第1頁（共1頁）2024-2025學(xué)年北京市通州區(qū)高一（下）期末物理試卷一、單項選擇題（本題共20小題。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是最符合題意的。每小題0分，共60分）請閱讀下述文字，完成下列5題。如圖所示，運動員將質(zhì)量為m的足球從水平地面上位置1以速度v0踢出，足球經(jīng)過最高點（位置2），落在地面上位置3，位置2距離地面的高度為h，1與2和2與3間的水平距離不等。重力加速度為g。1．（3分）足球由位置1運動到位置2，重力做功為（）A．mgh B．﹣mgh C．0 D．2mgh2．（3分）足球由位置1運動到位置2，足球的重力勢能（）A．增加mgh B．減少mgh C．不變 D．增加2mgh3．（3分）足球在位置1、2、3處的動能分別為Ek1、Ek2、Ek3，下列判斷正確的是（）A．Ek1＞Ek3 B．Ek1＜Ek3 C．Ek1＝Ek3 D．Ek1﹣Ek2＜Ek2﹣Ek34．（3分）若足球的質(zhì)量m＝400g、h＝5m、在位置2的速度v＝20m/s，g取10m/s2，則運動員踢球時對足球做功為（）A．20J B．80J C．100J D．大于100J5．（3分）足球由位置1運動到位置2再運動到位置3的過程中，關(guān)于足球與地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能，下列說法正確的是（）A．守恒 B．不守恒 C．只有從位置1運動到位置2的過程中機(jī)械能守恒 D．無法確定請閱讀下述文字，完成下列5題。A、B兩物體的質(zhì)量之比mA：mB＝2：1，它們僅受摩擦力作用，且以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運動，直到停止，其v﹣t圖像如圖所示。6．（3分）此過程中，A、B兩物體的初動能之比為（）A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．1：47．（3分）此過程中，A、B兩物體受到的摩擦力做功之比為（）A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．1：48．（3分）此過程中，A、B兩物體運動的位移之比為（）A．1：2 B．2：1 C．4：1 D．1：49．（3分）此過程中，A、B兩物體受到的摩擦力之比為（）A．1：2 B．2：1 C．4：1 D．1：410．（3分）此過程中，A、B兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)之比為（）A．1：1 B．2：1 C．1：2 D．1：4請閱讀下述文字，完成下列5題。如圖所示，某一固定在水平面的斜面，傾角為θ，其頂端到正下方水平面O點的高度為h，斜面與水平面平滑連接。一小木塊從斜面的頂端由靜止開始滑下，滑到水平面上的A點停下。已知小木塊與斜面、水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，OA的距離為x。不計空氣阻力，重力加速度為g。11．（3分）木塊從斜面頂端滑到斜面底端，所受斜面摩擦力做功為（）A．﹣mgh B．﹣μmgx C．?μmg?sinθcosθ 12．（3分）若僅將斜面的傾角θ變小（木塊仍能從斜面滑下），木塊到達(dá)斜面底端的動能將（）A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定13．（3分）若僅將斜面的傾角θ變?。緣K仍能從斜面滑下），木塊在水平面上停止點的位置到O點的水平距離將（）A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定14．（3分）若僅將斜面的傾角θ變?。緣K仍能從斜面滑下），木塊在水平面上所受的摩擦力做功將（）A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定15．（3分）小木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)也可以表示為（）A．?x B．x? 請閱讀下述文字，完成下列5題。我國航天事業(yè)在多個領(lǐng)域躋身世界先進(jìn)水平，令我們倍感驕傲。2020年7月我國成功發(fā)射首個獨立火星探測器“天問一號“，開啟了火星探測之旅。地球表面的重力加速度為g。16．（3分）已知火星的直徑約為地球的12，質(zhì)量約為地球的1A．火星表面的重力加速度小于g B．