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【江苏】期中模拟试卷（一） 含答案详解—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册
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这是一份【江苏】期中模拟试卷（一） 含答案详解—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册，共8页。试卷主要包含了04等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分．每小题只有一个选项符合题意．选对的得4 分，错选或不答的得 0 分．
1．如图所示，2016年10月19日，天宫二号空间实验室与神舟十一号载人飞船在距地面393公里的轨道高度交会对接成功．由此消息对比神舟十一号与地球同步卫星的认识，正确的是（ ）
A．神舟十一号载人飞船中宇航员没有受到力的作用
B．神舟十一号载人飞船的周期为24小时
C．神舟十一号载人飞船的周期小于同步卫星的周期
D．神舟十一号载人飞船中天平可以正常使用
2．竹蜻蜓是我国古代发明的一种儿童玩具，上世纪三十年代，人们根据竹蜻蜓原理设计了直升机的螺旋桨．如图所示，一小孩搓动质量为的竹蜻蜓，松开后竹蜻蜓能上升到二层楼房顶高处．在搓动过程中手对竹蜻蜓做的功可能是（ ）
A． B． C． D．
3. 金星、地球和火星绕太阳的公转可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a金、 a地、 a火,它们沿轨道运行的速率分别为v金、 v地、 v火.已知它们的轨道半径R金A．a金>a地>a火 B．a火>a地>a金
C．v地>v火>v金 D．v火>v地>v金
4. 一个物体做匀速圆周运动,在运动过程中一定不发生变化的物理量是( )
A. 动能 B. 速度 C. 向心加速度 D. 合外力
5．如图所示，一个小球质量为m，静止在光滑的轨道上．现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C，则水平力对小球所做的功至少为（ ）
A． B． C． D．
6. 自然现象中蕴藏着许多物理知识,如图所示为一个盛水袋,某人从侧面缓慢推袋壁使它变形,则水的重力势能( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不能确定
7．我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，下列说法正确的是（ ）
A. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间
C. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
8．电影《流浪地球》深受观众喜爱，地球最后找到了新家园，是一颗质量比太阳大一倍的恒星，假设地球绕该恒星作匀速圆周运动，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的2倍．则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，说法正确的是（ ）
A．线速度是原来的 B．万有引力是原来的
C．向心加速度是原来的2倍 D．周期是原来的2倍
9．关于机械能，下列说法正确的是（ ）
A．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用
B．物体处于平衡状态时，机械能必守恒
C．一个系统所受合外力为零时，系统机械能守恒
D．物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒
10. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证
A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602
B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6
D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60
11．把A、 B两个相同小球在离地面同一高度处以大小相同的初速度v0，分别沿水平方向和竖直方向抛出,不计空气阻力,如图所示,则下列说法正确的是( )
A．A、 B落地时速度相同
B．A、 B落地时,重力的瞬时功率相同
C．从开始运动至落地,重力对A、 B做的功不同
D．从开始运动至落地,重力对A、 B做功的平均功率>
二、非选择题：共5题，共56分．，其中第13~16题解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
12．（10分）如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。
（1）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度，某同学对实验得到的纸带设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是__________。
A．用刻度尺测出重物下落的高度，由打点间隔数算出下落时间，通过计算出瞬时速度
B．用刻度尺测出重物下落的高度，并通过计算出瞬时速度
C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算得出高度
D．用刻度尺测出重物下落的高度，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度
（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出一条符合要求的纸带，如图乙所示。图乙中点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点、、、…、作为计数点，测出其中、、点距起始点的距离分别为、、。已知重物质量为，重力加速度为，打点计时器打点周期为。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下点到打下点的过程中，重物重力势能的减少量__________，动能的增加量__________（用题中所给字母表示）。
（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是__________。
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
(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，测量它们到起始点的距离，计算对应计数点的重物速度，描绘图像，并做如下判断：若图像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是否正确__________。
13. (10分)2020年7月23日,我国在中国文昌航天发射场,用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务天问一号探测器,开启了火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步.若将来的某天,宇航员随飞船登陆火星后,在火星的表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回抛出点.已知火星的半径为R,引力常量为G,飞船绕火星运动的周期为T,且把飞船绕火星的运动近似看作是匀速圆周运动.
(1) 试求火星的质量M.
(2) 求飞船绕火星运动的轨道半径r.
14.(9分)如图所示,轻杆长为L,一端固定于转轴O,另一端固定质量为m的小球.杆绕轴O在竖直平面内以角速度ω匀速转动,小球经过最高点时受杆的作用力向上.已知重力加速度为g.
