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江苏省南京市六校联合体2024-2025学年高一下学期3月调研试题物理试卷
1．（2025高一下·南京月考）如图所示，竖直墙上水平固定一把直尺，沿直尺的边缘放置一块直角三角板，初始时一支铅笔笔尖放在直角三角板和直尺的交点处，现将三角板沿刻度尺水平向右匀速运动，为了要得到如图所示的图线，铅笔应该如何（　　）
A．沿直角三角板直角边向上做加速直线运动
B．沿直角三角板直角边向上做匀速直线运动
C．沿直角三角板直角边向上做减速直线运动
D．随着直角三角板向右运动
【答案】A
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】做曲线运动的物体，合力指向轨迹凹侧，合力方向与加速度方向相同。当笔尖同时参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的加速直线运动，即加速度方向竖直向上，此时笔尖所做的运动才有可能为题图所示的曲线运动，故A正确。
故选A。
【分析】铅笔尖参与两个运动：既随三角板向右的匀速运动，又沿三角板直角边向上做加速运动，与平抛运动类似，得出轨迹形状。曲线运动中物体速度的方向是该点轨迹的切线方向。根据运动的合成确定加速度的方向。
2．（2025高一下·南京月考）在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述错误的是（　　）
A．“探究向心力大小的表达式”实验中用到了等效替代法
B．卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想
C．在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法
D．“探究曲线运动的速度方向”运用了极限的思想
【答案】A
【知识点】控制变量法；极限法；微元法；放大法
【解析】【解答】A．“探究向心力大小的表达式”实验中探究一个物理量与多个物理量的关系则用到了控制变量法，故A错误，满足题意要求；
B．卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想，故B正确，不满足题意要求；
C．在研究物体沿曲面运动时由于对过程中的路径进行分解，则重力做功的过程中用到了微元法，故C正确，不满足题意要求；
D．“探究曲线运动的速度方向”让运动的距离趋近于0则运用了极限的思想，故D正确，不满足题意要求。故选A。
【分析】探究向心力的表达式使用了控制变量法；卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想；在研究物体沿曲面运动时由于对过程中的路径进行分解，则重力做功的过程中用到了微元法；“探究曲线运动的速度方向”让运动的距离趋近于0则运用了极限的思想。
3．（2025高一下·南京月考）如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（　　）
A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态
B．图2“水流星”匀速转动过程中，水在最高处对碗底的压力小于其在最低处对碗底的压力
C．图3铁路转弯处，通常外轨比内轨高，目的是利用外轨对轮缘的弹力帮助火车转弯
D．图4脱水桶脱水时，转速越大，紧贴在桶壁的衣服受到的摩擦力也越大
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，对汽车进行受力分析，合力方向向上，加速度方向向上，汽车处于超重状态，故A错误；
B．图2“水流星”匀速转动过程中，在最高点处，合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
可得
在最低点处，合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
可得
可知
根据牛顿第三定律可知，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力，故B正确；
C．图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，对火车进行受力分析，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对轨道的挤压，故C错误；
D．图4脱水桶脱水时，衣物在竖直方向处于受力平衡状态，桶壁对衣物的摩擦力等于衣物的重力，不会随着转速的增大而增大，故D错误。
故选B。
【分析】根据汽车在轨道最低点的加速度方向判断超失重，结合牛顿第二定律、第三定律和火车转弯的受力分析，衣物的平衡条件进行分析解答。
4．（2025高一下·南京月考）中国新能源汽车引领全球。某款新能源汽车具备四轮独立控制能力，可实现以O点为中心的原地旋转。如图所示，A、B是车上的两点，且O、A、B三点在同一水平直线上。在以O点为中心的原地匀速旋转过程中，下列说法正确的是（　　）
A．A点的线速度的大小大于B点的线速度的大小
B．A、B两点的角速度相同
C．A点的向心加速度的大小大于B点的向心加速度的大小
D．B点的加速度大小不变，方向始终指向圆心，因此转动过程中B点的加速度保持不变
【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度
【解析】【解答】汽车在以O点为中心的原地匀速旋转过程中，各点处于共轴转动过程，各点角速度相等，即有，
A．由得，A错误；
B． A、B两点处于共轴转动状态，两点的角速度相同 ，B正确；
C．由得，C错误；
D．B点的加速度大小不变，方向始终指向圆心，即方向一直在变化，故转动过程中B点的加速度变化，D错误。
故选A。
【分析】 根据圆周运动公式分析；结合加速度是矢量分析。
5．（2025高一下·南京月考）2024年10月30日，神舟十九号载人飞船将三名航天员送入太空，飞船入轨后按照预定程序与天和核心舱对接。神舟十九号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于圆轨道III，神舟十九号飞船处于圆轨道I，通过变轨操作后，沿椭圆轨道II由A处运动到处与天和核心舱对接，则神舟十九号飞船（　　）
A．在轨道II上处的速度大于A处的速度
B．在轨道I上与地心的连线和在轨道II上与地心连线在任意相等时间内扫过的面积相等
C．由轨道I变轨到轨道II，需在A处减速
D．在轨道II和轨道III上经过处时加速度相等
【答案】D
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】 解答本题的关键要理解并掌握开普勒第二定律，知道其适用条件是在同一轨道运动的卫星。A．轨道Ⅰ为载人飞船运行的椭圆轨道，根据开普勒第二定律可知B处的速度小于A处的速度，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，对于同一轨道卫星，与地心连线在任意相等时间内扫过的面积相等，故B错误；
C．飞船从低轨道变到高轨道，需要在变轨处点火加速，所以飞船由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A处加速，故C错误；
