1、2015-2016学年浙江省台州市书生中学高一（下）第一次月考物理试卷一、选择题（本题12小题，每小题3分，共36分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，多选、错选或不选的均得0分）1要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法不可采用的是（）A使两物体的质量各减小一半，距离不变B使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变C使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D使两物体间的距离和质量都减为原来的倍2陨石落向地球的原因是（）A陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力B陨石对地球和地球对陨石的吸引力大小相等，但陨石质量小，加速度大C太阳不再吸引陨石，所以陨石在地球的吸引下落向地
2、球D陨石原在空中静止，在地球引力的作用下自由下落3万有引力常量G的单位是（）ANkg2/m2Bkg2/Nm2CNm2/kg2Dm2/Nkg24人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（）A一定等于7.9km/sB等于或小于7.9km/sC一定大于7.9km/sD介于7.911.2 km/s5两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA：TB=1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（）ARA：RB=4：1 VA：VB=1：2BRA：RB=4：1 VA：VB=2：1CRA：RB=1：4 VA：VB=2：1DRA：RB=1：4 VA：VB=1：26太阳质量为M，地球质量为m，地球绕
3、太阳公转的周期为T，万有引力恒量值为G，地球公转半径为R，地球表面重力加速度为g则以下计算式中正确的是（）A地球公转所需的向心力为F向=mgB地球公转半径C地球公转的角速度D地球公转的向心加速度a=7关于功的概念，以下说法正确的是（）A力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量B功有正、负之分，所以功可能有方向性C若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移D一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积8起重机以a=1m/s2的加速度，将重G=104N的货物由静止匀加速向上提升那么，在1s内起重机对货物做的功是（g=10m/s2）（）A500JB5000JC
4、4500JD5500J9关于功率的概念，以下认识正确的是（）A功率大的机器做功做的多B功率大的机器在每秒钟内做的功多C由定义式P=可知，t越小，P越大D由定义式P=可知，W越小，P越大10一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率P及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为（）A=mg2t2，p=mg2t2B=mg2t2，p=mg2t2C=mg2t，p=mg2tD=mg2t，p=2mg2t11一个水平力F作用在物体上，使它在力的方向上移动了一段距离S第一次在动摩擦因数为1的水平面上，做的功为W1，功率为P1；第二次是在动摩擦因数为2的水平面上，做的功为W2，功率为P2已
5、知12，则以下结论正确的是（）AW1=W2，P1P2BW1=W2，Pl=P2CW1W2，P1=P2DW1W2，P1P212假如一个作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍作圆周运动，则（）A由公式v=r，可知卫星的线速度将增大到原来的2倍B由公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C由公式，可知地球提供的向心力将减小到原来的D由上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答的得0分）13下列关于运动物体所受合外力和动能变化的
6、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，所受合外力不一定为零14用 m表示地球通讯卫星（同步卫星）的质量，h表示它离地面的高度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，表示地球自转的角速度，则通讯卫星所受万有引力的大小为（）A等于零B等于mC等于mDmg15一个质量为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，则下列说法中正确的是（）A手对物体做功12JB合外力对物体做功12JC合外力对物体做功2JD物体克服重力做功10J
7、16质量为m的物体从高h处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（）A物体的机械能减少B物体的重力势能减少C物体的动能增加D重力做功为mgh三、实验题：本题共两个小题，13题10分，14题10分，请将正确的答案填写在答题卡对应的位置上17如图所示，用一小钢球及下列器材测定弹簧被压缩时的弹性势能：光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处，作为指示钢球沿圆弧轨道上滑到最高位置的标杆，不计小钢球碰撞轻杆及轻杆转动时的能量损失（1）完成该实验还需要的器材是、（2）该实验是间接测量弹簧的弹性势能实际上是把对弹性势能的测量转
