2019-2020年高一下学期期末物理试卷 含解析 (II).doc

2019-2020年高一下学期期末物理试卷 含解析 (II)一、单项择题：本大题共8小题，每小题4分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求1关于“节约能源”，下面的说法中正确的是（）A浪费能源，只是浪费个人的金钱，所以节约能源是毫无意义的B浪费能源，只是浪费个人的金钱，对整个社会和自然界来讲，反正能量是守恒的，所以就社会而言，节约能源毫无意义C从能量转化的角度看，自然界中宏观过程是有方向性的，能源的利用受这种方向性的制约，且能源的利用过程对环境有污染，所以“节约能源”对人类社会发展有很大的影响D上述说法都是错误的2如图所示，一个质量是2kg的钢球，以2m/s的初速度水平向右射到竖直的墙壁上碰撞后水平向左弹回，速度为1m/s选取水平向右为正方向，下列关于钢球动量变化的大小和方向正确的是（）Ap=6kgm/s，方向水平向左Bp=6kgm/s，方向水平向右Cp=2kgm/s，方向水平向左Dp=2kgm/s，方向水平向右3自1957年10月4日前苏联发射了世界上第一颗人造卫星以来 截止xx年底，全世界共成功发射6053颗人造卫星 目前全球在轨卫星数量905颗，人造卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A半径越大，角速度越大，速率越大B半径越大，角速度越大，速率越小C半径越小，角速度越大，速率越小D半径越小，角速度越大，速率越大4竖直向上抛出一个物体，由于受到空气阻力作用，物体落回抛出点的速率小于抛出时的速率，则在这过程中（）A物体的机械能守恒B物体上升时机械能减小，下降时机械能增大C物体上升时机械能增大，下降时机械能减小D物体上升时机械能减小，下降时机械能减小5滑雪比赛惊险刺激，如图所示，一名跳台滑雪运动员一段加速滑行后从O水平飞出，经过3s落到斜坡上的A点，已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角=37，不计空气阻力（取sin37=0.60，cos37=0.80，g取10m/s2）则运动员落到斜坡上时速度方向与水平方向的夹角满足（）Atan=1.33Btan=1.50Ctan=1.44Dtan=2.006在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看作是做半径为R的在水平面内的圆周运动设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L已知重力加速度为g要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（）ABCD7一根长为L、质量不计的轻杆下端固定一质量为m的小球，上端连在光滑水平轴上，轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动（不计空气阻力），如图所示当小球在最低点时给它一个水平初速度v0，小球刚好能做完整的圆周运动若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大，则下列判断正确的是（）A小球能做完整的圆周运动，经过最高点的最小速度为B小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大C小球在最低点对轻杆的作用力先减小后增大D小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心8如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是（）AF1先增大后减小，F2一直减小BF1先减小后增大，F2一直减小CF1和F2都一直减小DF1和F2都一直增大二、多项选择题：本大题共4小题，每小题4分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分有选错的得0分9下列说法正确的是（）A物体在恒力作用下能做曲线运动也能做直线运动B物体在变力作用下一定是做曲线运动C物体做曲线运动，沿垂直速度方向的合力一定不为零D两个直线运动的合运动一定是直线运动10如图所示，A、B两物体质量之比mA：mB=3：2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（）A若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒B若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A、B、C组成系统的动量不守恒C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