卷子答案网-一个不只有答案的网站山东省济宁市泗水县2022-2023学年高一下学期期中物理试题
一、单选题
1．（2023高一下·泗水期中）下列说法正确的是（ ）
A．由功率表达式可知，功率与做功成正比，与做功时间成反比
B．重力势能的值有正负，故重力势能的变化与零势能面的选取有关
C．某物体所受合力做功为零，则每个力做功均为零
D．重力做负功，则重力势能一定增大
【答案】D
【知识点】功的计算；功率及其计算；重力势能；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】A.功率是用比值法定义的，与做的功和做功时间无关，故A不符合题意；
B.重力势能的变化与零势能面的选取无关，与初末位置高度差有关，故B不符合题意；
C.某物体所受合外力做功为零，但每个力做功不一定为零，故C不符合题意；
D.重力做负功，则重力势能一定增大，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】功率是用比值法定义的，与做的功和做功时间无关；重力势能的变化与零势能面的选取无关，与初末位置高度差有关；某物体所受合外力做功为零，但每个力做功不一定为零；重力做负功，则重力势能一定增大。
2．（2023高一下·泗水期中）下列认识正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动飞行的宇宙飞船内的宇航员处于完全失重状态是由于没有受到重力的作用
B．由可知，两物体间距离减小时，它们间的引力增大，距离趋于零时，万有引力将趋于无穷大
C．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度
D．若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动可能是直线运动
【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A. 做匀速圆周运动飞行的宇宙飞船内的宇航员处于完全失重状态是由于万有引力提供向心，故A不符合题意；
B.万有引力定律适用于质点间引力计算，当r趋于零时，物体不可以看成质点，万有引力定律不再成立，故B不符合题意；
C.根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度，故C符合题意；
D. 若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动一定是匀变速曲线运动，故D不符合题意。
故答案为：C
【分析】宇宙飞船内的宇航员处于完全失重状态是由于万有引力全部用来提供向心；万有引力定律适用于质点间引力计算；根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度；两个互成角度匀速直线运动和匀加速直线运动合运动一定是匀变速曲线运动。
3．（2023高一下·泗水期中）下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态
B．如图所示，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
C．如图所示，轻质细杆长为，一端固定一个小球，绕另一端点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球的最小速度应大于
D．如图所示，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.汽车通过凹形桥的最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，故A不符合题意；
B.火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨对轮缘会有挤压作用，故B符合题意；
C.在最高点，当小球的重力恰好与支持力平衡时，此时小球的速度最小为零，故C不符合题意；
D.水滴和衣服间的作用力不足以提供水滴做圆周运动所需的向心力时，水滴做离心运动，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】汽车通过凹形桥的最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态；火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨对轮缘会有挤压作用；在最高点，当小球的重力恰好与支持力平衡时，此时小球的速度最小为零；水滴和衣服间的作用力不足以提供水滴做圆周运动所需的向心力时，水滴做离心运动。
4．（2023高一下·泗水期中）2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接，对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，当经过点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到处与核心舱对接，则神舟十二号飞船（ ）
A．沿轨道Ⅰ运行的速度小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度
B．在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期
C．神舟十二号飞船在飞向核心舱的过程中，引力势能增大，动能减小，机械能守恒
D．在轨道Ⅰ上运动经过点的加速度小于在轨道Ⅱ上运动经过点的加速度
【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A.根据万有引力提供向心力得：，解得：，可见沿轨道Ⅰ运行的速度大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度，故A不符合题意；
B.由开普勒第三定律可知，高轨长周期， 在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期，故B不符合题意；
C.在神舟十二号飞向核心舱的过程中，在椭圆轨道上只受引力作用，万有引力做负功，引力势能增大，动能减小，机械能守恒，故C符合题意；
D. 根据万有引力提供向心力得：，解得：，可见在轨道Ⅰ上运动经过点的加速度等于在轨道Ⅱ上运动经过点的加速度，故D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据万有引力提供向心，结合牛顿第二定律分析速度、加速度的大小关系；根据开普勒定律分析周期关系；神舟十二号飞向核心舱的过程中，在椭圆轨道上只受引力作用，万有引力做负功，引力势能增大，动能减小，机械能守恒。
