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广东省湛江市第二中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题（含解析）
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这是一份广东省湛江市第二中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题（含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
广东省湛江市第二中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列关于曲线运动的说法中正确的是（ ）
A．曲线运动的速度一定变化，加速度也一定变化
B．曲线运动的速度一定变化，做曲线运动的物体一定有加速度
C．曲线运动的速度大小可以不变，所以做曲线运动的物体不一定有加速度
D．在恒力作用下，物体不可能做曲线运动
2．在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中错误的是（ ）
A．甲图中，牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法
C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D．丁图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想。说明质点在B点的瞬时速度方向
3．某人在竖直方向上高度不同的M、N两点先后水平抛出质量相同的两个小石块，两个小石块均经过地面上方的O点，运动轨迹如图所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．在M点抛出的小石块飞行过程中加速度更大
B．在N点抛出小石块时对小石块做的功较大
C．在M点抛出的小石块飞行的时间更长
D．在N点抛出的小石块着地时所受重力的瞬时功率较大
4．如图是儿童公园的摩天轮，假设某乘客坐在座椅上随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，整个过程座椅始终保持水平。下列说法正确的是（ ）
A．座舱转动过程，乘客的机械能守恒
B．座舱转动过程，座椅没有给乘客摩擦力作用
C．座舱在最高点时，座椅对乘客的支持力大小等于重力
D．座舱在与转轴等高处，乘客所受摩擦力方向指向转轴
5．如图所示，a为在地球赤道表面随地球一起自转的物体，b为绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，轨道半径可近似为地球半径。假设a与b质量相同，地球可看作质量分布均匀的球体，比较物体a和卫星b（ ）
A．角速度大小近似相等
B．线速度大小近似相等
C．向心加速度大小近似相等
D．所受地球引力大小近似相等
6．如图所示，甲、乙两个小物块均可视为质点，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧轨道底端切线水平，乙从高为R的固定光滑斜面顶端由静止滑下。已知甲的质量大于乙的质量，下列说法正确的是（ ）
A．甲物块到达底端时的速度大于乙物块到达底端时的速度
B．甲物块到达底端时的动能小于乙物块到达底端时的动能
C．从开始到两物块到达底端的过程中，乙物块的重力势能减少量比甲物块的重力势能减少量多
D．两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率小于乙物块重力做功的瞬时功率
7．火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如图所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图中所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图所示），内外铁轨平面与水平面倾角为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（ ）
A．当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压
B．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C．该弯道的半径
D．按规定速度行驶时，支持力小于重力
8．如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度为，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（ ）
A．机械能损失了mgh
B．重力势能减少了mgh
C．动能损失了mgh
D．克服摩擦力做功mgh
二、多选题
9．忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（ ）
A．抛出的铅球在空中运动的过程
B．物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端
C．物体沿着斜面匀速下滑
D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升
