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2021-2022学年宁夏吴忠中学高一（下）期中物理试卷（含解析）
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这是一份2021-2022学年宁夏吴忠中学高一（下）期中物理试卷（含解析），共20页。试卷主要包含了下列说法中正 确的是，8,cs53°=0，【答案】D，【答案】A，【答案】B等内容，欢迎下载使用。
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2021-2022学年宁夏吴忠中学高一（下）期中物理试卷
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题（本大题共14小题，共28分）
1. 下列说法正确的是( )
A. 经典力学不适用于宏观低速运动
B. 伽利略设计实验证实了力是维持物体运动的原因
C. 牛顿发现了万有引力定律并通过精确的计算得出万有引力常量
D. 开普勒将第谷的若干个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律
2. 汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示，从同一条竖直线上两个不同点 P、Q 分别向右平抛两个小球，平抛的初速度 分别为 v1、v2，结果它们同时落到水平面上的 M 点处(不考虑空气阻力).下列说法中正 确的是( )
A. 一定是 P 先抛出的，并且 v1=v2
B. 一定是 P 先抛出的，并且 v1
D. 一定是 Q 先抛出的，并且 v1>v2
4. 山地自行车比赛是勇敢者的运动．自行年的大齿轮和小齿轮通过链条相连，后轮与小齿轮绕共同的轴转动．如图所示，A、B和C分别是大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点，则( )
A. A、B两点角速度相等 B. A、C两点角速度相等
C. B、C两点线速度大小相等 D. A、B两点线速度大小相等
5. 一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为( )
A. GMm(R+h)2 B. GMmR2 C. GMmh2 D. GMmR+h
6. 火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定．若在某转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法中正确的是( )
①当以速度v通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力；
②当以速度v通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力；
③当速度大于v时，轮缘挤压外轨；
④当速度小于v时，轮缘挤压外轨．
A. ②④ B. ①④ C. ②③ D. ①③
7. 一小船要渡过一条两岸平行，宽为120m的河流，当船头朝向斜向上游与上游河岸的夹角为53o时，小船恰从A点沿直线到达正对岸的B点，如图所示．已知小船在静水中的速度为5m/s，河内各处水速相同且保持不变．则小船的过河时间为(sin53°=0.8,cos53°=0.6)( )
A. 24 s B. 30 s C. 40 s D. 48 s
8. 如图所示，一人以恒定速度v0通过光滑轻质定滑轮竖直向下拉绳使小车在水平面上运动，当运动到图示位置时，细绳与水平方向成45°角，则此时( )
A. 小车运动的速度为12v0 B. 小车运动的速度为2v0
C. 小车在水平面上做匀速运动 D. 小车在水平面上做减速运动
9. 小球以v0的初速度水平抛出，垂直砸在倾角为θ的斜面上时，运动轨迹如图中虚线所示。已知重力加速度为g，小球在空中飞行的时间为( )
A. v0gtanθ B. v0tanθg C. 2v0gtanθ D. 2v0tanθg
10. 在公路上常会看到凸形和凹形的路面，如图所示。一质量为m的汽车，通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2，则( )
A. N1>mg B. N1
A. 小球受重力、绳的拉力和向心力作用 B. 小球的向心加速度a=gtanθ
C. 小球的线速度v=gLtanθ D. 小球的角速度ω=gtanθL
12. 已知某行星的质量是地球质量的a倍，半径是地球半径的b倍，地球的第一宇宙速度为v，则该行星的第一宇宙速度为( )
A. vba B. vab C. vab D. avb
13. 如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地轨道1，然后经点火使其在椭圆轨道2上运行，最后再次点火将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点。则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，下列说法中不正确的是( )
A. 卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期
B. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
C. 卫星在轨道2上运行时，经过A点时的速率大于经过B点时的速率
D. 卫星在轨道2上运行时，经过A点的加速度小于经过B点的加速度
14. 当汽车发动机的输出功率为20kW时，汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶，此时汽车牵引力是( )
A. 1000N B. 1500N C. 2000N D. 3000N
二、多选题（本大题共6小题，共22分）
15. 宇航员站在某一星球距离表面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则该星球的质量为
A. 2hR2Gt2 B. 2hR2Gt C. 2hRGt2 D. Gt22hR2
16. 如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r(略小于管道半径)，则下列说法正确的是( )
A. 小球通过最高点时的最小速度vmin=g(R+r)
B. 小球通过最高点时的最小速度vmin=0
C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
17. 图中的甲是地球赤道上的一个物体、乙是“神舟”六号宇宙飞船(周期约90分钟)、丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心作匀速圆周运动。已知万有引力常量为G。下列有关说法中正确的是( )
A. 它们运动的向心加速度大小关系是a乙>a丙>a甲
B. 它们运动的线速度大小关系是v乙
D. 已知乙运动的周期T乙及轨道半径r乙，可计算出地球质量
18. 如图所示，在2010年2月温哥华冬奥会自由式滑雪比赛中，我国某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图所示，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则( )
A. 如果v0不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同
B. 不论v0多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的
C. 运动员落到雪坡时的速度大小是v0cosθ
D. 运动员在空中经历的时间是2v0tanθg
19. 如图所示，水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入半圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则下列说法正确的是( )
A. 小球到达c点的速度为gR
B. 小球到达c点时对轨道的压力为mg
C. 小球平抛的水平位移为2R
D. 小球从c点落到d点所需时间为2Rg
