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2020-2021学年江苏省盐城市东台创新高级中学高一下学期3月份检测物理试题
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这是一份2020-2021学年江苏省盐城市东台创新高级中学高一下学期3月份检测物理试题，共20页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上，下列说法中不正确的是，取水平地面为重力势能零点等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
未命名
一、单选题（每题3分，共69分）
1．美国科学家于2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”。相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是 （ ）
A．牛顿力学完全适用于宏观低速运动
B．牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的
C．随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D．由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
【答案】A
【详解】
A．牛顿力学适用于低速运动的宏观物体，故 A正确；
B．牛顿力学取得了巨大的成就，但它具有一定的局限性，并不是普遍适用的，故B错误；
CD．在微观高速领域，要用量子力学和相对论理论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了牛顿力学，牛顿力学作为某些条件下的特殊情形，被包括在新的科学成就之中，不会过时，不会失去价值，故C、D错误。
故选A。
2．关于宇宙速度，下列说法正确的是
A．第一宇宙速度大小为16.7km/sB．第二宇宙速度大小为11.2km/s
C．第三宇宙速度大小为7.9km/sD．第二宇宙速度也叫环绕速度
【答案】B
【解析】
【详解】
第一宇宙速度大小是7.9km/s，也叫环绕速度，故AD错误；第二宇宙速度大小是11.2km/s，故B正确；第三宇宙速度是物体逃离太阳的最小速度。大小是16.7km/s，故C错误。
3．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的过程，在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）
A．英国物理学家牛顿用实验的方法测出了万有引力常量G
B．第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律
C．亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因
D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础
【答案】D
【详解】
A．英国物理学家卡文迪许用扭秤实验的方法测出万有引力常量G，A错误。
B．开普勒接受了哥白尼日心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律，B错误。
C．伽利略认为力是改变物体运动状态的原因，C错误。
D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础，D正确。
故选D。
4．如图所示，微信启动新界面，其画面视角从非洲大陆上空（左）变成中国上空（右），新照片由我国新一代静止轨道卫星“风云四号”拍摄，见证着科学家15年的辛苦和努力。下列说法正确的是（ ）
A．“风云四号”可能经过北京正上空
B．“风云四号”的向心加速度大于月球的向心加速度
C．与“风云四号”同轨道的卫星运动的动能都相等
D．“风云四号”的运行速度大于7.9km/s
【答案】B
【详解】
A．由题可知，“风云四号”卫星是地球同步卫星，而同步卫星只能在赤道正上空，且高度保持不变，故A错误；
B．根据
得
其中G为引力常量，M为地球质量，r为轨道半径，因“风云四号”卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，故“风云四号”的向心加速度大于月球的向心加速度，故B正确；
C．与“风云四号”同轨道的卫星都是同步卫星，故线速度大小一定相等，但不知道各个卫星的质量是否相等，根据
知动能不一定相等，故C错误；
D．卫星围绕地球表面运行的最大线速度是7.9km/s，此时它的轨道半径等于地球半径，而“风云四号”的轨道半径大于地球半径，根据
可知，其线速度小于7.9km/s，故D错误。
故选B。