(1) 求小球线速度的大小v.
(2) 求角速度ω的大小范围.
(3) 求小球从最低点运动半周到最高点的过程中,杆对球做功的平均功率.
15. (12分)如图所示,曲面AB与半径为r、内壁光滑的四分之一细圆管BC平滑连接于B点,管口B端切线水平,管口C端正下方直立一根轻弹簧,轻弹簧一端固定,另一端恰好与管口C端齐平.质量为m的小球(可视为质点)在曲面上某点由静止释放,进入管口B端时,上管壁对小球的作用力为mg.
(1) 求小球到达B点时的速度大小vB.
(2) 若释放点距B点高度为2r,求小球在曲面AB上运动时克服阻力所做的功W1.
(3) 小球通过BC后压缩弹簧,压缩弹簧过程中弹性势能的最大值为E,求弹簧被压缩的最大形变量x.
16．（15分）为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为、长为的粗糙倾斜轨道，通过水平轨道与半径为的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道，整个轨道除段以外都是光滑的．其中与轨道以微小圆弧相接，如图所示．一个质量的小物块以初速度从A点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C点时速度．
（1）求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小；
（2）求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功；
（3）为了使小物块不离开轨道，并从轨道滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件？
高一下学期物理期中复习模拟试卷（一）答案解析
1.C 【解析】神舟十一号轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据开普勒第三定律可知，组合体运动周期小于同步卫星的周期,故B错误C正确．宇航员处于完全失重状态，而非不受力状态，故A错误；天平在完全失重状态无法使用，故可以使用，D错误。
2．D【解析】地面到二层楼房顶的高度约为6m，竹蜻蜓从地面飞到二层楼房顶高处时，速度刚好为零，此过程中，根据动能定理得：
而在搓动过程中手对竹蜻蜓做的功等于竹蜻蜓获得的初动能，所以在搓动过程中手对竹蜻蜓做的功大于1.2J，故D正确．
3．A【解析】行星绕太阳做圆周运动时，由牛顿第二定律和圆周运动知识：由得向心加速度，由得速度，由于R金＜R地＜R火，所以a金＞a地＞a火，v金＞v地＞v火，选项A正确。
4. A【解析】在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、加速度、合外力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的．动能是标量，大小不变．故A正确，B、C、D错误．
5．C【解析】由于物体刚好到达C点，在C点只有重力提供向心力，，由最低点到C点由动能定理，C对；
6. A【解析】 从侧面缓慢推袋壁使它变形，水的重心升高，根据Ep=mgh，知重力势能增大．故A正确，B、C、D错误． 故选A．( )
7．A【解析】A．当发射速度大于第二宇宙速度时，探测器将脱离地球的引力在太阳系的范围内运动，火星在太阳系内，所以火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度，故A正确；
B．第二宇宙速度是探测器脱离地球的引力到太阳系中的临界条件，当发射速度介于地球的第一和第二宇宙速度之间时，探测器将围绕地球运动，故B错误；
C．万有引力提供向心力，则有解得第一宇宙速度为
所以火星第一宇宙速度为
所以火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，故C错误；
D． 万有引力近似等于重力，则有
解得星表面的重力加速度
所以火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，故D错误。故选A。
8．D【解析】9．D【解析】A、机械能守恒时，一定只有受重力和弹力对物体做功，但不一定只受重力和弹力作用，也可以受到其他力作用，不过其他力不做功，或做功的代数和为零，故A错误．
B、物体处于平衡状态时，动能不变，但重力势能可能变化，所以机械能不一定守恒，故B错误．
C、一个系统所受合外力为零时，加速度为零，速度不变，动能不变，但重力势能可能变化，所以机械能不一定守恒，故C错误．
D、物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒，如自由落体运动，故D正确．
故选：D
点评 机械能守恒的判断方法常用有两种：一是根据条件，明确是否只有重力或弹力做功；二是动能和势能的总和不变进行分析．
10. D【解析】A、设月球质量为M月，地球质量为M，苹果质量为m
则月球受到的万有引力为：
苹果受到的万有引力为：
由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误；
B、根据牛顿第二定律：，
整理可以得到：，故选项B正确；
C、在月球表面处：，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故选项C错误；
D、苹果在月球表面受到引力为：，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故选项D错误。
11．C【解析】A、两球分别做平抛运动和竖直上抛运动，初末位置的高度差相同，两球质量相同，则重力做功相同，C错误；
B、根据动能定理知，落地的速度大小相等，方向不同，A错误正确；
C、平抛运动落地时速度与竖直方向有夹角，根据知，重力的瞬时功率不同，B错误；
D、平抛运动的时间小于竖直上抛运动的时间，根据平均功率的定义式知，重力做功相同，，则重力对A、 B做功的平均功率>，D正确；
12．【解析】（1）ABC．不能用或来求速度，不能用求高度，否则默认了机械能守恒，失去验证的意义，故ABC不合理；
D．实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D合理。
（2）从打下点到打下点的过程中重物重力势能的减少量
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则点的瞬时速度
则动能的增加量为
（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，故BD正确，AC错误。
故选BD。
(4)该同学的判断依据不正确；在重物下落的过程中，若阻力恒定，根据
可得
则此时图像就是过原点的一条直线，所以要想通过图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近。
13.(1) (2) 【解析】(1) 设火星表面的重力加速度为g,由竖直上抛运动规律得t=,所以g=;在火星表面,万有引力近似等于重力,所以有=mg,联立上式,解得M=. (2) 设飞船的质量为m,飞船绕火星做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,所以有=mr,又由第(1)问计算结果有M=,联立可得r==.
