二十九中学2022-2023学年高一下学期3月调研测试物理试题.pdf

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1、 第1页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571（同微信）高一年级高一年级3月调研测试物理试卷月调研测试物理试卷 一、单选题一、单选题 1.类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了图像求位移的方法。请你借鉴此方法，如图所示，下列对于图线和横轴围成面积的说法，其中不正确的说法是（）A.图像面积反映速度变化量 B.图像面积反映位移大小 C.图像面积反映力的功 D.图像面积是功率 2.如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运

2、动，两种过山车都有安全锁（由上、下、侧三个轮子组成）把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为 R，下列说法正确的是（）A.甲图中，当轨道车以一定速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力 B.乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力 C.丙图中，当轨道车以一定速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力 D.丁图中，轨道车过最高点的最小速度可能小于 3.如图，弹簧门是依靠弹簧形变后储存的弹性势能自动将打开的门关闭，当将弹簧门打开时，弹簧的弹力对外（）vt-at-vDvt-xFx-WFv-P的的gR 第2页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 学习资料分享/升学

3、政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571（同微信）A.做正功 B.做负功 C.不做功 D.有时做正功，有时做负功 4.如图所示，传送带以恒定速率顺时针运行。一个小物体无初速放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端。下列说法中正确的是（）A.第一阶段摩擦力对小物体做正功，第二阶段摩擦力对小物体不做功 B.第一阶段摩擦力对小物体做功功率恒定 C.第一阶段传送带克服摩擦力做功的功率恒定 D.第一阶段滑动摩擦力对小物体和传送带做的总功为正 5.中国预计将在 2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚

4、点。如图所示是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”下列说法正确的是（）A.发射时的速度必须达到第三宇宙速度 B.在绕地轨道中，公转半长轴的立方与公转周期的平方之比不变 C.在轨道上运动时的速度小于轨道上任意位置的速度 D.在不同的绕月轨道上，相同时间内卫星与月心连线扫过的面积相同 6.汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为 P，牵引力为，时刻进入另一平直路面，阻力变为原来的两倍且恒定，若保持功率 P继续行驶，到时刻，汽车又恢复了匀速直线运动，能正确表示这一过程中汽车速度 和牵引力 F随时间 t变化

5、的图像是（）0v的0v0F 第3页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571（同微信）A.B.C.D.7.如图所示，在水平地面上方某一高度处，将两个完全相同的小球甲、乙，以大小相同的初速度分别水平抛出和竖直向下抛出。两小球均视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.小球乙落地时的速度较大 B.从抛出至落地，重力对小球甲做的功较大 C.从抛出至落地，重力对小球甲做功的平均功率较大 D.两小球落地时，小球乙所受重力做功的瞬时功率较大 8.如图所示，质量为 m 的物块与水平转台间的动摩擦因数为，物块与转轴相距 R，物块随转

6、台由静止开始转动。当转速增至某一值时，物块即将在转台上滑动，此时转台已开始匀速转动，在这一过程中，摩擦力对物块做的功是（假设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）A.0 B.2 mgR 第4页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571（同微信）C D.9.地球同步卫星位于地面上方高度约为 36000 千米处，周期与地球自转周期相同，其中一种的轨道平面与赤道平面成零度角，还有一种同步卫星轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，称为地球同步倾斜轨道卫星，如图 a所示。关于倾斜地球同步轨道卫星的说法正确的是（）A.该卫星的运行周期

7、小于近地卫星的运行周期 B.该卫星的线速度小于赤道上物体随地球自转的线速度 C.一天 2次经过赤道正上方同一位置 D.若该卫星相对地面运行轨迹为“8”字形（图 b），是因为地球对卫星的万有引力偏离了地心 10.如图所示，固定于水平面上的竖直光滑圆轨道的半径为 R，B、D分别为圆轨道的最高点和最低点，A与 C为平行于地面的直径的两端点，小球（视为质点）从轨道上的 A点以某一速度沿轨道竖直向下运动。下列判断正确的是（）A.只有时，小球才能到达 B点 B.若小球能过 B点，则小球在 D点和 B点对轨道的压力大小之差为 C.小球从 A点到 D点的过程中克服重力做功，且重力做功的功率一直增大 D.若轨道

8、存在摩擦，则小球从 A点至 D点与从 D点至 C点过程中克服摩擦力做的功相等 11.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的 A点，图中弹簧竖直时恰好处于原长状态，其原长为 l。现让圆环从图示位置由静止沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑至底端的过程中（）.2mgRp2mgR的5vgR 第5页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571（同微信）A.弹簧对圆环先做正功后做负功 B.弹簧和杆垂直时圆环的加速度最大 C.圆环所受合外力做功不为零 D.

