太原清徐中学2016年高一物理下学期期末试卷（含解析）

1 / 37 太原清徐中学 2016 年高一物理下学期期末试卷（含解析） 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 k XX-2016学年山西省太原市清徐中学高一（下）期末物理试卷 一、单项选择题（本题包含 10小题，每题 3 分，共 30分在每小题的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1电脑中用的光盘驱动器，采用恒定的角速度驱动光盘，光盘上凸凹不平的小坑是存储的数据，请问激光头在何处时，电脑读取数据速率比较大（ ） A内圈 B外圈 c中间位置 D与位置无关 2某人向 放在水平地面的正前方小桶中水平抛球，结果球划着一条弧线飞到小桶的前方（如图所示）不计空气阻力，为了能把小球抛进小桶中，则下次再水平抛时，他可能作出的调整为（ ） A增大初速度，提高抛出点速度 B增大初速度，抛出点高度不变 2 / 37 c初速度大小不变，降低抛出点高度 D初速度大小不变，提高抛出点高度 3近地人造卫星 1 和 2 绕地球做匀速圆周运动的周期分别为 T1 和 T2，设在卫星 1、卫星 2 各自所在的高度上的重力加速度大小分别为 g1、 g2，则（ ） A =（） B =（） c =（） 2D =（） 2 4 XX 年 1 月 17 日，我国成功发射北斗 comPASS G1 地球同步卫星（绕地球运行的角速度与地球自转角速度相同）据了解这已是北斗卫星导航系统发射的第三颗地球同步卫星则对于这三颗已发射的同步卫星，下列说法中正确的是（ ） A它们运行的周期可能不同 B它们的向心力大小可能不同 c它们离地心的距离可能不同 D它们的运行速度大小可能不同，但都小于 /s 5如图所示，大小相同的力 F 作用在同一个物体上，物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离 s，已知力 F 与物体的 运动方向均相同 则上述四种情景中都相同的是（ ） A拉力 F 对物体做的功 B物体的动能增量 3 / 37 c物体加速度的大小 D物体运动的时间 6长度为 L=的轻质细杆 oA， A 端有一质量为 m=的小球，如图所示，小球以 o 点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是 /s， g 取 10m/s2，则此时细杆 oA 受到（ ） A的拉力 B的压力 c 24N的拉力 D 24N的压力 7有质量相等的两个人造地球卫星 A 和 B，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动两卫星的轨道半径分别为 RA和 RB，已知 RA RB则 A 和 B 两卫星相比较，以下说法正确的是（ ） A卫星 A 受到的地球引力较大 B卫星 A 的动能较大 c若使卫星 B 减速，则有可能撞上卫星 A D卫星 A 的运行周期较大 8如图所示，用同样材料制成的一个轨道， AB 段为圆弧，半径为 R，水平放置的 Bc段长度也为 R一小物块质量为 m，与轨道间动摩擦因数为 ，当它从轨道顶端 A由静止下滑时，恰好运动到 c 点静止那么物体在 AB 段克服摩擦力做的功为（ ） A mgRB c mgR（ 1 ） D 4 / 37 9起重机吊钩下挂着一个质量为 m 的木箱，若木箱以 加速度 a匀减速下降高度 h，则木箱克服钢索拉力做的功为（ ） A mghB m（ g a） hc m（ g+a） hD m（ a g） h 10如图所示， A、 B、 c 三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动， A 由静止释放， B 的初速度方向沿斜面向下，大小为 v0， c 的初速度方向沿斜面水平向左，大小也为 v0下列说法中正确的是（ ） A A 和 c 将同时滑到斜面底端 B滑到斜面底端时， B 的速度最大 c滑到斜面底端时， B 的机械能减少最多 D滑到斜面底端时， B、 c 的动能一样大 二、多项选择题（ 本题包含 6 小题，每小题 3 分，共 18分在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确全部选对的得 3 分，选不全的得 2 分，有错者或不答的得 0 分） 11如图， A、 B 两点分别位于大、小轮的边缘上， c 点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的 2 倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑下列说法正确的是（ ） A A 与 B 线速度大小相等 B B 与 