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2014-2015学年福建省厦门市高一(下)期末物理试卷


2014-2015 学年福建省厦门市高一(下)期末物理试卷
一、选择题:共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分.在每一小题给出的四个选项中只有一项是 正确的,把答案填在答题卡中. 1. (5 分) (2015 春?厦门期末)下列说法符合历史事实的是( ) A. 爱因斯坦发现了“万有引力定律” B. 亚里士多德提出了“日心说” C. 第谷通过长期的天文观测发现了行星

运动的三大定律 D. 卡文迪许精确的测出引力常量 G,因此被称为“能称出地球质量的人” 考点: 物理学史. 分析: 本题是物理学史问题,根据牛顿、哥白尼、开普勒和卡文迪许等等科学家的物理学成 就进行答题. 解答: 解:A、牛顿发现了“万有引力定律”,故 A 错误. B、哥白尼提出了“日心说”,故 B 错误. C、开普勒通过对第谷观测记录的天文数据进行了研究,发现了行星运动的三大定律,故 C 错 误. D、卡文迪许精确的测出引力常量 G,根据万有引力等于重力,能算地球的质量,因此被称为 “能称出地球质量的人”.故 D 正确. 故选:D. 点评: 本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强 记忆,这也是考试内容之一.
所有

2. (5 分) (2015 春?厦门期末)1905 年,爱因斯坦提出了狭义相对论,关于狭义相对论,下 列说法正确的是( ) A. 在接近光速运动的火车上时间过得快 B. 以接近光速运动的火车,沿运动方向的长度变短 C. 所有的物理规律在不同的惯性系中有不同的形式 D. 两列以光速相向运动的火车,甲车看乙车的速度是 2c 考点: * 长度的相对性;* 同时的相对性. 分析: 爱因斯坦提出了狭义相对论,认为时间与空间是相联系的.根据相对论尺缩效应分析 人观察尺子的长度变化问题. 解答: 解:A、根据相对论的时空观,地面上的人看接近光速运动的火车,时间过得慢.故 A 错误; B、根据相对论尺缩效应可知,地面上的人看以接近光速运动的火车,沿运动方向的长度变 短.故 B 正确; C、根据相对性原理,物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式,故 C 错误; D、根据光速不变原理,两列以光速相向运动的火车,甲车看乙车的速度是 c.故 D 错误. 故选:B 点评: 对于相对论高中要求较低,但需要我们能准确记住相应的内容,属基础题目.
所有

3. (5 分) (2015 春?厦门期末)下面列举的情况中所做的功不为零的是(



A. B. C. D.

自由落体运动中,重力对物体做的功 汽车沿斜坡向上运动时,斜坡支持力对汽车做的功 举重运动员,举着杠铃在头上方停留 3s,运动员对杠铃做的功 用手指捏住玻璃板竖直向上提起时,手指对玻璃板的压力做的功

考点: 功的计算. 专题: 功的计算专题. 分析: 力做功的两个必要因素为一是有力,二是在力的方向上有位移,分析是既要看是否有 力,还要看在力的方向上是否有位移 解答: 解:A、自由落体运动中,重力向下,位移向下;故重力对物体做功;故 A 正确; B、支持力位移相互垂直;故支持力不做功;故 B 错误; C、杠铃在头上方停留时,有力但没有位移;故运动员不做功;故 C 错误; D、压力与位移相互垂直,故压力不做功;之所以提起是因为摩擦力做功;故 D 错误; 故选:A. 点评: 本题主要考查了力做功的必要因素:一是有力,二是在力的方向上有位移
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4. (5 分) (2014?射阳县校级学业考试)小球在水平桌面上做匀速直线运动,当它受到如图所 示的力的方向作用时,小球可能运动的方向是( )

A. Oa B. Ob C. Oc D. Od 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: 物体做曲线运动时需要有向心力,向心力的方向就是指向圆心的,即力总是指向曲线 的内侧. 解答: 解:由图可知,在没有受到外力作用时小球在水平桌面上做匀速直线运动,当有外力 作用时,并且力的方向向下,应该指向圆弧的内侧,故小球的运动方向可能是 Od; 故选 D. 点评: 本题主要是考查学生对曲线运动的理解,根据向心力和物体做曲线运动轨迹的弯曲方 向间的关系,来判断物体的运动轨迹.
所有

