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江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高一下学期4月期中检测物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高一下学期4月期中检测物理试题（原卷版+解析版），文件包含江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高一下学期4月期中检测物理试题原卷版docx、江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高一下学期4月期中检测物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。
（试卷满分：100分，考试时间：75分钟）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将本人的学校、班级、姓名、考试号填在答题卡上。
2．将每题的答案或解答写在答题卡上，在试卷上答题无效。
3．考试结束，只交答题卡。
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示，质量为m的小物块随圆盘在水平面内一起匀速转动。已知角速度为，物块到转轴的距离为r，物块与圆盘间的动摩擦因数为μ，则物块所受摩擦力大小为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律，物块所受摩擦力大小为
故选B。
2. 如图所示，一种古老的舂米装置，使用时以O点为支点，人用脚踩踏板C，另一端的舂米锤B上升，松开脚后，B回落撞击谷槽A中的谷米。已知，下列说法正确的是（ ）
A. 相同时间内B、C的转过的角度相等
B. B、C的线速度大小关系满足
C. B、C的角速度关系满足
D. B、C的向心加速度大小关系满足
【答案】A
【解析】
【详解】AC．B、C做同轴转动，角速度大小相等，则相同时间内B、C的转过的角度相等，故A正确，C错误；
B．根据可知B、C的线速度大小关系满足
故B错误；
D．根据可知B、C的向心加速度大小关系满足
故D错误。
故选A。
3. 滑滑梯是非常受小朋友们喜爱的游乐设施，如图所示，一小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，在此过程中，小孩受到的重力、支持力、摩擦力以及合力做功情况正确的是（ ）
A. 重力做正功、合力做负功
B. 支持力做正功、摩擦力做负功
C. 支持力不做功、合力不做功
D. 摩擦力做负功、合力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，此过程中重力与位移方向的夹角为锐角，则重力做正功；支持力和位移方向垂直，则支持力不做功；摩擦力方向与位移方向相反，可知摩擦力做负功；物体的动能逐渐增加，可知合外力做正功。
故选D。
4. 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，如图为转弯处火车轨道横截面示意图。已知内外轨道与水平面倾角为，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内轨和外轨均不受侧压力作用，下面分析正确的是（ ）
A. 火车受重力、支持力、向心力
B.
C. 若火车速度小于v时，外轨与轮缘之间有挤压
D. 若火车速度大于v时，内轨与轮缘之间有挤压
【答案】B
【解析】
【详解】A．火车受重力、支持力作用，两个力的合力充当向心力，选项A错误；
B．由牛顿第二定律可知
可得
选项B正确；
C．若火车速度小于v时，重力与支持力的合力大于火车转弯所需的向心力，则火车有做向心运动的趋势，则内轨与轮缘之间有挤压，选项C错误；
D．若火车速度大于v时，重力与支持力的合力小于火车转弯所需的向心力，则火车有做离心运动的趋势，则外轨与轮缘之间有挤压，选项D错误。
故选B。
5. 如图所示，甲乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的乙，乙的飞行速度为0.5c，乙向甲发出一束光进行联络，则甲观测到该光束的传播速度是多大（ ）
A cB. 0.4cC. 0.1cD. 0.5c
【答案】A
【解析】
【详解】根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变．所以甲观测到该光束的传播速度为c。
故选A。
6. 如图所示的两个固定的光滑斜面，它们的高度相同、倾角不同。让质量相同的两个物体沿斜面从顶端运动到底端，此过程中下列说法不正确的是（ ）
A. 两物体重力的功一样
B. 两物体重力势能的变化一样
C. 两物体运动到底端时的动能一样
D. 两物体运动到底端时重力的功率一样
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
WG=mgh
可知，两物体重力的功一样，选项A正确；
B．重力做功等于重力势能的变化量，可知两物体重力势能的变化一样，选项B正确；
C．根据机械能守恒定律
可知，两物体运动到底端时动能一样，选项C正确；
D．两物体运动到底端时速度大小相同，但方向不同，在竖直方向速度vy也不同，根据
可知，重力的功率不一样，选项D错误。
此题选择不正确的，故选D。
7. 地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的绕日运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预计哈雷彗星下次回归将在2061年。轨道上P、Q两点分别为近日点和远日点，若哈雷彗星在P点与太阳中心的距离为，线速度大小为；在Q点与太阳中心的距离为，线速度大小为。关于哈雷彗星下列说法正确的是（ ）
A.
