1、2015-2016学年北京市西城区高一（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分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）1下列物理量中属于矢量的是（）A周期B向心加速度C功D动能21798年，英国物理学家卡文迪许做了一项伟大的实验，他把这项实验说成是“称量地球的质量”，在这个实验中首次测量出了（）A地球表面附近的重力加速度B地球的公转周期C月球到地球的距离D引力常量3两个质点之间万有引力的大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的3倍，那么它们之间万有引力的大小变为（）AB9FCD3F4如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体在随圆盘
2、一起做匀速圆周运动分析小物体受到的力，下列说法正确的是（）A重力和支持力B重力和静摩擦力C重力、支持力和静摩擦力D重力、支持力、静摩擦力和向心力5公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动可以看做圆周运动如图所示，汽车通过桥最高点时（）A车对桥的压力等于汽车的重力B车对桥的压力大于汽车的重力C车的速度越大，车对桥面的压力越小D车的速度越大，车对桥面的压力越大6大小相等的力F按如图甲和乙所示的两种方式作用在相同的物体上，使物体沿粗糙的水平面向右移动相同的距离l，有关力F做功的说法正确的是（）A甲图和乙图中力F都做正功B甲图和乙图中力F都做负功C甲图中力F做正功，乙图中力F做负功D甲图中力F做负功，
3、乙图中力F做正功7在下列物体运动过程中，满足机械能守恒的是（）A物体沿斜面匀速下滑B物体在空中做平抛运动C人乘电梯匀加速上升D跳伞运动员在空中匀减速下落8木星是太阳的一颗行星，木星又有自己的卫星，假设木星的卫星绕木星的运动和木星绕太阳的运动都可视为匀速圆周运动，要想计算木星的质量，需要测量的物理量有（）A木星绕太阳运动的周期和轨道半径B木星绕太阳运动的周期和木星的半径C木星的卫星绕木星运动的周期和轨道半径D木星的卫星绕木星运动的周期和木星的半径9有一种地下铁道，车站的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示坡高为h，车辆的质量为m，重力加速度为g，车辆与路轨的摩擦力为f，进站车辆
4、到达坡下A处时的速度为v0，此时切断电动机的电源，车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功是（）AfhBmghCmghmv02D mv02mgh10游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示我们把这种情形抽象为图乙的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，将小球从弧形轨道上端距地面高度为h处释放，小球进入半径为R的圆轨道下端后沿圆轨道运动欲使小球运动到竖直圆轨道最高点时轨道对小球的压力等于小球的重力，则h与R应满足的关系是（不考虑摩擦阻力和空气阻力）（）Ah=2RBh=2.5RCh=3RDh=3.5R二、多项选择题（本题共5小题，每
5、小题4分，共20分在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分）11皮带轮的大轮、小轮的半径不一样，它们的边缘有两个点A、B，如图所示皮带轮正常运转不打滑时，下列说法正确的是（）AA、B两点的线速度大小相等BA点的角速度小于B点的角速度CA、B两点的角速度大小相等DA点的线速度大于B点的线速度12下图中描绘的四种虚线轨迹，可能是人造地球卫星轨道的是（）ABCD13质量为200g的皮球静止在水平地面上，小明将球水平踢出，力的平均大小为40N，球离开脚时的速度为6m/s，皮球在水平地面上运动了25m停了下来，对上述过程描述正确的是（）A小明对
6、足球做功为1000JB小明对足球做功为3.6JC皮球克服阻力做功为1000JD皮球克服阻力做功为3.6J14汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N减速行驶下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（）ABCD15如图所示，物体沿倾角为30的斜面下滑，斜面高度为h，物体从顶端A由静止滑到底端B所用时间为t，到达底端的速度为v，以下说法正确的是（）A从A到B的过程中，重力的平均功率为B从A到B的过程中，重力的平均功率为C到达底端时，重力的瞬时功率为D到达底端时，重力的瞬时功率为mgv三、填空题（本题共5小题，每小题4分，共20分）16做平抛运动的物体的运动规律可以用如图所示的实验
7、形象描述小球从坐标原点O水平抛出，做平抛运动两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个影子影子1做_运动，影子2做_运动17家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，磁道为硬磁盘上不同半径的同心圆，A、B为不同磁道上的两个扇区，磁头在读写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道，电动机使磁盘以7200r/min的转速匀速转动，则扇区A的线速度_扇区B的线速度（选填“大于”或“小于”）；扇区A的角速度等于_rad/s18如图所示，细绳一端固定在O点，另一端系一小球，在O点的正下方A点钉一个钉子，小球从一定高度摆下，细绳与钉子相碰前、后瞬间，小球的
