2020-2021学年人教版高一物理下学期期末模拟试卷(四)(含答案)

2020-2021学年人教版高一物理下学期期末模拟试卷4

1. 下列物理量中属于矢量的是( )

A. 加速度 B. 周期 C. 功 D. 重力势能

2. 一辆卡车在丘陵地区以恒定的速率行驶，经过的地形如图所示，卡车路过哪点对路

面压力最小( )

A. a处 B. b处 C. c处 D. d处

3. 下列描述的物体运动过程中机械能守恒的是( )

A. 在空中做平抛运动的小球 C. 乘电梯匀加速上升的人

B. 在空中匀减速下落的跳伞运动员 D. 沿斜面匀速下滑的物体

4. 请阅读下述文字，完成第4题、第5题、第6题。物体从高空坠落到地面，即使质

量较小，也可能会造成危害。设一质量为0.2𝑘𝑔的苹果从距离地面20m高处由静止下落，取重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2。 苹果下落的过程中，下列说法正确的是( )

A. 重力做正功，重力势能增加 C. 重力做负功，重力势能增加

B. 重力做正功，重力势能减小 D. 重力做负功，重力势能减少

5. 请阅读下述文字，完成第4题、第5题、第6题。物体从高空坠落到地面，即使质

量较小，也可能会造成危害。设一质量为0.2𝑘𝑔的苹果从距离地面20m高处由静止下落，取重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2。 落地时苹果的动能约为( )

A. 10J B. 20J C. 40J D. 80J

6. 请阅读下述文字，完成第4题、第5题、第6题。物体从高空坠落到地面，即使质

量较小，也可能会造成危害。设一质量为0.2𝑘𝑔的苹果从距离地面20m高处由静止下落，取重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2。

苹果在下落过程中的机械能E随时间t的变化图象可能正确的是( )

A.

B.

C.

D.

7. 请阅读下述文字，完成第7题、第8题、第9题。如图

所示，将质量相等的甲、乙两个小物块(可视为质点)放在水平圆盘上，甲的位置距离圆盘中心较近。圆盘在电机带动下匀速转动，甲、乙两个小物块一起随圆盘做匀速圆周运动。

关于小物块甲的受力情况，下列说法正确的是( )

A. 重力和支持力 B. 重力、支持力和向心力

C. 重力、支持力和指向圆心的摩擦力 D. 重力、支持力和沿切线方向的摩擦力

8. 请阅读下述文字，完成第7题、第8题、第9题。如图

所示，将质量相等的甲、乙两个小物块(可视为质点)放在水平圆盘上，甲的位置距离圆盘中心较近。圆盘在电机带动下匀速转动，甲、乙两个小物块一起随圆盘做匀速圆周运动。

关于小物块甲在运动过程中不变的物理量是( )

A. 动能 B. 线速度 C. 加速度 D. 合外力

9. 请阅读下述文字，完成第7题、第8题、第9题。如图

所示，将质量相等的甲、乙两个小物块(可视为质点)放在水平圆盘上，甲的位置距离圆盘中心较近。圆盘在电机带动下匀速转动，甲、乙两个小物块一起随圆盘做匀速圆周运动。

对于甲、乙两物块下列判断正确的是( )

A. 甲物块的线速度比乙大 C. 甲物块的向心力比乙大

B. 甲物块的角速度比乙小 D. 甲物块的向心加速度比乙小

10. 请阅读下述文字，完成第10题、第11题、第12题。万有引力定律可以表述为：

自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量𝑚1和𝑚2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比，即𝐹=

𝐺𝑚1𝑚2

𝑟2，

式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N，G是比例系数，叫做引力常量。适用于任何两个物体。 最早发现万有引力定律的科学家是( )

A. 牛顿 B. 伽利略 C. 开普勒 D. 卡文迪许

11. 请阅读下述文字，完成第10题、第11题、第12题。万有引力定律可以表述为：

自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量𝑚1和𝑚2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比，即𝐹=

𝐺𝑚1𝑚2

𝑟2

，

式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N，G是比例系数，叫做引力常量。适用于任何两个物体。 对于万有引力定律𝐹=

𝐺𝑚1𝑚2

𝑟2

，下列说法中正确的是( )

