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湖北省云学名校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试卷(解析版)
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这是一份湖北省云学名校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试卷(解析版)，共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：2024年4月23日10：30—11：45 时长：75分钟 满分：100分
一、选择题：本题共有10小题，每小题4分，共40分。在每个小题给出的四个选项中，有1-7小题只有一个选项符合题目要求，第8-10小题有多个选项符合题目要求。
1. 关于高中物理学科核心素养中“物理观念”和“科学思维”的认识，下列说法正确的是（ ）
A. 加速度是位置对时间的变化率
B. 加速度公式和功率定义式都运用了比值定义法
C. 地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球间的吸引力是同一种性质的力
D. 汽车在通过弯道时，因车速过快，受到的离心力过小，致使汽车发生侧滑
【答案】C
【解析】A．加速度是速度的变化对时间的变化率，A错误；
B．是加速度的决定式，不是比值定义法，功率定义式运用了比值定义法，B错误；
C．地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力都是万有引力，属于同一种性质的力，C正确；
D．汽车在通过弯道时，如果车速过快，出现侧滑现象是由于所需的向心力大于最大静摩擦力而产生的，D错误。
故选C。
2. 某同学将篮球投向篮筐，篮球在空中运动时受到合力的示意图可能正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】蓝球在空中做曲线运动，物体做曲线运动的条件是所受合力方向与运动方向（即轨迹的切线方向）不在同一直线上，且合力方向指向运动轨迹的凹侧。蓝球在空中运动时受到重力和空气阻力。
故选A。
3. 位于北京的物体和位于赤道的物体，都随地球自转做匀速圆周运动，其角速度、线速度、向心加速度和向心力及其符号如下表所示：
下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】ABC．位于北京的物体和位于赤道的物体为同轴转动，则有角速度相等，即，由于位于北京的物体随地球自转的半径小于位于赤道的物体随地球自转的半径，即，由线速度与角速度的关系公式可知，；由向心加速度公式可知，，AB错误，C正确；
D．由向心力公式可知，由于两个物体的质量关系不确定，向心力大小不能比较，D错误。
故选C。
4. 一杂技演员用4个相同的小球做单手抛接球表演，他从同一位置依次将各球略微偏离竖直方向向上抛出，当小球回到抛出点时，用手将小球接住，然后将小球从抛出点再抛出，小球间不发生碰撞，不计空气阻力。已知相邻两球之间的时间间隔相等，刚抛出第4个小球时，第1个小球和第3个小球在空中同一高度，则第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为（ ）
A. 4B. 3C. 2D. 1
【答案】B
【解析】设抛出相邻两球之间的时间间隔为T，小球上升的最大高度相等为h，由自由落体运动位移公式可得
当抛出第4个小球后，经相等时间，第1个小球落回手里再抛出，则有
解得
根据上升与下降过程的对称性，可知第4个小球离开手的瞬间，第1个小球和第3个小球在空中同一高度，第2个小球运动到最高点，速度是零。则第1个小球与第2个小球间的距离为
此时第1个小球距抛出点的高度为
此时第1个小球和第3个小球在空中同一高度，则第3、4个小球间的距离为
则有第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为
故选B。
5. 如图所示，在电影拍摄现场，轨道车沿水平地面以5m/s的速度向左匀速前进，通过跨过定滑轮的钢丝拉着特技演员竖直上升，某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为37°，已知，，下列说法正确的是（ ）
A. 图示时刻，演员处于失重状态
B. 图示时刻，演员速度大小为4m/s
