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2014-2015学年天津市新四区高一(下)期末物理试卷


2014-2015 学年天津市新四区高一(下)期末物理试卷
一、单项选择(每小题 3 分,满分 30 分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合 题目要求,请将正确答案填涂在答题卡上. ) 1.如图所示,光滑水平桌面上,一小球以速度 v 向右匀速运动,当它经过靠近桌边的竖直 木板 ad 边前方时,木板开始作自由落体运动.若木板开始运动时,cd 边与桌面相齐,则小 球在木板上的投影轨迹是( )

A.

B.

C.

D.

2.如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑,其半径分别为 r1、r2、 r3.若甲轮的角速度为 ω1,则丙轮的角速度为( )

A.

B.

C.

D.

3. 甲、 乙两名溜冰运动员, 正在表演冰上芭蕾舞, 已知男演员 M 甲=60kg, 女演员 M 乙=40kg, 当两人面对面拉着手做匀速圆周运动时,如图所示,两人相距 0.9m,下列判断正确的是 ( )

A. B. C. D.

两人的运动半径不同,甲为 0.42m,乙为 0.48m 两人的运动半径相同,都是 0.45m 两人的角速度相同 两人的线速度相同

4.据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度 200km,运用周期 127 分 钟.若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是( ) A. 月球表面的重力加速度 B. 月球对卫星的吸引力 C. 卫星绕月球运行的速度 D. 卫星绕月运行的加速度 5.火星的质量和半径分别约为地球的 重力加速度约为( A. 0.2g ) B. 5g 和 ,地球表面的重力加速度为 g,则火星表面的

C. 2.5g

D. 0.4g

6.天文学家新发现了太阳系外的一颗行星.已知该行星的某一近地卫星绕行星圆周运动的 周期约为 1.4 小时, 引力常量 G=6.67×10 3 3 A. 5.6×10 kg/m 7 3 C. 2.8×10 kg/m
﹣11

N?m /kg , 由此估算该行星的平均密度为 ( 10 3 B. 7.2×10 kg/m 7 3 D. 1.0×10 kg/m

2

2



7.一质量为 m 的木块静止在光滑的水平面上,从 t=0 开始,将一个大小为 F 的水平恒力作 用在该木块上,在 t=T 时刻,F 的功率是( ) A. B. C. D.

8.如图所示,质量为 1kg 的物体在合外力作用下做直线运动的 v﹣t 图象.下列表述正确的

是( A. B. C. D.

) 在 0﹣1s 内,合外力做 2J 的正功 在 0﹣2s 内,合外力做 3.5J 的正功 在 1﹣2s 内,合外力做 1.5J 的正功 在 0﹣3s 内,合外力做正功

9. 从离地高为 H 的阳台上以速度 v 竖直向上抛出质量为 m 的物体, 它上升 h 后又返回下落, 最后落在地面上,则下列说法中正确的是(不计空气阻力,以地面为参考面) ( )

A. 物体在最高点时机械能为 mgh B. 物体落地时的动能为 mgh+ mv
2

C. 物体落地时的机械能为 mg(H+h)+ mv D. 物体落地时的机械能为 mgH+ mv
2

2

10.如图,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球 a 和 b.a 球质量为 m,静置于地面;b 球质量为 3m,用手托往,高度为 h,此时轻绳刚好拉紧.从 静止开始释放 b,b 球落地后 a 继续上升的最大高度为( )

A. 0

B. 0.5h

C. h

D. 1.5h

二、不定项选择(每小题 4 分,共 16 分.在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上 选项符合题目要求,全部选对得 4 分,选不全得 2 分,有选错或不答的得 0 分,请将正确 答案填涂在答题卡上. ) 11.如图所示是一个玩具陀螺.a、b 和 c 是陀螺上的三个点.当陀螺绕垂直于地面的轴线 以角速度 ω 稳定旋转时,下列表述正确的是( )

