高中物理机构讲义 期末试卷

下学期期末试卷（答题时间：90分钟）一、单选题（共6小题，每小题4分，共24分）1.有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点.现从M中挖去半径为R的球体，如图所示，则剩余部分对m的万有引力F为（）A. B. C. D.2.如图所示，在竖直平面内有一“V”形槽，其底部BC是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处B、C位于同一水平面上。一小物体从右侧斜槽上距BC平面高度为2h的A处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则（）A.小物体恰好滑回到B处时速度为零B.小物体尚未滑回到B处时速度已变为零C.小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低D.小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点3.如图所示是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M为半径为R＝1.0m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m＝0.01kg的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M的上端点水平飞出，取g＝10m/s2，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为（）A.0.10J B.0.15J C.0.20J D.0.25J4.将一小球从某高处以初速度水平抛出，落地时速度方向与水平地面夹角为45°，抛出点距地面的高度为（）A. B. C. D.5.如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率P0拉绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m，沿水面运动时所受的阻力为Ff且保持不变，当绳AO段与水平面夹角为θ时，小船的速度为v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于（）A.－ B.cos2θ－ C. D.6.如图所示，重物P放在一长木板OA上，将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止，关于木板对重物P的摩擦力和支持力做功的情况是（）A.摩擦力对重物做正功B.摩擦力对重物做负功C.支持力对重物不做功D.支持力对重物做正功二、多选题（共4小题，每小题6分，共24分）7.如图所示，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上。初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面，在此过程中（）A.a的动能小于b的动能B.两物体机械能的变化量相等C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零8.如图所示表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆、落地（未画出）。在这几个阶段中有关能量转化情况的说法，正确的是（）助跑撑杆起跳越横杆A.助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能B.起跳时，人的动能和化学能转化为人和杆的势能C.越过横杆后，人的重力势能转化为动能D.落地后，人的能量消失了9.如图所示为用绞车拖物块的示意图，栓接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块。已知轮轴的半径R＝0.5m，细线始终保持水平，被拖动物块质量m＝1kg，与地面间的动摩擦因数μ＝0.5；轮轴的角速度随时间变化的关系是ω＝2t（rad/s），g＝10m/s2，以下判断正确的是（）A.物块做匀速运动B.物块做匀加速直线运动，加速度大小是1m/s2C.绳对物块的拉力是5ND.绳对物块的拉力是6N10.如图所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是（）A.小球通过最高点时的最小速度是B.小球通过最高点时的最小速度为零C.小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力三、实验题（共2小题，每空2分，共14分）11.利用如图所示实验装置来验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中小铁球经过光电门B时，毫秒计时器（图中未画出）记录下小铁球的挡光时间t。实验前调整光电门位置，使小铁球下落过程中，小铁球球心垂直细激光束通过光电门，当地重力加速度为g。（1）为了验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，还需要测量的物理量是________。A.A点距地面的高度HB.A、B之间的距离hC.小铁球从A到B的下落时间tABD.小铁球的直径d（2）小铁球通过光电门时的瞬时速度v＝____________；要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，只需验证等式________是否成立即可（用实验中测得物理量的符号表示）。12.“验证机械能守恒定律”的实验中。图甲是打点计时器打出的一条纸带，选取其中连续的计时点标为A、B、C……G、H、I，对BH段进行研究。（1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________。（2）用刻度尺测量距离时如图乙，读出A、C两点间距为________cm，B点对应的速度vB＝________m/s。（3）若H点对应的速度为vH，重物下落的高度为hBH，当地重力加速度为g，为完成实验，要比较v与________的大小（用字母表示）。四、计算题（共4小题，13题8分，14、15、16题每题10分，共38分）13.