河北省沧州市高一（下）开学考试物理试题（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 河北省沧州市高一（下）开学考试物理试题（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 499.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-09 08:13:30 | ||
图片预览
文档简介
河北省沧州市高一（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平地面上。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧压缩量为x时，铁球下落到最低点。不计空气阻力，取重力加速度为g。则（ ）
A．铁球下降h时动能最大
B．铁球下降时动能最大
C．弹簧弹性势能的最大值为mg（h+x）
D．铁球在最低点时的加速度大小为
2．如图，一个质量为m的光滑小环套在一根轻质细迤上，细.绳的两端分别系在竖直杆上的A、B两点，让竖直杆以角速度出匀速转动，此时小环在绳上C点，AC和BC 与竖直方向的夹角分别为37°和53°，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，重力加速度为g。则（ ）
A．绳上的张力大小为 B．绳子的长度为
C．杆上A、B两点间的距离为 D．小环做圆周运动的向心加速度大小等于
3．一只船在静水中的速度为，它要渡过一条宽度为的河，河水的流速为，则下列说法中正确的是（ ）
A．船渡河的最短时间为10s
B．船渡河的速度一定为
C．船不能垂直到达对岸
D．船垂直到达对岸所需时间为6s
4．2012年5月26日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功地将“中星2A”地球同步卫星送入太空，为我国广大用户提供广播电视及宽带多媒体等传输业务．下列关于地球同步卫星的说法中正确的是
A．可以定点在北京的正上方，离地心的距离按需要选择不同的值
B．只能定点在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的
C．运行的线速度小于第一宇宙速度
D．质量不同的地球同步卫星，运行速度不同
5．现有固定成的两轻杆，可绕固定点自由转动，轻杆的长为，长为，A、B两球质量均为，分别固定在和的端点，不计一切摩擦和空气阻力。现把A球拉至水平由静止释放，如图所示，则在摆动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．A球在摆动过程中减少的重力势能等于两球增加的动能
B．A球在摆动到最低点过程中其速度等于B球速度的两倍
C．B球摆到水平位置过程中，杆对B球做功为
D．A球在摆到最低点过程中的机械能减少，A球克服杆做功为
二、单选题
6．甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：3，转动半径之比为1：4，角速度之比为2：1，则它们的向心力之比为（ ）
A．2：3 B．1：3 C．4：9 D．1：6
7．A、B两颗卫星围绕地球做匀速圆周运动（共面、运行方向相同），A卫星运行的周期为，轨道半径为；B卫星运行的周期为，且．下列说法正确的是（ ）
A．B卫星的轨道半径为
B．A卫星的机械能一定大于B卫星的机械能
C．A、B卫星在轨道上运行时处于完全失重状态，不受任何力的作用
D．某时刻卫星A、B在轨道上相距最近，从该时刻起每经过时间，卫星A、B再次相距最近
8．当前我国“高铁”事业发展迅猛。假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其图像如图所示，已知在时间内为过原点的倾斜直线，时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在时刻恰好达到最大速度，以后匀速运动。下述判断正确的是（ ）
A．从0至时间内，列车一直做变加速直线运动
B．在0至时间内，机车的牵引力一直不断减小
C．从0至时间内，列车的动能一直增加
D．时刻的加速度大于t1时刻的加速度
9．倾角为、质量为的斜面体静止在水平桌面上，质量为的木块静止在斜面体上。下列关于受到作用力的大小和方向说法到正确的是 （ ）
A．，垂直斜面向下 B．，沿斜面向下
C．， 竖直向上 D．， 竖直向下
10．如图所示，为了体验劳动的艰辛，几位学生一起推磨将谷物碾碎，离磨中心距离相等的甲、乙两男生推磨过程中一定相同的是（ ）
A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．向心力的大小
