【解析】江蘇省蘇州市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題

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江蘇省蘇州市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題

一、單選題

1．物理學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步，其中離不開科學(xué)家所做出的重要貢獻(xiàn).下列敘述符合物理學(xué)史實(shí)的是（）

A．開普勒觀測(cè)行星運(yùn)動(dòng)并積累了大量數(shù)據(jù)，經(jīng)多年研究后揭示了行星運(yùn)動(dòng)的有關(guān)規(guī)律

B．牛頓運(yùn)動(dòng)定律不僅適用于低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體，也適用于高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子

C．卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量的值

D．第谷利用“月－地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬有引力定律的正確性

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】物理學(xué)史

【解析】【解答】A.第谷觀測(cè)行星運(yùn)動(dòng)并積累大量的數(shù)據(jù)，開普勒研究后揭示了行星運(yùn)動(dòng)的有關(guān)規(guī)律，A不符合題意；

B.牛頓運(yùn)動(dòng)定律只能適用于宏觀、低速物體，不能適用于微觀高速粒子，B不符合題意；

C.卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量的值，C符合題意；

D.牛頓利用“月-地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬有引力定律的正確性，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】根據(jù)物理學(xué)史分析。

2．如圖所示，一種古老的舂米裝置，使用時(shí)以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)，人用腳踩踏板C，另一端的舂米錘B上升，松開腳后，B回落撞擊谷槽A中的谷米。已知，忽略一切摩擦阻力，下列說法正確的是（）

A．C的線速度關(guān)系滿足

B．B、C的向心加速度大小相等

C．踩下踏板的過程中，腳對(duì)踏板做的功等于B增加的重力勢(shì)能

D．B回落過程中減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為B的動(dòng)能

【答案】A

【知識(shí)點(diǎn)】能量守恒定律；線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；向心加速度

【解析】【解答】A.B、C屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，根據(jù)可知，，A符合題意；

B.根據(jù)可知，B的向心加速度大于C的向心加速度，B不符合題意；

C.由能量守恒定律可知，踩下踏板的過程中，腳對(duì)踏板做的功等于B增加的重力勢(shì)能、B增加的動(dòng)能與踏板增加的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和，C不符合題意；

D.由能量守恒定律可知，B回落過程中減少的重力勢(shì)能等于為B的動(dòng)能、踏板的動(dòng)能與重力勢(shì)能的變化量之和，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】由線速度與角速度的關(guān)系式分析B、C兩點(diǎn)的線速度關(guān)系；根據(jù)向心加速度公式分析向心加速度；由能量守恒定律分析能量的轉(zhuǎn)化問題。

3．下列四幅圖是有關(guān)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，其中說法正確的是（）

A．汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，速度越快越容易爆胎

B．鐵路的轉(zhuǎn)彎處，外軌比內(nèi)軌高是為了利用輪緣與內(nèi)軌的側(cè)壓力來幫助火車轉(zhuǎn)彎

C．“水流星”表演中，在最高點(diǎn)處水對(duì)桶底一定有壓力

D．洗衣機(jī)的脫水是利用了失重現(xiàn)象

【答案】A

【知識(shí)點(diǎn)】生活中的圓周運(yùn)動(dòng)；離心運(yùn)動(dòng)和向心運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】A.汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有，可知速度越大，汽車輪胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，A符合題意；

B.在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，目的是使火車自身重力與所受支持力的合力來提供轉(zhuǎn)彎所需的向心力，減輕輪緣與軌道的擠壓，B不符合題意；

C.表演“水流星”時(shí)，當(dāng)“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，若速度滿足，則水對(duì)桶底的作用力為零，C不符合題意；

D.洗衣機(jī)脫水桶的脫水原理是利用了離心現(xiàn)象，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】分析圓周運(yùn)動(dòng)中的受力，確定向心力，再由向心力公式推導(dǎo)力隨速度變化關(guān)系；火車轉(zhuǎn)彎處的外軌要高于內(nèi)軌，使重力和支持力的合力提供向心力，以減小火車對(duì)軌道的擠壓；水流星以最小速度通過最高點(diǎn)時(shí)，重力充當(dāng)向心力；根據(jù)離心運(yùn)動(dòng)的原理分析洗衣機(jī)的脫水現(xiàn)象。

4．（2022高三上·朝陽期中）“中國天眼”（FAST）設(shè)施已發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過240顆。脈沖星是快速自轉(zhuǎn)的中子星，每自轉(zhuǎn)一周，就向外發(fā)射一次電磁脈沖信號(hào)，因此而得名。若觀測(cè)到某中子星發(fā)射電磁脈沖信號(hào)的周期為T。已知該中子星的半徑為R，引力常量為G。則根據(jù)上述條件可以求出（）

A．該中子星的密度

B．該中子星的第一宇宙速度

C．該中子星表面的重力加速度

D．該中子星赤道上的物體隨中子星轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度

【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】萬有引力定律的應(yīng)用

【解析】【解答】A．如果知道繞中子星做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期與軌道半徑，可以求出中子星的質(zhì)量，而根據(jù)題意僅知道中子星的自轉(zhuǎn)周期T、中子星的半徑R與萬有引力常量G，無法求出中子星質(zhì)量，根據(jù)，可知無法求出該中子星的密度，A不符合題意；

