北京北方交大附中高一下期中物理Word格式文档下载.docx
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则要使汽车以2v的速度匀速行驶，则应该保持的功率为（ ）
A.PB.2PC.4PD.8P
6.已知某星球的质量为M，星球的半径为R，引力常量为G，它的一颗卫星绕该星球做匀速圆周运动离星球表面的高度也为R，则卫星在圆轨道上运行的速率为（ ）
B.
C.
D.
7.天文兴趣小组查找资料得知：
某天体的质量为地球质量的a倍，其半径为地球半径的b倍，表面无大气层，地球的第一宇宙速度为v。
则该天体的第一宇宙速度为（ ）
8.已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T．假设地球是一个均匀球体，那么仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（ ）
A.月球的质量B.地球的质量
C.地球表面的重力加速度D.地球的密度
9.
2018年12月8日2时23分，“嫦娥四号”探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射。
2019年1月3日10时26分，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯。
卡门撞击坑的预选着陆区，“玉兔二号”月球车则于22时22分到达月面开始巡视探测。
如图所示，“嫦娥四号”从距月面高度为100km的环月圆轨道I上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q落月。
关于“嫦娥四号”下列说法正确的是（ ）
A.沿轨道I运动时，机械能变大
B.沿轨道Ⅱ运行的周期等于沿轨道I运行的周期
C.沿轨道Ⅱ正常运行时，在P点的速度小于在Q点的速度
D.在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，引力势能减小，机械能减小
10.如图所示，小球从高处落到竖直放置的轻弹簧上，则小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中
（ ）
A.小球的动能先增大后减小
B.小球的机械能在不断增大
C.小球、弹簧、地球构成的系统机械能不断减小
D.弹簧的弹性势能先增大后减小
11.有一质量为m的小球沿如下图所示的光滑轨道下滑，已知轨道圆形部分的半径为R，试求离地面多高处释放小
球，才能保证小球刚好通过圆轨道（ ）
D.
12.
如图所示，足够长的水平传送带由电动机带动并始终保持以速度v匀速运动。
现将一个质量为m的物块轻放在传送带上的左端，过一段时间后物块能保持与传送带相对静止。
设物块与传送带间的动摩擦因数为μ，对于这一过程下列说法正确的是（ ）
A.传送带对物块做功为
B.传送带克服摩擦力做功为
C.传送这个物块系统摩擦生热为
D.动摩擦因数
越大，传送过程中摩擦生热越多
13.2018年12月27日，北斗三号基本系统已完成建设，开始提供全球服务其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示：
a为低轨道极地卫星；
b为地球同步卫星；
c为倾斜轨道卫星，其轨道平面与赤道平面有一定的夹角，
周期与地球自转周期相同。
下列说法正确的是（ ）
A.卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大
B.卫星a的机械能一定比卫星b的机械能小
C.卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度大小相等
D.卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度大小不相等
二、多选题（本大题共3小题，共9.0分）
14.
2016年9月15日，我国发射了空间实验室“天宫二号”。
它的初始轨道为椭圆轨道，近地点M和远地点N的高度分别为200km和350km，如图所示。
关于“天宫二号”在该椭圆轨道上的运行，下列说法正确的是（ ）
A.在M点的速度大于在N点的速度B.在M点的加速度等于在N点的加速度
C.在M点的机械能大于在N点的机械能D.从M点运动到N点的过程中引力始终做负功
15.双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力作用下，分别围绕其连线上某一点做周期相同的匀速圆周运动。
某双星质量分别为m1、m2，做圆周运动的轨道半径分别为R1、R2，周期为T，则下列正确的是（ ）
A.两星质量一定相等B.两星质量之和为
C.两星质量之比为
D.两星质量之比为
16.
如图所示，在倾角θ=30°
的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.1m．两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s2．则下列说法中正确的是（ ）
A.下滑的整个过程中A球机械能不守恒
B.下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒
C.两球在光滑水平面上运动时的速度大小为
D.下滑的整个过程中B球机械能的增加量为
三、实验题探究题（本大题共2小题，共18.0分）
17.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：
a．设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……；
b．分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、……；
c．作出W-v草图；
d．分析W-v图象。
如果W-v图象是一条直线，表明W∝v；
如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝
等关系。
（1）以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是______。
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……．所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。
当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……。
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。
纸带上打出的点，两端密、中间疏。
出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。
（2）在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？
答：
______。
（3）对于该实验，下列操作中属于实验要求的是______。
（填写选项前的序号）
A．小车每次都应从静止开始释放
B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力
C．必须测量出小车的质量
18.利用如图1所示图装置做“验证机械能守恒定律”实验。
19.