8、化为对的测量，进而转化为对和的直接测量18某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔0.05s闪光一次，图丙中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：时刻t2t3t4t5速度v（m/s）4.994.483.98v2（m2/s2）24.920.115.8由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=m/s从t2到t5时间内，重力势能增量Ep=J，动能减少量Ek=J在误差允许的范围内，若Ep与Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律由上述计算得EpEk（选填“”“”或“=”），造成这
9、种结果的主要原因是四、计算题（本题共3小题，6+10+12共28分按题目要求作答解答题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）19地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，自转周期为T，求地球的同步卫星离地面的高度20某人从距地面25m高处水平抛出一小球，小球质量100g，出手时速度大小为10m/s，落地时速度大小为16m/s，取g=10m/s2，试求：（1）人抛球时对小球做多少功；（2）小球在空中运动时克服阻力做功多少？21某中学物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道
10、运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点已知赛车质量m=0.5kg，通电后以额定功率P=2W工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N，随后在运动中受到的阻力均可不计，L=10.00m，R=0.4m，（g取10m/s2）求：（1）要使赛车能通过C点完成比赛，通过C点的速度至少多大？（2）赛车恰能完成比赛时，在半圆轨道的B点时对轨道的压力是多大？（3）要使赛车完成比赛，电动机从A到B至少工作多长时间？2015-2016学年浙江省台州市书生中学高一（下）第一次月考物理试卷参考答案与试题解析一
11、、选择题（本题12小题，每小题3分，共36分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，多选、错选或不选的均得0分）1要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法不可采用的是（）A使两物体的质量各减小一半，距离不变B使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变C使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D使两物体间的距离和质量都减为原来的倍【考点】万有引力定律及其应用【分析】根据万有引力定律F=，运用比例法，选择符合题意要求的选项【解答】解：A、使两物体的质量各减小一半，距离不变，根据万有引力定律F=，可知，万有引力变为原来的，A符合题意；B、使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变，根
12、据万有引力定律F=，可知，万有引力变为原来的，B符合题意；C、使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，根据万有引力定律F=，可知，万有引力变为原来的，C符合题意；D、使两物体间的距离和质量都减为原来的，根据万有引力定律F=，可知，万有引力与原来相等，D不符合题意本题选择不可采用的方法是，故选：D【点评】本题考查应用比例法理解万有引力定律的能力，要综合考虑质量乘积与距离平方和引力的关系2陨石落向地球的原因是（）A陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力B陨石对地球和地球对陨石的吸引力大小相等，但陨石质量小，加速度大C太阳不再吸引陨石，所以陨石在地球的吸引下落向地球D陨石原在空中静止，在地球引
13、力的作用下自由下落【考点】自由落体运动【分析】运动是绝对的，宇宙中的天体都在运动，陨石也不例外陨石落向地球，不是太阳不再吸引陨石，是由于地球对陨石的引力大于太阳队陨石的引力陨石对地球的吸引力与地球对陨石的吸引力，是作用力与反作用，它们等值反向地球对它的引力大于它运动所需向心力，所以改变运动轨道落向地球做向心运动【解答】解：A、陨石对地球的吸引力与地球对陨石的吸引力，是作用力与反作用，它们等值反向，故A错误；B、陨石对地球的吸引力和地球对陨石的吸引力大小相等，它们是一对作用力和反作用力，但陨石质量小，惯性小，加速度大，故B正确；C、陨石落向地球，不是太阳不再吸引陨石，是由于地球对陨石的引力大于太