c 线速度大小相等 c c 与 A 角速度大小相等 D A 与 B 角速度大小相等 5 / 37 12用细线悬吊着一个质量为 m 的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为 ，线长为 L，如图所示，下列说法中正确的是（ ） A小球受重力、拉力、向心力 B小球受重力、拉力 c小球的向心力大小为 mgtanD 小球的向心力大小为 13如图所示， A 为静止于地球赤道上的物体， B 为绕地球做匀速圆周运动轨道半径为 r 的卫星， c 为绕地球沿椭圆轨道运动的卫星，长轴大小为 a， P 为 B、 c 两卫星轨道的交点，已知 A、 B、 c 绕地心运动的周期相同，下列说法正确的是（ ） A物体 A 的线速度小于卫星 B 的线速度 B卫星 B 离地面的高度可以为任意值 c a 与 r 长度关系满足 a=2r D若已知 物体 A 的周期和万有引力常量，可求出地球的平均密度 14 A、 B 两点在同一条竖直线上， A 点离地而的高度为， B点离地面高度为 2h将两个小球分别从 A、 B 两点水平抛出，它们在 P 点相遇， P 点离地面的高度为 h已知重力加速度为 g，则（ ） 6 / 37 A两个小球一定同时抛出 B两个小球抛出的时间间隔为（） c小球 A、 B 抛出的初速度之比 = D小球 A、 B 抛出的初速度之比 = 15如图所示，可视为质点的，质量为 m 的小球，在半径为R 的竖直放置的光滑圆形管内做圆周运动，下列有关说法中正确的是（ ） A 小球能够通过最高点的最小速度为 0 B小球能通过最高点的最小速度为 c如果小球在最高点时的速度大小为 2，则此时小球对管道有向上的作用力 D如果小球在最低点时的速度大小为，则小球通过该点时与管道间无相互作用力 16在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道 ，然后在 Q 点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道 则（ ） A该卫星的发射速度必定大于第二宇宙速度 /s B卫星在同步轨道 上的运行速度大于第一宇宙速度 /s c在轨道 上，卫星在 P 点的速度大于在 Q 点的速度 D卫 星在 Q 点通过加速实现由轨道 进入轨道 7 / 37 三、实验题（本小题包含 2 小题，共 14分） 17某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律，该同学在实验中得到一条纸带，如图所示，在纸带上取 6 个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为 T=其中1、 2、 3 点相邻， 4、 5、 6 点相邻，在 3 点和 4 点之间还有若干个点 s1 是 1、 3 两点的距离， s2是 2、 5 两点的距离，s3是 4、 6 两点的距离 （ 1）实验过程中，下列操作正确的是 A电磁打点计时器应接在 220V交流电源上 B实验时应先松 开纸带，然后迅速打开打点计时器 c实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带 D纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直 （ 2）点 2 速度的表达式 v2= （ 3）该同学测得的数据是 s1=， s2=， s3=，重物（质量为 m）从点 2 运动到点 5 过程中，动能增加量为 m，势能减少量为 m（结果保留两位有效数字，重力加速度g=10m/s2） 18某同学利用如图所示装置测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数已知小木块与斜面和水平面的滑动摩擦因数相同小木块由斜面上的 A 点静止下滑，经过 B 点到 达水平面8 / 37 上的 c 点静止 A、 c 两点间的水平距离为 x小木块可视为质点回答下列问题： （ 1）小木块质量为 m，重力加速度大小为 g，若滑动摩擦因数为 ，由 A 点运动到 c 点过程中，克服摩擦力做功与 x 之间的关系式为 Wf= （ 2）为尽量简便的测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数，下列哪些物理量需要测量？ A小木块的质量 mB斜面倾角 c A、 B 两点间的距离 l D A、 c 两点间的竖直高度差 hE A、 c 两点间的水平距离 x （ 3）利用上述测量的物理量，写出测量的滑动摩擦因数= （ 4）小木块运动到 B 点时，由于水平面的作用，竖直方向的分速度将损失，将导致测量的滑动摩擦因数与实际滑动摩擦因数相比，其值将 （填 “ 偏大 ” 、 “ 相等 ” 或 “ 偏小 ” ） 四、计算题（本题包含 5 小题，共 38 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） 19一位滑雪者质量为 60kg，从竖直高度为 20m 赛道顶端9 / 37 由静止滑下忽略阻力的情况下，滑雪者由顶端滑到赛道底端的过程中（重力加速度 g 取 l0m/s2）求： （ 1）重力做多少功？ （ 2）滑到底端时速度大小是多少？ 20质量为 m 的物体静置于水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力， ts末物体的速度到达 v 时撤去拉力，物体运动的 v t 图象如图所示，求： （ 1）滑动摩擦力在（ 0 3t） s 内做的功； （ 2）拉力在 ts末的功率 21如图所示，倾角为 =45 的粗糙平直导轨与半径为 R的光滑圆环轨道相切，切点为 B，整个轨道处在竖直平面内一质量为 m 的小滑块从导轨上离地面高为 h=3R 的 D 处无初速下滑进入圆环轨道接着小滑块从圆环最高点 c 水平飞出，恰好击中导 轨上与圆心 o 等高的 P 点，不计空气阻力求： （ 1）滑块运动到圆环最高点 c 时的速度的大小； （ 2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小； （ 3）滑块在斜面轨道 BD间运动的过程中克服摩擦力做的功 22距沙坑高 h=7m处，以 v0=10m/s 的初速度竖直向上抛出一个质量为的物体，物体落到沙坑并陷入沙坑 d=深处停10 / 37 下不计空气阻力，重力加速度 g=10m/s2求： （ 1）物体上升到最高点时离抛出点的高度 H； （ 2）物体在沙坑中受到的平均阻力 f 大小是多少？ 23 XX 年 12 月 2 日凌晨 1 点 30 分，我国自行研制的 “ 嫦娥三号 ” 探测器在西昌卫星发射中心成功发射， 12 月 6 日17 时 53 分 “ 嫦娥三号 ” 探测器成功实现近月制动，顺利进入距月面高为 h 环月圆轨道，于 12月 14日 21时 11分成功实施月面软着陆，实现我国航天器首次在地外天体的软着陆和巡视勘探已知地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R，月球质量与地球质量之比为 q，月球半径与地球半径之比为p求： （ 1）月球表面的重力加速度 （ 2） “ 嫦娥三号 ” 在环月轨道上运行时的速度大小 XX-2016学年山西省太原市清徐中学高一（下）期末物理试卷 参考答案与试题解析 一、单项选择题（本题包含 10小题，每题 3 分，共 30分在每小题的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 11 / 37 1电脑中用的光盘驱动器，采用恒定的角速度驱动光盘，光盘上凸凹不平的小坑是存储的数据，请问激光头在何处时，电脑读取数据速率比较大（ ） A内圈 B外圈 c中间位置 D与位置无关 【考点】线速度、角速度和周期、转速 【分析】根据共轴转动，可知，当半径越大时，转动的速度越大，即可求解 【解答】解：同一光盘，由于共轴，则角速度相等，当半径越大时，转动的速 度也越大即外圈半径大，线速度就大，读取数据速率就大故 B 正确， AcD 错误； 故选 B 2某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球，结果球划着一条弧线飞到小桶的前方（如图所示）不计空气阻力，为了能把小球抛进小桶中，则下次再水平抛时，他可能作出的调整为（ ） A增大初速度，提高抛出点速度 B增大初速度，抛出点高度不变 c初速度大小不变，降低抛出点高度 D初速度大小不变，提高抛出点高度 【考点】平抛运动 12 / 37 【分析】小球做平抛运动，飞到小桶的前方，说明水平位移偏大，应减小水平 位移才能使小球抛进小桶中将平抛运动进行分解：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由运动学公式得出水平位移与初速度和高度的关系式，再进行分析选择 【解答】解： A、设小球平抛运动的初速度为 v0，抛出点离桶的高度为 h，水平位移为 x，则平抛运动的时间 t=水平位移 x=v0t=v0 由上式分析可知，提高抛出点高度 h，增大初速度 v0 x 将会增大，故 A 错误 B、由 A 分析得， B 错误 c、由 A 分析得，速度不变，减小 h 可以，故 c 正确 D、由 A 分析得，初速度大小不变，提高抛出点高度，水平位移 x 将增大，故 D 错误 故选： c 3近地人造卫星 1 和 2 绕地球做匀速圆周运动的周期分别为 T1 和 T2，设在卫星 1、卫星 2 各自所在的高度上的重力加速度大小分别为 g1、 g2，则（ ） A =（） B =（） c =（） 2D =（） 2 【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系 【分析】要求重力加速度 g 之比，必须求出重力加速度 g 的13 / 37 表达式，而 g 与卫星的轨道半径 r 有关，根据已知条件需要求出 r 和卫星的运动周期之间的关系式 【解答】解：人造卫星在地球的引力的作用下绕地球做圆周运动，则有 G=mr 忽略地 球的自转，则有 mg=G 解得 g=Gm 故 故选： A 4 XX 年 1 月 17 日，我国成功发射北斗 comPASS G1 地球同步卫星（绕地球运行的角速度与地球自转角速度相同）据了解这已是北斗卫星导航系统发射的第三颗地球同步卫星则对于这三颗已发射的同步卫星，下列说法中正确的是（ ） A它们运行的周期可能不同 B它们的向心力大小可能不同 c它们离地心的距离可能不同 D它们的运行速度大小可能不同，但都小于 /s 【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 14 / 37 【 分析】地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，星距离地球的高度约为 36000km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即 23时 56分 4 秒，卫星在轨道上的绕行速度约为公里 /秒，其运行角速度等于地球自转的角速度 【解答】解： A、同步卫星的周期与地球的周期相同，则所以同步卫星的周期相同，故 A 错误 B、根据可知，由于同步卫星的质量不同，所以它们的向心力大小可能不同故 B 正确 c、所有地球的同步 卫星都位于赤道的上空，在相同的轨道上运行，轨道半径相同，则它们离地心的距离相同，故 c 错误； D、根据万有引力提供向心力得： v=，轨道半径越大，线速度越小， /h是贴近地球表面运行的速度，所以同步卫星的速度小于 /h，但同步卫星的速度相等故 D 错误 故选： B 5如图所示，大小相同的力 F 作用在同一个物体上，物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离 s，已知力 F 与物体的运动方向均相同 15 / 37 则上述四种情景中都相同的是（ ） A拉力 F 对物体做的功 B物体的动能增量 c物体加速度的大小 D物体运动的时间 【考点】动能定理；牛顿第二定律；功的计算 【分析】根据功的计算公式 W=FScos 可知做功情况；根据动能定理可知动能变化；根据牛顿第二定律可知加速度大小；根据匀变速直线运动规律可知时间 【解答】解： A、根据功的计算公式 W=FScos 可知 F、 S、 相同，故功相同， A 正确； B、根据动能定理知 W 合 =Ek ，只拉力做功相同，其他力做功不同，故动能增量不同，故 B 错误； c、根据 F 合 =ma知只有拉力 F 同，加速度不一定相同，故 c错误； D、根据 s=知加速度不相同 ， t 不相同，故 D 错误； 故选： A 6长度为 L=的轻质细杆 oA， A 端有一质量为 m=的小球，如图所示，小球以 o 点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是 /s， g 取 10m/s2，则此时细杆 oA 受到（ ） 16 / 37 A的拉力 B的压力 c 24N的拉力 D 24N的压力 【考点】向心力 【分析】小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，根据合力提供向心力列出牛顿第二定律解得结果 【解答】解：小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆子的弹力方向向上为 FN， 根据合力提供向心力： mg FN=代入数据解得： FN=，则小球对 oA有向下的压力，大小为 6N，故 B 正确 故选： B 7有质量相等的两个人造地球卫星 A 和 B，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动两卫星的轨道半径分别为 RA和 RB，已知 RA RB则 A 和 B 两卫星相比较，以下说法正确的是（ ） A卫星 A 受到的地球引力较大 B卫星 A 的动能较大 c若使卫星 B 减速，则有可能撞上卫星 A D卫星 A 的运行周期较大 【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】根据万有引力提供向心力得出 线速度、周期与轨道半径的关系，从而比较出动能和周期的大小当卫星 B 减速17 / 37 时，根据万有引力与向心力的关系判断能否撞上卫星 A 