2019-2020年高一下学期期末物理试卷 含解析.doc

2019-2020年高一下学期期末物理试卷 含解析一、单项选择题（本题共10小题，每题3分，共30分每题所给的选项中，有的只有一个是正确的）1“前方午辆转弯，请您拉好扶手”是市内公交车到达路口转弯前广播的提示语音，这样可以提醒乘客拉好扶手，以免车辆转弯时乘客（）A可能向前倾倒B可能向后倾倒C可能向转弯的内侧倾倒D可能向转弯的外侧倾倒2汽车在某段直线路面上以恒定的功率变速运动，与速度为4m/s时的加速度为a，当速度为8m/s时的加速度为，则汽车运动的最大速度是（）A10m/sB12m/sC14m/sD16m/s3如图所示，两个带电小球A和B分别带有同种电荷QA和QB，质量为mA和mBA固定，B用长为L的绝缘丝线悬在A球正上方的一点当达到平衡时，AB相距为d，此时很小，若使A、B间距减小到，可以采用的办法是（）A将B的电量减小到B将A的电量减小到C将B的质量减小到D将B的质量增大到8mB4美国在xx年2月11日宣布“探测到引力波的存在”天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GW150914是一个36倍太阳质量的黑洞和一个29倍太阳质量的黑洞并合事件假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其它星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是（）A这两个黑洞运行的线速度大小始终相等B这两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等C36倍太阳质量的黑洞轨道半径比29倍太阳质量的黑洞轨道半径大D随两个黑洞的间距缓慢减小，这两个黑洞运行的周期也在减小5质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为Ep=，其中G为引力常量，M为地球质量该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（）AGMm（）BGMm（）C（）D（）6电影智取威虎山中有精彩而又刺激的解放军战士滑雪的镜头假设某战士从弧形的雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到倾斜的雪坡上，如图所示，若倾斜的雪坡倾角为，战士飞出时的水平速度大小为v0，且他飞出后在空中的姿势保持不变，不计空气阻力，重力加速度为g，则（）A如果v0不同，该战士落到雪坡时的位置不同，速度方向也不同B如果v0不同，该战士落到雪坡时的位置不同，但空中运动时间相同C该战士刚要落到雪坡上时的速度大小是D该战士在空中经历的时间是7如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左壁射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h则（）A子弹在圆筒中的水平速度为v0=dB子弹在圆筒中的水平速度为v0=2dC圆筒转动的角速度可能为=D圆筒转功的角速度可能为=38如图所示，物体A、B与地面间动摩擦因数相同，质量也相同，在力F的作用下一起沿水平地面运动了距离s，以下说法中正确的是（）A摩擦力对A、B所做的功相同B合外力对A、B所做的功相同CF对A所做的功与A对B做的功相同DA对B的作用力大于B对A的作用力9如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮质量分别为M、m（Mm）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（）A两滑块组成系统的机械能守恒B重力对M做的功等于M动能的增加C轻绳对m做的功等于m动能的增加D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功10如图所示，倾角为30、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，现由静止释放A、B两球，球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上重力加速度为g，不计一切摩擦则（）AA球刚滑至水平面时速度大小为BB球刚滑至水平面时速度大小为C小球A、B在水平面上不可能相撞D在A球沿斜面下滑过程中，轻绳对B球一直做正功二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共计20题每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全对得2分，错选或不答得0分）11如图1、2所示为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手（图中为右手）按在金属球上，并与周围其他物体保持远离一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，如图所示，在此状态下，下列分析正确的是（）A若用左手去摸金属球，会被电击B若用左手与旁边的观众握手，会被电击C若将右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态D若将右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态12如图所示，在光滑水平面上放一辆小车，小车的左端放一只箱子，在水平恒力F作用下，将箱子从小车右端拉出，如果一次小车被