2014-2015学年江苏省无锡市宜兴市官林中学高一（下）期末物理试卷【解析版】

2014-2015学年江苏省无锡市宜兴市官林中学高一（下）期末物理试卷
一、单选题（共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意）
1．下列说法符合史实的是( )
A．牛顿发现了行星的运动规律
B．开普勒发现了万有引力定律
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D．牛顿发现了电磁感应现象
2．下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是( )
A．如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零
B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零
C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化
D．物体的动能不变，所受合外力一定为零
3．某同学在一高台上，以相同的速率分别把三个球竖直向下、竖直向上、水平抛出，不计空气阻力，则( )
A．三个小球落地时，重力的瞬时功率相等
B．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功的平均功率相等
C．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功相等
D．三个小球落地时速度相同
4．一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下从平衡位置P点很缓慢地移到Q点，如图所示，则力F做功为( )
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A．mgLcosθ B．mgL（1﹣cosθ） C．FLsinθ D．FLθ
5．一个质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度是2m/s，则下列说法中错误的是( )
A．手对物体做功12J B．合外力对物体做功12J
C．合外力对物体做功2J D．物体克服重力做功10J
6．某电场的部分电场线如图所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹（图中虚线）上的两点，下列说法中正确的是( )
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A．粒子一定是从B点向A点运动
B．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
C．粒子在A点的动能小于它在B点的动能
D．电场中A点的电势高于B点的电势
7．如图所示，由两块相互靠近的平行金属板 ( http: / / www.21cnjy.com )组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面操作能使静电计指针张角变大的是( )
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A．将M板向下平移
B．将M板沿水平向右方向靠近N板
C．在M、N之间插入云母板（介电常数ε＞1）
D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触
8．如图1，A、B是电场中的同一条直线形电 ( http: / / www.21cnjy.com )场线上的两点．若将一个带负电的点电荷从A点由静止释放，它在沿电场线从A向B运动过程中的速度图象如图2所示．比较A、B两点的电势U和场强E，下列说法中正确的是( )
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A．UA＞UB，EA＞EB B．UA＞UB，EA＜EB C．UA＜UB，EA＜EB D．UA＜UB，EA＞EB
二、多选题（共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）
9．物体在几个恒力作用下做匀速直线运动，现撤去一个恒力，则物体接下来可能的运动是( )
A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动
C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动
10．物块从光滑曲面的P点由静止下滑，通过 ( http: / / www.21cnjy.com )粗糙的静止水平传送带后落到了地面上的Q点，现使传送带开始匀速转动，再把物块由P点静止释放，则有关下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．若传送带逆时针转动，物块可能落到Q点左侧
B．若传送带顺时针转动，物块一定落到Q点右侧
C．若传送带顺时针转动，物块可能落到Q点
D．无论传送带转动方向如何，物块不可能落到Q点左侧
11．2009年5月，航天 ( http: / / www.21cnjy.com )飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有( )
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A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B．在轨道Ⅱ上经过A的角速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的角速度
