遼寧省2022-2023學年高一下學期5月期中物理試題含解析2022—2023

學年度下學期期中考試高一試題

物理

考試時間：90分鐘滿分：100分

第I卷（選擇題，共48分）

一、選擇題（本題共12小題，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1-8題只有一項符合

題目要求，每小題4分；第9-12題有多項符合題目要求，每小題4分，全部選對的得4分，

選對但不全的得2分，有選錯的得0分）

1.下列說法中正確的是（）

A.開普勒第一定律告訴我們，行星繞太陽運動的軌道都是圓周軌道

B.牛頓的月地檢驗表明地面物體所受地球引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力遵從相同

的規(guī)律

C.卡文迪什利用扭秤實驗提出了萬有引力定律

D.1971年葩原子鐘的實驗中發(fā)現(xiàn)高速運動的“子壽命變短

2.如圖所示，兩個皮帶輪在電機的帶動下順時針轉(zhuǎn)動，帶動水平傳送帶以不變的速率v=4m/s運行。將質(zhì)

量為租=2kg的物體A（可視為質(zhì)點）輕輕放在傳送帶左端，經(jīng)時間f=2s后，A的速度變?yōu)関,再經(jīng)過相同

時間后，到達傳送帶右端。則下列說法正確的是（）

A

（：n）飛

A.物體A由傳送帶左端到右端的平均速度為4m/s

B.傳送帶對物體做功為32J

C.系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為16J

D.因傳送物塊，電機額外輸出的能量為48J

3.高中墜物十分危險，我們可以根據(jù)墜物落地時的運動狀態(tài)判斷墜物是從哪一樓層拋出的，假設某次實驗

中，垂直于豎直墻壁向外拋出一個可視為質(zhì)點的物體，從監(jiān)測畫面中描繪出墜地物體落地速度方向與水平

方向所成夾角為仇經(jīng)測量tan6?=4,若落地點距拋出點水平間距為10m,g=10m/s2,則下列說法正確

的是（）

A.墜物在空中飛行時間為20sB.墜物落地時速度與豎直方向夾角大于30。

C.墜物拋出時的初速度為0.5m/sD.墜物可能來自于7樓

4.為了美觀和經(jīng)濟，許多橋面建成拱形，為避免車速過快，造成安全隱患，拱橋上一般都會有限速標志，

若汽車對拱橋的壓力是其自身重力的0.9倍時的速度為該橋的限速標志對應的速度，當拱橋圓弧對應的曲率

半徑為100m時，g=10m/s2,橋上的限速標志所示速度為（）

A.36km/hB.60km/hC.84km/hD.108km/h

5.水平面上有一固定斜面，一質(zhì)量為機的可視為質(zhì)點物塊靜止于A點，現(xiàn)施加一個恒定外力凡已知全程

動摩擦因數(shù)為〃，物塊A、C間的水平距離為L豎直高度為/?,若物塊到達C點時速度為v,不計在2處

的能量損失，重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

A.物塊的重力勢能為相g/z

B.物塊的機械能增加了FL

1

C.物塊克服摩擦做功為：W=FL——mv9-mgh

1

D.外力尸做功為：W=—mv9+jumgL+mgh

6.如圖所示，長為乙的繩子下端連著一質(zhì)量為機的小球，上端懸于天花板上。當把繩子拉直時，繩子與豎

直線的夾角為60。，此時小球靜止于光滑的水平桌面上，重力加速度為g。貝代）

A,當小球以角速度電=譽做圓錐擺運動時，繩子的張力大小為gmg

B.當小球以角速度電=,做圓錐擺運動時，桌面受到的壓力大小0

華做圓錐擺運動時，繩子的張力大小為5也mg

C.當小球以角速度牡=

篝做圓錐擺運動時，桌面受到的壓力大小為0

D.當小球以角速度g

7.如圖所示，質(zhì)量均為機的A、B兩小物塊用輕質(zhì)彈簧相連，A放置在光滑水平地面上，一輕繩通過光滑

的定滑輪與物塊B相連（連接物塊B的繩子恰好伸直但不繃緊），彈簧的勁度系數(shù)鼠現(xiàn)用一水平向右的拉

力產(chǎn)作用在輕繩上，使物塊B緩慢向上運動，已知重力加速度為g,當A物塊恰好離開地面時，P所做功為

（）

B

A

"