D．在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上分别经过B处时，根据牛顿第二定律有，解得，知加速度相等，故D正确。
故选D。
【分析】根据开普勒第二定律分析飞船在轨道Ⅱ上B处的速度与A处的速度大小，并分析飞船在轨道Ⅰ上与地心的连线和在轨道Ⅱ上与地心连线在任意相等时间内扫过的面积是否相等；根据变轨原理分析变轨时速度变化情况；根据牛顿第二定律分析加速度关系。
6．（2025高一下·南京月考）一住宅阳台失火，消防员用靠在一起的两支水枪喷水灭火，如图所示，甲水柱射向水平阳台近处着火点A，乙水柱射向水平阳台远处着火点B，两水柱最高点在同一水平线上，不计空气阻力，甲、乙水柱喷出时的速度大小分别为v1、v2，甲、乙水柱在空中运动的时间分别为t1、t2。以下判断正确的是（　　）
A．v1>v2，t1=t2 B．v1C．v1>v2，t1t2
【答案】B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】 本题考查斜抛运动，解题关键是能将运动分解到水平和竖直方向，选择合适公式进行判断。甲、乙水柱竖直方向上升的高度相同，从最高点到着火点的高度也相同，可知甲、乙水柱竖直方向的运动情况相同，所以甲、乙水柱在空中运动的时间相等，即有
水平方向根据
由于甲水柱的水平位移小于乙水柱的水平位移，则有
根据
由于甲、乙水柱喷出时竖直分速度相等，所以甲水柱喷出时的速度小于乙水柱喷出时的速度，即有。
故选B。
【分析】从最高点到失火处水做平抛运动，根据高度关系分析运动时间关系，结合水平位移关系分析水在最高点的速度关系。从喷出到最高点的逆过程也是平抛运动，再根据高度关系分析运动时间关系。根据水平速度和竖直速度关系，分析喷出时速度关系。
7．（2025高一下·南京月考）如图甲所示，游乐场有一种叫作“快乐飞机”的游乐项目，模型如图乙所示。已知模型飞机质量为m，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为45°，当模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　）（不计空气阻力，重力加速度为g）
A．模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力
B．旋臂对模型飞机的作用力方向不垂直于旋臂
C．旋臂对模型飞机作用力大小为
D．若转动的角速度增大，则旋臂对模型飞机的作用力减小
【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】 A．模型飞机受到重力和旋臂对模型飞机的两个作用力，这两个力的合力提供向心力，不能说受到向心力，故A错误；
BC．模型飞机在水平面内做匀速圆周运动，合力提供向心力，竖直方向受力平衡，所以旋臂对模型飞机作用力的一个分力平衡了飞机的重力，即有
另一个分力提供了飞机做匀速圆周运动的向心力，则有
可知旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直且大小等于，故B错误，C正确；
D．若转动的角速度增大，增加，不变，根据平行四边形可得旋臂对模型飞机的作用力
可知若转动的角速度增大，则旋臂对模型飞机的作用力增大，故D错误。
故选C。
【分析】将旋臂的作用力分解成水平、竖直两个方向的分力，竖直方向的分力与模型飞机的重力大小相等，方向相反，水平方向的分力提供向心力，根据圆周运动角速度与向心力的关系求出向心力，进而求出旋臂对模型飞机的作用力。
8．（2025高一下·南京月考）如图甲所示，河外星系中有两个黑洞，质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图乙所示示意图，黑洞A和黑洞B均可看成球体，OA > OB，且黑洞A的半径大于黑洞B的半径。根据你所学的知识，下列说法正确的是（　　）
A．黑洞A的运行角速度小于黑洞B的运行角速度
B．两个黑洞质量之间的关系一定是M1>M2
C．人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度
D．若双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
【答案】D
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；双星（多星）问题
【解析】【解答】本题是双星问题，与卫星绕地球运动模型不同，两颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动，关键抓住条件：周期相同，角速度相同。A．双星系统处于共轴转动状态，角速度相等，黑洞A的运行角速度等于黑洞B的运行角速度，故A错误；
B．两黑洞做圆周运动的向心力由来自对方的万有引力提供，所以两黑洞做圆周运动的向心力相等，得
即
由于OA > OB，即
所以
故B错误；
C．两个黑洞处于银河系外，人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度应大于第三宇宙速度，故C错误；
D．对于黑洞A、B，根据万有引力提供向心力有，
又
联立得
由该式可知，若双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故D正确。
故选D。
【分析】双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度。根据万有引力定律和向心力公式求解，注意其中的A、B距离和各自轨道半径的关系。
9．（2025高一下·南京月考）一滴雨滴在空中由静止开始下落，一段时间后落到地面上，雨滴受到空气阻力与速率成正比，雨滴在下落的过程中，雨滴的速度v大小随运动时间t的变化图像，动能，重力势能、加速度a随位移x的变化图像，可能正确的是（　　）（以地面为重力势能零势能面）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用；重力势能
【解析】【解答】对于图像问题，关键是能够根据物理规律推导出横坐标和纵坐标的关系式，分析斜率的变化，然后作出正确的判断。AD．雨滴下落的过程中，加速度大小，雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，则图像斜率的绝对值减小，故AD错误；
B．由动能定理可知图线的斜率为合外力，而合外力为，则斜率的绝对值逐渐减小，故B错误；
C．根据，可知图像斜率不变为倾斜直线，故C正确。
故选C。
【分析】根据牛顿第二定律列式分析加速度的变化情况，由此得到v-t图像斜率的变化情况；根据动能定理分析Ek-x图线的斜率变化情况；根据重力势能表达式分析Ep-x图像的斜率变化情况，再选择正确的图像。
10．（2025高一下·南京月考）如图所示，汽车在平直路面上匀速行驶，通过O点后进入足够长的斜坡。若始终保持油门不变（即发动机的输出功率不变），且全程所受摩擦和空气阻力大小不变，不计通过O点前后能量的损失，则下列关于汽车通过O点后运动情况的表述，正确的是（　　）
A．先做加速度越来越小的减速运动，之后匀速运动
B．先做加速度越来越大的减速运动，之后匀速运动
C．速度突然减小，之后做加速度减小的加速运动直到匀速运动
