北京市医学院附中2022学年高一物理下学期期中试题（含解析）

2022-2022学年北京市医学院附中高一（下）期中物理试卷一、单项选择题：（每小题3分，共60分，答对得3分，选错不得分）1．（3分）某个行星的半径是地球半径的一半，质量也是地球的一半，则它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（　　）　A．倍B．倍C．4倍D．2倍　2．（3分）一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（　　）　A．飞船的轨道半径B．飞船的运行速度C．飞船的运行周期D．行星的质量　3．（3分）（2022•南充模拟）我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星．某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G．由此可求出S1的质量为（　　）　A．B．　C．D．　4．（3分）设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g0，则以下说法错误的是（　　）　A．卫星的线速度为B．卫星的角速度为　C．卫星的加速度为D．卫星的周期2π　5．（3分）在空中飞行了十多年的“和平号”航天站已失去动力，由于受大气阻力作用其绕地球转动半径将逐渐减小，最后在大气层中坠毁，在此过程中下列说法不正确的是（　　）　A．航天站的速度将加大B．航天站绕地球旋转的周期加大　C．航天站的向心加速度加大D．航天站的角速度将增大　6．（3分）火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（　　）　A．火卫二距火星表面较近B．火卫二的角速度较大　C．火卫一的运动速度较大D．火卫二的向心加速度较大　-23-\n7．（3分）（2022•北京）据媒体报道，嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200km，运用周期127分钟．若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是（　　）　A．月球表面的重力加速度B．月球对卫星的吸引力　C．卫星绕月球运行的速度D．卫星绕月运行的加速度　8．（3分）（2022•四川）1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展．假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行．已知地球半径为6.4×106m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期．以下数据中最接近其运行周期的是（　　）　A．0.6小时B．1.6小时C．4.0小时D．24小时　9．（3分）（2022•山东）据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2022年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（　　）　A．运行速度大于7.9km/s　B．离地面高度一定，相对地面静止　C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大　D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等　10．（3分）（2022•新都区模拟）如图是“嫦娥一号”奔月的示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是（　　）　A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度　B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关　C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比　D．在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力　11．（3分）（2022•天津）我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展．设地球、月球的质量分别为m1、m2，半径分别为R1、R2，人造地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的环绕周期为T，则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为（　　）　A．，　B．，-23-\n　C．，　D．，　12．（3分）现有两颗绕地球匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨道半径分别为RA和RB．如果RA＜RB，则下列说法正确的是（　　）　A．卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大　B．卫星A的线速度比卫星B的线速度大　C．卫星A的角速度比卫星B的角速度大　D．卫星A的加速度比卫星B的加速度大　13．