11．跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动我国跳水队被誉为跳水“梦之队”图中虚线描述的是一位跳水运动员跳水时头部的运动轨迹（头部可当质点处理）。最后运动员沿竖直方向入水，下列关于运动员头部运动的说法中正确的是（ ）
A．经过a、b两点时速度方向相同
B．在段和段位移相同
C．过d点的速度方向近似与入水方向相同
D．先后经过c点的速度方向相同
12．如图所示，光滑固定斜面倾角为30°，上端固定光滑小滑轮，跨过小滑轮的轻绳两端连接质量都为m的小物体P和Q（都可看做质点），Q离水平地面的高度为h，已知当地重力加速度为g。现释放小物体P和Q，对它们之后的运动，以下说法正确的是（ ）
A．Q着地前轻绳的张力为mg
B．Q着地前轻绳的张力为
C．Q着地前的最大速度大小为
D．P沿斜面上升过程中，轻绳拉力对P做的功为了
13．宇航员在某星球上能用比地球上小得多的力搬起同一个铁球。则下列说法中正确的是（ ）
A．说明这星球的半径比地球的半径小
B．说明这星球表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小
C．说明这星球上宇航员将同一拉力器拉至相同长度时比地球上更省力
D．说明这星球的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小
14．如图所示，位于同一高度的小球A、B分别以、的速度水平向右、向左抛出，都落在了倾角为30°的斜面上的C点，小球B恰好垂直地落到斜面上。则、之比为（ ）
A．1：1 B．2：1 C．3：2 D．2：3
三、实验题
15．某同学用两个光电门验证机械能守恒定律，装置如图所示，让细线悬吊的质量分布均匀的小圆柱体绕悬点O在竖直面内做圆周运动，将光电门1固定在小圆柱体运动轨迹的最低点，调整光电门2的位置，使小圆柱体在运动过程中能阻挡光电门发出的光．记录小圆柱体通过光电门1、2的时间、，当地的重力加速度为g。
(1)要验证机械能守恒定律，除了要测量两个光电门间的高度差h，还需要测量的物理量有出物理量______（写名称及符号），该实验只要验证等式写______（用已知量和测量量表示）成立即可。
(2)由于两个光电门间的高度差比较难测量，该同学又改进了实验方法。
①如图所示，将光电门1放于水平长木板的两侧，适当调节细线悬点O的位置，使小圆柱体通过最低点时恰好与长木板不相碰，光电门的光束与小圆柱体悬挂静止时的重心在同一高度；
②用刻度尺竖直立于长木板上，让细线悬吊着的小圆柱体刚好与刻度尺接触，由刻度尺测出小圆柱体此时重心离长木板的高度，将小圆柱体由静止释放测出小圆柱体经过光电门1的时间t；
③将刻度尺右移，重复步骤②多次，测出小圆柱体在不同位置释放时重心离长木板的高度，记录不同高度释放后小圆柱体通过光电门1的时间t；
④测出小圆柱体的长L，算出每次小圆柱体实际下落的高度______，作出图像，作出的图像应是______；如果求得图线的斜率在误差允许的范围内等于______，则机械能守恒定律得到验证。
四、解答题
16．汽车从静止开始做匀加速直线运动，当汽车速度达到时关闭发动机，汽车继续滑行一段时间后停止运动，其运动的速度图像如图所示。若汽车加速行驶时牵引力做功为W1，汽车整个运动中克服阻力做功为W2，则W1和W2的比值为多少？牵引力和阻力的大小之比为多少？
17．汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5×103kg，汽车在运动中所受阻力的大小恒为5×103N，取g=10m/s2，求：
（1）若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度的大小；
（2）若汽车仍以额定功率启动，则当汽车速度达到5m/s时，其加速度大小；
（3）若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持的时间。
18．如图所示,AB为半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接.小车质量M=3kg,车足够长,车上表面距地面的高度h=0.2m,现有一质量m=1kg的滑块,由轨道顶端无初速度释放,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μ=0.3,当车运动了t0=1.5s时,车被地面装置锁定(g=10m/s2).试求:
（1）滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小;
（2）车被锁定时,车右端距轨道B端的距离;
（3）从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的热量.
