河北省石家庄市精英中学2019-2020学年高一下学期4月调研物理试题 27页

‎2019-2020下学期高一4月调研考试试卷 物理试题 一、选择题（本大题共28个小题，每小题2分，全对得满分，漏选得1分，错选或不选不得分；共56分）‎ ‎1.关于对开普勒第三定律=k的理解，以下说法中正确的是（　　）‎ A. T表示行星运动的自转周期 B. k值只与中心天体有关，与行星无关 C. 该定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动 D. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R1，周期为T1，月球绕地球运转轨道的半长轴为R2，周期为T2，则 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．T表示行星的公转周期，不是自转周期，故A错误；‎ B．k是一个与行星无关的量，k与中心星体的质量有关，所以B正确；‎ C．开普勒运动定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，所以C错误；‎ D．地球绕太阳转动，而月球绕地球转动，二者不是同一中心天体，故对应的k不同，故 故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行，完成了既定任务，于2009年3月1日16时13分成功撞月。如图为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点开始进入撞月轨迹。假设卫星绕月球作圆周运动的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，根据题中信息，以下说法正确的是（　　）‎ A. 可以求出月球的质量 B. 可以求出“嫦娥一号”的质量 C. 可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力 D. “嫦娥一号”卫星在控制点处应加速 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据万有引力提供圆周运动向心力有 可以求出月球的质量M，故A正确；‎ BC．根据万有引力提供圆周运动向心力列出等式，但卫星的质量m约掉了，不能求出“嫦娥一号”的质量，所以也不能求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力，故B错误，C错误；‎ D．撞月轨道是一个离月球越来越近的轨道，即“嫦娥一号”卫星要做向心运动，所以“嫦娥一号”卫星在控制点处应减速，使得万有引力大于所需要的向心力，做逐渐靠近圆心的运动，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎3.空间站是科学家进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所，我国将于2020年前后将建成规模较大、长期有人参与的轨道空间站。假设某空间站正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致．下列说法正确的有（　　）‎ A. 同步卫星的运行周期比空间站运行周期小 B. 空间站运行的速度大于同步卫星运行速度 C. 站在地球赤道上的人观察到空间站向西运动 D. 在空间站工作的宇航员因所受合力为零而在舱中悬浮或静止 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力提供向心力列出等式 可得 A．某空间站正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一；即空间站轨道半径小于同步卫星轨道半径，所以同步卫星的运行周期比空间站运行周期大，故A错误；‎ B．空间站轨道半径小于同步卫星轨道半径，所以空间站运行的速度大于同步卫星运行速度，所以B正确；‎ C．轨道半径越大，角速度越小，同步卫星和地球自转的角速度相同，所以空间站的角速度大于地球自转的角速度，所以站在地球赤道上的人观察到空间站向东运动，故C错误；‎ D．在“空间站”工作的宇航员处于完全失重状态，靠万有引力提供向心力，做圆周运动，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎4.很多国家发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1运行，然后在Q点点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后在P点再次点火，将卫星送入同步圆形轨道3运行，如图所示。已知轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点．若只考虑地球对卫星的引力作用，则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是（　　）‎ A. 若卫星在1、2、3轨道上正常运行时的周期分别为T1、T2、T3，则有T1＞T2＞T3‎ B. 卫星沿轨道2由Q点运动到P点时引力做负功 C. 根据公式v=ωr可知，卫星在轨道3上的运行速度大于在轨道1上的运行速度 D. 根据可知，卫星在轨道2上任意位置的速度都小于在轨道1上的运行速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由开普勒第三定律可得，可知轨道长半轴越大，周期越大，所以周期关系应为，故A错误；‎ B．