固定在地面上，另一次小车不固定，小车可沿地面运动，则这两种情况下（）A摩擦力的大小一样大BF所做的功一样大C摩擦产生的热量一样多D箱子所得到的动能一样多13如图所示，一橡皮条长为L，上端悬挂于O点，下端固定一质量为m的小球，把小球托高到悬点O处，让其自由下落，经时间t落到最低点，若不计橡皮条自身的重力，则小球自悬点下落到最低点的整个过程中（）A加速度的大小先不变后变小再变大B小球在落下L时速度最大C小球的机械能守恒D小球重力做的功大于mgL14水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带上设工件初速为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止设工件质量为m，它与传送带间的滑动摩擦系数为，则在工件相对传送带滑动的过程中，下列说法错误的是（）A滑动摩擦力对工件做的功为B工件的机械能增量为C工件相对于传送带滑动的路程大小为D传送带对工件做功为零15如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零重力加速度为g则上述过程中（）A物块在A点时，弹簧的弹性势能等于WB物块在B点时，弹簧的弹性势能小于WC物块经O点时，物块的动能等于WmgaD物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能三、实验题16现要通过实验验证机械能守恒定律实验装置如图所示：水平桌面上固定倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度用g表示重力加速度完成下列填空：若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_动能的增加量可表示为_若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为_17如图1所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动连接细绳及托盘，放人砝码，通过实验得到图2所示的纸带纸带上0为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G实验时小车所受拉力为0.2N，小车的质量为0.2kg请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek，补填表中空格（结果保留至小数点后第四位）OBOCODOEOFW/J0.04320.05720.07340.0915_Ek/J0.04300.05700.07340.0907_分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W=Ek，与理论推导结果一致实验前已测得托盘质量为7.7103kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg（g取9.8m/s2，结果保留至小数点后第三位）四、解答题18如图，真空中两根光滑绝缘棒在同一竖直平面内绕O点转动，棒上各穿有一个质量为m、带电量为q的小球（小 球大小可忽略），两小球在同一高度上，问角多大时小球到0点的距离l最小？19过山车是游乐场中常见的设施下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径R1=2.0m、R2=1.4m一个质量为m=1.0kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动，A、B间距L1=6.0m小球与水平轨道间的动摩擦因数为0.2，圆形轨道是光滑的假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠重力加速度取g=10m/s2，计算结果保留小数点后一位数字试求（1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；（2）如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距L应是多少；（3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径R3应满足的条件；小球最终停留点与起点A的距离20如图所示，四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切，它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内，圆轨道OA的半径R=0.45m，水平轨道AB长s1=3m，OA与AB均光滑一滑块从O点由静止释放，当滑块经过A点时，静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动，运动一段时间后撤去力F当小车在CD上运动了s2=3.28m时速度v=2.4m/s，此时滑块恰好落入小车中已知小车质量M=0.2kg，与CD间的动摩擦因数=0.4，取g=10m/s2，求：（1）恒力F的作用时间t；（2）AB与CD的高度差hxx学年陕西省西安交大附中高一（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，每题3分，共30分每题所给的选项中，有的只有一个是正确的）1“前方午辆转弯，请您拉好扶手”是市内公交车到达路口转弯前广播的提示语音，这样可以提醒乘客拉好扶手，以免车辆转弯时乘客（）A可能向前倾倒B可能向后倾倒C可能向转弯的内侧倾倒D可能