C. 图示时刻，演员速度大小为6.25m/s
D. 演员上升过程中，钢丝受到的拉力变大
【答案】B
【解析】A．设连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为，对车速沿着细钢丝方向和垂直于细钢丝的方向分解，如图所示，则人的速度
可知角随导轨车向左运动逐渐减小，则有逐渐增大，演员在加速上升，则演员处于超重状态，A错误。
BC．将导轨车的速度进行分解可知，在沿着细钢丝方向的速度为
所以演员上升的速度为
B正确，C错误；
D．车向左做匀速运动，逐渐减小，演员的速度逐渐增大，则加速度向上，当趋于0时，趋于不变，加速度趋于零，所以人向上做加速度减小的加速运动，由牛顿第二定律可知，钢丝拉力逐渐减小，D错误。
故选B。
6. 排球比赛中，甲运动员在离地高度为处将排球水平击出，乙运动员在离地高度为处将排球垫起，垫起前后排球的速度大小相等，方向相反，且与水平方向成37°。已知排球网高为2.35m，重力加速度大小为，，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 排球被垫起前在空中运动的时间为0.8s
B. 排球被水平击出时的初速度大小为6m/s
C. 排球被垫起后运动到最高点时距离地面的高度为1.8m
D. 为保证排球过网，甲击球时离网的最大水平距离是2.4m
【答案】D
【解析】A．排球从被击出到被垫起前做平抛运动，设其飞行时间为，有
解得
故A错误；
B．乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小为
故排球被水平击出时的初速度大小为
故B错误；
C．根据运动的对称性可得，排球被垫起后会沿原轨迹返回，故可知排球运动到最高点时距离地面的高度为，故C错误；
D．排球恰好过网，由
，
解得
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上，一轻质弹簧下端固定在斜面底端挡板上，上端与质量为1kg的小滑块A相连，A上叠放另一个质量为2kg的小滑块B，弹簧的劲度系数为k=50N/m，初始时系统处于静止状态。现用沿斜面向上的拉力F作用在滑块B上，使B开始沿斜面向上做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动。重力加速度大小为10m/s2，不计空气阻力。从开始运动到A、B分离瞬间，拉力F做功为（ ）
A. 1.76JB. 1.6JC. 1.4JD. 1.12J
【答案】B
【解析】初始时系统处于静止状态，设此时弹簧压缩量为x0，对小滑块A和B组成的系统，根据胡克定律和平衡条件得
解得弹簧压缩量
小滑块A、B分离瞬间，两者之间的弹力恰好为零，且有相同的加速度a，设此时弹簧的压缩量为x1，则对小滑块A由牛顿第二定律得
解得
在小滑块A、B分离之前，设A、B的位移为x，对A、B整体，根据胡克定律和牛顿第二定律有
解得
则拉力做功
将各量代入上式可解得
故B正确。
故选B。
8. 星链通过部署数千颗低轨道卫星（距离地球表面约550公里）组成一个覆盖全球的卫星网络，解决偏远地区互联网接入困难的问题。低轨道卫星的发射过程可简化为如图所示的情境，轨道Ⅰ和Ⅲ均是圆轨道，轨道Ⅱ是变轨的椭圆轨道。下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在A点需要加速才能从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ
B. 卫星在B点需要减速才能从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ
C. 卫星在轨道Ⅰ上运行的动能比在轨道Ⅲ上的大
D. 卫星在轨道Ⅲ上运行的周期大约为12h
【答案】AC
【解析】AB．由题设条件知，卫星在向高轨道变轨，故需要增大速度，使卫星做离心运动，故A正确，B错误；
C．卫星在做匀速圆周运动时，高轨低速，则在轨道Ⅰ上运行的动能比在轨道Ⅲ上的大，故正确；
D．根据
解得
地球自转周期为
地球的赤道半径约为6400km，故距离地球表面约550公里的卫星周期约为90分钟，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，质量均为m的物体A、B放在质量为2m物体C上，C放在粗糙水平地面上，C与地面间的动摩擦因数为μ，在水平力F作用下，A、B和C以相同加速度向左做匀加速直线运动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 物体C受到6个力作用
