陕西省西安八十三中高三物理上学期期中试卷（含解析）.doc

2015-2016学年陕西省西安八十三中高三（上）期中物理试卷一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分在每小题给出的四个选项中，第19题只有一项符合题目要求，第1016题有多选符合题目要求全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分1如图所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升飞机a，用悬索（重力可忽略不计）救护困在湖水中的伤员b在直升飞机a和伤员b以相同的水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员吊起，在某一段时间内，a、b之间的距离以l=ht2（式中h为直升飞机a离地面的高度，各物理量的单位均为国际制单位）规律变化则在这段时间内关于物体b的受力情况和运动轨迹正确的是哪个图？（）abcd2一物体从某高度以初速度v0水平抛出，落地时速度大小为vt，则它运动时间为（）abcd3如图所示是截锥式无极变速模型示意图，两个锥轮之间有一个滚动轮，主动轮、滚动轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动（不打滑）当位于主动轮和从动轮之间的滚动轮从左向右移动时，从动轮转速减小当滚动轮位于主动轮直径d1、从动轮直径d2的位置时，主动轮转速n1、从动轮转速n2的关系是（）a =b =c =d =4在光滑的圆锥漏斗的内壁，两个质量相同的小球a和b，分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动，其中小球a的位置在小球b的上方，如图所示下列判断正确的是（）aa球的加速度大于b球的加速度ba球的角速度大于b球的角速度ca球的转动周期大于b球的转动周期da球对漏斗壁的压力大于b球对漏斗壁的压力5“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为 （弧度），如图所示已知月球半径为r，由此可推导出月球表面的重力加速度g月为（）abcd6我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星某双星由质量不等的星体s1和s2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点c做匀速圆周运动由天文观察测得其运动周期为t，s1到c点的距离为r1，s1和s2的距离为r，已知引力常量为g由此可求出s2的质量为（）abcd7理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零现假设地球是一半径为r、质量分布均匀的实心球体，o为球心，以o为原点建立坐标轴ox，如图所示一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在x轴上各位置受到的引力大小用f表示，则选项图所示的四个f随x的变化关系图正确的是（）abcd8如图所示，一个质量为m的物体（可视为质点），由斜面底端的a点以某一初速度冲上倾角为30的固定斜面做匀减速直线运动，减速的加速度大小为g，物体沿斜面上升的最大高度为h，在此过程中（）a重力势能增加了2mghb机械能损失了2mghc动能损失了2mghd系统生热mgh9如图所示 质量为m的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的物体放在小车的一端受到水平恒力f作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为f，车长为l，车发生的位移为s时，物体从小车一端运动到另一端，下列说法错误的是（）a物体具有的动能为（ff）（s+l）b小车具有的动能为fsc这一过程中物体与车之间产生的热量为f（s+l）d物体克服摩擦力所做的功为f（s+l）10如图所示，b点位于斜面底端m点的正上方，并与斜面顶端a点等高且高度为h，在a、b两点分别以速度va和vb沿水平方向抛出两个小球a、b（可视为质点）若a球落到m点的同时，b球恰好落到斜面的中点n，不计空气阻力，重力加速度为g，则（）ava=vbbva=vbca、b两球同时抛出da球比b球提前抛出的时间为（1）11如图，质量为m的小球从斜轨道高h处由静止滑下，然后沿竖直圆轨道的内侧运动已知圆轨道的半径为r，不计一切摩擦阻力，重力加速度为g则下列说法正确的是（）a当h=2r时，小球恰好能到达最高点mb当h=2r时，小球在圆心等高处p时对轨道压力为2mgc当hr时，小球在运动过程中不会脱离轨道d当h=r时，小球在最低点n时对轨道压力为2mg12如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3，轨道1、2相切于q点，轨道2、3相切于p点（如图所示）则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，以下说法正确的是（）a卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率b卫星在轨道3上的周期小于在轨道2上的周期c卫星在轨道1上的经过q点时速率大于它在轨道2上经过q点时的速率d卫星在轨道2上的经过p点时加速度等于它在轨道3上经过p点时的加速度13一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