10．如图，无人机以恒定拉力F将重力为G的物体从地面提升到一定高度，若不计空气阻力，则此过程中（ ）
A．F所做的功等于物体动能的增加 B．F所做的功等于物体动能和势能的增加
C．F和G的合力所做的功等于物体动能的增加 D．F和G的合力所做的功等于物体机械能的增加
11．如右图所示，小木块a、b和c（可视为质点）放在水平圆盘上，a、b的质量均为m，c的质量为，a与转轴OOʹ的距离为l，b、c与转轴OOʹ的距离为2l且均处于水平圆盘的边缘。木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．b、c所受的摩擦力始终相等，故同时从水平圆盘上滑落
B．当a、b和c均未滑落时，a、c所受摩擦力的大小相等
C．b和c均未滑落时线速度一定相同
D．b开始滑动时的角速度是
12．质量为2×103kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图象如图所示．已知行驶过程中最大车速为30m/s，设阻力恒定，则( )
A．汽车运动过程中受到的阻力为6×103N
B．汽车在车速为5m/s时，加速度为3m/s2
C．汽车在车速为15m/s时，加速度为1m/s2
D．汽车在行驶过程中的最大功率为6×104W
三、实验题
13．（1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的___________。
A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．弹簧测力计
（2）如图是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差___________。
A．斜槽轨道末端必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．每次实验要平衡摩擦力
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）如图是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________。
14．利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中，某同学用如图甲所示的实验装置，让重物从高处由静止开始下落，拖着的纸带打出一系列点，对纸带上的点痕进行测量，从而验证机械能守恒定律。
（1）下列有关实验过程的要求，说法正确的是________；
A．将打点计时器固定在铁架台上，保证打点计时器的两个限位孔在同一条竖直线上
B．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带上端并将下端的重物靠近打点计时器，先接通直流电源再释放纸带
C． 打出多条纸带，选择点迹清晰且第1、2点间的距离接近4mm的纸带进行处理
D．该验证实验不需要用天平称出重物的质量
（2）该同学按图甲所示，正确安装实验装置进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带进行测量，数据如图乙所示。图中O点为打点起始点，且速度为0。若已知重物质量，图中相邻计数点的时间间隔为，从打点计时器打下起点O到打下C点的过程中，重物重力势能的减少量______J，此过程中重物动能的增加量______J，由此可得到在误差允许的范围内，重物自由下落过程中的机械能守恒，计算结果均保留四位有效数字）。经过多次实验，发现重力势能的减小量总是稍大于动能的增加量，其原因是______；
（3）根据纸带算出打下各点时重物的速度，量出下落距离，则以为纵坐标、以为横坐标画出的图像应是下面的______。
A． B．
C． D．
四、解答题
15．如图所示，王亚平用古筝弹奏了《茉莉花》，从中国空间站为中国人民送上祝福。中国空间站在离地面高度h的圆周轨道绕地球做匀速圈周运动，且运动的周期为T。已知万有引力常量为G，地球半径为R。
（1）若古筝的质量为m，求古筝在空间站受到地球对它的万有引力大小F；
（2）求地球的质量M。
16．游乐园四环过山车项目的某段过山车可以抽象成如图所示模型。设曲面轨道和圆周轨道平滑连接，质量为M的过山车从曲面轨道的A点由静止滑下，经过最低点B后，滑上半径为R的圆轨道且恰好能通过最高点C，忽略一切阻力，重力加速度为g，求：
（1）A点距离地面的高度H；
（2）求过山车第一次经过B点时，对轨道的压力大小；
（3）若考虑过山车运动过程受到阻力的作用，为了让过山车还能顺利通过最高点C，需将轨道A点的高度至少提升到原有高度的1.8倍，则过山车从A点运动到C点过程中，克服阻力做了多少功？
17．如图所示，小球从P点出发，初速度大小为v0=9m/s，经过一段粗糙水平面PA后进入一固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，小球直径略小于管道内径，小球运动到B点后脱离管道做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直撞击倾角为45°的斜面。已知半圆形管道的半径R=1m，且半圆形管道半径远大于内径。小球质量m=1kg， g=10m/s2。求：
（1）小球经过管道的B点时，受到管道的作用力；
（2）小球在PA间克服摩擦力所做的功。
