1、北京市顺义区2019-2020学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）一、选择题（本题共13小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分，共60分）1. 已知两个质点相距为r时，它们之间的万有引力大小为F若只将它们之间的距离变为2r，则它们之间的万有引力大小为（ ）A. 4FB. 2FC. FD. F【答案】C【解析】【详解】根据万有引力定律 可得若只将它们之间的距离变为2r，则万有引力变为原来的 。故选C.2. 如图所示，一个物块在与水平方向成角的恒力F作用下。沿水平面向右运动一段距离x，在此过程中，恒力F对物块所做的功为（）A. FxsinB. FxcosC. D.
2、 【答案】B【解析】【分析】由题意可知力、位移及二者之间的夹角，由功的计算公式可求得恒力的功。【详解】由图可知，力的大小为恒力F，位移的大小为x，力和位移的夹角为，故推力F对物体做功为W=Fxcos故选B。【点睛】本题考查功的公式，在解题时要注意夹角为力和位移之间的夹角。3. 汽车在高速公路上行驶，遇到较长的下坡路段，由于长时间刹车，容易导致汽车刹车失灵，这样常常会在这种路段增设安全减速专用的斜坡避险车道，如图所示。若某高速行驶的汽车刹车失灵，随后转入外侧的斜坡式避险车道，快速降低车速直至停止，在冲上斜坡后减速运动的过程中，下列描述汽车运动的物理量中属于矢量的是（）A. 位移B. 时间C. 动
3、能D. 功率【答案】A【解析】【详解】既有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的物理量是矢量；只有大小，没有方向的物理量是标量，本题中，位移是矢量，时间、动能、功率是标量。故选A。4. 汽车在高速公路上行驶，遇到较长的下坡路段，由于长时间刹车，容易导致汽车刹车失灵。这样常常会在这种路段增设安全减速专用的斜坡避险车道，如图所示。若某高速行驶的汽车刹车失灵，随后转入外侧的斜坡式避险车道，快速降低车速直至停止。在冲上斜坡后减速运动的过程中。我们可以从做功的角度分析汽车的运动过程，下列说法不正确的是（）A. 重力做负功B. 支持力不做功C. 阻力做正功D. 合外力做负功【答案】C【解析】【详解】A汽
4、车进入斜坡式避险车道，汽车沿避险车道向上运动，汽车的重力做负功，故A不符合题意；B汽车的支持力方向与位移方向垂直，故支持力不做功，故B不符合题意；C由于在运动过程中摩擦力始终跟位移方向相反，故摩擦力做负功，故C符合题意；D汽车进入斜坡式避险车道，汽车沿避险车道向上运动，汽车做减速运动，故动能减小，合外力做负功，故D不符合题意。故选C。5. 汽车在高速公路上行驶，遇到较长的下坡路段，由于长时间刹车，容易导致汽车刹车失灵，这样常常会在这种路段增设安全减速专用的斜坡避险车道，如图所示。若某高速行驶的汽车刹车失灵，随后转入外侧的斜坡式避险车道，快速降低车速直至停止在冲上斜坡后减速运动的过程中，我们还可
5、以从能量的角度分析汽车的运动过程，下列说法正确的是（）A. 动能保持不变B. 动能越来越小C. 机械能保持不变D. 重力势能越来越小【答案】B【解析】【详解】ABD汽车在冲上斜坡后减速运动的过程中，要克服重力和摩擦阻力做功，所以动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，AD错误、B正确；C汽车在冲上斜坡后减速运动的过程中，还要克服摩擦力做功，机械能一部分转化为内能，故机械能减少，C错误。故选B。6. 物体做曲线运动时，下列说法中正确的是A. 速度大小一定是变化的B. 速度方向一定是变化的C. 合力一定是变化的D. 加速度一定是变化的【答案】B【解析】【详解】物体做曲线运动时，速度大小不一定是变化的，例如
6、匀速圆周运动，选项A错误；物体做曲线运动时，速度方向一定是变化的，选项B正确；物体做曲线运动时，合力不一定是变化的，例如平抛运动，选项C错误；物体做曲线运动时，加速度不一定是变化的，例如平抛运动，选项D错误；故选B.7. 如图所示描绘的四条虚线轨迹，可能是人造地球卫星无动力飞行轨道的是（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力完全提供向心力，而万有引力指向地心，所以卫星的轨道圆心应该和地心重合，A正确，BCD错误。故选A。8. 如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。
7、弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。关于游客从O到B的运动，下列说法正确的是（）A. 做匀速直线运动B. 做匀减速直线运动C. 做加速直线运动D. 做变减速直线运动【答案】C【解析】分析】在OB阶段游客只受重力作用，加速度恒定，由此分析运动情况。【详解】从O到B得过程中游客只受重力，且是由静止下落，故游客在OB阶段做初速度为零的匀加速直线运动，故C正确、ABD错误。故选C。【点评】本题主要是考查牛顿第二定律的综合应用，关键是弄清楚游客的受力情况，由此分析游客的运动情况。9
8、. 如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。弹性绳的拉力F的大小随时间变化的情况如图所示，重力加速度为g。据图可知此人在蹦极运动过程中的最大加速度约为（）A. gB. 2gC. 3gD. 4g【答案】B【解析】【详解】游客落下后，做阻尼振动，振动幅度越来越小，最后静止不动，结合拉力与时间关系图象可以知道，游客的重力等于0.6F0，而最大拉力为1.8F0，即0.