20. 经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。现有两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m2=3：2，则可知( )
A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为2：3
B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为3：2
C. m1做圆周运动的半径为2L5
D. m2做圆周运动的半径为2L5
三、实验题（本大题共1小题，共10分）
21. 在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A.让小球多次从______位置上滚下，记下小球经过的一系列位置；
B.按图安装好器材，注意斜槽水平，确定坐标原点O，利用______确定竖直线；
C.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动的轨迹。
(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上；
(2)上述实验步骤的合理顺序是______；
(3)如图2所示，是记录物体做平抛运动的部分轨迹，背景方格的边长为5cm，重力加速度g=10m/s2。则平抛运动的初速度大小为______m/s；
(4)以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图3选项中y-x2图象，能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是______。
四、计算题（本大题共5小题，共40分）
22. 在5m高处以8m/s的初速度水平抛出一个质量为12kg的物体，空气阻力不计，g取10m/s2：，试求：
(1)物体落地的时间；
(2)物体从抛出到落地发生的水平位移。
23. 如图所示，长度为L的细绳，一端系有一质量为m的小球，小球以O点为圆心在竖直面内做圆周运动，求：
(1)小球刚好通过最高点时的速率v1为多大？
(2)小球到达最低点时速度为v2=5gL，则在此时细绳受到的拉力多大？
24. 如图所示，在光滑的水平面上，质量m=5kg的物体，在水平拉力F=10N的作用下，从静止开始运动，运动时间t=3s。求
(1)力F在3s内对物体所做的功；
(2)力F在3s内对物体做功的平均功率；
(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率。
25. “嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星．设卫星距月球表面的高度为h，做匀速圆周运动的周期为T已知月球半径为R，引力常量为G.(球的体积公式V=43πR3，其中R为球的半径)求：
(1)月球的质量M；
(2)月球表面的重力加速度g；
(3)月球的密度ρ．
26. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
(1)小球水平抛出的初速度v0是多少？
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？
(3)若斜面顶端离地高H=20.8m，则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、经典力学适用于宏观低速运动，故A错误；
B、伽利略通过理想斜面实验证明了力不是物体运动的原因，故B错误；
C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过精确的计算得出万有引力常量，故C错误；
D、开普勒将第谷的若干个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律，故D正确；
故选：D．
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
2.【答案】D
【解析】解：汽车从M点运动到N，曲线运动，必有些力提供向心力，所以合外力或合外力的一部分是指向圆心的；所以F的方向应指向曲线的内侧。故选项ABC错误，D正确
故选：D。
汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做变速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象时对的。
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，减速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车减速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
3.【答案】B
【解析】解：根据h=12gt2得：t=2hg，P的高度大于Q的高度，则P的运动时间大于Q的运动时间，由于两物体同时落到M处，则一定是P先抛出。
根据x=vt知，两物体的水平位移相等，P的时间长，则P的初速度小，即v1
根据平抛运动的高度比较平抛运动的时间，从而确定哪个物体先抛出，抓住水平位移相等，比较初速度的大小．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
4.【答案】D
【解析】解：同线传动线速度相等；同轴传动角速度相等，可知：
A、D、由图可知A、B两点边缘点为同线，故线速度相等，由于其半径不同，由v=ωr可知角速度不相等。故A错误，D正确；
B、由图后轮边缘点C与小齿轮边缘点B为同轴，故角速度相等，而A与B的角速度不相等，所以A、C两点角速度不相等，故B错误；
C、由图后轮边缘点C与小齿轮边缘点B为同轴，故角速度相等，而B与C的半径本题，所以线速度不同，故C错误。
故选：D。
依据：同线传动线速度相等；同轴传动角速度相等．可判定各个选项．
本题关键能分清同缘传动和同轴传动，还要能结合公式v=ωr列式求解，不难．
5.【答案】A
【解析】解：根据万有引力的计算公式有：F=GMm(R+h)2，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据万有引力定律公式，结合卫星和地球之间的距离，求出地球对卫星的万有引力大小．
解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，注意r为卫星到地心的距离，不能误认为高度为轨道半径．
6.【答案】D
【解析】解：①②火车转弯时，为了保护铁轨，应避免车轮边缘与铁轨间的摩擦，故火车受到重力和支持力的合力完全提供向心力，有
F=mgtanθ=mv2R
解得
v=gRtanθ故①正确，②错误；
③④果实际转弯速度大于v，有离心趋势，与外侧铁轨挤压，反之，挤压内侧铁轨，故③正确，④错误；
故选：D。
火车转弯时，为了保护铁轨，应避免车轮边缘与铁轨间的摩擦，故火车受到重力和支持力的合力完全提供向心力，可以根据牛顿第二定律列式求得转弯速度v；如果实际转弯速度大于v，有离心趋势，与外侧铁轨挤压；反之，挤压内侧铁轨．
本题关键根据牛顿第二定律，从保护铁轨的角度得出火车车轮边缘与铁轨恰好无挤压的临界速度，然后结合离心运动的知识进行分析讨论．
7.【答案】B
【解析】解：船头与河岸的夹角为53°时，小船渡河的时间：
t=dvcsin53°=1205×0.8=30s，故B正确，ACD错误；
故选：B．
船垂直渡河时船的航程最短，此时船头要指向上游，并且沿河岸方向上的分量大小与水流的速度大小相等，对两个速度进行合成，即可求得渡河时间．
解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，以及会根据平行四边形定则对运动进行合成和分解．
8.【答案】B
【解析】解：AB.将小车的速度分解成沿绳子方向的分速度vx，垂直于绳子方向的分速度vy，可知vx=v车cosθ=v0
解得v车=v0cosθ=v0cos45∘=2v0，故A错误，B正确；
CD.根据v车=v0cosθ
由于小车向左运动过程，v0保持不变，绳子与水平方向的夹角θ逐渐增大，可知cosθ逐渐减小，小车速度逐渐增大，故小车在水平面上做加速运动，故CD错误；