19．如图所示，半径的光滑圆弧轨道与水平轨道平滑相连，质量的小滑块（可视为质点）从某一高度处的点以大小的速度水平抛出，恰好沿切线方向从点进入圆弧轨道，滑块经点后继续向方向运动，当运动到点时刚好停下来，粗糙水平轨道的动摩擦因数，不计空气阻力，取，与竖直方向上的夹角，，，求：
（1）A，B两点的高度差；
（2）水平轨道的长度。
试卷第页，共页
试卷第页，共页
参考答案：
1．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．铁球下降h时，刚与弹簧接触，弹簧弹力为零，小球有向下的加速度，当加速度为零时，即弹簧的弹力等于重力时，即
解得弹簧被压缩的长度
即铁球下降时，速度最大，动能最大，故B正确，A错误；
C．当铁球在最低点时，弹簧的弹性势能最大，铁球减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能即
故C正确；
D．小球在最低点时，弹簧的弹力向上，由牛顿第二定律得
得
故D正确。
故选BCD。
2．ABD
【解析】
【详解】
A．小球受到重力mg、绳子张力为T，如图所示
竖直方向根据平衡条件可得：
T（cos37°+cos53°）=mg
解得：
故A正确；
B．设小环做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律可得：
Tsin37°+Tsin53°=mrω2
解得：
根据几何关系可得绳子长度为：
故B正确；
C．杆上A、B两点间的距离为：
故C错误；
D．环做圆周运动的向心加速度大小为：
a=rω2=g
故D正确。
故选ABD。
3．AC
【解析】
【分析】
将船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，根据垂直于河岸方向上的速度求出渡河的时间．通过判断合速度能否与河岸垂直，判断船能否垂直到对岸．
【详解】
A、D项：当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短为：，不可能等于6s．故A正确，D错误；
B项：因为船的静水速的方向未知，根据平行四边形定则，无法判断船渡河的速度大小，故B错误 ；
C项：根据平行四边形定则，由于静水速小于水流速，则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸，故C正确．
故选AC．
【点睛】
解决本题的关键知道合运动与合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰．
4．BC
【解析】
【详解】
同步卫星只能相对于赤道上某点静止不动，轨道必须在赤道上空，故A错误；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，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值．故B正确；第一宇宙速度又叫最大环绕速度．同步卫星的速度大约为3km/s，一定小于第一宇宙速度，故C正确；由B知同步卫星的轨道高度相同，周期相同，故质量不同的同步卫星，运行速度大小相同，故D错误．故选BC．
【点睛】
同步卫星有三定：①定轨道；②定周期；③定速度，这三定必选牢牢的记住以方便我们快速解决问题．
5．BC
【解析】
【详解】
A．、两球构成的系统机械能守恒，球在摆动过程中减少的重力势能转化成两球的动能和球的重力势能，故A错误；
B．在摆动过程中、两球的角速度相同，故球速度等于球速度的两倍，故B正确；
CD．球摆到水平位置时，设此时球的速度为，则球的速度为，两球组成的系统机械能守恒
解得
球增加的机械能为，故杆对球做的功为，球克服杆做功为，故C正确，D错误。
故选BC。
6．B
【解析】
【详解】
根据可知，它们的向心力之比为
故选B。
7．D
【解析】
【详解】
根据开普勒第三定律可得，则得B卫星的轨道半径为．故A错误．因T1＞T2．由上分析知，r1＞r2，根据将卫星从低轨道进入高轨道，火箭要点火加速做功，但由于A与B的质量都未知，故无法判定谁的机械能更大．故B错误．A、B卫星在轨道上运行时由万有引力提供向心力，处于完全失重状态，但仍受万有引力的作用．故C错误．设从两卫星相距最近到再次相距最近经历时间为t．则有，得．故D正确．故选D．
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．v t图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动，从图中可知只有0 t1时段为倾斜直线，所以0 t1时段为匀加速直线运动， t1～t3时间内，加速度逐渐变小的加速运动，故A错误；