C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
12．如图所示，在a点由静止释放一个质 ( http: / / www.21cnjy.com )量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则( )
A．带电粒子带负电
B．a、b两点间的电势差Uab=
C．b点场强大于a点场强
D．a点场强大于b点场强
三、填空题（13题10分，14题10分，共20分）
13．在做“研究平抛物体的运动”实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项填在横线上__________．
A．通过调节使斜槽末端的切线保持水平
B．实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
C．每次必须由静止释放小球，而释放小球的位置始终相同
D．将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）某同学在做实验时，用一张印有 ( http: / / www.21cnjy.com )小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=10cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示的a、b、c、d，则小球平抛的初速度的计算公式为v0=__________（用L，g表示），其值是__________m/s，小球过c点时速度的大小约为__________=__________m/s（g取10m/s2）．
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14．用落体法验证机械能守恒定律的实验中：
（1）运用公式mgh=mv2时对实验条件的要求是__________．
（2）若实验中所用重锤的质量为m= ( http: / / www.21cnjy.com )1kg，打点纸带如图1所示，图中分别标出了点A、B、C、D到第一个点O点的距离，且打点间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的速度vB=__________，重锤的动能Ek=__________，从开始下落起至B点重锤的重力势能减小了__________，由此可得结论__________．
（结果保留3位有效数字）
（3）根据纸带给出的相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴作出图象应是图2中的__________
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四、计算题（共4小题，共40分．解答时请写出 ( http: / / www.21cnjy.com )必要的文字说明、方程式重要的演算步骤．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）
15．额定功率为80kW的 ( http: / / www.21cnjy.com )汽车，在平直的公路上行驶的最大速度是20m/s，汽车的质量是2t，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s2，运动过程中阻力不变．求：
（1）汽车受到的阻力多大？
（2）3s末汽车的瞬时功率多大？
（3）汽车维持匀加速运动的时间是多少？
16．如图所示，质量为m ( http: / / www.21cnjy.com )、带电量为+q的小球从距地面高度h处以一定的初速度v0水平抛出，在距抛出点水平距离为L处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管的上口距地面h/2，为使小球无碰撞地通过管子，可在管子上方整个区域内加一场强方向向左的匀强电场．求：
（1）小球的初速度v0；
（2）电场强度E的大小；
（3）小球落地时的动能．
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17．如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中．一质量为m、带电量为+q的物块（可视为质点），从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C，场强大小为E（E小于）．
（1）试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功．
（2）证明物块离开轨道落回水平面时的水平距离与场强大小E无关，且为一常量．
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18．如图所示，在竖直平面内的直角坐标 ( http: / / www.21cnjy.com )系xoy中，第Ⅳ象限内存在沿x轴负方向的匀强电场．一质量为m、电量为q的带正电小球从x轴上的A点由静止释放，打在y轴上的B点．已知A点坐标为（2l，0），B点坐标为（0，﹣l）．求：
（1）电场强度E
（2）若小球从距A点高度为l的C点由静止释放，则打在y轴上的坐标如何？这时速度大小方向如何？
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2014-2015学年江苏省无锡市宜兴市官林中学高一（下）期末物理试卷
一、单选题（共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意）