D．速度突然减小，之后保持匀速运动
【答案】A
【知识点】机车启动
【解析】【解答】 根据题意分析清楚汽车的运动过程与受力情况是解题的前提，应用牛顿第二定律即可解题。汽车在平直公路上匀速运动，牵引力等于阻力，当到达斜坡后此时的牵引力小于阻力与重力分力的合力，故做减速运动，由可知，汽车的牵引力逐渐增大，做加速度减小的减速运动，当牵引力等于阻力与重力分力的合力时，速度最小，此后做匀速运动。
故选A。
【分析】根据汽车的运动过程分析其受力情况，应用功率公式P=Fv与牛顿第二定律分析答题。
11．（2025高一下·南京月考）如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮O（滑轮大小可忽略）。现以大小不变的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升，滑块运动到C点时速度最大。已知滑块质量为m，滑轮O到竖直杆的距离为d，∠OAO'＝37°， ∠OCO'＝53°，重力加速度为g，sin 37°＝0.6。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的大小为
B．滑块由A到C做匀加速运动
C．滑块由A到C过程中拉力F做的功为
D．滑块在C点的动能为
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；功的概念；动能定理的综合应用
【解析】【解答】本题的关键要明确滑块的合力为零时，速度最大，根据平衡条件求解拉力F的大小。要知道动能定理是求功特别是变力做功常用的方法。A．当滑块的合力为零，加速度为零时，速度最大，则在C点，滑块的合力为零，则有
解得拉力F的大小为
故A错误；
B．对滑块受力分析，竖直方向有
滑块向上滑动时，细绳与竖直方向夹角变大，而拉力不变，则滑块的加速度变小，故B错误；
C．滑块由A到C过程中拉力F做的功为
故C错误；
D．滑块从A运动到C过程，由动能定理得
又由几何关系
联立解得
故D正确。
故选D。
【分析】当滑块的合力为零时，速度最大，根据平衡条件求拉力F的大小。根据牛顿第二定律分析滑块加速度的变化情况，判断其运动性质。根据几何知识求出拉力F作用点的位移，从而求得拉力F做的功，最后由动能定理求滑块在C点的动能。
12．（2025高一下·南京月考）某同学在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。
（1）在图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。下列说法正确的是（　　）
A．实验表明平抛运动竖直方向是自由落体运动
B．实验表明平抛运动水平方向是匀速直线运动
（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到的有（　　）
A．天平 B．秒表 C．刻度尺
（3）图丙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置　 　（选填“较低”或“较高”）。
（4）如图丁所示，记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为5.00cm，重力加速度g取10m/s2，则该小球做平抛运动的初速度大小v0=　 　 m/s，小球在B点的速度大小vB=　 　 m/s。
【答案】（1）A
（2）C
（3）较低
（4）1.5；2.5
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】本题主要考查了“研究平抛运动特点”的实验，要明确实验原理，掌握平抛运动的规律；根据匀变速直线运动的推论求解频闪周期是解题的关键。
（1）图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，可观察到A、B同时落到，说明A、B两球在竖直方向有相同的运动情况，则实验表明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
故选A。
（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到刻度尺，测量小球的坐标，才能求出小球的初速度。不需要天平和秒表。
故选C。
（3）两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，则平抛的时间相同，由可知，图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下获得较大初速度，则图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置较低。
（4）由题图，竖直方向有
解得
水平方向有
解得小球做平抛运动的初速度大小为
小球在B点的竖直分速度大小为
则小球在B点的速度大小为
【分析】（1）根据实验原理和实验现象分析作答；
（2）根据实验原理分析所需的实验器材；
（3）取相同的竖直高度，根据平抛运动的规律分析作答；
（4）根据匀变速直线运动的推论求解频闪周期，根据匀速直线运动规律求解初速度；根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求解小球在B点的竖直分速度；再根据运动的合成求解B点的竖直速度。
（1）图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，可观察到A、B同时落到，说明A、B两球在竖直方向有相同的运动情况，则实验表明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
故选A。
（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到刻度尺，测量小球的坐标，才能求出小球的初速度。不需要天平和秒表。
故选C。
（3）两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，则平抛的时间相同，由可知，图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下获得较大初速度，则图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置较低。
（4）[1]由题图，竖直方向有
解得
水平方向有
解得小球做平抛运动的初速度大小为
[2]小球在B点的竖直分速度大小为
则小球在B点的速度大小为
13．（2025高一下·南京月考）一台玩具起重机匀加速地将质量m=5kg的物体从静止开始竖直吊起，在2s末物体的速度v=4m/s，不计空气阻力，g取10m/s2。
（1）求物体在这2s内所受的拉力F；
（2）求玩具起重机在这2s内的输出功率P。
【答案】（1）解：根据运动学公式可得
解得加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得拉力为
（2）解：玩具起重机在这2s内的位移大小为
拉力所做的功为
则玩具起重机在这2s内的输出功率为
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；功率及其计算