B．根據(jù)萬有引力提供向心力，則有，解得，因無法求出中子星的質(zhì)量，則無法求出該中子星的第一宇宙速度，B不符合題意；

C．在中子星表面，根據(jù)萬有引力等于重力，則有，解得，因無法求出中子星的質(zhì)量，則無法求出該中子星表面的重力加速度，C不符合題意；

D．該中子星赤道上的物體隨中子星轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】繞中子星做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星萬有引力提供向心力以及中子星的質(zhì)量和密度的關(guān)系得出中子星密度和線速度的表達(dá)式，從而判斷能否求出中子星的密度和線速度，在星體表面重力等于萬有引力，進(jìn)一步得出重力加速度的表達(dá)式。

5．如圖所示為向心力演示儀，擋板B到轉(zhuǎn)軸的距離是A的2倍，擋板A和C到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)擋板對(duì)球的壓力提供向心力，其相對(duì)大小通過標(biāo)尺上端露出的等分格數(shù)來顯示.某同學(xué)在探究向心力大小與角速度的關(guān)系時(shí)，選擇了兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，對(duì)于傳動(dòng)皮帶所套的兩個(gè)塔輪的半徑和兩小球所放的位置還應(yīng)分別滿足（）

A．半徑相同放在擋板A和C處B．半徑不同、放在擋板A和C處

C．半徑相同、放在擋板B和C處D．半徑不同、放在擋板A和B處

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；向心力

【解析】【解答】探究向心力大小與角速度的關(guān)系時(shí)，要保持質(zhì)量和半徑相同，即將質(zhì)量相同的兩球要放在擋板A和C處，同時(shí)角速度不同，因傳動(dòng)皮帶所套的兩個(gè)塔輪的線速度相同，則兩個(gè)塔輪的半徑應(yīng)該不同，ACD不符合題意，B符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據(jù)控制變量法分析探究向心力大小與角速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理。

6．如圖所示，將四個(gè)光滑小球以相同速率從水平地面拋出，其中甲球豎直上拋，乙球沿著斜面上滑，丙球用恰好繃直的輕繩懸掛在天花板上且初速度方向水平，丁球沿著半圓弧軌道上滑。忽略空氣阻力，結(jié)果只有一個(gè)小球不能到達(dá)天花板，該小球是（）

A．甲球B．乙球C．丙球D．丁球

【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】豎直平面的圓周運(yùn)動(dòng)；機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】由圖可知，甲、乙、丙三個(gè)球到達(dá)天花板的最小速度可以為零，而丁球到達(dá)天花板的最小速度不能為零，由于只有一個(gè)小球不能到達(dá)天花板，故該小球是丁球，ABC不符合題意，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】知道小球通過最高點(diǎn)的最小速度不為零。

7．（2023高一下·臺(tái)州期中）如圖所示，傾角為的斜面，固定在水平地面上，一小物塊以初速度從斜面底端沖上斜面，小物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且，斜面足夠長(zhǎng)。重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，用v表示速率，用表示動(dòng)能，用表示重力勢(shì)能，E表示機(jī)械能，（取水平地面為零勢(shì)能面），用x表示小物塊在斜面上滑過的路程，則下列圖像可能正確的是（）

A．B．

C．D．

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A、小物塊在斜面上滑時(shí)，滿足v2-v02=2ax，故圖像為二次函數(shù)，故A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)動(dòng)能定理，小物塊在斜面上滑時(shí)，Ek-Eko=-max，設(shè)上升最大高度時(shí)路程為x0，下滑時(shí)，Ek=ma‘（x-x0），故B正確；

C、小物塊在斜面上滑時(shí)，重力勢(shì)能=mgxsin，設(shè)上升最大高度時(shí)路程為x0，下滑時(shí)，重力勢(shì)能=mg（2x-x0）sin，故C錯(cuò)誤；

D、設(shè)初始機(jī)械能為E0，根據(jù)功能關(guān)系，E-E0=-mgcosx，故D錯(cuò)誤。

故選：B。

【分析】本題根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能定理、重力勢(shì)能定義、功能關(guān)系，結(jié)合選項(xiàng)，即可解答。

8．如圖所示是某城市廣場(chǎng)水柱噴泉的夜景。從遠(yuǎn)處眺望，根據(jù)周圍建筑估計(jì)水柱約有40層樓高；在近處觀察，噴泉管口的直徑約為10cm。請(qǐng)估算連接噴泉電動(dòng)機(jī)的輸出功率約（）

A．5×103WB．5×105WC．5×107WD．5×109W

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】豎直上拋運(yùn)動(dòng)；功率及其計(jì)算；動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】一層樓高約3m，水從噴口噴出，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，可得，得，則輸出功率為，B符合題意，ACD不符合題意；

故答案為：B。

【分析】由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出水的初速度，再根據(jù)求解電動(dòng)機(jī)的輸出功率。

9．如圖所示為“天問一號(hào)”探測(cè)器經(jīng)過多次變軌后登陸火星前的部分軌跡圖，軌道Ⅰ、軌道Ⅱ、軌道Ⅲ相切于P點(diǎn)，軌道Ⅲ為環(huán)繞火星的圓形軌道，P、S兩點(diǎn)分別是橢圓軌道Ⅱ的近火星點(diǎn)和遠(yuǎn)火星點(diǎn)，P、S、Q三點(diǎn)與火星中心在同一直線上，下列說法正確的是（）

A．探測(cè)器在P點(diǎn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ需要點(diǎn)火加速

B．探測(cè)器在軌道Ⅲ上Q點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅱ上S點(diǎn)的速度

C．探測(cè)器在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度

D．探測(cè)器在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的時(shí)間小于在軌道Ⅲ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第二定律；開普勒定律；萬有引力定律的應(yīng)用；衛(wèi)星問題