的动量守恒D若A、B所受的摩擦力大小不相等，A、B、C组成系统的动量守恒11xx年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，沿地月转移轨道直奔月球，飞行轨道如图所示嫦娥三号经过地月转移轨道在P点调整后进入环月圆轨道，再调整后进入环月椭圆轨道，最后由近月点Q沿抛物线下降，于xx年12月14日在月球虹湾成功软着陆在实施软着陆过程中，嫦娥三号离月球表面4m高时最后一次悬停，确认着陆点已知嫦娥三号总质量为M在最后一次悬停时，反推力发动机对其提供的反推力为F，引力常量为G，月球半径为R，忽略月球自转及地球对月球的影响以下说法正确的是（）A嫦娥三号在环月圆轨道的P点加速，才能进入环月椭圆轨道B月球的质量为C月球的第一宇宙速度为D嫦娥三号沿椭圆轨道运动至P点和沿圆轨道运动至P点时，加速度相同12在倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态现用一沿斜面方向的恒力拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚离开C时，A的速度为v，加速度方向沿斜面向上、大小为a，则（）A从静止到B刚离开C的过程中，重力对A做的功为B从静止到B刚离开C的过程中，A发生的位移为 C当A的速度达到最大时，B的加速度大小为 DB刚离开C时，恒力对A做功的功率为 （mgsin+ma）v三、实验题（每空3分，共18分）13某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图1所示，实验主要步骤如下：（1）实验时，为使小车只在橡皮筋作用下运动，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该是图2中的（填“甲”或“乙”）（2）使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为W；（3）再用完全相同的2条、3条橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的（填写相应实验条件），使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W（4）分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3（5）作出Wv图象，则图3中符合实际的图象是14用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，重物m从高处由静止开始下落，拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律图甲中给出的是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，电源的频率为50HZ，计数点间的距离如图所示已知m=xxg，则 （g取9.8m/s2，所有结果均保留三位有效数字）（1）在纸带上打下计数点5时的速度v5=m/s；（2）在打点05过程中系统动能的增量Ek=J，重力势能的减少量Ep=J，（3）运用机械能守恒定律结论和该实验装置，还可以测量该地的重力加速度，若某同学作出v2h图象如图乙所示，则当地的实际重力加速度g=m/s2四、计算题（共34分）152020年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，花样滑雪是冬季奥林匹克运动会精彩项目之一，设一个质量M=50kg的跳台花样滑雪运动员（可看成质点），从静止开始沿斜面雪道从A点滑下，沿切线从B点进入半径R=15m的光滑竖直冰面圆轨道BPC，通过轨道最高点C水平飞出，经t=2s落到斜面雪道上的D点，其速度方向与斜面垂直，斜面与水平面的夹角=37，不计空气阻力，取当地的重力加速度g=10m/s2，（sin37=0.60，cos37=0.80）试求：（1）运动员运动到C点时的速度大小vC；（2）运动员在圆轨道最低点P受到轨道支持力的大小FN16有一个固定的光滑直杆，该直杆与水平面的夹角为53，杆上套着一个质量为m=2kg的滑块（可视为质点）（sin53=0.8，cos53=0.6，g取10m/s2）（1）如图甲所示，滑块从O点由静止释放，下滑了位移x=1m后到达P点，求滑块此时的速率（2）如果用不可伸长的细绳将滑块m与另一个质量为M=2.7kg的物块通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂M而绷紧，此时滑轮左侧绳恰好水平，其长度l=m（如图乙所示）再次将滑块从O点由静止释放，求滑块再次滑至x=1m的P点时的速率？