B. 物体B对物体C有向左的摩擦力
C. 物体C受到地面的摩擦力大小为4μmg
D. 物体A、C之间的动摩擦因数的最小值为
【答案】CD
【解析】A．物体C竖直方向受到重力、A的压力、B的压力和地面支持力作用，水平方向受到A的摩擦力、B的摩擦力和地面的摩擦力作用，则物体C受到7个力作用，故A错误；
B．A、B和C一起向左做匀加速直线运动，可知C对B摩擦力向左，则B对C有向右的摩擦力，故B错误；
C．物体C受地面的摩擦力大小为
故C正确；
D．以A、B和C为整体，根据牛顿第二定律可得
以A为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
又
可得
可知A、C之间的动摩擦因数的最小值为，故D正确。
故选CD
10. 如图所示，一倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面上固定一半径为0.2m的光滑圆轨道，a、b是圆轨道的最低点和最高点，质量为0.2kg的小球静置于圆轨道的a点。现让小球获得一水平向右的初速度，小球将沿圆轨道运动，不计空气阻力，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 若小球能过b点，则小球在a点的最小速度为
B. 若小球能过b点，则小球通过b点时的最小速度为0
C. 小球通过a点和b点时对轨道的压力大小之差为5N
D. 小球通过a点和b点时对轨道的压力大小之差为6N
【答案】AD
【解析】AB．小球做圆周运动，在最高点b，根据牛顿第二定律有
当时，小球有最小速度，解得
小球从最高点b到最低点a，根据动能定理有
解得小球在a点的最小速度为
A正确，B错误；
CD．结合上述，小球做圆周运动，小球通过圆轨道最低点a时有
解得
由牛顿第三定律可知，小球通过a点和b点时对轨道的压力大小之差为
C错误，D正确。
故选AD。
二、非选择题（本题共5小题，共60分）
11. 如图（a）所示，某同学为了比较不同物体（质量分布均匀）与转盘间动摩擦因数的大小设计了该装置，将固定于转轴上的角速度传感器和力传感器与电脑连接，通过一不可伸长的细线连接物块a，细线刚好拉直，物块a随转盘缓慢加速转动，在电脑上记录力传感器示数F和角速度传感器示数ω。换用形状和大小相同但材料不同的物块b重复实验，得到物块a、b的图线如图（b）所示。
（1）物块没有被看做质点对实验结果_________（选填“有”或“没有”）影响；
（2）物块a、b的质量之比为_________；
（3）物块a、b与转盘之间的动摩擦因数之比为_________。
【答案】（1）没有 （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
该题研究的是向心力和角速度的关系，物块的形状对研究的问题无影响，所以物块没有看做质点对实验没有影响。
【小问2详解】
当物块随盘缓慢加速过程中，物块的向心力先由静摩擦力提供，当达到最大静摩擦力后，则由绳子的拉力和最大静摩擦力的合力提供，即为
所以有
可知图像的斜率为，与纵轴的截距为，根据图像知，的斜率
的斜率
所以物块、的质量之比为
【小问3详解】
由图像知，的纵轴截距
的纵轴截距
结合质量之比得到物块、与转盘之间的摩擦因数之比为
12.
（1）某同学设计制作了“水平加速度测量仪”，其结构如图（a）所示。两根劲度系数均为k的轻弹簧a、b和质量为m的小物块连接，穿在光滑水平杆上，静止时a、b均处于原长，小物块处于O点，在毫米刻度尺的对应位置标记刻度0。他将该装置放在汽车上，当汽车沿水平路面做加速直线运动时，观察到小物体向O点右侧移动距离d，则汽车加速度的大小为________、方向为_________；
（2）另一同学设计制作了“竖直加速度测量仪”，其结构如图（b）所示，一根轻弹簧上端固定，在弹簧旁沿竖直方向固定一个带毫米刻度尺的小木板，弹簧下端悬吊0.9N的重物静止时，弹簧下端的指针对准木板上刻度为c的位置。把悬吊1.0N重物静止时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。重力加速度大小为。
①此弹簧的劲度系数________N/m；（结果保留2位有效数字）
②取竖直向上为正方向，则毫米刻度尺上a刻度处应标记为_________。（结果保留2位有效数字）
【答案】（1） 水平向左
（2） ①. 10 ②.
