陕西省西安市长安一中高一物理下学期期末试卷（含解析）.doc

陕西省西安市长安一中2015-2016学年高一（下）期末物理试卷一、选择题（本题包括15小题，每小题4分，共计60分其中第1-10题为单选题，第11-15题为多选题单选题有且仅有一个选项正确，选对得4分，选错或不答得0分多选题至少有两个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1下列说法不正确的是（）a曲线运动一定是变速运动b两个直线运动的合运动不一定是直线运动c平抛运动可以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d匀速圆周运动是匀变速曲线运动2如图所示，重物m沿竖直杆下滑，并通过绳带动小车沿斜面升高问：当滑轮右侧的绳与竖直方向成角，且重物下滑的速率为v时，小车的速度为（）avsinbvcosc d3一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽150m，水流速度为4m/s的河流中渡河，则该小船（）a能垂直到达正对岸b渡河的时间可能少于50 sc以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200 md以最短位移渡河时，位移大小为150 m4如图所示，ab为半圆环acb的水平直径，c为环上的最低点，环半径为r一个小球从a点以速度v0水平抛出，不计空气阻力则下列判断正确的是（）a要使小球掉到环上时的竖直分速度最大，小球应该落在bc之间b即使v0取值不同，小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同c若v0取值适当，可以使小球垂直撞击半圆环d无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环5用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，细线的张力为ft，则ft随2变化的图象是下图中的（）a b c d6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，下列表述正确的是（）a卫星距离地面的高度为b卫星的运行速度小于第一宇宙速度c卫星运行时受到的向心力大小为gd卫星运行的向心加速度大于地球表面的重力加速度7一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力f作用，如图所示下列判断正确的是（）a02 s内外力的平均功率是4 wb第2 s内外力所做的功是4 jc第2 s末外力的瞬时功率最大d第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9：58荡秋千是一种常见的休闲娱乐活动，也是我国民族运动会上的一个比赛项目，若秋千绳的长度约为2m，荡到最高点时，秋千绳与竖直方向成60角，如图所示，人在从最高点到最低点的运动过程中，以下说法正确的是（）a最低点的速度大约为5m/sb在最低点时的加速度为零c合外力做的功等于增加的动能d重力做功的功率逐渐增加9如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛下列说法正确的有（）a重力做功大小相等b运动过程中的重力平均功率相等c它们的末动能相同d它们落地时重力的瞬时功率相等10a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，abc=120现将三个等量的正点电荷+q分别固定在a、b、c三个顶点上，下列说法正确的有（）ad点电场强度的方向由d指向obo点电场强度的方向由d指向ocd点的电场强度大于o点的电场强度dd点的电场强度小于o点的电场强度11质量为2103 kg、发动机的额定功率为80kw的汽车在平直公路上行驶若该汽车所受阻力大小恒为4103 n，则下列判断中正确的有（）a汽车的最大速度是10 m/sb汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动，启动后第2 s末时发动机的实际功率是32 kwc汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动，匀加速运动所能维持的时间为10 sd若汽车保持额定功率启动，则当其速度为5 m/s时，加速度为6 m/s212如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体a和b，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为ra=r，rb=2r，与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力下列说法正确的是（）a此时绳子张力为t=3mgb此时圆盘的角速度为=c此时a所受摩擦力方向沿半径指向圈外d此时烧断绳子，a仍相对盘静止，b将做离心运动132016年4月24日为首个“中国航天日”，中国航天事业取得了举世瞩目的成绩我国于16年1月启动了火星探测计划，假设将来人类登上了火星，航天员考察完毕后，乘坐宇宙飞船离开火星时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法，正确的是（）a飞船在轨道上运动到p点的速度小于在轨道上运动到p点的速度b飞船绕火星在轨道上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以与轨道同样的轨道半径运动的周期相同c飞船在轨道上运动到p点时的加速度大于飞船在轨道上运动到p点时的加速度d飞船在轨道上运动时，经过p点时的速度大于经过q点时的速