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2014-2015学年广东省深圳市龙岗区高一(下)期末物理试卷


2014-2015 学年广东省深圳市龙岗区高一(下)期末物理试卷
一、单选题:每小题 3 分,共 24 分.在四个选项中只有一项是正确的. 1.下列问题中,物体可看作质点的是( ) A. 研究日食 B. 给花样滑冰运动员打分 C. 研究分子的结构 D. 研究马航 MH370 飞行路线 2.如图所示,用细绳系着一个小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,不计空气阻力, 不发

生变化的物理量是( )

A. 速率

B. 速度

C. 加速度

D. 合外力 )

3.下列物理量中既可以决定一个物体平抛运动飞行时间,又影响物体水平位移的是( A. 抛出的初速度 B. 抛出时的竖直高度 C. 抛体的质量 D. 物体的质量和初速度 4.月球与同步卫星都环绕地球做匀速圆周运动,两者相比( ) A. 月球离地球近些 B. 月球的周期较长 C. 月球的向心加速度大些 D. 月球的线速度大些

5.如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为 45°, 日光灯保持水平,所受重力为 G,左右两绳的拉力大小分别为( )

A. G 和 G

B.

G和

G

C.

G和

G

D.

G和 G

6.质点做曲线运动从 A 到 B 速率逐渐减小,如图所示,有四位同学用示意图表示 A 到 B 的轨迹及速度方向和加速度的方向,其中正确的是( )

A.

B.

C.

D.

7.游乐场中的一种滑梯如图所示,小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了 一段距离后停下来,则( )

A. B. C. D.

下滑过程中支持力对小朋友做功 下滑过程中小朋友的重力势能增加 整个运动过程中小朋友的机械能一直在减少 下滑过程中重力对小朋友做的功等于在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做的功

8.已知地球质量为 M,半径为 R,自转周期为 T,地球同步卫星质量为 m,引力常量为 G, 有关同步卫星,下列表述不正确的是( ) A. 卫星距离地面的高度为 ﹣R

B. 卫星的线速度比第一宇宙速度小 C. 卫星运行时受到的向心力大小为 G D. 卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度

二、不定项选择题:每小题 4 分,共 24 分.在四个选项中,至少有一项是正确的,全部选 对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有错选或不答的得 0 分. 9.下列说法正确的是( ) A. 牛顿第一定律是通过实验得出的 B. 惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大 C. 牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果 D. 力是改变物体运动状态的原因 10.如图是平抛竖落仪,用小锤打击弹性金属片,金属片把 a 球沿水平方向抛出,同时 b 球松开自由落下,两球质量相等,不计一切阻力,则( )

A. B. C. D.

b 球比 a 球先落地 下落相同高度时,a 求速率比 b 球速率大 a 球在水平和竖直方向的运动相互没有影响 两球之所以同时落地是因为在竖直方向上都是自由落体运动

11.有两人坐在椅子上休息,他们分别在中国的北京和广州,关于他们具有的线速度,角速 度和周期的关系正确的是( )

A. B. C. D.

在广州的人线速度大,在北京的人角速度大 在北京的人线速度大,在广州的人角速度大 两处人的周期一样大 两处人的加速度一样大,在广州处人的线速度比在北京处人的线速度大

12. 汽车在平直公路上行驶, 它的速度﹣时间图象如图所示, 在 0~t0 和 t0~3t0 两段时间内, 汽车的( )

A. B. C. D.

两段时间内汽车运动方向相反 加速度大小之比为 2:1 位移大小之比为 1:2 0~3t0 整个过程中牵引力做功与克服阻力做功之比为 1:1 )

13.如图所示,下列几种情况,系统的机械能守恒的是(

A. 图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动 B. 图乙中运动员在蹦床上越跳越高 C. 图丙中小车上放一木块,小车的左侧有弹簧与墙壁相连.小车在左右运动时,木块 相对于小车滑动(车轮与地面摩擦不计 D. 图丙中如果小车运动时,木块相对小车有滑动 14.如图所示,铁饼运动员奋力将质量为 m 的铁饼以初速度 v0 抛出,v0 与水平面成 α 角, 铁饼到达的最大高度为 h,半径空气阻力和抛出点的高度,则运动员抛铁饼过程对铁饼做的 功是( )

A.

mv0

2

B. mgh

C.

mv0 +mgh

2

D. mv0 +mgh

2

三、实验题:共 20 分. 15.某同学用如图所示装置来探究“动能定理”,得到一条如图乙所示的纸带,0 点为第一个 点,并在纸带清晰段依次标记了 A、B、C 三个点,用毫米刻度尺测得各点到 0 点的距离如 图,重物质量 m=1.00kg. (1)电火花打点计时器应选择以下哪种电源 . A.4~6V、50Hz 交流电源 B.220V、50Hz