18．如图所示，一小球从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径的光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度，水平距离，水平轨道AB长为，BC长为，小球与水平轨道间的动摩擦因数，重力加速度g取
（1）若小球恰能通过圆形轨道的最高点，求小球在A点的初速度；
（2）小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球在A点初速度的范围是多少
参考答案：
1．B
【详解】A．做曲线运动的物体速度一定发生变化，但加速度可以不变，例如平抛运动，A错误；
B．只要速度发生变化，就一定有加速度，B正确；
C．做曲线运动的物体，速度大小可以不变，但方向一定发生变化，由于速度是矢量，即速度发生变化，因此一定有加速度，C错误；
D．在恒力作用下，物体可以做曲线运动，平抛运动就是例子，D错误。
故选B。
2．A
【详解】A．甲图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，选项A错误；
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，选项B正确；
C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法，选项C正确；
D．丁图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想。说明质点在B点的瞬时速度方向，选项D正确；
本题选错误的，故选A。
3．D
【详解】A．不计空气阻力，在竖直方向上高度不同的M、N两点先后水平抛出质量相同的两个小石块，飞行过程中，只受重力，根据牛顿第二定律可知
解得
故小石块飞行过程中加速度相等，故A错误；
B．根据题意有
，
整理得
由图可知，从N点抛出得小石块的初速度较小，根据动能定理有
可知，在N点抛出小石块时对小石块做的功较小，故B错误；
C．根据题意有
则
由图可知，在M点抛出的小石块飞行的时间更短，故C错误；
D．根据题意有
则由图可知，在N点抛出小石块时落地的竖直分速度较大，根据
可知，在N点抛出的小石块着地时所受重力的瞬时功率较大，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】A．座舱转动过程，乘客的动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，故A错误；
BD．座舱在与转轴等高处，乘客所受摩擦力提供做圆周运动的向心力，则所受的摩擦力方向指向转轴，故D正确，B错误；
C．座舱在最高点时，根据
可知，座椅对乘客的支持力N大小小于重力，故C错误。
故选D。
5．D
【详解】B．由
可得
近地卫星的半径小于同步卫星，则近地卫星的线速度大于同步卫星；同步卫星与地球自转角速度相同，半径大于地球半径，同步卫星线速度大于a的线速度，则近地卫星线速度大于a的线速度，故B不符合题意；
A．近地卫星线速度大于a的线速度，半径近似相等，由
可知近地卫星角速度大于a的角速度，故A不符合题意；
C．近地卫星线速度大于a的线速度，半径近似相等，由
可知近地卫星向心加速度大小大于a的向心加速度大小，故C不符合题意；
D．由万有引力公式得
a与b质量相同，半径近似相等，a与b所受地球引力大小近似相等，故D符合题意。
故选。
6．D
【详解】AB．依题意，甲乙两物块下滑过程中，机械能守恒，有
由于甲物块质量大，故甲物块到达底端时的动能大于乙物块到达底端时的动能，到达底端时的速度与质量无关，所以两物块到达底端时的速度大小相等，故AB错误；
C. 从开始到两物块到达底端的过程中，重力势能的减少量
由于甲物块质量大，所以乙物块的重力势能减少量比甲物块的重力势能减小量少，故C错误；
D. 两物块到达底端时，根据瞬时功率公式可得
由于甲物块到达底端时，故甲物块重力做功的瞬时功率为0；而乙物块到达底端时，重力瞬时功率不为0。所以，到达底端时甲物块重力做功的瞬时功率小于乙物块重力做功的瞬时功率，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．当火车速率大于v时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，火车将有离心的趋势，则外轨对轮缘产生向里的挤压，A错误；
B．设内、外轨所在平面的坡度为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时有其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力，如图
对火车有
解得
与火车的质量无关，B错误；
C．设内、外轨所在平面的坡度为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时有其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力如图
对火车有
解得
C正确；
D．设内、外轨所在平面的坡度为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时有其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力如图
则有支持力大于重力，D错误。
故选C。
8．A
【详解】AD．设物体所受的摩擦力大小为f，根据牛顿第二定律得