【解析】
【小问1详解】
观察到小物块向O点右侧移动距离d时，可知两弹簧的弹力均向左，汽车的加速度方向水平向左，据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
【小问2详解】
设，由题可知
解得
图中a刻度线处对应的加速度为，则有
解得
13. 如图所示，一条不可伸缩的轻绳一端连着一个套在水平杆上的物块，物块质量为，另一端绕过轻质动滑轮和定滑轮，给轻绳施加外力F，动滑轮下端连着一个质量为的重物，物块与水平杆间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计绳与滑轮间的摩擦，重力加速度大小为。
（1）若绳与水平杆的夹角，物块和重物均保持静止，求外力F的大小；
（2）若物块与水平杆间刚好达到最大静摩擦力，求绳与水平杆的夹角及外力F的大小。
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）由重物受力平衡条件得
解得
（2）物块和水平杆之间恰好达到最大静摩擦力时，绳与水平杆的夹角为，由平衡条件，在水平方向可得
在竖直方向可得
联立解得
14. 2023年江苏利用5G融合通信网，让传统采煤矿车变身“智慧矿车”，确保地下工作人员安全。地下矿井中的矿石装在矿车中用电机通过竖井送至地面，某竖井中矿车上升的速度大小v随时间的变化关系如图所示。已知载有矿石的矿车总质量为，上升的高度为，上升过程中所受的阻力为自身重力的0.2倍，重力加速度大小为，求：
（1）0~6s内，矿车的最大速度；
（2）4s~6s内，电机拉力大小F；
（3）0~6s内，电机拉力的最大功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由图像可知，矿车先匀加速上升，后匀减速上升，已知，，由速度时间图像与时间轴围成的面积表示位移，可得
解得
（2）由图像的斜率表示加速度可得，内加速度大小
此过程对矿车受力分析，设电机的拉力为，受到的阻力为，则由牛顿第二定律有
解得电机拉力大小为
（3）对矿车受力分析可知，电机在内的拉力大于在内的拉力，在时刻速度最大，功率最大，则有
由牛顿第二定律可得
电机拉力的最大功率
代入数据解得
15. 如图所示为一固定于竖直平面内的实验探究装置的示意图，该装置由速率可调的水平传送带AB、光滑圆弧轨道BCD、光滑细圆管EFG和光滑圆弧轨道GN组成，水平传送带顺时针匀速转动，A、B点在传送带两端转轴的正上方，且，圆弧轨道BCD和细圆管EFG的圆心分别为、圆心角均为120°，半径均为，且B点和G点分别为两轨道的最高点和最低点，细圆管EFG的下表面与圆弧轨道GN的上表面相切于G点。现将一质量为的物块（可视为质点）轻放在传送带的左端A点，在B处的开口和E、D处的开口正好可容物块通过。已知物块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，不计空气阻力。
（1）若物块进入圆弧轨道BCD后恰好不脱轨，求传送带克服摩擦力做的功；
（2）若传送带的速率为，求物块经过细圆管EFG的最低点G时，物块对轨道的作用力大小；
（3）若传送带的速率为，忽略轨道上G点到地面的高度，N点与地面的高度差为，调节物块从N点飞出时速度方向与水平方向的夹角，使滑块从N点飞出后落到地面的水平射程最大，求最大水平射程。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）若物块进入圆弧轨道后恰好不脱轨，则在点有
可得
若物块一直加速，有
则
由此可知物块应该是先加速后匀速，则加速的时间为
传送带克服摩擦力做的功
解得
（2）若传送带速度，则物块先匀加速再匀速，经过点时的速度为，由动能定理可得
由牛顿第二定律有
联立可得
由牛顿第三定律得物块对轨道得压力大小为；
（3）物块由点到点的过程中由动能定律得
解得
物块从点飞出做斜抛运动，设速度方向与水平方向的夹角为，竖直方向上
水平方向上，水平射程为
联立消去，可得
可得当时，水平射程最大
解得
角速度
速度
向心加速度
向心力
北京
赤道
考试时间：2024年4月23日10：30—11：45 时长：75分钟 满分：100分