（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______
A．交流电源
B．刻度尺
C．天平（含砝码）
（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带。
在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为m。
从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=______，动能变化量△Ek=______
（3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______
A．利用公式V=gt计算重物速度
B．利用公式v=
计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
（4）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图象，并做如下判断：
若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。
请你分析论证该同学的判断依据是否正确______（回答正确、不正确）
四、计算题（本大题共5小题，共50.0分）
20.
如图所示，跳台滑雪运动员从滑道上的A点由静止滑下，经时间t0从跳台O点沿水平方向飞出。
已知O点是斜坡的起点，A点与O点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为θ，运动员的质量为m。
重力加速度为g。
不计一切摩擦和空气阻力。
求：
（1）运动员经过跳台O时的速度大小v；
（2）从A点到O点的运动过程中，运动员所受重力做功的平均功率
；
21.质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内作半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续作圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是多少？
22.
两个对称的与水平面成60°
角的粗糙斜轨与一个半径R=2m，张角为120°
的光滑圆弧轨道平滑相连。
一个小物块从h=3m高处开始，从静止开始沿斜面向下运动。
物体与斜轨接触面间的动摩擦因数为μ=0.2，g取10m/s2。
（1）请你分析一下物块将怎样运动？
（2）计算物块在斜轨上通过的总路程。
23.图1所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目。
为了研究蹦极过程，做以下简化：
将游客视为质点，他的运动沿竖直方向，忽略弹性绳的质量和空气阻力。
如图2所示，某次蹦极时，游客从蹦极平台由静止开始下落，到P点时弹性绳恰好伸直，游客继续向下运动，能到达的最低位置为Q点，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，且游客从蹦极平台第一次下落到Q点的过程中，机械能损失可忽略。
弹性绳的弹力大小可以用F=k•△x来计算，其中k为常量，△x为弹性绳的伸长量。
（1）弹性绳的原长为l0，弹性绳对游客的弹力为F，游客相对蹦极平台的位移为x，取竖直向下为正方向，请在图3中画出F随x变化的示意图
（2）借助F-x图象可以确定弹力做功的规律，在此基础上，推导当游客位移为x（x＞l0）时，弹性绳弹性势能EP的表达式；
（3）按照安全标准，该弹性绳允许的最大拉力Fm=4.3×
103N，游客下落至最低点与地面的距离d≥3m。
已知l0=10m，k=100N/m，蹦极平台与地面间的距离D=55m。
取重力加速度g=10m/s2，试通过计算说明：
总质量M=160kg的游客能否被允许使用该蹦极设施。
2017年4月20日19时41分天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空。
22日12时23分，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接。
中国载人航天工程已经顺利完成“三步走”发展战略的前两步，中国航天空间站预计2022年建成。
建成后的空间站绕地球做匀速圆周运动。
已知地球质量为M，空间站的质量为m0，轨道半径为r0，引力常量为G，不考虑地球自转的影响。
（1）求空间站线速度v0的大小；
（2）宇航员相对太空舱静止站立，应用物理规律推导说明宇航员对太空舱的压力大小等于零；
（3）规定距地球无穷远处引力势能为零，质量为m的物体与地心距离为r时引力势能为Ep=-
．由于太空中宇宙尘埃的阻力以及地磁场的电磁阻尼作用，长时间在轨无动力运行的空间站轨道半径慢慢减小到r1（仍可看作匀速圆周运动），为了修正轨道使轨道半径恢复到r0，需要短时间开动发动机对空间站做功，求发动机至少做多少功。
2019北京北方交大附中高一（下）期中物理参考答案
1.【答案】A
【解析】
解：
A、根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
故A正确。
B、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆而不是圆，故B错误。
C、根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，故C错误。
