卷子答案网-一个不只有答案的网站广州市番禺区2022-2023学年高一下学期期末考试物理卷
一、单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项正确。）
1．根据爱因斯坦提出的相对论，以下说法正确的是（ ）
A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B．物体的质量取决于物体所含物质的多少，质量与速度大小无关
C．一个真实的物体，其运动速度有可能达到甚至超过真空中的光速
D．质量、长度、时间的测量结果都与观测者的相对运动状态有关
2．如图所示是组合式推拉黑板。若在一名同学向左匀速拉动黑板时，另一名同学用粉笔从静止开始，在该黑板上匀加速竖直向下画线，则粉笔在黑板上画出的轨迹可能是图中的（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行轨道不再是抛物线，而是按“弹道曲线”飞行，下列说法正确的是（ ）
A．炮弹在上升过程机械能减小 B．炮弹在下落过程机械能增加
C．炮弹到达最高点时速度为零 D．炮弹到达最高点时加速度为零
4．如图所示，质量为m的小球（可视为质点）在竖直平面内绕O点做半径为L的圆周运动，重力加速度大小为g，连接O点与小球的为轻杆。对小球，下列说法正确的是（ ）
A．过圆周最高点的最小速度为
B．过圆周最高点的速度不能大于
C．在圆周最高点对轻杆的作用力大小可以为零
D．在圆周最高点对轻杆的作用力大小最小为mg
5． 2023年2月10日，在中国空间站全面建成后，航天员首次出舱活动取得圆满成功。已知空间站在距地球表面约400km的高空绕地球做匀速圆周运动，运行周期1.5h，地球半径约6400km，下列说法正确的是（ ）
A．空间站绕地球做运动的线速度略大于第一宇宙速度
B．空间站绕地球做运动的线速度大于同步卫星绕地球的线速度
C．空间站绕地球做运动的角速度小于同步卫星绕地球的角速度
D．空间站绕地球做运动的向心加速度小于同步卫星绕地球的向心速度
6．如图所示，蹦床运动员从蹦床最低点弹起至蹦床平衡位置的过程中，蹦床的弹力一直做正功，这个过程中（ ）
A．蹦床的弹性势能减少 B．蹦床的弹性势能增加
C．蹦床的弹性势能先增加后减少 D．运动员的重力势能减少
7． 如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下列分析正确的是（ ）
A．螺丝帽所受重力小于最大静摩擦力
B．此时手转动塑料管的角速度
C．螺丝帽受到的塑料管的弹力方向水平向外，背离圆心
D．若塑料管的转动速度加快，则螺丝帽有可能相对塑料管发生运动
二、多项选择题：（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）
8． 如图所示，a、b两个小球从不同高度同时沿相反方向水平抛出，其平抛运动轨迹的交点为P，则以下说法正确的是（ ）
A．b球先落地
B．a、b两球同时落地
C．a、b两球在P点相遇
D．无论两球初速度大小多大，两球总不能相遇
9． 国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震撼。如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站，下列说法正确的是（ ）
A．地面基站可以建设在青藏高原上
B．配重的线速度小于同步空间站的线速度
C．箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小
D．配重还受到缆绳的拉力，所以做圆周运动的向心力大于它本身受到的万有引力
10． 一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上，电梯以0.2g的加速度匀加速上升h高度，在此过程中（ ）
A．人克服重力做功mgh B．人的动能增加了0.2mgh
C．人的重力势能增加了0.2mgh D．人的机械能增加了0.2mgh
三、非选择题：共54分。计算题要求有必要说明、原始表达式和正确的计算结果。
11．如图所示为“向心力演示仪”，图中1、2、3为放置小球的卡槽，卡槽1和3到各自转轴的距离相等；变速盘由左右两部分构成，两侧各有三个半径不等的圆盘。实验中左右圆盘可通过皮带连接，转动转子时左右套筒下降，标尺露出的格子数可显示小球转动过程中向心力大小。结合图示，完成下列问题：
（1）若要演示“r和ω一定时，向心力与m成正比”，可将钢球置于图中卡槽3处，将 （选填“钢”或“铝”）球置于卡槽 处，且左右两侧转盘半径满足r左 r右（选填“＞”或“=”或“＜”）；