B. 哈雷彗星在P处的加速度
C. 哈雷彗星和太阳的连线与地球和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积总是相等
D. 哈雷彗星在P处受到太阳的引力大于在Q处受到太阳的引力
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意，由开普勒第二定律可知，哈雷彗星在近日点线速度大于在远日点的线速度，即
故A错误；
B．哈雷彗星在P处做离心运动，则在该处的加速度
故B错误；
C．开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，哈雷彗星和太阳的连线与地球和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积不相等，故C错误；
D．根据结合题意可知哈雷彗星在P处受到太阳的引力大于在Q处受到太阳的引力，故D正确。
故选D。
8. 如图为杭州亚运会体操赛场场景，“单臂大回环”是体操运动中的高难度动作，运动员单臂抓杠，以单杠为轴完成圆周运动，不考虑手和单杠之间的摩擦和空气阻力，将人视为处于重心的质点，将“单臂大回环”看成竖直平面内的圆周运动，等效半径为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 若运动员恰好能完成此圆周运动，则运动员在最高点速度大小是
B. 若运动员恰好能完成此圆周运动，则运动员在最高点处时，手臂与单杠之间无作用力
C. 若运动员恰好能够完成圆周运动，则运动员在最低点受单杠作用力大小为5mg
D. 从最高点到最低点的过程中，单杠对人的作用力做正功
【答案】C
【解析】
【详解】AB．运动员在做圆周运动的过程中，单杠对手臂可能为拉力，也可能为支持力，若运动员恰好能够完成此圆周运动，则运动员在最高点的速度为零，此时手臂与单杠之间支持力大小等于运动员的重力大小，故AB错误；
C．从最高点到最低点，根据动能定理有
解得
在最低点，有
所以
故C正确；
D．从最高点到最低点的过程中，单杠对人的作用力一直与速度方向垂直，不做功，故D错误。
故选C。
9. 华为发布的某新款手机具有卫星通话功能，是利用“天通一号”系列同步卫星进行信号中转的。如图所示，“天通一号”卫星发射时，先进入近地圆轨道再从近地点P变轨至椭圆轨道运行，再从椭圆轨道远地点Q变轨至圆形同步轨道。不考虑卫星质量变化，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在同步轨道上运行时可能经过扬州上空
B. 卫星在椭圆轨道上经过Q点时的加速度等于在同步轨道上经过Q点时的加速度
C. 卫星在椭圆轨道运行的周期大于24小时
D. 卫星在椭圆轨道上经过Q点时的速度大于在同步轨道上经过Q点时的速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．同步卫星只能定点在赤道的上空，则卫星在同步轨道上运行时不可能经过扬州上空，选项A错误；
B．根据
可知，卫星在椭圆轨道上经过Q点时的加速度等于在同步轨道上经过Q点时的加速度，选项B正确；
C．根据开普勒第三定律
椭圆轨道的半长轴小于同步卫星的轨道半径，可知卫星在椭圆轨道运行的周期小于同步卫星的周期，即小于24小时，选项C错误；
D．卫星在椭圆轨道上经过Q点时通过加速做离心运动才能进入同步轨道，则卫星在椭圆轨道上经过Q点的速度小于在同步轨道上经过Q点时的速度，选项D错误。
故选B。
10. 如图甲所示，质量为0.2kg的物块在水平向右的拉力F的作用下从A点静止开始向右运动，F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，在运动过程中，则（ ）
A. 当拉力时，物体速度最大
B. 拉力从1.8N减小到0.6N的过程中，拉力的功为19.2J
C. 物体的最大速度为
D. 物体的最大速度为6m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A．物块的最大静摩擦力为
根据图乙可知，当拉力大于最大静摩擦力时，物体向右加速运动，当拉力与最大静摩擦力平衡时，合力为0，物体速度达到最大值，故A错误；
B．根据数学函数规律可知，拉力等于0.6N时，对应的位移为8m，图像中，图像与横坐标所围几何图形的面积表示功，则拉力从1.8N减小到0.6N的过程中，拉力的功为
故B错误；
CD．结合上述可知，拉力等于06N时，物体速度达到最大值，根据动能定理有
其中
解得
故C正确，D错误。
故选C。
二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是，和（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
（1）该实验用到的方法是__________。
A. 理想实验B. 等效替代法C. 微元法D. 控制变量法
（2）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，左、右两边塔轮的角速度之比为__________；
