1、2016-2017学年山西省运城市高一（下）期末物理试卷一选择题（每题4分）1诺贝尔物理学奖获得者费恩曼曾说：有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配着至今所知的一切现象，这条定律就是（）A机械能守恒定律B牛顿第二定律C动能定理D能量守恒定律2一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由N向M行驶，速度逐渐增大图中分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是（）ABCD3关于离心运动，下列说法不正确的是（）A做匀速圆周运动的物体，向心力的数值发生变化可能将做离心运动B做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时将做近心运动C物体不受外力，可能做匀速圆周运动D做匀速圆周运动的物体，在
2、外界提供的力消失或变小将做离心运动4一种通信卫星需要“静止”在赤道上空的某一点，因此它的运行周期必须与地球自转周期相同请你估算：通信卫星离地心的距离大约是月球心离地心的距离的多少倍（月球的公转周期大约为27天）（）ABCD5汽车发动机的额定功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力f大小恒定，汽车在水平路面上从静止开始做直线运动，最大车速为v，汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示则（）A开始汽车做匀加速运动，t1时刻速度达到v，然后做匀速直线运动B开始汽车做匀加速直线运动，t1时刻后做加速度逐渐减小的直线运动，速度达到v后做匀速直线运动C开始时汽车牵引力逐渐增大，t1时刻牵引力与阻力大
3、小相等D开始时汽车牵引力恒定，t1时刻牵引力与阻力大小相等6如图，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中（容器固定），由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为N重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为（）A R（N3mg）B R（3mgN）C R（Nmg）D R（N2mg）7如图所示，A球用细线悬挂且通过弹簧与B球相连，两球的质量相等，当两球都静止时，将悬线烧断，则下列论述中正确的是（）A细线烧断瞬间，球A的加速度等于球B的加速度B细线断后最初一段时间里，重力势能转化为动能和弹性势能C在下落过程中，两小球和弹簧组成的系统机械能守恒D细线断后最初一
4、段时间里，动能增量小于重力势能的减少量8从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为f下列说法正确的是（）A小球上升的过程中动能减少了mghB小球上升和下降的整个过程中机械能减少了fhC小球上升的过程中重力势能增加了mghD小球上升和下降的整个过程中动能减少了fh9如图所示，倾角=30的粗糙斜面固定在地面上，长为L、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（）A物块的机械能逐渐增加B软绳重力势能共减少了mglC
5、物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功与物块动能增加之和D软绳重力势能的减少小于软绳动能的增加与软绳克服摩擦力所做的功之和102015年2月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（）A在轨道上经过A的速度小于经过B的速度B在轨道上A的速度小于在轨道上A的速度C在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期D在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度11如图所示，两个竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径R相同，左侧轨道由金属凹槽制成，右侧轨道由金属圆管制成，且均可视为光滑在两轨道右侧的
6、正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别为hA和hB，下列说法正确的是（）A若使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为B若使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为C适当调整hA，可使A球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D适当调整hB，可使B球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处12如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽固定在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A在下滑过程中，物块的机械能守恒B在整个过程中，物块的机械能守恒C物块被弹簧反弹后，在水平面做
7、匀速直线运动D物块被弹簧反弹后，不能回到槽高h处13如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A在弹簧释放的过程中，物块的机械能守恒B物块在沿圆弧轨道上行的过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒C物块在弧形槽上运动的过程中，物块和弧形槽的动量守恒D物块不能再次压缩弹簧二实验题14两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：（1）甲同学采用如图（1）所示的装置用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落