（3分）如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球，从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（　　）　A．mghB．mgHC．mg（H+h）D．mg（H﹣h）　14．（3分）一个人站在高h处，抛出一个质量为m的物体，物体落地时的速度为v，人对物体做的功为（　　）　A．mghB．mgh+mv2C．mv2D．mv2﹣mgh　15．（3分）a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出，a球竖直上抛，b球水平抛出，c球竖直下抛．设三球落地时的速率分别为va、vb、vc，则（　　）　A．va＞vb＞vcB．va=vb＞vcC．va＜vb＜vcD．va=vb=vc　16．（3分）如图，质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上，下列说法不正确的是（　　）　A．若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功　B．若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgs　C．若斜面向左以加速度a匀加速移动距离s，斜面对物块做功mas　D．若斜面向下以加速度匀加速移动距离s，斜面对物块做功m（g+a）s　17．（3分）（2022•广东）如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C为水平的，其距离d=0.50m盆边缘的高度为h=0.30m-23-\n．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10．小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为（　　）　A．0.50mB．0.25mC．0.10mD．0　18．（3分）如图所示，光滑水平桌面上开了一个小孔，穿一根细绳．绳一端系一个小球，另一端用大小为F的力拉绳，维持小球在水平面上作半径为r的匀速圆周运动．现在缓慢地拉绳，使圆周半径逐渐减小．当拉力变为8F时，小球运动半径变为在此过程中拉力对小球所做的功是（　　）　A．零B．C．D．　19．（3分）如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零；如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度（已知物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同且不为零）（　　）　A．大于v0B．等于v0　C．小于v0D．取决于斜面的倾角　20．（3分）滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率变为v2，且v2＜v1，若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则（　　）　A．上升时机械能减小，下降时机械能增大　B．上升时机械能增大，下降时机械能也减小　C．上升过程中动能和势能相等的位置在A点的上方　D．上升过程中动能和势能相等的位置在A点的下方　二、计算题（本道大题共40分）21．（5分）如图所示置于水平桌面的木箱的质量m=10kg，在与水平方向成α=37˚角的拉力F=50N的恒力作用下，由静止开始运动，它与水平面间的动摩擦因数μ=0.2．问：（1）前2s内拉力做功的平均功率？（2）2s末拉力做功的瞬时功率？（取g=10m/s2）-23-\n　22．（5分）某行星探测器在喷气发动机推力作用下从所探测的行星表面竖直升空，当其速度达到80m/s时，发动机突然发生故障而关闭．已知该行星的半径为R=5.0×106m，第一宇宙速度是5.0×103m/s．探测器总质量的变化、行星对探测器的引力随高度的变化、行星自转的影响、行星表面气体对探测器的影响都忽略不计．求：（1）该行星表面附近物体自由下落的加速度；（2）发动机关闭后探测器还能上升的最大距离．　23．（5分）2022年9月25日21点10分，我国继“神舟”五号、六号载人飞船后又成功地发射了“神舟”七号载人飞船．飞船绕地飞行五圈后成功变轨到距地面一定高度的近似圆形轨道．航天员翟志刚于27日16点35分开启舱门，开始进行令人振奋的太空舱外活动．若地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，飞船运行的圆轨道距地面的高度为h，不计地球自转的影响，求：（1）飞船绕地球运行加速度的大小；（2）飞船绕地球运行的周期．　24．（5分）（2022•深圳一模）如图所示，质量为m的金属块放在水平桌面上，在与水平方向成θ角斜向上、大小为F的拉力作用下，以速度v向右做匀速直线运动．重力加速度为g．（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数；（2）如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远？　25．