5．1977年发射升空的旅行者1号经过了41年的飞行，确认已飞出了太阳系，则旅行者1号的发射速度v0
A．v0<7.9km/sB．7.9km/sC．11.2km/s16.7km/s
【答案】D
【分析】
第三宇宙速度是：从地球表面出发，为摆脱太阳系引力场的束缚，飞向恒星际空间所需的最小速度，其值约为16.7km/s．
【详解】
旅行者1号摆脱太阳系引力场的束缚，所以发射速度v0>16.7km/s，故D正确，ABC错误．
【点睛】
知道第三宇宙速度的定义、数值，第三宇宙速度的数值是基础知识应记住．
6．下列说法中不正确的是（ ）
A．力对物体做正功，说明力对物体的运动是促进的
B．功是矢量，正、负表示方向
C．力对物体做负功，说明力对物体的运动是阻碍的
D．力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量
【答案】B
【详解】
A．力对物体做正功，说明力对物体提供动力，即力对物体的运动是促进的，故A正确；
B．功是标量，没有方向，但有正、负，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功，故B错误；
C．力对物体做负功，说明力对物体的运动是阻碍的，故C正确；
D．根据W=FLcsθ可知，力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量，故D正确。
本题选不正确的，故选B。
7．如图所示，两个相互垂直的力和作用在同一物体上，使物体通过一段位移，力、对物体做的功分别是和，则力与的合力对物体做的功（ ）
A．可能等于B．可能等于C．等于D．等于
【答案】C
【详解】
当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的代数和；由于力F1对物体做功
F2对物体做功
故合力的功
故选C。
8．发射地球同步卫星，简化后的基本过程如下，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后在轨道1上Q点处点火，使其进入椭圆轨道2，之后在椭圆轨道上P点处再次点火，将卫星送入同步轨道3，卫星在1、2轨道相切于Q点，2、3轨道相切于P点，现卫星分别在1、2、3轨道上正常运行，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道3上运行的速率大于在轨道1上运行的速率
B．卫星在轨道2上运行时经过P点的速率大于在轨道2上经过Q点的速率
C．卫星在轨道2上运动时经过P点的加速度等于在轨道3上经过P点的加速度
D．卫星在轨道2上经过Q点的加速度大于在轨道1上经过Q点的加速度
【答案】C
【详解】
A．根据高轨低速大周期可判断知，卫星在轨道3上运行的速率小于在轨道1上运行的速率，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，近地点的速度大于远地点的速度，故卫星在轨道2上运行时经过P点的速率小于在轨道2上经过Q点的速率，故B错误；
C．加速度由力决定，万有引力大小相同，故卫星在轨道2上运动时经过P点的加速度等于在轨道3上经过P点的加速度，故C正确；
D．加速度由力决定，万有引力大小相同，卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度，故D错误。
故选C。
9．下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系，正确的是（ ）
A．如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零
B．如果合力对物体做的功为零，则合力一定为零
C．物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为零
D．合力做正功，物体动能可能减小
【答案】A
【详解】
A．功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积，如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零，A正确；
B．如果合力对物体做的功为零，可能是合力不为零，而是物体在力的方向上的位移为零，B错误；
C．竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，在上升和下降阶段经过同一位置时动能相等，动能在这段过程中变化量为零，C错误；
D．合力做正功时，动能肯定增加，D错误。
故选A。
10．取水平地面为重力势能零点．一物块从地面以初速度v0竖直向上运动，不计空气阻力，当物块运动到某一高度时，它的重力势能和动能恰好相等，则在该高度时物块的速度大小为（ ）
A．v0B．v0C．v0D．v0
【答案】C
【详解】
设当物块运动到高度h时，它的重力势能和动能恰好相等，速率为v，物块上升的过程中，根据机械能守恒定律得