（整个运动过程中M不会触地）17如图所示，质量为 M=4.0kg 物体 C 放在水平面上，其上有光滑的四分之一圆弧轨道，轨道半径 R=0.3m，轨道下端与水平面相切质量为 mA=2.0kg 的小滑块 A 从与圆心等高处由静止释放，滑动到 Q 处与质量为 mB=4.0kg、处于静止状态的小滑块 B 发生弹性碰撞已知水平面上 Q 点左侧光滑，Q 点右侧粗糙，且与小滑块 A、B 的动摩擦因数均为=0.1，小滑块均可视为质点，取 g=10m/s2求：滑块 A 刚滑到水平面上时，C 物体的位移大小；滑块 A 刚滑到水平面上时的速率；AB碰撞后，当B停下来时，AB之间的距离xx重庆市石柱中学高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单项择题：本大题共8小题，每小题4分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求1关于“节约能源”，下面的说法中正确的是（）A浪费能源，只是浪费个人的金钱，所以节约能源是毫无意义的B浪费能源，只是浪费个人的金钱，对整个社会和自然界来讲，反正能量是守恒的，所以就社会而言，节约能源毫无意义C从能量转化的角度看，自然界中宏观过程是有方向性的，能源的利用受这种方向性的制约，且能源的利用过程对环境有污染，所以“节约能源”对人类社会发展有很大的影响D上述说法都是错误的【考点】能源的开发和利用【分析】解答本题的关键是充分理解热力学第二定律，正确理解能量耗散和能量的转化与守恒【解答】解：A、能量是守恒的，但人类能应用的能源是有限的，若能源减小，个人钱再多也无法买到能源；故AB错误；C、由于自然中宏观过程的方向性，故人类能利用的能源非常有限；节约能源不仅能使我们长久利用，并且可以减小由于常规能源在使用中带来的污染等；故“节约能源”对人类社会发展有很大的影响；故C正确；D、因C正确，故D错误；故选：C2如图所示，一个质量是2kg的钢球，以2m/s的初速度水平向右射到竖直的墙壁上碰撞后水平向左弹回，速度为1m/s选取水平向右为正方向，下列关于钢球动量变化的大小和方向正确的是（）Ap=6kgm/s，方向水平向左Bp=6kgm/s，方向水平向右Cp=2kgm/s，方向水平向左Dp=2kgm/s，方向水平向右【考点】动量守恒定律【分析】选取水平向右为正方向，表示出钢球的初速度和末速度，再根据p=p2p1求解动量的变化量【解答】解：取水平向右为正方向，则钢球的初速度为 v=2m/s，末速度为 v=1m/s则钢球动量变化量为p=pp=mvmv=2（1）22=6（kgm/s），负号表示方向水平向左故选：A3自1957年10月4日前苏联发射了世界上第一颗人造卫星以来 截止xx年底，全世界共成功发射6053颗人造卫星 目前全球在轨卫星数量905颗，人造卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A半径越大，角速度越大，速率越大B半径越大，角速度越大，速率越小C半径越小，角速度越大，速率越小D半径越小，角速度越大，速率越大【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】卫星绕行星做匀速圆周运动万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出表达式进行分析【解答】解：根据万有引力提供向心力，有解得：，半径越小，角速度越大，速率越大，故D正确，ABC错误；故选：D4竖直向上抛出一个物体，由于受到空气阻力作用，物体落回抛出点的速率小于抛出时的速率，则在这过程中（）A物体的机械能守恒B物体上升时机械能减小，下降时机械能增大C物体上升时机械能增大，下降时机械能减小D物体上升时机械能减小，下降时机械能减小【考点】机械能守恒定律【分析】根据机械能的守恒条件可知物体是否机械能守恒；由重力之外力做功的情况可知机械能的变化【解答】解：A、因受空气阻力，且空气阻力做负功，故机械能不守恒，故A错误；B、C、D、因有空气阻力做功，消耗机械能而产生内能，故不论物体上升还是下降机械能都要减小，故D正确，BC错误；故选：D5滑雪比赛惊险刺激，如图所示，一名跳台滑雪运动员一段加速滑行后从O水平飞出，经过3s落到斜坡上的A点，已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角=37，不计空气阻力（取sin37=0.60，cos37=0.80，g取10m/s2）则运动员落到斜坡上时速度方向与水平方向的夹角满足（）Atan=1.33Btan=1.50Ctan=1.44Dtan=2.00【考点】平抛运动【分析】物体初速度水平，只受重力，做平抛运动；对于平抛运动，速度偏转角的正切值是位移偏转角的正切值的2倍【解答】解：物体做平抛运动，位移的偏转角为37，根据“平抛运动速度偏转角的正切值是位移偏转角的正切值的2倍”的结论，有：tan=2tan37=20.75=1.5，故ACD错误，B正确；故选：B6在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