高中试卷答案网广东省深圳高级中学2022-2023学年高一下学期物理期中模拟练习试卷（一）
一、单选题
1．（2023高一下·深圳期中）某河宽度为120m，河水流动与河岸平行，流速均匀且恒定，一艘小船从河边某点出发，则下列说法错误的是（ ）
A．若船的速度大小恒为4m/s，方向可变，其航行轨迹一定为直线
B．若船的速度大小恒为4m/s，方向可变，则其过河至少需要30s
C．若船头方向与河岸垂直，由静止启动，船速随时间均匀增加，则其航行轨迹一定为抛物线
D．若船头方向与河岸垂直，由静止启动，船速随时间均匀增加，其完全过河时与出发点的正对岸相距240m，则小船靠岸时的船速大小与水速相等
【答案】A
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】A．若船的速度大小恒为4m/s，方向时刻发生变化，则船的加速度不为零，其航行轨迹为曲线。A错误，符合题意；
B．若船的速度大小恒为4m/s，方向垂直河岸时，则其过河至时间最短为，B正确，不符合题意；
C．若船头方向与河岸垂直，由静止启动，船速随时间均匀增加，易知船垂直河岸方向做初速度为零的匀加速直线运动，同时沿河岸做匀速直线运动，船做类平抛运动，其航行轨迹一定为抛物线。C正确，不符合题意；
D．若船头方向与河岸垂直，垂直河岸方向有，沿着河岸方向，船靠岸时的速度为，联立，解得，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当合力与速度不在一条直线上是物体做曲线运动，船在静水中的速度与河岸垂直时渡河时间最短，结合平抛运动的定义和规律分析判断。
2．（2023高一下·深圳期中）一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是（ ）
A．
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设以最小速率发射乒乓球经过时间到达球网中心，由平抛公式得，，设以最大速率发射乒乓球经过时间到达球桌两角，由平抛公式得，，能使乒乓球落到球网右侧台面上，则，联立解得
故答案为：D。
【分析】乒乓球发射后做平抛运动，结合平抛运动的规律得出速度的最大值。
3．（2023高一下·深圳期中）在如图所示的装置中，甲、乙属于同轴传动，乙、丙属于皮带传动（皮带与轮不发生相对滑动），A、B、C分别是三个轮边缘上的点，设甲、乙、丙三轮的半径分别是、和，且，如果三点的线速度分别为，，，三点的周期分别为，，，向心加速度分别为，，，则下列说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】AB．由圆周运动的基本关系可知，，其中，，AB不符合题意；
CD．由圆周运动的基本关系可知，，其中，，Ｃ不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】同轴转动各点的角速度相等，同皮带转动各点的线速度相等，结合向心加速度的表达式得出向心加速度和角速度以及显示速度的比值，利用线速度和周期的关系得出AC两点的周期之比。
4．（2023高一下·深圳期中）有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为，下列说法中正确的是（ ）
A．越高，摩托车对侧壁的压力将越大
B．越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
C． 越高，摩托车做圆周运动的周期将越小
D． 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大
【答案】B
【知识点】向心力
【解析】【解答】A．摩托车做匀速圆周运动，合外力完全提供向心力，所以小球在竖直方向上受力平衡，可知侧壁对摩托车的支持力与高度无关，根据牛顿第三定律可知摩托车对侧壁的压力不变，A不符合题意；
B．根据牛顿第二定律可知，解得，高度越大，越大，摩托车运动的线速度越大，B符合题意；
C．根据牛顿第二定律可知，解得，高度越大，越大，摩托车运动的周期越大，C不符合题意；
D．摩托车的向心力大小为，大小不变，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】摩托车做匀速圆周运动时水平方向合力提供向心力，从而得出周期、线速度、向心力与高度h的关系，在竖直方向利用共点力平衡得出摩托车对侧壁的压力变化情况。
5．（2023高一下·深圳期中）如图甲为某同学转动自己手中的笔的过程，该过程可视为圆心为O的圆周运动，如图乙所示。已知笔长为L，当笔尖M的线速度大小为时，笔帽N的线速度大小为，则笔帽N做圆周运动的加速度大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】笔尖M与笔帽N转动的角速度大小相等，设角速度为，根据角速度与线速度之间的关系，有，，，解得，笔帽N做圆周运动的加速度大小为，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据线速度和角速度的关系以及向心加速度的表达式得出笔帽N做圆周运动的加速度 。
6．（2023高一下·深圳期中）如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过
B．乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大
C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A，B两位置小球向心加速度不相等
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．汽车通过凹形桥的最低点时为超重，速度大小可以超过，A不符合题意；
B．“水流星”匀速转动过程中，在最低处桶底对水的支持力为，则，得，由牛顿第三定律得，水对桶底的压力大小为，在最高处桶底对水的压力为，则，由牛顿第三定律得，在最高处水对桶底的压力大小为，所以在最低处水对桶底的压力最大，B符合题意；
C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，C不符合题意；
D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设筒臂和竖直方向的夹角为，则，得，所以A、B两位置小球向心加速度相等，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当物体对接触面的压力大于重力时处于超重，根据合力提供向心力以及牛顿第三定律得出水对桶底压力压力的变化情况，利用力的分解得出加速度的表达式，并判断AB两位置向心加速度的大小关系。