22D2*2

A.F整BF泮c."

kk

8.某同學觀看了著名科幻電影《流浪地球》后，提出大膽假設，除了建造太空電梯外還可以建設一條如圖

所示穿過地心的隧道，假設地球的半徑為R,質(zhì)量分布均勻，根據(jù)萬有引力，我們可以合理假設小球在地心

隧道運行時（）

A.小球?qū)⒁恢弊鰟蚣铀龠\動

B.小球?qū)⒆鰷p速運動

C.小球?qū)⒆鐾颠\動

D.小球?qū)⑦\動到地心后減速到0,最終懸停在地心

9.物塊在水平桌面上受到水平恒定拉力作用下由靜止開始加速運動，經(jīng)過一段時間后撤去拉力，物塊又滑

行一段距離停下來。如果以物塊的初始位置為坐標原點，沿運動方向建立無軸，則物塊的動能后女隨位置坐

標X的變化圖像如圖所示。重力加速度為己知量，根據(jù)圖像可以求出下面哪些量（）

B.物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)

C.水平拉力大小D.全過程物塊的機械能變化量

10.“太空垃圾”已經(jīng)成為了航天安全的重要威脅，為了安全航天“太空垃圾”的回收清理勢在必行，科學

家構(gòu)想向太空發(fā)射清潔衛(wèi)星，通過變換軌道對“太空垃圾”進行清理，如圖所示，其過程簡化為清潔衛(wèi)星先

進入近地圓軌道m(xù),經(jīng)過與其相切的繞地球橢圓軌道ii再轉(zhuǎn)移到繞地球圓軌道i,a、B分別為橢圓軌道ii

上的近地點和遠地點。清潔衛(wèi)星在變軌過程中質(zhì)量視為不變。則下列說法正確的是（）

A.清潔衛(wèi)星在軌道II上8點的加速度小于在軌道I上B點的加速度

B.清潔衛(wèi)星在軌道II上A點時的速率大于地球的第一宇宙速度

C.清潔衛(wèi)星在軌道II上8點機械能大于在軌道I上8點的機械能

D.在軌道II上，清潔衛(wèi)星在A點的機械能等于在B點的機械能，從A到2,引力做負功

11.如圖所示，將一個小球尸從A點以vo水平拋出小球恰好落在斜面底端8點，若在8點正上方與A等高

的C點將一相同的小球。以2Vo速度水平拋出，小球落在斜面上的。點，已知ABC。處于同一豎直面，則

3—\[5

A.AD;AB=3-2y/2B.AD:AB^

2

C.D.tQ;tP=42-l

12.如圖甲、乙所示，42段為上表面動摩擦因數(shù)為〃=0.8,長為L的長木板，長木板右側(cè)地面略高，恰能

使右側(cè)固定于地面吟光滑圓弧或光滑斜面與長木板相切，已矢心光滑圓弧的半徑與斜面的豎直高度均為

L,現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的小物塊輕放在長木板的A端，且施加一個水平向右/=，跖的恒力，若小滑塊進入

光滑斜面時無能量損失，斜面傾角為6=45。，則小滑塊在甲乙兩圖中到達軌跡最高點時增加的機械能為

()

A.圖甲機械能增加量為1.4mgL

B.圖甲的機械能增加量為2.2mgL

C.圖乙的機械能增加量為1.5祖

D.圖乙的機械能增加量為25咫乙

第II卷(非選擇題，共52分)

二、實驗題(本題共兩小題，共16分)