【解答】解： A、因为两卫星的质量相等，根据 F=知，轨道半径大，所受的万有引力小，则卫星 A 受到地球的引力较小故 A 错误 B、根据得， T=， A 的轨道半径大，则 A 的线速度小，动能较小，周期较大故 B 错误， D 正确 c、若卫星 B 减速，所受的万有引力大于向心力，将做近心运动，不会与卫星 A 相撞故 c 错误 故选： D 8如图所示，用同样材料制成的一个轨道， AB 段为圆弧，半径为 R，水平放置的 Bc段长度也为 R一小物块质量为 m，与轨道间动摩擦因数为 ，当它从轨道顶端 A由静止下滑时，恰好运动到 c 点静止那么物体在 AB 段克服摩擦力做的功为（ ） A mgRB c mgR（ 1 ） D 【考点】功的计算 【分析】对整个过程运用动能定理即可求出物体在 AB 段克服摩擦力做的功； 【解答】解：设物体在 AB段克服摩擦力做的功为 Wf 对全过程应用动能定理： mgR Wf mgR=0 18 / 37 解得： Wf=mgR（ 1 ） 故选： c 9起重机吊钩下挂着一个质量为 m 的木箱，若木箱 以加速度 a匀减速下降高度 h，则木箱克服钢索拉力做的功为（ ） A mghB m（ g a） hc m（ g+a） hD m（ a g） h 【考点】功的计算 【分析】对木箱受力分析，根据牛顿第二定律可以求得钢索对木箱的拉力的大小，根据功的公式可以求得钢索对木箱做的功的大小，即为木箱克服钢索拉力做的功 【解答】解：对木箱受力分析可得，木箱受到拉力和重力的作用， 由于木箱以加速度 a 匀减速下降， 所以加速度是向上的， 由牛顿第二定律可得， F mg=ma， 所以拉力 F=m（ g+a）， 下降高度 h 时， 拉力做的功为 W= Fh= m（ g+a） h， 所以木箱克服钢索拉力做的功为 m（ g+a） h，所以 c 正确 故选 c 10如图所示， A、 B、 c 三个一样的滑块从粗糙斜面上的同19 / 37 一高度同时开始运动， A 由静止释放， B 的初速度方向沿斜面向下，大小为 v0， c 的初速度方向沿斜面水平向左，大小也为 v0下列说法中正确的是（ ） A A 和 c 将同时滑到斜面底端 B滑到斜面底端时， B 的速度最大 c滑到斜面底端时， B 的机械能减少最多 D滑到斜面底端时， B、 c 的动能一样大 【考点】动能定理的应用 【分析】研究 A、 c 滑块沿斜面向下的运动：两个滑块所受的滑动摩擦力大小相等， A 所受滑动摩擦力沿斜面向上， c沿斜面向上的力是滑动摩擦力的分力，所以 c 的加速度大于A 的加速度， c 先到达斜面底端滑到斜面底端时， c 克服摩擦力做功最多，机械能损失最多合力对 A、 B 做功相同，而 B 有初速度，则滑到斜面底端时， B 滑块的动能最大三个滑块重力势能减小相同 【解答】解： A、 Ac两个滑块所受的滑动摩擦力大小相等，A 所受滑动摩擦力沿斜面向上， c 沿斜面向上的力是滑动摩擦力的分力，所以 c 的加速度大于 A 的加速度， c 先到达斜面底端故 A 错误 B、重力做功相同，摩擦力对 A、 B 做功相同， c 克服摩擦力做功最大， A 的初动能为零， B、 c 的初动能相等，则滑到斜20 / 37 面底端时， B 滑块的动能最大， B 的动能大于 c 的动能， B 的速度最大，故 B 正确， D 错误； c、滑动摩擦力做功与路程有关， c 运动的路程最大， c 克服摩擦力做功最大， c 减少的机械能最多，故 c 错误 故选： B 二、多项选择题（本题包含 6 小题，每小题 3 分，共 18分在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确全部选对的得 3 分，选不全的得 2 分，有错者或不答的得 0 分） 11如图， A、 B 两点 分别位于大、小轮的边缘上， c 点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的 2 倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑下列说法正确的是（ ） A A 与 B 线速度大小相等 B B 与 c 线速度大小相等 c c 与 A 角速度大小相等 D A 与 B 角速度大小相等 【考点】线速度、角速度和周期、转速 【分析】靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，知 A、 B 两点具有相同的线速度， A、 c 共轴转动，则角速度相等根据 v=r ， a=r2 ，可得出角速度和加速度的关系 【解答】解： A、靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面 互不打滑，知 A、 B 两点具有相同的线速度故 A 正确 21 / 37 B、 