度14如图所示，在倾角=30的光滑斜面上有一垂直于斜面的固定挡板c，质量相等的两木块a、b用一劲度系数为k的轻弹簧相连，系统处于静止状态，弹簧压缩量为l如果用平行斜面向上的恒力f（f=mag）拉a，当a向上运动一段距离x后撤去f，a运动到最高处b刚好不离开c，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）aa沿斜面上升的初始加速度大小为gba上升的竖直高度最大为2lcl等于xd拉力f的功率随时间均匀增加15如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于o点（图中未标出）物块的质量为m，ab=a，物块与桌面间的动摩擦因数为现用水平向右的力将物块从o点拉至a点，拉力做的功为w撤去拉力后物块由静止向左运动，经o点到达b点时速度为零重力加速度为g 则上述过程中（）a物块在a点时，弹簧的弹性势能等于wmgab物块在b点时，弹簧的弹性势能小于wmgac经o点时，物块的动能小于wmgad物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在b点时弹簧的弹性势能二、实验题（共3小题，共计22分）16如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm如果取g=10m/s2，那么，（1）闪光的时间间隔是s；（2）小球做平抛运动的初速度的大小是m/s；（3）小球经过b点时的速度大小是m/s17某实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行打点计时器的工作频率为50hz（1）实验中木板略微倾斜，这样做；a是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑b是为了增大小车下滑的加速度c可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功d可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为w1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2w1橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出根据第四次的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为m/s若根据多次测量数据画出的wv图象如图3所示，根据图线形状，可知对w与v的关系符合实际的是图18实验复习：（1）在进行验证机械能守恒定律的实验中，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压交流电源、天平、秒表、导线、开关、重锤其中不必要的器材是，缺少的器材是（2）在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50hz，查得当地的重力加速度g=9.8m/s2，实验中得到一条点迹清楚的纸带如图所示，把第一个点记作o，另选连续的4个点a、b、c、d作为测量的点，经测量a、b、c、d各点到o的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm根据以上数据，可知重物由o点运动到c点，重力势能减少量等于j，动能的增加量等于j（可设重物质量为m，结果均取三位有效数字）通过实验得出的结论为：在实验允许误差范围内，可认为重物下落过程中，机械能三、计算题（共3小题，共计28分）19我国“嫦娥三号”探月卫星已成功发射，设卫星距月球表面的高度为h，做匀速圆周运动的周期为t，已知月球半径为r，引力常量为g，求：（1）月球表面的重力加速度g（2）月球的第一宇宙速度v20如图所示，一质量m=250g小球以初速度v0=3m/s，从斜面底端正上方某处水平抛出，垂直打在倾角为37的斜面上，g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8则小球打在斜面时重力的瞬时功率是多少？21如图所示，传送带与水平面之间的夹角为=37，以v=2m/s的恒定速率逆时针转动一个质量为m=1kg的小物块以初速度v0=10m/s从传送带两端a、b之间的中点开始沿传送带向上运动已知物体与传送带之间的动摩擦因数为=0.5，a、b之间的距离为l=20.4m求：（g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）（1）物体沿传送带向上运动的最大距离为多少？（2）物体在传送带上运动的总时间？（3）物体在传送带上由于摩擦而产生的热量为多少？2015-2016学年陕西省西安市长安一中高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题包括15小题，每小题4分，共计60分其中第1-10题为单选题，第11-15题为多选题单选题有且仅有一个选项正确，选对得4分，选错或不答得0分多选题至少有两个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1下列说法不正确的是（）a曲线运动一定是变速运动b两个直线运动的合运动不一定是直线运动c平抛运动可以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d匀速圆周运动是匀变速曲线运动【分析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，但合外力的大小、方向不一定变化；两个直线运动的合运动是什么样的运动，还是要由合力的方向与速度方向之间的关系来判断【解答】解：a、曲线