2022-2023學(xué)年河北省張家口市高一（下）期末物理試卷

一、選擇題（本大題共12小題，共48分）

1.關(guān)于如圖甲、乙、丙、丁所示的四種圓周運(yùn)動模型，下列說法不正確的是（）

.

t

**--.-**

甲乙丙T

A.圖甲中拱形橋半徑為R,若車在最高點(diǎn)時速度大小為/7^,車對橋面的壓力為零，車將

做平拋運(yùn)動

B.圖乙中，在固定圓錐筒（內(nèi)壁光滑）內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的小球，受重力、彈力和向心力的作

用

C.圖丙中，僅在重力和輕繩拉力作用下，繞。點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動的小球，最容易拉斷

輕繩的位置一定是最低點(diǎn)

D.圖丁中，當(dāng)火車以大于規(guī)定速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時，外軌對火車有側(cè)壓力，火車

易脫軌做離心運(yùn)動

2.下列有關(guān)物理知識和史實(shí)的說法，正確的是（）

A.伽利略發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律

B.卡文迪什在實(shí)驗(yàn)室里通過幾個鉛球之間萬有引力的測量，得出了引力常量G的數(shù)值

C.地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度應(yīng)介于11.2癡/5與16.7/￡771/5之間

D.哥白尼發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的三大規(guī)律，為人們解決行星運(yùn)動學(xué)問題提供了依據(jù)

3.中國已經(jīng)成為世界上高鐵系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強(qiáng)、運(yùn)營里程最長、運(yùn)行速度最高、

在建規(guī)模最大的國家，報(bào)道稱。新一代高速列車牽引功率達(dá)900kW,持續(xù)運(yùn)行速度為350∕σn∕∕ι,

則新一代高速列車沿全長約130Okm的京滬線從北京到上海，在動力上耗電約為（）

A.1.8X104∕cVK?hB.3.3XIO4ZcIV?hC.3.3×105kW-hD.3.1×106kW-h

4.央視網(wǎng)消息，俄羅斯“烏拉爾航空”公司一架空客A-321客機(jī)在起飛后不久遭遇多只飛

鳥撞擊，導(dǎo)致兩臺發(fā)動機(jī)起火引擎失靈，迫降在離機(jī)場不遠(yuǎn)處的一片玉米地里.假設(shè)客機(jī)撞

鳥時飛行速度大約為900km",小鳥的質(zhì)量約為0.5kg,撞機(jī)時間約為0.01s,估算飛機(jī)受到

的撞擊力為（）

A.1250/VB.25000/VC.12500/VD.2500/V

5.在一棵大樹將要被伐倒的時候，有經(jīng)驗(yàn)的伐木工人就會雙眼緊盯著樹梢，根據(jù)樹梢的運(yùn)

動情形就能判斷大樹正在朝著哪個方向倒下，從而避免被倒下的大樹砸傷.為什么要“雙眼緊

盯樹梢”？以下解釋正確的是（）

A.伐木工人所關(guān)注的是樹梢的線速度B.伐木工人所關(guān)注的是樹梢的角速度

C.伐木工人所關(guān)注的是樹梢的向心加速度D.伐木工人所關(guān)注的是樹梢的向心力

6.如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），由斜面底:X

端的4點(diǎn)以某一初速度沖上傾角為30。的固定斜面做加速度大

小為g的勻減速直線運(yùn)動，物體沿斜面上升的最大高度為從在AZx

Vn30____1__

此過程中（）A

A.物體克服摩擦力做功2mg∕ιB.物體的動能損失了z∏g∕ι

C.物體的重力勢能增加了2mghD.系統(tǒng)機(jī)械能損失了τng∕ι

7.如圖所示，4、8兩小球在光滑水平面上分別以動量Pl=plP2

Skg?m∕s^P2=7kg?m∕s（向右為參考正方向）做勻速直線運(yùn)[?]?

動，則在4球追上B球并與之碰撞的過程中，兩小球的動量變化AH

量△Pl和△「2可能分別為（）

A.-4kg-m∕s,5kg-m/sB.-10kg-m∕s,IOkg-m/s

C.2kg-m/s,-2kg?m/sD.-Ikg-m/s,Ikg-m/s

8.兩段長度相等的輕桿通過質(zhì)量為m的小球4連接在一直線上，質(zhì)量為2τn的小球8固定在一

根桿的一端，如圖所示.當(dāng)整個裝置在光滑的水平面上繞另一桿的端點(diǎn)。勻速轉(zhuǎn)動時，。4桿

的拉力Fl與4B桿的拉力F2之比為（）

（二￥邛

\、、----J?