5. (5 分) (2015 春?厦门期末) 在光滑水平面上, 物块 A 在水平力 F 作用下前进, 速度由 1m/s 增大到 3m/s,已知 mA=2kg,在这过程中,F 对 A 所做的功为( )

A.4J

B.8J

C.12J

D.16J

考点: 动能定理的应用. 专题: 功的计算专题. 分析: 分析受力可知,只有 F 对物体做功,已知初末速度,由动能定理列式直接求解即可.
所有

解答: 解:由动能定理可知;F 的功 W= mv ﹣ mv0 =

2

2



=8J;

故选:B. 点评: 本题考查动能定理的应用,要注意掌握求功的方法中动能定理是最简单的方法;一定 要注意灵活应用. 6. (5 分) (2015 春?厦门期末)高中生小文同学骑自行车沿平直公路以 5m/s 的速度匀速行驶, 骑行过程中所受阻力约为车和人总重的 0.02 倍,取 g=10m/s ,据此估算,小文骑此自行车做 功的平均功率最接近( ) A. 10W B. 100W C. 500W D. 1kW 考点: 功率、平均功率和瞬时功率. 专题: 功率的计算专题. 分析: 人在匀速行驶时,受到的阻力的大小和脚蹬车的力的大小相等,由 P=FV=fV 可以求 得此时人受到的阻力的大小. 解答: 解:设人汽车的速度大小为 5m/s,人在匀速行驶时,人和车的受力平衡,阻力的大小 为 f=0.02mg=0.02×1000N=20N,此时的功率 P=FV=fV=20×5W=100W,所以 B 正确. 故选:B.
所有

2

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,P= 只能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. 7. (5 分) (2015 春?厦门期末)物体做斜抛运动,下列说法正确的是( ) A. 在最高点的速度为零 B. 在最高点的加速度为零 C. 可以看做水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动的合运动 D. 可以看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动 考点: 抛体运动. 分析: 斜抛运动只受重力,将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运 动进行研究. 解答: 解:将斜抛运动的初速度分解,在水平方向上,不受外力,有水平初速度,做匀速直 线运动;在竖直方向上,仅受重力,有向上的初速度,做匀减速直线运动;到达最高点时, 竖直分速度为零,水平分速度不为零,故最高点的合速度不为零,是水平的; 故选:C. 点评: 本题关键是明确斜抛运动的运动性质和受力特点,注意最高点的速度是水平的,从最 高点开始是平抛运动.
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8. (5 分) (2015 春?厦门期末)如图所示,质量为 1kg 的小球从桌面竖直上抛,到达的最大 2 高度为 0.8m, 返回后, 落到桌面下 1m 的地面上, 取桌面为零重力势能的参考平面, g=10m/s , 则下述说法正确的是( )

A. B. C. D.

小球在最高点时机械能最大 小球在桌面时重力势能最小 小球落地前瞬间具有的机械能为 8J 小球落地前瞬间具有的动能为 8J

考点: 机械能守恒定律. 专题: 机械能守恒定律应用专题. 分析: 小球运动过程中,只受重力,机械能守恒,根据机械能守恒定律和重力势能、动能的 概念列式求解即可. 解答: 解:A、由于小球运动的过程中只受重力,机械能守恒,即小球的机械能保持不变, 故 A 错误. B、 小球下落的过程中, 重力一直做正功, 重力势能一直减少, 所以小球落地时重力势能最小. 故 B 错误. C、取桌面为重力势能的参考平面,小球在最高点时具有的重力势能为
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Ep1=mgh1=1×10×0.8J=8J.小球在最高点时具有的机械能为 E1=Ep1+0=8J.由机械能守恒知, 则小球落地面前瞬间具有的机械能等于在最高点时的机械能,为 8J.故 C 正确. D、由机械能守恒定律得:E1=﹣mgh2+EK2,则得小球落地面前瞬间具有的动能 EK2=E1+mgh2=8J+1×10×1J=18J.故 D 错误. 故选:C. 点评: 本题关键根据机械能守恒定律,小球的机械能总量不变,小球任意位置的机械能都等 于初位置和最高点的机械能.要注意高度的相对性. 9. (5 分) (2015 春?厦门期末)a 和 b 是地球的两颗人造卫星,人造卫星 a 沿着近地轨道飞行, 人造卫星 b 是地球的同步卫星,则二者相比( ) A. 人造卫星 b 的周期较大 B. 人造卫星 b 的线速度较大 C. 人造卫星 b 的角速度较大 D. 人造卫星 b 的向心加速度较大 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: 研究卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力
所有