卫星由Q点运动到P点，地球引力做负功，势能增加，动能减少，总机械能不变，故B正确；‎ C．根据 可得 可知卫星的轨道半径越大，线速度越小，所以卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度，故C错误；‎ D．由轨道1运动到轨道2需要外力做正功，即在轨道2上的机械能大于在轨道1上的机械能，在Q点时重力势能相等，所以在Q点轨道2上的卫星动能大于轨道1上卫星的动能，即在Q点卫星在轨道2上的速度大于在轨道1上的运行速度，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.如图所示，a是静止在赤道上随地球自转的物体，b、c是在赤道平面内的两颗人造卫星，b位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，c是同步卫星．下列关系正确的是 A. 物体a随地球自转的线速度小于卫星b的线速度 B. 卫星b的角速度小于卫星c的角速度 C. 物体a随地球自转的周期等于卫星c的周期 D. 物体a随地球自转的向心加速度小于卫星c的向心加速度 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.地球赤道上的物体a与地球同步卫星c具有相同的角速度，由v=rω知，物体a随地球自转的线速度小于卫星c的线速度．对于卫星b、c，根据万有引力提供向心力得 ，可得，则知卫星c的线速度小于卫星b的线速度，所以物体a随地球自转的线速度小于卫星b的线速度，故A正确．‎ B.对于卫星b、c，由知，卫星b的角速度大于卫星c的角速度，故B错误；‎ C.c是地球的同步卫星，其运行周期与地球自转周期相同，故C正确．‎ D.对于a、c，角速度相等，由a=rω2比较知，物体a随地球自转的向心加速度小于卫星c的向心加速度．故D正确；‎ ‎6.下列说法正确的是（ ）‎ A. 摩擦力只能做负功 B. 坐电梯上楼比爬楼梯轻松，说明坐电梯克服重力做功少 C. 动能不变的物体，不一定处于平衡状态 D. 起重机钢绳上挂着重物沿水平方向移动重物时，钢绳 拉力对重物做正功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．摩擦力可能做正功、负功、不做功。如手提课本竖直向上运动时，手对课本的摩擦力做正功。故A错误；‎ B．克服重力做功，坐电梯上楼和爬楼梯上楼克服重力一样多。故B错误；‎ C．做匀速圆周运动的物体动能不变，其不处于平衡状态，故C正确； ‎ D．拉力方向和位移方向垂直，不做功，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎7.关于功率的概念，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 力对物体做功越多，则力做功的功率越大 B. 由可知，功率与时间成反比 C. 从P=Fv可知，只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零 D. 某个力对物体做功越快，它的功率一定越大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．功率是描述做功快慢的物理量，功率大说明单位时间内做功多，时间不确定时某个力对物体做功越多，它的功率不一定大，故A错误；‎ B．由 可以知道做功一定时，功率与时间成反比，故B错误；‎ C．从公式 可以知道F不为零，v也不为零，但F与v的方向垂直，此时功率为零，故C错误；‎ D．功率是描述做功快慢的物理量，所以某个力对物体做功越快，它的功率一定越大，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎8.一辆汽车在平直公路上运动时，下列说法正确的是 ( )‎ A. 汽车以恒定额定功率行驶时，牵引力与速度成正比 B. 汽车匀加速运动时，若阻力恒定，当发动机的实际功率等于额定功率时速度达最大 C. 汽车受到阻力 f 恒定时，汽车匀速运动速度的最大值 vm 与额定功率 Pm 满足 Pm =fvm D. 当汽车以恒定速度行驶时，发动机的实际功率一定等于额定功率 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.汽车以额定功率行驶时，根据，牵引力和速度成反比，A错误；‎ B.汽车匀加速运动时，阻力恒定，根据牛顿第二定律可知牵引力恒定，由P=Fv，知发动机的实际功率不断增大，故B错误； ‎ C.不管汽车以额定功率启动，还是匀加速启动，阻力恒定，最终当牵引力等于阻力时，速度最大，速度的最大值vm 与额定功率 Pm 满足 Pm =fvm， C正确；‎ D.当汽车以恒定速度行驶时，当速度未达到最大速度时，此时的实际功率小于额定功率，D错误．‎ ‎9.如下图所示，质量分别为M和m的两物块(M>m)分别在同样大小的恒力作用下，沿水平面由静止开始做直线运动，两力与水平面的夹角相同，两物块经过相同的位移．设此过程中对M做的功为，对m做的功为，则(　 　)‎ A. 若水平面光滑，则 B. 若水平面粗糙，则 C. 若水平面粗糙，则 D. 无论水平面光滑与否，都有 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知：F1做功为W1=FLcosα；F2做功为W2=FLcosα，故ABC错误，D正确；故选D.