2023-2024学年黑龙江省哈尔滨市尚志中学高一（下）期中物理试卷

这是一份2023-2024学年黑龙江省哈尔滨市尚志中学高一（下）期中物理试卷，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．物体做匀速圆周运动时，合力一定是恒力
B．作用力做正功，反作用力一定做负功
C．相互作用的一对静摩擦力做功之和一定为0
D．引力常量G 的单位是N•kg2/m2
2．（4分）有关功与能的下列说法中正确的是（ ）
A．功是能量转化的量度，功的正负表示大小
B．重力势能具有相对性和系统性，势能的正负表示大小
C．沿竖直方向用手加速向上提水桶时，拉力做的功等于水桶重力势能的增加量
D．坐升降电梯上楼时，电梯对人做的功等于人动能的增加量
3．（4分）“嫦娥五号”在月球表面释放出“玉兔”号月球车开展探测工作，若该月球车在地球表面的重力为G1，在月球表面的重力为G2，已知地球半径为R1，月球半径为R2，地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为（ ）
A．B．
C．D．
4．（4分）2016年9月15日，我国的空间实验室天宫二号在酒泉成功发射．9月16日，天宫二号在椭圆轨道Ⅰ的远地点A开始变轨，变轨后在圆轨道Ⅱ上运行，如图所示，A点离地面高度约为380km，地球同步卫星离地面高度约为36000km．若天宫二号变轨前后质量不变，则下列说法正确的是（ ）
A．天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定大于7.9km/s
B．天宫二号在轨道Ⅰ上运行的周期可能大于在轨道Ⅱ上运行的周期
C．天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过近地点B的速度一定大于Ⅱ轨道的速度
D．天宫二号在轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ机械能减少
5．（4分）如图所示为电动车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，电动车受到的阻力大小恒定，则下列说法中正确的是（ ）
A．0～t1时间内电动车做匀加速运动且功率恒定
B．t1～t2时间内电动车牵引力做功
C．t1～t2时间内电动车的平均速度为
D．在全过程中，t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2～t3时间内牵引力最小
6．（4分）如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度大小为，在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员减少的重力势能全部转化为动能
B．运动员获得的动能为
C．摩擦力对运动员做功为
D．下滑过程中系统减少的机械能为
7．（4分）雨滴在高空形成后，由静止开始沿竖直方向下落，雨滴受到空气阻力的大小与雨滴的速度大小成正比。设下落过程中雨滴的质量不变，雨滴下落过程中，下列关于雨滴的速度v、重力势能Ep（以地面为零势能点）、动能Ek、机械能E与时间t或位移x的图像，可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
8．（4分）如图所示，质量均为m的小滑块P、Q通过铰链用长为L的轻杆连接，P套在固定的竖直光滑杆上，Q放在光滑水平地面上，轻杆与竖直方向夹角α＝30°。原长为L的轻弹簧水平放置，右端与Q相连，左端固定在竖直杆O点上.P由静止释放，下降到最低点时α变为60°。整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则P下降过程中（ ）
A．P、Q组成的系统机械能守恒
B．P、Q的速度大小始终相等
C．弹簧弹性势能最大值为mgL
D．P达到最大动能时，Q受到地面的支持力大小为mg
二、多选题（6分*3）
（多选）9．（6分）如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小F阻不变，则下列说法正确的是（ ）
A．重力做功为mgL
B．悬线的拉力做功为0
C．空气阻力做功为﹣mgL
D．空气阻力做功为F阻πL
（多选）10．（6分）如图所示，质量为m的滑块，可视为质点，从h高处的a点沿倾斜轨道ab滑入水平轨道bc（两轨道平滑连接），滑块与倾斜轨道及水平轨道间的动摩擦因数相同。滑块在a、c两点时的速度大小均为0，ab长度与bc长度相等。空气阻力不计，则滑块从a到c的运动过程中（ ）
A．滑块的动能先变大后变小
B．滑块在bc过程克服阻力做的功一定等于
C．滑块经b点时的动能小于
D．滑块经b点时的动能大于
（多选）11．（6分）如图所示，倾斜传送带以恒定速率顺时针转动。将一质量为m的小物体P（可视为质点）轻放在A处，小物体P到达B处时恰好与传送带共速；再将另一质量也为m的小物体Q（可视为质点）轻放在A处，小物体Q在传送带上到达B处之前已与传送带共速，之后和传送带一起匀速到达B处。则P、Q两个物体从A到B的过程中（ ）