7．（2023高一下·深圳期中）2019年1月3日，“嫦娥四号”月球探测器成功登陆月球背面，人类首次实现了月球背面的软着陆。已知月球表面重力加速度g，月球半径R，引力常量G，则（ ）
A．月球的质量为 B．月球的第一宇宙速度为
C．近月卫星的角速度为 D．近月卫星的周期为
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．在月球表面有，解得，A不符合题意；
B．月球的第一宇宙速度等于近月卫星的环绕速度，则有，结合上述解得，B符合题意；
C．对近月卫星有，结合上述解得，C不符合题意；
D．近月卫星的周期，结合上述解得，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】在星体表面重力等于向心力从而得出月球质量的表达式，结合万有引力提供向心力得出月球的第一宇宙速度以及近月卫星的角速度和周期。
8．（2023高一下·深圳期中）如图所示，地球赤道上空人造卫星先沿椭圆轨道运行，其近地点P到地球中心的距离为r，远地点Q到地球中心的距离为8r，该卫星在远地点Q处点火变轨进入地球同步轨道，成为一颗沿圆轨道运行的地球同步卫星。下列说法正确的是（ ）
A．卫星在近地点和远地点的加速度之比为8：1
B．卫星变轨前从P点运动到Q点的过程中，引力势能增加，机械能减少
C．卫星在远地点Q处变轨瞬间速度变大
D．卫星进入地球同步轨道后运行的速度大于在椭圆轨道P处的速度
【答案】C
【知识点】匀速圆周运动；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．根据公式，得卫星在近地点和远地点的加速度之比为(8r)2：r2 = 64：1，A不符合题意；
B．卫星的机械能是动能与势能之和，只有变轨时才需对卫星做功，卫星在同一椭圆轨道运行时的机械能不变，B不符合题意；
C．卫星在远地点Q处需点火加速才能变轨进入地球同步轨道，C符合题意；
D．过P点做一辅助圆轨道，从辅助圆轨道到椭圆轨道需在P点点火加速，则卫星在椭圆轨道P处的速度大于卫星在辅助圆轨道的速度，再根据，可知卫星在辅助圆轨道的速度大于卫星进入地球同步轨道后运行的速度，则卫星进入地球同步轨道后运行的速度小于在椭圆轨道P处的速度，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据万有引力为卫星所受的合力，利用牛顿第二定律得出近地点和远地点的加速度之比 ，利用机械能的定义判断机械能的变化情况，结合万有引力提供向心力得出卫星在同步轨道的速度和椭圆轨道上P点的速度大小关系。
9．（2023高一下·深圳期中）如图所示，物体受到水平推力的作用在粗糙水平面上做直线运动，监测到推力、物体速度随时间变化的规律如图所示，取，则（ ）
A．物体的质量为
B．这3s内物体克服摩擦力做的功
C．第1.5s时推力的功率为
D．后2s内推力做功的平均功率
【答案】B
【知识点】功的计算；功率及其计算；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．由图可知，1~2s时间内物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得，又，2~3s时间内物体做匀速直线运动，受力平衡，可得，代入数据，解得，A不符合题意；
B．这3s内物体的位移为v-t图像中图线与坐标轴所围面积，即，克服摩擦力做的功为，B符合题意；
C．根据匀变速直线运动中一段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度可知第1.5s时物体的速度为，推力的功率为，C不符合题意；
D．后2s内推力做功为，平均功率为，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】v-t图像的斜率表示物体的加速度，结合牛顿第二定律和共点力平衡得出物体的质量，通过恒力做功得出克服摩擦力做的功和推力F做的功，利用瞬时功率的表达式得出推力F的功率。
10．（2023高一下·深圳期中）如图所示，一演员表演飞刀绝技，由O点先后抛出完全相同的3把飞刀，分别依次垂直打在竖直木板M、N、P三点上。假设不考虑飞刀的转动，并可将其视为质点，已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为h、4h、3h、2h，以下说法正确的是（ ）
A．3把飞刀在击中木板时速度相同
B．到达M、N、P三点的飞行时间之比为
C．3把飞刀从抛出至分别到达M、N、P三点的过程中，重力的平均功率之比为
D．设到达M、N、P三点的飞刀，初速度与水平方向夹角分别为、、，则有
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．将飞刀的运动逆过来看成是一种平抛运动，三把刀在击中板时的速度大小即为平抛运动的初速度大小，运动时间为，初速度为，由图看出，三把刀飞行的高度不同，运动时间不同，水平位移大小相等，所以平抛运动的初速度大小不等，即打在木板上的速度大小不等，A不符合题意；
B．竖直方向上逆过来看做自由落体运动，运动时间为，则得三次飞行时间之比为，B不符合题意；
C．根据，3把飞刀从抛出至分别到达M、N、P三点的过程中，重力之比为，根据结合B选项可知重力的平均功率之比为，C符合题意；
D．设任一飞刀抛出的初速度与水平方向夹角分别为θ，则，则得，但，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】将飞刀的运动看做平抛运动，结合平抛运动的规律得出飞刀击中木板的速度大小和飞行时间的比值，通过平均功率的表达式得出重力的平均功率之比，利用飞刀速度偏角正切值的表达式得出速度偏角的比值。
二、多选题
11．（2023高一下·深圳期中）滑雪运动越来越受到青少年们的青睐。滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图甲所示，图乙为简化后的跳台滑雪雪道示意图，为助滑道的最高点，为助滑道的最低点，为跳台起跳点，起跳区近似水平面，着陆坡道为倾角的斜面。在某次训练中，运动员从点由静止开始下滑，到起跳点沿水平方向飞出，最后落在着陆坡道上的点。A、B、C、D在同一竖直平面内，已知间的距离，不计一切阻力和摩擦，取重力加速度。则（ ）
A．运动员在空中飞行的时间为
B．运动员在点起跳时的速度大小为
C．运动员在点着陆时的速度大小为
D．运动员在空中离坡道的最远距离是
【答案】A,C,D
【知识点】运动的合成与分解；平抛运动
