2020年高一物理下学期期末模拟考试试卷及答案（八）

2020年高一物理下学期期末模拟考试试卷及答案（八）

一、选择题（共12小题，每小题4分）

1.平抛运动中，以下哪个物理量和物体的质量有关（）

A.飞行时间B.水平射程C.落地速度D.机械能

2.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，下列说法错误的

是（）

A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择

不同的数值

B.同步卫星运行速度的大小是一定的

C.同步卫星的向心加速度比赤道上物体随地球自转的加速度大

D.同步卫星只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的

3.2013年12月2日，“嫦娥三号"月球探测器携带着陆器和巡视器（即

"玉兔号"月球车）探月，着陆器将"怀抱""玉兔"号巡视器落月，"嫦娥

三号''绕月球沿椭圆轨道运动，A、B、C是其中某轨道上的三点，则

A."嫦娥三号〃的发射速度应大于11.2km/s

B.”嫦娥三号〃在A点所受的万有引力最小

C.“嫦娥三号"在A点的速度小于在B点的速度

D.”嫦娥三号〃沿椭圆轨道由A点向B点运动的过程中，机械能守恒

4.如图所示，一个内壁光滑的总圆管轨道ABC竖直放置，轨道半径

为R.0、A、D位于同一水平线上，A、D间的距离为R.质量为m

的小球（球的直径略小于圆管直径），从管口A正上方由静止释放，

要使小球能通过C点落到AD区，则球经过C点时（）

A.速度大小满足椁

B.速度大小满足

C.对管的作用力大小满足gmgWFcWmg

D.对管的作用力大小满足OWhWmg

5.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r,线速度为v,

周期为T,若要使它的周期变为2T,可能的方法是（）

A.r不变，使线速度变为2VB.v不变，使轨道半径变为2r

C.轨道半径变为D.无法实现

6.“水流星〃是一种常见的杂技项目，该运动可以简化为轻绳一端系

着小球在竖直平面内的圆周运动模型，如图所示，已知绳长为I,重

力加速度为g,则（）

A.小球运动到最低点Q时，处于失重状态

B.小球初速度Vo越大，则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大

C.当V。〉倔I时，小球一定能通过最高点P

D.当时，细绳始终处于绷紧状态

7.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，两相邻等势面间电势

差相等.A、B、C为电场中的三个点，且AB=BC,一个带正电的粒子

从A点开始运动，先后经过B、C两点，若带电粒子只受电场力作用，

A.粒子在A、B、C三点的加速度大小关系ac>aB>aA

B.粒子在A、B、C三点的动能大小关系Ekc>EkB>EkA

C.粒子在A、B、C三点的电势能大小关系Epc>EpB>EpA

D.粒子由A运动至B和由B运动至C电场力做的功相等

8.质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起

运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为S.下列说

法正确的是（）

A.小车克服重力所做的功是mgh

B.合力对小车做的功是同丫2

C.推力对小车做的功是Fs-mgh

D.小车克服阻力做的功是-^mv2+mgh-Fs

9.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一

端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小

定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在

A点下方距离A为d处.现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻

力，下列说法正确的是（）

A.环到达B处时，重物上升的高度谒

B.环到达B处时，环与重物的速度大小之比为喙

C.环从A到B,环减少的机械能大于重物增加的机械能

D.环能下降的最大高度为

10.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有

一正电荷（电量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两板间的场

强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能.若保持负

极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）

P.