【解析】【解答】A.探測(cè)器由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ做的是近心運(yùn)動(dòng)，需點(diǎn)火減速，使萬有引力大于所需的向心力，A不符合題意；

B.根據(jù)萬有引力提供向心力，有，解得可知軌道Ⅱ上s點(diǎn)對(duì)應(yīng)圓軌道的速度小于近火點(diǎn)P處圓軌道上的速度，而軌道Ⅱ上s點(diǎn)速度小于對(duì)應(yīng)圓軌道的速度，軌道Ⅲ的半徑比較小，為環(huán)繞火星的圓形軌道，所以s點(diǎn)對(duì)應(yīng)圓軌道的速度小于探測(cè)器在軌道Ⅲ上環(huán)繞速度，P、Q兩點(diǎn)在探測(cè)器在軌道Ⅲ上，速度相等，所以Q點(diǎn)速度大于在軌道Ⅱ上s點(diǎn)的速度，B符合題意；

C.探測(cè)器在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)和在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)受到的萬有引力相等，由牛頓第二定律可知，探測(cè)器在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度，C不符合題意；

D.軌道Ⅱ的半長(zhǎng)軸大于軌道Ⅲ的半徑，由開普勒第三定律知，軌道Ⅱ的周期大于軌道Ⅲ的周期，而探測(cè)器在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的時(shí)間和探測(cè)器在軌道Ⅲ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間都是各自周期的一半，故探測(cè)器在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的時(shí)間大于探測(cè)器在軌道Ⅲ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據(jù)向心運(yùn)動(dòng)原理分析；由分析探測(cè)器通過Q點(diǎn)和S點(diǎn)的圓軌道上的速度關(guān)系，再結(jié)合變軌原理分析探測(cè)器在軌道Ⅲ上Q點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅱ上S點(diǎn)的速度；由牛頓第二定律分析加速度；根據(jù)開普勒第三定律分析探測(cè)器在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的時(shí)間與在軌道Ⅲ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間。

10．如圖所示，一半徑為R的光滑硬質(zhì)圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，在最高點(diǎn)的豎直切線和最低點(diǎn)的水平切線的交點(diǎn)處固定一光滑輕質(zhì)小滑輪C，質(zhì)量為m的小球A穿在環(huán)上，且可以自由滑動(dòng)，小球A通過足夠長(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)細(xì)線連接另一質(zhì)量也為m的小球B，細(xì)線搭在滑輪上，現(xiàn)將小球A從環(huán)上最高點(diǎn)由靜止釋放，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，A在環(huán)上運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是（）

A．兩小球組成的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能先減小后增大

B．細(xì)線的拉力對(duì)A球做功的功率小于對(duì)B球做功的功率

C．釋放后小球B的速度為零時(shí)，小球A的動(dòng)能為

D．小球A運(yùn)動(dòng)到環(huán)上最低點(diǎn)時(shí)的速度為

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)的合成與分解；功率及其計(jì)算；機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】AB.兩小球組成的系統(tǒng)內(nèi)只有重力做功，環(huán)對(duì)A的支持力不做功，所以兩小球組成的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，則細(xì)線拉力對(duì)兩小球在任意時(shí)刻做功的代數(shù)和為零，細(xì)線的拉力對(duì)A球做功的功率的絕對(duì)值等于對(duì)B球做功的功率的絕對(duì)值，AB不符合題意；

C.根據(jù)速度的合成與分解可知，A的速度在沿細(xì)線方向的分量大小等于B的速度大小，當(dāng)小球B的速度為零時(shí)，小球A的速度方向與細(xì)線垂直，根據(jù)幾何關(guān)系可知此時(shí)細(xì)線與水平方向的夾角為45°，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得此時(shí)小球A的動(dòng)能為，C符合題意；

D.小球A運(yùn)動(dòng)到環(huán)上最低點(diǎn)時(shí)，A、B的速度大小相等，設(shè)為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得，解得，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】根據(jù)機(jī)械能守恒條件分析系統(tǒng)機(jī)械能；由系統(tǒng)機(jī)械能守恒的結(jié)果分析細(xì)線對(duì)兩小球做功；根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解小球A的動(dòng)能和速度。

二、實(shí)驗(yàn)題

11．以下是利用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的兩種方案。

（1）采用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。

①圖乙中的紙帶是實(shí)驗(yàn)過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz，打下O點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）時(shí)，鉤碼開始下落，、、是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)?？潭瘸叩?刻線與O點(diǎn)對(duì)齊，、、三個(gè)點(diǎn)所對(duì)刻度如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出b點(diǎn)時(shí)鉤碼下落的速度為m/s（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；

②若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出b點(diǎn)時(shí)的速度表示為，鉤碼下落的高度表示為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，若在誤差允許范圍內(nèi)表達(dá)式（用題中所給的物理量表示）成立，則機(jī)械能守恒。

（2）采用光電門驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，裝置如圖丙所示。切斷電磁鐵電源，讓小鋼球自由下落，下落過程中小鋼球經(jīng)過光電門1和光電門2，光電計(jì)時(shí)器記錄下小鋼球通過光電門1、2的時(shí)間、，用刻度尺測(cè)出兩光電門間距離h，已知小鋼球的直徑為d，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。

①小鋼球通過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度（用題中所給的物理量表示）；

②保持光電門1位置不變，上下調(diào)節(jié)光電門2，多次實(shí)驗(yàn)記錄多組數(shù)據(jù)，作出隨h變化的圖像，如果不考慮空氣阻力，若該圖線的斜率（用題中所給的物理量表示），就可以驗(yàn)證小鋼球下落過程中機(jī)械能守恒；