【解析】【解答】A．依题意，运动员在BC段做平抛运动，可得运动员在空中飞行的时间为，A符合题意；
B．运动员在点起跳时的速度大小为，B不符合题意；
C．运动员在点着陆时的速度大小为，C符合题意；
D．在B点，将运动员的速度及加速度分解在垂直斜面BC和平行斜面BC方向上，当运动员在垂直斜面方向上的分速度减为0时，运动员在空中离坡道有最远距离，有，，可得最远距离为，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】根据平抛运动的规律得出运动员在空中飞行的时间和B点起跳时的速度，结合速度的合成得出C点着陆时的速度，利用匀变速直线运动的位移与速度的关系得出 运动员在空中离坡道的最远距离。
12．（2023高一下·深圳期中）智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱，如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆（大小忽略不计）穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示，可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m，水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看成不动，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．若使用者觉得锻炼不够充分，决定增大转速，腰带受到的合力变大
B．当使用者掌握好锻炼节奏后能够使稳定在37°，此时配重的角速度为
C．使用者使用一段时间后成功减肥，再次使用时将腰带调小，若仍保持转速不变则变小
D．当用力转动使从37°增加到53°时，配重运动的周期变大
【答案】B,C
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】A．配重随短杆做水平匀速圆周运动过程中，腰带可看成静止不动，腰带合力始终为零，A不符合题意；
B．对配重根据牛顿第二定律有，解得，B符合题意；
C．使用者使用一段时间后成功减肥，再次使用时将腰带调小，若仍保持转速不变，即角速度不变，对配重根据牛顿第二定律有，可得，由于变小，若不变，可得变大，不满足角速度不变要求；若变大，可得变大，不满足角速度不变要求；则为了满足角速度不变，一定变小，C符合题意；
D．根据B中结论，当时，根据，可知周期变小，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】配重匀速转动时腰带处于静止状态，合力为零，对配重利用合力提供向心力得出转动的角速度，并得出配重运动周期的变化情况。
13．（2023高一下·深圳期中）在X星球表面，宇航员做了一个实验：如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v2图像如乙图所示。已知X星球的半径为R0，万有引力常量为G，不考虑星球自转。则下列说法正确的是（ ）
A．X星球的第一宇宙速度
B．X星球的密度
C．X星球的质量
D．环绕X星球的轨道离星球表面高度为R0的卫星周期
【答案】C,D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】取竖直向下为正方向，由向心力方程得，当F=0时，解得
A.则该星球表面重力加速度为，该星球第一宇宙速度为，A不符合题意；
B.由万有引力与重力关系可得，解得该星球质量为，该星球密度为，B不符合题意；
C.该星球质量为，C符合题意；
D.由万有引力提供向心力可得，解得卫星周期为，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】在星球表面重力等于向心力，从而得出第一宇宙速度的表达式，并得出X星球的密度，结合万有引力提供向心力得出卫星周期的表达式。
三、实验题
14．（2023高一下·深圳期中）图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。
（1）关于实验条件的说法，正确的有____。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末段N端必须水平
C．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
D．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
（2）该实验结果可表明____。
A．两小球落地速度的大小相同
B．P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
C．P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动
D．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同
（3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一位置平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球经过b位置时速度的大小为 m/s，若以a点为坐标原点，水平向有为x轴，竖直向下为y轴，则抛出点的坐标为 （结果以cm为单位）。
【答案】（1）B；C
（2）D
（3）2.5；（，）
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1） A．斜槽轨道光滑与否对实验没有影响，A不符合题意；
B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度的方向是水平方向，故斜槽轨道末段N端必须水平，B符合题意；
CD．本实验只验证平抛运动的小球竖直方向的分运动，不需要每次水平初速度相同，所以小球可以在不同位置释放，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
（2）该实验结果可表明P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，即P小球在竖直方向的分运动为自由落体运动。故答案为：D。
（3）小球P在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运功，在竖直方向，根据匀变速直线运功的推论可得，代入数据，解得，所以水平方向的速度大小为，小球经过b点时竖直方向的速度大小为，所以小球经过b点时的速度大小为，小球运动到b点的时间为，所以小球运动到b点时，竖直方向的位移为，水平方向的位移为，若以a点为坐标原点，则抛出点的坐标为（，）。
