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陕西省汉中市南郑中学2016-2017学年高一(下)期末物理试卷(解析版)

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          2016-2017  学年陕西省汉中市南郑中学高一(下)期末物理试卷
  

 一、选择题(共       12 小题,每小题      4 分,共   48 分.1-8  小题为单选,9-12      小题为多选,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.下列说法正确的是(  )

 A.根据   E=  ,可知,电场中某点的场强与电场力成正比

 B.根据   E=   ,可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比

 C.根据场强的叠加原理,可知合电场的场强一定大于分电场的场强
 D.电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹
 2.如图所示,物块在水平圆盘上,与圆盘一起绕固定轴匀速运动,下列说法中正确的是(  )


 A.物块处于平衡状态
 B.物块受二个力作用
 C.在角速度一定时,物块到转轴的距离越远,物块越容易脱离圆盘
 D.在物块到转轴距离一定时,物块运动周期越小,越容易脱离圆盘
 3.投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动,如图所示,某同学将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投
 向竖直悬挂的靶盘,结果飞镖打在靶心的正下方.忽略飞镖运动过程中所受空气阻力,在其他条件
 不变的情况下,为使飞镖命中靶心,他在下次投掷时应该(  )


 A.换用质量稍小些的飞镖            B.适当减小投飞镖的高度
 C.到稍远些的地方投飞镖            D.适当增大投飞镖的初速度
 4.已知地球自传的角速度为            ω,地球半径为       R,地球的质量为       M,引力常量为        G,假设卫星绕地球
 做匀速圆周运动,关于地球的同步卫星下列说法正确的是(  )

 A.所有地球的同步卫星一定处于赤道的正上方,但不一定在同一个圆周上
                         中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

 B.所有地球的同步卫星离地面的高度相同,且等于

 C.同步卫星的线速度等于赤道表面物体的线速度
 D.所有地球同步卫星的向心加速度大小、线速度大小、角速度和周期一定相等
 5.质量为    m 的物体在高      H 处重力势能为      mgH,从静止开始自由落下.当动能等于重力势能的                      2 倍
 时,经历的时间为(  )

 A.     B.     C.     D.

 6.如图,一质量为        M 的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内,套在大圆环上的质量为                                m 的
小环(可视为质点),从大圆环的最高处由无初速度滑下,重力加速度为                                 g.当小圆环滑到大圆环
的最低点时,大圆环对轻杆拉力的大小为(  )


 A.Mg﹣5mg  B.Mg+mg    C.Mg+5mgD.Mg+10mg

 7.质量为    m 的物体从地面上方         H 高处无初速度释放,落在地面后出现一个深度为                     h 的坑,忽略空
气阻力,如图所示,在此过程中(  )


 A.重力对物体做功为         mgH  B.物体的机械能减少了           mg(H+h)
 C.物体克服阻力做功为          mgh    D.物体的最大动能等于          mg(H+h)
 8.在一个等边三角形         ABC 顶点  B、C  处各放一个点电荷时,测得            A 处的电场强度大小为          E,方向与
 BC 边平行沿    B 指向  C.如图所示,拿走        C 处的点电荷后,A        处电场强度的情况将是(  )


 A.大小仍为     E,方向由     A 指向  B   B.大小变为       ,方向不变
 C.大小仍为     E,方向沿     BA 方向D.无法确定
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 9.如图所示,是在同一轨道平面上的三颗质量相同的人造地球卫星,均绕地球做匀速圆周运动.关
 于各物理量的关系,下列说法正确的是(  )


 A.速度   vA>vB>vC  B.周期    TA>TB>TC

 C.向心加速度      aA>aB>aC   D.角速度     ωA>ωB>ωC

 10.从距地面相同高度处,水平抛出两个质量相同的球                       A 和 B,抛出    A 球的初速为     V0,抛出   B 球的

初速为    2V0,则两球从抛出到落地的过程中(  )
 A.重力的平均功率相同             B.落地时重力的瞬时功率相同
 C.重力的平均功率不同             D.落地时重力的瞬时功率不同