（2）若选用两个钢球分别置于卡槽3和2处，则此时可进行演示的是“m和 一定时，向心力与 成正比”（选填“r”或“ω”）。
12．在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点间的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．求：
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB= （保留两位有效数字）．
（2）从起点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能减小量△EP= ，动能的增加量△Ek= （保留两位有效数字）．
（3）即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的△Ep也一定略大于△Ek，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因（ ）
A．重物下落的实际距离大于测量值
B．重物质量选用得大了，造成的误差
C．重物在下落的过程中，由于摩擦生热造成的误差
D．先释放纸带后接通计时器造成的误差
（4）某同学利用自己在做该实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图的图线．则图线未过原点O的原因是 ，图线的斜率近似等于 。
A.19.6m/s2 B.9.80m/s2 C.4.90m/s2
13．某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车，燃油发动机单独工作时的额定功率为P，蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为，已知赛车运动过程中受到的阻力恒定。
（1）若燃油发动机单独工作时的最大速度为v，则赛车运动过程中受到的阻力f为多少
（2）若燃油发动机单独工作时的最大速度v=120km/h，求两台发动机同时工作时的最大速度v2为多少
14．如图所示，一架执行救援任务的直升机在H=180m的高空以v0=40m/s的速度水平向右匀速飞行，要将两箱救援物资先后准确地投放到山脚和山顶的安置点A、B，已知山高h=135m，山脚和山顶的水平距离x0=500m，g取10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）第一箱物资应在飞机离A的水平距离x1为多少时投放？
（2）投放第一箱物资后，飞机应继续飞行多大距离后再投放第二箱物资？
15．如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB，圆心为O的竖直半圆轨道BCD、水平直轨道EF及弹性板等组成，半圆轨道最高点D与水平直轨道右端点E处在同一竖直线上，且D点略高于E点。已知可视为质点的滑块质量m=0.1kg，轨道BCD的半径R=0.6m，轨道EF的长度l=1.0m，滑块与轨道EF间的动摩擦因数μ=0.2，其余各部分轨道均光滑。游戏时滑块从A点弹出，经过圆轨道并滑上水平直轨道EF。弹簧的弹性势能最大值Epm=2.0J，弹射器中滑块与弹簧相互作用时，机械能损失忽略不计，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回，不计滑块通过DE之间的能量损失。g取10m/s2。求
（1）滑块恰好能通过D点的速度vD；
（2）若弹簧的弹性势能Ep0=1.6J，求滑块运动到与圆心O等高的C点时所受弹力FN；
（3）若滑块最终静止在水平直轨道EF上，求弹簧的弹性势能Ep的范围。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A、经典力学只是适用于宏观低速运动，不适用于微观高速粒子，所以A错；
B、在相对论中，根据相对论知识可以判别物体的质量于速度大小有关，所以B错；
C、根据光速不变原理可以判别所有物体的速度都不能超过光速，所以C错；
D、根据相对论知识可以得出质量、长度、时间的测量结果都与观察者的相对运动状态有关，所以D对；
正确答案为D。
【分析】根据相对论知识可以判别物体的长度、质量、时间都与物体运动速度有关，经典力学理论的适用性具有一定的局限性。
2．【答案】C
【知识点】曲线运动；运动的合成与分解
【解析】【解答】当黑板向左做匀速运动时，粉笔相对于黑板有向右做匀速直线运动，同时粉笔向下做匀加速直线运动，所以粉笔的合运动为曲线运动；由于粉笔向下做匀加速直线运动，所以加速度向下，则曲线运动的轨迹向下弯曲，所以C对，ABD错，正确答案为C