【分析】（1）根据 “研究平抛运动”的实验 原理以及注意事项选择正确的选项；
（2）平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，从而得出该实验的结果；
（3）根据匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出时间间隔，结合匀速直线运动的规律和自由落体运动的而规律得出 P小球经过b位置时速度 和抛出点的坐标。
15．（2023高一下·深圳期中）利用如图所示装置验证向心加速度与线速度v的关系。四分之一圆弧轨道固定在水平桌面上，末端与上表面很小的压力传感器表面相切，水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸。将小球从圆弧轨道某一点静止释放，经轨道末端飞出，落到铺着复写纸和白纸的木板上，在白纸上留下点迹，由同一位置重复释放几次，记录每次压力传感器的示数；改变小球在圆弧轨道上的释放位置，重复上述实验步骤。（当地的重力加速度为g）
（1）为了完成实验，下列操作正确的是____
A．必须选择光滑的圆弧轨道
B．固定圆弧轨道时，末端必须水平
C．实验中应选择密度小的小球
D．确定小球在白纸上的落点时，用尽可能小的圆把所有落点圈住，圆心即为平均落点
（2）某次实验时记录的压力传感器示数为F，并测出小球的质量为m，小球的向心加速度 。
（3）实验除了记录压力传感器示数F测量小球的质量为m外，还需要测量轨道末端距地面高度h、水平位移x、圆弧轨道半径R，则向心加速度与线速度v的关系可以表示为 （用测量数据表示）。
【答案】（1）B；D
（2）
（3）
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）A．这个实验验证向心加速度与线速度v的关系，而线速度v由平抛运动来进行测量，不用考虑圆弧轨道是否光滑。A不符合题意；
B．线速度v由平抛运动来进行测量的，平抛运动要求初速度为水平方向，所以固定圆弧轨道时，末端必须水平。B符合题意；
C．实验中应选择密度大的小球，可以减小空气阻力的实验的影响。C不符合题意；
D．确定小球在白纸上的落点时，用尽可能小的圆把所有落点圈住，圆心即为平均落点，这样可以减小实验的偶然误差。D符合题意。
故答案为：BD。
（2）小球滑到圆弧轨道最低点，由牛顿第二定律可得，解得
（3）小球做平抛运动，由平抛运动规律得，，解得，这个实验验证向心加速度与线速度v的关系，即需要验证，即需要验证
【分析】（1）根据 验证向心加速度与线速度v的关系 的注意事项选择正确的选项；
（2）小球在圆弧最低点时根据牛顿第二定律得出小球的向心加速度；
（3）小球做平抛运动，结合平抛运动的规律和向心加速度的的表达式得出需要验证的表达式。
四、解答题
16．（2023高一下·深圳期中）一光滑圆锥体固定在平面上，，，一条不计质量，长为的细绳一端固定在顶点O，另一端拴一质量为m的物体（看作质点）．物体以速度v绕圆锥体的轴OC在水平面内作匀速圆周运动，如图所示。求：
（1）当物体线速度时，分别求出绳和圆锥体对物体的作用力、当物体刚好不压圆锥体时线速度；
（2）时，求绳子的拉力是多少？
【答案】（1）解：当物体刚好不压圆锥体时，受力如图
由牛顿运动定律有
解得
当物体线速度
所以物体仍与圆锥面接触，受力如图
由牛顿运动定律，y方向
x方向
解得
（2）解：，小球已经飞离斜面，设绳与水平方向夹角为，提供的向心力
所需的向心力大小为
又
所以
化简得
解得
所以拉力
【知识点】力的合成与分解的运用；匀速圆周运动
【解析】【分析】（1） 当物体刚好不压圆锥体时根据受力分析和合力提供向心力得出物体的线速度，从而判断物体与圆锥面是否接触，结合共点力平衡和合力提供向心力得出绳和圆锥体对物体的作用力和当物体刚好不压圆锥体时线速度；
（2）根据合力提供向心力得出拉力的大小。
17．（2023高一下·深圳期中）如图所示，地球的两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为，地球的半径为，卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为，，引力常量为G，某时刻两卫星与地心连线之间的夹角为。求：（结果均用、、G表示）
（1）地球的质量M；
（2）卫星二围绕地球做圆周运动的周期；
（3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。
【答案】（1）解：对卫星一有
解得
（2）解：开普勒第三定律可知
解得
（3）解：设两卫星第一次相距最近所用时间为t，有
解得
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）对微信一根据万有引力提供向心力得出地球的质量；
（2）通过开普勒第三定律得出卫星二围绕地球做圆周运动的周期 ；
（3）根据卫星运动的周期和时间的关系得出两卫星第一次相距最近时需要的时间 。
18．（2023高一下·深圳期中）某电动机工作时输出功率P与拉动物体的速度v之间的关系如图所示，现用该电动机在水平地面内拉动一物体（可视为质点），运动过程中轻绳始终处在拉直状态，且不可伸长，如图所示，已知物体质量，与地面的动摩擦因数，离出发点左侧s距离处另有一段动摩擦因数为、长为d的粗糙材料铺设的地面。（g取）
（1）若s足够长，启动电动机后，则物体在地面能达到的最大速度是多少？
（2）若，启动电动机后，则物体刚进入粗糙材料时电动机的输出功率和物体刚离开粗糙材料时的速度。
【答案】（1）解：在s段地面，物体所受摩擦力
假设速度能超过0.5m/s，功率最大后，当速度最大时，摩擦力与牵引力平衡，则最大速度
假设成立，即物体在地面能达到的最大速度是。
（2）解：在s段地面，速度达到0.5m/s之前，根据P=Fv可知，牵引力恒定，为
做匀加速直线运动，设加速度为，则，
速度达到时，运动距离
显然，在到达粗糙材料铺设的地面时，物体速度还小于，物体在达到粗糙材料之前，做初速度为零的匀加速直线运动。
设滑上粗糙面时的速度为，则，
此时电动机的输出功率
在粗糙面上滑行时，摩擦力
速度达到0.5m/s之前，加速度大小
离开粗糙材料过程
解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿运动定律的综合应用；功率及其计算
【解析】【分析】（1）利用滑动摩擦力的表达式和瞬时功率的表达式得出物体在地面达到的最大速度；
（2）对物体根据牛顿的第二定律和瞬时功率的表达式以及匀变速直线运动的位移与速度的关系得出物体刚进入粗糙材料时电动机的输出功率和物体刚离开粗糙材料时的速度。