一根细钢管被弯成半径为R的圆形，如图所示，管的直径与圆的半径相比可以忽略不计，管内有一质量为m的小球做圆周运动，某次小球经过最低点时对管的压力为6mg，此后它转过半周后刚好能通过最高点，则在此过程中小球克服摩擦力做的功为多少？14.小物块A的质量为m＝2kg，物块与坡道间的动摩擦因数为μ＝0.6，水平面光滑。坡道顶端距水平面高度为h＝1m，倾角为θ＝37°。物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图所示。物块A从坡顶由静止滑下，重力加速度为g＝10m/s2，求：（1）物块滑到O点时的速度大小；（2）弹簧为最大压缩量时的弹性势能；（3）物块A被弹回到坡道上升的最大高度。15.如图所示，质量为M、长为L薄木板置于水平地面上，木板与地面间动摩擦因数为μ；木板上表面光滑，其右端放置一个质量为m的小球。用水平恒力F拉木板，使其从静止开始向右做加速运动，经过一段时间，小球脱落，此时立即撤去力F。求：（1）小球落地时木板的速度大小；（2）撤去力F后木板通过的距离；（3）整个过程中木板与地面间因摩擦而产生的热。16.通过探究得到弹性势能的表达式为Ep＝kx2，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧伸长（或缩短）的长度。请利用弹性势能表达式计算以下问题：放在地面上的物体上端系在一劲度系数k＝400N/m的弹簧上，弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上，如图所示。手拉绳子的另一端，当往下拉0.1m时，物体开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h＝0.5m高处。如果不计弹簧重力及滑轮与绳的摩擦，求拉力所做的功以及此时弹簧弹性势能的大小。

一、单选题1.【答案】A【解析】质量为M的球体对质点m的万有引力挖去的球体的质量M′＝M＝质量为M′的球体对质点m的万有引力则剩余部分对质点m的万有引力F＝F1－F2＝.故选项A正确。2.【答案】C【解析】小物体从A处运动到D处的过程中，克服摩擦力所做的功为Wf1＝mgh，小物体从D处开始运动的过程，因为速度较小，小物体对圆弧槽的压力较小，克服摩擦力所做的功Wf2＜mgh，所以小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低，C正确，A、B错误；因为小物体与圆弧槽间的动摩擦因数未知，所以小物体可能停在圆弧槽上的任何地方，D错误。3.【答案】B【解析】设钢珠在M轨道最高点的速度为v，在最高点，由题意有：mg＝m从发射前到最高点，由机械能守恒定律有：Ep＝mgR＋mv2＝0.15J。4.【答案】C【解析】根据得，vy=v0，根据速度位移公式得，故C正确，A、B、D错误。5.【答案】A【解析】假设卡车速度是v0，对小船的运动分解，小船的速度v的沿绳分量与卡车速度相同，如图：由几何关系可知，v0＝vcosθ，此时卡车的牵引力为F＝＝，再对小船受力分析如图：由牛顿第二定律可知，小船加速度为a＝＝－，A正确。6.【答案】D【解析】重物受到的摩擦力方向始终与速度方向垂直，故不做功，支持力方向始终与速度方向相同，故做正功。二、多选题7.【答案】AD【解析】由运动的合成与分解知识可知，va＝vbcosθ，θ为拉b的绳与水平面的夹角，因此物体a的速度小于物体b的速度，而两物体的质量又相同，所以a的动能小于b的动能，A正确；a物体下降时，a的机械能的减少量等于b物体的动能增加量和b克服摩擦力做功之和，B错误；a的重力势能的减少量等于两物体总动能的增加量与b克服摩擦力所做的功之和，C错误；绳的拉力对a所做的功等于a的机械能的减少量，绳的拉力对b所做的功等于b的动能增加量和克服摩擦力做功之和，D正确。8.【答案】ABC【解析】运动员在助跑、撑杆起跳、越横杆、落地的几个过程中，能量的转化分别为化学能转化为动能，化学能和动能转化为势能，重力势能转化为动能．故A，B，C正确．人落地后，人的重力势能会使地面发生形变及使温度升高而转化为内能，即人的能量并没有消失，故D错．9.【答案】BD【解析】由题意知，物块的速度v＝ωR＝2t×0.5＝1t，又v＝at，故可得：a＝1m/s2，故A错误，B正确；由牛顿第二定律可得：物块所受合外力F＝ma＝1N，F＝FT－Ff，地面摩擦阻力Ff＝μmg＝0.5×1×10N＝5N，故可得物块受绳子拉力FT＝Ff＋F＝5＋1N＝6N，故C错误，D正确。10.【答案】BD【解析】圆环外侧、内侧都可以对小球提供弹力，小球在水平线ab以下时，必须有指向圆心的力提供向心力，就是外侧管壁对小球的作用力，故B、D正确。三、实验题11.【答案】（1）BD（2）＝h（或d2＝2ght2）【解析】（1）根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离，故A错误，B正确.利用小铁球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，但需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小铁球的直径，故C错误，D正确。（2）利用小铁球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故v＝；根据机械能守恒的表达式有mgh＝mv2，可得＝h（或d2＝2ght2），故只要验证＝h（或d2＝2ght2）即可。12.【答案】（1）0.02s（2）5.401.35（3）v－ghBH【解析】（1）打点计时器电源频率为50Hz，则每隔0.02s打一点。（2）xAC＝（5.90－0.50）cm＝5.40cm，vB＝＝m/s＝1.35m/s。（3）由动能定理有mghBH＝mv－mv，得＝－ghBH。四、计算题13.【答案】mgR【解析】刚好通过最高点有v＝0最低点有：FN－mg＝且FN＝6mg所以v′2＝5gR根据动能定理：－2mgR－Wf＝m（v2－v′2）Wf＝mgR14.【答案】（1）2m/s（2）4J（3）m【解析】（1）由动能定理得mgh－＝mv2解得v＝，代入数据得v＝2m/s（2）在水平滑道上，由机械能守恒定律得mv2＝Ep则Ep＝mgh－，代入数据得Ep＝4J（3）设物块A能够上升的最大高度为h1，物块被弹回过程中由动能定理得0－mv2＝－mgh1－解得h1＝m。15.【答案】（1）（2）L（3）FL【解析】（1）对木板应用牛顿第二定律有：F－μ（M＋m）g＝Ma由运动学公式有：v2－0＝2aL解得v＝（2）撤去F后，对木板应