、、-_______J

A.5：4B,4：5C.1：4D,4：1

9.“玉兔號”登月車在月球表面成功登陸，實(shí)現(xiàn)了中國人“奔月”的偉大夢想，“玉兔號”

在月球表面做了一個自由下落實(shí)驗(yàn)，測得物體從靜止自由下落高度無的時間為3已知月球半

徑為R,自轉(zhuǎn)周期為7,引力常量為G,則（）

A.月球表面的重力加速度為3

B.月球的第一宇宙速度為理

t

C.月球同步衛(wèi)星離月球表面的高度為3叵馬

D.月球質(zhì)量為警

10.質(zhì)量為Lokg的物體以某初速度在水平面上滑行，由于摩擦阻力的作用，其動能隨位移

變化的情況如圖所示，若g取IOTn/S?,則下列判斷正確的是（）

A.物體與水平面間的動摩擦因k為0.30B.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.25

C.物體滑行的總時間為2.0sD.物體滑行的總時間為4.0s

11.小明騎電動平衡車從靜止開始以α=hn∕s2的恒定加速

度在水平直路上啟動，經(jīng)過t=30s速度達(dá)到最大?=10m∕so

已知小明和電動平衡車的總質(zhì)量m=80kg,摩擦阻力/=

80N恒定不變。下列判斷正確的是（）

A.平衡車在30s內(nèi)一直做勻加速運(yùn)動

B.平衡車的額定輸出功率為800W

C.平衡車在IOS末的功率為800〃

D.平衡車在30s內(nèi)的位移為15OnI

12.如圖所示，一質(zhì)量為2m、半徑為R的四分之一光滑圓弧槽放βλ

在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為m的小球由槽頂端4靜止釋放。已：7

知重力加速度為g,空氣阻力忽略不計(jì)，在其下滑至槽末端B的過:J

程中，下列說法正確的是（）易h≤∕如

A.若圓弧槽不固定，小球和槽組成的系統(tǒng)動量不守恒

B.若圓弧槽不固定，小球水平方向移動的位移為當(dāng)

C.圓弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B點(diǎn)時的速度之比為飛：2

D.若圓弧槽固定，圓弧槽對地面的最大壓力為6mg

二、非選擇題（52分）

13.如圖甲所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部

分碰撞前后的動量關(guān)系。

（1）實(shí)驗(yàn)中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通過僅測量______，來間

接解決這個問題。

4小球開始釋放的高度h

B.小球拋出點(diǎn)距地面的高度”

C小球做平拋運(yùn)動的水平位移

（2）用天平測量兩個小球的質(zhì)量nh、Tn2。圖甲中。點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在水平地面上的垂直投影，

實(shí)驗(yàn)時，先讓入射小球Hli多次從斜槽上的A位置由靜止釋放；然后把被碰小球爪2靜止放置于

軌道的水平部分，再將入射小球r∏ι從斜槽上的A位置由靜止釋放與小球τ∏2相撞，并多次重復(fù)，

分別找到小球的平均落點(diǎn)M、P、N,并測量出M、P、N到。點(diǎn)的水平距離XM、XP、XN。若

兩球相碰前、后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為。（用上述步驟中測量的量表示）

小球ml入射小球

甲乙

(3)完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對上述裝置進(jìn)行了改造，如圖乙所示。在水平槽末端與水平

地面間放置了一個斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無縫連接。使小球∏h仍從斜槽上的4點(diǎn)

由靜止釋放，重復(fù)(2)間的操作步驟，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M'、P'、N'。用刻度尺

測量斜面頂點(diǎn)到M'、P'、M三點(diǎn)的距離分別為k、L2、L3。則驗(yàn)證兩球碰撞過程中動量守恒

的表達(dá)式為。(用所測物理量的字母表示)

14.用重物自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

(1)在實(shí)驗(yàn)過程中，下列實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理錯誤的是。