1．下列说法符合史实的是( )
A．牛顿发现了行星的运动规律
B．开普勒发现了万有引力定律
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D．牛顿发现了电磁感应现象
【考点】物理学史．
【分析】本题是物理学史，根据牛顿、开普勒、卡文迪许和法拉第的物理学贡献进行解答．
【解答】解：
A、开普勒通过对第谷观测记录的天文资料进行研究，总结出了行星的运动规律．故A错误．
B、牛顿发现了万有引力定律．故B错误．
C、牛顿发现了万有引力定律之后，卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G，故C正确．
D、法拉第发现了电磁感应现象，故D错误．
故选：C
【点评】本题属于物理学史问题，关键平时加强记忆，注意积累，记牢著名科学家的物理学成就．
2．下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是( )
A．如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零
B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零
C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化
D．物体的动能不变，所受合外力一定为零
【考点】动能定理的应用；功能关系．
【专题】动能定理的应用专题．
【分析】物体所受合外力为零，根据功的公 ( http: / / www.21cnjy.com )式分析合外力对物体做的功是否为零．再分析合外力对物体所做的功为零，合外力是否为零．根据动能定理分析动能不变时，合外力是否为零．
【解答】解：
A、如果物体所受合外力为零，根据功的公式W=Flcosα得知，合外力对物体做的功一定为零．故A正确；
B、如果合外力做的功为零，但合外力不一定为零，也可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功，比如匀速圆周运动．故B错误；
C、物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变．所以，做变速运动的物体，动能可能不变，故C错误；
D、物体动能不变，根据动能定理得知，合外力不做功，但合外力不一定为零．故D错误．
故选：A．
【点评】合外力做功和动能变化的关系 ( http: / / www.21cnjy.com )由动能定理反映．合外力为零，其功一定为零，但合外力功为零，但合外力不一定为零，可以以匀速圆周运动为例说明．
3．某同学在一高台上，以相同的速率分别把三个球竖直向下、竖直向上、水平抛出，不计空气阻力，则( )
A．三个小球落地时，重力的瞬时功率相等
B．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功的平均功率相等
C．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功相等
D．三个小球落地时速度相同
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；功的计算．
【专题】功率的计算专题．
【分析】根据运动学规律得出两球落地时竖直 ( http: / / www.21cnjy.com )方向分速度的大小，结合P=mgvy比较重力的瞬时功率，根据重力做功的大小，结合运动时间的关系，比较重力做功的平均功率．根据动能定理比较两球落地的速度大小，知道两球落地时速度方向不同．
【解答】解：A、平抛运动的竖直方向上 ( http: / / www.21cnjy.com )做自由落体运动，落地时竖直方向上的分速度小于竖直下抛运动落地的速度，根据P=mgvy知，重力的瞬时功率不同．故A错误．
B、从抛出到落地的过程中，首末位置的高 ( http: / / www.21cnjy.com )度差相同，则重力做功相同，平抛运动竖直方向上做自由落体运动，运动的时间大于竖直下抛的时间，所以重力做功的平均功率不同．故B错误，C正确．
D、根据动能定理得，初动能相同 ( http: / / www.21cnjy.com )，重力做功相同，则落地时动能相同，所以落地的速度大小相同，由于平抛运动的落地速度方向与竖直下抛的速度方向不同，则落地的速度不同．故D错误．
故选：C．
【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，掌握平均功率和瞬时功率的区别，以及它们的求法．
4．一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下从平衡位置P点很缓慢地移到Q点，如图所示，则力F做功为( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．mgLcosθ B．mgL（1﹣cosθ） C．FLsinθ D．FLθ
【考点】动能定理．
【专题】动能定理的应用专题．
【分析】小球从平衡位置P点缓慢地移动到 ( http: / / www.21cnjy.com )Q点的过程中，动能变化量为零，重力做负功，绳子拉力不做功，水平拉力F做功，根据动能定理求解拉力F所做的功．
【解答】解：小球从平衡位置P点缓慢地移动到Q点的过程中，根据动能定理得：
W1﹣mgL（1﹣cosθ）=0
得拉力F所做的功为：
W1=mgL（1﹣cosθ）
故选：B．
【点评】本题要求学生能正确理解功的定义式的含义及适用条件为恒力做功，对于变力，运用动能定理求变力做功是常用的方法．