5．（2023高一下·泗水期中）如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断不正确的是（ ）
A．甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，与弹簧组成的系统机械能守恒
B．乙图中，置于光滑水平面，物体沿光滑斜面下滑，物体机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力时加速下落，加速上升过程中，、组成的系统机械能守恒
D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能不变
【答案】B
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A. 物体将弹簧压缩的过程中，与弹簧组成的系统 ，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，故A不符合题意；
B.A、B组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，由于A的机械能增大，B的机械能减少，故B符合题意；
C.A、B组成的系统，不计空气阻力，只有重力做功， 、组成的系统机械能守恒 ，故C不符合题意；
D.小球在做圆锥摆的过程中，重力势能和动能都不变，机械能守恒，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】当只有重力做功或弹簧弹力做功时，物体机械能守恒，根据即系能守恒的条件分析判断。
6．（2023高一下·泗水期中） 如图甲是消防车正在机场进行水柱灭火演练的情景，小刘模拟消防水柱的示意图如图乙所示。水在空中运动，A、B为其运动轨迹上的两点，已知水在A点时的速度大小为v=6 m/s，速度方向与竖直方向的夹角为45°，它运动到B点时，速度方向与竖直方向的夹角为37°（sin 37°=0.6），不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则（ ）
A．图中A点是水在空中运动过程的最高点
B．水在空中运动过程做非匀变速曲线运动
C．水在B点时的速度大小为8 m/s
D．A、B两点间的高度差为0.7 m
【答案】D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A.水柱的最高点只有水平方向速度，故A不符合题意；
B.因不计空气阻力，水柱只受重力，做匀变速曲线运动，故B不符合题意；
C.将速度分解如图：
由几何关系得：，，联立解得：，故C不符合题意；
D.根据动能定理得：，解得：，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】斜抛运动在最高点只有水平反向的速度；根据受力和轨迹分析运动性质；由几何关系求B点速度大小；从A到B，根据动能定理求高度差。
7．（2023高一下·泗水期中）一辆新能源汽车在平直的公路上由静止开始启动，在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．该汽车的质量为2.0×103kg
B．在前5s内，汽车前进位移大小为25m
C．整个过程中汽车的牵引力大小保持不变
D．在前5s内，汽车牵引力做功为3.75×104J
【答案】D
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A.由图像知，该汽车在内做匀加速直线运动，加速度大小为：，牵引力的功率为：，解得：，设汽车的质量为m，汽车受到的阻力为：，由牛顿第二定律得：，解得：，故A不符合题意；
B. 在前5s内，汽车前进位移大小为 ：，故B不符合题意；
C.，P不变，v增大，根据知，F减小，故C不符合题意；
D.在前5s内，汽车牵引力做功为：，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】由图像求汽车匀加速阶段的加速度，匀加速阶段由牛顿第二定律求质量；根据位移公式求前5s内的位移；根据分析牵引力的变化情况；根据功的计算公式求牵引力做的功。
8．（2023高一下·泗水期中）把一质量为m的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示．迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）．已知A、B的高度差为h，C、B高度差为2h，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，选A位置为重力势能零势能点，则（ ）
A．刚松手瞬间，弹簧弹力等于小球重力
B．状态甲中弹簧的弹性势能为2mgh
C．状态乙中小球的动能为mgh
D．状态丙中系统的机械能为3mgh
【答案】D
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A.刚松手瞬间，小球的加速度向上，弹簧弹力大于小球重力，故A不符合题意；
B.根据系统机械能守恒知，状态甲中弹簧的弹性势能等于小球在C点时系统的机械能，即3mgh，故B不符合题意；
C.由系统机械能守恒得，解得：，故C不符合题意；
D.状态丙中系统的机械能为3mgh，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据加速度的方向，分析弹簧的弹力与小球重力的关系；根据A、C两点机械能相等列方程求解状态甲中弹簧的弹性势能；根据A、B两点机械能相等列方程求解状态乙中小球的动能。
二、多选题
9．（2023高一下·泗水期中）双人皮划艇决赛中，假设在一段平直的河道中水流速度为，皮划艇在静水中的速度为，河道宽为d，运动员划动皮划艇过河，则下列说法正确的是（ ）
A．调整皮划艇船头方向，一定能够到达河的正对面
B．皮划艇船头对着正对岸时，过河时间最短
C．若水流速度增大，则皮划艇过河最短时间不变
D．若皮划艇能到达河正对面，则皮划艇过河时间为
【答案】B,C,D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】A.当皮划艇在静水中的速度小于水流速度时，无论咋调整皮划艇船头反向，都不能到达正对面，故A不符合题意；
B.皮划艇船头对着河道正对面时，皮划艇垂直河岸的分速度最大，根据知，渡河时间最短，故B符合题意；