9、6F0=mgFm=1.8F0结合牛顿第二定律有Fmg=ma当拉力最大时，加速度最大，因而有1.8F0mg=mam联立解得am=2g故B正确，ACD错误。10. 如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目，为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向，弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，游客从OBCD的过程中速度最大的位置在（）A. BC之间某一点B. B点C. C点D. D点【答案】C【解析】【详解】从O到B过程，游客做自由落体运动，速度不断增
10、大；从B到C过程，游客受到的重力大于弹性绳的拉力，合力向下，与速度方向相同，游客速度增大；在C点重力与弹力相等，合力为零；从C到D过程，弹力大于重力，合力向上，与速度方向相反，游客速度减小，由以上分析可知，在C点游客速度最大，所以C正确，ABD错误。故选C。11. 如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。游客从OBCD的过程中，下列说法正确的是（）A. 从O到
11、B过程中，重力势能增大B. 从B到D过程中，游客做匀减速运动C. 从B到C过程中，游客减少的重力势能等于弹性绳增加的弹性势能D. 在蹦极运动过程中，游客和地球组成的系统的机械能在逐渐减小【答案】D【解析】【详解】A从O到B过程中，重力做正功，则重力势能减小，故A错误；B游客到达B点后弹性绳伸直，随着运动员向下运动弹性绳的弹力不断增大，在B到C过程，重力大于弹性绳的弹力，合力方向竖直向下，大小不断减小，故运动员做加速度不断减小的加速运动，在C到D的过程，弹力逐渐增大，重力小于弹性绳的弹力，合力方向竖直向上，故运动员做加速度不断变大的减速运动，故B错误；C根据功能关系可知，从B到C过程中，游客减少
12、的重力势能等于弹性绳增加的弹性势能+动能增加量，故C错误；D由于在蹦极运动过程中，弹性绳的弹性势能增大，由能量守恒可知，游客和地球组成的系统的机械能减少，故D正确。故选D。12. 关于地球同步卫星，下列说法正确的是（）A. 运行速度大于7.9km/sB. 离地面高度一定，相对地面静止C. 绕地球运行的角速度等于月球绕地球运行的角速度D. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等【答案】B【解析】【详解】A同步卫星是由万有引力充当向心力同步卫星的轨道半径大于地球半径，知道卫星运动速度小于第一宇宙速度7.9km/s，故A错误；B所有同步卫星都在赤道的正上方，且高度一定的，相对地面静止，故B
13、正确；C同步卫星与地球相对静止，同步卫星绕地球运行的角速度与地球自转的角速度相同。根据万有引力提供向心力m2r解得角速度同步卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，同步卫星绕地球运动的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故C错误；D根据向心加速度公式可知a=r2知同步卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度，故D错误。故选B。13. 如图将红、绿两种颜色石子放在水平圆盘上，围绕圆盘中心摆成半径不同的两个同心圆圈（r红r绿）圆盘在电机带动下由静止开始转动，角速度缓慢增加每个石子的质量都相同，石子与圆盘间的动摩擦因数均相同则下列判断正确的是A. 绿石子先被甩出B. 红、绿两种石子同时被甩出C. 石子被甩
14、出的轨迹一定是沿着切线的直线D. 在没有石子被甩出前，红石子所受摩擦力大于绿石子的【答案】A【解析】【详解】ABD对石子受力分析，在没有被甩出之前，受重力、支持力、圆盘的静摩擦力三个力的作用，静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律有f=m2r，当角速度增大时，两石子所受静摩擦力也在增大，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，石子将发生相对运动，即被甩出，由题意可知绿石子的半径大于红石子的半径，所以绿石子所受摩擦力大于红石子所受摩擦力，而两石子与圆盘的最大静摩擦力均为fm=mg，则可知绿石子先被甩出，故A正确，BD错误；C石子被甩出后，其所受合外力不等于零，而是等于圆盘对它的滑动摩擦力，石子做离心运动，所