14. (1) ωL (2) 0<ω< (3) 【解析】(1) v=ωr=ωL. (2) 小球在最高点时受杆作用力为0时的速度v=ωL=, ωm=,所以ω的大小范围为0<ω<. (3) W=mg·2L, t==,所以杆对球做功的平均功率==.
15. (1) (2) mgr (3) -2r 【解析】(1) 小球在B点受重力和轨道向下的压力,由合力提供向心力,可得F+mg=m,据题可得F=mg,解得vB=. (2) 小球从A滑到B,由动能定理有mg·2r-W1=m-0,解得W1=mgr. (3) 当弹簧的弹性势能最大时,小球的速度为0,小球运动到最低点.对小球从B到最低点的过程,由机械能守恒定律可知mg(r+x)+m=E,解得x=-2r.
16．解析（1）设小物块到达C点时受到的支持力大小为，
根据牛顿第二定律有，解得：
根据牛顿第三定律得，小物块对圆轨道压力的大小为
（2）小物块从A到C的过程中，根据动能定理有
解得
（3）设小物块进入圆轨道到达最高点时速度大小为，
为使小物块能通过圆弧轨道的最高点，则
小物块从圆轨道最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律有：
，当时，
联立解得
一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分．每小题只有一个选项符合题意．选对的得4 分，错选或不答的得 0 分．
1．如图所示，2016年10月19日，天宫二号空间实验室与神舟十一号载人飞船在距地面393公里的轨道高度交会对接成功．由此消息对比神舟十一号与地球同步卫星的认识，正确的是（ ）
A．神舟十一号载人飞船中宇航员没有受到力的作用
B．神舟十一号载人飞船的周期为24小时
C．神舟十一号载人飞船的周期小于同步卫星的周期
D．神舟十一号载人飞船中天平可以正常使用
2．竹蜻蜓是我国古代发明的一种儿童玩具，上世纪三十年代，人们根据竹蜻蜓原理设计了直升机的螺旋桨．如图所示，一小孩搓动质量为的竹蜻蜓，松开后竹蜻蜓能上升到二层楼房顶高处．在搓动过程中手对竹蜻蜓做的功可能是（ ）
A． B． C． D．
3. 金星、地球和火星绕太阳的公转可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a金、 a地、 a火,它们沿轨道运行的速率分别为v金、 v地、 v火.已知它们的轨道半径R金
C．v地>v火>v金 D．v火>v地>v金
4. 一个物体做匀速圆周运动,在运动过程中一定不发生变化的物理量是( )
A. 动能 B. 速度 C. 向心加速度 D. 合外力
5．如图所示，一个小球质量为m，静止在光滑的轨道上．现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C，则水平力对小球所做的功至少为（ ）
A． B． C． D．
6. 自然现象中蕴藏着许多物理知识,如图所示为一个盛水袋,某人从侧面缓慢推袋壁使它变形,则水的重力势能( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不能确定
7．我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，下列说法正确的是（ ）
A. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间
C. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
8．电影《流浪地球》深受观众喜爱，地球最后找到了新家园，是一颗质量比太阳大一倍的恒星，假设地球绕该恒星作匀速圆周运动，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的2倍．则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，说法正确的是（ ）
A．线速度是原来的 B．万有引力是原来的
C．向心加速度是原来的2倍 D．周期是原来的2倍
9．关于机械能，下列说法正确的是（ ）
A．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用
B．物体处于平衡状态时，机械能必守恒
C．一个系统所受合外力为零时，系统机械能守恒
D．物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒
10. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证
A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602
B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6
D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60
11．把A、 B两个相同小球在离地面同一高度处以大小相同的初速度v0，分别沿水平方向和竖直方向抛出,不计空气阻力,如图所示,则下列说法正确的是( )
A．A、 B落地时速度相同
B．A、 B落地时,重力的瞬时功率相同
C．从开始运动至落地,重力对A、 B做的功不同
D．从开始运动至落地,重力对A、 B做功的平均功率>
二、非选择题：共5题，共56分．，其中第13~16题解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
12．（10分）如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。