示设该物体在t0和2t0时刻合外力的瞬时功率分别是p1和p2，合外力从开始至t0时刻做的功是w1，从t0至2t0时刻做的功是w2，则（）ap2=6p1bp2=10p1cw2=8w1dw2=9w114某滑沙场有两个坡度不同的滑道ab和ab（均可看作斜面），甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙撬从a点由静止开始分别沿ab和ab滑下，最后都停在水平沙面bc上，如图所示设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙撬上不动则下列说法中正确的是（）a甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程b甲在b点的速率一定大于乙在b点的速率c甲在b点的动能一定等于乙在b点的动能d甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移15如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变用水平力f，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止撤去f后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g则（）a撤去f后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动b撤去f后，物体刚开始运动时的加速度大小为gc撤去f时，弹簧的弹性势能为4mgx0d物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为mgx016如图所示，圆心在o点、半径为r的光滑圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，oc与oa的夹角为60，轨道最低点a与桌面相切一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘c的两边，开始时m1位于c点，然后从静止释放则（）a在m1由c点下滑到a点的过程中两球速度大小始终相等b在m1由c点下滑到a点的过程中重力对m1做功的功率先增大后减少c若m1恰好能沿圆弧下滑到a点，则m1=2m2d若m1恰好能沿圆弧下滑到a点，则m1=3m2二、实验题：本题共2小题，每空2分，共22分17图甲中所示的装置可用来探究做功与速度变化的关系倾角为的斜面体固定在实验台上，将光电门固定在斜面体的底端o点，将小球从斜面上的不同位置由静止释放释放点到光电门的距离d依次为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm（1）用螺旋测微器测量钢球的直径，如图乙所示，钢球的直径d=cm（2）该实验（选填“需要”或者“不需要”）测量小球质量；小球通过光电门经历的时间为t，小球通过光电门的速度为（填字母），不考虑误差的影响，从理论上来说，该结果（选填“”，“”或“=”）球心通过光电门的瞬时速度（3）为了探究做功与速度变化的关系，依次记录的实验数据如表所示实验次数123456d/102m5.0010.0015.0020.0025.0030.00v/（ms1）0.690.981.201.391.551.70v2/（ms1）20.480.971.431.922.412.86/（ms1）0.830.991.101.181.241.30从表格中数据分析能够得到关于“做功与速度变化的关系”的结论是：18某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律请阅读下列两段材料，完成后面问题第1小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔0.05s闪光一次，图（a）中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：时刻t2t3t4t5速度（m/s）4.994.483.98（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度为v5=m/s；（2）从t2到t5时间内，重力势能增量为ep=j，动能减少量为ek=1.28j；（3）在误差允许的范围内，若 ep与ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律由上述计算可得epek（选填“”、“”或“=”），造成这种结果的主要原因是第2小组：dis实验是利用现代信息技术进行的实验“用dis研究机械能守恒定律”的装置如图（b）所示，在某次实验中，选择dis以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（c）所示图象的横轴表示小球距d点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能ep、动能ek 