A．物体P与传送带间的动摩擦因数较小
B．传送带对P、Q两物体做功相等
C．传送带因传送物体而多消耗的电能相等
D．P、Q两个物体与传送带间因摩擦产生的热量相等
三、实验题（每空3分共12分）
12．（12分）某实验小组用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，现有的器材：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锺、米尺、天平，回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有： 。（填入正确选项前的字母）
A．秒表
B．0～220V的交流电源
C．0～12V的交流电源
（2）实验中得到一条点迹清晰的完整纸带如图2所示，纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值，已知打点计时器的打点周期为0.02s，重物质量为1kg，当地重力加速度为g＝9.80m/s2。
①在打点计时器打O点至B点过程中，重物动能增加量ΔEk＝ J，重物重力势能减少量ΔEp＝ J（计算结果均保留3位有效数字）。
②对于该实验，下列操作中对减少实验误差有利的有 。
A．两限位孔在同一竖直线上
B．重物选用质量较大的大木球
C．释放重物时，重物离打点计时器远些
D．重物速度用v来求
四、解答题
13．（10分）如图所示，水平圆形转台绕过圆心的竖直转轴转动，转台半径R＝1m，在转台的边缘放置物体A（可看作质点），A与转台之间动摩擦因数μ＝0.4．（g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
（1）随着转台转速的增加，物体A即将发生滑动时所对应的角速度ω1；
（2）现将一根长L＝2.5m的轻绳一段固定在转台边缘，另一端与物体B相连，轻绳能够承受的最大拉力Tm＝25N，物体B（可看作质点）的质量为mB＝1.5kg，让转台从静止缓慢加速，为防止A、B两物体脱落转台所对应的最大角速度ω。（sin53°＝0.8，cs53°＝0.6）
14．（12分）2007年10月24日，我国“嫦娥一号”探月卫星成功发射．“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．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．
15．（16分）如图所示，在光滑水平台面上，一个质量m＝1kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住。现打开锁扣K，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC。已知A、B的高度差h＝0.8m，水平距离s＝1.2m，圆弧轨道的半径R＝1m，C点在圆弧轨道BC的圆心O的正下方，并与水平地面上长为L＝2m的粗糙直轨道CD平滑连接，小物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，空气阻力忽略不计。试求：
（1）求释放时的弹性势能；
（2）若小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹，且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道CD间，那么小物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ应满足什么条件。
2023-2024学年黑龙江省哈尔滨市尚志中学高一（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
二．多选题（共3小题）
一、单选题（4分*8）
1．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．物体做匀速圆周运动时，合力一定是恒力
B．作用力做正功，反作用力一定做负功
C．相互作用的一对静摩擦力做功之和一定为0
D．引力常量G 的单位是N•kg2/m2
【分析】力做功的正负即决于力和位移的方向关系；根据摩擦力的性质以及作用力和反作用力的性质可以判断两力做功的情况。
【解答】解：A、物体做匀速圆周运动时，合力作为向心力，始终指向圆心，力的方向一直在变化，一定是变力，故A错误；
B、作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功，当相互作用的两物体静止时，作用力与反作用力做功为零，故B错误；
C、一对相互作用的静摩擦力作用在不同的物体上，等大、反向、共线；两个物体相对静止，相对与参考系的位移一定相同，故一对静摩擦力做的功一定等大、一正一负；故一对静摩擦力对系统做功代数和为零，故C正确；
D、两个质点之间的万有引力：F＝G，力的单位是N，质量的单位是kg，距离的单位是m，所以引力常量G的单位是N•m2/kg2，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查相互作用的物体之间力的做功情况；对于作用力和反作力要注意掌握其基本性质，再在性质的基础之上运用实例进行分析判断即可。