5．一个质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度是2m/s，则下列说法中错误的是( )
A．手对物体做功12J B．合外力对物体做功12J
C．合外力对物体做功2J D．物体克服重力做功10J
【考点】功的计算．
【专题】功的计算专题．
【分析】由物体的运动的情况可以求得物体的加 ( http: / / www.21cnjy.com )速度的大小，根据牛顿第二定律可以求得物体受到的支持力的大小，从而可以根据功的公式求出各个力对物体做的功的大小．
【解答】解：根据物体的运动的状态，由V2﹣V02=2 ax可得，
物体的加速度a===2m/s2，
对物体受力分析可知，
F﹣mg=ma，
所以F=mg+ma=12N，
所以手对物体做功为W=Fh=12×1J=12J，所以A正确；
物体受到的合力大小为F合=ma=2N，
所以合力的功为W合=F合h=2×1J=2J，所以B错误，C正确；
物体重力做的功为WG=﹣mgh=﹣10J，所以物体克服重力做功10J，所以D正确．
本题选错误的，故选B．
【点评】本题不仅考查了功的计算，同时也考查了匀变速直线运动的规律和牛顿第二定律，题目难度不大，但是设涉及的内容较多．
6．某电场的部分电场线如图所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹（图中虚线）上的两点，下列说法中正确的是( )
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A．粒子一定是从B点向A点运动
B．粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
C．粒子在A点的动能小于它在B点的动能
D．电场中A点的电势高于B点的电势
【考点】电场线；牛顿第二定律；电势．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】根据做曲线运动的物体 ( http: / / www.21cnjy.com )所受合外力指向其轨迹的内侧来判断电场力方向，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，电场力做正功时，电势能减小，电场力做负功时，电势能增加．
【解答】解：A、带电粒子仅在电场力作用 ( http: / / www.21cnjy.com )下运动，带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内侧，粒子可能是从B点向A点运动，也有可能是从A点向B点运动的，故A错误．
B、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，粒子在A点时受到的电场力大，故B正确．
C、带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内 ( http: / / www.21cnjy.com )侧，假设由A点运动到B点过程中，电场力与轨迹上每一点的切线方向也就是速度方向成钝角，所以电场力做负功，电势能增大，动能减小，所以粒子在A点的动能大于它在B点的动能，粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能．反之一样．故C错误．
D、带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内侧 ( http: / / www.21cnjy.com )，所以粒子带正电，由于粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能，所以电场中A点的电势低于B点的电势，故D错误．
故选B．
【点评】解决这类带电粒子在电场中运动问题的关 ( http: / / www.21cnjy.com )键是根据轨迹判断出电场力方向，然后利用电场线、电势、电场强度、电势能、电场力做功等之间的关系进一步判断各个物理量的变化情况．
7．如图所示，由两块相互靠近的平行金 ( http: / / www.21cnjy.com )属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面操作能使静电计指针张角变大的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．将M板向下平移
B．将M板沿水平向右方向靠近N板
C．在M、N之间插入云母板（介电常数ε＞1）
D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触
【考点】电容器的动态分析．
【分析】静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大；由C=，分析电容的变化，根据C= 分析电压U的变化．
【解答】解：A、将M板向下平移，正对面积S减小，根据C=，电容减小；Q一定，根据C=，电压增加；故静电计指针张角变大；故A正确；
B、将M板沿水平向右方向远离N板，极板间距d变小，根据根据C=，电容增大；Q一定，根据C=，电压减小；故静电计指针张角变小；故B错误；
C、在M、N之间插入云母板，根据根据C=，电容变大；Q一定，根据C=，电压减小；故静电计指针张角变小；故C错误；
D、在M、N之间插入金属板，根据根据C=，电容变大；Q一定，根据C=，电压减小；故静电计指针张角变小；故D错误；
故选：A．
【点评】本题是电容动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是关于电容的两个公式．
8．如图1，A、B是电场中的同一条直线 ( http: / / www.21cnjy.com )形电场线上的两点．若将一个带负电的点电荷从A点由静止释放，它在沿电场线从A向B运动过程中的速度图象如图2所示．比较A、B两点的电势U和场强E，下列说法中正确的是( )