4重物下落的起始位置靠近打點(diǎn)計(jì)時器

日做實(shí)驗(yàn)時，先接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源，再釋放重錘

C為測量打點(diǎn)計(jì)時器打下某點(diǎn)時重錘的速度也可測量該點(diǎn)到。點(diǎn)的距離九，再根據(jù)公式M=

計(jì)算，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/p>

D用刻度尺測量某點(diǎn)到。點(diǎn)的距離從利用公式mg∕ι計(jì)算重力勢能的減少量，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)?/p>

的重力加速度

(2)圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶。在紙帶上選取五個連續(xù)打出的點(diǎn)4、B、C、D、E,測得4、

B、C三點(diǎn)到起始點(diǎn)距離分別為與、小色。已知重錘的質(zhì)量為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,

打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)的周期為7。從打下。點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中，重錘重力勢能的減少量

ΔEp=,動能的增力口量ZIEk=。

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，關(guān)于這個誤差下列說法正確的是

A.該誤差屬于偶然誤差

A該誤差屬于系統(tǒng)誤差

C可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差

D可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差

(4)某同學(xué)以重物的速度平方/為縱軸，以重物下落的高度∕l為橫軸，作出如圖3所示的4-八

圖像，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=m∕s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

15.如圖所示是月亮女神、嫦娥一號繞月球做圓周運(yùn)動時某時刻的圖片，兩衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動方向

相同，用心、R2、A、7?分別表示月亮女神和嫦娥一號的軌道半徑及周期，用R表示月球的

半徑，已知引力常量為G。

(1)求從此時起再經(jīng)多長時間兩衛(wèi)星第一次相距最遠(yuǎn)；

(2)請用嫦娥一號所給的已知量，估測月球的平均密度。

16.如圖所示，質(zhì)量為Mg物塊自高臺上4點(diǎn)以4m∕s的速度水平拋出后，剛好在B點(diǎn)沿切線

方向進(jìn)入半徑為0?5τn的光滑圓弧軌道運(yùn)動。到達(dá)圓弧軌道最底端C點(diǎn)后沿粗糙的水平面運(yùn)動

4.3Tn到達(dá)。點(diǎn)停下來，已知OB與水平面的夾角0=53。，g=10m∕s2(sin53o=0.8,cos53o=

(1)到達(dá)B點(diǎn)的速度為；

(2)物塊到達(dá)C點(diǎn)時，物塊對軌道的壓力;

(3)物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)。

17.如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角O=30。，另一邊

與地面垂直，頂上有一定滑輪。一柔軟的細(xì)線跨過定滑輪，兩端分

別與物塊4和B連結(jié)，4的質(zhì)量為4τn,B的質(zhì)量為m,開始時將B按在

地面上不動，然后放開手，讓4沿斜面下滑而B上升。物塊4與斜面間無摩擦。設(shè)當(dāng)A沿斜面下

滑S距離后，細(xì)線突然斷了，重力加速度為g。

(1)求細(xì)線斷時，物塊B的速度大??；

(2)求細(xì)線斷時，物塊A重力的功率；

(3)求物塊B上升離地的最大高度H。

18.如圖甲所示，質(zhì)量相同的小球A、C穿在足夠長的光滑水平直桿上。用長為1=0.4m的細(xì)

線拴著小物塊B,B懸掛在4下方并處于靜止?fàn)顟B(tài)。t=0時刻，小球A獲得沿桿向右的瞬時沖

量/=0.3/V?s,小球4的速度時間O-t)圖像如圖乙所示。已知重力加速度g取IOrn/s2。

CA

-O——O------------

□B

甲

(1)求物塊B的質(zhì)量；

(2)若在小球4運(yùn)動的過程中，使小球C獲得沿桿向右的沖量/=0.3N-s,某時刻小球C追上小

球4并與其發(fā)生碰撞，碰后兩個小球一起運(yùn)動，求之后物塊B上升的最大高度的范圍。

答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：4、圖甲中，在拱形橋最高點(diǎn)對車受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有τng-埒=噌，

當(dāng)FN=O時，V=力gR,可知車在最高點(diǎn)時速度大小為車對橋面的壓力為零，車將做平

拋運(yùn)動，故A正確；

8、圖乙中，在固定圓錐筒（內(nèi)壁光滑）內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的小球，受重力和彈力，它們的合力提供