A. B. C. D.

a、b 和 c 三点的角速度相等 a、b 和 c 三点的线速度大小相等 a、b 的线速度比 c 的大 a、b 的角速度比 c 的大

12.如图中的圆 a、b、c,其圆心均在地球的自转轴线上,对卫星环绕地球做匀速圆周运动

而言(



A. 卫星的轨道可能为 a C. 卫星的轨道可能为 c

B. 卫星的轨道可能为 b D. 同步卫星的轨道只可能为 b

13.关于机械能是否守恒的叙述,正确的是( ) A. 作匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B. 作匀变速直线运动的物体机械能一定守恒 C. 合外力对物体做功为零时,机械能一定守恒 D. 只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒 14.如图所示,一个质量为 m 的物体(可视为质点)以某一速度从 A 点冲上倾角为 30°的 固定斜面,其运动的加速度为 体( ) ,这物体在斜面上上升的最大高度为 h,则在这个过程中物

A. 重力势能增加了 mgh C. 动能损失了 mgh

B. 重力势能增加了 D. 机械能损失了

三、填空和实验题: (本题共 18 分,请将正确答案写于答题纸上相应的位置) 15.在下面括号内列举的科学家中,对发现和完善万有引力定律有贡献的 是 . (安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第)

16.如图所示,半径 R=1m 的 圆弧导轨与水平面相接,从圆弧导轨顶端 A,静止释放一个 质量为 m=20g 的小木块,测得其滑至底端 B 时速度 VB=3m/s,在圆弧轨道上克服摩擦力做 2 功为 J(重力加速度 g=10m/s )

17.某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图 1,图中小车在一条橡皮 筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为 W.当用 2 条、3 条…,完全 相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次…实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保 持一致.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.

①实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力,则下面 操作正确的是 A.放开小车,能够自由下滑即可 B.放开小车,能够匀速下滑即可 C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可 D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可 ②在本实验中,得到如图 2 所示四条纸带,应选用 . 18.在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为 U,频率为 f 的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,选取纸带上打出的连续 5 个点 A、B、C、D、E,测出 A 点距起始点的距离为 S0,点 AC 间的距离为 S1,点 CE 间的 距离为 S2,已知重锤的质量为 m,当地的重力加速度为 g,则:

①从起始点 O 到打下 C 点的过程中, 重锤重力势能的减少量为△EP= 能的增加量为△EK= . ②经过计算可知, 重锤动能的增加量小于重力势能的减少量, 其主要原因是:

, 重锤动 .

四、计算题: (本题共 4 小题,共 36 分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、 方程和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写 出数值和单位. ) 19.如图所示,射击枪水平放置,射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上, 枪口与目标靶之间的距离 s=100m,子弹射出的水平速度 v=200m/s,子弹从枪口射出的瞬间 2 目标靶由静止开始释放,不计空气阻力,取重力加速度 g 为 10m/s ,求: (1)从子弹由枪口射出开始计时,经多长时间子弹击中目标靶? (2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离 h 为多少?

20.已知地球半径为 R,地球表面重力加速度为 g,不考虑地球自转的影响. (1)推导第一宇宙速度 v1 的表达式; (2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为 h,求卫星的运行周期 T.

21. 如图所示, 半圆形竖直光滑轨道 BC 与水平轨道 AB 相连接, 一滑块在恒定外力作用下, 以 a= g 的加速度从水平轨道上的 A 点由静止出发, 到 B 点时撤去外力. 已知滑块质量为 m, 圆形轨道半径为 R,A、B 间距为 2R.求:滑块通过最高点 C 时对轨道压力的大小.

22.某校物理兴趣小组遥控赛车比赛路径如图所示,赛车从起点 A 出发,沿水平直线轨道 运动 L 后,由 B 点进入半径为 R 的光滑竖直圆轨道,比赛要求赛车顺利通过竖直圆轨道后 继续在光滑平直轨道上运动到 C 点,并能越过壕沟.已知赛车质量 m=0.1kg,通电后以额定 功率 P=1.5w 工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为 0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不 计.图中 L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.50m. 问: (1)要使赛车顺利通过圆轨道,电动机至少工作多长时间? 2 (2)试分析说明赛车在恰能通过圆轨道的情况下能否顺利越过壕沟(取 g=10m/s )

2014-2015 学年天津市新四区高一(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析

一、单项选择(每小题 3 分,满分 30 分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合 题目要求,请将正确答案填涂在答题卡上. ) 1.如图所示,光滑水平桌面上,一小球以速度 v 向右匀速运动,当它经过靠近桌边的竖直 木板 ad 边前方时,木板开始作自由落体运动.若木板开始运动时,cd 边与桌面相齐,则小 球在木板上的投影轨迹是( )

A.