D、与开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等矛盾，故D错误。
故选：
A。
开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。
考查了开普勒的三个定律。
第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，第二定律，所有行星绕太阳运动，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。
2.【答案】B
AB、m1与m2之间的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对相互作用力，不是一对平衡力，而与m1、m2是否相等无关，故B正确，A错误；
C、万有引力存在于一切物体之间，故C错误；
D、r为两物体之间的距离，就是重心到重心的距离，所以如果知道两个物体间重心之间的距离，就算不能看成质点也能用万有引力公式进行计算。
例如两个靠的很近的铅球之间的万有引力，故D错误。
B。
万有引力定律的条件是适用于两质点间的万有引力，自然界中任意两个物体都有万有引力，两物体间相互的万有引力是一对作用力和反作用力。
解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件。
注意两物体间的引力是一对作用力和反作用力，不是一对平衡力。
3.【答案】B
AC、物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功，功是标量；
能量也是标量，故AC错误；
BD、功是能量转化的量度，单位都是焦耳，但功不是能量，功属于过程量，能量属于状态量，故B正确，D错误。
功和能都是标量；
功是能量转化的量度，单位相同，都是焦耳。
该题考查功与能的区别与联系，解答的关键是明确功和能的概念，知道其联系和区别，基础问题。
4.【答案】B
AC、所有的地球同步卫星的必要条件之一：
是它们的轨道都必须位于地球的赤道平面内，且轨道高度和速度是确定的，故AC错误。
BD、同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，周期等于地球自转的周期，由万有引力等于向心力，由向心力公式知质量不同的卫星受的向心力是不同的，故B正确，D错误。
所谓地球同步卫星，即指卫星绕地球转动的周期与地球的自转周期相同，与地球同步转动，且在赤道上空的某地，站在地球上观看（以地球本身为参照物）它在空中的位置是固定不动的．
地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小．
5.【答案】C
根据题意汽车行驶中受到的阻力与速度成正比，有f=kv
汽车在路面行驶中所受空气阻力不变，故汽车以2v的速度水平匀速行驶时与汽车以速度v水平匀速行驶时，牵引力F相同，都等于阻力，
根据功率公式：
P=Fv=kv•v=k
则P与
成正比，故当汽车以速度2v水平匀速行驶时发动机功率为4P；
C。
发动机的功率P=Fv，其中F为牵引力。
本题考查功率的计算公式，根据P=Fv可求瞬时功率。
6.【答案】B
根据万有引力提供向心力得：
，
解得：
v=
。
根据万有引力提供向心力，结合卫星的轨道半径求出卫星在圆形轨道上运行的速率．
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，基础题．
7.【答案】A
设地球质量M，某天体质量是地球质量的a倍，地球半径r，某天体径是地球半径的b倍
由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得：
卫星在圆轨道上运行时的速度公式
分别代入地球和某天体各物理量得：
，故A正确BCD错误。
明确卫星绕地球表面飞行的速度为第一宇宙速度，根据万有引力充当向心力即可求出第一宇宙速度的大小。
本题关键是根据万有引力定律列式求解星球表面重力加速度，利用卫星的万有引力提供向心力列式求解第一宇宙速度。
8.【答案】B
A、万有引力提供环绕天体的向心力，此式只能计算中心天体的质量，根据题给定的数据可以计算中心天体地球的质量，而不能计算环绕天体月球的质量。
B、根据万有引力提供向心力可得：
可得中心天体质量
，故B正确；
C、在地球表面重力和万有引力相等，即
所以
，因不知道地球半径故不可以求出地球表面的重力加速度；
故C错误；
D、因为月球不是近地飞行，故在不知道地球半径的情况下无法求得地球的密度。
万有引力应用中一是星球表面的重力和万有引力相等，二是万有引力提供环绕天体的向心力，据此求解分析即可．
万有引力提供圆周运动的向心力，据此可心计算中心天体的质量，若知道地球的半径则还可以推算出地球表面的重力加速度和地球的密度．
9.【答案】C
A、在轨道I上运动，做匀速圆周运动，机械能不变，故A错误；
B、轨道Ⅱ的半长轴小于轨道I的半径，根据开普勒第三定律可知沿轨道Ⅱ运行的周期小于轨道I上的周期，故B错误；
C、根据开普勒第二定律可知，知在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，速度逐渐增大，在P点的速度小于在Q点的速度，故C正确；
D、在轨道Ⅱ上运动时，卫星只受万有引力作用，由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，引力势能减小，机械能不变，故D错误。