A.U变大，E不变B.E变大，W变大C.U变小，W不变D.U

不变，W不变

11.如图所示，一电子沿0X轴射入电场，在电场中运动轨迹为OCD,

已知OA=AB,电子过C、D两点时竖直方向分速度为Vcy和VDy,电子

在0C段和CD段动能的增量分别为AEki和△Ek2,则（）

A.Vcy：VDy=l：2B.Vcy：VDy=l：4

C.AEkl：△Ek2=L3D.AEkl：AEk2=l：4

12.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线

运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如

图所示.已知汽车的质量为m=2X103kg,汽车受到地面的阻力为车

重的0.1倍，则以下说法正确的是（）

A.汽车在前5s内的牵引力为4X103N

汽车在前5s内的牵引力为5X1（）3N

汽车的额定功率为40kW

D.汽车的最大速度为30m/s

二、填空题（共14分）

13.在场强为E的水平方向的匀强电场中，有一质量不计的轻杆，可

绕杆的一端。自由转动，另一端连一质量为m的带正电的小球，把

杆拉成水平后由静止释放（如图）.若小球达到最低位置时速度恰好

为零，则小球所带的电量是—.

14.（8分）为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面

间的动摩擦因数（设为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系

数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长过程中，弹力所做的功为

|kx2.于是他设计了下述实验：

第一步，如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时

另一端坐在位置B,使滑块紧靠弹簧（不栓接）将其压缩至位置A,

量出AB间距离Xi，松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达位

置C时停止，量出AC间距离S,第二步，将滑块挂在竖直放置的弹

簧下，弹簧伸长后保持静止状态，量出弹簧的伸长量X2,用测得的物

理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数|1的计算式：尸—.

II

ABC

三、计算题（共4小题，满分38分）

15.（8分）动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA：

：O）A：

RB=12,它们的角速度之比皿=，质量之比rr）A：mB=.

16.（8分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的

另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周

运动.当球某次运动到最低点时.，绳突然断掉，球飞行水平距离d后

落地，如图所示.已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长

为个，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.求:

(1)绳断时球的速度大小打；

(2)球落地时的速度大小V2；

(3)绳能承受的最大拉力多大？

17.(10分)邯郸大剧院是目前河北省内投资最大、设施最完备、

科技含量最高的一家专业高端剧院，2014年元旦前后，邯郸大剧院

举办了几场盛大的新年音乐会，在一场演出前工作人员用绳索把一架

钢琴从高台吊运到地面，已知钢琴的质量为175kg,绳索能承受的最

大拉力为1820N,吊运过程中钢琴以0.6m/s的速度在竖直方向向下

做匀速直线运动，降落至底部距地面的高度为h时，立即以恒定加速

度减速，最终钢琴落地时刚好速度为零(g^lOm/s2),求：

(1)h的最小值是多少？

(2)为了保证绳索和钢琴的安全，此次以0.6m/s的初速度匀减速到

零，用时3s,求此次减速过程中钢琴机械能减少了多少？

18.(12分)如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模

型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的

匀强电场I和H,两电场的边界均是边长为L的正方形（不计电子所

受重力）.

①在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域

的位置坐标.

②在电场I区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域

左下角D处离开，求所有释放点的位置坐标应满足的条件.

参考答案与试题解析

一、选择题（共12小题，每小题4分）

1.平抛运动中，以下哪个物理量和物体的质量有关（）

A.飞行时间B.水平射程C.落地速度D.机械能

【考点】平抛运动.

【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，结合两个方向上的运动规律，求出飞行时间、水平射程、

落地速度和机械能.

【解答】解：A、根据h=^gt2得，平抛运动的时间t=\j,，与质量无

关.故A错误.

B、水平射程*=丫。1=丫聆，与质量无关.故B错误.

C、落地速度丫小小2M"3与质量无关.故C错误.

D、在平抛运动的过程中机械能守恒，机械能与初状态的机械能相等,

规定地面为零势能平面，则E^mvoZ+mgh.与质量有关.故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，结合运动学公式灵活求解.

2.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，下列说法错误的

是（）

A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择

不同的数值

B.同步卫星运行速度的大小是一定的

C.同步卫星的向心加速度比赤道上物体随地球自转的加速度大

D.同步卫星只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的

【考点】同步卫星.

【分析】了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球相同.

物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向

轨道平面的中心.

通过万有引力提供向心力，列出等式通过已知量确定未知量.

【解答】解：它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了"同步〃,

那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是

不可能的.所以同步卫星只能在赤道的正上方.