9、圆环克服弹簧的弹力做功 mgl 二、实验题二、实验题 12.在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示仪如图 1、2所示。图 3是部分原理示意图：其中皮带轮、的半径相同，轮的半径是轮的 2倍，轮的半径是轮的 2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的短臂，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图 2中的标尺 1和 2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为 2m的球和球，质量为 m的球。（1）为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮和轮_相连，同时应选择球和球_（填或）作为实验球。（2）若实验时将皮带与轮和轮相

10、连，这是要探究向心力与_（填物理量的名称）的关系，此时轮和轮的这个物理量值之比为_，应将两个实验球分别置于短臂 C和短臂_处（填 A或B）。（3）下列实验采用的实验方法与本实验采用的实验方法相同的是（）A探究平抛运动的特点 B探究小车速度与时间的关系 C探究加速度与力和质量的关系 D探究两个互成角度的力的合成规律 三、解答题三、解答题 13.2021年 2月 10日，执行中国首次火星探测任务的“天问一号”探测器实施制动，进入环火轨道，已知天问一号的质量为 m0，环火轨道半径为 r，火星的半径为 R，火星表面的重力加速度为 g0，引力常量为 G， 第6页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 学

11、习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571（同微信）设探测器沿环火轨道做匀速圆周运动，求：（1）天问一号在环火轨道受到的火星引力大小；（2）天问一号在环火轨道的角速度大小。14.图甲所示为某汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，OA为过原点的倾斜直线，BC为水平直线，AB是与 OA和 BC都相切的曲线。已知 05s内汽车的牵引力恒为 F=8000N，t=5s时，汽车的功率达到额定功率 80kW，且在之后的运动过程中保持该功率不变。假设汽车行驶中所受的阻力大小恒为 f=2000N。则（1）求 t=5s时汽车速度的大小；（2）求 t=35s时汽车速度的大小；（3）在图

12、乙中作出 035s内牵引力的功率 P随时间 t变化的图像，并计算 35s内牵引力所做的功。15.学校科技小组设计了“”字型竖直轨道。该轨道由两个光滑半圆形轨道、和粗糙的水平直轨道组成，末端与竖直的弹性挡板连接，轨道半径，轨道半径为，端与地面相切。质量的小滑块从光滑水平地面点以速度滑上轨道，运动到点时与挡板发生完全弹性碰撞并以原速率反弹，已知直线轨道长为，小滑块与轨道的动摩擦因数，其余阻力均不计，小滑块可视为质点，重力加速度取。求：(1)小滑块第一次经过轨道最高点时的速率；(2)小滑块最终停止的位置到点的距离；(3)若改变小滑块的初速度，使小滑块能停在轨道上，且运动过程中不脱离轨道，则小滑块的初

13、速度应满足什么条件？（结果可含根号）1v2veABCCDEEFOFCDE0.1mr=ABC2rA0.2kgm=P02 3m/sv=FEF0.5mL=EF0.5=g210m/sCFEF 第7页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571（同微信）16.如图所示，长度为 2L的光滑轻质细管与水平面的夹角为，可绕竖直轴 O1O2转动，两根轻弹簧分别固定在轻管两端，弹簧的原长都是 L，劲度系数均为 k，两弹簧间栓接一质量为 m的小球。已知重力加速度为 g，不计空气阻力。（1）当轻管静止时，每根弹簧的形变量 x0；（2）当轻管绕竖直轴

