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浙江省杭州市余杭第二高级中学2019-2020学年高一下学期物理3月月考试卷
一、单选题
1．（2020高一下·杭州月考）下列物理量中属于矢量的是（　　）
A．万有引力常量 B．功
C．功率 D．地球对月球的引力
2．（2019高一下·太原期末）在平直公路上以“6挡”匀速行驶的汽车，遇到上坡时，在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，其目的是（　　）
A．增大速度，得到较小的牵引力 B．减小速度，得到较小的牵引力
C．增大速度，得到较大的牵引力 D．减小速度，得到较大的牵引力
3．（2019高一下·太原期末）对于质量一定的物体，下列说法正确的是（　　）
A．物体的运动方向不变时，其动能一定不变
B．物体的速度发生变化时，其动能可能不变
C．物体的速率发生变化时，其动能可能不变
D．物体的动能不变时，其速度一定不变
4．（2018·北京）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
5．如图所示，力F大小相等，物体沿水平面运动的位移l也相同，下列哪种情况F做功最少（　　）
A． B．
C． D．
6．（2020高一下·杭州月考）研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤。假设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星轨道在地球轨道外侧，如图所示，与地球相比较，则下列说法中正确的是（　　）
A．火星运行速度较大 B．火星运行角速度较大
C．火星运行周期较大 D．火星运行的向心加速度较大
7．（2020高一下·杭州月考）如图所示，一台起重机从静止开始匀加速地将一质量 的货物竖直吊起，在 末货物的速度 。起重机在这 内拉力的平均输出功率及 末的瞬时功率分别为（ 取 ）（　　）
A． ， B． ，
C． ， D． ，
8．（2020高一下·杭州月考）关于重力势能的说法中，不正确的是（　　）
A．物体重力势能的值随参考平面的选择不同而不同
B．物体的重力势能严格说是属于物体和地球这个系统的
C．重力对物体做正功，物体的动能一定增加
D．物体位于参考面之下其重力势能取负值
9．（2020高一下·杭州月考）关于下列对配图的说法中正确的是（　　）
A．图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒
B．图2中火车在匀速转弯时所受合外力为零，动能不变
C．图3中握力器在手的压力下弹性势能增加了
D．图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒
10．（2020高一下·杭州月考）一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F所做的功为（　　）
A．mglcos θ B．Flsin θ
C．mgl(1－cos θ) D．Fl
11．（2020高一下·杭州月考）如图所示为某次NBA比赛时篮球运动员起跳投篮时的情形．运动员先由站立状态曲腿下蹲再竖直向上跃起，这个过程中，关于运动员下列说法正确的是（　　）
A．重力势能不变
B．机械能不变
C．他的动能增大，所以地面对他做正功
D．地面对他有支持力，但作用点没有位移，所以地面对他不做功
12．（2019高一下·石嘴山月考）设地球表面的重力加速度为 ，物体在距离地球表面 是地球的半径 处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则 为
A．1 B． C． D．
13．（2020高一下·杭州月考）市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是（　　）
A．太阳能→电能→机械能 B．太阳能→机械能→电能
C．电能→太阳能→机械能 D．机械能→太阳能→电能
14．（2020高一下·杭州月考）如图所示是流星在夜空中发出的明亮光焰，此时会有人在内心里许下一个美好的愿望。有些流星是外太空物体被地球强大引力吸引坠落到地面的过程中同空气发生剧烈摩擦产生的。下列相关说法正确的是（　　）
A．形成流星的物体同空气摩擦时机械能全部转化为光能
B．引力对形成流星的物体做正功，其动能增加，机械能守恒
C．当形成流星的物体的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一.直线上时，形成流星的物体做曲线运动
D．形成流星的物体进入大气层后做斜抛运动
15．（2020高一下·杭州月考）质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是（　　）
A．汽车受到的阻力200N
B．汽车的最大牵引力为700N
C．汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m
D．8s~18s过程中汽车牵引力做的功为7×104J
16．（2020高一下·杭州月考）“神舟十号”飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，如图所示的实验不能够进行的是（　　）
A．
B．
C．
D．
17．（2020高一下·杭州月考）如图所示，有人用一簇气球使一座小屋从地面成功升空。小屋从地面由静止出发，当它加速上升到高度为 处时，速度达到了 ，不计小屋受到的空气浮力及阻力，则在这一过程中（　　）
A．绳对小屋的拉力等于小屋的重力
B．绳对小屋的拉力做的功等于小屋动能的增量
C．绳对小屋的拉力做的功等于小屋机械能的增量
D．绳对小屋的拉力与重力做的总功等于小屋机械能的增量
二、多选题
18．（2020高一下·杭州月考）如图所示，A为地面上的物体，B为近地圆轨道卫星，C为地球同步卫星。物体质量相同，三物体的线速度大小分别为 、 、 ，周期分别为 、 、 ，向心加速度大小分别为 、 、 ，则（　　）
A． B． C． D．
