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文档介绍
2020年高一物理第二学期期末模拟试卷及答案(共五套)(1)
2020 年高一物理第二学期期末模拟试卷及答案（共五套） 2020 年高一物理第二学期期末模拟试卷及答案（一） 一. 选择题 1．A、B两个物体在同一直线上做匀变速直线运动，它们的速度时间 图象如图所示，则（ ） A．0～6 s 内 A、B两物体运动方向相反 B．在 0～4 s 内 A 、B两物体的位移相同 C．在 t=4s 时． A、B两物体的速度相同 D．A物体的加速度比 B物体的加速度大 【考点】 1I ：匀变速直线运动的图像； 1D：匀变速直线运动的速度与 时间的关系． 【分析】由 v﹣t 图象中 v 的符号可知两物体的运动方向，图线的斜 率等于加速度，由图象与时间轴围成的面积可知两物体的位移关系． 【解答】解： A、由图可知，两物体的速度均沿正方向，故运动方向 相同，故 A错误； B、前 4s 时， A 图象与时间轴围成的面积小于 B图象的面积，故 A的 位移小于 B的位移，故 B错误； C、在 t=4s 时， 两图象相交， 说明此时两物体的速度相同， 故 C正确； D、A 物体图线的斜率小于 B 物体图线的斜率，而斜率表示加速度， 故 A的加速度小于 B的加速度，故 D错误； 故选： C 2．在田径运动会上，中学生通过自己的努力，展现了积极向上，勇 于拼搏的风采．下列几种关于比赛项目中的论述正确的是（ ） A．背越式跳高比赛中要研究运动员过杆的技术要领时，可把运动员 当成“质点”来处理 B．在 400 米比赛中，处于第 1 跑道的丁丁同学正好跑了完整一圈， 他的成绩为 50.0s ，则他在整个过程的平均速度为 0 C．文文同学在 100 m比赛的成绩是 13.35 s，其 13.35 s 指的是“时 刻” D．强强同学的投标枪成绩为 50.8m，其 50.8 m 为标枪在空中运动的 路程 【考点】 19：平均速度； 15：位移与路程； 16：时间与时刻． 【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可 以把它看成质点， 平均速度是位移与时间的比值， 时间对应一段时间 间隔． 【解答】解： A、跳高比赛中研究运动员跳跃的姿势，不能忽略运动 员的体积，此时不能看作质点，故 A错误； B、处于第 1 跑道的丁丁同学正好跑了完整一圈时， 400m比赛的位移 是 0，平均速度是位移与时间的比值，故此过程位移为零；故 B 正确 C、100m比赛的 成绩是 13.35s ，其 13.35s 指的是时间，故 C错误； D、强强同学的投标枪成绩为 50.8m，其 50.8 m 为标枪在地面上的直 线距离，不是路程，故 D错误． 故选： B． 3. 下列说法中正确的是 A. 做曲线运动的物体速度的方向必定变化 B. 速度变化的运动必定 是曲线运动 C. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D. 加速度变化的运动必定 是曲线运动 【答案】 A 【解析】做曲线运动的物体的速度方向时时刻刻在变化，故 A 正确； 匀变速直线运动的速度也在变化，但属于曲线运动， B 错误；平抛运 动过程中加速度恒定， 为曲线运动， 变加速直线运动过程中加速度是 变化的，但为直线运动，故 CD错误 4．图为我国女子冰壶队的比赛画面．冰壶惯性的大小取决于冰壶的 （ ） A．位置 B．速度 C．受力 D．质量 【考点】 31：惯性． 【分析】 惯性是物体的固有属性， 它指的是物体能够保持原来的运动 状态的一种性质， 惯性大小与物体的质量有关， 质量越大，惯性越大． 【解答】解：惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的 运动状态的一种性质， 惯性大小只与物体的质量有关， 与运动状态无 关；物体质量越大，惯性越大．故 ABC错误， D正确． 故选： D 5．下列关于惯性的说法中，正确的是（ ） A．汽车刹车时，乘客的身子会向前倾斜，是因为汽车有惯性 B．做匀速直线运动的物体和静止的物体没有惯性 C．物体的惯性只有在物体速度改变时才表现出来 D．物体都具有惯性，与物体是否运动无关，与物体速度是否变化也 无关 【考点】 31：惯性． 【分析】 分析： 根据惯性是指任何物体具有的保持原来运动状态的性 质进行分析，刹车后汽车和乘客的运动状态．任何物体都有惯性，与 物体是否运动无关，与物体速度是否变化也无关． 【解答】解： A、刹车前，汽车和乘客共同以较大的速度向前行驶， 当突然刹车时， 汽车由于阻力作用突然减慢速度， 而乘客由于惯性还 要保持原来较大的速度向前运动，因此乘客会向前倾倒．故 A 错误． B、做匀速直线运动的物体和静止的物体也有惯性．故 B错误． C、物体的惯性是物体有固有属性，与速度是否变化无关．故 C错误． D、任何物体都有惯性，与物体是否运动无关，与物体速度是否变化 也无关．故 D正确． 故选 D 6. 在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向 下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小 A. —样大 B. 水平抛的最大 C. 斜向上抛的最大 D. 斜向下 抛的最大 【答案】 A 【解析】解：由于不计空气的阻力，所以三个球的机械能守恒，由于 它们的初速度的大小相同， 又是从同一个位置抛出的， 最后又都落在 了地面上，所以它们的初末的位置高度差相同，初动能也相同，由机 械能守恒可知，末动能也相同，所以末速度的大小相同． 故选： A． 【点评】本题是机械能守恒的直接应用，比较简单，也可以直接用动 能定理求解． 7．下列说法中正确的是（ ） A．平均速度就是速度的平均值 B ．火车以速度 v 经过某一段路， v 是指瞬时速度 C．瞬时速率是指瞬时速度的大小 D．子弹以速度 v 从枪口射出， v 是平均速度 【考点】 1A：瞬时速度； 19：平均速度． 【分析】平均速度是指物体的总的位移长度与总的位移时间的比值； 或者说是表示物体在时间间隔△ t 内的平均快慢程度；运动物体在某 一时刻或某一位置时的速度，叫做瞬时速度． 【解答】解： A、平均速度是指物体的总的位移长度与总的位移时间 的比值，而不一定等于速度平均值，故 A错误； B、运动物体在某一时刻或某一位置时的速度，叫做瞬时速度，故火 车以速度 v 经过某一段路，是平均速度，故 B错误； C、瞬时速率是指瞬时速度的大小，故 C正确； D、子弹以速度 v 从枪口射出，是瞬时速度，故 D错误； 故选 C． 8．如图所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬 在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了．则 （ ） A．绳子对甲的拉力小于甲的重力 B ．绳子对甲的拉力大于甲对绳 子的拉力 C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力 D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力 【考点】 2B：力的合成． 【分析】 （1）甲处于静止状态，根据静止的物体受到平衡力的作用， 根据平衡力条件进行判断． （2）甲未拉断绳子，乙拉断绳子，绳子是相同，人的质量是相同， 一者绳子断了，一者绳子未断，可以判断两根绳子拉力大小，间接得 到乙图绳子的拉力和人重力的关系． 【解答】解： A、甲悬在空中静止，甲受到平衡力作用，绳子的拉力 和甲的重力是一对平衡力， 甲受到绳子的拉力等于甲的重力． 故 A错 误 B、绳子对甲的拉力与甲对绳子的拉力是作用力和反作用力，大小相 等，故 B错误 C、甲乙质量相等，重力相等，绳子相同． 甲悬在空中绳子未拉断，绳子的拉力等于甲的重力． 乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了， 绳子对乙的拉力大于绳子对甲 的拉力，甲乙重力相等，所以乙拉断绳子前瞬间，绳受到的拉力一定 大于乙受到的重力．故 C错误， D正确 故选 D． 9. 在光滑杆上穿着两个小球 m1、m2, 且 m1=2m2, 用细线把两球连起来， 当盘架匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，如图所示， 此时两小球到转轴的距离 r 1 与 r 2 之比为 A. 1:1 B. 1: C. 2:1 D. 1:2 【答案】 D 【解析】由于细线的拉力等于两球做圆周运的向心力，则 ，故 ，选项 D 正确。 考点：圆周运动的向心力。 10．人在沼泽地行走时容易下陷，下陷的过程中（ ） A．人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力 B．人对沼泽地的压力等于沼泽地对人的支持力 C．沼泽地对人的支持力小于人的重力 D ．