mgh＋mv2=m
又
mgh=mv2
联立解得
v=v0
11．某同学为配合值日生打扫地面，将凳子向上搬起后再缓慢放回原处，此过程中该同学对凳子做功的情况是（ ）
A．一直做正功B．先做正功，再做负功
C．一直做负功D．先做负功，再做正功
【答案】B
【详解】
该同学将凳子向上搬起过程中，人对凳子有向上的作用力，凳子向上运动，故人对凳子做正功；放下过程中，人对凳子的力仍然向上，但凳子运动方向向下，故人对凳子做负功。
故选B。
12．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻F做功的瞬时功率是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】
根据牛顿第二定律得
在t=t1时刻，木块的速度为
在t=t1时刻F做功的瞬时功率是
故选C。
13．关于机械能，下列说法正确的是（ ）
A．物体做竖直面内的圆周运动，机械能一定守恒
B．物体做匀速直线运动，机械能一定守恒
C．合外力对物体做功为零时，物体的机械能一定守恒
D．只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒
【答案】D
【详解】
机械能守恒的条件是，只有重力或弹力做功
A．物体在竖直平面内做圆周运动，因为不清楚物体受力情况，若用轻杆连接的物体在竖直平面内做匀速圆周运动，则此时机械能不守恒，故A错误；
B．物体做匀速直线运动，只能说明物体所受合外力为0，不能确定是否满足机械能守恒条件，若人在电梯中匀速上升或下降，则机械能不守恒，故B错误；
C．合外力对物体做功为0时，物体的动能保持不变，但机械能不一定守恒，故C错误；
D．满足机械能守恒条件只有重力做功，故物体的机械能守恒，故D正确。
故选D。
14．2020年11月24日4点30分，嫦娥五号探测器成功发射升空。若嫦娥五号在距月球表面高度分别为、的轨道I、Ⅱ上运行，均可视为匀速圆周运动，则在轨道I、Ⅱ上运行时，嫦娥五号与月球中心连线扫过相同面积所用的时间之比为（月球看成半径为R、质量均匀分布的球体）（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】
根据万有引力提供向心力
可知嫦娥五号在距月球表面高度为、的轨道I、Ⅱ上的角速度分别为
，
又因为嫦娥五号与月球中心连线扫过的面积为
当扫过面积相等时，有
解得
故选D。
15．地球上任何两个有质量的物体之间都存在万有引力，其大小与什么有关（ ）
A．与太阳有关B．与地球的质量有关
C．与两者之间的距离有关D．与地月之间的距离有关
【答案】C
【详解】
自然界中的任何物体都存在着相互的引力，我们称之为万有引力；万有引力大小与两物体质量的乘积成正比，与距离的平方成反比，故C正确ABD错误。
故选C。
16．下列选项中，物体所受力F的大小相等，位移方向向右、大小相同。其中，F做功最少的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】
设位移为x，则有四个答案依次做的功为
A选项拉力做功为
B选项拉力做功为
C选项拉力做功为
D选项拉力做功为
D选项拉力F做功最小。
故选D。
17．对于开普勒第三定律的表达式的理解，正确的是（ ）
A．k与成正比B．k与成反比
C．k值与行星自身有关D．k值与a和T均无关
【答案】D
【详解】
开普勒定律是根据太阳和它的行星运动规律得出来的，开普勒第三定律的表达式
中k是定值，由中心天体质量决定。只与中心天体太阳有关，与其他因素无关，故ABC错误，D正确。
故选D。
18．在物理学发展史上，通过实验巧妙得出万有引力常量G的科学家是（ ）
A．亚里士多德B．胡克C．牛顿D．卡文迪许
【答案】D
【详解】
牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出。
故选D。
19．2013年6月11日，我国载人航天工程再传喜讯，承担为“天宫一号”提供人员和物资天地往返运输服务的“神舟十号”载人飞船成功发射。“神舟十号”与“天宫一号”对接 前的一段时间内，仅在地球引力作用下绕地球做匀速圆周运动，运行轨道半径为r。已知地球质量为M，引力常量为G，则“神舟十号”在这段时间内运行的速率为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】
“神舟十号”做圆周运动的向心力等于地球的引力，根据
解得
故选B。
20．要使两物体间万有引力减小到原来的，不可采取的方法是
A．使两物体的质量各减少，距离保持不变
B．使两物体间距离变为原来的2倍，质量不变
C．使其中一个物体质量减为原来的，距离不变
D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
【答案】D
【详解】