一、选择题：本题共有10小题，每小题4分，共40分。在每个小题给出的四个选项中，有1-7小题只有一个选项符合题目要求，第8-10小题有多个选项符合题目要求。
1. 关于高中物理学科核心素养中“物理观念”和“科学思维”的认识，下列说法正确的是（ ）
A. 加速度是位置对时间的变化率
B. 加速度公式和功率定义式都运用了比值定义法
C. 地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球间的吸引力是同一种性质的力
D. 汽车在通过弯道时，因车速过快，受到的离心力过小，致使汽车发生侧滑
【答案】C
【解析】A．加速度是速度的变化对时间的变化率，A错误；
B．是加速度的决定式，不是比值定义法，功率定义式运用了比值定义法，B错误；
C．地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力都是万有引力，属于同一种性质的力，C正确；
D．汽车在通过弯道时，如果车速过快，出现侧滑现象是由于所需的向心力大于最大静摩擦力而产生的，D错误。
故选C。
2. 某同学将篮球投向篮筐，篮球在空中运动时受到合力的示意图可能正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】蓝球在空中做曲线运动，物体做曲线运动的条件是所受合力方向与运动方向（即轨迹的切线方向）不在同一直线上，且合力方向指向运动轨迹的凹侧。蓝球在空中运动时受到重力和空气阻力。
故选A。
3. 位于北京的物体和位于赤道的物体，都随地球自转做匀速圆周运动，其角速度、线速度、向心加速度和向心力及其符号如下表所示：
下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】ABC．位于北京的物体和位于赤道的物体为同轴转动，则有角速度相等，即，由于位于北京的物体随地球自转的半径小于位于赤道的物体随地球自转的半径，即，由线速度与角速度的关系公式可知，；由向心加速度公式可知，，AB错误，C正确；
D．由向心力公式可知，由于两个物体的质量关系不确定，向心力大小不能比较，D错误。
故选C。
4. 一杂技演员用4个相同的小球做单手抛接球表演，他从同一位置依次将各球略微偏离竖直方向向上抛出，当小球回到抛出点时，用手将小球接住，然后将小球从抛出点再抛出，小球间不发生碰撞，不计空气阻力。已知相邻两球之间的时间间隔相等，刚抛出第4个小球时，第1个小球和第3个小球在空中同一高度，则第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为（ ）
A. 4B. 3C. 2D. 1
【答案】B
【解析】设抛出相邻两球之间的时间间隔为T，小球上升的最大高度相等为h，由自由落体运动位移公式可得
当抛出第4个小球后，经相等时间，第1个小球落回手里再抛出，则有
解得
根据上升与下降过程的对称性，可知第4个小球离开手的瞬间，第1个小球和第3个小球在空中同一高度，第2个小球运动到最高点，速度是零。则第1个小球与第2个小球间的距离为
此时第1个小球距抛出点的高度为
此时第1个小球和第3个小球在空中同一高度，则第3、4个小球间的距离为
则有第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为
故选B。
5. 如图所示，在电影拍摄现场，轨道车沿水平地面以5m/s的速度向左匀速前进，通过跨过定滑轮的钢丝拉着特技演员竖直上升，某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为37°，已知，，下列说法正确的是（ ）
A. 图示时刻，演员处于失重状态
B. 图示时刻，演员速度大小为4m/s
C. 图示时刻，演员速度大小为6.25m/s
D. 演员上升过程中，钢丝受到的拉力变大
【答案】B
【解析】A．设连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角为，对车速沿着细钢丝方向和垂直于细钢丝的方向分解，如图所示，则人的速度
可知角随导轨车向左运动逐渐减小，则有逐渐增大，演员在加速上升，则演员处于超重状态，A错误。
BC．将导轨车的速度进行分解可知，在沿着细钢丝方向的速度为
所以演员上升的速度为