【分析】利用相对运动可以判别粉笔分运动的方向，结合运动的合成及加速度的方向可以判别曲线运动轨迹的方向。
3．【答案】A
【知识点】功能关系；曲线运动
【解析】【解答】A、从炮弹运动的曲线轨迹可以判别炮弹运动的过程受到阻力作用，阻力做功机械能减小，所以A对；
B、炮弹下落过程阻力做负功所以机械能减小，所以B错；
C、炮弹在最高点还有向右的速度所以速度不等于0，所以C错；
D、炮弹在最高点受到重力和阻力的作用，合力不等于0，所以加速度不等于0，所以D错；
正确答案为A。
【分析】利用炮弹运动轨迹于斜抛运动的轨迹对比可以判别炮弹运动受到阻力的作用，利用阻力做功可以判别机械能的变化，利用曲线运动的切线方向可以判别速度的大小，利用炮弹受力情况可以判别加速度的大小。
4．【答案】C
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A、当小球经过最高点时，当轻杆对小球产生向上的支持力，支持力F=mg时，小球的最小速度等于0，所以A错；
B、当小球经过最高点时，只有小球的重力提供向心力时，，此时小球的速度且杆对小球的作用力等于0，当杆产生向下的作用力时，小球的速度，所以B错；
C、根据B的分析可以判别杆对小球的作用力可以等于0，所以C对；
D、根据B的分析可以判别小球对杆的作用力最小值可以等于0，所以D错；
正确答案为C。
【分析】利用小球在最高点受力分析结合向心力的表达式可以判别小球的速度大小及小球对杆的作用力大小。
5．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】空间站绕地球做匀速圆周运动时，根据引力提供向心力可得：
A、由于空间站做匀速圆周运动的半径小于地球的半径，则空间站绕地球运动的线速度小于近地卫星的速度（第一宇宙速度），所以A错；
B、由于空间站做匀速圆周运动的半径小于同步卫星的运行半径，则空间站绕地球运动的线速度大于同步卫星的速度，所以B对；
C、由于空间站做匀速圆周运动的半径小于同步卫星的运行半径，则空间站绕地球运动的角速度大于同步卫星的角速度，所以C错；
D、由于空间站做匀速圆周运动的半径小于同步卫星的运行半径，则空间站绕地球运动的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，所以D错；
正确答案为B。
【分析】利用引力提供向心力可以求出对应线速度、角速度和向心加速度的表达式，结合轨迹半径的大小可以比较对应物理量的大小。
6．【答案】A
【知识点】弹性势能；重力势能
【解析】【解答】A、B、C、弹力对运动员做正功过程中，根据功能关系可以判别蹦床弹性势能减少，所以A对，
D由于这个过程中运动员高度不断增大所以重力势能不断增大，所以D错，
正确答案为A。
【分析】利用弹力做功及功能关系可以判别弹性势能的变化；利用高度变化可以判别重力势能的大小变化。
7．【答案】B
【知识点】临界类问题；向心力
【解析】【解答】A、由于螺丝帽在竖直方向静止恰好不下滑，所以重力等于最大静摩擦力，所以A错；
B、根据可得，所以B对；
C、螺丝帽受到塑料管的弹力方向指向圆心，水平向内提供向心力，所以C错；
D、当螺丝帽转动速度增大时，螺丝帽受到的弹力增大，由于重力等于静摩擦力则螺丝帽相对塑料管仍处于静止，所以D错；
正确答案为B。
【分析】利用竖直方向的平衡方程可以判别摩擦力的大小；利用水平方向的向心力可以判别角速度的大小及弹力的方向。
8．【答案】A,D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】两个小球做平抛运动，利用且两个小球下落的高度不同所以b小球的运动时间比较短，b球先落地，所A对B错；
由于两个小球同时抛出所以两个小球到达P点的时间不同，则不会在空中相遇，则C错D对；
正确答案为AD
【分析】利用平抛运动竖直方向的位移公式可以比较运动的时间及是否可能相遇。
9．【答案】C,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律
【解析】【解答】A、由于同步卫星运行轨道在赤道平面上空，则基站不可能建设在青藏高原上，所以A错；
B、配重与空间站的角速度相同，配重的运行半径大于空间站的运行半径，根据可得配重的线速度大于空间站的线速度，所以B错；
C、箱体上升过程中与地球距离越来越大，根据可以判别箱体受到的引力越来越小，所以C对；
D、配重受到引力和绳子的拉力的合力提供向心力，所以配重做圆周运动的向心力大于本身受到的引力大小，所以D对；
正确答案为CD。
【分析】利用同步卫星的轨道可以判别基站的位置；利用线速度和角速度的关系可以比较线速度的大小；利用引力的表达式可以判别引力的大小变化；利用向心力的来源可以判别向心力的大小。