运动它的速度的方向一定是变化的，因速度的变化包括大小变化或方向的改变，所以曲线运动一定是变速运动，故a正确b、两个直线运动的合运动是什么样的运动，就看合成之后的合力是不是与合速度在同一条直线上，如水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动，也就是平抛运动就是曲线运动；而两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动故b正确c、平抛运动可以沿水平方向与竖直方向分解，分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动，故c正确d、匀速圆周运动的加速度的方向绳子指向圆心没发现不断变化，不是匀变速曲线运动故d不正确本题选择不正确的，故选：d【点评】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，还有对运动合成的理解，但只要掌握了物体做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了2如图所示，重物m沿竖直杆下滑，并通过绳带动小车沿斜面升高问：当滑轮右侧的绳与竖直方向成角，且重物下滑的速率为v时，小车的速度为（）avsinbvcosc d【分析】物体m以速度v沿竖直杆匀速下滑，绳子的速率等于物体m的速率，将m物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于绳速，由几何知识求解m的速率，从而即可求解【解答】解：将m物体的速度按图示两个方向分解，如图所示，得绳子速率为：v绳=vcos而绳子速率等于物体m的速率，则有物体m的速率为：vm=v绳=vcos故选：b【点评】本题通常称为绳端物体速度分解问题，容易得出这样错误的结果：将绳的速度分解，如图得到v=v绳sin，一定注意合运动是物体的实际运动3一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽150m，水流速度为4m/s的河流中渡河，则该小船（）a能垂直到达正对岸b渡河的时间可能少于50 sc以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200 md以最短位移渡河时，位移大小为150 m【分析】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，最短的时间主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短；如果船在静水中的速度小于河水的流速，则合速度不可能垂直河岸，那么，小船不可能垂直河岸正达对岸【解答】解：a、因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸故a错误b、当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短：tmin=50s，故b错误c、船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移：x=v水tmin=450m=200m，即到对岸时被冲下200m，故c正确d、因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸所以由三角形的相似得最短位移为：s=150=200m故d错误故选：c【点评】小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度4如图所示，ab为半圆环acb的水平直径，c为环上的最低点，环半径为r一个小球从a点以速度v0水平抛出，不计空气阻力则下列判断正确的是（）a要使小球掉到环上时的竖直分速度最大，小球应该落在bc之间b即使v0取值不同，小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同c若v0取值适当，可以使小球垂直撞击半圆环d无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环【分析】小球做平抛运动，可分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动，应用平抛运动规律分析答题【解答】解：a、小球在竖直方向做自由落体运动，在竖直方向上：vy2=2gh，vy=，由此可知，竖直分位移h越大，小球的竖直分速度越大，小球落在最低点c时的竖直分位移最大，此时的竖直分速度最大，故a错误；b、小球抛出时的初速度不同，小球落在环上时速度方向与水平方向夹角不同，故b错误；c、假设小球与bc段垂直撞击，设此时速度与水平方向的夹角为，知撞击点与圆心的连线与水平方向的夹角为连接抛出点与撞击点，与水平方向的夹角为根据几何关系知，=2因为平抛运动速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，即tan=2tan与=2相矛盾则不可能与半圆弧垂直相撞，故c错误，d正确；故选：d【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，知道平抛运动速度与水平方向的夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的两倍5用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，细线的张力为ft，则ft随2变化的图象是下图中的（）a b c