（10分）一质量m=2kg的物块，放在高h=2m的平台上，现受一水平推力F=10N，由静止开始运动，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.2．当物块滑行了s1=5m时撤去F，继续向前滑行s2=5m后飞出平台，不计空气阻力，求物块落地时速度的大小？　26．（10分）（2022•上海）质量为5×103kg的汽车在t=0时刻速度v0=10m/s，随后以P=6×104W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5×103N．求：（1）汽车的最大速度vm；（2）汽车在72s内经过的路程s．　-23-\n2022-2022学年北京市医学院附中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析　一、单项选择题：（每小题3分，共60分，答对得3分，选错不得分）1．（3分）某个行星的半径是地球半径的一半，质量也是地球的一半，则它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（　　）　A．倍B．倍C．4倍D．2倍考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：根据万有引力等于重力结合万有引力定律表示出重力加速度，根据行星和地球的质量、半径关系求解．解答：解：解：根据万有引力等于重力得：g=行星质量是地球质量的一半，半径也是地球的一半，所以此行星上的重力加速度是地球上的2倍，故D正确、ABC错误．故选：D．点评：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再进行之比．　2．（3分）一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（　　）　A．飞船的轨道半径B．飞船的运行速度C．飞船的运行周期D．行星的质量考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：研究飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，根据根据万有引力提供向心力，列出等式．根据密度公式表示出密度．解答：解：A、根据密度公式得：，已知飞船的轨道半径，无法求出行星的密度，故A错误．B、已知飞船的运行速度，根据根据万有引力提供向心力，列出等式．，解得：，代入密度公式无法求出行星的密度，故B错误．-23-\nC、根据根据万有引力提供向心力，，解得：，代入密度公式得：，故C正确．D、已知行星的质量而不知道半径无法求出行星的密度，故D错误．故选：C．点评：运用物理规律表示出所要求解的物理量，再根据已知条件进行分析判断．　3．（3分）（2022•南充模拟）我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星．某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G．由此可求出S1的质量为（　　）　A．B．　C．D．考点：万有引力定律及其应用；向心力．专题：万有引力定律的应用专题．分析：这是一个双星的问题，S1和S2绕C做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，S1和S2有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题．解答：解：设星体S1和S2的质量分别为m1、m2，星体S2做圆周运动的向心力由万有引力提供得：即m1=故选A．点评：双星的特点是两个星体周期相等，星体间的万有引力提供各自所需的向心力．　4．（3分）设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g0，则以下说法错误的是（　　）　A．卫星的线速度为B．卫星的角速度为　C．卫星的加速度为D．卫星的周期2π-23-\n考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．专题：人造卫星问题．分析：研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出线速度、角速度、周期、加速度等物理量．忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式．解答：解：A、研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：，解得：v=其中r=2R0①忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：，解得：GM=gR02②由①②得：卫星的速度大小v==，故A错误．B、卫星的角速度ω==，故B正确．C、根据圆周运动知识得：a==，故C错误．D、卫星的周期T==，故D正确．本题选择不正确的．故选：AC．点评：向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．运用黄金代换式GM=gR2求出问题是考试中常见的方法．　5．（3分）在空中飞行了十多年的“和平号”航天站已失去动力，由于受大气阻力作用其绕地球转动半径将逐渐减小，最后在大气层中坠毁，在此过程中下列说法不正确的是（　　）　A．航天站的速度将加大B．航天站绕地球旋转的周期加大　C．