或机械能e试回答下列问题：（1）图（c）的图象中，表示小球的重力势能ep、动能ek、机械能e随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是（按顺序填写相应图线所对应的文字）（2）根据图（c）所示的实验图象，可以得出的结论是三、计算题：本题共3小题，共30分要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分19如图所示，质量为m=60kg的高山滑雪运动员，从a点由静止开始沿滑道滑下，然后由b点水平飞出，落在斜坡上的c点已知bc连线与水平方向的夹角=37，ab间的高度差h=25m，bc两点距离s=75m，不计空气阻力（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）运动员从b点飞出时的速度大小；（2）运动员从a滑到b的过程中克服摩擦阻力所做的功20据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放个小球（引力视为恒力），经时间t落到地面已知该行星半径为r，自转周期为t，万有引力常量为g，求：（1）该行星的平均密度（2）该行星的第一宇宙速度v；（3）如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面的高度h为多少21如图所示，ab为半径r=0.8m的光滑圆弧轨道，下端b恰与平板小车右端平滑对接小车质量 m=3kg，车长 l=2.06m现有一质量m=1kg的小滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到b端后冲上小车已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数 =0.3，当小车运动了1.5s时，小车被地面装置锁定试求：（g=10m/s2 ）（1）滑块到达b端时，轨道对它支持力的大小fn；（2）小车被锁定时，小车右端距轨道b端的距离；（3）从小车开始运动到被锁定的过程中，滑块与平板小车之间产生的热2015-2016学年陕西省西安八十三中高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分在每小题给出的四个选项中，第19题只有一项符合题目要求，第1016题有多选符合题目要求全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分1如图所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升飞机a，用悬索（重力可忽略不计）救护困在湖水中的伤员b在直升飞机a和伤员b以相同的水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员吊起，在某一段时间内，a、b之间的距离以l=ht2（式中h为直升飞机a离地面的高度，各物理量的单位均为国际制单位）规律变化则在这段时间内关于物体b的受力情况和运动轨迹正确的是哪个图？（）abcd【考点】运动的合成和分解【分析】a、b之间的距离以l=ht2变化，知b在竖直方向上做匀加速直线运动，b实际的运动是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上匀加速直线运动的合运动根据曲线运动的条件即可求解【解答】解：b实际的运动是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上匀加速直线运动的合运动是加速度不变的曲线运动根据曲线运动的条件，则故a正确，bcd错误 故选a【点评】解决本题的关键知道b实际的运动是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上匀加速直线运动的合运动根据牛顿第二定律可比较出拉力和重力的大小2一物体从某高度以初速度v0水平抛出，落地时速度大小为vt，则它运动时间为（）abcd【考点】平抛运动【专题】平抛运动专题【分析】将物体落地的速度进行分解，求出竖直方向的分速度vy，再根据竖直方向是自由落体运动，求解运动时间【解答】解：将物体落地的速度进行分解，如图，则有 vy=又由小球竖直方向做自由落体运动，vy=gt得到t=故选d【点评】本题是高考真题，考查运用运动的分解方法处理平抛运动的能力，常规题，不能失分3如图所示是截锥式无极变速模型示意图，两个锥轮之间有一个滚动轮，主动轮、滚动轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动（不打滑）当位于主动轮和从动轮之间的滚动轮从左向右移动时，从动轮转速减小当滚动轮位于主动轮直径d1、从动轮直径d2的位置时，主动轮转速n1、从动轮转速n2的关系是（）a =b =c =d =【考点】线速度、角速度和周期、转速【专题】定性思想；方程法；匀速圆周运动专题【分析】主动轮、滚动轮、从动轮之间靠彼此之间的摩擦力带动且不打滑，线速度相等，根据角速度、周期和速度的关系即可求解【解答】解：三个轮子的线速度相等，根据n=f=，t=，可得v=2rn，即转速与半径成反比，故，故acd错误，b正确；故选：b【点评】解决传动类问题要分清是摩擦传动（包括皮带传动，链传动，齿轮传动，线速度大小相同）还是同轴传动（角速度相同）4在光滑的圆锥漏斗的内壁，两个质量相同的小球a和b，分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动，其中小球a的位置在小球b的上方，如图所示下列判断正确的是（）aa球的加速度大于b球的加速度ba球的角速度大于b球的角速度ca球的转动周期大于b球的转动周期da球对漏斗壁的压力大于b球对漏斗壁的压力【考点】向心力；牛顿第二定律【专题】定性思想；方程法；牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据f合=ma=m=mr2比较线速度、角速度、向心加速度的大小根据受力分析得出支持力的大小，从而比较出压力的大小【解答】解：ab、对