8、地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 （2）乙同学采用如图（2）所示的装置两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N下端射出实验可观察到的现象应是 仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 15在验证碰撞中动量守恒的实验中，实验要证明的是动量守
9、恒定律的成立，即m1v1=m1v1+m2v2（1）按这一公式的要求，需测量两小球的质量和它们碰撞前后的水平速度，但实验中我们只需测量两小球的质量和飞行的水平距离这是因为 ；（2）用图中的符号来表示A、B两小球碰撞中动量守恒的表达式是 （3）两球质量应满足m1 m216利用如图所示的装置可以探究系统机械能守恒，在滑块B上安装宽度为L（较小）的遮光板（遮光板质量忽略不计），把滑块B放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的绳与钩码A相连，连接好光电门与数字毫秒计，两光电门间距离用S表示数字毫秒计能够记录滑块先后通过两个光电门的时间t1、t2，当地的重力加速度为g请分析回答下列问题（1）为完成验证机
10、械能守恒的实验，除了上面提到的相关物理量之外，还需要测量的量有 （均用字母符号表示，并写清每个符号表示的物理意义）（2）滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度V1= 、V2= （用题中已给或所测的物理量符号来表示）（3）在本实验中，验证机械能守恒的表达式为： （用题中已给或所测的物理量符号来表示）三计算题17在月球表面，宇航员以初速度为v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点，已知月球半径为R，求：（1）月球表面的重力加速度g月；（2）若在月球上发射一颗近月卫星，该卫星绕月球做圆周运动的周期是多少？18火车在运行中保持额定功率2500KW，火车的总质量是1000t，所受阻力恒为1.56
11、105N求：（1）火车的加速度是1m/s2时的速度；（2）火车的速度是12m/s时的加速度；（3）火车的最大速度19如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg（g为重力加速度）求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围20如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点已知h=2m，s=m取重力加速度大小g=10m/s2（1）一小环套在轨道上从a
12、点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；（2）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小2016-2017学年山西省运城市高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一选择题（每题4分）1诺贝尔物理学奖获得者费恩曼曾说：有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配着至今所知的一切现象，这条定律就是（）A机械能守恒定律B牛顿第二定律C动能定理D能量守恒定律【考点】8G：能量守恒定律【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献以及四个定律和定理的适用范围即可解答【解答】解：A、机械能守恒定律只适用于只有重力和弹簧弹力
13、做功时，故A错误；B、牛顿第二定律只适用于宏观物体的低速运动，具有局限性，故B错误；C、动能定理只适用于功和能的转化，故C错误；D、物理学家从千差万别的自然现象中抽象出一个贯穿其中的物理量：能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化，支配着至今所知的一切现象，这条定律即能量守恒定律，故D正确；故选：D2一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由N向M行驶，速度逐渐增大图中分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是（）ABCD【考点】42：物体做曲线运动的条件【分析】汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做变速运动，故在切线上合力不为零且
14、与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象时对的【解答】解：汽车从N点运动到M，曲线运动，必有部分力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时加速，所以沿切向方向有与速度相同的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角小于90，所以选项ACD错误，选项B正确故选：B3关于离心运动，下列说法不正确的是（）A做匀速圆周运动的物体，向心力的数值发生变化可能将做离心运动B做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时将做近心运动C物体不受外力，可能做匀速圆周运动D做匀速圆周运动的物体，在外界提供的力消失或变小将做离心运动【考点】4A：向心力；4C：离心现象【分析】当物体受到的合力的大小