A、 B 具有相同的线速度大小，又因为 A、 c 具有相同的角速度，根据 v=r ，可知 B点的线速度大于 c点的线速度故B 错误， c 正确 D、已知 A、 B 两点具有相同的线速度大小，即 vA=vB，根据v=r ，知小轮转动的角速度是大轮的两倍，故 D 错误 故选 Ac 12用细线悬吊着一个质量为 m 的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为 ，线长为 L，如图所示，下列说法中正确的是（ ） A小球受重力、拉力、向心力 B小球受重力、 拉力 c小球的向心力大小为 mgtanD 小球的向心力大小为 【考点】向心力；物体的弹性和弹力 【分析】先对小球进行运动分析，做匀速圆周运动，再找出合力的方向，进一步对小球受力分析 【解答】解：小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图 小球受重力、绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，故在物理学上，将这个合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，这里是重力和拉力的合力；根据几何关系可知： F 向 =mgtan ，故22 / 37 AD错误， Bc正确； 故选： Bc 13如图所示， A 为静止于地球赤道上的物体， B 为绕地球做匀速圆周运动轨道半径为 r 的卫星， c 为绕地球沿椭圆轨道运动的卫星，长轴大小为 a， P 为 B、 c 两卫星轨道的交点，已知 A、 B、 c 绕地心运动的周期相同，下列说法正确的是（ ） A物体 A 的线速度小于卫星 B 的线速度 B卫星 B 离地面的高度可以为任意值 c a 与 r 长度关系满足 a=2r D若已知物体 A 的周期和万有引力常量，可求出地球的平均密度 【考点】万有引力定律及其应用 【分析】抓住 A、 B 的周期相等，根据 v=r 比较线速度的大小根 据卫星 B 的周期一定，根据万有引力提供向心力确定出轨道半径一定，高度一定根据开普勒第三定律比较 a 与r 的关系根据万有引力提供向心力，结合周期与轨道半径求出地球的质量，根据密度公式判断能否求出地球的平均密度 23 / 37 【解答】解： A、因为 A、 B 绕地心运动的周期相同，根据v=r 知， B 的轨道半径大于地球的半径，则物体 A 的线速度小于卫星 B 的线速度，故 A 正确 B、因为 B 的周期与地球的自转周期相同，为定值，根据知，r=，可知轨道半径恒定，则卫星 B 离地的高度恒定，不是任意值，故 B 错误 c、根据开普勒第三定律知，因为周 期相等，则椭圆的半长轴与圆轨道半径相等，即，故 c 正确 D、根据知，地球的质量 m=，则地球的平均密度，因为地球的半径未知，则无法求出地球的密度，故 D 错误 故选： Ac 14 A、 B 两点在同一条竖直线上， A 点离地而的高度为， B点离地面高度为 2h将两个小球分别从 A、 B 两点水平抛出，它们在 P 点相遇， P 点离地面的高度为 h已知重力加速度为 g，则（ ） A两个小球一定同时抛出 B两个小球抛出的时间间隔为（） c小球 A、 B 抛出的初速度之比 = D小球 A、 B 抛出的初速度之比 = 【考 点】平抛运动 24 / 37 【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，根据在 P 点相遇，结合高度求运动的时间，从而通过水平位移求初速度 【解答】解： A、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，由 h=，得 t=，由于 A 到 P 的竖直高度较大，所以从 A 点抛出的小球运动时间较长，应先抛出故 A 错误 B、由 t=，得两个小球抛出的时间间隔为 t=tA tB= =（）故 B 正确 cD、由 x=v0t 得 v0=x， x 相等，则小球 A、 B 抛出的初速度之比 =，故 c 错误， D 正确 故选： BD 15如图所示，可视为质点的，质量为 m 的小球，在半径为R 的竖直放置的光滑圆形管内做圆周运动，下列有关说法中正确的是（ ） A小球能够通过最高点的最小速度为 0 B小球能通过最高点的最小速度为 c如果小球在最高点时的速度大小为 2，则此时小球对管道有向上的作用力 D如果小球在最低点时的速度大小为，则小球通过该点时与管道间无相互作用力 25 / 37 【考点】向心力 【分析】圆形管道内能支撑小球，小球能够通过最高点时的最小速度为 0小球在最高点时的速度大小为 2，由牛顿第二定律求出小球受到的管道的作用力大小 和方向，再由牛顿第三定律分析小球对管道的作用力小球从最低点运动到最高点的过程中，只有重力做功，其机械能守恒在最低点时的速度大小为，根据机械能守恒定律求出小球到达最高点时的速度，再由牛顿第二定律求出小球受到的管道的作用力大小和方向 