因为同步卫星要和地球自转同步，即0）相同，根据F=3$=mu）2r,因

r

为0）是一定值，所以r也是一定值，所以同步卫星离地心的距离是

一定的.

根据粤=man，可知，高度越高，向心加速度越小，故同步卫星的向

r

心加速度比赤道上物体随地球自转的加速度小，故AC错误，BD正确;

本题选择错误的，故选AC.

【点评】地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实

现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨

道高度和线速度.

3.2013年12月2日，"嫦娥三号"月球探测器携带着陆器和巡视器（即

"玉兔号"月球车）探月，着陆器将"怀抱""玉兔"号巡视器落月，"嫦娥

三号〃绕月球沿椭圆轨道运动，A、B、C是其中某轨道上的三点，则

A.“嫦娥三号”的发射速度应大于U.2km/s

B.“嫦娥三号”在A点所受的万有引力最小

C.“嫦娥三号"在A点的速度小于在B点的速度

D.”嫦娥三号〃沿椭圆轨道由A点向B点运动的过程中，机械能守恒

【考点】万有引力定律及其应用.

【分析】在地面上的发射速度如果大于第二宇宙速度11.2km/s,卫星

将要脱离地球束缚，绕太阳运动.根据万有引力定律，F=G号，距离

越近，万有引力越大."嫦娥三号”沿椭圆轨道由A点向B点运动的过

程中，只有地球引力做功，机械能守恒.

【解答】解:A、在地面上的发射速度如果大于第二宇宙速度11.2km/s,

卫星将要脱离地球束缚，绕太阳运动，故嫦娥三号的发射速度一定小

于11.2km/s,故A错误.

B、根据万有引力定律，F=G号，距离越近，万有引力越大，A点距离

月球最小，则“嫦娥三号”在A点所受的万有引力最大，故B错误.

CD、"嫦娥三号”沿椭圆轨道由A点向B点运动的过程中，只有地球引

力做功，机械能守恒，A点距离月球最近，势能最小，动能最大，B

点距离月球最远，势能最大，动能最小.即"嫦娥三号”在A点的速度

大于在B点的速度，故C错误、D正确.

故选：D.

【点评】本题要知道地球的第一、第二、第三宇宙速度的含义，要知

道"嫦娥三号”沿椭圆轨道由A点向B点运动的过程中，只有地球引力

做功，机械能守恒.

4.如图所示，一个内壁光滑的总圆管轨道ABC竖直放置，轨道半径

为R.0、A、D位于同一水平线上，A、D间的距离为R.质量为m

的小球（球的直径略小于圆管直径），从管口A正上方由静止释放，

要使小球能通过C点落到AD区，则球经过C点时（）

A.速度大小满足棒Wvc＜加苏

B.速度大小满足

C.对管的作用力大小满足;mgWFcWmg

D.对管的作用力大小满足OWEWmg

【考点】机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力.

【分析】小球离开C点后做平抛运动，由平抛运动的规律求解C点的

速度大小范围.

由于球的直径略小于圆管直径，所以管对球的作用力可能向上也可能

向下，根据牛顿第二定律分析这两种情况下球对管的作用力大小范

围.

【解答】解：AB、小球离开C点做平抛运动，落到A点时水平位移

为R,竖直下落高度为R,根据运动学公式可得：

竖直方向有：R=ygt2

水平方向有：R=vclt

解得：VcF楞；

小球落到D点时水平位移为2R,则有2R=Vc2t

解得Vc2=\^

故速度大小满足*故A正确，B错误.

CD、由于球的直径略小于圆管直径，所以过C点时一，管壁对小球的

作用力可能向下，也可能向上，

当Vc产厚，向心力所以管壁对小球的作用力向上,

Y2R2

21

根据牛顿第二定律得：mg-Fcl=^£l_,解得N《mg；

R2

2

z

当vc=/2gR,向心力F'=mvc2_=2mg>mg,所以管壁对小球的作用力

R

2

向下，根据牛顿第二定律得：mg+Fcz”%?解得N，=mg；

R

假设在c点管壁对小球的作用力为0时的速度大小为VC3,则由向心

n>

力公式可得mg=^^>解得VC3='/gR>Vc3在丁2m范围内，

所以满足条件.