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A．UA＞UB，EA＞EB B．UA＞UB，EA＜EB C．UA＜UB，EA＜EB D．UA＜UB，EA＞EB
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；匀变速直线运动的图像．
【分析】速度时间图象的切线的斜率表示加速度，正试探电荷受到的电场力方向为场强方向，沿着电场力方向，电势降低
【解答】解：从速度时间图象可以看出，物体 ( http: / / www.21cnjy.com )加速，负试探电荷受到的电场力方向为场强的反方向，故电场力向左，场强方向也向左，逆着电场力方向，电势升高，故UA＜UB
速度时间图象的切线的斜率表示加速度，故说明加速度不断减小，电场力不断减小，场强也不断减小，故EA＞EB；
故选：D
【点评】本题关键根据速度时间图象得到速度和加速度的变化情况，然后得到电场力的大小和方向情况，最后判断电势的高低
二、多选题（共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）
9．物体在几个恒力作用下做匀速直线运动，现撤去一个恒力，则物体接下来可能的运动是( )
A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动
C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动
【考点】牛顿第二定律；力的合成．
【专题】牛顿运动定律综合专题．
【分析】当物体所受的合力与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动；若不在同一条直线上，则做曲线运动．
【解答】解：撤去一个恒力，则物体所 ( http: / / www.21cnjy.com )受的合力恒定，若合力与速度方向同向，则做匀加速直线运动，若反向，做匀减速直线运动，若不在同一条直线上，做匀变速曲线运动．故B、C正确，A、D错误．
故选BC．
【点评】解决本题的关键知道物体所受的合力与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动；若不在同一条直线上，则做曲线运动．
10．物块从光滑曲面的P点由静止下滑 ( http: / / www.21cnjy.com )，通过粗糙的静止水平传送带后落到了地面上的Q点，现使传送带开始匀速转动，再把物块由P点静止释放，则有关下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．若传送带逆时针转动，物块可能落到Q点左侧
B．若传送带顺时针转动，物块一定落到Q点右侧
C．若传送带顺时针转动，物块可能落到Q点
D．无论传送带转动方向如何，物块不可能落到Q点左侧
【考点】机械能守恒定律；牛顿第二定律．
【专题】传送带专题．
【分析】物块从光滑曲面P点由静止开始下 ( http: / / www.21cnjy.com )滑，通过粗糙的静止水平传送带时，受到水平向左的滑动摩擦力做匀减速直线运动．若传送带逆时针转动，物块通过传送带时，受到的滑动摩擦力仍水平向左，大小不变，则加速度不变，可知物块仍落在Q点．若传送带顺时针转动时，分情况讨论：若物块滑上传送带时速度等于传送带速度、大于传送带速度和小于传送带速度，分析物块的运动情况来选择．
【解答】解：A、当水平传送带 ( http: / / www.21cnjy.com )静止时，物块受到水平向左的滑动摩擦力做匀减速直线运动．若传送带逆时针转动，物块通过传送带时，受到的滑动摩擦力仍水平向左，大小不变，则加速度不变，可知物块仍落在Q点．故A错误．
B、C、D设物块滑上传送带时速度为v0，传送带的速度为v．
当v0＞v时，物块滑上传送 ( http: / / www.21cnjy.com )带可能一直做匀减速运动，加速度与传送带静止时相同，当滑到传送带右端时，速度与传送带静止时相同，则物块仍落在Q点．物块也可能先做匀减速运动，后来与传送带一起做匀速运动，滑到传送带右端时，速度大于传送带静止时速度，则物块落在Q点右侧．
当v0=v时，物块滑上传送带时两者相对静止，一起做匀速运动，则物块落在Q点右侧．
当v0＜v时，物块滑上传送带可能一直做匀加 ( http: / / www.21cnjy.com )速运动，也可能先做匀加速运动，后与传送带一起匀速运动，滑到传送带右端时，速度大于传送带静止时速度，则物块落在Q点右侧．故B错误，CD正确．
故选CD．
【点评】本题是典型的传送问题，关键是分析物块的运动情况，要考虑各种可能的情况．
11．2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空 ( http: / / www.21cnjy.com )间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有( )
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A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B．在轨道Ⅱ上经过A的角速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的角速度
C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
【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】人造卫星问题．