由可知，若要使两物体间万有引力减小到原来的，距离不变的情况下，可以使两物体的质量各减少或者使其中一个物体质量减为原来的，质量不变的情况下，使两物体间距离变为原来的2倍，所以ABC正确，D错误，D符合题意，故选D。
21．关于某力做功的功率，下列说法正确的是（ ）
A．该力越大，其功率就越大
B．该力在单位时间内做的功越多，其功率就越大
C．功率越大，说明该力做的功越多
D．功率越小，说明该力做功的时间越少
【答案】B
【详解】
A．根据可知，力越大，功率不一定大，故A错误；
B．功率等于单位时间内做功的多少，该力在单位时间内做功越多，功率越大，故B正确；
CD．功率是反应做功快慢的物理量，功率大，做功快，功率小，做功慢，功率大小不能说明做功的多少，故CD错误。
故选B。
22．《愤怒的小鸟》是一款非常流行的游戏。故事也相当有趣，如图甲，为了报复偷走鸟蛋的肥猪们，鸟儿以自己的身体为武器，如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒。该游戏完全按照实际的抛体运动规律设计，支架高度为h，支架到肥猪堡垒的水平距离为l，不计空气阻力。设某次小鸟被弹弓沿水平方向弹出，模拟图如图乙所示。小鸟弹出到击中肥猪堡垒的过程中（ ）
A．重力做正功，重力势能减少B．重力做正功，重力势能增大
C．重力做负功，重力势能减少D．重力做负功，重力势能增大
【答案】A
【详解】
小鸟的重力方向竖直向下，小鸟在竖直方向上向下运动，重力做正功，根据重力做功和重力势能的关系，则重力势能减小。
故选A。
23．弹簧竖直放置，下端固定，上端处于自由状态。分别把质量为、的小物块置于弹簧上端，静止释放，弹簧的最大压缩量分别为、。不计空气阻力，则弹簧压缩量最大时的弹性势能、的比值为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】
弹簧的最大压缩量时弹簧的弹力
做出弹簧的弹力和形变量的关系图像，如图所示
则图像所围成的面积表示弹力所做的功，根据弹力做功和弹性势能的关系，则有
故选D。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
二、实验题（每空3分，计12分）
24．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带的数据如图所示，单位cm，g取9.8m/s2，O是打的第一个点，O、A之间有几个计数点没画出．
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度 vB=______m/s．
（2）从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量ΔEP=_______J，此过程中物体动能的增加量ΔEK=______J．
（3）造成ΔEP和ΔEK不相等的主要原因是_____________________．
【答案】0.98 0.49 0.48 实验过程中存在摩擦阻力和空气阻力
【详解】
试题分析：（1）利用匀变速直线运动的推论
（2）重力势能减小量．．
（3）造成和不相等的主要原因是实验过程中存在摩擦阻力和空气阻力．
考点：“验证机械能守恒定律”的实验
三、解答题（9分 10分）
25．如图所示，光滑水平面AB与固定在竖直面内的粗糙半圆形导轨相切于B点，导轨半径为，一个质量为的物块将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧，它继续运动到B点时对导轨的压力大小为其重力的7倍，之后沿半圆形导轨运动恰好能通过C点，重力加速度g取求：
(1)物块到达B点时的动能；
(2)弹簧被压缩至A点时的弹性势能；
(3)物块沿半圆形导轨由B运动至C过程阻力所做功。
【答案】(1)12J ；(2)12J； (3)−2J
【详解】
(1)设物体运动到B点时的速度大小为，对导轨的压力大小为
则轨道对物体的支持力
在B点根据牛顿第二定律可得
物块到达B点时的动能为
联立解得
(2)由于水平面光滑，所以弹簧被压缩至A点时的弹性势能等于物体达到B点的动能，所以有
(3)物块沿半圆形导轨运动恰好能通过C点，则在C点的速度为,根据重力完全提供向心力可得
设物块沿半圆形导轨由B运动至C过程阻力所做的功为，根据动能定理可得
解得
26．2022年北京将举办第24届冬奥会，这一消息激起了人们的冰雪情怀，在北方小朋友们经常玩拉雪橇的游戏如图所示，假设坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m=50kg，在与水平面成θ=37°角的恒定拉力F=250N作用下，由静止开始沿水平地面向右移动2s。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ=0.2，g=10 m/s2求：
(1)2s内力F所做的功；
(2)2s内力摩擦力做的功；
(3)2s内合力做的功；
(4)2s内力F的平均功率和2s末力F的瞬时功率。
【答案】(1)1040J；(2)-364J；(3)676J；(4)520W；1040W