B.

C.

D. 考点:运动的合成和分解. 专题:运动的合成和分解专题. 分析:小球的投影的运动是由小球水平方向的位移与木板竖直方向上的位移的合位移, 则由 运动的合成可知投影的轨迹. 解答:解:投影在水平方向做匀速直线运动,竖直方向上做加速运动,故小球的合速度应偏 向上方,故轨迹应向上偏折,故选 B. 点评:匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动一定为曲线运动, 并且运动方向向加速度的 方向靠近. 2.如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑,其半径分别为 r1、r2、 r3.若甲轮的角速度为 ω1,则丙轮的角速度为( )

A.

B.

C.

D.

考点:线速度、角速度和周期、转速. 专题:匀速圆周运动专题. 分析:甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑说明线速度相同,根据 v=wr 解 答. 解答: 解:由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑知三者线速度相同,其 半径分别为 r1、r2、r3 则 ω1r1=ω2r2=ω3r3 故 ω3= 故选:A. 点评:此题考查匀速圆周运动的线速度和角速度的关系式的应用, 同时要知道皮带或齿轮连 动的角速度相同. 3. 甲、 乙两名溜冰运动员, 正在表演冰上芭蕾舞, 已知男演员 M 甲=60kg, 女演员 M 乙=40kg, 当两人面对面拉着手做匀速圆周运动时,如图所示,两人相距 0.9m,下列判断正确的是 ( )

A. B. C. D.

两人的运动半径不同,甲为 0.42m,乙为 0.48m 两人的运动半径相同,都是 0.45m 两人的角速度相同 两人的线速度相同

考点:向心力;牛顿第二定律. 专题:牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析: 分析甲、乙两名运动员,弹簧秤对各自的拉力提供向心力. 根据牛顿第二定律和向心力公式求解. 解答: 解:弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力, 根据牛顿第二定律得:M 甲 R 甲 ω 甲 =M 乙 R 乙 ω 乙 由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,所以有:ω 甲=ω 乙
2 2

= 已知 M 甲=60kg,M 乙=40kg,两人相距 L=0.9m, 所以两人的运动半径不同:R 甲=0.36m,R 乙=0.54m, 根据线速度 v=ωr 可得角速度相等,半径不等,所以线速度不等,故 C 正确,ABD 错误 故选:C 点评:解本题关键要把圆周运动的知识和牛顿第二定律结合求解, 知道共轴转动时, 角速度 相等,难度适中. 4.据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度 200km,运用周期 127 分 钟.若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是( ) A. 月球表面的重力加速度 B. 月球对卫星的吸引力 C. 卫星绕月球运行的速度 D. 卫星绕月运行的加速度 考点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用. 分析:本题关键根据万有引力提供绕月卫星做圆周运动的向心力, 以及月球表面重力加速度 的表达式,列式求解分析. 解答: 解:A、绕月卫星绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质 量为 m、轨道半径为 r、月球质量为 M,有 G =m( ) (R 月+h)
2

地球表面重力加速度公式 g 月= 联立①②可以求解出 g 月= 即可以求出月球表面的重力加速度; 由于卫星的质量未知,故月球对卫星的吸引力无法求出; 由 v= 由 a=( 可以求出卫星绕月球运行的速度; ) (R 月+h)可以求出卫星绕月运行的加速度;
2

本题要选不能求出的,故选 B. 点评:本题关键根据绕月卫星的引力提供向心力列式, 再结合月球表面重力等于万有引力列 式求解.

5.火星的质量和半径分别约为地球的 重力加速度约为( )

和 ,地球表面的重力加速度为 g,则火星表面的

A. 0.2g

B. 5g

C. 2.5g

D. 0.4g

考点:万有引力定律及其应用. 专题:万有引力定律的应用专题. 分析: 根据星球表面的万有引力等于重力列出等式表示出重力加速度. 通过火星的质量和半径与地球的关系找出重力加速度的关系. 解答: 解:根据星球表面的万有引力等于重力的: 得:g= 火星的质量和半径分别约为地球的 和 ,所以火星表面的重力加速度为: =mg

g′=

g=0.4g

故选:D. 点评:求一个物理量之比,我们应该把这个物理量先根据物理规律用已知的物理量表示出 来,再进行之比. 6.天文学家新发现了太阳系外的一颗行星.已知该行星的某一近地卫星绕行星圆周运动的 周期约为 1.4 小时, 引力常量 G=6.67×10 3 3 A. 5.6×10 kg/m 7 3 C. 2.8×10 kg/m
﹣11