15、不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动【解答】解：A、当合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体就要远离圆心，做的就是离心运动，所以向心力的数值发生变化也可能做向心运动，故AB正确；C、物体不受外力时，将处于平衡状态，不可能做匀速圆周运动，故C不正确；D、做匀速圆周运动的物体，在外界提供的力消失或变小时物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动，故D正确本题选不正确的，故选：C4一种通信卫星需要“静止”在赤道上空的某一点，因此它的运行周期必须与地球自转周期相同请你估算：通信卫星离地心的距离大约是月球心离地心的距离的多少倍
16、（月球的公转周期大约为27天）（）ABCD【考点】4F：万有引力定律及其应用；4A：向心力【分析】根据万有引力做向心力求得圆周运动半径的表达式，即可由卫星和月球的周期求得半径之比【解答】解：卫星和月球绕地球公转做圆周运动都是由万有引力做向心力，故有：，所以，；故，所以，故ABC错误，D正确；故选：D5汽车发动机的额定功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力f大小恒定，汽车在水平路面上从静止开始做直线运动，最大车速为v，汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示则（）A开始汽车做匀加速运动，t1时刻速度达到v，然后做匀速直线运动B开始汽车做匀加速直线运动，t1时刻后做加速度逐渐减小的直线运动
17、，速度达到v后做匀速直线运动C开始时汽车牵引力逐渐增大，t1时刻牵引力与阻力大小相等D开始时汽车牵引力恒定，t1时刻牵引力与阻力大小相等【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率；1I：匀变速直线运动的图像【分析】由图象可知，开始的一段时间内汽车的功率在均匀的增加，此时汽车是以恒定加速度启动，当功率达到最大时，汽车的匀加速运动的过程结束，但并不是达到了最大的速度，此后做加速度减小的加速运动【解答】解：汽车是以恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据p=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，
18、当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值所以ACD错误，B正确故选：B6如图，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中（容器固定），由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为N重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为（）A R（N3mg）B R（3mgN）C R（Nmg）D R（N2mg）【考点】66：动能定理的应用【分析】小球在B点竖直方向上受重力和支持力，根据合力提供向心力求出B点的速度，再根据动能定理求出摩擦力所做的功【解答】解：在B点有：得A滑到B的过程中运用动能定理得，得故A正确，B、C、D错误故选A7如图所示，A球用细线悬挂
19、且通过弹簧与B球相连，两球的质量相等，当两球都静止时，将悬线烧断，则下列论述中正确的是（）A细线烧断瞬间，球A的加速度等于球B的加速度B细线断后最初一段时间里，重力势能转化为动能和弹性势能C在下落过程中，两小球和弹簧组成的系统机械能守恒D细线断后最初一段时间里，动能增量小于重力势能的减少量【考点】6C：机械能守恒定律；37：牛顿第二定律【分析】线断开的瞬间，弹簧弹力不变，线的拉力突然为零，分别对两个球受力分析，可求出加速度；A球、弹簧、B球系统只有重力和弹簧弹力做功，可运用机械能守恒定律分析【解答】解：A、线断开前，B球受重力和弹簧拉力，二力平衡，A球受重力，弹簧拉力和细线拉力，三力平衡；细线
20、刚断开，细线拉力减为零，弹簧弹力不变，故A球立即有加速度，B球加速度为零，故A错误；B、C、D、系统下落过程，刚开始时，由于A的加速度大于B的加速度，故弹簧伸长量变小，弹性势能减小，由于A球、弹簧、B球系统只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，故线断后最初一段时间里，重力势能和弹性势能都转化为动能，动能的增加量大于重力势能的减小量；故BD错误，C正确；故选：C8从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为f下列说法正确的是（）A小球上升的过程中动能减少了mghB小球上升和下降的整个过程中机械能减少了fhC小球上升的过程中重力势能增加了mghD小
21、球上升和下降的整个过程中动能减少了fh【考点】1N：竖直上抛运动；6B：功能关系【分析】解决本题需掌握：总功等于动能的变化量；重力做功等于重力势能的减小量；除重力外其余力做的功等于机械能的变化量【解答】解：A、小球上升的过程中，重力和阻力都做负功，其中克服重力做功等于mgh，故总功大于mgh；根据动能定理，总功等于动能的变化量；故动能的减小量大于mgh，故A错误；B、除重力外其余力做的功等于机械能的变化量，除重力外，克服阻力做功2fh，故机械能减小2fh，故B错误；C、小球上升h，故重力势能增加mgh，故C正确；D、小球上升和下降的整个过程中，重力做功等于零，阻力做功等于2fh，故根据动能定理