沼泽地对人的支持力 等于人的重力 【考点】 35：作用力和反作用力； 29：物体的弹性和弹力． 【分析】对人受力分析，人受重力和支持力，重力大于支持力，故人 会向下加速运动； 沼泽地地面对人的支持力和人对沼泽地地面的压力 是相互作用力，二者大小相等． 【解答】解： A、人对沼泽地地面的压力与沼泽地地面对人的支持力 为作用力与反作用力，故二力一定相等，故 A错误， B正确； CD、人只所以下陷是因为人的重力大于沼泽地对人的支持力， 但下陷 过程中，可能是加速下陷，也可能是匀速下陷，还有可能减速下陷， 所以沼泽地对人的支持力与人自身重力之间的大小关系，是无法判 断，故 CD错误； 故选： B． 11．秋日，树叶纷纷落下枝头，其中有一片梧桐叶从高为 5m的枝头 自静止落至地面，所用时间可能是（ ） A．0.1s B ．0.5s C ．2s D ．3s 【考点】 1J：自由落体运动． 【分析】梧桐叶不是自由落体运动，根据 h= 求解自由落体运动 的时间，梧桐叶的运动时间一定大于自由落体运动的时间． 【解答】解：从高为 5m的枝头落下的树叶的运动不是自由落体运动， 时间大于自由落体运动的时间； 根据 h= ，得到自由落体运动的时间： t= ，故梧桐 叶落地时间一定大于 1s； 故选： CD． 12. “轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空 110”， 它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命，假设 “轨道康复者” 的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一， 其 运动方向与地球自转方向一致， 轨道平面与地球赤道平面重合， 下列 说法正确的是 A. “轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的 25 倍 B. “轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的 倍 C. 站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动 D. “轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯 救 【答案】 AB 【解析】根据公式 可得 “轨道康复者”的加速度是地球同步卫 星加速度的 25 倍， A正确；根据公式 可得“轨道康复者”的速 度是同步卫星的速度 倍，即大于地球自转的速度，故站在赤道上的 人观察到“轨道康复者”向东运动， B正确 C错误； “轨道康复者” 在高轨道上加速，则做离心运动，向更高轨道运动，所以不能对低轨 道上卫星的拯救， D错误； 13. “蹦极”是勇敢者的运动，如图为蹦极运动过程示意图．某人身 系弹性绳自高空 p 点自由下落，其中 a 点是弹性绳的原长位置， c 是 人所到达的最低点， b 是人静止地悬吊着时的平衡位置．不计空气阻 力，则下列说法中正确的是（ ） A. 人和弹性橡皮绳组成系统机械能守恒 B. 从 a 至 c 的过程中，重力的冲量大小大于弹性绳的冲量大小 C. 从 p 至 c 的过程中重力所做的功等于人克服弹力所做的功 D. 从 a 至 c 的过程中人的动量一直增大 【答案】 AC 【解析】人在运动过程中受重力和弹力作用，重力和弹力都做功，所 以人和弹性绳组成的系统机械能守恒， 但人的机械能不守恒， 故 A正 确．从 a 至 c 的过程中，动量的变化量为负值，知合力的冲量方向向 上，则重力的冲量大小应小于弹性绳的冲量大小，故 B 错误．从 p 至 c 的过程中，根据动能定理有： WG-W 弹=0，所以重力做的功等于人克 服弹力所做的功，故 C正确． a 至 c 的过程中，速度先增大后减小， 则动量先增大后减小，故 D错误．故选 AC． 点睛： 本题考查了动量定理和动能定理的基本运用， 知道合力的冲量 等于动量的变化量，合力的功等于动能的变化量，难度不大 . 14. 如图所示， 直径为 d 的竖直圆简绕中心轴线以恒定的转速匀速转 动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆简， 从心侧射穿 圆简后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为 h，则 A. 子弹在圆筒中的水平速度为 B. 子弹在圆筒中的水平速度为 C. 圆筒转动的角速度可能为 D. 圆筒转动的角速度可能为 【答案】 ACD 【解析】 子弹做平抛运动， 故运动的时间 ，水平位移为 d，则 ， 解得水平速度 ，故 A正确； B错误； 由题意知， ， 解得 ，当 n=1 时， D选项正确。 15. 长为 L 的轻杆可绕 O在竖直平面内无摩擦转动， 质量为 M的小球 A固定于杆端点，质点为 m的小球 B固定于杆中点，且 M=2m，开始杆 处于水平，由静止释放，当杆转到竖直位置时（ ） A. 球 A 对轻杆做负功 B. 球 A在最低点速度为 C. OB 杆的拉力小于 BA杆的拉力 D. 球 B对轻杆做功 【答案】 AD 【解析】在转动过程中， A、B 两球的角速度相同，设 A球的速度为 vA，B球的速度为 vB，则有 vA=2vB 以 A、B 和杆组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律，得： 联立可以求出： ， 设杆对 A、B两球作功分别为 WA，WB． 根据动能定理得： 对 A： 对 B： 解得：WA= mgL，WB=- mgL，则球 A对轻杆做负功， 球 B对轻杆做功 mgL， 故 AD正确， B错误．当杆转到竖直位置时 B的向心力向上，而向心 力由 B的合力提供， 可知 OB杆的拉力大于 BA杆的拉力． 故 C错误． 故 选 AD． 点睛： 本题关键是系统内部只有重力势能和动能相互转化， 机械能守 恒，根据守恒定律列方程求解出速度，根据动能定理求解做功． 二、实验题（本题共 2 小题， 14 题 6 分；15 题 9 分，共 15 分） 16. 在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空 中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置。 先将斜槽轨道的末端调整水平， 在一块平整的木板表面钉上白纸和复 写纸。 将该木板竖直立于水平地面上， 使小球从斜槽上紧靠挡板处由 静止释放， 小球撞到木板并在白纸上留下痕迹山将木板向远离槽口平 移距离 ，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板 上得到痕迹又将木板再向远离槽口平移距离小球再从斜槽上紧靠挡 板处由静止释放，再得到痕迹 C。若测得木板每次移动距离 , A 、B 间距离 , B 、C间距离 。请冋答以下问题 ( 重力加速度为 g): (1) 为什么毎次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释 _______。 (2) 根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为 =________(用题中所给字母表示）。 【答案】 (1). 为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出 时的初速度相同， 因此每次都应使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释 放 (2). 【解析】（ 1）为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的 初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放 （2）在竖直方向上： ，水平方向上 ，联立方程解得 ． 17．在平直公路上匀速行驶的汽车， 刹车后速度随时间变化的关系为 v=8﹣0.4t （单位 m/s），根据上述关系式求： （1）汽车刹车加速度大小． （2）汽车的初速度是多大． （3）刹车后 25s 的位移多大． 【考点】 1G：匀变速直线运动规律的综合运用； 1E：匀变速直线运动 的位移与时间的关系． 【分析】匀变速直线运动的速度时间关系为 v=v0+at ，运用待定系数 法求出初速度和加速度， 再根据速度时间关系， 计算汽车从刹车到停 止运动需时间， 然后根据匀变速直线运动的位移时间公式求解 25s 的 位移． 【解答】解：（ 1）刹车后速度随时间变化的关系为： v=（8﹣0.4t ） m/s， 又因为匀变速直线运动的速度时间关系为： v=v 0+at 所以： v0=8m/s，a=﹣0.4m/s 2 ； （2）根据第一问可知，汽车的初速度为： v0=8m/s； 汽车刹车到停下来所需的时间为： t= = s=20s 所以 25s 内的位移等于 20s 内的位移．