【解析】【分析】（1）物体做匀加速运动，根据速度—时间关系式计算速度大小，根据牛顿第二定律计算拉力的大小；
（2）根据匀加速运动位移—时间关系式计算位移大小，根据功率公式计算平均功率大小。
（1）根据运动学公式可得
解得加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得拉力为
（2）玩具起重机在这2s内的位移大小为
拉力所做的功为
则玩具起重机在这2s内的输出功率为
14．（2025高一下·南京月考）2024年5月，嫦娥六号探测器在我国文昌成功发射，之后进入地月转移轨道，5月8日探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，做周期为T的匀速圆周运动，之后登陆月球，完成月球背面采样任务后成功返回。若探测器登陆月球后，在月球表面的某处以速度竖直向上抛出一个小球，经过时间t落回到抛出点。已知月球半径为R，引力常量为G，求：
（1）月球质量M；
（2）环月轨道距月球表面的高度h。
【答案】（1）解：设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意
在月球表面
解得月球质量
（2）解：根据万有引力提供向心力，有
联立以上解得
【知识点】万有引力定律；卫星问题
【解析】【分析】（1）小球做竖直上抛运动，应用运动学公式求出月球表面的重力加速度，重力等于万有引力，据此求出月球的质量；
（2）万有引力提供向心力，应用牛顿第二定律求出环月轨道距离月球表面的高度。
（1）设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意
在月球表面
解得月球质量
（2）根据万有引力提供向心力，有
联立以上解得
15．（2025高一下·南京月考）如图所示，某装置处于竖直平面内，该装置由弧形轨道、竖直螺旋圆形轨道，水平直轨道AF和传送带FG组成，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与弧形轨道相切于A点，螺旋圆形轨道半径R=0.3m，AF长度L=0.8m，传送带长度足够长。现将质量m=0.3kg的小滑块从弧形轨道距AF高H=1.0m的M处由静止释放。滑块与轨道AF间的动摩擦因数μ=0.25，与传送带间的动摩擦因数未知，传送带始终以3m/s的速度逆时针匀速转动。不计空气阻力，弧形轨道和圆形轨道均可视为光滑，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）小滑块第一次运动到A点时的速度大小；
（2）滑块运动至圆轨道最高点 D点对轨道压力大小；
（3）滑块最终停在距A点多远处。
【答案】（1）解：小滑块第一次运动到A点过程，根据动能定理有
解得
（2）解：滑块运动至圆轨道最高点 D点过程，根据动能定理有
解得
滑块正最高点 D点，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道压力大小为5N。
（3）解：滑块第一次通过AF到达F点过程，根据动能定理有
解得
由于
可知，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以3m/s速度向左匀速运动，则有
滑块向左运动至A点过程，根据动能定理有
解得
滑块在圆弧轨道上下半圆摆动时，最低点A的最大速度为，则有
解得
由于
可知，滑块不脱离圆轨道，在圆轨道下侧摆动，根据动能定理有
解得
可知，滑块再次减速到达F后以小于皮带的速度冲上皮带，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以小于3m/s速度向左滑离皮带，在AF之间减为0，最终停止在离A点距离为
【知识点】生活中的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）应用动能定理求出滑块运动到A点的速度大小；
（2）应用动能定理求出到达D点时的速度大小，应用牛顿第二定律求出轨道对滑块的支持力，然后求出压力；
（3）物块滑上传送带后先减速后反向加速，在AF上继续减速，然后滑上圆轨道，再重复前面过程，直到最终在AF段停下，应用动能定理求解。
（1）小滑块第一次运动到A点过程，根据动能定理有
解得
（2）滑块运动至圆轨道最高点 D点过程，根据动能定理有
解得
滑块正最高点 D点，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道压力大小为5N。
（3）滑块第一次通过AF到达F点过程，根据动能定理有
解得
由于
可知，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以3m/s速度向左匀速运动，则有
滑块向左运动至A点过程，根据动能定理有
解得
滑块在圆弧轨道上下半圆摆动时，最低点A的最大速度为，则有
解得
由于
可知，滑块不脱离圆轨道，在圆轨道下侧摆动，根据动能定理有
解得
可知，滑块再次减速到达F后以小于皮带的速度冲上皮带，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以小于3m/s速度向左滑离皮带，在AF之间减为0，最终停止在离A点距离为
16．（2025高一下·南京月考）如图所示，在静止的水平转盘上沿某条直径放置有两个可视为质点的小物体A和B。A、B间用一恰好伸直的细线相连，且知A、B到圆盘中心的距离分别为r1=0.3m和r2=0.5m，A、B的质量均为m=1kg，A、B与转盘间的动摩擦因数分别为μ1 =0.3和μ2 =0.6。若使转盘绕竖直转轴做匀速圆周运动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，求：
（1）细线上开始产生张力时，转盘的角速度ω1；
（2）当转盘的角速度为时， A所受摩擦力的大小f；
（3）取沿半径指向圆心方向为正方向，在给出的坐标系中画出物块A所受的摩擦力fA随角速度的平方ω2变化的图像（A、B两物体从静止开始到相对转盘滑动的过程，要求写出表达式）。
【答案】（1）解：依题意可得，
当转盘转动时，质点A、B需要的向心力分别为，
当时，解得
此时，
故
（2）解：由，代入
得
对B进行受力分析可知
得
由，代入
得
故
（3）解：当，跟据前面的分析知由
当，，此过程
当，，此过程由于B有向外滑动的趋势，绳的拉力增大，故A的摩擦力减小，直到为0
当，，此过程由于绳的拉力继续增大，A受到绳的拉力有向内滑动的趋势，故A的摩擦力反向增大。
如图所示
【知识点】静摩擦力；向心力；生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）对质量均为m的物体应用牛顿第二定律分析；
（2）对A、B物体分别受力分析找到向心力来源，应用牛顿第二定律分析；
（3）根据A的受力情况，画出图像即可。
（1）依题意可得，
当转盘转动时，质点A、B需要的向心力分别为，
当时，解得
此时，
故
（2）由，代入
得
对B进行受力分析可知
得
由，代入
得
故
（3）当，跟据前面的分析知由
当，，此过程
当，，此过程由于B有向外滑动的趋势，绳的拉力增大，故A的摩擦力减小，直到为0
当，，此过程由于绳的拉力继续增大，A受到绳的拉力有向内滑动的趋势，故A的摩擦力反向增大。
如图所示
