2014-2015学年上海市普陀三中高一（下）期末物理试卷（解析版）

2014-2015学年上海市普陀三中高一（下）期末物理试卷
　
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分．每题只有一个选项正确，选对得3分，选错或不选得0分）
1．下列说法正确的是（　　）
　 A． 万有引力定律是由开普勒发现的
　 B． 万有引力定律是由伽利略发现的
　 C． 万有引力定律是由牛顿发现的
　 D． 万有引力定律是由胡克发现的
　
2．下列说法中正确的是（　　）
　 A． 匀速圆周运动是角速度不变的运动
　 B． 匀速圆周运动是线速度不变的运动
　 C． 匀速圆周运动是加速度不变的运动
　 D． 匀速圆周运动是向心力不变的运动
　
3．如图所示的三个人造地球卫星，下列说法正确的是（　　）
①卫星可能的轨道为a、b、c ②卫星可能的轨道为a、c
③同步卫星可能的轨道为a、c ④同步卫星可能的轨道为a．
　 A． ①③是对的 B． ①④是对的 C． ②③是对的 D． ②④是对的
　
4．通过阅读课本，几个同学交流对一些生活中常见的离心现象的认识．
甲说：“洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动．”
乙说：“铁轨在弯道处内侧铺得比外侧高，原来就是要防止火车做离心运动．”
丙说：“我们坐公共汽车在急速转弯时，如果受到的向心力不够也会挤压车厢．”
丁说，“我在游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是利用了离心现象．”
他们中间有一个说法有误的同学是（　　）
　 A． 甲 B． 乙 C． 丙 D． 丁
　
5．洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附的筒壁上，如图所示，则此时（　　）
　 A． 衣物受到重力、筒壁和弹力和摩擦力的作用
　 B． 衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的
　 C． 筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而减小
　 D． 筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大
　
6．如图所示：一玻璃筒中注满清水，水中放一软木做成的小圆柱体R（圆柱体的直径略小于玻璃管的直径，轻重大小适宜，使它在水中能匀速上浮）．将玻璃管的开口端用胶塞塞进（图甲）．现将玻璃管倒置（图乙），在软塞上升的同时，将玻璃管水平向右由静止做加速运动，观察木塞的运动，将会看到他斜向右上方运动，经过一段时间，玻璃管移向图丙中虚线所在位置，软木塞恰好运动到玻璃管的顶端，在四个图中，能正确反映木塞运动轨迹的是（　　）
　 A． B． C． D．
　
7．观察如图所示的皮带轮．A、B两点分别在皮带轮的轮线上，C点在大轮一条半径线的中点位置．假定皮带轮不打滑．则下列判断错误的是（　　）
　 A． A、B两点的线速度大小相等
　 B． A、C两点的角速度大小相等
　 C． B点的向心加速度大于A点的向心加速度
　 D． C点的向心加速度大于A点的向心加速度
　
8．在不计空气阻力的情况下，下列实例中运动的物体，机械能守恒的是（　　）
　 A． 被起重机吊起的货物正在加速上升
　 B． 跳伞运动员匀速下落
　 C． 物体沿粗糙斜面匀速下滑
　 D． 一重物自由下落
　
9．人在距地面h高处抛出一个质量为m的小球，落地时小球的速度为v，不计空气阻力，人对小球做功是（　　）
　 A． vm2 B． mgh+vm2 C． mgh﹣vm2 D． vm2﹣mgh
　
10．如图所示，固定斜面倾角为θ，整个斜面分为AB、BC两段，且2AB=BC．小物块P（可视为质点）与AB、BC两段斜面之间的动摩擦因数分别为μ1、μ2．已知P由静止开始从A点释放，恰好能滑动到C点而停下，那么θ、μ1、μ2间应满足的关系是（　　）
　 A． tanθ= B． tanθ=
　 C． tanθ=2μ1﹣μ2 D． tanθ=2μ2﹣μ1
　
　
二、不定项选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分．每小题都有一个或多个选项符合题意．全部选对得5分，选对但不全得3分，选错或不答得0分．
11．下列说法中正确的是（　　）
　 A． 物体在恒力作用下不可能作曲线运动
　 B． 物体在变力作用下一定作曲线运动
　 C． 曲线运动一定是变速运动
　 D． 曲线运动可能是匀加速运动
　
12．一个质量为25kg的小孩从高度为3.0m的弧形滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s．取g=10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（　　）
　 A． 支持力做功50J B． 克服阻力做功500J
　 C． 重力做功750J D． 合外力做功50J