为： x= = m=80m， 答：（ 1）汽车刹车加速度大小为 0.4m/s 2 ． （2）汽车的初速度是 8m/s． （3）刹车后 25s 的位移为 80m． 18. 在验证机械能守恒定律的实验中，质量为 0.20kg 的重物拖着纸 带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示。已知相邻计数点 间的时间间隔为 0.02 秒，当地的重力加速度为 9. 80m/s2 ，回答以下 问题。 （1）纸带的 ______（选填“左”或“右”）端与重物相连； （2）打点计时器应接 ______（选填“直流”或“交流”）电源，实 验时应先 ______（填“释放纸带”或“接通电源”）； （3）从起点 P到打下计数点 B的过程中物体的重力势能减少量△ Ep=_______J，此过程中物体动能的增加量△ Ek=_______J；（结果保 留 3 位有效数字） 【答案】 (1). （1）左 (2). （2）交流 (3). 接通电源 (4). （3）0.400 ； (5). 0.388 【解析】（ 1）从纸带上可以看出 P点为先打出来的点，重物自由下 落，而与重物相连的纸带在下端，应该先打点．所以纸带的左端应与 重物相连． （2）打点计时器应接交流电源，应用打点计时器时，要先接通电源， 然后再放开纸带， 如果先释放纸带后接通电源， 有可能会出现小车已经拖动纸带运动一 段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部 分纸带没有打上点，纸带的利用率太低．所以应当先接通电源，待打 点稳定后再放开动纸带． （3）重力势能减小量△ Ep=mgh=0.2×9.8 ×0.2043J=0.400J ． 利用匀变速直线运动的推论： 动能增加量△ Ek= mvB 2= ×0.2 ×1.97 2=0.388J ． 点睛：纸带问题的处理是力学实验中常见的问题．在纸带法实验中， 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， 计算过程中要注 意单位的换算． 三、计算题（要求写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤， 只写出最后答案的不得分。 19． 在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动，如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处 A 点由静止开始下滑， 滑到斜坡底部 B 点后沿水平滑道再滑行一段距离到 C 点停下来，斜 坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数为 μ=0.50，不计空 气阻力，重力加速度 g 取 10m/s 2。 （1）若斜坡倾角 θ=37°，人和滑块的总质量为 m=60kg，求人在斜坡上下滑时的加速 度大小。 (sin37 °=0.6 ，cos37°=0.8) （2）若由于受到场地的限制， A 点到 C点的水平距离为 s=50m，为确保人身安全，假如 你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，对高度应有怎样的要求？ 【答案】（ 1）2.0m/s 2（2）25m 【解析】（ 1）人在斜面上受力如图所示，建立图示坐标系，设人在斜坡上滑下的加速 度为 a1，由牛顿第二定律有 ，又 联立解得 a 1= g （sin θ－μ cosθ），代入数据得 a 1= 2 ．0 m/s 2 （2）人在水平滑道上受力如图，由牛顿第二定律有 ，又 ，将以上各式联立解得 a =" μg" =" 5" m/s 2 设从斜坡上滑下的距离为 LAB，由匀变速运动的公式得 ， ， 联立解得 ．则滑道高度为 h=50cos37 0=40m 考点：牛顿第二定律的应用 【名师点睛】本题是对牛顿第二定律的应用，对物体受力分析可以求得加速度的大小， 再利用匀变速直线运动的规律可以求得高度的大小． 20. 一辆质量为 800kg 的汽车行驶在圆弧半径为 50 米的拱桥， 当汽车 到达桥顶时速度为 5m/s，汽车对桥顶的压力是多大？（ g=10m/s2） 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： 汽车在桥顶，竖直方向上的合力提供向心力，根据牛顿第 二定律求出桥对汽车的支持力，从而得出汽车对桥的压力． 解答： 解：（ 1）汽车行驶在圆弧半径为 50 米的拱桥时，受到重 力 mg和桥面的支持力 F，合力提供圆周运动的向心力，根据牛顿第 二定律有： 得： N． 根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力为 7600N． 答：汽车对桥的压力为 7600N． 点评： 解决本题的关键知道在桥顶竖直方向上的合力提供汽车运 动所需的向心力，会根据牛顿第二定律列出表达式． 21．汽车紧急刹车时，加速度大小为 6m/s2 ，且必须在 2s 内停下来． （l ）汽车允许的最大行驶速度是多少？ （2）刹车过程汽车的位移是多少？ 【考点】 1E：匀变速直线运动的位移与时间的关系； 1D：匀变速直线 运动的速度与时间的关系． 【分析】（ 1）汽车刹车后做匀减速直线运动，根据速度时间公式即 可求解． （2）根据位移时间公式或运用平均速度公式求解位移即可． 【解答】解：（ 1）汽车刹车后做匀减速直线运动，已知加速度 a= ﹣6m/s2，时间 t=2s ，末速度 v=0 由 v=v0+at 得：v0=v﹣at=[0 ﹣（﹣ 6）×2]m/s=12m/s （2）刹车过程汽车的位移是 x= = m=12m 答： （l ）汽车允许的最大行驶速度是 12m/s． （2）刹车过程汽车的位移是 12m． 22. 如图所示， 竖直平面内固定着一个滑槽轨道， 其左半部是倾角为 =37°, 长为 =1 m的斜槽右部是光滑圆槽 QSR，RQ是其竖直直径。两 部分滑槽在 Q处平滑连接， R、P两点等高。质量为 m=0.2 kg 的小滑 块 ( 可看做质点）与斜槽间的动摩擦因数为 = 0.375. 将小滑块从斜槽 轨道的最高点 P释放， 使其开始沿斜槽下滑， 滑块通过 O点时没有机 械能损失，求： (1) 小滑块从 P到 Q克服摩擦力做的功 ； (2) 为了使小滑块滑上光滑半圆槽后恰好能到达最高点 R，从 P点释 放时小滑块沿斜面向下的初速度 的大小； 【答案】（ 1）0.6 J （2）3 m/s 【解析】（ 1）克服摩擦力做功： （2）从 P到 R全过程对滑块用动能定理得： 在 R点重力充当向心力 半径 解得 2020 年高一物理第二学期期末模拟试卷及答案（二） 一.选择题 1．如图所示，质量为 m 的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的 另一端做圆周运动，当小球运动到最高点时，瞬时速度 v= ，R 是 球心到 O 点的距离，则当球运动到最低点时对杆的作用力是（ ） A．6mg 的拉力 B．6mg 的压力 C．7mg 的拉力 D．7mg 的压力 2．如图所示， 一物体以速度 v0 冲向光滑斜面 AB，并能沿斜面升高 h， 下列说法正确的是（ ） A．若把斜面从 C 点锯断， 由机械能守恒定律知， 物体冲出 C 点后仍 能升高 h B．若把斜面弯成如图所示的半圆弧形，物体仍能沿 AB 升高 h C．若把斜面从 C 点锯断或弯成如图所示的半圆弧状，物体都不能升 高 h，因为机械能不守恒 D．若把斜面从 C 点锯断或弯成如图所示的半圆弧状，物体都不能升 高 h，但机械能仍守恒 3．在不计空气阻力的情况下，下列运动中加点物体机械能守恒的是 （ ） A．雨滴．．在空中匀速下落 B．乘客 ．．随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程 C．物体 ．．在光滑的固定斜面上滑行 D．重物．．被起重机悬吊着匀加速上升 4．如图所示，水平的木板 B 托着木块 A 一起在竖直平面内做匀速圆 周运动， 从水平位置 a 沿逆时针方向运动到最高点 b 的过程中 （ ） A．B 对 A 的支持力越来越大 B．A 对 B 的正压力越来越大 C．B 对 A 的摩擦力越来越小 D．B 对 A 的摩擦力越来越大 5．ab 是长为 l 的均匀带电细杆， P1、P2 是位于 ab 所在直线上的两点， 位置如图所示． ab 上电荷产生的静电场在 P1 处的场强大小为 E1，在 P2 处的场强大小为 E2．则以下说法正确的是（ ） A．两处的电场方向相同， E1＞E2 B．两处的电场方向相反， E1＞E2 C．两处的电场方向相同， E1＜E2 D．两处的电场方向相反， E1＜E2 6．关于物体的动量和动能，下列说法中正确的是（ ） A．一物体的动量不变，其动能一定不变 B．一物体的动能不变，其动量一定不变 C．两物体的动量相等，其动能一定相等 D．两物体的动能相等，其动量一定相等 7．如图所示，桌面高为 h，质量为 m 的小球从离桌面高 H 处自由落 下，不计空气阻力，以地面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机 械能为（ ） A．