‎ ‎10.我国高铁舒适、平稳、快捷。设列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，高铁分别以300km/h和350km/h 的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为（　　）‎ A. 6∶7 B. 7∶6 C. 36∶49 D. 49∶36‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，则 则克服阻力的功率为 所以高铁分别以300km/h和350km/h 的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为 故ABD错误，错C正确。‎ 故选C。‎ ‎11.一质量为m的物体在光滑水平面上以速度v0运动，t=0时刻起对它施加一与速度v0垂直、大小为F的水平恒力，则t时刻力F的功率为（　　）‎ A. 0 B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第二定律有 因，则恒力F的方向为初速度为零的匀加速直线运动，t时刻的速度为 根据功率的定义可知 故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎12.一个物体从光滑斜面下滑，下列说法正确的是（ ）‎ A. 重力不变，重力做功的功率也不变 B. 重力做功的平均功率等于重力和下滑速度平均值的乘积 C. 重力做功的功率等于重力和下滑速度的乘积 D. 重力做功的功率小于重力和下滑速度的乘积 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD． 物体下落高度为h时，根据机械能守恒可知 沿斜面方向的速度为 则竖直方向的分速度为 则此时重力的功率为 所以随着下落高度的增大，重力的功率增大，故AC错误，D正确；‎ B． 重力做功的平均功率等于重力和下滑速度的竖直分速度平均值的乘积，故B错误。‎ 故选D。‎ ‎13.质量为kg、发动机的额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶。若该汽车所受阻力大小恒为N，则下列判断错误的是（　　）‎ A. 汽车的最大速度是20m/s B. 汽车以2m/s2的加速度匀加速启动，启动后第2s末时发动机的实际功率是32kW C. 汽车以2m/s2的加速度匀加速启动，匀加速运动所能维持的时间为10s D. 若汽车保持额定功率启动，则当其速度为5m/s时，加速度为6m/s2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．无论汽车以何种方式启动，总成立，因此汽车的最大速度：‎ 故A正确，不符合题意；‎ B．汽车以2m/s2的加速度匀加速启动，启动后第2s末的速度为 v=at=4m/s 汽车牵引力 此时功率为 故B正确，不符合题意；‎ C．当汽车的瞬时功率达到额定功率时，匀加速运动结束，此时有 则 ‎ 所以匀加速时间 故C错误，符合题意；‎ D．若汽车保持额定功率启动，则当其速度为5m/s时，牵引力为 加速度为 故D正确，不符合题意。‎ 故选C。‎ ‎14.某探究性学习小组对一辆自制遥控车的性能进行研究．他们让这量小车在水平地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的图象，已知小车在时间内做匀加速直线运动，时间内小车牵引力的功率保持不变，末到达最大速度，在末停止遥控让小车自由滑行，小车质量，整个过程中小车受到的阻力大小不变．则以下说法正确的是（ ）‎ A. 小车匀加速直线运动时牵引力大小为 B. 小车匀加速直线运动的时间 C. 小车所受阻力的大小为 D. 内小车牵引力的功率为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、C、根据速度时间图线知，小车做匀减速直线运动的加速度大小，则阻力的大小f=ma2=0.5×2N=1N，额定功率P=fvm=1×6W=6W，可知匀加速直线运动的牵引力，故A、C均错误，D正确．B、匀加速直线运动的加速度，则小车匀加速直线运动的时间，故B错误．故选D．‎ ‎【点睛】本题关键分析求出物体的运动规律，然后根据牛顿第二定律和运动学规律列式求解，能根据图象得出有效信息．‎ ‎15.如图所示，一位质量m=60kg的青年参加“袋鼠跳游戏”，每一次跳起后，重心上升的最大高度为h=0.45m，忽略空气阻力，取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）‎ A. 起跳时，地面对该青年做正功 B. 每跳跃一次，重力对该青年做功270J C. 每跳跃一次，该青年克服重力做功的平均功率为90W D. 落地的瞬间，重力对该青年做功的功率为1800W ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．起跳时地面虽然对人有弹力作用，但在弹力的方向上没有位移，故地面对该青年不做功；故A错误；‎ B．由于每跳跃一次竖直方向上的合位移为零，故重力做功为零，故B错误；‎ C．每一次跳起后，重心上升的最大高度为h=0.45m，故重力做功为 即克服重力做功270J；起跳后上升的时间根据 代入数据得t=0.3s；所以每跳跃一次，该青年克服重力做功的平均功率为 故C错误；‎ D．