　
13．如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面．若以地面为参考平面且不计空气阻力，则（　　）
　 A． 物体落到海平面时的重力势能为mgh
　 B． 重力对物体做的功为mgh
　 C． 物体在海平面上的动能为mv+mgh
　 D． 物体在海平面上的机械能为mv+mgh
　
14．人造地球卫星绕地球做圆周运动，假如卫星的轨道半径增大为原来的4倍，卫星仍做圆周运动，则以下叙述中正确的是（　　）
　 A． 卫星的线速度增大到原来的4倍
　 B． 卫星的角速度减小到原来的
　 C． 卫星的向心加速度减小到原来的
　 D． 卫星的周期增大到原来的2倍
　
15．某河流河水的流速与离河岸距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的航行速度大小与时间的关系如图乙所示．已知河宽为300m，现让该船以最短时间开始渡河，则该船（　　）
　 A． 船渡河的最短时间是75s
　 B． 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
　 C． 船在河水中航行的轨迹是一条直线
　 D． 船在河水中的最大速度是5m/s
　
　
三、实验题和填空题（共22分）
16．质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，沿光滑水平面上从静止开始运动，则力F在3s内对物体做功的平均功率为　　　　　　W．3s末力F对物体做功的瞬时功率为　　　　　　 W．
　
17．利用重锤下落验证机械能守恒定律．
①为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：铁架台（也可利用桌边），电火花打点计时器、纸带，低压直流电源，天平，秒表，毫米刻度尺，导线，．其中不必要的器材是　　　　　　；缺少的器材是　　　　　　．
②在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，测出所用重物的质量m=1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为　　　　　　J，动能的增加量为　　　　　　J（取3位有效数字）
③实验中产生系统误差的原因主要是　　　　　　．为了减小误差，悬挂在纸带下的重物的质量应选择　　　　　　．
④如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出﹣h的图线是　　　　　　，该线的斜率等于　　　　　　．
　
18．在“研究平抛物体的运动”实验中，某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系．平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出．
那么小球平抛的初速度为　　　　　　，小球抛出点的坐标为　　　　　　．（g=10m/s2）（注明单位）
　
　
四、计算题
1011春?普陀区校级期末）一辆汽车以54km/h的速率通过一座拱桥的桥顶，汽车对桥面的压力等于车重的一半，这座拱桥的半径是多少？若要使汽车过桥顶时对桥面无压力，则汽车过桥顶时的速度大小至少是多少？
　
2011春?普陀区校级期末）2003年10月15日上午9时，我国在酒泉卫星发射中心成功发射“神舟五号”载人航天飞船，这是我国首次实现载人航天飞行，也是全世界第三个具有发射载人航天器能力的国家．“神舟五号”飞船长8.86m，质量为7 990kg，飞船在达到预定的椭圆轨道后运行的轨道倾角为42.4°，近地点高度200km，远地点高度350km．实行变轨后，进入离地约350km的圆轨道上运行，飞船运动14圈后，于16日凌晨在内蒙古成功着陆．求：
（1）飞船变轨后在圆轨道上正常运行时的速度．
（2）飞船在圆轨道上运行的周期．
　
21．某滑板爱好者在离地h=1.8m高的平台上滑行，水平离开A点后落在水平地面的B点，其水平位移S1=3.6m．已知人与滑板的总质量m=60kg，空气阻力忽略不计，g=10m/s2
求：（1）人与滑板离开平台时的水平初速度．
（2）由于着地时碰撞，机械能损失了△E=1420J，然后他沿水平地面继续滑行S2=10m后停止求人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小．
　
2014?始兴县校级模拟）如图所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切．圆轨道半径R=0.4m，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个V0=5m/s的初速度．求：
（1）球从C点飞出时的速度；（g=10m/s2）
（2）球对C点的压力是重力的多少倍；
（3）球从C点飞出前后瞬间的加速度；
（4）球从C抛出后，落地点距B点多远？
　