B正确，C错误；
D．车向左做匀速运动，逐渐减小，演员的速度逐渐增大，则加速度向上，当趋于0时，趋于不变，加速度趋于零，所以人向上做加速度减小的加速运动，由牛顿第二定律可知，钢丝拉力逐渐减小，D错误。
故选B。
6. 排球比赛中，甲运动员在离地高度为处将排球水平击出，乙运动员在离地高度为处将排球垫起，垫起前后排球的速度大小相等，方向相反，且与水平方向成37°。已知排球网高为2.35m，重力加速度大小为，，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 排球被垫起前在空中运动的时间为0.8s
B. 排球被水平击出时的初速度大小为6m/s
C. 排球被垫起后运动到最高点时距离地面的高度为1.8m
D. 为保证排球过网，甲击球时离网的最大水平距离是2.4m
【答案】D
【解析】A．排球从被击出到被垫起前做平抛运动，设其飞行时间为，有
解得
故A错误；
B．乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小为
故排球被水平击出时的初速度大小为
故B错误；
C．根据运动的对称性可得，排球被垫起后会沿原轨迹返回，故可知排球运动到最高点时距离地面的高度为，故C错误；
D．排球恰好过网，由
，
解得
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上，一轻质弹簧下端固定在斜面底端挡板上，上端与质量为1kg的小滑块A相连，A上叠放另一个质量为2kg的小滑块B，弹簧的劲度系数为k=50N/m，初始时系统处于静止状态。现用沿斜面向上的拉力F作用在滑块B上，使B开始沿斜面向上做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动。重力加速度大小为10m/s2，不计空气阻力。从开始运动到A、B分离瞬间，拉力F做功为（ ）
A. 1.76JB. 1.6JC. 1.4JD. 1.12J
【答案】B
【解析】初始时系统处于静止状态，设此时弹簧压缩量为x0，对小滑块A和B组成的系统，根据胡克定律和平衡条件得
解得弹簧压缩量
小滑块A、B分离瞬间，两者之间的弹力恰好为零，且有相同的加速度a，设此时弹簧的压缩量为x1，则对小滑块A由牛顿第二定律得
解得
在小滑块A、B分离之前，设A、B的位移为x，对A、B整体，根据胡克定律和牛顿第二定律有
解得
则拉力做功
将各量代入上式可解得
故B正确。
故选B。
8. 星链通过部署数千颗低轨道卫星（距离地球表面约550公里）组成一个覆盖全球的卫星网络，解决偏远地区互联网接入困难的问题。低轨道卫星的发射过程可简化为如图所示的情境，轨道Ⅰ和Ⅲ均是圆轨道，轨道Ⅱ是变轨的椭圆轨道。下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在A点需要加速才能从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ
B. 卫星在B点需要减速才能从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ
C. 卫星在轨道Ⅰ上运行的动能比在轨道Ⅲ上的大
D. 卫星在轨道Ⅲ上运行的周期大约为12h
【答案】AC
【解析】AB．由题设条件知，卫星在向高轨道变轨，故需要增大速度，使卫星做离心运动，故A正确，B错误；
C．卫星在做匀速圆周运动时，高轨低速，则在轨道Ⅰ上运行的动能比在轨道Ⅲ上的大，故正确；
D．根据
解得
地球自转周期为
地球的赤道半径约为6400km，故距离地球表面约550公里的卫星周期约为90分钟，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，质量均为m的物体A、B放在质量为2m物体C上，C放在粗糙水平地面上，C与地面间的动摩擦因数为μ，在水平力F作用下，A、B和C以相同加速度向左做匀加速直线运动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 物体C受到6个力作用
B. 物体B对物体C有向左的摩擦力
C. 物体C受到地面的摩擦力大小为4μmg
D. 物体A、C之间的动摩擦因数的最小值为