C.根据运动的独立性，若水流速度增大，过河时间不变，故C符合题意；
D.若皮划艇正好达到河道的正对面，则合速度为：，过河时间为：，故D符合题意。
故答案为：BCD
【分析】皮划艇过河问题涉及运动合成与分解，可将运动分解为沿着河岸以及垂直河岸两个方向进行分析，皮划艇船头对着河道正对面时，过河时间最短；合速度垂直河岸时，渡河位移最短，此时船头不对着河岸。
10．（2023高一下·泗水期中）如图所示，卫星还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转劫，卫星绕地球做匀速圆周运动且离地面高度为，卫星是地球同步卫星，则（ ）
A．的向心加速度就是重力加速度
B．的线速度大于第一宇宙速度
C．、与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积不相等
D．的向心加速度比的向心加速度大
【答案】C,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A.对a卫星，根据牛顿第二定律得：，解得：，故A不符合题意；
B.根据万有引力提供向心得：，解得：，由于b的轨道半径大于地球半径，所以b的线速度小于第一宇宙速度，故B不符合题意；
C.根据开普勒第二定律知，某一卫星与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等，故C符合题意；
D.a、c具有相同的角速度，根据知，c的向心加速度比a的向心加速度大，故D符合题意。
故答案为：CD
【分析】根据牛顿第二定律分析a的向心加速度与重力加速度的关系、b的线速度与第一宇宙速度的大小关系；某一卫星与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等；a、c具有相同的角速度，根据分析c的向心加速度与a的向心加速度大小关系。
11．（2023高一下·泗水期中）如图所示，某人把一个质量的小球从高处以角斜向上抛出，初速度，不计空气阻力，重力加速度，取地面为零势能面。则下列说法正确的是（ ）
A．抛出过程中，人对小球做的功是
B．小球抛出后会继续上升，故从抛出到落地过程中重力对小球所做的功大于
C．小球落地时速度大小为
D．小球到达最高点的重力势能为
【答案】A,D
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A.抛出过程中，根据动能定理得：人对小球做的功为：，故A符合题意；
B. 从抛出到落地过程中重力对小球所做的功为：，故B不符合题意；
C.从抛出到落地，根据动能定理得：，解得：，故C不符合题意；
D.小球抛出后上升的最大高度为：，小球到达最高点的重力势能为：，故D符合题意。
故答案为：AD
【分析】抛出过程中，根据动能定理求人对小球做的功；从抛出到落地过程中由功的计算公式求重力对小球所做的功为；从抛出到落地，根据动能定理求小球落地时的速度大小；根据运动学公式求出小球上升的最大高度，再根据重力势能的计算公式求小球到达最高点的重力势能。
12．（2023高一下·泗水期中）如图甲所示，固定斜面的倾角为，一质量为的小物块自斜面底端以初速度沿斜面向上做匀减速运动，经过一段时间后又沿斜面下滑回到底端，整个过程小物块的图像如图乙所示。下列判断正确的（ ）
A．滑块沿斜面上滑的整个过程中机械能减小
B．滑块沿斜面上滑的整个过程中重力势能增加
C．滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加
D．滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加
【答案】A,C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A.由图像知，滑块上滑时加速度大小为：，下滑时加速度大小为：，则。根据牛顿第二定律，上滑过程有：，下滑过程有：，联立解得：。对于上滑过程，根据动能定理得：，由功能关系得：，联立解得：，即滑块沿斜面上滑的整个过程中机械能减少，故A符合题意；
B. 滑块沿斜面上滑的整个过程中重力做的功为：，所以滑块沿斜面上滑的整个过程中重力势能增加，故B不符合题意；
CD.对下滑过程，根据动能定理得：，即滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加，故C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】根据图像的斜率求出滑块上滑与下滑时加速度大小之比，由牛顿第二定律求出摩擦力；对上滑过程，由动能定理和功能关系求机械能的减少量；对下滑过程由动能定理求动能的增加量。
三、实验题
13．（2023高一下·泗水期中）小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出，同时B球被松开。
（1）他观察到的现象是：小球A、B （填“同时”或“先后”）落地；
（2）让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间 （填“变长”“不变”或“变短”）；
（3）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为 m/s，小球经过B点时的速度大小为 m/s。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）同时
（2）不变
（3）1.5；2.5
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）小锤轻击弹性金属片时，A球做平抛运动，同时B求做自由落体运动，通过实验可以观察到它们同时落地；
（2）用较大力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间不变；
（3）在竖直方向上由得：，在水平方向上由得：； B点在竖直方向上的分速度为 ：，小球经过B点时的速度大小为：。
故答案为：（1）同时；（2）不变；（3）1.5，2.5.
【分析】（1）小锤轻击弹性金属片时，A球做平抛运动，同时B求做自由落体运动，通过实验可以观察到它们同时落地，证明平抛运动在竖直方向上的运动规律；
（2）用较大力敲击弹性金属片，对实验没有影响；
（3）根据求出时间间隔，根据求出初速度；根据求出B点在竖直方向上的分速度，根据求出小球经过B点时的速度大小。
14．（2023高一下·泗水期中）在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图。其中是起始点，、、是打点计时器连续打下的3个点，该同学用毫米刻度尺测量到、、各点的距离，并记录在图中（单位）
