物理·江西省赣州市厚德外国语学校2016-2017学年高二上学期开学物理试卷 Word版含解析

物理·江西省赣州市厚德外国语学校2016-2017学年高二上学期开学物理试卷 Word版含解析

‎2016-2017学年江西省赣州市厚德外国语学校高二（上）开学物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（共12小题，每小题4分．1-7题只有一个正确答案，8-12题有多个正确答案．选对得4分，漏选得2分，选错或不选得0分，共48分）‎ ‎1．如图为运动员掷铅球的情景，铅球由运动员掷出后在空中飞行（不计空气阻力），则（　　）‎ A．铅球的运动轨迹是直线 B．铅球的运动一定是变速运动 C．铅球的速度方向总是与所受重力的方向垂直 D．铅球的加速度总是与运动轨迹的切线方向垂直 ‎2．如图所示是自行车传动装置示意图，A轮半径是B轮半径的一半．白行车在行驶过程中，链条与轮之间不打滑，a、b分别是A轮、B轮边缘上的点，则a、b两点的角速度、线速度之比分别是（　　）‎ A．2：l； 1：1 B．1：2：2：1 C．1：2； 1：1 D．1：1； 2：1‎ ‎3．一个人站在阳台上，在相同高度处，以相同的速率把三个质量相等的小球分别竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出．不计空气阻力，三个球落地过程中重力做的功分别为W1、W2、W3；落地时重力的瞬时功率分别为P1、P2、P3．则下例说法正确的是（　　）‎ A．W1=W2=W3 P1=P2=P3 B．W1＞W2＞W3 P1＞P2＞P3‎ C．W1＜W2＜W3 P1＜P2＞P3 D．W1=W2=W3 P1=P2＞P3‎ ‎4．假设地球和火星均为球体且均不考虑它们自转的影响，已知火星的质量约为地球质量的0.1倍，火星的半径约为地球半径的0.5倍，则火星上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比约为（　　）‎ A． B．5 C． D．‎ ‎5．甲乙两球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高h，如图所示，将甲乙两球分别以υ1、υ2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是（　　）‎ A．甲先抛出，且υ1＜υ2 B．甲先抛出，且υ1＞υ2‎ C．甲后抛出，且υ1＜υ2 D．甲后抛出，且υ1＞υ2‎ ‎6．如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员（可视为质点），a站于地面，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，a刚好对地面无压力，则演员a质量与演员b质量之比为（　　）‎ A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．4：1‎ ‎7．下列说法正确的是（　　）‎ A．若物体做匀加速直线运动，则物体的机械能不可能守恒 B．若物体做匀速直线运动，则物体的机械能一定守恒 C．若合外力不为零，则物体的动能一定要变化 D．若物体只受重力作用，则物体的机械能一定守恒 ‎8．如图所示，小球B以水平初速度v瞄准处于同一高度的另一小球A射出，在B球射出的同时，恰巧A球由静止开始下落．不计空气阻力，关于两球的运动，下列说法正确的是（　　）‎ A．若以地面为参考系，则A球做匀加速运动，B球做匀速运动 B．在相同时间内，B球的速度变化量比A球的速度变化量大 C．两球的速度变化快慢相同 D．若射出点足够高，则A、B两球一定会在空中相碰 ‎9．2016年CCTV﹣1综合频道在黄金时间播出了电视剧《陆军一号》，其中直升机抢救伤员的情境深深感动了观众．假设直升机放下绳索吊起伤员后（如图甲所示），竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示，若不计空气阻力，则（　　）‎ A．伤员一直处于失重状态 B．绳索中拉力方向一定沿竖直向上 C．地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线 D．绳索中拉力先大于重力，后小于重力 ‎10．如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中错误的是（　　）‎ A．小球通过最高点的最小速度为v=‎ B．小球通过最高点的最小速度为0‎ C．小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 D．小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力 ‎11．如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星．