向转弯的外侧倾倒【考点】惯性【分析】公共汽车在到达路口转弯时，由于惯性，乘客有向转弯的外侧倾倒的可能【解答】解：在公共汽车在到达路口前，乘客具有与汽车相同的速度，当车辆转弯时，由于惯性，乘客要保持向前的速度，这样转弯时乘客有向转弯的外侧倾倒的可能所以车内播音员提醒主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒故D正确A、B、C错误故选：D2汽车在某段直线路面上以恒定的功率变速运动，与速度为4m/s时的加速度为a，当速度为8m/s时的加速度为，则汽车运动的最大速度是（）A10m/sB12m/sC14m/sD16m/s【考点】功率、平均功率和瞬时功率【分析】根据P=Fv分别求出速度为4m/s和8m/s时的牵引力，再根据牛顿第二定律列式求出阻力，当牵引力等于阻力时，速度最大，从而求出最大速度【解答】解：当其速度分别为4m/s和8m/s时，根据牛顿第二定律和公式P=Fv得：f=maf=m代入数据得：f=maf=m由式解得：P=6ma，f=0.5ma当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度为：vm=12m/s故选：B3如图所示，两个带电小球A和B分别带有同种电荷QA和QB，质量为mA和mBA固定，B用长为L的绝缘丝线悬在A球正上方的一点当达到平衡时，AB相距为d，此时很小，若使A、B间距减小到，可以采用的办法是（）A将B的电量减小到B将A的电量减小到C将B的质量减小到D将B的质量增大到8mB【考点】库仑定律；共点力平衡的条件及其应用【分析】由于B受力平衡，对B受力分析，可以求出AB之间的库仑力的大小，在根据库仑定律可以分析BA之间的库仑力的变化【解答】解：对B受力分析，根据B受力平衡可以求得ab之间的库仑力的大小为F=mBgsin，由于很小，所以根据近似的关系可得，F=mBgsin=mBg，根据几何的边角关系可得 =，所以F=mBgsin=mBg=mBg，根据库仑定律有 k=mBg，所以当A、B间距减小到时，A、将B的电量减小到时，上式仍然相等，所以A正确；B、将A的电量减小到时，上式仍然相等，所以B正确；CD、将B的质量增大到8mB时，上式仍然相等，所以C错误，D正确；故选ABD4美国在xx年2月11日宣布“探测到引力波的存在”天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GW150914是一个36倍太阳质量的黑洞和一个29倍太阳质量的黑洞并合事件假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其它星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是（）A这两个黑洞运行的线速度大小始终相等B这两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等C36倍太阳质量的黑洞轨道半径比29倍太阳质量的黑洞轨道半径大D随两个黑洞的间距缓慢减小，这两个黑洞运行的周期也在减小【考点】万有引力定律及其应用【分析】双星做匀速圆周运动具有相同的角速度，靠相互间的万有引力提供向心力，根据万有引力提供向心力公式以及线速度、向心加速度、角速度直接的关系判断即可【解答】解：D、根据可得根据可得所以=当不变时，L减小，则T减小，即双星系统运行周期会随间距减小而减小，故D正确C、由知，质量与轨道半径成反比，所以36倍太阳质量的黑洞轨道半径比29倍太阳质量的黑洞轨道半径小，故C错误A、这两个黑洞共轴转动，角速度相等，根据v=r可以，质量大的半径小，所以质量大的线速度小，故A错误；B、根据可知，角速度相等，质量大的半径小，所以质量大的向心加速度小，故B错误；故选：D5质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为Ep=，其中G为引力常量，M为地球质量该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（）AGMm（）BGMm（）C（）D（）【考点】万有引力定律及其应用；重力势能的变化与重力做功的关系【分析】求出卫星在半径为R1圆形轨道和半径为R2的圆形轨道上的动能，从而得知动能的减小量，通过引力势能公式求出势能的增加量，根据能量守恒求出热量【解答】解：卫星做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则轨道半径为R1时 G= ，卫星的引力势能为EP1= 轨道半径为R2时 G=m ，卫星的引力势能为EP2=设摩擦而产生的热量为Q，根据能量守恒定律得：+EP1=+EP2+Q 联立得Q=（）故选：C6电影智取威虎山中有精彩而又刺激的解放军战士滑雪的镜头假设某战士从弧形的雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到倾斜的雪坡上，如图所示，若倾斜的雪坡倾角为，战士飞出时的水平速度大小为v0，且他飞出后在空中的姿势保持不变，不计空气阻力，重力加速度为g，则（）A如果v0不同，该战士落到雪坡时的位置不同，速度方向也不同B如果v0不同，该战士落到雪坡时的位置不同，但空中运动时间相同C该战士刚要落到雪坡上时的速度大小是D该战士在空中经历的时间是【考点】平抛运动【分析】该战士离开平台做平抛运动，抓住竖直位移和水平位移的关系得出运动的时间，结合速度方向与水平方向夹角和位移方向与水平方向夹角的关系得出速度的方向【解答】解：AD、根据tan=，解得平抛运动的时间为：t=则水平位移为：x=v0t=，知初速度不同，水平位移不同，落点位置不同因为速度与水平方向