故选：B。
将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，根据三角函数关系及抓住沿着绳子方向速度大小相等，可知人拉绳的速度与小车的速度大小关系。
对于运动的合成与分解问题，要知道分运动和合运动的运动特点，知道二者具有等时性和独立性，能够将合运动分解为两个分运动，然后根据几何关系求解速度或加速度之间的关系。
9.【答案】A
【解析】解：球撞在斜面上，速度方向与斜面垂直，如图所示，则速度方向与竖直方向的夹角为θ，则由几何关系可得tanθ=v0gt，
可得：t=v0gtanθ，故A正确，BCD错误。
故选：A。
物体做平抛运动，把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解时间。
本题是有条件的平抛运动，关键要明确斜面的方向反映了速度方向与竖直方向的夹角，将速度进行分解，再运用平抛运动的规律解决这类问题。
10.【答案】B
【解析】AB：汽车过凸形路面的最高点时，设速度为v，半径为r，由牛顿第二定律得：mg- N1=mv2r，∴N1=mg-mv2r，∴N1
故选：B。
11.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查圆锥摆模型，知道向心力的来源是解题的关键。
分析小球的受力情况和向心力的来源直接可判断；根据牛顿第二定律得出向心加速度的大小即可判断；根据牛顿第二定律和向心力公式得出角速度大小即可判断。
【解答】A、小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故A错误；
B、根据几何关系可知：向心力大小为：Fn=mgtanθ，所以向心加速度a=Fnm=gtanθ，故B正确；
CD、小球做圆周运动的半径为：r=Lsinθ，则由牛顿第二定律得：
mgtanθ=mv2r=mω2r，r=Lsinθ，
解得：v=gLsinθtanθ，角速度：ω=gLcosθ，故CD错误。
12.【答案】B
【解析】
【分析】物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，大小7.9km/s，可根据卫星在圆轨道上运行时的速度公式v=GMr解得．
【解答】设地球质量M，某行星的质量是地球质量的a倍，地球半径r，某星球半径是地球半径的b倍
由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得：GMmr2=mv2r，
解得：卫星在圆轨道上运行时的速度公式v=GMr
分别代入地球和某星球的各物理量得：v地球=GMr
v星球=G⋅aMbr=vab，故B正确、ACD错误．
故选：B．
本题要掌握第一宇宙速度的定义，正确利用万有引力公式列出第一宇宙速度的表达式．
13.【答案】BD
【解析】解：A.根据开普勒第三定律r3T2=k知，卫星的轨道半径越大，则周期也越大，故卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期，故A正确；
B.根据卫星受到的万有引力提供向心力即GMmr2=mv2r，可知环绕速度为v=GMr，可知卫星的轨道半径越大，运行速率越小，则卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故B错误；
C.根据开普勒第二定律知，卫星在轨道2上运行时，从A点向B点运动时，卫星到地心的连线的距离越来越远，故卫星的速度逐渐减小，经过A点时的速率大于经过B点时的速率，故C正确；
D.卫星离地面越远，万有引力越小，根据牛顿第二定律，万有引力提供加速度，故加速度也越小，经过A点时加速度大于经过B点的加速度，故D错误。
本题选不正确的，故选：BD。
根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、和向心力的表达式进行讨论即可．
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，知道线速度、周期与轨道半径的关系．
14.【答案】C
【解析】解：汽车的功率P=20kW=20×103W，根据公式P=Fv得，汽车的牵引力F=Pv=20×10310N=2000N，故C正确，ABD错误。
故选：C。
由P=Fv可得牵引力F=Pv，即可求出发动机的牵引力。
本题主要考查了汽车牵引力与功率的关系的直接应用，注意明确功率、牵引力和速度三者间的关系。
15.【答案】A
【解析】
【分析】
根据平抛运动竖直方向上的运动规律，结合位移时间公式求出星球表面的重力加速度，根据万有引力等于重力求出星球的质量。
解决本题的关键掌握，在星球表面上，不计星球自转因素时，物体所受万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用。
【解答】
设该星球表面的重力加速度为g，根据h=12gt2得，星球表面的重力加速度g=2ht2，不计星球自转时，在该星球表面上质量为m的物体所受万有引力与重力相等，即有：GMmR2=mg，可知得星球的质量M=gR2G=2hR2Gt2，故A正确，BCD错误。
故选A。
16.【答案】BC
【解析】
【分析】
小球在竖直光滑圆形管道内做圆周运动，在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，从而可以确定在最高点的最小速度；小球做圆周运动时，沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律分析管道对小球作用力大小和方向。
本题考查竖直平面内的圆周运动，要注意圆管类似于杆模型，最高点可以提供支持力也可以提供向下的弹力，要根据物体的速度大小分析受力特点。
【解答】
AB、由于管子能支撑小球，所以小球能够通过最高点时的最小速度为vmin=0，故A错误，B正确；
C、小球在水平线ab以下的管道中运动时，受到的合外力向上，则主要应是外侧管壁提供作用力，故内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确；
D、小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球不一定有作用力，如速度较小时，重力与下管壁的合力充当向心力，故D错误。
故选：BC。
17.【答案】AD
【解析】解：A.丙是地球的同步卫星其周期为24h，根据万有引力提供向心力得：GMmr2=ma=m4π2T2r=mv2r可知，T=2πr3GM，a=GMr2，v=GMr，由此可知，半径越大，周期越大，所以角速度越小，同时向心加速度越小，线速度越小，所以a乙>a丙；v乙>v丙。而因为丙是同步卫星，则丙的角速度和周期等于赤道上的甲，根据线速度公式v=ωr和加速度公式a=ω2r可知，甲的向心加速度和线速度都小于丙，故A正确，B错误；
CD.由万有引力提供向心力有GMmR2=m4π2T2R
解得M=4π2R3GT2
由于甲的向心力不只是万有引力提供，则已知甲运动的周期T甲，不可以计算出地球的密度，所以C错误；D正确；
故选：AD。
根据万有引力提供向心力列式分析出圆周运动物理量与半径的关系，再根据甲、丙两个物体的角速度和周期相等完成对线速度和向心加速度大小的判断；
根据万有引力提供向心力列式完成分析。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，解题的关键点是理解在不同场景下万有引力提供的力的类型，从而选择正确的公式列式完成分析。
18.【答案】BD
【解析】解：设在空中飞行时间为t，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；
D、运动员竖直位移与水平位移之比：yx=12gt2v0t=gt2v0=tanθ，则有飞行的时间t=2v0tanθg，故D正确；
C、竖直方向的速度大小为：vy=gt=2v0tanθ，运动员落回雪坡时的速度大小：
v=v02+vy2=v01+4(tanθ)2，故C错误；
A、设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为α，则tanα=vyvx=2v0tanθv0=2tanθ，由此可知，运动员落到雪坡时的速度方向与初速度方向无关，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故A错误，B正确；