航天站的向心加速度加大D．航天站的角速度将增大考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．专题：人造卫星问题．分析：根据万有引力提供向心力=mω2r，判断线速度、角速度、周期、向心加速度的变化．-23-\n解答：解：根据万有引力提供向心力，得，，，．由此可知，当轨道半径r减小时，速度、加速度、角速度都变大，周期变小．故ACD均错误、B正确．故选：B．点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，会根据该规律判断线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系．　6．（3分）火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（　　）　A．火卫二距火星表面较近B．火卫二的角速度较大　C．火卫一的运动速度较大D．火卫二的向心加速度较大考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．专题：人造卫星问题．分析：卫星围绕火星圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力，由周期关系得出半径关系，再由半径关系分析角速度、线速度和向心加速度的大小关系．解答：解：根据万有引力提供圆周运动向心力有：=ma=m=m=mω2r得卫星周期T=2π，知轨道半径大的周期大，轨道半径小的周期小，所以可知火卫一的轨道半径小于火卫二的轨道半径．A、因为火卫一的轨道半径小于火卫二的轨道半径，所以火卫二距火星表面较远，故A错误；B、ω=，知轨道半径大的角速度小，火卫二的角速度较小，故B错误；C、线速度v=，轨道半径大的速度小，火卫一的轨道半径小，线速度大，故C正确；D、向心加速度a=，火卫一的半径小，其加速度大，故D错误；故选：C．点评：掌握万有引力提供圆周运动向心力，根据周期关系得出半径关系，再由此分析角速度、线速度和向心加速度与半径的关系，掌握规律是解决问题的基础．　-23-\n7．（3分）（2022•北京）据媒体报道，嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200km，运用周期127分钟．若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是（　　）　A．月球表面的重力加速度B．月球对卫星的吸引力　C．卫星绕月球运行的速度D．卫星绕月运行的加速度考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．分析：本题关键根据万有引力提供绕月卫星做圆周运动的向心力，以及月球表面重力加速度的表达式，列式求解分析．解答：解：A、绕月卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M，有G=m（）2（R月+h）地球表面重力加速度公式g月=联立①②可以求解出g月=即可以求出月球表面的重力加速度；由于卫星的质量未知，故月球对卫星的吸引力无法求出；由v=可以求出卫星绕月球运行的速度；由a=（）2（R月+h）可以求出卫星绕月运行的加速度；本题要选不能求出的，故选B．点评：本题关键根据绕月卫星的引力提供向心力列式，再结合月球表面重力等于万有引力列式求解．　8．（3分）（2022•四川）1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展．假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行．已知地球半径为6.4×106m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期．以下数据中最接近其运行周期的是（　　）　A．0.6小时B．1.6小时C．4.0小时D．24小时考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．专题：压轴题．分析：哈勃天文望远镜绕地球做匀速圆周运动，根据哈勃天文望远镜的万有引力等于向心力和地球表面重力加速度公式，列出两式联立求解出周期表达式，再代入进行计算；也可以将哈勃天文望远镜与同步卫星的周期直接比较求解；还可以运用开普勒第三定律求解．-23-\n解答：解：哈勃天文望远镜绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有F=F向因而G=m（）2r解得T=2π故T哈：T同=2π：2πT哈=T同≈1.6h故选B．点评：本题关键根据万有引力提供向心力，求出周期的表达式，再进行比较求解．　9．（3分）（2022•山东）据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2022年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（　　）　A．运行速度大于7.9km/s　B．离地面高度一定，相对地面静止　C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大　D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等考点：万有引力定律及其应用；同步卫星．