【分析】根据开普勒定律，或根据万有引力做功， ( http: / / www.21cnjy.com )结合动能定理比较近地点和远地点的速度大小．抓住从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，需减速，做近心运动，比较出轨道Ⅱ上经过A的动能与在轨道Ⅰ上经过A的动能．通过开普勒第三定律比较出运动的周期，根据万有引力的大小比较加速度的大小．
【解答】解：A、根据开普勒第二定律可知航天飞机在远地点的速度小于在近地点的速度，即在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度，故A正确；
B、当航天飞机在轨道Ⅱ上A点加速才能变轨到Ⅰ上，故在轨道Ⅱ上经过A的角速度小于在Ⅰ上经过A点的角速度，故B错误；
C、由开普勒第三定律=k知，在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，故C正确；
D、由=ma可知a=，在轨道Ⅱ上经过A的加速度应等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D错误；
故选：AC．
【点评】开普勒第二定律说明卫 ( http: / / www.21cnjy.com )星从近地轨道向远地轨道运动速度将变小，否则速度变大．注意加速度与向心加速度的区别，加速度等于合力与m的比值，向心加速度等于合力在指向圆心方向的分力与m的比值，只有在匀速圆周运动二者才相同．
12．如图所示，在a点由静止释放 ( http: / / www.21cnjy.com )一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则( )
A．带电粒子带负电
B．a、b两点间的电势差Uab=
C．b点场强大于a点场强
D．a点场强大于b点场强
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场线．
【分析】答本题要掌握：根据质点的运动情况，正确判断其受力情况，弄清在a、b两点电场力和重力大小关系
【解答】解：A、在a点由静止释放粒子，到达b点时速度恰好为零，可知粒子所受电场力与重力方向相反，也与电场线方向相反，故粒子带负电，故A正确
B、由于粒子在a点由静止，到达b点也静止，故W电=WG=mgh=qUab，故Uab=，故B正确
C、从a到b先加速后减速，故电场力逐渐变大，故b点场强大于a点场强，故C正确D错误
故选：ABC
【点评】解决带电粒子在复合场中的运动，要正确进行受力分析，确定其运动状态，然后依据相关规律求解
三、填空题（13题10分，14题10分，共20分）
13．在做“研究平抛物体的运动”实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项填在横线上AC．
A．通过调节使斜槽末端的切线保持水平
B．实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
C．每次必须由静止释放小球，而释放小球的位置始终相同
D．将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）某同学在做实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=10cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示的a、b、c、d，则小球平抛的初速度的计算公式为v0=2（用L，g表示），其值是2m/s，小球过c点时速度的大小约为=3.2m/s（g取10m/s2）．
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【考点】研究平抛物体的运动．
【专题】实验题；平抛运动专题．
【分析】（1）保证小球做平抛运动必须通过调 ( http: / / www.21cnjy.com )节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线；
（2）正确应用平抛运动规律：水平方向匀 ( http: / / www.21cnjy.com )速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解．
【解答】解：（1）A、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A正确；
B、C、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B错误，C正确；
D、记录小球经过不同高度的位置时，每次不必严格地等距离下降，故D错误．
（2）从图中看出，a、b、c、d 4个点间的水平位移均相等，是x=2L，因此这4个点是等时间间隔点．竖直方向两段相邻位移之差是个定值，
即△y=gT2=L，
T=
再根据v0=
解得：v0=2
带入数据解得：v0=2m/s．
小球抛到c点的竖直方向速度为：vyc=
所以C点的速度为vC===m/s=3.2m/s
故选：（1）AC；（2）2，2，，3.2．
【点评】解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解．
本题考查平抛物体的运动规律．要求同学们能够从图中读出有用信息，再根据平抛运动的基本公式解题，难度适中．
14．用落体法验证机械能守恒定律的实验中：
（1）运用公式mgh=mv2时对实验条件的要求是在打第一个点时，重锤恰好由静止开始下落．