19．（2020高一下·杭州月考）北京时间2005年7月4日下午1时52分(美国东部时间7月4日凌晨1时52分)探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，投入彗星的怀抱，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图2所示．假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（　　）
A．绕太阳运动的角速度不变
B．近日点处线速度大于远日点处线速度
C．近日点处加速度大于远日点处加速度
D．其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数
20．（2017高一下·福建期中）如图所示，轻质弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端的挡板C上，另一端自然伸长到A点．质量为m的物块从斜面上B点由静止开始滑下，与弹簧发生相互作用，最终停在斜面上某点．下列说法正确的是（　　）
A．物块第一次滑到A点时速度最大
B．物块停止时弹簧一定处于压缩状态
C．在物块滑到最低点的过程中，物块减少的重力势能全部转化成弹簧的弹性势能
D．在物块的整个运动过程中，克服弹簧弹力做的功等于重力和摩擦力做功之和
三、解答题
21．（2020高一下·郧县月考）小明到达一未知行星进行科学探测，在此星球上他以大小为v1的初速度竖直上抛一物体（没有阻力），经时间t 物体落回手里。当他的飞船在离行星表面的距离刚好等于此行星半径的轨道上做匀速圆周运动时，速率为v2，由以上数据求（已知引力常量为 G）
（1）该行星表面重力加速度g是多少？
（2）该行星的质量是多少？
22．（2020高一下·杭州月考）如图所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险．质量m=2.0×103kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v1=36km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l=350m、下降高度h=50m时到达“避险车道”，此时速度表示数v2=72km/h．
（1）求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量；
（2）求汽车在下坡过程中所受的阻力；
（3）若“避险车道”与水平面间的夹角为17°，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移（sin17°≈0.3）．
23．（2020高一下·杭州月考）如图所示，粗糙的水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R．用质量m＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，弹簧和物块具有的弹性势能为Ep，释放后物块从桌面右边缘D点飞离桌面后，由P点沿圆轨道切线落入圆轨道．已知物块与桌面间动摩擦因数μ＝0.1，CD间距离SCD=0.5m．（g＝10m/s2），求：
（1）D点的速度vD；
（2）Ep的大小
（3）判断m能否沿圆轨道到达M点．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】A．万有引力常量是一个常量，属于标量，因此不是矢量，A不符合题意；
B．功只有大小没有方向，属于标量，因此不是矢量，B不符合题意；
C．功率只有大小没有方向，属于标量，因此不是矢量，C不符合题意；
D．地球对月球的引力有大小也有方向，属于矢量，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】既有大小又有方向的量为矢量，例如位移、速度、加速度、力、电场强度等，只有大小没有方向的量为标量，例如路程、时间、能量、功等。
2．【答案】D
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】AC. 在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，速度变小，AC不符合题意。
BD. 在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，速度变小，根据功率方程 可知，得到较大的牵引力，更容易上坡，B不符合题意D符合题意。
故答案为：D
【分析】对于功率的公式P=Fv，当发动机的输出牵引力比较大时，对应的速度就比较小，故上坡时速度会很小。
3．【答案】B
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】A. 物体加速直线运动时，运动方向不变时，其动能改变，A不符合题意。
B. 物体做匀速圆周运动时，速度方向发生变化，其动能不变，B符合题意。
C. 动能 ，速率发生变化时，其动能改变，C不符合题意。
D. 动能不变，可能速度大小不变，但速度方向改变，比如匀速圆周运动，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】速度是矢量，既有大小也有方向，当速度的大小不发生改变，只改变速度的方向，物体的动能不会发生改变。
4．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】该题考查了月地检验的知识，地球吸引苹果的力 =mg，地球吸引月球的力 ，由于从不清楚苹果的质量与月球的质量关系，因此不能得出AD答案，故AD错误；根据牛顿第二定律可以得出正确答案是B，
故答案为：B。
【分析】本题结合牛顿第二定律与万有引力定律，可以得出月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602.
5．【答案】D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】四种情况下，F、l都相同，由公式W＝Flcosα可知，cosα越小，力F做的功越少，D中cosα最小，D符合题意.