d【分析】分析小球的受力，判断小球随圆锥作圆周运动时的向心力的大小，进而分析t随2变化的关系，但是要注意的是，当角速度超过某一个值的时候，小球会飘起来，离开圆锥，从而它的受力也会发生变化，t与2的关系也就变了【解答】解：设绳长为l，锥面与竖直方向夹角为，当=0时，小球静止，受重力mg、支持力n和绳的拉力ft而平衡，ft=mgcos0，所以a项、b项都不正确；增大时，ft增大，n减小，当n=0时，角速度为0当0时，由牛顿第二定律得，ftsinncos=m2lsin，ftcos+nsin=mg，解得ft=m2lsin2+mgcos；当0时，小球离开锥子，绳与竖直方向夹角变大，设为，由牛顿第二定律得ftsin=m2lsin，所以ft=ml2，此时图象的反向延长线经过原点可知ft2图线的斜率变大，所以c项正确，d错误故选：c【点评】本题很好的考查了学生对物体运动过程的分析，在转的慢和快的时候，物体的受力会变化，物理量之间的关系也就会变化6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，下列表述正确的是（）a卫星距离地面的高度为b卫星的运行速度小于第一宇宙速度c卫星运行时受到的向心力大小为gd卫星运行的向心加速度大于地球表面的重力加速度【分析】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、万有引力提供向心力= r=r+hh=r，故a错误b、第一宇宙速度为v1=，故b正确c、卫星运行时受到的向心力大小是，故c错误d、地表重力加速度为g=，卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故d错误故选b【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7一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力f作用，如图所示下列判断正确的是（）a02 s内外力的平均功率是4 wb第2 s内外力所做的功是4 jc第2 s末外力的瞬时功率最大d第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9：5【分析】根据牛顿第二定律求出01s内和12s内的加速度，结合位移时间公式分别求出两段时间内的位移，从而得出两段时间内外力做功的大小，结合平均功率的公式求出外力的平均功率根据速度时间公式分别求出第1s末和第2s末的速度，结合瞬时功率的公式求出外力的瞬时功率【解答】解：a、01s内，物体的加速度，则质点在01s内的位移，1s末的速度v1=a1t1=31m/s=3m/s，第2s内物体的加速度，第2s内的位移=，物体在02s内外力f做功的大小w=f1x1+f2x2=31.5+13.5j=8j，可知02s内外力的平均功率p=，故a正确b、第2s内外力做功的大小w2=f2x2=13.5j=3.5j，故b错误c、第1s末外力的功率p1=f1v1=33w=9w，第2s末的速度v2=v1+a2t2=3+11m/s=4m/s，则外力的功率p2=f2v2=14w=4w，可知第2s末功率不是最大，第1s末和第2s末外力的瞬时功率之比为9：4，故c、d错误故选：a【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法8荡秋千是一种常见的休闲娱乐活动，也是我国民族运动会上的一个比赛项目，若秋千绳的长度约为2m，荡到最高点时，秋千绳与竖直方向成60角，如图所示，人在从最高点到最低点的运动过程中，以下说法正确的是（）a最低点的速度大约为5m/sb在最低点时的加速度为零c合外力做的功等于增加的动能d重力做功的功率逐渐增加【分析】秋千在下摆过程中，受到的绳子拉力与速度垂直，不做功，故其机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求解荡到最低点时秋千的速度，由a=求在最低点时的加速度根据动能定理分析合外力做功与动能增量的关系分析最高点与最低点重力的瞬时功率，从而判断重力做功功率的变化情况【解答】解：a、秋千在下摆过程中，由机械能守恒定律得： mgl（1cos60）=mv2；解得：v=2（m/s）4.47m/s，所以最低点的速度大约为5m/s，故a正确b、在最低点时的加速度为 a=g，故b错误c、根据动能定理得：合外力做的功等于增加的动能，故c正确d、在最高点，秋千的速度为零，重力的瞬时功率为零在最低点，重力与速度垂直，重力的瞬时功率也为零所以重力做功的功率先增加后减小，故d错误故选：ac【点评】本题是单摆类型，机械能守恒是基本规律，也可以运用动能定理求最低点的速度对于重力做功的功率，根据特殊位置进行判断9如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛下列说法正确的有（）a重力做功大小相等b运动过程中的重力平均功率相等c它们的末动能相同d它们落地时重力的瞬时功率相等【分析】a做的是匀变速直线运动，b是自由落体运动，c是平抛运动，根据它们各自的运动的特点可以分析运动的时间和末速度的情况，由功率的公式可以得出结论【解答】解：a、a、b、c三个小球的初位置相同，它们的末位置也相同，由于重力做功只与物体的初末位置有关，所以三个球的重力做功相等，所以a正确b、由a的分析可知，三个球的重力做功相等，但是三个球得运动的时间并不相同，其中bc的时间相同，a的运动的时间要比bc的长，所以a的平均功率最小，所以运动过程中重力的平均功率不相等，所以b错误c、由动能定理可知，三个球的重力做功相等，它们的动能的变化相同，但是c是平抛的，所以c有初速度，故c的末动能要大，所以c错误d、三个球的重力相等，但是它们的竖直方向上的末速度不同，所以瞬时功率不可能相等，所以d错误故选：a【点评】在计算瞬时功率时，只能用p=fv来求解，用公式p=求得是平均功率的大小，在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