1 / 1江苏省南京市六校联合体2024-2025学年高一下学期3月调研试题物理试卷
1．（2025高一下·南京月考）如图所示，竖直墙上水平固定一把直尺，沿直尺的边缘放置一块直角三角板，初始时一支铅笔笔尖放在直角三角板和直尺的交点处，现将三角板沿刻度尺水平向右匀速运动，为了要得到如图所示的图线，铅笔应该如何（　　）
A．沿直角三角板直角边向上做加速直线运动
B．沿直角三角板直角边向上做匀速直线运动
C．沿直角三角板直角边向上做减速直线运动
D．随着直角三角板向右运动
2．（2025高一下·南京月考）在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述错误的是（　　）
A．“探究向心力大小的表达式”实验中用到了等效替代法
B．卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想
C．在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法
D．“探究曲线运动的速度方向”运用了极限的思想
3．（2025高一下·南京月考）如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（　　）
A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态
B．图2“水流星”匀速转动过程中，水在最高处对碗底的压力小于其在最低处对碗底的压力
C．图3铁路转弯处，通常外轨比内轨高，目的是利用外轨对轮缘的弹力帮助火车转弯
D．图4脱水桶脱水时，转速越大，紧贴在桶壁的衣服受到的摩擦力也越大
4．（2025高一下·南京月考）中国新能源汽车引领全球。某款新能源汽车具备四轮独立控制能力，可实现以O点为中心的原地旋转。如图所示，A、B是车上的两点，且O、A、B三点在同一水平直线上。在以O点为中心的原地匀速旋转过程中，下列说法正确的是（　　）
A．A点的线速度的大小大于B点的线速度的大小
B．A、B两点的角速度相同
C．A点的向心加速度的大小大于B点的向心加速度的大小
D．B点的加速度大小不变，方向始终指向圆心，因此转动过程中B点的加速度保持不变
5．（2025高一下·南京月考）2024年10月30日，神舟十九号载人飞船将三名航天员送入太空，飞船入轨后按照预定程序与天和核心舱对接。神舟十九号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于圆轨道III，神舟十九号飞船处于圆轨道I，通过变轨操作后，沿椭圆轨道II由A处运动到处与天和核心舱对接，则神舟十九号飞船（　　）
A．在轨道II上处的速度大于A处的速度
B．在轨道I上与地心的连线和在轨道II上与地心连线在任意相等时间内扫过的面积相等
C．由轨道I变轨到轨道II，需在A处减速
D．在轨道II和轨道III上经过处时加速度相等
6．（2025高一下·南京月考）一住宅阳台失火，消防员用靠在一起的两支水枪喷水灭火，如图所示，甲水柱射向水平阳台近处着火点A，乙水柱射向水平阳台远处着火点B，两水柱最高点在同一水平线上，不计空气阻力，甲、乙水柱喷出时的速度大小分别为v1、v2，甲、乙水柱在空中运动的时间分别为t1、t2。以下判断正确的是（　　）
A．v1>v2，t1=t2 B．v1C．v1>v2，t1t2
7．（2025高一下·南京月考）如图甲所示，游乐场有一种叫作“快乐飞机”的游乐项目，模型如图乙所示。已知模型飞机质量为m，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为45°，当模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　）（不计空气阻力，重力加速度为g）
A．模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力
B．旋臂对模型飞机的作用力方向不垂直于旋臂
C．旋臂对模型飞机作用力大小为
D．若转动的角速度增大，则旋臂对模型飞机的作用力减小
8．（2025高一下·南京月考）如图甲所示，河外星系中有两个黑洞，质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图乙所示示意图，黑洞A和黑洞B均可看成球体，OA > OB，且黑洞A的半径大于黑洞B的半径。根据你所学的知识，下列说法正确的是（　　）
A．黑洞A的运行角速度小于黑洞B的运行角速度
B．两个黑洞质量之间的关系一定是M1>M2
C．人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度
D．若双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
9．（2025高一下·南京月考）一滴雨滴在空中由静止开始下落，一段时间后落到地面上，雨滴受到空气阻力与速率成正比，雨滴在下落的过程中，雨滴的速度v大小随运动时间t的变化图像，动能，重力势能、加速度a随位移x的变化图像，可能正确的是（　　）（以地面为重力势能零势能面）
A．
B．
C．
D．
10．（2025高一下·南京月考）如图所示，汽车在平直路面上匀速行驶，通过O点后进入足够长的斜坡。若始终保持油门不变（即发动机的输出功率不变），且全程所受摩擦和空气阻力大小不变，不计通过O点前后能量的损失，则下列关于汽车通过O点后运动情况的表述，正确的是（　　）
A．先做加速度越来越小的减速运动，之后匀速运动
B．先做加速度越来越大的减速运动，之后匀速运动
C．速度突然减小，之后做加速度减小的加速运动直到匀速运动
D．速度突然减小，之后保持匀速运动
11．（2025高一下·南京月考）如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮O（滑轮大小可忽略）。现以大小不变的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升，滑块运动到C点时速度最大。已知滑块质量为m，滑轮O到竖直杆的距离为d，∠OAO'＝37°， ∠OCO'＝53°，重力加速度为g，sin 37°＝0.6。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的大小为
B．滑块由A到C做匀加速运动
C．滑块由A到C过程中拉力F做的功为
D．滑块在C点的动能为
12．（2025高一下·南京月考）某同学在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。
（1）在图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。下列说法正确的是（　　）
A．实验表明平抛运动竖直方向是自由落体运动
B．实验表明平抛运动水平方向是匀速直线运动
（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到的有（　　）
A．天平 B．秒表 C．刻度尺
（3）图丙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置　 　（选填“较低”或“较高”）。