,解出线速度、角速度、周期和加速度与轨道半径的关系, 根据半径的大小关系讨论线速度、角速度、周期和加速度的大小 解答: 解:人造卫星 b 是地球的同步卫星,人造卫星 a 沿着近地轨道飞行,所以 b 的半径大 于 a 的半径,

根据万有引力提供向心力为:



得:

,v=



,a=

,所以半径大的周期大,线速度、角速度、向心

加速度都小,故 A 正确,BCD 错误. 故选:A 点评: 求一个物理量之比,我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来,再根据表达 式进行比较.向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用. 10. (5 分) (2015 春?厦门期末)如图,小船在静水中航行速度为 10m/s,水流速度为 5m/s, 为了在最短距离内渡河,则小船船头应该保持的方向为(图中任意两个相邻方向间的夹角均 为 30°) ( )

A. a 方向 B. b 方向 C. c 方向 D. d 方向 考点: 运动的合成和分解. 专题: 运动的合成和分解专题. 分析: 当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短;当合速度与河岸垂直时,渡河航程最短,再 结合矢量合成法则,从而即可求解. 解答: 解:因为水流速度小于静水速度,则合速度与河岸垂直时,渡河航程最短,最短航程 等于河的宽度, 因航行速度为 10m/s,水流速度为 5m/s,
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设船速与河岸的夹角为 θ,则有水流速度与船在静水中速度的夹角为 sinθ= ,即 θ=60°, 则船速与河岸的夹角为 60°,且偏向上游,由图可知,C 正确,ABD 错误; 故选:C. 点评: 解决本题的关键知道合运动与分运动具有等时性,当静水速与河岸垂直,渡河时间最 短;当合速度与河岸垂直,渡河航程最短. 11. (5 分) (2015 春?厦门期末)一汽车沿着倾角为 30°的斜面向下匀加速直线运动,若测得 2 2 该车得加速度 a=6m/s ,重力加速度 g=10m/s ,那么,由此判断该汽车机械能的变化情况是 ( )

A. 机械能守恒 B. 机械能减小 C. 机械能增加 D. 无法判断 考点: 功能关系.

所有

分析: 本题的关键是对功能关系的理解:“若只有重力做功物体的机械能守恒,除重力以外的 其它力做的功等于物体机械能的变化”,根据牛顿第二定律求出除重力以外的力的合力,分析 其做功情况,从而判断机械能的变化. 解答: 解:设汽车除重力以外力的合力大小为 F,方向沿斜面向下.汽车的质量设为 m. 根据牛顿第二定律应有 mgsin30°+F=ma,代入数据解得 F=m>0,说明 F 沿斜面向下,对汽车 做正功,由功能关系知,汽车在下滑过程中机械能增加,故 C 正确,ABD 错误. 故选:C. 点评: 要熟记除重力以外的其它力做功与物体机械能变化的关系:除重力以外其它力做的功 等于物体机械能的变化.由牛顿第二定律研究受力情况是关键. 12. (5 分) (2015 春?厦门期末)庞麦郎的一首歌《滑板鞋》风靡网络,其中一句歌词“摩擦摩 擦,在这光滑的地面上摩擦”,不过实际生活中的地面都是不光滑的,有甲乙丙丁四个同学, 他们脚踩同样材料制作的下底面是平面的简易滑板,以相同大小的初速度经过四个材料相同 的赛道,赛道的水平长度相等,过赛道最高点能量损失忽略不计且没有跳跃,则他们到达赛 道末端的速度 v1、v2、v3、v4 大小关系是( )