A. 当𝑟=∞时，𝐹=0 C. 当𝑟=0时，𝐹=∞

B. 当𝑟=∞时，𝐹=∞ D. 以上说法都不正确

12. 请阅读下述文字，完成第10题、第11题、第12题。万有引力定律可以表述为：

自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量𝑚1和𝑚2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比，即𝐹=

𝐺𝑚1𝑚2

𝑟2

，

式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N，G是比例系数，叫做引力常量。适用于任何两个物体。

关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是( )

A. 不能看作质点的两物体间不存在万有引力 B. 引力常量G是一个比例系数，没有单位

C. 若将两物体之间放入第三个物体，两个物体之间的万有引力不变 D. 测出引力常量之后才发现万有引力定律

13. 请阅读下述文字，完成第13题、第14题、第15题。甲、乙两物体质量相同，甲

放在光滑的水平面上，乙放在粗糙的水平面上，在相同的水平力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移x，在此过程中。

若恒力F对甲做功𝑊1，对乙做功为𝑊2，则( )

A. 𝑊1>𝑊2 B. 𝑊1<𝑊2 C. 𝑊1=𝑊2

D. 无法判断

14. 请阅读下述文字，完成第13题、第14题、第15题。甲、乙两物体质量相同，甲

放在光滑的水平面上，乙放在粗糙的水平面上，在相同的水平力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移x，在此过程中。

若恒力F对甲做功的平均功率为𝑃1，对乙做功的平均功率为𝑃2，则( )

A. 𝑃1>𝑃2 B. 𝑃1<𝑃2 C. 𝑃1=𝑃2

D. 无法判断

15. 请阅读下述文字，完成第13题、第14题、第15题。甲、乙两物体质量相同，甲

放在光滑的水平面上，乙放在粗糙的水平面上，在相同的水平力F作用下，由静止开始都通过了相同的位移x，在此过程中。

若甲物体获得的动能为𝐸𝑘1，乙物体获得的动能为𝐸𝑘2，则( )

A. 𝐸𝑘1<𝐸𝑘2 B. 𝐸𝑘1>𝐸𝑘2 C. 𝐸𝑘1=𝐸𝑘2

D. 无法判断

16. 请阅读下述文字，完成第16题、第17题、第18题。中国北斗卫星导航系统(简称

𝐵𝐷𝑆)是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。第三代北斗导航系统一共由35颗卫星组成。5颗地球同步静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

绕地球作匀速圆周运动的北斗卫星处于完全失重状态，则北斗卫星( )

A. 不受地球引力作用 C. 加速度为零

B. 所受地球引力全部提供向心力 D. 向心力为零

17. 请阅读下述文字，完成第16题、第17题、第18题。中国北斗卫星导航系统(简称

𝐵𝐷𝑆)是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。第三代北斗导航系统一共由35颗卫星组成。5

颗地球同步静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

北斗导航卫星与近地轨道(低于2000𝑘𝑚)卫星相比( )

A. 线速度更大 C. 角速度更大

B. 周期更长 D. 向心加速度更大

18. 请阅读下述文字，完成第16题、第17题、第18题。中国北斗卫星导航系统(简称

𝐵𝐷𝑆)是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。第三代北斗导航系统一共由35颗卫星组成。5颗地球同步静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。35颗卫星在离地面2万多千米的高空上，以固定的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

对于北斗导航系统中的5颗地球同步静止轨道卫星的认识，正确的是( )

A. 它们只能在赤道的正上方，但5颗卫星的轨道半径可以不同 B. 它们运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止 C. 5颗卫星的轨道半径都相同，它们以第一宇宙速度运行 D. 它们运行时能够经过我国北京上空

19. 请阅读下述文字，完成第19题、第20题。第24届冬季奥林匹克运动会将在2022

年由北京和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出，落到斜坡CD上的E点。运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响。

运动员从跳台边缘的O点水平滑出，到落到斜坡的过程中( )

A. 运动员的加速度逐渐增加 C. 运动员的动能逐渐增加

B. 运动员的重力势能逐渐增加 D. 运动员的机械能逐渐增加

20. 请阅读下述文字，完成第19题、第20题。第24届冬季奥林匹克运动会将在2022

年由北京和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出，落到斜坡CD上的E点。运动员可视为质点，忽略空气阻

力的影响。

运动员在运动过程中，所受重力的瞬时功率随时间变化的图象可能正确的是( )

A.

B.

C.

D.