N?m /kg , 由此估算该行星的平均密度为 ( 10 3 B. 7.2×10 kg/m 7 3 D. 1.0×10 kg/m

2

2



考点:万有引力定律及其应用. 专题:万有引力定律的应用专题. 分析:卫星绕行星做圆周运动的向心力由万有引力提供, 应用万有引力公式与牛顿第二定律 求出行星的质量,然后由密度公式求出行星的密度. 解答: 解:近地卫星绕行星做圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得: G =m R,行星质量:M= ,

行星的密度:ρ=

=

=

≈5.6×10 kg/m ;

3

3

故选:A. 点评:本题要建立模型,抓住近地轨道半径近似等于地球的半径,知道其周期,即可求得地 球的密度. 7.一质量为 m 的木块静止在光滑的水平面上,从 t=0 开始,将一个大小为 F 的水平恒力作 用在该木块上,在 t=T 时刻,F 的功率是( ) A. B. C. D.

考点:功率、平均功率和瞬时功率. 专题:功率的计算专题. 分析:物体在水平恒力作用下做匀加速直线运动, 根据牛顿第二定律可以求得物体的加速度 的大小,再由速度公式可以求得物体的速度的大小,由 P=Fv 来求得瞬时功率. 解答: 解:由牛顿第二定律可以得: F=ma,故 在 t=T 时刻的速度为 v=at= T 所以 t 时刻 F 的功率为:P=Fv= 故选:B 点评:在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择, 一般用来计算平均功率的

大小, 而 P=Fv 可以计算平均功率也可以是瞬时功率, 取决于速度是平均速度还是瞬时速度. 8.如图所示,质量为 1kg 的物体在合外力作用下做直线运动的 v﹣t 图象.下列表述正确的

是( A. B. C. D.

) 在 0﹣1s 内,合外力做 2J 的正功 在 0﹣2s 内,合外力做 3.5J 的正功 在 1﹣2s 内,合外力做 1.5J 的正功 在 0﹣3s 内,合外力做正功

考点:动能定理;功的计算. 专题:动能定理的应用专题. 分析:根据动能定理 W 合=△EK 判断合力做功 解答: 解:A、在 0~ls 内,根据动能定理 W 合=△EK= 正确. B、在 0~2s 内,根据动能定理 W 合=△EK=0.5J,合外力做正功.故 B 错误. C、在 1~2s 内,根据动能定理 W 合=△EK=1.5J,合外力做负功.故 C 错误. D、在 0~3s 内,根据动能定理 W 合=△EK,=0,合外力做功为 0.故 D 错误. 故选:A 点评:解决本题的关键会熟练运用动能定理 W 合=△EK 9. 从离地高为 H 的阳台上以速度 v 竖直向上抛出质量为 m 的物体, 它上升 h 后又返回下落, 最后落在地面上,则下列说法中正确的是(不计空气阻力,以地面为参考面) ( ) A. 物体在最高点时机械能为 mgh ,合外力做正功.故 A

B. 物体落地时的动能为 mgh+ mv

2

C. 物体落地时的机械能为 mg(H+h)+ mv D. 物体落地时的机械能为 mgH+ mv
2

2

考点:机械能守恒定律. 专题:机械能守恒定律应用专题. 分析:物体运动过程中,不受空气阻力,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能的定义和 机械能守恒定律求解. 解答: 解: A、以地面为参考面,物体在最高点时的速度为零,则物体在最高点时机械能为 mg(H+h) , 故 A 错误; B、根据机械能守恒得:物体落地时的动能为 mgH+ mv ,故 B 错误. CD、由于物体的机械能守恒,物体落地时的机械能等于抛出时的机械能,为 mgH+ mv , 故 C 错误,D 正确; 故选:D 点评:解决本题的关键掌握机械能守恒条件, 灵活选择研究的状态, 运用机械能守恒定律研 究. 10.如图,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球 a 和 b.a 球质量为 m,静置于地面;b 球质量为 3m,用手托往,高度为 h,此时轻绳刚好拉紧.从 静止开始释放 b,b 球落地后 a 继续上升的最大高度为( )
2 2