关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（　　）‎ A．地球对b、c两星的万有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c两星不受重力 B．周期关系为Ta=Tc＞Tb C．线速度的大小关系为va＜vc＜vb D．向心加速度的大小关系为aa＞ab＞ac ‎12．如图，光滑圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是以O为圆心的一段圆弧，位于竖直平面内．现有一小球从水平桌面的边缘P点以速度v0向右水平飞出，该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道，OA与竖直方向的夹角为θ1，PA与竖直方向的夹角为θ2．下列说法正确的是（　　）‎ A．tan θ1cot θ2=2‎ B．tan θ1tan θ2=2‎ C．从P到C过程小球机械能减少 D．小球从C斜抛出去达到最高点时，与P等高且速度也等于v0‎ ‎　‎ 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）‎ ‎13．在做“研究平抛物体的运动”实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．‎ ‎（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项填在横线上　　．‎ A．通过调节使斜槽末端的切线保持水平 B．实验所用斜槽的轨道必须是光滑的 C．每次必须由静止释放小球，而释放小球的位置始终相同 D．将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 ‎（2）某同学在做实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=10cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示的a、b、c、d，则小球平抛的初速度为v0=　　m/s，小球过c点时速度的大小为　　m/s（结果可含根式，g取10m/s2）．‎ ‎14．在用重锤自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，如果纸带上前面几点比较密集，不够清楚，可舍去前面比较密集的点，在后面取一段打点比较清楚的纸带，同样可以验证．如图所示，取O点为起始点，相邻各点的间距已量出并标注在纸带上，若已知：所用打点计时器的打点周期为T，重物的质量为m，当地重力加速度为g．‎ ‎（1）根据纸带提供的物理量计算，vA=　　； vF=　　；‎ ‎（2）打点计时器自打A点到打出F点过程中：‎ 重力势能的减少量△EP=　　；‎ 动能的增加量为△Ek=　　．（用vA、vF表示）‎ ‎　‎ 三、计算题：（本题4个小题，共38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，有效值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15．如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径R=0.5m，轨道在C处与水平地面相切，在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度v0=5m/s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平地面上的D点，求C、D间的距离x．（取重力加速度g=10m/s2）‎ ‎16．“神舟”四号飞船于2002年12月30日0时40分在酒泉发射场升空，在太空环绕地球108圈后，按预定的程序平稳地在内蒙古中部着陆．若将飞船环绕地球的运动看作匀速圆周运动，运动的时间为t，地球表面的重力速度为g，地球半径为R．引力常量为G．求：‎ ‎（1）地球的质量M；‎ ‎（2）飞船环绕地球运动时距地面的高度h．‎ ‎17．如图所示，已知半径分别为R和r（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，甲轨道左侧又连接一个光滑的轨道，两圆形轨道之间由一条水平轨道CD相连．一小球自某一高度由静止滑下，先滑上甲轨道，通过动摩擦因数为μ的CD段，又滑上乙轨道，最后离开圆轨道．若小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都恰好为零．试求：‎ ‎（1）小球分别经过C、D时的速度VC和VD的大小；‎ ‎（2）小球由静止释放时的高度h；‎ ‎（3）水平CD段的长度l．‎ ‎18．如图所示，BC为半径R=0.144m的圆弧，AB为光滑水平轨道，两轨道在B处相切连接；AB轨道上的滑块P通过不伸长的轻绳与套在竖直光滑细杆的滑块Q连接；开始时，P在A处，Q在与A同一水平面上的E处，且绳子刚好伸直处于水平，固定的小滑轮在D处，DE=0.4m，不计滑轮与绳子间的摩擦和空气阻力，现把Q从静止释放，当下落h=0.3m时，P恰好到达圆弧轨道的B，且对B无压力．