15、以轨迹是沿着切线的曲线，故C错误14. 下列运动过程满足机械能守恒的是（）A. 子弹射穿木块B. 起重机将货物匀速吊起C. 汽车以恒定的速度上坡D. 从手中扔出的小石头在空中运动的过程（不计空气阻力）【答案】D【解析】【分析】根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，判断做功情况，即可判断物体是否是机械能守恒，也可以根据机械能的概念，即机械能等于动能与势能之和进行判断。【详解】A子弹射穿木块的过程，系统要产生内能，机械能减少，故A错误；B起重机将货物匀速吊起，重力势能增加，动能不变，两者之和即机械能增加，故B错误；C汽车以恒定的速度上坡时，重力势能增加，动能不变，两者之和即机械能增加，故C
16、错误；D从手中扔出的小石头在空中运动的过程中，不计空气阻力，只受重力，所以机械能守恒，故D正确。故选D。【点睛】掌握住机械能守恒的条件，也就是只有重力做功，分析物体是否受到其它力的作用，以及其它力是否做功，由此即可判断是否机械能守恒。15. 2019年8月南部战区海军航空兵某旅组织轰炸机进行了海上实弹训练。在这次训练中，轰炸机在一定高度沿水平方向以大小为v0的速度匀速飞行，如图所示，飞行高度始终保持不变，发现海面上的目标P后，释放炸弹，轰炸机仍以原速度飞行，炸弹可视为质点，忽略空气阻力的影响，取g=10m/s2。释放炸弹后，下列说法正确的是（）A. 炸弹落地时速度方向为竖直向下B. 炸弹在空中
17、运动的轨迹为一条直线C. 释放炸弹时，轰炸机在目标P的正上方D. 炸弹击中目标时，轰炸机在目标P的正上方【答案】D【解析】【详解】A炸弹释放后水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，根据运动的合成可知炸弹落地时速度方向为斜向下，故A错误；B由于炸弹做平抛运动，所以炸弹在空中运动的轨迹为抛物线，故B错误；C炸弹释放后水平方向做匀速运动，故释放位置必在P点左侧，故C错误；D炸弹释放后跟轰炸机具有相同的水平速度，故炸弹始终在轰炸机正下方，即炸弹击中目标P时，轰炸机在目标P的正上方，故D正确；故选D。16. 2019年8月南部战区海军航空兵某旅组织轰炸机进行了海上实弹训练。在这次训练中，轰炸机
18、在一定高度沿水平方向以大小为v0的速度匀速飞行，如图所示，飞行高度始终保持不变，发现海面上的目标P后，释放炸弹，轰炸机仍以原速度飞行，炸弹可视为质点，忽略空气阻力的影响，取g=10m/s2。轰炸机在距海面H=2000m的高空以v0=200m/s的速度水平匀速飞行。释放炸弹后（）A. 炸弹飞行的水平距离为4000mB. 炸弹落地时的速度为200m/sC. 炸弹的飞行时间为10sD. 炸弹炸到P时的速度方向与海面的夹角为30【答案】A【解析】【分析】匀速飞行的轰炸机扔下一颗炸弹，炸弹做平抛运动，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，根据运动学公式求解。【详解】AC炸弹飞出后
19、竖直方向做自由落体运动，由运动学公式得gt2代入数据解得炸弹的飞行时间为t=20s炸弹释放后水平方向做匀速直线运动，根据运动学公式，可知炸弹飞行的水平距离为x=v0t=20020m=4000m故A正确，C错误；B根据竖直方向上的速度时间公式，得炸弹落到海面上竖直方向上的分速度为vy=gt=200m/s根据勾股定理，可知炸弹落到海面上时的速度为v200m/s故B错误；D根据几何关系，可知炸弹炸到P时的速度方向与海面的夹角正切值为tan1所以=45故D错误故选A【点评】解决本题的关键关键知道处理平抛运动的方法是运动分解法，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。17. 20
20、19年8月南部战区海军航空兵某旅组织轰炸机进行了海上实弹训练。在这次训练中，轰炸机在一定高度沿水平方向以大小为v0的速度匀速飞行，如图所示，飞行高度始终保持不变，发现海面上的目标P后，释放炸弹，轰炸机仍以原速度飞行，炸弹可视为质点，忽略空气阻力的影响，取g=10m/s2。炸弹在空中飞行的过程中，关于其重力所做的功，下列说法正确的是（）A. 先做负功后做正功B. 一直做负功C. 一直不做功D. 一直做正功【答案】D【解析】【分析】本题主要考查了恒力做功的判断，根据W=Fxcos判断出力做功的正负。【详解】炸弹在空中做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由于重力竖直向下，竖直方向的位移也向下，故重力