(2) 从 0 点到 B 点, 重物的重力做功 W 重= (以上计算结果均保留三位有效数字)

, 动能的增加量△Ek=

J

16. 某物理小组利用图甲示装置来验证机械能守恒定律, 近似光滑的弧形轨道竖直固定在水 平桌面上,轨道下端切线保持水平.将小滑块从轨道上距桌面 H 高度处由静止释放,滑块 离开轨道后落至地面上 P 点.

(1)若小滑块质量为 m,则滑块从释放到经过轨道末端,减少的重力势能 △Ep= .为测量这一过程中动能的增加量,小组内出现额两种方案: 方案一:测出落点 P 到弧形轨道末端的水平距离 s,再用秒表测出滑块刚离开弧形轨道末端 时落到点 P 的时间 t,则滑块增加的动能△Ek= (用题干所给符合表示) ; 方案二: :测出落点 P 到弧形轨道末端的水平距离 s 和桌面到地面的高度 h,则滑块增加的 动能△Ek= (用题中所给符号表示) ; 分析对比以上两种方案,你觉得本实验的最佳方案是 ,原因是 . (2)考虑到阻力原因,△Ep 和对应的△Ek 之间的关系是:△Ep △Ek(填“>、= 或<”) (3)实验中,若结合方案二,可改变 H,多次重复操作,测出 H 和对应的 s,某同学以 H 2 2 为横轴、s 为纵轴,在坐标平面描点连线得到了滑块的 H﹣s 图象,若滑块在弧形轨道上运 2 动时机械能守恒,则 H﹣s 图象应该是图乙中的哪个?

四、计算题:解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;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. 17.我国的“嫦娥工程”月球探测计划分为“无人月球探测”、“载人登月”和“建立月球基地”三 个阶段,大约用十年左右时间完成.若某位宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面以速 度 v0 竖直向上抛出一个小球,经过时间 t 小球落回到月球表面.已知月球半径为 R 月,万有 引力常量为 G,不计阻力作用,试求出月球的质量 M 月.

18.如图甲所示,一足够长、与水平面夹角 θ 的倾斜轨道与竖直面内的光滑圆轨道相接,圆 轨道的半径为 R, 其最低点为 A, 最高点为 B. 可视为质点的物块从斜轨上某处由静止释放, 2 不计小球通过 A 点时的能量损失,重力加速度取 g=10m/s . (1)若物块与斜轨间无摩擦,物块恰好能达到圆轨道最高点 B 点,则释放位置的高度 h 为 多少? (2)若物块与斜轨间有摩擦,到达 B 点时,物块与轨道间压力的大小 F 与高度 h 的关系图 象如图乙所示,求物块与斜轨间的动摩擦因数 μ; (3)若条件同(2) ,试求物块的质量 m.

19.某工厂生产流水线示意图如图所示,半径 R=1m 的水平面圆盘边缘 E 点固定一小桶.在 圆盘直径 DE 正上方平行放置水平传送带,传送带右端 C 点与圆盘圆心 O 在同一竖直线上, 竖直高度 h=1.25m,AB 为一个与 CD 在同一竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,半径 r=0.45m,且与水平传送带相切于 B 点,传送带 BC 部分的长度 L=1.25m.质量 m=0.2kg 的 滑块(可视为质点)从 A 点由静止释放,传送带顺时针方向匀速转动时,则滑块到达 C 点 2 时刚好与传送带速度一样水平抛出,恰好落入圆盘边缘的 E 处小桶内.取 g=10m/s .求: (1)滑块到达圆弧轨道 B 点时对轨道的压力是多少? (2)滑块到达 C 点时的速度是多大?滑块与传送带间的动摩擦因数 μ 是多少? (3)当滑块到达 B 点时,若水平面的圆盘从图示位置以一定的角速度 ω 绕通过圆心 O 的 竖直轴匀速转动,滑块最终也能落入圆盘边缘的 E 处小桶内,圆盘转动的角速度 ω 最少应 为多少?