故选：BD。
运动员做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由斜面倾角的正切等于竖直位移与水平位移之比，从而求出运动的时间；因此可求出竖直方向的运动速度，求解运动员落地点时的速度大小；同时可求出竖起高度与抛出点和落地点的距离．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，并结合运动学规律来解题．注意不能将速度与水平面的夹角看成位移与水平面的夹角．
19.【答案】ACD
【解析】解：AB、小球恰好通过最高点c，对c点的压力为零，根据重力提供向心力，有：mg=mv2R，解得：v=gR，故A正确，B错误；
CD、小球离开c点后做平抛运动，水平方向有：x=vt，竖直方向有：2R=12gt2，联立可得时间为：t=2Rg，水平位移为：x=2R，故CD正确。
故选：ACD。
小球刚好通过最高点C，在C点对轨道的压力为零，根据牛顿第二定律求出C点的速度；再根据平抛运动的规律求出运动的时间和水平距离。
本题考查了圆周运动和平抛运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及知道圆周运动向心力的来源，注意临界条件的应用。
20.【答案】AC
【解析】解：A.对双星系统，彼此之间的万有引力提供它们做圆周运动的向心力Gm1m2L2=m1ω2r1，Gm1m2L2=m2ω2r2，可得m1r1=m2r2，m1、m2做圆周运动的角速度相同，质量与半径成反比，由v=ωr，知线速度之比为v1：v2=2：3，故A正确；
B.由T=2πω，可知两星的周期相同，即两者运行一周的时间相同，故其运动的角速度相同，故B错误；
CD.由于两星的向心力相同，有m1ω2r1=m2ω2r2，故有r1r2=m2m1，由于r1+r2=L，联立上式有r1=25Lr2=35L，故C正确，D错误。
故选：AC。
双星是同轴转动模型，其角速度相等；根据万有引力提供向心力，分别对两星球列方程，解方程组，即可求两卫星的质量之比以及半径关系。
解决本题的关键是知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，以及会用万有引力提供向心力进行求解。
21.【答案】同一 铅垂线 BAC 1.5 D
【解析】解：A.让小球多次从同一位置上滚下，记下小球经过的一系列位置；
B.按图安装好器材，注意斜槽水平，确定坐标原点O，利用铅垂线确定竖直线；
C.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动的轨迹。
(2)上述实验步骤的合理顺序是：BAC。
(3)由于各点的水平间距相等，故时间间隔T相同，设每格边长为l，水平方向满足3l=v0T
竖直方向满足Δy=3l-l=gT2
联立解得T=0.1s，v0=1.5m/s
(4)[5]由平抛运动的位移公式可得
x=v0t
y=12gt2
联立解得：y=g2v02x2，故D正确，ABC错误；
故选：D。
故答案为：同一；铅垂线；(2)BAC；(3)1.5；(4)D
根据实验原理掌握正确的实验操作；
(2)根据实验原理掌握正确的实验操作；
(3)根据平抛运动不同方向上的运动特点联立运动学公式得出初速度的大小；
(4)根据运动学公式结合图像完成分析。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，理解平抛运动不同方向上的运动特点，结合运动学公式即可完成分析。
22.【答案】解：(1)竖直方向上，根据h=12gt2，得：t=2hg=2×510=1s
(2)物体从抛出到落地发生的水平位移x=v0t=8m。
答：(1)物体落地的时间为1s
(2)物体从抛出到落地发生的水平位移为8m。
【解析】根据高度求出时间，水平方向物体做匀速直线运动，求出水平位移。
平抛运动的研究方法是运动的合成与分解：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。
23.【答案】解：(1)小球刚好通过最高点时，重力恰好提供向心力，则
mg=mv12L
解得：v1=gL
(2)小球到达最低点时速度为v2=5gl，根据牛顿第二定律T-mg=mv22L
解得球受到的拉力T=6mg
根据牛顿第三定律此时细绳受到的拉力大小为6mg。
答：(1)小球刚好通过最高点时的速率为gL；
(2)小球到达最低点时速度为v2=5gL，则在此时细绳受到的拉力为6mg。
【解析】(1)理解临界状态，根据牛顿第二定律计算出小球的速率；
(2)根据牛顿第二定律和牛顿第三定律得出细绳的拉力。
本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，理解圆周运动中的临界状态，结合牛顿定律即可完成分析。
24.【答案】解：根据牛顿第二定律可知，物体的加速度为：a=Fm=2m/s2
物体在3s内位移为：x=12at2=9m
物体在3s末速度为：v=at=6m/s
(1)力F在3s内对物体所做的功为：
W=Fx=90J
(2)力F在3s内对物体做功的平均功率为：
P-=Wt=30W
(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率为：
P=Fv=60W。
答：(1)力F在3s内对物体所做的功为90J。
(2)力F在3s内对物体做功的平均功率为30W。
(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率为60W。
【解析】(1)由物体的运动的规律，可以求得物体运动的位移的大小，再根据功的公式可以直接求得功的大小。
(2)求的是平均功率，用前面求出的总功除以总的时间即可。
(3)瞬时功率要用力与瞬时速度的乘积来计算，根据运动规律可以求得瞬时速度的大小，再由瞬时功率的公式可以求得瞬时功率的大小。
此题考查了平均功率和瞬时功率的计算，求物体的平均功率和瞬时功率的时候一定要注意对公式的选择，瞬时功率只能用P=Fv来求解。
25.【答案】解：(1)由题意知，嫦娥一号的轨道半径r=R+h，令月球质量为M，嫦娥一号质量为m，根据万有引力提供圆周运动向心力有：
GmM(R+h)2=m(R+h)4π2T2
可得质量M=4π2(R+h)3GT2
(2)在月球表面重力与万有引力相等有
GMmR2=mg
所以月球表面重力加速度g=GMR2=4π2(R+h)3R2T2
(3)根据密度公式有月球的密度ρ=MV=4π2(R+h)3GT243πR3=3π(R+h)3GT2R3
答：(1)月球的质量M为4π2(R+h)3GT2；
(2)月球表面的重力加速度g为4π2(R+h)3R2T2；
(3)月球的密度ρ为3π(R+h)3GT2R3．
【解析】根据万有引力提供圆周运动向心力求得中心天体的质量M，再根据月球表面重力与万有引力相等求得重力加速度，根据密度公式计算月球的平均密度．
本题关键是抓住万有引力提供圆周运动向心力和在星球表面重力与万有引力相等，这是万有引力应用的两个主要入手点．
26.【答案】解：(1)由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，
所以vy=v0tan53°，vy2=2gh，
解得vy=4m/s，v0=3 m/s。
(2)由vy=gt1
解得t1=0.4s，
所以水平距离s=v0t1=3×0.4 m=1.2 m。
(3)对物体受力分析，根据牛顿第二定律可得，
小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度a=gsin 53°，
初速度为平抛运动的末速度v=v02+vy2=5 m/s。
则Hsin53∘=vt2+12at22，解得t2=2s。(或t2=-134s不合题意舍去)
所以t=t1+t2=2.4 s。
答：(1)小球水平抛出的初速度v0是3 m/s；
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是1.2 m；
(3)若斜面顶端离地高H=20.8m，则小球离开平台后到达斜面底端的时间是2.4s。
【解析】(1)小球水平抛出后刚好能沿光滑斜面下滑，说明此时小球的速度的方向恰好沿着斜面的方向，由此可以求得初速度的大小；
(2)小球在接触斜面之前做的是平抛运动，根据平抛运动的规律可以求得接触斜面之前的水平方向的位移，即为斜面顶端与平台边缘的水平距离；