择10a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，abc=120现将三个等量的正点电荷+q分别固定在a、b、c三个顶点上，下列说法正确的有（）ad点电场强度的方向由d指向obo点电场强度的方向由d指向ocd点的电场强度大于o点的电场强度dd点的电场强度小于o点的电场强度【分析】判断电场的方向时，由于ac两个电荷分别在d点的两侧，呈对称状态，故它们在d点场强的水平方向的分量相等，竖直方向的分量叠加；在计算电场强度的大小时，我们设的是菱形的边长，因为菱形的连长都是相等的【解答】解：ab、由电场的叠加原理可知，d点电场方向由o指向d，o点电场强度的方向也是由o指向d，故ab错误cd、设菱形的边长为r，根据公式e=k，分析可知三个点电荷在d产生的场强大小e相等，由电场的叠加可知，d点的场强大小为：ed=2ko点的场强大小为eo=4k，可见，d点的电场强度小于o点d的电场强，即edeo，故c错误，d正确故选：d【点评】电场强度的叠加原理：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫电场强度的叠加电场强度的叠加遵循平行四边形定则在求解电场强度问题时，应分清所叙述的场强是合场强还是分场强，若求分场强，要注意选择适当的公式进行计算；若求合场强时，应先求出分场强，然后再根据平行四边形定则求解11质量为2103 kg、发动机的额定功率为80kw的汽车在平直公路上行驶若该汽车所受阻力大小恒为4103 n，则下列判断中正确的有（）a汽车的最大速度是10 m/sb汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动，启动后第2 s末时发动机的实际功率是32 kwc汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动，匀加速运动所能维持的时间为10 sd若汽车保持额定功率启动，则当其速度为5 m/s时，加速度为6 m/s2【分析】当牵引力等于阻力时，速度最大，根据p=fv求出汽车的最大速度根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，结合速度时间公式求出2s末的速度，根据p=fv求出发动机的实际功率根据p=fv求出匀加速直线运动的末速度，结合速度时间公式求出匀加速直线运动的时间根据p=fv求出速度为5m/s时的牵引力，结合牛顿第二定律求出汽车的加速度【解答】解：a、当牵引力等于阻力时，速度最大，根据p=fvm得，汽车的最大速度，故a错误b、根据牛顿第二定律得，ff=ma，解得f=f+ma=4000+20002n=8000n，第2s末的速度v=at=22m/s=4m/s，第2s末发动机的实际功率p=fv=80004w=32kw，故b正确c、匀加速直线运动的末速度v=，匀加速直线运动的时间t=，故c错误d、当汽车速度为5m/s时，牵引力f=，根据牛顿第二定律得，汽车的加速度a=，故d正确故选：bd【点评】解决本题的关键会通过汽车受力情况判断其运动情况，知道汽车在平直路面上行驶时，当牵引力与阻力相等时，速度最大12如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体a和b，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为ra=r，rb=2r，与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力下列说法正确的是（）a此时绳子张力为t=3mgb此时圆盘的角速度为=c此时a所受摩擦力方向沿半径指向圈外d此时烧断绳子，a仍相对盘静止，b将做离心运动【分析】两物块a和b随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，ab都到达最大静摩擦力，由牛顿第二定律求出a、b两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度及绳子的拉力【解答】解：a、两物块a和b随着圆盘转动时，合外力提供向心力，则f=m2r，b的半径比a的半径大，所以b所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，b的静摩擦力方向指向圆心，a的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律得：tmg=m2rt+mg=m22r解得：t=3mg，故a错误，bc正确；d、此时烧断绳子，a的最大静摩擦力不足以提供向心力，则a做离心运动，故d错误故选：bc【点评】解决本题的关键是找出向心力的来源，知道ab两物体是由摩擦力和绳子的拉力提供向心力，难度不大，属于基础题132016年4月24日为首个“中国航天日”，中国航天事业取得了举世瞩目的成绩我国于16年1月启动了火星探测计划，假设将来人类登上了火星，航天员考察完毕后，乘坐宇宙飞船离开火星时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法，正确的是（）a飞船在轨道上运动到p点的速度小于在轨道上运动到p点的速度b飞船绕火星在轨道上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以与轨道同样的轨道半径运动的周期相同c飞船在轨道上运动到p点时的加速度大于飞船在轨道上运动到p点时的加速度d飞船在轨道上运动时，经过p点时的速度大于经过q点时的速度【分析】根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道上运动时，在p点速度大于在q点的速度飞船从轨道转移到轨道上运动，必须在p点时，点火加速，使