广东省深圳高级中学2022-2023学年高一下学期物理期中模拟练习试卷（一）
一、单选题
1．（2023高一下·深圳期中）某河宽度为120m，河水流动与河岸平行，流速均匀且恒定，一艘小船从河边某点出发，则下列说法错误的是（ ）
A．若船的速度大小恒为4m/s，方向可变，其航行轨迹一定为直线
B．若船的速度大小恒为4m/s，方向可变，则其过河至少需要30s
C．若船头方向与河岸垂直，由静止启动，船速随时间均匀增加，则其航行轨迹一定为抛物线
D．若船头方向与河岸垂直，由静止启动，船速随时间均匀增加，其完全过河时与出发点的正对岸相距240m，则小船靠岸时的船速大小与水速相等
2．（2023高一下·深圳期中）一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是（ ）
A．
A． B．
C． D．
4．（2023高一下·深圳期中）有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为，下列说法中正确的是（ ）
A．越高，摩托车对侧壁的压力将越大
B．越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
C． 越高，摩托车做圆周运动的周期将越小
D． 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大
5．（2023高一下·深圳期中）如图甲为某同学转动自己手中的笔的过程，该过程可视为圆心为O的圆周运动，如图乙所示。已知笔长为L，当笔尖M的线速度大小为时，笔帽N的线速度大小为，则笔帽N做圆周运动的加速度大小为（ ）
A． B． C． D．
6．（2023高一下·深圳期中）如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过
B．乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大
C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A，B两位置小球向心加速度不相等
7．（2023高一下·深圳期中）2019年1月3日，“嫦娥四号”月球探测器成功登陆月球背面，人类首次实现了月球背面的软着陆。已知月球表面重力加速度g，月球半径R，引力常量G，则（ ）
A．月球的质量为 B．月球的第一宇宙速度为
C．近月卫星的角速度为 D．近月卫星的周期为
8．（2023高一下·深圳期中）如图所示，地球赤道上空人造卫星先沿椭圆轨道运行，其近地点P到地球中心的距离为r，远地点Q到地球中心的距离为8r，该卫星在远地点Q处点火变轨进入地球同步轨道，成为一颗沿圆轨道运行的地球同步卫星。下列说法正确的是（ ）
A．卫星在近地点和远地点的加速度之比为8：1
B．卫星变轨前从P点运动到Q点的过程中，引力势能增加，机械能减少
C．卫星在远地点Q处变轨瞬间速度变大
D．卫星进入地球同步轨道后运行的速度大于在椭圆轨道P处的速度
9．（2023高一下·深圳期中）如图所示，物体受到水平推力的作用在粗糙水平面上做直线运动，监测到推力、物体速度随时间变化的规律如图所示，取，则（ ）
A．物体的质量为
B．这3s内物体克服摩擦力做的功
C．第1.5s时推力的功率为
D．后2s内推力做功的平均功率
10．（2023高一下·深圳期中）如图所示，一演员表演飞刀绝技，由O点先后抛出完全相同的3把飞刀，分别依次垂直打在竖直木板M、N、P三点上。假设不考虑飞刀的转动，并可将其视为质点，已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为h、4h、3h、2h，以下说法正确的是（ ）
A．3把飞刀在击中木板时速度相同
B．到达M、N、P三点的飞行时间之比为
C．3把飞刀从抛出至分别到达M、N、P三点的过程中，重力的平均功率之比为
D．设到达M、N、P三点的飞刀，初速度与水平方向夹角分别为、、，则有
二、多选题
11．（2023高一下·深圳期中）滑雪运动越来越受到青少年们的青睐。滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图甲所示，图乙为简化后的跳台滑雪雪道示意图，为助滑道的最高点，为助滑道的最低点，为跳台起跳点，起跳区近似水平面，着陆坡道为倾角的斜面。在某次训练中，运动员从点由静止开始下滑，到起跳点沿水平方向飞出，最后落在着陆坡道上的点。A、B、C、D在同一竖直平面内，已知间的距离，不计一切阻力和摩擦，取重力加速度。则（ ）
A．运动员在空中飞行的时间为
B．运动员在点起跳时的速度大小为
C．运动员在点着陆时的速度大小为
D．运动员在空中离坡道的最远距离是
12．（2023高一下·深圳期中）智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱，如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆（大小忽略不计）穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示，可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m，水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看成不动，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．若使用者觉得锻炼不够充分，决定增大转速，腰带受到的合力变大
B．当使用者掌握好锻炼节奏后能够使稳定在37°，此时配重的角速度为
C．使用者使用一段时间后成功减肥，再次使用时将腰带调小，若仍保持转速不变则变小
D．当用力转动使从37°增加到53°时，配重运动的周期变大
13．（2023高一下·深圳期中）在X星球表面，宇航员做了一个实验：如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v2图像如乙图所示。已知X星球的半径为R0，万有引力常量为G，不考虑星球自转。则下列说法正确的是（ ）
A．X星球的第一宇宙速度
B．X星球的密度
C．X星球的质量
D．环绕X星球的轨道离星球表面高度为R0的卫星周期
三、实验题
14．（2023高一下·深圳期中）图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。
（1）关于实验条件的说法，正确的有____。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末段N端必须水平