2014-2015 学年广东省深圳市龙岗区高一(下)期末物理 试卷
参考答案与试题解析

一、单选题:每小题 3 分,共 24 分.在四个选项中只有一项是正确的. 1.下列问题中,物体可看作质点的是( ) A. 研究日食 B. 给花样滑冰运动员打分 C. 研究分子的结构 D. 研究马航 MH370 飞行路线 考点:质点的认识. 专题:直线运动规律专题. 分析:当物体的大小和形状在所研究的问题中能忽略,物体可以看成质点. 解答: 解:A、在观察日食时,正是由于太阳的大小,才会出现日偏食、日全食等不同的 情况,不可以看成质点.故 A 错误. B、给花样滑冰运动员打分时,运动员的大小和形状不能忽略,不能看成质点.故 B 错误. C、研究分子的结构时,分子的形状不能忽略,不能看成质点.故 C 错误. D、研究马航 MH370 飞行路线时,马航 MH370 的大小和形状能忽略;能看作质点;故 D 正确; 故选:D 点评:解决本题的关键掌握物体可以看成质点的条件, 关键看物体的大小和形状在所研究的 问题中能否忽略,难度不大,属于基础题. 2.如图所示,用细绳系着一个小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,不计空气阻力, 不发生变化的物理量是( )

A. 速率

B. 速度

C. 加速度

D. 合外力

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:速度、向心力、加速度是矢量,有大小有方向,要保持不变,大小和方向都不变.在 匀速圆周运动的过程中,速度的大小不变,方向时刻改变,加速度、向心力的方向始终指向 圆心,所以方向也是时刻改变,周期不变. 解答: 解:匀速圆周运动的过程中,速度的大小不变,即速率不变,但是方向时刻改变. 向心力、加速度、合外力的方向始终指向圆心,方向时刻改变,时刻变化.故 A 正确,BCD 错误. 故选:A 点评:解决本题的关键知道匀速圆周运动的过程中,速度的大小、向心力的大小、向心加速 度的大小保持不变,但方向时刻改变.

3.下列物理量中既可以决定一个物体平抛运动飞行时间,又影响物体水平位移的是( A. 抛出的初速度 B. 抛出时的竖直高度 C. 抛体的质量 D. 物体的质量和初速度



考点:平抛运动. 专题:平抛运动专题. 分析:平抛运动在水平方向上做匀速直线运动, 在竖直方向上做自由落体运动, 运动的时间 由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移. 解答: 解:根据 h= 得,t= ,知平抛运动的时间由高度决定,与初速度和抛体的

质量无关.根据 x=vt 知初速度和高度共同决定水平位移.故 B 正确,A、C、D 错误. 故选:B. 点评:解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律, 知道影响平抛运 动时间的因素. 4.月球与同步卫星都环绕地球做匀速圆周运动,两者相比( ) A. 月球离地球近些 B. 月球的周期较长 C. 月球的向心加速度大些 D. 月球的线速度大些 考点:万有引力定律及其应用;向心力. 专题:万有引力定律的应用专题. 分析:根据常识知:同步卫星绕地球转一周时间为 24h,月球绕地球转一周要 27.3 天,根据 万有引力充当向心力知转动半径、加速度、线速度的大小关系. 解答: 解:A、B、同步卫星绕地球转一周时间为 24h,月球绕地球转一周要 27.3 天,知 同步卫星周期小于月球的周期,根据 G 解得 T=2π 知月球的高度大于同步卫星的高度,故 A 错误,B 正确; =m( )r
2

C、G

=ma 知 a=

,故月球的加速度小于同步卫星的加速度,故 C 错误;

D 根据 v=

知月球的线速度小于同步卫星的线速度,故 D 错误;

故选:B. 点评:本题关键是根据万有引力等于向心力,求出线速度、角速度、周期和向心加速度的表 达式进行讨论. 5.如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为 45°, 日光灯保持水平,所受重力为 G,左右两绳的拉力大小分别为( )

A. G 和 G

B.

G和

G

C.

G和

G

D.

G和 G

考点:共点力平衡的条件及其应用. 专题:共点力作用下物体平衡专题. 分析:根据对称性可知,左右两绳的拉力大小相等,分析日光灯的受力情况,由平衡条件求 解绳子的拉力大小. 解答: 解:日光灯受力如图所示,

将 T1T2 分别向水平方向和竖直方向分解,则有: T1cos45°=T2 cos45° T1sin45°+T2sin45°=G 解得:T1=T2= 故选 B. 点评:本题是简单的力平衡问题,分析受力情况是基础,要抓住对称性,分析两个拉力大小 关系. 6.质点做曲线运动从 A 到 B 速率逐渐减小,如图所示,有四位同学用示意图表示 A 到 B 的轨迹及速度方向和加速度的方向,其中正确的是( )

A.

B.

C.

D.