(3)小球在竖直方向上做的是自由落体运动，根据自由落体的规律可以求得到达斜面用的时间，到达斜面之后做的是匀加速直线运动，求得两段的总时间即可。
小球在接触斜面之前做的是平抛运动，在斜面上时小球做匀加速直线运动，根据两个不同的运动的过程，分段求解即可。
绝密★启用前
2021-2022学年宁夏吴忠中学高一（下）期中物理试卷
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题（本大题共14小题，共28分）
1. 下列说法正确的是( )
A. 经典力学不适用于宏观低速运动
B. 伽利略设计实验证实了力是维持物体运动的原因
C. 牛顿发现了万有引力定律并通过精确的计算得出万有引力常量
D. 开普勒将第谷的若干个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律
2. 汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示，从同一条竖直线上两个不同点 P、Q 分别向右平抛两个小球，平抛的初速度 分别为 v1、v2，结果它们同时落到水平面上的 M 点处(不考虑空气阻力).下列说法中正 确的是( )
A. 一定是 P 先抛出的，并且 v1=v2
B. 一定是 P 先抛出的，并且 v1
D. 一定是 Q 先抛出的，并且 v1>v2
4. 山地自行车比赛是勇敢者的运动．自行年的大齿轮和小齿轮通过链条相连，后轮与小齿轮绕共同的轴转动．如图所示，A、B和C分别是大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点，则( )
A. A、B两点角速度相等 B. A、C两点角速度相等
C. B、C两点线速度大小相等 D. A、B两点线速度大小相等
5. 一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为( )
A. GMm(R+h)2 B. GMmR2 C. GMmh2 D. GMmR+h
6. 火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定．若在某转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法中正确的是( )
①当以速度v通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力；
②当以速度v通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力；
③当速度大于v时，轮缘挤压外轨；
④当速度小于v时，轮缘挤压外轨．
A. ②④ B. ①④ C. ②③ D. ①③
7. 一小船要渡过一条两岸平行，宽为120m的河流，当船头朝向斜向上游与上游河岸的夹角为53o时，小船恰从A点沿直线到达正对岸的B点，如图所示．已知小船在静水中的速度为5m/s，河内各处水速相同且保持不变．则小船的过河时间为(sin53°=0.8,cos53°=0.6)( )
A. 24 s B. 30 s C. 40 s D. 48 s
8. 如图所示，一人以恒定速度v0通过光滑轻质定滑轮竖直向下拉绳使小车在水平面上运动，当运动到图示位置时，细绳与水平方向成45°角，则此时( )
A. 小车运动的速度为12v0 B. 小车运动的速度为2v0
C. 小车在水平面上做匀速运动 D. 小车在水平面上做减速运动
9. 小球以v0的初速度水平抛出，垂直砸在倾角为θ的斜面上时，运动轨迹如图中虚线所示。已知重力加速度为g，小球在空中飞行的时间为( )
A. v0gtanθ B. v0tanθg C. 2v0gtanθ D. 2v0tanθg
10. 在公路上常会看到凸形和凹形的路面，如图所示。一质量为m的汽车，通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2，则( )
A. N1>mg B. N1
A. 小球受重力、绳的拉力和向心力作用 B. 小球的向心加速度a=gtanθ
C. 小球的线速度v=gLtanθ D. 小球的角速度ω=gtanθL
12. 已知某行星的质量是地球质量的a倍，半径是地球半径的b倍，地球的第一宇宙速度为v，则该行星的第一宇宙速度为( )
A. vba B. vab C. vab D. avb
13. 如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地轨道1，然后经点火使其在椭圆轨道2上运行，最后再次点火将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点。则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，下列说法中不正确的是( )
A. 卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期
B. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
C. 卫星在轨道2上运行时，经过A点时的速率大于经过B点时的速率
D. 卫星在轨道2上运行时，经过A点的加速度小于经过B点的加速度
14. 当汽车发动机的输出功率为20kW时，汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶，此时汽车牵引力是( )
A. 1000N B. 1500N C. 2000N D. 3000N
二、多选题（本大题共6小题，共22分）
15. 宇航员站在某一星球距离表面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则该星球的质量为
A. 2hR2Gt2 B. 2hR2Gt C. 2hRGt2 D. Gt22hR2
16. 如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r(略小于管道半径)，则下列说法正确的是( )
A. 小球通过最高点时的最小速度vmin=g(R+r)
B. 小球通过最高点时的最小速度vmin=0
C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
17. 图中的甲是地球赤道上的一个物体、乙是“神舟”六号宇宙飞船(周期约90分钟)、丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心作匀速圆周运动。已知万有引力常量为G。下列有关说法中正确的是( )
A. 它们运动的向心加速度大小关系是a乙>a丙>a甲
B. 它们运动的线速度大小关系是v乙
D. 已知乙运动的周期T乙及轨道半径r乙，可计算出地球质量
18. 如图所示，在2010年2月温哥华冬奥会自由式滑雪比赛中，我国某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图所示，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则( )
A. 如果v0不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同
B. 不论v0多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的
C. 运动员落到雪坡时的速度大小是v0cosθ
D. 运动员在空中经历的时间是2v0tanθg
19. 如图所示，水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入半圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则下列说法正确的是( )
A. 小球到达c点的速度为gR
B. 小球到达c点时对轨道的压力为mg
C. 小球平抛的水平位移为2R
D. 小球从c点落到d点所需时间为2Rg
20. 经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。现有两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m2=3：2，则可知( )