C．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
D．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
（2）该实验结果可表明____。
A．两小球落地速度的大小相同
B．P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
C．P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动
D．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同
（3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一位置平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球经过b位置时速度的大小为 m/s，若以a点为坐标原点，水平向有为x轴，竖直向下为y轴，则抛出点的坐标为 （结果以cm为单位）。
15．（2023高一下·深圳期中）利用如图所示装置验证向心加速度与线速度v的关系。四分之一圆弧轨道固定在水平桌面上，末端与上表面很小的压力传感器表面相切，水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸。将小球从圆弧轨道某一点静止释放，经轨道末端飞出，落到铺着复写纸和白纸的木板上，在白纸上留下点迹，由同一位置重复释放几次，记录每次压力传感器的示数；改变小球在圆弧轨道上的释放位置，重复上述实验步骤。（当地的重力加速度为g）
（1）为了完成实验，下列操作正确的是____
A．必须选择光滑的圆弧轨道
B．固定圆弧轨道时，末端必须水平
C．实验中应选择密度小的小球
D．确定小球在白纸上的落点时，用尽可能小的圆把所有落点圈住，圆心即为平均落点
（2）某次实验时记录的压力传感器示数为F，并测出小球的质量为m，小球的向心加速度 。
（3）实验除了记录压力传感器示数F测量小球的质量为m外，还需要测量轨道末端距地面高度h、水平位移x、圆弧轨道半径R，则向心加速度与线速度v的关系可以表示为 （用测量数据表示）。
四、解答题
16．（2023高一下·深圳期中）一光滑圆锥体固定在平面上，，，一条不计质量，长为的细绳一端固定在顶点O，另一端拴一质量为m的物体（看作质点）．物体以速度v绕圆锥体的轴OC在水平面内作匀速圆周运动，如图所示。求：
（1）当物体线速度时，分别求出绳和圆锥体对物体的作用力、当物体刚好不压圆锥体时线速度；
（2）时，求绳子的拉力是多少？
17．（2023高一下·深圳期中）如图所示，地球的两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为，地球的半径为，卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为，，引力常量为G，某时刻两卫星与地心连线之间的夹角为。求：（结果均用、、G表示）
（1）地球的质量M；
（2）卫星二围绕地球做圆周运动的周期；
（3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。
18．（2023高一下·深圳期中）某电动机工作时输出功率P与拉动物体的速度v之间的关系如图所示，现用该电动机在水平地面内拉动一物体（可视为质点），运动过程中轻绳始终处在拉直状态，且不可伸长，如图所示，已知物体质量，与地面的动摩擦因数，离出发点左侧s距离处另有一段动摩擦因数为、长为d的粗糙材料铺设的地面。（g取）
（1）若s足够长，启动电动机后，则物体在地面能达到的最大速度是多少？
（2）若，启动电动机后，则物体刚进入粗糙材料时电动机的输出功率和物体刚离开粗糙材料时的速度。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】A．若船的速度大小恒为4m/s，方向时刻发生变化，则船的加速度不为零，其航行轨迹为曲线。A错误，符合题意；
B．若船的速度大小恒为4m/s，方向垂直河岸时，则其过河至时间最短为，B正确，不符合题意；
C．若船头方向与河岸垂直，由静止启动，船速随时间均匀增加，易知船垂直河岸方向做初速度为零的匀加速直线运动，同时沿河岸做匀速直线运动，船做类平抛运动，其航行轨迹一定为抛物线。C正确，不符合题意；
D．若船头方向与河岸垂直，垂直河岸方向有，沿着河岸方向，船靠岸时的速度为，联立，解得，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当合力与速度不在一条直线上是物体做曲线运动，船在静水中的速度与河岸垂直时渡河时间最短，结合平抛运动的定义和规律分析判断。
2．【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设以最小速率发射乒乓球经过时间到达球网中心，由平抛公式得，，设以最大速率发射乒乓球经过时间到达球桌两角，由平抛公式得，，能使乒乓球落到球网右侧台面上，则，联立解得
故答案为：D。
【分析】乒乓球发射后做平抛运动，结合平抛运动的规律得出速度的最大值。
3．【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】AB．由圆周运动的基本关系可知，，其中，，AB不符合题意；
CD．由圆周运动的基本关系可知，，其中，，Ｃ不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】同轴转动各点的角速度相等，同皮带转动各点的线速度相等，结合向心加速度的表达式得出向心加速度和角速度以及显示速度的比值，利用线速度和周期的关系得出AC两点的周期之比。
4．【答案】B
【知识点】向心力
【解析】【解答】A．摩托车做匀速圆周运动，合外力完全提供向心力，所以小球在竖直方向上受力平衡，可知侧壁对摩托车的支持力与高度无关，根据牛顿第三定律可知摩托车对侧壁的压力不变，A不符合题意；
B．根据牛顿第二定律可知，解得，高度越大，越大，摩托车运动的线速度越大，B符合题意；
C．根据牛顿第二定律可知，解得，高度越大，越大，摩托车运动的周期越大，C不符合题意；
D．摩托车的向心力大小为，大小不变，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】摩托车做匀速圆周运动时水平方向合力提供向心力，从而得出周期、线速度、向心力与高度h的关系，在竖直方向利用共点力平衡得出摩托车对侧壁的压力变化情况。