（3）在某次实验中，某同学为了探究向心力的大小F与半径r之间的关系，把两个质量相等的钢球放在__________、__________位置（填“A”、“B”或 “C”），将传动皮带调至__________塔轮（填“第一层”、“第二层”或“第三层”）
（4）在另一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为__________。该实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，____________________。
【答案】（1）D （2）
（3） ①. B ②. C ③. 第一层
（4） ①. ②. 向心力大小与角速度平方成正比
【解析】
【小问1详解】
该实验要研究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，用到的方法是控制变量法，故选D；
【小问2详解】
若传动皮带套在塔轮第三层，两塔轮半径之比3:1，因两塔轮边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，塔轮转动时，左、右两边塔轮的角速度之比为1:3；
【小问3详解】
[1][2][3]在某次实验中，某同学为了探究向心力的大小F与半径r之间的关系，要保持质量和角速度相同，转动半径不同，则把两个质量相等的钢球放在B、C位置，要求两塔轮的角速度相等，则将传动皮带调至第一层塔轮。
【小问4详解】
[1]在另一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，即质量和转动半径相等。传动皮带位于第二层，两塔轮半径之比为2:1，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，则角速度之比为1:2，根据F=mω2r，可知，向心力之比为1:4，则左右两标尺的露出的格子数之比为1:4。
[2]该实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时向心力大小与角速度平方成正比。
12. 某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为,但是它的半径才不过10km，(已知引力常量为,)求:
(1)此中子星表面的自由落体加速度.
(2)此中子星的第一宇宙速度.
【答案】(1) (2) .
【解析】
【详解】(1)重力等于万有引力，则有
解得中子星表面的自由落体加速度
(2)万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得卫星的线速度
13. 新能源电动汽车已经成为出行的重要选择。某款电动汽车电机的额定功率为54kW，汽车连同驾乘人员总质量为，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N，当电动汽车一直以额定功率行驶时，求：
（1）汽车匀速行驶的速度大小；
（2）当汽车速度为10m/s时的加速度大小。
【答案】（1）30m/s；（2）2m/s2
【解析】
【详解】（1）匀速行驶时，牵引力大小等于阻力大小，则有
（2）根据公式得
根据牛顿第二定律得
解得
14. 智能呼啦圈可以提供全面的数据记录，让人合理管理自己的身材。如图甲，腰带外侧带有轨道，滑轮与配重通过轻绳连接， 其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.4kg，轻绳长为0.4m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.26m， 水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重在水平面内做匀速圆周运动。绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可视为静止，不计一切阻力，（重力加速度g取10m/s²，，）。求：
（1）轻绳拉力的大小；
（2）配重做匀速圆周运动的角速度；
（3）配重从静止开始加速旋转至的过程中，绳子对配重所做的功。
【答案】（1）5N；（2）；（3）1.07J
【解析】
【详解】（1）根据题意，配重受竖直向下的重力mg和绳的拉力T，则平衡条件得
（2）根据题意，配重做匀速圆周运动，则
解得
（3）配重做匀速圆周运动的线速度大小
解得
根据几何关系可得配重上升的高度为
根据动能定理可得
解得
15. 如图所示，用大小为10N，方向与水平地面成37°角的拉力，使静止的物体从A点沿水平粗糙地面运动到相距15m的B点，到达B点后立即撤去，物体沿光滑圆弧形轨道恰好滑到点，C点离地高度，然后又沿圆弧轨道返回水平地面，停在了点。物体的质量为2kg，不计物体在点的动能损失，（取，，）。求：
（1）物体到达B点时的速度大小；
（2）物体由A运动到B的过程中摩擦力做的功；
（3）D点到B点的距离。
【答案】（1）6m/s；（2）；（3）4.5m
【解析】
【详解】（1）对物体从B到C过程中应用动能定理
解得
（2）对物体从A到B的过程中应用动能定理
