江苏省淮安市东方双语学校高一物理下学期期末试卷（含解析）.doc

江苏省淮安市东方双语学校2014-2015学年高一下学期期末物试卷 一、本题共10小题，每小题3分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确选对的得3分，选错或不答的得0分。1第一次通过实验较准确测出万有引力常量g的科学家是( )a卡文迪许b开普勒c亚当斯d牛顿2某物体做匀速圆周运动，下列描述其运动的物理量中，恒定不变的是( )a向心力b向心加速度c线速度d周期3真空中，a、b两点电荷间的距离为r，静电力为f，若仅将两点电荷间的距离增大为4r，a、b间的静电力将变为( )a4fbfc16fdf4如图a、b所示，分别用等大的拉力f作用在同一物体上，使物体沿水平面向右运动相同的位移sa中拉力f水平向右，水平面光滑，拉力f做功为wa，b中拉力f斜向右上方，与水平方向间的夹角为，物体与水平面间有摩擦力，拉力f做功为wb，则( )awa=wbbwawbcwawbd以上三种情况都有可能5如图所示，物块a放在水平圆盘上，水平圆盘绕过圆心o的竖直轴匀速转动，物块a与盘保持相对静止关于物块a，下列说法中正确的是( )a处于平衡状态b受到的摩擦力始终指向圆心oc做匀变速曲线运动d受到重力、支持力、摩擦力、向心力共四个力的作用6如图所示为等量异种点电荷的电场线，a、b、c、d分别为点电荷连线和点电荷连线的中垂线上的点，则( )aa点处的电场强度最大bb点处的电场强度最大ca点的电势低于b点的电势dd点的电势高于c点的电势7如图所示，质量为m的物体在外力作用下从a点分别沿abc和adc轨迹运动到其左下方的c点已知a点与c点间的高度差为h，物体两次运动的时间均为t，重力加速度为g，则以下说法中正确的是( )a物体沿abc轨迹运动时，重力势能先减小后增大b两次运动过程中重力做功的平均功率相等c物体沿abc轨迹运动时，重力做功大于mghd物体沿adc轨迹运动时，重力做功大于mgh8有两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星a和b，它们的轨道半径分别为ra和rb，已知rarb设a和b运行的线速度分别为va、vb，周期分别为ta、tb，则( )ava=vbbvavbctatbdtatb9如图甲所示，质量m=2kg的物体以100j的初动能在粗糙的水平地面上滑行，其动能ek随位移s变化的关系图象如图乙所示，则下列判断中错误的是( )a物体运动的总位移大小为10mb物体运动的加速度大小为10m/s2c物体运动的初速度大小为10m/sd物体所受的摩擦力大小为10n10如图所示，一根轻质弹簧竖直固定在水平桌面上，弹簧处于自由状态时，上端在b位置，一个质量为m的小球从c处自由下落，落到弹簧上并能压缩弹簧至最低点a位置，则在小球向下运动的过程中，下列说法中正确的是( )a从c到a的过程中，小球的机械能守恒b从b到a的过程中，小球的动能一直减小c从b到a的过程中，小球减少的动能等于弹簧增加的弹性势能d从c到a的过程中，小球减少的重力势能等于弹簧增加的弹性势能二、本题共5小题，每小题4分，共20分在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分11根据下列提供的物理量，可以求出地球质量的是（已知万有引力常量为g）( )a地球的半径r和月亮绕地球运转的线速度vb地球绕太阳运动的周期t和公转的半径rc地球表面的重力加速度g和地球的半径rd月亮绕地球运转的半径r和周期t12如图所示，平行板电容器的极板b固定且与静电计相连，极板a可以自由移动，现使电容器带电后与电源断开，静电计的指针偏转一定角度若整个装置放在真空的环境里，以下操作能使静电计指针的偏转角变大的是( )a将极板a向右水平移动一小段距离b将极板a向左水平移动一小段距离c将极板a向上竖直移动一小段距离d在极板a、b间插入电介质13如图所示，质量分别为m、m（mm）的物体a、b由轻质细线连接，挂在光滑的滑轮上由静止释放，在a下落的过程中，则( )a细线中的拉力为零ba增加的动能小于其减小的重力势能ca下落h高度时，b的动能增加了mghda减小的机械能等于b增加的机械能14如图所示，一物块放在水平木板上，用手托住木板使两者一起在竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动，ac为圆轨道的水平直径，bd为圆轨道竖直直径运动中木板始终保持水平且物块相对木板静止，则( )a在b点时，物块所受摩擦力为零b在a点时，物块所受摩擦力为零c在d点时，物块对木板的压力大于其受到的重力d在c点时，物块对木板的压力小于其受到的重力15如图所示，mn、pq为水平放置的