【详解】
(1)由牛顿第二定律得
得
a=2.6m/s2
2s内的位移
2s内力F所做的功
(2)2s内力摩擦力做的功
(3)2s内合力做的功
(4)2s内力F的平均功率
2s末力F的瞬时功率
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
未命名
一、单选题（每题3分，共69分）
1．美国科学家于2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”。相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是 （ ）
A．牛顿力学完全适用于宏观低速运动
B．牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的
C．随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D．由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
【答案】A
【详解】
A．牛顿力学适用于低速运动的宏观物体，故 A正确；
B．牛顿力学取得了巨大的成就，但它具有一定的局限性，并不是普遍适用的，故B错误；
CD．在微观高速领域，要用量子力学和相对论理论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了牛顿力学，牛顿力学作为某些条件下的特殊情形，被包括在新的科学成就之中，不会过时，不会失去价值，故C、D错误。
故选A。
2．关于宇宙速度，下列说法正确的是
A．第一宇宙速度大小为16.7km/sB．第二宇宙速度大小为11.2km/s
C．第三宇宙速度大小为7.9km/sD．第二宇宙速度也叫环绕速度
【答案】B
【解析】
【详解】
第一宇宙速度大小是7.9km/s，也叫环绕速度，故AD错误；第二宇宙速度大小是11.2km/s，故B正确；第三宇宙速度是物体逃离太阳的最小速度。大小是16.7km/s，故C错误。
3．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的过程，在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）
A．英国物理学家牛顿用实验的方法测出了万有引力常量G
B．第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律
C．亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因
D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础
【答案】D
【详解】
A．英国物理学家卡文迪许用扭秤实验的方法测出万有引力常量G，A错误。
B．开普勒接受了哥白尼日心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律，B错误。
C．伽利略认为力是改变物体运动状态的原因，C错误。
D．牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础，D正确。
故选D。
4．如图所示，微信启动新界面，其画面视角从非洲大陆上空（左）变成中国上空（右），新照片由我国新一代静止轨道卫星“风云四号”拍摄，见证着科学家15年的辛苦和努力。下列说法正确的是（ ）
A．“风云四号”可能经过北京正上空
B．“风云四号”的向心加速度大于月球的向心加速度
C．与“风云四号”同轨道的卫星运动的动能都相等
D．“风云四号”的运行速度大于7.9km/s
【答案】B
【详解】
A．由题可知，“风云四号”卫星是地球同步卫星，而同步卫星只能在赤道正上空，且高度保持不变，故A错误；
B．根据
得
其中G为引力常量，M为地球质量，r为轨道半径，因“风云四号”卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，故“风云四号”的向心加速度大于月球的向心加速度，故B正确；
C．与“风云四号”同轨道的卫星都是同步卫星，故线速度大小一定相等，但不知道各个卫星的质量是否相等，根据
知动能不一定相等，故C错误；
D．卫星围绕地球表面运行的最大线速度是7.9km/s，此时它的轨道半径等于地球半径，而“风云四号”的轨道半径大于地球半径，根据
可知，其线速度小于7.9km/s，故D错误。
故选B。
5．1977年发射升空的旅行者1号经过了41年的飞行，确认已飞出了太阳系，则旅行者1号的发射速度v0
A．v0<7.9km/sB．7.9km/s
【答案】D
【分析】
第三宇宙速度是：从地球表面出发，为摆脱太阳系引力场的束缚，飞向恒星际空间所需的最小速度，其值约为16.7km/s．
【详解】