mgsin30°+f=ma
解得
所以克服摩擦力做功为
则机械能损失了mgh，故A正确，D错误；
B．物体在斜面上能够上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，所以重力势能增加mgh，故B错误；
C．根据动能定理得
联立以上解得
即动能损失了mgh，故C错误；
故选A。
9．AB
【详解】A．抛出的铅球在空中运动的过程中只受重力，只有重力做功，其机械能一定守恒，故A正确；
B．物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端，支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故B正确；
C．物体沿着斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，机械能减小，故C错误；
D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升，动能不变，重力势能增大，机械能增大，故D错误。
故选AB。
10．BC
【详解】AB．物体上升的过程中，受到向上的拉力、向下的重力，故可得F所做的功等于物体动能和势能的增加，A错误，B正确；
CD．根据动能定理可知，F和G的合力所做的功等于物体动能的增加，D错误，C正确。
故选BC。
11．BD
【详解】ABD．当a、b和c均未滑落时，木块所受的静摩擦力提供向心力，则
由此可知，ac所受静摩擦力相等，都小于b的静摩擦力，当摩擦力达到最大静摩擦力时，木块开始滑动，对b，有
解得
对c，有
可得
由此可知，bc同时从水平圆盘上滑落，故A错误，BD正确；
C．b和c均未滑落时，根据线速度与角速度的关系
可知，半径相等，角速度相等，则线速度大小一定相等，但方向不同，故C错误。
故选BD。
12．CD
【详解】试题分析：从图线看出，开始图线与x轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动．
当牵引力等于阻力时，速度最大，由图线可知阻力大小f=2000N，A错误；倾斜图线的斜率表示功率，可知，车速为5m/s时，汽车做匀加速直线运动，加速度，B错误．当车速为15m/s时，牵引力，则加速度，故C正确；汽车的最大功率等于额定功率，等于60000W，D正确．
13． C AD 1.6
【详解】（1）[1]除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，所以不需要天平、弹簧测力计、秒表。
故选C。
（2）[2]A．为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，故A正确；
BD．为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，故B错误，故D正确；
C．本实验中不需要平衡摩擦力，故C错误。
故选AD。
（3）[3]取题图乙可知，时，，在竖直方向有
可得小球平抛运动的时间
则小球做平抛运动的初速度
14． AD/DA 3.250 3.125 重物下落过程中存在阻力作用 C
【详解】（1）[1]A．该实验中，保证打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上可以减小摩擦，故A正确；
B．打点计时器应该接交流电源，故B错误；
C．第1、2点间的距离，估算应是
故C错误；
D．验证机械能守恒，比较与的大小关系，其中m可约去，不需要用天平称出重物的质量，故D正确。
故选AD。
（2）[2] 重力势能减小量等于
[3]利用匀变速直线运动的中间时刻速度等于平均速度可得
所以动能的增加量等于
[4]本实验中引起误差的主要原因是重物下落过程中存在阻力作用，所以重力势能中有一部分转化为摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量总是稍大于动能的增加量。
（3）[5]由机械能守恒定律可得
可得
所以图像的斜率为
故选C。
15．（1）；（2）
【详解】（1）古筝围绕地球做匀速圆周运动，由地球对它的万有引力提供向心力，即
F = Fn
所以
（2）设空间站的质量m1，空间站围绕地球做匀速圆周运动，由地球对空间站的万有引力提供向心力，即
可得
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）物体从A点到最高点C根据动能定理有
好能通过最高点C，有
解得
（2）山车第一次经过B点的速度
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，过山车对轨道的压力
（3）过山车从A点运动到C点过程中，根据动能定理有
解得
17．（1）1N，方向竖直向上；（2）16J
【详解】（1）根据平抛运动的规律，小球在C点的竖直分速度
vy=gt =3m/s
水平分速度
vx=vytan45°
解得
vx=3m/s
B点与C点的水平距离
x=vxt
解得
x=0.9m
在B点设管道对小球的作用力方向向下，根据牛顿第二定律，有
其中
解得
负号表示管道对小球的作用力方向竖直向上，故小球受到管道的作用力FNB的大小为1N，方向竖直向上。
（2）由P到B，由动能定理可得
解得
即克服摩擦力做功为16J。
18．（1）；（2）或
【详解】（1）恰好通过圆形轨道的最高点时，根据牛顿第二定律
从A点到圆形轨道的最高点的过程中，根据动能定理