21. 某同学利用如图所示的装置做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一斜槽滑下，

通过描点法得到小球做平抛运动的轨迹。

(1)下列器材中必需的测量仪器是______(填字母代号)。 A.刻度尺 B.秒表 C.天平

(2)为了得到较准确的运动轨迹，在下列操作中你认为正确的是______。 A.实验时应保持斜槽的末端水平

B.为减小实验误差，应使小球每次从斜槽上不同位置滚下，最后取平均值 C.为消除斜槽摩擦力的影响，应使斜槽末端倾斜，直到小球能在斜槽末端做匀速运动

D.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放

(3)以抛出点为坐标原点O，利用水平位移x和竖直位移y的多组数据做出小球的运动轨迹图，如右图所示。在图线上取一点P，其坐标如图所示，则小球从O运动到P的时间𝑡=______s；小球初速度的大小𝑣0=______𝑚/𝑠(重力加速度g取10𝑚/𝑠2)。

22. 利用如图所示的装置，可以验证机械能守恒定律。

(1)实验中，质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图所示。已知相邻两点之间的时间间隔为T，测得A、B两点间的距离为ℎ1，B、C两点间的距离为ℎ2，则在打点计时器打下B点时，重物的动能为______。 (2)为了减小实验误差，要尽量选择质量大些、体积小些的重物，请说明这样选择的理由：______。

23. 如图所示，在粗糙的水平面上有一质量为𝑚=10𝑘𝑔

的物体。在𝐹=20𝑁的水平推力作用下从静止开始向

左运动了2m。若物体与水平面间动摩擦因数为𝜇=0.1，重力加速度g取10𝑚/𝑠2，求：

(1)在此过程中水平推力做的功； (2)在此过程中物体克服摩擦力做的功； (3)在此过程中物体获得的动能。

24. 我们常常在公园和古村落中见到拱形桥，如图甲所示。一辆质量为1.2×103𝑘𝑔的

小车，以10𝑚/𝑠的速度经过半径为40m的拱形桥最高点，如图乙所示，取𝑔=10𝑚/𝑠2，求：

(1)桥对小车支持力的大小；

(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力；

(3)如果拱桥的半径增大到地球半径𝑅=6.4×103𝑘𝑚，汽车要在桥面腾空，速度要多大？

25. 一颗人造地球卫星在离地球表面高度h处绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径R，

地球表面的重力加速度g，引力常量为G，求： (1)地球的质量M；

(2)离地球表面高度h处的重力加速度𝑔𝑟； (3)该卫星绕地球运动的线速度v的大小。

26. 如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接一个物块。物块(可视为质点)的质量为m，

在水平桌面上沿x轴运动，物块与桌面间的动摩擦因数为𝜇，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为𝐹=𝑘𝑥，k为常量。

(1)画出弹簧弹力F随弹簧的伸长量x变化的𝐹−𝑥图象；

(2)根据𝐹−𝑥图象求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功； (3)物块由𝑥1处向右运动到𝑥3处，然后由𝑥3处返回到𝑥2处，在这个过程中，分别求出弹簧弹力所做的功；滑动摩擦力所做的功；比较两种力做功的特点有何不同。

答案

1. A 8. A 15. B

2. C 9. D 16. B

3. A 10. A 17. B

4. B 11. A 18. B

5. C 12. C 19. C

6. A 13. C 20. C

7. C 14. A

21. 𝐴𝐴𝐷0.31 22.