 11.如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其                          v﹣t 图象如图乙所示,同时人顶着杆沿

 水平地面运动的       x﹣t 图象如图丙所示.若以地面为参考系,下列说法正确的是(  )


 A.猴子的运动轨迹为直线
 B.猴子在    2 s 内做匀变速曲线运动
 C.t=0 时猴子的速度大小为         8 m/s
 D.猴子在    2 s 内的加速度大小为       4 m/s2
 12.如图所示,A、B       两球质量相等,A        球用不能伸长的轻绳系于           O 点,B   球用轻弹簧系于       O′点,
 O 与 O′点在同一水平面上,分别将            A、B  球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处
于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平
高度,则(  )


 A.两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等
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 B.两球到达各自悬点的正下方时,A               球速度较大
 C.两球到达各自悬点的正下方时,B               球速度较大
 D.两球到达各自悬点的正下方时,A               球机械能大于       B 球机械能
  

 二.实验题(15      分.每空   3 分)
 13.如图   1 所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装
 置可验证机械能守恒定律.


 ①已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外

 还需要的器材是             (填字母代号).
 A.直流电源、天平及砝码
 B.直流电源、毫米刻度尺
 C.交流电源、天平及砝码
 D.交流电源、毫米刻度尺
 ②实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度                            v 和下落高度     h.某同学对实验得
 到的纸带设计了以下四种测量方案.这些方案中合理的是                               .
 A.用刻度尺测出物体下落的高度              h,由打点间隔数计算出下落时间               t,通过   v=gt 计算出瞬时速度      v
 B.用刻度尺测出物体下落的高度              h,并通过     v=    计算出瞬时速度       v
 C.根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出

 瞬时速度    v,并通过    h=   计算得出高度       h

 D.用刻度尺测出物体下落的高度              h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前
后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度                    v
 ③安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图                                     2 所示.图中
 O 点为打点起始点,且速度为零.选取纸带上打出的连续点                         A、B、C、…作为计数点,测出其中              E、

F、G  点距起始点      O 的距离分别为      h1、h2、h3.已知重锤质量为          m,当地重力加速度为          g,计时器打
                         中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台
 点周期为    T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从                         O 点到   F 点的过程中:重锤重

力势能的减少量△Ep=              ,动能的增加量△Ek=               (用题中所给字母表示)
 ④某同学在实验中测出各计数点到起始点的距离                     h,并计算出各计数点的速度             v,用实验测得的数据

 绘制出   v2﹣﹣h 图线图象是一条直线,此直线斜率的物理含义是                         .
  

 三、计算题(共       37 分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案
 的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)

 14.如图所示,在倾角为          θ=37°的绝缘粗糙斜面上        B 处有质量为     m=1kg、电荷量为      q=+8×10﹣5C 的物

 体(可视为质点);在和斜面处于同一平面内与                     B 点等高处、相距       r=3m 的 A 点固定带电荷量

 Q=+1.6×10﹣4C 的点电荷;现发现物体在斜面上处于静止状态.(重力加速度                          g=10m/s2,静电力常量

k=9.0×109N•m2/C2,sin37°=0.6)求:

 (1)物体受到库仑力的大小;
 (2)物体受到的摩擦力大小和方向.


 15.如图所示,水平台面          AB 距地面的高度      h=0.80m.有一滑块从       A 点以  v0=5.0m/s 的初速度在台面
上做匀变速直线运动,滑块与平台间的动摩擦因数                       μ=0.25.滑块运动到平台边缘的           B 点后水平飞
出.已知     AB=1.8m.不计空气阻力,g         取 10m/s2,求:
 (1)滑块从     B 点飞出时的速度大小;
 (2)滑块落地点到平台边缘的水平距离.