旅行者1号摆脱太阳系引力场的束缚，所以发射速度v0>16.7km/s，故D正确，ABC错误．
【点睛】
知道第三宇宙速度的定义、数值，第三宇宙速度的数值是基础知识应记住．
6．下列说法中不正确的是（ ）
A．力对物体做正功，说明力对物体的运动是促进的
B．功是矢量，正、负表示方向
C．力对物体做负功，说明力对物体的运动是阻碍的
D．力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量
【答案】B
【详解】
A．力对物体做正功，说明力对物体提供动力，即力对物体的运动是促进的，故A正确；
B．功是标量，没有方向，但有正、负，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功，故B错误；
C．力对物体做负功，说明力对物体的运动是阻碍的，故C正确；
D．根据W=FLcsθ可知，力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量，故D正确。
本题选不正确的，故选B。
7．如图所示，两个相互垂直的力和作用在同一物体上，使物体通过一段位移，力、对物体做的功分别是和，则力与的合力对物体做的功（ ）
A．可能等于B．可能等于C．等于D．等于
【答案】C
【详解】
当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的代数和；由于力F1对物体做功
F2对物体做功
故合力的功
故选C。
8．发射地球同步卫星，简化后的基本过程如下，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后在轨道1上Q点处点火，使其进入椭圆轨道2，之后在椭圆轨道上P点处再次点火，将卫星送入同步轨道3，卫星在1、2轨道相切于Q点，2、3轨道相切于P点，现卫星分别在1、2、3轨道上正常运行，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道3上运行的速率大于在轨道1上运行的速率
B．卫星在轨道2上运行时经过P点的速率大于在轨道2上经过Q点的速率
C．卫星在轨道2上运动时经过P点的加速度等于在轨道3上经过P点的加速度
D．卫星在轨道2上经过Q点的加速度大于在轨道1上经过Q点的加速度
【答案】C
【详解】
A．根据高轨低速大周期可判断知，卫星在轨道3上运行的速率小于在轨道1上运行的速率，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，近地点的速度大于远地点的速度，故卫星在轨道2上运行时经过P点的速率小于在轨道2上经过Q点的速率，故B错误；
C．加速度由力决定，万有引力大小相同，故卫星在轨道2上运动时经过P点的加速度等于在轨道3上经过P点的加速度，故C正确；
D．加速度由力决定，万有引力大小相同，卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度，故D错误。
故选C。
9．下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系，正确的是（ ）
A．如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零
B．如果合力对物体做的功为零，则合力一定为零
C．物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为零
D．合力做正功，物体动能可能减小
【答案】A
【详解】
A．功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积，如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零，A正确；
B．如果合力对物体做的功为零，可能是合力不为零，而是物体在力的方向上的位移为零，B错误；
C．竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，在上升和下降阶段经过同一位置时动能相等，动能在这段过程中变化量为零，C错误；
D．合力做正功时，动能肯定增加，D错误。
故选A。
10．取水平地面为重力势能零点．一物块从地面以初速度v0竖直向上运动，不计空气阻力，当物块运动到某一高度时，它的重力势能和动能恰好相等，则在该高度时物块的速度大小为（ ）
A．v0B．v0C．v0D．v0
【答案】C
【详解】
设当物块运动到高度h时，它的重力势能和动能恰好相等，速率为v，物块上升的过程中，根据机械能守恒定律得
mgh＋mv2=m
又
mgh=mv2
联立解得
v=v0
11．某同学为配合值日生打扫地面，将凳子向上搬起后再缓慢放回原处，此过程中该同学对凳子做功的情况是（ ）
A．一直做正功B．先做正功，再做负功
C．一直做负功D．先做负功，再做正功
【答案】B
【详解】