所以球经过C点时对管的作用力大小满足OWFcWmg,故C错误，D

正确.

故选：AD.

【点评】本题要分析清楚物体的运动过程，根据物体的不同的运动状

态，采用相应的物理规律求解即可.

5.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r,线速度为v,

周期为T,若要使它的周期变为2T,可能的方法是（）

A.r不变，使线速度变为2VB.v不变，使轨道半径变为2r

C.轨道半径变为arD.无法实现

【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】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿

第二定律求出卫星的周期，根据周期的变化求出卫星的轨道半径如何

变化，然后应用牛顿第二定律求出线速度，再分析答题.

【解答】解：卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，

由牛顿第二定律得：G^=m（22L）2r,解得：T=2n后,卫星的周期

变为原来的2倍，则卫星的轨道半径：，=卫彳，

由牛顿第二定律得：6号=。，解得：v=栏,则：（=仔=京,

故ABD错误，C正确；

故选：C.

【点评】卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，卫星周期变

化，卫星的轨道半径与线速度都发生变化，应用万有引力公式与牛顿

第二定律可以解题.

6.“水流星〃是一种常见的杂技项目，该运动可以简化为轻绳一端系

着小球在竖直平面内的圆周运动模型，如图所示，已知绳长为I,重

力加速度为g,则（）

P

/zr\

I,

A.小球运动到最低点Q时，处于失重状态

B.小球初速度V。越大，则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大

C.当丫0>巫衽时，小球一定能通过最高点P

D.当vo<«!时，细绳始终处于绷紧状态

【考点】向心力；牛顿第二定律；机械能守恒定律.

【分析】小球在最高点绳子的拉力与重力的合力提供向心力，在最低

点也是绳子的拉力与重力的合力提供向心力，可根据牛顿第二定律列

式求解，同时小球从最高点运动得到最低点的过程中，只有重力做功,

可运用动能定理列式求解.

【解答】解：A、小球在最低点时.重力与拉力的合力提供向心力，

所以小球受到的拉力一定大于重力，小球处于超重状态.故A错误；

B、设小球在最高点的速度为Vi，最低点的速度为V2；由动能定理得:

rog(21)=-1-mv|-ymv；...①

2

球经过最高点P：加8+尸产?-“②

球经过最低点Q时，受重力和绳子的拉力，如图

根据牛顿第二定律得到，F2-mg=m[_..③

联立①②③解得：F2-F]=6mg,与小球的速度无关.故B错误；

C、球恰好经过最高点P,速度取最小值，故只受重力，重力提供向

2_

心力:mg=m?，得：v3=Vgl...(4)

小球以v0=V6gl向上运动到最高点时，由动能定理得：

mg(21)="1-IDVQmv：…⑤

得：vdR2glv斯以小球一定能够过最局点.故C正确；

D、若设小球能够上升的最大高度h：由机械能守恒得：

mgh=£mvj=^ingl所以：h<l小球上升的最高点尚不到与。水平的高度,

所以细绳始终处于绷紧状态.故D正确.

故选：CD

WG

【点评】本题小球做变速圆周运动，在最高点和最低点重力和拉力的

合力提供向心力，同时结合动能定理列式求解！

7.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，两相邻等势面间电势

差相等.A、B、C为电场中的三个点，且AB=BC,一个带正电的粒子

从A点开始运动，先后经过B、C两点，若带电粒子只受电场力作用，

A.粒子在A、B、C三点的加速度大小关系a（：>aB>aA

B.粒子在A、B、C三点的动能大小关系Ekc>EkB>EkA

C.粒子在A、B、C三点的电势能大小关系Epc>EpB>EpA

D.粒子由A运动至B和由B运动至C电场力做的功相等

【考点】电势能；动能定理的应用.