解得小球在A点的初速度
（2）若恰好运动到C点时，速度为零，则从A到C的过程中，根据动能定律
解得初速度
因此若小球停在BC段，则满足
若恰好能越过壕沟，则从C到D做平抛运动
从A到C的过程中，根据动能定律
解得初速度
因此若小球能越过壕沟，则满足
广东省湛江市第二中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列关于曲线运动的说法中正确的是（ ）
A．曲线运动的速度一定变化，加速度也一定变化
B．曲线运动的速度一定变化，做曲线运动的物体一定有加速度
C．曲线运动的速度大小可以不变，所以做曲线运动的物体不一定有加速度
D．在恒力作用下，物体不可能做曲线运动
2．在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中错误的是（ ）
A．甲图中，牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法
C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D．丁图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想。说明质点在B点的瞬时速度方向
3．某人在竖直方向上高度不同的M、N两点先后水平抛出质量相同的两个小石块，两个小石块均经过地面上方的O点，运动轨迹如图所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．在M点抛出的小石块飞行过程中加速度更大
B．在N点抛出小石块时对小石块做的功较大
C．在M点抛出的小石块飞行的时间更长
D．在N点抛出的小石块着地时所受重力的瞬时功率较大
4．如图是儿童公园的摩天轮，假设某乘客坐在座椅上随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，整个过程座椅始终保持水平。下列说法正确的是（ ）
A．座舱转动过程，乘客的机械能守恒
B．座舱转动过程，座椅没有给乘客摩擦力作用
C．座舱在最高点时，座椅对乘客的支持力大小等于重力
D．座舱在与转轴等高处，乘客所受摩擦力方向指向转轴
5．如图所示，a为在地球赤道表面随地球一起自转的物体，b为绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，轨道半径可近似为地球半径。假设a与b质量相同，地球可看作质量分布均匀的球体，比较物体a和卫星b（ ）
A．角速度大小近似相等
B．线速度大小近似相等
C．向心加速度大小近似相等
D．所受地球引力大小近似相等
6．如图所示，甲、乙两个小物块均可视为质点，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧轨道底端切线水平，乙从高为R的固定光滑斜面顶端由静止滑下。已知甲的质量大于乙的质量，下列说法正确的是（ ）
A．甲物块到达底端时的速度大于乙物块到达底端时的速度
B．甲物块到达底端时的动能小于乙物块到达底端时的动能
C．从开始到两物块到达底端的过程中，乙物块的重力势能减少量比甲物块的重力势能减少量多
D．两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率小于乙物块重力做功的瞬时功率
7．火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如图所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图中所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图所示），内外铁轨平面与水平面倾角为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（ ）
A．当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压
B．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C．该弯道的半径
D．按规定速度行驶时，支持力小于重力
8．如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度为，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（ ）
A．机械能损失了mgh
B．重力势能减少了mgh
C．动能损失了mgh
D．克服摩擦力做功mgh
二、多选题
9．忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（ ）
A．抛出的铅球在空中运动的过程
B．物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端
C．物体沿着斜面匀速下滑
D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升
10．如图，无人机以恒定拉力F将重力为G的物体从地面提升到一定高度，若不计空气阻力，则此过程中（ ）
A．F所做的功等于物体动能的增加 B．F所做的功等于物体动能和势能的增加
C．F和G的合力所做的功等于物体动能的增加 D．F和G的合力所做的功等于物体机械能的增加