14、以角速度 1匀速转动时，两弹簧刚好恢复原长，求 1；（3）当轻管从静止开始绕竖直轴转动，转至弹簧的弹性势能与静止时相等。求外界对转动装置所做的功W。 第8页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 高一年级高一年级3月调研测试物理试卷月调研测试物理试卷 一、单选题一、单选题 1.类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了图像求位移的方法。请你借鉴此方法，如图所示，下列对于图线和横轴围成面积的说法，其中不正确的说法是（）A.图像面积反映速度变化量 B.图像面积反映位移大小 C.图像面积反映力的功 D.图像面积是功率【答案】D【解析】【详解】A图线和横轴围成的面积表示 即表示速度的改变量

15、，A正确；B图线和横轴围成的面积表示 即表示位移大小，B正确；C图线和横轴围成的面积表示 即面积表示对应位移内，力所做的功，C正确；D图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于，即瞬时功率，而图线与横轴围成的面积不一定等于，即不是对应速度变化过程中力做功的功率，D错误。本题选不正确的，故选 D。2.如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁（由上、下、侧三个轮子组成）把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为 R，下列说法正确的是（）vt-at-vDvt-xFx-WFv-Pat-at

16、vD=DvDvt-vtxD=xFx-FxWD=FFv-FvF 第9页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 A.甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力 B.乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力 C.丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力 D.丁图中，轨道车过最高点的最小速度可能小于【答案】B【解析】【详解】A在甲图中，当速度比较小时，根据牛顿第二定律得 即座椅给人施加向上的力，当速度比较大时，根据牛顿第二定律得 即座椅给人施加向下的力，故 A错误；B在乙图中，因为合力指向圆心，重力竖直向下，所以安全带一定

17、给人向上力，故 B正确；C在丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，合力方向向上，重力竖直向下，则座椅给人的作用力竖直向上，故 C错误；D在丁图中，由于轨道车有安全锁，可知轨道车在最高点的最小速度为零，故 D错误。故选 B。3.如图，弹簧门是依靠弹簧形变后储存的弹性势能自动将打开的门关闭，当将弹簧门打开时，弹簧的弹力对外（）A.做正功 B.做负功 C.不做功 D.有时做正功，有时做负功 gR2vmgNmR-=2vmgFmR+=的 第10页/共26页 学科网（北京）股份有限公司【答案】B【解析】【详解】弹簧门是依靠弹簧形变后储存的弹性势能自动将打开的门关闭，当将弹簧门打开时，弹簧弹力方向与

18、门的移动方向相反，弹簧的弹力对外做负功，B正确，ACD错误；故选 B。4.如图所示，传送带以恒定速率顺时针运行。一个小物体无初速放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端。下列说法中正确的是（）A.第一阶段摩擦力对小物体做正功，第二阶段摩擦力对小物体不做功 B.第一阶段摩擦力对小物体做功的功率恒定 C.第一阶段传送带克服摩擦力做功的功率恒定 D.第一阶段滑动摩擦力对小物体和传送带做的总功为正【答案】C【解析】【详解】A第一阶段物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力，则滑动摩擦力对小物体做正功，第二阶段物体受向上的静摩擦力，则静摩擦力对小

19、物体也做正功，选项 A错误；B第一阶段摩擦力对物体做功的功率为 摩擦力大小不变，物体速度增大，所以摩擦力的功率逐渐增大，选项 B错误；C根据 摩擦力大小不变，传送带速度不变，可知，第一阶段传送带克服摩擦力做功的功率恒定，选项 C正确；D第一阶段物体的位移 传送带的位移 0vPfv=0Pfv=2vxt= 第11页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 第一阶段滑动摩擦力对小物体和传送带做的总功为 选项 D错误。故选 C。5.中国预计将在 2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被

20、月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”下列说法正确的是（）A.发射时的速度必须达到第三宇宙速度 B.在绕地轨道中，公转半长轴的立方与公转周期的平方之比不变 C.在轨道上运动时的速度小于轨道上任意位置的速度 D.在不同的绕月轨道上，相同时间内卫星与月心连线扫过的面积相同【答案】B【解析】【详解】A第三宇宙速度是指发射物体能够脱离太阳系的最小发射速度，而“嫦娥一号”仍然没有脱离地球引力的范围，所以其发射速度小于第二宇宙速度，故 A错误；B在绕地轨道中，根据开普勒第三定律 可知，同一中心天体，椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比为定值，故 B正确；C设轨道的速度为 v1，轨道近地点速度为 v2