（1）该同学用重锤在段的运动来验证机械能守恒。已知当地的重力加速度，他用段的平均速度作为该点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为 ，而动能的增加量为 ，（均保留3位有效数字，重锤质量用表示）这样验证的系统误差产生原因是 。
（2）根据纸带算出相关各点的速度，量出下落的距离，以为纵轴，以为横轴面出的图线应是图中的____，就证明机械能是守恒的。
A． B．
C． D．
【答案】（1）；；有阻力做负功
（2）B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1） 重力势能的减少量为 ：，B点的速度为：，动能的增加量为：， 系统误差产生原因由阻力做负功。
（2）物体自由下落过程中，由机械能守恒得：，整理得，故B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：（1）；（2）， 有阻力做负功
【分析】根据重力势能以及动能表达式求重力势能的减少量和动能的增加量，再根据在实验过程中存在阻力导致动能的增加略小月重力势能减少量，最后根据整理出表达式即可找到对应的函数图象。
四、解答题
15．（2023高一下·泗水期中）跳台滑雪是第24届北京冬奥会的项目之一，题图是浙江小将甄炜杰在该项目的比赛照片。这项比赛中运动员脚穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。我们将比赛过程简化如图所示，若运动员从处以的初速度水平飞出，在平直斜坡处着陆。斜坡的倾角为，不计空气阻力，重力加速度，，。求：
（1）运动员在空中运动的时间；
（2）运动员落到点的速度大小；
（3）运动员从点到距离斜面最远所用的时间。
【答案】（1）解：设运动员在空中运动的时间为t，则有
解得
（2）解：运动员落到B点的速度大小为
（3）解：运动员从A点到距离斜面最远所用的时间t1，则有
解得
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）运动员在空中做平抛运动，结合运动学公式和几何关系列式求解；
（2）由求运动员落到B点时竖直分速度大小，再与水平分速度合成得到运动员落到B点的速度大小；
（3）当运动员的速度与斜面平行时距离斜面最远，由此时竖直分速度求运动时间。
16．（2023高一下·泗水期中）宇航员在某星球表面将一小钢球以某一初速度竖直向上抛出，测得小钢球上升的最大高度为h，小钢球从抛出到落回星球表面的时间为t．不计空气阻力，忽略该星球的自转，已知该星球的半径为R（R远大于h），该星球为密度均匀的球体，引力常量为G．求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
【答案】（1）解：根据竖直上抛运动的对称性可知小球上升、下落过程的时间均为，根据自由落体运动公式，有
解得该星球表面的重力加速度
（2）解：静止在该星球表面的物体，根据重力等于万有引力，有
解得星球的质量
星球的体积
故该星球的密度
（3）解：根据万有引力提供向心力，有
解得第一宇宙速度
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）根据竖直上抛运动的规律求解该星球表面的重力加速度；
（2）根据万有引力等于重力求得星球的质量，根据密度的计算公式求解该星球的密度；
（3）根据万有引力提供向心求解该星球的第一宇宙速度。
17．（2020·山东模拟）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC为光滑半圆形轨道，半径为R，CD为水平粗糙轨道，一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点B由静止释放，滑至D点恰好静止，CD间距为4R。已知重力加速度为g。
（1）求小滑块与水平面间的动摩擦因数
（2）求小滑块到达C点时，小滑块对圆轨道压力的大小
（3）现使小滑块在D点获得一初动能，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A，求小滑块在D点获得的初动能
【答案】（1）解：从B到D的过程中，根据动能定理得
所以
（2）解：设小滑块到达C点时的速度为 ，根据机械能守恒定律得
解得：
设小滑块到达C点时圆轨道对它的支持力为 ，根据牛顿第二定律得
解得：
根据牛顿第三定律，小滑块到达C点时，对圆轨道压力的大小
（3）解：根据题意，小滑块恰好到达圆轨道的最高点A，此时，重力充当向心力，设小滑块到达A点时的速度为 ，根据牛顿第二定律得
解得
设小滑块在D点获得的初动能为 ，根据能量守恒定律得
即
【知识点】动能定理的综合应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）利用动能定理可以求出动摩擦因数的大小；
（2）利用机械能守恒定律结合牛顿第二定律可以求出压力的大小；
（3）利用牛顿第二定律结合能量守恒定律可以求出初动能的大小。
18．（2023高一下·泗水期中）如图甲所示为2022年北京冬奥会首钢滑雪大跳台，模型简化如图乙所示。质量（连同装备）运动员从点由静止出发，通过长度、倾角为的斜面雪道及半径的圆弧雪道的最低点，并经助滑雪道点飞出后落至倾角也为的斜面雪道点，由于斜面雪道的作用，仅保留沿斜面雪道方向的速度，垂直斜面雪道方向的速度立即减为0，随后滑至斜面雪道底部点进入长度的水平减速雪道。整个运动过程中运动员可视为质点，雪道连接处均平滑连接无机械能损失。已知运动员到达圆弧雪道的最低点时速度，不考虑空气阻力。
（1）求运动员在雪道上运动过程中，阻力对其做的功；
（2）若运动员在点沿着切线飞出后，落在斜面雪道上点后，沿斜面雪道运动其速度大小为，，运动员受到斜面雪道的平均阻力为，运动员进入水平轨道后通过调整姿态以改变阻力。要保证安全停在水平轨道上，试计算运动员在水平轨道所受的平均阻力大小最小值。
【答案】（1）解：运动员在雪道ABC上运动过程中，由动能定理得
解得阻力对其做的功为
（2）解：运动员在水平轨道GH上所受平均阻力最小时，刚好停在H点，运动员由P点运动到H点的过程中，由动能定理得
代入数据得运动员在水平轨道GH上所受的最小平均阻力
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）从A到C过程，根据动能定理求阻力做功；
（2）从最高点落到斜面过程中做平抛运动，根据平抛运动规律求落到斜面位置，再根据动能定理求最小阻力。