（4）如图丁所示，记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为5.00cm，重力加速度g取10m/s2，则该小球做平抛运动的初速度大小v0=　 　 m/s，小球在B点的速度大小vB=　 　 m/s。
13．（2025高一下·南京月考）一台玩具起重机匀加速地将质量m=5kg的物体从静止开始竖直吊起，在2s末物体的速度v=4m/s，不计空气阻力，g取10m/s2。
（1）求物体在这2s内所受的拉力F；
（2）求玩具起重机在这2s内的输出功率P。
14．（2025高一下·南京月考）2024年5月，嫦娥六号探测器在我国文昌成功发射，之后进入地月转移轨道，5月8日探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，做周期为T的匀速圆周运动，之后登陆月球，完成月球背面采样任务后成功返回。若探测器登陆月球后，在月球表面的某处以速度竖直向上抛出一个小球，经过时间t落回到抛出点。已知月球半径为R，引力常量为G，求：
（1）月球质量M；
（2）环月轨道距月球表面的高度h。
15．（2025高一下·南京月考）如图所示，某装置处于竖直平面内，该装置由弧形轨道、竖直螺旋圆形轨道，水平直轨道AF和传送带FG组成，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与弧形轨道相切于A点，螺旋圆形轨道半径R=0.3m，AF长度L=0.8m，传送带长度足够长。现将质量m=0.3kg的小滑块从弧形轨道距AF高H=1.0m的M处由静止释放。滑块与轨道AF间的动摩擦因数μ=0.25，与传送带间的动摩擦因数未知，传送带始终以3m/s的速度逆时针匀速转动。不计空气阻力，弧形轨道和圆形轨道均可视为光滑，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）小滑块第一次运动到A点时的速度大小；
（2）滑块运动至圆轨道最高点 D点对轨道压力大小；
（3）滑块最终停在距A点多远处。
16．（2025高一下·南京月考）如图所示，在静止的水平转盘上沿某条直径放置有两个可视为质点的小物体A和B。A、B间用一恰好伸直的细线相连，且知A、B到圆盘中心的距离分别为r1=0.3m和r2=0.5m，A、B的质量均为m=1kg，A、B与转盘间的动摩擦因数分别为μ1 =0.3和μ2 =0.6。若使转盘绕竖直转轴做匀速圆周运动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，求：
（1）细线上开始产生张力时，转盘的角速度ω1；
（2）当转盘的角速度为时， A所受摩擦力的大小f；
（3）取沿半径指向圆心方向为正方向，在给出的坐标系中画出物块A所受的摩擦力fA随角速度的平方ω2变化的图像（A、B两物体从静止开始到相对转盘滑动的过程，要求写出表达式）。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】做曲线运动的物体，合力指向轨迹凹侧，合力方向与加速度方向相同。当笔尖同时参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的加速直线运动，即加速度方向竖直向上，此时笔尖所做的运动才有可能为题图所示的曲线运动，故A正确。
故选A。
【分析】铅笔尖参与两个运动：既随三角板向右的匀速运动，又沿三角板直角边向上做加速运动，与平抛运动类似，得出轨迹形状。曲线运动中物体速度的方向是该点轨迹的切线方向。根据运动的合成确定加速度的方向。
2．【答案】A
【知识点】控制变量法；极限法；微元法；放大法
【解析】【解答】A．“探究向心力大小的表达式”实验中探究一个物理量与多个物理量的关系则用到了控制变量法，故A错误，满足题意要求；
B．卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想，故B正确，不满足题意要求；
C．在研究物体沿曲面运动时由于对过程中的路径进行分解，则重力做功的过程中用到了微元法，故C正确，不满足题意要求；
D．“探究曲线运动的速度方向”让运动的距离趋近于0则运用了极限的思想，故D正确，不满足题意要求。故选A。
【分析】探究向心力的表达式使用了控制变量法；卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想；在研究物体沿曲面运动时由于对过程中的路径进行分解，则重力做功的过程中用到了微元法；“探究曲线运动的速度方向”让运动的距离趋近于0则运用了极限的思想。
3．【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，对汽车进行受力分析，合力方向向上，加速度方向向上，汽车处于超重状态，故A错误；
B．图2“水流星”匀速转动过程中，在最高点处，合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
可得
在最低点处，合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
可得
可知
根据牛顿第三定律可知，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力，故B正确；
C．图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，对火车进行受力分析，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对轨道的挤压，故C错误；
D．图4脱水桶脱水时，衣物在竖直方向处于受力平衡状态，桶壁对衣物的摩擦力等于衣物的重力，不会随着转速的增大而增大，故D错误。
故选B。
【分析】根据汽车在轨道最低点的加速度方向判断超失重，结合牛顿第二定律、第三定律和火车转弯的受力分析，衣物的平衡条件进行分析解答。
4．【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度
【解析】【解答】汽车在以O点为中心的原地匀速旋转过程中，各点处于共轴转动过程，各点角速度相等，即有，
A．由得，A错误；
B． A、B两点处于共轴转动状态，两点的角速度相同 ，B正确；
C．由得，C错误；
D．B点的加速度大小不变，方向始终指向圆心，即方向一直在变化，故转动过程中B点的加速度变化，D错误。
故选A。
【分析】 根据圆周运动公式分析；结合加速度是矢量分析。
5．【答案】D
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】 解答本题的关键要理解并掌握开普勒第二定律，知道其适用条件是在同一轨道运动的卫星。A．轨道Ⅰ为载人飞船运行的椭圆轨道，根据开普勒第二定律可知B处的速度小于A处的速度，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，对于同一轨道卫星，与地心连线在任意相等时间内扫过的面积相等，故B错误；
C．飞船从低轨道变到高轨道，需要在变轨处点火加速，所以飞船由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A处加速，故C错误；
D．在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上分别经过B处时，根据牛顿第二定律有，解得，知加速度相等，故D正确。
故选D。