探測器在火星表面所受重力等于在地球表面所受重力 C．探測器在火星表面附近的環(huán)繞速度等于7.9km/s D．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度17．（3分）假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運動，已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，則（）A．地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期 B．地球公轉(zhuǎn)的角速度小于火星公轉(zhuǎn)的角速度 C．地球公轉(zhuǎn)的加速度大于火星公轉(zhuǎn)的加速度 D．地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度18．（3分）從地球表面向火星發(fā)射火星探測器，其發(fā)射過程可簡化為如圖所示，先在地球表面使探測器加速，經(jīng)過一系列調(diào)整使探測器在近似圓軌道Ⅰ運行，然后在適當(dāng)位置M點使探測器再加速，進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，再經(jīng)過一系列調(diào)整最終到達(dá)火星。下列說法正確的是（）A．探測器的發(fā)射速度v大于16.7km/s B．探測器在圓軌道Ⅰ上受到地球的萬有引力不變 C．不論在軌道Ⅰ還是軌道Ⅱ運行，探測器在M點的速度都相同 D．不論在軌道Ⅰ還是軌道Ⅱ運行，探測器在M點的加速度都相同19．（3分）如圖所示，若將探測器從火星表面的A處移到B處，引力做功為W1；若將該探測器從B處移到無窮遠(yuǎn)處，引力做功為W2。研究表明，引力做功與引力勢能的關(guān)系和重力做功與重力勢能的關(guān)系類似。取無窮遠(yuǎn)處引力勢能為零，則該探測器在A處具有的引力勢能可表示為（）A．W1﹣W2 B．W2﹣W1 C．﹣（W1+W2） D．W1+W220．（3分）“天問一號“探測器到達(dá)火星附近，經(jīng)“剎車“被火星捕獲，進(jìn)入大橢圓軌道，近火點為A點。探測器到達(dá)大橢圓軌道遠(yuǎn)火點B時進(jìn)行變軌，通過調(diào)整軌道平面、降低近火點高度，使軌道變?yōu)榻?jīng)過火星南北兩極的極軌，如圖所示。關(guān)于探測器的運動，下列說法正確的是（）A．由A向B運動過程中速度變大 B．變軌后在B點的引力小于變軌前的引力 C．變軌后在B點的速率大于變軌前的速率 D．大橢圓軌道的機(jī)械能大于它在極軌的機(jī)械能二、填空題（本題共1小題，共12分）21．（12分）某同學(xué)利用如圖1所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律。（1）關(guān)于本實驗，除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、打點計時器、導(dǎo)線和開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的器材是。（填選項前字母）A．交流電源B．刻度尺C．天平（含砝碼）（2）實驗得到如圖2所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到重物下落的起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，計時器打點周期為T，設(shè)重物的質(zhì)量為m，從O點到B點的過程中，重物重力勢能的減少量為，動能的增加量為。（3）該同學(xué)用兩個重物P、Q分別進(jìn)行實驗，多次記錄下落的高度h和對應(yīng)的速度大小v，作出v2﹣h圖像如圖3所示，實驗操作規(guī)范。你認(rèn)為通過圖3可以判斷重物P、Q所受阻力的大小嗎？并簡要寫出理由。（4）另一同學(xué)利用圖4所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律。實驗時，將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，在氣墊導(dǎo)軌上安裝一個光電門，滑塊上固定一個遮光條，將滑塊用細(xì)線繞過輕質(zhì)定滑輪與托盤相連。