A.v1=v2=v3=v4

B.v1<v2<v3<v4

C.v1=v2>v3>v4

D.v1>v2>v3=v4

考点: 功能关系. 分析: 对任一情况得到滑动摩擦力做功与水平位移的关系,再由动能定理分析即可. 解答: 解:设人在倾角为 θ 的斜面上滑行时摩擦力做功为 W,动摩擦因数为 μ,通过的位移 为 S. 则 W=﹣μmgcosθ?S=﹣μmg(Scosθ) ,Scosθ 是水平位移,由图知四个同学的水平位移相等,
所有

设为 L,根据动能定理得:﹣μmgL= 得到达赛道末端的速度 v= 因为 v0、L 相等,所以 v 相等,即 v1=v2=v3=v4.故 A 正确. 故选:A. 点评: 解决本题的关键要推导出滑动摩擦力与水平位移成正比,再由动能定理分析速度关 系.本题的结论要在理解的基础上记住最好. 二、填空题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分. 13. (6 分) (2015 春?厦门期末) 如图所示,是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传 动装置,轮盘和飞轮半径比为 3:1,P 是轮盘边缘的一个点 Q 是飞轮边缘的一个点,则 P、Q 两点线速度之比为 1:1 .

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: 本题在皮带轮中考察线速度、角速度、半径等之间的关系,解决这类问题的关键是弄 清哪些地方线速度相等,哪些位置角速度相等. 解答: 解:在皮带轮问题中要注意:同一皮带上线速度相等,同一转盘上角速度相等.
所有

在该题中,P、Q 两点的线速度相等,即有:vP=vQ, 则 P、Q 两点线速度之比为 1:1. 故答案为:1:1. 点评: 对于皮带传动装置问题要把握两点一是同一皮带上线速度相等,二是同一转盘上角速 度相等. 14. (6 分) (2015 春?厦门期末)一人坐在雪橇上,从静止开始沿着高度为 15m 的斜坡滑下, 到达底部时速度为 10m/s.人和雪橇的总质量为 60kg,则人与雪橇达底部时的动能为 3000 2 J,下滑过程中克服阻力做的功等于 6000 J. (g=10m/s ) 考点: 专题: 分析: 解答: Ek= 动能定理. 动能定理的应用专题. 根据动能的定义公式求解末动能,对全程根据动能定理列式求解克服阻力做的功. 解:末动能:
所有

=3000J;

对全程根据动能定理列式,有: mgh﹣Wf=Ek 解得: Wf=mgh﹣Ek=60×10×15﹣3000=6000J 故答案为:3000,6000. 点评: 本题考查功的计算是借助于动能定理求得,也可以由功的表达式 W=FS,但 F 必须是 恒力,且关键是确定在力的方向上移动的距离,计算时注意力和距离要对应. 15. (6 分) (2015 春?厦门期末) 2015 年 7 月开通的合福高铁,是福建省境内目前最高等级 的高速铁路,也是中国第四条设计时速 350 公里的双线电气化高速铁路,当列车经过半径为 8000 米的弯道时速度为 80m/s,车上一质量为 50kg 乘客所受的向心力为 40 N;为保证运 行安全,设计铁路时应使 外 (填“内”或“外”)轨道略高些.

考点: 向心力. 专题: 匀速圆周运动专题.
所有

分析: 根据向心力公式

直接求解乘客受到的向心力,火车轨道外高内低的设计是为

了减轻轮缘与轨道之间的挤压,这样火车转弯时,轨道给火车的支持力和其重力的合力提供 向心力,保证行车安全. 解答: 解:乘客所受的向心力为: , 设计铁路时应使外轨高于内轨,当外轨高于内轨时,轨道给火车的支持力斜向弯道内侧,它 与重力的合力指向圆心,为火车转弯提供了一部分向心力,减轻了轮缘和外轨的挤压,在修 筑铁路时,根据弯道半径和轨道速度行驶,适当选择内外轨道的高度差,可以使火车的向心 力完全由火车的支持力和重力的合力提供,火车行驶更安全. 故答案为:40;外 点评: 生活中有很多圆周运动的实例,要明确其设计或工作原理,即向心力是由哪些力来提 供的. 三、计算题:本题共 2 小题,每题 11 分,共 22 分.解答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. 16. (11 分) (2015 春?厦门期末) 如图,一同学在玩闯关类的游戏,他站在平台的边缘,想 水平跳离平台后落在支撑物 P 上,支撑物距离平台的竖直高度为 0.8m,平台与 P 近端间的水 平距离为 2m,平台与 P 远端间的水平距离为 3m,取 g=10m/s ,若该同学能成功地落在支撑 物上,跳跃过程中,该同学可视为质点,求人水平距离平台的速度范围.
2