专题：计算题．分析：研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出表示出线速度的大小．知道7.9km/s为第一宇宙速度．了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球相同．根据向心加速度的表达式找出向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小关系．解答：解：A、由万有引力提供向心力得：=，v=，即线速度v随轨道半径r的增大而减小，v=7.9km/s为第一宇宙速度，即围绕地球表面运行的速度；因同步卫星轨道半径比地球半径大很多，因此其线速度应小于7.9km/s，故A错误；B、因同步卫星与地球自转同步，即T、ω相同，因此其相对地面静止，由万有引力提供向心力得：-23-\n=m（R+h）ω2得：h=﹣R，因G、M、ω、R均为定值，因此h一定为定值，故B正确；C、因同步卫星周期T同=24小时，月球绕地球转动周期T月=27天，即T同＜T月，由公式ω=得ω同＞ω月，故C正确；D、同步卫星与静止在赤道上的物体具有共同的角速度，由公式a向=rω2，可得：=，因轨道半径不同，故其向心加速度不同，故D错误．故选BC．点评：了解第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．要比较一个物理量大小，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行比较．　10．（3分）（2022•新都区模拟）如图是“嫦娥一号”奔月的示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是（　　）　A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度　B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关　C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比　D．在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力考点：万有引力定律及其应用；第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．专题：应用题；压轴题．分析：本题解题的关键是：①明白第三宇宙速度是指被发射物体能够脱离太阳系的最小的发射速度，而“嫦娥一号”仍然没有脱离地球的引力范围．②万有引力的表达式，以及什么力提供卫星做圆周运动的向心力．解答：解：A、第三宇宙速度是指被发射物体能够脱离太阳系的最小的发射速度，而“嫦娥一号”仍然没有脱离地球的引力范围，故其发射速度小于第二宇宙速度．故A错误．B、根据万有引力提供向心力可得T2=-23-\n故卫星运动的周期与卫星自身的质量无关．故B错误．C、根据万有引力定律F=可得“嫦娥一号”卫星受到的月球的引力与卫星到月球球心的距离的平方成反比．故C正确．D、卫星在绕月轨道上时所受合力提供向心力，而向心力指向轨迹的圆心即月球的球心，故月球对卫星的引力大于地球对卫星的引力．故D错误．故选C．点评：本题考查内容难度不大，属于理解性质，所以在学习过程中要加强对基本概念和基本规律的理解和应用．　11．（3分）（2022•天津）我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展．设地球、月球的质量分别为m1、m2，半径分别为R1、R2，人造地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的环绕周期为T，则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为（　　）　A．，　B．，　C．，　D．，考点：万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．专题：计算题．分析：研究卫星绕地球运行和绕月球运行，根据万有引力充当向心力结合牛顿第二定律列出等式．根据已知条件进行对比．解答：解：卫星绕地球运行和绕月球运行都是由万有引力充当向心力，根据牛顿第二定律有得：v=，T=2π-23-\n所以有：，故选A．点评：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．　12．（3分）现有两颗绕地球匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨道半径分别为RA和RB．如果RA＜RB，则下列说法正确的是（　　）　A．卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大　B．卫星A的线速度比卫星B的线速度大　C．卫星A的角速度比卫星B的角速度大　D．卫星A的加速度比卫星B的加速度大考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．专题：人造卫星问题．分析：万有引力提供卫星圆周运动的向心力，据此分析描述圆周运动物理量与半径的关系即可．