（1）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度，某同学对实验得到的纸带设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是__________。
A．用刻度尺测出重物下落的高度，由打点间隔数算出下落时间，通过计算出瞬时速度
B．用刻度尺测出重物下落的高度，并通过计算出瞬时速度
C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算得出高度
D．用刻度尺测出重物下落的高度，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度
（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出一条符合要求的纸带，如图乙所示。图乙中点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点、、、…、作为计数点，测出其中、、点距起始点的距离分别为、、。已知重物质量为，重力加速度为，打点计时器打点周期为。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下点到打下点的过程中，重物重力势能的减少量__________，动能的增加量__________（用题中所给字母表示）。
（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是__________。
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
(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，测量它们到起始点的距离，计算对应计数点的重物速度，描绘图像，并做如下判断：若图像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是否正确__________。
13. (10分)2020年7月23日,我国在中国文昌航天发射场,用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务天问一号探测器,开启了火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步.若将来的某天,宇航员随飞船登陆火星后,在火星的表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回抛出点.已知火星的半径为R,引力常量为G,飞船绕火星运动的周期为T,且把飞船绕火星的运动近似看作是匀速圆周运动.
(1) 试求火星的质量M.
(2) 求飞船绕火星运动的轨道半径r.
14.(9分)如图所示,轻杆长为L,一端固定于转轴O,另一端固定质量为m的小球.杆绕轴O在竖直平面内以角速度ω匀速转动,小球经过最高点时受杆的作用力向上.已知重力加速度为g.
(1) 求小球线速度的大小v.
(2) 求角速度ω的大小范围.
(3) 求小球从最低点运动半周到最高点的过程中,杆对球做功的平均功率.
15. (12分)如图所示,曲面AB与半径为r、内壁光滑的四分之一细圆管BC平滑连接于B点,管口B端切线水平,管口C端正下方直立一根轻弹簧,轻弹簧一端固定,另一端恰好与管口C端齐平.质量为m的小球(可视为质点)在曲面上某点由静止释放,进入管口B端时,上管壁对小球的作用力为mg.
(1) 求小球到达B点时的速度大小vB.
(2) 若释放点距B点高度为2r,求小球在曲面AB上运动时克服阻力所做的功W1.
(3) 小球通过BC后压缩弹簧,压缩弹簧过程中弹性势能的最大值为E,求弹簧被压缩的最大形变量x.
16．（15分）为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为、长为的粗糙倾斜轨道，通过水平轨道与半径为的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道，整个轨道除段以外都是光滑的．其中与轨道以微小圆弧相接，如图所示．一个质量的小物块以初速度从A点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C点时速度．
（1）求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小；
（2）求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功；
（3）为了使小物块不离开轨道，并从轨道滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件？
高一下学期物理期中复习模拟试卷（一）答案解析
1.C 【解析】神舟十一号轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据开普勒第三定律可知，组合体运动周期小于同步卫星的周期,故B错误C正确．宇航员处于完全失重状态，而非不受力状态，故A错误；天平在完全失重状态无法使用，故可以使用，D错误。
2．D【解析】地面到二层楼房顶的高度约为6m，竹蜻蜓从地面飞到二层楼房顶高处时，速度刚好为零，此过程中，根据动能定理得：
而在搓动过程中手对竹蜻蜓做的功等于竹蜻蜓获得的初动能，所以在搓动过程中手对竹蜻蜓做的功大于1.2J，故D正确．
3．A【解析】行星绕太阳做圆周运动时，由牛顿第二定律和圆周运动知识：由得向心加速度，由得速度，由于R金＜R地＜R火，所以a金＞a地＞a火，v金＞v地＞v火，选项A正确。
4. A【解析】在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、加速度、合外力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的．动能是标量，大小不变．故A正确，B、C、D错误．