解得
（3）由AB段摩擦力做功
解得
物体由B点到D点的过程，由动能定理可得
解得
（试卷满分：100分，考试时间：75分钟）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将本人的学校、班级、姓名、考试号填在答题卡上。
2．将每题的答案或解答写在答题卡上，在试卷上答题无效。
3．考试结束，只交答题卡。
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示，质量为m的小物块随圆盘在水平面内一起匀速转动。已知角速度为，物块到转轴的距离为r，物块与圆盘间的动摩擦因数为μ，则物块所受摩擦力大小为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律，物块所受摩擦力大小为
故选B。
2. 如图所示，一种古老的舂米装置，使用时以O点为支点，人用脚踩踏板C，另一端的舂米锤B上升，松开脚后，B回落撞击谷槽A中的谷米。已知，下列说法正确的是（ ）
A. 相同时间内B、C的转过的角度相等
B. B、C的线速度大小关系满足
C. B、C的角速度关系满足
D. B、C的向心加速度大小关系满足
【答案】A
【解析】
【详解】AC．B、C做同轴转动，角速度大小相等，则相同时间内B、C的转过的角度相等，故A正确，C错误；
B．根据可知B、C的线速度大小关系满足
故B错误；
D．根据可知B、C的向心加速度大小关系满足
故D错误。
故选A。
3. 滑滑梯是非常受小朋友们喜爱的游乐设施，如图所示，一小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，在此过程中，小孩受到的重力、支持力、摩擦力以及合力做功情况正确的是（ ）
A. 重力做正功、合力做负功
B. 支持力做正功、摩擦力做负功
C. 支持力不做功、合力不做功
D. 摩擦力做负功、合力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，此过程中重力与位移方向的夹角为锐角，则重力做正功；支持力和位移方向垂直，则支持力不做功；摩擦力方向与位移方向相反，可知摩擦力做负功；物体的动能逐渐增加，可知合外力做正功。
故选D。
4. 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，如图为转弯处火车轨道横截面示意图。已知内外轨道与水平面倾角为，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内轨和外轨均不受侧压力作用，下面分析正确的是（ ）
A. 火车受重力、支持力、向心力
B.
C. 若火车速度小于v时，外轨与轮缘之间有挤压
D. 若火车速度大于v时，内轨与轮缘之间有挤压
【答案】B
【解析】
【详解】A．火车受重力、支持力作用，两个力的合力充当向心力，选项A错误；
B．由牛顿第二定律可知
可得
选项B正确；
C．若火车速度小于v时，重力与支持力的合力大于火车转弯所需的向心力，则火车有做向心运动的趋势，则内轨与轮缘之间有挤压，选项C错误；
D．若火车速度大于v时，重力与支持力的合力小于火车转弯所需的向心力，则火车有做离心运动的趋势，则外轨与轮缘之间有挤压，选项D错误。
故选B。
5. 如图所示，甲乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的乙，乙的飞行速度为0.5c，乙向甲发出一束光进行联络，则甲观测到该光束的传播速度是多大（ ）
A cB. 0.4cC. 0.1cD. 0.5c
【答案】A
【解析】
【详解】根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变．所以甲观测到该光束的传播速度为c。
故选A。
6. 如图所示的两个固定的光滑斜面，它们的高度相同、倾角不同。让质量相同的两个物体沿斜面从顶端运动到底端，此过程中下列说法不正确的是（ ）
A. 两物体重力的功一样
B. 两物体重力势能的变化一样
C. 两物体运动到底端时的动能一样
D. 两物体运动到底端时重力的功率一样
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
WG=mgh
可知，两物体重力的功一样，选项A正确；
B．重力做功等于重力势能的变化量，可知两物体重力势能的变化一样，选项B正确；
C．根据机械能守恒定律
可知，两物体运动到底端时动能一样，选项C正确；
D．两物体运动到底端时速度大小相同，但方向不同，在竖直方向速度vy也不同，根据
可知，重力的功率不一样，选项D错误。
此题选择不正确的，故选D。
7. 地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的绕日运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预计哈雷彗星下次回归将在2061年。轨道上P、Q两点分别为近日点和远日点，若哈雷彗星在P点与太阳中心的距离为，线速度大小为；在Q点与太阳中心的距离为，线速度大小为。关于哈雷彗星下列说法正确的是（ ）
A.