解答：解：据万有引力提供圆周运动向心力有：，所以A、周期知，半径大的B卫星周期大，故A错误；B、线速度知轨道半径大的B卫星线速度小，故B正确；C、角速度知轨道半径大的B卫星角速度小，故C正确；D、向心加速度知轨道半径大的B卫星向心加速度小，故D正确．故选：BCD．点评：掌握万有引力和向心力的表达式，知道万有引力提供圆周运动向心力是正确解题的关键．　13．（3分）如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球，从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（　　）-23-\n　A．mghB．mgHC．mg（H+h）D．mg（H﹣h）考点：机械能守恒定律．专题：动能定理的应用专题．分析：小球落到地面瞬间重力势能可直接得到﹣mgh，但动能不知道，机械能不好直接确定．但最高点时速度为零，动能为零，机械能很快求出，根据小球下落过程中机械能守恒，落地时与刚下落时机械能相等，就能求出小球落到地面前的瞬间的机械能．解答：解：以桌面为参考平面，小球在最高点时机械能E=mgH小球下落过程中机械能守恒，则小球落到地面前瞬间的机械能为mgH．故ACD错误，B正确．故选：B．点评：本题如根据机械能的定义，不好直接求落地时小球的机械能．技巧在于选择研究最高点，此处动能为零，重力势能为mgH，机械能为mgH，运用机械能守恒，从而定出落地时的机械能，方法简单方便．　14．（3分）一个人站在高h处，抛出一个质量为m的物体，物体落地时的速度为v，人对物体做的功为（　　）　A．mghB．mgh+mv2C．mv2D．mv2﹣mgh考点：动能定理的应用．专题：功的计算专题．分析：对全程进行分析，明确各力做功情况，由动能定理列式即可求得人所做的功．解答：解：小球有整人过程中有重力做功、人对小球做功；则由动能定理可知：W+mgh=mv2解得：W=mv2﹣mgh；故选：D．点评：本题考查动能定理的应用，要注意动能定理只考虑初末状态及做功情况，不必考虑过程．　15．（3分）a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出，a球竖直上抛，b球水平抛出，c球竖直下抛．设三球落地时的速率分别为va、vb、vc，则（　　）　A．va＞vb＞vcB．va=vb＞vcC．va＜vb＜vcD．va=vb=vc考点：机械能守恒定律．分析：三个球从同一个高度抛出，且它们的初速度的大小相同，在运动的过程中，三个球的机械能都守恒，所以根据机械能守恒可以判断小球的落地时速度的情况．-23-\n解答：解：由于三个球的高度相同，抛出时的速率也相同，最后又落到了同一个水平面上，在球的运动的过程中，机械能都守恒，根据机械能守恒可知，三个球的落地时的速度的大小都相同，所以D正确．故选D．点评：本题是对机械能守恒的直接应用，由机械能守恒可以直接求出结果，题目比较简单．　16．（3分）如图，质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上，下列说法不正确的是（　　）　A．若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功　B．若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgs　C．若斜面向左以加速度a匀加速移动距离s，斜面对物块做功mas　D．若斜面向下以加速度匀加速移动距离s，斜面对物块做功m（g+a）s考点：功的计算．专题：功的计算专题．分析：先对物体受力分析，物体受重力mg、弹力N和摩擦力f，斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的合力，根据平衡条件并结合正交分解法和合成法判断该合力的大小和方向进行判断即可．解答：解：A、若斜面沿水平方向匀速移动距离x，根据平衡条件，斜面对物体的支持力和摩擦力的合力竖直向上，与重力平衡，与位移垂直，故斜面对物块没有做功，故A正确；B、若斜面竖直向上匀速移动距离x，根据平衡条件，斜面对物体的支持力和摩擦力的合力竖直向上，与重力平衡，与位移同向，故斜面对物块做功mgs，故B正确；C、若斜面沿水平方向向左以加速度a匀加速动移距离s，斜面对物体的力的竖直分量与重力平衡，水平分力等于ma，只有水平分力做功为mas，故C正确；D、若斜面竖直向下以加速度a匀加速动移动距离s，斜面对物体的支持力和摩擦力的合力竖直向上，为m（g﹣a），斜面对物块做功m（g﹣a）s，故D错误；本题选择错误的，故选：D．点评：本题关键是先对物体受力分析，然后平衡条件或者牛顿第二定律求解出斜面对物体的作用力，最后根据恒力做功表达式分析该合力的功．　17．（3分）（2022•广东）如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C为水平的，其距离d=0.50m盆边缘的高度为h=0.30m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10．小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为（　　）　A．0.50mB．0.25mC．0.10mD．0-23-\n考点：动能定理的应用．专题：动能定理的应用专题．分析：根据动能定理，对小物块开始运动到停止的全过程进行研究，求出小物块在BC面上运动的总路程，再由几何关系分析最后停止的地点到B的距离．