13.宇航員登陸某星球做了一個平拋運動實驗，并用頻閃照相機記錄小球做平拋運動的部分軌跡，且已知平

拋初速度為2.5m/s。將相片放大到實際大小后在水平方向和豎直方向建立平面直角坐標系，A、B、C為小

球運動中的3個連續(xù)的記錄點，A、8和C點的坐標分別為(0,0)、(0.50m,0.25m)和(1.00m,0.75m)。已

知6=6.67乂10-"?^1112/1^2貝/

⑴頻閃照相機的頻閃頻率為Hz；

(2)該星球表面重力加速度為___________m/s2；

(3)若該星球半徑為R=1000km,則該星球第一宇宙速度為m/s；

(4)該星球的質(zhì)量大約是kg。(保留兩位有效數(shù)字)

14.探究向心力大小尸與小球質(zhì)量相、角速度①和半徑r之間關(guān)系實驗裝置如圖所示，轉(zhuǎn)動手柄，可使變

速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做

勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，

從而露出測力筒內(nèi)的標尺，標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比值。

(1)在這個實驗中，利用了(選填”理想實驗法””等效替代法”或“控制變量法”)來探究向

心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度3和半徑r之間的關(guān)系;

(2)探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應選擇兩個質(zhì)量___________(選填“相同”或“不同”)

的小球；

(3)探究向心力大小與圓周運動的角速度的關(guān)系，左右兩邊塔輪的半徑(選填“相同”或“不

同”)

(4)當用兩個質(zhì)量相等的小球做實驗，調(diào)整長槽中小球的軌道半徑等于短槽中小球的軌道半徑，轉(zhuǎn)動時發(fā)現(xiàn)

左、右標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比為4：1,則左、右兩邊塔輪的半徑之比為。

三、解答題(本題共三小題，共36分)

15.2021年10月3日神舟十三號飛船發(fā)射成功，神舟十三號與中國空間站的天和核心艙對接后，與空間站

一起繞地球做勻速圓周運動，三位宇航員在空間站駐留六個月從事各項科研工作。已知我國空間站距離地

球表面的高度為〃，地球質(zhì)量為M,地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g。求：

(1)空間站繞地球做勻速圓周運動的周期T;

(2)在空間站中，宇航員長期處于失重狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來不適，科學家設想建造一種環(huán)形空間

站，其半徑為，，繞中軸勻速旋轉(zhuǎn)，如圖所示。宇航員(可視為質(zhì)點)站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁上，若要感受到

與他站在地球表面時相同大小的支持力，旋轉(zhuǎn)艙繞其中軸勻速轉(zhuǎn)動的角速度。應為多大。

16.某同學利用暑假時間到工地體驗生活，工友交給他一個任務，將靜置于地面質(zhì)量為40kg的一袋水泥用

吊機豎直提升到高為194.4m的平臺，小明利用物理老師講的機車啟動知識，決定操控吊機使水泥袋先做勻

加速運動，待電機功率達到額定功率后，保持額定功率不變再做變加速、勻速運動，離平臺還有一小段距離

時調(diào)整為勻減速上升，到達平臺的速度剛好為零，通過吊機臂銘牌查閱到該吊機額定功率為4800W、最大

拉力600N,減速時加速度為a=lm/s2,g=10m/s2,請你根據(jù)小明的思路結(jié)合實際數(shù)據(jù)，不計空氣阻力，

試求：

(1)水泥袋做勻加速運動的最短時間；

(2)滿足⑴的前提下，求吊機以額定功率運行的過程中水泥袋上升所需要的時間；

17.如圖所示，一細圓環(huán)半徑為r,環(huán)面處于豎直面內(nèi)。環(huán)上穿有一質(zhì)量為根的小球，可沿圓環(huán)做無摩擦的

圓周運動，某時刻小球受到水平向右的恒力后初g。小球經(jīng)過A點時速度的方向恰好豎直向上。重力加速度

為g,則:

(1)若小球經(jīng)過A點時與圓環(huán)間無力的作用，求小球經(jīng)過A點時的速度大小VA；

⑵要使小球能運動到與A點對稱的B點，求小球在A點的速度至少為多大；

(3)在保證小球恰好做圓周運動的前提下，求小球?qū)壍赖淖畲髩毫槎啻蟆?/p>

AB

2022-2023學年度下學期期中考試高一試題

物理

考試時間：90分鐘滿分：100分

第I卷（選擇題，共48分）

一、選擇題（本題共12小題，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1-8題

只有一項符合題目要求，每小題4分；第9-12題有多項符合題目要求，每小題

4分，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）

1.下列說法中正確的是（）

A.開普勒第一定律告訴我們，行星繞太陽運動的軌道都是圓周軌道

B.牛頓月地檢驗表明地面物體所受地球引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的

引力遵從相同的規(guī)律

C.卡文迪什利用扭秤實驗提出了萬有引力定律

D.1971年葩原子鐘的實驗中發(fā)現(xiàn)高速運動的〃子壽命變短

【答案】B

【解析】

【詳解】A.開普勒第一定律告訴我們，行星繞太陽運動的軌道都是橢圓軌道，故A錯誤;

B.牛頓的月地檢驗表明地面物體所受地球引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的

引力遵從相同的規(guī)律，故B正確；

C.卡文迪什利用扭秤實驗測出了萬有引力常量，故C錯誤；

D.1971年葩原子鐘的實驗中發(fā)現(xiàn)高速運動的〃子壽命變長，故D錯誤。

故選B。

2.如圖所示，兩個皮帶輪在電機的帶動下順時針轉(zhuǎn)動，帶動水平傳送帶以不變的速率

v=4m/s運行。將質(zhì)量為機=2kg的物體A（可視為質(zhì)點）輕輕放在傳送帶左端，經(jīng)時間

f=2s后,A的速度變?yōu)関,再經(jīng)過相同時間后，到達傳送帶右端。則下列說法正確的是（）

A

（：n）_______—v（,?）、

A.物體A由傳送帶左端到右端的平均速度為4m/s

B.傳送帶對物體做功為32J

C.系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為16J

D.因傳送物塊，電機額外輸出的能量為48J

【答案】C

【解析】

【詳解】A.物體A由傳送帶左端到右端通過的位移為

0+v.,

x=------t+vt=l.5vt

2

平均速度為

v=-=3m/s

2t

故A錯誤；

B.物體從靜止釋放后經(jīng)時間f速度變?yōu)関,對此過程，應用動能定理可得傳送帶對物體A

做的功為

w=-mv2-0=-mv2=16J

f22

故B錯誤；

C.根據(jù)牛頓第二定律有

V

f=ma==4N

系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為

0+v

Q=f\x=f（yt-—^t}

解得

Q=16J

故C正確；

D.因傳送物塊，電機額外輸出的能量為

1,

W=Q+-mv2=32]

故D錯誤。

故選Co

3.高中墜物十分危險，我們可以根據(jù)墜物落地時的運動狀態(tài)判斷墜物是從哪一樓層拋出的,

假設某次實驗中，垂直于豎直墻壁向外拋出一個可視為質(zhì)點的物體，從監(jiān)測畫面中描繪出墜

地物體落地速度方向與水平方向所成夾角為仇經(jīng)測量tan。=4,若落地點距拋出點水平間

距為10m,g=10m/s2,則下列說法正確的是（）

A.墜物在空中飛行時間為20sB.墜物落地時速度與豎直方向夾角

大于30°

C.墜物拋出時的初速度為0.5m/sD.墜物可能來自于7樓

【答案】D

【解析】

【詳解】A.設物體拋出時的初速度為。。，則落地時

tan"&=史=里

%votd

解得

f=2s

A錯誤；

B.設墜物落地時速度與豎直方向夾角為a,則

1#

tana=—<tan30°=一

43

墜物落地時速度與豎直方向夾角小于30°,B錯誤；

C.由

tan0=—

%

可得墜物的初速度

%=5m/s

C錯誤；

D,墜物下落的高度

1,

h=—gr=20m

樓房每層樓的高度為2.8m,由

2.8m

可知墜物可能來自于7樓，D正確。

故選D。

4.為了美觀和經(jīng)濟，許多橋面建成拱形，為避免車速過快，造成安全隱患，拱橋上一般都會

有限速標志，若汽車對拱橋的壓力是其自身重力的0.9倍時的速度為該橋的限速標志對應的

速度，當拱橋圓弧對應的曲率半徑為100m時，g=10m/s2,橋上的限速標志所示速度為

()

A.36km/hB.60km/hC.84km/hD.