2011春?普陀区校级期末）如图所示，光滑的水平圆盘中心O处有一个小孔，用细绳穿过小孔，绳两端各系一个小球A和B，两球质量相等，圆盘上的A球做半径为r=20cm的匀速圆周运动，要使B球保持静止状态，求A球的角速度ω应是多大？
　
　

2014-2015学年上海市普陀三中高一（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
　
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分．每题只有一个选项正确，选对得3分，选错或不选得0分）
1．下列说法正确的是（　　）
　 A． 万有引力定律是由开普勒发现的
　 B． 万有引力定律是由伽利略发现的
　 C． 万有引力定律是由牛顿发现的
　 D． 万有引力定律是由胡克发现的
考点： 万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定；物理学史．
分析： 万有引力定律是牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明，在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的．
解答： 解：伽利略的理想斜面实验推论了物体不受力时运动规律，开普勒发现了行星运动的三大规律，牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力，发现了万有引力定律，经过了100多年后，卡文迪许测量出了万有引力常量；
故选C．
点评： 对于物理学上重要实验、发现和理论，要加强记忆，这也是高考考查内容之一．
　
2．下列说法中正确的是（　　）
　 A． 匀速圆周运动是角速度不变的运动
　 B． 匀速圆周运动是线速度不变的运动
　 C． 匀速圆周运动是加速度不变的运动
　 D． 匀速圆周运动是向心力不变的运动
考点： 线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动．
专题： 匀速圆周运动专题．
分析： 匀速圆周运动的特征是：速度大小不变，方向时刻变化；向心力大小不变，但始终指向圆心；角速度不变；周期不变．
解答： 解：匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻变化；向心力和向心加速度大小不变，但始终指向圆心；角速度保持不变．故A正确，BCD错误．
故选：A．
点评： 掌握匀速圆周运动的特征，知道它是一种特殊的变速运动，只有周期和角速度是不变的，难度不大，属于基础题．
　
3．如图所示的三个人造地球卫星，下列说法正确的是（　　）
①卫星可能的轨道为a、b、c ②卫星可能的轨道为a、c
③同步卫星可能的轨道为a、c ④同步卫星可能的轨道为a．
　 A． ①③是对的 B． ①④是对的 C． ②③是对的 D． ②④是对的
考点： 同步卫星；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
分析： （1）凡是地球卫星，轨道面必定经过地球中心，所以b轨道一定错；
（2）同步卫星的轨道必定跟赤道面重合，所以c不可能是同步卫星，只有a有可能．
解答： 解：地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，所以凡是地球卫星，轨道面必定经过地球中心，所以b轨道一定错；同步卫星的轨道是固定的，必定跟赤道面重合，所以c不可能是同步卫星，只有a有可能．所以②④正确．
故选D．
点评： 本题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心；同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期．本题难度不大，属于基础题．
　
4．通过阅读课本，几个同学交流对一些生活中常见的离心现象的认识．
甲说：“洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动．”
乙说：“铁轨在弯道处内侧铺得比外侧高，原来就是要防止火车做离心运动．”
丙说：“我们坐公共汽车在急速转弯时，如果受到的向心力不够也会挤压车厢．”
丁说，“我在游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是利用了离心现象．”
他们中间有一个说法有误的同学是（　　）
　 A． 甲 B． 乙 C． 丙 D． 丁
考点： 离心现象．
专题： 匀速圆周运动专题．
分析： 做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就会就会作逐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心现象．
解答： 解：洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动，故甲同学说法正确；
乙说：“铁轨在弯道处内侧铺得比外侧高，原来就是要防止火车做离心运动．”应该是外侧比内侧高，所以乙同学说法错误；