測出遮光條的寬度為d，托盤和砝碼的總質(zhì)量為m1，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為m2，滑塊由靜止釋放，讀取遮光條通過光電門的遮光時間Δt。已知重力加速度為g。為驗證機(jī)械能守恒定律，還需要測量的物理量是（選填“L1”、“L2”或“L3”）。若符合機(jī)械能守恒定律，以上測得的物理量滿足的關(guān)系式為。（用所需測量的物理量表示）三、計算及論述題（本題共4小題。第22題、第23題各6分，第24題、第25題各8分，共28分）解題要求：寫出必要的文字說明、方程式和結(jié)果。有數(shù)字計算的題，結(jié)果必須明確寫出數(shù)值和單位。22．（6分）如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的粗糙半圓形導(dǎo)軌BC在B點相接，導(dǎo)軌半徑為R。一個質(zhì)量為m的鐵塊將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，脫離彈簧時速度為v1，之后沿半圓形導(dǎo)軌運動，到達(dá)C點的速度為v2。不計空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）彈簧壓縮至A點時的彈性勢能Ep；（2）鐵塊沿半圓形導(dǎo)軌運動過程中阻力所做的功W；（3）鐵塊在C點時受到的導(dǎo)軌給它的彈力大小F。23．（6分）利用物理模型對問題進(jìn)行分析，是重要的科學(xué)思維方法。（1）如圖1所示，質(zhì)量為m的某物體在光滑水平面上運動，在與運動方向相同的恒力的作用下發(fā)生一段位移L，速度由v1增加到v2。請根據(jù)牛頓運動定律和運動學(xué)公式，推導(dǎo)水平恒力F對物體做的功與物體動能變化的關(guān)系。（2）如圖2所示，一架飛機(jī)質(zhì)量m＝7.0×104kg，起飛過程中從O點由靜止開始沿水平直線勻加速滑跑。當(dāng)飛機(jī)到達(dá)A點時，其位移s＝2.5×103m，速度達(dá)到起飛速度v＝80m/s。在此過程中，飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)所受重力的150。重力加速度g取10m/s224．（8分）如圖所示，如果給圓軌道Ⅲ上運動的空間站運送貨物，飛船先在近地軌道Ⅰ上繞地球做圓周運動，到達(dá)軌道Ⅰ的B點時點火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道Ⅱ的遠(yuǎn)地點A時再次點火進(jìn)入軌道Ⅲ恰好與空間站對接。已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，軌道Ⅲ的軌道半徑為r＝4R，引力常量為G?；卮鹣铝袉栴}：（1）求飛船在軌道Ⅲ上的運行速率v；（2）甲同學(xué)認(rèn)為根據(jù)公式v＝ωr可知，飛船的軌道半徑增大，飛船的速度也增大。乙同學(xué)認(rèn)為根據(jù)公式v=G（3）若飛船在軌道Ⅰ的運行周期為T1、在橢圓軌道Ⅱ上運行的周期為T2、在軌道Ⅲ上運行的周期為T3，求飛船在橢圓軌道Ⅱ上從B點到A點所用的最短時間t。25．（8分）類比是研究問題的常用方法。勢能與相互作用的物體的相對位置有關(guān)，我們學(xué)習(xí)了重力勢能、彈性勢能，以后還會認(rèn)識其他形式的勢能。質(zhì)量分別為m1、m2的兩個質(zhì)點相距為r時會具有勢能，稱之為引力勢能，其表達(dá)式為Ep=?Gm1（1）求衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點A與在近地點B所受萬有引力之比。（2）a.推導(dǎo)證明衛(wèi)星繞地球運動的過程中動能與引力勢能之和守恒；b.計算衛(wèi)星從A運動到B的過程中增加的動能ΔEk。

2024-2025學(xué)年北京市通州區(qū)高一（下）期末物理試卷參考答案與試題解析一、單項選擇題（本題共20小題。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是最符合題意的。每小題0分，共60分）請閱讀下述文字，完成下列5題。如圖所示，運動員將質(zhì)量為m的足球從水平地面上位置1以速度v0踢出，足球經(jīng)過最高點（位置2），落在地面上位置3，位置2距離地面的高度為h，1與2和2與3間的水平距離不等。重力加速度為g。1．（3分）足球由位置1運動到位置2，重力做功為（）A．mgh B．﹣mgh C．0 D．