14、阳队陨石的引力，故C错误；D、运动是绝对的，宇宙中的天体都在运动，陨石也不例外故D错误故选：B故选：B【点评】本题考查万有引力的性质，要知道两个物体之间的万有引力作用是相互的，是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，方向在它们的连线上3万有引力常量G的单位是（）ANkg2/m2Bkg2/Nm2CNm2/kg2Dm2/Nkg2【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定【分析】根据万有引力定律F=G，由质量、距离和力三个量的单位推导出G的单位【解答】解：万有引力定律F=G，公式中，质量m的单位为kg，距离r的单位为m，引力F的单位为N，由公式推导得出，G的单位为Nm2/kg2故C正确，AB
15、D错误；故选：C【点评】物理量的单位分基本单位和导出单位，导出单位由基本单位根据公式进行推导得出4人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（）A一定等于7.9km/sB等于或小于7.9km/sC一定大于7.9km/sD介于7.911.2 km/s【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】根据万有引力提供向心力=，得v=，据此讨论速度与轨道半径的关系，从而知道速度的范围【解答】解：人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力=，得v=，由此可知轨道半径越大，速度越小，轨道半径越小，速度越大，当轨道半径最小等于地球半径R时，速度最大为v=7.9km/s，所以绕地球做匀速
16、圆周运动的人造地球卫星的速度一定等于或小于7.9 km/s，故B正确、ACD错误故选：B【点评】本题关键是要掌握万有引力提供向心力=，根据这个关系解出速度的表达式，分析讨论即可5两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA：TB=1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（）ARA：RB=4：1 VA：VB=1：2BRA：RB=4：1 VA：VB=2：1CRA：RB=1：4 VA：VB=2：1DRA：RB=1：4 VA：VB=1：2【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可【解答】解：人造卫星绕地球
17、做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有F=F向F=GF向=m=m2r=m（）2r因而G=m=m2r=m（）2r=ma解得v= T=2 = a= 由式可得卫星的运动周期与轨道半径的立方的平方根成正比，由TA：TB=1：8可得轨道半径RA：RB=1：4，然后再由式v=得线速度vA：vB=2：1故选：C【点评】本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论6太阳质量为M，地球质量为m，地球绕太阳公转的周期为T，万有引力恒量值为G，地球公转半径为R，地球表面重力加速度为g则以下计算式中正确的是（）A地球公转所
18、需的向心力为F向=mgB地球公转半径C地球公转的角速度D地球公转的向心加速度a=【考点】万有引力定律及其应用；向心力【分析】地球绕太阳公转时根据万有引力提供向心力公式逐项分析即可求解【解答】解：A、g表示地球表面重力加速度，所以mg不能表示地球公转所需的向心力，故A错误；B、根据=m解得：，故B正确；C、根据=m2R，解得：，故C正确；D、根据=ma解得：a=，故D正确故选：BCD【点评】本题主要考查了万有引力提供向心力公式的直接应用，难度不大，属于基础题7关于功的概念，以下说法正确的是（）A力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量B功有正、负之分，所以功可能有方向性C若某一个力对物体不做功，说明
19、该物体一定没有位移D一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积【考点】功的概念；功的计算【分析】既有大小也有方向，运算时遵循平行四边形定则的物理量是矢量，并不是说有正负之分的物理量就是矢量当力和位移的夹角为锐角时，力对物体做正功，当力和位移的夹角为钝角时，力对物体做负功，当力的方向和位移的方向垂直时，力对物体不做功【解答】解：A、功是物体之间能量转化的量度，它是标量，所以A错误B、功有正、负之分，但功的正负不是表示方向，是表示力对物体的做功效果的，所以B错误C、当力的方向和物体位移的方向垂直时，力对物体就不做功，所以物体的位移并不一定是零，故C错误D、
20、根据功的定义可知，一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积，所以D正确故选D【点评】本题考查学生对功的概念的理解，掌握住功的概念就可以解决本题8起重机以a=1m/s2的加速度，将重G=104N的货物由静止匀加速向上提升那么，在1s内起重机对货物做的功是（g=10m/s2）（）A500JB5000JC4500JD5500J【考点】功的计算【分析】根据牛顿第二定律求出拉力的大小，结合运动学公式 求出货物上升的位移，从而求出拉力做功大小【解答】解：根据牛顿第二定律得，Fmg=ma，解得F=mg+ma=1000（10+1）N=11000N上升的位移x=at2