故答案为：D。
【分析】此题比较简单，考查对做功公式的理解，功等于力乘以在力的方向上发生的位移大小。
6．【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】任一行星绕太阳做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力可推导出
化简后可得
即轨道半径越大，行星运行速度、角速度和向心加速度越小，而周期越大。因此火星的运行速度、角速度和向心加速度较小，运行周期较大，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】卫星离地球远近，线速度越大，环绕周期越短，受到的万有引力就比较大，所以加速度就比较大。
7．【答案】B
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】物体向上运动的加速度为
由牛顿第二定律可得
代入数据求出起重机的拉力
物体上升的高度
起重机做功的平均功率
则 末的速度为
起重机在 末的瞬间功率为
即起重机在这 内拉力的平均输出功率为 ， 末的瞬时功率为 ，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率，结合物体的末速度，利用公式P=Fv求解瞬时功率。
8．【答案】C
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】A、重力势能的大小取决于相对于零势能面的高度差，故和选择的参考平面有关，随参考平面的选择不同而不同，A正确，不符合题意；
B、物体的重力势能，实际上是物体和地球所组成的系统的重力势能，B正确，不符合题意；
C、动能的改变量取决于合外力的功，故只有重力做正功，但合外力的功可能为负值，故动能可能减小，C错误，符合题意；
D、物体位于重力势能参考面以下时，物体的重力势能为负值，D正确，不符合题意.
故答案为：C.
【分析】重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关.
9．【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用；机械能
【解析】【解答】A项：图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中，钢绳对它做负功，所以机械能不守恒，A不符合题意；
B项：图2中火车在匀速转弯时做匀速圆周运动，所受的合外力指向圆心且不为零，B不符合题意；
C项：图3中握力器在手的压力下形变增大，所以弹性势能增大，C符合题意；
D项：图4中撑杆跳高运动员在上升过程中撑杆的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】机械能守恒的条件为在只有重力或系统内的弹力做功的情况下，系统的机械能守恒。
10．【答案】C
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】对小球受力分析，受到重力、拉力F和绳子的拉力T，如图
根据共点力平衡条件，有F=mgtanα，故F随着α的增大而不断变大，故F是变力；对小球运动过程运用动能定理，得到-mgL（1-cosα）+W=0，故拉力做的功等于mgL（1-cosθ），故答案为：C．
【分析】除重力以外的其他力做功对应物体机械能的变化量，除重力以外的其他力对物体做正功，机械能增加。
11．【答案】D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】A、在此过程中，重力做负功，重力势能增加，A不符合题意；
B、运动员的动能和重力势能均增加，则其机械能增加，B不符合题意；
CD、从站立到跃起过程中，地面对运动员的作用力没有发生位移，所以地面对他不做功，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】本题从功的概念出发，分析地面对运动员没有做功．此题也可以根据初末机械能的变化，判断其机械能的变化情况．
12．【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据地球表面重力与万有引力近似相等 ，有地球表面处的重力加速度
离地球表面3R，即离地心距离4R处，根据牛顿第二定律： ，
即 ，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用引力形成重力结合高度大小可以求出重力加速度之比。
13．【答案】A
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．
故答案为：A．
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，克服摩擦力，做功机械能转化成内能，能量的转移和转化具有方向性。
14．【答案】C
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】A．形成流星的物体同空气摩擦时部分机械能转化为内能，A不符合题意；
B．引力对流星做正功，摩擦阻力做负功，故机械能不守恒，B不符合题意；
C．曲线运动的条件是合力方向与速度方向不共线，因此当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动，C符合题意；
D．斜抛运动只受重力，而流星除了受重力以外还受到空气阻力，因此不是斜抛运动，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】曲线运动的条件就是初速度和受力方向不同，即加速度与速度不在同一方向上。
15．【答案】D
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A．当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则有
A不符合题意；
B．汽车做匀加速运动的牵引力最大，则有
B不符合题意；
C．变加速过程中，根据动能定理得
解得
C不符合题意；