取g=10m/s2．试求：‎ ‎（1）在P到达B处时，P的速度大小；‎ ‎（2）在P到达B处时，Q的速度大小；‎ ‎（3）滑块P、Q的质量之比，即=？‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年江西省赣州市厚德外国语学校高二（上）开学物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（共12小题，每小题4分．1-7题只有一个正确答案，8-12题有多个正确答案．选对得4分，漏选得2分，选错或不选得0分，共48分）‎ ‎1．如图为运动员掷铅球的情景，铅球由运动员掷出后在空中飞行（不计空气阻力），则（　　）‎ A．铅球的运动轨迹是直线 B．铅球的运动一定是变速运动 C．铅球的速度方向总是与所受重力的方向垂直 D．铅球的加速度总是与运动轨迹的切线方向垂直 ‎【考点】运动的合成和分解．‎ ‎【分析】运动员掷出铅球，若不计空气阻力，则铅球只受重力，根据牛顿第二定律，加速度等于重力加速度，是匀变速曲线运动．‎ ‎【解答】解：A、B、不论是平抛还是斜抛，铅球都是只受重力，故根据牛顿第二定律，加速度为重力加速度，向下，物体一定做匀变速曲线运动，故B正确，A错误；‎ C、铅球的速度的方向不断变化，而重力的方向总是竖直向下，所以铅球的速度方向不可能总是与所受重力的方向垂直．故C错误；‎ D、铅球运动的轨迹的切线方向与运动的方向相同，结合C的分析可得，铅球的加速度不可能总是与运动轨迹的切线方向垂直．故D错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示是自行车传动装置示意图，A轮半径是B轮半径的一半．白行车在行驶过程中，链条与轮之间不打滑，a、b分别是A轮、B轮边缘上的点，则a、b两点的角速度、线速度之比分别是（　　）‎ A．2：l； 1：1 B．1：2：2：1 C．1：2； 1：1 D．1：1； 2：1‎ ‎【考点】线速度、角速度和周期、转速．‎ ‎【分析】本题在皮带轮中考察线速度、角速度、半径等之间的关系，解决这类问题的关键是弄清哪些地方线速度相等，哪些位置角速度相等．‎ ‎【解答】解：在皮带轮问题中要注意：同一皮带上线速度相等，同一转盘上角速度相等．在该题中，A、B两点的线速度相等，即有：vA=vB，即ωA=ωB，因为rA=rB，所以有：vA：vB=1：1；ωA：ωB=2：1，BCD错误，A正确．‎ 故选A．‎ ‎　‎ ‎3．一个人站在阳台上，在相同高度处，以相同的速率把三个质量相等的小球分别竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出．不计空气阻力，三个球落地过程中重力做的功分别为W1、W2、W3；落地时重力的瞬时功率分别为P1、P2、P3．则下例说法正确的是（　　）‎ A．W1=W2=W3 P1=P2=P3 B．W1＞W2＞W3 P1＞P2＞P3‎ C．W1＜W2＜W3 P1＜P2＞P3 D．W1=W2=W3 P1=P2＞P3‎ ‎【考点】功率、平均功率和瞬时功率；功的计算．‎ ‎【分析】依据重力做功只与初末位置高度差有关可判定重力的功；‎ 依据动能定理可得落地速度，进而判定重力的瞬时功率．‎ ‎【解答】解：重力做功只与初末位置高度差有关，WG=mgh，由于三个球高度相同，故三种情况落地过程中重力做的功相同，即：W1=W2=W3；‎ 设落地速度为v，由动能定理可得：WG=mv2﹣mv02，由于重力的功相同，初始速率相同，故可知末速率相同，但是竖直向上和竖直向下的末速度都是竖直向下，重力的功率都为P=mgv，而水平抛出末速度与竖直方向成一定夹角θ，重力的功率为P3=mgsinθ．故可知P1=P2＞P3，故D正确，ABC错误．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎4．假设地球和火星均为球体且均不考虑它们自转的影响，已知火星的质量约为地球质量的0.1倍，火星的半径约为地球半径的0.5倍，则火星上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比约为（　　）‎ A． B．5 C． D．‎ ‎【考点】第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度；万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】根据万有引力提供向心力得到第一宇宙速度公式，带入质量和半径关系可得比值．‎ ‎【解答】解：由万有引力提供向心力可知：‎ F向心力=F引=G=m 得第一宇宙速度为：V=‎ 得：V火：V地===‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎5．