我们坐公共汽车在急速转弯时，如果受到的向心力不够也会挤压车厢．故丙同学说法正确；
我在游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是利用了离心现象．故丁同学说法正确．
故选：B．
点评： 此题只要知道离心现象的定义以及条件，结合生活实例进行理解和记忆即可．
　
5．洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附的筒壁上，如图所示，则此时（　　）
　 A． 衣物受到重力、筒壁和弹力和摩擦力的作用
　 B． 衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的
　 C． 筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而减小
　 D． 筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大
考点： 向心力；物体的弹性和弹力．
专题： 匀速圆周运动专题．
分析： 衣物附在筒壁上在水平面内做圆周运动，靠合力提供向心力，在水平方向上的合力提供向心力，竖直方向合力为零．根据牛顿第二定律进行分析．
解答： 解：AB、衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，靠筒壁的弹力提供向心力．故A正确，B错误．
CD、在竖直方向上，衣服所受的重力和摩擦力平衡，弹力提供向心力，当转速增大，向心力增大，弹力增大，但摩擦力不变．故C、D错误．
故选：A．
点评： 解决本题的关键能正确分析衣服的受力情况，搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．
　
6．如图所示：一玻璃筒中注满清水，水中放一软木做成的小圆柱体R（圆柱体的直径略小于玻璃管的直径，轻重大小适宜，使它在水中能匀速上浮）．将玻璃管的开口端用胶塞塞进（图甲）．现将玻璃管倒置（图乙），在软塞上升的同时，将玻璃管水平向右由静止做加速运动，观察木塞的运动，将会看到他斜向右上方运动，经过一段时间，玻璃管移向图丙中虚线所在位置，软木塞恰好运动到玻璃管的顶端，在四个图中，能正确反映木塞运动轨迹的是（　　）
　 A． B． C． D．
考点： 运动的合成和分解．
专题： 运动的合成和分解专题．
分析： 小圆柱参加了两个分运动，水平方向水平向右匀加速直线移动，竖直方向在管中匀速上浮，将分运动的速度合成可以得到合运动速度大小和方向的变化规律，进一步判断轨迹．
解答： 解：小圆柱参加了两个分运动，竖直方向在管中以v1匀速上浮，水平方向水平向右匀加速直线移动，速度v2不断变大，将v1与v2合成，如图
由于曲线运动的速度沿着曲线上该点的切线方向，又由于v1不变，v2不断变大，故θ不断变小，即切线方向与水平方向的夹角不断变小，故ABD均错误，C正确；
故选：C．
点评： 本题关键由分运动速度合成出合速度后，得到合速度方向的变化规律，再结合轨迹讨论即可．
　
7．观察如图所示的皮带轮．A、B两点分别在皮带轮的轮线上，C点在大轮一条半径线的中点位置．假定皮带轮不打滑．则下列判断错误的是（　　）
　 A． A、B两点的线速度大小相等
　 B． A、C两点的角速度大小相等
　 C． B点的向心加速度大于A点的向心加速度
　 D． C点的向心加速度大于A点的向心加速度
考点： 线速度、角速度和周期、转速．
专题： 匀速圆周运动专题．
分析： 点A、点C同轴传动，角速度相等；点A、点B皮带传动，线速度相等；根据an=判断向心加速度大小．
解答： 解：A、点A、点B皮带传动，线速度相等，故A正确；
B、点A、点C同轴传动，角速度相等，故B正确；
C、点A、点B线速度相等，点A的转动半径大，根据an=，点A的向心加速度小，故C正确；
D、点A、点C的角速度相等，点A的转动半径大，根据an=ω2R，点A的向心加速度大，故D错误；
本题选错误的，故选：D．
点评： 本题关键是明确同缘传递边缘点线速度相等，同轴传动角速度相等，然后根据向心加速度公式列式求解．
　
8．在不计空气阻力的情况下，下列实例中运动的物体，机械能守恒的是（　　）
　 A． 被起重机吊起的货物正在加速上升
　 B． 跳伞运动员匀速下落
　 C． 物体沿粗糙斜面匀速下滑
　 D． 一重物自由下落
考点： 机械能守恒定律．
专题： 机械能守恒定律应用专题．
分析： 物体机械能守恒的条件是：只有重力或者是弹簧的弹力做功，对照根据机械能守恒的条件，逐个分析物体的受力情况和各力的做功情况，即可判断物体是否是机械能守恒．
解答： 解：A、起重机吊起而正做匀加速上升的货物，起重机对物体做正功，机械能增加，故A错误
B、跳伞运动员匀速下落，空气阻力和浮力做负功，其机械能减小，故B错误．
C、沿着粗糙斜面匀速下滑的物体，摩擦力做负功，机械能减少，故不守恒，故C错误；
D、重物自由下落，只受重力，机械能守恒，故D正确．
故选：D
点评： 本题是对机械能守恒条件的直接考查，掌握住机械能守恒的条件，知道各种运动的特点即可，题目不难．
　