21、，轨道远地点速度为 v3，在轨道的远月点建立一以月球为圆心的圆轨道，其速度为 v4，则根据离月球的远近，再根据圆周运动加速离心原理，可得 v2v1，v4v3 结合万有引力提供向心力圆周运动知识，有 xvt=11()022fWfxfxfvtvtfvt=-=-=-v4 因此 v2v1v4v3 故在轨道上运动时的速度 v1不是小于轨道上任意位置的速度，故 C错误；D根据开普勒第二定律，可知在同一绕月轨道上，相同时间内卫星与月心连线扫过的面积相同，但是在不同的绕月轨道上不满足，故 D错误。故选 B。6.汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为 P，牵引力为，时刻进入另一平直路面，阻力变为原来的两倍

22、且恒定，若保持功率 P继续行驶，到时刻，汽车又恢复了匀速直线运动，能正确表示这一过程中汽车速度 和牵引力 F随时间 t变化的图像是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】CD根据功率表达式 PFv 开始的时候 PF0v0 22MmvGmrr=GMvr=0v0F 第13页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 此时阻力等于牵引力 fF0 若阻力变为原来的 2倍，则汽车做减速运动，功率不变，根据 P=Fv 可知，牵引力会增加，根据 则加速度减小，当加速度再次为零时，牵引力变为原来的 2倍，即 F2F0 CD错误；AB此时速度变为，即该过程是加速度减小的减速运动，故 A正确，B错误。故选 A。

23、7.如图所示，在水平地面上方某一高度处，将两个完全相同的小球甲、乙，以大小相同的初速度分别水平抛出和竖直向下抛出。两小球均视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.小球乙落地时的速度较大 B.从抛出至落地，重力对小球甲做的功较大 C.从抛出至落地，重力对小球甲做功平均功率较大 D.两小球落地时，小球乙所受重力做功的瞬时功率较大【答案】D【解析】【详解】A在同一高度处，将两个完全相同的小球甲、乙，以大小相同的初速度分别水平抛出和竖直向下抛出，有 fFma-=012v的22011122mghmvmv+= 第14页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 可得落地时的速度均为 即两球落地时的速度

24、大小相同，故 A错误；B两球由抛出到落地过程中，重力对小球做的功均为 两球由抛出到落地过程中，重力对两小球做的功均相等，故 B错误；C从抛出至落地，重力对小球甲做功的平均功率为 从抛出至落地，重力对小球乙做功的平均功率为 设小球甲的速度与竖直方向的夹角为，由于小球甲在竖直方向做自由落体运动，而小球乙在竖直方向做有初速度的匀加速直线运动，且由公式 可得竖直方向位移相同则两个小球运动时间满足 由以上各式可知从抛出至落地，重力对小球甲做功的平均功率较小，故 C错误；D两小球落地时，两小球落地速度大小相同，设小球甲的速度与竖直方向的夹角为，重力对小球甲的瞬时功率为 重力对小球乙的瞬时功率为 可知乙所受

25、重力做功的瞬时功率较大，故 D正确。故选 D。8.如图所示，质量为 m 的物块与水平转台间的动摩擦因数为，物块与转轴相距 R，物块随转台由静止开始转动。当转速增至某一值时，物块即将在转台上滑动，此时转台已开始匀速转动，在这一过程中，摩擦力212vghv=+Wmgh=11WmghPtt=甲22WmghPtt=乙qhvt=1211022cos2cos222hhhhttvvvghvghvvqq=+q2cosPGghvq=+甲2PGghv=+乙 第15页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 对物块做的功是（假设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）A.0 B.C.D.【答案】D【解析】【详解】物