每一次跳起后，重心上升的最大高度为h=0.45m，根据 可得落地瞬间的速度为v=3m/s；所以落地的瞬间，重力对该青年做功的功率为 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎16.如图甲所示，一个质量m＝2kg物块静止放置在粗糙水平地面O处，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，在水平拉力F作用下物块由静止开始向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O处，取水平向右为速度的正方向，物块运动过程中其速度v随时间t变化规律如图乙所示，g取10m/s2.则（ ）‎ A. 物块经过4s回到出发点 B. 4.5s时水平力F的瞬时功率为24W C. 0~5s内摩擦力对物块先做负功，后做正功，总功为零 D. 0~5s内物块所受合力的平均功率为2.25W ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可看出，4s内速度方向始终为正方向，则物块经过4s 离出发点最远，没有回到出发点，故A错误；‎ B．4到5s，物体做加速运动，加速度大小为 由牛顿第二定律可得 解得 ‎4.5s时，物体的速度大小为 此时力F的功率为 P=Fv=16×1.5W=24W 故B正确；‎ C．滑动摩擦力始终与物体的运动方向相反，始终做负功，故C错误；‎ D．0～5s内物块所受合力的做的功等于动能增加量 平均功率为 故D错误。‎ 故选B。‎ ‎17.若做匀速直线运动的列车受到的阻力与其速率的二次方成正比，则当列车的速率提升为原来的3倍时，其发动机的输出功率变为原来的（　　）‎ A. 27倍 B. 9倍 C. 3 倍 D. 倍 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】列车受到的阻力与其速率的二次方成正比 列车做匀速直线运动，牵引力和阻力相等 输出功率为 所以当列车速率提升为原来的3倍时，功率提升为原来的27倍，A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎18.飞机以最大功率从静止开始沿水平跑道加速滑跑的过程中，关于飞机座椅给飞行员的作用力F的大小和方向的描述正确的是（　　）‎ A. 大小逐渐增大、方向不变 B. 大小逐渐减小、方向改变 C. 大小不变、方向政变 D. 大小逐渐减小、方向不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据 知由于功率不变速度增大，则牵引力减小，对飞机和飞行员整体分析根据 知飞机的加速度逐渐减小，飞行员和飞机具有相同的加速度，根据牛顿第二定律得 可以知道飞机座椅给飞行员的作用力F的大小逐渐减小，方向不变，所以D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎19.2019年“山东舰"正式服役，标志着我国进入双航母时代。如图，“山东舰"正在沿直线航行，其质量为m，发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，某时刻速度为v1、加速度为a1，一段时间t后速度变为v2（v2>v1），在这段时间内位移为s。下列关系式正确的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由牛顿第二定律，则有 故A正确；‎ B．当航母达到最大速度时，F=f，此时 故B错误；‎ C．航母的运动不是匀加速运动，则时间t内的位移 故C错误；‎ D．由动能定理可得 故D错误。‎ 故选A。‎ ‎20.如图所示，小物块套在固定竖直杆上，用轻绳连接后跨过小定滑轮与小球相连，开始时物块与定滑轮等高。已知小球质量是物块质量的2倍，杆与滑轮间的距离为d，重力加速度为g， 绳及杆足够长，不计一切摩擦。现将物块由静止释放，在物块向下运动的过程中，下列说法错误的是（　　）‎ A. 刚释放时物块的加速度为g B. 物块重力的功率先增大后减小 C. 物块重力的功率一直增大 D. 物块速度最大时，绳子的拉力一定等于物块的重力 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．刚开始释放时，物块水平方向受力平衡，竖直方向只受重力，根据牛顿第二定律可知其加速度为g，故A正确，不符题意；‎ BC．刚释放时物块的速度为零，物块重力的功率为零。物块下降到最低点时物块的速度为零，物块重力的功率又为零，所以物块重力的功率先增大后减小，故B正确，不符题意；C错误，符合题意；‎ D．物块的合力为零时速度最大，则速度最大时绳子拉力在竖直向上的分力一定等于物块的重力，所以绳子的拉力一定大于物块的重力，故D错误，符合题意。‎ 本题选错误的，故选CD。‎ ‎21.如图所示，光滑斜面固定在水平地面上，质量相同物块A、B在同一水平面内，物块A由静止沿斜面滑下，物块B由静止自由落下，不计空气阻力，从开始到两物块分别到达地面上的过程中：①重力对物块A做的功较多；②重力对物块B的功率较大；③到达地面上时，重力对物块A的瞬时功率较大；④到达地面上时，重力对物块B的瞬时功率较大。以上说法正确的是（　　）‎ A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由于A、B两物块质量相同，下落的竖直高度相同，故重力对两物块做功相同；由于斜面对物块A支持力的作用可知物块A在竖直方向上的加速度小于重力加速度，故物块A到达地面时间较长，根据 可知重力对物块B的功率较大；‎ 根据机械能守恒定律可知 可知两物块落地瞬间速度大小相等，设斜面倾角为θ，落地时重力的瞬时功率为 故到达地面上时，重力对物块B的瞬时功率较大。