A. 0

B. 0.5h

C. h

D. 1.5h

考点:功能关系. 分析:本题可以分为两个过程来求解,首先根据 ab 系统的机械能守恒,可以求得 a 球上升 h 时的速度的大小,之后,b 球落地,a 球在上升的过程中的机械能守恒,从而可以求得 a 球的继续上升的高度. 解答: 解:设 a 球到达高度 h 时两球的速度 v,根据机械能守恒: b 球的重力势能减小转化为 a 球的重力势能和 a、b 球的动能.即: (3m﹣m)gh= (3m+m)V
2

解得两球的速度都为 V= , 此时绳子恰好松弛,a 球开始做初速为 V=

的竖直上抛运动,

同样根据动能定理:﹣mg×h′=0﹣ mV

2

代入数据得:h′=0.5h 故选:B. 点评:在 a 球上升的全过程中,a 球的机械能是不守恒的,所以在本题中要分过程来求解, 第一个过程系统的机械能守恒,在第二个过程中只有 a 球的机械能守恒. 二、不定项选择(每小题 4 分,共 16 分.在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上 选项符合题目要求,全部选对得 4 分,选不全得 2 分,有选错或不答的得 0 分,请将正确 答案填涂在答题卡上. ) 11.如图所示是一个玩具陀螺.a、b 和 c 是陀螺上的三个点.当陀螺绕垂直于地面的轴线 以角速度 ω 稳定旋转时,下列表述正确的是( )

A. B. C. D.

a、b 和 c 三点的角速度相等 a、b 和 c 三点的线速度大小相等 a、b 的线速度比 c 的大 a、b 的角速度比 c 的大

考点:向心加速度;线速度、角速度和周期、转速. 专题:匀速圆周运动专题. 分析:陀螺上三个点满足共轴的,角速度是相同的.所以当角速度一定时,线速度与半径成 正比;因此根据题目条件可知三点的线速度与半径成正比关系. 解答: 解:A、因为 a、b 和 c 三点共轴,所以 a、b 和 c 三点的角速度相等.故 A 正确, D 错误; B、因为三点共轴,所以角速度相等.由于三点半径不等,所以三点的线速度大小不等.故 B 错误; C、因为三点共轴,所以角速度相等.由于三点半径不等,a、b 两点半径比 c 点大,所以 a、 b 两点的线速度比 c 点大.故 C 正确; 故选:AC. 点评:解决本题的关键知道共轴转动的点,角速度相等,知道线速度与角速度的关系. 12.如图中的圆 a、b、c,其圆心均在地球的自转轴线上,对卫星环绕地球做匀速圆周运动

而言(



A. 卫星的轨道可能为 a C. 卫星的轨道可能为 c

B. 卫星的轨道可能为 b D. 同步卫星的轨道只可能为 b

考点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系. 专题:人造卫星问题. 分析:卫星绕地球做匀速圆周运动,是靠万有引力提供向心力,万有引力的方向指向地心, 故圆周运动的圆心为地心. 解答: 解:卫星运动过程中的向心力由万有引力提供,故地球必定在卫星轨道的中心,即 地心为圆周运动的圆心.因此轨道 a 是不可能的,而轨道 b、c 均是可能的轨道;而同步卫 星由于其周期和地球的自转周期相同,轨道一定在赤道的上空.故轨道只可能为 b.故 A 错 误,B、C、D 正确. 故选:BCD. 点评:解决本题的关键知道卫星绕地球做匀速圆周运动, 圆心即为地心. 以及同步卫星的轨 道在赤道上空. 13.关于机械能是否守恒的叙述,正确的是( ) A. 作匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B. 作匀变速直线运动的物体机械能一定守恒 C. 合外力对物体做功为零时,机械能一定守恒 D. 只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒 考点:机械能守恒定律. 专题:机械能守恒定律应用专题. 分析: 机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功的物体系统,其他力不做功,可能有这样 几种情况: 1、只受重力作用,例如各种抛体运动. 2、受到其它外力,但是这些力是不做功的.例如:绳子的一段固定在天花板上,另一端系 一个小球,让它从某一高度静止释放,下摆过程中受到绳子的拉力,但是拉力的方向始终与 速度方向垂直,拉力不做功,只有重力做功,小球的机械能是守恒的. 3、受到其它外力,且都在做功,但是它们的代数和为 0,此时只有重力做功,机械能也是 守恒的. 解答: 解:A、做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒,比如:降落伞匀速下降,机械 能减小.故 A 错误. B、做匀变速直线运动的物体,机械能不一定守恒.比如:汽车在水平面上的加速运动过程 中机械能增大.故 B 错误. C、外力对物体做的功为零,动能不变,但重力势能可能变化,机械能不一定守恒,故 C 错 误; D、只要有除重力以外的力做了功,机械能与其他能之间会发生转化,机械能一定不守恒, 故 D 正确; 故选:D. 点评:本题关键是如何判断机械能守恒, 可以看能量的转化情况, 也可以看是否只有重力做 功.