5．【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】笔尖M与笔帽N转动的角速度大小相等，设角速度为，根据角速度与线速度之间的关系，有，，，解得，笔帽N做圆周运动的加速度大小为，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据线速度和角速度的关系以及向心加速度的表达式得出笔帽N做圆周运动的加速度 。
6．【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．汽车通过凹形桥的最低点时为超重，速度大小可以超过，A不符合题意；
B．“水流星”匀速转动过程中，在最低处桶底对水的支持力为，则，得，由牛顿第三定律得，水对桶底的压力大小为，在最高处桶底对水的压力为，则，由牛顿第三定律得，在最高处水对桶底的压力大小为，所以在最低处水对桶底的压力最大，B符合题意；
C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，C不符合题意；
D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设筒臂和竖直方向的夹角为，则，得，所以A、B两位置小球向心加速度相等，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当物体对接触面的压力大于重力时处于超重，根据合力提供向心力以及牛顿第三定律得出水对桶底压力压力的变化情况，利用力的分解得出加速度的表达式，并判断AB两位置向心加速度的大小关系。
7．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．在月球表面有，解得，A不符合题意；
B．月球的第一宇宙速度等于近月卫星的环绕速度，则有，结合上述解得，B符合题意；
C．对近月卫星有，结合上述解得，C不符合题意；
D．近月卫星的周期，结合上述解得，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】在星体表面重力等于向心力从而得出月球质量的表达式，结合万有引力提供向心力得出月球的第一宇宙速度以及近月卫星的角速度和周期。
8．【答案】C
【知识点】匀速圆周运动；万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．根据公式，得卫星在近地点和远地点的加速度之比为(8r)2：r2 = 64：1，A不符合题意；
B．卫星的机械能是动能与势能之和，只有变轨时才需对卫星做功，卫星在同一椭圆轨道运行时的机械能不变，B不符合题意；
C．卫星在远地点Q处需点火加速才能变轨进入地球同步轨道，C符合题意；
D．过P点做一辅助圆轨道，从辅助圆轨道到椭圆轨道需在P点点火加速，则卫星在椭圆轨道P处的速度大于卫星在辅助圆轨道的速度，再根据，可知卫星在辅助圆轨道的速度大于卫星进入地球同步轨道后运行的速度，则卫星进入地球同步轨道后运行的速度小于在椭圆轨道P处的速度，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据万有引力为卫星所受的合力，利用牛顿第二定律得出近地点和远地点的加速度之比 ，利用机械能的定义判断机械能的变化情况，结合万有引力提供向心力得出卫星在同步轨道的速度和椭圆轨道上P点的速度大小关系。
9．【答案】B
【知识点】功的计算；功率及其计算；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．由图可知，1~2s时间内物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得，又，2~3s时间内物体做匀速直线运动，受力平衡，可得，代入数据，解得，A不符合题意；
B．这3s内物体的位移为v-t图像中图线与坐标轴所围面积，即，克服摩擦力做的功为，B符合题意；
C．根据匀变速直线运动中一段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度可知第1.5s时物体的速度为，推力的功率为，C不符合题意；
D．后2s内推力做功为，平均功率为，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】v-t图像的斜率表示物体的加速度，结合牛顿第二定律和共点力平衡得出物体的质量，通过恒力做功得出克服摩擦力做的功和推力F做的功，利用瞬时功率的表达式得出推力F的功率。
10．【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．将飞刀的运动逆过来看成是一种平抛运动，三把刀在击中板时的速度大小即为平抛运动的初速度大小，运动时间为，初速度为，由图看出，三把刀飞行的高度不同，运动时间不同，水平位移大小相等，所以平抛运动的初速度大小不等，即打在木板上的速度大小不等，A不符合题意；
B．竖直方向上逆过来看做自由落体运动，运动时间为，则得三次飞行时间之比为，B不符合题意；
C．根据，3把飞刀从抛出至分别到达M、N、P三点的过程中，重力之比为，根据结合B选项可知重力的平均功率之比为，C符合题意；
D．设任一飞刀抛出的初速度与水平方向夹角分别为θ，则，则得，但，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】将飞刀的运动看做平抛运动，结合平抛运动的规律得出飞刀击中木板的速度大小和飞行时间的比值，通过平均功率的表达式得出重力的平均功率之比，利用飞刀速度偏角正切值的表达式得出速度偏角的比值。
11．【答案】A,C,D
【知识点】运动的合成与分解；平抛运动
【解析】【解答】A．依题意，运动员在BC段做平抛运动，可得运动员在空中飞行的时间为，A符合题意；
B．运动员在点起跳时的速度大小为，B不符合题意；
C．运动员在点着陆时的速度大小为，C符合题意；
D．在B点，将运动员的速度及加速度分解在垂直斜面BC和平行斜面BC方向上，当运动员在垂直斜面方向上的分速度减为0时，运动员在空中离坡道有最远距离，有，，可得最远距离为，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】根据平抛运动的规律得出运动员在空中飞行的时间和B点起跳时的速度，结合速度的合成得出C点着陆时的速度，利用匀变速直线运动的位移与速度的关系得出 运动员在空中离坡道的最远距离。
12．【答案】B,C
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】A．配重随短杆做水平匀速圆周运动过程中，腰带可看成静止不动，腰带合力始终为零，A不符合题意；
B．对配重根据牛顿第二定律有，解得，B符合题意；