甲乙两球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高h，如图所示，将甲乙两球分别以υ1、υ2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是（　　）‎ A．甲先抛出，且υ1＜υ2 B．甲先抛出，且υ1＞υ2‎ C．甲后抛出，且υ1＜υ2 D．甲后抛出，且υ1＞υ2‎ ‎【考点】平抛运动．‎ ‎【分析】要使乙球击中甲球，两球应同时出现在同一位置；而平抛运动在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由两球的位置关系可知正确结果．‎ ‎【解答】解：由h=，得：t=，可知抛出点的高度越大，平抛运动的时间越长．‎ 由图可知甲的抛出点高于乙的抛出点，故要使两球相碰，甲应先抛出；‎ 而两物体的水平位移相同，而运动时间甲的要长，由x=v0t可知甲的速度要小于乙的速度，v1＜v2；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员（可视为质点），a站于地面，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，a刚好对地面无压力，则演员a质量与演员b质量之比为（　　）‎ A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．4：1‎ ‎【考点】牛顿第二定律；向心力．‎ ‎【分析】b向下摆动过程中机械能守恒，在最低点绳子拉力与重力之差提供向心力，根据向心力公式得出绳对b的拉力，a刚好对地面无压力，可得绳子对a的拉力，根据拉力相等，可得两者质量关系．‎ ‎【解答】解：b下落过程中机械能守恒，有： ①‎ 在最低点有： ②‎ 联立①②得：Tb=2mbg 当a刚好对地面无压力时，有：Ta=mag ‎ Ta=Tb，所以，ma：mb=2：1，故ACD错误，B正确．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎7．下列说法正确的是（　　）‎ A．若物体做匀加速直线运动，则物体的机械能不可能守恒 B．若物体做匀速直线运动，则物体的机械能一定守恒 C．若合外力不为零，则物体的动能一定要变化 D．若物体只受重力作用，则物体的机械能一定守恒 ‎【考点】机械能守恒定律．‎ ‎【分析】机械能守恒的条件是只有重力做功，或其他的力的总功等于0．根据条件判断机械能是否守恒．若合外力的功不为零，则物体的动能一定要变化 ‎【解答】解：A、做匀变速直线运动的物体机械能可能守恒，比如自由落体运动．故A错误．‎ B、匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，比如降落伞匀速下降，机械能减小．故B错误．‎ C、根据动能定理可知，若合外力的功不为零，则物体的动能一定要变化；而合外力不为0，动能不一定变化，如匀速圆周运动．故C错误．‎ D、若物体只受重力，机械能一定守恒．故D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎8．如图所示，小球B以水平初速度v瞄准处于同一高度的另一小球A射出，在B球射出的同时，恰巧A球由静止开始下落．不计空气阻力，关于两球的运动，下列说法正确的是（　　）‎ A．若以地面为参考系，则A球做匀加速运动，B球做匀速运动 B．在相同时间内，B球的速度变化量比A球的速度变化量大 C．两球的速度变化快慢相同 D．若射出点足够高，则A、B两球一定会在空中相碰 ‎【考点】平抛运动．‎ ‎【分析】B球做平抛运动，A球做自由落体运动，两球均做匀变速运动，加速度相同，结合两球的运动规律分析两球是否在空中相碰．‎ ‎【解答】解：A、以地面为参考系，A球做自由落体运动，B球做平抛运动，故A错误．‎ B、因为A、B两球均做加速度为g的匀变速运动，则相等时间内A、B两球速度的变化量相等，故B错误．‎ C、因为A、B两球的加速度相同，则速度变化快慢相同，故C正确．‎ D、若射出点足够高，因为B球在竖直方向上做自由落体运动，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上的运动规律与A球相同，则A、B两球一定会在空中相碰，故D正确．‎ 故选：CD．‎ ‎　‎ ‎9．2016年CCTV﹣1综合频道在黄金时间播出了电视剧《陆军一号》，其中直升机抢救伤员的情境深深感动了观众．假设直升机放下绳索吊起伤员后（如图甲所示），竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示，若不计空气阻力，则（　　）‎ A．伤员一直处于失重状态 B．绳索中拉力方向一定沿竖直向上 C．地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线 D．绳索中拉力先大于重力，后小于重力 ‎【考点】运动的合成和分解；匀变速直线运动的图像；牛顿运动定律的应用-超重和失重．