平行金属板，mn板带正电，pq板带负电，两板间的电压为u，极板的长度为l，一个质量为m、电荷量为q的粒子以水平初速度v0沿平行板中线oo射入板间，运动轨迹如图中实线所示，不计粒子的重力，则( )a粒子带正电b粒子通过板间的时间为c若只减小两板间的电压u，粒子通过板间的时间仍为d若只减小射入的初速度v0，当粒子射出板间电场时，其沿垂直极板方向偏转的距离将变大三、本题共2小题，共14分16小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了测量自行车骑行速度的实验方案，他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度如图所示是自行车的传动示意图，其中是大齿轮（脚踏板），是小齿轮，是后轮某匀速骑行时测得大齿轮在时间t内转动了n圈，则大齿轮的转动周期是_，角速度是_若要知道此时自行车前进的速度，除了要测量大齿轮的半径r1，小齿轮的半径r2外，还需要测量的物理量（及表示该物理量的字母）是_设车轮与地面间没有相对滑动，则用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式为_17某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减小的重力势能mgh和增加的动能mv2，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒请根据实验原理和步骤完成下列问题：（1）关于上述实验，下列说法中正确的是_a重物最好选择密度较小的木块b重物的质量可以不测量c实验中应先接通电源，后释放纸带d可以利用公式v=来求解瞬时速度（2）如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的o点是起始点，选取纸带上连续的点a、b、c、d、e、f作为计数点，并测出各计数点到o点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm已知打点计时器所用的电源是50hz的交流电，重锤的质量为0.5kg则从计时器打下点o到打下点d的过程中，重物减小的重力势能ep=_j重物增加的动能ek=_j，两者不完全相等的原因可能是_（重力加速度g取9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字）（3）实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点a、b、c、d、e、f各点的瞬时速度v，以各计数点到a点的距离h为横轴，v2为纵轴作出图象，如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是_四、本题共3小题，共36分。18如图所示，ab为两块正对的平行金属板，a板带负电，b板带正电，板间电压为u一电子从a板上的小孔p处进入电场，在电场力作用下向b板运动已知电子在小孔p处的初速度为零，u=180v，电子的质量m=0.91030kg，电子的电荷量e=1.61019c，不计电子受到的重力（1）求电子到达金属板b时的速度v；（2）若ab两板间的距离d=3cm，求板间电场强度e的大小；（3）求电子从p运动到b板的过程中电势能如何变化？变化了多少？19一辆汽车在平直公路上行驶，受到恒定的阻力作用已知阻力大小为f，汽车的质量为m（1）若汽车在恒定的牵引力f作用下由静止开始运动，求汽车行驶的距离为s时的速度v和功率p1；（2）若汽车以额定功率由静止启动，当行驶的时间为t时，速度达到最大值vm，求汽车的额定功率p0及在时间t内运动的位移s20如图所示，长为l的细线，一端栓有质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在o点，在o点的正下方距离o点为x的p点处固定有一钉子现将小球向右拉离平衡位置，使细线与竖直方向成60角时由静止释放，释放后小球将在竖直平面内摆动重力加速度为g（1）求小球运动到最低点时的速度大小v1；（2）若op间的距离x1=，求细线碰到钉子后的瞬间细线中的拉力大小f；（3）要使小球在运动的过程中细线始终处于绷直状态，求x的取值范围江苏省淮安市东方双语学校2014-2015学年高一下学期期末物理试卷一、本题共10小题，每小题3分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确选对的得3分，选错或不答的得0分。