A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为2：3
B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为3：2
C. m1做圆周运动的半径为2L5
D. m2做圆周运动的半径为2L5
三、实验题（本大题共1小题，共10分）
21. 在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A.让小球多次从______位置上滚下，记下小球经过的一系列位置；
B.按图安装好器材，注意斜槽水平，确定坐标原点O，利用______确定竖直线；
C.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动的轨迹。
(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上；
(2)上述实验步骤的合理顺序是______；
(3)如图2所示，是记录物体做平抛运动的部分轨迹，背景方格的边长为5cm，重力加速度g=10m/s2。则平抛运动的初速度大小为______m/s；
(4)以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图3选项中y-x2图象，能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是______。
四、计算题（本大题共5小题，共40分）
22. 在5m高处以8m/s的初速度水平抛出一个质量为12kg的物体，空气阻力不计，g取10m/s2：，试求：
(1)物体落地的时间；
(2)物体从抛出到落地发生的水平位移。
23. 如图所示，长度为L的细绳，一端系有一质量为m的小球，小球以O点为圆心在竖直面内做圆周运动，求：
(1)小球刚好通过最高点时的速率v1为多大？
(2)小球到达最低点时速度为v2=5gL，则在此时细绳受到的拉力多大？
24. 如图所示，在光滑的水平面上，质量m=5kg的物体，在水平拉力F=10N的作用下，从静止开始运动，运动时间t=3s。求
(1)力F在3s内对物体所做的功；
(2)力F在3s内对物体做功的平均功率；
(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率。
25. “嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星．设卫星距月球表面的高度为h，做匀速圆周运动的周期为T已知月球半径为R，引力常量为G.(球的体积公式V=43πR3，其中R为球的半径)求：
(1)月球的质量M；
(2)月球表面的重力加速度g；
(3)月球的密度ρ．
26. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
(1)小球水平抛出的初速度v0是多少？
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？
(3)若斜面顶端离地高H=20.8m，则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、经典力学适用于宏观低速运动，故A错误；
B、伽利略通过理想斜面实验证明了力不是物体运动的原因，故B错误；
C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过精确的计算得出万有引力常量，故C错误；
D、开普勒将第谷的若干个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律，故D正确；
故选：D．
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
2.【答案】D
【解析】解：汽车从M点运动到N，曲线运动，必有些力提供向心力，所以合外力或合外力的一部分是指向圆心的；所以F的方向应指向曲线的内侧。故选项ABC错误，D正确
故选：D。
汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做变速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象时对的。
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，减速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车减速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
3.【答案】B
【解析】解：根据h=12gt2得：t=2hg，P的高度大于Q的高度，则P的运动时间大于Q的运动时间，由于两物体同时落到M处，则一定是P先抛出。
根据x=vt知，两物体的水平位移相等，P的时间长，则P的初速度小，即v1
根据平抛运动的高度比较平抛运动的时间，从而确定哪个物体先抛出，抓住水平位移相等，比较初速度的大小．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
4.【答案】D
【解析】解：同线传动线速度相等；同轴传动角速度相等，可知：
A、D、由图可知A、B两点边缘点为同线，故线速度相等，由于其半径不同，由v=ωr可知角速度不相等。故A错误，D正确；
B、由图后轮边缘点C与小齿轮边缘点B为同轴，故角速度相等，而A与B的角速度不相等，所以A、C两点角速度不相等，故B错误；
C、由图后轮边缘点C与小齿轮边缘点B为同轴，故角速度相等，而B与C的半径本题，所以线速度不同，故C错误。
故选：D。
依据：同线传动线速度相等；同轴传动角速度相等．可判定各个选项．
本题关键能分清同缘传动和同轴传动，还要能结合公式v=ωr列式求解，不难．
5.【答案】A
【解析】解：根据万有引力的计算公式有：F=GMm(R+h)2，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据万有引力定律公式，结合卫星和地球之间的距离，求出地球对卫星的万有引力大小．
解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，注意r为卫星到地心的距离，不能误认为高度为轨道半径．
6.【答案】D
【解析】解：①②火车转弯时，为了保护铁轨，应避免车轮边缘与铁轨间的摩擦，故火车受到重力和支持力的合力完全提供向心力，有
F=mgtanθ=mv2R
解得
v=gRtanθ故①正确，②错误；
③④果实际转弯速度大于v，有离心趋势，与外侧铁轨挤压，反之，挤压内侧铁轨，故③正确，④错误；
故选：D。
火车转弯时，为了保护铁轨，应避免车轮边缘与铁轨间的摩擦，故火车受到重力和支持力的合力完全提供向心力，可以根据牛顿第二定律列式求得转弯速度v；如果实际转弯速度大于v，有离心趋势，与外侧铁轨挤压；反之，挤压内侧铁轨．
本题关键根据牛顿第二定律，从保护铁轨的角度得出火车车轮边缘与铁轨恰好无挤压的临界速度，然后结合离心运动的知识进行分析讨论．
7.【答案】B
【解析】解：船头与河岸的夹角为53°时，小船渡河的时间：
t=dvcsin53°=1205×0.8=30s，故B正确，ACD错误；
故选：B．
船垂直渡河时船的航程最短，此时船头要指向上游，并且沿河岸方向上的分量大小与水流的速度大小相等，对两个速度进行合成，即可求得渡河时间．
解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，以及会根据平行四边形定则对运动进行合成和分解．
8.【答案】B
【解析】解：AB.将小车的速度分解成沿绳子方向的分速度vx，垂直于绳子方向的分速度vy，可知vx=v车cosθ=v0
解得v车=v0cosθ=v0cos45∘=2v0，故A错误，B正确；
CD.根据v车=v0cosθ
由于小车向左运动过程，v0保持不变，绳子与水平方向的夹角θ逐渐增大，可知cosθ逐渐减小，小车速度逐渐增大，故小车在水平面上做加速运动，故CD错误；
故选：B。
将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，根据三角函数关系及抓住沿着绳子方向速度大小相等，可知人拉绳的速度与小车的速度大小关系。