10．【答案】A,B
【知识点】功能关系；功的计算
【解析】【解答】已知电梯以a=0.2g的加速度匀加速上升h高度，根据F合=FN-mg=ma可得F合=0.2mg，支持力FN=1.2mg。人上升h时，则克服重力做功有：WG=mgh，由于人克服重力做功，所以人的重力势能增加了mgh，所以A对，C错；
根据，所以人的动能增加了0.2mgh，所以B对；
根据功能关系可得支持力做功等于人的机械能变化量，则人的机械能增加量为：，所以D错，
正确答案为AB
【分析】利用功的表达式可以求出重力做功、合力做功及支持力做功的大小，结合功能关系可以判别对应能量的变化。
11．【答案】（1）铝；1；=
（2）ω；r
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）探究向心力与质量的大小关系，应该选取不同质量的小球来做比较，所以应该选择铝球；为了两个小球运动的半径相同，应该把铝球放在与钢球半径相同的位置；两个转盘线速度相等，为了使角速度相等，两个转盘的半径应该相等；
（2）两个钢球放置在卡槽3和2时，两个小球质量相同，角速度相同，探究的是小球向心力与小球运动半径的大小关系。
【分析】利用控制变量法探究小球向心力的大小影响因素，应该抓住变量与不变量进行实验探究。
12．【答案】（1）0.97m/s
（2）0.48J；0.47J
（3）C
（4）实验过程先释放重物后通电；A
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）根据匀变速直线运动的平均速度为中间时刻的瞬时速度有：
（2） 从起点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能减小量为：；物体动能的增加量为：
（3）A、物体下落的测量值偏小会导致重力势能的变化量偏小，所以A错；B、当重物质量选择用大时，重力势能和动能的变化量都会变大，所以B错：C、重物下落过程中由于摩擦力做功会导致重力势能的减少量一部分转化为内能，则重力势能的减少量大于动能的增量，所以C对；D、实验先是否纸带后接通计时器会导致重物的动能变化量增大，所以D错；正确答案为C。
（4）从图像可以看出当高度为0时，重物具有一定的初速度，所以图线没有经过原点是由于先释放重物后接通打点计时器的电源所致；重物下落根据机械能守恒定律有：，以h为横轴，以为纵轴，图线斜率k=2g，则k=19.6；故答案选A。
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；（2）利用重力势能及动能的表达式可以求出对应的变化量大小；（3）重力势能的减少量小于动能的增量是由于阻力做功导致机械能减小；（4）利用机械能的表达式可以求出对应图像斜率的大小。
13．【答案】（1）解：速度最大时，功率为额定功率P，物体做匀速直线运动，
此时F牵=f， 而
所以；
（2）解：两台发动机一起工作时，总功率，
由（1）可知，速度最大v2时，，
且燃油机单独公式时的最大速度v=120km/h，
带数据解得v2=210km/h。
【知识点】共点力的平衡；功率及其计算
【解析】【分析】（1）当物体速度最大时，牵引力等于阻力，结合功率的表达式可以求出阻力的大小；
（2）当两台发动机同时工作时，利用功率的表达式结合总功率的大小可以求出最大速度的大小。
14．【答案】（1）解：第一箱物资投下后做平抛运动得
则 水平距离：；
（2）解：第二箱物资投下后也做平抛运动；
第二箱物资投放后飞行的水平距离：；
则：。
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）物资做平抛运动，利用位移公式可以求出物资水平距离的大小；
（2）第二箱物资做平抛运动，利用平抛运动的位移公式可以求出水平运动的位移，结合几何关系可以求出应该飞行多远才可以投放物资。
15．【答案】（1）解：恰好通过D点时，由重力提供向心力，则解得；
（2）解：滑块从A到圆心O等高处，由机械能守恒定律得
在C点，轨道的弹力提供向心力，由牛顿第二定律得 代入数据解得：N；
（3）解：若滑块恰能通过半圆轨道最高点D， 代入数据解得：xmin=1.5m
若滑块以最大弹性势能弹出时，能停在水平直轨道EF上，在EF上滑行的最大路程为，
Epm=μmgxmax+2mgR 代入数据解得：xmax=4.0m
在轨道EF上往返一次损失的能量为ΔE=μmg 2l
代入数据解得：ΔE=0.4J
可知，若滑块最终静止在水平直轨道EF，如下两种情况满足要求：
①1.5m≤x≤2.0m，可得1.5J≤Ep≤1.6J
②3.5m≤x≤4.0m，可得1.9J≤Ep≤2.0J.