2mgh【解答】解：足球由位置1運動到位置2的過程中，高度增加h，重力做負(fù)功為﹣mgh，故B正確，ACD錯誤。故選：B。2．（3分）足球由位置1運動到位置2，足球的重力勢能（）A．增加mgh B．減少mgh C．不變 D．增加2mgh【解答】解：足球由位置1運動到位置2的過程中，高度增加h，重力做負(fù)功為﹣mgh，根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系得：足球的重力勢能增大，增大量為mgh，故A正確，BCD錯誤。故選：A。3．（3分）足球在位置1、2、3處的動能分別為Ek1、Ek2、Ek3，下列判斷正確的是（）A．Ek1＞Ek3 B．Ek1＜Ek3 C．Ek1＝Ek3 D．Ek1﹣Ek2＜Ek2﹣Ek3【解答】解：ABC、足球運動過程中，由于軌跡不對稱，1、2位置間的水平距離大于2、3位置間的水平距離，說明存在空氣阻力，且空氣阻力為變力，則從1到3過程中，阻力做負(fù)功，根據(jù)動能定理得動能變小，則Ek1＞Ek3，故A正確，BC錯誤；D、足球從1到2，根據(jù)動能定理可得Ek2﹣Ek1＝﹣mgh+Wf1，則Ek1﹣Ek2＝mgh﹣Wf1，足球從2到3，根據(jù)動能定理可得Ek3﹣Ek2＝mgh+Wf2，則Ek2﹣Ek3＝﹣Wf2﹣mgh，故Ek1﹣Ek2﹣（Ek2﹣Ek3）＝mgh﹣Wf1+（Wf2+mgh）＝2mgh﹣Wf1+Wf2＞0則Ek1﹣Ek2＞Ek2﹣Ek3，故D錯誤。故選：A。4．（3分）若足球的質(zhì)量m＝400g、h＝5m、在位置2的速度v＝20m/s，g取10m/s2，則運動員踢球時對足球做功為（）A．20J B．80J C．100J D．大于100J【解答】解：足球運動過程中，由于軌跡不對稱，1、2位置間的水平距離大于2、3位置間的水平距離，說明存在空氣阻力，研究從踢球到2的過程，根據(jù)動能定理Ek2﹣0＝W人﹣mgh+Wf1，Wf1為空氣阻力做功，空氣阻力做負(fù)功，Ek2=12m故選：D。5．（3分）足球由位置1運動到位置2再運動到位置3的過程中，關(guān)于足球與地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能，下列說法正確的是（）A．守恒 B．不守恒 C．只有從位置1運動到位置2的過程中機(jī)械能守恒 D．無法確定【解答】解：足球在空中運動時，由于軌跡不對稱，1、2位置間的水平距離大于2、3位置間的水平距離，說明存在空氣阻力，則足球在空中運動時，除了重力做功，還需克服空氣阻力做功，則由機(jī)械能守恒定律條件可知，足球與地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，故B正確，ACD錯誤。故選：B。請閱讀下述文字，完成下列5題。A、B兩物體的質(zhì)量之比mA：mB＝2：1，它們僅受摩擦力作用，且以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運動，直到停止，其v﹣t圖像如圖所示。6．（3分）此過程中，A、B兩物體的初動能之比為（）A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．1：4【解答】解：由題圖知，A、B兩物體的初速度相同，根據(jù)Ek=1故選：B。7．（3分）此過程中，A、B兩物體受到的摩擦力做功之比為（）A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．1：4【解答】解：A、B兩物體在運動過程中，只有摩擦力做功，根據(jù)動能定理有Wf＝ΔEk＝0?12mv0故選：B。8．（3分）此過程中，A、B兩物體運動的位移之比為（）A．1：2 B．2：1 C．4：1 D．1：4【解答】解：根據(jù)v﹣t圖像與時間軸圍成的面積表示位移，可得此過程中，A、B兩物體運動的位移之比為sA故選：A。9．（3分）此過程中，A、B兩物體受到的摩擦力之比為（）A．1：2 B．2：1 C．4：1 D．1：4【解答】解：根據(jù)v﹣t圖像的斜率表示加速度，由圖可得A、B兩物體加速度大小之比為aA：aB＝2：1根據(jù)牛頓第二定律得f＝ma則A、B兩物體受到的摩擦力之比為fA：fB＝mAaA：mBaB＝（2×2）：（1×1）＝4：1，故ABD錯誤，C正確。故選：C。10．（3分）此過程中，A、B兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)之比為（）A．1：1 B．2：1 C．1：2 D．