对于运动的合成与分解问题，要知道分运动和合运动的运动特点，知道二者具有等时性和独立性，能够将合运动分解为两个分运动，然后根据几何关系求解速度或加速度之间的关系。
9.【答案】A
【解析】解：球撞在斜面上，速度方向与斜面垂直，如图所示，则速度方向与竖直方向的夹角为θ，则由几何关系可得tanθ=v0gt，
可得：t=v0gtanθ，故A正确，BCD错误。
故选：A。
物体做平抛运动，把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解时间。
本题是有条件的平抛运动，关键要明确斜面的方向反映了速度方向与竖直方向的夹角，将速度进行分解，再运用平抛运动的规律解决这类问题。
10.【答案】B
【解析】AB：汽车过凸形路面的最高点时，设速度为v，半径为r，由牛顿第二定律得：mg- N1=mv2r，∴N1=mg-mv2r，∴N1
故选：B。
11.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查圆锥摆模型，知道向心力的来源是解题的关键。
分析小球的受力情况和向心力的来源直接可判断；根据牛顿第二定律得出向心加速度的大小即可判断；根据牛顿第二定律和向心力公式得出角速度大小即可判断。
【解答】A、小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故A错误；
B、根据几何关系可知：向心力大小为：Fn=mgtanθ，所以向心加速度a=Fnm=gtanθ，故B正确；
CD、小球做圆周运动的半径为：r=Lsinθ，则由牛顿第二定律得：
mgtanθ=mv2r=mω2r，r=Lsinθ，
解得：v=gLsinθtanθ，角速度：ω=gLcosθ，故CD错误。
12.【答案】B
【解析】
【分析】物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，大小7.9km/s，可根据卫星在圆轨道上运行时的速度公式v=GMr解得．
【解答】设地球质量M，某行星的质量是地球质量的a倍，地球半径r，某星球半径是地球半径的b倍
由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得：GMmr2=mv2r，
解得：卫星在圆轨道上运行时的速度公式v=GMr
分别代入地球和某星球的各物理量得：v地球=GMr
v星球=G⋅aMbr=vab，故B正确、ACD错误．
故选：B．
本题要掌握第一宇宙速度的定义，正确利用万有引力公式列出第一宇宙速度的表达式．
13.【答案】BD
【解析】解：A.根据开普勒第三定律r3T2=k知，卫星的轨道半径越大，则周期也越大，故卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期，故A正确；
B.根据卫星受到的万有引力提供向心力即GMmr2=mv2r，可知环绕速度为v=GMr，可知卫星的轨道半径越大，运行速率越小，则卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故B错误；
C.根据开普勒第二定律知，卫星在轨道2上运行时，从A点向B点运动时，卫星到地心的连线的距离越来越远，故卫星的速度逐渐减小，经过A点时的速率大于经过B点时的速率，故C正确；
D.卫星离地面越远，万有引力越小，根据牛顿第二定律，万有引力提供加速度，故加速度也越小，经过A点时加速度大于经过B点的加速度，故D错误。
本题选不正确的，故选：BD。
根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、和向心力的表达式进行讨论即可．
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，知道线速度、周期与轨道半径的关系．
14.【答案】C
【解析】解：汽车的功率P=20kW=20×103W，根据公式P=Fv得，汽车的牵引力F=Pv=20×10310N=2000N，故C正确，ABD错误。
故选：C。
由P=Fv可得牵引力F=Pv，即可求出发动机的牵引力。
本题主要考查了汽车牵引力与功率的关系的直接应用，注意明确功率、牵引力和速度三者间的关系。
15.【答案】A
【解析】
【分析】
根据平抛运动竖直方向上的运动规律，结合位移时间公式求出星球表面的重力加速度，根据万有引力等于重力求出星球的质量。
解决本题的关键掌握，在星球表面上，不计星球自转因素时，物体所受万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用。
【解答】
设该星球表面的重力加速度为g，根据h=12gt2得，星球表面的重力加速度g=2ht2，不计星球自转时，在该星球表面上质量为m的物体所受万有引力与重力相等，即有：GMmR2=mg，可知得星球的质量M=gR2G=2hR2Gt2，故A正确，BCD错误。
故选A。
16.【答案】BC
【解析】
【分析】
小球在竖直光滑圆形管道内做圆周运动，在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，从而可以确定在最高点的最小速度；小球做圆周运动时，沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律分析管道对小球作用力大小和方向。
本题考查竖直平面内的圆周运动，要注意圆管类似于杆模型，最高点可以提供支持力也可以提供向下的弹力，要根据物体的速度大小分析受力特点。
【解答】
AB、由于管子能支撑小球，所以小球能够通过最高点时的最小速度为vmin=0，故A错误，B正确；
C、小球在水平线ab以下的管道中运动时，受到的合外力向上，则主要应是外侧管壁提供作用力，故内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确；
D、小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球不一定有作用力，如速度较小时，重力与下管壁的合力充当向心力，故D错误。
故选：BC。
17.【答案】AD
【解析】解：A.丙是地球的同步卫星其周期为24h，根据万有引力提供向心力得：GMmr2=ma=m4π2T2r=mv2r可知，T=2πr3GM，a=GMr2，v=GMr，由此可知，半径越大，周期越大，所以角速度越小，同时向心加速度越小，线速度越小，所以a乙>a丙；v乙>v丙。而因为丙是同步卫星，则丙的角速度和周期等于赤道上的甲，根据线速度公式v=ωr和加速度公式a=ω2r可知，甲的向心加速度和线速度都小于丙，故A正确，B错误；
CD.由万有引力提供向心力有GMmR2=m4π2T2R
解得M=4π2R3GT2
由于甲的向心力不只是万有引力提供，则已知甲运动的周期T甲，不可以计算出地球的密度，所以C错误；D正确；
故选：AD。
根据万有引力提供向心力列式分析出圆周运动物理量与半径的关系，再根据甲、丙两个物体的角速度和周期相等完成对线速度和向心加速度大小的判断；
根据万有引力提供向心力列式完成分析。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，解题的关键点是理解在不同场景下万有引力提供的力的类型，从而选择正确的公式列式完成分析。
18.【答案】BD
【解析】解：设在空中飞行时间为t，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；
D、运动员竖直位移与水平位移之比：yx=12gt2v0t=gt2v0=tanθ，则有飞行的时间t=2v0tanθg，故D正确；
C、竖直方向的速度大小为：vy=gt=2v0tanθ，运动员落回雪坡时的速度大小：
v=v02+vy2=v01+4(tanθ)2，故C错误；
A、设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为α，则tanα=vyvx=2v0tanθv0=2tanθ，由此可知，运动员落到雪坡时的速度方向与初速度方向无关，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故A错误，B正确；
故选：BD。
运动员做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由斜面倾角的正切等于竖直位移与水平位移之比，从而求出运动的时间；因此可求出竖直方向的运动速度，求解运动员落地点时的速度大小；同时可求出竖起高度与抛出点和落地点的距离．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，并结合运动学规律来解题．注意不能将速度与水平面的夹角看成位移与水平面的夹角．
