速度下滑，由底端水平槽口B点(B为半径R的圆弧形口的最低点)水平飞出并跳入距B点水平距离d=R2的工具车中的座椅(C点)，开始驾车执行任务。假设AB之间的竖直高度差为H=2R，B点距地面的高度为h1=R，重力加速度为g。
(1)若狗狗滑到B点时对轨道的压力为其重力的3倍，试求狗狗在B点时的速度大小和在轨道运动过程中克服阻力做了多少功？
(2)根据第(1)问的条件、为了狗狗能顺利跳入工具车中，工具车座椅距地面高度为多少？
15. 如图所示，倾角θ=37∘的足够长斜面固定在水平地面上，在t=0时刻，用平行斜面向上、大小F=24N的力拉质量m=2kg的物块沿斜面由静止向上运动。已知物块与斜面间的动摩擦因数p=0.5，重力加速度g取10m/s，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8.求：
(1)在0∼1s，拉力F做的功；
(2)在0∼1s，合外力做的功；
(3)t=2s时，摩擦力的功率大小。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出万有引力常量，被称为“称量地球质量”第一人，故A错误；
B、根据尺缩效应可知，相对论时空观认为物体的长度会因物体的速度不同而不同，故B正确；
C、根据开普勒第三定律，太阳系的行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同，不是所有的行星，故C错误；
D、托雷密提出了“日心说”的观点，故D错误。
故选：B。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
2.【答案】C
【解析】解：若没有风吹，则觞随着河水自西向东飘向下游，现有北风吹来，依据运动的合成与分解，之后觞可能的运动轨迹为3，不可能为4，原因是轨迹4最后沿着流水方向没有了速度。也不可能是轨迹1或2，原因是吹的北风，合速度不可能不改变或是向上走。故C正确，ABD错误。
故选：C。
没有风吹，则觞随着河水自西向东飘向下游，现有北风吹来，依据运动的合成可知合速度向下，但不可能竖直向下。
本题考查了运动的合成，解题关键是要知道物体的实际运动为合运动，运动的合成遵循平行四边形定则。
3.【答案】A
【解析】解：A、从最高点看，左右为两个平抛运动，根据自由落体得：
h=12gt2
解得：t=2s
所以运动时间为4s，故A正确；
B、最高点只有水平方向速度，水平方向有：
x=vt
解得：v=25m/s，故B错误；
CD、抬高仰角，竖直方向速度分量增大，运动时间增大，但水平方向速度分量减小，所以飞行距离不一定增大，故CD错误。
故选：A。
斜抛运动，解法同平抛运动，水平竖直分别列式求解。
虽为斜抛，但水平竖直方向上分解的运动特性并没有改变，常规分析即可。
4.【答案】B
【解析】设手机的质量为m，斜面倾角为θ。对手机进行受力分析，如图所示
由图可知支持力方向垂直斜面向上，摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件则有
f=mgsinθ，FN=mgcsθ
因csθ<1，故FN
因为手机处于静止状态，根据平衡条件求解斜面对手机的静摩擦力和手机所受支持力表达式进行分析；斜面对手机的静摩擦力与手机重力沿斜面分力平衡，由此分析。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
5.【答案】C
【解析】解：(1)过A和B分别作车轮的垂线，两线的交点即为O点。
根据几何关系可得：ωω′=ABOB=33
故前轮与车身的夹角为θ=30∘
根据两轮沿车身方向的速度相等得：v2=v1cs30∘
所以，v1=23m/s，故C正确
故选：C。
过A和B分别作车轮的垂线，两线的交点即为O点。根据几何关系求出前轮与车身的夹角。
因为两轮沿车身方向的速度相等，根据平行四边形定则求出A点的速度大小。
解决本题的关键确定出定点O的位置，知道两轮沿车身方向的速度相等，运用平行四边形定则进行求解
6.【答案】C
【解析】解：A、根据v−t图线的斜率表示加速度，该图线的斜率逐渐减小，可知冰壶做加速度减小的减速运动，故A错误；
B、通过速度图线与时间轴围成的面积表示位移，若将该图线与匀减速直线运动的图线比较可知，冰壶在t0秒内运动的位移
s<12v0t0
故B错误；
C、冰壶运动的加速度是摩擦力产生的，由牛顿第二定律ma=μmg
则a=μg
冰壶的加速度逐渐减小，则水平面的动摩擦因数逐渐减小，故C正确；