看作是做半径为R的在水平面内的圆周运动设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L已知重力加速度为g要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（）ABCD【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】要使车轮与路面之间的横向摩擦力等于零，则汽车转弯时，由路面的支持力与重力的合力提供汽车的向心力，根据牛顿第二定律，结合数学知识求解车速【解答】解：设路面的斜角为，作出汽车的受力图，如图根据牛顿第二定律，得 mgtan=m又由数学知识得到 tan=联立解得 v=故选B7一根长为L、质量不计的轻杆下端固定一质量为m的小球，上端连在光滑水平轴上，轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动（不计空气阻力），如图所示当小球在最低点时给它一个水平初速度v0，小球刚好能做完整的圆周运动若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大，则下列判断正确的是（）A小球能做完整的圆周运动，经过最高点的最小速度为B小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大C小球在最低点对轻杆的作用力先减小后增大D小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】小球在竖直平面内做圆周运动，只有重力做功，机械能守恒，故速度不断变化，是变速圆周运动；在最高点和最低点，小球受到的弹力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析即可【解答】解：A、设轻杆对小球的作用力大小为F，方向向上，小球做完整的圆周运动经过最高点时，对小球，由牛顿第二定律得mgF=m，当轻杆对小球的作用力大小F=mg时，小球的速度最小，最小值为0，故A错误B、由mgF=m，可得在最高点轻杆对小球的作用力F=mgm，若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大，小球经过最高点时的速度v也逐渐增大，所以轻杆对小球的作用力F先减小后反向增大（先为支持力后为拉力，正负表示力的方向）由牛顿第三定律可得小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大，故B正确C、在最低点，由Fmg=m，可得轻杆对小球的作用力（拉力）F=mg+m，若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大，则轻杆对小球的作用力（拉力）一直增大，故C错误D、轻杆绕水平轴在竖直平面内运动，小球不是做匀速圆周运动，所以合外力的方向不是始终指向圆心，只有在最低点和最高点合外力的方向才指向圆心，故D错误故选：B8如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是（）AF1先增大后减小，F2一直减小BF1先减小后增大，F2一直减小CF1和F2都一直减小DF1和F2都一直增大【考点】共点力平衡的条件及其应用【分析】小球受三个力作用而保持静止状态，其中重力大小、方向都不变，斜面对球的支持力方向不变，大小变，挡板对球的支持力的大小和方向都变化，根据三力平衡的条件，结合平行四边形定则作图分析即可【解答】解：小球受重力、挡板弹力F1和斜面弹力F2，将F1与F2合成为F，如图所示：小球一直处于平衡状态，三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故F1和F2合成的合力F一定与重力等值、反向、共线从图中可以看出，当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中，F1先变小，后变大，F2越来越小；故A、C、D错误，B正确故选：B二、多项选择题：本大题共4小题，每小题4分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分有选错的得0分9下列说法正确的是（）A物体在恒力作用下能做曲线运动也能做直线运动B物体在变力作用下一定是做曲线运动C物体做曲线运动，沿垂直速度方向的合力一定不为零D两个直线运动的合运动一定是直线运动【考点】物体做曲线运动的条件【分析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，反之做直线运动在恒力作用下，物体可以做曲线运动，如平抛运动，物体在变力作用下有可能做曲线运动，如匀速圆周运动【解答】解：A、在恒力作用下，物体可以做曲线运