21、一直做正功，故ABC错误，D正确；故选D。【点评】本题主要考查了恒力做功的正负，明确力的方向和位移的方向关系即可。18. 由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，为弹道曲线上的五点，其中点为发射点，点为落地点，点为轨迹的最高点，为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（）A. 到达点时，炮弹的速度为零B. 到达点时，炮弹的加速度为零C. 炮弹经过点时的速度大于经过点时的速度D. 炮弹由点运动到点的时间大于由点运动到点的时间【答案】C【解析】【详解】A炮弹在最高点竖直方向上的速度为零，水
22、平方向上的速度不为零，故炮弹在最高点速度不为零，A错误；B在最高点受空气阻力（水平方向上的阻力与水平速度方向相反），重力作用，二力合力不为零，故加速度不为零，B错误；C由于空气阻力恒做负功，所以根据动能定理可知经过点时的速度大于经过点时的速度，C正确；D从O到b的过程中，在竖直方向上，受到重力和阻力在竖直向下的分力，即解得在从b到d的过程中，在竖直方向，受到向下的重力和阻力在竖直向上的分力，即解得故，根据逆向思维，两个阶段的运动可看做为从b点向O点和从b点向d点运动的类平抛运动，竖直位移相同，加速度越大，时间越小，所以炮弹由O点运动到b点的时间小于由b点运动到d点的时间，故D错误；19. 如图
23、甲所示，在长约1m的一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个圆柱形的红蜡块R（圆柱体的直径略小于玻璃管的内径，轻重适宜，使它能在玻璃管内的水中匀速上升），将玻璃管的开口端用胶塞塞紧将此玻璃管迅速竖直倒置（如图乙所示），红蜡块R就沿玻璃管由管口A匀速上升到管底B若在将玻璃管竖直倒置、红蜡块刚从A端开始匀速上升的同时，将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动（如图丙所示），直至红蜡块上升到管底B的位置（如图丁所示）红蜡块与玻璃管间的摩擦很小，可以忽略不计，在这一过程中相对于地面而言( )A. 红蜡块做速度大小、方向均不变的直线运动B. 红蜡块做速度大小变化的直线运动C. 红蜡块做加速度大小变化的曲线运动
24、D. 红蜡块做加速度大小、方向均不变的曲线运动【答案】D【解析】【详解】蜡块在水平方向上做匀加速直线运动，竖直方向上做匀速直线运动，合加速度沿水平方向上，且大小不变，与合速度的方向不在同一条直线上，所以合运动为曲线运动，加速度保持不变故D正确，ABC错误故选D点睛：解决本题的关键掌握判断合运动轨迹的方法，当合加速度的方向与合速度的方向不在同一条直线上时，蜡块做曲线运动20. 两个靠的很近的天体绕着它们连线上的一点（质心）做圆周运动，构成稳定的双星系统双星系统运动时，其轨道平面上存在着一些特殊的点，在这些点处，质量极小的物体（如人造卫星）可以相对两星体保持静止，这样的点被称为“拉格朗日点”现将“
25、地月系统”看做双星系统，如图所示，O1位地球球心、O2位月球球心，它们绕着O1O2连线上的O点以角速度做圆周运动P点到O1、O2距离相等且等于O1O2间距离，该点处小物体受地球引力和月球引力的合力F，方向恰好指向O，提供向心力，可使小物体也绕着O点以角速度做圆周运动因此P点是一个拉格朗日点现沿O1O2连线方向为x轴，过O1与O1O2垂直方向为y轴建立直角坐标系A、B、C分别为P关于x轴、y轴和原点O1的对称点，D为x轴负半轴上一点，到O1的距离小于P点到O1的距离根据以上信息可以判断A. A点一定是拉格朗日点B. B点一定是拉格朗日点C. C点可能是拉格朗日点D. D点可能是拉格朗日点【答案】
26、A【解析】【详解】由对称性可知，在A点的小物体受地球和月球的吸引力，合力方向一定指向O点，其受力情况与P点相同，可知A点一定是拉格朗日点，选项A正确；在B点的小物体，受地球的引力和月球的引力的合力不可能指向O点，则B点不可能是拉格朗日点；同理C点也不可能是拉格朗日点；选项BC错误；在D点时，小物体受到的地球的引力大于在P点时地球的引力，再加上月球的引力，则在D点的合力大于在P点时的合力，则角速度不可能与在P点时的角速度相等，即D点不可能是拉格朗日电，选项D错误.二、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）21. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，分别使用两条不同的轻质弹簧a和b做实验，
27、得到了弹力F与弹簧长度l关系的图像，如图所示由图可知：弹簧a的原长比弹簧b的原长_（选填“长”、“短”）弹簧a的劲度系数比弹簧b的劲度系数_（选填“大”、“小”）【答案】 (1). 短 (2). 大【解析】根据胡克定律得：F=kx=k（l-l0），l是弹簧的长度，l0是弹簧的原长，由数学知识知：F-l图象的斜率等于k，横截距表示弹簧的原长所以有：l0al0b；kakb点睛：本题关键根据胡克定律得到F与l的关系式，注意运用数学知识理解F-l图象的意义，明确斜率和横截距的物理意义22. 如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球