D.8s－18s过程中汽车牵引力已达到最大功率，所以牵引力做的功为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汽车启动时，先做匀加速运动，后做加速度减小的加速运动，当汽车的牵引力等于阻力的时候，汽车的加速度为零，此时的汽车的速度最大。
16．【答案】A,B,D
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】A．由于过滤水时水要借助重力往下流，在太空中无法实现，A符合题意；
BD．由于无法研究物体的重力势能，因此血浆与血细胞自然分层实验和动能与重力势能转化规律实验均无法实现，BD符合题意；
C．由于弹簧拉力器测力与重力无关，因此可以实现，C不符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】卫星在太空中，重力完全提供向心力，故为完全失重状态。
17．【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用；机械能
【解析】【解答】A．由于屋子上升时为加速上升，即合力方向向上，小屋垂直方向上仅受向上的绳子的拉力与向下的屋子的重力。因此要想要合力方向向上，则需要绳子对屋子的拉力大于屋子的重力，A不符合题意；
BD．根据动能定理得
即绳子对小屋的拉力和小屋的重力对屋子所做的总功小于小屋机械能增量，绳对小屋的拉力做的功大于小屋动能增量，BD不符合题意；
C．根据功能原理可知，小屋的机械能增加等于绳对小屋拉力对小屋做的功，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】对物体进行受力分析，合外力做功对应故物体动能的变化量，合外力对物体做正功，物体的动能增加，除重力以外的其他力做功对应物体机械能的变化量，除重力以外的其他力对物体做正功，机械能增加。
18．【答案】A,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】B、C两颗卫星围绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，则可推导出
由于 ，因此
因为A为地面上待发射的卫星，随地球自转，与地球同步卫星C的周期相同，即有
根据
可知
根据
可知
综上所述，可得
BC不符合题意，AD符合题意。
故答案为：AD。
【分析】卫星的轨道半径越大，到中心天体的距离越远，受到的万有引力越小，运动的线速度越小，角速度越小，加速度越小，周期越长。
19．【答案】B,C,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】彗星做椭圆运动，线速度与半径在变化，根据v=rω知，角速度不是恒定不变的．A不符合题意．从近日点向远日点运动，万有引力做负功，动能减小，所以近日点的线速度大于远日点的线速度．B符合题意．彗星在近日点所受的万有引力大于在远日点所受的万有引力，根据牛顿第二定律，近日点的加速度大于远日点的加速度．C符合题意．根据开普勒第三定律有： （常量），C由中心天体所决定．D符合题意．
故答案为：BCD
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，当卫星有远日点向近日点运动时，速度增加，万有引力做正功，当卫星有近日点向远日点运动时，速度减小，万有引力做负功。
20．【答案】B,D
【知识点】对单物体(质点)的应用；功能关系；能量守恒定律
【解析】【解答】解：A、物块下滑过程中，当所受合力为零时，速度最大，物块第一次下滑合力为零的位置在A点下方，速度最大的位置在A点下方，故A错误；
B、物块在斜面上运动过程中要克服摩擦力做功，机械能减少，最终滑块要静止，滑块静止时受到为零，处于平衡状态，弹簧被压缩，故B正确；
C、在物块滑到最低点的过程中，物块减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能与系统内能，故C错误；
D、滑块在运动过程中克服摩擦力做功转化为内能，最终弹簧是被压缩的，弹簧具有弹性势能，在物块的整个运动过程中，克服弹簧弹力做的功等于重力和摩擦力做功之和，故D正确；
故选：BD．
【分析】根据弹簧的做正功，导致弹簧的弹性势能减小；重力做正功，导致重力势能减小；而摩擦力做负功却导致系统的机械能减小．同时由对物体的受力分析来确定物体处于什么样的运动状态．
21．【答案】（1）解：根据竖直上抛的知识可知
解得
（2）解：飞船做圆周运动的向心力等于外有引力，则
且
联立解得
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；竖直上抛运动；万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）利用速度公式可以求出重力加速度的大小；
（2）利用引力形成重力及提供向心力可以求出行星的质量。
22．【答案】（1）解：从发现刹车失灵至到达“避险车道”的过程汽车动能的变化量为：
已知 ， ， 代入上式解得：
答：从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量是3.0×105J
（2）解：由动能定理得： ，
代入数据解得：
答：汽车在下坡过程中所受的阻力是2.0×103N
（3）解：设向上运动的最大位移为 ．由动能定理得：
代入数据解得：
答：汽车在“避险车道”上运动的最大位移是33.3m．
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）已知汽车的质量、初速度和末速度，汽车动能的变化量等于末动能减至初动能，由动能的计算式解答．（2）对于下坡过程，据动能定理求汽车所受的阻力．（3）对于汽车在“避险车道”上运动的过程，运用动能定理求最大位移．
23．【答案】（1）解：设物块由D点以初速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直速度为vy，有
，
得vD＝4m/s
（2）解：物块从C→D由动能定理得：-μmgSCD＝ mvD2- mvC2
功能关系：Ep＝ mv2C＝1.8J
（3）解：设物块能沿轨道到达M点，其速度为vM，从D→M整个过程由机械能守恒定律得： mvD2＝ mvM2＋mgR·cos45°
代入数据解得：vM≈2.2m/s< ≈2.8m/s
所以物块不能到达M点.