【分析】根据开普勒第二定律分析飞船在轨道Ⅱ上B处的速度与A处的速度大小，并分析飞船在轨道Ⅰ上与地心的连线和在轨道Ⅱ上与地心连线在任意相等时间内扫过的面积是否相等；根据变轨原理分析变轨时速度变化情况；根据牛顿第二定律分析加速度关系。
6．【答案】B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】 本题考查斜抛运动，解题关键是能将运动分解到水平和竖直方向，选择合适公式进行判断。甲、乙水柱竖直方向上升的高度相同，从最高点到着火点的高度也相同，可知甲、乙水柱竖直方向的运动情况相同，所以甲、乙水柱在空中运动的时间相等，即有
水平方向根据
由于甲水柱的水平位移小于乙水柱的水平位移，则有
根据
由于甲、乙水柱喷出时竖直分速度相等，所以甲水柱喷出时的速度小于乙水柱喷出时的速度，即有。
故选B。
【分析】从最高点到失火处水做平抛运动，根据高度关系分析运动时间关系，结合水平位移关系分析水在最高点的速度关系。从喷出到最高点的逆过程也是平抛运动，再根据高度关系分析运动时间关系。根据水平速度和竖直速度关系，分析喷出时速度关系。
7．【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】 A．模型飞机受到重力和旋臂对模型飞机的两个作用力，这两个力的合力提供向心力，不能说受到向心力，故A错误；
BC．模型飞机在水平面内做匀速圆周运动，合力提供向心力，竖直方向受力平衡，所以旋臂对模型飞机作用力的一个分力平衡了飞机的重力，即有
另一个分力提供了飞机做匀速圆周运动的向心力，则有
可知旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直且大小等于，故B错误，C正确；
D．若转动的角速度增大，增加，不变，根据平行四边形可得旋臂对模型飞机的作用力
可知若转动的角速度增大，则旋臂对模型飞机的作用力增大，故D错误。
故选C。
【分析】将旋臂的作用力分解成水平、竖直两个方向的分力，竖直方向的分力与模型飞机的重力大小相等，方向相反，水平方向的分力提供向心力，根据圆周运动角速度与向心力的关系求出向心力，进而求出旋臂对模型飞机的作用力。
8．【答案】D
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；双星（多星）问题
【解析】【解答】本题是双星问题，与卫星绕地球运动模型不同，两颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动，关键抓住条件：周期相同，角速度相同。A．双星系统处于共轴转动状态，角速度相等，黑洞A的运行角速度等于黑洞B的运行角速度，故A错误；
B．两黑洞做圆周运动的向心力由来自对方的万有引力提供，所以两黑洞做圆周运动的向心力相等，得
即
由于OA > OB，即
所以
故B错误；
C．两个黑洞处于银河系外，人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度应大于第三宇宙速度，故C错误；
D．对于黑洞A、B，根据万有引力提供向心力有，
又
联立得
由该式可知，若双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故D正确。
故选D。
【分析】双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度。根据万有引力定律和向心力公式求解，注意其中的A、B距离和各自轨道半径的关系。
9．【答案】C
【知识点】牛顿第二定律；动能定理的综合应用；重力势能
【解析】【解答】对于图像问题，关键是能够根据物理规律推导出横坐标和纵坐标的关系式，分析斜率的变化，然后作出正确的判断。AD．雨滴下落的过程中，加速度大小，雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，则图像斜率的绝对值减小，故AD错误；
B．由动能定理可知图线的斜率为合外力，而合外力为，则斜率的绝对值逐渐减小，故B错误；
C．根据，可知图像斜率不变为倾斜直线，故C正确。
故选C。
【分析】根据牛顿第二定律列式分析加速度的变化情况，由此得到v-t图像斜率的变化情况；根据动能定理分析Ek-x图线的斜率变化情况；根据重力势能表达式分析Ep-x图像的斜率变化情况，再选择正确的图像。
10．【答案】A
【知识点】机车启动
【解析】【解答】 根据题意分析清楚汽车的运动过程与受力情况是解题的前提，应用牛顿第二定律即可解题。汽车在平直公路上匀速运动，牵引力等于阻力，当到达斜坡后此时的牵引力小于阻力与重力分力的合力，故做减速运动，由可知，汽车的牵引力逐渐增大，做加速度减小的减速运动，当牵引力等于阻力与重力分力的合力时，速度最小，此后做匀速运动。
故选A。
【分析】根据汽车的运动过程分析其受力情况，应用功率公式P=Fv与牛顿第二定律分析答题。
11．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；功的概念；动能定理的综合应用
【解析】【解答】本题的关键要明确滑块的合力为零时，速度最大，根据平衡条件求解拉力F的大小。要知道动能定理是求功特别是变力做功常用的方法。A．当滑块的合力为零，加速度为零时，速度最大，则在C点，滑块的合力为零，则有
解得拉力F的大小为
故A错误；
B．对滑块受力分析，竖直方向有
滑块向上滑动时，细绳与竖直方向夹角变大，而拉力不变，则滑块的加速度变小，故B错误；
C．滑块由A到C过程中拉力F做的功为
故C错误；
D．滑块从A运动到C过程，由动能定理得
又由几何关系
联立解得
故D正确。
故选D。
【分析】当滑块的合力为零时，速度最大，根据平衡条件求拉力F的大小。根据牛顿第二定律分析滑块加速度的变化情况，判断其运动性质。根据几何知识求出拉力F作用点的位移，从而求得拉力F做的功，最后由动能定理求滑块在C点的动能。
12．【答案】（1）A
（2）C
（3）较低
（4）1.5；2.5
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】本题主要考查了“研究平抛运动特点”的实验，要明确实验原理，掌握平抛运动的规律；根据匀变速直线运动的推论求解频闪周期是解题的关键。
（1）图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，可观察到A、B同时落到，说明A、B两球在竖直方向有相同的运动情况，则实验表明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
故选A。
（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到刻度尺，测量小球的坐标，才能求出小球的初速度。不需要天平和秒表。
故选C。
（3）两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，则平抛的时间相同，由可知，图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下获得较大初速度，则图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置较低。
（4）由题图，竖直方向有
解得
水平方向有
解得小球做平抛运动的初速度大小为