【知识点】能量守恒定律；牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）当滑块恰好经过D点时，利用牛顿第二定律可以求出滑块经过D点速度的大小；
（2）当滑块从A到O时，利用机械能守恒定律可以求出滑块经过C点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出滑块受到的弹力大小；
（3）当滑块恰好经过D点时，利用速度位移公式可以求出滑块在EF上滑行的最小距离，结合能量守恒定律及滑块静止滑行的距离可以判别对应弹性势能的大小范围。
广州市番禺区2022-2023学年高一下学期期末考试物理卷
一、单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项正确。）
1．根据爱因斯坦提出的相对论，以下说法正确的是（ ）
A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B．物体的质量取决于物体所含物质的多少，质量与速度大小无关
C．一个真实的物体，其运动速度有可能达到甚至超过真空中的光速
D．质量、长度、时间的测量结果都与观测者的相对运动状态有关
【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A、经典力学只是适用于宏观低速运动，不适用于微观高速粒子，所以A错；
B、在相对论中，根据相对论知识可以判别物体的质量于速度大小有关，所以B错；
C、根据光速不变原理可以判别所有物体的速度都不能超过光速，所以C错；
D、根据相对论知识可以得出质量、长度、时间的测量结果都与观察者的相对运动状态有关，所以D对；
正确答案为D。
【分析】根据相对论知识可以判别物体的长度、质量、时间都与物体运动速度有关，经典力学理论的适用性具有一定的局限性。
2．如图所示是组合式推拉黑板。若在一名同学向左匀速拉动黑板时，另一名同学用粉笔从静止开始，在该黑板上匀加速竖直向下画线，则粉笔在黑板上画出的轨迹可能是图中的（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】曲线运动；运动的合成与分解
【解析】【解答】当黑板向左做匀速运动时，粉笔相对于黑板有向右做匀速直线运动，同时粉笔向下做匀加速直线运动，所以粉笔的合运动为曲线运动；由于粉笔向下做匀加速直线运动，所以加速度向下，则曲线运动的轨迹向下弯曲，所以C对，ABD错，正确答案为C
【分析】利用相对运动可以判别粉笔分运动的方向，结合运动的合成及加速度的方向可以判别曲线运动轨迹的方向。
3．如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行轨道不再是抛物线，而是按“弹道曲线”飞行，下列说法正确的是（ ）
A．炮弹在上升过程机械能减小 B．炮弹在下落过程机械能增加
C．炮弹到达最高点时速度为零 D．炮弹到达最高点时加速度为零
【答案】A
【知识点】功能关系；曲线运动
【解析】【解答】A、从炮弹运动的曲线轨迹可以判别炮弹运动的过程受到阻力作用，阻力做功机械能减小，所以A对；
B、炮弹下落过程阻力做负功所以机械能减小，所以B错；
C、炮弹在最高点还有向右的速度所以速度不等于0，所以C错；
D、炮弹在最高点受到重力和阻力的作用，合力不等于0，所以加速度不等于0，所以D错；
正确答案为A。
【分析】利用炮弹运动轨迹于斜抛运动的轨迹对比可以判别炮弹运动受到阻力的作用，利用阻力做功可以判别机械能的变化，利用曲线运动的切线方向可以判别速度的大小，利用炮弹受力情况可以判别加速度的大小。
4．如图所示，质量为m的小球（可视为质点）在竖直平面内绕O点做半径为L的圆周运动，重力加速度大小为g，连接O点与小球的为轻杆。对小球，下列说法正确的是（ ）
A．过圆周最高点的最小速度为
B．过圆周最高点的速度不能大于
C．在圆周最高点对轻杆的作用力大小可以为零
D．在圆周最高点对轻杆的作用力大小最小为mg
【答案】C
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A、当小球经过最高点时，当轻杆对小球产生向上的支持力，支持力F=mg时，小球的最小速度等于0，所以A错；
B、当小球经过最高点时，只有小球的重力提供向心力时，，此时小球的速度且杆对小球的作用力等于0，当杆产生向下的作用力时，小球的速度，所以B错；
C、根据B的分析可以判别杆对小球的作用力可以等于0，所以C对；
D、根据B的分析可以判别小球对杆的作用力最小值可以等于0，所以D错；
正确答案为C。
【分析】利用小球在最高点受力分析结合向心力的表达式可以判别小球的速度大小及小球对杆的作用力大小。
5． 2023年2月10日，在中国空间站全面建成后，航天员首次出舱活动取得圆满成功。已知空间站在距地球表面约400km的高空绕地球做匀速圆周运动，运行周期1.5h，地球半径约6400km，下列说法正确的是（ ）
A．空间站绕地球做运动的线速度略大于第一宇宙速度