1第一次通过实验较准确测出万有引力常量g的科学家是( )a卡文迪许b开普勒c亚当斯d牛顿考点：物理学史专题：常规题型分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可解答：解：第一次通过实验较准确测出万有引力常量g的科学家是卡文迪许，故a正确，bcd错误；故选：a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，这也是考试内容之一2某物体做匀速圆周运动，下列描述其运动的物理量中，恒定不变的是( )a向心力b向心加速度c线速度d周期考点：线速度、角速度和周期、转速；向心加速度专题：平抛运动专题分析：匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，方向时刻改变，向心加速度、向心力的方向始终指向圆心解答：解：匀速圆周运动过程中，线速度大小不变，方向改变；向心加速度大小不变，方向始终指向圆心；向心力大小不变，方向始终指向圆心；周期不变故d正确，abc错误故选：d点评：解决本题的关键知道线速度、向心加速度、向心力是矢量，矢量只有在大小和方向都不变时，该量不变3真空中，a、b两点电荷间的距离为r，静电力为f，若仅将两点电荷间的距离增大为4r，a、b间的静电力将变为( )a4fbfc16fdf考点：库仑定律分析：由库仑力公式可得出两次作用力的表达式，则可求得距离减小后的相互作用力解答：解：由库仑定律可得：f=k； 变化后：f=k=f；故d正确、abc错误故选：d点评：本题考查库仑定律的直接应用，只需注意数值的变化即可顺利求出4如图a、b所示，分别用等大的拉力f作用在同一物体上，使物体沿水平面向右运动相同的位移sa中拉力f水平向右，水平面光滑，拉力f做功为wa，b中拉力f斜向右上方，与水平方向间的夹角为，物体与水平面间有摩擦力，拉力f做功为wb，则( )awa=wbbwawbcwawbd以上三种情况都有可能考点：功的计算专题：功的计算专题分析：明确两种情况下物体的受力情况，根据功的公式进行分析求解，再比较功的大小解答：解：由功的公式可知，wa=fs；wb=fscos；则有wawb故选：c点评：本题考查功的计算，要注意明确功的大小与其运动状态等无关；只与力和力的方向上的位移有关5如图所示，物块a放在水平圆盘上，水平圆盘绕过圆心o的竖直轴匀速转动，物块a与盘保持相对静止关于物块a，下列说法中正确的是( )a处于平衡状态b受到的摩擦力始终指向圆心oc做匀变速曲线运动d受到重力、支持力、摩擦力、向心力共四个力的作用考点：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：向心力，是使质点（或物体）作曲线运动时所需的指向曲率中心（圆周运动时即为圆心）的力物体做圆周运动时，沿半径指向圆心方向的外力（或外力沿半径指向圆心方向的分力）称为向心力，又称法向力是由合外力提供或充当的向心力物体绕圆盘中心做匀速圆周运动，合力提供向心力，物体所受的向心力由静摩擦力提供解答：解：a、物体做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向圆心，物体有加速度，处于非平衡状态，故a错误；b、受到的摩擦力始终指向圆心o，提供向心力，故b正确；c、物体加速度方向时刻改变，所以物体做变加速曲线运动，故c错误；d、物体受重力、支持力、静摩擦力，其中重力和支持力二力平衡，静摩擦力提供向心力，故d错误；故选：b点评：静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，本题中静摩擦力指向圆心，说明物体相对圆盘有向外滑动的趋势！6如图所示为等量异种点电荷的电场线，a、b、c、d分别为点电荷连线和点电荷连线的中垂线上的点，则( )aa点处的电场强度最大bb点处的电场强度最大ca点的电势低于b点的电势dd点的电势高于c点的电势考点：电场线分析：等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线根据电场线的方向可判断出a点的电势比中垂线的电势高在中垂线上离电荷的连线越近，电场线越密，场强越大解答：解：a、电场线越密，场强越大，根据电场线的疏密可知a处的电场强度最大，故a正确b、根据电场线的疏密可知，b处的电场强度最小，故b错误c、根据顺着电场线方向电势逐渐降低，可知，a点的电势高于b点的电势，故c错误d、c、d两点处于同一等势面上，电势相等，故d错误故选：a点评：本题的关键要掌握等量异种电荷电场线、等势线分布情况，知道电场线的两个意义：疏密表示场强的大小，方向表示电势高低7如图所示，质量为m的物体在外力作用下从a点分别沿abc和adc轨迹运动到其左下方的c点已知a点与c点间的高度差为h，物体两次运动的时间均为t，重力加速度为g，则以下说法中正确的是( )a物体沿abc轨迹运动时，重力势能先减小后增大b两次运动过程中重力做功的平均功率相等c物体沿abc轨迹运动时，重力做功大于mghd物体沿adc轨迹运动时，重力做功大于mgh考点：机械能守恒定律专题：机械能守恒定律应用专题分析：解答本题应明确得力做功和路径无关；取决于初末两点间的高度差；重力势能ep=mgh解答：解：a、物体沿abc运动时，高度先增大后减小；故重力势能先增大后减小；故a错误；b、重力做功和路径无关；取决于初末两点间的高度差；故两种情况下重力做功相等；均为mgh；由于时间相等，所以重力的平均功率相等；故b正确，cd错误；故选：b点评：本题考查重力势能及重力做功的规律，要注意明确重力做功和路径无关；只与物体下落的高度有关8有两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星a和b，它们的轨道半径分别为ra和rb，已知rarb设a和b运行的线速度分别为va、vb，周期分别为ta、tb，则( )ava=vbbvavbctatbdtatb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：根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、周期的表达式进行讨论即可解答：解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，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、地球质量为m，则，得：a、v=，根据rarb可知，vavb，故ab错误；c、t=根据rarb可知，tatb，故c正确，d错误故选：c点评：本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论9如图甲所示，质量m=2kg的物体以100j的初动能在粗糙的水平地面上滑行，其动能ek随位移s变化的关系图象如图乙所示，则下列判断中错误的是( )a物体运动的总位移大小为10mb物体运动的加速度大小为10m/s2c物体运动的初速度大小为10m/sd物体所受的摩擦力大小为10n考点：动能定理的应用专题：动能定理的应用专题分析：根据图象得出初动能和位移的大小，结合动能定理求出物体所受的摩擦力，根据牛顿第二定律求出物体的加速度解答：解：由图象可知，物体运动的总位移为10m，根据动能定理得，fx=0ek0，解得f=，故a、d正确根据牛顿第二定律得，物体运动的加速度大小a=，故b错误根据得，故c正确本题选错误的，故选：b点评：本题考查了动能定理、牛顿第二定律的基本运用，结合图象得出位移和初动能是关键，基础题10如图所示，一根轻质弹簧竖直固定在水平桌面上，弹簧处于自由状态时，上端在b位置，一个质量为m的小球从c处自由下落，落到弹簧上并能压缩弹簧至最低点a位置，则在小球向下运动的过程中，下列说法中正确的是( )a从c到a的过程中，小球的机械能守恒b从b到a的过程中，小球的动能一直减小c从b到a的过程中，小球减少的动能等于弹簧增加的弹性势能d从c到a的过程中，小球减少的重力势能等于弹簧增加的弹性势能考点：机械能守恒定律专题：机械能守恒定律应用专题分析：物体接触弹簧开始，合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到某个位置时，合力为零，加速度为零，速度最大，然后合力方向向上，向下做加速度逐渐增大的减速运动，运动到最低点时，速度为零，加速度方向向上，逐项分析即可解答：解：a、由于小球受弹力的作用；故小球的机械能有部分转化为弹簧的弹性势能；故小球的机械能不守恒；故a错误；b、小球接触弹簧开始，弹簧的弹力小于重力，其合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到某个位置时，合力为零，加速度为零，速度最大，后来弹簧的弹力大于重力，合力方向向上，向下做加速度逐渐增大的减速运动，运动到最低点b时，速度为零，所以速度先增大后减小，动能先增大后减小，故b错误；c、从b到a的过程中，小球减少的动能和减小的重力势能等于弹簧增加的弹性势能；故c错误；d、c到a的过程小球的重力势能减小；弹性势能增大；故减小的重力势能全部转化为弹性势能；故d正确；故选：d点评：解决本题的关键明确机械能守恒的条件，并能根据功能关系进行分析，明确哪些能量在增大；哪些能量在减小二、本题共5小题，每小题4分，共20分在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分11根据下列提供的物理量，可以求出地球质量的是（已知万有引力常量为g）( )a地球的半径r和月亮绕