2．（4分）有关功与能的下列说法中正确的是（ ）
A．功是能量转化的量度，功的正负表示大小
B．重力势能具有相对性和系统性，势能的正负表示大小
C．沿竖直方向用手加速向上提水桶时，拉力做的功等于水桶重力势能的增加量
D．坐升降电梯上楼时，电梯对人做的功等于人动能的增加量
【分析】由功的意义以及能量守恒定律求解。
【解答】解：A.功是能量转化的量度，功的正负表示动力做功还是阻力做功，不表示功的大小，故A错误；
B.重力势能具有相对性和系统性，势能的正负表示大小，故B正确；
C.竖直方向用手加速向上提水桶时，根据能量守恒可知，拉力做的功等于水桶重力势能的增加量和动能增加量之和，故C错误；
D.坐升降电梯上楼时，电梯对人做的功等于人动能的增加量和重力势能增加量之和，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查的是常见力做功与相应能量转化，解题的关键就是要知道功是能量转化的量度以及能量守恒定律。
3．（4分）“嫦娥五号”在月球表面释放出“玉兔”号月球车开展探测工作，若该月球车在地球表面的重力为G1，在月球表面的重力为G2，已知地球半径为R1，月球半径为R2，地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为（ ）
A．B．
C．D．
【分析】探测器在月球和地球上质量不变，求出在地球和月球的重力加速度，根据重力等于万有引力求质量，根据公式，求第一宇宙速度。
【解答】解：忽略星球自转时，在星球表面的物体的重力等于万有引力，则有：

由万有引力提供近地卫星的向心力得：

联立解得星球的第一宇宙速度为：

又有：G＝mg
地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为
，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】题考查了万有引力定律在天体运动中的应用，解题的基本规律是万有引力提供向心力，在星球表面重力近似等于万有引力，记住第一宇宙速度公式。
4．（4分）2016年9月15日，我国的空间实验室天宫二号在酒泉成功发射．9月16日，天宫二号在椭圆轨道Ⅰ的远地点A开始变轨，变轨后在圆轨道Ⅱ上运行，如图所示，A点离地面高度约为380km，地球同步卫星离地面高度约为36000km．若天宫二号变轨前后质量不变，则下列说法正确的是（ ）
A．天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定大于7.9km/s
B．天宫二号在轨道Ⅰ上运行的周期可能大于在轨道Ⅱ上运行的周期
C．天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过近地点B的速度一定大于Ⅱ轨道的速度
D．天宫二号在轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ机械能减少
【分析】根据v比较天宫二号在轨道Ⅱ上运行速度与第一宇宙速度的关系，结合变轨原理分析天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度与第一宇宙速度的关系。根据开普勒第三定律分析周期关系。结合变轨原理分析天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过近地点B的速度与Ⅱ轨道的速度的关系。根据变轨原理分析机械能的变化。
【解答】解：A、根据v可知，天宫二号在轨道Ⅱ上运行速度小于在近地轨道上运行速度，即小于7.9km/s。从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在A点必须加速，则天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定小于Ⅱ轨道的速度，所以天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定小于7.9km/s，故A错误；
B、轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，由开普勒第三定律k知，天宫二号在轨道Ⅰ上运行的周期一定小于在轨道Ⅱ上运行的周期，故B错误；
C、从近地轨道变轨到轨道Ⅰ上，在B点必须加速，所以天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过近地点B的速度一定大于第一宇宙速度7.9km/s，则天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过近地点B的速度一定大于Ⅱ轨道的速度，故C正确；
D、天宫二号在轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ要加速，机械能增加，故D错误。
故选：C。