21、=11=0.5m则拉力做功W=Fx=110000.5J=5500J故D正确，A、B、C错误故选：D【点评】本题综合运用了牛顿第二定律和运动学公式，难度不大，也可以通过动能定理求解9关于功率的概念，以下认识正确的是（）A功率大的机器做功做的多B功率大的机器在每秒钟内做的功多C由定义式P=可知，t越小，P越大D由定义式P=可知，W越小，P越大【考点】功率、平均功率和瞬时功率；功的计算【分析】功率等于单位时间内完成的功，是反映做功快慢的物理量【解答】解：A、根据W=Pt知，功率大，做功不一定多，还与时间有关故A错误B、功率是反映做功快慢的物理量，所以功率大，单位时间内做功多故B正确C、功率的大小与时
22、间无关故C错误D、功率等于单位时间做功的多少，与做功的大小无关故D错误故选：B【点评】解决本题的关键知道功率的定义，以及知道功率的物理意义，基础题10一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率P及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为（）A=mg2t2，p=mg2t2B=mg2t2，p=mg2t2C=mg2t，p=mg2tD=mg2t，p=2mg2t【考点】功率、平均功率和瞬时功率【分析】根据自由落体运动的运动学公式求出t秒内的位移以及t秒末的速度，结合平均功率和瞬时功率公式求出平均功率和瞬时功率的大小【解答】解：前ts内的位移，则重力做功的平均功率，ts末的瞬时速度
23、v=gt，则重力的瞬时功率P=mgv=mggt=mg2t故C正确，A、B、D错误故选：C【点评】解决本题的关键知道平均功率和瞬时功率的区别，以及掌握这两种功率的求法11一个水平力F作用在物体上，使它在力的方向上移动了一段距离S第一次在动摩擦因数为1的水平面上，做的功为W1，功率为P1；第二次是在动摩擦因数为2的水平面上，做的功为W2，功率为P2已知12，则以下结论正确的是（）AW1=W2，P1P2BW1=W2，Pl=P2CW1W2，P1=P2DW1W2，P1P2【考点】功率、平均功率和瞬时功率；功的计算【分析】根据功的计算公式W=Fs，二者用同样大小的力，移动相同的距离S，即可判定做功的多少；
24、根据运动的时间长短比较平均功率的大小【解答】解：两次水平恒力相等，位移相等，根据W=Fs知，恒力F所做的功相等在动摩擦因素小的平面上运动的加速度大，根据位移时间公式知，在第二次上的运动时间短，根据P=知，P1P2故A正确故选A【点评】此题主要考查学生对功的计算和功率的计算等知识点的灵活运用，解答此题的关键是根据已知条件推算出粗糙水平面上移动相同的距离S时所用的时间长，然后即可比较出其功率的大小12假如一个作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍作圆周运动，则（）A由公式v=r，可知卫星的线速度将增大到原来的2倍B由公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C由公式，可知地球提供的向
25、心力将减小到原来的D由上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的【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【分析】人造卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，当轨道半径变化时，万有引力变化，卫星的线速度、角速度、周期随着变化，所以，不能用向心力的表达式来讨论一些物理量的变化注意理解控制变量法【解答】解：A、当轨道半径变化时，万有引力变化，卫星的角速度随着变化，所以，不能用公式v=r讨论卫星的线速度变化，故选项A错误B、当轨道半径变化时，万有引力变化，卫星的线速度随着变化，所以，不能用公式讨论卫星的向心力变化，故选项B错误C、人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍，
26、由公式可知地球提供的向心力将减小到原来的，故选项C正确D、卫星的万有引力提供向心力，即，所以，卫星的线速度，由此知卫星的轨道半径增大到原来的2倍时，卫星运动的线速度将减小到原来的，故选项D错误故选：C【点评】人造卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，卫星的线速度、角速度、周期都与半径有关，讨论这些物理量时要找准公式，正确使用控制变量法二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答的得0分）13下列关于运动物体所受合外力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
27、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，所受合外力不一定为零【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律【分析】物体所受合外力为零，根据功的公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=Flcos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
28、变如匀速圆周运动； 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例如匀速圆周运动的物体，故D正确故选：AD【点评】合外力做功和动能变化的关系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14用 m表示地球通讯卫星（同步卫星）的质量，h表示它离地面的高度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，表示地球自转的角速度，则通讯卫星所受万有引力的大小为（）A等于零B等于mC等于mDmg【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【分析】由题地球的同