【分析】根据电场线的疏密程度判断电场强度的大小；根据沿着电场

线，电势逐渐降低来判断电势的高低；根据等差等势面来确定电势差

大小，再由电势差与电场力做功关系公式WAB=qUAB来判断电场力做

功的多少.

【解答】解：A、由电场线越密的地方，电场强度越大，则有EC>EB

>EA,因此加速度大小关系ac>aB>aA，故A正确；

B、一个带正电的粒子从A点开始运动，先后经过B、C两点，电场

力做正功，所以动能不断增加，因此A、B、C三点的动能大小关系

Ekc>EkB>EkA，故B正确；

C、由于沿着电场线，电势逐渐降低，故加>巾B>4）C，因此带正电粒

子在在A、B、C三点的电势能大小关系EpA>EpB>Epc，故C错误；

D、由于从A到B过程的电场力小于从B到C过程的电场力，故从A

到B过程的电场力做功较少，因此由A运动至B和由B运动至C电

场力做的功不等，D错误；

故选AB

【点评】本题关键是根据电场线及其与等势面的关系判断出电势高

低、电场力大小和电势差的大小关系.同时知道等差等势面越密的地

方，电场线也越密.当然也可以由电场力做功的正负来确定电势能的

增减.

8.质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起

运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为S.下列说

法正确的是（）

A.小车克服重力所做的功是mgh

B.合力对小车做的功是*mv2

C.推力对小车做的功是Fs-mgh

D.小车克服阻力做的功是£mv2+mgh-Fs

【考点】动能定理的应用.

【分析】本题中小车受四个力作用，根据功的计算公式可计算恒力的

功，由动能定理计算变力的功

(1)重力做功只与物体的初末位移的高度差有关，与其它因素没有

关系，WG=mgAh；

(2)推力是恒力，可以根据W=FLcosS求解；

(3)合外力对物体所做的功可根据动能定理求解；

(4)摩擦阻力所做的功我们不好直接求解，但可以通过动能定理求

得合外力所做的功，总共有三个力对物体做功，即推力和摩擦阻力还

有重力对小车做功，这样就可以求得推力和摩擦阻力对小车做的

【解答】解:

A、WG=mgAh=mg(hA-hB)=-mgh,故小车克服重力所做的功是

mgh,故A正确

B、对小车从A运动到B的过程中运用动能定理得，W/,mv2,故B

正确

C、由于推力为恒力，推力方向的分位移为s,故推力对小车做功为

W»=Fs,故C错误.

D、阻力做的是负功，设小车克服阻力做功为W”则由动能定理得：

2

Fs-mgh-Wf=-|-mv,则得小车克服阻力做的功是Wf=Fs-mgh-y

mv2,故D错误

故选AB

【点评】本题主要考查了求功常用的几种方法：恒力做功可根据做功

公式直接计算，变力和合外力对物体做的功可根据动能定理求解.

9.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一

端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小

定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在

A点下方距离A为d处.现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻

力，下列说法正确的是（）

A.环到达B处时，重物上升的高度h-f

B.环到达B处时，环与重物的速度大小之比为掾

C.环从A到B,环减少的机械能大于重物增加的机械能

D.环能下降的最大高度为小

【考点】机械能守恒定律.

【分析】环刚开始释放时，重物由静止开始加速.根据数学几何关系

求出环到达B处时，重物上升的高度.对B的速度沿绳子方向和垂直

于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，从而求

出环在B处速度与重物的速度之比.环和重物组成的系统，机械能守

恒.

【解答】解：A、根据几何关系有，环从A下滑至B点时，重物上升

的高度h=V^d-d,故A错误；

B、对B的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上

的分速度等于重物的速度，有：vcos450=v重物，所以故B

V重物

错误；

C、环下滑过程中无摩擦力对系统做功，故系统机械能守恒，即满足

环减小的机械能等于重物增加的机械能，故C错误；

D、环下滑到最大高度为h时环和重物的速度均为0,此时重物上升

的最大高度为后靠-d,根据机械能守恒有

mgh=2mg（7h2+d2~

解得：h=4d,故D正确.