【解答】解： AB、圆形管道内能支撑小球，小球能够通过最高点时的最小速度为 0故 A 正确， B 错误 c、设管道对小球的弹力大小为 F，方向竖直向下由牛顿第二定律得： mg+F=m， v=2，解得 F=3mg，方向竖直向下根据牛顿第三定律得知：小球对管道有向上的弹力故 c 正确 D、如果小球在最低点时的速度大小为，有向上的加速度，由牛顿运动定律可知小球通过该点时与管道间一定有作用力，故 D 错误 故选： Ac 16在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道 ，然后在 Q 点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道 则（ ） 26 / 37 A该卫星的发射速度必定大于第二宇宙速度 /s B卫星在同步轨道 上的运行速度大于第一宇宙速度 /s c在轨道 上，卫星在 P 点的速度大于在 Q 点的速度 D卫星在 Q 点通过加速实现由轨道 进入轨道 【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道 的关系 【分析】了解同步卫星的特点和第一宇宙速度、第二宇宙速度的含义 当万有引力刚好提供卫星所需向心力时卫星正好可以做匀速圆周运动 1若是供大于需则卫星做逐渐靠近圆心的运动 2若是供小于需则卫星做逐渐远离圆心的运动 【解答】解： A、 /s是卫星脱离地球束缚的发射速度，而同步卫星仍然绕地球运动，故 A 错误 B、 /s即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 B 错误 c、在轨道 上，由 P 点向 Q 点运动，万有引力做负功，动能减小，所以 P 点的速度大于 Q 点的速度故 c 正确 D、从椭圆轨道 到同步轨道 ，卫星在 Q 点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有27 / 37 引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力所以卫星在Q 点通过加速实现由轨道 进入轨道 故 D 正确 故选： cD 三、实验题（本小题包含 2 小题，共 14分） 17某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律，该同学在实验中得到一条纸带，如图所示，在纸带上取 6 个计数点，两 个相邻计数点间的时间间隔为 T=其中1、 2、 3 点相邻， 4、 5、 6 点相邻，在 3 点和 4 点之间还有若干个点 s1 是 1、 3 两点的距离， s2是 2、 5 两点的距离，s3是 4、 6 两点的距离 （ 1）实验过程中，下列操作正确的是 cD A电磁打点计时器应接在 220V交流电源上 B实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器 c实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带 D纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直 （ 2）点 2 速度的表达式 v2= （ 3）该同学测得的数据是 s1=， s2=， s3=，重物（质量为 m）从点 2 运动到点 5 过程中，动能增加量为 m，势能减少量为 m（结果保留两位有效数字，重力加速度 g=10m/s2） 【考点】验证机械能守恒定律 28 / 37 【分析】（ 1）电磁打点计时器应接在 4 6V的交流电源上，实验时应先接通电源，再释放纸带 （ 2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点 2 的瞬时速度 （ 3）根据平均速度的推论分别求出点 2、点 5 的瞬时速度，从而求出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量 【解答】解：（ 1） A、电磁打点计时器解 4 6V的交流电源故A 错误 B、 实验时应先接通电源，再松开纸带故 B 错误， c 正确 D、为了减小阻力，纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直故D 正确 故选 cD （ 2）某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则 （ 3）点 2 的瞬时速度，点 5 的瞬时速度，则动能的增加量 = 重力势能的减小量 Ep=mgx2= 故答案为：（ 1） cD（ 