山东省济宁市泗水县2022-2023学年高一下学期期中物理试题
一、单选题
1．（2023高一下·泗水期中）下列说法正确的是（ ）
A．由功率表达式可知，功率与做功成正比，与做功时间成反比
B．重力势能的值有正负，故重力势能的变化与零势能面的选取有关
C．某物体所受合力做功为零，则每个力做功均为零
D．重力做负功，则重力势能一定增大
2．（2023高一下·泗水期中）下列认识正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动飞行的宇宙飞船内的宇航员处于完全失重状态是由于没有受到重力的作用
B．由可知，两物体间距离减小时，它们间的引力增大，距离趋于零时，万有引力将趋于无穷大
C．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度
D．若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动可能是直线运动
3．（2023高一下·泗水期中）下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态
B．如图所示，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
C．如图所示，轻质细杆长为，一端固定一个小球，绕另一端点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球的最小速度应大于
D．如图所示，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
4．（2023高一下·泗水期中）2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接，对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，当经过点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到处与核心舱对接，则神舟十二号飞船（ ）
A．沿轨道Ⅰ运行的速度小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度
B．在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期
C．神舟十二号飞船在飞向核心舱的过程中，引力势能增大，动能减小，机械能守恒
D．在轨道Ⅰ上运动经过点的加速度小于在轨道Ⅱ上运动经过点的加速度
5．（2023高一下·泗水期中）如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断不正确的是（ ）
A．甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，与弹簧组成的系统机械能守恒
B．乙图中，置于光滑水平面，物体沿光滑斜面下滑，物体机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力时加速下落，加速上升过程中，、组成的系统机械能守恒
D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能不变
6．（2023高一下·泗水期中） 如图甲是消防车正在机场进行水柱灭火演练的情景，小刘模拟消防水柱的示意图如图乙所示。水在空中运动，A、B为其运动轨迹上的两点，已知水在A点时的速度大小为v=6 m/s，速度方向与竖直方向的夹角为45°，它运动到B点时，速度方向与竖直方向的夹角为37°（sin 37°=0.6），不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则（ ）
A．图中A点是水在空中运动过程的最高点
B．水在空中运动过程做非匀变速曲线运动
C．水在B点时的速度大小为8 m/s
D．A、B两点间的高度差为0.7 m
7．（2023高一下·泗水期中）一辆新能源汽车在平直的公路上由静止开始启动，在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．该汽车的质量为2.0×103kg
B．在前5s内，汽车前进位移大小为25m
C．整个过程中汽车的牵引力大小保持不变
D．在前5s内，汽车牵引力做功为3.75×104J
8．（2023高一下·泗水期中）把一质量为m的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示．迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）．已知A、B的高度差为h，C、B高度差为2h，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，选A位置为重力势能零势能点，则（ ）
A．刚松手瞬间，弹簧弹力等于小球重力
B．状态甲中弹簧的弹性势能为2mgh
C．状态乙中小球的动能为mgh
D．状态丙中系统的机械能为3mgh
二、多选题
9．（2023高一下·泗水期中）双人皮划艇决赛中，假设在一段平直的河道中水流速度为，皮划艇在静水中的速度为，河道宽为d，运动员划动皮划艇过河，则下列说法正确的是（ ）
A．调整皮划艇船头方向，一定能够到达河的正对面
B．皮划艇船头对着正对岸时，过河时间最短
C．若水流速度增大，则皮划艇过河最短时间不变
D．若皮划艇能到达河正对面，则皮划艇过河时间为
10．（2023高一下·泗水期中）如图所示，卫星还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转劫，卫星绕地球做匀速圆周运动且离地面高度为，卫星是地球同步卫星，则（ ）
A．的向心加速度就是重力加速度
B．的线速度大于第一宇宙速度
C．、与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积不相等
D．的向心加速度比的向心加速度大
11．（2023高一下·泗水期中）如图所示，某人把一个质量的小球从高处以角斜向上抛出，初速度，不计空气阻力，重力加速度，取地面为零势能面。则下列说法正确的是（ ）
A．抛出过程中，人对小球做的功是
B．小球抛出后会继续上升，故从抛出到落地过程中重力对小球所做的功大于
C．小球落地时速度大小为
D．小球到达最高点的重力势能为
12．（2023高一下·泗水期中）如图甲所示，固定斜面的倾角为，一质量为的小物块自斜面底端以初速度沿斜面向上做匀减速运动，经过一段时间后又沿斜面下滑回到底端，整个过程小物块的图像如图乙所示。下列判断正确的（ ）