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图，由于合力提供水平方向的向心力，所以合力沿水平方向，根据牛顿第二定律，有：f=mgtan=ma=m=mr2，解得：v=，a=gtan，=a的半径大，则a的线速度大，角速度小，而向心加速度相等故ab错误c、小球a的角速度小，根据：t=可知，a球的转动周期大于b球的转动周期故c正确；d、因为合力沿水平方向，所以支持力n=，支持力等于球对筒壁的压力，知球a对筒壁的压力一定等于球b对筒壁的压力故d错误故选：c【点评】解决本题的关键是结合受力分析，判断出圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解5“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为 （弧度），如图所示已知月球半径为r，由此可推导出月球表面的重力加速度g月为（）abcd【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】定量思想；推理法；人造卫星问题【分析】根据线速度和角速度的定义公式求解线速度和角速度，根据线速度和角速度的关系公式v=r求解轨道半径，然后根据万有引力提供向心力列式求解行星的质量【解答】解：线速度为：v=角速度为：=根据线速度和角速度的关系公式，有：v=r卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有： =mv联立解得：m=， = 则c正确故选：c【点评】本题关键抓住万有引力提供向心力，然后根据牛顿第二定律列式求解，不难6我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星某双星由质量不等的星体s1和s2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点c做匀速圆周运动由天文观察测得其运动周期为t，s1到c点的距离为r1，s1和s2的距离为r，已知引力常量为g由此可求出s2的质量为（）abcd【考点】万有引力定律及其应用【专题】计算题【分析】这是一个双星的问题，s1和s2绕c做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，s1和s2有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题【解答】解：设星体s1和s2的质量分别为m1、m2，星体s1做圆周运动的向心力由万有引力提供得：=即 m2=故选d【点评】双星的特点是两个星体周期相等，星体间的万有引力提供各自所需的向心力7理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零现假设地球是一半径为r、质量分布均匀的实心球体，o为球心，以o为原点建立坐标轴ox，如图所示一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在x轴上各位置受到的引力大小用f表示，则选项图所示的四个f随x的变化关系图正确的是（）abcd【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】根据题意知，地球表面的重力加速度等于半径为r的球体在表面产生的加速度，在其内部距离地心距离为r处一点的加速度相当于半径为r的球体在其表面产生的加速度，根据地球质量分布均匀得到加速度的表达式，再根据半径关系求解即可【解答】解：令地球的密度为，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：g=由于地球的质量为m=，所以重力加速度的表达式可写成：g=根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，受到地球的万有引力即为半径等于r的球体在其表面产生的万有引力，g=当rr时，g与r成正比，当rr后，g与r平方成反比即质量一定的小物体受到的引力大小f在地球内部与r成正比，在外部与r的平方成反比故选：a【点评】抓住在地球表面重力和万有引力相等，在矿井底部，地球的重力和万有引力相等，要注意在地球内部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为r的球体的质量8如图所示，一个质量为m的物体（可视为质点），由斜面底端的a点以某一初速度冲上倾角为30的固定斜面做匀减速直线运动，减速的加速度大小为g，物体沿斜面上升的最大高度为h，在此过程中（）a重力势能增加了2mghb机械能损失了2mghc动能损失了2mghd系统生热mgh【考点】功能关系；机械能守恒定律【分析】重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于力的总功；机械能变化量等于除重力外其余力做的功【解答】解：a物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故a错误；b加速度a=g=，f=mg，机械能的损失量为：fs=mgh，故b错误；c动能损失量为合外力做的功的大小为：ek=f合外力s=mgs=2mgh，故c正确；d系统生热等于克服摩擦力做功fs=mgh，故d错误故选：c【点评】本题关键根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变化9如图所示 