9．人在距地面h高处抛出一个质量为m的小球，落地时小球的速度为v，不计空气阻力，人对小球做功是（　　）
　 A． vm2 B． mgh+vm2 C． mgh﹣vm2 D． vm2﹣mgh
考点： 动能定理的应用．
专题： 动能定理的应用专题．
分析： 对全过程运用动能定理，求出人对小球做功的大小．
解答： 解：对全过程运用动能定理得：mgh+W=﹣0
解得：W=
故D正确，A、B、C错误．
故选D．
点评： 运用动能定理解题，首先要确定研究对象和研究的过程，判断有哪些力做功，根据动能定理列式求解．
　
10．如图所示，固定斜面倾角为θ，整个斜面分为AB、BC两段，且2AB=BC．小物块P（可视为质点）与AB、BC两段斜面之间的动摩擦因数分别为μ1、μ2．已知P由静止开始从A点释放，恰好能滑动到C点而停下，那么θ、μ1、μ2间应满足的关系是（　　）
　 A． tanθ= B． tanθ=
　 C． tanθ=2μ1﹣μ2 D． tanθ=2μ2﹣μ1
考点： 牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
专题： 牛顿运动定律综合专题．
分析： 对物块进行受力分析，分析下滑过程中哪些力做功．运用动能定理研究A点释放，恰好能滑动到C点而停下，列出等式找出答案．
解答： 解：A点释放，恰好能滑动到C点，物块受重力、支持力、滑动摩擦力．
设斜面AC长为L，
运用动能定理研究A点释放，恰好能滑动到C点而停下，列出等式：
mgLsinθ﹣μ1mgcosθ×L﹣μ2mgcosθ×L=0﹣0=0
解得：tanθ=
故选：A．
点评： 了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．要注意运动过程中力的变化．
　
二、不定项选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分．每小题都有一个或多个选项符合题意．全部选对得5分，选对但不全得3分，选错或不答得0分．
11．下列说法中正确的是（　　）
　 A． 物体在恒力作用下不可能作曲线运动
　 B． 物体在变力作用下一定作曲线运动
　 C． 曲线运动一定是变速运动
　 D． 曲线运动可能是匀加速运动
考点： 物体做曲线运动的条件．
专题： 物体做曲线运动条件专题．
分析： 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论．
解答： 解：A、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，如平抛运动，所以A错误．
B、当力的方向与速度的方向在一条直线上时，物体可以做匀加速或者匀减速运动，不一定是曲线运动，所以B错误．
C、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动．所以C正确；
D、当受到的力是恒力时，就是匀变速运动，如平抛运动，所以D正确．
故选：CD．
点评： 本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．
　
12．一个质量为25kg的小孩从高度为3.0m的弧形滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s．取g=10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（　　）
　 A． 支持力做功50J B． 克服阻力做功500J
　 C． 重力做功750J D． 合外力做功50J
考点： 功的计算．
专题： 功的计算专题．
分析： 根据下降的高度求出重力做功的大小，根据动能定理求出求出阻力做功的大小．
解答： 解：A、支持力与瞬时速度的方向总是垂直，故支持力不做功，做功为0J，故A正确；
B、小孩从顶端滑到底端的过程中，重力做功：WG=mgh=25×10×3J=750J．
根据动能定理得：
mgh﹣wf=mv2﹣0
得：wf=700J
故B错误C正确；
D、根据动能定理：W合=mv2=50J，故D正确；
故选：CD．
点评： 本题考查了功的公式和动能定理的基本运用，比较简单，是一道考查基础的好题．
　
13．如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面．若以地面为参考平面且不计空气阻力，则（　　）
　 A． 物体落到海平面时的重力势能为mgh
　 B． 重力对物体做的功为mgh
　 C． 物体在海平面上的动能为mv+mgh
　 D． 物体在海平面上的机械能为mv+mgh
考点： 机械能守恒定律；功的计算．
专题： 机械能守恒定律应用专题．
分析： 物体抛出后，只受重力，机械能守恒，即动能和重力势能之和守恒．
解答： 解：A、以地面为参考平面，物体落到海平面时重力势能为﹣mgh，故A错误；
B、重力对物体做的功为mgh，故B正确．
C、抛出点机械能为：m，下落过程中机械能守恒，则得在海平面上的动能为mv+mgh，故C正确；
D、只有重力做功，机械能守恒，故物体落到海平面上的机械能为mv．故D错误；
故选：BC．