8、线速度_（选填“变大”、“变小”或“不变”），细绳所受的拉力_（选填“变大”、“变小”或“不变”）19把质量是0.2kg的小球放在竖直的弹簧上，将小球往下按至A的位置，如图甲所示迅速松手后，球升高至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于原长（图乙）已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.15m，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，g取10m/s2小球从A运动到C的过程中，弹簧的弹性势能的最大值为_J，小球在B处的动能是_J20用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示图中O点为起始点，对应重物
9、的速度为零选取纸带上连续打出的点A、B、C、作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3已知重物质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T实验中需要计算出从O点到F点的过程中，重物重力势能的减少量|Ep|=_，动能的增加量Ek=_四、计算题（本题共3小题，30分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要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）21AB是固定在竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道在此处与水平面相切，如图所示一小滑块自A点由静止开始沿轨道下滑已知圆轨道半径R=1.8m，小滑块的质量m
10、=2kg，g=10m/s2求：（1）滑块运动到B点时的速度大小；（2）经过B点时，轨道对滑块支持力的大小22宇航员在某星球表面让一个小球从高度为h处做自由落体运动，经过时间t小球落到星球表面已知该星球的半径为R，引力常量为G不考虑星球自转的影响求：（1）该星球表面附近的重力加速度；（2）该星球的质量；（3）该星球的“第一宇宙速度”23如图所示，水平传送带以速率v=3m/s匀速运行工件（可视为质点）以v0=1m/s的速度滑上传送带的左端A，在传送带的作用下继续向右运动，然后从传送带右端B水平飞出，落在水平地面上已知工件的质量m=1kg，工件与传送带之间的动摩擦因数=0.1，抛出点B距地面的高度h
11、=0.80m，落地点与B点的水平距离x=1.2m，g=10m/s2传送带的轮半径很小求：（1）工件离开B点时的速度；（2）在传送工件的过程中，a传送带对工件做的功；b传送此工件由于摩擦产生的热量一、填空题（本题共2小题，每空2分，共10分）24如图甲所示为“牛顿摆”，3个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，轻绳互相平行，3个钢球彼此紧密排列，球心等高若小球间的碰撞可视为弹性碰撞，不计空气阻力，向左拉起1号小球，由静止释放，则会出现图乙中_所示情景25如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在水平面上铺一张白纸，白纸上铺放
12、复写纸，在白纸上记录下重垂线所指的位置O接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在水平面上重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P点；步骤2：把小球2放在斜槽末端B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置M、N点；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N到O点的距离，即OM、OP、ON的长度对于上述实验操作，下列说法正确的是_A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B斜槽轨道必须光滑C小球1的质量应大于小球2的质量上述实验除需测量OM
13、、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有_AB点距地面的高度hB小球1和小球2的质量m1、m2C小球1和小球2的半径r当所测物理量满足表达式_（用实验所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律如果还满足表达式_（用实验所测量物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失二、计算题（10分解答应写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）26如图所示，有一竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，当滑块运动时，圆筒内壁对滑块有阻力的作用，阻力的大小恒为f=mg（g为重力加速度）在初始位置滑块静止