28、B同时自由下落。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。(1)该实验现象说明了A球在离开轨道后_（选填正确选项前的字母）A水平方向的分运动是匀速直线运动B水平方向的分运动是匀加速直线运动C竖直方向的分运动是自由落体运动D竖直方向的分运动是匀速直线运动(2)实验中记录了如图所示的一段轨迹ABC，已知小球是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则小球平抛的初速度v0=_m/s（取g=10m/s2）。【答案】 (1). C (2). 2【解析】【分析】(1)球A与球B同时释放，同时落地，由于B球做自由落体运动，A球做平抛运动，说明A球的竖直分运动与B球相
29、同；(2)O点为小球抛出点，处理时只需要将平抛运动分解到水平方向和竖直方向，根据水平和竖直方向的运动特点即可正确解答。【详解】(1)1球A与球B同时释放，同时落地，时间相同；A球做平抛运动，B球做自由落体运动；将球A的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，两个分运动同时发生，具有等时性，因而A球的竖直分运动与B球时间相等，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，说明在任意时刻在两球同一高度，即A球的竖直分运动与B球完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；故ABD错误，C正确。故选C。(2)2由于O点是平抛的起始点，因此根据平抛运动规律有：水平方向
30、x=v0t竖直方向ygt2将x=60cm=0.6m，y=45cm=0.45m，带入解得v0=2m/s【点评】加强基础实验的实际操作，明确实验原理和注意事项；抓住题中的“改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地”，得出A球的竖直分运动与B球的运动相同；平抛类问题只需要将其分解到水平方向和竖直方向分别进行处理即可，能熟练应用平抛运动规律解题。23. 利用如图1所示的装置，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与_（填“动能的增加量”或“速度的增加量”）的关系，可以验证机械能守恒定律。在处理实验数据时，需要确定打点时重物的动能。一次实验中，质量为m的重物自由下落
31、，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图2所示。已知相邻两点之间的时间间隔为T。测得A、B两点间的距离为h1，B、C两点间的距离为h2。由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为_。【答案】 (1). 动能的增加量 (2). 【解析】【分析】用图示实验装置做验证机械能守恒定律的实验，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加量的关系，可以验证机械能守恒定律；根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小。【详解】1用图示的实验装置做验证机械能守恒定律的实验，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加量的关系，就可以验证
32、机械能守恒定律。2根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为mv2【点睛】正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所测数据，如何测量计算，会起到事半功倍的效果，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。三、计算论述题（本题共5小题，共28分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。24. 如图所示，用F1的水平拉力，使质量m = 2.0 kg的物体由静止开始沿水平地面做匀