29、步卫星的轨道半径为R=R+h根据地球的半径和地球表面的重力加速度，由重力等于万有引力，可求出地球的质量由向心力公式求解向心力【解答】解：在地球表面，由重力等于万有引力得mg=在卫星位置，由重力等于万有引力得mg=由得：g=通讯卫星所受万有引力的大小F=ma=mg=m同步卫星做圆周运动由万有引力提供向心力得：F=m2（R+h）=mg=mh+R=所以F=m2（R+h）=m故BC正确，AD错误故选BC【点评】题为天体运动的典型题型，由万有引力提供向心力，再根据向心力的基本公式求解，解题过程中注意黄金代换式mg=G的应用15一个质量为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
30、下列说法中正确的是（）A手对物体做功12JB合外力对物体做功12JC合外力对物体做功2JD物体克服重力做功10J【考点】动能定理的应用【分析】根据牛顿第二定律求出手的作用力的大小，然后结合动能定理与功能关系逐项解答即可【解答】解：质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升，由公式：得：由牛顿第二定律可得：Fmg=ma，得：F=mg+ma=1（10+2）=12NA、物体匀加速提升1m，手对物体做功：W1=Fh=121=12J故A正确；B、提升过程中物体的动能增加：EK=F合h=mah=121J=2J故B错误；C、提升过程中合力对物体做功：W合=F合h=mah=2J故C正确；D、物体
31、上升h，物体克服重力做功：W=mgh=1101=10J故D正确故选：ACD【点评】该题中物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h，首先求出手的作用力的大小是解题的关键16质量为m的物体从高h处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（）A物体的机械能减少B物体的重力势能减少C物体的动能增加D重力做功为mgh【考点】功能关系；动能定理的应用【分析】物体距地面一定高度以的加速度由静止竖直下落到地面，则说明物体下落受到一定阻力那么重力势能的变化是由重力做功多少决定的，而动能定理变化由合力做功决定的，那么机械能是否守恒是由只有重力做功决定的【解答】解：A、物体除重力做功，阻力做负功，
32、导致机械能减少根据牛顿第二定律得：F合=ma=mgf=mg解得：f=所以阻力做功为Wf=fh=mgh，所以机械能减少为mgh，故A正确；B、物体在下落过程中，重力做正功为mgh，则重力势能减小也为mgh故B错误；C、物体的合力为mg，则合力做功为mgh，所以物体的动能增加为mgh，故C正确；D、物体在下落过程中，重力做正功为mgh，故D正确；故选：ACD【点评】本题考查功能关系，要注意明确功是能量转化的量度，重力做功导致重力势能变化；合力做功导致动能变化；除重力外其他力做功导致机械能变化；弹力做功导致弹性势能的变化三、实验题：本题共两个小题，13题10分，14题10分，请将正确的答案填写在答题
33、卡对应的位置上17如图所示，用一小钢球及下列器材测定弹簧被压缩时的弹性势能：光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处，作为指示钢球沿圆弧轨道上滑到最高位置的标杆，不计小钢球碰撞轻杆及轻杆转动时的能量损失（1）完成该实验还需要的器材是天平、刻度尺（2）该实验是间接测量弹簧的弹性势能实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，进而转化为对质量和高度的直接测量【考点】验证机械能守恒定律【分析】由题，水平轨道与圆弧轨道均是光滑的，用小球压缩弹簧，再将弹簧释放，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，根据机械能守恒定律分析需要的器材实际
34、上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，根据重力势能的计算公式确定需要直接测量的物理量【解答】解：（1）用小球压缩弹簧，再将弹簧释放，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，由于水平轨道与圆弧轨道均是光滑的，只有弹簧的弹力和重力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能Ep=mgh，因此需要用天平测量小球的质量m，用刻度尺测量小球在光滑圆弧轨道上上升的高度h（2）根据机械能守恒可知，实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，根据重力势能的计算公式Ep=mgh，可知需要直接测量的物理量是质量、上升高度故答案为：（1）天平刻度尺（2）重力势能质量高度【点评】本