C．使用者使用一段时间后成功减肥，再次使用时将腰带调小，若仍保持转速不变，即角速度不变，对配重根据牛顿第二定律有，可得，由于变小，若不变，可得变大，不满足角速度不变要求；若变大，可得变大，不满足角速度不变要求；则为了满足角速度不变，一定变小，C符合题意；
D．根据B中结论，当时，根据，可知周期变小，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】配重匀速转动时腰带处于静止状态，合力为零，对配重利用合力提供向心力得出转动的角速度，并得出配重运动周期的变化情况。
13．【答案】C,D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】取竖直向下为正方向，由向心力方程得，当F=0时，解得
A.则该星球表面重力加速度为，该星球第一宇宙速度为，A不符合题意；
B.由万有引力与重力关系可得，解得该星球质量为，该星球密度为，B不符合题意；
C.该星球质量为，C符合题意；
D.由万有引力提供向心力可得，解得卫星周期为，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】在星球表面重力等于向心力，从而得出第一宇宙速度的表达式，并得出X星球的密度，结合万有引力提供向心力得出卫星周期的表达式。
14．【答案】（1）B；C
（2）D
（3）2.5；（，）
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1） A．斜槽轨道光滑与否对实验没有影响，A不符合题意；
B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度的方向是水平方向，故斜槽轨道末段N端必须水平，B符合题意；
CD．本实验只验证平抛运动的小球竖直方向的分运动，不需要每次水平初速度相同，所以小球可以在不同位置释放，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
（2）该实验结果可表明P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，即P小球在竖直方向的分运动为自由落体运动。故答案为：D。
（3）小球P在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运功，在竖直方向，根据匀变速直线运功的推论可得，代入数据，解得，所以水平方向的速度大小为，小球经过b点时竖直方向的速度大小为，所以小球经过b点时的速度大小为，小球运动到b点的时间为，所以小球运动到b点时，竖直方向的位移为，水平方向的位移为，若以a点为坐标原点，则抛出点的坐标为（，）。
【分析】（1）根据 “研究平抛运动”的实验 原理以及注意事项选择正确的选项；
（2）平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，从而得出该实验的结果；
（3）根据匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出时间间隔，结合匀速直线运动的规律和自由落体运动的而规律得出 P小球经过b位置时速度 和抛出点的坐标。
15．【答案】（1）B；D
（2）
（3）
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）A．这个实验验证向心加速度与线速度v的关系，而线速度v由平抛运动来进行测量，不用考虑圆弧轨道是否光滑。A不符合题意；
B．线速度v由平抛运动来进行测量的，平抛运动要求初速度为水平方向，所以固定圆弧轨道时，末端必须水平。B符合题意；
C．实验中应选择密度大的小球，可以减小空气阻力的实验的影响。C不符合题意；
D．确定小球在白纸上的落点时，用尽可能小的圆把所有落点圈住，圆心即为平均落点，这样可以减小实验的偶然误差。D符合题意。
故答案为：BD。
（2）小球滑到圆弧轨道最低点，由牛顿第二定律可得，解得
（3）小球做平抛运动，由平抛运动规律得，，解得，这个实验验证向心加速度与线速度v的关系，即需要验证，即需要验证
【分析】（1）根据 验证向心加速度与线速度v的关系 的注意事项选择正确的选项；
（2）小球在圆弧最低点时根据牛顿第二定律得出小球的向心加速度；
（3）小球做平抛运动，结合平抛运动的规律和向心加速度的的表达式得出需要验证的表达式。
16．【答案】（1）解：当物体刚好不压圆锥体时，受力如图
由牛顿运动定律有
解得
当物体线速度
所以物体仍与圆锥面接触，受力如图
由牛顿运动定律，y方向
x方向
解得
（2）解：，小球已经飞离斜面，设绳与水平方向夹角为，提供的向心力
所需的向心力大小为
又
所以
化简得
解得
所以拉力
【知识点】力的合成与分解的运用；匀速圆周运动
【解析】【分析】（1） 当物体刚好不压圆锥体时根据受力分析和合力提供向心力得出物体的线速度，从而判断物体与圆锥面是否接触，结合共点力平衡和合力提供向心力得出绳和圆锥体对物体的作用力和当物体刚好不压圆锥体时线速度；
（2）根据合力提供向心力得出拉力的大小。
17．【答案】（1）解：对卫星一有
解得
（2）解：开普勒第三定律可知
解得
（3）解：设两卫星第一次相距最近所用时间为t，有
解得
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）对微信一根据万有引力提供向心力得出地球的质量；
（2）通过开普勒第三定律得出卫星二围绕地球做圆周运动的周期 ；
（3）根据卫星运动的周期和时间的关系得出两卫星第一次相距最近时需要的时间 。
18．【答案】（1）解：在s段地面，物体所受摩擦力
假设速度能超过0.5m/s，功率最大后，当速度最大时，摩擦力与牵引力平衡，则最大速度
假设成立，即物体在地面能达到的最大速度是。
（2）解：在s段地面，速度达到0.5m/s之前，根据P=Fv可知，牵引力恒定，为
做匀加速直线运动，设加速度为，则，
速度达到时，运动距离
显然，在到达粗糙材料铺设的地面时，物体速度还小于，物体在达到粗糙材料之前，做初速度为零的匀加速直线运动。
设滑上粗糙面时的速度为，则，
此时电动机的输出功率
在粗糙面上滑行时，摩擦力
速度达到0.5m/s之前，加速度大小
离开粗糙材料过程
解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿运动定律的综合应用；功率及其计算
【解析】【分析】（1）利用滑动摩擦力的表达式和瞬时功率的表达式得出物体在地面达到的最大速度；
（2）对物体根据牛顿的第二定律和瞬时功率的表达式以及匀变速直线运动的位移与速度的关系得出物体刚进入粗糙材料时电动机的输出功率和物体刚离开粗糙材料时的速度。