【点评】本题的关键要卫星变轨原理，能根据v分析不同圆轨道速度大小，结合变轨原理分析圆轨道与椭圆轨道速度大小。
5．（4分）如图所示为电动车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，电动车受到的阻力大小恒定，则下列说法中正确的是（ ）
A．0～t1时间内电动车做匀加速运动且功率恒定
B．t1～t2时间内电动车牵引力做功
C．t1～t2时间内电动车的平均速度为
D．在全过程中，t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2～t3时间内牵引力最小
【分析】在速度—时间图像中倾斜的直线表示匀变速直线运动，而水平的直线表示匀速直线运动，曲线表示变速直线运动；由图像可知物体的运动情况，由P﹣Fv可知，牵引力的变化；由动能定理可知牵引力所做的功。
【解答】解：A、0～t1时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，因故牵引力恒定，由P＝Fv可知，汽车的牵引力的功率均匀增大，故A错误；
B、t1～t2时间内动能的变化量为，而在运动中受牵引力及阻力，故牵引力做功一定大于为，故B错误；
C、t1～t2时间内，若图像为直线时，平均速度为（v1+v2），而现在图像为曲线，故图像的面积大于直线时的面积，即位移大于直线时的位移，故平均速度大于为（v1+v2），故C错误；
D、由P＝Fv及运动过程可知，t1时刻物体的牵引力最大，此后功率不变，而速度增大，故牵引力减小，而t2～t3时间内，物体做匀速直线运动，物体的牵引力最小，故D正确；
故选：D。
【点评】本题由图像确定物体的运动情况，由P＝Fv可分析牵引力及功率的变化。
6．（4分）如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度大小为，在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员减少的重力势能全部转化为动能
B．运动员获得的动能为
C．摩擦力对运动员做功为
D．下滑过程中系统减少的机械能为
【分析】运动员减少的重力势能转化为动能和内能．由牛顿第二定律可求得合外力，则可求得合力所做的功；则由动能定理可求得动能的变化量，分析人在运动过程中的受力及各力做功情况，求得摩擦力；由摩擦力做功可求得机械能的变化量．
【解答】解：A、人在下滑过程中受到重力、支持力及摩擦力的作用，存在摩擦生热，所以运动员减少的重力势能转化为动能和内能，故A错误；
B、由牛顿第二定律可知，人受到的合力F＝mamg，合力的功W＝Fsmgmgh；由动能定理可知，运动员获得的动能为mgh；故B错误；
C、物体合外力F＝mgsinθ﹣Ffmg，故摩擦力大小为 Ff＝mgsin30°mgmg；运动员克服摩擦力所做的功Wfmgmgh，摩擦力对运动员做功mgh，故C错误；
D、根据功能关系知，运动员克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，故机械能减小了mgh；故D正确。
故选：D。
【点评】在理解功能关系时应抓住：重力做功等于重力势能的变化量，摩擦力做功等于机械能的改变量，而合力做功等于动能的变化量．
7．（4分）雨滴在高空形成后，由静止开始沿竖直方向下落，雨滴受到空气阻力的大小与雨滴的速度大小成正比。设下落过程中雨滴的质量不变，雨滴下落过程中，下列关于雨滴的速度v、重力势能Ep（以地面为零势能点）、动能Ek、机械能E与时间t或位移x的图像，可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】A、雨滴受到空气阻力，雨滴下落过程中速度越来越大，所受阻力越来越大，当重力与阻力大小相等后，雨滴匀速下落；
B、根据速度的变化情况分析重力势能的变化；
C、根据速度的变化情况分析动能的变化；
D、根据速度的变化情况分析机械能的变化。
【解答】解：A．设空气阻力为f＝kv，根据牛顿第二定律mg﹣f＝ma，即mg﹣kv＝ma，可知由静止开始沿竖直方向下落，速度增大，加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，所以速度—时间图像的斜率应该减小，故A错误；
B．雨滴下落的过程，速度越来越大，重力势能减小得越来越快，所以图像斜率应增大，直到重力与阻力等大反向，速度不再变化，重力势能的变化率不变，图像斜率为一条直线倾斜向下至0，故B错误；
C．雨滴下落的过程，速度越来越大，动能越来越大，直到重力与阻力等大反向，合力为零，速度不再增大，动能不再增大，所以图像斜率减小到零后不变，故C正确；
D．雨滴下落的过程，速度越来越大，阻力增大，机械能减小的越来越快，所以图像斜率应增大，故D错误。
故选：C。
【点评】重点要清楚速度的变化情况，由此分析重力势能、动能及机械能的变化。
8．（4分）如图所示，质量均为m的小滑块P、Q通过铰链用长为L的轻杆连接，P套在固定的竖直光滑杆上，Q放在光滑水平地面上，轻杆与竖直方向夹角α＝30°。原长为L的轻弹簧水平放置，右端与Q相连，左端固定在竖直杆O点上.P由静止释放，下降到最低点时α变为60°。整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则P下降过程中（ ）