26、块即将在转台上滑动但还未滑动时，转台对物块的最大静摩擦力恰好提供向心力，设此时物块做圆周运动的线速度为 v，则有 在物块由静止到获得速度 v的过程中，物块受到的重力和支持力不做功，只有摩擦力对物块做功，由动能定理得 联立解得 故 D正确。9.地球同步卫星位于地面上方高度约为 36000 千米处，周期与地球自转周期相同，其中一种的轨道平面与赤道平面成零度角，还有一种同步卫星轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，称为地球同步倾斜轨道卫星，如图 a所示。关于倾斜地球同步轨道卫星的说法正确的是（）A.该卫星的运行周期小于近地卫星的运行周期 2 mgR2mgRp2mgR2mvmgR=2102Wmv=-2mg

27、RW= 第16页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 B.该卫星的线速度小于赤道上物体随地球自转的线速度 C.一天 2次经过赤道正上方同一位置 D.若该卫星相对地面的运行轨迹为“8”字形（图 b），是因为地球对卫星的万有引力偏离了地心【答案】C【解析】【详解】A根据 可得 该卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，则该卫星的运行周期大于近地卫星的运行周期，A错误；B该卫星的周期和角速度与地球自转的周期和角速度相等，根据可知该卫星的线速度大于赤道上物体随地球自转的线速度，B错误；C由于倾斜地球同步轨道卫星的周期和地球自转周期相等，地球赤道某一位置转过，该卫星也转过，该卫星又处于赤道上某位置上空，

28、因此，倾斜轨道同步卫星一天 2次经过赤道正上方同一位置，C正确；D地球对该卫星的万有引力始终指向地心，D错误。故选 C。10.如图所示，固定于水平面上的竖直光滑圆轨道的半径为 R，B、D分别为圆轨道的最高点和最低点，A与 C为平行于地面的直径的两端点，小球（视为质点）从轨道上的 A点以某一速度沿轨道竖直向下运动。下列判断正确的是（）A.只有时，小球才能到达 B点 B.若小球能过 B点，则小球在 D点和 B点对轨道的压力大小之差为 C.小球从 A点到 D点的过程中克服重力做功，且重力做功的功率一直增大 2224MmGmrrTp=32rTGMp=vrw=1801805vgR 第17页/共26页 学

29、科网（北京）股份有限公司 D.若轨道存在摩擦，则小球从 A点至 D点与从 D点至 C点过程中克服摩擦力做的功相等【答案】B【解析】【详解】A小球恰好能够达到 B点，则有 小球从 A点运动到 B点，根据机械能守恒有 可得，小球在 A点的最小速度为 即只有时，小球才能到达 B点，故 A错误；B小球从 D点运动到 B点，根据机械能守恒有 小球在 B点时，由牛顿第二定律有 小球在 D点时，由牛顿第二定律有 联立解得 则若小球能过 B点，则小球在 D点和 B点对轨道的压力大小之差为，故 B正确；C小球从 A点到 D点的过程中重力做正功，小球从 A点到 D点的过程中，竖直方向先加速后减速，竖直分速度先增大

30、后减小，重力做功的功率先增大后减小，故 C错误；D若轨道存在摩擦，在圆轨道的下半部分，任意取等高的 M、N两点，小球在 M、N两点时，受力如下图所示 2BvmgmR=221122BmvmvmgR=+3vgR=3vgR2211222DBmvmvmgR=+2BBvFmgmR+=2DDvFmgmR-=6DBFFmg-= 第18页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 在 M点，根据牛顿第二定律有 在 N点，根据牛顿第二定律有 小球从 M点运动到 N点，由于机械能损失，可知，则有 又 所以有 由此可知小球从 A点至 D点的过程中受到的摩擦力比从 D点至 C点过程中受到的摩擦力大。由于路程相同，所以小球

31、从 A点至 D点过程中克服摩擦力做的功大于从 D点至 C点过程中克服摩擦力做的功，故 D错误。故选 B。11.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的 A点，图中弹簧竖直时恰好处于原长状态，其原长为 l。现让圆环从图示位置由静止沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑至底端的过程中（）21N1sinvFmgmRq-=22N2sinvFmgmRq-=12vvN1N2FFNfF= 第19页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 A.弹簧对圆环先做正功后做负功 B.弹簧和杆垂直时圆环的加速度最大 C.圆环所受合外力做功不为零