B．0 t1时段为匀加速直线运动，牵引力不变；时刻达到额定功率P ，t1～t3时间内，加速度逐渐变小的加速运动，由
知，速度增大，牵引力减小；牵引力并非一直减小，故B错误；
C．从0至时间内列车的速度一直增大，故列车的动能一直增加，故C正确；
D．v t图像斜率表示加速度，t1～t3时间内，加速度逐渐变小，t2时刻的加速度小于t1时刻的加速度，故D错误。
故选C。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
m受到M的支持力和静摩擦力，因为m静止在斜面体上，故处于平衡状态，所以，m受到的支持力和静摩擦力的合力大小为mg，方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知，于受到作用力的大小和方向为， 竖直向下，ABC错误，D正确。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
AB．甲、乙两男生推磨过程中，属于同轴转动，二者角速度相同，根据线速度与角速度关系，有
又
解得
即二人的线速度大小相同，但方向不同，故A错误，B正确；
CD．根据公式
可知，二人向心加速度大小相同，但方向不同。由牛顿第二定律，可得
易知，两人质量关系未知，虽然向心加速度大小相同，但是向心力大小不一定相同，故CD错误。
故选B。
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．曲线运动各点的速度方向为该点切线的方向，a点速度方向水平向左，b点速度方向水平向右。故A错误；
B．如图所示，在段和段位移大小无法比较，但方向不相同，故B错误；
C．曲线运动各点的速度方向为该点切线的方向，d点的速度方向竖直向下，近似与入水方向相同，故C正确；
D．曲线运动各点的速度方向为该点切线的方向，先经过c点的速度方向为右下方，后经过c点的速度方向为左下方。故D错误。
故选C。
12．C
【解析】
【详解】
AB．Q着地前，根据牛顿第二定律得：对Q
对P
联立解得
故AB错误；
C．设Q着地前的最大速度大小为v，则有
可得
故C正确；
D．P沿斜面上升过程中，设轻绳拉力对P做的功为W，对P，根据动能定理得
解得
故D错误。
故选C。
13．B
【解析】
【详解】
AB．一位宇航员在某星球上能用比地球上小得多的力搬起石头，说明某星球的重力加速度小于地球的重力加速度，在星球表面上有，根据
又
解得
由于这个星球与地球的密度大小关系不知道，故无法知道两星球的半径大小，故A错误，B正确；
C．在地球上和在某星球上将同一拉力器拉至相同长度时拉力器的弹力相同，则宇航员用力相同，与重力加速度无关，故C错误；
D．在星球表面上空有，根据万有引力提供向心力
在星球表面上有，根据
联立解得
由于不知道两星球的半径大小，故两星球的第一宇宙速度大小无法比较，故D错误。
故选B。
14．C
【解析】
【详解】
两小球的竖直方向位移相同，故两小球下落的时间相同，小球A做平抛运动，根据分位移公式，有
联立得
小球B恰好垂直打到斜面上，则有
则得
则有
故选C。
15． 小圆柱体的直径d 过原点的一条倾斜直线
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]要验证机械能守恒定律，选取小圆柱体从光电门2运动到光电门1的过程，小圆柱体在光电门1、2位置的速度可以分别表示成
，
式中d为圆柱体的直径，即还需要测量小圆柱体的直径d。
[2]验证小圆柱体的重力势能的减少量等于动能变化量
即验证
（2）[3]由题意可知小圆柱体实际下落高度
[4][5]若满足
得
图像是一条过原点的倾斜直线。即如果图像的斜率在误差允许的范围内等于，机械能守恒定律得到验证。
16．1：1，5∶1
【解析】
【详解】
对汽车运动的全过程列动能定理方程得
所以
即
设汽车的牵引力为F，阻力为Ff，由动能定理可得
所以
由图像可知，汽车在全过程中的位移与加速阶段的位移之比为
所以牵引力和阻力之比为
17．(1)12m/s；(2)1.4m/s2；(3)16s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)汽车以额定功率启动，当a=0时，v达到最大值。则
(2)当速度为5m/s时，牵引力
则加速度
(3)由
得
则
匀加速直线运动的时间
18．（1）30 N（2）1 m （3）6 J
【解析】
【详解】
(1)设滑块到达B端时速度为v，由机械能守恒定律，得
由牛顿第二定律，得
联立两式，代入数值解得
(2)当滑块滑上小车后，由牛顿第二定律，对滑块有
对小车有
设经时间t两者达到共同速度，则有
解得
由于1s＜1.5s，此时小车还未被锁定，两者的共同速度
两者一起匀速运动，直到小车被锁定， 故车被锁定时，车右端距轨道B端的距离