 16.如图所示,位于竖直面内的曲线轨道的最低点                     B 的切线沿水平方向,且与一位于同一竖直面内、
 半径  R=0.40m 的光滑圆形轨道平滑连接.现有一质量                 m=0.10kg 的滑块(可视为质点),从位于轨道
上的   A 点由静止开始滑下,滑块经            B 点后恰好能通过圆形轨道的最高点               C.已知    A 点到  B 点的高度
h=1.5m,重力加速度       g=10m/s2,空气阻力可忽略不计,求:
 (1)滑块通过      C 点时的速度大小;
 (2)滑块通过圆形轨道          B 点时对轨道的压力大小;
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(3)滑块从           A 点滑至      B 点的过程中,克服摩擦阻力所做的功.


 
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     2016-2017    学年陕西省汉中市南郑中学高一(下)期末物理试卷

                                      参考答案与试题解析

  

 一、选择题(共       12 小题,每小题      4 分,共   48 分.1-8  小题为单选,9-12      小题为多选,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.下列说法正确的是(  )

 A.根据   E=  ,可知,电场中某点的场强与电场力成正比

 B.根据   E=   ,可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比

 C.根据场强的叠加原理,可知合电场的场强一定大于分电场的场强
 D.电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹
 【考点】AA:电场的叠加;A7:电场线.
 【分析】根据电场强度的定义式,知道是属于比值定义法;而点电荷电场强度与产生电场的电荷量
 成正比,与间距的平方成反比.电场强度是矢量,满足矢量合成法则,合电场不一定大于分电
 场.当电场线是直线,且初速度为零或速度方向与电场线平行时,运动轨迹才会与电场线重合.

 【解答】解:A.E=        ,作为电场强度的定义式,给出了电场强度的一种测量方式或方法.而对于电
 场中的某一确定的点,放在该处的试探电荷的电荷量不同,电荷受到的电场力也不同,但电场力和
 电荷量的比值却是不变的,即电场强度与电场力及试探电荷的电荷量无关,而由场源电荷及研究点

 在场中的位置决定.故          A 错误;
 B、对于点电荷形成的电场,确定点的场强与形成电场的场源电荷的电量成正比.故                                    B 正确;
 C、电场强度是矢量,合场强由平行四边形法则确定,作为合场强的平行四边形的对角线不一定比作
 为分场强的平行四边形的邻边长.故                C 错误;
 D、只有当电场线是直线,带电粒子只在电场力的作用下,电荷的初速度为零或初速度方向与电场
 线重合时,电荷的运动轨迹才会与电场线重合,故                      D 错误;
 故选  B
  

 2.如图所示,物块在水平圆盘上,与圆盘一起绕固定轴匀速运动,下列说法中正确的是(  )
                        中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台


A.物块处于平衡状态
B.物块受二个力作用
C.在角速度一定时,物块到转轴的距离越远,物块越容易脱离圆盘
D.在物块到转轴距离一定时,物块运动周期越小,越容易脱离圆盘
【考点】4A:向心力;37:牛顿第二定律.
【分析】物块饶轴做匀速圆周运动,合力指向圆心,提供向心力,根据牛顿第二定律列式分析.

【解答】解:A、B、物块饶轴做匀速圆周运动,对其受力分析可知,物块受竖直向下的重力、垂直
圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用,合力提供向心力,故                                 AB 错误;
C、根据向心力公式        F=mrω2 可知,当    ω 一定时,半径越小,所需的向心力越小,越不容易脱离圆盘,
故 C 正确;

D、根据向心力公式        F=mr(     )2 可知,当物块到转轴距离一定时,周期越小,所需向心力越大,
越容易脱离圆盘,故         D 正确;
故选:CD.
 

3.投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动,如图所示,某同学将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投
向竖直悬挂的靶盘,结果飞镖打在靶心的正下方.忽略飞镖运动过程中所受空气阻力,在其他条件
不变的情况下,为使飞镖命中靶心,他在下次投掷时应该(  )


A.换用质量稍小些的飞镖            B.适当减小投飞镖的高度
C.到稍远些的地方投飞镖            D.适当增大投飞镖的初速度
【考点】43: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,抓住等时性,运
用运动学公式进行分析.