32、 D.圆环克服弹簧的弹力做功 mgl【答案】D【解析】【分析】主要考查动能定理【详解】A由图知弹簧先缩短后再恢复原长最后伸长，故弹簧的弹性势能先增大再减小后增大，弹簧对圆环先做负功后做正功，再做负功，故 A错误；B弹簧和杆垂直时圆环所受的合外力为 mgsin，此时合外力不是最大，即加速度不是最大，选项 B错误；CD整个过程中因动能变化为零，则根据动能定理，可知合外力做功为 0，即 W+mgl=0 即弹簧对圆环做功为-mgl。故 C错误，D正确。故选 D。二、实验题二、实验题 12.在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示仪如图 1、2所示。图 3是部分原理示意图：其中皮带轮、的半径相

33、同，轮的半径是轮的 2倍，轮的半径是轮的 2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的短臂，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图 2中的标尺 1和 2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为 2m的球和球，质量为 m的球。（1）为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮和轮_相连，同时应选择球和球_（填或）作为实验球。（2）若实验时将皮带与轮和轮相连，这是要探究向心力与_（填物理量的名称）的关系，此时轮和轮的这个物理量值之比为_，应将两个实验球分别置于短臂 C和短臂_处（填 A或B）。 第20页/共26页 学科网（北京

34、）股份有限公司（3）下列实验采用的实验方法与本实验采用的实验方法相同的是（）A探究平抛运动的特点 B探究小车速度与时间的关系 C探究加速度与力和质量的关系 D探究两个互成角度的力的合成规律【答案】.角速度 .A .C【解析】【详解】（1）12 探究向心力与圆周运动轨道半径的关系时，应控制两球的角速度和质量相同，所以实验时应将皮带与轮和轮相连，同时应选择质量相同的球和球作为实验球。（2）3若实验时将皮带与轮和轮相连，则两转臂的加速度不同，故这是要探究向心力与角速度的关系；4轮和轮的线速度相同，由题意可知 则 5探究向心力与角速度的关系时，需要控制两球的运动半径相同，故应将两个实验球分别置于短臂

35、C和短臂 A。（3）6本实验采用的是控制变量法，探究平抛运动的特点利用的是运动的分解；探究小车速度与时间的关系利用的是平均速度代替瞬时速度；探究加速度与力和质量的关系利用的是控制变量法；探究两个互成角度的力的合成规律利用的是等效替代。故选 C。三、解答题三、解答题 13.2021年 2月 10日，执行中国首次火星探测任务的“天问一号”探测器实施制动，进入环火轨道，已知天问一号的质量为 m0，环火轨道半径为 r，火星的半径为 R，火星表面的重力加速度为 g0，引力常量为 G，设探测器沿环火轨道做匀速圆周运动，求：（1）天问一号在环火轨道受到的火星引力大小；（2）天问一号在环火轨道角速度大小。【答

36、案】（1）；（2）【解析】【分析】1:4254rr=525214rrww=的202m gRr23gR 第21页/共26页 学科网（北京）股份有限公司【详解】（1）火星对天问一号的引力 设火星表面有一质量为物体 得 （2）火星对天问一号的引力提供了向心力 得 14.图甲所示为某汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，OA为过原点的倾斜直线，BC为水平直线，AB是与 OA和 BC都相切的曲线。已知 05s内汽车的牵引力恒为 F=8000N，t=5s时，汽车的功率达到额定功率 80kW，且在之后的运动过程中保持该功率不变。假设汽车行驶中所受的阻力大小恒为 f=2000N。则（1）求 t=5s时汽车速度

37、的大小；（2）求 t=35s时汽车速度的大小；（3）在图乙中作出 035s内牵引力的功率 P随时间 t变化的图像，并计算 35s内牵引力所做的功。【答案】（1）10m/s；（2）40m/s；（3）见解析图，2.6106J【解析】【详解】（1）t=5s时，汽车速度 02GMmFr=m2GMmmgR=202m gRFr=20Fmrw=23gRrw= 第22页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 （2）t=35s时，汽车做匀速运动，由二力平衡知，牵引力 F2=f=2000N 故汽车的速度为 （3）05s内，v与 t成正比关系，F=8000N，根据 P=Fv 由此可知 P与 t成正比关系；035s内