考点: 平抛运动. 专题: 平抛运动专题. 分析: 根据高度求出平抛运动的时间,结合水平方向上最远距离和最近距离,求出初速度的 范围.
所有

解答: 解:竖直方向上有:h=



跳到最近端时水平方向上有:x1=v1t ② 由①②代入数据解得 v1=5m/s ③ 跳到最远端时水平方向上有:x2=v2t ④ 由①④式解得 v2=7.5m/s. 故 5m/s<v<7.5m/s. 答:人水平距离平台的速度范围 5m/s<v<7.5m/s. 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,结合运动学公式 灵活求解,基础题.

17. (11 分) (2015 春?厦门期末) 如图,用细线吊着小球,使小球在水平面内做匀速圆周运 动(也称为圆锥摆运动) ,已知小球质量为 m,且可视为质点,绳长为 L,绳子与竖直方向夹 角为 θ,重力加速度为 g,求: (1)绳的拉力大小 F; (2)小球圆周运动的周期 T.

考点: 向心力. 专题: 匀速圆周运动专题. 分析: 小球受重力和拉力两个力作用,靠两个力的合力提供向心力,根据平行四边形定则求 出绳子的拉力大小,根据牛顿第二定律求出小球做圆周运动的周期.
所有

解答: 解: (1)小球的受力如图所示,根据平行四边形定则知, 解得 F= .



(2)小球在水平面内做匀速圆周运动,有: , r=Lsinθ, 联立解得 T= . ; .

答: (1)绳的拉力大小 F 为 (2)小球圆周运动的周期 T 为

点评: 解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动向心力的来源, 结合牛顿第二定律进行求解, 难度不大. 四、选择题:共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分.在每一小题给出的四个选项中至少有一项是 正确的.全部选对的得 4 分,选对但不一的得 2 分,有选错的得 0 分. 18. (4 分) (2015 春?厦门期末)如图,物块 P 置于水平转盘上随转盘一起运动,图中 c 沿半 径指向圆心,a 与 c 垂直,下列说法可能正确的是( )

A. B. C. D.

当转盘匀速转动时,P 受摩擦力方向为 a 方向 当转盘加速转动时,P 受摩擦力方向为 b 方向 当转盘加速转动时,P 受摩擦力方向为 c 方向 当转盘减速转动时,P 受摩擦力方向为 d 方向

考点: 向心力. 专题: 计算题. 分析: 做圆周运动的物体受到的力正交分解:平行速度方向的合力,即切向力,产生切向加 速度,改变速度的大小;垂直速度方向的合力,指向圆心,产生向心加速度,只改变速度的 方向,不改变速度的大小.按照这个思路来分析判断物块所受到的摩擦力方向. 解答: 解:A:圆周运动的物体,速度方向在改变,沿半径指向圆心方向一定受力.匀速圆 周运动的物体,切向方向不受力,合力指向圆心,而物块 P 的向心力是摩擦力提供的,∴当 转盘匀速转动时,P 受摩擦力方向为 c 方向,因此,选项 A 错误. B、C:当转盘加速转动时,物块 P 做加速圆周运动,不仅有沿 c 方向指向圆心的向心力,还 有指向 a 方向的切向力,使线速度大小增大,两方向的合力即摩擦力可能指向 b,∴选项 B 正 确,选项 C 错误. D:当转盘减速转动时,物块 P 做减速圆周运动,不仅有沿 c 方向指向圆心的向心力,还有指 向 a 相反方向的切向力,使线速度大小减小,两方向的合力即摩擦力可能指向 d,∴D 选项正 确. 故选:B、D. 点评: 分析圆周运动物体受到的力,把握好利用分解的思想:向切向和径向方向分解.
所有