14、，圆筒内壁对滑块的阻力为零，弹簧的长度为L现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后物体与滑块粘在一起立刻向下运动，运动到最低点后又被弹回向上运动，滑动到发生碰撞位置时速度恰好为零弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力求：（1）物体与滑块碰后瞬间的速度大小；（2）物体与滑块相碰过程中损失的机械能；（3）碰撞后，在滑块向下运动到最低点的过程中弹簧弹性势能的变化量2015-2016学年北京市西城区高一（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分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）1下列物理量中属于矢量的
15、是（）A周期B向心加速度C功D动能【考点】矢量和标量【分析】既有大小又有方向，相加是遵循平行四边形定则的物理量是矢量，如力、速度、加速度、位移、动量等都是矢量；只有大小，没有方向的物理量是标量，如路程、时间、质量等都是标量【解答】解：向心加速度是既有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的，所以向心加速度是矢量，而周期、功以及动能均没有方向； 所以它们都是标量故选：B21798年，英国物理学家卡文迪许做了一项伟大的实验，他把这项实验说成是“称量地球的质量”，在这个实验中首次测量出了（）A地球表面附近的重力加速度B地球的公转周期C月球到地球的距离D引力常量【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量
16、的测定【分析】1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人【解答】解：1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，根据万有引力等于重力，有：G=mg则地球的质量M=，由于地球表面的重力加速度和地球的半径已知，所以根据公式即可求出地球的质量因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人所以选项D正确故选：D3两个质点之间万有引力的大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的3倍，那么它们之间万有引力的大小变为（）AB9FCD3F【考点】库仑定律【分析】根据万有引力定律的公式，结合质量和质点之间距离的变化判断万有引力大小的变化【解答】解：根据万有引力
17、定律公式F=G 知，将这两个质点之间的距离变为原来的3倍，则万有引力大小变为原来的，故A正确，C、B、D错误故选：A4如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动分析小物体受到的力，下列说法正确的是（）A重力和支持力B重力和静摩擦力C重力、支持力和静摩擦力D重力、支持力、静摩擦力和向心力【考点】向心力【分析】对小物体进行受力分析，结合匀速圆周运动的条件和牛顿第二定律分析即可【解答】解：小物体块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对小物体受力分析可知，受重力、支持力和静摩擦力，如图重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力故C正确，A、B、D错误故选：C5公路上的拱形桥
18、是常见的，汽车过桥时的运动可以看做圆周运动如图所示，汽车通过桥最高点时（）A车对桥的压力等于汽车的重力B车对桥的压力大于汽车的重力C车的速度越大，车对桥面的压力越小D车的速度越大，车对桥面的压力越大【考点】向心力【分析】汽车做圆周运动，受到的重力和支持力的合力提供向心力，求出压力表达式分析桥对汽车的支持力与重力的关系【解答】解：A、在最高点，合外力的方向竖直向下，加速度方向向下，则有：mgN=m所以：N=桥面对汽车的支持力小于汽车的重力，故AB错误；C、由上式可知，车的速度越大，车对桥面的压力越小故C正确，D错误故选：C6大小相等的力F按如图甲和乙所示的两种方式作用在相同的物体上，使物体沿粗糙
19、的水平面向右移动相同的距离l，有关力F做功的说法正确的是（）A甲图和乙图中力F都做正功B甲图和乙图中力F都做负功C甲图中力F做正功，乙图中力F做负功D甲图中力F做负功，乙图中力F做正功【考点】功的计算【分析】分析两图中的力和位移以及二者间的夹角，再根据功的公式即可明确两力做功情况【解答】解：根据功的公式可知，两图中力和位移之间的夹角均为锐角，故两图中力F均做正功；故A正确，BCD错误；故选：A7在下列物体运动过程中，满足机械能守恒的是（）A物体沿斜面匀速下滑B物体在空中做平抛运动C人乘电梯匀加速上升D跳伞运动员在空中匀减速下落【考点】机械能守恒定律【分析】机械能守恒的条件：只有重力或只有弹力做