22、，动能减小2fh，故D错误；故选C9如图所示，倾角=30的粗糙斜面固定在地面上，长为L、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（）A物块的机械能逐渐增加B软绳重力势能共减少了mglC物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功与物块动能增加之和D软绳重力势能的减少小于软绳动能的增加与软绳克服摩擦力所做的功之和【考点】6C：机械能守恒定律【分析】根据软绳对物块做功正负，判断物块机械能的变化，若软绳对物块做正功，其机械能增大；若软绳对物块做负功，机械能减小分别
23、研究物块静止时和软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度，确定软绳的重心下降的高度，研究软绳重力势能的减少量以软绳和物块组成的系统为研究对象，根据能量转化和守恒定律，分析软绳重力势能的减少与其动能的增加与克服摩擦力所做功的和的关系【解答】解：A、物块下落过程中，软绳对物块做负功，物块的机械能逐渐减小故A错误 B、物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为h1=sin30=，软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度h2=，则软绳重力势能共减少mg（）=故B正确 C、因为物块的机械能减小，则物块的重力势能减小量大于物块的动能增加量，减小量等于拉力做功的大小，由于拉力做功大于克服
24、摩擦力做功，所以物块重力势能的减少大于软绳克服摩擦力所做的功与物块动能增加之和故C错误 D、细线的拉力对软绳做正功，对物块做负功，则重物的机械能减小，软绳的总能量增加，而软绳的动能与克服摩擦产生的内能增加，软绳的重力势能减小，能量中的减少量一定小于能量中的增加量，故软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功的和故D正确故选：BD102015年2月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（）A在轨道上经过A的速度小于经过B的速度B在轨道上A的速度小于在轨道上A的速度C在轨道上运动的周期
25、小于在轨道上运动的周期D在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度【考点】4H：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】卫星在椭圆轨道近地点速度大于远地点速度；卫星只要加速就离心；万有引力是合力满足牛顿第二定律【解答】解：A、在轨道上由A点到B点，万有引力做正功，动能增加，则A点的速度小于B点的速度故A正确B、由轨道上的A点进入轨道，需加速，使得万有引力等于所需的向心力所以在轨道上A的速度小于在轨道上A的速度，故B正确；C、根据开普勒第三定律=C知，由于轨道的半长轴小于轨道的半径，则飞船在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期故C正确；D、航天飞机在轨道上经过A点和轨道上经过A的万有引
26、力相等，根据牛顿第二定律知，加速度相等故D错误故选：ABC11如图所示，两个竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径R相同，左侧轨道由金属凹槽制成，右侧轨道由金属圆管制成，且均可视为光滑在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别为hA和hB，下列说法正确的是（）A若使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为B若使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为C适当调整hA，可使A球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D适当调整hB，可使B球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处【考点】6C：机械能守恒定律【分析】小球A恰好能到A轨道的最高点时，
27、轨道对小球无作用力，由重力提供小球的向心力，由牛顿定律求出速度小球恰好能到B轨道的最高点时，速度为零，根据机械能守恒求解小球沿轨道运动并且从最高点飞出，做平抛运动，根据最高点的临界速度求出小球最高点飞出的水平位移的最小值【解答】解：A、小球A恰好能到A轨道的最高点时，由mg=m，vA=根据机械能守恒定律得，mg（hA2R）=m解得hA=，故A正确；B、小球恰好能到B轨道的最高点时，临界速度为零，根据机械能守恒定律得：mg（hB2R）=0若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，B小球hB2R的任意高度释放都可以，故B错误；C、小球A恰好能到A轨道的最高点时，由mg=m，vA=小球A从最高点飞出后下落
28、R高度时，根据平抛运动规律得：水平位移的最小值为xA=vA=R，小球落在轨道右端口外侧故C错误D、小球恰好能到B轨道的最高点时，临界速度为零，适当调整hB，B可以落在轨道右端口处故D正确故选AD12如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽固定在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A在下滑过程中，物块的机械能守恒B在整个过程中，物块的机械能守恒C物块被弹簧反弹后，在水平面做匀速直线运动D物块被弹簧反弹后，不能回到槽高h处【考点】6C：机械能守恒定律【分析】光滑弧形槽固定在光滑水平面上，滑块下滑过程中支持力不做功