B. 哈雷彗星在P处的加速度
C. 哈雷彗星和太阳的连线与地球和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积总是相等
D. 哈雷彗星在P处受到太阳的引力大于在Q处受到太阳的引力
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意，由开普勒第二定律可知，哈雷彗星在近日点线速度大于在远日点的线速度，即
故A错误；
B．哈雷彗星在P处做离心运动，则在该处的加速度
故B错误；
C．开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，哈雷彗星和太阳的连线与地球和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积不相等，故C错误；
D．根据结合题意可知哈雷彗星在P处受到太阳的引力大于在Q处受到太阳的引力，故D正确。
故选D。
8. 如图为杭州亚运会体操赛场场景，“单臂大回环”是体操运动中的高难度动作，运动员单臂抓杠，以单杠为轴完成圆周运动，不考虑手和单杠之间的摩擦和空气阻力，将人视为处于重心的质点，将“单臂大回环”看成竖直平面内的圆周运动，等效半径为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 若运动员恰好能完成此圆周运动，则运动员在最高点速度大小是
B. 若运动员恰好能完成此圆周运动，则运动员在最高点处时，手臂与单杠之间无作用力
C. 若运动员恰好能够完成圆周运动，则运动员在最低点受单杠作用力大小为5mg
D. 从最高点到最低点的过程中，单杠对人的作用力做正功
【答案】C
【解析】
【详解】AB．运动员在做圆周运动的过程中，单杠对手臂可能为拉力，也可能为支持力，若运动员恰好能够完成此圆周运动，则运动员在最高点的速度为零，此时手臂与单杠之间支持力大小等于运动员的重力大小，故AB错误；
C．从最高点到最低点，根据动能定理有
解得
在最低点，有
所以
故C正确；
D．从最高点到最低点的过程中，单杠对人的作用力一直与速度方向垂直，不做功，故D错误。
故选C。
9. 华为发布的某新款手机具有卫星通话功能，是利用“天通一号”系列同步卫星进行信号中转的。如图所示，“天通一号”卫星发射时，先进入近地圆轨道再从近地点P变轨至椭圆轨道运行，再从椭圆轨道远地点Q变轨至圆形同步轨道。不考虑卫星质量变化，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在同步轨道上运行时可能经过扬州上空
B. 卫星在椭圆轨道上经过Q点时的加速度等于在同步轨道上经过Q点时的加速度
C. 卫星在椭圆轨道运行的周期大于24小时
D. 卫星在椭圆轨道上经过Q点时的速度大于在同步轨道上经过Q点时的速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．同步卫星只能定点在赤道的上空，则卫星在同步轨道上运行时不可能经过扬州上空，选项A错误；
B．根据
可知，卫星在椭圆轨道上经过Q点时的加速度等于在同步轨道上经过Q点时的加速度，选项B正确；
C．根据开普勒第三定律
椭圆轨道的半长轴小于同步卫星的轨道半径，可知卫星在椭圆轨道运行的周期小于同步卫星的周期，即小于24小时，选项C错误；
D．卫星在椭圆轨道上经过Q点时通过加速做离心运动才能进入同步轨道，则卫星在椭圆轨道上经过Q点的速度小于在同步轨道上经过Q点时的速度，选项D错误。
故选B。
10. 如图甲所示，质量为0.2kg的物块在水平向右的拉力F的作用下从A点静止开始向右运动，F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，在运动过程中，则（ ）
A. 当拉力时，物体速度最大
B. 拉力从1.8N减小到0.6N的过程中，拉力的功为19.2J
C. 物体的最大速度为
D. 物体的最大速度为6m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A．物块的最大静摩擦力为
根据图乙可知，当拉力大于最大静摩擦力时，物体向右加速运动，当拉力与最大静摩擦力平衡时，合力为0，物体速度达到最大值，故A错误；
B．根据数学函数规律可知，拉力等于0.6N时，对应的位移为8m，图像中，图像与横坐标所围几何图形的面积表示功，则拉力从1.8N减小到0.6N的过程中，拉力的功为
故B错误；
CD．结合上述可知，拉力等于06N时，物体速度达到最大值，根据动能定理有
其中
解得
故C正确，D错误。
故选C。
二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是，和（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
（1）该实验用到的方法是__________。
A. 理想实验B. 等效替代法C. 微元法D. 控制变量法
（2）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，左、右两边塔轮的角速度之比为__________；