B．空间站绕地球做运动的线速度大于同步卫星绕地球的线速度
C．空间站绕地球做运动的角速度小于同步卫星绕地球的角速度
D．空间站绕地球做运动的向心加速度小于同步卫星绕地球的向心速度
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】空间站绕地球做匀速圆周运动时，根据引力提供向心力可得：
A、由于空间站做匀速圆周运动的半径小于地球的半径，则空间站绕地球运动的线速度小于近地卫星的速度（第一宇宙速度），所以A错；
B、由于空间站做匀速圆周运动的半径小于同步卫星的运行半径，则空间站绕地球运动的线速度大于同步卫星的速度，所以B对；
C、由于空间站做匀速圆周运动的半径小于同步卫星的运行半径，则空间站绕地球运动的角速度大于同步卫星的角速度，所以C错；
D、由于空间站做匀速圆周运动的半径小于同步卫星的运行半径，则空间站绕地球运动的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，所以D错；
正确答案为B。
【分析】利用引力提供向心力可以求出对应线速度、角速度和向心加速度的表达式，结合轨迹半径的大小可以比较对应物理量的大小。
6．如图所示，蹦床运动员从蹦床最低点弹起至蹦床平衡位置的过程中，蹦床的弹力一直做正功，这个过程中（ ）
A．蹦床的弹性势能减少 B．蹦床的弹性势能增加
C．蹦床的弹性势能先增加后减少 D．运动员的重力势能减少
【答案】A
【知识点】弹性势能；重力势能
【解析】【解答】A、B、C、弹力对运动员做正功过程中，根据功能关系可以判别蹦床弹性势能减少，所以A对，
D由于这个过程中运动员高度不断增大所以重力势能不断增大，所以D错，
正确答案为A。
【分析】利用弹力做功及功能关系可以判别弹性势能的变化；利用高度变化可以判别重力势能的大小变化。
7． 如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下列分析正确的是（ ）
A．螺丝帽所受重力小于最大静摩擦力
B．此时手转动塑料管的角速度
C．螺丝帽受到的塑料管的弹力方向水平向外，背离圆心
D．若塑料管的转动速度加快，则螺丝帽有可能相对塑料管发生运动
【答案】B
【知识点】临界类问题；向心力
【解析】【解答】A、由于螺丝帽在竖直方向静止恰好不下滑，所以重力等于最大静摩擦力，所以A错；
B、根据可得，所以B对；
C、螺丝帽受到塑料管的弹力方向指向圆心，水平向内提供向心力，所以C错；
D、当螺丝帽转动速度增大时，螺丝帽受到的弹力增大，由于重力等于静摩擦力则螺丝帽相对塑料管仍处于静止，所以D错；
正确答案为B。
【分析】利用竖直方向的平衡方程可以判别摩擦力的大小；利用水平方向的向心力可以判别角速度的大小及弹力的方向。
二、多项选择题：（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）
8． 如图所示，a、b两个小球从不同高度同时沿相反方向水平抛出，其平抛运动轨迹的交点为P，则以下说法正确的是（ ）
A．b球先落地
B．a、b两球同时落地
C．a、b两球在P点相遇
D．无论两球初速度大小多大，两球总不能相遇
【答案】A,D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】两个小球做平抛运动，利用且两个小球下落的高度不同所以b小球的运动时间比较短，b球先落地，所A对B错；
由于两个小球同时抛出所以两个小球到达P点的时间不同，则不会在空中相遇，则C错D对；
正确答案为AD
【分析】利用平抛运动竖直方向的位移公式可以比较运动的时间及是否可能相遇。
9． 国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震撼。如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站，下列说法正确的是（ ）
A．地面基站可以建设在青藏高原上
B．配重的线速度小于同步空间站的线速度
C．箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小
D．配重还受到缆绳的拉力，所以做圆周运动的向心力大于它本身受到的万有引力
【答案】C,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律
【解析】【解答】A、由于同步卫星运行轨道在赤道平面上空，则基站不可能建设在青藏高原上，所以A错；
B、配重与空间站的角速度相同，配重的运行半径大于空间站的运行半径，根据可得配重的线速度大于空间站的线速度，所以B错；
C、箱体上升过程中与地球距离越来越大，根据可以判别箱体受到的引力越来越小，所以C对；
D、配重受到引力和绳子的拉力的合力提供向心力，所以配重做圆周运动的向心力大于本身受到的引力大小，所以D对；
正确答案为CD。
【分析】利用同步卫星的轨道可以判别基站的位置；利用线速度和角速度的关系可以比较线速度的大小；利用引力的表达式可以判别引力的大小变化；利用向心力的来源可以判别向心力的大小。