【解答】解:A、平抛运动的规律与飞镖的质量无关,换用质量稍小的飞镖,飞镖命中的位置不
变.故   A 错误.
                        中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台
B、由于初速度不变、水平位移不变,则飞镖击中靶子的时间不变,则竖直方向上下落的高度不变,
减小飞镖的高度,飞镖将打在靶心的正下方.故                     B 错误.
C、水平距离增大,初速度不变,则飞镖击中靶子的时间增大,竖直方向上下落的高度增大,飞镖将
打在靶心的正下方.故          C 错误.
D、增大初速度,水平距离不变,则飞镖击中靶子的时间减小,竖直方向上下落的高度减小,飞镖
将会打在靶心.故        D 正确.
故选:D.
 

4.已知地球自传的角速度为            ω,地球半径为       R,地球的质量为       M,引力常量为        G,假设卫星绕地球
做匀速圆周运动,关于地球的同步卫星下列说法正确的是(  )

A.所有地球的同步卫星一定处于赤道的正上方,但不一定在同一个圆周上

B.所有地球的同步卫星离地面的高度相同,且等于

C.同步卫星的线速度等于赤道表面物体的线速度
D.所有地球同步卫星的向心加速度大小、线速度大小、角速度和周期一定相等
【考点】4H:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
【分析】解答本题需掌握:同步卫星与地球自转同步,同步卫星的周期必须与地球自转周期相同.
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:A、根据同步卫星与地球自转同步,与地面相对静止,同时卫星受到地球的万有引力提
供向心力,指向圆心,万有引力指向地心,故同步卫星只能在赤道上空,所以各国的同步卫星都在

同一圆周上运动,故         A 错误;

B、根据万有引力提供向心力:                       ,解得           ,所有地球同步卫星离地面高度相同,

         ,故   B 错误;
C、同步卫星的角速度与赤道表面物体的角速度相等,根据                         v=ωr 知,同步卫星的线速度大于赤道表
面物体的线速度,故         C 错误;


D、根据万有引力提供向心力,列出等式:                                      ,其中    R 为地球半径,h      为同步
卫星离地面的高度.由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,所以                                T 为一定值,根据上面等
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 式得出:同步卫星离地面的高度              h 也为一定值.由于轨道半径一定,则线速度的大小也一定,故
 D 正确;
 故选:D
  

 5.质量为    m 的物体在高      H 处重力势能为      mgH,从静止开始自由落下.当动能等于重力势能的                      2 倍
 时,经历的时间为(  )

 A.     B.     C.     D.

 【考点】6C:机械能守恒定律.
 【分析】先根据机械能守恒定律求解下降的高度,然后根据自由落体运动的位移公式求解运动时
 间.

 【解答】解:物体做自由落体运动,机械能守恒,设高度为                          h 时动能等于重力势能的          2 倍时,由机
 械能守恒定律有:

    mgH=mgh+

 据题有        =2mgh

 联立解得     h= H

 故下落的高度为:h′=H﹣h=        H

 根据自由落体运动的位移时间关系公式,有:                      H=

 解得:t=
 故选:A
  

 6.如图,一质量为        M 的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内,套在大圆环上的质量为                                m 的
小环(可视为质点),从大圆环的最高处由无初速度滑下,重力加速度为                                 g.当小圆环滑到大圆环
的最低点时,大圆环对轻杆拉力的大小为(  )
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 A.Mg﹣5mg  B.Mg+mg    C.Mg+5mgD.Mg+10mg

 【考点】4A:向心力;37:牛顿第二定律.
 【分析】根据牛顿第二定律求出小环运动到最低点时,大环对它的拉力,再用隔离法对大环分析,
 求出大环对轻杆的拉力大小.
 【解答】解:小环在最低点时,根据牛顿第二定律得:

 F﹣mg=m   ,

 得:F=mg+m     ,

 小环从最高到最低,由动能定理,则有:                             ;

 对大环分析,有:T=F+Mg=m(g+            )+Mg=5mg+Mg.故      C 正确,A、B、D     错误.