地球运转的线速度vb地球绕太阳运动的周期t和公转的半径rc地球表面的重力加速度g和地球的半径rd月亮绕地球运转的半径r和周期t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：研究星球绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式，判断能否算出地球的质量根据不同选项的已知物理量列出不同的表达式解答：解：a、月球绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：g=m，解得：m=，已知地球的半径r和月亮绕地球运转的线速度v而不知道月亮的轨道半径r，无法求出地球质量，故a错误；b、已知地球绕太阳运动的周期t和公转的半径r，可以求出太阳的质量而不能求出地球的质量，故b错误；c、地球表面的物体受到的重力等于万有引力，即：g=mg，解得：m=，已知地球表面的重力加速度g和地球的半径r，可以求出地球质量，故c正确；d、月亮绕地球做亚圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：g=mr，解得：m=，已知月亮绕地球运转的半径r和周期t可以求出地球的质量，故d正确；故选：cd点评：运用万有引力提供向心力列出等式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12如图所示，平行板电容器的极板b固定且与静电计相连，极板a可以自由移动，现使电容器带电后与电源断开，静电计的指针偏转一定角度若整个装置放在真空的环境里，以下操作能使静电计指针的偏转角变大的是( )a将极板a向右水平移动一小段距离b将极板a向左水平移动一小段距离c将极板a向上竖直移动一小段距离d在极板a、b间插入电介质考点：电容器的动态分析专题：电容器专题分析：抓住电容器的电荷量不变，根据电容的决定式 c=判断电容的变化，结合u= 判断电势差的变化，从而得出指针偏角的变化解答：解：a、根据电容的决定式c=知，将极板a向右水平移动一小段距离时，则极板间距离减小时，电容增大，根据u=知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小，故a错误b、根据电容的决定式c=知，将极板a向左水平移动一小段距离时，则极板间距离增大时，电容减小，根据u=知，电荷量不变，则电势差增大，指针偏角变大，故b正确c、根据电容的决定式c=知，上移a极板，正对面积s减小，则电容减小，根据u=知，电荷量不变，则电势差增大，指针偏角变大，故c正确；d、根据电容的决定式c=知，两板间插入一块电介质，电容增大，根据u=知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小，故d错误故选：bc点评：解决本题的关键知道静电计测量的是电容器两端的电势差，处理电容器动态分析时，关键抓住不变量，与电源断开，电荷量保持不变，结合电容的决定式和定义式进行分析13如图所示，质量分别为m、m（mm）的物体a、b由轻质细线连接，挂在光滑的滑轮上由静止释放，在a下落的过程中，则( )a细线中的拉力为零ba增加的动能小于其减小的重力势能ca下落h高度时，b的动能增加了mghda减小的机械能等于b增加的机械能考点：机械能守恒定律专题：机械能守恒定律应用专题分析：对整体分析根据机械能守恒定律可明确机械能之间的相互转化；再对单独分析，根据功能关系可明确能量之间的转化规律解答：解：a、在a下落过程中，由于ab相互拉动；故ab间一定有拉力；故a错误；b、a受拉力和重力做功；拉力做负功；故a增加的动能一定小于其减小的动能；故b正确；c、a的重力势能转化为ab的动能和b的重力势能；故b动能的增加量不一定为mgh；故c错误；d、因系统机械能守恒；故a减小的机械能等于b增加的机械能；故d正确；故选：bd点评：本题考查机械能守恒定律的应用，要注意明确对ab系统机械能是守恒的；但对于a或b一个物体来说机械能不再守恒14如图所示，一物块放在水平木板上，用手托住木板使两者一起在竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动，ac为圆轨道的水平直径，bd为圆轨道竖直直径运动中木板始终保持水平且物块相对木板静止，则( )a在b点时，物块所受摩擦力为零b在a点时，物块所受摩擦力为零c在d点时，物块对木板的压力大于其受到的重力d在c点时，物块对木板的压力小于其受到的重力考点：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：物块做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