108km/h

【答案】A

【解析】

【詳解】根據(jù)牛頓第二定律得

V2

mg—0.9mg=m—

R

解得

v=36km/h

故選A。

5.水平面上有一固定斜面，一質(zhì)量為機的可視為質(zhì)點物塊靜止于A點，現(xiàn)施加一個恒定外

力凡已知全程動摩擦因數(shù)為〃，物塊A、C間的水平距離為L豎直高度為/z,若物塊到達

C點時速度為v,不計在8處的能量損失，重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

B.物塊的機械能增加了FL

1,

C.物塊克服摩擦做功為：W=FL--mv~-mgh

1,

D.外力下做功為：W=—mv+nmgL+mgh

【答案】C

【解析】

【詳解】A.重力勢能與選取的零勢能面有關(guān)，零勢能面不同時，重力勢能不同，A錯

誤；

B.物塊的機械能增加量

AEp=FL-pmgL

B錯誤；

C.根據(jù)動能定理

12

FL—mgh—Wp=~mv

物塊克服摩擦做功為

12

Wf=FL—mgh——mv

C正確；

D.根據(jù)動能定理

2

WF-mgh-Wf=-mv

由于水平外力尸的影響導致克服摩擦力做功不等于叱所以外力廠做的功不等

于

1r

—mv2+mgh+jumgL

D錯誤。

故選C。

6.如圖所示，長為工的繩子下端連著一質(zhì)量為:"的小球，上端懸于天花板上。當把繩子拉

直時，繩子與豎直線的夾角為60°,此時小球靜止于光滑的水平桌面上，重力加速度為g。

則（）

A.當小球以角速度電號做圓錐擺運動時，繩子的張力大小為3〃理

中做圓錐擺運動時，桌面受到的壓力大小

B.當小球以角速度例=0

當小球以角速度?=小手■做圓錐擺運動時，繩子的張力大小為5百機g

空做圓錐擺運動時，桌面受到的壓力大小為0

D.當小球以角速度g=

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.對小球受力分析，作出力圖如圖1：

T

mg

圖1

根據(jù)牛頓第二定律得

2

Txsin60°=ma)Lsin60°

mg=M+工cos60°

又助旦

解得

(=mg,Nl

故AB錯誤;

CD.設小球?qū)ψ烂媲『脽o壓力時角速度為g,可解得此時

①。=

>g,故小球離開桌面做勻速圓周運動，則N=0此時小球的受力如圖2：

圖2

設繩子與豎直方向的夾角為。，則有

mgtan0=mat1?Lsin?

mg=T2COS0

聯(lián)立解得

T2-5mg

故C錯誤，D正確;

故選D。

7.如圖所示，質(zhì)量均為機的A、B兩小物塊用輕質(zhì)彈簧相連，A放置在光滑水平地面上,

一輕繩通過光滑的定滑輪與物塊B相連（連接物塊B的繩子恰好伸直但不繃緊），彈簧的勁

度系數(shù)鼠現(xiàn)用一水平向右的拉力廠作用在輕繩上，使物塊B緩慢向上運動，已知重力加速

度為g,當A物塊恰好離開地面時，尸所做功為（）

F

B

A

"