A．P、Q组成的系统机械能守恒
B．P、Q的速度大小始终相等
C．弹簧弹性势能最大值为mgL
D．P达到最大动能时，Q受到地面的支持力大小为mg
【分析】只有重力或弹簧弹力做功时，物体系统的机械能保持不变，要注意研究对象的选取，来分析机械能是否守恒；根据P、Q沿轻杆方向的分速度相等列式，分析两者速度大小关系，结合速度方向关系分析速度是否相同；根据系统机械能守恒可知P下降到最低点时弹性势能最大，由机械能守恒可求解弹簧弹性势能最大值，对P、Q整体，在竖直方向上根据牛顿第二定律可分析Q受到地面的支持力大小。
【解答】解：A、根据能量守恒知，小滑块P、Q、弹簧组成的系统机械能守恒，而P、Q组成的系统机械能不守恒，故A错误；
B、在下滑过程中，根据速度的合成与分解可知vPcsα＝vQsinα，解得：vP＝vQtanα，由于α变化，故P、Q的速度大小不相同，故B错误；
C、根据系统机械能守恒可得：EP＝mgL（cs30°﹣cs60°），弹性势能的最大值为：EPmgL，故C正确；
D、P由静止释放，P开始向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，P的速度达到最大，此时动能最大，对PQ和弹簧组成的整体受力分析，在竖直方向，根据牛顿第二定律可得：FN﹣2mg＝m•0+m•0，解得：FN＝2mg，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了机械能守恒定律、功能关系、牛顿第二定律，要求熟练分析运动过程和受力情况，结合能量关系、运动的合成与分解等进行解答。
二、多选题（6分*3）
（多选）9．（6分）如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小F阻不变，则下列说法正确的是（ ）
A．重力做功为mgL
B．悬线的拉力做功为0
C．空气阻力做功为﹣mgL
D．空气阻力做功为F阻πL
【分析】重力做功与初末位置的高度差有关；根据功的计算公式可以求出重力、拉力与空气阻力的功。
【解答】解：A.重力做功与初末位置的高度差有关，摆球从A点运动到B点的过程中，竖直方向运动的位移为L，所以重力做的功为：WG＝mgL，故A正确；
B、因为拉力在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即W＝0，故B正确；
CD、f所做的总功等于每个小弧段上f所做功的代数和，即，故C错误，D正确。故选：ABD。
【点评】本题考查功的计算，要明确各力做功的特点，如重力做功等于重力与所在位置高度差的乘积，而空气阻力做功等于力与路程的乘积。
（多选）10．（6分）如图所示，质量为m的滑块，可视为质点，从h高处的a点沿倾斜轨道ab滑入水平轨道bc（两轨道平滑连接），滑块与倾斜轨道及水平轨道间的动摩擦因数相同。滑块在a、c两点时的速度大小均为0，ab长度与bc长度相等。空气阻力不计，则滑块从a到c的运动过程中（ ）
A．滑块的动能先变大后变小
B．滑块在bc过程克服阻力做的功一定等于
C．滑块经b点时的动能小于
D．滑块经b点时的动能大于
【分析】滑块在a、c两点时的速度大小均为0，知滑块先加速后减速。对全程运用动能定理，求出全程阻力做的功，根据ab段、bc段摩擦力的大小比较两段做的功，从而得出bc段克服摩擦力做的功。再根据动能定理求出b的动能。
【解答】解：A．由题意可知，滑块在a、c两点时的速度大小均是0，则滑块从a到c的运动中，先加速后减速，则有滑块的动能先变大后变小，故A正确；
B．整个的过程中只有重力和摩擦力整个，对全程由动能定理可得mgh﹣Wf＝0
则有全程滑块克服阻力做功Wf＝mgh
设斜轨道ab的倾斜角为θ，则滑块在ab段受的滑动摩擦力大小为μmgcsθ，小于在bc段受的滑动摩擦力μmg，ab长度与bc长度相等，则滑块在bc过程克服阻力做的功一定大于，故B错误；
CD．设滑块经b点时的速度为v，在ab段由动能定理，则
可知
在bc段由动能定理，则有
因为Wf＝Wfab+Wfbc＝mgh
结合B的分析可知Wfab＜Wfbc
则有
则有滑块经b点时的动能大于，故C错误，D正确。
故选：AD。
【点评】解决本题的关键知道ab段所受的摩擦力大于bc段，以及能够灵活运用动能定理。运用动能定理解题时需确定研究的过程。
（多选）11．（6分）如图所示，倾斜传送带以恒定速率顺时针转动。将一质量为m的小物体P（可视为质点）轻放在A处，小物体P到达B处时恰好与传送带共速；再将另一质量也为m的小物体Q（可视为质点）轻放在A处，小物体Q在传送带上到达B处之前已与传送带共速，之后和传送带一起匀速到达B处。则P、Q两个物体从A到B的过程中（ ）
A．物体P与传送带间的动摩擦因数较小
B．传送带对P、Q两物体做功相等
C．传送带因传送物体而多消耗的电能相等
D．P、Q两个物体与传送带间因摩擦产生的热量相等