，结合向心力的来源，结合牛顿第二定律分析求解解答：解：a、在b点，物块靠合力提供向心力，摩擦力为零，重力和支持力的合力提供向心力故a正确b、在a点，物块向心力水平向右，物块所受的重力和支持力合力为零，静摩擦力提供向心力，所以摩擦力不为零故b错误c、在d点，物块靠重力和支持力的合力提供向心力，向心力向上，则合力向上，所以支持力大于重力，物块对木板的压力大于受到的重力故c正确d、在c点，物块向心力水平向左，竖直方向上重力和支持力平衡，即压力与重力相等故d错误故选：ac点评：解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律分析求解15如图所示，mn、pq为水平放置的平行金属板，mn板带正电，pq板带负电，两板间的电压为u，极板的长度为l，一个质量为m、电荷量为q的粒子以水平初速度v0沿平行板中线oo射入板间，运动轨迹如图中实线所示，不计粒子的重力，则( )a粒子带正电b粒子通过板间的时间为c若只减小两板间的电压u，粒子通过板间的时间仍为d若只减小射入的初速度v0，当粒子射出板间电场时，其沿垂直极板方向偏转的距离将变大考点：带电粒子在匀强电场中的运动专题：带电粒子在电场中的运动专题分析：粒子在两极板间做类平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，应用类平抛运动规律分析答题解答：解：a、粒子向上极板偏转，粒子受到的电场力竖直向上，电场强度竖直向下，则粒子带负电，故a错误；b、粒子在电场中做类平抛运动，粒子穿过电场的时间：t=，故bc正确；d、粒子在电场中做类平抛运动，粒子的偏移量：y=at2=t2=，若只减小射入的初速度v0，当粒子射出板间电场时，其沿垂直极板方向偏转的距离y将变大，故d正确；故选：bcd点评：本题考查了粒子在电场中的运动，分析清楚粒子的运过程，应用类平抛运动规律即可解题，常规题三、本题共2小题，共14分16小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了测量自行车骑行速度的实验方案，他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度如图所示是自行车的传动示意图，其中是大齿轮（脚踏板），是小齿轮，是后轮某匀速骑行时测得大齿轮在时间t内转动了n圈，则大齿轮的转动周期是，角速度是若要知道此时自行车前进的速度，除了要测量大齿轮的半径r1，小齿轮的半径r2外，还需要测量的物理量（及表示该物理量的字母）是后轮iii的半径r3 设车轮与地面间没有相对滑动，则用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式为考点：线速度、角速度和周期、转速专题：匀速圆周运动专题分析：转速的单位为转/秒，即单位时间做圆周运动转过的圈数，转过一圈对应的圆心角为2，所以角速度=转速n2，由于大齿轮i和小齿轮ii是通过链条传动，所以大小齿轮边缘上线速度大小相等，又小齿轮ii和车轮iii是同轴转动，所以它们角速度相等，要知道车轮边缘线速度的大小，则需要知道车轮的半径；利用i和ii线速度大小相等，ii和iii角速度相等，列式求iii的线速度大小即可解答：解：大齿轮在时间t内转动了n圈，则大齿轮的转动周期t=，角速度1=因为要测量自行车前进的速度，即车轮iii边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮i和轮ii边缘上的线速度的大小相等，据v=r可知：r11=r22，已知1=，则轮ii的角速度2=因为轮ii和轮iii共轴，所以转动的相等即3=2，根据v=r可知，要知道轮iii边缘上的线速度大小，还需知道后轮iii的半径r3 其计算式v=故答案为：；后轮iii的半径r3 ；点评：齿轮传动时，轮边缘上的线速度大小相等，同轴转动两轮的角速度相同；转速和角速度的互换问题17某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减小的重力势能mgh和增加的动能mv2，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒请根据实验原理和步骤完成下列问题：（1）关于上述实验，下列说法中正确的是bca重物最好选择密度较小的木块b重物的质量可以不测量c实验中应先接通电源，后释放纸带d可以利用公式v=来求解瞬时速度（2）如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的o点是起始点，选取纸带上连续的点a、b、c、d、e、f作为计数点，并测出各计数