根据开普勒第三定律可知卫星的运动周期和轨道半径之间的关系；
根据做近心运动时万有引力大于向心力，做离心运动时万有引力小于向心力，可以确定变轨前后速度的变化关系。
本题要注意：
①由高轨道变轨到低轨道需要减速，而由低轨道变轨到高轨道需要加速，这一点在解决变轨问题时要经常用到，一定要注意掌握。
②卫星运行时只有万有引力做功，机械能守恒。
10.【答案】A
A、在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中，小球受到竖直向下的重力和弹簧的弹力，弹簧的弹力先小于小球的重力，后大于重力，小球的合力先向下后向上，所以小球先向下做加速运动，当弹簧弹力等于重力时速度最大，然后向下做减速运动，故其动能先增大后减小，故A正确；
BD、由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的机械能在不断减少，弹簧的弹性势能在不断增大，故BD错误；
C、小球小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中，重力做正功，弹簧弹力做负功，小球动能、重力势能、弹簧的弹性势能总量守恒，所以小球、弹簧、地球构成的系统机械能守恒，故C错误。
正确分析小球的受力情况，抓住弹簧弹力的变化情况，分析小球的运动情况，从而进一步明确速度的变化情况，弄清小球下落过程中的功能转化，再进行分析。
对于含有弹簧的问题往往是动态变化的，分析这类问题时用动态变化的观点进行，抓住弹力的可变性分析合力的变化。
要注意小球和弹簧组成的系统机械能守恒，但小球的机械能并不守恒。
不能想当然，认为小球一接触弹簧动能就开始减速。
11.【答案】C
小球刚好通过圆轨道，则有：
从开始到圆环顶端的过程，由机械能守恒定律有：
h=2.5R，故C正确，ABD错误。
小球在运动过程刚好通过最高点，则可知在最高点处重力恰好充当向心力；
根据临界条件和机械能守恒定律结合求解。
本题是典型圆周运动中绳的模型，应明确最高点时应该是重力恰好做为圆周运动的向心力。
12.【答案】A
A、物块运动过程中，只有传送带对物块的摩擦力对它做功，根据动能定理得传送带对物块做功为
，故A正确；
B、在物块与传送带相对静止之前，两者之间有相对位移，所以物块对传送带做功与传送带对物块做功并不相等，由于传送带相对于地的位移大于物块相对地的位移，所以传送带克服摩擦力做功为大于
，故B错误；
CD、设物块匀加速运动的时间为t，则物块与传送带相对位移大小为
，此过程中物块的位移为
，则有△x=x物，则系统摩擦生热为
，与动摩擦因数无关，故CD错误。
摩擦力对物块做功等于物块动能的变化，根据动能定理求解；
由于物块与传送带间有相对位移，物块对传送带做功与传送带对物块做功并不相等。
系统摩擦生热等于系统克服摩擦力做的总功。
物体在传送带上运动时，物体和传送带要发生相对滑动，所以电动机多做的功一部分转化成了物体的动能另一部分就是增加了相同的内能。
解决本题的关键知道物块先受滑动摩擦力后不受摩擦力。
系统摩擦生热应根据相对位移△x求解。
13.【答案】C
AB、由于卫星a与卫星b质量未知，所以无法确卫星a的机械能与卫星b的机械能的关系，故A、B错误；
CD、根据万有引力提供环绕天体的向心力，
，得
，卫星b和卫星c的运行半径相同，所以卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度大小相等，故C正确，D错误。
地球同步卫星轨道只能在赤道上空，根据万有引力提供向心力得出周期与半径的关系，从而判断中地球轨道卫星的运行周期和地球同步卫星的运行周期关系，周期相同，半径相同，根据机械能的定义分析机械能间的关系。
题的关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出周期的表达式是解答的前提条件，注意同步卫星的特点。
14.【答案】AD
A、根据开普勒第二定律知，“天宫二号”在近地点的速度大于远地点的速度，即在M点的速度大于在N点的速度，故A正确；
B、“天宫二号”在M点受到的地球引力大于在N点的引力，由牛顿第二定律知在M点的加速度大于在N点的加速度，故B错误；
C、“天宫二号”沿椭圆轨道运行的过程中，只有地球的引力做功，故其机械能守恒，故C错误；
D、从M点运动到N点的过程中引力与速度的夹角为锐角，所以引力做负功，故D正确。
AD。
根据开普勒第二定律分析速度的大小。
由牛顿第二定律和万有引力定律分析加速度的大小。
“天宫二号”沿椭圆轨道运行的过程中，只受到地球的引力，只有地球的引力做功，故机械能守恒。
根据引力与速度的夹角分析引力做功正负。
解决本题的关键是掌握开普勒运动定律和万有引力定律，要知道只有引力做功时卫星的机械能是守恒的。
15.【答案】BD
ACD、双星的周期相等，两星质量分别为m1和m2，都绕连线上O点作周期为T的圆周运动，星球1和星球2到O的距离分别为R1和R2，由万有引力定律提供向心力，对于m1：
，对于m2：
，则有两星质量之比为
，两星质量不一定相等，故D正确，A、C错误；
B、由几何关系知：
R1+R2=L，联立解得：
，故B正确。
BD。
双星系统中，两颗星球绕同一点做匀速圆周运动，且两者始终与圆心共线，相同时间内转过相同的角度，即角速度相等，则周期也相等。
但两者做匀速圆周运动的半径不相等。
处理双星问题必须
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