【答案】CD
【解析】A．物体C竖直方向受到重力、A的压力、B的压力和地面支持力作用，水平方向受到A的摩擦力、B的摩擦力和地面的摩擦力作用，则物体C受到7个力作用，故A错误；
B．A、B和C一起向左做匀加速直线运动，可知C对B摩擦力向左，则B对C有向右的摩擦力，故B错误；
C．物体C受地面的摩擦力大小为
故C正确；
D．以A、B和C为整体，根据牛顿第二定律可得
以A为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
又
可得
可知A、C之间的动摩擦因数的最小值为，故D正确。
故选CD
10. 如图所示，一倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面上固定一半径为0.2m的光滑圆轨道，a、b是圆轨道的最低点和最高点，质量为0.2kg的小球静置于圆轨道的a点。现让小球获得一水平向右的初速度，小球将沿圆轨道运动，不计空气阻力，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 若小球能过b点，则小球在a点的最小速度为
B. 若小球能过b点，则小球通过b点时的最小速度为0
C. 小球通过a点和b点时对轨道的压力大小之差为5N
D. 小球通过a点和b点时对轨道的压力大小之差为6N
【答案】AD
【解析】AB．小球做圆周运动，在最高点b，根据牛顿第二定律有
当时，小球有最小速度，解得
小球从最高点b到最低点a，根据动能定理有
解得小球在a点的最小速度为
A正确，B错误；
CD．结合上述，小球做圆周运动，小球通过圆轨道最低点a时有
解得
由牛顿第三定律可知，小球通过a点和b点时对轨道的压力大小之差为
C错误，D正确。
故选AD。
二、非选择题（本题共5小题，共60分）
11. 如图（a）所示，某同学为了比较不同物体（质量分布均匀）与转盘间动摩擦因数的大小设计了该装置，将固定于转轴上的角速度传感器和力传感器与电脑连接，通过一不可伸长的细线连接物块a，细线刚好拉直，物块a随转盘缓慢加速转动，在电脑上记录力传感器示数F和角速度传感器示数ω。换用形状和大小相同但材料不同的物块b重复实验，得到物块a、b的图线如图（b）所示。
（1）物块没有被看做质点对实验结果_________（选填“有”或“没有”）影响；
（2）物块a、b的质量之比为_________；
（3）物块a、b与转盘之间的动摩擦因数之比为_________。
【答案】（1）没有 （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
该题研究的是向心力和角速度的关系，物块的形状对研究的问题无影响，所以物块没有看做质点对实验没有影响。
【小问2详解】
当物块随盘缓慢加速过程中，物块的向心力先由静摩擦力提供，当达到最大静摩擦力后，则由绳子的拉力和最大静摩擦力的合力提供，即为
所以有
可知图像的斜率为，与纵轴的截距为，根据图像知，的斜率
的斜率
所以物块、的质量之比为
【小问3详解】
由图像知，的纵轴截距
的纵轴截距
结合质量之比得到物块、与转盘之间的摩擦因数之比为
12.
（1）某同学设计制作了“水平加速度测量仪”，其结构如图（a）所示。两根劲度系数均为k的轻弹簧a、b和质量为m的小物块连接，穿在光滑水平杆上，静止时a、b均处于原长，小物块处于O点，在毫米刻度尺的对应位置标记刻度0。他将该装置放在汽车上，当汽车沿水平路面做加速直线运动时，观察到小物体向O点右侧移动距离d，则汽车加速度的大小为________、方向为_________；
（2）另一同学设计制作了“竖直加速度测量仪”，其结构如图（b）所示，一根轻弹簧上端固定，在弹簧旁沿竖直方向固定一个带毫米刻度尺的小木板，弹簧下端悬吊0.9N的重物静止时，弹簧下端的指针对准木板上刻度为c的位置。把悬吊1.0N重物静止时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。重力加速度大小为。
①此弹簧的劲度系数________N/m；（结果保留2位有效数字）
②取竖直向上为正方向，则毫米刻度尺上a刻度处应标记为_________。（结果保留2位有效数字）
【答案】（1） 水平向左
（2） ①. 10 ②.