 故选:C
  

 7.质量为    m 的物体从地面上方         H 高处无初速度释放,落在地面后出现一个深度为                     h 的坑,忽略空
气阻力,如图所示,在此过程中(  )


 A.重力对物体做功为         mgH  B.物体的机械能减少了           mg(H+h)
 C.物体克服阻力做功为          mgh    D.物体的最大动能等于          mg(H+h)
 【考点】6C:机械能守恒定律.
 【分析】重力势能减少量等于重力做功的多少;外力对物体做的总功等于动能的变化量,对整个过
 程,运用动能定理总功.物体刚进入坑中时动能最大,由动能定理求解.

 【解答】解:A、物体高度下降了              H+h,故重力做功为:mg(H+h);故              A 错误.
 B、重力对物体做功为           mg(H+h),则物体的重力势能减少了               mg(H+h),动能没有变化,故机械
能减少了     mg(H+h);故     B 正确.

 C、物体的初末动能都为零,根据动能定理可知,mg(H+h)﹣Wf=0;解得:Wf=mg(H+h);故                                 C 错
 误.
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 D、物体刚进入坑中时动能最大,对于物体下落                    H 的过程,由动能定理得:物体的最大动能等于
 mgH.故   D 错误.
 故选:B
  

 8.在一个等边三角形         ABC 顶点  B、C  处各放一个点电荷时,测得            A 处的电场强度大小为          E,方向与
 BC 边平行沿    B 指向  C.如图所示,拿走        C 处的点电荷后,A        处电场强度的情况将是(  )


 A.大小仍为     E,方向由     A 指向  B   B.大小变为       ,方向不变
 C.大小仍为     E,方向沿     BA 方向D.无法确定
 【考点】AD:电势差与电场强度的关系;A6:电场强度.
 【分析】A    处的电场强度是由两个点电荷产生的电场强度的叠加,根据点电荷在某处产生电场强度
 的公式,结合矢量叠加法则,即可求解.

 【解答】解:由题意可知,两个顶点                B、C  处各放一个点电荷,测得           A 处的电场强度大小为         E,方向

与  BC 边平行沿    B 指向  C,根据平行四边形定则作出             B 处点电荷在     A 处的电场强度      EB 和 C 点电荷在

A 处的电场强度       EC 的合场强   E,由于三角形       ABC 是等边三角形,所以         EB 和 EC 的夹角为   120°,由几

何知识可知,EB=EC=E,B       处电荷在     A 处的电场强度      EB 的方向由    B 指向  A;
 当拿走   C 处的点电荷后,则        A 处电场强度大小仍为         E,方向沿     BA 方向,故    C 正确,ABD   错误;
 故选:C


  

 9.如图所示,是在同一轨道平面上的三颗质量相同的人造地球卫星,均绕地球做匀速圆周运动.关
 于各物理量的关系,下列说法正确的是(  )
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 A.速度   vA>vB>vC  B.周期    TA>TB>TC

 C.向心加速度      aA>aB>aC   D.角速度     ωA>ωB>ωC
 【考点】4H:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
 【分析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律
 和万有引力定律列式,得到各量与轨道半径的关系,再进行分析比较.

 【解答】解:根据万有引力提供向心力有:G                        =m      =ma=m           r

 得:v=         ,a=      ,T=2                .


 A、由于   v=        ,所以速度     vA>vB>vC.故    A 正确;

 B、由于   T=2              ,半径越大,周期越大,所以周期                TA<TB<TC.故   B 错误;


 C、由于   a=     ,半径越大向心加速度越小,所以向心加速度                     aA>aB>aC.故    C 正确;


 D、由于   ω=        =        ,所以角速度      ωA>ωB>ωC.故     D 正确.

 故选:ACD
  

 10.从距地面相同高度处,水平抛出两个质量相同的球                       A 和 B,抛出    A 球的初速为     V0,抛出   B 球的

初速为    2V0,则两球从抛出到落地的过程中(  )
 A.重力的平均功率相同             B.落地时重力的瞬时功率相同
 C.重力的平均功率不同             D.落地时重力的瞬时功率不同
 【考点】63:功率、平均功率和瞬时功率.