点评： 本题关键求出几个特殊点的机械能后，根据机械能守恒定律得出各个点的机械能．
　
14．人造地球卫星绕地球做圆周运动，假如卫星的轨道半径增大为原来的4倍，卫星仍做圆周运动，则以下叙述中正确的是（　　）
　 A． 卫星的线速度增大到原来的4倍
　 B． 卫星的角速度减小到原来的
　 C． 卫星的向心加速度减小到原来的
　 D． 卫星的周期增大到原来的2倍
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．
专题： 万有引力定律的应用专题．
分析： 根据万有引力提供圆周运动向心力由卫星轨道半径的变化求解．
解答： 解：根据万有引力提供圆周运动向心力有
A、线速度v=，可知半径增大到原来的4倍，线速度减小为原来的，故A错误；
B、角速度，可知半径增大到原来的4倍，角速度减小为原来的，故B正确；
C、向心加速度a=，可知半径增大到原来的4倍，向心加速度变为原来的，故C正确；
D、周期T=，可知周期变为原来的8倍，故D错误．
故选：BC．
点评： 根据万有引力提供圆周运动向心力，分析描述圆周运动的物理量与卫星轨道半径的关系是正确解题的关键．
　
15．某河流河水的流速与离河岸距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的航行速度大小与时间的关系如图乙所示．已知河宽为300m，现让该船以最短时间开始渡河，则该船（　　）
　 A． 船渡河的最短时间是75s
　 B． 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
　 C． 船在河水中航行的轨迹是一条直线
　 D． 船在河水中的最大速度是5m/s
考点： 运动的合成和分解．
专题： 运动的合成和分解专题．
分析： 将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．当水流速最大时，船在河水中的速度最大．
解答： 解：AB、当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，t==s=100s．故A错误．故B正确．
C、船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，由运动的合成可知，航行的轨迹是一条曲线．故C错误．
D、船在航行中相对于河水的最大速度为7m/s，故D错误．
故选：B．
点评： 解决本题的关键将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性进行求解．
　
三、实验题和填空题（共22分）
16．质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，沿光滑水平面上从静止开始运动，则力F在3s内对物体做功的平均功率为　18　W．3s末力F对物体做功的瞬时功率为　36　 W．
考点： 功率、平均功率和瞬时功率．
专题： 功率的计算专题．
分析： 根据牛顿第二定律求出物体的加速度，结合位移时间公式求出物体的位移，结合功的公式求出做功的大小，从而得出平均功率的大小．根据速度时间公式求出3s末的速度，结合瞬时功率的公式求出F做功的瞬时功率．
解答： 解：物体加速度a=，则3s内的位移x=，则F做功的大小W=Fx=6×9J=54J，则做功的平均功率P=．
3s末速度v=at=2×3m/s=6m/s，则F的瞬时功率P=Fv=6×6W=36W．
故答案为：18，36．
点评： 解决本题的关键知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法．
　
17．利用重锤下落验证机械能守恒定律．
①为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选择：铁架台（也可利用桌边），电火花打点计时器、纸带，低压直流电源，天平，秒表，毫米刻度尺，导线，．其中不必要的器材是　低压直流电源、天平、秒表　；缺少的器材是　重锤　．
②在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，测出所用重物的质量m=1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为　7.776　J，动能的增加量为　7.556　J（取3位有效数字）
③实验中产生系统误差的原因主要是　实验过程中的各种摩擦　．为了减小误差，悬挂在纸带下的重物的质量应选择　大一些的　．
④如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出﹣h的图线是　一条倾斜的直线　，该线的斜率等于　当地的重力加速度g　．
考点： 验证机械能守恒定律．
专题： 实验题；机械能守恒定律应用专题．
分析： 根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．
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换算速度求出C点的速度，从而得出动能的增加量．