33、加速直线运动物体开始运动后t=2.0 s内通过的距离为10m已知物体所受的滑动摩擦力F2 = 6.0 N 求：(1)物体加速度a的大小；(2)水平拉力 F1的大小【答案】（1）5.0m/s2（2）16N【解析】（1）物体的加速度 （2）由牛顿第二定律：F1-F2=ma，解得F1=16N25. 起重机吊起质量为2103kg的水泥，水泥以0.2m/s2的加速度匀加速上升。某时刻水泥的速度为0.3m/s，取g=9.8m/s2，求：(1)该时刻水泥的动能Ek；(2)该时刻起重机对水泥做功的瞬时功率P。【答案】(1)90J；(2)6.12103W【解析】【详解】(1)该时刻水泥的动能为Ekmv22103
34、0.32J=90J(2)水泥以0.2m/s2的加速度匀加速上升，故牵引力F=mg+ma=2.04104N那么该时刻起重机对水泥做功的瞬时功率为P=Fv=6.12103W26. 北斗卫星导航系统是中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。假设一颗非静止轨道卫星a在轨道上绕行n圈所用时间为t。如图所示。已知地球的半径为R，地球表面处的重力加速度为g，万有引力常量为G，求：(1)地球的质量M；(2)地球的第一宇宙速度v1；(3)卫星a离地面的高度h。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1
35、)在地球表面，物体重力等于万有引力，故有mg解得M(2)第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，重力提供向心力，故有mg=m解得(3)卫星a在轨道上绕行n圈所用时间为t，故有t=nT万有引力提供向心力，故有联立解得h27. 长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，使小球在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆錐摆运动），如图所示，当摆线L与竖直方向的夹角为时，求：(1)细线对小球的拉力F；(2)小球运动的线速度大小v：(3)小球运动的周期T。【答案】(1)；(2)：(3)【解析】【分析】小球靠拉力和重力的合力提供向心力，根据平行四边形定则求出拉力的大小；根据牛顿第二定律结合向心力公式求
36、出线速度；根据牛顿第二定律给合向心力公式求出周期的大小。【详解】(1)根据平行四边形定则知，细线的拉力为(2)根据牛顿第二定律得解得线速度为(3)根据牛顿第二定律得mgtan=m2Lsin可得周期为【点睛】解决本题的关键是知道小球做圆周运动向心力的来源，根据牛顿第二定律再结合向心力公式进行求解。28. 某同学看到法治节目中报道有人用弹弓射击野生动物，他对此行为表示强烈谴责，为了教育其他同学不要玩弹弓，他想用学过的物理知识来实际测量它的威力。于是他准备了一个与节目中类似的弹弓，如图所示，弹弓两侧的支架各固定有两根完全相同的橡胶管。金属弹珠的直径为10mm。(1)他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形
37、变量的关系满足胡克定律，为了验证猜想进行了实验。由于实验室的传感器量程较小，于是他取其中一根橡胶管进行实验，通过传感器拉动橡胶管，记下它每一次的长度L及对应的拉力F的大小，并在坐标纸上画出图甲所示的图象。为了便于研究，他在老师的启发下将原图象拟合成图乙所示，请你根据图乙，计算出该单根橡胶管的原长L0和劲度系数k；(2)该同学查阅资料发现，当弹丸发射后的比动能（动能与最大横截面积的比值）超过1.8J/cm2时，就可被认定为被管制危险品，并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为E，在一次测试中，弹弓两侧的橡胶管组被拉至49cm长，请你估算弹珠离开弹弓时的比动能（取3
38、，结果保留两位有效数字）；(3)该同学在实际测量弹珠射程时发现，当用比较大的弹珠时，它的射程比较小，请你用学过的物理知识解释这一现象。【答案】(1) 34cm和0.7N/cm；(2)4.2J/cm2；(3)发射过程橡胶管的弹性势能完全转化为弹丸的动能，由于橡胶管的弹性势是一定的，当用质量比较大的弹珠发射时，弹珠离开弹弓的初速度减小，弹丸飞行过程可以近似为平抛运动或匀变速直线运动，初速度小则射程小。【解析】【详解】(1)由图线可知k0.7N/cm设橡胶管原长为L0，当L=40cm时，F=k（LL0）L0=34cm(2)当弹弓拉到49cm时，由机械能守恒弹丸发射后的动能为Ek=4kx2=40.7100（4910234102）2J=3.15J弹珠离开弹弓时的比动能为(3)发射过程橡胶管的弹性势能完全转化为弹丸的动能，由于橡胶管的弹性势是一定的，当用质量比较大的弹珠发射时，弹珠离开弹弓的初速度减小，弹丸飞行过程可以近似为平抛运动或匀变速直线运动，初速度小则射程小。