𝑚(ℎ1+ℎ2)2

8𝑇2 阻力相对重力而言可忽略

23. 解：(1)推力做功𝑊=𝐹𝑥=40𝐽

(2)物体受到的摩擦力大小为𝑓=𝜇𝑚𝑔=10𝑁 克服摩擦力做功为𝑊𝑓=𝑓𝑥=10×2𝐽=20𝐽

(3)在整个过程中，根据动能定理可得𝑊−𝑊𝑓=𝐸𝑘−0 解得𝐸𝑘=𝑊−𝑊𝑓=20𝐽

答：(1)在此过程中水平推力做的功为40J； (2)在此过程中物体克服摩擦力做的功为20J； (3)在此过程中物体获得的动能为20J。

24. 解：(1)根据向心力公式得：

𝑣2

𝑚𝑔−𝐹𝑁=𝑚 𝑟代入数据解得桥对小车支持力的大小为：𝐹𝑁=9000𝑁 (2)小车经过桥顶的最大允许速度满足：

2𝑣𝑚

𝑚𝑔=𝑚 𝑟代入数据解得：𝑣𝑚=20𝑚/𝑠

(3)如果拱桥的半径增大到地球半径𝑅=6.4×103𝑘𝑚，根据牛顿第二定律得：

𝑣′2

𝑚𝑔=𝑚 𝑅代入数据解得：𝑣′=8×103𝑚/𝑠 答：(1)桥对小车支持力的大小为9000N；

(2)汽车以20𝑚/𝑠的速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力；

(3)如果拱桥的半径增大到地球半径𝑅=6.4×103𝑘𝑚，汽车要在桥面腾空，速度为8×103𝑚/𝑠。

25. 解：(1)在地球表面，万有引力近似等于物体的重力，则有：

解得：𝑀=

𝑔𝑅2𝐺

𝐺𝑀𝑚𝑅2=𝑚𝑔

(2)离地球表面高度h处，有：(𝑅+ℎ)2=𝑚𝑔𝑟 解得：𝑔𝑟=

𝑔𝑅2(𝑅+ℎ)2

𝐺𝑀𝑚

𝐺𝑀𝑚

𝑣2

(3)根据万有引力提供向心力可得：(𝑅+ℎ)2=𝑚𝑅+ℎ 解得：𝑣=𝑅√

𝑔𝑅+ℎ

𝑔𝑅2𝐺

答：(1)地球的质量为；

𝑔𝑅2(𝑅+ℎ)2

(2)离地球表面高度h处的重力加速度为；

𝑔

(3)该卫星绕地球运动的线速度v的大小为𝑅√𝑅+ℎ。

26. 解：(1)根据胡克定律有𝐹=𝑘𝑥，k是常数，则𝐹−𝑥图象

如图所示；

(2)物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中，弹力做负功：𝐹−𝑥图线下的面积等于弹力做功大小； 故弹力做功为：𝑊=−2𝑘𝑥⋅𝑥=−2𝑘𝑥2

(3)物块由𝑥1向右运动到𝑥3的过程中，弹力做功为：

22

𝑊1=−(𝑘𝑥1+𝑘𝑥3)(𝑥3−𝑥1)=𝑘𝑥1−𝑘𝑥3；

2

2

2

1

1

1

1

1

物块由𝑥3运动到𝑥2的过程中，弹力做功为：

22 𝑊2=2(𝑘𝑥2+𝑘𝑥3)(𝑥3−𝑥2)=2𝑘𝑥3−2𝑘𝑥2；

1

1

1

整个过程中弹力做功：

2 𝑊=𝑊1+𝑊2=𝑘𝑥1−𝑘𝑥2；

21

21

2

物块由𝑥1向右运动到𝑥3的过程中，摩擦力做功为𝑊𝑓1=−𝜇𝑚𝑔(𝑥3−𝑥1) 物块由𝑥3运动到𝑥2的过程中，摩擦力做功为𝑊𝑓2=−𝜇𝑚𝑔(𝑥3−𝑥2) 整个过程中摩擦力做功𝑊𝑓=𝑊𝑓1+𝑊𝑓2=−𝜇𝑚𝑔(2𝑥3−𝑥2−𝑥1)