20、功，系统机械能守恒根据机械能守恒的条件分析答题也可以根据机械能的概念：机械能等于动能与势能之和进行判断【解答】解：A、物体匀速下滑时，动能不变，而重力势能增加，所以机械能一定不守恒；故A错误；B、物体在空中做平抛运动时，由于只有重力做功，故机械能守恒；故B正确；C、人有动能不变，而重力势能增加，故机械能不守恒；故C错误；D、运动员在空中匀减速下落时，动能和重力势能均减小，故机械能不守恒；故D错误；故选：B8木星是太阳的一颗行星，木星又有自己的卫星，假设木星的卫星绕木星的运动和木星绕太阳的运动都可视为匀速圆周运动，要想计算木星的质量，需要测量的物理量有（）A木星绕太阳运动的周期和轨道半径B木星绕
21、太阳运动的周期和木星的半径C木星的卫星绕木星运动的周期和轨道半径D木星的卫星绕木星运动的周期和木星的半径【考点】万有引力定律及其应用【分析】根据木星的某个卫星的万有引力等于向心力，列式求解即可求出木星的质量【解答】解：AB、根据万有引力提供向心力，只能求出中心天体的质量，AB选项中中心天体是太阳，故AB错误；C、设木星质量为M，木星的卫星的质量为m，木星的卫星的周期为T，轨道为r，根据万有引力提供向心力，解得木星的质量，故C正确；D、木星的卫星绕木星运动的周期，还要知道木星的卫星的轨道半径才能求出木星质量，故D错误；故选：C9有一种地下铁道，车站的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，
22、如图所示坡高为h，车辆的质量为m，重力加速度为g，车辆与路轨的摩擦力为f，进站车辆到达坡下A处时的速度为v0，此时切断电动机的电源，车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功是（）AfhBmghCmghmv02D mv02mgh【考点】动能定理【分析】对A到B的过程，运用动能定理，求出车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功【解答】解：对A到B的过程运用动能定理得：mghWf=0，解得：故选：D10游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示我们把这种情形抽象为图乙的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，将小球从弧形轨道上端距地面高度
23、为h处释放，小球进入半径为R的圆轨道下端后沿圆轨道运动欲使小球运动到竖直圆轨道最高点时轨道对小球的压力等于小球的重力，则h与R应满足的关系是（不考虑摩擦阻力和空气阻力）（）Ah=2RBh=2.5RCh=3RDh=3.5R【考点】机械能守恒定律【分析】小球运动到竖直圆轨道最高点时由重力和轨道压力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求出小球通过最高点的速度，再由机械能守恒定律求h【解答】解：小球运动到圆轨道最高点时，由牛顿第二定律得：N+mg=m据题得：N=mg可得：v=以最高点所在水平面为参考平面，由机械能守恒定律得：mg（h2R）=解得：h=3R选项C正确，ABD错误故选：C二、多项选择题（本题共
24、5小题，每小题4分，共20分在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分）11皮带轮的大轮、小轮的半径不一样，它们的边缘有两个点A、B，如图所示皮带轮正常运转不打滑时，下列说法正确的是（）AA、B两点的线速度大小相等BA点的角速度小于B点的角速度CA、B两点的角速度大小相等DA点的线速度大于B点的线速度【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，共轴转动的点，具有相同的角速度，结合公式v=r列式分析【解答】解：A、D、两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故vA=vB，故A正
25、确，D错误；B、C、根据公式v=r，v一定时，角速度与半径成反比，故A：B=1：2，A点的角速度小于B点的角速度故B正确，C错误故选：AB12下图中描绘的四种虚线轨迹，可能是人造地球卫星轨道的是（）ABCD【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，靠地球的万有引力提供向心力，而万有引力的方向指向地心，所以人造地球卫星做圆周运动的圆心是地心，由此判断即可【解答】解：人造地球卫星靠地球的万有引力提供向心力而绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力方向指向地心，所以人造地球卫星做圆周运动的圆心是地心，否则不能做稳定的圆周运动故ACD正确，B错误故选：ACD
26、13质量为200g的皮球静止在水平地面上，小明将球水平踢出，力的平均大小为40N，球离开脚时的速度为6m/s，皮球在水平地面上运动了25m停了下来，对上述过程描述正确的是（）A小明对足球做功为1000JB小明对足球做功为3.6JC皮球克服阻力做功为1000JD皮球克服阻力做功为3.6J【考点】动能定理；功的计算【分析】根据动能定理求出小明对足球做功的大小根据动能定理求出皮球克服阻力做功的大小【解答】解：A、小球对足球做功的大小W=，故A错误，B正确C、对皮球滚动的过程运用动能定理得，代入数据解得克服阻力做功Wf=3.6J，故C错误，D正确故选：BD14汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N减速行