小球的向心力，故B錯誤；

C、圖丙中，僅在重力和輕繩拉力作用下，繞。點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動的小球，在最高點(diǎn)，由牛

t;22

Zn

頓第一定律有Zng+F高=Tnf＞，可得?高=TnT-g

在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律有R-mα=7n?可得F,=m?+mfl.根據(jù)能量關(guān)系可知〃高＜

V低,可知Fz?＜F妒在最低點(diǎn)繩子受到的拉力最大，所以最容易拉斷輕繩的位置一定是最低點(diǎn)，

故C正確；

。、圖丁中，當(dāng)火車以規(guī)定速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時，由重力與支持力的合力提供向心力。

當(dāng)火車以大于規(guī)定速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時，根據(jù)向心力公式fn=m且可知火車所需要的

向心力增大，重力與支持力的合力不足以提供向心力，故外軌對火車有側(cè)壓力，火車易脫軌做離

心運(yùn)動，故。正確。

本題選不正確的，故選：B。

圖甲中，在拱形橋最高點(diǎn)對車受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列式，求出支持力為零時的速度，從

而得到車做平拋運(yùn)動的臨界速度；圖乙中，小球水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，由合外力提供向心力，

分析受力時，向心力不單獨(dú)分析；圖丙中，根據(jù)牛頓第二定律分析小球在最高點(diǎn)時和最低點(diǎn)時繩

子拉力的大小，即可判斷；圖丁中，當(dāng)火車以大于規(guī)定速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時，根據(jù)向

2

心力公式用=m幺分析即可。

nr

對于生活中的圓周運(yùn)動，要正確分析物體的受力情況，確定向心力的來源：指向圓心的合力。

2.【答案】B

【解析】解：4、牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故A錯誤；

以卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室里通過幾個鉛球之間萬有引力的測量，得出了引力常量G的

數(shù)值，故B正確；

C、地球同步衛(wèi)星沒有脫離地球的束縛，則其發(fā)射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，

即地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度應(yīng)介于7.9km∕s與11.2km∕s之間，故C錯誤；

。、開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的三大規(guī)律，為人們解決行星運(yùn)動學(xué)問題提供了依據(jù)，故。錯誤。

故選：B。

據(jù)物理學(xué)史和常識解答，記住著名物理學(xué)家的主要貢獻(xiàn)即可。

本題考查物理學(xué)史，是常識性問題，對于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也

是考試內(nèi)容之一。

3.【答案】B

【解析】解：列車從北京到上海的時間為：t=3=黑線≈3.71h

在動力上耗電約為：W=Pt=9000kW×3.71ft=33390/cW?∕ι≈3.3×104kW-h,故B正確，

ACQ錯誤。

故選:B。

根據(jù)公式S=Ut求出時間，再由公式W=Pt求解消耗的電能。

解決本題的關(guān)鍵要掌握功率公式P=3，由此變形求出電功，即消耗的電能。

4.【答案】C

【解析】解：可以認(rèn)為撞擊前鳥的速度為零，撞擊后鳥與飛機(jī)的速度相等，飛機(jī)速度為：

V=90Okm/h=250τn∕s,

撞擊過程對鳥分析，由動量定理得：

Ft=mv—0,

根據(jù)牛頓第三定律可得：飛機(jī)受到的撞擊力也為12500N,故C正確，ABO錯誤；

故選：Co

應(yīng)用動量定理可以求出撞擊時受到的平均撞擊力。

本題為估算題，可以認(rèn)為撞擊前鳥的速度為零，撞擊后鳥與飛機(jī)的速度相等，根據(jù)動量定理進(jìn)行

解答。

5.【答案】A

【解析】解：伐木工人雙眼緊盯著樹梢，根據(jù)樹梢的運(yùn)動情形就能判斷大樹正在朝著哪個方向倒

下，是因?yàn)闃淠镜瓜聲r，各點(diǎn)角速度相同，樹梢的半徑最大，根據(jù)u=r3,知線速度最大，最容

易判斷。

故選：A.

樹木倒下時，繞樹根轉(zhuǎn)動，樹木上各點(diǎn)的角速度相同，根據(jù)V=「3判斷線速度來判斷.

解決本題的關(guān)鍵知道樹木上各點(diǎn)的角速度相等，以及掌握線速度與角速度的關(guān)系.