（2）若实验中所用重锤的质量为m= ( http: / / www.21cnjy.com )1kg，打点纸带如图1所示，图中分别标出了点A、B、C、D到第一个点O点的距离，且打点间隔为0.02s，则记录B点时，重锤的速度vB=3.69m/s，重锤的动能Ek=6.82J，从开始下落起至B点重锤的重力势能减小了6.88J，由此可得结论误差范围内重锤机械能守恒．
（结果保留3位有效数字）
（3）根据纸带给出的相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴，以h为横轴作出图象应是图2中的C
( http: / / www.21cnjy.com )
【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】本题应从实验原理、纸带的选择、实验步骤、实验数据处理这几点去分析．
本实验是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，纸带匀变速直线运动时，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和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．根据﹣h的表达式，从数学的角度分析图象．
【解答】解：（1）运用公式mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始．
打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，
由h=gT2=×9.8×0.022 m≈2 mm得，
在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm．
（2）利用匀变速直线运动的推论vB==m/s=3.69m/s，
重锤的动能EKB=m=×1×3.692J=6.82J
从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×9.8×0.7018J=6.88J．
得出的结论是在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
（3）物体自由下落过程中，由机械能守恒可以得出：
mgh=mv2，即v2=gh
所以以v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，也就是图中的C．
故选：C．
故答案为：（1）在打第一个点时，重锤恰好由静止开始下落；
（2）3.69，6.82J，6.88J；（3）C．
【点评】本题关键从实验原理出发， ( http: / / www.21cnjy.com )分析纸带的选择，数据处理，并能得出结论．利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．
四、计算题（共4小题，共40分．解答时 ( http: / / www.21cnjy.com )请写出必要的文字说明、方程式重要的演算步骤．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）
15．额定功率为80kW的汽车，在 ( http: / / www.21cnjy.com )平直的公路上行驶的最大速度是20m/s，汽车的质量是2t，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s2，运动过程中阻力不变．求：
（1）汽车受到的阻力多大？
（2）3s末汽车的瞬时功率多大？
（3）汽车维持匀加速运动的时间是多少？
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．
【专题】功率的计算专题．
【分析】（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=Fvm=fvm求出汽车所受的阻力．
（2）根据牛顿第二定律求解出牵引力，根据速度时间关系公式求解速度，根据P=Fv求解瞬时功率；
（3）当匀加速运动速度达到最大时，功 ( http: / / www.21cnjy.com )率达到额定功率，根据牛顿第二定律求出匀加速直线运动的牵引力，从而得出匀加速直线运动的最大速度，根据匀变速直线运动的速度时间公式求出匀加速运动的时间．
【解答】解：（1）当汽车达最大速度时，加速度为零，牵引力的大小等于阻力的大小，即；
（2）设汽车做匀加速运动时，需要的牵引力为F1，有F1=f+ma=8×103N
假设3s末汽车仍然匀加速，则此时的瞬时速度为 v3=6m/s
P3=F1 v3=8×103N×6m/s=48kW＜80kw
∴汽车在3s末的瞬时功率为48kW
（3）汽车做匀加速运动时，牵引力恒定， ( http: / / www.21cnjy.com )随着车速的增大，汽车的输出功率增大，当输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动的最大速度，设为v1，
有=10m/s
根据运动学公式，汽车维持匀加速运动的时间为==5s
答：（1）汽车受到的阻力为4000N；
（2）3s末汽车的瞬时功率为48KW；
（3）汽车维持匀加速运动的时间是5s．
【点评】本题考查的是机车启动的两种方式，即恒定加速度启动和恒定功率启动．要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式p=Fv，p指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度．当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度vm=．