（3）在某次实验中，某同学为了探究向心力的大小F与半径r之间的关系，把两个质量相等的钢球放在__________、__________位置（填“A”、“B”或 “C”），将传动皮带调至__________塔轮（填“第一层”、“第二层”或“第三层”）
（4）在另一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为__________。该实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，____________________。
【答案】（1）D （2）
（3） ①. B ②. C ③. 第一层
（4） ①. ②. 向心力大小与角速度平方成正比
【解析】
【小问1详解】
该实验要研究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，用到的方法是控制变量法，故选D；
【小问2详解】
若传动皮带套在塔轮第三层，两塔轮半径之比3:1，因两塔轮边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，塔轮转动时，左、右两边塔轮的角速度之比为1:3；
【小问3详解】
[1][2][3]在某次实验中，某同学为了探究向心力的大小F与半径r之间的关系，要保持质量和角速度相同，转动半径不同，则把两个质量相等的钢球放在B、C位置，要求两塔轮的角速度相等，则将传动皮带调至第一层塔轮。
【小问4详解】
[1]在另一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，即质量和转动半径相等。传动皮带位于第二层，两塔轮半径之比为2:1，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，则角速度之比为1:2，根据F=mω2r，可知，向心力之比为1:4，则左右两标尺的露出的格子数之比为1:4。
[2]该实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时向心力大小与角速度平方成正比。
12. 某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为,但是它的半径才不过10km，(已知引力常量为,)求:
(1)此中子星表面的自由落体加速度.
(2)此中子星的第一宇宙速度.
【答案】(1) (2) .
【解析】
【详解】(1)重力等于万有引力，则有
解得中子星表面的自由落体加速度
(2)万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得卫星的线速度
13. 新能源电动汽车已经成为出行的重要选择。某款电动汽车电机的额定功率为54kW，汽车连同驾乘人员总质量为，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N，当电动汽车一直以额定功率行驶时，求：
（1）汽车匀速行驶的速度大小；
（2）当汽车速度为10m/s时的加速度大小。
【答案】（1）30m/s；（2）2m/s2
【解析】
【详解】（1）匀速行驶时，牵引力大小等于阻力大小，则有
（2）根据公式得
根据牛顿第二定律得
解得
14. 智能呼啦圈可以提供全面的数据记录，让人合理管理自己的身材。如图甲，腰带外侧带有轨道，滑轮与配重通过轻绳连接， 其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.4kg，轻绳长为0.4m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.26m， 水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重在水平面内做匀速圆周运动。绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可视为静止，不计一切阻力，（重力加速度g取10m/s²，，）。求：
（1）轻绳拉力的大小；
（2）配重做匀速圆周运动的角速度；
（3）配重从静止开始加速旋转至的过程中，绳子对配重所做的功。
【答案】（1）5N；（2）；（3）1.07J
【解析】
【详解】（1）根据题意，配重受竖直向下的重力mg和绳的拉力T，则平衡条件得
（2）根据题意，配重做匀速圆周运动，则
解得
（3）配重做匀速圆周运动的线速度大小
解得
根据几何关系可得配重上升的高度为
根据动能定理可得
解得
15. 如图所示，用大小为10N，方向与水平地面成37°角的拉力，使静止的物体从A点沿水平粗糙地面运动到相距15m的B点，到达B点后立即撤去，物体沿光滑圆弧形轨道恰好滑到点，C点离地高度，然后又沿圆弧轨道返回水平地面，停在了点。物体的质量为2kg，不计物体在点的动能损失，（取，，）。求：
（1）物体到达B点时的速度大小；
（2）物体由A运动到B的过程中摩擦力做的功；
（3）D点到B点的距离。
【答案】（1）6m/s；（2）；（3）4.5m
【解析】
【详解】（1）对物体从B到C过程中应用动能定理
解得
（2）对物体从A到B的过程中应用动能定理
解得
（3）由AB段摩擦力做功
解得
物体由B点到D点的过程，由动能定理可得
解得
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