故弹簧的弹力做功只与初末位置有关，与路径无关，摩擦力做功与物体通过的路程有关。 答：(1)弹簧弹力F随弹簧的伸长量x变化的𝐹−𝑥图象如图所示；

(2)根据𝐹−𝑥图象求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功为−2𝑘𝑥⋅𝑥=−2𝑘𝑥2；

2(3)弹簧弹力所做的功为2𝑘𝑥1−2𝑘𝑥2，滑动摩擦力所做的功为−𝜇𝑚𝑔(2𝑥3−𝑥2−𝑥1)，弹

1

21

1

1

簧的弹力做功只与初末位置有关，与路径无关，摩擦力做功与物体通过的路程有关。

【解析】

1. 解：A、加速度既有大小又有方向，运算时遵循平行四边形定则，所以加速度是矢量，

故A正确；

BCD、周期、功和重力势能只有大小，没有方向，都是标量，故BCD错误。 故选：A。

矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量。

对于物理量的矢标性是学习物理量的基本内容，矢量要结合其方向特点来理解记忆。

2. 解：在坡顶：𝑚𝑔−𝐹𝑁=𝑚𝑟，解得：𝐹𝑁=𝑚𝑔−𝑚𝑟，可得：𝐹𝑁<𝑚𝑔；

在坡谷：𝐹𝑁−𝑚𝑔=𝑚𝑟，解得：𝐹𝑁=𝑚𝑔+𝑚

𝑣2

𝑣2𝑟

𝑣2𝑣2

>𝑚𝑔，所以ac两处时卡车对地面的

压力小于bd两处，因c处对应的半径较小，故c处卡车对地面的压力小于a处压力，即c处卡车对地面的压力最小，故C正确，ABD错误。 故选：C。

汽车速率不变，根据牛顿第二定律研究卡车经过各点时与地面的作用力的大小关系。 本题关键明确牛顿第二定律在圆周运动中的应用，要注意明确凹形地面和凸形地面上运动时受力的区别，明确向心力来源是解题的关键。

3. 解：A、平抛运动中忽略阻力，只受重力，故一定只有重力做功，故机械能守恒，故

A正确；

B、跳伞运动员匀减速下落，则说明一定有向上的拉力且做功，机械能不守恒，故B错误；

C、乘电梯匀加速上升的人动能增加，重力势能也增加，故机械能增加，故C错误； D、沿斜面匀速下滑的物体，动能不变，重力势能减小，机械能减小，故D错误。 故选：A。

物体机械能守恒的方法有：

一、根据机械能守恒的条件：只有重力做功或弹力做功进行判断； 二、分析物体在运动过程中的动能和势能的变化来判断机械能是否守恒。

本题考查机械能守恒条件的应用，判断机械能是否守恒的两种方法一定要灵活应用，但两种方法都需要对物体进行受力分析和运动学情景分析。

4. 解：苹果从距离地面20m高处由静止下落，位移方向与重力方向相同，重力做正功，

重力势能减小，故B正确，ACD错误。 故选：B。

重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加。

根据功能关系可知重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加。

5. 解：忽略空气阻力，由机械能守恒定律得：𝑚𝑔ℎ=𝐸𝑘

解得：𝐸𝑘=0.2×10×20𝐽=40𝐽，故ABD错误，C正确； 故选：C。

忽略空气阻力，苹果的下落过程只受重力作用，根据动能定理求得落地时苹果的动能。 本题考查机械能守恒定律的应用，由于是估算问题，所以可以认为苹果不受空气阻力，从而根据机械能守恒定律求解。

6. 解：苹果在下落过程中只受重力作用，机械能守恒，所以苹果的机械能E保持不变，

故A正确、BCD错误。 故选：A。

根据机械能守恒定律的守恒条件判断苹果下落过程中机械能是否变化，由此选择图象。 本题主要是考查机械能守恒定律，解决此类问题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法：1、看是否只有重力或弹力做功；2、看系统的动能和势能之和是否变化。

7. 解：小物块甲做匀速圆周运动，需要一个向心力，这个向心力由静摩擦力提供，因

此小物块甲受重力、支持力和指向圆心的摩擦力作用，沿运动切线方向速度的大小不变，不受沿切线方向的摩擦力，故C正确，ABD错误。 故选：C。

向心力是根据效果命名的力，只能由其它力的合力或者分力来充当，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力作用。

本题考查了向心力的相关知识，要明确向心力的特点，学生容易错误的认为物体受到向心力作用，同时受力分析时注意分析力先后顺序。

8. 解：由于小物块甲做匀速圆周运动时，线速度、加速度、合外力都是矢量，运动过

程中方向时刻改变，因此这三个物理量是变化的，而动能是标量，所以小物块甲在运动过程中不变的物理量是动能，故A正确，BCD错误。 故选：A。

明确描述圆周运动的物理量的性质，知道矢量和标量的区别，明确矢量只要大小或方向有一个发生了变化即说该物理量发生了变化。

本题考查对匀速圆周运动的理解，要明确描述圆周运动的各物理量的性质，知道哪些为标量，哪些是矢量。

9. 解：AB、由于甲、乙两个小物块一起随圆盘做匀速圆周运动，因此两小物块的角速

度等于圆盘转动的角速度，因此甲、乙两个小物块的角速度之比是1：1；由线速度与

角速度的关系𝑣=𝜔𝑟可知，两小物块的线速度之比等于半径之比，由题意知乙物块的运动半径大于甲物块的运动半径，所以甲物块的线速度比乙小，故AB错误； C、根据向心力公式𝐹=𝑚𝑟𝜔2，由题意可知