点到o点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm已知打点计时器所用的电源是50hz的交流电，重锤的质量为0.5kg则从计时器打下点o到打下点d的过程中，重物减小的重力势能ep=2.14j重物增加的动能ek=2.12j，两者不完全相等的原因可能是重物下落过程中受到阻力作用（重力加速度g取9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字）（3）实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点a、b、c、d、e、f各点的瞬时速度v，以各计数点到a点的距离h为横轴，v2为纵轴作出图象，如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是图象的斜率等于19.52，约为重力加速度g的两倍，故能验证考点：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）用自由落体运动运动需要验证的方程是：mgh=mv2，可知不需要测量重物的质量m，为保证重物做自由落体运动，必须保证计时器的两限位孔在同一竖直线上且重物的质量要大体积要小，这样才能保证物体做自由落体运动操作时，释放纸带前，重物应靠近打点计时器机械能等于重力势能与动能之和；（2）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重力势能减小量等于重力做功的数值；（3）通过图象的斜率，结合表达式mgh=mv2，即可求解解答：解：（1）a、重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力较小，故a错误；b、本题是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，需要验证的方程是：mgh=mv2，因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平测量重物的质量操作时应先接通电源，再释放纸带，故b正确c、释放纸带前，重物应靠近打点计时器必须保证计时器的两限位孔在同一竖直线上，手应远离纸带，使纸带竖直，以减小纸带与限位孔之间的阻力，故c正确d、不能利用公式v=来求解瞬时速度，否则体现不了实验验证，却变成了理论推导故d错误；（2）重力势能减小量ep=mgh=0.59.80.4365j=2.14j利用匀变速直线运动的推论vd=2.91m/sekd=mvb2=0.5（2.91）2 j=2.12j动能增加量ek=ekd0=2.12j由于存在阻力作用，所以减小的重力势能大于动能的增加了（3）根据表达式mgh=mv2，则有：v2=2gh；若图象的斜率为重力加速度的2倍时，即可验证机械能守恒，而图象的斜率k=19.52；因此能粗略验证自由下落的物体机械能守恒；故答案为：（1）bc；（2）2.14，2.12，重物下落过程中受到阻力作用；（3）图象的斜率等于19.52，约为重力加速度g的两倍，故能验证点评：（1）实验原理是实验的核心，明确实验原理是解决有关实验问题的关键根据实验原理来选择器材，安排操作步骤和处理数据等等；（2）解决本题的关键知道实验的原理，通过原理确定所需测量的物理量，以及知道实验中的注意事项，在平时的学习中，需加以总结，要熟记求纸带上某点瞬时速度的求法四、本题共3小题，共36分。18如图所示，ab为两块正对的平行金属板，a板带负电，b板带正电，板间电压为u一电子从a板上的小孔p处进入电场，在电场力作用下向b板运动已知电子在小孔p处的初速度为零，u=180v，电子的质量m=0.91030kg，电子的电荷量e=1.61019c，不计电子受到的重力（1）求电子到达金属板b时的速度v；（2）若ab两板间的距离d=3cm，求板间电场强度e的大小；（3）求电子从p运动到b板的过程中电势能如何变化？变化了多少？考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系专题：电场力与电势的性质专题分析：根据动能定理得出电子到达金属板b时的速度v；根据e=求出板间电场强度e的大小；根据电场力做功与电势能的变化关系求解；解答：解：（1）根据动能定理研究一电子从a板上的小孔p处进入电场到达b，有：eu=mv20代入数据解得：v=8106m/s，（2）若ab两板间的距离d=3cm=0.03m，根据e=得板间电场强度为：e=6000v/m，（3）电子从p运动到b板的过程中，电场力做正功，有：w=qu=1.61019180=2.881017j根据电场力做功与电势能的变化关系得电势能减小，减