1：4【解答】解：物體所受滑動摩擦力大小f＝μN(yùn)＝μmg，根據(jù)牛頓第二定律得μmg＝ma，可得a＝μg根據(jù)v﹣t圖像的斜率表示加速度，可得A、B兩物體加速度大小之比aA：aB＝2：1則得μA：μB＝aA：aB＝2：1，故ACD錯誤，B正確。故選：B。請閱讀下述文字，完成下列5題。如圖所示，某一固定在水平面的斜面，傾角為θ，其頂端到正下方水平面O點的高度為h，斜面與水平面平滑連接。一小木塊從斜面的頂端由靜止開始滑下，滑到水平面上的A點停下。已知小木塊與斜面、水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，OA的距離為x。不計空氣阻力，重力加速度為g。11．（3分）木塊從斜面頂端滑到斜面底端，所受斜面摩擦力做功為（）A．﹣mgh B．﹣μmgx C．?μmg?sinθcosθ 【解答】解：木塊從斜面頂端滑到斜面底端，所受斜面摩擦力大小為f＝μmgcosθ，則摩擦力做功為W1故選：D。12．（3分）若僅將斜面的傾角θ變?。緣K仍能從斜面滑下），木塊到達(dá)斜面底端的動能將（）A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定【解答】解：木塊在斜面下滑的過程，由動能定理得mg??μmgcosθ??解得Ek=mg??μmg?cosθsinθ，若僅將斜面的傾角θ變?。緣K仍能從斜面滑下），cosθ變大，sin故選：B。13．（3分）若僅將斜面的傾角θ變?。緣K仍能從斜面滑下），木塊在水平面上停止點的位置到O點的水平距離將（）A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定【解答】解：木塊從斜面下滑至停止的全過程，根據(jù)動能定理得mg??μmgcosθ??解得x=可知，若僅將斜面的傾角θ變?。緣K仍能從斜面滑下），木塊在水平面上停止點的位置到O點的水平距離將不變，故ABD錯誤，C正確。故選：C。14．（3分）若僅將斜面的傾角θ變小（木塊仍能從斜面滑下），木塊在水平面上所受的摩擦力做功將（）A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定【解答】解：木塊從斜面下滑至停止的全過程，根據(jù)動能定理得mg??μmgcosθ??解得x=?μ，可知，僅將斜面的傾角木塊在水平面上所受的摩擦力做功為W2=?μmg(x??tanθ)故選：B。15．（3分）小木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)也可以表示為（）A．?x B．x? 【解答】解：對小木塊運動的整個過程，根據(jù)動能定理得mg??μmgcosθ??sinθ?μmg(x?故選：A。請閱讀下述文字，完成下列5題。我國航天事業(yè)在多個領(lǐng)域躋身世界先進(jìn)水平，令我們倍感驕傲。2020年7月我國成功發(fā)射首個獨立火星探測器“天問一號“，開啟了火星探測之旅。地球表面的重力加速度為g。16．（3分）已知火星的直徑約為地球的12，質(zhì)量約為地球的1A．火星表面的重力加速度小于g B．探測器在火星表面所受重力等于在地球表面所受重力 C．探測器在火星表面附近的環(huán)繞速度等于7.9km/s D．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度【解答】解：AB．在星球表面，萬有引力等于重力，有GMm可求得g火＝0.4g；故探測器在火星表面所受重力不等于在地球表面所受重力，故A正確，B錯誤；CD．在火星表面的環(huán)繞速度即為星球的第一宇宙速度，萬有引力等于重力，根據(jù)公式m可求得v1故選：A。17．（3分）假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運動，已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，則（）A．地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期 B．地球公轉(zhuǎn)的角速度小于火星公轉(zhuǎn)的角速度 C．地球公轉(zhuǎn)的加速度大于火星公轉(zhuǎn)的加速度 D．地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度【解答】解：A．根據(jù)GMm可求得T=2π半徑越大周期越大，故A錯誤；B．根據(jù)GMm可求得ω=半徑越大角速度越小，故B錯誤；C．根據(jù)GMm可求得a=半徑越大加速度越小，故C正確；D．