考点:物体做曲线运动的条件. 专题:物体做曲线运动条件专题. 分析:当物体速度方向与加速度方向不在同一直线上时, 物体做曲线运动, 加速度指向曲线 凹的一侧;当加速度与速度方向夹角小于 90 度时物体做加速运动;当加速度的方向与速度 方向大于 90 度时物体做减速运动;分析图示情景然后答题. 解答: 解:A、由图示可知,加速度方向与速度方向夹角大于 90 度,物体做减速运动, 故 A 正确; B、由图示可知,速度方向与加速度方向相同,物体做直线运动,不做曲线运动,故 B 错误;

C、由图示可知,加速度在速度的右侧,物体运动轨迹向右侧凹,故 C 错误; D、由图示可知,加速度方向与速度方向夹角小于 90 度,物体做加速曲线运动,故 D 错误; 故选:A. 点评:知道物体做曲线运动的条件, 分析清楚图示情景即可正确解题, 同时掌握加速与减速 的区分. 7.游乐场中的一种滑梯如图所示,小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了 一段距离后停下来,则( )

A. B. C. D.

下滑过程中支持力对小朋友做功 下滑过程中小朋友的重力势能增加 整个运动过程中小朋友的机械能一直在减少 下滑过程中重力对小朋友做的功等于在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做的功

考点:动能定理的应用;机械能守恒定律. 专题:机械能守恒定律应用专题. 分析:下滑过程中小朋友在支持力方向没有发生位移, 支持力对小朋友不做功. 下滑过程中, 小朋友高度下降,重力势能减小.摩擦力做负功,机械能减小.在水平面滑动过程中,摩擦 力方向与位移方向相反,做负功. 解答: 解: A、 下滑过程中小朋友在支持力方向没有发生位移, 支持力不做功. 故 A 错误. B、下滑过程中,小朋友高度下降,重力做正功,其重力势能减小.故 B 错误. C、整个运动过程中,摩擦力做功,小朋友的机械能减小,转化为内能.故 C 正确. D、由能量守恒可知,下滑过程中重力对小朋友做的功等于在水平面滑动过程中摩擦力 对小朋友做的功,故 D 正确. 故选:CD 点评:判断力是否做功, 可根据做功的两个要素, 也可根据动能定理. 整个过程重力做正功, 动能变化量为零,根据动能定理可判断出摩擦力做负功. 8.已知地球质量为 M,半径为 R,自转周期为 T,地球同步卫星质量为 m,引力常量为 G, 有关同步卫星,下列表述不正确的是( ) A. 卫星距离地面的高度为 ﹣R

B. 卫星的线速度比第一宇宙速度小 C. 卫星运行时受到的向心力大小为 G D. 卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 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. 专题:人造卫星问题.

分析:地球同步卫星与地球相对静止,因而与地球自转同步,根据万有引力提供向心力,即 可求出相关的量. 解答: 解:A、由万有引力提供向心力得: G =m (R+h)

解得卫星距离地面的高度 h=

﹣R,故 A 错误.

B、根据 G

=m



得卫星的线速度 v= 第一宇宙速度为 v1= ,可知,卫星的线速度比第一宇宙速度小,故 B 正确.

C、卫星运行时受到的向心力大小为 F=G

,故 C 错误.

D、a 向=

=

,地表重力加速度为 g=

,故 D 正确;

本题选不正确的,故选:AC 点评:本题关键抓住万有引力等于向心力, 卫星转动周期与地球自转同步, 要注意卫星的轨 道半径与高度是不同的. 二、不定项选择题:每小题 4 分,共 24 分.在四个选项中,至少有一项是正确的,全部选 对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有错选或不答的得 0 分. 9.下列说法正确的是( ) A. 牛顿第一定律是通过实验得出的 B. 惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大 C. 牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果 D. 力是改变物体运动状态的原因 考点:牛顿第一定律. 分析:牛顿第一定律是在实验的基础上通过分析,再经过科学的猜想而得出的;它提出:一 切物体均有惯性;力是改变物体运动状态的原因两个方面的问题. 解答: 解:A、牛顿第一定律是在实验的基础上,通过合理的科学猜想而得出的;故 A 错 误; B、惯性是物体的固有属性,其大小与质量有关;和速度无关;故 B 错误; C、是伽利略最理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果;故 C 错误; D、力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因;故 D 正确; 故选;D.