③若考慮空氣阻力的影響，則實(shí)驗(yàn)得出的隨h變化的圖像的斜率一定（填“大于”“小于”或“等于”）不考慮空氣阻力時(shí)圖線的斜率。

【答案】（1）1.95；

（2）；；小于

【知識(shí)點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】（1）①根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度，有；

②若機(jī)械能守恒，則有，整理后有；

（2）①小鋼球通過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度為；

②不考慮空氣阻力，由，，，可得，由此可知，若隨h變化圖像的斜率為，就可以驗(yàn)證小鋼球下落過程中機(jī)械能守恒；

③考慮空氣阻力的影響，則小鋼球下落的加速度小于g，由可知，實(shí)驗(yàn)得出的隨h變化的圖像的斜率一定小于不考慮空氣阻力時(shí)圖線的斜率。

【分析】（1）①根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度求出b點(diǎn)速度；②由機(jī)械能守恒定律推導(dǎo)表達(dá)式；（2）①由求解小鋼球通過光電門的瞬時(shí)速度；②由機(jī)械能守恒定律推導(dǎo)隨h變化的關(guān)系式，求得圖線的斜率；③根據(jù)考慮空氣阻力與不考慮空氣阻力的加速度的不同，推導(dǎo)圖像的斜率關(guān)系。

三、解答題

12．某汽車總質(zhì)量，其發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P=60kW，在某段水平路面上從靜止開始行駛時(shí)，先以的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定功率后保持該功率不變繼續(xù)行駛，直至達(dá)到最大速度，已知阻力是車重的k倍，k=0.1，取，求：

（1）汽車運(yùn)動(dòng)的最大速度；

（2）汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

【答案】（1）解：當(dāng)a=0時(shí)，速度達(dá)到最大P=kmgv

代入數(shù)據(jù)解得v=30m/s

（2）解：設(shè)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)階段的牽引力為F，所達(dá)到的最大速度為v1，根據(jù)牛頓第二定律F-kmg=ma

此時(shí)功率為

速度時(shí)間關(guān)系為

聯(lián)立解得

【知識(shí)點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；功率及其計(jì)算；機(jī)車啟動(dòng)

【解析】【分析】（1）當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，汽車達(dá)到最大速度，由P=fvm求出最大速度；（2）先求出汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的結(jié)束速度，再由v=at求出汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

13．“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星在空中的運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化為如圖5所示的過程，衛(wèi)星由地面發(fā)射后，經(jīng)過發(fā)射軌道進(jìn)入停泊軌道，在停泊軌道經(jīng)過調(diào)速后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，再次調(diào)速后進(jìn)入工作軌道.已知衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行的半徑分別為R和R1，地球半徑為r，月球半徑為r1，地球表面重力加速度為g，月球表面重力加速度為.求：

（1）衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的線速度大?。?/p>

（2）衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的周期.

【答案】（1）解：衛(wèi)星停泊軌道是繞地球運(yùn)行時(shí)，根據(jù)萬有引力提供向心力：

解得：衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的線速度；

物體在地球表面上，有，得到黃金代換，代入解得；

（2）解：衛(wèi)星在工作軌道是繞月球運(yùn)行，根據(jù)萬有引力提供向心力有，

在月球表面上，有，得，

聯(lián)立解得：衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的周期．

【知識(shí)點(diǎn)】萬有引力定律的應(yīng)用；衛(wèi)星問題

【解析】【分析】（1）根據(jù)萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)向心力和黃金替換式求出衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的線速度大??；（2）衛(wèi)星繞月球運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力提供向心力，再結(jié)合物體在月球表面的向心力等于重力，求出衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的周期。

14．如圖所示，光滑水平面AB與固定在豎直面內(nèi)的粗糙半圓形導(dǎo)軌相切于B點(diǎn)，導(dǎo)軌半徑為R=0.4m，一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的物塊將輕彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物塊獲得某一向右速度后脫離彈簧，它繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)導(dǎo)軌的壓力大小為其重力的7倍，之后沿半圓形導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)恰好能通過C點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）彈簧被壓縮至A點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能；

（2）物塊從B到C克服阻力的功；

（3）物塊離開C點(diǎn)后，再落回到水平面前瞬間時(shí)的動(dòng)能。

【答案】（1）解：設(shè)物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為v1，由牛頓第二定律可得

由題意可知

聯(lián)立解得

據(jù)能量守恒可得，彈簧被壓縮至A點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能為

（2）解：物塊恰好能通過C點(diǎn)，在C點(diǎn)滿足

從B到C過程，據(jù)動(dòng)能定理可得

解得克服阻力的功為

（3）解：物塊離開C點(diǎn)后，再落回到水平面的過程，由動(dòng)能定理可得

解得落回水平面瞬間時(shí)的動(dòng)能為

【知識(shí)點(diǎn)】能量守恒定律；豎直平面的圓周運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【分析】（1）由牛頓第二定律求出物塊在B點(diǎn)的速度，再由能量守恒定律求出彈簧被壓縮至A點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能；（2）根據(jù)動(dòng)能定理求解物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中克服阻力做的功；（3）物塊離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用動(dòng)能定理分析平拋過程，求出物塊離開C點(diǎn)后，再落回到水平面前瞬間時(shí)的動(dòng)能。