A．滑块沿斜面上滑的整个过程中机械能减小
B．滑块沿斜面上滑的整个过程中重力势能增加
C．滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加
D．滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加
三、实验题
13．（2023高一下·泗水期中）小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出，同时B球被松开。
（1）他观察到的现象是：小球A、B （填“同时”或“先后”）落地；
（2）让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间 （填“变长”“不变”或“变短”）；
（3）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为 m/s，小球经过B点时的速度大小为 m/s。（结果保留两位有效数字）
14．（2023高一下·泗水期中）在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图。其中是起始点，、、是打点计时器连续打下的3个点，该同学用毫米刻度尺测量到、、各点的距离，并记录在图中（单位）
（1）该同学用重锤在段的运动来验证机械能守恒。已知当地的重力加速度，他用段的平均速度作为该点对应的物体的瞬时速度，则该段重锤重力势能的减少量为 ，而动能的增加量为 ，（均保留3位有效数字，重锤质量用表示）这样验证的系统误差产生原因是 。
（2）根据纸带算出相关各点的速度，量出下落的距离，以为纵轴，以为横轴面出的图线应是图中的____，就证明机械能是守恒的。
A． B．
C． D．
四、解答题
15．（2023高一下·泗水期中）跳台滑雪是第24届北京冬奥会的项目之一，题图是浙江小将甄炜杰在该项目的比赛照片。这项比赛中运动员脚穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。我们将比赛过程简化如图所示，若运动员从处以的初速度水平飞出，在平直斜坡处着陆。斜坡的倾角为，不计空气阻力，重力加速度，，。求：
（1）运动员在空中运动的时间；
（2）运动员落到点的速度大小；
（3）运动员从点到距离斜面最远所用的时间。
16．（2023高一下·泗水期中）宇航员在某星球表面将一小钢球以某一初速度竖直向上抛出，测得小钢球上升的最大高度为h，小钢球从抛出到落回星球表面的时间为t．不计空气阻力，忽略该星球的自转，已知该星球的半径为R（R远大于h），该星球为密度均匀的球体，引力常量为G．求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
17．（2020·山东模拟）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC为光滑半圆形轨道，半径为R，CD为水平粗糙轨道，一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点B由静止释放，滑至D点恰好静止，CD间距为4R。已知重力加速度为g。
（1）求小滑块与水平面间的动摩擦因数
（2）求小滑块到达C点时，小滑块对圆轨道压力的大小
（3）现使小滑块在D点获得一初动能，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A，求小滑块在D点获得的初动能
18．（2023高一下·泗水期中）如图甲所示为2022年北京冬奥会首钢滑雪大跳台，模型简化如图乙所示。质量（连同装备）运动员从点由静止出发，通过长度、倾角为的斜面雪道及半径的圆弧雪道的最低点，并经助滑雪道点飞出后落至倾角也为的斜面雪道点，由于斜面雪道的作用，仅保留沿斜面雪道方向的速度，垂直斜面雪道方向的速度立即减为0，随后滑至斜面雪道底部点进入长度的水平减速雪道。整个运动过程中运动员可视为质点，雪道连接处均平滑连接无机械能损失。已知运动员到达圆弧雪道的最低点时速度，不考虑空气阻力。
（1）求运动员在雪道上运动过程中，阻力对其做的功；
（2）若运动员在点沿着切线飞出后，落在斜面雪道上点后，沿斜面雪道运动其速度大小为，，运动员受到斜面雪道的平均阻力为，运动员进入水平轨道后通过调整姿态以改变阻力。要保证安全停在水平轨道上，试计算运动员在水平轨道所受的平均阻力大小最小值。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】功的计算；功率及其计算；重力势能；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】A.功率是用比值法定义的，与做的功和做功时间无关，故A不符合题意；
B.重力势能的变化与零势能面的选取无关，与初末位置高度差有关，故B不符合题意；
C.某物体所受合外力做功为零，但每个力做功不一定为零，故C不符合题意；
D.重力做负功，则重力势能一定增大，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】功率是用比值法定义的，与做的功和做功时间无关；重力势能的变化与零势能面的选取无关，与初末位置高度差有关；某物体所受合外力做功为零，但每个力做功不一定为零；重力做负功，则重力势能一定增大。
2．【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A. 做匀速圆周运动飞行的宇宙飞船内的宇航员处于完全失重状态是由于万有引力提供向心，故A不符合题意；
B.万有引力定律适用于质点间引力计算，当r趋于零时，物体不可以看成质点，万有引力定律不再成立，故B不符合题意；
C.根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度，故C符合题意；
D. 若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动一定是匀变速曲线运动，故D不符合题意。
故答案为：C
【分析】宇宙飞船内的宇航员处于完全失重状态是由于万有引力全部用来提供向心；万有引力定律适用于质点间引力计算；根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度；两个互成角度匀速直线运动和匀加速直线运动合运动一定是匀变速曲线运动。
3．【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.汽车通过凹形桥的最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，故A不符合题意；