该同学将凳子向上搬起过程中，人对凳子有向上的作用力，凳子向上运动，故人对凳子做正功；放下过程中，人对凳子的力仍然向上，但凳子运动方向向下，故人对凳子做负功。
故选B。
12．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻F做功的瞬时功率是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】
根据牛顿第二定律得
在t=t1时刻，木块的速度为
在t=t1时刻F做功的瞬时功率是
故选C。
13．关于机械能，下列说法正确的是（ ）
A．物体做竖直面内的圆周运动，机械能一定守恒
B．物体做匀速直线运动，机械能一定守恒
C．合外力对物体做功为零时，物体的机械能一定守恒
D．只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒
【答案】D
【详解】
机械能守恒的条件是，只有重力或弹力做功
A．物体在竖直平面内做圆周运动，因为不清楚物体受力情况，若用轻杆连接的物体在竖直平面内做匀速圆周运动，则此时机械能不守恒，故A错误；
B．物体做匀速直线运动，只能说明物体所受合外力为0，不能确定是否满足机械能守恒条件，若人在电梯中匀速上升或下降，则机械能不守恒，故B错误；
C．合外力对物体做功为0时，物体的动能保持不变，但机械能不一定守恒，故C错误；
D．满足机械能守恒条件只有重力做功，故物体的机械能守恒，故D正确。
故选D。
14．2020年11月24日4点30分，嫦娥五号探测器成功发射升空。若嫦娥五号在距月球表面高度分别为、的轨道I、Ⅱ上运行，均可视为匀速圆周运动，则在轨道I、Ⅱ上运行时，嫦娥五号与月球中心连线扫过相同面积所用的时间之比为（月球看成半径为R、质量均匀分布的球体）（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】
根据万有引力提供向心力
可知嫦娥五号在距月球表面高度为、的轨道I、Ⅱ上的角速度分别为
，
又因为嫦娥五号与月球中心连线扫过的面积为
当扫过面积相等时，有
解得
故选D。
15．地球上任何两个有质量的物体之间都存在万有引力，其大小与什么有关（ ）
A．与太阳有关B．与地球的质量有关
C．与两者之间的距离有关D．与地月之间的距离有关
【答案】C
【详解】
自然界中的任何物体都存在着相互的引力，我们称之为万有引力；万有引力大小与两物体质量的乘积成正比，与距离的平方成反比，故C正确ABD错误。
故选C。
16．下列选项中，物体所受力F的大小相等，位移方向向右、大小相同。其中，F做功最少的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】
设位移为x，则有四个答案依次做的功为
A选项拉力做功为
B选项拉力做功为
C选项拉力做功为
D选项拉力做功为
D选项拉力F做功最小。
故选D。
17．对于开普勒第三定律的表达式的理解，正确的是（ ）
A．k与成正比B．k与成反比
C．k值与行星自身有关D．k值与a和T均无关
【答案】D
【详解】
开普勒定律是根据太阳和它的行星运动规律得出来的，开普勒第三定律的表达式
中k是定值，由中心天体质量决定。只与中心天体太阳有关，与其他因素无关，故ABC错误，D正确。
故选D。
18．在物理学发展史上，通过实验巧妙得出万有引力常量G的科学家是（ ）
A．亚里士多德B．胡克C．牛顿D．卡文迪许
【答案】D
【详解】
牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出。
故选D。
19．2013年6月11日，我国载人航天工程再传喜讯，承担为“天宫一号”提供人员和物资天地往返运输服务的“神舟十号”载人飞船成功发射。“神舟十号”与“天宫一号”对接 前的一段时间内，仅在地球引力作用下绕地球做匀速圆周运动，运行轨道半径为r。已知地球质量为M，引力常量为G，则“神舟十号”在这段时间内运行的速率为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】
“神舟十号”做圆周运动的向心力等于地球的引力，根据
解得
故选B。
20．要使两物体间万有引力减小到原来的，不可采取的方法是
A．使两物体的质量各减少，距离保持不变
B．使两物体间距离变为原来的2倍，质量不变
C．使其中一个物体质量减为原来的，距离不变
D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
【答案】D
【详解】
由可知，若要使两物体间万有引力减小到原来的，距离不变的情况下，可以使两物体的质量各减少或者使其中一个物体质量减为原来的，质量不变的情况下，使两物体间距离变为原来的2倍，所以ABC正确，D错误，D符合题意，故选D。
21．关于某力做功的功率，下列说法正确的是（ ）
A．该力越大，其功率就越大
B．该力在单位时间内做的功越多，其功率就越大
C．功率越大，说明该力做的功越多
D．功率越小，说明该力做功的时间越少
【答案】B
【详解】