‎ ‎【分析】根据竖直方向上加速度的方向判断出是否处于失重状态；根据水平方向运动的特点判断绳子沿水平方向的拉力；根据运动的合成的特点分析运动的轨迹；根据牛顿第二定律分析绳子上拉力的变化．‎ ‎【解答】解：A、绳索吊起伤员后伤员在竖直方向运动的方向向上，结合图乙可知，在竖直方向伤员先向上做加速运动，后向上做减速运动，所以加速度的方向先向上后向下，伤员先超重后失重．故A错误；‎ B、由图丙可知，伤员沿水平方向做匀速直线运动，即在水平方向处于平衡状态，受到的合外力等于0，所以可知绳子沿水平方向的作用力为0，则绳索中拉力方向一定沿竖直向上．故B正确；‎ C、由AB的分析可知，伤员沿水平方向做匀速直线运动，而沿竖直方向做变速运动，所以其轨迹一定是曲线．故C错误；‎ D、伤员先超重后失重，所以绳索中拉力先大于重力，后小于重力．故D正确．‎ 故选：BD ‎　‎ ‎10．如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中错误的是（　　）‎ A．小球通过最高点的最小速度为v=‎ B．小球通过最高点的最小速度为0‎ C．小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 D．小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力 ‎【考点】向心力；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】小球在竖直圆管道中做圆周运动，在最高点的最小速度为零，根据速度的大小，结合牛顿第二定律可以确定小球在最高点的所受的弹力方向，通过径向的合力通过向心力确定管壁的作用力．‎ ‎【解答】解：A、因为圆管轨道可以给小球向上的支持力也可以给小球向下的弹力，故小球在最高点的最小速度可以为0，故A错误；‎ B、因为管道可以给小球向上的支持力，故小球经过轨道最高点时速度可以为0，故B正确；‎ C、小球在水平线ab以下管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力．故C正确．‎ D、小球在水平线ab以上管道中运动时，当速度非常大时，内侧管壁没有作用力，此时外侧管壁有作用力．当速度比较小时，内侧管壁有作用力．故D正确．‎ 因为选择错误的是，故选：A．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星．关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（　　）‎ A．地球对b、c两星的万有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c两星不受重力 B．周期关系为Ta=Tc＞Tb C．线速度的大小关系为va＜vc＜vb D．向心加速度的大小关系为aa＞ab＞ac ‎【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．‎ ‎【分析】本题中涉及到三个做圆周运动物体，AC转动的周期相等，BC同为卫星，故比较他们的周期、角速度、线速度、向心加速度的关系时，涉及到两种物理模型，要两两比较．‎ ‎【解答】解：A、地球对b、c两星的万有引力提供了向心力，a受重力，b、c两星也受重力提供了向心力，故A错误；‎ B、卫星C为同步卫星，所以Ta=Tc，根据T=2π，可知Tc＞Tb，所以Ta=Tc＞Tb，故B正确；‎ C、AC比较，角速度相等，由v=ωr，可知υa＜υc，‎ 根据v=得vc＜vb，故C正确；‎ D、由a=ω2r，得：aa＜aC，故D错误；‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎12．如图，光滑圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是以O为圆心的一段圆弧，位于竖直平面内．现有一小球从水平桌面的边缘P点以速度v0向右水平飞出，该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道，OA与竖直方向的夹角为θ1，PA与竖直方向的夹角为θ2．下列说法正确的是（　　）‎ A．tan θ1cot θ2=2‎ B．tan θ1tan θ2=2‎ C．从P到C过程小球机械能减少 D．小球从C斜抛出去达到最高点时，与P等高且速度也等于v0‎ ‎【考点】机械能守恒定律．‎ ‎【分析】根据平抛运动的规律结合数学知识分析速度方向与水平方向夹角的正切值和位移与水平方向夹角正切值的关系，根据机械能守恒的条件判断小球机械能是否守恒．‎ ‎【解答】解：AB、小球恰好能沿圆弧切线方向进入圆弧轨道，知道速度的方向与OA垂直，速度与水平方向的夹角为θ1，位移与水平方向的夹角为θ2．‎ 在A点，有 tanθ1=，又 tanθ2===，则得 tan θ1tan θ2=2．故A错误，B正确．‎ C、从P到C的过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒．故C错误．‎ D、根据运动的对称性，知从C斜抛出去达到最高点时，与P等高且速度也等于v0．故D正确．‎ 故选：BD ‎　‎ 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）‎ ‎13．在做“研究平抛物体的运动”实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．‎ ‎（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项填在横线上　AC　．‎ A．通过调节使斜槽末端的切线保持水平 B．实验所用斜槽的轨道必须是光滑的 C．每次必须由静止释放小球，而释放小球的位置始终相同 D．将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 ‎（2）某同学在做实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=10cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示的a、b、c、d，则小球平抛的初速度为v0=　2　m/s，小球过c点时速度的大小为　5　m/s（结果可含根式，g取10m/s2）．‎ ‎【考点】研究平抛物体的运动．‎ ‎【分析】保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．‎ 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，根据运动学基本公式即可求解．‎ 根据水平位移和时间间隔求出初速度．根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度，通过平行四边形定则求出b点的速度．‎ ‎【解答】解：（1）A、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动．故A正确．‎ B、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B错误，C正确；‎ D、将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎（2）设相邻两点间的时间间隔为T，‎ 竖直方向：2L﹣L=gT2，得到T==s=0.1s；‎ 水平方向：v0===2m/s；‎ 小球通过c点的竖直分速度vyc==m/s=2.5m/s，‎ 则c点的速度vc==m/s=5m/s．‎ 故答案为：（1）AC；（2）2.0；5．‎ ‎　‎ ‎14．在用重锤自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，如果纸带上前面几点比较密集，不够清楚，可舍去前面比较密集的点，在后面取一段打点比较清楚的纸带，同样可以验证．如图所示，取O点为起始点，相邻各点的间距已量出并标注在纸带上，若已知：所用打点计时器的打点周期为T，重物的质量为m，当地重力加速度为g．‎ ‎（1）根据纸带提供的物理量计算，vA=　　； vF=　　；‎ ‎（2）打点计时器自打A点到打出F点过程中：‎ 重力势能的减少量△EP=　mg（x2+x3+x4+x5+x6）　；‎ 动能的增加量为△Ek=　　．（用vA、vF表示）‎ ‎【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A、F点的速度．‎ ‎（2）根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据瞬时速度的大小求出动能的增加量．‎ ‎【解答】解：（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，A点的速度为：，F点的速度为：．‎ ‎（2）自打A点到打出F点过程中，重力势能的减小量为：△Ep=mg（x2+x3+x4+x5+x6），‎ 动能的增加量为： =．‎ 故答案为：（1），；（2）mg（x2+x3+x4+x5+x6），．‎ ‎　‎ 三、计算题：（本题4个小题，共38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，有效值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15．如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径R=0.5m，轨道在C处与水平地面相切，在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度v0=5m/s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平地面上的D点，求C、D间的距离x．（取重力加速度g=10m/s2）‎ ‎【考点】动能定理的应用；平抛运动．