B.火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨对轮缘会有挤压作用，故B符合题意；
C.在最高点，当小球的重力恰好与支持力平衡时，此时小球的速度最小为零，故C不符合题意；
D.水滴和衣服间的作用力不足以提供水滴做圆周运动所需的向心力时，水滴做离心运动，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】汽车通过凹形桥的最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态；火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨对轮缘会有挤压作用；在最高点，当小球的重力恰好与支持力平衡时，此时小球的速度最小为零；水滴和衣服间的作用力不足以提供水滴做圆周运动所需的向心力时，水滴做离心运动。
4．【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A.根据万有引力提供向心力得：，解得：，可见沿轨道Ⅰ运行的速度大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度，故A不符合题意；
B.由开普勒第三定律可知，高轨长周期， 在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期，故B不符合题意；
C.在神舟十二号飞向核心舱的过程中，在椭圆轨道上只受引力作用，万有引力做负功，引力势能增大，动能减小，机械能守恒，故C符合题意；
D. 根据万有引力提供向心力得：，解得：，可见在轨道Ⅰ上运动经过点的加速度等于在轨道Ⅱ上运动经过点的加速度，故D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据万有引力提供向心，结合牛顿第二定律分析速度、加速度的大小关系；根据开普勒定律分析周期关系；神舟十二号飞向核心舱的过程中，在椭圆轨道上只受引力作用，万有引力做负功，引力势能增大，动能减小，机械能守恒。
5．【答案】B
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A. 物体将弹簧压缩的过程中，与弹簧组成的系统 ，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，故A不符合题意；
B.A、B组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，由于A的机械能增大，B的机械能减少，故B符合题意；
C.A、B组成的系统，不计空气阻力，只有重力做功， 、组成的系统机械能守恒 ，故C不符合题意；
D.小球在做圆锥摆的过程中，重力势能和动能都不变，机械能守恒，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】当只有重力做功或弹簧弹力做功时，物体机械能守恒，根据即系能守恒的条件分析判断。
6．【答案】D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A.水柱的最高点只有水平方向速度，故A不符合题意；
B.因不计空气阻力，水柱只受重力，做匀变速曲线运动，故B不符合题意；
C.将速度分解如图：
由几何关系得：，，联立解得：，故C不符合题意；
D.根据动能定理得：，解得：，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】斜抛运动在最高点只有水平反向的速度；根据受力和轨迹分析运动性质；由几何关系求B点速度大小；从A到B，根据动能定理求高度差。
7．【答案】D
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A.由图像知，该汽车在内做匀加速直线运动，加速度大小为：，牵引力的功率为：，解得：，设汽车的质量为m，汽车受到的阻力为：，由牛顿第二定律得：，解得：，故A不符合题意；
B. 在前5s内，汽车前进位移大小为 ：，故B不符合题意；
C.，P不变，v增大，根据知，F减小，故C不符合题意；
D.在前5s内，汽车牵引力做功为：，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】由图像求汽车匀加速阶段的加速度，匀加速阶段由牛顿第二定律求质量；根据位移公式求前5s内的位移；根据分析牵引力的变化情况；根据功的计算公式求牵引力做的功。
8．【答案】D
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A.刚松手瞬间，小球的加速度向上，弹簧弹力大于小球重力，故A不符合题意；
B.根据系统机械能守恒知，状态甲中弹簧的弹性势能等于小球在C点时系统的机械能，即3mgh，故B不符合题意；
C.由系统机械能守恒得，解得：，故C不符合题意；
D.状态丙中系统的机械能为3mgh，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据加速度的方向，分析弹簧的弹力与小球重力的关系；根据A、C两点机械能相等列方程求解状态甲中弹簧的弹性势能；根据A、B两点机械能相等列方程求解状态乙中小球的动能。
9．【答案】B,C,D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】A.当皮划艇在静水中的速度小于水流速度时，无论咋调整皮划艇船头反向，都不能到达正对面，故A不符合题意；
B.皮划艇船头对着河道正对面时，皮划艇垂直河岸的分速度最大，根据知，渡河时间最短，故B符合题意；
C.根据运动的独立性，若水流速度增大，过河时间不变，故C符合题意；
D.若皮划艇正好达到河道的正对面，则合速度为：，过河时间为：，故D符合题意。
故答案为：BCD
【分析】皮划艇过河问题涉及运动合成与分解，可将运动分解为沿着河岸以及垂直河岸两个方向进行分析，皮划艇船头对着河道正对面时，过河时间最短；合速度垂直河岸时，渡河位移最短，此时船头不对着河岸。
10．【答案】C,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A.对a卫星，根据牛顿第二定律得：，解得：，故A不符合题意；
B.根据万有引力提供向心得：，解得：，由于b的轨道半径大于地球半径，所以b的线速度小于第一宇宙速度，故B不符合题意；
C.根据开普勒第二定律知，某一卫星与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等，故C符合题意；