的夹角正切值为：tan=2tan，因为为定值，则速度与水平方向的夹角为定值，则落在斜面上的速度方向相同故A错误，D正确B、由t=知，v0不同，该战士落到雪坡时的位置不同，在空中运动时间也不同，故B错误C、该战士刚要落到雪坡上时的速度大小为：v=，故C错误故选：D7如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左壁射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h则（）A子弹在圆筒中的水平速度为v0=dB子弹在圆筒中的水平速度为v0=2dC圆筒转动的角速度可能为=D圆筒转功的角速度可能为=3【考点】平抛运动；线速度、角速度和周期、转速【分析】子弹在桶中做平抛运动，根据高度求出运动的时间，结合水平位移求出子弹的初速度在子弹平抛运动的过程中，运动的时间是转筒半个周期的奇数倍，根据该关系求出圆筒转动的角速度【解答】解：A、根据h=，解得t=，则子弹在圆筒中的水平速度为故A正确，B错误C、因为子弹右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上，则t=，n=1，2，3，因为T=，解得=（2n1），当n=1时，=，当n=2时，=3故C、D正确故选ACD8如图所示，物体A、B与地面间动摩擦因数相同，质量也相同，在力F的作用下一起沿水平地面运动了距离s，以下说法中正确的是（）A摩擦力对A、B所做的功相同B合外力对A、B所做的功相同CF对A所做的功与A对B做的功相同DA对B的作用力大于B对A的作用力【考点】功的计算【分析】通过对AB两物体的分析可知，AB两物体受到的摩擦力不相等，有W=fs可知摩擦力做功不相等分别对AB受力分析，由动能定理可知，合外力对两物体做功的大小关系【解答】解：对AB分别受力分析可知对A分析FnFsinaG=0，f=Fn=（Fsina+G）对B分析Fn1=G，f1=Fn1=GWf=fL，Wf1=f1L，ff1WfWf1AB所受的合外力做的功等于AB物体动能的变化量，而A、B动能的变化量相等，所以A、B合外力做功相等；而A所受合外力做功为F和摩擦力做功之和，B所受合力为A对B的力及摩擦力做功之和，结合上式可知，摩擦力做功不等，所以F对A与A对B的力做功不相等，A对B和B对A的力大小相等，方向相反，位移相同，所以A对B做功的大小等于B对A做功的大小，故B正确，ACD错误故选：B9如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮质量分别为M、m（Mm）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（）A两滑块组成系统的机械能守恒B重力对M做的功等于M动能的增加C轻绳对m做的功等于m动能的增加D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功【考点】功能关系【分析】机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹簧的弹力做功功与能量的转化紧密联系，功是能量转化的量度，其中重力做功与重力势能变化、除了重力以外的力做功与机械能的变化有关【解答】解：A、由于斜面ab粗糙，滑块M运动过程中，摩擦力做负功，故两滑块组成系统的机械能不守恒，故A错误B、重力对M做的功等于M重力势能的变化，合力对M做功才等于M动能的增加，故B错误C、m受到绳子的拉力向上运动，拉力做正功，故m的机械能一定增加，而且轻绳对m做的功等于m机械能的增加，故C错误；D、根据功能原理得知：除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，摩擦力做负功，造成机械能损失，则有：两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功故D正确故选：D10如图所示，倾角为30、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，现由静止释放A、B两球，球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上重力加速度为g，不计一切摩擦则（）AA球刚滑至水平面时速度大小为BB球刚滑至水平面时速度大小为C小球A、B在水平面上不可能相撞D在A球沿斜面下滑过程中，轻绳对B球一直做正功【考点】机械能守恒定律【分析】两个小球A、B运动过程中系统机械能守恒，列出表达式求出A球刚滑至水平面时速度大小当B球沿斜面顶端向下运动时，B球做加速运动，根据动能定理求解B球刚滑至水平面时速度大小两个小球A、B运动到水平面上，由于后面的B球速度大于A球速度，所以小球A、B在水平面会相撞【解答】解：A、当B球沿斜面顶端向下运动时，两个小球A、B运动过程中系统机械能守恒得：3mgLmgL=（3m+m）v2v=故A正确B、根据动能定理研究B得mgL=mvB2mv2vB=，故B错误C、两个小球A、B运动到水平面上，由于后面的B球速度大于A球速度，所以小球A、B在水平面会相撞故C错误D、在A球沿斜面下滑一半距离此后过程中，绳中无张力，轻绳对B球不做功，故D错误故选A二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共计20题每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全对得2分，错选或不答得0分）11如图1、2所示为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手（