29、，只有重力做功，机械能守恒；与弹簧碰撞过程与弹簧系统机械能守恒，但物块本身机械能不再守恒【解答】解：A、滑块下滑过程中支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故A正确；B、物块与弹簧碰撞后，由于弹簧的弹力做功，小球的机械能不再守恒，故B错误；C、物块被反弹后，由于水平方向不受外力，故在水平方向上做匀速直线运动，故C正确；D、由于滑块与弹簧系统机械能守恒，物块被弹簧反弹到最高点时，弹簧的弹性势能为零，滑块的动能为零，故物体的重力势能依然为mgh，回到出发点，故D错误故选：AC13如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量也为m
30、的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A在弹簧释放的过程中，物块的机械能守恒B物块在沿圆弧轨道上行的过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒C物块在弧形槽上运动的过程中，物块和弧形槽的动量守恒D物块不能再次压缩弹簧【考点】6C：机械能守恒定律【分析】根据动量守恒的条件和机械能守恒的条件判断机械能和动量是否守恒结合物块与弧形槽的速度大小关系判断物块的运动情况【解答】解：A、在弹簧释放的过程中，由于弹力做正功，故物块的机械能不守恒，故A错误；B、物块的机械能守恒在下滑的过程中，物块与弧形槽系统只有重力做功，机械能守恒，故B正确；C、在下滑的过程中，由于物体受重力作用，合力不为零，不符
31、合动量守恒的条件，故动量不守恒，故C错误；D、由于物块和弧形槽质量相等，故在底部时两物体的速度大小相等，方向相反；而被弹簧弹回后，物块的速度大小与原来相等，因此物块不会再滑上弧形槽，二者一直向左做匀速运动，故不会再压缩弹簧，故D正确故选：BD二实验题14两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：（1）甲同学采用如图（1）所示的装置用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动（2）乙同学采用如图（2）所示的装置两个相同的弧
32、形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N下端射出实验可观察到的现象应是两球相碰仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动【考点】MB：研究平抛物体的运动【分析】（1）根据A球的竖直分运动与B球的运动相同得出平抛运动竖直分运动是自由落体运动（2）根据P球水平方向
33、上的分运动与Q球相同，得出平抛运动水平分运动是匀速直线运动【解答】解：（1）金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，知A球竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动的竖直方向上做自由落体运动（2）两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出实验可观察到两球将相碰，知P球水平方向上的运动规律与Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动故答案为：（1）平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，（2）两球相碰，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动15在验证碰撞中动量守恒的实验中，实验要证明的是动量守恒定律的成立，即m1v1=
34、m1v1+m2v2（1）按这一公式的要求，需测量两小球的质量和它们碰撞前后的水平速度，但实验中我们只需测量两小球的质量和飞行的水平距离这是因为小球均做平抛运动，并且在空中飞行时间相同；（2）用图中的符号来表示A、B两小球碰撞中动量守恒的表达式是m1OP=m1OM+m2ON（3）两球质量应满足m1m2【考点】ME：验证动量守恒定律【分析】通过实验的原理确定需要的测量工具，小球碰撞后做平抛运动，抓住平抛运动的时间相等，小球飞行的水平距离来代表小球的水平速度来验证动量守恒定律为了防止入射小球反弹，则入射小球的质量需大于被碰小球的质量【解答】解：（1）小球碰撞后做平抛运动，高度相同，则平抛运动的飞行时
35、间相同，可用小球飞行的水平距离来代表小球的水平速度（2）验证A、B小球动量守恒，即验证m1vA=m1vA+m2vB，vA、vA为入射小球碰撞前后的速度，vB为碰撞后B的速度，设平抛运动的时间为t，则有：m1vAt=m1vAt+m2vBt，动量守恒的表达式为m1OP=m1OM+m2ON；（3）为了防止入射球碰后反弹，必须保证入射球大于被碰球的质量；即m1m2；故答案为：（1）小球均做平抛运动，并且在空中飞行时间相同；（2）m1OP=m1OM+m2ON；（3）16利用如图所示的装置可以探究系统机械能守恒，在滑块B上安装宽度为L（较小）的遮光板（遮光板质量忽略不计），把滑块B放在水平放置的气垫导轨上
36、，通过跨过定滑轮的绳与钩码A相连，连接好光电门与数字毫秒计，两光电门间距离用S表示数字毫秒计能够记录滑块先后通过两个光电门的时间t1、t2，当地的重力加速度为g请分析回答下列问题（1）为完成验证机械能守恒的实验，除了上面提到的相关物理量之外，还需要测量的量有钩码与滑块的质量分别为MA、MB（均用字母符号表示，并写清每个符号表示的物理意义）（2）滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度V1=、V2=（用题中已给或所测的物理量符号来表示）（3）在本实验中，验证机械能守恒的表达式为：MAgS=（用题中已给或所测的物理量符号来表示）【考点】MD：验证机械能守恒定律【分析】（1）根据实验的原理确定所需测量的物