【知识点】动能定理的综合应用；平抛运动
【解析】【分析】（1）物体做平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，落地时利用水平位移和竖直位移的关系列方程求解运动时间，进而求解水平初速度；
（2）物体的动能即为弹簧的弹性势能，利用动能定理求解物体在C点的动能即可；
（3）利用动能定理求解物体到达最高点的速度，当小球恰好经过最高点的时候，只有重力提供向心力，对小球进行受力分析，利用向心力公式求解此时的速度，两速度作比较即可。
1 / 1浙江省杭州市余杭第二高级中学2019-2020学年高一下学期物理3月月考试卷
一、单选题
1．（2020高一下·杭州月考）下列物理量中属于矢量的是（　　）
A．万有引力常量 B．功
C．功率 D．地球对月球的引力
【答案】D
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】A．万有引力常量是一个常量，属于标量，因此不是矢量，A不符合题意；
B．功只有大小没有方向，属于标量，因此不是矢量，B不符合题意；
C．功率只有大小没有方向，属于标量，因此不是矢量，C不符合题意；
D．地球对月球的引力有大小也有方向，属于矢量，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】既有大小又有方向的量为矢量，例如位移、速度、加速度、力、电场强度等，只有大小没有方向的量为标量，例如路程、时间、能量、功等。
2．（2019高一下·太原期末）在平直公路上以“6挡”匀速行驶的汽车，遇到上坡时，在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，其目的是（　　）
A．增大速度，得到较小的牵引力 B．减小速度，得到较小的牵引力
C．增大速度，得到较大的牵引力 D．减小速度，得到较大的牵引力
【答案】D
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】AC. 在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，速度变小，AC不符合题意。
BD. 在功率保持不变时，必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位，速度变小，根据功率方程 可知，得到较大的牵引力，更容易上坡，B不符合题意D符合题意。
故答案为：D
【分析】对于功率的公式P=Fv，当发动机的输出牵引力比较大时，对应的速度就比较小，故上坡时速度会很小。
3．（2019高一下·太原期末）对于质量一定的物体，下列说法正确的是（　　）
A．物体的运动方向不变时，其动能一定不变
B．物体的速度发生变化时，其动能可能不变
C．物体的速率发生变化时，其动能可能不变
D．物体的动能不变时，其速度一定不变
【答案】B
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】A. 物体加速直线运动时，运动方向不变时，其动能改变，A不符合题意。
B. 物体做匀速圆周运动时，速度方向发生变化，其动能不变，B符合题意。
C. 动能 ，速率发生变化时，其动能改变，C不符合题意。
D. 动能不变，可能速度大小不变，但速度方向改变，比如匀速圆周运动，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】速度是矢量，既有大小也有方向，当速度的大小不发生改变，只改变速度的方向，物体的动能不会发生改变。
4．（2018·北京）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
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】该题考查了月地检验的知识，地球吸引苹果的力 =mg，地球吸引月球的力 ，由于从不清楚苹果的质量与月球的质量关系，因此不能得出AD答案，故AD错误；根据牛顿第二定律可以得出正确答案是B，
故答案为：B。
【分析】本题结合牛顿第二定律与万有引力定律，可以得出月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602.
5．如图所示，力F大小相等，物体沿水平面运动的位移l也相同，下列哪种情况F做功最少（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】四种情况下，F、l都相同，由公式W＝Flcosα可知，cosα越小，力F做的功越少，D中cosα最小，D符合题意.
故答案为：D。
【分析】此题比较简单，考查对做功公式的理解，功等于力乘以在力的方向上发生的位移大小。
6．（2020高一下·杭州月考）研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤。假设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星轨道在地球轨道外侧，如图所示，与地球相比较，则下列说法中正确的是（　　）
A．火星运行速度较大 B．火星运行角速度较大
C．火星运行周期较大 D．火星运行的向心加速度较大
【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】任一行星绕太阳做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力可推导出
化简后可得
即轨道半径越大，行星运行速度、角速度和向心加速度越小，而周期越大。因此火星的运行速度、角速度和向心加速度较小，运行周期较大，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】卫星离地球远近，线速度越大，环绕周期越短，受到的万有引力就比较大，所以加速度就比较大。
7．（2020高一下·杭州月考）如图所示，一台起重机从静止开始匀加速地将一质量 的货物竖直吊起，在 末货物的速度 。起重机在这 内拉力的平均输出功率及 末的瞬时功率分别为（ 取 ）（　　）
A． ， B． ，
C． ， D． ，
【答案】B
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】物体向上运动的加速度为
由牛顿第二定律可得
代入数据求出起重机的拉力
物体上升的高度
起重机做功的平均功率
则 末的速度为
起重机在 末的瞬间功率为
即起重机在这 内拉力的平均输出功率为 ， 末的瞬时功率为 ，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率，结合物体的末速度，利用公式P=Fv求解瞬时功率。
8．（2020高一下·杭州月考）关于重力势能的说法中，不正确的是（　　）
A．物体重力势能的值随参考平面的选择不同而不同
B．物体的重力势能严格说是属于物体和地球这个系统的
C．重力对物体做正功，物体的动能一定增加
D．物体位于参考面之下其重力势能取负值
【答案】C
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】A、重力势能的大小取决于相对于零势能面的高度差，故和选择的参考平面有关，随参考平面的选择不同而不同，A正确，不符合题意；
B、物体的重力势能，实际上是物体和地球所组成的系统的重力势能，B正确，不符合题意；
C、动能的改变量取决于合外力的功，故只有重力做正功，但合外力的功可能为负值，故动能可能减小，C错误，符合题意；
D、物体位于重力势能参考面以下时，物体的重力势能为负值，D正确，不符合题意.