15．如圖所示，一半徑為R=0.5m的水平轉(zhuǎn)盤可以繞著豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，水平轉(zhuǎn)盤中心O處有一個(gè)光滑小孔，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的細(xì)線穿過小孔將質(zhì)量分別為、的小球A和小物塊B連接.現(xiàn)讓小球和水平轉(zhuǎn)盤各以一定的角速度在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，小物塊B與水平轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)，且始終處于水平轉(zhuǎn)盤的邊緣處與轉(zhuǎn)盤相對(duì)靜止，取，求：

（1）若小球A的角速度，細(xì)線與豎直方向的夾角；

（2）在滿足（1）中的條件下，通過計(jì)算給出水平轉(zhuǎn)盤角速度的取值范圍，并在圖中畫出圖像（假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且規(guī)定沿半徑指向圓心為正方向）；

（3）在水平轉(zhuǎn)盤角速度為（2）中的最大值的情況下，當(dāng)小球A和小物塊B轉(zhuǎn)動(dòng)至兩者速度方向相反時(shí)，由于某種原因細(xì)線突然斷裂，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間A和B的速度相互垂直.

（可能使用到的數(shù)據(jù)：，，，）

【答案】（1）解：對(duì)小球A受力分析，由牛頓第二定律得

由幾何關(guān)系知

解得

即

（2）解：繩子拉力

當(dāng)物塊B受到的最大靜摩擦力指向圓心時(shí)，轉(zhuǎn)盤最大

解得

當(dāng)物塊B受到的最大靜摩擦力背離圓心時(shí)，轉(zhuǎn)盤最小

解得

水平轉(zhuǎn)盤角速度的取值范圍為

（3）解：繩斷后A、B均做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)間t，A和B速度垂直，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知此時(shí)A、B豎直方向速度均為

水平方向有

作圖，由幾何關(guān)系得

即

【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第二定律；線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；向心力

【解析】【分析】（1）對(duì)小球A受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可以求出細(xì)線與豎直方向的夾角；（2）對(duì)B物體受力分析，考慮摩擦力方向，找出臨界狀態(tài)的受力情況，由牛頓第二定律求出水平轉(zhuǎn)盤角速度的取值范圍，進(jìn)一步分析可以在圖中畫出圖像；（3）細(xì)線斷裂后，小球A和小物塊B做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)分解列式可以求出經(jīng)過多少時(shí)間A和B的速度相互垂直。

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江蘇省蘇州市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題

一、單選題

1．物理學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步，其中離不開科學(xué)家所做出的重要貢獻(xiàn).下列敘述符合物理學(xué)史實(shí)的是（）

A．開普勒觀測(cè)行星運(yùn)動(dòng)并積累了大量數(shù)據(jù)，經(jīng)多年研究后揭示了行星運(yùn)動(dòng)的有關(guān)規(guī)律

B．牛頓運(yùn)動(dòng)定律不僅適用于低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體，也適用于高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子

C．卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量的值

D．第谷利用“月－地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬有引力定律的正確性

2．如圖所示，一種古老的舂米裝置，使用時(shí)以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)，人用腳踩踏板C，另一端的舂米錘B上升，松開腳后，B回落撞擊谷槽A中的谷米。已知，忽略一切摩擦阻力，下列說法正確的是（）

A．C的線速度關(guān)系滿足

B．B、C的向心加速度大小相等

C．踩下踏板的過程中，腳對(duì)踏板做的功等于B增加的重力勢(shì)能

D．B回落過程中減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為B的動(dòng)能

3．下列四幅圖是有關(guān)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，其中說法正確的是（）

A．汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，速度越快越容易爆胎

B．鐵路的轉(zhuǎn)彎處，外軌比內(nèi)軌高是為了利用輪緣與內(nèi)軌的側(cè)壓力來幫助火車轉(zhuǎn)彎

C．“水流星”表演中，在最高點(diǎn)處水對(duì)桶底一定有壓力

D．洗衣機(jī)的脫水是利用了失重現(xiàn)象

4．（2022高三上·朝陽期中）“中國天眼”（FAST）設(shè)施已發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過240顆。脈沖星是快速自轉(zhuǎn)的中子星，每自轉(zhuǎn)一周，就向外發(fā)射一次電磁脈沖信號(hào)，因此而得名。若觀測(cè)到某中子星發(fā)射電磁脈沖信號(hào)的周期為T。已知該中子星的半徑為R，引力常量為G。則根據(jù)上述條件可以求出（）

A．該中子星的密度

B．該中子星的第一宇宙速度

C．該中子星表面的重力加速度

D．該中子星赤道上的物體隨中子星轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度

5．如圖所示為向心力演示儀，擋板B到轉(zhuǎn)軸的距離是A的2倍，擋板A和C到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)擋板對(duì)球的壓力提供向心力，其相對(duì)大小通過標(biāo)尺上端露出的等分格數(shù)來顯示.某同學(xué)在探究向心力大小與角速度的關(guān)系時(shí)，選擇了兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，對(duì)于傳動(dòng)皮帶所套的兩個(gè)塔輪的半徑和兩小球所放的位置還應(yīng)分別滿足（）

A．半徑相同放在擋板A和C處B．半徑不同、放在擋板A和C處

C．半徑相同、放在擋板B和C處D．半徑不同、放在擋板A和B處

6．如圖所示，將四個(gè)光滑小球以相同速率從水平地面拋出，其中甲球豎直上拋，乙球沿著斜面上滑，丙球用恰好繃直的輕繩懸掛在天花板上且初速度方向水平，丁球沿著半圓弧軌道上滑。忽略空氣阻力，結(jié)果只有一個(gè)小球不能到達(dá)天花板，該小球是（）