5．C【解析】由于物体刚好到达C点，在C点只有重力提供向心力，，由最低点到C点由动能定理，C对；
6. A【解析】 从侧面缓慢推袋壁使它变形，水的重心升高，根据Ep=mgh，知重力势能增大．故A正确，B、C、D错误． 故选A．( )
7．A【解析】A．当发射速度大于第二宇宙速度时，探测器将脱离地球的引力在太阳系的范围内运动，火星在太阳系内，所以火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度，故A正确；
B．第二宇宙速度是探测器脱离地球的引力到太阳系中的临界条件，当发射速度介于地球的第一和第二宇宙速度之间时，探测器将围绕地球运动，故B错误；
C．万有引力提供向心力，则有解得第一宇宙速度为
所以火星第一宇宙速度为
所以火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，故C错误；
D． 万有引力近似等于重力，则有
解得星表面的重力加速度
所以火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，故D错误。故选A。
8．D【解析】9．D【解析】A、机械能守恒时，一定只有受重力和弹力对物体做功，但不一定只受重力和弹力作用，也可以受到其他力作用，不过其他力不做功，或做功的代数和为零，故A错误．
B、物体处于平衡状态时，动能不变，但重力势能可能变化，所以机械能不一定守恒，故B错误．
C、一个系统所受合外力为零时，加速度为零，速度不变，动能不变，但重力势能可能变化，所以机械能不一定守恒，故C错误．
D、物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒，如自由落体运动，故D正确．
故选：D
点评 机械能守恒的判断方法常用有两种：一是根据条件，明确是否只有重力或弹力做功；二是动能和势能的总和不变进行分析．
10. D【解析】A、设月球质量为M月，地球质量为M，苹果质量为m
则月球受到的万有引力为：
苹果受到的万有引力为：
由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误；
B、根据牛顿第二定律：，
整理可以得到：，故选项B正确；
C、在月球表面处：，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故选项C错误；
D、苹果在月球表面受到引力为：，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故选项D错误。
11．C【解析】A、两球分别做平抛运动和竖直上抛运动，初末位置的高度差相同，两球质量相同，则重力做功相同，C错误；
B、根据动能定理知，落地的速度大小相等，方向不同，A错误正确；
C、平抛运动落地时速度与竖直方向有夹角，根据知，重力的瞬时功率不同，B错误；
D、平抛运动的时间小于竖直上抛运动的时间，根据平均功率的定义式知，重力做功相同，，则重力对A、 B做功的平均功率>，D正确；
12．【解析】（1）ABC．不能用或来求速度，不能用求高度，否则默认了机械能守恒，失去验证的意义，故ABC不合理；
D．实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故D合理。
（2）从打下点到打下点的过程中重物重力势能的减少量
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则点的瞬时速度
则动能的增加量为
（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，故BD正确，AC错误。
故选BD。
(4)该同学的判断依据不正确；在重物下落的过程中，若阻力恒定，根据
可得
则此时图像就是过原点的一条直线，所以要想通过图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近。
13.(1) (2) 【解析】(1) 设火星表面的重力加速度为g,由竖直上抛运动规律得t=,所以g=;在火星表面,万有引力近似等于重力,所以有=mg,联立上式,解得M=. (2) 设飞船的质量为m,飞船绕火星做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,所以有=mr,又由第(1)问计算结果有M=,联立可得r==.
14. (1) ωL (2) 0<ω< (3) 【解析】(1) v=ωr=ωL. (2) 小球在最高点时受杆作用力为0时的速度v=ωL=, ωm=,所以ω的大小范围为0<ω<. (3) W=mg·2L, t==,所以杆对球做功的平均功率==.
15. (1) (2) mgr (3) -2r 【解析】(1) 小球在B点受重力和轨道向下的压力,由合力提供向心力,可得F+mg=m,据题可得F=mg,解得vB=. (2) 小球从A滑到B,由动能定理有mg·2r-W1=m-0,解得W1=mgr. (3) 当弹簧的弹性势能最大时,小球的速度为0,小球运动到最低点.对小球从B到最低点的过程,由机械能守恒定律可知mg(r+x)+m=E,解得x=-2r.
16．解析（1）设小物块到达C点时受到的支持力大小为，
根据牛顿第二定律有，解得：
根据牛顿第三定律得，小物块对圆轨道压力的大小为
（2）小物块从A到C的过程中，根据动能定理有
解得
（3）设小物块进入圆轨道到达最高点时速度大小为，
为使小物块能通过圆弧轨道的最高点，则
小物块从圆轨道最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律有：
，当时，
联立解得
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