10． 一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上，电梯以0.2g的加速度匀加速上升h高度，在此过程中（ ）
A．人克服重力做功mgh B．人的动能增加了0.2mgh
C．人的重力势能增加了0.2mgh D．人的机械能增加了0.2mgh
【答案】A,B
【知识点】功能关系；功的计算
【解析】【解答】已知电梯以a=0.2g的加速度匀加速上升h高度，根据F合=FN-mg=ma可得F合=0.2mg，支持力FN=1.2mg。人上升h时，则克服重力做功有：WG=mgh，由于人克服重力做功，所以人的重力势能增加了mgh，所以A对，C错；
根据，所以人的动能增加了0.2mgh，所以B对；
根据功能关系可得支持力做功等于人的机械能变化量，则人的机械能增加量为：，所以D错，
正确答案为AB
【分析】利用功的表达式可以求出重力做功、合力做功及支持力做功的大小，结合功能关系可以判别对应能量的变化。
三、非选择题：共54分。计算题要求有必要说明、原始表达式和正确的计算结果。
11．如图所示为“向心力演示仪”，图中1、2、3为放置小球的卡槽，卡槽1和3到各自转轴的距离相等；变速盘由左右两部分构成，两侧各有三个半径不等的圆盘。实验中左右圆盘可通过皮带连接，转动转子时左右套筒下降，标尺露出的格子数可显示小球转动过程中向心力大小。结合图示，完成下列问题：
（1）若要演示“r和ω一定时，向心力与m成正比”，可将钢球置于图中卡槽3处，将 （选填“钢”或“铝”）球置于卡槽 处，且左右两侧转盘半径满足r左 r右（选填“＞”或“=”或“＜”）；
（2）若选用两个钢球分别置于卡槽3和2处，则此时可进行演示的是“m和 一定时，向心力与 成正比”（选填“r”或“ω”）。
【答案】（1）铝；1；=
（2）ω；r
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）探究向心力与质量的大小关系，应该选取不同质量的小球来做比较，所以应该选择铝球；为了两个小球运动的半径相同，应该把铝球放在与钢球半径相同的位置；两个转盘线速度相等，为了使角速度相等，两个转盘的半径应该相等；
（2）两个钢球放置在卡槽3和2时，两个小球质量相同，角速度相同，探究的是小球向心力与小球运动半径的大小关系。
【分析】利用控制变量法探究小球向心力的大小影响因素，应该抓住变量与不变量进行实验探究。
12．在验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点间的时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2．求：
（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB= （保留两位有效数字）．
（2）从起点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能减小量△EP= ，动能的增加量△Ek= （保留两位有效数字）．
（3）即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的△Ep也一定略大于△Ek，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因（ ）
A．重物下落的实际距离大于测量值
B．重物质量选用得大了，造成的误差
C．重物在下落的过程中，由于摩擦生热造成的误差
D．先释放纸带后接通计时器造成的误差
（4）某同学利用自己在做该实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图的图线．则图线未过原点O的原因是 ，图线的斜率近似等于 。
A.19.6m/s2 B.9.80m/s2 C.4.90m/s2
【答案】（1）0.97m/s
（2）0.48J；0.47J
（3）C
（4）实验过程先释放重物后通电；A
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）根据匀变速直线运动的平均速度为中间时刻的瞬时速度有：
（2） 从起点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能减小量为：；物体动能的增加量为：
（3）A、物体下落的测量值偏小会导致重力势能的变化量偏小，所以A错；B、当重物质量选择用大时，重力势能和动能的变化量都会变大，所以B错：C、重物下落过程中由于摩擦力做功会导致重力势能的减少量一部分转化为内能，则重力势能的减少量大于动能的增量，所以C对；D、实验先是否纸带后接通计时器会导致重物的动能变化量增大，所以D错；正确答案为C。
（4）从图像可以看出当高度为0时，重物具有一定的初速度，所以图线没有经过原点是由于先释放重物后接通打点计时器的电源所致；重物下落根据机械能守恒定律有：，以h为横轴，以为纵轴，图线斜率k=2g，则k=19.6；故答案选A。