A．甲球B．乙球C．丙球D．丁球

7．（2023高一下·臺(tái)州期中）如圖所示，傾角為的斜面，固定在水平地面上，一小物塊以初速度從斜面底端沖上斜面，小物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且，斜面足夠長(zhǎng)。重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，用v表示速率，用表示動(dòng)能，用表示重力勢(shì)能，E表示機(jī)械能，（取水平地面為零勢(shì)能面），用x表示小物塊在斜面上滑過的路程，則下列圖像可能正確的是（）

A．B．

C．D．

8．如圖所示是某城市廣場(chǎng)水柱噴泉的夜景。從遠(yuǎn)處眺望，根據(jù)周圍建筑估計(jì)水柱約有40層樓高；在近處觀察，噴泉管口的直徑約為10cm。請(qǐng)估算連接噴泉電動(dòng)機(jī)的輸出功率約（）

A．5×103WB．5×105WC．5×107WD．5×109W

9．如圖所示為“天問一號(hào)”探測(cè)器經(jīng)過多次變軌后登陸火星前的部分軌跡圖，軌道Ⅰ、軌道Ⅱ、軌道Ⅲ相切于P點(diǎn)，軌道Ⅲ為環(huán)繞火星的圓形軌道，P、S兩點(diǎn)分別是橢圓軌道Ⅱ的近火星點(diǎn)和遠(yuǎn)火星點(diǎn)，P、S、Q三點(diǎn)與火星中心在同一直線上，下列說法正確的是（）

A．探測(cè)器在P點(diǎn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ需要點(diǎn)火加速

B．探測(cè)器在軌道Ⅲ上Q點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅱ上S點(diǎn)的速度

C．探測(cè)器在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度

D．探測(cè)器在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的時(shí)間小于在軌道Ⅲ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間

10．如圖所示，一半徑為R的光滑硬質(zhì)圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，在最高點(diǎn)的豎直切線和最低點(diǎn)的水平切線的交點(diǎn)處固定一光滑輕質(zhì)小滑輪C，質(zhì)量為m的小球A穿在環(huán)上，且可以自由滑動(dòng)，小球A通過足夠長(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)細(xì)線連接另一質(zhì)量也為m的小球B，細(xì)線搭在滑輪上，現(xiàn)將小球A從環(huán)上最高點(diǎn)由靜止釋放，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，A在環(huán)上運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是（）

A．兩小球組成的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能先減小后增大

B．細(xì)線的拉力對(duì)A球做功的功率小于對(duì)B球做功的功率

C．釋放后小球B的速度為零時(shí)，小球A的動(dòng)能為

D．小球A運(yùn)動(dòng)到環(huán)上最低點(diǎn)時(shí)的速度為

二、實(shí)驗(yàn)題

11．以下是利用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的兩種方案。

（1）采用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。

①圖乙中的紙帶是實(shí)驗(yàn)過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz，打下O點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）時(shí)，鉤碼開始下落，、、是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)?？潭瘸叩?刻線與O點(diǎn)對(duì)齊，、、三個(gè)點(diǎn)所對(duì)刻度如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出b點(diǎn)時(shí)鉤碼下落的速度為m/s（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；

②若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出b點(diǎn)時(shí)的速度表示為，鉤碼下落的高度表示為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，若在誤差允許范圍內(nèi)表達(dá)式（用題中所給的物理量表示）成立，則機(jī)械能守恒。

（2）采用光電門驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，裝置如圖丙所示。切斷電磁鐵電源，讓小鋼球自由下落，下落過程中小鋼球經(jīng)過光電門1和光電門2，光電計(jì)時(shí)器記錄下小鋼球通過光電門1、2的時(shí)間、，用刻度尺測(cè)出兩光電門間距離h，已知小鋼球的直徑為d，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。

①小鋼球通過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度（用題中所給的物理量表示）；

②保持光電門1位置不變，上下調(diào)節(jié)光電門2，多次實(shí)驗(yàn)記錄多組數(shù)據(jù)，作出隨h變化的圖像，如果不考慮空氣阻力，若該圖線的斜率（用題中所給的物理量表示），就可以驗(yàn)證小鋼球下落過程中機(jī)械能守恒；

③若考慮空氣阻力的影響，則實(shí)驗(yàn)得出的隨h變化的圖像的斜率一定（填“大于”“小于”或“等于”）不考慮空氣阻力時(shí)圖線的斜率。

三、解答題

12．某汽車總質(zhì)量，其發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P=60kW，在某段水平路面上從靜止開始行駛時(shí)，先以的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定功率后保持該功率不變繼續(xù)行駛，直至達(dá)到最大速度，已知阻力是車重的k倍，k=0.1，取，求：

（1）汽車運(yùn)動(dòng)的最大速度；

（2）汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

13．“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星在空中的運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化為如圖5所示的過程，衛(wèi)星由地面發(fā)射后，經(jīng)過發(fā)射軌道進(jìn)入停泊軌道，在停泊軌道經(jīng)過調(diào)速后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，再次調(diào)速后進(jìn)入工作軌道.已知衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行的半徑分別為R和R1，地球半徑為r，月球半徑為r1，地球表面重力加速度為g，月球表面重力加速度為.求：

（1）衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的線速度大??；

（2）衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的周期.