0 B．mgh C．mgH D．mg（H+h） 8．某带电粒子仅在电场力作用下由 A 点运动到 B 点，电力线、粒子 在 A 点的初速度以及运动轨迹如图所示．由此可以判定（ ） A．粒子在 A 点的加速度大于它在 B 点的加速度 B．粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能 C．粒子在 A 点的电势能小于它在 B 点的电势能 D．A 点的电势低于 B 点的电势 9．如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为 m 的人随车在竖 直平面内旋转，下列说法正确的是（ ） A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带， 人就会掉下来 B．人在最高点时对座位不可能产生压力 C．人在最低点时对座位的压力等于 mg D．人在最低点时对座位的压力大于 mg 10．如所示， a 是地球赤道上的一点，某时刻在 a 的正上方有三颗轨 道位于赤道平面的卫星 b、c、d，各卫星的运行方向均与地球自转方 向相同，图中已标出，其中 d 是地球同步卫星．从该时刻起，经过一 段时间 t（已知在 t 时间内三颗卫星都还没有运行一周），各卫星相 对 a 的位置最接近实际的是图中的（ ） A． B． C． D． 11．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．换用质量稍大些的飞镖 B．适当增大投飞镖的高度 C．到稍远些的地方投飞镖 D．适当增大投飞镖的初速度 12．如图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线， 两 粒子 M、N 质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将 M、N 从虚 线上的 O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图 中两条实线所示．点 a、b、c 为实线与虚线的交点．已知 O 点电势高 于 c 点，若不计重力，则（ ） A．M 带负电荷， N 带正电荷 B．N 在 a 点的速度与 M 在 c 点的速度大小相同 C．N 在从 O 点运动至 a 点的过程中克服电场力做功 D．M 在从 O 点运动至 b 点的过程中，电场力对它做的功等于零 13．传送带是应用广泛的一种传动装置． 在一水平向右匀速运动的传 送带的左端 A 点， 每隔相同的时间 T，轻放上一个相同的工件． 已知 工件与传送带间动摩擦因数为 μ，工件质量为 m．经测量，发现前面 那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为 L．已知重力 加速度为 g，下列判断正确的有（ ） A．传送带的速度大小为 B．工件在传送带上加速时间为 C．每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为 D．传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为 14．如图所示，长为 L、倾角为 θ=45°的光滑绝缘斜面处于电场中， 一带电荷量为 +q，质量为 m 的小球，以初速度 v0 由斜面底端的 A 点 开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为 v0，则（ ） A．小球在 B 点的电势能一定大于小球在 A 点的电势能 B．A、B 两点的电势差一定为 C．若电场是匀强电场，则该电场的场强的最小值一定是 D．若该电场是 AC 边中垂线上某点的点电荷 Q 产生的， 则 Q 一定是 正电荷 15．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为 m、套在粗糙竖 直固定杆 A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从 A 处由静 止释放后， 经过 B 处速度最大， 到达 C 处（AC=h）时速度减为零． 若 在此时给圆环一个竖直向上的速度 v，它恰好能回到 A 点． 弹簧始终 在弹性限度内，重力加速度为 g，则圆环（ ） A．下滑过程中，加速度一直增大 B．上下两次经过 B 点的速度大小相等 C．下滑过程中，克服摩擦力做的功为 mv2 D．在 C 处弹簧的弹性势能为 mgh﹣ mv2 二、填空题 16．某学习小组欲验证动能定理，他们在实验室找到了打点计时器、 学生电源、导线、细线、复写纸、纸带、长木板、滑块、沙及沙桶， 组装了一套如图所示的实验验证装置． 若你是小组中的一位成员，为了完成该验证实验， （1）你认为还需要的器材有 ； （2）实验时为了使得沙和沙桶的总重力可作为滑块受到的合外力， 应做两方面减少误差的措施： a．细沙和沙桶的总质量应满足 ； b．将长木板左端适当垫高的目的是 ． 17．在 “探究平抛运动规律 ”的实验中： ①在 “探究平抛运动规律 ”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，为 了能较准确地描出运动轨迹， A．通过调节使斜槽的末端保持 B．每次释放小球的位置必须 （填“相同 ”或者 “不同”） C．每次必须由 释放小球（ “运动 ”或者 “静止”） D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触 E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成 （“折线 ” 或 “直线”或 “光滑曲线 ”） （2）某同学在做 “研究平抛物体的运动 ”的实验中，忘记记下小球抛 出点的位置 O，如图所示， A 为物体运动一段时间后的位置． g 取 10m/s2，根据图象，可知平抛物体的初速度为 m/s． 三、计算题： 18．某战士在倾角为 30°的山坡上进行投掷手榴弹训练．他从 A 点以 某一初速度 m/s 沿水平方向投出手榴弹后落在 B 点．该型号 手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要 5s的时间， 空气阻力不计， （g=10m/s2） 求： （1）若要求手榴弹正好在落地时爆炸，问战士从拉动弹弦到投出所 用的时间是多少？ （2）点 AB 的间距 s 是多大？ 19．在如图所示的竖直平面内，物体 A 和带正电的物体 B 用跨过定 滑轮的绝缘轻绳连接， 分别静止于倾角 θ=37°的光滑斜面上的 M 点和 粗糙绝缘水平面上， 轻绳与对应平面平行． 劲度系数 K=5N/m 的轻弹 簧一端固定在 0 点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环 D 与 A 相 连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直， DM 垂直于斜面．水平面处于场 强 E=5×104N/C、方向水平向右的匀强电场中．已知 A、B 的质量分 别为 mA=0.1kg 和 mB=0.2kg，B 所带电荷量 q=+4×l0 ﹣6C．设两物体 均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限 度内， B 电量不变．取 g=lOm/s2，sin37 °=0.6，cos37°=0.8． （1）求 B 所受静摩擦力的大小； （2）现对 A 施加沿斜面向下的拉力 F 使 A 以加速度 a=0.6m/s2 开始 做匀加速直线运动． A 从 M 到 N 的过程中， B 的电势能增加了△ Ep=0.06J．已知 DN 沿竖直方向， B 与水平面间的动摩擦因数 μ=0.4．求 A 到达 N 点时拉力 F 的瞬时功率． 20．如图甲所示，一长为 l=1m 的轻绳，一端穿在过 O 点的水平转轴 上，另一端固定一质量为 m 的小球，整个装置绕 O 点在竖直面内转 动．给系统输入能量，使小球通过最高点的速度不断加快，通过传感 器测得小球通过最高点时，绳对小球的拉力 F 与小球在最高点动能 Ek 的关系如图乙所示，重力加速度为 g，不考虑摩擦和空气阻力，请 分析并回答以下问题： （1）若要小球能做完整的圆周运动，对小球过最高点的速度有何要 求？（用题中给出的字母表示）． （2）请根据题目及图象中的条件求出小球质量 m 的值．（g 取 10m/s2） （3）求小球从图中 a 点所示状态到图中 b 点所示状态的过程中，外 界对此系统做的功． （4）当小球达到图乙中 b 点所示状态时，立刻停止能量输入．之后 的运动过程中，在绳中拉力达到最大值的位置，轻绳绷断，求绷断瞬 间绳中拉力的大小． 21．如图所示，光滑斜轨和光滑圆轨相连，固定在同一竖直面内，圆 轨的半径为 R，一个小球（可视为质点），从离水平面高 h 处由静止 自由下滑，由斜轨进入圆轨．