，以及两小物块的角速度等于圆盘

转动的角速度，可知甲物块的向心力比乙小，故C错误；

D、根据向心加速度与角速度的关系𝑎=𝜔2𝑟可知，两小物块向心加速度之比等于半径之比，由题意知乙物块的运动半径大于甲物块的运动半径，所以甲物块的向心加速度比乙小，故D正确。 故选：D。

同轴转动的物体具有相同的角速度和周期，根据𝑣=𝜔𝑟可确定线速度关系，根据向心加速度公式可确定向心加速度关系。

本题考查匀速圆周运动的性质，解决本题的关键知道同轴转动的物体具有相同的角速度，同时明确线速度、角速度、向心加速度等之间的关系即可求解。

10. 解：A、牛顿在开普勒行星运动定律的基础上，发现了万有引力定律，故A正确；

B、伽利略通过理想斜面实验，提出了“力不是维持物体运动的原因”的观点，但他没有发现万有引力定律，故B错误；

C、开普勒发现了行星运动规律，但他没有发现万有引力定律，故C错误；

D、牛顿发现万有引力定律之后，卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量G，故D错误。 故选：A。

发现万有引力定律的科学家是牛顿，根据各个科学家物理学成就进行解答。 解决本题的关键是记住牛顿、伽利略、开普勒的物理学成就，不能张冠李戴。

11. 解：万有引力定律𝐹=𝐺

𝑚1𝑚2𝑟2，是有适用条件的，适用于质点间的万有引力的计算，

当r趋于0时，两物体不能看成质点，此公式不适用，所以不能根据此公式得到，当r趋于0时，万有引力趋于无限大的结论，

当𝑟=∞时，两物体可以看成质点，满足公式的适用条件，分析可知，此时𝐹=0，故A正确，BCD错误。 故选：A。

万有引力定律的表达式为𝐹=𝐺

𝑚1𝑚2𝑟2，此公式适用条件是质点间的万有引力的计算。

此题考查了万有引力定律的相关知识，解题的关键是明确万有引力定律的适用条件，难度不大。

12. 解：A、任意两个物体间都存在相互作用的引力，故A错误；

BD、牛顿提出万有引力定律后，其中的引力常量由卡文迪什在实验室里测出，大小为

6.67×10−11𝑁⋅𝑚2/𝑘𝑔2，故BD错误；

C、若只将第三个物体放在两物体之间，根据万有引力公式𝐹=间的万有引力不变，故C正确。 故选：C。

任意两个物体间都存在相互点的引力，即万有引力，万有引力定律公式𝐹=适用于质点间的万有引力。引力常量是卡文迪许测量出来的。

解决本题的关键知道万有引力定律的公式适用条件，适用于质点间的万有引力。以及知道引力常量是卡文迪许测量出来的。

𝐺𝑚1𝑚2

𝑟2

𝐺𝑚1𝑚2

𝑟2

可知两个物体之

可知

13. 解：由公式𝑊=𝐹𝑥可知，甲乙两物体受到的拉力F是恒定不变的，甲乙两物体通

过的距离x相等，因此𝑊1=𝑊2.故ABD错误，C正确； 故选：C。

根据功的公式𝑊=𝐹𝑥可直接作出判断，可知力做功的多少与物体质量无关，只与力的大小和物体在力的方向上通过的距离有关。

本题主要考查学生对功的计算，重点是知道做功的两个必要因素。

14. 解：因为用同样大小的力，移动相同的距离为x，即F相等，x相等，

所以

；

可知

在粗糙水平面上由于受到阻力的作用，根据牛顿第二定律

12

在粗糙水平面上加速度小，由𝑥=𝑎𝑡2知，通过相同的位移，在粗糙水平面上用的时间长，由𝑃=知，

𝑡𝑊

力F在粗糙水平面上做功的平均功率小，即𝑃1>𝑃2，故A正确，BCD错误； 故选：A。

根据功的计算公式𝑊=𝐹𝑥，二者用同样大小的力，移动相同的距离x，即可判定做功的多少；当用同样大小的作用力F拉着物体在光滑和粗糙水平面上由静止开始移动相同的距离x时，所用的时间是不同的，即粗糙水平面上移动相同的距离x时所用的时间长，根据𝑃=即可判定二者的功率大小。