点评:本题考查牛顿第一定律的内容, 要注意明确质量是物体惯性大小的唯一量度; 而力是 改变物体运动状态的原因. 10.如图是平抛竖落仪,用小锤打击弹性金属片,金属片把 a 球沿水平方向抛出,同时 b 球松开自由落下,两球质量相等,不计一切阻力,则( )

A. B. C. D.

b 球比 a 球先落地 下落相同高度时,a 求速率比 b 球速率大 a 球在水平和竖直方向的运动相互没有影响 两球之所以同时落地是因为在竖直方向上都是自由落体运动

考点:研究平抛物体的运动. 专题:实验题;平抛运动专题. 分析:a 球做平抛运动,b 球做自由落体运动,不论 a 球的初速度如何,两球都同时落地, 从而说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动,进而可以一一作答. 解答: 解:A、两球同时落地.故 A 错误. B、a 球在竖直方向做自由落体运动,平抛时,则有水平速度,因此下落相同高度时,a 球 速率比 b 球速率大,故 B 正确; C、根据分运动相互影响,则 a 球在水平和竖直方向的运动相互没有影响,故 C 正确; D、a 球做平抛运动,b 球做自由落体运动,不论 a 球的初速度如何,两球都同时落地,从 而说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动,则它们的加速度相同,故 D 正确; 故选:BCD. 点评:解决本题的关键通过两球同时落地, 说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动, 掌握 速度的矢量合成法则. 11.有两人坐在椅子上休息,他们分别在中国的北京和广州,关于他们具有的线速度,角速 度和周期的关系正确的是( ) A. 在广州的人线速度大,在北京的人角速度大 B. 在北京的人线速度大,在广州的人角速度大 C. 两处人的周期一样大 D. 两处人的加速度一样大,在广州处人的线速度比在北京处人的线速度大 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:同轴转动,角速度和周期相同,根据公式 v=ωr,线速度与半径成正比.据此分析. 解答: 解:AB、由于北京和广州两地都绕地轴一起转动,所以地面上的物体随地球自转 的角速度相同;故 AB 错误. C、两人都随地球自转,周期一样大,故 C 正确.

D、 广州地面上的物体随地球自转的半径大于北京地面上的物体随地球自转的半径, 由 a=rω 和 v=ωr 知,在广州处人的加速度和线速度比北京处人的加速度和线速度都大.故 D 错误. 故选:C. 点评:此题关键是知道地球上的物体随地球一起转动的角速度相同, 再根据加速度和线速度 与角速度的关系分析. 12. 汽车在平直公路上行驶, 它的速度﹣时间图象如图所示, 在 0~t0 和 t0~3t0 两段时间内, 汽车的( )

2

A. B. C. D.

两段时间内汽车运动方向相反 加速度大小之比为 2:1 位移大小之比为 1:2 0~3t0 整个过程中牵引力做功与克服阻力做功之比为 1:1

考点:匀变速直线运动的图像. 专题:运动学中的图像专题. 分析:速度的正负表示速度的方向. 根据速度图象的斜率等于加速度求解加速度之比. 速度 图象与坐标轴所围“面积”等于位移大小,由几何知识求解位移大小之比.对整个过程运用动 能定理求牵引力做功与克服阻力做功之比. 解答: 解:A、由图知汽车一直沿正向运动,故 A 错误. B、设汽车的最大速度为 v.根据速度图象的斜率等于加速度大小,则有在 0~t0 和 t0~3t0 两段时间内加速度大小之比为:a1:a2= : =2:1.故 B 正确.

C、根据“面积”等于位移大小,则有位移之比为:x1:x2= vt0: v?2t0=1:2.故 C 正确. D、对整个过程,运用动能定理得:WF﹣Wf=0,则得牵引力做功与克服阻力做功之比 WF: Wf=1:1,故 D 正确. 故选:BCD. 点评:本题只要抓住速度图象的两个数学意义就能正解作答:斜率等于加速度,“面积”等于 位移大小. 13.如图所示,下列几种情况,系统的机械能守恒的是( )

A. 图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动 B. 图乙中运动员在蹦床上越跳越高 C. 图丙中小车上放一木块,小车的左侧有弹簧与墙壁相连.小车在左右运动时,木块 相对于小车滑动(车轮与地面摩擦不计