27、驶下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（）ABCD【考点】曲线运动【分析】做曲线运动的物体，运动的轨迹是曲线，物体受到的合力应该是指向运动轨迹弯曲的内侧，速度沿着轨迹的切线的方向【解答】解：赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由于赛车是从M向N运动的，并且速度在减小，所以合力与赛车的速度方向的夹角要大于90，故C正确故选：C15如图所示，物体沿倾角为30的斜面下滑，斜面高度为h，物体从顶端A由静止滑到底端B所用时间为t，到达底端的速度为v，以下说法正确的是（）A从A到B的过程中，重力的平均功率为B从A到B的过程中，重力的平均功率为C到达底端时
28、，重力的瞬时功率为D到达底端时，重力的瞬时功率为mgv【考点】功率、平均功率和瞬时功率【分析】根据重力做功的大小，结合平均功率的公式求出重力的平均功率，根据到达底端的瞬时速度，结合瞬时功率的公式求出重力的瞬时功率【解答】解：A、从A到B的过程中，重力做功为：W=mgh，则重力的平均功率为：P=，根据平均速度推论知：，则重力的平均功率为：P=，故A正确，B错误C、到达底端时，重力的瞬时功率为：P=mgvcos60=，故C正确，D错误故选：AC三、填空题（本题共5小题，每小题4分，共20分）16做平抛运动的物体的运动规律可以用如图所示的实验形象描述小球从坐标原点O水平抛出，做平抛运动两束光分别沿着
29、与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个影子影子1做匀速运动，影子2做自由落体运动【考点】研究平抛物体的运动【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，结合水平方向和竖直方向上的运动规律分析判断【解答】解：因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以影子1做匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动，所以影子2做自由落体运动故答案为：匀速，自由落体17家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，磁道为硬磁盘上不同半径的同心圆，A、B为不同磁道上的两个扇区，磁头在读写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道，电动机使磁盘以7200r/mi
30、n的转速匀速转动，则扇区A的线速度大于扇区B的线速度（选填“大于”或“小于”）；扇区A的角速度等于753.6rad/s【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】A、B质点都做匀速圆周运动，同轴转动角速度相同，根据V=r知A点线速度小于B点线速度；根据=2n计算角速度【解答】解：同轴转动角速度相同，根据V=r知A扇区线速度大于B扇区的线速度；磁盘上各点的角速度是相等的，所以扇区A的角速度：故答案为：大于，753.618如图所示，细绳一端固定在O点，另一端系一小球，在O点的正下方A点钉一个钉子，小球从一定高度摆下，细绳与钉子相碰前、后瞬间，小球的线速度不变（选填“变大”、“变小”或“不变”），细绳
31、所受的拉力变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速【分析】细绳与钉子相碰前后线速度大小不变，半径变小，根据v=r分析角速度的变化；根据绳子拉力和重力的合力提供向心力，通过牛顿第二定律判断出绳子拉力的变化【解答】解：细绳与钉子相碰前后小球的动能不变，所以线速度大小不变；根据Fmg=m，知F=mg+m，r变小，拉力F变大故答案为：不变，变大19把质量是0.2kg的小球放在竖直的弹簧上，将小球往下按至A的位置，如图甲所示迅速松手后，球升高至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于原长（图乙）已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.15m，弹
32、簧的质量和空气阻力均可忽略，g取10m/s2小球从A运动到C的过程中，弹簧的弹性势能的最大值为0.5J，小球在B处的动能是0.3J【考点】功能关系【分析】小球从A上升到C的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律求弹簧的弹性势能的最大值研究B到C的过程，由机械能守恒定律求小球在B处的动能【解答】解：小球在A位置时弹簧的弹性势能最大小球从A上升到C的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，则得，弹簧的弹性势能最大值等于小球由A到C时增加的重力势能，为：Epm=mghAC=0.2100.25J=0.5J；小球从B到C的过程机械能守恒，以B点为参考点，则小球在B处的动能等于在C处的重