14.如图所示,一个质量为 m 的物体(可视为质点)以某一速度从 A 点冲上倾角为 30°的 固定斜面,其运动的加速度为 体( ) ,这物体在斜面上上升的最大高度为 h,则在这个过程中物

A. 重力势能增加了 mgh C. 动能损失了 mgh

B. 重力势能增加了 D. 机械能损失了

考点:功能关系;重力势能. 分析:物体在斜面上上升的最大高度为 h,克服重力做功为 mgh,知重力势能的变化.根据 牛顿第二定律求出摩擦力大小, 根据物体克服摩擦力做功等于物体机械能的损失, 求解机械 能的损失.根据合力做功,求解动能的损失. 解答: 解:A、由题,物体在斜面上上升的最大高度为 h,克服重力做功为 mgh,则重力 势能增加了 mgh.故 A 正确,B 错误. C、 合力对物体做功为 W 合=﹣ma?2h=﹣ C 错误. D、根据牛顿第二定律得:mgsin30°+f=ma,得到摩擦力大小为 f= 功为 Wf=f?2h= ,所以物体的机械能损失了 .故 D 正确. ,物体克服摩擦力做 , 则根据动能定理得知, 物体动能损失 . 故

故选:AD 点评:本题考查对几对功和能的关系: 重力做功与重力势能的关系有关, 合力做功与动能的 变化有关,除重力以外的力做功与机械能的变化有关. 三、填空和实验题: (本题共 18 分,请将正确答案写于答题纸上相应的位置) 15. 在下面括号内列举的科学家中, 对发现和完善万有引力定律有贡献的是 第谷、 开普勒、 牛顿、卡文迪许 . (安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第) 考点:万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定. 专题:压轴题. 分析:本题强调对万有引力定律的发现和完善有贡献的科学家, 第谷是观测家, 从而为开普 勒得出三定律奠定基础. 牛顿在前人的基础之上发现万有引力定律. 最后卡文迪许测出引力 常量,从而完善了定律. 解答: 解:对发现和完善万有引力定律有贡献的是:第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许 故答案为:第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许 点评:对物理定律与定理的物理史实要熟悉,同时还要记清晰.

16.如图所示,半径 R=1m 的 圆弧导轨与水平面相接,从圆弧导轨顶端 A,静止释放一个 质量为 m=20g 的小木块,测得其滑至底端 B 时速度 VB=3m/s,在圆弧轨道上克服摩擦力做 2 功为 0.11 J(重力加速度 g=10m/s )

考点:动能定理. 专题:动能定理的应用专题. 分析:对 A 到 B 的过程运用动能定理,求出小木块在圆弧轨道上摩擦力做的功 解答: 解:小木块从 A 至 B 的过程中只有重力和摩擦力做功,根据动能定理有:

所以可知,在圆形导轨摩擦力做的功为:

=﹣0.11J

故答案为:0.11J 点评:本题考查了动能定理的直接运用,运用动能定理解题,关键选择好研究的过程,分析 过程中有哪些力做功,然后结合动能定理列式求解 17.某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图 1,图中小车在一条橡皮 筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为 W.当用 2 条、3 条…,完全 相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次…实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保 持一致.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.