14．如圖所示，光滑水平面AB與固定在豎直面內(nèi)的粗糙半圓形導(dǎo)軌相切于B點(diǎn)，導(dǎo)軌半徑為R=0.4m，一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的物塊將輕彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物塊獲得某一向右速度后脫離彈簧，它繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)導(dǎo)軌的壓力大小為其重力的7倍，之后沿半圓形導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)恰好能通過C點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）彈簧被壓縮至A點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能；

（2）物塊從B到C克服阻力的功；

（3）物塊離開C點(diǎn)后，再落回到水平面前瞬間時(shí)的動(dòng)能。

15．如圖所示，一半徑為R=0.5m的水平轉(zhuǎn)盤可以繞著豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，水平轉(zhuǎn)盤中心O處有一個(gè)光滑小孔，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的細(xì)線穿過小孔將質(zhì)量分別為、的小球A和小物塊B連接.現(xiàn)讓小球和水平轉(zhuǎn)盤各以一定的角速度在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，小物塊B與水平轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)，且始終處于水平轉(zhuǎn)盤的邊緣處與轉(zhuǎn)盤相對(duì)靜止，取，求：

（1）若小球A的角速度，細(xì)線與豎直方向的夾角；

（2）在滿足（1）中的條件下，通過計(jì)算給出水平轉(zhuǎn)盤角速度的取值范圍，并在圖中畫出圖像（假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且規(guī)定沿半徑指向圓心為正方向）；

（3）在水平轉(zhuǎn)盤角速度為（2）中的最大值的情況下，當(dāng)小球A和小物塊B轉(zhuǎn)動(dòng)至兩者速度方向相反時(shí)，由于某種原因細(xì)線突然斷裂，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間A和B的速度相互垂直.

（可能使用到的數(shù)據(jù)：，，，）

答案解析部分

1．【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】物理學(xué)史

【解析】【解答】A.第谷觀測(cè)行星運(yùn)動(dòng)并積累大量的數(shù)據(jù)，開普勒研究后揭示了行星運(yùn)動(dòng)的有關(guān)規(guī)律，A不符合題意；

B.牛頓運(yùn)動(dòng)定律只能適用于宏觀、低速物體，不能適用于微觀高速粒子，B不符合題意；

C.卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量的值，C符合題意；

D.牛頓利用“月-地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬有引力定律的正確性，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】根據(jù)物理學(xué)史分析。

2．【答案】A

【知識(shí)點(diǎn)】能量守恒定律；線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；向心加速度

【解析】【解答】A.B、C屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，根據(jù)可知，，A符合題意；

B.根據(jù)可知，B的向心加速度大于C的向心加速度，B不符合題意；

C.由能量守恒定律可知，踩下踏板的過程中，腳對(duì)踏板做的功等于B增加的重力勢(shì)能、B增加的動(dòng)能與踏板增加的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和，C不符合題意；

D.由能量守恒定律可知，B回落過程中減少的重力勢(shì)能等于為B的動(dòng)能、踏板的動(dòng)能與重力勢(shì)能的變化量之和，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】由線速度與角速度的關(guān)系式分析B、C兩點(diǎn)的線速度關(guān)系；根據(jù)向心加速度公式分析向心加速度；由能量守恒定律分析能量的轉(zhuǎn)化問題。

3．【答案】A

【知識(shí)點(diǎn)】生活中的圓周運(yùn)動(dòng)；離心運(yùn)動(dòng)和向心運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】A.汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有，可知速度越大，汽車輪胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，A符合題意；

B.在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，目的是使火車自身重力與所受支持力的合力來提供轉(zhuǎn)彎所需的向心力，減輕輪緣與軌道的擠壓，B不符合題意；

C.表演“水流星”時(shí)，當(dāng)“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)，若速度滿足，則水對(duì)桶底的作用力為零，C不符合題意；

D.洗衣機(jī)脫水桶的脫水原理是利用了離心現(xiàn)象，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】分析圓周運(yùn)動(dòng)中的受力，確定向心力，再由向心力公式推導(dǎo)力隨速度變化關(guān)系；火車轉(zhuǎn)彎處的外軌要高于內(nèi)軌，使重力和支持力的合力提供向心力，以減小火車對(duì)軌道的擠壓；水流星以最小速度通過最高點(diǎn)時(shí)，重力充當(dāng)向心力；根據(jù)離心運(yùn)動(dòng)的原理分析洗衣機(jī)的脫水現(xiàn)象。

4．【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】萬有引力定律的應(yīng)用

【解析】【解答】A．如果知道繞中子星做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期與軌道半徑，可以求出中子星的質(zhì)量，而根據(jù)題意僅知道中子星的自轉(zhuǎn)周期T、中子星的半徑R與萬有引力常量G，無法求出中子星質(zhì)量，根據(jù)，可知無法求出該中子星的密度，A不符合題意；

B．根據(jù)萬有引力提供向心力，則有，解得，因無法求出中子星的質(zhì)量，則無法求出該中子星的第一宇宙速度，B不符合題意；

C．在中子星表面，根據(jù)萬有引力等于重力，則有，解得，因無法求出中子星的質(zhì)量，則無法求出該中子星表面的重力加速度，C不符合題意；

D．該中子星赤道上的物體隨中子星轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】繞中子星做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星萬有引力提供向心力以及中子星的質(zhì)量和密度的關(guān)系得出中子星密度和線速度的表達(dá)式，從而判斷能否求出中子星的密度和線速度，在星體表面重力等于萬有引力，進(jìn)一步得出重力加速度的表達(dá)式。