求： （1）为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨， h 应至少 多高？ （2）若小球到达圆轨最高点时圆轨对小球的压力大小恰好等于它自 身重力大小，那么小球开始下滑时的 h 是多大？ 参考答案与试题解析 一.选择题 1．如图所示，质量为 m 的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的 另一端做圆周运动，当小球运动到最高点时，瞬时速度 v= ，R 是 球心到 O 点的距离，则当球运动到最低点时对杆的作用力是（ ） A．6mg 的拉力 B．6mg 的压力 C．7mg 的拉力 D．7mg 的压力 【考点】 4A：向心力． 【分析】 根据动能定理求出小球运动到最低点的速度， 结合牛顿第二 定律求出在最低点杆子对小球的作用力， 从而得出球对杆的作用力大 小． 【解答】 解：根据动能定理得， ， 解得最低点速度 ， 根据牛顿第二定律得， F﹣mg=m ， 解得 F=6mg，表现为拉力，故 A 正确， B、C、D 错误． 故选： A． 2．如图所示， 一物体以速度 v0 冲向光滑斜面 AB，并能沿斜面升高 h， 下列说法正确的是（ ） A．若把斜面从 C 点锯断， 由机械能守恒定律知， 物体冲出 C 点后仍 能升高 h B．若把斜面弯成如图所示的半圆弧形，物体仍能沿 AB 升高 h C．若把斜面从 C 点锯断或弯成如图所示的半圆弧状，物体都不能升 高 h，因为机械能不守恒 D．若把斜面从 C 点锯断或弯成如图所示的半圆弧状，物体都不能升 高 h，但机械能仍守恒 【考点】 6C：机械能守恒定律； 4A：向心力． 【分析】 物体上升过程中只有重力做功，机械能守恒；斜抛运动运动 最高点，速度不为零； AB′轨道最高点，合力充当向心力，速度也不 为零． 【解答】解：A、若把斜面从 C 点锯断， 物体冲过 C 点后做斜抛运动， 由于物体机械能守恒，同时斜抛运动运动最高点，速度不为零，故不 能到达 h 高处，故 A 错误； B、若把斜面弯成圆弧形，如果能到圆弧最高点，即 h 处，由于合力 充当向心力，速度不为零，根据机械能守恒知，物体沿 AB′升高的高 度小于 h，故 B 错误， C、D、无论是把斜面从 C 点锯断或把斜面弯成圆弧形，物体都不能 升高 h，但物体的机械能仍守恒，故 C 错误， D 正确； 故选： D． 3．在不计空气阻力的情况下，下列运动中加点物体机械能守恒的是 （ ） A．雨滴．．在空中匀速下落 B．乘客 ．．随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程 C．物体 ．．在光滑的固定斜面上滑行 D．重物．．被起重机悬吊着匀加速上升 【考点】 6C：机械能守恒定律． 【分析】 物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功， 根据机 械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况， 即可判断物体是否是机 械能守恒． 【解答】解：A，雨滴在空中匀速下落时，动能不变，重力势能减小， 故机械能不守恒，故 A 错误； B、乘客随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程中，动能不变，重力势 能变化，故机械能变化，故 B 错误； C、物体在光滑的固定斜面上滑行时， 只有重力做功； 故机械能守恒， 故 C 正确； D、重物被起重机悬吊着匀加速上升时，动能增加，重力势能增加， 故机械能增加，故 D 错误． 故选： C． 4．如图所示，水平的木板 B 托着木块 A 一起在竖直平面内做匀速圆 周运动， 从水平位置 a 沿逆时针方向运动到最高点 b 的过程中 （ ） A．B 对 A 的支持力越来越大 B．A 对 B 的正压力越来越大 C．B 对 A 的摩擦力越来越小 D．B 对 A 的摩擦力越来越大 【考点】 4A：向心力； 37：牛顿第二定律． 【分析】 物块 A 做匀速圆周运动靠合力提供向心力．在 a 运动到 b 的过程中，木块受重力、支持力和静摩擦力． 【解答】 解：A 在运动的过程中受重力、支持力、静摩擦力，三个力 的合力提供向心力．合力沿水平方向的分力等于 A 所受的摩擦力， 合力沿竖直方向的分力等于重力和支持力的合力，合力的大小不变， 由 a 到 b 的运动过程中， 合力沿水平方向的分力减小， 所以摩擦力减 小．合力沿竖直方向的分力逐渐增大，所以支持力逐渐减小．故 C 正确， ABD 错误． 故选： C． 5．ab 是长为 l 的均匀带电细杆， P1、P2 是位于 ab 所在直线上的两点， 位置如图所示． ab 上电荷产生的静电场在 P1 处的场强大小为 E1，在 P2 处的场强大小为 E2．则以下说法正确的是（ ） A．两处的电场方向相同， E1＞E2 B．两处的电场方向相反， E1＞E2 C．两处的电场方向相同， E1＜E2 D．两处的电场方向相反， E1＜E2 【考点】 AA ：电场的叠加． 【分析】 由于细杆均匀带电，我们取 a 关于 P1 的对称点 a′，则 a 与 a′ 关于 P1 点的电场互相抵消， 整个杆对于 P1 点的电场， 仅仅相对于 a′b 部分对于 P1 的产生电场． 而对于 P2，却是整个杆都对其有作用，所以， P2 点的场强大． 【解答】 解：将均匀带电细杆等分为很多段，每段可看作点电荷．设 细杆带正电根据电场的叠加，这些点电荷在 P1 的合场强方向向左， 在 P2 的合场强方向向右，且 E1＜E2． 故选 D． 6．关于物体的动量和动能，下列说法中正确的是（ ） A．一物体的动量不变，其动能一定不变 B．一物体的动能不变，其动量一定不变 C．两物体的动量相等，其动能一定相等 D．两物体的动能相等，其动量一定相等 【考点】 52：动量定理； 66：动能定理的应用． 【分析】 动能 ，动量 P=mv，动能与动量之间的大小关系： ，动能是标量，动量是矢量，一个物体的动量不变时，动能一 定不变，动能不变时，动量的大小一定不变，但方向可能变化；两个 物体的动量相等时，只有当质量相等时，动能才相等，两个物体的动 能相等时，也只有质量相等时，动量大小才会相等． 【解答】 解：动能是标量 ，动量是矢量 P=mv，动能与动量 之间的大小关系： ， A、一物体的动量 P 不变，其动能 Ek 一定不变，故 A 正确． B、一物体的动能不变，其动量大小一定不变，但速度的方向可以变 化，即动量的方向可以变化．故 B 错误． C、两物体的动量相等，当两物体的质量相等时，其动能一定相等， 当两物体的质量不等时，其动能一定不相等．故 C 错误． D、两物体动能相等，而质量不等时，其动量也是不相等的．故 D 错 误． 故选 A． 7．如图所示，桌面高为 h，质量为 m 的小球从离桌面高 H 处自由落 下，不计空气阻力，以地面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机 械能为（ ） A．0 B．mgh C．mgH D．mg（H+h） 【考点】 6C：机械能守恒定律． 【分析】 小球落到地面瞬间重力势能为 0，但动能不知道，机械能不 好直接确定．但最高点时速度为零，动能为零，机械能很快求出，根 据小球下落过程中机械能守恒， 落地时与刚下落时机械能相等， 就能 求出小球落到地面前的瞬间的机械能． 【解答】 解：以地面为参考平面，小球在最高点时机械能为： E=mg （H+h） 小球下落过程中机械能守恒， 则小球落到地面前瞬间的机械能等于它 在最高点时的机械能，即 E′=E=mg（H+h）．故 ABC 错误， D 正确． 故选： D． 8．某带电粒子仅在电场力作用下由 A 点运动到 B 点，电力线、粒子 在 A 点的初速度以及运动轨迹如图所示．由此可以判定（ ） A．粒子在 A 点的加速度大于它在 B 点的加速度 B．粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能 C．粒子在 A 点的电势能小于它在 B 点的电势能 D．A 点的电势低于 B 点的电势 【考点】 A7：电场线； AD ：电势差与电场强度的关系． 【分析】 电场线是从正电荷或者无穷远出发出， 到负电荷或无穷远处 为止，沿电场线的方向，电势降低，电场线密的地方电场的强度大， 电场线疏的地方电场的强度小． 【解答】 解：A 、由电场线可知， B 点的电场线密，所以 B 点的电场 强度大，粒子受的电场力大，加速度也就大，即 A 点的加速度小于 它在 B 点的加速度，所以 A 错误； B、粒子受到的电场力指向曲线弯曲的内侧，所以受到的电场力的方 向是沿电场线向上的，所以粒子从 A 到 B 的过程中，电场力做正功， 电荷的电势能减小，动能增加，所以粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能，所以 B 正确， C 错误； D、沿电场线的方向，电势降低，所以 A 点的电势大于 B 点的电势， 所以 D 错误． 故选 B． 9．