综上分析可知②④正确的，故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎22.如图所示，一足够长的木板在光滑水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体和木板之间的动摩擦因数为μ。为保持木板的速度不变，须对木板施一水平向右的作用力F。从物体放到木板上到它相对木板静止的过程中，力F做的功为（　　）‎ A. B. C. mv2 D. 2mv2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】物体和木板之间的摩擦力 f=μmg 对于木板，要保持速度v不变，有 F=f=μmg 对于物体，根据牛顿第二定律 μmg=ma 解得a=μg；物体做匀加速直线运动，有 此时木块的位移 则水平向右的作用力F做功 故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎23.一人乘电梯从1楼到10楼，在此过程中经历了先加速、后匀速，再减速运动过程，则地面上的观察者考察电梯支持力对人做功情况是（　　）‎ A. 加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B. 加速时做正功，匀速和减速时做负功 C. 始终做正功 D. 加速和匀速时做正功，减速时做负功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据力对物体做功的定义 其中公式中θ是力F与位移s间的夹角，可知若0°≤θ＜90°，则力F做正功；若θ=90°，则力F不做功；若90°＜θ≤180°，则力F做负功；人乘电梯从1楼到10楼，在此过程中，他虽然经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，但是支持力的方向始终向上，与位移方向一致，即θ=0°，所以支持力始终做正功。故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎24.如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4．现用F=8N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为（　　）‎ A. 1J B. 1.6J C. 2J D. 4J ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】加速时对木板受力分析，受到重力、支持力、推力F和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有 代入数据计算得出；减速时对木板受力分析,受到重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有 计算得出，木板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，当重心到达桌面边缘时速度减为零，设最大速度为v，根据位移速度公式有 计算得出，所以F做的功为 故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎25.如图所示，一水平传送带向左匀速传送，某时刻小物块P从传送带左端冲上传送带．物块P在传送带上运动的过程中，传送带对物块P A. 一定始终做正功 B. 一定始终做负功 C. 可能先做正功，后做负功 D. 可能先做负功，后做正功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物体以某一速度放上传送带后，向右运动，受到向左的摩擦力，运动情况分几种：‎ ‎（1）可能小物块速度比较大，所以一直向右减速，在此过程中皮带对物块做负功，‎ ‎（2）小物块先向右减速，而后向左一直加速，所以皮带对物块先做负功，后做正功，‎ ‎（3）小物块向右减速，而后向左加速，当两者速度相等时一起匀速，所以皮带对物块先做负功后做正功，然后不做功，故D对；ABC错；‎ 故选D ‎【点睛】根据物体的速度和传送带速度之间的大小关系,确定物体的运动情况;再根据功能关系即可确定皮带对物块做功的情况 ‎26.水平地面上叠放着木板B和木块A，木块A在木板B上向右滑行，同时木板B向左滑行，如图所示，图中x1的长度为2m，x2的长度为3m，上图为滑行前，下图为滑行后，在此过程中木块A受到木板B对它的滑动摩擦力大小为10N，则摩擦力对木块A做功为（　　）‎ A. 50J B. -50J C. 30J D. -30J ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物块所受的摩擦力做的功为：W=-fx2=-10×3J=-30J．‎ A．50J，与结论不相符，选项A错误； ‎ B．-50J，与结论不相符，选项B错误； ‎ C．30J，与结论不相符，选项C错误； ‎ D． -30J，与结论相符，选项D正确．‎ ‎27.如图所示，固定光滑斜面上有一质量为m的物体，在大小为F的水平推力作用下沿斜面缓慢上升，当物体的水平位移为x时，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）‎ A. 