(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块相对小车滑动的距离
故产生的内能
19．（1） ；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在点物块沿切线进入圆弧轨道，由平抛规律可知
到的过程，竖直方向
可推出
（2）到点速度
根据动能定理
解得
试卷第页，共页
试卷第页，共页
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平地面上。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧压缩量为x时，铁球下落到最低点。不计空气阻力，取重力加速度为g。则（ ）
A．铁球下降h时动能最大
B．铁球下降时动能最大
C．弹簧弹性势能的最大值为mg（h+x）
D．铁球在最低点时的加速度大小为
2．如图，一个质量为m的光滑小环套在一根轻质细迤上，细.绳的两端分别系在竖直杆上的A、B两点，让竖直杆以角速度出匀速转动，此时小环在绳上C点，AC和BC 与竖直方向的夹角分别为37°和53°，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，重力加速度为g。则（ ）
A．绳上的张力大小为 B．绳子的长度为
C．杆上A、B两点间的距离为 D．小环做圆周运动的向心加速度大小等于
3．一只船在静水中的速度为，它要渡过一条宽度为的河，河水的流速为，则下列说法中正确的是（ ）
A．船渡河的最短时间为10s
B．船渡河的速度一定为
C．船不能垂直到达对岸
D．船垂直到达对岸所需时间为6s
4．2012年5月26日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功地将“中星2A”地球同步卫星送入太空，为我国广大用户提供广播电视及宽带多媒体等传输业务．下列关于地球同步卫星的说法中正确的是
A．可以定点在北京的正上方，离地心的距离按需要选择不同的值
B．只能定点在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的
C．运行的线速度小于第一宇宙速度
D．质量不同的地球同步卫星，运行速度不同
5．现有固定成的两轻杆，可绕固定点自由转动，轻杆的长为，长为，A、B两球质量均为，分别固定在和的端点，不计一切摩擦和空气阻力。现把A球拉至水平由静止释放，如图所示，则在摆动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．A球在摆动过程中减少的重力势能等于两球增加的动能
B．A球在摆动到最低点过程中其速度等于B球速度的两倍
C．B球摆到水平位置过程中，杆对B球做功为
D．A球在摆到最低点过程中的机械能减少，A球克服杆做功为
二、单选题
6．甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：3，转动半径之比为1：4，角速度之比为2：1，则它们的向心力之比为（ ）
A．2：3 B．1：3 C．4：9 D．1：6
7．A、B两颗卫星围绕地球做匀速圆周运动（共面、运行方向相同），A卫星运行的周期为，轨道半径为；B卫星运行的周期为，且．下列说法正确的是（ ）
A．B卫星的轨道半径为
B．A卫星的机械能一定大于B卫星的机械能
C．A、B卫星在轨道上运行时处于完全失重状态，不受任何力的作用
D．某时刻卫星A、B在轨道上相距最近，从该时刻起每经过时间，卫星A、B再次相距最近
8．当前我国“高铁”事业发展迅猛。假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其图像如图所示，已知在时间内为过原点的倾斜直线，时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在时刻恰好达到最大速度，以后匀速运动。下述判断正确的是（ ）
A．从0至时间内，列车一直做变加速直线运动
B．在0至时间内，机车的牵引力一直不断减小
C．从0至时间内，列车的动能一直增加
D．时刻的加速度大于t1时刻的加速度
9．倾角为、质量为的斜面体静止在水平桌面上，质量为的木块静止在斜面体上。下列关于受到作用力的大小和方向说法到正确的是 （ ）
A．，垂直斜面向下 B．，沿斜面向下
C．， 竖直向上 D．， 竖直向下
10．如图所示，为了体验劳动的艰辛，几位学生一起推磨将谷物碾碎，离磨中心距离相等的甲、乙两男生推磨过程中一定相同的是（ ）
A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．向心力的大小