故答案为：C.
【分析】重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关.
9．（2020高一下·杭州月考）关于下列对配图的说法中正确的是（　　）
A．图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒
B．图2中火车在匀速转弯时所受合外力为零，动能不变
C．图3中握力器在手的压力下弹性势能增加了
D．图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒
【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用；机械能
【解析】【解答】A项：图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中，钢绳对它做负功，所以机械能不守恒，A不符合题意；
B项：图2中火车在匀速转弯时做匀速圆周运动，所受的合外力指向圆心且不为零，B不符合题意；
C项：图3中握力器在手的压力下形变增大，所以弹性势能增大，C符合题意；
D项：图4中撑杆跳高运动员在上升过程中撑杆的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】机械能守恒的条件为在只有重力或系统内的弹力做功的情况下，系统的机械能守恒。
10．（2020高一下·杭州月考）一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F所做的功为（　　）
A．mglcos θ B．Flsin θ
C．mgl(1－cos θ) D．Fl
【答案】C
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】对小球受力分析，受到重力、拉力F和绳子的拉力T，如图
根据共点力平衡条件，有F=mgtanα，故F随着α的增大而不断变大，故F是变力；对小球运动过程运用动能定理，得到-mgL（1-cosα）+W=0，故拉力做的功等于mgL（1-cosθ），故答案为：C．
【分析】除重力以外的其他力做功对应物体机械能的变化量，除重力以外的其他力对物体做正功，机械能增加。
11．（2020高一下·杭州月考）如图所示为某次NBA比赛时篮球运动员起跳投篮时的情形．运动员先由站立状态曲腿下蹲再竖直向上跃起，这个过程中，关于运动员下列说法正确的是（　　）
A．重力势能不变
B．机械能不变
C．他的动能增大，所以地面对他做正功
D．地面对他有支持力，但作用点没有位移，所以地面对他不做功
【答案】D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】A、在此过程中，重力做负功，重力势能增加，A不符合题意；
B、运动员的动能和重力势能均增加，则其机械能增加，B不符合题意；
CD、从站立到跃起过程中，地面对运动员的作用力没有发生位移，所以地面对他不做功，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】本题从功的概念出发，分析地面对运动员没有做功．此题也可以根据初末机械能的变化，判断其机械能的变化情况．
12．（2019高一下·石嘴山月考）设地球表面的重力加速度为 ，物体在距离地球表面 是地球的半径 处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则 为
A．1 B． C． D．
【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据地球表面重力与万有引力近似相等 ，有地球表面处的重力加速度
离地球表面3R，即离地心距离4R处，根据牛顿第二定律： ，
即 ，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用引力形成重力结合高度大小可以求出重力加速度之比。
13．（2020高一下·杭州月考）市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是（　　）
A．太阳能→电能→机械能 B．太阳能→机械能→电能
C．电能→太阳能→机械能 D．机械能→太阳能→电能
【答案】A
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．
故答案为：A．
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，克服摩擦力，做功机械能转化成内能，能量的转移和转化具有方向性。
14．（2020高一下·杭州月考）如图所示是流星在夜空中发出的明亮光焰，此时会有人在内心里许下一个美好的愿望。有些流星是外太空物体被地球强大引力吸引坠落到地面的过程中同空气发生剧烈摩擦产生的。下列相关说法正确的是（　　）
A．形成流星的物体同空气摩擦时机械能全部转化为光能
B．引力对形成流星的物体做正功，其动能增加，机械能守恒
C．当形成流星的物体的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一.直线上时，形成流星的物体做曲线运动
D．形成流星的物体进入大气层后做斜抛运动
【答案】C
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】A．形成流星的物体同空气摩擦时部分机械能转化为内能，A不符合题意；
B．引力对流星做正功，摩擦阻力做负功，故机械能不守恒，B不符合题意；
C．曲线运动的条件是合力方向与速度方向不共线，因此当流星的速度方向与空气阻力和重力的合力不在同一直线上时，流星做曲线运动，C符合题意；
D．斜抛运动只受重力，而流星除了受重力以外还受到空气阻力，因此不是斜抛运动，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】曲线运动的条件就是初速度和受力方向不同，即加速度与速度不在同一方向上。
15．（2020高一下·杭州月考）质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是（　　）