根據(jù)GMm可求得v=半徑越大線速度越小，故D錯誤；故選：C。18．（3分）從地球表面向火星發(fā)射火星探測器，其發(fā)射過程可簡化為如圖所示，先在地球表面使探測器加速，經(jīng)過一系列調(diào)整使探測器在近似圓軌道Ⅰ運行，然后在適當(dāng)位置M點使探測器再加速，進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，再經(jīng)過一系列調(diào)整最終到達(dá)火星。下列說法正確的是（）A．探測器的發(fā)射速度v大于16.7km/s B．探測器在圓軌道Ⅰ上受到地球的萬有引力不變 C．不論在軌道Ⅰ還是軌道Ⅱ運行，探測器在M點的速度都相同 D．不論在軌道Ⅰ還是軌道Ⅱ運行，探測器在M點的加速度都相同【解答】解：A．探測器初始階段繞地球運動，發(fā)射速度需要大于第一宇宙速度7.9km/s，小于第二宇宙速度11.2km/s，故A錯誤；B．探測器在圓軌道上的不同位置萬有引力的方向不同，故B錯誤；C．探測器從Ⅰ軌道變化到Ⅱ軌道做離心運動，需要在M點加速，故速度不相同，故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律可得GMmr故選：D。19．（3分）如圖所示，若將探測器從火星表面的A處移到B處，引力做功為W1；若將該探測器從B處移到無窮遠(yuǎn)處，引力做功為W2。研究表明，引力做功與引力勢能的關(guān)系和重力做功與重力勢能的關(guān)系類似。取無窮遠(yuǎn)處引力勢能為零，則該探測器在A處具有的引力勢能可表示為（）A．W1﹣W2 B．W2﹣W1 C．﹣（W1+W2） D．W1+W2【解答】解：從火星表面的A處移到B處，引力做功為W1，根據(jù)做功與勢能變化的關(guān)系W1＝EpA﹣EpB，將該探測器從B處移到無窮遠(yuǎn)處，引力做功為W2，可得W2＝EpB﹣0經(jīng)計算可得EpA＝W1+W2，故D正確，ABC錯誤。故選：D。20．（3分）“天問一號“探測器到達(dá)火星附近，經(jīng)“剎車“被火星捕獲，進(jìn)入大橢圓軌道，近火點為A點。探測器到達(dá)大橢圓軌道遠(yuǎn)火點B時進(jìn)行變軌，通過調(diào)整軌道平面、降低近火點高度，使軌道變?yōu)榻?jīng)過火星南北兩極的極軌，如圖所示。關(guān)于探測器的運動，下列說法正確的是（）A．由A向B運動過程中速度變大 B．變軌后在B點的引力小于變軌前的引力 C．變軌后在B點的速率大于變軌前的速率 D．大橢圓軌道的機(jī)械能大于它在極軌的機(jī)械能【解答】解：A．根據(jù)開普勒第二定律，在橢圓軌道上近地點速度大于遠(yuǎn)地點，故從A向B速度減小，故A錯誤；B．由萬有引力公式F=GMmC．變軌后的極軌半長軸更小，變軌過程相當(dāng)于做向心運動，需要減速到達(dá)，故C錯誤；D．從高軌道到低軌道，探測器需要點火減速，勢能不變動能減小，總機(jī)械能減小。所以大軌道軌道的機(jī)械能更大，故D正確。故選：D。二、填空題（本題共1小題，共12分）21．（12分）某同學(xué)利用如圖1所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律。（1）關(guān)于本實驗，除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、打點計時器、導(dǎo)線和開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的器材是AB。（填選項前字母）A．交流電源B．刻度尺C．天平（含砝碼）（2）實驗得到如圖2所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到重物下落的起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，計時器打點周期為T，設(shè)重物的質(zhì)量為m，從O點到B點的過程中，重物重力勢能的減少量為mghB，動能的增加量為m(?C（3）該同學(xué)用兩個重物P、Q分別進(jìn)行實驗，多次記錄下落的高度h和對應(yīng)的速度大小v，作出v2﹣h圖像如圖3所示，實驗操作規(guī)范。你認(rèn)為通過圖3可以判斷重物P、Q所受阻力的大小嗎？并簡要寫出理由。（4）另一同學(xué)利用圖4所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律。