质量为m的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的物体放在小车的一端受到水平恒力f作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为f，车长为l，车发生的位移为s时，物体从小车一端运动到另一端，下列说法错误的是（）a物体具有的动能为（ff）（s+l）b小车具有的动能为fsc这一过程中物体与车之间产生的热量为f（s+l）d物体克服摩擦力所做的功为f（s+l）【考点】动能定理；功能关系【专题】动能定理的应用专题【分析】根据动能定理求得物体的动能增加量和小车的动能增加量；注意物体和小车相对地面的位移不等；系统机械能减少量是通过摩擦力对系统做功量度的【解答】解：a、根据动能定理得：（ff）（s+l）=ek所以物体具有的动能为（ff）（s+l），故a正确b、根据动能定理得：fs=ek所以小车具有的动能为fs，故b正确cd、物体克服摩擦力做功为f（s+l），这一过程小车和物体组成的系统中，摩擦力对系统做功w=fl，由于摩擦产生的内能为fl；故c错误，d正确本题选错误的，故选：c【点评】本题关键是明确研究对象，分析受力情况，然后结合功能关系列式分析，不难10如图所示，b点位于斜面底端m点的正上方，并与斜面顶端a点等高且高度为h，在a、b两点分别以速度va和vb沿水平方向抛出两个小球a、b（可视为质点）若a球落到m点的同时，b球恰好落到斜面的中点n，不计空气阻力，重力加速度为g，则（）ava=vbbva=vbca、b两球同时抛出da球比b球提前抛出的时间为（1）【考点】平抛运动【专题】平抛运动专题【分析】ab两处抛出的小球都做平抛运动，由平抛运动的规律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来分析求解【解答】解：a、水平方向的距离由高度和初速度决定 x=，由题意得a的水平位移是b的2倍，可知va=，所以b正确，a错误；c、做平抛运动的物体运动时间由竖直方向的高度决定 t=，a物体下落的高度是b的2倍，所以有ta=，由于a球落到m点的同时，b球恰好落到斜面的中点n，所以a球提前抛出的时间=故c、d错误故选：b【点评】本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在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来求解11如图，质量为m的小球从斜轨道高h处由静止滑下，然后沿竖直圆轨道的内侧运动已知圆轨道的半径为r，不计一切摩擦阻力，重力加速度为g则下列说法正确的是（）a当h=2r时，小球恰好能到达最高点mb当h=2r时，小球在圆心等高处p时对轨道压力为2mgc当hr时，小球在运动过程中不会脱离轨道d当h=r时，小球在最低点n时对轨道压力为2mg【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】使小球能够通过圆轨道最高点m，那么小球在最高点时应该是恰好是由物体的重力作为物体的向心力，由向心力的公式可以求得此时的最小的速度，再由机械能守恒可以求得高度h球不脱离轨道，也可在圆轨道上圆心下方轨道上来回运动【解答】解：a、在圆轨道的最高点m，由牛顿第二定律有：mg=m，得：v0=根据机械能守恒得：mgh=mg2r+解得：h=2.5r，故a错误b、当h=2r时，小球在圆心等高处p时速度为v，根据机械能守恒得：mg2r=mgr+小球在p时，有：n=m联立解得 n=2mg，则知小球在圆心等高处p时对轨道压力为2mg，故b正确c、当hr时，根据机械能守恒得知小球在圆轨道上圆心下方轨道上来回运动，在运动过程中不会脱离轨道，故c正确d、当h=r时，设小球在最低点n时速度为v，则有：mgr=在圆轨道最低点，有：nmg=m解得：n=3mg，则小球在最低点n时对轨道压力为3mg，故d错误故选：bc【点评】本题属于圆周运动中绳的模型，在最高点时应该是重力恰好做为圆周运动的向心力，对于圆周运动中的两种模型一定要牢牢的掌握住12如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3，轨道1、2相切于q点，轨道2、3相切于p点（如图所示）则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，以下说法正确的是（）a卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率b卫星在轨道3上的周期小于在轨道2上的周期c卫星在轨道1上的经过q点时速率大于它在轨道2上经过q点时的速率d卫星在轨道2上的经过p点时加速度等于它在轨道3上经过p点时的加速度【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】根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、和向心力的表达式进行讨论即可卫星做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速【解答】解：a、卫星绕中心天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，=m=ma=mrv=，轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上线速度较大，故a错误；b、t=2，所以卫星在轨道3上的周期大于在轨道2上的周期，故b错误；c、从轨道到轨道，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使