‎ ‎【分析】小球经过半圆形轨道时只有重力做功，故机械能守恒；通过A点后做平抛运动，由平抛运动的规律可求得CD间的距离．‎ ‎【解答】解：设小物块的质量为m，过A处时的速度为v，由A到D经历的时间为t，‎ 由机械能守恒可得： mv02=mv2+2mgR…① 由平抛运动的规律可知：‎ 竖直方向上：2R=gt2 …② 水平方向上：x=vt…③ 由①②③式并代入数据解得：x=1 m 即CD间的距离为1m．‎ 答：C、D间的距离为1m．‎ ‎　‎ ‎16．“神舟”四号飞船于2002年12月30日0时40分在酒泉发射场升空，在太空环绕地球108圈后，按预定的程序平稳地在内蒙古中部着陆．若将飞船环绕地球的运动看作匀速圆周运动，运动的时间为t，地球表面的重力速度为g，地球半径为R．引力常量为G．求：‎ ‎（1）地球的质量M；‎ ‎（2）飞船环绕地球运动时距地面的高度h．‎ ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】根据万有引力提供向心力求出地球的质量．‎ 根据万有引力提供向心力，结合飞船的周期，求出轨道半径，从而得出飞船环绕地球运动时距离地面的高度．‎ ‎【解答】解：（1）设地球质量为M，对于在地球表面质量为m的物体有 ‎ ①‎ 解得：． ②‎ ‎（2）设飞船环绕地球运动时距地面的高度为h，运动周期为T，万有引力提供向心力 ‎ ③‎ T= ④‎ 由②、③、④得．‎ 答：（1）地球的质量．‎ ‎（2）飞船环绕地球运动时距地面的高度．‎ ‎　‎ ‎17．如图所示，已知半径分别为R和r（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，甲轨道左侧又连接一个光滑的轨道，两圆形轨道之间由一条水平轨道CD相连．一小球自某一高度由静止滑下，先滑上甲轨道，通过动摩擦因数为μ的CD段，又滑上乙轨道，最后离开圆轨道．若小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都恰好为零．试求：‎ ‎（1）小球分别经过C、D时的速度VC和VD的大小；‎ ‎（2）小球由静止释放时的高度h；‎ ‎（3）水平CD段的长度l．‎ ‎【考点】动能定理的应用；向心力．‎ ‎【分析】（1）小球滚到两圆轨道最高点均仅受重力，运用向心力公式可求出在其位置的速度；‎ ‎（2）因为轨道光滑，则由机械能守恒定律可求出轨道最低点速度，从而也求出释放的高度；‎ ‎（3）由于CD段粗糙，不能运用机械守恒定律，选用动能定理，就可算出长度．‎ ‎【解答】解：（1）小球在光滑圆轨道上滑行时，机械能守恒，设小球滑过C点时的速度为vc，通过甲环最高点速度为v′，‎ 根据小球对最高点压力为零，有：mg= ①‎ 取轨道最低点为零势能点，由机械守恒定律得： mvC2=mg•2R+mv′2 ②‎ 由①、②两式消去v′，可得vC=　　　　　　　 ③‎ 同理可得小球滑过D点时的速度vD=　　　　　　　 ④‎ 所以小球经过C点的速度为； 经过D点的速度为．‎ ‎（2）小球从在甲轨道左侧光滑轨道滑至C点时机械能守恒，有：mgh=mvC2　 ⑤‎ 由③、⑤两式联立解得 h=2.5R ‎（3）设CD段的长度为l，对小球滑过CD段过程应用动能定理可得：﹣μmgl=mvD2﹣mvC2 ⑥‎ 由③、④、⑥三式联立解得l=‎ 答：（1）小球经过C点的速度为； 经过D点的速度为；‎ ‎（2）小球由静止释放时的高度为2.5R；‎ ‎（3）水平CD段的长度为．‎ ‎　‎ ‎18．如图所示，BC为半径R=0.144m的圆弧，AB为光滑水平轨道，两轨道在B处相切连接；AB轨道上的滑块P通过不伸长的轻绳与套在竖直光滑细杆的滑块Q连接；开始时，P在A处，Q在与A同一水平面上的E处，且绳子刚好伸直处于水平，固定的小滑轮在D处，DE=0.4m，不计滑轮与绳子间的摩擦和空气阻力，现把Q从静止释放，当下落h=0.3m时，P恰好到达圆弧轨道的B，且对B无压力．取g=10m/s2．试求：‎ ‎（1）在P到达B处时，P的速度大小；‎ ‎（2）在P到达B处时，Q的速度大小；‎ ‎（3）滑块P、Q的质量之比，即=？‎ ‎【考点】向心力；牛顿第二定律；运动的合成和分解．‎ ‎【分析】（1）P恰好到达圆弧轨道的B，且对B无压力，重力提供向心力，根据向心力公式求出P的速度；‎ ‎（2）P到达B点时，绳子的速度等于P的速度，根据运动的合成与分解即可求解Q的速度；‎ ‎（3）PQ在运动过程中只有重力做功，根据动能定理列式即可求解质量之比．‎ ‎【解答】解：（1）P恰好到达圆弧轨道的B，且对B无压力，重力提供向心力，根据向心力公式得：‎ 解得：‎ ‎（2）P到达B点时，绳子的速度等于P的速度，根据几何关系有：‎ 解得：‎ ‎（3）PQ在运动过程中只有重力做功，根据动能定理得：‎ ‎+=mQgh 带入数据有：‎ ‎0.72mP+2mQ=3mQ 解得：‎ 答：（1）在P到达B处时，P的速度大小为1.2m/s；（2）在P到达B处时，Q的速度大小为2m/s；（3）滑块P、Q的质量之比为．‎ ‎　‎ ‎2016年10月23日