6.【答案】D

【解析】解：力、根據(jù)牛頓第二定律得：mgsin30°+f=ma=mg,得/=:7719,則物體克服摩

擦力做功Wf=2%=τngh,故A錯誤。

B、根據(jù)動能定理，動能損矢量等于合外力做功的大小，為∕Eκ=∕:^?2∕l=2τng∕z,故3錯誤。

C、物體在斜面上能夠上升的最大高度為/1,所以重力勢能增加了rngh,故C錯誤；

D、根據(jù)功能原理可知，系統(tǒng)機(jī)械能損失等于物體克服摩擦力做功Tngh,故。正確。

故選：D。

由牛頓第二定律求出摩擦力，再求其做功；重力勢能的增加量等于克服重力做的功；動能變化等

于力的總功；機(jī)械能變化量等于除重力外其余力做的功。

本題關(guān)鍵根據(jù)功能關(guān)系的各種具體形式，得到重力勢能變化、動能變化和機(jī)械能變化，特別要注

意系統(tǒng)機(jī)械能損失等于物體克服摩擦力做功。

7.【答案】D

【解析】解：A、如果△Pi=-4kg?τn∕s,XP?=Skg?m/s,兩球碰撞過程系統(tǒng)動量不守恒，故

Λ錯誤；

,,

B、如果△Pl=-IOkg?m∕s,△P2=Iokgrn∕s,則碰撞后P/=-Skg?τn∕s,P2=17kg?m∕s,

碰撞后4的動能不變，8的動能增加，碰撞后系統(tǒng)總動能增加，由于兩球碰撞過程機(jī)械能不增加，

故8錯誤；

C、由題意可知：P1=Skg?m∕s,P?=7kg?m∣s,A球追上B球并與之碰撞，說明碰撞前人的速

度大于B的速度，碰撞前B的動量大于A的動量，則B的質(zhì)量大于4的質(zhì)量；如果△Pi=2kg?τn∕s,

ΔP2=~2kg-m∕s,則碰撞后P/=7kg?m∕s,P2'=Skg-m∕s,由于B的質(zhì)量大于4的質(zhì)量，則

碰撞后4的速度大于B的速度，不符合實(shí)際，故C錯誤；

,

￡)、如果△P]=-Ikg?τn∕s,ΔP2=l∕c5∏τ∕s,則碰撞后P/=4kg?zn∕s,P2'=8kg-m∕s,碰

撞過程系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能不增加，故。正確。

故選：D.

兩球碰撞過程中動量守恒、動能不增加量，碰撞后后面的物體速度不能大于前面物體的速度，碰

撞后球的運(yùn)動要符合實(shí)際，根據(jù)題意分析答題。

本題考查了動量守恒定律的應(yīng)用，對于碰撞過程要遵守三大規(guī)律：1、是動量守恒定律；2、總動

能不增加；3、符合物體的實(shí)際運(yùn)動情況。

8.【答案】A

【解析】解：設(shè)OA=AB=r,小球運(yùn)動的角速度為3,根據(jù)牛頓第二定律得：

2

對B球：F2=2mω-2r①

2

對A球：F1—F2=mωr②

由①②得，∕72=4(Fι-F2)

解得，F(xiàn)1:F2=5：4

故選：A

本題考查向心力的計(jì)算，當(dāng)桿在光滑水平面上繞。點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動時，AB兩球做勻速圓周運(yùn)動，所受

的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，采用隔離法研究桿。4段與AB段對球的拉力之比.

9.【答案】BD

【解析】解:4設(shè)月球表面的重力加速度為g,根據(jù)自由落體運(yùn)動的規(guī)律可得:h=:g/,解得g=筆

故4錯誤:

8.設(shè)月球的第一宇宙速度為V,根據(jù)萬有引力提供向心力可得：mg=巾捺，解得"=yf~^R=W誓,

故8正確；

CZX設(shè)月球同步衛(wèi)星離月球表面的高度為H,則有G*?=TΠ專)2(R+"),G瞿=mg,聯(lián)立

解得H=坐舞_R,M=得，故C錯誤、。正確。

故選：BDo

根據(jù)自由落體運(yùn)動的規(guī)律求解月球表面的重力加速度；根據(jù)萬有引力提供向心力求解月球的第一

宇宙速度；根據(jù)萬有引力提供向心力結(jié)合向心力的計(jì)算公式求解月球的質(zhì)量。

本題主要是考查了萬有引力定律及其應(yīng)用；解答此類題目一般要把握兩條線：一是在星球表面，

忽略星球自轉(zhuǎn)的情況下，萬有引力等于重力；二是根據(jù)萬有引力提供向心力列方程進(jìn)行解答。

10.【答案】BD

【解析】解：根據(jù)動能定理得：

EK2-EKI=-μmgx

則得%=EKI-"

由圖知：初動能EKI=50/,末動能=0，位移x=20τn,代入上式解得〃=0.25

由EKl=gm/得得初速度。=10m∕s

設(shè)運(yùn)動總時間為t,則由X=9得

2x2×20.