19. (4 分) (2015 春?厦门期末)如图,一人以恒定速度 v0 通过定滑轮竖直向下拉小车在水平 面上运动,当运动到如图位置时,细绳与水平成 60°角,则此时( )

A. 小车运动的速度为 v0 B. 小车运动的速度为 2v0 C. 小车在水平面上做加速运动 D. 小车在水平面上做减速运动 考点: 运动的合成和分解. 专题: 运动的合成和分解专题. 分析: 将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解,根据三角函数关系及抓住沿着绳 子方向速度大小相等,可知人拉绳的速度与小车的速度大小关系. 解答: 解:将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解,如图:
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人拉绳的速度与小车沿绳子方向的分速度是相等的,根据三角函数关系: v?cos60°=v0 则 v= =2V0

随小车向左运动,小车与水平方向的夹角越来越大, 由 v= 知 v 越来越大,则小车在水平面上做加速运动.

故选:BC. 点评: 考查学会对物体进行运动的分解,涉及到平行四边形定则与三角函数知识,同时本题 的突破口是沿着绳子的方向速度大小相等. 20. (4 分) (2015 春?厦门期末)汽车发动机的额定功率为 P1,它在水平路面上行驶时受到大 小为 f 的恒定阻力,汽车在水平路面上由静止开始做直线运动,最大车速为 vm,汽车发动机 的输出功率随时间变化的图象如图所示,则( )

A. B. C. D.

0~t1 牵引力逐渐增大,t1 时刻牵引力等于阻力 0~t1 牵引力恒定,t1 时刻牵引力大于阻力 0~t1 做边加速运动,t1 时刻达到 vm,然后做匀速运动 0~t1 做匀加速运动,t1 时刻后做变加速度运动,达到 vm 后做匀速运动

考点: 功率、平均功率和瞬时功率. 专题: 功率的计算专题. 分析: 由图象可知,开始的一段时间内汽车的功率在均匀的增加,此时汽车是以恒定加速度 启动,当功率达到最大时,汽车的匀加速运动的过程结束,但并不是达到了最大的速度,此 后做加速度减小的加速运动 解答: 解:汽车是以恒定加速度启动方式,由于牵引力不变,根据 p=Fv 可知随着汽车速度 的增加,汽车的实际功率在增加,此过程汽车做匀加速运动,当实际功率达到额定功率时, 功率不能增加了,要想增加速度,就必须减小牵引力,但此时的牵引力还大于阻力,当牵引 力减小到等于阻力时,加速度等于零,速度达到最大值,所以 0~t1 牵引力恒定,做匀加速运 动,t1 时刻牵引力大于阻力,t1 时刻后做变加速度运动,达到 vm 后做匀速运动.所以 AC 错 误,BD 正确. 故选:BD 点评: 本题考查的是汽车的启动方式,对于汽车的两种启动方式,恒定加速度启动和恒定功 率启动,对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉.
所有

21. (4 分) (2015 春?厦门期末)如图所示,质量为 m 的圆环套在一根固定的水平直杆上,杆 足够长,环与杆的动摩擦因数为 μ,先给环一向右的初速度 v0,同时施加一个方向竖直向上的 2 力 F(F=kv ,v 为环的速率) ,则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功可能为( )

A. C.

mv0 B. 0 D. mv0 ﹣
2

2

考点: 动能定理的应用;摩擦力的判断与计算. 专题: 动能定理的应用专题. 分析: 根据受力分析确定环的运动情况,当环受到合力向下时,随着环做减速运动向上的拉 力逐渐减小,环将最终静止,当环所受合力向上时,随着环速度的减小,竖直向上的拉力逐 渐减小,当环向上的拉力减至和重力大小相等时,此时环受合力为 0,杆不再给环阻力环将保 持此时速度不变做匀速直线运动,当环在竖直方向所受合力为 0 时,环将一直匀速直线运动, 分三种情况对环使用动能定理求出阻力对环做的功即可. 解答: 解:根据题意有对于小环的运动,根据环受竖直向上的拉力 F 与重力 mg 的大小分以 下三种情况讨论:
所有

(1)当 mg=kv0 时,即 v0= 功为零; (2)当 mg>kv0 时,即 v0< 环克服摩擦力所做的功为 Wf= (3) 当 mg<kv0 时, 即 v0> 时,即 v = Wf= mv ﹣
2 2

时,环做匀速运动,摩擦力为零,Wf=0,环克服摩擦力所做的

时,环在运动过程中做减速运动,直至静止.由动能定理得 ; 时, 环在运动过程中先做减速运动, 当速度减小至满足 mg=kv
2

时环开始做匀速运动.由动能定理得摩擦力做的功 = ﹣ mv0
2

即环克服摩擦力所做的功为 mv0 ﹣

2

.故 ABD 正确.