A．汽车受到的阻力200N
B．汽车的最大牵引力为700N
C．汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m
D．8s~18s过程中汽车牵引力做的功为7×104J
【答案】D
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A．当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则有
A不符合题意；
B．汽车做匀加速运动的牵引力最大，则有
B不符合题意；
C．变加速过程中，根据动能定理得
解得
C不符合题意；
D.8s－18s过程中汽车牵引力已达到最大功率，所以牵引力做的功为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汽车启动时，先做匀加速运动，后做加速度减小的加速运动，当汽车的牵引力等于阻力的时候，汽车的加速度为零，此时的汽车的速度最大。
16．（2020高一下·杭州月考）“神舟十号”飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，如图所示的实验不能够进行的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】A,B,D
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】A．由于过滤水时水要借助重力往下流，在太空中无法实现，A符合题意；
BD．由于无法研究物体的重力势能，因此血浆与血细胞自然分层实验和动能与重力势能转化规律实验均无法实现，BD符合题意；
C．由于弹簧拉力器测力与重力无关，因此可以实现，C不符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】卫星在太空中，重力完全提供向心力，故为完全失重状态。
17．（2020高一下·杭州月考）如图所示，有人用一簇气球使一座小屋从地面成功升空。小屋从地面由静止出发，当它加速上升到高度为 处时，速度达到了 ，不计小屋受到的空气浮力及阻力，则在这一过程中（　　）
A．绳对小屋的拉力等于小屋的重力
B．绳对小屋的拉力做的功等于小屋动能的增量
C．绳对小屋的拉力做的功等于小屋机械能的增量
D．绳对小屋的拉力与重力做的总功等于小屋机械能的增量
【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用；机械能
【解析】【解答】A．由于屋子上升时为加速上升，即合力方向向上，小屋垂直方向上仅受向上的绳子的拉力与向下的屋子的重力。因此要想要合力方向向上，则需要绳子对屋子的拉力大于屋子的重力，A不符合题意；
BD．根据动能定理得
即绳子对小屋的拉力和小屋的重力对屋子所做的总功小于小屋机械能增量，绳对小屋的拉力做的功大于小屋动能增量，BD不符合题意；
C．根据功能原理可知，小屋的机械能增加等于绳对小屋拉力对小屋做的功，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】对物体进行受力分析，合外力做功对应故物体动能的变化量，合外力对物体做正功，物体的动能增加，除重力以外的其他力做功对应物体机械能的变化量，除重力以外的其他力对物体做正功，机械能增加。
二、多选题
18．（2020高一下·杭州月考）如图所示，A为地面上的物体，B为近地圆轨道卫星，C为地球同步卫星。物体质量相同，三物体的线速度大小分别为 、 、 ，周期分别为 、 、 ，向心加速度大小分别为 、 、 ，则（　　）
A． B． C． D．
【答案】A,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】B、C两颗卫星围绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，则可推导出
由于 ，因此
因为A为地面上待发射的卫星，随地球自转，与地球同步卫星C的周期相同，即有
根据
可知
根据
可知
综上所述，可得
BC不符合题意，AD符合题意。
故答案为：AD。
【分析】卫星的轨道半径越大，到中心天体的距离越远，受到的万有引力越小，运动的线速度越小，角速度越小，加速度越小，周期越长。
19．（2020高一下·杭州月考）北京时间2005年7月4日下午1时52分(美国东部时间7月4日凌晨1时52分)探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，投入彗星的怀抱，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图2所示．假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（　　）
A．绕太阳运动的角速度不变
B．近日点处线速度大于远日点处线速度
C．近日点处加速度大于远日点处加速度
D．其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数
【答案】B,C,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】彗星做椭圆运动，线速度与半径在变化，根据v=rω知，角速度不是恒定不变的．A不符合题意．从近日点向远日点运动，万有引力做负功，动能减小，所以近日点的线速度大于远日点的线速度．B符合题意．彗星在近日点所受的万有引力大于在远日点所受的万有引力，根据牛顿第二定律，近日点的加速度大于远日点的加速度．C符合题意．根据开普勒第三定律有： （常量），C由中心天体所决定．D符合题意．
故答案为：BCD
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，当卫星有远日点向近日点运动时，速度增加，万有引力做正功，当卫星有近日点向远日点运动时，速度减小，万有引力做负功。