11．如右图所示，小木块a、b和c（可视为质点）放在水平圆盘上，a、b的质量均为m，c的质量为，a与转轴OOʹ的距离为l，b、c与转轴OOʹ的距离为2l且均处于水平圆盘的边缘。木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．b、c所受的摩擦力始终相等，故同时从水平圆盘上滑落
B．当a、b和c均未滑落时，a、c所受摩擦力的大小相等
C．b和c均未滑落时线速度一定相同
D．b开始滑动时的角速度是
12．质量为2×103kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图象如图所示．已知行驶过程中最大车速为30m/s，设阻力恒定，则( )
A．汽车运动过程中受到的阻力为6×103N
B．汽车在车速为5m/s时，加速度为3m/s2
C．汽车在车速为15m/s时，加速度为1m/s2
D．汽车在行驶过程中的最大功率为6×104W
三、实验题
13．（1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的___________。
A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．弹簧测力计
（2）如图是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差___________。
A．斜槽轨道末端必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．每次实验要平衡摩擦力
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）如图是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________。
14．利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验中，某同学用如图甲所示的实验装置，让重物从高处由静止开始下落，拖着的纸带打出一系列点，对纸带上的点痕进行测量，从而验证机械能守恒定律。
（1）下列有关实验过程的要求，说法正确的是________；
A．将打点计时器固定在铁架台上，保证打点计时器的两个限位孔在同一条竖直线上
B．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带上端并将下端的重物靠近打点计时器，先接通直流电源再释放纸带
C． 打出多条纸带，选择点迹清晰且第1、2点间的距离接近4mm的纸带进行处理
D．该验证实验不需要用天平称出重物的质量
（2）该同学按图甲所示，正确安装实验装置进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带进行测量，数据如图乙所示。图中O点为打点起始点，且速度为0。若已知重物质量，图中相邻计数点的时间间隔为，从打点计时器打下起点O到打下C点的过程中，重物重力势能的减少量______J，此过程中重物动能的增加量______J，由此可得到在误差允许的范围内，重物自由下落过程中的机械能守恒，计算结果均保留四位有效数字）。经过多次实验，发现重力势能的减小量总是稍大于动能的增加量，其原因是______；
（3）根据纸带算出打下各点时重物的速度，量出下落距离，则以为纵坐标、以为横坐标画出的图像应是下面的______。
A． B．
C． D．
四、解答题
15．如图所示，王亚平用古筝弹奏了《茉莉花》，从中国空间站为中国人民送上祝福。中国空间站在离地面高度h的圆周轨道绕地球做匀速圈周运动，且运动的周期为T。已知万有引力常量为G，地球半径为R。
（1）若古筝的质量为m，求古筝在空间站受到地球对它的万有引力大小F；
（2）求地球的质量M。
16．游乐园四环过山车项目的某段过山车可以抽象成如图所示模型。设曲面轨道和圆周轨道平滑连接，质量为M的过山车从曲面轨道的A点由静止滑下，经过最低点B后，滑上半径为R的圆轨道且恰好能通过最高点C，忽略一切阻力，重力加速度为g，求：
（1）A点距离地面的高度H；
（2）求过山车第一次经过B点时，对轨道的压力大小；
（3）若考虑过山车运动过程受到阻力的作用，为了让过山车还能顺利通过最高点C，需将轨道A点的高度至少提升到原有高度的1.8倍，则过山车从A点运动到C点过程中，克服阻力做了多少功？
17．如图所示，小球从P点出发，初速度大小为v0=9m/s，经过一段粗糙水平面PA后进入一固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，小球直径略小于管道内径，小球运动到B点后脱离管道做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直撞击倾角为45°的斜面。已知半圆形管道的半径R=1m，且半圆形管道半径远大于内径。小球质量m=1kg， g=10m/s2。求：
（1）小球经过管道的B点时，受到管道的作用力；
（2）小球在PA间克服摩擦力所做的功。
18．如图所示，一小球从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径的光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度，水平距离，水平轨道AB长为，BC长为，小球与水平轨道间的动摩擦因数，重力加速度g取
（1）若小球恰能通过圆形轨道的最高点，求小球在A点的初速度；