D. 图丙中如果小车运动时,木块相对小车有滑动 考点:机械能守恒定律. 专题:机械能守恒定律应用专题. 分析:根据机械能守恒的条件进行分析;机械能守恒的条件,只有重力做功,动能和势能相 互转化,机械能守恒. 解答: 解:A、图(a)中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动,只有重力做功,机 械能守恒.故 A 正确. B、图(b)中运动员在蹦床上越跳越高,机械能增加.故 B 错误. C、图(c)中小车上放一木块,小车的左侧有弹簧与墙壁相连.小车在左右运动时,木块 相对于小车滑动,部分能量转化为内能,则系统机械能减小.故 CD 错误. 故选:A. 点评:解决本题的关键掌握判断机械能守恒的方法:1、看是否只有重力做功;2、看动能和 势能之和是否保持不变. 14.如图所示,铁饼运动员奋力将质量为 m 的铁饼以初速度 v0 抛出,v0 与水平面成 α 角, 铁饼到达的最大高度为 h,半径空气阻力和抛出点的高度,则运动员抛铁饼过程对铁饼做的 功是( )

A.

mv0

2

B. mgh

C.

mv0 +mgh

2

D. mv0 +mgh

2

考点:动能定理的应用. 专题:动能定理的应用专题. 分析:对运动员抛铁饼过程运用动能定理可以求出运动员对铁饼做的功. 抛出后铁饼水平方 向做匀速直线运动,到达最高点时速度沿水平方向.对从开始到最高点的过程,根据动能定 理也可以求出运动员对铁饼做的功. 解答: 解:A、对运动员抛铁饼过程,根据动能定理得:运动员对铁饼做功 W= 0= .故 A 正确. ﹣

BCD、铁饼在最高点时的速度为 v0cosα,对从开始到最高点的过程,由动能定理得: W﹣mgh= ,得到 W=mgh+ ,BCD 错误.

故选:A 点评:本题运用动能定理求解运动员做功,关键要灵活选择研究的过程,可以采用分段法, 也可以采用全程法.要注意斜抛运动到最高点时速度不为零. 三、实验题:共 20 分. 15.某同学用如图所示装置来探究“动能定理”,得到一条如图乙所示的纸带,0 点为第一个 点,并在纸带清晰段依次标记了 A、B、C 三个点,用毫米刻度尺测得各点到 0 点的距离如 图,重物质量 m=1.00kg.

(1)电火花打点计时器应选择以下哪种电源 B . A.4~6V、50Hz 交流电源 B.220V、50Hz (2)从 0 点到 B 点,重物的重力做功 W 重= 7.78J ,动能的增加量△Ek= 7.59J J(以 上计算结果均保留三位有效数字)

考点:探究功与速度变化的关系. 专题:实验题;动能定理的应用专题. 分析: (1) 电磁式打点计数器使用 4﹣6V 交流电压, 电火花打点计时器使用 220V、 50Hz 的交流电压; (2)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.从而求出动 能.根据重力做功公式求解重力做的功. 解答: 解: (1)电火花打点计时器使用 220V、50Hz 的交流电压,故 B 正确; 故选:B (2)从 0 点到 B 点,重物的重力做功 W 重=mgh=1×10×0.7776=7.78J B 点的速度为 则 B 点动能 =7.59J

动能的增加量△Ek=EK﹣0=7.59J 故答案为: (1)B; (2)7.78J;7.59J 点评:解决本题的关键知道实验的原理, 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,要注意单位的换算和有效数字的保留. 16. 某物理小组利用图甲示装置来验证机械能守恒定律, 近似光滑的弧形轨道竖直固定在水 平桌面上,轨道下端切线保持水平.将小滑块从轨道上距桌面 H 高度处由静止释放,滑块 离开轨道后落至地面上 P 点.

(1) 若小滑块质量为 m, 则滑块从释放到经过轨道末端, 减少的重力势能△Ep= mgH . 为 测量这一过程中动能的增加量,小组内出现额两种方案: 方案一:测出落点 P 到弧形轨道末端的水平距离 s,再用秒表测出滑块刚离开弧形轨道末端 时落到点 P 的时间 t,则滑块增加的动能△Ek= m (用题干所给符合表示) ;

方案二: :测出落点 P 到弧形轨道末端的水平距离 s 和桌面到地面的高度 h,则滑块增加的 动能△Ek= (用题中所给符号表示) ;