 【分析】根据      W=mgh  求解重力做功,根据                 比较重力的平均功率,根据             P=mgvcosθ 比较落
 地时重力的瞬时功率.
 【解答】解:平抛运动的时间由高度决定,与初速度无关,所以两球落地时间相等,高度相等,知
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重力做功相等,根据                 知重力的平均功率相等.

根据  P=mgvcosθ=mgvy,知两球落地时在竖直方向上的分速度相等,所以落地时重力的瞬时功率相等,
故 AB 正确,CD    错误.
故选:AB
 

11.如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其                          v﹣t 图象如图乙所示,同时人顶着杆沿

水平地面运动的       x﹣t 图象如图丙所示.若以地面为参考系,下列说法正确的是(  )


A.猴子的运动轨迹为直线
B.猴子在    2 s 内做匀变速曲线运动
C.t=0 时猴子的速度大小为         8 m/s
D.猴子在    2 s 内的加速度大小为       4 m/s2
【考点】44:运动的合成和分解.
【分析】猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀减速直线运动,通过运动的合成,

判断猴子相对于地面的运动轨迹以及运动情况.求出                       t=2s 时刻猴子在水平方向和竖直方向上的分加
速度,根据平行四边形定则,求出猴子相对于地面的加速度.

【解答】解:AB、由乙图知,猴子竖直方向上做匀减速直线运动,加速度竖直向下.由丙图知,猴
子水平方向上做匀速直线运动,则猴子的加速度竖直向下,与初速度方向不在同一直线上,故猴子

在 2s 内做匀变速曲线运动.故           A 错误,B   正确.

C、s﹣t 图象的斜率等于速度,则知猴子水平方向的初速度大小为                        vx=4m/s,竖直方向分速度


vy=8m/s,t=0 时猴子的速度大小为:v=                       =4     m/s.故   C 错误.

D、v﹣t 图象的斜率等于加速度,则知猴子的加速度大小为:a=                             =                 =﹣4m/s2,

因此加速度大小为        4 m/s2,故  D 正确.
故选:BD.
 
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 12.如图所示,A、B       两球质量相等,A        球用不能伸长的轻绳系于           O 点,B   球用轻弹簧系于       O′点,
 O 与 O′点在同一水平面上,分别将            A、B  球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处
于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平
高度,则(  )


 A.两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等
 B.两球到达各自悬点的正下方时,A               球速度较大
 C.两球到达各自悬点的正下方时,B               球速度较大
 D.两球到达各自悬点的正下方时,A               球机械能大于       B 球机械能
 【考点】6B:功能关系.
 【分析】A    球用绳连着,在下摆的过程中,绳的拉力不做功,球                        A 的机械能守恒,B       球用弹簧相连,
 在球  B 下摆的过程中,弹簧要对球            B 做功,弹簧的弹性势能增加,球              B 的机械能不守恒,B        球和弹
 簧组成的系统的机械能守恒.

 【解答】解:ABC、两个球都是从同一个水平面下降的,到达最低点时还是在同一个水平面上,可
 知在整个过程中,A、B         两球重力势能减少量相同.球              A 的重力势能全部转化为动能,球              B 的重力势
 能转化为动能和弹簧的弹性势能,所以两球到达各自悬点的正下方时,A                               球动能较大,较大,故
 AC 错误,B   正确;
 D、初始时两球的机械能相等,在下摆的过程中,绳的拉力不做功,球                              A 的机械能守恒.B       球和弹簧
 组成的系统的机械能守恒,则知两球到达各自悬点的正下方时,A                            球机械能大于       B 球机械能,故
 D 正确.
 故选:BD
  

 二.实验题(15      分.每空   3 分)
 13.如图   1 所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装
 置可验证机械能守恒定律.
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 ①已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外

 还需要的器材是 D (填字母代号).
 A.直流电源、天平及砝码
 B.直流电源、毫米刻度尺
 C.交流电源、天平及砝码
 D.交流电源、毫米刻度尺
 ②实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度                            v 和下落高度     h.某同学对实验得
 到的纸带设计了以下四种测量方案.这些方案中合理的是 D .
 A.用刻度尺测出物体下落的高度              h,由打点间隔数计算出下落时间               t,通过   v=gt 计算出瞬时速度      v
 B.用刻度尺测出物体下落的高度              h,并通过     v=        计算出瞬时速度        v
 C.根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出