（2）小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球在A点初速度的范围是多少
参考答案：
1．B
【详解】A．做曲线运动的物体速度一定发生变化，但加速度可以不变，例如平抛运动，A错误；
B．只要速度发生变化，就一定有加速度，B正确；
C．做曲线运动的物体，速度大小可以不变，但方向一定发生变化，由于速度是矢量，即速度发生变化，因此一定有加速度，C错误；
D．在恒力作用下，物体可以做曲线运动，平抛运动就是例子，D错误。
故选B。
2．A
【详解】A．甲图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，选项A错误；
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，选项B正确；
C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法，选项C正确；
D．丁图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想。说明质点在B点的瞬时速度方向，选项D正确；
本题选错误的，故选A。
3．D
【详解】A．不计空气阻力，在竖直方向上高度不同的M、N两点先后水平抛出质量相同的两个小石块，飞行过程中，只受重力，根据牛顿第二定律可知
解得
故小石块飞行过程中加速度相等，故A错误；
B．根据题意有
，
整理得
由图可知，从N点抛出得小石块的初速度较小，根据动能定理有
可知，在N点抛出小石块时对小石块做的功较小，故B错误；
C．根据题意有
则
由图可知，在M点抛出的小石块飞行的时间更短，故C错误；
D．根据题意有
则由图可知，在N点抛出小石块时落地的竖直分速度较大，根据
可知，在N点抛出的小石块着地时所受重力的瞬时功率较大，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】A．座舱转动过程，乘客的动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，故A错误；
BD．座舱在与转轴等高处，乘客所受摩擦力提供做圆周运动的向心力，则所受的摩擦力方向指向转轴，故D正确，B错误；
C．座舱在最高点时，根据
可知，座椅对乘客的支持力N大小小于重力，故C错误。
故选D。
5．D
【详解】B．由
可得
近地卫星的半径小于同步卫星，则近地卫星的线速度大于同步卫星；同步卫星与地球自转角速度相同，半径大于地球半径，同步卫星线速度大于a的线速度，则近地卫星线速度大于a的线速度，故B不符合题意；
A．近地卫星线速度大于a的线速度，半径近似相等，由
可知近地卫星角速度大于a的角速度，故A不符合题意；
C．近地卫星线速度大于a的线速度，半径近似相等，由
可知近地卫星向心加速度大小大于a的向心加速度大小，故C不符合题意；
D．由万有引力公式得
a与b质量相同，半径近似相等，a与b所受地球引力大小近似相等，故D符合题意。
故选。
6．D
【详解】AB．依题意，甲乙两物块下滑过程中，机械能守恒，有
由于甲物块质量大，故甲物块到达底端时的动能大于乙物块到达底端时的动能，到达底端时的速度与质量无关，所以两物块到达底端时的速度大小相等，故AB错误；
C. 从开始到两物块到达底端的过程中，重力势能的减少量
由于甲物块质量大，所以乙物块的重力势能减少量比甲物块的重力势能减小量少，故C错误；
D. 两物块到达底端时，根据瞬时功率公式可得
由于甲物块到达底端时，故甲物块重力做功的瞬时功率为0；而乙物块到达底端时，重力瞬时功率不为0。所以，到达底端时甲物块重力做功的瞬时功率小于乙物块重力做功的瞬时功率，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．当火车速率大于v时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，火车将有离心的趋势，则外轨对轮缘产生向里的挤压，A错误；
B．设内、外轨所在平面的坡度为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时有其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力，如图
对火车有
解得
与火车的质量无关，B错误；
C．设内、外轨所在平面的坡度为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时有其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力如图
对火车有
解得
C正确；
D．设内、外轨所在平面的坡度为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时有其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力如图
则有支持力大于重力，D错误。
故选C。
8．A
【详解】AD．设物体所受的摩擦力大小为f，根据牛顿第二定律得
mgsin30°+f=ma
解得
所以克服摩擦力做功为
则机械能损失了mgh，故A正确，D错误；
B．物体在斜面上能够上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，所以重力势能增加mgh，故B错误；
C．根据动能定理得
联立以上解得
即动能损失了mgh，故C错误；
故选A。
9．AB