分析对比以上两种方案, 你觉得本实验的最佳方案是 方案二 , 原因是 滑块刚离开弧形 轨道末端时落到点 P 的时间较短,测量误差较大 . (2)考虑到阻力原因,△Ep 和对应的△Ek 之间的关系是:△Ep > △Ek(填“>、=或<”) (3)实验中,若结合方案二,可改变 H,多次重复操作,测出 H 和对应的 s,某同学以 H 2 2 为横轴、s 为纵轴,在坐标平面描点连线得到了滑块的 H﹣s 图象,若滑块在弧形轨道上运 2 动时机械能守恒,则 H﹣s 图象应该是图乙中的哪个? 考点:验证机械能守恒定律. 专题:实验题;机械能守恒定律应用专题. 分析: (1)现根据小球离开桌面后做平抛运动求得小球离开桌面时的速度. (2)根据能量转化与守恒得出△Ep 和对应的△Ek 之间的关系. 2 (3)根据物理规律找出 H 和 s 的关系表达式求解. 解答: 解: (1)若小滑块质量为 m,则滑块从释放到经过轨道末端,减少的重力势能 △Ep=mgH, 方案一:测出落点 P 到弧形轨道末端的水平距离 s,再用秒表测出滑块刚离开弧形轨道末端 时落到点 P 的时间 t, 滑块离开轨道末端的速度 v= 则滑块增加的动能△Ek= m ,

方案二:测出落点 P 到弧形轨道末端的水平距离 s 和桌面到地面的高度 h, 根据自由落体公式得 t′= 滑块离开轨道末端的速度 v′=

则滑块增加的动能△Ek=



由于滑块刚离开弧形轨道末端时落到点 P 的时间较短,测量误差较大,所以本实验的最佳 方案是方案二. (2)考虑到阻力原因,△Ep 和对应的△Ek 之间的关系是:△Ep>△Ek, (3)在验证机械能守恒定律的实验中,有:mgH=△Ek=

s =4Hh, 2 所以 H﹣s 图象应该是图乙中的 A. 故选:A 故答案为: (1)mgH; m ; ;方案二;滑块刚离开弧形轨道末端时落到点 P

2

的时间较短,测量误差较大 (2)> (3)A 点评:本题从新的角度考查了对机械能守恒实定律的理解, 有一定的创新性, 很好的考查了 学生的创新思维. 四、计算题:解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;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. 17.我国的“嫦娥工程”月球探测计划分为“无人月球探测”、“载人登月”和“建立月球基地”三 个阶段,大约用十年左右时间完成.若某位宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面以速 度 v0 竖直向上抛出一个小球,经过时间 t 小球落回到月球表面.已知月球半径为 R 月,万有 引力常量为 G,不计阻力作用,试求出月球的质量 M 月. 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. 专题:人造卫星问题. 分析:先根据竖直上抛运动的知识求出月球表面的重力加速度, 再根据月球表面重力等于万 有引力列式求解. 解答: 解:小球在月球表面以速度 v0 做竖直上抛运动,其加速度等于月球表面的重力加 速度,为 g= =

在月球表面物体的重力等于万有引力,则得: mg=G

解得:M 月=

答:月球的质量 M 月是



点评:本题关键是要抓住竖直上抛运动与万有引力之间的联系: 重力加速度, 运用竖直上抛 运动的知识求出重力加速度.根据星球表面处物体的重力等于万有引力,求得月球的质量. 18.如图甲所示,一足够长、与水平面夹角 θ 的倾斜轨道与竖直面内的光滑圆轨道相接,圆 轨道的半径为 R, 其最低点为 A, 最高点为 B. 可视为质点的物块从斜轨上某处由静止释放, 2 不计小球通过 A 点时的能量损失,重力加速度取 g=10m/s .

(1)若物块与斜轨间无摩擦,物块恰好能达到圆轨道最高点 B 点,则释放位置的高度 h 为 多少? (2)若物块与斜轨间有摩擦,到达 B 点时,物块与轨道间压力的大小 F 与高度 h 的关系图 象如图乙所示,求物块与斜轨间的动摩擦因数 μ; (3)若条件同(2) ,试求物块的质量 m.

考点:机械能守恒定律;向心力. 专题:机械能守恒定律应用专题. 分析: (1)物块恰好达到 B 点,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律和机械能守恒结 合求解; (2)由乙图知,当 h1=5R 时,物块到达 B 点时与轨道间压力的大小为 0,此时由重力提供 向心力,根据牛顿第二定律求出物块在 B 点的速度大小.对物块:从释放至到达 B 点过程, 由动能定理求解动摩擦因数 μ; (3)设物块从距最低点高为 h 处释放后到达 B 点时速度的大小为 v,根据牛顿第二定律得 到 F 与 v 的关系,由动能定理得到 F 与 h 的表达式,结合图象,分析 F﹣h 图线的斜率,即 可求解物体的质量 m. 解答: 解: (1)物块恰好达到 B 点,即重力提供向心力:mg=m 选地面为参考面,物块从释放点到达 B 点满足机械能守恒,有:mgh=2mgR+ 得:h= (2)由乙图可知,当 h1=5R 时,物块到达 B 点时与轨道间压力的大小为 0,设此时物块在 B 点的速度大小为 v1,则: mg=m 对物块从释放至到达 B 点过程,由动能定理有:

解得:μ=

(3)设物块从距最低点高为 h 处释放后到达 B 点时速度的大小为 v,则:

对物块从释放至到达 B 点过程,由动能定理有:

解得: 则 F﹣h 图线的斜率为: 由乙图可知:k= , 解得:m=0.1kg 答: (1)若物块与斜轨间无摩擦,物块恰好能达到圆轨道最高点 B 点,则释放位置的高度 h 为 .