16．如图所示，质量为m ( http: / / www.21cnjy.com )、带电量为+q的小球从距地面高度h处以一定的初速度v0水平抛出，在距抛出点水平距离为L处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管的上口距地面h/2，为使小球无碰撞地通过管子，可在管子上方整个区域内加一场强方向向左的匀强电场．求：
（1）小球的初速度v0；
（2）电场强度E的大小；
（3）小球落地时的动能．
( http: / / www.21cnjy.com )
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．
【专题】带电粒子在电场中的运动专题．
【分析】（1）将小球的运动分解为水 ( http: / / www.21cnjy.com )平方向和竖直方向，在竖直方向做自由落体运动，在水平方向上做匀减速直线运动到零，根据分运动合运动具有等时性求出水平初速度．
（2、3）小球在水平方向 ( http: / / www.21cnjy.com )做匀减速直线运动，根据匀变速运动公式求出匀强电场的场强E．小球落地的过程中有重力和电场力做功，根据动能定理求出小球落地的动能
【解答】解：（1）水平方向匀减速运动到管口时速度恰为零，则 ①
竖直方向自由落体运动到管口，则 ②
由①②得： ③
（2）水平方向由运动学公式及牛顿第二定律： ④
由③④得：
（3）竖直方向自由落体运动直到地面，mgh﹣EqL=EK﹣mv02
EK=mgh．
答：（1）小球的初速度v0为
（2）电场强度E的大小为；
（3）小球落地时的动能为mgh
【点评】解决本题的关键将小球的运动 ( http: / / www.21cnjy.com )动分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向做自由落体运动，在水平方向上做匀减速直线运动，知道分运动与合运动具有等时性，以及会运用动能定理求出落地的速度
17．如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中．一质量为m、带电量为+q的物块（可视为质点），从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C，场强大小为E（E小于）．
（1）试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功．
（2）证明物块离开轨道落回水平面时的水平距离与场强大小E无关，且为一常量．
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【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用．
【专题】带电粒子在电场中的运动专题．
【分析】（1）物块恰能通过圆弧最 ( http: / / www.21cnjy.com )高点C，由重和电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出物块通过最高点C时的速度；物块在运动过程中，重力做负功，电场力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理求解克服摩擦力做的功；
（2）物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由运动学公式即可证明．
【解答】解：（1）物块恰能通过圆弧最高点C，圆弧轨道此时与物块间无弹力作用，物块受到的重力和电场力提供向心力，则有：…①
解得：…②
物块在由A运动到C的过程中，设物块克服摩擦力做的功Wf，根据动能定理有：Eq 2R﹣Wf﹣mg 2R= ③
解得：④
（2）物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为s，则有：
s=vct…⑤
2R=…⑥
由⑤⑥联立解得：
s=2R…⑦
因此，物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关，大小为2R．
答：（1）物块在运动过程中克服摩擦力做的功是
（3）证明见上．
【点评】本题是向心力与动能定理、平抛运动等等知识的综合，关键要抓住物块恰能通过最高点C的临界条件，求出临界速度．
18．如图所示，在竖直平面内的直角 ( http: / / www.21cnjy.com )坐标系xoy中，第Ⅳ象限内存在沿x轴负方向的匀强电场．一质量为m、电量为q的带正电小球从x轴上的A点由静止释放，打在y轴上的B点．已知A点坐标为（2l，0），B点坐标为（0，﹣l）．求：
（1）电场强度E
（2）若小球从距A点高度为l的C点由静止释放，则打在y轴上的坐标如何？这时速度大小方向如何？
( http: / / www.21cnjy.com )
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．
【专题】带电粒子在电场中的运动专题．
【分析】（1）带电小球做匀加速直线运动，可将运动进行分解，根据运动学公式，结合牛顿第二定律，即可求解电场强度；
（2）带电小球进入电场后，做曲线运动，将曲线运动分解成两个方向，根据运动学公式，即可求解．
【解答】解：（1）由运动学公式：
而
则a=2g=
所以 E=
（2）进入电场时速度为v=
在电场中运动时间为t=
则在第四象限下落高度为h=vt+=+=3l
即坐标为（0，﹣3l）
y方向的速度分别为=2
x方向的速度分量为=2
则实际速度为=4
方向与y轴成45°向下．
答：（1）电场强度；
（2）若小球从距A点高度为l的C点由静止释放，则打在y轴上的坐标（0，﹣3l）；
这时速度大小4，而方向与y轴成45°向下．
【点评】考查带电小球做直线与曲线运动，掌握运动的合成与分解，理解运动学公式的内容，注意矢量的合成法则的应用．