①实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力,则下面 操作正确的是 D A.放开小车,能够自由下滑即可 B.放开小车,能够匀速下滑即可 C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可 D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可 ②在本实验中,得到如图 2 所示四条纸带,应选用 B . 考点:探究功与速度变化的关系. 专题:实验题.

分析: 实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力. 受力平衡时, 小车应做匀速直线 运动 在探究功与物体速度变化关系实验中,小车的速度先增大后不变,再减小,结合相等时间内 位移的间隔确定正确的纸带 解答: 解:①实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力.受力平衡时,小车和纸 带应做匀速直线运动,所以正确的做法是:放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可,故 ABC 错误,D 正确. ②小车开始在橡皮条的作用下做加速运动,相等时间内位移间隔越来越大,橡皮条做功完 毕后,速度达到最大,然后做匀速直线运动,相等时间内位移间隔相等,最后小车在橡皮条 作用下做减速运动,相等时间内的位移间隔减小.故 B 正确,A、C、D 错误. 故答案为:①D;②B 点评:解决本题的关键知道在实验中小车在整个过程中的运动规律, 从而确定出点迹间距离 的变化 18.在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为 U,频率为 f 的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,选取纸带上打出的连续 5 个点 A、B、C、D、E,测出 A 点距起始点的距离为 S0,点 AC 间的距离为 S1,点 CE 间的 距离为 S2,已知重锤的质量为 m,当地的重力加速度为 g,则:

①从起始点 O 到打下 C 点的过程中,重锤重力势能的减少量为△EP= 锤动能的增加量为△EK= .

mg(S0+S1) ,重

②经过计算可知,重锤动能的增加量小于重力势能的减少量,其主要原因是: 与探针与纸带间摩擦力 .

空气阻力

考点:验证机械能守恒定律. 专题:实验题. 分析:纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动 的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,从而求出动能.根据功能关系 得,若没有阻力时,重力势能减小量等于重力做功的数值. 解答: 解:①重力势能减小量△Ep=mgh=mg(S0+S1) . 利用匀变速直线运动的推论 vC= =

△Ek= m

=

=



②通过计算可知动能的增加量小于重力势能的减小量,其原因是物体在下落过程中克服摩 擦阻力做功,导致重力势能没有完全转化为动能. 故答案为:①mg(S0+S1) ; ;②空气阻力与探针与纸带间摩擦力.

点评:运用运动学公式和动能、 重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题, 并理解重 锤动能的增加量小于重力势能的减少量的原因. 四、计算题: (本题共 4 小题,共 36 分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、 方程和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写 出数值和单位. ) 19.如图所示,射击枪水平放置,射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上, 枪口与目标靶之间的距离 s=100m,子弹射出的水平速度 v=200m/s,子弹从枪口射出的瞬间 2 目标靶由静止开始释放,不计空气阻力,取重力加速度 g 为 10m/s ,求: (1)从子弹由枪口射出开始计时,经多长时间子弹击中目标靶? (2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离 h 为多少?

考点:平抛运动;平抛物体与自由落体同时落地. 分析:子弹做的是平抛运动,根据平抛运动的规律,水平方向匀速直线运动,竖直方向自由 落体运动,目标靶做自由落体运动,由水平和竖直方向的运动规律分析可以求出. 解答: 解: (1)子弹做平抛运动,它在水平方向的分运动是匀速直线运动,设子弹经 t 时 间击中目标靶, 则 t= , 代入数据得,t=0.5s, (2)目标靶做自由落体运动, 则 h= gt , 代入数据得 h=1.25m. 答: (1)从子弹由枪口射出开始计时,子弹经 0.5s 击中目标靶; (2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离 h 为 1.25m. 点评:本题就是考查了平抛运动的规律, 平抛运动可以分解成水平方向的匀速运动和竖直方 向的自由落体运动,目标靶做自由落体运动,知道这些就能够解决了,比较简单. 20.已知地球半径为 R,地球表面重力加速度为 g,不考虑地球自转的影响. (1)推导第一宇宙速度 v1 的表达式; (2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为 h,求卫星的运行周期 T. 考点:第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度;牛顿第二定律;万有引力定律及其应 用;人造卫星的加速度、周期和轨道的关系. 分析: (1)第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度,重力等于万有引力,引力 等于向心力,列式求解; (2)根据万有引力提供向心力即可求解. 解答: 解: (1)设卫星的质量为 m,地球的质量为 M, 在地球表面附近满足
2



GM=R g

2

① ②

卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力 ①式代入②式,得到 故第一宇宙速度 v1 的表达式为 .