11．跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动我国跳水队被誉为跳水“梦之队”图中虚线描述的是一位跳水运动员跳水时头部的运动轨迹（头部可当质点处理）。最后运动员沿竖直方向入水，下列关于运动员头部运动的说法中正确的是（ ）
A．经过a、b两点时速度方向相同
B．在段和段位移相同
C．过d点的速度方向近似与入水方向相同
D．先后经过c点的速度方向相同
12．如图所示，光滑固定斜面倾角为30°，上端固定光滑小滑轮，跨过小滑轮的轻绳两端连接质量都为m的小物体P和Q（都可看做质点），Q离水平地面的高度为h，已知当地重力加速度为g。现释放小物体P和Q，对它们之后的运动，以下说法正确的是（ ）
A．Q着地前轻绳的张力为mg
B．Q着地前轻绳的张力为
C．Q着地前的最大速度大小为
D．P沿斜面上升过程中，轻绳拉力对P做的功为了
13．宇航员在某星球上能用比地球上小得多的力搬起同一个铁球。则下列说法中正确的是（ ）
A．说明这星球的半径比地球的半径小
B．说明这星球表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小
C．说明这星球上宇航员将同一拉力器拉至相同长度时比地球上更省力
D．说明这星球的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小
14．如图所示，位于同一高度的小球A、B分别以、的速度水平向右、向左抛出，都落在了倾角为30°的斜面上的C点，小球B恰好垂直地落到斜面上。则、之比为（ ）
A．1：1 B．2：1 C．3：2 D．2：3
三、实验题
15．某同学用两个光电门验证机械能守恒定律，装置如图所示，让细线悬吊的质量分布均匀的小圆柱体绕悬点O在竖直面内做圆周运动，将光电门1固定在小圆柱体运动轨迹的最低点，调整光电门2的位置，使小圆柱体在运动过程中能阻挡光电门发出的光．记录小圆柱体通过光电门1、2的时间、，当地的重力加速度为g。
(1)要验证机械能守恒定律，除了要测量两个光电门间的高度差h，还需要测量的物理量有出物理量______（写名称及符号），该实验只要验证等式写______（用已知量和测量量表示）成立即可。
(2)由于两个光电门间的高度差比较难测量，该同学又改进了实验方法。
①如图所示，将光电门1放于水平长木板的两侧，适当调节细线悬点O的位置，使小圆柱体通过最低点时恰好与长木板不相碰，光电门的光束与小圆柱体悬挂静止时的重心在同一高度；
②用刻度尺竖直立于长木板上，让细线悬吊着的小圆柱体刚好与刻度尺接触，由刻度尺测出小圆柱体此时重心离长木板的高度，将小圆柱体由静止释放测出小圆柱体经过光电门1的时间t；
③将刻度尺右移，重复步骤②多次，测出小圆柱体在不同位置释放时重心离长木板的高度，记录不同高度释放后小圆柱体通过光电门1的时间t；
④测出小圆柱体的长L，算出每次小圆柱体实际下落的高度______，作出图像，作出的图像应是______；如果求得图线的斜率在误差允许的范围内等于______，则机械能守恒定律得到验证。
四、解答题
16．汽车从静止开始做匀加速直线运动，当汽车速度达到时关闭发动机，汽车继续滑行一段时间后停止运动，其运动的速度图像如图所示。若汽车加速行驶时牵引力做功为W1，汽车整个运动中克服阻力做功为W2，则W1和W2的比值为多少？牵引力和阻力的大小之比为多少？
17．汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5×103kg，汽车在运动中所受阻力的大小恒为5×103N，取g=10m/s2，求：
（1）若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度的大小；
（2）若汽车仍以额定功率启动，则当汽车速度达到5m/s时，其加速度大小；
（3）若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持的时间。
18．如图所示,AB为半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接.小车质量M=3kg,车足够长,车上表面距地面的高度h=0.2m,现有一质量m=1kg的滑块,由轨道顶端无初速度释放,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μ=0.3,当车运动了t0=1.5s时,车被地面装置锁定(g=10m/s2).试求:
（1）滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小;
（2）车被锁定时,车右端距轨道B端的距离;
（3）从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的热量.