𝑡𝑊

此题主要考查学生对功的计算和功率的计算等知识点的灵活运用，解答此题的关键是根据已知条件推算出粗糙水平面上移动相同的距离x时所用的时间长，然后即可比较出其功率的大小。

15. 解：甲在光滑的水平面上运动，根据动能定理可得：𝐹𝑥=𝐸𝑘1−0，解得𝐸𝑘1=𝐹𝑥

乙在粗糙的水平面上运动，根据动能定理可得：𝐹𝑥−𝑓𝑥=𝐸𝑘2−0，解得𝐸𝑘2=𝐹𝑥−𝑓𝑥

故𝐸𝑘1>𝐸𝑘2，故ACD错误，B正确 故选：B。

甲乙在拉力作用下加速运动，判断出各力做功，根据动能定理求得获得的动能，即可判断。

本题主要考查了动能定理，关键是正确的受力分析，判断出各力做功情况即可。

16. 解：AB、北斗卫星绕地球作匀速圆周运动，仍受地球引力作用，并且由地球的万有

引力提供向心力，故A错误，B正确；

CD、北斗卫星做匀速圆周运动，速度时刻在变化，加速度不为零，向心力也不为零，故CD错误。 故选：B。

北斗卫星做匀速圆周运动，处于完全失重状态，由地球的万有引力提供向心力。 本题考查人造地球卫星的向心力问题，要知道卫星作匀速圆周运动的向心力由地球的万有引力提供，故向心加速度不为零。

17. 解：设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，人造卫星绕地球做匀速圆

周运动，万有引力提供向心力， 有：

𝐺𝑀𝑚𝑟2𝐺𝑀𝑟2=

𝑚𝑣2𝑟

=𝑚𝑟

4𝜋2𝑇2=𝑚𝑟𝜔2=𝑚𝑎𝑛，解得：𝑣=√

𝐺𝑀𝑟

，𝑇=2𝜋√

𝑟3𝐺𝑀

，𝜔=√

𝐺𝑀𝑟3，𝑎𝑛=

由于北斗导航卫星的轨道半径大于近地轨道(低于2000𝑘𝑚)卫星的轨道半径，所以前者的周期大，但线速度、角速度、向心加速度较后者小，故B正确，ACD错误。 故选：B。

根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可。

能根据万有引力提供圆周运动向心力并由此分析描述圆周运动的物理量与半径的关系是正确解题的关键。

18. 解：ABD、所有同步静止轨道卫星都是定点在赤道的正上方，且其轨道半径相同，

同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要使角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止，故AD错误，B正确； C、根据万有引力提供向心力

𝐺𝑀𝑚𝑟2

=

𝑚𝑣2𝑟

得：𝑣=√

𝐺𝑀𝑟

.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速

度，也是最大的圆周运动的环绕速度。而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故C错误。

故选：B。

明确同步卫星的运动特点，知道同步卫星的绕行方向和地球的绕行方向一致，且同步卫星的轨道圆心在地心，则同步卫星只能在赤道平面内；

根据题中“地球静止轨道卫星”可知，本题考查卫星的问题，对于同步卫星，要抓住五个“一定”：轨道一定，角速度一定，高度一定，速率一定，周期一定，但卫星质量不一定相同。

19. 解：A、运动员从跳台边缘的O点水平滑出，到落到斜坡的过程中，运动员做平抛

运动，则加速度等于重力加速度，保持不变，故A错误； B、运动员下落过程中重力做正功，重力势能减小，故B错误；

C、运动员下落过程中，是由重力势能转化为动能，重力势能减小、动能增加，故C正确；

D、运动员下落过程中只有重力做功，机械能守恒，故D错误。 故选：C。

运动员从跳台边缘的O点水平滑出到落到斜坡的过程中，运动员做平抛运动，是由重力势能转化为动能，机械能守恒，由此分析。

本题主要是考查了机械能守恒定律的知识；要知道机械能守恒定律的守恒条件是系统除重力或弹力做功以外，其它力对系统做的功等于零；注意运动过程中重力势能和动能的转化情况。