【解析】
【小问1详解】
观察到小物块向O点右侧移动距离d时，可知两弹簧的弹力均向左，汽车的加速度方向水平向左，据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
【小问2详解】
设，由题可知
解得
图中a刻度线处对应的加速度为，则有
解得
13. 如图所示，一条不可伸缩的轻绳一端连着一个套在水平杆上的物块，物块质量为，另一端绕过轻质动滑轮和定滑轮，给轻绳施加外力F，动滑轮下端连着一个质量为的重物，物块与水平杆间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计绳与滑轮间的摩擦，重力加速度大小为。
（1）若绳与水平杆的夹角，物块和重物均保持静止，求外力F的大小；
（2）若物块与水平杆间刚好达到最大静摩擦力，求绳与水平杆的夹角及外力F的大小。
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）由重物受力平衡条件得
解得
（2）物块和水平杆之间恰好达到最大静摩擦力时，绳与水平杆的夹角为，由平衡条件，在水平方向可得
在竖直方向可得
联立解得
14. 2023年江苏利用5G融合通信网，让传统采煤矿车变身“智慧矿车”，确保地下工作人员安全。地下矿井中的矿石装在矿车中用电机通过竖井送至地面，某竖井中矿车上升的速度大小v随时间的变化关系如图所示。已知载有矿石的矿车总质量为，上升的高度为，上升过程中所受的阻力为自身重力的0.2倍，重力加速度大小为，求：
（1）0~6s内，矿车的最大速度；
（2）4s~6s内，电机拉力大小F；
（3）0~6s内，电机拉力的最大功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由图像可知，矿车先匀加速上升，后匀减速上升，已知，，由速度时间图像与时间轴围成的面积表示位移，可得
解得
（2）由图像的斜率表示加速度可得，内加速度大小
此过程对矿车受力分析，设电机的拉力为，受到的阻力为，则由牛顿第二定律有
解得电机拉力大小为
（3）对矿车受力分析可知，电机在内的拉力大于在内的拉力，在时刻速度最大，功率最大，则有
由牛顿第二定律可得
电机拉力的最大功率
代入数据解得
15. 如图所示为一固定于竖直平面内的实验探究装置的示意图，该装置由速率可调的水平传送带AB、光滑圆弧轨道BCD、光滑细圆管EFG和光滑圆弧轨道GN组成，水平传送带顺时针匀速转动，A、B点在传送带两端转轴的正上方，且，圆弧轨道BCD和细圆管EFG的圆心分别为、圆心角均为120°，半径均为，且B点和G点分别为两轨道的最高点和最低点，细圆管EFG的下表面与圆弧轨道GN的上表面相切于G点。现将一质量为的物块（可视为质点）轻放在传送带的左端A点，在B处的开口和E、D处的开口正好可容物块通过。已知物块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，不计空气阻力。
（1）若物块进入圆弧轨道BCD后恰好不脱轨，求传送带克服摩擦力做的功；
（2）若传送带的速率为，求物块经过细圆管EFG的最低点G时，物块对轨道的作用力大小；
（3）若传送带的速率为，忽略轨道上G点到地面的高度，N点与地面的高度差为，调节物块从N点飞出时速度方向与水平方向的夹角，使滑块从N点飞出后落到地面的水平射程最大，求最大水平射程。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）若物块进入圆弧轨道后恰好不脱轨，则在点有
可得
若物块一直加速，有
则
由此可知物块应该是先加速后匀速，则加速的时间为
传送带克服摩擦力做的功
解得
（2）若传送带速度，则物块先匀加速再匀速，经过点时的速度为，由动能定理可得
由牛顿第二定律有
联立可得
由牛顿第三定律得物块对轨道得压力大小为；
（3）物块由点到点的过程中由动能定律得
解得
物块从点飞出做斜抛运动，设速度方向与水平方向的夹角为，竖直方向上
水平方向上，水平射程为
联立消去，可得
可得当时，水平射程最大
解得
角速度
速度
向心加速度
向心力
北京
赤道
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