19．如图所示，半径的光滑圆弧轨道与水平轨道平滑相连，质量的小滑块（可视为质点）从某一高度处的点以大小的速度水平抛出，恰好沿切线方向从点进入圆弧轨道，滑块经点后继续向方向运动，当运动到点时刚好停下来，粗糙水平轨道的动摩擦因数，不计空气阻力，取，与竖直方向上的夹角，，，求：
（1）A，B两点的高度差；
（2）水平轨道的长度。
试卷第页，共页
试卷第页，共页
参考答案：
1．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．铁球下降h时，刚与弹簧接触，弹簧弹力为零，小球有向下的加速度，当加速度为零时，即弹簧的弹力等于重力时，即
解得弹簧被压缩的长度
即铁球下降时，速度最大，动能最大，故B正确，A错误；
C．当铁球在最低点时，弹簧的弹性势能最大，铁球减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能即
故C正确；
D．小球在最低点时，弹簧的弹力向上，由牛顿第二定律得
得
故D正确。
故选BCD。
2．ABD
【解析】
【详解】
A．小球受到重力mg、绳子张力为T，如图所示
竖直方向根据平衡条件可得：
T（cos37°+cos53°）=mg
解得：
故A正确；
B．设小环做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律可得：
Tsin37°+Tsin53°=mrω2
解得：
根据几何关系可得绳子长度为：
故B正确；
C．杆上A、B两点间的距离为：
故C错误；
D．环做圆周运动的向心加速度大小为：
a=rω2=g
故D正确。
故选ABD。
3．AC
【解析】
【分析】
将船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，根据垂直于河岸方向上的速度求出渡河的时间．通过判断合速度能否与河岸垂直，判断船能否垂直到对岸．
【详解】
A、D项：当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短为：，不可能等于6s．故A正确，D错误；
B项：因为船的静水速的方向未知，根据平行四边形定则，无法判断船渡河的速度大小，故B错误 ；
C项：根据平行四边形定则，由于静水速小于水流速，则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸，故C正确．
故选AC．
【点睛】
解决本题的关键知道合运动与合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰．
4．BC
【解析】
【详解】
同步卫星只能相对于赤道上某点静止不动，轨道必须在赤道上空，故A错误；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，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值．故B正确；第一宇宙速度又叫最大环绕速度．同步卫星的速度大约为3km/s，一定小于第一宇宙速度，故C正确；由B知同步卫星的轨道高度相同，周期相同，故质量不同的同步卫星，运行速度大小相同，故D错误．故选BC．
【点睛】
同步卫星有三定：①定轨道；②定周期；③定速度，这三定必选牢牢的记住以方便我们快速解决问题．
5．BC
【解析】
【详解】
A．、两球构成的系统机械能守恒，球在摆动过程中减少的重力势能转化成两球的动能和球的重力势能，故A错误；
B．在摆动过程中、两球的角速度相同，故球速度等于球速度的两倍，故B正确；
CD．球摆到水平位置时，设此时球的速度为，则球的速度为，两球组成的系统机械能守恒
解得
球增加的机械能为，故杆对球做的功为，球克服杆做功为，故C正确，D错误。
故选BC。
6．B
【解析】
【详解】
根据可知，它们的向心力之比为
故选B。
7．D
【解析】
【详解】
根据开普勒第三定律可得，则得B卫星的轨道半径为．故A错误．因T1＞T2．由上分析知，r1＞r2，根据将卫星从低轨道进入高轨道，火箭要点火加速做功，但由于A与B的质量都未知，故无法判定谁的机械能更大．故B错误．A、B卫星在轨道上运行时由万有引力提供向心力，处于完全失重状态，但仍受万有引力的作用．故C错误．设从两卫星相距最近到再次相距最近经历时间为t．则有，得．故D正确．故选D．
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．v t图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动，从图中可知只有0 t1时段为倾斜直线，所以0 t1时段为匀加速直线运动， t1～t3时间内，加速度逐渐变小的加速运动，故A错误；
B．0 t1时段为匀加速直线运动，牵引力不变；时刻达到额定功率P ，t1～t3时间内，加速度逐渐变小的加速运动，由
知，速度增大，牵引力减小；牵引力并非一直减小，故B错误；
C．从0至时间内列车的速度一直增大，故列车的动能一直增加，故C正确；