根据机械能守恒得出的关系式，从而得出图线斜率的物理意义．
解答： 解：①验证机械能守恒，即验证动能的增加量与重力势能的减小量是否相等，两边都有质量，可以约去，不需要测量重锤的质量，所以不需要天平，时间可以通过打点计时器打出纸带的间隔数直接得出，不需要秒表，打点计时器使用的是交流电源，不需要直流电源，实验中缺少的器材是重锤．
②重物由O点运动到C点，重力势能的减少量△Ep=mghOC=1×10×0.7776J=7.776J，C点的速度vC==3.8875m/s，则动能的增加量=7.556J．
③重力势能的减小量大于动能的增加量，形成系统误差的原因是实验中各种摩擦的存在，为了减小误差，悬挂在纸带下的重物的质量应选择大一些的．
④根据得，，可知图线为一条倾斜的直线，图线的斜率等于当地的重力加速度g．
故答案为：①低压直流电源、天平、秒表，重锤，②③④
点评： 纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留．
　
18．在“研究平抛物体的运动”实验中，某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图所示的坐标系．平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出．
那么小球平抛的初速度为　1.5m/s　，小球抛出点的坐标为　（﹣30cm，﹣20cm）　．（g=10m/s2）（注明单位）
考点： 研究平抛物体的运动．
专题： 实验题；平抛运动专题．
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．根据竖直方向上相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，根据水平位移求出小球的初速度．
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B点竖直方向上的分速度，从而求出抛出点运动到B点的时间，结合水平方向和竖直方向上的运动规律求出水平位移和竖直位移，从而求出小球抛出点的坐标．
解答： 解：根据△y=gT2得，T=．
则小球平抛运动的初速度．
小球经过B点竖直方向上的分速度=．
从抛出点运动到B点的时间t=．
则抛出点到B点的水平位移x=v0t=0.6m，则抛出点的横坐标为0.3﹣0.6=﹣0.3m=﹣30cm．
抛出点到B点的竖直位移y=，则抛出点的纵坐标为0.6﹣0.8m=﹣0.2m=﹣20cm．
故答案为：1.5m/s，（﹣30cm，﹣20cm）
点评： 解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论进行求解．
　
四、计算题
1011春?普陀区校级期末）一辆汽车以54km/h的速率通过一座拱桥的桥顶，汽车对桥面的压力等于车重的一半，这座拱桥的半径是多少？若要使汽车过桥顶时对桥面无压力，则汽车过桥顶时的速度大小至少是多少？
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： 对汽车进行受力分析，得知受力情况，根据力的合成得知向心力，利用牛顿第二定律列式求解，即可得解得拱桥的半径和对桥面无压力时汽车的速度．
解答： 解：汽车通过桥顶的速度为：v=54km/h=15m/s
汽车对桥面的压力等于车重的一半，由你顿第三定律，可知，桥面对汽车的支持力为重力的一半．设汽车的质量为m，拱桥的半径为R．对其受力分析，竖直方向上的合力提供向心力，由牛顿第二定律有：
mg﹣mg=m
代入数据得：R=45m
若要使汽车过桥顶时对桥面恰无压力，重力提供向心力，设此时的速度为v0，有：
mg=
代入数据得：v0=15m/s
答：这座拱桥的半径是45m，若要使汽车过桥顶时对桥面无压力，则汽车过桥顶时的速度大小至少是15m/s．
点评： 解答该题的关键是对向心力的理解，向心力是沿半径方向上的所有力的合力，对于汽车通过桥顶时，是重力与支持力的合力提供了向心力．同时注意结合牛顿第二定律列式求解．
　
2011春?普陀区校级期末）2003年10月15日上午9时，我国在酒泉卫星发射中心成功发射“神舟五号”载人航天飞船，这是我国首次实现载人航天飞行，也是全世界第三个具有发射载人航天器能力的国家．“神舟五号”飞船长8.86m，质量为7 990kg，飞船在达到预定的椭圆轨道后运行的轨道倾角为42.4°，近地点高度200km，远地点高度350km．实行变轨后，进入离地约350km的圆轨道上运行，飞船运动14圈后，于16日凌晨在内蒙古成功着陆．求：
（1）飞船变轨后在圆轨道上正常运行时的速度．
（2）飞船在圆轨道上运行的周期．
考点： 万有引力定律及其应用；向心力．
专题： 万有引力定律的应用专题．
分析： （1）根据万有引力提供向心力，万有引力等于重力求出飞船变轨后在圆轨道上正常运行时的速度大小．
（2）根据线速度的大小，结合轨道半径求出飞船在圆轨道上运行的周期．
解答： 解：（1）飞船变轨后在圆轨道上作匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有，