图中为右手）按在金属球上，并与周围其他物体保持远离一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，如图所示，在此状态下，下列分析正确的是（）A若用左手去摸金属球，会被电击B若用左手与旁边的观众握手，会被电击C若将右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态D若将右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态【考点】静电场中的导体【分析】在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，所以电荷不能通过实验者导走，此时的体验者与金属球形成一个大的导体，处于静电平衡状态，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开；若体验者将右手离开金属球而且走下绝缘凳，与地面接触的过程中，地面会将体验者表面的电荷导走【解答】解：A、体验者双脚站在绝缘凳上，所以电荷不能通过实验者导走，体验者与金属球形成一个导体，处于静电平衡状态，再加上体验者与金属球上的电荷是逐渐增加的，所以不会被电击故A错误；B、由于体验者的身体的表面带有电荷，若体验者用左手与旁边的观众握手，电荷将通过观众向大地传送，所以二人都会被电击故B正确；C、若体验者将右手离开金属球，由于体验者身体表面仍然带有电荷，所以则头发不会立刻恢复常态故C错误；D、若体验者将右手离开金属球而且走下绝缘凳，由于体验者与地面接触的过程中，地面会将体验者表面的电荷导走，所以头发会立刻恢复常态故D正确故选：BD12如图所示，在光滑水平面上放一辆小车，小车的左端放一只箱子，在水平恒力F作用下，将箱子从小车右端拉出，如果一次小车被固定在地面上，另一次小车不固定，小车可沿地面运动，则这两种情况下（）A摩擦力的大小一样大BF所做的功一样大C摩擦产生的热量一样多D箱子所得到的动能一样多【考点】功能关系【分析】根据滑动摩擦力公式f=N求摩擦力的大小根据W=Fl，l是木箱相对地的位移根据相对位移求摩擦生热由动能定理分析箱子获得的动能关系【解答】解：A、由f=N=mg，可知，这两种情况下箱子所受的摩擦力大小一样大，故A正确B、由于小车不固定时，箱子对地的位移较大，所以由W=Fl，可知，小车不固定时F做功较大，故B错误C、摩擦产生的热量表达式为 Q=mgL，L是车长，所以Q相等，故C正确D、根据动能定理得：（Ff）l=Ek，由于小车不固定时，箱子对地的位移大，所以小车不固定时，箱子所得到的动能较大，故D错误故选：AC13如图所示，一橡皮条长为L，上端悬挂于O点，下端固定一质量为m的小球，把小球托高到悬点O处，让其自由下落，经时间t落到最低点，若不计橡皮条自身的重力，则小球自悬点下落到最低点的整个过程中（）A加速度的大小先不变后变小再变大B小球在落下L时速度最大C小球的机械能守恒D小球重力做的功大于mgL【考点】机械能守恒定律【分析】根据合力的变化确定加速度的变化，结合加速度方向与速度方向的关系判断速度的变化根据机械能守恒的条件判断机械能守恒守恒【解答】解：A、在橡皮条到达原长前，小球做自由落体运动，加速度不变，然后重力大于弹力，加速度方向向下，做加速度减小的加速运动，弹力等于重力后，弹力大于重力，加速度方向向上，做加速度增大的减速运动，可知加速度先不变，后变小，再变大小球在平衡位置时，速度最大，此时下降的距离不等于L，故A正确，B错误C、全过程中重力和弹簧的弹力对小球做功，小球的机械能不守恒，故C错误D、小球自悬点下落到最低点的整个过程中，下降的过程大于L，则重力做功大于mgL，故D正确故选：AD14水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带上设工件初速为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止设工件质量为m，它与传送带间的滑动摩擦系数为，则在工件相对传送带滑动的过程中，下列说法错误的是（）A滑动摩擦力对工件做的功为B工件的机械能增量为C工件相对于传送带滑动的路程大小为D传送带对工件做功为零【考点】动能定理的应用；功能关系【分析】物体在传送带上运动时，物体和传送带要发生相对滑动，所以电动机多做的功一部分转化成了物体的动能另一部分就是增加了相同的内能【解答】解：A、在运动的过程中只有摩擦力对物体做功，由动能定理可知，摩擦力对物体做的功等于物体动能的变化，即为mv2，故A正确B、工件动能增加量为mv2，势能不变，所以工件的机械能增量为故B正确C、根据牛顿第二定律知道工件的加速度为g，所以速度达到v而与传送带保持相对静止时间t=工件的位移为工件相对于传送带滑动的路程大小为vt=，故C正确D、根据A选项分析，故D错误本题选错误的，故选D15如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零重力加速度为g则上述过程中（）A物块在A点时，弹簧的弹性势能等于WB物块在B点时，弹簧的弹性势能小于WC物块经O点时，物块的动能等于WmgaD物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能【考点】功能关系【分析】到达B点时速度为0，但加速度不一定是零，即不一定合力为0，这是此题的不确定处弹簧作阻尼振动，如果接触面摩擦系数很小，则动能为最大时弹簧伸长量较小（此时弹力等于摩擦力mg），而弹簧振幅变化将很小，B点弹簧伸长大于动能最大点；如果较大，则动能最大时，弹簧伸长量较大，（因弹力等于摩擦力，较大，摩擦力也较大，同一个弹簧，则需要较大伸长量，弹力才可