33、力势能，为 EkB=mghBC=0.2100.15J=0.3J故答案为：0.5；0.320用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示图中O点为起始点，对应重物的速度为零选取纸带上连续打出的点A、B、C、作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3已知重物质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T实验中需要计算出从O点到F点的过程中，重物重力势能的减少量|Ep|=mgh2，动能的增加量Ek=【考点】验证机械能守恒定律【分析】根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内
34、的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出F点的速度，从而得出动能的增加量【解答】解：从O点到F点的过程中，重物重力势能的减少量为：|Ep|=mgh2，F点的瞬时速度为：，则动能的增加量为： =故答案为：mgh2，四、计算题（本题共3小题，30分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要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）21AB是固定在竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道在此处与水平面相切，如图所示一小滑块自A点由静止开始沿轨道下滑已知圆轨道半径R=1.8m，小滑块的质量m=2kg，g=10m/s2求：（1）滑块运动到B点时的速度
35、大小；（2）经过B点时，轨道对滑块支持力的大小【考点】动能定理的应用；向心力【分析】（1）对滑块A到B的过程运用动能定理，求出滑块运动到B点的速度大小（2）根据牛顿第二定理求出轨道对滑块支持力的大小【解答】解：（1）滑块由A到B的过程中，根据动能定理有：mgR=0解得：v=m/s=6m/s（2）滑块运动到B点时，根据牛顿第二定律有：Nmg=m解得：N=mg+mN=60N答：（1）滑块运动到B点时的速度大小为6m/s；（2）经过B点时，轨道对滑块支持力的大小为60N22宇航员在某星球表面让一个小球从高度为h处做自由落体运动，经过时间t小球落到星球表面已知该星球的半径为R，引力常量为G不考虑星球自
36、转的影响求：（1）该星球表面附近的重力加速度；（2）该星球的质量；（3）该星球的“第一宇宙速度”【考点】万有引力定律及其应用【分析】（1）根据自由落体运动的规律，结合位移时间公式求出星球表面的重力加速度；（2）根据万有引力等于重力求出星球的质量；（3）根据万有引力等于向心力求第一宇宙速度【解答】解：（1）设此星球表面的重力加速度为g，小球做自由落体运动，有：解得：（2）设星球的质量为M，星球表面一物体的质量m，不考虑星球自转影响，有：解得：（3）卫星在星球表面附近绕星球飞行，有：星球的“第一宇宙速度”为：答：（1）该星球表面附近的重力加速度；（2）该星球的质量为；（3）该星球的“第一宇宙速度”
37、为23如图所示，水平传送带以速率v=3m/s匀速运行工件（可视为质点）以v0=1m/s的速度滑上传送带的左端A，在传送带的作用下继续向右运动，然后从传送带右端B水平飞出，落在水平地面上已知工件的质量m=1kg，工件与传送带之间的动摩擦因数=0.1，抛出点B距地面的高度h=0.80m，落地点与B点的水平距离x=1.2m，g=10m/s2传送带的轮半径很小求：（1）工件离开B点时的速度；（2）在传送工件的过程中，a传送带对工件做的功；b传送此工件由于摩擦产生的热量【考点】动能定理的应用；平抛运动【分析】（1）工件离开B点后做平抛运动，根据下落的高度求出平抛运动的时间，再结合水平距离求出工件离开B点
38、时的速度；（2）a、在传送工件的过程中，由动能定理求出传送带对工件做的功；b、由牛顿第二定律和位移公式求出工件与传送带的相对位移，即可求得热量【解答】解：（1）工件离开B点后做平抛运动水平方向上有：x=vBt竖直方向上有：h=工件离开B点时的速度为：vB=3m/s（2）a设传送带对工件做的功为W根据动能定理得： W=解得：W=4Jb工件做匀加速直线运动，加速度为：a=g=1m/s2匀加速时间为：t0=解得：t0=2s工件相对于传送带的位移为：x=vt0=2m由于摩擦产生的热量为：Q=fx=2J答：（1）工件离开B点时的速度是3m/s；（2）在传送工件的过程中，a传送带对工件做的功是4J；b传送
39、此工件由于摩擦产生的热量是2J一、填空题（本题共2小题，每空2分，共10分）24如图甲所示为“牛顿摆”，3个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，轻绳互相平行，3个钢球彼此紧密排列，球心等高若小球间的碰撞可视为弹性碰撞，不计空气阻力，向左拉起1号小球，由静止释放，则会出现图乙中C所示情景【考点】动量守恒定律；功能关系【分析】对于1、2号小球碰撞的过程遵守动量守恒和机械能守恒，据此列出等式，由于两个小球质量相等，可知二者发生碰撞后交换速度，同理分析2、3号球碰后交换速度，即可分析三球的运动情景【解答】解：据题知，任意两球间发生的是弹性碰撞，碰撞过程中两球构成的系统动量和机械能都守恒，对于1、2