其速度增大做离心运动，即机械能增大飞船在轨道上运动到p点时与飞船在轨道上运动到p点时有r相等，则加速度必定相等根据万有引力提供向心力与周期的关系确【解答】解：a、飞船在轨道上经过p点时，要点火加速，使其速度增大做离心运动，从而转移到轨道上运动所以飞船在轨道上运动时经过p点的速度小于在轨道上运动时经过p点的速度故a正确b、根据周期公式t=2，虽然r相等，但是由于地球和火星的质量不等，所以周期t不相等故b错误c、飞船在轨道上运动到p点时与飞船在轨道上运动到p点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等故c错误d、根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道上运动时，在近地点p点速度大于在q点的速度故d正确故选：ad【点评】本题要知道飞船在轨道上运动到p点时与飞船在轨道上运动到p点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，与轨道和其它量无关14如图所示，在倾角=30的光滑斜面上有一垂直于斜面的固定挡板c，质量相等的两木块a、b用一劲度系数为k的轻弹簧相连，系统处于静止状态，弹簧压缩量为l如果用平行斜面向上的恒力f（f=mag）拉a，当a向上运动一段距离x后撤去f，a运动到最高处b刚好不离开c，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）aa沿斜面上升的初始加速度大小为gba上升的竖直高度最大为2lcl等于xd拉力f的功率随时间均匀增加【分析】根据牛顿第二定律求出a初始的加速度抓住b刚好不离开c，根据平衡求出伸长量，结合压缩量求出a上升的最大高度结合v的变化判断拉力f功率的变化根据能量守恒，抓住初末状态弹性势能相等，求出l与x的关系【解答】解：a、开始弹簧处于压缩，对a分析，有：kx1=mgsin，当施加恒力f时，初始加速度a=，故a正确b、a运动到最高处b刚好不离开c，可知弹簧处于伸长状态，弹簧的伸长量为：，则a上升的竖直高度为：h=（x1+x2）sin30=，故b错误c、根据能量守恒得，fx=mgh，解得x=l，故c正确d、在上升的过程中a的加速度在变化，则速度v不是均匀增加，则拉力的功率不是均匀增加，故d错误故选：ac【点评】本题考查了牛顿第二定律、能量守恒定律、共点力平衡的基本运用，注意初末状态弹簧的弹性势能相等，通过能量守恒求解x15如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于o点（图中未标出）物块的质量为m，ab=a，物块与桌面间的动摩擦因数为现用水平向右的力将物块从o点拉至a点，拉力做的功为w撤去拉力后物块由静止向左运动，经o点到达b点时速度为零重力加速度为g 则上述过程中（）a物块在a点时，弹簧的弹性势能等于wmgab物块在b点时，弹簧的弹性势能小于wmgac经o点时，物块的动能小于wmgad物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在b点时弹簧的弹性势能【分析】到达b点时速度为0，但加速度不一定是零，即不一定合力为0，这是此题的不确定处弹簧作阻尼振动，如果接触面摩擦系数很小，则动能为最大时时弹簧伸长量较小（此时弹力等于摩擦力mg），而弹簧振幅变化将很小，b点弹簧伸长大于动能最大点；如果较大，则动能最大时，弹簧伸长量较大，（因弹力等于摩擦力，较大，摩擦力也较大，同一个弹簧，则需要较大伸长量，弹力才可能与摩擦力平衡），而此时振幅变化很大，即振幅将变小，则物块将可能在离o点很近处，就处于静止（速度为0，加速度也为0），此时b点伸长量可能小于动能最大时伸长量，b点势能可能小于动能最大处势能至于物块在a点或b点时弹簧的弹性势能，由功能关系和动能定理分析讨论即可【解答】解：a、如果没有摩擦力，则o点应该在ab中间，由于有摩擦力，物体从a到b过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的b点，也即o点靠近b点故oa，此过程物体克服摩擦力做功大于，所以物块在a点时，弹簧的弹性势能小于，故a错误；b、由a分析得物块从开始运动到最终停在b点，路程大于a+=，故整个过程物体克服阻力做功大于，故物块在b点时，弹簧的弹性势能小于，故b正确；c、从o点开始到再次到达o点，物体路程大于a，故由动能定理得，物块的动能小于wmga，故c正确；d、物块动能最大时，弹力等于摩擦力，而在b点弹力与摩擦力的大小关系未知，故物块动能最大时弹簧伸长量与物块在b点时弹簧伸长量大小未知，故此两位置弹性势能大小关系不好判断，故d错误故选：bc【点评】利用反证法得到o点并非ab连线的中点是很巧妙的，此外要求同学对功能关系和动能定理理解透彻二、实验题（共3小题，共计22分）16如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm如果取g=10m/s2，那么，（1）闪光的时间间隔是0.1s；（2）小球做平抛运动的初速度的大小是1.5m/s；（3）小球经过b点时的速度大小是2.5m/s【分析】正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解【解答】解：（1）在竖直方向上有：h=gt2，其中h=（53）5cm=10cm=0.1m，代入求得：t=0.1s，（2）水平方向匀速运动，有：s=v0t，其中s=3l=15cm=0.15m，t=t=0.1s，代入解得：v0=1.5m/s（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在b点有：所以b点速度为：故答案为：0.1；1.5；2.5【点评】对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