如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为 m 的人随车在竖 直平面内旋转，下列说法正确的是（ ） A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带， 人就会掉下来 B．人在最高点时对座位不可能产生压力 C．人在最低点时对座位的压力等于 mg D．人在最低点时对座位的压力大于 mg 【考点】 4A：向心力； 37：牛顿第二定律． 【分析】 车在最高点时，若恰好由重力提供向心力时，人与保险带间 恰好没有作用力，没有保险带，人也不会掉下来．当速度更大时，人 更不会掉下来．当速度大于临界速度 时，人在最高点时对座位就 产生压力．人在最低点时， 加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律 分析压力与重力的关系． 【解答】 解：A、当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心 力时，临界速度为 v0= ．当速度 v≥ 时，没有保险带，人也不 会掉下来．故 A 错误． B、当人在最高点的速度 v＞ 时，人对座位就产生压力．故 B 错误． C、D 人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律 分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于 mg．故 C 错误， D 正确． 故选 D 10．如所示， a 是地球赤道上的一点，某时刻在 a 的正上方有三颗轨 道位于赤道平面的卫星 b、c、d，各卫星的运行方向均与地球自转方 向相同，图中已标出，其中 d 是地球同步卫星．从该时刻起，经过一 段时间 t（已知在 t 时间内三颗卫星都还没有运行一周），各卫星相 对 a 的位置最接近实际的是图中的（ ） A． B． C． D． 【考点】 4H：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系． 【分析】 根据万有引力等于向心力： G =mr 知， 轨道半径越大， 周期越大，则角速度越小，所以经过相同的时间，可以比较出三卫星 转过的角度，而同步卫星又与地球保持相对静止． 【解答】 解：根据 知，轨道半径越大，周期越大，则角 速度越小，所以经过相同的时间，三个卫星中， b 转过的角度最大， c 次之， d 最小， d 为同步卫星，与赤道上的 a 保持相对静止．故 A、 B、C 错误， D 正确． 故选： D． 11．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．换用质量稍大些的飞镖 B．适当增大投飞镖的高度 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】 飞镖做的是平抛运动，根据平抛运动的规律，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，列方程求解即可． 【解答】解：飞镖做的是平抛运动，飞镖打在靶心的正下方说明飞镖 竖直方向的位移太大， 根据平抛运动的规律可得， 水平方向上： x=V 0t 竖直方向上： h= 所以要想减小飞镖竖直方向的位移， 在水平位移不变的情况下， 可以 适当增大投飞镖的初速度来减小飞镖的运动时间，所以 D 正确， 初速度不变时，时间不变， 适当增大投飞镖的高度，可以飞镖命中靶 心，故 B 正确； 故选 BD 12．如图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线， 两 粒子 M、N 质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将 M、N 从虚 线上的 O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图 中两条实线所示．点 a、b、c 为实线与虚线的交点．已知 O 点电势高 于 c 点，若不计重力，则（ ） A．M 带负电荷， N 带正电荷 B．N 在 a 点的速度与 M 在 c 点的速度大小相同 C．N 在从 O 点运动至 a 点的过程中克服电场力做功 D．M 在从 O 点运动至 b 点的过程中，电场力对它做的功等于零 【考点】 AK ：带电粒子在匀强电场中的运动； AC：电势． 【分析】 根据粒子的轨迹可判断粒子的电场力方向， O 点电势高于 c 点，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，可判断出 电场方向，从而确定出粒子的电性．由动能定理可知， N 在 a 点的速 度与 M 在 c 点的速度大小相等，但方向不同． N 从 O 点运动至 a 点 的过程中电场力做正功． O、b 间电势差为零，由动能定理可知电场 力做功为零． 【解答】 解： A、由题，等势线在水平方向， O 点电势高于 c 点，根据电场线与等 势线垂直，而且由高电势指向低电势，可知电场方向竖直向下，根据 粒子的轨迹可判断出 a 粒子所受的电场力方向竖起向上， M 粒子所受 的电场力方向竖直向下， 故知 N 粒子带负电， M 带正电． 故 A 错误； B、由动能定理可知， N 在 a 点的速度与 M 在 c 点的速度大小相等， 但方向不同，速度不同．故 B 正确； C、N 从 O 点运动至 a 点的过程中电场力与速度的夹角为锐角，电场 力做正功．故 C 错误； D、O、b 间电势差为零，由动能定理可知 M 从 O 点运动至 b 点的过 程中，电场力对它做功为零．故 D 正确． 故选： BD． 13．传送带是应用广泛的一种传动装置． 在一水平向右匀速运动的传 送带的左端 A 点， 每隔相同的时间 T，轻放上一个相同的工件． 已知 工件与传送带间动摩擦因数为 μ，工件质量为 m．经测量，发现前面 那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为 L．已知重力 加速度为 g，下列判断正确的有（ ） A．传送带的速度大小为 B．工件在传送带上加速时间为 C．每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为 D．传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为 【考点】 6B：功能关系； 37：牛顿第二定律． 【分析】 工件在传送带上先做匀加速直线运动， 然后做匀速直线运动， 每个工件滑上传送带后运动的规律相同，通过 x=vT 求出传送带的速 度；根据匀加速度知识求得运动的时间， 根据工件和传送带之间的相 对路程大小，求出摩擦产生的热量；根据能量守恒知，多消耗的能量 一部分转化为工件的动能，一部分转化为摩擦产生的内能． 【解答】 解：A、工件在传送带上先做匀加速直线运动，然后做匀速 直线运动，每个工件滑上传送带后运动的规律相同，可知 x=vT=L ， 解得传送带的速度 v= ．故 A 正确． B、设每个工件匀加速运动的时间为 t，根据牛顿第二定律得，工件 的加速度为 a=μg，根据 v=v0+at，解得： t= = ．故 B 错误． C、工件与传送带相对滑动的路程为：△ x=v? ﹣ = ，则摩 擦产生的热量为： Q=μmg△x= ．故 C 错误． D、根据能量守恒得，传送带因传送一个工件多消耗的能量 E= mv2+μmg△x= ，故 D 正确． 故选： AD． 14．如图所示，长为 L、倾角为 θ=45°的光滑绝缘斜面处于电场中， 一带电荷量为 +q，质量为 m 的小球，以初速度 v0 由斜面底端的 A 点 开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为 v0，则（ ） A．小球在 B 点的电势能一定大于小球在 A 点的电势能 B．A、B 两点的电势差一定为 C．若电场是匀强电场，则该电场的场强的最小值一定是 D．若该电场是 AC 边中垂线上某点的点电荷 Q 产生的， 则 Q 一定是 正电荷 【考点】 AD ：电势差与电场强度的关系； AE：电势能． 【分析】 根据动能定理和电场力做功公式结合，求解 A、B 两点的电 势差．根据电场力做功的正负，判断小球电势能的大小，当电场力做 正功时，小球电势能减小；相反，电势能增大．若电场是匀强电场， 根据力学知识确定电场力的最小值，再确定场强的最小值． 【解答】 解： A、小球在运动的过程中，受重力、支持力和电场力， 重力做负功，支持力不做功，电场力就做正功．故 A 点的电势高， 小球在 A 点的电势能大．故 A 错误； B 、 A 到 B 速 度 未 变 ， 说 明 重 力 做 功 等 于 电 场 力 做 功 ． 则 ．