35、题采用转换的思维方法，将不容易测量的量转化为容易测量的量基础题18某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔0.05s闪光一次，图丙中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：时刻t2t3t4t5速度v（m/s）4.994.483.98v2（m2/s2）24.920.115.8由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=3.48m/s从t2到t5时间内，重力势能增量Ep=1.24J，动能减少量Ek=1.28J在误差允许的范围内，若Ep与Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律由上
36、述计算得EpEk（选填“”“”或“=”），造成这种结果的主要原因是由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在【考点】验证机械能守恒定律【分析】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t5时刻小球的速度；根据下降的高度求出重力势能的增量，结合两个时刻的瞬时速度求出动能的减小量【解答】解：在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v5=m/s=3.48m/s从t2到t5时间内，重力势能增量Ep=mgh=0.29.8（0.2368+0.2116+0.1866）J=1.24J动能减少量Ek=1.28J由上述计算得EpEk，造成这种结果的主要原因是由于纸带和打点计
37、时器的摩擦以及空气阻力的存在故答案为：3.48 1.24，1.28 ，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在【点评】本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法，以及有关误差分析，尤其是误差分析是难点，要学会根据可能产生误差的原因进行分析四、计算题（本题共3小题，6+10+12共28分按题目要求作答解答题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）19地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，自转周期为T，求地球的同步卫星离地面的高度R【考点】同步卫星【分析】地球同步卫星公转周期等于地球自转的周期，根据万有引力提供向心力及
38、在地球表面万有引力等于重力，列式即可解题【解答】解：设地球质量为M，卫星质量为m，地球同步卫星到地面的高度为h，则同步卫星所受万有引力等于向心力：G=m在地球表面上引力等于重力： =mg故地球同步卫星离地面的高度h=R故答案为：R【点评】本题要知道万有引力提供向心力，在地球表面万有引力等于重力，难度不大，属于基础题20某人从距地面25m高处水平抛出一小球，小球质量100g，出手时速度大小为10m/s，落地时速度大小为16m/s，取g=10m/s2，试求：（1）人抛球时对小球做多少功；（2）小球在空中运动时克服阻力做功多少？【考点】动能定理的应用【分析】根据动能定理求出人对小球所做的功，对整个过
39、程运用动能定理，求出整个过程中小球克服空气阻力做功【解答】解：（1）由动能定理可知，人对小球做功：W=mv02=0.1102=5J；（2）小球从抛出到落地过程，由动能定理得：mgHWf=mv2mv02，代入数据得，Wf=17.2J答：（1）人抛球时对小球做的功是5J；（2）小球在空中运动时克服阻力做功是17.2J【点评】本题考查了动能定理的应用，应用动能定理解题时，首先确定研究对象和研究过程，分析过程中有哪些力做功，然后根据动能定理列式求解21某中学物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通
40、过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点已知赛车质量m=0.5kg，通电后以额定功率P=2W工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N，随后在运动中受到的阻力均可不计，L=10.00m，R=0.4m，（g取10m/s2）求：（1）要使赛车能通过C点完成比赛，通过C点的速度至少多大？（2）赛车恰能完成比赛时，在半圆轨道的B点时对轨道的压力是多大？（3）要使赛车完成比赛，电动机从A到B至少工作多长时间？【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；机械能守恒定律【分析】（1）恰好经过最高点时，重力恰好充当向心力，根据向心力公式可求得C点时的速度；（2
41、）根据牛顿第二定律求出最高点的最小速度，根据动能定理求出B点的最小速度，从而通过牛顿第二定律求出最低点B的最小支持力，得出赛车对半圆轨道B点的最小压力（3）抓住功率不变，根据水平面上的运动运用动能定理，求出电动机工作的最少时间【解答】解：（1）当赛车恰好过C点时，由牛顿第二定律有：mg=m解得vC=2m/s（2）对赛车从B到C由机械能守恒定律得：mvB2=mvB2+mg2R赛车在B处有：FNmg=m解得：F=6mg=65=30N由牛顿第三定律知，对轨道的压力大小等于30N （3）对赛车从A到B由动能定理得：PtFfL=mvB2解得：t=4.5s 答：（1）要使赛车能通过C点完成比赛，通过C点的速度至少为2m/s；（2）赛车恰能完成比赛时，在半圆轨道的B点时对轨道的压力是30N；（3）要使赛车完成比赛，电动机从A到B至少工作4.5s【点评】本题考查了动能定理与圆周运动的综合，知道最高点的临界情况，以及最低点向心力的来源，结合牛顿第二定律和动能定理综合求解，难度不大