故选:ABD 点评: 注意当环在竖直方向所受合力为 0 时,此时杆对环不再有阻力作用,环在水平方向受 平衡力,将保持此时的速度做匀速直线运动,由此可分三种情况对环进行受力分析从而确定 环的受力情况和运动情况,根据动能定理求解克服阻力所做的功即可. 五、探究实验题:本题 8 分. 22. (8 分) (2015 春?厦门期末)为探究恒力做功和物体动能变化关系,某同学设计的实验方 案如图所示.

(1) 为了完成该实验操作及数据处理, 除了图中实验器材外, 还需要的器材有 天平 和 刻 度尺 . (2)实验时首先要做到的步骤是平衡摩擦力,具体操作是:将带滑轮的长木板 远离 (填 “远离”或“靠近”)滑轮的一端适当垫高,使小车在 不挂 (填“挂”或“不挂”)钩码的情况下 做匀速直线运动. (3)该同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带如图所示,O、A、B、C 为选取的计数点, 打 O 点时为小车运动起始点,相邻的两个计数点间还有 4 个点没有画出,各计数点到 O 点的 距离分别为 S1、S2、S3,数据如图,打点计时器的频率 f 为 50Hz,则打 B 点时,小车的瞬时 速度大小为 0.80 m/s,实验中,测得小车的质量为 M,钩码的总质量为 m,从打 O 点到打 B 点的过程中,为达到实验目的,应该探究得出的关系式为 题中的物理量 S1、S2、S3、f、M、m 及 g 表示) 考点: 探究功与速度变化的关系. 专题: 实验题. 分析: (1)实验要探究合力做的功和小车速度的变化关系,而本实验要用勾码的重力代替 小车所受到的合力,故需对小车受力分析后,结合受力情况,设法改进实验方法,找到使勾 码重力等于拉力的方法; (2)根据平衡摩擦力的方法可明确如何判断摩擦力已经平衡; (3)根据功和动能的表达式,可以直接得到结论; 解答: 解: (1)根据实验原理可知,本实验需要测量物体的质量,然后用钩码的重力来充当 拉力;故需要天平;同时需要测量长度,故需要刻度尺; (2)平衡摩擦力的方法是将长木板远离滑轮的一端垫高;使小车在不挂钩码的情况下做匀速 直线运动;此时即已平衡好了摩擦力;
所有

mgs2=

Mf (s3﹣s1) (用

2

(3)B 点时的速度等于 AC 段的平均速度;故 vB= 由动能定理可知:mgs2= mvB 解得:mgs2=
2 2

=0.80m/s;

Mf (s3﹣s1)

2

故答案为: (1)天平;刻度尺; (2)远离;不挂; (3)0.80;mgs2=

Mf (s3﹣s1)

2

点评: 本题关键结合实验目地,选择一定的实验方案,根据实验原理,分析后得到实验方法, 实验数据的处理通常要结合图想法,简洁明了,形象直观,同时还要考虑实验数据的处理要 尽量的减小误差.