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力所以在轨道2上q点的速度大于轨道上1q点的速度故c错误；d、a=，所以卫星在轨道2上经过p点时的加速度等于它在轨道3上经过p点时的加速度，故d正确；故选：d【点评】本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度和角速度的表达式，再进行讨论知道知道卫星变轨的原理，卫星通过加速或减速来改变所需向心力实现轨道的变换13一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示设该物体在t0和2t0时刻合外力的瞬时功率分别是p1和p2，合外力从开始至t0时刻做的功是w1，从t0至2t0时刻做的功是w2，则（）ap2=6p1bp2=10p1cw2=8w1dw2=9w1【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律【专题】分割思想；图析法；动能定理的应用专题【分析】根据动量定理求出t0和2t0时刻速度v1和v2之比由运动学公式求出x1和x2之比从而结合功的公式求出合外力做功之比，由p=fv求功率之比【解答】解：根据动量定理得：0t0时间内有 f0t0=mv1 t02t0时间内有 2f0t0=mv2mv1 由解得t0和2t0时刻速度之比：v1：v2=1：3由p1=f0v1，p2=2f0v2，得：p2=6p10t0时间内的位移 x1=，02t0时间内的位移 x2=+t0；代入解得：x1：x2=1：5则w1=f0x1，w2=2f0（x2x1）=8w1故选：ac【点评】本题涉及力在时间的积累效果，优先考虑动量定理要注意位移运用平均速度与时间相乘求解，比较简洁14某滑沙场有两个坡度不同的滑道ab和ab（均可看作斜面），甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙撬从a点由静止开始分别沿ab和ab滑下，最后都停在水平沙面bc上，如图所示设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙撬上不动则下列说法中正确的是（）a甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程b甲在b点的速率一定大于乙在b点的速率c甲在b点的动能一定等于乙在b点的动能d甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移【考点】动能定理的应用【专题】比较思想；寻找守恒量法；动能定理的应用专题【分析】根据动能定理求出物体停止时距离a的水平位移，比较出水平位移的大小关系，从而得出运动路程的大小根据动能定理定理比较b、b的动能大小，即可比较速率大小【解答】解：ad、对全过程运用动能定理得，mghmgcoss1mgs2=0，而整个过程水平位移s水平=coss1+s2，整理得，mghmgs水平=0则知旅游者沿两轨道滑行水平位移相等根据几何关系知甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程故a、d正确bc、设斜面的倾角为，对斜面上下滑的过程，根据动能定理得，mghmgcoss=mv20，scos是斜面的水平距离因为ab段的水平距离小，则甲沿ab段到达b点的速率大，由于甲乙两人的质量大小未知，故无法比较动能的大小故b正确，c正确故选：abd【点评】本题可以用动力学求解，也可以通过动能定理求解，运用动能定理求解比较简洁15如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变用水平力f，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止撤去f后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g则（）a撤去f后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动b撤去f后，物体刚开始运动时的加速度大小为gc撤去f时，弹簧的弹性势能为4mgx0d物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为mgx0【考点】功能关系；力的合成与分解的运用；牛顿第二定律【专题】定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题【分析】本题通过分析物体的受力情况，来确定其运动情况：撤去f后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，可知加速度先减小后增大，物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；撤去f后，根据牛顿第二定律求解物体刚运动时的加速度大小；物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0，由功能关系即可求出开始时弹簧的弹性势能；当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度最大，可求得此时弹簧的压缩量，即可求解物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功【解答】解：a、撤去f后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动故a错误；b、撤去力f后，物体受四个力作用，重力和地面支持力