D．v t图像斜率表示加速度，t1～t3时间内，加速度逐渐变小，t2时刻的加速度小于t1时刻的加速度，故D错误。
故选C。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
m受到M的支持力和静摩擦力，因为m静止在斜面体上，故处于平衡状态，所以，m受到的支持力和静摩擦力的合力大小为mg，方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知，于受到作用力的大小和方向为， 竖直向下，ABC错误，D正确。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
AB．甲、乙两男生推磨过程中，属于同轴转动，二者角速度相同，根据线速度与角速度关系，有
又
解得
即二人的线速度大小相同，但方向不同，故A错误，B正确；
CD．根据公式
可知，二人向心加速度大小相同，但方向不同。由牛顿第二定律，可得
易知，两人质量关系未知，虽然向心加速度大小相同，但是向心力大小不一定相同，故CD错误。
故选B。
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．曲线运动各点的速度方向为该点切线的方向，a点速度方向水平向左，b点速度方向水平向右。故A错误；
B．如图所示，在段和段位移大小无法比较，但方向不相同，故B错误；
C．曲线运动各点的速度方向为该点切线的方向，d点的速度方向竖直向下，近似与入水方向相同，故C正确；
D．曲线运动各点的速度方向为该点切线的方向，先经过c点的速度方向为右下方，后经过c点的速度方向为左下方。故D错误。
故选C。
12．C
【解析】
【详解】
AB．Q着地前，根据牛顿第二定律得：对Q
对P
联立解得
故AB错误；
C．设Q着地前的最大速度大小为v，则有
可得
故C正确；
D．P沿斜面上升过程中，设轻绳拉力对P做的功为W，对P，根据动能定理得
解得
故D错误。
故选C。
13．B
【解析】
【详解】
AB．一位宇航员在某星球上能用比地球上小得多的力搬起石头，说明某星球的重力加速度小于地球的重力加速度，在星球表面上有，根据
又
解得
由于这个星球与地球的密度大小关系不知道，故无法知道两星球的半径大小，故A错误，B正确；
C．在地球上和在某星球上将同一拉力器拉至相同长度时拉力器的弹力相同，则宇航员用力相同，与重力加速度无关，故C错误；
D．在星球表面上空有，根据万有引力提供向心力
在星球表面上有，根据
联立解得
由于不知道两星球的半径大小，故两星球的第一宇宙速度大小无法比较，故D错误。
故选B。
14．C
【解析】
【详解】
两小球的竖直方向位移相同，故两小球下落的时间相同，小球A做平抛运动，根据分位移公式，有
联立得
小球B恰好垂直打到斜面上，则有
则得
则有
故选C。
15． 小圆柱体的直径d 过原点的一条倾斜直线
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]要验证机械能守恒定律，选取小圆柱体从光电门2运动到光电门1的过程，小圆柱体在光电门1、2位置的速度可以分别表示成
，
式中d为圆柱体的直径，即还需要测量小圆柱体的直径d。
[2]验证小圆柱体的重力势能的减少量等于动能变化量
即验证
（2）[3]由题意可知小圆柱体实际下落高度
[4][5]若满足
得
图像是一条过原点的倾斜直线。即如果图像的斜率在误差允许的范围内等于，机械能守恒定律得到验证。
16．1：1，5∶1
【解析】
【详解】
对汽车运动的全过程列动能定理方程得
所以
即
设汽车的牵引力为F，阻力为Ff，由动能定理可得
所以
由图像可知，汽车在全过程中的位移与加速阶段的位移之比为
所以牵引力和阻力之比为
17．(1)12m/s；(2)1.4m/s2；(3)16s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)汽车以额定功率启动，当a=0时，v达到最大值。则
(2)当速度为5m/s时，牵引力
则加速度
(3)由
得
则
匀加速直线运动的时间
18．（1）30 N（2）1 m （3）6 J
【解析】
【详解】
(1)设滑块到达B端时速度为v，由机械能守恒定律，得
由牛顿第二定律，得
联立两式，代入数值解得
(2)当滑块滑上小车后，由牛顿第二定律，对滑块有
对小车有
设经时间t两者达到共同速度，则有
解得
由于1s＜1.5s，此时小车还未被锁定，两者的共同速度
两者一起匀速运动，直到小车被锁定， 故车被锁定时，车右端距轨道B端的距离
(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块相对小车滑动的距离
故产生的内能
19．（1） ；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在点物块沿切线进入圆弧轨道，由平抛规律可知
到的过程，竖直方向
可推出
（2）到点速度
根据动能定理
解得
试卷第页，共页
试卷第页，共页
同课章节目录