38、，功率保持额定功率不变。故牵引力功率 P随时间 t变化的图像如图所示 35s内牵引力所做的功在数值上和 P-t图像上图线所围成梯形面积相等，则 15.学校科技小组设计了“”字型竖直轨道。该轨道由两个光滑半圆形轨道、和粗糙的水平直轨道组成，末端与竖直的弹性挡板连接，轨道半径，轨道半径为，端与地面相切。质量的小滑块从光滑水平地面点以速度滑上轨道，运动到点时与挡板发生完全弹性碰撞并以原速率反弹，已知直线轨道长为，小滑块与轨道的动摩擦因数，其余阻力均不计，小滑块可视为质点，重力加速度取。求：(1)小滑块第一次经过轨道最高点时的速率；(2)小滑块最终停止的位置到点的距离；(3)若改变小滑块的初速度，使小

39、滑块能停在轨道上，且运动过程中不脱离轨道，则小滑块的初速度应满足什么条件？（结果可含根号）110m/sPvF=2240m/sPvF=的36(3035)80 10J2.6 10 J2W+=eABCCDEEFOFCDE0.1mr=ABC2rA0.2kgm=P02 3m/sv=FEF0.5mL=EF0.5=g210m/sCFEF 第23页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）2m/s；（2）0.3m；（3）【解析】【详解】（1）设小滑块的质量为 m，第一次经过轨道最高点 C 时的速率为 vC，对小滑块从 P到 C的运动过程由动能定理有 解得 （2）假设小滑块第一次滑上轨道 EF后就未

40、再离开 EF，且运动的距离为 s，则对小滑块从开始运动到最终停下由动能定理有 解得 假设成立，所以小滑块最终停止的位置到 F点的距离为 （3）为满足题意，当小滑块初速度取最小值 v1时，它恰好可以通过 C点，当小滑块初速度取最大值 v2时，它在第一次被挡板反弹后可以恰好运动至 D点。设小滑块恰好通过 C点时速率为 vC，则由牛顿第二定律有 对小滑块从 P到 C的运动过程由动能定理有 010m/s4m/sv22011422Cmvmvmgr-=-2m/sCv=201022mvmgrmgs-=-0.8m2sL=0.3mxsL=-=的22Cv mgmr=22111422Cmv mvmgr-=- 第24

41、页/共26页 学科网（北京）股份有限公司 解得 对小滑块从 P到 D的运动过程由动能定理有 解得 故小滑块的初速度应满足 16.如图所示，长度为 2L的光滑轻质细管与水平面的夹角为，可绕竖直轴 O1O2转动，两根轻弹簧分别固定在轻管两端，弹簧的原长都是 L，劲度系数均为 k，两弹簧间栓接一质量为 m的小球。已知重力加速度为 g，不计空气阻力。（1）当轻管静止时，每根弹簧的形变量 x0；（2）当轻管绕竖直轴以角速度 1匀速转动时，两弹簧刚好恢复原长，求 1；（3）当轻管从静止开始绕竖直轴转动，转至弹簧的弹性势能与静止时相等。求外界对转动装置所做的功W。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解

42、】（1）对小球由平衡知识可知 解得 110m/sv=2210322mvmgrmgL-=-24m/sv=010m/s4m/sv0sin2mgxkq=11sin=cosgLqwq3sin()sin2mgWL mgkqq=+02sinkxmgq=0sin2mgxkq= 第25页/共26页 学科网（北京）股份有限公司（2）当轻管绕竖直轴以角速度 1匀速转动时，两弹簧刚好恢复原长，对小球分析可知 解得 （3）当轻管从静止开始绕竖直轴转动，转至弹簧的弹性势能与静止时相等时，此时下边弹簧被拉长 x0，上边弹簧被压缩 x0，此时小球受弹力大小为 F=2kx0=mgsin 方向沿管向下，则 外界对转动装置所做的功 联立解得 21tancosmgmLqwq=11sin=cosgLqwqcossinNmgFqq=+20cossin()cosvFNmLxqqq+=+2012sin2Wmgxmvq=+3sin()sin2mgWL mgkqq=+ 第26页/共26页 学科网（北京）股份有限公司