动，如平抛运动，也能做直线运动，如匀加速直线运动，故A正确B、物体在变力作用下有可能做直线运动，如变加速直线运动，故B错误C、若物体所受合力与速度不在同一直线上则做曲线运动，故物体做曲线运动时，沿垂直速度方向的合力一定不为零，故C正确D、两个直线运动的合运动一定是直线运动，如平抛运动就是两个直线运动的合运动，但是曲线运动，故D错误故选：AC10如图所示，A、B两物体质量之比mA：mB=3：2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（）A若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒B若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A、B、C组成系统的动量不守恒C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的动量守恒D若A、B所受的摩擦力大小不相等，A、B、C组成系统的动量守恒【考点】动量守恒定律【分析】系统动量守恒的条件是合外力为零，根据动量守恒的条件即可判断【解答】解：A、若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，但重力不等则A、B所受摩擦力大小mg不相等，则合外力不为零，AB系统不满足动量守恒，A错误；B、AC、BC之间的摩擦力属于内力，A、B、C组成系统所受外力为零，无论摩擦因数是否相同，A、B、C组成的系统都满足动量守恒，B错误CD正确；故选：CD11xx年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，沿地月转移轨道直奔月球，飞行轨道如图所示嫦娥三号经过地月转移轨道在P点调整后进入环月圆轨道，再调整后进入环月椭圆轨道，最后由近月点Q沿抛物线下降，于xx年12月14日在月球虹湾成功软着陆在实施软着陆过程中，嫦娥三号离月球表面4m高时最后一次悬停，确认着陆点已知嫦娥三号总质量为M在最后一次悬停时，反推力发动机对其提供的反推力为F，引力常量为G，月球半径为R，忽略月球自转及地球对月球的影响以下说法正确的是（）A嫦娥三号在环月圆轨道的P点加速，才能进入环月椭圆轨道B月球的质量为C月球的第一宇宙速度为D嫦娥三号沿椭圆轨道运动至P点和沿圆轨道运动至P点时，加速度相同【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】在环月段圆轨道上经过P点时减速才能进入环月椭圆轨道嫦娥三号悬停时反推力与重力平衡，据此求得月球表面的重力加速度，由月球半径求得月球的第一宇宙速度由卫星的变轨原理分析变轨时是加速还是减速【解答】解：A、在环月段圆轨道上经过P点时减速，使万有引力大于向心力，卫星做近心运动，才能进入环月段椭圆轨道，故A错误；B、在月球表面悬停时有F=Mg=G，可得月球质量m=，故B错误；C、月球第一宇宙速度就是在月球表面绕月球圆周运动的线速度，则有F=Mg=M，可得月球的第一宇宙速度 v=，故C正确；D、嫦娥三号经过P点时都是由万有引力产生加速度，故只要经过P点加速度相同，加速度的大小与嫦娥三号所在轨道无关，故D正确故选：CD12在倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态现用一沿斜面方向的恒力拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚离开C时，A的速度为v，加速度方向沿斜面向上、大小为a，则（）A从静止到B刚离开C的过程中，重力对A做的功为B从静止到B刚离开C的过程中，A发生的位移为 C当A的速度达到最大时，B的加速度大小为 DB刚离开C时，恒力对A做功的功率为 （mgsin+ma）v【考点】功能关系；功率、平均功率和瞬时功率【分析】未加拉力F时，物体A对弹簧的压力等于其重力的下滑分力；物块B刚要离开C时，弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力，根据平衡条件并结合胡克定律求解出两个状态弹簧的形变量，得到弹簧的长度变化情况，从而求出A发生的位移，根据功的公式求出重力对A做功的大小当A的加速度为零时，A的速度最大，根据合力为零求出弹簧的拉力，从而结合牛顿第二定律求出B的加速度根据牛顿第二定律求出F的大小，结合P=Fv求出恒力对A做功的功率【解答】解：A、开始A处于静止状态，弹簧处于压缩，根据平衡有：mgsin=kx1，解得弹簧的压缩量，当B刚离开C时，B对挡板的弹力为零，有：kx2=2mgsin，解得弹簧的伸长量，可知从静止到B刚离开C的过程中，A发生的位移x=x1+x2=从静止到B刚离开C的过程中，重力对A做的功W=mgxsin=，故A错误，B正确C、当B刚离开C时，A的速度为v，加速度方向沿斜面向上、大小为a，此时：