D、冰壶在运动的中点处，两侧的位移大小相等，在v−t图线上找到并标出冰壶在运动中点的瞬时速度和中间时刻的瞬时速度如图
可知冰壶在运动中点的瞬时速度大于中间时刻的瞬时速度，故D错误。
故选：C。
结合图线的斜率判断加速度的变化；通过速度图线与时间轴围成的面积表示位移，比较匀变速直线运动和变加速运动的位移，得出平均速度与10m/s的关系。通过速度的正负判断运动员运动的方向。
本题考查了识别图象的能力，从图象中找到速度、加速度和时间，再结合运动学公式求解．
7.【答案】B
【解析】解：AC、运动员做匀速圆周运动，合外力指向圆心，向心加速度也指向圆心，具有向上的加速度，处于超重状态，故AC错误；
B、由动能定理知，匀速下滑动能不变，合外力做功为零，故B正确；
D、对运动员受力分析如图所示
则F1=mgsinα
下滑过程中α减小，sinα变小，故摩擦力F1变小，故D错误。
故选：B。
滑雪运动员的速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，运动员所受合外力大小不为0，对运动员进行受力分析，结合受力的特点分析摩擦力的变化。摩擦力做功运动员的机械能减小。
本题抓住运动员做的是匀速圆周运动，速率不变，动能不变，根据匀速圆周运动的特点分析速度、加速度、合外力的情况。
8.【答案】BD
【解析】解：A、向心力是效果力，可以由单个力充当，也可以由其它力的合力提供，或者由某个力的分力提供，不是性质力，因此，将运动员和自行车看做一个整体后，整体应受重力、支持力和摩擦力，故A错误；
B、由题意可知，运动员做线速度大小为v，半径为R的匀速圆周运动，故运动员受到的向心力为，mv2R，故B正确；
C、根据线速度和角速度的关系v=ωR得，角速度ω=vR，故C错误；
D、如果运动员增大速度，需要的向心力增，此时向心力“供”小于“需”，运动员将会做离心运动，故D正确。
故选：BD。
向心力是按照效果命名的力，不是物体实际受到的力，匀速圆周运动合力提供向心力，明确物体做离心运动的条件。
向心力是效果力，由其它力充当；做匀速圆周运动的物体所受的合力指向圆心，合力完全提供向心力；当向心力“供大于求”时，物体会做近心运动。
9.【答案】AC
【解析】解：AB、根据卫星变轨理论可知，“实践21号”拖拽“北斗2号”离开同步轨道时需要点火加速，“实践21号”完成拖拽任务后离开“墓地轨道”时需要点火减速，故A正确，B错误；
CD、根据万有引力提供向心力可知：GMmr2=mv2r=m4π2T2r，解得：v=GMr，T=4π2r3GM，根据半径关系可知，“北斗2号”在同步轨道的速度大于它在“墓地轨道”的速度，“北斗2号”在“墓地轨道”的运行周期大于24小时，故C正确，D错误；
故选：AC。
根据卫星变轨知识分析出在变轨时的速度变化；
根据万有引力提供向心力得出线速度和周期与半径的关系，从而完成分析。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，熟练掌握卫星变轨的相关知识，结合向心力公式联立等式即可完成分析。
10.【答案】ACD
【解析】解：A、小球从同一高度由静止释放，只有重力做功，根据W=mgh可知，重力做功相同，故A正确；
BC、根据机械能守恒可知，到达斜面底端的速率相同，根据牛顿第二定律可知沿斜面下滑的加速度a=gsinθ，根据v=at可知，倾角越大，运动的时间越短，故重力的平均功率P−=mght可知，AC平板下滑的小球的重力的平均功率最大，故B错误，C正确；
D、到达斜面底端的瞬时功率P=mgvcsα=mgvsinθ，故斜面倾角越小，瞬时功率越小，故D正确。
故选：ACD。
根据牛顿第二定律求出加速度的表达式，从而比较出加速度的大小。根据动能定理比较出到达底端的速度大小，结合瞬时功率的公式比较重力的瞬时功率。抓住重力做功相等，通过运动学公式比较运动的时间，从而比较出平均功率的大小。
解决本题的关键得出所要求的物理量与倾角的关系，从而比较分析，掌握平均功率和瞬时功率的区别，以及两种功率的求法。
11.【答案】14.40cm3002.0
【解析】解：(1)由题中表格数据可知，每增加一个钩码，弹簧身长量Δx=(12.00−10.80)cm=1.20cm，所以x3=x2+Δx=(13.20+1.20)=14.40cm
(2)由图乙可知，当弹簧受到拉力为0的时候，长度为2.0cm，故弹簧的原长为2.0cm，图线的斜率等于弹簧的劲度系数，k=ΔFΔL=6(4−2)×10−2N/m=300N/m
故答案为：(1)14.40cm；(2)300；2.0.