2）（ 3）， 18某同学利用如图所示装置测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数已知小木块与斜面和水平面的滑动摩擦因数相同小木块由斜面上的 A 点静止下滑，经过 B 点到达水平面上的 c 点静止 A、 c 两点间的水平距离为 x小木块可视为29 / 37 质点回答下列问题： （ 1）小木块质量为 m，重力加速度大小为 g，若滑动摩擦因数为 ，由 A 点运动到 c 点过程中，克服摩擦力做功与 x 之间的关系式为 Wf= mgx （ 2）为尽量简便的测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数，下列哪些物理量需要测量？ DE A小木块的质量 mB斜面倾角 c A、 B 两点间的距离 l D A、 c 两点间的竖直高度差 hE A、 c 两点间的水平距离 x （ 3）利用上述测量的物理量，写出测量的滑动摩擦因数= （ 4）小木块运动到 B 点时，由于水平 面的作用，竖直方向的分速度将损失，将导致测量的滑动摩擦因数与实际滑动摩擦因数相比，其值将 偏大 （填 “ 偏大 ” 、 “ 相等 ” 或 “ 偏小 ” ） 【考点】探究影响摩擦力的大小的因素 【分析】（ 1）根据摩擦力做功表达式，结合几何长度与三角知识关系，即可求解； （ 2）根据动能定理，重力做功与摩擦力做功之和为零，即可求解； （ 3）根据 mgh=mgx ，即可求解动摩擦因数的值； （ 4）根据减小的重力势能，并没有完全由摩擦力做功转化30 / 37 为内能，从而确定求解 【解答】解：（ 1）根据摩擦力做功表达式，则有：f=mg cos+mg （ x x1） =mgx ； （ 2、 3）根据动能定理，重力做功与摩擦力做功之和为零，mgh=mgx ， 为尽量简便的测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数， 因此还需要测量 A、 c 两点间的竖直高度差 h 与 A、 c 两点间的水平距离 x， 那么测量的滑动摩擦因数 = ； （ 4）竖直方向的分速度将损失，将导致 mgh mgx ， 那么测量的滑动摩擦因数与实际滑动摩擦因数相比，其值将偏大； 故答案为：（ 1） mgx ；（ 2） DE；（ 3）；（ 4）偏大 四、计算题（本题包含 5 小题，共 38 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） 19一位滑雪者质量为 60kg，从竖直高度为 20m 赛道顶端由静止滑下忽略阻力的情况下，滑雪者由顶端滑到赛道底端的过程中（重力加速度 g 取 l0m/s2）求： （ 1）重力做多少功？ 31 / 37 （ 2）滑到底端时速度大小是多少？ 【考点】功的计算；机械能守恒定律 【分析】根据下降的高度求出重力做功的大小，由动能定理求出到达底端时的速度大小 【解答】解：（ 1）由重力做功表达式有： WG=mgh=601020=12000j （ 2）由动能定理或机械能守恒定律有： WG=mv2 代入数据解得： v=20m/s 答：（ 1）重力做功为 12000j； （ 2）滑到底端时速度大小是 20m/s 20质量为 m 的物体静置于水平地面上，现对物体施以水平方向的恒定拉力， ts末物体的速度到达 v 时撤去拉力，物体运动的 v t 图象如图所示，求： （ 1）滑动摩擦力在（ 0 3t） s 内做的功； （ 2）拉力在 ts末的功率 【考点】功率、平均功率和瞬时功率；功的计算 【分析】物体先做匀加速直线运动 ，后做匀加速直线运动，v t 图象的斜率表示加速度，根据牛顿第二定律求解拉力和摩擦力，根据面积求解位移，然后求解功 32 / 37 【解答】解：（ 1）在 t 3t内，物体在动摩擦力的作用下做匀减速运动，有： 根据牛顿第二定律可知 f=ma2= 0 3t内通过的位移为 x= 故摩擦力做功为 W= fx= （ 2）在 0 t 内加速度为 根据牛顿第二定律可知 F f=ma1 P=Fv 联立解得 P= 答：（ 1）滑动摩擦力在（ 0 3t） s 内做的功 （ 2）拉力在 ts末的功率为 21如图所示，倾角为 =45 的粗糙 平直导轨与半径为 R的光滑圆环轨道相切，切点为 B，整个轨道处在竖直平面内一质量为 m 的小滑块从导轨上离地面高为 h=3R 的 D 处无初速下滑进入圆环轨道接着小滑块从圆环最高点 c 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心 o 等高的 P 点，不计空气阻力求： （ 1）滑块运动到圆环最高点 c 时的速度的大小； （ 2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小； （ 3）滑块在