20. 解：运动员离开平台后做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，竖直方向的速度

为𝑣𝑦=𝑔𝑡，运动员所受重力的瞬时功率为：𝑃=𝑚𝑔𝑣𝑦=𝑚𝑔2𝑡，故重力的瞬时功率P与时间t 成正比，故ABD错误，C正确； 故选：C。

运动员从离开平台做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，竖直方向的速度为𝑣𝑦=𝑔𝑡，重力的瞬时功率𝑃=𝑚𝑔𝑣𝑦=𝑚𝑔2𝑡即可判断。

本题主要考查了平抛运动的特点和重力的瞬时功率的计算，明确平抛运动竖直方向做自由落体运动，重力的瞬时功率利用公式𝑃=𝑚𝑔𝑣𝑦即可判断。

21. 解：(1)𝐴实验中不需要测量小球的质量，则不需要天平，不需要测量时间，则不需

要秒表，但需要刻度尺来测量长度，故A正确，BC错误。

(2)𝐴、为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端需水平，故A正确；

BD、为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，故B错误，D正确；

C、每次让小球从斜槽的同一位置滚下，初速度相等，斜槽不一定需要光滑，斜槽末端

必须水平，故C错误。 故选：AD。

(3)𝑂到P，竖直方向：𝑦𝑂𝑃=2𝑔𝑡2， 所以O到P的时间为：𝑡=√

𝑥𝑡

2×45×10−2

1030×10−2

0.31

𝑠=0.3𝑠，

水平方向的初速度：𝑣0==

𝑚/𝑠=1𝑚/𝑠；

故答案为：(1)𝐴；(2)𝐴𝐷；(3)0.3，1。

(1)根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定不需要的器材； (2)根据原理和操作中的注意事项确定正确的操作步骤；

(3)根据竖直方向运动特点ℎ=2𝑔𝑡2，求出物体运动时间，再根据水平方向做匀速运动求出速度。

熟记平抛运动实验的原理和注意事项，知道平抛运动水平方向和竖直方向的运动特征，并掌握平抛运动处理规律，理解运动学公式的应用。

1

22. 解：(1)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求

出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小为： 𝑣𝐵=

𝑥𝐴𝐶2𝑇

=

ℎ1+ℎ22𝑇

；

1

𝑚(ℎ1+ℎ2)2

8𝑇2由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为：𝐸𝐾=2𝑚𝑣2=

。

(2)由于体积小的物体所受空气阻力较小，而质量较大的物体所受重力较大，为使阻力相对重力可忽略，应选用质量大些、体积小些的重物。 故答案为：(1)

𝑚(ℎ1+ℎ2)2

8𝑇2；(2)阻力相对重力而言可忽略。

(1)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小，从而即可求解动能； (2)选取相对阻力较小的，即可减小实验误差。

正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所测数据，如何测量计算，会起到事半功倍的效果。要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。

23. (1)根据𝑊=𝐹𝑥求得拉力做功；

(2)根据𝑓=𝜇𝑚𝑔求得摩擦力，根据𝑊=𝑓𝑥求得克服摩擦力做功； (3)根据动能定理求得获得的动能。

本题主要考查了恒力做功和动能定理，关键是利用好𝑊=𝐹𝑥，注意力做功的正负即可。

24. (1)根据向心力公式可以计算出桥对小车的支持力；

(2)当桥面对小车的支持力为零时，小车的速度最大；

(3)当桥面对小车的支持力为零时，根据重力提供向心力求得汽车要在桥面腾空的速度。 本题考查的是竖直面内圆周运动在最高点的运动情况，当小车在经过桥顶时的最大速度时，仅有重力提供向心力，若超过这个速度，小车将飞离桥面。

25. (1)在地球表面，万有引力近似等于物体的重力，由此求解；

(2)离地球表面高度h处，万有引力与该处卫星的重力相等，由此求解； (3)根据万有引力提供向心力求解线速度。

本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力近似等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。

26. (1)由胡克定律可得出对应的公式，可画出对应的图象；

(2)根据𝐹−𝑥图象中面积表示弹力做功，即可求得弹力做功；

(3)根据(2)中求出功的公式可分别求出两过程中弹力做功，即可求出总功，根据𝑊=−𝜇𝑚𝑔𝑥求得摩擦力做功，即可判断出弹力做功和摩擦力做功的特点。

本题考查功能关系的应用及图象的正确应用，在解决物理问题时一定要注意知识的迁移，通过本题可掌握求变力功的一种方法。