 瞬时速度    v,并通过    h=      计算得出高度      h

 D.用刻度尺测出物体下落的高度              h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前
后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度                    v
 ③安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图                                     2 所示.图中
 O 点为打点起始点,且速度为零.选取纸带上打出的连续点                         A、B、C、…作为计数点,测出其中              E、

F、G  点距起始点      O 的距离分别为      h1、h2、h3.已知重锤质量为          m,当地重力加速度为          g,计时器打
点周期为     T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从                         O 点到   F 点的过程中:重锤重
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力势能的减少量△Ep= mgh2 ,动能的增加量△Ek=                                          (用题中所给字母
表示)

④某同学在实验中测出各计数点到起始点的距离                     h,并计算出各计数点的速度             v,用实验测得的数据

绘制出   v2﹣﹣h 图线图象是一条直线,此直线斜率的物理含义是 重力加速度的                          2 倍 .

【考点】MD:验证机械能守恒定律.
【分析】①根据实验的原理确定实验中需要测量的物理量,从而确定需要的器材.

②实验中用刻度尺测出物体下落的高度                 h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于
这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度                      v.
③根据下降的高度求出重力势能的减小量,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求

出 F 点的速度,从而得出动能的增加量.

④根据机械能守恒得出          v2﹣h 的关系式,从而确定图线斜率的含义.
【解答】解:①打点计时器使用交流电源,实验中需要刻度尺测量点迹间的距离,由于验证动能的

增加量和重力势能的减小量是否相等,质量可以约去,则不需要天平,故选:D.

②A、实验中根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解瞬时速度,不能根据                                       v=gt,v=

        求解瞬时速度,否则默认了机械能守恒,失去验证的意义,故                            A、B  错误.

C、实验中用刻度尺测出物体下落的高度                 h,根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于

这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度                      v,不能根据     h=      计算得出高度      h,故   C 错误,

D 正确.
故选:D.


③从  O 点到  F 点的过程中:重锤重力势能的减少量△Ep=mgh2,F                  点的瞬时速度


         ,则动能的增加量                                =                      .
④根据   v2=2gh 得,图线的斜率表示重力加速度的               2 倍.


故答案为:①D;②D;③mgh2;                                 ;④重力加速度的        2 倍.
 
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 三、计算题(共       37 分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案
 的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)

 14.如图所示,在倾角为          θ=37°的绝缘粗糙斜面上        B 处有质量为     m=1kg、电荷量为      q=+8×10﹣5C 的物

 体(可视为质点);在和斜面处于同一平面内与                     B 点等高处、相距       r=3m 的 A 点固定带电荷量

 Q=+1.6×10﹣4C 的点电荷;现发现物体在斜面上处于静止状态.(重力加速度                          g=10m/s2,静电力常量

k=9.0×109N•m2/C2,sin37°=0.6)求:

 (1)物体受到库仑力的大小;
 (2)物体受到的摩擦力大小和方向.


 【考点】A4:库仑定律;2H:共点力平衡的条件及其应用.
 【分析】(1)根据库仑定律求出物体受到的库仑力的大小.
 (2)对物体分析,抓住物体在沿斜面方向上的合力为零求出物体受到的摩擦力大小.

 【解答】解:(1)物体受到的库仑力                F=k     =9.0×109×

                    N=12.8N.
 (2)沿斜面方向上有:mgsinθ+f=Fcosθ
 代入数据解得:f=4.24N,方向沿斜面向下.
 答:(1)物体受到的库仑力为             12.8N.
 (2)物体受到的摩擦力为           4.24N,方向沿斜面向下.
  