A．根据可知，力越大，功率不一定大，故A错误；
B．功率等于单位时间内做功的多少，该力在单位时间内做功越多，功率越大，故B正确；
CD．功率是反应做功快慢的物理量，功率大，做功快，功率小，做功慢，功率大小不能说明做功的多少，故CD错误。
故选B。
22．《愤怒的小鸟》是一款非常流行的游戏。故事也相当有趣，如图甲，为了报复偷走鸟蛋的肥猪们，鸟儿以自己的身体为武器，如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒。该游戏完全按照实际的抛体运动规律设计，支架高度为h，支架到肥猪堡垒的水平距离为l，不计空气阻力。设某次小鸟被弹弓沿水平方向弹出，模拟图如图乙所示。小鸟弹出到击中肥猪堡垒的过程中（ ）
A．重力做正功，重力势能减少B．重力做正功，重力势能增大
C．重力做负功，重力势能减少D．重力做负功，重力势能增大
【答案】A
【详解】
小鸟的重力方向竖直向下，小鸟在竖直方向上向下运动，重力做正功，根据重力做功和重力势能的关系，则重力势能减小。
故选A。
23．弹簧竖直放置，下端固定，上端处于自由状态。分别把质量为、的小物块置于弹簧上端，静止释放，弹簧的最大压缩量分别为、。不计空气阻力，则弹簧压缩量最大时的弹性势能、的比值为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】
弹簧的最大压缩量时弹簧的弹力
做出弹簧的弹力和形变量的关系图像，如图所示
则图像所围成的面积表示弹力所做的功，根据弹力做功和弹性势能的关系，则有
故选D。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
二、实验题（每空3分，计12分）
24．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带的数据如图所示，单位cm，g取9.8m/s2，O是打的第一个点，O、A之间有几个计数点没画出．
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度 vB=______m/s．
（2）从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量ΔEP=_______J，此过程中物体动能的增加量ΔEK=______J．
（3）造成ΔEP和ΔEK不相等的主要原因是_____________________．
【答案】0.98 0.49 0.48 实验过程中存在摩擦阻力和空气阻力
【详解】
试题分析：（1）利用匀变速直线运动的推论
（2）重力势能减小量．．
（3）造成和不相等的主要原因是实验过程中存在摩擦阻力和空气阻力．
考点：“验证机械能守恒定律”的实验
三、解答题（9分 10分）
25．如图所示，光滑水平面AB与固定在竖直面内的粗糙半圆形导轨相切于B点，导轨半径为，一个质量为的物块将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧，它继续运动到B点时对导轨的压力大小为其重力的7倍，之后沿半圆形导轨运动恰好能通过C点，重力加速度g取求：
(1)物块到达B点时的动能；
(2)弹簧被压缩至A点时的弹性势能；
(3)物块沿半圆形导轨由B运动至C过程阻力所做功。
【答案】(1)12J ；(2)12J； (3)−2J
【详解】
(1)设物体运动到B点时的速度大小为，对导轨的压力大小为
则轨道对物体的支持力
在B点根据牛顿第二定律可得
物块到达B点时的动能为
联立解得
(2)由于水平面光滑，所以弹簧被压缩至A点时的弹性势能等于物体达到B点的动能，所以有
(3)物块沿半圆形导轨运动恰好能通过C点，则在C点的速度为,根据重力完全提供向心力可得
设物块沿半圆形导轨由B运动至C过程阻力所做的功为，根据动能定理可得
解得
26．2022年北京将举办第24届冬奥会，这一消息激起了人们的冰雪情怀，在北方小朋友们经常玩拉雪橇的游戏如图所示，假设坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m=50kg，在与水平面成θ=37°角的恒定拉力F=250N作用下，由静止开始沿水平地面向右移动2s。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ=0.2，g=10 m/s2求：
(1)2s内力F所做的功；
(2)2s内力摩擦力做的功；
(3)2s内合力做的功；
(4)2s内力F的平均功率和2s末力F的瞬时功率。
【答案】(1)1040J；(2)-364J；(3)676J；(4)520W；1040W
【详解】
(1)由牛顿第二定律得
得
a=2.6m/s2
2s内的位移
2s内力F所做的功
(2)2s内力摩擦力做的功
(3)2s内合力做的功
(4)2s内力F的平均功率
2s末力F的瞬时功率
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