m2mg2g2

FBFD

一

一

左

女K7

l1

2ms

k

【答案】D

【解析】

【詳解】開始時彈簧的壓縮量

mg

X1=T

此時

6=0

當A物塊恰好離開地面時彈簧伸長量為

_mg_

%2-T

此時

F2=2mg

則F做功

2m2g2

w=+々）

k

故選D。

8.某同學觀看了著名科幻電影《流浪地球》后，提出大膽假設，除了建造太空電梯外還可以

建設一條如圖所示穿過地心的隧道，假設地球的半徑為R,質(zhì)量分布均勻，根據(jù)萬有引力,

我們可以合理假設小球在地心隧道運行時（）

A.小球?qū)⒁恢弊鰟蚣铀龠\動

B.小球?qū)⒆鰷p速運動

C.小球?qū)⒆鐾颠\動

D.小球?qū)⑦\動到地心后減速到0,最終懸停在地心

【答案】C

【解析】

【詳解】A.物體在地表時重力近似等于萬有引力，有

GMm

行廠=〃密

4,

M=0一函

3

以地心為位移起點，設某時刻物體的位移為尤，則半徑為1x1的球的質(zhì)量

4°

M'=p--7V-\x^

3

由于均勻球殼對殼內(nèi)物體引力為零，則此時物體所受引力大小為

mM'

F=G^-

X

考慮到尸與工方向相反，聯(lián)立可得

F=-照x

R

等為常數(shù)，即該物體的運動為簡諧運動，故A錯誤；

B.同理B錯誤；

C.因該物體的運動為簡諧運動，因此小球?qū)⒆鐾颠\動，C正確；

D.同理D錯誤。

故答案選C

9.物塊在水平桌面上受到水平恒定拉力作用下由靜止開始加速運動，經(jīng)過一段時間后撤去

拉力，物塊又滑行一段距離停下來。如果以物塊的初始位置為坐標原點，沿運動方向建立x

軸，則物塊的動能Ek隨位置坐標》的變化圖像如圖所示。重力加速度為已知量，根據(jù)圖像

可以求出下面哪些量（）

A.物塊的質(zhì)量B.物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)

C.水平拉力大小D.全過程物塊的機械能變化量

【答案】CD

【解析】

詳解】ABC.拉力作用下，由動能定理可得

（F-jumg）x=Ek-0

故有

F-jumg=—=100N

.x

撤去拉力后，只有摩擦力做功，故有

一pingNx=A2?k

解得

2002L2

=-------N=50N

，6-2

有

F=15ON

故水平拉力大小可以確定，質(zhì)量無法確定，故動摩擦因數(shù)無法確定，AB錯誤，C正確；

D.全過程物塊的機械能變化量

△E=（戶-〃儂）x-〃儂Ax=0

D正確

故選CD

10.“太空垃圾”已經(jīng)成為了航天安全的重要威脅，為了安全航天“太空垃圾”的回收清理

勢在必行，科學家構(gòu)想向太空發(fā)射清潔衛(wèi)星，通過變換軌道對“太空垃圾”進行清理，如圖

所示，其過程簡化為清潔衛(wèi)星先進入近地圓軌道m(xù),經(jīng)過與其相切的繞地球橢圓軌道n再

轉(zhuǎn)移到繞地球圓軌道I,A、3分別為橢圓軌道n上的近地點和遠地點。清潔衛(wèi)星在變軌過

程中質(zhì)量視為不變。則下列說法正確的是（）

A.清潔衛(wèi)星在軌道II上B點的加速度小于在軌道I上2點的加速度

B.清潔衛(wèi)星在軌道II上A點時的速率大于地球的第一宇宙速度

C.清潔衛(wèi)星在軌道II±B點機械能大于在軌道I上B點的機械能

D.在軌道II上，清潔衛(wèi)星在A點的機械能等于在8點的機械能，從A到8,引力做負功

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.8點到地球球心的距離r一定，由

GMm

——；—=ma

廠

可知，清潔衛(wèi)星在軌道n上8點的加速度等于在軌道I上B點的加速度，故A錯誤；

B.清潔衛(wèi)星在軌道II上的運動軌道為橢圓，在軌道II上A點時的速率大于地球的第一宇

宙速度，故B正確；

C.清潔衛(wèi)星在圓軌道I的8點需點火減速，才能進入橢圓軌道II,推力做負功，機械能

減小，故清潔衛(wèi)星在軌道I上的機械能大于在軌道II上的機械能，故C錯誤；

D.在軌道n上，只有引力做功，機械能守恒，因此清潔衛(wèi)星在A點的機械能等于在8點

的機械能，從A到3,遠離地球與引力方向相反，因此引力做負功，故D正確。

故選BD。

11.如圖所示，將一個小球尸從A點以w水平拋出小球恰好落在斜面底端8點，若在8點

正上方與A等高的C點將一相同的小球。以2vo速度水平拋出，小球落在斜面上的。點，

已知ABCD處于同一豎直面，則下列說法正確的是（)

A.AD;AB=3-2y[2B.