六、计算题:本题共 2 小题,23 题 12 分,24 题 14 分,共 26 分.解答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. 23. (12 分) (2015 春?厦门期末)“嫦娥一号”的成功发射,为实现中华民族几千年的奔月梦想 迈出了重要的一部,假设“嫦娥一号”在月球的近地轨道上做匀速圆周运动,绕行周期为 T,月 球的半径为 R,万有引力常量为 G. (1)求月球的质量 M; (2)求月球表面的重力加速度 g 月; (3)若某天中国宇航员能成功登月,宇航员驾驶飞船在月球表面附近的竖直平面内俯冲,在 最低点附近的一小段轨迹可看作半径为 r 的圆弧,宇航员质量是 m,飞船经过最低点时的速度 是 v,求飞船经过最低点时,座椅对宇航员的支持力 N. 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: (1)根据万有引力提供向心力求出月球的质量. (2)在月球表面,月球对物体的万有引力等于月球表面的重力,由此列式得出月球表面的重 力加速度 g (3)由万有引力定律求出月球附近的重力加速度,宇航员做圆周运动的向心力由座位的支持 力与重力的合力提供,由牛顿第二定律列方程,可以求出座位对宇航员的作用力 解答: 解: (1)设月球质量为 M,“嫦娥一号”的质量为 m,根据万有引力定律和牛顿第二定 律,对“嫦娥一号”绕月飞行的过程有
所有

解得



(3)设月球表面的重力加速度为 g, 有万有引力定律可得: ,

解得:g= (3)座位的作用力与宇航员受到的重力的合力提供向心力, 由牛顿第二定律可得:N﹣mg=m 解得:N= ,

答: (1)月球的质量 M 为



(2)求月球表面的重力加速度为



(3)飞船经过最低点时,座椅对宇航员的支持力 N 为



点评: 能正确根据卫星运动时的向心力由万有引力提供和量球表面的重力和万有引力相等列 式求解有关质量、重力加速度问题. 24. (14 分) (2015 春?厦门期末)如图,在水平轨道上竖直安放一个与水平面夹角为 θ,长度 为 L0,顺时针匀速转动的传送带和一半径为 R 的竖直圆形光滑轨道,水平轨道 PQ 段铺设特 殊材料,其长度 L 可调;水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态,可 视为质点的小物块 A 由传送带顶端静止释放,通过传送带、圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧 并被弹回.已知 R=0.2m,θ=37°,L0=1.6m,L=1.5m,物块 A 质量为 m=1kg,与传送带间的 动摩擦因数 μ1=0.125,与 PQ 段间的动摩擦因数 μ2=0.2,不计轨道其他部分摩擦及物块从传送 2 带滑到水平轨道时机械能的损失.取 g=10m/s ,求: (1)物块 A 从传送带顶端滑到底端时速度的大小; (2)弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能; (3)若物块 A 仍由传送带顶端静止释放,调节 PQ 段的长度 L,使物块 A 能返回圆形轨道且 能沿轨道运动而不脱离,L 应满足何条件.

考点: 机械能守恒定律;动能定理. 专题: 机械能守恒定律应用专题. 分析: (1)以物块在传送带上为研究对象,根据动能定理求解; (2) 小物块 A 从传送带底端至弹簧被压缩到最短的过程中, 根据能量守恒求解最大弹性势能; (3)分小物块 A 能返回圆形轨道,能不能通过最高点两种情况求解,注意动能定理和圆周运 动基本公式得联合应用.
所有

解答: 解: (1)小物体 A 从传送带滑下过程有:mg 解得:v1=4m/s (2)小物块 A 从传送带底端至弹簧被压缩到最短的过程中,有:



解得:EP=5J (3)若小物块 A 能返回圆形轨道,但不能通过最高点,则 A 从冲上圆形轨道至返回圆形轨道 上升到最大高度的过程有: ① 0<h≤R② 由①②解得:1.5m≤L<2m 若小物块 A 能返回圆形轨道,但能通过最高点,则 A 从冲上圆形轨道至返回圆形轨道最高点 的过程有:



④ N≥0⑤ 由③④⑤得:L≤0.75m 综上可知,L 应满足的条件为 L≤0.75m 或 1.5m≤L<2m. 答: (1)物块 A 从传送带顶端滑到底端时速度的大小为 4m/s; (2)弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能为 5J; (3)若物块 A 仍由传送带顶端静止释放,调节 PQ 段的长度 L,使物块 A 能返回圆形轨道且 能沿轨道运动而不脱离,L 应满足何条件为 L≤0.75m 或 1.5m≤L<2m. 点评: 本题主要考查了动能定理、圆周运动向心力公式的直接应用,此题难度较大,牵涉的 运动模型较多,物体情境复杂,关键是按照运动的过程逐步分析求解,


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