37、理量（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块先后通过两个光电门的瞬时速度（3）抓住系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量得出机械能守恒的表达式【解答】解：根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，滑块通过光电门的瞬时速度分别为，系统重力势能的减小量为：Ep=MAgS，系统动能的增加量Ek=则验证的机械能守恒表达式为：MAgS=可知还需要测量的物理量有：钩码与滑块的质量分别为MA、MB故答案为：（1）钩码与滑块的质量分别为MA、MB，（2），（3）MAgS=三计算题17在月球表面，宇航员以初速度为v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点，已知月球半径为R，求：（1）月球表面
38、的重力加速度g月；（2）若在月球上发射一颗近月卫星，该卫星绕月球做圆周运动的周期是多少？【考点】4F：万有引力定律及其应用；4A：向心力【分析】（1）根据小球做匀变速运动的加速度为重力加速度，由匀变速运动速度规律求解；（2）根据近月卫星做圆周运动的向心力为万有引力，而又有地表万有引力等于重力来求解【解答】解：（1）小球在月球表面运动过程只受重力作用，故小球做加速度向下，且大小为g月的匀变速运动，那么，由匀变速运动规律可知：小球回到抛出点时速度和初速度大小相同，方向相反，设加速度方向为正方向，则有：v0（v0）=g月t；所以，月球表面的重力加速度；（2）设卫星质量为m，那么，近月卫星受万有引力作
39、用做圆周运动，又有近月卫星做圆周运动的半径等于月球半径，故万有引力等于重力，故有：，所以，近月卫星绕月球做圆周运动的周期；答：（1）月球表面的重力加速度g月为；（2）若在月球上发射一颗近月卫星，该卫星绕月球做圆周运动的周期是18火车在运行中保持额定功率2500KW，火车的总质量是1000t，所受阻力恒为1.56105N求：（1）火车的加速度是1m/s2时的速度；（2）火车的速度是12m/s时的加速度；（3）火车的最大速度【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率【分析】当汽车以额定功率行驶时，随着汽车速度的增加，汽车的牵引力会逐渐的减小，所以此时的汽车不可能做匀加速运动，直到最后牵引力和阻力相等，
40、到达最大速度之后做匀速运动【解答】解：（1）由牛顿第二定律可得，Ff=ma，解得F=ma+f=10000001+1.56105N=11.56105N则v=2.16m/s （2）当火车的速度是12m/s时，F=N=N由牛顿第二定律可得，a=5.2102m/s2（3）当牵引力和阻力相等时，汽车的速度最大，由P=FV=fV可得，最大速度为V=16m/s答：（1）火车的加速度是1m/s2时的速度为2.16m/s； （2）火车的速度是12m/s时的加速度为5.2102m/s2（3）火车的最大速度为16m/s19如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径
41、为R一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg（g为重力加速度）求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围【考点】6C：机械能守恒定律；4A：向心力【分析】要求物块相对于圆轨道底部的高度，必须求出物块到达圆轨道最高点的速度，在最高点物体做圆周运动的向心力由重力和轨道对物体的压力提供，当压力恰好为0时，h最小；当压力最大时，h最大【解答】解：若物体恰好能够通过最高点，则有mg=m解得v1=初始位置相对于圆轨道底部的高度为h1，则根据机械能守恒可得mgh1=2mgR+解得h1=当小物块对最高点的压
42、力为5mg时，有5mg+mg=解得v2=初始位置到圆轨道的底部的高度为h2，根据机械能守恒定律可得mgh2=2mgR+解得h2=5R故物块的初始位置相对于圆轨道底部的高度的范围为20如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点已知h=2m，s=m取重力加速度大小g=10m/s2（1）一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；（2）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小【考点】4A：向心力【分析】（1）当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，
43、则在bc上只受重力，做平抛运动，根据平抛运动基本公式求出b点速度，再根据动能定理求解R；（2）下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，b到c的过程中，根据动能定理列式，根据平抛运动基本公式求出c点速度方向与竖直方向的夹角，再结合运动的合成与分解求解【解答】解：（1）当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则在bc上只受重力，做平抛运动，则有：=则在b点的速度，从a到b的过程中，根据动能定理得：解得：R=0.25m（2）从b点下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，b到c的过程中，根据动能定理得：因为物体滑到c点时与竖直方向的夹角等于（1）问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角，设为，则根据平抛运动规律可知，根据运动的合成与分解可得由解得：v水平=m/s答：（1）圆弧轨道的半径为0.25m；（2）环到达c点时速度的水平分量的大小为m/s