 15.如图所示,水平台面          AB 距地面的高度      h=0.80m.有一滑块从       A 点以  v0=5.0m/s 的初速度在台面
上做匀变速直线运动,滑块与平台间的动摩擦因数                       μ=0.25.滑块运动到平台边缘的           B 点后水平飞
出.已知     AB=1.8m.不计空气阻力,g         取 10m/s2,求:
 (1)滑块从     B 点飞出时的速度大小;
 (2)滑块落地点到平台边缘的水平距离.
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 【考点】66:动能定理的应用;43:平抛运动.
 【分析】(1)滑块在平台上滑行时,只有滑动摩擦力对滑块做功,运用动能定理可求得滑块从                                         B 点
飞出时的速度.

 (2)滑块离开平台后做平抛运动,根据平抛运动规律求滑块落地点到平台边缘的水平距离.
 【解答】解:(1)滑块从           A 运动到   B 的过程,由动能定理得:

 ﹣μmgx=          ﹣

 式中   x=1.8m,v0=5.0m/s,μ=0.25

 代入数据解得,滑块从          B 点飞出时的速度为:vB=4m/s
 (2)滑块从     B 点飞出后做平抛运动,滑块做平抛运动,

 水平方向有:x=vBt

 竖直方向有:h=
 联立解得:x=1.6m
 答:(1)滑块从       B 点飞出时的速度大小是          4m/s;
 (2)滑块落地点到平台边缘的水平距离是                  1.6m.
  

 16.如图所示,位于竖直面内的曲线轨道的最低点                     B 的切线沿水平方向,且与一位于同一竖直面内、
 半径  R=0.40m 的光滑圆形轨道平滑连接.现有一质量                 m=0.10kg 的滑块(可视为质点),从位于轨道
上的   A 点由静止开始滑下,滑块经            B 点后恰好能通过圆形轨道的最高点               C.已知    A 点到  B 点的高度
h=1.5m,重力加速度       g=10m/s2,空气阻力可忽略不计,求:
 (1)滑块通过      C 点时的速度大小;
 (2)滑块通过圆形轨道          B 点时对轨道的压力大小;
 (3)滑块从     A 点滑至   B 点的过程中,克服摩擦阻力所做的功.


 【考点】66:动能定理的应用;37:牛顿第二定律;38:牛顿第三定律;4A:向心力;6C:机械能
 守恒定律.
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 【分析】(1)滑块经         B 点后恰好能通过圆形轨道的最高点               C,即在    C 点滑块所受轨道的压力为零,
根据牛顿第二定律求出滑块通过               C 点的速度.
 (2)对   B 到 C 段研究,运用机械能守恒定律求出               B 点的速度,结合牛顿第二定律求出滑块在                  B 点
所受的支持力大小,从而求出滑块对轨道的压力.

 (3)对   A 到 B 段运用动能定理,求出克服摩擦力做的功.
 【解答】解;(1)因滑块恰能通过               C 点,即在    C 点滑块所受轨道的压力为零,其只受到重力的作
 用.

 设滑块在    C 点的速度大小为       vC,根据牛顿第二定律,对滑块在              C 点有

 mg=

 解得  vC=       =2.0m/s

 (2)设滑块在      B 点时的速度大小为        vB,对于滑块从      B 点到  C 点的过程,根据机械能守恒定律有

       2       2
    mvB =   mvC +mg2R

 滑块在   B 点受重力    mg 和轨道的支持力        FN,根据牛顿第二定律有


 FN﹣mg=

 联立上述两式可解得           FN=6mg=6.0N

 根据牛顿第三定律可知,滑块在              B 点时对轨道的压力大小          FN′=6.0N

 (3)设滑块从      A 点滑至   B 点的过程中,克服摩擦阻力所做的功为                 Wf,对于此过程,根据动能定律


                  2
有   mgh﹣Wf=    mvB


                   2
 解得  Wf=mgh﹣   mvB =0.50J

 答:(1)滑块通过        C 点时的速度大小为        2m/s.
 (2)滑块通过圆形轨道          B 点时对轨道的压力大小为           6.0N.
 (3)滑块从     A 点滑至   B 点的过程中,克服摩擦阻力所做的功                0.50J.
  
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2017   年  8 月   7 日
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