5．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；向心力

【解析】【解答】探究向心力大小與角速度的關(guān)系時(shí)，要保持質(zhì)量和半徑相同，即將質(zhì)量相同的兩球要放在擋板A和C處，同時(shí)角速度不同，因傳動(dòng)皮帶所套的兩個(gè)塔輪的線速度相同，則兩個(gè)塔輪的半徑應(yīng)該不同，ACD不符合題意，B符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據(jù)控制變量法分析探究向心力大小與角速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理。

6．【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】豎直平面的圓周運(yùn)動(dòng)；機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】由圖可知，甲、乙、丙三個(gè)球到達(dá)天花板的最小速度可以為零，而丁球到達(dá)天花板的最小速度不能為零，由于只有一個(gè)小球不能到達(dá)天花板，故該小球是丁球，ABC不符合題意，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】知道小球通過最高點(diǎn)的最小速度不為零。

7．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A、小物塊在斜面上滑時(shí)，滿足v2-v02=2ax，故圖像為二次函數(shù)，故A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)動(dòng)能定理，小物塊在斜面上滑時(shí)，Ek-Eko=-max，設(shè)上升最大高度時(shí)路程為x0，下滑時(shí)，Ek=ma‘（x-x0），故B正確；

C、小物塊在斜面上滑時(shí)，重力勢(shì)能=mgxsin，設(shè)上升最大高度時(shí)路程為x0，下滑時(shí)，重力勢(shì)能=mg（2x-x0）sin，故C錯(cuò)誤；

D、設(shè)初始機(jī)械能為E0，根據(jù)功能關(guān)系，E-E0=-mgcosx，故D錯(cuò)誤。

故選：B。

【分析】本題根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能定理、重力勢(shì)能定義、功能關(guān)系，結(jié)合選項(xiàng)，即可解答。

8．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】豎直上拋運(yùn)動(dòng)；功率及其計(jì)算；動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】一層樓高約3m，水從噴口噴出，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，可得，得，則輸出功率為，B符合題意，ACD不符合題意；

故答案為：B。

【分析】由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出水的初速度，再根據(jù)求解電動(dòng)機(jī)的輸出功率。

9．【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第二定律；開普勒定律；萬有引力定律的應(yīng)用；衛(wèi)星問題

【解析】【解答】A.探測(cè)器由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ做的是近心運(yùn)動(dòng)，需點(diǎn)火減速，使萬有引力大于所需的向心力，A不符合題意；

B.根據(jù)萬有引力提供向心力，有，解得可知軌道Ⅱ上s點(diǎn)對(duì)應(yīng)圓軌道的速度小于近火點(diǎn)P處圓軌道上的速度，而軌道Ⅱ上s點(diǎn)速度小于對(duì)應(yīng)圓軌道的速度，軌道Ⅲ的半徑比較小，為環(huán)繞火星的圓形軌道，所以s點(diǎn)對(duì)應(yīng)圓軌道的速度小于探測(cè)器在軌道Ⅲ上環(huán)繞速度，P、Q兩點(diǎn)在探測(cè)器在軌道Ⅲ上，速度相等，所以Q點(diǎn)速度大于在軌道Ⅱ上s點(diǎn)的速度，B符合題意；

C.探測(cè)器在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)和在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)受到的萬有引力相等，由牛頓第二定律可知，探測(cè)器在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度，C不符合題意；

D.軌道Ⅱ的半長(zhǎng)軸大于軌道Ⅲ的半徑，由開普勒第三定律知，軌道Ⅱ的周期大于軌道Ⅲ的周期，而探測(cè)器在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的時(shí)間和探測(cè)器在軌道Ⅲ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間都是各自周期的一半，故探測(cè)器在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的時(shí)間大于探測(cè)器在軌道Ⅲ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據(jù)向心運(yùn)動(dòng)原理分析；由分析探測(cè)器通過Q點(diǎn)和S點(diǎn)的圓軌道上的速度關(guān)系，再結(jié)合變軌原理分析探測(cè)器在軌道Ⅲ上Q點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅱ上S點(diǎn)的速度；由牛頓第二定律分析加速度；根據(jù)開普勒第三定律分析探測(cè)器在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的時(shí)間與在軌道Ⅲ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間。

10．【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)的合成與分解；功率及其計(jì)算；機(jī)械能守恒定律

【解析】【解答】AB.兩小球組成的系統(tǒng)內(nèi)只有重力做功，環(huán)對(duì)A的支持力不做功，所以兩小球組成的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，則細(xì)線拉力對(duì)兩小球在任意時(shí)刻做功的代數(shù)和為零，細(xì)線的拉力對(duì)A球做功的功率的絕對(duì)值等于對(duì)B球做功的功率的絕對(duì)值，AB不符合題意；

C.根據(jù)速度的合成與分解可知，A的速度在沿細(xì)線方向的分量大小等于B的速度大小，當(dāng)小球B的速度為零時(shí)，小球A的速度方向與細(xì)線垂直，根據(jù)幾何關(guān)系可知此時(shí)細(xì)線與水平方向的夾角為45°，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得此時(shí)小球A的動(dòng)能為，C符合題意；

D.小球A運(yùn)動(dòng)到環(huán)上最低點(diǎn)時(shí)，A、B的速度大小相等，設(shè)為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得，解得，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】根據(jù)機(jī)械能守恒條件分析系統(tǒng)機(jī)械能；由系統(tǒng)機(jī)械能守恒的結(jié)果分析細(xì)線對(duì)兩小球做功；根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解小球A的動(dòng)能和速度。

11．【答案】（1）1.95；

（2）；；小于

【知