【分析】小物体P从底端上升到顶端B处速度与传送带速度相同，小物体Q在传送带上到达B处之前已与传送带共速，两种过程，初速度、末速度相等，位移不同，由运动学公式列式比较加速度的大小，由牛顿第二定律比较动摩擦因数的大小。在小物体从A到B的过程中，根据两个物体增加的机械能关系，由功能关系分析传送带对P、Q两物体做功关系。根据运动学公式和牛顿第二定律相结合分析两个物体与传送带间相对位移关系，再分析因摩擦产生的热量关系，最后分析传送带因传送物体而多消耗的电能关系。
【解答】解：A、小物体开始阶段在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为：
根据题意可知，在小物体与传送带达到共速v的过程，小物体P在传送带上运动的位移x较大，根据运动学公式得：
则知小物体P在传送带上加速时的加速度较小，由a＝μgcsθ﹣gsinθ知物体P与传送带间的动摩擦因数较小，故A正确；
B、在小物体从A到B的过程中，根据功能关系可知，传送带对小物体做的功等于小物体机械能的增加量。由题意可知，两小物体质量相等，两小物体增加的动能和重力势能均相等，则两小物体增加的机械能相等，所以传送带对P、Q两物体做功相等，故B正确；
CD、小物体匀加速阶段所用时间为：，小物体匀加速阶段与传送带间发生的相对位移为：
故小物体与传送带间因摩擦产生的热量为：。
因物体P与传送带间的动摩擦因数较小，则小物体P与传送带间因摩擦产生的热量较大。又由于两物块增加的机械能相同，所以根据能量守恒可知，传送带因传送物体P而多消耗的电能较多，故CD错误。
故选：AB。
【点评】解决该题关键要能够对物块进行受力分析，运用运动学公式和牛顿第二定律找出相对位移和摩擦力的关系。要注意传送带消耗电能和摩擦生热的关系及求法。
三、实验题（每空3分共12分）
12．（12分）某实验小组用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，现有的器材：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锺、米尺、天平，回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有： B 。（填入正确选项前的字母）
A．秒表
B．0～220V的交流电源
C．0～12V的交流电源
（2）实验中得到一条点迹清晰的完整纸带如图2所示，纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值，已知打点计时器的打点周期为0.02s，重物质量为1kg，当地重力加速度为g＝9.80m/s2。
①在打点计时器打O点至B点过程中，重物动能增加量ΔEk＝ 7.61 J，重物重力势能减少量ΔEp＝ 7.63 J（计算结果均保留3位有效数字）。
②对于该实验，下列操作中对减少实验误差有利的有 A 。
A．两限位孔在同一竖直线上
B．重物选用质量较大的大木球
C．释放重物时，重物离打点计时器远些
D．重物速度用v来求
【分析】（1）通过的实验的原理确定测量的物理量，从而确定所需的器材；
（2）①纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值；
②根据实验原理，结合实验中的注意事项后分析解答。
【解答】解：（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表；电火花计时器要用0～220V的交流电源，选项AC错误，B正确。
故选：B
（2）①打B点时对应重物的速度为vBm/s＝3.90m/s，所以在打点计时器打O点至B点过程中，重物动能增加量为：ΔEkJ＝7.61J。
根据重力做功与重力势能变化的关系可得重力势能的减少量为：ΔEp＝mghOB＝1×9.8×77.90×10﹣2J＝7.63J
②A、两限位孔在同一竖直线，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，选项A正确；
B．实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，从而减小实验误差，选项B错误；
C．释放重物前，为更有效的利用纸带，重物离打点计时器下端近些，选项C错误；
D．重物速度不能用v来求，否则就间接应用了机械能守恒定律，选项D错误。
故选：A
故答案为：（1）B；（2）①7.61、7.63； ②A
【点评】实验原理是实验的核心，明确实验原理是解决有关实验问题的关键，根据实验原理来选择器材，安排操作步骤和处理数据等等。
四、解答题
13．（10分）如图所示，水平圆形转台绕过圆心的竖直转轴转动，转台半径R＝1m，在转台的边缘放置物体A（可看作质点），A与转台之间动摩擦因数μ＝0.4．（g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
（1）随着转台转速的增加，物体A即将发生滑动时所对应的角速度ω1；
（2）现将一根长L＝2.5m的轻绳一段固定在转台边缘，另一端与物体B相连，轻绳能够承受的最大拉力Tm＝25N，物体B（可看作质点）的质量为mB＝1.5kg，让转台从静止缓慢加速，为防止A、B两物体脱落转台所对应的最大角速度ω。（sin53°＝0.8，cs53°＝0.6）