地面上物体所受重力等于万有引力，即，
得，代入数值，解得v=7.8km/s
（2）根据T=，代入数值，解得T=．
答：（1）飞船变轨后在圆轨道上正常运行时的速度为7.8km/h．
（2）飞船在圆轨道上运行的周期为1.5h．
点评： 解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用．
　
21．某滑板爱好者在离地h=1.8m高的平台上滑行，水平离开A点后落在水平地面的B点，其水平位移S1=3.6m．已知人与滑板的总质量m=60kg，空气阻力忽略不计，g=10m/s2
求：（1）人与滑板离开平台时的水平初速度．
（2）由于着地时碰撞，机械能损失了△E=1420J，然后他沿水平地面继续滑行S2=10m后停止求人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小．
考点： 动能定理；平抛运动．
专题： 动能定理的应用专题．
分析： （1）利用平抛运动的规律，在水平和竖直两个方向上独立讨论运动规律，时间由竖直方向的高度决定，水平方向匀速运动，利用S=Vt求出速度．
（2）人与滑板在水平地面滑行时受到阻力最后停下来，阻力当成恒力处理，由动能定理求出阻力f；
解答： 解：（1）人与滑板离开A点后做平抛运动．
在水平方向 S1=v0t
在竖直方向
代入数据联立得 v0=6m/s
（2）着地后人与滑板的动能为
由动能定理 FS2=Ek
联立解得平均阻力 F=74N
答：1）人与滑板离开平台时的水平初速度为6m/s．
（2）人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小为74N．
点评： 本题要分段讨论：水平面上的匀减速运动可以利用动能定理求阻力，也可以用牛顿第二定律求阻力；
平抛段利用运动的合成和分解求解．
　
2014?始兴县校级模拟）如图所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切．圆轨道半径R=0.4m，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个V0=5m/s的初速度．求：
（1）球从C点飞出时的速度；（g=10m/s2）
（2）球对C点的压力是重力的多少倍；
（3）球从C点飞出前后瞬间的加速度；
（4）球从C抛出后，落地点距B点多远？
考点： 机械能守恒定律；牛顿第二定律；平抛运动．
专题： 机械能守恒定律应用专题．
分析： （1）小球从B到C的过程中根据机械能守恒可求出球从C点飞出时的速度
（2）小球通过C点受支持力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出压力和重力的关系．
（3）小球从C点飞出前后瞬间找出合力求解各自的加速度．
（4）小球离开C点后做平抛运动，根据分位移公式列式求解分析．
解答： 解：（1）设在C点的速度为VC，小球从B到C的过程中根据机械能守恒得 2mgR=mv02﹣mvc2 解得：Vc=3m/s
（2）设C点对球的压力为N，小球通过C点受支持力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得
N+mg=
解得：N=12.5N
即球对C点的压力是重力的1.25倍
（3）球从C点飞出前，向心加速度a1==22.5m/s2 ．
球从C点飞出后只受重力a2=g=10m/s2
（4）小球离开C点后做平抛运动，在竖直方向有
2R=gt2
落地时间t=0.4 s
在水平方向有：
到B点的距离 S=VCt=1.2m．
答：（1）球从C点飞出时的速度是3m/s
（2）球对C点的压力是重力的1.25倍
（3）球从C点飞出前后瞬间的加速度分别是22.5m/s2和10m/s2
（4）球从C抛出后，落地点距B点1.2m．
点评： 解决多过程问题首先要理清物理过程，然后根据物体受力情况确定物体运动过程中所遵循的物理规律进行求解；小球能否到达最高点，这是我们必须要进行判定的，因为只有如此才能确定小球在返回地面过程中所遵循的物理规律．
　
2011春?普陀区校级期末）如图所示，光滑的水平圆盘中心O处有一个小孔，用细绳穿过小孔，绳两端各系一个小球A和B，两球质量相等，圆盘上的A球做半径为r=20cm的匀速圆周运动，要使B球保持静止状态，求A球的角速度ω应是多大？
考点： 向心力．
专题： 匀速圆周运动专题．
分析： 对小球A进行受力分析：受到重力、支持力、绳子的拉力，重力和支持力相互抵消，要求B球仍静止，绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力，根据向心力公式即可解题．
解答： 解：B静止，根据平衡条件，线的拉力：
F=mg
A球的向心力等于F，根据牛顿第二定律，有：
F=mω2r
联立得：ω=rad/s
答：A球的角速度ω应是rad/s．
点评： 本题考查的是向心力公式的直接应用，要注意此时绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力．