故 B 正确； C、若电场是匀强电场，电场力恒定，根据共点力的平衡可得，若电 场强度与运动方向不共线，且与斜面的夹角小于 θ时，则电场力、斜 面的支持力与重力相平衡， 因此小球受到的电场力可能等于重力 mg， 此时的电场强度等于 ，故 C 正确； D、如果 Q 在 AC 边中垂线上 AB 的下方时，若点电荷 Q 是正电荷， 由于 B 到 Q 的距离 BQ 大于 A 到 Q 的距离 AQ，所以小球在 B 点的 电势能小于 A 点的，则 Q 是正电荷；如果 Q 在 AC 边中垂线上 AB 的上方时，若点电荷 Q 是正电荷，由于 B 到 Q 的距离 BQ 小于 A 到 Q 的距离 AQ，所以小球在 B 点的电势能大于 A 点的，与 “小球在 B 点的电势能比 A 点的小 ”矛盾，故 Q 是负电荷．故 D 错误． 故选： BC 15．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为 m、套在粗糙竖 直固定杆 A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从 A 处由静 止释放后， 经过 B 处速度最大， 到达 C 处（AC=h）时速度减为零． 若 在此时给圆环一个竖直向上的速度 v，它恰好能回到 A 点． 弹簧始终 在弹性限度内，重力加速度为 g，则圆环（ ） A．下滑过程中，加速度一直增大 B．上下两次经过 B 点的速度大小相等 C．下滑过程中，克服摩擦力做的功为 mv2 D．在 C 处弹簧的弹性势能为 mgh﹣ mv2 【考点】 6B：功能关系； 37：牛顿第二定律． 【分析】 根据圆环的运动情况分析下滑过程中加速度的变化； 研究圆 环从 A 处由静止开始下滑到 C 和在 C 处获得一竖直向上的速度 v， 恰好能回到 A 两个过程，运用动能定理列出等式求解； 研究圆环从 A 处由静止开始下滑到 B 过程和圆环从 B 处上滑到 A 的过程，运用动 能定理列出等式，比较两次经过 B 点时速度大小． 【解答】解：A、圆环从 A 处由静止开始下滑， 经过 B 处的速度最大， 到达 C 处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经 过 B 处的速度最大，加速度为零，所以加速度先减小，后增大，故 A 错误 B、研究圆环从 A 处由静止开始下滑到 B 过程，运用动能定理列出等 式 mgh′﹣W′f﹣W′弹= ﹣0 研究圆环从 B 处上滑到 A 的过程，运用动能定理列出等式 ﹣mgh′﹣W′f+W′弹 =0﹣ 即得 mgh′+W′f﹣W′弹= 由于 W′f＞0，所以 ＞ ，可知上滑经过 B 的速度大于下滑 经过 B 的速度，故 B 错误． C、研究圆环从 A 处由静止开始下滑到 C 过程，运用动能定理列出等 式 mgh﹣W f﹣W 弹=0﹣0=0 在 C 处获得一竖直向上的速度 v，恰好能回到 A，运用动能定理列出 等式 ﹣mgh+W 弹 ﹣W f=0﹣ mv2 解得：下滑过程中，克服摩擦力做的功 Wf= mv2，故 C 正确． D、由上解得 W 弹= mv2﹣mgh，所以在 C 处，弹簧的弹性势能为 mgh﹣ mv2，故 D 正确； 故选： CD 二、填空题 16．某学习小组欲验证动能定理，他们在实验室找到了打点计时器、 学生电源、导线、细线、复写纸、纸带、长木板、滑块、沙及沙桶， 组装了一套如图所示的实验验证装置． 若你是小组中的一位成员，为了完成该验证实验， （1）你认为还需要的器材有 刻度尺、天平 ； （2）实验时为了使得沙和沙桶的总重力可作为滑块受到的合外力， 应做两方面减少误差的措施： a．细沙和沙桶的总质量应满足 细沙和沙桶的质量应远小于滑块的 质量 ； b．将长木板左端适当垫高的目的是 平衡摩擦力 ． 【考点】 MJ：探究功与速度变化的关系． 【分析】 （1）根据实验原理，得到需要验证的表达式，从而确定需 要的器材； （2）实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总 质量表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持 力和摩擦力， 要使拉力等于合力， 必须使重力的下滑分量等于摩擦力； 同时重物加速下降，处于失重状态，故拉力小于重力，可以根据牛顿 第二定律列式求出拉力表达式分析讨论． 【解答】 解：（ 1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要 求出总功和动能， 故还要天平和刻度尺， 还需要的使用汽车有： 天平， 刻度尺； （2）a、沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重 力，设拉力为 T，根据牛顿第二定律得： 对沙和沙桶： mg﹣T=ma 对小车： T=Ma 解得： T= mg， 故当 M＞＞m 时，有 T≈mg； b、小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力 等于合力， 则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力， 故可以将长木板 的一段垫高； 故答案为：（ 1）刻度尺、天平；（ 2）a、细沙和沙桶的质量应远小 于滑块的质量； b、平衡摩擦力． 17．在 “探究平抛运动规律 ”的实验中： ①在 “探究平抛运动规律 ”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，为 了能较准确地描出运动轨迹， A．通过调节使斜槽的末端保持 水平 B．每次释放小球的位置必须 相同 （填“相同 ”或者 “不同 ”） C．每次必须由 静止 释放小球（ “运动 ”或者 “静止 ”） D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触 E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成 光滑曲线 （“折 线”或 “直线”或 “光滑曲线 ”） （2）某同学在做 “研究平抛物体的运动 ”的实验中，忘记记下小球抛 出点的位置 O，如图所示， A 为物体运动一段时间后的位置． g 取 10m/s2，根据图象，可知平抛物体的初速度为 2.0 m/s． 【考点】 MB ：研究平抛物体的运动． 【分析】 （1）根据实验的原理以及注意事项确定正确的操作步骤． （2）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等 的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度． 【解答】 解：（ 1）A、为了保证小球的初速度水平，通过调节使斜 槽的末端保持水平． BC、为了保证每次小球平抛运动的初速度相等，让小球从斜槽的同 一位置由静止释放， 即每次小球释放位置必须相同， 必须由静止释放 小球． E、将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成光滑曲线． （2）在竖直方向上，根据△ y=gT2 得，T= ， 则初速度 ． 故答案为：（ 1）A、水平， B、相同， C、静止， E、光滑曲面，（ 2） 2.0． 三、计算题： 18．某战士在倾角为 30°的山坡上进行投掷手榴弹训练．他从 A 点以 某一初速度 m/s 沿水平方向投出手榴弹后落在 B 点．该型号 手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要 5s的时间， 空气阻力不计， （g=10m/s2） 求： （1）若要求手榴弹正好在落地时爆炸，问战士从拉动弹弦到投出所 用的时间是多少？ （2）点 AB 的间距 s 是多大？ 【考点】 43：平抛运动． 【分析】 平抛运动是具有水平方向的初速度只在重力作用下的运动， 是一个匀变速曲线运动． 解决平抛运动的方法是把平抛运动分解到水 平方向和竖直方向去研究， 水平方向做匀速直线运动， 竖直方向做自 由落体运动． 【解答】 解：设手榴弹飞行时间为 t （1）手榴弹的水平位移 x=v0t 手榴弹的竖直位移 且 h=xtan30° 解得 t=3s，h=45 m 战士从拉动弹弦到投出所用的时间 t0=5s﹣t=2.0 s （2）点 AB 的间距 解得 s=90 m 答：（ 1）若要求手榴弹正好在落地时爆炸，问战士从拉动弹弦到投 出所用的时间是 2s；（2）点 AB 的间距 s 是 90m 19．在如图所示的竖直平面内，物体 A 和带正电的物体 B 用跨过定 滑轮的绝缘轻绳连接， 分别静止于倾角 θ=37°的光滑斜面上的 M 点和 粗糙绝缘水平面上， 轻绳与对应平面平行． 劲度系数 K=5N/m 的轻弹 簧一端固定在 0 点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环 D 与 A 相 连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直， DM 垂直于斜面．水平面处于场 强 E=5×104N/C、方向水平向右的匀强电场中．已知 A、B 的质量分 别为 mA=0.1kg 和 mB=0.2kg，B 所带电荷量 q=+4×l0 ﹣6C．设两物体 均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限 度内， B 电量不变．