小球在B点的竖直分速度大小为
则小球在B点的速度大小为
【分析】（1）根据实验原理和实验现象分析作答；
（2）根据实验原理分析所需的实验器材；
（3）取相同的竖直高度，根据平抛运动的规律分析作答；
（4）根据匀变速直线运动的推论求解频闪周期，根据匀速直线运动规律求解初速度；根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求解小球在B点的竖直分速度；再根据运动的合成求解B点的竖直速度。
（1）图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，可观察到A、B同时落到，说明A、B两球在竖直方向有相同的运动情况，则实验表明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
故选A。
（2）在图乙所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到刻度尺，测量小球的坐标，才能求出小球的初速度。不需要天平和秒表。
故选C。
（3）两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，则平抛的时间相同，由可知，图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下获得较大初速度，则图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置较低。
（4）[1]由题图，竖直方向有
解得
水平方向有
解得小球做平抛运动的初速度大小为
[2]小球在B点的竖直分速度大小为
则小球在B点的速度大小为
13．【答案】（1）解：根据运动学公式可得
解得加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得拉力为
（2）解：玩具起重机在这2s内的位移大小为
拉力所做的功为
则玩具起重机在这2s内的输出功率为
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；功率及其计算
【解析】【分析】（1）物体做匀加速运动，根据速度—时间关系式计算速度大小，根据牛顿第二定律计算拉力的大小；
（2）根据匀加速运动位移—时间关系式计算位移大小，根据功率公式计算平均功率大小。
（1）根据运动学公式可得
解得加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得拉力为
（2）玩具起重机在这2s内的位移大小为
拉力所做的功为
则玩具起重机在这2s内的输出功率为
14．【答案】（1）解：设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意
在月球表面
解得月球质量
（2）解：根据万有引力提供向心力，有
联立以上解得
【知识点】万有引力定律；卫星问题
【解析】【分析】（1）小球做竖直上抛运动，应用运动学公式求出月球表面的重力加速度，重力等于万有引力，据此求出月球的质量；
（2）万有引力提供向心力，应用牛顿第二定律求出环月轨道距离月球表面的高度。
（1）设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意
在月球表面
解得月球质量
（2）根据万有引力提供向心力，有
联立以上解得
15．【答案】（1）解：小滑块第一次运动到A点过程，根据动能定理有
解得
（2）解：滑块运动至圆轨道最高点 D点过程，根据动能定理有
解得
滑块正最高点 D点，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道压力大小为5N。
（3）解：滑块第一次通过AF到达F点过程，根据动能定理有
解得
由于
可知，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以3m/s速度向左匀速运动，则有
滑块向左运动至A点过程，根据动能定理有
解得
滑块在圆弧轨道上下半圆摆动时，最低点A的最大速度为，则有
解得
由于
可知，滑块不脱离圆轨道，在圆轨道下侧摆动，根据动能定理有
解得
可知，滑块再次减速到达F后以小于皮带的速度冲上皮带，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以小于3m/s速度向左滑离皮带，在AF之间减为0，最终停止在离A点距离为
【知识点】生活中的圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）应用动能定理求出滑块运动到A点的速度大小；
（2）应用动能定理求出到达D点时的速度大小，应用牛顿第二定律求出轨道对滑块的支持力，然后求出压力；
（3）物块滑上传送带后先减速后反向加速，在AF上继续减速，然后滑上圆轨道，再重复前面过程，直到最终在AF段停下，应用动能定理求解。
（1）小滑块第一次运动到A点过程，根据动能定理有
解得
（2）滑块运动至圆轨道最高点 D点过程，根据动能定理有
解得
滑块正最高点 D点，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道压力大小为5N。
（3）滑块第一次通过AF到达F点过程，根据动能定理有
解得
由于
可知，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以3m/s速度向左匀速运动，则有
滑块向左运动至A点过程，根据动能定理有
解得
滑块在圆弧轨道上下半圆摆动时，最低点A的最大速度为，则有
解得
由于
可知，滑块不脱离圆轨道，在圆轨道下侧摆动，根据动能定理有
解得
可知，滑块再次减速到达F后以小于皮带的速度冲上皮带，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以小于3m/s速度向左滑离皮带，在AF之间减为0，最终停止在离A点距离为
16．【答案】（1）解：依题意可得，
当转盘转动时，质点A、B需要的向心力分别为，
当时，解得
此时，
故
（2）解：由，代入
得
对B进行受力分析可知
得
由，代入
得
故
（3）解：当，跟据前面的分析知由
当，，此过程
当，，此过程由于B有向外滑动的趋势，绳的拉力增大，故A的摩擦力减小，直到为0
当，，此过程由于绳的拉力继续增大，A受到绳的拉力有向内滑动的趋势，故A的摩擦力反向增大。
如图所示
【知识点】静摩擦力；向心力；生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）对质量均为m的物体应用牛顿第二定律分析；
（2）对A、B物体分别受力分析找到向心力来源，应用牛顿第二定律分析；
（3）根据A的受力情况，画出图像即可。
（1）依题意可得，
当转盘转动时，质点A、B需要的向心力分别为，
当时，解得
此时，
故
（2）由，代入
得
对B进行受力分析可知
得
由，代入
得
故
（3）当，跟据前面的分析知由
当，，此过程
当，，此过程由于B有向外滑动的趋势，绳的拉力增大，故A的摩擦力减小，直到为0
当，，此过程由于绳的拉力继续增大，A受到绳的拉力有向内滑动的趋势，故A的摩擦力反向增大。
如图所示
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