是一对平衡力，水平方向受向左的弹簧弹力和向右的摩擦力，合力f合=f弹f，根据牛顿第二定律物体产生的加速度a=，；故b正确；c、从撤去力开始到物体停止的过程中，弹簧的弹力和地面的摩擦力对物体做功，由于初速度、末速度都是0，该过程中弹簧的弹性势能转化为内能，所以撤去f时，弹簧的弹性势能为ep=wf=4mgx0故c正确d、由上分析可知，当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度最大，此时弹簧的压缩量为x=，则物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为w=mg（x0x）=故d错误故选：bc【点评】本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，要抓住加速度与合外力成正比，即可得到加速度是变化的运用逆向思维研究匀减速运动过程，比较简便16如图所示，圆心在o点、半径为r的光滑圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，oc与oa的夹角为60，轨道最低点a与桌面相切一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘c的两边，开始时m1位于c点，然后从静止释放则（）a在m1由c点下滑到a点的过程中两球速度大小始终相等b在m1由c点下滑到a点的过程中重力对m1做功的功率先增大后减少c若m1恰好能沿圆弧下滑到a点，则m1=2m2d若m1恰好能沿圆弧下滑到a点，则m1=3m2【考点】功率、平均功率和瞬时功率；力的合成与分解的运用【专题】功率的计算专题【分析】ab两个小球用绳子连在一起，说明沿绳子方向的速度是一样的，而在m1滑下去一段过程以后，此时的绳子与圆的切线是不重合，所以速度不等，重力的功率就是p=mgv，分析竖直方向速度的变化情况求解，若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，此时两小球速度均为零，根据动能定理求解质量关系【解答】解：a、m1由c点下滑到a点的过程中，沿绳子方向的速度是一样的，在m1滑下去一段过程以后，此时的绳子与圆的切线是不重合，而是类似于圆的一根弦线而存在，所以此时两个物体的速度必然不相同的，故a错误；b、重力的功率就是p=mgv，这里的v是指竖直的分速度，一开始m1是由静止释放的，所以m1一开始的竖直速度也必然为零，最后运动到a点的时候，由于此时的切线是水平的，所以此时的竖直速度也是零但是在这个c到a的过程当中是肯定有竖直分速度的，所以相当于竖直速度是从无到有再到无的一个过程，也就是一个先变大后变小的过程，所以这里重力功率mgv也是先增大后减小的过程，故b正确；c、若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，此时两小球速度均为零，根据动能定理得：m1gr（1cos60）=m2gr，解得：m1=2m2故c正确，d错误故选bc【点评】本题解题的关键是对两个小球运动情况的分析，知道小球做什么运动，并能结合动能定理、几何关系解题，难度适中二、实验题：本题共2小题，每空2分，共22分17图甲中所示的装置可用来探究做功与速度变化的关系倾角为的斜面体固定在实验台上，将光电门固定在斜面体的底端o点，将小球从斜面上的不同位置由静止释放释放点到光电门的距离d依次为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm（1）用螺旋测微器测量钢球的直径，如图乙所示，钢球的直径d=0.5625cm（2）该实验不需要（选填“需要”或者“不需要”）测量小球质量；小球通过光电门经历的时间为t，小球通过光电门的速度为（填字母），不考虑误差的影响，从理论上来说，该结果（选填“”，“”或“=”）球心通过光电门的瞬时速度（3）为了探究做功与速度变化的关系，依次记录的实验数据如表所示实验次数123456d/102m5.0010.0015.0020.0025.0030.00v/（ms1）0.690.981.201.391.551.70v2/（ms1）20.480.971.431.922.412.86/（ms1）0.830.991.101.181.241.30从表格中数据分析能够得到关于“做功与速度变化的关系”的结论是：合外力做功与小球通过光电门时速度的平方成正比【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】螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，由此可以求出小铁球通过光电门时的瞬时速度根据匀变速直线运动的规律判断求解【解答】解：（1）螺旋测微器：固定刻度为5.5mm，可动刻度为12.50.01mm=0.200mm，则读数为5.5+0.125=5.625mm=0.5625cm（2）根据动能定理，本实验要验证v2=2gd，故不需要测量小球的质量由平均速度表示经过光电门时的速度，故小球通过光电门的速度为v=根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，所以钢球通过光电门的平均速度钢球球心通过光电门的瞬时速度，（3）根据表格中记录的数据可得，物体的位移d与物体的速度、以及速度的平方根都不存在正比例的关系，与速度的平方接近正比例关系，所以可选择v2为坐标系的纵坐标将表格中的数据在dv2坐标系中描点连线如图从图象得到的直接结论是d与v2成正比；从而间接得到做功与物体速度变化的规律是合外力做功与v2成正比故答案为：（1