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；（2）利用重力势能及动能的表达式可以求出对应的变化量大小；（3）重力势能的减少量小于动能的增量是由于阻力做功导致机械能减小；（4）利用机械能的表达式可以求出对应图像斜率的大小。
13．某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车，燃油发动机单独工作时的额定功率为P，蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为，已知赛车运动过程中受到的阻力恒定。
（1）若燃油发动机单独工作时的最大速度为v，则赛车运动过程中受到的阻力f为多少
（2）若燃油发动机单独工作时的最大速度v=120km/h，求两台发动机同时工作时的最大速度v2为多少
【答案】（1）解：速度最大时，功率为额定功率P，物体做匀速直线运动，
此时F牵=f， 而
所以；
（2）解：两台发动机一起工作时，总功率，
由（1）可知，速度最大v2时，，
且燃油机单独公式时的最大速度v=120km/h，
带数据解得v2=210km/h。
【知识点】共点力的平衡；功率及其计算
【解析】【分析】（1）当物体速度最大时，牵引力等于阻力，结合功率的表达式可以求出阻力的大小；
（2）当两台发动机同时工作时，利用功率的表达式结合总功率的大小可以求出最大速度的大小。
14．如图所示，一架执行救援任务的直升机在H=180m的高空以v0=40m/s的速度水平向右匀速飞行，要将两箱救援物资先后准确地投放到山脚和山顶的安置点A、B，已知山高h=135m，山脚和山顶的水平距离x0=500m，g取10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）第一箱物资应在飞机离A的水平距离x1为多少时投放？
（2）投放第一箱物资后，飞机应继续飞行多大距离后再投放第二箱物资？
【答案】（1）解：第一箱物资投下后做平抛运动得
则 水平距离：；
（2）解：第二箱物资投下后也做平抛运动；
第二箱物资投放后飞行的水平距离：；
则：。
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）物资做平抛运动，利用位移公式可以求出物资水平距离的大小；
（2）第二箱物资做平抛运动，利用平抛运动的位移公式可以求出水平运动的位移，结合几何关系可以求出应该飞行多远才可以投放物资。
15．如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB，圆心为O的竖直半圆轨道BCD、水平直轨道EF及弹性板等组成，半圆轨道最高点D与水平直轨道右端点E处在同一竖直线上，且D点略高于E点。已知可视为质点的滑块质量m=0.1kg，轨道BCD的半径R=0.6m，轨道EF的长度l=1.0m，滑块与轨道EF间的动摩擦因数μ=0.2，其余各部分轨道均光滑。游戏时滑块从A点弹出，经过圆轨道并滑上水平直轨道EF。弹簧的弹性势能最大值Epm=2.0J，弹射器中滑块与弹簧相互作用时，机械能损失忽略不计，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回，不计滑块通过DE之间的能量损失。g取10m/s2。求
（1）滑块恰好能通过D点的速度vD；
（2）若弹簧的弹性势能Ep0=1.6J，求滑块运动到与圆心O等高的C点时所受弹力FN；
（3）若滑块最终静止在水平直轨道EF上，求弹簧的弹性势能Ep的范围。
【答案】（1）解：恰好通过D点时，由重力提供向心力，则解得；
（2）解：滑块从A到圆心O等高处，由机械能守恒定律得
在C点，轨道的弹力提供向心力，由牛顿第二定律得 代入数据解得：N；
（3）解：若滑块恰能通过半圆轨道最高点D， 代入数据解得：xmin=1.5m
若滑块以最大弹性势能弹出时，能停在水平直轨道EF上，在EF上滑行的最大路程为，
Epm=μmgxmax+2mgR 代入数据解得：xmax=4.0m
在轨道EF上往返一次损失的能量为ΔE=μmg 2l
代入数据解得：ΔE=0.4J
可知，若滑块最终静止在水平直轨道EF，如下两种情况满足要求：
①1.5m≤x≤2.0m，可得1.5J≤Ep≤1.6J
②3.5m≤x≤4.0m，可得1.9J≤Ep≤2.0J.
【知识点】能量守恒定律；牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）当滑块恰好经过D点时，利用牛顿第二定律可以求出滑块经过D点速度的大小；
（2）当滑块从A到O时，利用机械能守恒定律可以求出滑块经过C点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出滑块受到的弹力大小；
（3）当滑块恰好经过D点时，利用速度位移公式可以求出滑块在EF上滑行的最小距离，结合能量守恒定律及滑块静止滑行的距离可以判别对应弹性势能的大小范围。