故选D.

【点评】解决本题的关键知道系统机械能守恒，知道环沿绳子方向的

分速度的等于重物的速度.

10.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有

一正电荷（电量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两板间的场

强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能.若保持负

极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）

P.

.I,I

A.U变大，E不变B.E变大，W变大C.U变小，W不变D.U

不变，W不变

【考点】电容.

【分析】平行板电容器充电后与电源断开后，电量不变.将正极板移

到图中虚线所示的位置时，d减小，通过电容的变化，确定两极板电

势差的变化，电场强度的变化，以及P点的电势变化，确定P点电势

能的变化.

【解答】解：平行板电容器充电后与电源断开后，电量不变.将正极

板移到图中虚线所示的位置时，d减小，根据C=^/口，电容增大,

根据Uj,则电势差减小.E=&吟•/詈，知电场强度不变.则P

与负极板间的电势差不变，P点的电势不变，正电荷在P点的电势能

不变.故C正确，A、B、D错误.

故选C.

【点评】本题是电容器动态变化分析问题，抓住电容器与电源断开，

电量不变，以及掌握电容的两个公式：c=-U-,C=*

4万kdu

11.如图所示，一电子沿OX轴射入电场，在电场中运动轨迹为OCD,

已知OA=AB,电子过C、D两点时竖直方向分速度为Vcy和VDy,电子

在0C段和CD段动能的增量分别为AEki和△Ek2，则（）

A.Vcy：VDy=l：2B.Vcy：VDy=l：4

C.AEkl：AEk2=l：3D.△En：AEk2=l：4

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.

【分析】电子沿Ox轴射入匀强电场，做类平抛运动，水平方向做匀

速直线运动，已知OA=AB,可知时间关系，竖直方向做匀加速运动,

由运动学公式可分析速度关系，并能得到竖直位移的关系，由动能定

理分析动能变化量的关系.

【解答】解：电子沿Ox轴射入匀强电场，做类平抛运动，水平方向

做匀速直线运动，已知OA=AB,则电子从。到C与从C到D的时间

相等.电子在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，则有：

vcy=atoc»VDy=atoD，所以有：

vcy：vDy=t0C：t0D=l：2.故A正确，B错误；

根据匀变速直线运动的推论可知，在竖直方向上：y℃：YCD=1：3,根

据动能定理得：

△Eki=qEyoc，△Ek2=qEycD,

则得：△En：AEk2=l：3.故C正确，D错误；

故选：AC.

【点评】本题是类平抛运动问题，运用运动的分解法研究，灵活运用

比例法求解，比较简单.

12.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线

运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如

图所示.已知汽车的质量为m=2X103kg,汽车受到地面的阻力为车

重的04倍，则以下说法正确的是（）

A.汽车在前5s内的牵引力为4义1。3N

B.汽车在前5s内的牵引力为5X103N

C.汽车的额定功率为40kW

D.汽车的最大速度为30m/s

【考点】功率、平均功率和瞬时功率.

【分析】从v-t图象可以看出：汽车经历三个运动过程：匀加速直

线运动，加速度减小的变加速直线运动，最后做匀速直线运动.由图

线斜率可求出前5s内汽车的加速度，由牛顿第二定律即可求出此过

程的牵引力.5s末汽车的功率就达到额定功率，由P=Fv能求出额定

功率.汽车速度最大时，牵引力等于阻力，由P=FVm，能求出最大速

度.

【解答】解：汽车受到的阻力fuO.IXZXloSxiOnZxicPN；

AB、前5s内，由图a=2m/s2,由牛顿第二定律：F-f=ma,求得：F=f+ma=

(0.1X2X103X10+2X103X2)N=6X103N故AB错误.

C、t=5s末功率达到额定功率，P=Fv=6X103X10W=6X104W=60kW,

故C错误；

D、当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度Vm=96X10.

f2X10J

=30m/s.故D正确.