）0.5625；（2）不需要；（3）合外力做功与小球通过光电门时速度的平方成正比【点评】该实验不同于课本中的实验，这种情况下我们首先要设法理解实验的原理，然后再根据实验的原理进行解答属于中档题目18某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律请阅读下列两段材料，完成后面问题第1小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔0.05s闪光一次，图（a）中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：时刻t2t3t4t5速度（m/s）4.994.483.98（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度为v5=3.48m/s；（2）从t2到t5时间内，重力势能增量为ep=1.24j，动能减少量为ek=1.28j；（3）在误差允许的范围内，若 ep与ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律由上述计算可得epek（选填“”、“”或“=”），造成这种结果的主要原因是存在空气阻力第2小组：dis实验是利用现代信息技术进行的实验“用dis研究机械能守恒定律”的装置如图（b）所示，在某次实验中，选择dis以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（c）所示图象的横轴表示小球距d点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能ep、动能ek 或机械能e试回答下列问题：（1）图（c）的图象中，表示小球的重力势能ep、动能ek、机械能e随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲（按顺序填写相应图线所对应的文字）（2）根据图（c）所示的实验图象，可以得出的结论是在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒【考点】验证机械能守恒定律【专题】实验题；定性思想；推理法；机械能守恒定律应用专题【分析】第1小组：（1）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，据此可以求t5时刻的速度大小；（2）根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量；（3）由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能的减小量没有全部转化为重力势能；第2小组：根据小球向上摆动过程中，重力做负功，高度h增大，由ep=mgh增大，动能减小，而重力势能和动能的总量即机械能不变来选择图线小球摆动过程受到拉力和重力，拉力不做功，只有重力做功，在这个条件下得出结论：只有重力做功的情况下小球机械能守恒【解答】解：第1小组：（1）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v5=3.48m/s故答案为：3.48（2）根据重力做功和重力势能的关系有：ep=mg（h2+h3+h4）=1.24j；故答案为：1.24（3）由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能，因此e pe k第2小组：根据ep=mgh和动能定理可知，当高度增大时，重力做负功，ep=mgh增大，动能减小，而机械能不变，则乙表示重力势能ep ，丙表示动能，甲表示机械能小球摆动过程受到拉力和重力，拉力不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒故得出的结论是：在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒故答案为：第1小组：（1）3.48；（2）1.24；（3）；存在空气阻力；第2小组：（1）乙、丙、甲；（2）在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒【点评】第1小组：本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法，以及有关误差分析，尤其是误差分析是难点，要学会根据可能产生误差的原因进行分析；第2小组：本题考查理解物理图象的能力守恒定律关键要明确条件验证性实验最后得出结论时，要强调在实验误差允许的范围内三、计算题：本题共3小题，共30分要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分19如图所示，质量为m=60kg的高山滑雪运动员，从a点由静止开始沿滑道滑下，然后由b点水平飞出，落在斜坡上的c点已知bc连线与水平方向的夹角=37，ab间的高度差h=25m，bc两点距离s=75m，不计空气阻力（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）运动员从b点飞出时的速度大小；（2）运动员从a滑到b的过程中克服摩擦阻力所做的功【考点】动能定理；平抛运动【专题】动能定理的应用专题【分析】（1）b到c是一个平抛运动，运用平抛运动的规律解决问题，其中高度决定时间，通过水平方向运动求出初速度（2）运动员从a点到b点的过程中克服摩擦力做的功，由于不清楚摩擦力的大小以及a到b得位移，从功的定义式无法求解，所以我们就应该选择动能定