D.a、c具有相同的角速度，根据知，c的向心加速度比a的向心加速度大，故D符合题意。
故答案为：CD
【分析】根据牛顿第二定律分析a的向心加速度与重力加速度的关系、b的线速度与第一宇宙速度的大小关系；某一卫星与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等；a、c具有相同的角速度，根据分析c的向心加速度与a的向心加速度大小关系。
11．【答案】A,D
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A.抛出过程中，根据动能定理得：人对小球做的功为：，故A符合题意；
B. 从抛出到落地过程中重力对小球所做的功为：，故B不符合题意；
C.从抛出到落地，根据动能定理得：，解得：，故C不符合题意；
D.小球抛出后上升的最大高度为：，小球到达最高点的重力势能为：，故D符合题意。
故答案为：AD
【分析】抛出过程中，根据动能定理求人对小球做的功；从抛出到落地过程中由功的计算公式求重力对小球所做的功为；从抛出到落地，根据动能定理求小球落地时的速度大小；根据运动学公式求出小球上升的最大高度，再根据重力势能的计算公式求小球到达最高点的重力势能。
12．【答案】A,C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】A.由图像知，滑块上滑时加速度大小为：，下滑时加速度大小为：，则。根据牛顿第二定律，上滑过程有：，下滑过程有：，联立解得：。对于上滑过程，根据动能定理得：，由功能关系得：，联立解得：，即滑块沿斜面上滑的整个过程中机械能减少，故A符合题意；
B. 滑块沿斜面上滑的整个过程中重力做的功为：，所以滑块沿斜面上滑的整个过程中重力势能增加，故B不符合题意；
CD.对下滑过程，根据动能定理得：，即滑块沿斜面下滑的整个过程中动能增加，故C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】根据图像的斜率求出滑块上滑与下滑时加速度大小之比，由牛顿第二定律求出摩擦力；对上滑过程，由动能定理和功能关系求机械能的减少量；对下滑过程由动能定理求动能的增加量。
13．【答案】（1）同时
（2）不变
（3）1.5；2.5
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）小锤轻击弹性金属片时，A球做平抛运动，同时B求做自由落体运动，通过实验可以观察到它们同时落地；
（2）用较大力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间不变；
（3）在竖直方向上由得：，在水平方向上由得：； B点在竖直方向上的分速度为 ：，小球经过B点时的速度大小为：。
故答案为：（1）同时；（2）不变；（3）1.5，2.5.
【分析】（1）小锤轻击弹性金属片时，A球做平抛运动，同时B求做自由落体运动，通过实验可以观察到它们同时落地，证明平抛运动在竖直方向上的运动规律；
（2）用较大力敲击弹性金属片，对实验没有影响；
（3）根据求出时间间隔，根据求出初速度；根据求出B点在竖直方向上的分速度，根据求出小球经过B点时的速度大小。
14．【答案】（1）；；有阻力做负功
（2）B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1） 重力势能的减少量为 ：，B点的速度为：，动能的增加量为：， 系统误差产生原因由阻力做负功。
（2）物体自由下落过程中，由机械能守恒得：，整理得，故B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：（1）；（2）， 有阻力做负功
【分析】根据重力势能以及动能表达式求重力势能的减少量和动能的增加量，再根据在实验过程中存在阻力导致动能的增加略小月重力势能减少量，最后根据整理出表达式即可找到对应的函数图象。
15．【答案】（1）解：设运动员在空中运动的时间为t，则有
解得
（2）解：运动员落到B点的速度大小为
（3）解：运动员从A点到距离斜面最远所用的时间t1，则有
解得
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）运动员在空中做平抛运动，结合运动学公式和几何关系列式求解；
（2）由求运动员落到B点时竖直分速度大小，再与水平分速度合成得到运动员落到B点的速度大小；
（3）当运动员的速度与斜面平行时距离斜面最远，由此时竖直分速度求运动时间。
16．【答案】（1）解：根据竖直上抛运动的对称性可知小球上升、下落过程的时间均为，根据自由落体运动公式，有
解得该星球表面的重力加速度
（2）解：静止在该星球表面的物体，根据重力等于万有引力，有
解得星球的质量
星球的体积
故该星球的密度
（3）解：根据万有引力提供向心力，有
解得第一宇宙速度
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）根据竖直上抛运动的规律求解该星球表面的重力加速度；
（2）根据万有引力等于重力求得星球的质量，根据密度的计算公式求解该星球的密度；
（3）根据万有引力提供向心求解该星球的第一宇宙速度。
17．【答案】（1）解：从B到D的过程中，根据动能定理得
所以
（2）解：设小滑块到达C点时的速度为 ，根据机械能守恒定律得
解得：
设小滑块到达C点时圆轨道对它的支持力为 ，根据牛顿第二定律得
解得：
根据牛顿第三定律，小滑块到达C点时，对圆轨道压力的大小
（3）解：根据题意，小滑块恰好到达圆轨道的最高点A，此时，重力充当向心力，设小滑块到达A点时的速度为 ，根据牛顿第二定律得
解得
设小滑块在D点获得的初动能为 ，根据能量守恒定律得
即
【知识点】动能定理的综合应用；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）利用动能定理可以求出动摩擦因数的大小；
（2）利用机械能守恒定律结合牛顿第二定律可以求出压力的大小；
（3）利用牛顿第二定律结合能量守恒定律可以求出初动能的大小。
18．【答案】（1）解：运动员在雪道ABC上运动过程中，由动能定理得
解得阻力对其做的功为
（2）解：运动员在水平轨道GH上所受平均阻力最小时，刚好停在H点，运动员由P点运动到H点的过程中，由动能定理得
代入数据得运动员在水平轨道GH上所受的最小平均阻力
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）从A到C过程，根据动能定理求阻力做功；
（2）从最高点落到斜面过程中做平抛运动，根据平抛运动规律求落到斜面位置，再根据动能定理求最小阻力。