题17某实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行打点计时器的工作频率为50hz（1）实验中木板略微倾斜，这样做cd；a是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑b是为了增大小车下滑的加速度c可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功d可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为w1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2w1橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出根据第四次的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为2.00m/s若根据多次测量数据画出的wv图象如图3所示，根据图线形状，可知对w与v的关系符合实际的是图c【分析】（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功；纸带在橡皮条的作用下做加速运动，橡皮条做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动（2）明确实验原理以及实验目的即可知了解具体的实验操作；纸带上点距均匀时，表示小车已经做匀速直线运动，据此可求出小车做匀速运动时的速度大小，即为最终小车获得的速度大小；（3）根据图象特点，利用数学知识可正确得出结论【解答】解：（1）使木板倾斜，小车受到的摩擦力与小车所受重力的分量大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上受到的合力为零，小车可以在斜面上静止或做匀速直线运动；小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故ab错误，cd正确；故选：cd（2）各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，由图可知，两个相邻的点之间的距离是4.00cm时做匀速直线运动，利用公式：可得：（3）由动能定理得：w=mv2，w与v是二次函数关系，由图示图象可知，c正确，故选：c故答案为：（1）cd；（2）2.00；（3）c【点评】本题关键要明确该实验的实验原理、实验目的，即可了解具体操作的含义，以及如何进行数据处理；数据处理时注意数学知识的应用，本题是考查应用数学知识解决物理问题的好题18实验复习：（1）在进行验证机械能守恒定律的实验中，有下列器材可供选择：铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压交流电源、天平、秒表、导线、开关、重锤其中不必要的器材是天平和秒表，缺少的器材是刻度尺（2）在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50hz，查得当地的重力加速度g=9.8m/s2，实验中得到一条点迹清楚的纸带如图所示，把第一个点记作o，另选连续的4个点a、b、c、d作为测量的点，经测量a、b、c、d各点到o的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm根据以上数据，可知重物由o点运动到c点，重力势能减少量等于7.62mj，动能的增加量等于7.56mj（可设重物质量为m，结果均取三位有效数字）通过实验得出的结论为：在实验允许误差范围内，可认为重物下落过程中，机械能守恒【分析】（1）在验证机械能守恒的实验中，验证动能的增加量与重力势能的减小量是否相等，所以要测重锤下降的距离和瞬时速度，测量瞬时速度和下降的距离均需要刻度尺，不需要秒表，重锤的质量可测可不测（2）纸带实验中，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，从而求出动能，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值【解答】解：（1）其中不必要的器材是：因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去，不需要用天平不需要秒表，打点计时器本身可以表示出时间缺少的器材是：刻度尺，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度（2）重力势能减小量为：ep=mgh=m9.80.7776j=7.62mj在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：vc=m/s3.89m/s得：ek=mvc2=7.56mj故可以得出结论：在实验允许误差范围内，可认为重物下落过程中，机械能守恒故答案为：（1）天平和秒表；刻度尺；（2）7.62m； 7.52m； 守恒【点评】纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留三、计算题（共3小题，共计28分）19我国“嫦娥三号”探月卫星已成功发射，设卫星距月球表面的高度为h，做匀速圆周运动的周期为t，已知月球半径为r，引力常量为g，求：（1）月球表面的重力加速度g（2）月球的第一宇宙速度v【分析】（1）根据万有引力提供向心力，结合卫星的轨道半径和周期求出月球的质量由万有引力等于重力求得加速度g，（2）根据重力提供向心力可确定其第一宇宙速度【解答】解：（1）根据解得月球的质量为：m=，表面的重力加速度为：g=（2）第一宇宙速度为v，由mg