解答：解：设小物块间在BC面上运动的总路程为S．物块在BC面上所受的滑动摩擦力大小始终为f=μmg，对小物块从开始运动到停止运动的整个过程进行研究，由动能定理得mgh﹣μmgS=0得到S===3m，d=0.50m，则S=6d，所以小物块在BC面上来回运动共6次，最后停在B点．故选D点评：本题对全过程运用动能定理进行研究，关键要抓住滑动摩擦力做功与总路程关系．　18．（3分）如图所示，光滑水平桌面上开了一个小孔，穿一根细绳．绳一端系一个小球，另一端用大小为F的力拉绳，维持小球在水平面上作半径为r的匀速圆周运动．现在缓慢地拉绳，使圆周半径逐渐减小．当拉力变为8F时，小球运动半径变为在此过程中拉力对小球所做的功是（　　）　A．零B．C．D．考点：动能定理的应用；向心力；功的计算．专题：功的计算专题．分析：由向心力公式可求得小球两种状态时的速度，再由动能定理求解拉力所做的功．解答：解：在大小为F的拉力作用下，小球做匀速圆周运动；由向心力公式可得：F=m同理可知：8F=m随着小球运动半径变小，拉力为变力．根据W=△Ek得W=mv2﹣mv2根据F=ma得解得：WF=．-23-\n故选：D点评：本题采用动能定理求解时略去中间过程，体会用能量观点解题的优越性．　19．（3分）如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零；如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度（已知物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同且不为零）（　　）　A．大于v0B．等于v0　C．小于v0D．取决于斜面的倾角考点：动能定理的应用．专题：动能定理的应用专题．分析：物体从D点滑动到顶点A过程中，分为水平和斜面两个过程，由于只有重力和摩擦力做功，根据动能定理列式求解即可．解答：解：物体从D点滑动到顶点A过程中，由动能定理可得：﹣mg•xAO﹣μmg•xDB﹣μmgcosα•xAB=﹣mv2由几何关系cosα•xAB=xOB，因而上式可以简化为﹣mg•xAO﹣μmg•xDB﹣μmg•xOB=﹣mv2﹣mg•xAO﹣μmg•xDO=﹣mv2从上式可以看出，到达顶点的动能与路径无关故选：B．点评：本题关键根据动能定理列式，对列得的方程进行讨论得出结论．同时注意记住本题中所得出的结论．　20．（3分）滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率变为v2，且v2＜v1，若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则（　　）　A．上升时机械能减小，下降时机械能增大　B．上升时机械能增大，下降时机械能也减小　C．上升过程中动能和势能相等的位置在A点的上方　D．上升过程中动能和势能相等的位置在A点的下方考点：动能定理；机械能守恒定律．专题：动能定理的应用专题．分析：根据除重力以外其它力做功等于机械能的增量判断上升和下降过程中机械能的变化．根据动能定理，抓住动能势能相等，求出最大位移，从而分析判断．解答：解：A、上升、下降时都要克服摩擦力做功，故机械能均减小．故A、B错误．C、设物体上升的最大位移为s，动能和势能相等时的位移为l，速度为v3-23-\n在上升过程由动能定理有：…①…②由动能等于势能，有：…③由②③得：；由①得：比较可得l大于，故C正确，D错误．故选：C．点评：此题后两个选项，是判断向上阶段中动能与势能相等点的位置，乍一看觉的较简单，实则是一道有一定难度的计算题．若定性讨论，也不太容易，反倒不如计算来得快、准．　二、计算题（本道大题共40分）21．（5分）如图所示置于水平桌面的木箱的质量m=10kg，在与水平方向成α=37˚角的拉力F=50N的恒力作用下，由静止开始运动，它与水平面间的动摩擦因数μ=0.2．问：（1）前2s内拉力做功的平均功率？（2）2s末拉力做功的瞬时功率？（取g=10m/s2）考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：对物体受力分析，有牛顿第二定律求出加速度，利用运动学公式求的前进位移，即可求的拉力做功，由P=即可求的平均功率，由v=at求的2s末的速度，由P=FV即可求的瞬时功率解答：解：通过受力分析可知Fcos37°﹣f=maFsin37°+N=mgf=μN联立解得a=2.6m/s2故2s内前进位移为x=前2s内拉力做功的平均功率-23-\n2s末的速度为v=at=2.6×2m/s=5.2m/s瞬时功率为P=Fvcos37°=50×5.2×0.8W=208W答：（1）前2s内拉力做功的平均功率为104W（2）2s末拉力做功的瞬时功率208W点评：本体主要考查了平均功率与瞬时功率的求法，注意P=一般求平均功率，P=Fv一般球瞬时功率；　22．（5分）某行星探测器在喷气发动机推力作用下从所探测的行星表面竖直升空，当其速度达到80m/s时，发动机突然发生故障而关闭．已知该行星的半径为R=5.0×106m，第一宇宙速度是5.0×103m/s．探测器总质量的变化、行星对探测器的引力随高度的变化、行星自转的影响、行星表面气体对探测器的影响都忽略不计．求：（1）该行星表面附近物体自由下落的加速度；（2）发动机关闭后探测器还能上升的最大距离．