故选：D

【点评】本题结合图象考查汽车启动问题，在解题时要明确汽车的运

动过程及运动状态，正确应用牛顿第二定律及功率公式求解.

二、填空题（共14分）

13.在场强为E的水平方向的匀强电场中，有一质量不计的轻杆，可

绕杆的一端。自由转动，另一端连一质量为m的带正电的小球，把

杆拉成水平后由静止释放（如图）.若小球达到最低位置时速度恰好

为零，则小球所带的电量是譬.

-E-

-------►

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；功能关系.

【分析】明确小球在电场中运动时的受力情况，再根据动能定理即可

分析小球所带的电量.

【解答】解：设杆长为L,对小球分析可知，小球受重力和电场力的

作用，由静止出发，到达最低点时速度为零，则由动能定理可得：

mgL-EqL=O

解得：q=詈；

E

故答案为：售

【点评】本题考查动能定理在电场中运动的应用，要注意正确分析物

理过程，明确对于不涉及时间问题应优先考虑动能定理或功能关系进

行分析求解.

14.为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩

擦因数H（设N为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的

轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长过程中，弹力所做的功为|kx2.于

是他设计了下述实验:

第一步，如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时

另一端坐在位置B,使滑块紧靠弹簧（不栓接）将其压缩至位置A,

量出AB间距离X],松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达位

置C时停止，量出AC间距离S,第二步，将滑块挂在竖直放置的弹

簧下，弹簧伸长后保持静止状态，量出弹簧的伸长量X2,用测得的物

理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数|1的计算式：产_4_.

―2X2S一

ABC

【考点】探究影响摩擦力的大小的因素.

【分析】竖直悬挂时、根据胡克定律求解劲度系数；水平弹出滑块时,

根据功能关系列式；联立求解出表达式后再确定待测量.

【解答】解：竖直悬挂时，物体受重力和弹力平衡，有：kx2=mg

水平弹出滑块过程，根据功能关系有：|kxj叩mgS,

联立解得…仓

故答案为：户一

2X2S

【点评】本题关键明确实验原理，根据功能关系、平衡条件、胡克定

律推导出动摩擦因素的表达式后再确定待测量.

三、计算题（共4小题，满分38分）

15.动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA：RB=1：2,

它们的角速度之比u)A：<A)B=_2五：1，质量之比mA：mR=1；2

【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.

【分析】本题的关键是根据牛顿第二定律列出卫星受到的万有引力等

于需要的向心力(用角速度表示)，即可求出角速度之比；根据动能

公式和线速度与角速度关系即可求出两卫星的质量之比.

【解答】解:

1;

2E

由及V=3R,可得：rn=-22，所以一(~)2-(一~)^=4-;

2

32R叱RA3A

故答案为:272：151：2.

【点评】应明确求解卫星绕地球做匀速圆周运动的思路是地球对卫星

的万有引力等于卫星需要的向心力，注意灵活选取线速度和角速度表

示向心力.

16.小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系

有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动.当

球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如

图所示.已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为等，重

力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.求：

(1)绳断时球的速度大小打；

(2)球落地时的速度大小V2；

(3)绳能承受的最大拉力多大？

【分析】(1)根据平抛运动的高度求出平抛运动的时间，结合水平

位移和时间求出绳断时球的速度.

(2)根据动能定理求出球落地的速度大小.

(3)在最低点，根据牛顿第二定律求出最大拉力的大小.

【解答】解：⑴根据d-普=*gt2得，t=倡，

则绳断时，球的速度0=|=^莉.

(2)根据动能定理得，~TTnvj2

解得

v.2

(3)根据牛顿第二定律得，F-mg=nr^£,

V

解得F=4r-mg.

•J

答：(1)绳断时球的速度大小V1为同.

(2)球落地时的速度大小V2为屋

(3)绳能承受的最大拉力为■mg.

【点评】本题考查了圆周运动和平抛运动的综合，知道平抛运动在水

平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本

题的关键.

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