=A/2—1

【答案】AD

【解析】

【詳解】AB.如圖

設48之間高度差為九C。之間高度差為”

2

-^1

fl，=~St2

代入數(shù)據(jù)解得

2h

2h'

’2

斜面傾角的正切值

r

八h

tan8=—h

%引1-2引2

代入數(shù)據(jù)解得

h'=(3-272)/?

所以

AD:AB=h:h=3-2y/2

故A正確，B錯誤。

CD.由上述分析可知

選項C錯誤，D正確。

故選ADo

12.如圖甲、乙所示，段為上表面動摩擦因數(shù)為〃=0.8,長為工的長木板，長木板右側(cè)

地面略高，恰能使右側(cè)固定于地面的:光滑圓弧或光滑斜面與長木板相切，已知"滑圓

弧的半徑與斜面的豎直高度均為L現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的小物塊輕放在長木板的A端，且

施加一個水平向右F=mg的恒力，若小滑塊進入光滑斜面時無能量損失，斜面傾角為6=45°,

則小滑塊在甲乙兩圖中到達軌跡最高點時增加的機械能為（）

A.圖甲的機械能增加量為1.4mgL

B.圖甲的機械能增加量為2.2mgL

C.圖乙的機械能增加量為

D.圖乙的機械能增加量為25〃gL

【答案】AC

【解析】

【詳解】AB.從A到B,根據(jù)功能關(guān)系有

FL-jumgL=-i/nv2

又

F=mg

解得

v=JO.4gL

小滑塊在,光滑圓弧運動時，受力情況如圖所示

4

N&?

根據(jù)等效重力加速度、圓周運動和幾何知識可知，小滑塊到達。點時的速度為也離開。點

后做豎直上拋運動，時間為

v

t=—

g

水平方向做勻加速運動，加速度為

F

a=-=g

m

水平方向位移為

1/

x=—at

2

解得

x=0.2￡

可知圖甲中小滑塊到達軌跡最高點時增加的機械能為

AE=F(L+L+x)—pimgL=14mgL

故A正確，B錯誤；

CD.小滑塊在斜面運動時受力情況如圖

N

mg

可知小滑塊加速為零，做勻速運動，離開斜面后豎直方向做豎直上拋運動，時間為

,vsin45°

t=------------

g

水平方向做勻加速運動，加速度為

F

a=~=g

m

水平方向位移為

x'=vt'sin45°+—at'2

2

解得

x'=0.3Z

可知圖乙中小滑塊到達軌跡最高點時增加的機械能為

AE=F(L+L+x')-/jmgL—15mgL

故C正確，D錯誤。

故選AC。

第II卷(非選擇題，共52分)

二、實驗題(本題共兩小題，共16分)

13.宇航員登陸某星球做了一個平拋運動實驗，并用頻閃照相機記錄小球做平拋運動的部分

軌跡，且已知平拋初速度為2.5m/s。將相片放大到實際大小后在水平方向和豎直方向建立平

面直角坐標系，A、B、C為小球運動中的3個連續(xù)的記錄點，A、8和C點的坐標分別為(0,

0)、(0.50m,0.25m)和(1.00m,0.75m)0已知G=6.67xl(T"N?m?/kg?則：

⑴頻閃照相機的頻閃頻率為Hz；

⑵該星球表面重力加速度為m/s2；

(3)若該星球半徑為R=1000km,則該星球第一宇宙速度為m/s；

(4)該星球的質(zhì)量大約是kg-(保留兩位有效數(shù)字)