根据胡克定律和图像进行分析。
本题主要考查了胡克定律的相关应用，根据图像的斜率得出弹簧的劲度系数，同时横截距得出弹簧的原长，整体难度不大。
12.【答案】(1)1.0；2.0；(2)9.7
【解析】解：(1)小球在水平方向做匀速直线运动，由图可知Δx=5cm=0.05m，则水平分速度vx=ΔxΔt，代入数据得vx=1.0m/s，
竖直方向做自由落体运动，可运用匀变速直线运动规律求解，匀变速直线运动中间时刻速度等于全过程平均速度，
若在A点时竖直分速度记为vy，则有Δh=vy⋅2Δt，其中Δh=8.6cm+11.0cm=19.6cm=0.196m，解得：vy=2.0m/s。
(2)小球在竖直方向做匀加速直线运动，由Δx=gt2可知，重力加速度为：
g=0.134m+0.11m−(0.086m+0.061m)(2×0.05s)2=9.7m/s2。
故答案为：(1)1.0；2.0；(2)9.7
小球做平抛运动，在分析处理数据时应将运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动进行处理，结合题干给出的时间以及图(b)中竖直位移的数据进行求解。
本题主要考查研究平抛运动的实验，要求学生能运用平抛运动规律，对实验数据进行分析处理。
13.【答案】解：(1)小球通过最高点时mg=mv02l
解得：g=v02l
(2)对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为m0的卫星，有m0g=m0v2R
解得第一宇宙速度为v=v0Rl
答：(1)该行星表面的重力加速度为v02l；
(2)该行星的第一宇宙速度为v0Rl。
【解析】(1)在最高点，根据牛顿第二定理可求星球表面的重力加速度。
(2)在行星表面根据重力提供向心力，可求第一宇宙速度。
对于卫星类问题，关键是明确卫星的动力学原理，根据牛顿第二定律列式求解；同时要记住第一宇宙速度的计算方法。
14.【答案】解：(1)狗由A运动到B的过程中，根据动能定理有：
mgH−Wf=12mv2
在B点时，根据牛顿第二定律：
3mg−mg=mv2R
联立解得：v=2gR；Wf=mgR
(2)根据平抛运动规律
在竖直方向上：h1−h=12gt2
在水平方向上：d=vt
解得：h=1516R
答：(1)狗在B点时的速度大小和在轨道运动过程中克服阻力做了mgR的功；
(2)为了狗狗能顺利跳入工具车中，工具车座椅距地面高度为1516R。
【解析】(1)根据动能定理计算出速度，结合牛顿第二定律完成计算；
(2)根据平抛运动的特点列式计算出高度。
本题主要考查了动能定理和平抛运动的结合，掌握平抛运动中不同方向的运动特点即可完成解答，难度不大。
15.【答案】解：(1)根据牛顿第二定律得F−mgsinθ−μmgcsθ=ma，代入数据解得：a=2m/s2
在第1s内，物体的位移x1=12at12=12×2×12m=1m
在0∼1s，拉力F做的功W=Fx1=24×1J=24J
(2)在0∼1s，合外力做的功为W总=F合x1=max1=2×2×1J=4J
(3)t=2s时，物体的速度v′=at=2×2m/s=4m/s
此时摩擦力的功率大小为P=fv′=μmgcsθv′=0.5×2×10×0.8×4W=2=32W
答：(1)在0∼1s，拉力F做的功为24J；
(2)在0∼1s，合外力做的功为4J；
(3)t=2s时，摩擦力的功率大小为32W。
【解析】(1)根据牛顿第二定律求解物体的加速度，进而求出物体在第1s内物体的位移，进而求解拉力F所做的功；
(2)总功等于合力功，即W总=F合l；
(3)先求出物体在2s末的速度，根据P=Fv求解摩擦力的瞬时功率。
解决本题时，明确总功等于各个分力所做功的代数和，也等于合力所做的功。
钩码数(个)
0
1
2
3
4
刻度尺的
刻度x/cm
10.80
12.00
13.20
x3
15.60
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