Fmgsinkx2=ma当A的速度达到最大时，A受到的合外力为0，则：FmgsinT=0所以：T=2mgsin+maB沿斜面方向受到的力：FB=T2mgsin=2ma，解得：，故C正确D、根据以上方程解得：F=3mgsin+ma，则恒力对A做功的功率P=Fv=（3mgsin+ma）v，故D错误故选：BC三、实验题（每空3分，共18分）13某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图1所示，实验主要步骤如下：（1）实验时，为使小车只在橡皮筋作用下运动，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该是图2中的乙（填“甲”或“乙”）（2）使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为W；（3）再用完全相同的2条、3条橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量（或形变量、长度等）都相同（填写相应实验条件），使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W（4）分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3（5）作出Wv图象，则图3中符合实际的图象是D【考点】探究功与速度变化的关系【分析】（1）要平衡摩擦力，故此时推动小车后，小车做匀速直线运动；（3）橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功，故橡皮条的伸长量应该相同；（5）根据动能定理，合力功与速度的平方是正比关系，故Wv图象是开口小时的抛物线【解答】解：（1）平衡摩擦力后，小车应做匀速运动，所以纸带应该是图乙；（2）橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功；即使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，这时橡皮筋对小车做的功为W；再用完全相同的2条、3条橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量都相同，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W（3）功与速度的平方相对应，所以图象应为D故答案为：（1）乙；（3）伸长量（或形变量、长度等）都相同；（5）D14用如图所示实验装置验证机械能守恒定律，重物m从高处由静止开始下落，拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律图甲中给出的是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，电源的频率为50HZ，计数点间的距离如图所示已知m=xxg，则 （g取9.8m/s2，所有结果均保留三位有效数字）（1）在纸带上打下计数点5时的速度v5=0.980m/s；（2）在打点05过程中系统动能的增量Ek=0.960J，重力势能的减少量Ep=0.982J，（3）运用机械能守恒定律结论和该实验装置，还可以测量该地的重力加速度，若某同学作出v2h图象如图乙所示，则当地的实际重力加速度g=9.75m/s2【考点】验证机械能守恒定律【分析】（1）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计数点5的瞬时速度（2）根据计数点5的瞬时速度得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量（3）根据机械能守恒得出v2h的关系式，结合图线的斜率求出当地的重力加速度【解答】解：（1）计数点5的瞬时速度m/s=0.980m/s（2）在打点05过程中系统动能的增量Ek=0.960J，重力势能的减小量0.982J（3）根据机械能守恒得，则v2=2gh，可知图线的斜率k=2g=，解得g=9.75m/s2故答案为：（1）0.980，（2）0.960，0.982，（3）9.75四、计算题（共34分）152020年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，花样滑雪是冬季奥林匹克运动会精彩项目之一，设一个质量M=50kg的跳台花样滑雪运动员（可看成质点），从静止开始沿斜面雪道从A点滑下，沿切线从B点进入半径R=15m的光滑竖直冰面圆轨道BPC，通过轨道最高点C水平飞出，经t=2s落到斜面雪道上的D点，其速度方向与斜面垂直，斜面与水平面的夹角=37，不计空气阻力，取当地的重力加速度g=10m/s2，（sin37=0.60，cos37=0.80）试求：（1）运动员运动到C点时的速度大小vC；（2）运动员在圆轨道最低点P受到轨道支持力的大小FN【考点】机械能守恒定律；力的合成与分解的运用；向心力【分析】（1）运动员从C点到D点做平抛运动，在D点对速度进行分解解得平抛的初速度（2）根据机械能守恒定律求得P点时的速度大小，根据牛顿第二定律解得受到轨道支持力的大小【解答】解：（1）在D点：竖直方向上的分速度vy=gt=102m/s=20m/s