【详解】A．抛出的铅球在空中运动的过程中只受重力，只有重力做功，其机械能一定守恒，故A正确；
B．物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端，支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故B正确；
C．物体沿着斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，机械能减小，故C错误；
D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升，动能不变，重力势能增大，机械能增大，故D错误。
故选AB。
10．BC
【详解】AB．物体上升的过程中，受到向上的拉力、向下的重力，故可得F所做的功等于物体动能和势能的增加，A错误，B正确；
CD．根据动能定理可知，F和G的合力所做的功等于物体动能的增加，D错误，C正确。
故选BC。
11．BD
【详解】ABD．当a、b和c均未滑落时，木块所受的静摩擦力提供向心力，则
由此可知，ac所受静摩擦力相等，都小于b的静摩擦力，当摩擦力达到最大静摩擦力时，木块开始滑动，对b，有
解得
对c，有
可得
由此可知，bc同时从水平圆盘上滑落，故A错误，BD正确；
C．b和c均未滑落时，根据线速度与角速度的关系
可知，半径相等，角速度相等，则线速度大小一定相等，但方向不同，故C错误。
故选BD。
12．CD
【详解】试题分析：从图线看出，开始图线与x轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动．
当牵引力等于阻力时，速度最大，由图线可知阻力大小f=2000N，A错误；倾斜图线的斜率表示功率，可知，车速为5m/s时，汽车做匀加速直线运动，加速度，B错误．当车速为15m/s时，牵引力，则加速度，故C正确；汽车的最大功率等于额定功率，等于60000W，D正确．
13． C AD 1.6
【详解】（1）[1]除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，所以不需要天平、弹簧测力计、秒表。
故选C。
（2）[2]A．为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，故A正确；
BD．为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，故B错误，故D正确；
C．本实验中不需要平衡摩擦力，故C错误。
故选AD。
（3）[3]取题图乙可知，时，，在竖直方向有
可得小球平抛运动的时间
则小球做平抛运动的初速度
14． AD/DA 3.250 3.125 重物下落过程中存在阻力作用 C
【详解】（1）[1]A．该实验中，保证打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上可以减小摩擦，故A正确；
B．打点计时器应该接交流电源，故B错误；
C．第1、2点间的距离，估算应是
故C错误；
D．验证机械能守恒，比较与的大小关系，其中m可约去，不需要用天平称出重物的质量，故D正确。
故选AD。
（2）[2] 重力势能减小量等于
[3]利用匀变速直线运动的中间时刻速度等于平均速度可得
所以动能的增加量等于
[4]本实验中引起误差的主要原因是重物下落过程中存在阻力作用，所以重力势能中有一部分转化为摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量总是稍大于动能的增加量。
（3）[5]由机械能守恒定律可得
可得
所以图像的斜率为
故选C。
15．（1）；（2）
【详解】（1）古筝围绕地球做匀速圆周运动，由地球对它的万有引力提供向心力，即
F = Fn
所以
（2）设空间站的质量m1，空间站围绕地球做匀速圆周运动，由地球对空间站的万有引力提供向心力，即
可得
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）物体从A点到最高点C根据动能定理有
好能通过最高点C，有
解得
（2）山车第一次经过B点的速度
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，过山车对轨道的压力
（3）过山车从A点运动到C点过程中，根据动能定理有
解得
17．（1）1N，方向竖直向上；（2）16J
【详解】（1）根据平抛运动的规律，小球在C点的竖直分速度
vy=gt =3m/s
水平分速度
vx=vytan45°
解得
vx=3m/s
B点与C点的水平距离
x=vxt
解得
x=0.9m
在B点设管道对小球的作用力方向向下，根据牛顿第二定律，有
其中
解得
负号表示管道对小球的作用力方向竖直向上，故小球受到管道的作用力FNB的大小为1N，方向竖直向上。
（2）由P到B，由动能定理可得
解得
即克服摩擦力做功为16J。
18．（1）；（2）或
【详解】（1）恰好通过圆形轨道的最高点时，根据牛顿第二定律
从A点到圆形轨道的最高点的过程中，根据动能定理
解得小球在A点的初速度
（2）若恰好运动到C点时，速度为零，则从A到C的过程中，根据动能定律
解得初速度
因此若小球停在BC段，则满足
若恰好能越过壕沟，则从C到D做平抛运动
从A到C的过程中，根据动能定律
解得初速度
因此若小球能越过壕沟，则满足
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