實驗時，將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，在氣墊導(dǎo)軌上安裝一個光電門，滑塊上固定一個遮光條，將滑塊用細(xì)線繞過輕質(zhì)定滑輪與托盤相連。測出遮光條的寬度為d，托盤和砝碼的總質(zhì)量為m1，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為m2，滑塊由靜止釋放，讀取遮光條通過光電門的遮光時間Δt。已知重力加速度為g。為驗證機(jī)械能守恒定律，還需要測量的物理量是L2（選填“L1”、“L2”或“L3”）。若符合機(jī)械能守恒定律，以上測得的物理量滿足的關(guān)系式為m1g【解答】解：（1）打點計時器需要用到交流電源，處理紙帶數(shù)據(jù)需要用刻度尺測量計數(shù)點間的距離，驗證機(jī)械能守恒表達(dá)式等號兩邊的質(zhì)量可以約掉，故不需要天平測質(zhì)量。故AB正確，C錯誤。故選：AB。（2）從O點到B點的過程中，重物的重力勢能的減少量ΔEp＝mghB根據(jù)勻變速直線運動中間時刻速度等于這段時間的平均速度，B點對應(yīng)的速度為v動能的增加量為Δ（3）重物下落過程中，根據(jù)動能定理可得mg??f?=可得v可知v2﹣h圖像斜率越大，重物質(zhì)量越大，空氣阻力的影響越小，實驗誤差越小，故P質(zhì)量大；且圖像為一條直線，圖斜率2g?2f（4）由于要計算重力勢能的變化量，需要知道重物下落的高度，故需要測量遮光條釋放的位置到光電門之間的距離L2；要符合機(jī)械能守恒，則需要驗證ΔEp＝ΔEk即m其中v=整理解得m故答案為：（1）AB；（2）mghB；m(?C??A三、計算及論述題（本題共4小題。第22題、第23題各6分，第24題、第25題各8分，共28分）解題要求：寫出必要的文字說明、方程式和結(jié)果。有數(shù)字計算的題，結(jié)果必須明確寫出數(shù)值和單位。22．（6分）如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的粗糙半圓形導(dǎo)軌BC在B點相接，導(dǎo)軌半徑為R。一個質(zhì)量為m的鐵塊將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，脫離彈簧時速度為v1，之后沿半圓形導(dǎo)軌運動，到達(dá)C點的速度為v2。不計空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）彈簧壓縮至A點時的彈性勢能Ep；（2）鐵塊沿半圓形導(dǎo)軌運動過程中阻力所做的功W；（3）鐵塊在C點時受到的導(dǎo)軌給它的彈力大小F。【解答】解：（1）物體從A點到B點，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為物體的動能，根據(jù)彈簧和物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知，彈簧壓縮至A點時的彈性勢能為E（2）鐵塊沿半圓形導(dǎo)軌運動過程中，由動能定理有﹣mg?2R+W=解得W=1（3）鐵塊在C點時，根據(jù)牛頓第二定律得F+mg=mv解得F=m答：（1）彈簧壓縮至A點時的彈性勢能Ep為12（2）鐵塊沿半圓形導(dǎo)軌運動過程中阻力所做的功W為12（3）鐵塊在C點時受到的導(dǎo)軌給它的彈力大小F為mv223．（6分）利用物理模型對問題進(jìn)行分析，是重要的科學(xué)思維方法。（1）如圖1所示，質(zhì)量為m的某物體在光滑水平面上運動，在與運動方向相同的恒力的作用下發(fā)生一段位移L，速度由v1增加到v2。請根據(jù)牛頓運動定律和運動學(xué)公式，推導(dǎo)水平恒力F對物體做的功與物體動能變化的關(guān)系。（2）如圖2所示，一架飛機(jī)質(zhì)量m＝7.0×104kg，起飛過程中從O點由靜止開始沿水平直線勻加速滑跑。當(dāng)飛機(jī)到達(dá)A點時，其位移s＝2.5×103m，速度達(dá)到起飛速度v＝80m/s。在此過程中，飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)所受重力的150。重力加速度g取10m/s2【解答】解：（1）根據(jù)牛頓第二定律可得物體運動的加速度為a=由速度—位移關(guān)系公式有v聯(lián)立可得v可得FL=（2）根據(jù)動能定理有（F﹣f）s=1其中f=1解得F＝1.036×105N飛機(jī)在A點的牽引力瞬時功率為P＝F