能与摩擦力平衡），而此时振幅变化很大，即振幅将变小，则物块将可能在离O点很近处，就处于静止（速度为0，加速度也为0），此时B点伸长量可能小于动能最大时伸长量至于物块在A点或B点时弹簧的弹性势能，由功能关系和动能定理分析讨论即可【解答】解：A、如果没有摩擦力，则O点应该在AB中间，由于有摩擦力，物体从A到B过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点故OA，此过程物体克服摩擦力做功大于，根据能量守恒得，物块在A点时，弹簧的弹性势能小于W故A错误B、由A分析得物块从开始运动到最终停在B点，路程大于a+，故整个过程物体克服阻力做功大于，故物块在B点时，弹簧的弹性势能小于故B正确C、从O点开始到再次到达O点，物体路程大于a，故由动能定理得，物块的动能小于Wmga故C错误D、如果没有摩擦力，动能最大时，弹簧形变量为零，弹性势能为零，而水平面间有摩擦力，知动能最大时，弹力与摩擦力平衡，则弹性势能不为零；同时由于受到最大时的弹簧的形变量与B点时弹簧的形变量之间的关系未知，所以不能判断出物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能，故D错误故选：B三、实验题16现要通过实验验证机械能守恒定律实验装置如图所示：水平桌面上固定倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度用g表示重力加速度完成下列填空：若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为动能的增加量可表示为若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为【考点】验证机械能守恒定律【分析】关键在于研究对象不是单个物体而是滑块、遮光片与砝码组成的系统对于系统的重力势能变化量要考虑系统内每一个物体的重力势能变化量动能也是一样光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度【解答】解：（1）滑块、遮光片下降重力势能减小，砝码上升重力势能增大所以滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量EP=Mgmgs=光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度vB=根据动能的定义式得出：Ek=（m+M）vB2=若在运动过程中机械能守恒，Ek=EP；所以与s的关系式为故答案为：；17如图1所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动连接细绳及托盘，放人砝码，通过实验得到图2所示的纸带纸带上0为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G实验时小车所受拉力为0.2N，小车的质量为0.2kg请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek，补填表中空格（结果保留至小数点后第四位）OBOCODOEOFW/J0.04320.05720.07340.09150.1115Ek/J0.04300.05700.07340.09070.1105分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W=Ek，与理论推导结果一致实验前已测得托盘质量为7.7103kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为0.015kg（g取9.8m/s2，结果保留至小数点后第三位）【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系【分析】为保证拉力等于小车受到的合力，需平衡摩擦力；合力的功等于拉力与位移的乘积；F点速度等于EG段的平均速度，求解出速度后再求解动能；对砝码盘和砝码整体从O到F过程运用动能定理列式求解即可【解答】解：为保证拉力等于小车受到的合力，需平衡摩擦力，即将长木板左端适当垫高，轻推小车，小车做匀速直线运动；拉力的功为：W=FxOF=0.2N0.5575m=0.1115J；F点的瞬时速度为：；故F点的动能为：；砝码盘和砝码整体受重力和拉力，从O到F过程运用动能定理，有：（M+m）gFxOF=；代入数据解得：m=0.015kg；故答案为：匀速直线； 0.1115，0.1105； 0.015四、解答题18如图，真空中两根光滑绝缘棒在同一竖直平面内绕O点转动，棒上各穿有一个质量为m、带电量为q的小球（小 球大小可忽略），两小球在同一高度上，问角多大时小球到0点的距离l最小？【考点】库仑定律；共点力平衡的条件及其应用【分析】对其中一个小球受力分析，由平衡条件求出小球受到的库仑力，然后由库伦定律求出两球间的距离l，根据l表达式求得角度的取值即可【解答】解：以其中一个小球为研究对象受力分析，运用合成法，如图：由几何知识得：F=mgtan 