(2)卫星受到的万有引力为



由牛顿第二定律



③、④联立解得

故卫星的运行周期 T 为



点评:卫星所受的万有引力等于向心力、 地面附近引力等于重力是卫星类问题必须要考虑的 问题,本题根据这两个关系即可列式求解! 21. 如图所示, 半圆形竖直光滑轨道 BC 与水平轨道 AB 相连接, 一滑块在恒定外力作用下, 以 a= g 的加速度从水平轨道上的 A 点由静止出发, 到 B 点时撤去外力. 已知滑块质量为 m, 圆形轨道半径为 R,A、B 间距为 2R.求:滑块通过最高点 C 时对轨道压力的大小.

考点:动能定理;向心力. 专题:动能定理的应用专题. 分析:在 AB 段由运动学公式求的到达 B 点的速度,在从 B 到 C 的过程中,由动能定理求 得 C 点的速度,根据牛顿第二定律求的作用力 2 解答: 解:到达 B 点的速度为 v,从 A 到 B 的过程中,由速度位移公式可得 2as=v 解得 从 B 到 C 由动能定理可得

在 C 点由牛顿第二定律可得

联立解得 FN=5mg 答:滑块通过最高点 C 时对轨道压力的大小为 5mg 点评:本题注意应分段分析, 不同的过程采用不同的物理规律求解, 特别要注意在竖直面上 的圆周运动中利用牛顿第二定律即可 22.某校物理兴趣小组遥控赛车比赛路径如图所示,赛车从起点 A 出发,沿水平直线轨道 运动 L 后,由 B 点进入半径为 R 的光滑竖直圆轨道,比赛要求赛车顺利通过竖直圆轨道后 继续在光滑平直轨道上运动到 C 点,并能越过壕沟.已知赛车质量 m=0.1kg,通电后以额定 功率 P=1.5w 工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为 0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不 计.图中 L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.50m. 问: (1)要使赛车顺利通过圆轨道,电动机至少工作多长时间? (2)试分析说明赛车在恰能通过圆轨道的情况下能否顺利越过壕沟(取 g=10m/s )
2

考点:动能定理;平抛运动;向心力. 专题:动能定理的应用专题. 分析: (1)通过牛顿第二定律和动能定理求出小球要越过圆轨道最高点在 B 点的速度, 通过平抛运动的轨道求出通过 B 点的速度,从而确定通过 B 点的最小速度,根据动能定理 求出要使赛车完成比赛,电动机至少工作的时间. (2)赛车在恰能通过圆轨道最高点时,由重力提供向心力,由牛顿第二定律求最高点的最 小速度,再由机械能守恒求出赛车到达 B 点的速度,与上题中赛车刚好顺利越过壕沟时通 过 B 点的速度比较,即可作出判断. 解答: 解: (1)根据牛顿第二定律得,小球通过最高点的最小速度为 v1,根据 mg=m 得 v1= 根据动能定理得,mg?2R= ﹣ =4m/s. s=0.5s ,

解得赛车通过 B 点的最小速度 vB= = 故为保证过最高点,到达 B 点的速度至少为 vB=4m/s 对于平抛运动过程,根据 h= gt′ 得,t′= 则平抛运动初速度的最小值 v0= =
2

=

=3m/s.

为保证越过壕沟,到达 B 点的速度至少为 v0=3m/s 因此赛车到达 B 点的速度至少为:v=vB=4m/s 从 A 到 B 对赛车用动能定理:Pt﹣fL=

解得 t≥2.54s (2) 根据上题结果知, 由于 vB>v0, 所以赛车在恰能通过圆轨道的情况下能顺利越过壕沟. 答: (1)要使赛车完成比赛,电动机至少工作 2.54s. (2)赛车在恰能通过圆轨道的情况下能顺利越过壕沟. 点评:本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律,涉及到直线运动、圆周运动、平抛运动, 综合性较强,关键要把握圆周运动最高点的临界条件:重力提供向心力,运用运动的分解法 研究平抛运动.


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