【答案】①.5②.6.25③.2500(4).9.4xi022

【解析】

【詳解】(1)頻閃照相機的頻閃頻率為

f=^=——Hz=5Hz

x1.00-0.50

(2)頻閃照相機的周期為

T=—=-5=0.2S

f5

根據(jù)Ay=gT~可得

g=6.25m/s2

(3)根據(jù)第一宇宙速度的計算公式有

v=y[gR=2500m/s

(4)根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系有

GMm

~^=mS

解得

M=9.4x1022kg

14.探究向心力大小F與小球質(zhì)量相、角速度①和半徑r之間關(guān)系的實驗裝置如圖所示，轉(zhuǎn)

動手柄，可使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個

槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提

供，同時，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，從而露出測力筒內(nèi)的標尺，標尺上露出的

紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比直

標尺1標尺2

”等效替代法”或“控制變量

法”)來探究向心力的大小與小球質(zhì)量比、角速度3和半徑r之間的關(guān)系;

(2)探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應選擇兩個質(zhì)量(選填“相同”

或“不同”)的小球;

(3)探究向心力的大小與圓周運動的角速度的關(guān)系，左右兩邊塔輪的半徑___________(選填

“相同”或“不同”)

(4)當用兩個質(zhì)量相等的小球做實驗，調(diào)整長槽中小球的軌道半徑等于短槽中小球的軌道半

徑，轉(zhuǎn)動時發(fā)現(xiàn)左、右標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比為4：1,則左、右兩邊塔輪的

半徑之比為o

【答案】①.控制變量法②.相同③.不同④.1：2

【解析】

【詳解】(1)口］在這個實驗中，利用了控制變量法來探究向心力的大小與小球質(zhì)量相、角

速度①和半徑r之間的關(guān)系；

(2)［2］探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應選擇兩個質(zhì)量相同的小球；

(3)［3］探究向心力的大小與圓周運動的角速度的關(guān)系，左右兩邊塔輪的半徑不同，根據(jù)

v=ra>

可知此時角速度不同。

(4)［4］根據(jù)

F=mco1R

由題意可知

可得

。左：①右=2：1

由

v=a>r

可得

電：%=1:2

左、右兩邊塔輪的半徑之比是1：2。

三、解答題(本題共三小題，共36分)

15.2021年10月3日神舟十三號飛船發(fā)射成功，神舟十三號與中國空間站的天和核心艙對

接后，與空間站一起繞地球做勻速圓周運動，三位宇航員在空間站駐留六個月從事各項科

研工作。已知我國空間站距離地球表面的高度為//,地球質(zhì)量為地球半徑為R,地球

表面的重力加速度為g。求：

⑴空間站繞地球做勻速圓周運動的周期T；

(2)在空間站中，宇航員長期處于失重狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，科學家設想建造

一種環(huán)形空間站，其半徑為r,繞中軸勻速旋轉(zhuǎn)，如圖所示。宇航員(可視為質(zhì)點)站在旋

轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁上，若要感受到與他站在地球表面時相同大小的支持力，旋轉(zhuǎn)艙繞其中軸勻

速轉(zhuǎn)動的角速度。應為多大。

【答案】(1)T=2/r(R+―>)；(2)co=

7

【解析】

【詳解】(1)空間站繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，有

Mm

(R+h)

(7?+/z)2

不考慮地球自轉(zhuǎn)時，質(zhì)量為根。物體，在地球表面的重力

=/g

可得

Rg

(2)當人隨空間站一起自轉(zhuǎn)且加速度為g時，可獲得與地球表面相同的重力，則

N=/g

旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁對宇航員的支持力N,提供宇航員圓環(huán)繞中心勻速旋轉(zhuǎn)向心力

2

N=m0a)r

解得

0)

16.某同學利用暑假時間到工地體驗生活，工友交給他一個任務，將靜置于地面質(zhì)量為40kg

的一袋水泥用吊機豎直提升到高為194.4m的平臺，小明利用物理老師講的機車啟動知識,

決定操控吊機使水泥袋先做勻加