C=—=-TT-S=4s

V10

故選：BD

運(yùn)用動能定理把動能和位移的關(guān)系表示出來，可求得動摩擦因數(shù).根據(jù)圖象中得到初動能，求得

初速度，再由位移等于平均速度與時間的乘積求運(yùn)動時間.

利用數(shù)學(xué)圖象處理物理問題的方法就是把物理表達(dá)式與圖象結(jié)合起來,根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)求解.對

于時間的求法較多，也可以根據(jù)運(yùn)動學(xué)基本公式求.

11.【答案】BC

【解析】解：4、平衡車在30s內(nèi)先做勻加速運(yùn)動，牽引力不變，由P=F。知隨著速度增大，平衡

車的實(shí)際功率增大，當(dāng)平衡車的實(shí)際功率達(dá)到額定功率時，由P=Fu知速度增大時，牽引力減小，

平衡車做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動，當(dāng)加速度減至零時開始做勻速運(yùn)動，速度達(dá)到最大，故

A錯誤；

B、平衡車達(dá)到最大速度時，有尸=/=80N,則平衡車的額定輸出功率為P=Fvm=80×IOW=

800小，故B正確；

C、平衡車做勻加速運(yùn)動時，由牛頓第二定律得F-f=mα,得F=∕+znα,當(dāng)平衡車的實(shí)際功

pP

率達(dá)到額定功率時，由P=Fv得勻加速運(yùn)動的末速度為U=W=就?,勻加速運(yùn)動經(jīng)歷的時間t=

W=.z?0),解得v=5m∕s,t=5s,故平衡車在IOS末的功率等于額定功率，為8001V,故C正

確；

D、勻加速運(yùn)動的位移為XI=；或2=：X1X52∏ι=12.5m,平衡車速度從u=5τn∕s增大到τ?=

Iom/s做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動，經(jīng)歷時間t'=30s-5s=25s,設(shè)此過程的位移為不，根

2

據(jù)動能定理得：Pt'-fx2=?m?-?mv,解得Λ?=337.5m,故平衡車在30s內(nèi)的位移為％=

x1+X2=12.5m+337.5m=350m,故。錯誤。

故選:BC。

平衡車在30s內(nèi)先做勻加速運(yùn)動，再做加速度減小的變加速運(yùn)動，當(dāng)加速度減為零時速度最大；平

衡車勻速運(yùn)動時速度最大，由P=FU求解平衡車的額定輸出功率；根據(jù)牛頓第二定律求出平衡車

勻加速運(yùn)動時受到的牽引力大小，當(dāng)平衡車的實(shí)際功率達(dá)到額定功率時勻加速運(yùn)動結(jié)束，由P=

尸U求出勻加速運(yùn)動的末速度，由U=at求勻加速運(yùn)動經(jīng)歷的時間，再確定平衡車在IOs末的功率；

根據(jù)位移-時間公式，結(jié)合"-t圖像求解平衡車在30s內(nèi)的位移。

本題考查機(jī)車啟動問題，關(guān)鍵要明確平衡車的受力情況，確定其運(yùn)動過程，搞清速度最大的臨界

條件：加速度為零，運(yùn)用牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式、動能定理和功率公式P=FU相結(jié)合解答。