考点：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．分析：根据万有引力提供向心力，而在星球表面，万有引力又等于重力，列式得到星球表面的重力加速度；然后由机械能守恒求解高度．解答：解：设该行星表面物体自由下落的加速度为g（1）在该行星表面重力等于引力=mg设该行星的第一宇宙速度为v，则=m解得：g==5.0m/s2．（2）设探测器能上升的最大高度为H，由机械能守恒mv2=mgH解得：H=640m．答：（1）该行星表面附近物体自由下落的加速度是5.0m/s2；（2）发动机关闭后探测器还能上升的最大距离是640m．点评：本题关键是：（1）根据万有引力等于重力，提供向心力求解加速度；（2）根据机械能守恒求解位移．　23．（5分）2022年9月25日21点10分，我国继“神舟”五号、六号载人飞船后又成功地发射了“神舟”七号载人飞船．飞船绕地飞行五圈后成功变轨到距地面一定高度的近似圆形轨道．航天员翟志刚于27日16点35分开启舱门，开始进行令人振奋的太空舱外活动．若地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，飞船运行的圆轨道距地面的高度为h，不计地球自转的影响，求：（1）飞船绕地球运行加速度的大小；（2）飞船绕地球运行的周期．考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．-23-\n专题：人造卫星问题．分析：在地球表面的物体受到的重力等于万有引力，根据根据万有引力提供向心力=，联立可以解得加速度和周期．解答：解：（1）在地球表面的物体受到的重力等于万有引力，得GM=R2g根据万有引力提供向心力，得（2）根据万有引力提供向心力，得=2π答：（1）飞船绕地球运行加速度的大小为；（2）飞船绕地球运行的周期为2π．点评：本题关键是要掌握重力等于万有引力和万有引力提供向心力这两个关系，要能够根据题意选择不同的向心力的表达式．　24．（5分）（2022•深圳一模）如图所示，质量为m的金属块放在水平桌面上，在与水平方向成θ角斜向上、大小为F的拉力作用下，以速度v向右做匀速直线运动．重力加速度为g．（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数；（2）如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远？考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；滑动摩擦力．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：（1）分析金属块的受力情况，根据平衡条件和滑动摩擦力公式求解动摩擦因数；（2）撤去拉力后金属块水平方向只受滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求出加速度，再由位移速度公式求解金属块在桌面上滑行的最大距离．解答：解：（1）对金属块受力分析，受拉力、重力、支持力、摩擦力，如图所示：-23-\n因为金属块匀速运动，受力平衡则有Fcosθ﹣μ（mg﹣Fsinθ）=0得μ=（2）撤去拉力后金属块的加速度大小为：a=﹣=﹣μg=金属块在桌面上滑行的最大距离：s==答：（1）金属块与桌面间的动摩擦因数为；（2）撤去拉力后金属块在桌面上滑行的最大距离为．点评：本题是物体的平衡问题，关键是分析物体的受力情况，作出力图．要注意撤去F后动摩擦因数不变．　25．（10分）一质量m=2kg的物块，放在高h=2m的平台上，现受一水平推力F=10N，由静止开始运动，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.2．当物块滑行了s1=5m时撤去F，继续向前滑行s2=5m后飞出平台，不计空气阻力，求物块落地时速度的大小？考点：动能定理．专题：动能定理的应用专题．分析：对全过程运用动能定理，求出物块落地时的速度大小．解答：解：物体从开始运动到落地前瞬间，由动能定理有：代入数据解得：v=m/s．答：物块落地时的速度为5m/s．点评：本题考查动能定理的基本运用，关键合理地选择研究过程，本题也可以分段运用动能定理进行求解．　26．（10分）（2022•上海）质量为5×103kg的汽车在t=0时刻速度v0=10m/s，随后以P=6×104W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5×103N．求：（1）汽车的最大速度vm；-23-\n（2）汽车在72s内经过的路程s．考点：动能定理的应用．分析：汽车以额定功率启动，做的是牵引力减小，加速度减小的加速运动．到最大速度时汽车做匀速运动，将功率公式和速度公式结合使用．由于是一个变加速运动，对应路程的求解不可用匀变速直线运动的公式呢，可以运用动能定理．解答：解：（1）汽车以额定功率启动，牵引力减小，加速度减小，到最大速度时汽车做匀速运动．∴当达到最大速度时，P=Fv=fvm，vm==m/s=24m/s，（2）从开始到72s时刻依据动能定理得：Pt﹣fs=mvm2﹣mv02，解得：s==1252m．答：（1）汽车的最大速度vm是24m/s，（2）汽车在72s内经过的路程s是1252m．点评：在此题中汽车的牵引力时刻在发生变化但是功率不变，所以属于变力做功问题，而且这是一个变加速运动，动能定理是一种很好的处理方法．　-23-