【分析】（1）即将滑动说明最大静摩擦力提供向心力，列向心力公式计算；
（2）根据受力分析在水平和竖直方向建立方程，计算出绳子拉断瞬间的角速度，比较角速度大小。
【解答】解：（1）物体A即将滑动时，根据向心力公式有：

解得：ω1＝2rad/s
（2）设绳子即将被拉断瞬间绳与竖直方向夹角为θ，对B竖直方向有：Tmcsθ＝mBg，解得θ＝53
对B水平方向有：，解得：
由于ω2＞ω1转台所对应的最大角速度为：ω＝ω1＝2rad/s
【点评】本题考查水平面圆周运动和圆锥摆运动组合问题，会分析各自的哪些力提供了向心力，列向心力公式计算。
14．（12分）2007年10月24日，我国“嫦娥一号”探月卫星成功发射．“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．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．
【分析】研究“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量．
忽略月球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式．
根据密度的公式进行求解．
【解答】解：（1）研究“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：

得：
（2）忽略月球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：
月球表面：mg
（3）
得：
答：（1）月球的质量M是；
（2）月球表面的重力加速度g是；
（3）月球的密度ρ是．
【点评】向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．
运用万有引力提供向心力列出等式．
万有引力定律得应用要结合圆周运动的知识解决问题．
15．（16分）如图所示，在光滑水平台面上，一个质量m＝1kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住。现打开锁扣K，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC。已知A、B的高度差h＝0.8m，水平距离s＝1.2m，圆弧轨道的半径R＝1m，C点在圆弧轨道BC的圆心O的正下方，并与水平地面上长为L＝2m的粗糙直轨道CD平滑连接，小物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，空气阻力忽略不计。试求：
（1）求释放时的弹性势能；
（2）若小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹，且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道CD间，那么小物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ应满足什么条件。
【分析】（1）物块滑离平台后做平抛运动，根据平抛运动规律求解小物块运动到平台末端A的速度大小v，根据能量守恒求解弹簧被锁扣锁住时所储存的弹性势能E；
（2）若小物块恰能与墙壁相碰，根据功能关系求解动摩擦因数：若恰不从B飞出，根据功能关系求解动摩擦因数：若从BC滑回恰好不与墙壁发生二次碰撞，根据功能关系求解动摩擦因数，由此得到小物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ应满足的条件。
【解答】解：（1）根据平抛运动特点，可得

v0t＝s
解得
v0＝3m/s
根据能量守恒，有

解得：Ep＝4.5J
（2）运动到B点时，竖直方向速度为vy，则有

解得
vy＝4m/s
则有

得到：θ＝53°
B、C两点的高度差为
hBC＝R﹣Rcs53°
解得hBC＝0.4m
若小物体恰能与墙壁相碰，根据能量守恒有
Ep+mg（h+hBC）＝μ1mgL
解得
若恰不从B飞出，根据能量守恒有
Ep+mgh＝2μ2mgL
解得

若从BC滑回恰好不与墙壁发生二次碰撞，根据能量守恒有
Ep+mg（h+hBC）＝3μ3mgL
解得

综上，可得
。
答：（1）释放时的弹性势能为4.5J。
（2）小物块与墙壁碰撞后以原速率反弹，且只会与墙壁发生一次碰撞并最终停在轨道CD间，那么小物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ应
。
【点评】本题主要是考查功能关系、平抛运动的规律等，关键要弄清楚物块的运动情况和受力情况、能量的转化情况等，把握隐含的临界条件，根据功能关系、平抛运动的规律求解。
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答案
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ABD
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