40、号小球碰撞的过程，取向右为正方向，根据动量守恒定律有 m1v0=m1v1+m2v2根据机械能守恒有m1v02=m1v12+m2v22；又m1=m2联立解得，碰后速度分别为 v1=0，v2=v0则知碰撞过程中两球的速度互换，同理，2、3号碰后也交换速度，所以2与3碰撞后，1、2号球静止，3号球向上摆动，所以C图是可能的，故ABD错误，C正确故答案为：C25如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在水平面上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，在白纸上记录下重垂线所指的位置O接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点
41、由静止滚下，并落在水平面上重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P点；步骤2：把小球2放在斜槽末端B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置M、N点；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N到O点的距离，即OM、OP、ON的长度对于上述实验操作，下列说法正确的是ACA应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B斜槽轨道必须光滑C小球1的质量应大于小球2的质量上述实验除需测量OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有BAB点距地面的高度hB小球1和小球2的质量m1、m2C小
42、球1和小球2的半径r当所测物理量满足表达式m1OP=m1OM+m2ON（用实验所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律如果还满足表达式m1OP2=m1OM2+m2ON2（用实验所测量物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失【考点】验证动量守恒定律【分析】在验证动量守恒定律的实验中，运用平抛运动的知识得出碰撞前后两球的速度，因为下落的时间相等，则水平位移代表平抛运动的速度根据实验的原理确定需要测量的物理量根据动量守恒定律及机械能守恒定律可求得动量守恒及机械能守恒的表达式【解答】解：因为平抛运动的时间相等，根据v=，所以用水平射程可以代替速度，则需测量小球平抛运动的射程间
43、接测量速度故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下；同时为了小球2能飞的更远，防止1反弹，球1的质量应大于球2的质量；故AC正确，B错误；故选：AC根据动量守恒得，m1OP=m1OM+m2ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2故选：B因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式m1OP=m1OM+m2ON，说明两球
44、碰撞遵守动量守恒定律，由功能关系可知，只要m1v02=m1v12+m2v22成立则机械能守恒，故若m1OP2=m1OM2+m2ON2，说明碰撞过程中机械能守恒故答案为：AC； B； m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2二、计算题（10分解答应写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）26如图所示，有一竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，当滑块运动时，圆筒内壁对滑块有阻力的作用，阻力的大小恒为f=mg（g为重力加速度）在初始位置滑块静止，圆筒内壁对滑块的阻力为零，弹簧的长度为L现
45、有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后物体与滑块粘在一起立刻向下运动，运动到最低点后又被弹回向上运动，滑动到发生碰撞位置时速度恰好为零弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力求：（1）物体与滑块碰后瞬间的速度大小；（2）物体与滑块相碰过程中损失的机械能；（3）碰撞后，在滑块向下运动到最低点的过程中弹簧弹性势能的变化量【考点】动量守恒定律；动能定理的应用【分析】（1）由动能定理求出碰撞前的速度，碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可以求出碰撞后的速度（2）由能量守恒定律可以求出损失的机械能（3）应用动能定理求出弹簧做功，然后求出弹性势能的变化量【解答】解：（1）物
46、体下落至滑块的过程中，根据动能定理得： mg（2LL）=0解得：v=物体与滑块碰撞过程中，取向下为正方向，根据动量守恒定律得：mv=2mv共；解得：v共=（2）物体与滑块相碰过程中损失的机械能为：E损=解得：E损=mgL（3）设物体和滑块碰撞后下滑的最大距离为x，碰撞后物体与滑块一起向下运动到返回初始位置的过程中，根据动能定理得：2fx=0设在滑块向下运动的过程中，弹簧的弹力所做的功为W碰撞后物体与滑块一起向下运动到最低点的过程中，根据动能定理得：W+2mgxfx=0解得：W=mgL根据W=Ep可知弹簧弹性势能增加了mgL答：（1）物体与滑块碰后瞬间的速度大小是；（2）物体与滑块相碰过程中损失的机械能是mgL；（3）碰撞后，在滑块向下运动到最低点的过程中弹簧弹性势能的变化量是mgL2016年9月12日