tan37=，代入数据解得vc=15m/s （2）对PC过程，由机械能量恒定律可得：mvP2=mvc2+mg2R 在P点：FNmg=m，联立代入数据解得FN=3250N 答：（1）运动员运动到C点时的速度大小为15m/s；（2）运动员在圆轨道最低点P受到轨道支持力的大小为3250N；16有一个固定的光滑直杆，该直杆与水平面的夹角为53，杆上套着一个质量为m=2kg的滑块（可视为质点）（sin53=0.8，cos53=0.6，g取10m/s2）（1）如图甲所示，滑块从O点由静止释放，下滑了位移x=1m后到达P点，求滑块此时的速率（2）如果用不可伸长的细绳将滑块m与另一个质量为M=2.7kg的物块通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂M而绷紧，此时滑轮左侧绳恰好水平，其长度l=m（如图乙所示）再次将滑块从O点由静止释放，求滑块再次滑至x=1m的P点时的速率？（整个运动过程中M不会触地）【考点】动能定理的应用；机械能守恒定律【分析】（1）滑块下滑过程中只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求解末速度；（2）将滑块从O点由静止释放，求滑块再次滑至x=1m的P点时，P点与滑轮的连线与杆垂直；然后对系统根据机械能守恒定律列式求解【解答】解：（1）设滑块下滑至P点时的速度为v1，由机械能守恒定律得：mgxsin53=解得：v1=4m/s （2）设滑块再次滑到P点时速度为v2，绳与斜杆的夹角为，M的速度为vM，如图将绳端速度进行分解得：vM=v2cos由几何关系得=90故vM=0再由系统机械能守恒定律得：MgL（1sin53）+mgxsin53=mv22+0解得：v2=5 m/s答：（1）滑块此时的速率为4m/s；（2）滑块再次滑至x=1m的P点时的速率为5m/s17如图所示，质量为 M=4.0kg 物体 C 放在水平面上，其上有光滑的四分之一圆弧轨道，轨道半径 R=0.3m，轨道下端与水平面相切质量为 mA=2.0kg 的小滑块 A 从与圆心等高处由静止释放，滑动到 Q 处与质量为 mB=4.0kg、处于静止状态的小滑块 B 发生弹性碰撞已知水平面上 Q 点左侧光滑，Q 点右侧粗糙，且与小滑块 A、B 的动摩擦因数均为=0.1，小滑块均可视为质点，取 g=10m/s2求：滑块 A 刚滑到水平面上时，C 物体的位移大小；滑块 A 刚滑到水平面上时的速率；AB碰撞后，当B停下来时，AB之间的距离【考点】动量守恒定律；动能定理的应用【分析】A在圆弧轨道上下滑时，系统水平方向上不受外力，所以小滑块下滑过程中，小滑块与C组成的系统水平方向上动量守恒，规定向右为正方向，根据动量守恒定律求解根据动量守恒定律和机械能守恒定律结合求滑块 A 刚滑到水平面上时的速率对于AB碰撞过程，根据动量守恒定律和机械能守恒定律求出碰后两者的速度根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出B滑行的距离和时间，再求解当B停下来时，AB之间的距离【解答】解：、小滑块在下滑过程中，小滑块与C组成的系统水平方向上动量守恒，规定水平向右为正方向由动量守恒定律得：0=mAv1+Mv2，由机械能守恒定律得：mAgR=mAv12+Mv22，代入数据解得：滑块 A 刚滑到水平面上时，A、C的速度分别为 v1=2m/s v2=1m/s滑块在水平方向上相对于C运动的位移为x=R=0.3m，滑块下滑过程中，小滑块与C组成的系统水平方向上动量总是守恒的，则滑块水平方向的速度总是M的两倍，时间相等，则=2，且x1+x2=0.3m，则x2=0.1m即滑块A刚滑到水平面上时，C物体的位移大小为0.1mAB碰撞过程，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得： mAv1=mAvA+mBvB，由机械能守恒定律得： mAv12=mAvA2+mBvB2，联立解得：碰后A、B的速度分别为 vA=m/s，vB=m/s碰后B在粗糙水平面滑动时的加速度大小为 a=g=0.110=1m/s2B滑行到停止的时间 t=s，滑行距离 xB=m此过程中A向左滑行的距离 xA=|vA|t=m所以AB碰撞后，当B停下来时，AB之间的距离为 S=xA+xB=m+m=m答：滑块 A 刚滑到水平面上时，C 物体的位移大小是0.1m；滑块 A 刚滑到水平面上时的速率是2m/s；AB碰撞后，当B停下来时，AB之间的距离是mxx年12月3日