(2)若物块与斜轨间有摩擦,到达 B 点时,物块与轨道间压力的大小 F 与高度 h 的关系图 象如图乙所示,物块与斜轨间的动摩擦因数 μ 是 ;

(3)若条件同(2) ,物块的质量 m 是 0.1kg. 点评:本题考查应用图象综合解决物理问题能力, 以及运用动能定理解决竖直面内圆周运动 的相关问题的能力. 19.某工厂生产流水线示意图如图所示,半径 R=1m 的水平面圆盘边缘 E 点固定一小桶.在 圆盘直径 DE 正上方平行放置水平传送带,传送带右端 C 点与圆盘圆心 O 在同一竖直线上, 竖直高度 h=1.25m,AB 为一个与 CD 在同一竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,半径 r=0.45m,且与水平传送带相切于 B 点,传送带 BC 部分的长度 L=1.25m.质量 m=0.2kg 的 滑块(可视为质点)从 A 点由静止释放,传送带顺时针方向匀速转动时,则滑块到达 C 点 时刚好与传送带速度一样水平抛出,恰好落入圆盘边缘的 E 处小桶内.取 g=10m/s .求: (1)滑块到达圆弧轨道 B 点时对轨道的压力是多少? (2)滑块到达 C 点时的速度是多大?滑块与传送带间的动摩擦因数 μ 是多少? (3)当滑块到达 B 点时,若水平面的圆盘从图示位置以一定的角速度 ω 绕通过圆心 O 的 竖直轴匀速转动,滑块最终也能落入圆盘边缘的 E 处小桶内,圆盘转动的角速度 ω 最少应 为多少?
2

考点:动能定理的应用;平抛运动;向心力. 专题:动能定理的应用专题. 分析: (1)滑块由 A 点到 B 过程中,只有重力做功,由动能定理求出滑块经过 B 点的 速度大小,根据牛顿第二定律和第三定律求解滑块到达 B 点时对轨道的压力;

(2)滑块离开 C 后做平抛运动,要恰好落入圆盘边缘的小桶内,水平位移大小等于圆盘的 半径 R,根据平抛运动的规律求得滑块经过 C 点的速度,根据动能定理研究 BC 过程,求解 动摩擦因数 μ; (3)滑块由 B 点到 C 点做匀减速运动,由运动学公式求出时间,滑块从 B 运动到小桶的总 时间等于圆盘转动的时间,根据周期性求解 ω 应满足的条件. 解答: 解: (1)滑块由 A 点到 B,由动能定理得:mgr= mvB ; 解得:vB= =3m/s
2

滑块到达 B 点时,由牛顿第二定律得:F﹣mg=m 解得:F=3mg=6N 由牛顿第三定律得滑块到达 B 点时对轨道的压力大小为 F′=F=6N,方向竖直向下 (2)滑块离开 C 后做平抛运动,由 h= gt1 ; 解得:t1= =0.5s =2m/s
2

滑块经过 C 点的速度 vC=

滑块由 B 点到由 C 点的过程中,由动能定理得 ﹣μmgx= mvC ﹣ mvB ; 解得:μ=0.2 (3)滑块由 B 点到由 C 点,由运动学关系:x= 解得:t2=0.5s 滑块从 B 运动到小桶的总时间为 t=t1+t2=1s 圆盘转动的角速度 ω 应满足条件:t= 得 ω=2nπrad/s(n=1、2、3、4┅) 答: (1)滑块到达圆弧轨道 B 点时对轨道的压力大小为 6N,方向竖直向下. (2)滑块到达 C 点时的速度是 2m/s,滑块与传送带间的动摩擦因数 μ 是 0.2. (3)圆盘转动的角速度 ω 应满足的条件是 ω=2nπrad/s(n=1、2、3、4┅) . 点评:本题滑块经历三个运动过程, 分段选择物理规律进行研究, 关键是抓住圆盘与滑块运 动的同时性,根据周期性求解 ω 应满足的条件. t2;
2 2


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