19.【答案】ACD
【解析】解：AB、小球恰好通过最高点c，对c点的压力为零，根据重力提供向心力，有：mg=mv2R，解得：v=gR，故A正确，B错误；
CD、小球离开c点后做平抛运动，水平方向有：x=vt，竖直方向有：2R=12gt2，联立可得时间为：t=2Rg，水平位移为：x=2R，故CD正确。
故选：ACD。
小球刚好通过最高点C，在C点对轨道的压力为零，根据牛顿第二定律求出C点的速度；再根据平抛运动的规律求出运动的时间和水平距离。
本题考查了圆周运动和平抛运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及知道圆周运动向心力的来源，注意临界条件的应用。
20.【答案】AC
【解析】解：A.对双星系统，彼此之间的万有引力提供它们做圆周运动的向心力Gm1m2L2=m1ω2r1，Gm1m2L2=m2ω2r2，可得m1r1=m2r2，m1、m2做圆周运动的角速度相同，质量与半径成反比，由v=ωr，知线速度之比为v1：v2=2：3，故A正确；
B.由T=2πω，可知两星的周期相同，即两者运行一周的时间相同，故其运动的角速度相同，故B错误；
CD.由于两星的向心力相同，有m1ω2r1=m2ω2r2，故有r1r2=m2m1，由于r1+r2=L，联立上式有r1=25Lr2=35L，故C正确，D错误。
故选：AC。
双星是同轴转动模型，其角速度相等；根据万有引力提供向心力，分别对两星球列方程，解方程组，即可求两卫星的质量之比以及半径关系。
解决本题的关键是知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，以及会用万有引力提供向心力进行求解。
21.【答案】同一 铅垂线 BAC 1.5 D
【解析】解：A.让小球多次从同一位置上滚下，记下小球经过的一系列位置；
B.按图安装好器材，注意斜槽水平，确定坐标原点O，利用铅垂线确定竖直线；
C.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动的轨迹。
(2)上述实验步骤的合理顺序是：BAC。
(3)由于各点的水平间距相等，故时间间隔T相同，设每格边长为l，水平方向满足3l=v0T
竖直方向满足Δy=3l-l=gT2
联立解得T=0.1s，v0=1.5m/s
(4)[5]由平抛运动的位移公式可得
x=v0t
y=12gt2
联立解得：y=g2v02x2，故D正确，ABC错误；
故选：D。
故答案为：同一；铅垂线；(2)BAC；(3)1.5；(4)D
根据实验原理掌握正确的实验操作；
(2)根据实验原理掌握正确的实验操作；
(3)根据平抛运动不同方向上的运动特点联立运动学公式得出初速度的大小；
(4)根据运动学公式结合图像完成分析。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，理解平抛运动不同方向上的运动特点，结合运动学公式即可完成分析。
22.【答案】解：(1)竖直方向上，根据h=12gt2，得：t=2hg=2×510=1s
(2)物体从抛出到落地发生的水平位移x=v0t=8m。
答：(1)物体落地的时间为1s
(2)物体从抛出到落地发生的水平位移为8m。
【解析】根据高度求出时间，水平方向物体做匀速直线运动，求出水平位移。
平抛运动的研究方法是运动的合成与分解：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。
23.【答案】解：(1)小球刚好通过最高点时，重力恰好提供向心力，则
mg=mv12L
解得：v1=gL
(2)小球到达最低点时速度为v2=5gl，根据牛顿第二定律T-mg=mv22L
解得球受到的拉力T=6mg
根据牛顿第三定律此时细绳受到的拉力大小为6mg。
答：(1)小球刚好通过最高点时的速率为gL；
(2)小球到达最低点时速度为v2=5gL，则在此时细绳受到的拉力为6mg。
【解析】(1)理解临界状态，根据牛顿第二定律计算出小球的速率；
(2)根据牛顿第二定律和牛顿第三定律得出细绳的拉力。
本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，理解圆周运动中的临界状态，结合牛顿定律即可完成分析。
24.【答案】解：根据牛顿第二定律可知，物体的加速度为：a=Fm=2m/s2
物体在3s内位移为：x=12at2=9m
物体在3s末速度为：v=at=6m/s
(1)力F在3s内对物体所做的功为：
W=Fx=90J
(2)力F在3s内对物体做功的平均功率为：
P-=Wt=30W
(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率为：
P=Fv=60W。
答：(1)力F在3s内对物体所做的功为90J。
(2)力F在3s内对物体做功的平均功率为30W。
(3)在3s末，力F对物体做功的瞬时功率为60W。
【解析】(1)由物体的运动的规律，可以求得物体运动的位移的大小，再根据功的公式可以直接求得功的大小。
(2)求的是平均功率，用前面求出的总功除以总的时间即可。
(3)瞬时功率要用力与瞬时速度的乘积来计算，根据运动规律可以求得瞬时速度的大小，再由瞬时功率的公式可以求得瞬时功率的大小。
此题考查了平均功率和瞬时功率的计算，求物体的平均功率和瞬时功率的时候一定要注意对公式的选择，瞬时功率只能用P=Fv来求解。
25.【答案】解：(1)由题意知，嫦娥一号的轨道半径r=R+h，令月球质量为M，嫦娥一号质量为m，根据万有引力提供圆周运动向心力有：
GmM(R+h)2=m(R+h)4π2T2
可得质量M=4π2(R+h)3GT2
(2)在月球表面重力与万有引力相等有
GMmR2=mg
所以月球表面重力加速度g=GMR2=4π2(R+h)3R2T2
(3)根据密度公式有月球的密度ρ=MV=4π2(R+h)3GT243πR3=3π(R+h)3GT2R3
答：(1)月球的质量M为4π2(R+h)3GT2；
(2)月球表面的重力加速度g为4π2(R+h)3R2T2；
(3)月球的密度ρ为3π(R+h)3GT2R3．
【解析】根据万有引力提供圆周运动向心力求得中心天体的质量M，再根据月球表面重力与万有引力相等求得重力加速度，根据密度公式计算月球的平均密度．
本题关键是抓住万有引力提供圆周运动向心力和在星球表面重力与万有引力相等，这是万有引力应用的两个主要入手点．
26.【答案】解：(1)由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，
所以vy=v0tan53°，vy2=2gh，
解得vy=4m/s，v0=3 m/s。
(2)由vy=gt1
解得t1=0.4s，
所以水平距离s=v0t1=3×0.4 m=1.2 m。
(3)对物体受力分析，根据牛顿第二定律可得，
小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度a=gsin 53°，
初速度为平抛运动的末速度v=v02+vy2=5 m/s。
则Hsin53∘=vt2+12at22，解得t2=2s。(或t2=-134s不合题意舍去)
所以t=t1+t2=2.4 s。
答：(1)小球水平抛出的初速度v0是3 m/s；
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是1.2 m；
(3)若斜面顶端离地高H=20.8m，则小球离开平台后到达斜面底端的时间是2.4s。
【解析】(1)小球水平抛出后刚好能沿光滑斜面下滑，说明此时小球的速度的方向恰好沿着斜面的方向，由此可以求得初速度的大小；
(2)小球在接触斜面之前做的是平抛运动，根据平抛运动的规律可以求得接触斜面之前的水平方向的位移，即为斜面顶端与平台边缘的水平距离；
(3)小球在竖直方向上做的是自由落体运动，根据自由落体的规律可以求得到达斜面用的时间，到达斜面之后做的是匀加速直线运动，求得两段的总时间即可。
小球在接触斜面之前做的是平抛运动，在斜面上时小球做匀加速直线运动，根据两个不同的运动的过程，分段求解即可。
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