物体的重力势能增加量为mgx B. 物体的重力做的功为﹣mgx C. 斜面的支持力做的功为Fx D. 推力F做功为Fx ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD．根据功的定义可知推力F做的功为W=Fx；因为物体缓慢上升，动能始终为零，根据动能定理可知 故物体的重力做的功为 而根据功能关系有 所以物体的重力势能增加量为Fx，故A错误，B错误，D正确；‎ C．在运动过程中斜面支持力与运动方向垂直，故斜面的支持力不做功，故C错误。‎ 故选D。‎ ‎28.以10m/s的初速度水平抛出一个质量为2kg的小球（可视为质点），小球落地时的速度与水平方向成45°角，以地面为重力势能零参考面，则小球的速度与水平方向成30°角时的重力势能为（不计空气阻力，取g=10m/s2）（　　）‎ A. 25J B. C. 75J D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意知小球落地时速度与水平方向成45°角，则有 解得t=1s；所以抛出时的高度根据 解得h=5m，当小球的速度与水平方向成30°角时，有 经历的时间为；下落的高度为 解得；以地面为重力势能零参考面，此时的重力势能为 代入数据解得，故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ 二．计算题（共44分）‎ ‎29.如图所示，一质量为的物体从半径为的圆弧轨道的端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到端（圆弧在竖直平面内）。拉力的大小始终为，方向始终与物体所在处的切线成角。圆弧轨道所对应的圆心角为，边沿竖直方向。求这一过程中：（取，，）‎ ‎(1)拉力做的功；‎ ‎(2)重力做的功；‎ ‎(3)圆弧面对物体支持力做的功。‎ ‎【答案】(1)47.1J(2)－29.3J(3)0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)将圆弧AB分成很多小段，，…，，物体在这些小段上近似做直线运动，则拉力在每小段上做的功为，…，，因拉力F大小不变，方向始终与物体所在点的切线成角，所以 ‎…‎ ‎(2)重力做的功 ‎(3)物体受到的支持力始终与物体的运动方向垂直，所以 ‎30.火车总质量，机车发动机的额定功率，水平轨道对火车的阻力是车重的，火车在轨道上从静止开始行驶时，发动机功率不超过额定功率P，g取，求：‎ ‎(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度；‎ ‎(2)当行驶速度为时，机车发动机的功率为额定功率，此时加速度a的大小；‎ ‎(3)若火车从静止开始保持以的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间t。‎ ‎【答案】(1)30m/s；(2)0.1m/s2；(3)75s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)火车达额定功率，且牵引力F等于阻力时，其速度达最大值。则 ‎(2)当时，牵引力 根据牛顿第二定律得 ‎(3)根据牛顿第二定律可得牵引力为 在此过程中，速度增大，发动机功率增大，当功率达到额定功率时速度大小为，则 运动时间 ‎31.用一只动滑轮和一只定滑轮，提升套在竖直杆上的质量的重物，拉力，装置如图甲所示。设提升前，滑轮A、B间的竖直高度差为，水平距离。滑轮重力及摩擦力均不计，取。‎ ‎(1)重物上升时，求合外力对重物所做的功。‎ ‎(2)若只用一只动滑轮，如图乙所示，拉力，与竖直杆的夹角保持不变，重物上升时，求合外力对重物所做的功。（，）‎ ‎【答案】(1)2900J (2)320J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)重力做的功 拉力做的功 合外力对重物做的功 ‎(2)重力做的功 拉力做的功 合外力对重物做的功 ‎32.某宇航员到一个星球后想分析这个星球的相关信息，于是做了两个小实验：一是测量了该星球的一个近地卫星绕该星球做匀速圆周运动飞行N圈用了时间t；二是将一个小球从星球表面竖直上抛，测出上升的最大高度为h，第一次上升的时间为t1，第一次下降的时间为t2．设小球运动中受到的空气阻力大小不变，万有引力常量为G，不计星球自转．求：‎ ‎（1）该星球的密度．‎ ‎（2）该星球表面的重力加速度．‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）近地卫星周期：T=t/N 圆周运动： ‎ 密度：‎ 解得 ‎（2）上升：mg+f=ma1 ‎ 下降：mg-f=ma2 ‎ 解得 ‎【点睛】‎ 在星球表面重力与万有引力相等，掌握运动学公式和牛顿第二定律的综合应用是解决第二问的关键．‎ 本试卷的题干、答案和解析均由组卷网（http://zujuan.xkw.com）专业教师团队编校出品。‎ 登录组卷网可对本试卷进行单题组卷、细目表分析、布置作业、举一反三等操作。‎ 试卷地址：在组卷网浏览本卷 组卷网是学科网旗下的在线题库平台，覆盖小初高全学段全学科、超过900万精品解析试题。‎ 关注组卷网服务号，可使用移动教学助手功能（布置作业、线上考试、加入错题本、错题训练）。‎ ‎ ‎ 学科网长期征集全国最新统考试卷、名校试卷、原创题，赢取丰厚稿酬，欢迎合作。‎ 钱老师 QQ：537008204    曹老师 QQ：713000635 ‎