根据库仑定律：F=k=k由两式解得：l=由数学知识可知，当=45时l取最小值答：两小球在同一高度上，问角45时小球到0点的距离l最小19过山车是游乐场中常见的设施下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径R1=2.0m、R2=1.4m一个质量为m=1.0kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动，A、B间距L1=6.0m小球与水平轨道间的动摩擦因数为0.2，圆形轨道是光滑的假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠重力加速度取g=10m/s2，计算结果保留小数点后一位数字试求（1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；（2）如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距L应是多少；（3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径R3应满足的条件；小球最终停留点与起点A的距离【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律【分析】对小球的运动过程进行分析运用动能定理求出小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度，再对小球在第一个圆轨道的最高点进行受力分析，并利用牛顿第二定律求出轨道对小球作用力知道小球恰能通过圆形轨道的含义，并能找出在第二圆形轨道的最高点速度运用动能定理研究某一运动过程求出B、C间距L知道要使小球不能脱离轨道的含义：1、小球恰能通过第三个圆轨道，2、轨道半径较大时，小球不能通过第三个圆轨道，但是还要不能脱离轨道，那么小球上升的高度就不能超过R3应用动能定理研究整个过程求出两种情况下的问题【解答】解：（1）设小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1根据动能定理得：mgL12mgR1=mv12mv02小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F，根据牛顿第二定律有： F+mg=m 由 、得 F=10.0 N （2）设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v2，由小球恰能通过第二圆形轨道有： mg=m mg（L1+L）2mgR2=mv22mv02 由、得 L=12.5m （3）要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论： I轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为v3，应满足 mg=m mg（L1+2L）2mgR3=mv32mv02 由 、得 R3=0.4mII轨道半径较大时，小球上升的最大高度为R3，根据动能定理mg（L1+2L）mgR3=0mv02解得 R3=1.0m为了保证圆轨道不重叠，R3最大值应满足 （R2+R3）2=L2+（R3R2）2解得 R3=27.9m综合I、II，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件 0R30.4m或 1.0mR327.9m当0R30.4m时，小球最终停留点与起始点A的距离为L，则mgL=0mv02 L=36.0m当1.0mR327.9m时，小球最终停留点与起始点A的距离为L，则 L=L2（LL12L）=26.0m答：（1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小为10.0N；（2）如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距L应是12.5m；（3）第三个圆轨道的半径须满足下面的条件 0R30.4m或 1.0mR327.9m当0R30.4m时，小球最终停留点与起始点A的距离为36.0m当1.0mR327.9m时，小球最终停留点与起始点A的距离为26.0m20如图所示，四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切，它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内，圆轨道OA的半径R=0.45m，水平轨道AB长s1=3m，OA与AB均光滑一滑块从O点由静止释放，当滑块经过A点时，静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动，运动一段时间后撤去力F当小车在CD上运动了s2=3.28m时速度v=2.4m/s，此时滑块恰好落入小车中已知小车质量M=0.2kg，与CD间的动摩擦因数=0.4，取g=10m/s2，求：（1）恒力F的作用时间t；（2）AB与CD的高度差h【考点】动能定理的应用；平抛运动【分析】（1）对CD段由动能定理、牛顿第二定律及位移和时间关系式联立可求得F作用的时间；（2）撤去F后小车做匀减速运动，小球先作圆周运动，再离开B后做平抛运动，两者相遇所经历的时间相同，则由小车的运动时间可求得小物体平抛的时间，则可求得物体下落的高度【解答】解：（1）设小车在轨道CD上加速的距离为s，由动能定理得：FsMgs2=Mv2设小车在轨道CD上做加速运动时的加速度为a，由牛顿运动定律得：FMg=Mas=at2联立式，代入数据得：t=1s（2）设小车在轨道CD上做加速运动的末速度为v，撤去力F后小车做减速运动时的加速度为a减速时间为t，由牛顿运动定律得v=atMg=Mav=v+at设滑块的质量为m，运动到A点的速度为vt，由动能定理得：mgR=mvt2设滑块由A点运动到B点的时间为t1，由运动学公式得：s1=vtt1设滑块做平抛运动的时间为t1则有：t1=t+tt1由平抛规律得：h=gt12联立式，代入数据得：h=0.8m答：（1）恒力F的作用时间t为1s；（2）AB与CD的高度差h为0.8mxx年9月16日