取 g=lOm/s2，sin37 °=0.6，cos37°=0.8． （1）求 B 所受静摩擦力的大小； （2）现对 A 施加沿斜面向下的拉力 F 使 A 以加速度 a=0.6m/s2 开始 做匀加速直线运动． A 从 M 到 N 的过程中， B 的电势能增加了△ Ep=0.06J．已知 DN 沿竖直方向， B 与水平面间的动摩擦因数 μ=0.4．求 A 到达 N 点时拉力 F 的瞬时功率． 【考点】 AG ：匀强电场中电势差和电场强度的关系； 27：摩擦力的 判断与计算； 63：功率、平均功率和瞬时功率． 【分析】 （1）分别对 A 和 B 受力分析，根据共点力平衡求出 B 所受 摩擦力的大小． （2）通过电势能的变化， 得出电场力做功， 从而得出 B 移动的距离， 根据几何关系求出弹簧的形变量，通过对 A 在 N 点、以及 B 受力分 析，根据牛顿第二定律结合胡克定律，求出拉力 F 的大小， 【解答】 解：（1）F 作用之前， AB 处于静止状态，设 B 所受的静摩 擦力大小为 f0，AB 间的绳子的张力为 FT，据题意 静止时 受力分析 如图所示，由平衡条件得： 对 A 有：mA gsin θ=FT⋯① 对 B 有：qE+f 0=FT⋯② 代入数据得： f0=0.4 N ⋯③ （2）据题意 A 到 N 点时 受力分析 如图所示由 牛顿第二定律 得： 对 A 有 F+mA gsin θ﹣FT﹣FKsin θ=mA a⋯④ 对 B 有 FT ′﹣qE﹣f=mBa⋯⑤ 其中 f= μmBg⋯⑥ 设弹簧的伸长量是 x，FK =kx ⋯⑦ 设物块的位移是 d，由电场力做功与电势能的关系得△ EP=qEd⋯⑧ 由几何关系得 ⋯⑨ A 由 M 到 N，由 得 A 运动到 N 的速度为： ⋯⑩ 拉力 F 在 N 点的瞬时功率为： P=Fv⋯ ? 由以上各式 代入数据有： P=0.528W⋯ ? 答：（ 1）B 所受静摩擦力的大小为 0.4N． （2）A 到达 N 点时拉力 F 的瞬时功率为 0.528W 20．如图甲所示，一长为 l=1m 的轻绳，一端穿在过 O 点的水平转轴 上，另一端固定一质量为 m 的小球，整个装置绕 O 点在竖直面内转 动．给系统输入能量，使小球通过最高点的速度不断加快，通过传感 器测得小球通过最高点时，绳对小球的拉力 F 与小球在最高点动能 Ek 的关系如图乙所示，重力加速度为 g，不考虑摩擦和空气阻力，请 分析并回答以下问题： （1）若要小球能做完整的圆周运动，对小球过最高点的速度有何要 求？（用题中给出的字母表示）． （2）请根据题目及图象中的条件求出小球质量 m 的值．（g 取 10m/s2） （3）求小球从图中 a 点所示状态到图中 b 点所示状态的过程中，外 界对此系统做的功． （4）当小球达到图乙中 b 点所示状态时，立刻停止能量输入．之后 的运动过程中，在绳中拉力达到最大值的位置，轻绳绷断，求绷断瞬 间绳中拉力的大小． 【考点】 6C：机械能守恒定律； 4A：向心力． 【分析】 （1）在最高点，由牛顿第二定律可求小球能做完整的圆周 运动满足的条件； （2）在最高点，由牛顿第二定律并结合图象信息可求小球质量和摆 线长度； （3）由图象得斜率，根据动能定理求外界对系统做的功； （4）应用机械能守恒定律和牛顿第二定律求绷断瞬间绳中拉力的大 小． 【解答】 解：（ 1）小球刚好通过最高点做完整圆运动要求在最高点 受力满足： mg=m ， 因此小球过最高点的速度要满足： v≥ ． （2）小球在最高点时有： mg+F=m 又因为： EK = mv2， 所以绳对小球的拉力 F 与小球在最高点动能 Ek 的关系式为： F= ﹣ mg， 由图象知，当 EK =1.0J 时， F=0，代入上式得到： mgl=2.0J；又已知 l=1m，则小球的质量 m=0.2kg． （3）由 F= ﹣mg 知：图线的斜率值为： =2N/J，因此对应状态 b，Fb=4.0N，可求出小球在最高点的动能： = ，于是得到： EKb =3.0J 对小球从状态 a 到状态 b 的过程，有： W=EKb ﹣EK =3.0﹣1.0=2.0J， 即：外界对系统做的功为 2.0J． （4）在停止能量输入之后，小球在重力和轻绳拉力作用下在竖直面 内做圆周运动，运动过程中机械能守恒．当小球运动到最低点时，绳 中拉力达到最大值． 设小球在最低点的速度为 v，对从 b 状态开始至达到最低点的过程应 用机械能守恒定律，有： mg?2l= mv2﹣EKb； 设在最低点绳中拉力为 Fm，由牛顿第二定律有： Fm﹣mg=m ， 两式联立解得： Fm=16N， 即：绷断瞬间绳中拉力的大小为 16N． 答： （1）若要小球能做完整的圆周运动，对小球过最高点的速度满足： v ≥ ； （2）小球质量为 0.2kg；摆线长度为 1m； （3）外界对此系统做的功为 2.0J； （4）绷断瞬间绳中拉力的大小为 16N． 21．如图所示，光滑斜轨和光滑圆轨相连，固定在同一竖直面内，圆 轨的半径为 R，一个小球（可视为质点），从离水平面高 h 处由静止 自由下滑，由斜轨进入圆轨．求： （1）为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨， h 应至少 多高？ （2）若小球到达圆轨最高点时圆轨对小球的压力大小恰好等于它自 身重力大小，那么小球开始下滑时的 h 是多大？ 【考点】 66：动能定理的应用； 37：牛顿第二定律； 4A：向心力． 【分析】 （1）由竖直平面内的圆周运动的临界条件可求得最高点的 速度；再由动能定理可求得 h 的高度； （2）最高点处对小球受力分析，由向心力公式可求得小球的速度； 再由动能定理即可求得高度． 【解答】 解：（ 1）小球刚好不脱离圆轨，在最高点由牛顿第二定律 得： ① 小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得： mg（h﹣2R）= ② 联立①②解得： 故 时小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，高度至少为 ． （2）在最高点对小球由牛顿第二定律得： FN+mg= ③ 又有： FN=mg④ 小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得： mg（h﹣2R）= ⑤ 联立③④⑤解得： h=3R； 答：（ 1）h 应至少为 2.5R；（2）球开始下滑时的 h 是 3R． 2020 年高一物理第二学期期末模拟试卷及答案（三） 一. 选择题 1. 如图所示， 轻质弹簧长为 L，竖直固定在地面上， 质量为 m的小球， 在离地面高度为 H处，由静止开始下落，正好落在弹簧上，使弹簧的 最大压缩量为 x，在下落过程中，小球受到的空气阻力为 F 阻，则弹 簧在最短时具有的弹性势能为 () A.( mg－F 阻)( H－L＋x) B. mg( H－L＋x) －F 阻 ( H－L) C.mgH－F 阻( H－L) D. mg( L－x)＋F 阻( H－L＋x) 2．关于抛体运动，下列说法正确的是（） A．将物体以某一初速度抛出后的运动 B．将物体以某一初速度抛出，只在重力作用下的运动 C．将物体以某一初速度抛出，满足合外力为零的条件下的运动 D．将物体以某一初速度抛出，满足除重力外其他力的合力为零的条 件下的直线运动 3. 如图所示，一个质量为 m的物体（视为质点）以某一速度从 A 点冲 上倾角为 30°的固定斜面。 其运动的加速度大小为 ，物体在斜面上 上升的最大高度为 h，则这个过程中物体（） A. 重力势能增加了 B. 重力势能增加了 C.动能损失了 mgh D. 机械能损失了 4．关于抛体运动，下列说法正确的是（） A．将物体以某一初速度抛出后的运动 B．将物体以某一初速度抛出，只在重力作用下的运动 C．将物体以某一初速度抛出，满足合外力为零的条件下的运动 D．将物体以某一初速度抛出，满足除重力外其他力的合力为零的条 件下的直线 5. 如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于 O点．现用水平力 F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线 状态， 当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平， 此过程中斜面对小 球的支持力 FN 以及绳对小球的拉力 FT 的变化情况是（） A.FN保持不变， FT 不断增大 B.F N 不断增大， FT 不断减小 C.FN保持不变， FT先增大后减小 D.F N不断增大， FT先减小后 增大 6．下列关于平抛运动的说法正确的是（） A．平抛运动是非匀变速动动 B ．平抛运动是匀变速曲线 运动 C．做平抛运动的物体，每秒内速率的变化相等 D．水平飞行的距离只与初速度大小有关 7. 如图所示， 木板放在光滑地面上， 将一滑块 m用恒力 F 由木块一端 拉至另一端，木板分固定和不固定两种情况，力 F 做功分别为 W1 和 W2，则 () A. W1查看更多