20．（2017高一下·福建期中）如图所示，轻质弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端的挡板C上，另一端自然伸长到A点．质量为m的物块从斜面上B点由静止开始滑下，与弹簧发生相互作用，最终停在斜面上某点．下列说法正确的是（　　）
A．物块第一次滑到A点时速度最大
B．物块停止时弹簧一定处于压缩状态
C．在物块滑到最低点的过程中，物块减少的重力势能全部转化成弹簧的弹性势能
D．在物块的整个运动过程中，克服弹簧弹力做的功等于重力和摩擦力做功之和
【答案】B,D
【知识点】对单物体(质点)的应用；功能关系；能量守恒定律
【解析】【解答】解：A、物块下滑过程中，当所受合力为零时，速度最大，物块第一次下滑合力为零的位置在A点下方，速度最大的位置在A点下方，故A错误；
B、物块在斜面上运动过程中要克服摩擦力做功，机械能减少，最终滑块要静止，滑块静止时受到为零，处于平衡状态，弹簧被压缩，故B正确；
C、在物块滑到最低点的过程中，物块减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能与系统内能，故C错误；
D、滑块在运动过程中克服摩擦力做功转化为内能，最终弹簧是被压缩的，弹簧具有弹性势能，在物块的整个运动过程中，克服弹簧弹力做的功等于重力和摩擦力做功之和，故D正确；
故选：BD．
【分析】根据弹簧的做正功，导致弹簧的弹性势能减小；重力做正功，导致重力势能减小；而摩擦力做负功却导致系统的机械能减小．同时由对物体的受力分析来确定物体处于什么样的运动状态．
三、解答题
21．（2020高一下·郧县月考）小明到达一未知行星进行科学探测，在此星球上他以大小为v1的初速度竖直上抛一物体（没有阻力），经时间t 物体落回手里。当他的飞船在离行星表面的距离刚好等于此行星半径的轨道上做匀速圆周运动时，速率为v2，由以上数据求（已知引力常量为 G）
（1）该行星表面重力加速度g是多少？
（2）该行星的质量是多少？
【答案】（1）解：根据竖直上抛的知识可知
解得
（2）解：飞船做圆周运动的向心力等于外有引力，则
且
联立解得
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；竖直上抛运动；万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）利用速度公式可以求出重力加速度的大小；
（2）利用引力形成重力及提供向心力可以求出行星的质量。
22．（2020高一下·杭州月考）如图所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险．质量m=2.0×103kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v1=36km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l=350m、下降高度h=50m时到达“避险车道”，此时速度表示数v2=72km/h．
（1）求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量；
（2）求汽车在下坡过程中所受的阻力；
（3）若“避险车道”与水平面间的夹角为17°，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移（sin17°≈0.3）．
【答案】（1）解：从发现刹车失灵至到达“避险车道”的过程汽车动能的变化量为：
已知 ， ， 代入上式解得：
答：从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量是3.0×105J
（2）解：由动能定理得： ，
代入数据解得：
答：汽车在下坡过程中所受的阻力是2.0×103N
（3）解：设向上运动的最大位移为 ．由动能定理得：
代入数据解得：
答：汽车在“避险车道”上运动的最大位移是33.3m．
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）已知汽车的质量、初速度和末速度，汽车动能的变化量等于末动能减至初动能，由动能的计算式解答．（2）对于下坡过程，据动能定理求汽车所受的阻力．（3）对于汽车在“避险车道”上运动的过程，运用动能定理求最大位移．
23．（2020高一下·杭州月考）如图所示，粗糙的水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R．用质量m＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，弹簧和物块具有的弹性势能为Ep，释放后物块从桌面右边缘D点飞离桌面后，由P点沿圆轨道切线落入圆轨道．已知物块与桌面间动摩擦因数μ＝0.1，CD间距离SCD=0.5m．（g＝10m/s2），求：
（1）D点的速度vD；
（2）Ep的大小
（3）判断m能否沿圆轨道到达M点．
【答案】（1）解：设物块由D点以初速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直速度为vy，有
，
得vD＝4m/s
（2）解：物块从C→D由动能定理得：-μmgSCD＝ mvD2- mvC2
功能关系：Ep＝ mv2C＝1.8J
（3）解：设物块能沿轨道到达M点，其速度为vM，从D→M整个过程由机械能守恒定律得： mvD2＝ mvM2＋mgR·cos45°
代入数据解得：vM≈2.2m/s< ≈2.8m/s
所以物块不能到达M点.
【知识点】动能定理的综合应用；平抛运动
【解析】【分析】（1）物体做平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，落地时利用水平位移和竖直位移的关系列方程求解运动时间，进而求解水平初速度；
（2）物体的动能即为弹簧的弹性势能，利用动能定理求解物体在C点的动能即可；
（3）利用动能定理求解物体到达最高点的速度，当小球恰好经过最高点的时候，只有重力提供向心力，对小球进行受力分析，利用向心力公式求解此时的速度，两速度作比较即可。
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