12.【答案】AC

【解析】解：4、若圓弧槽不固定，小球有豎直方向的分加速度，系統(tǒng)的合外力不為零，系統(tǒng)動

量不守恒，故A正確；

8、若圓弧槽不固定，設(shè)小球水平方向移動的位移大小為工,則圓弧槽的位移大小為R-X,取水平

向左為正方向，由系統(tǒng)水平方向動量守恒得：τ∏γ-2m^=0,解得X=IR,故B錯誤；

C、若圓弧槽固定，小球滑至B點(diǎn)時，由機(jī)械能守恒定律得mgR=；m詔，解得小球滑到B點(diǎn)時的

速度為=dZgR；

若圓弧槽不固定，設(shè)小球滑到B點(diǎn)時的速度大小為％,圓弧槽速度大小為U2。

在小球下滑的過程，取水平向左為正方向，由系統(tǒng)水平方向動量守恒得

mv1-2τnv2=O

根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有？ngR=?mv?+??2mvf

聯(lián)立解得小球滑到B點(diǎn)時的速度為由=2J呼，則為：v1=y∕^R:2J號=，石：2,故C正

確；

。、圓弧槽固定，小球運(yùn)動到B點(diǎn)時對圓弧槽的壓力最大，圓弧槽對地面的壓力最大。小球在B點(diǎn)

時，由牛頓第二定律得：FN-mg=τn^

解得FN=3mg,由牛頓第二定律可知，小球在B點(diǎn)時對圓弧槽的壓力大小為Fj=風(fēng)=3mg,則

圓弧槽對地面的最大壓力為FNrnaX=PN'+2mg=Smg,故。錯誤。

故選:AC.

根據(jù)系統(tǒng)的合外力是否為零判斷系統(tǒng)動量是否守恒；若圓弧槽不固定，根據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守

恒求解小球水平方向移動的位移，并根據(jù)系統(tǒng)水平方向和機(jī)械能守恒相結(jié)合求出小球滑到B點(diǎn)時

的速度。圓弧槽固定時，由機(jī)械能守恒定律求求圓弧槽固定時小球滑到B點(diǎn)時的速度，再求小球

滑到B點(diǎn)時的速度與不固定時滑到B點(diǎn)的速度大小之比。根據(jù)牛頓運(yùn)動定律求小球到達(dá)B點(diǎn)時對圓

弧槽的壓力，從而求得圓弧槽對地面的最大壓力。

本題考查動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用；對于動量守恒定律，其守恒條件是：系統(tǒng)

不受外力作用或某一方向不受外力作用；對于機(jī)械能守恒定律要知道：機(jī)械能守恒定律的守恒條

件是系統(tǒng)除重力或彈力做功以外，其它力對系統(tǒng)做的功等于零。要注意圓弧槽不固定時，小球和

槽組成的系統(tǒng)動量并不守恒，但水平方向動量守恒。

13.(答案］Cm1?Xp=m1-XM+m2-x∣^mly∕L2=mlyjL1+m2y∕L3

【解析】解：(1)由于小球做平拋運(yùn)動的下落高度相同，可知平拋運(yùn)動的時間相等，可得平拋運(yùn)動

的水平位移與初速度成正比，故可用水平位移代替平拋的初速度，所以此實(shí)驗(yàn)可以通過僅測量小

球做平拋運(yùn)動的水平位，來間接解決測定小球碰撞前后的速度這個問題，故C正確，AB錯誤。

故選：Co

(2)設(shè)平拋運(yùn)動的時間為3則有：

碰撞前4球的速度為：?=y

碰撞后4球的速度為：%=半

碰撞后B球的速度為：v2

若兩球相碰前、后的動量守恒，則表達(dá)式為：m1v0=m1v1÷m2v2

可得表達(dá)式可表示為：m1?Xp=m1?XM÷m2?XN

(3)碰撞前，Tnl落點(diǎn)為圖中的P'點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為%'，小球和巾2發(fā)生碰撞后，巾1的落點(diǎn)為

圖中M'點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為ι√,僧2的落點(diǎn)為圖中的N'點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為%'。

設(shè)斜面的傾角為ɑ,由平抑運(yùn)動規(guī)律得：

19.

L2Sina=[,2cosa=Uot

解得：M叵叵

0N2sina

同理可得：v?=Igcos2%/=叵叵

172sina2y∣2sina

,,,

若兩球相碰過程動量守恒，則表達(dá)式為：m1v0=m1v1÷m2v2

將速度表達(dá)式代入整理可得需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：mιG=m1∕∑;+m2∕∑;

故答案為：(I)C;(2)m1-Xp=m1-XM+m2-XN;(3)ml1∕L2=mly∕L1+m2y∕L3

(1)平拋運(yùn)動的時間相等，平拋運(yùn)動的水平位移與初速度成正比，此實(shí)驗(yàn)可以通過測量小球做平拋

運(yùn)動的水平位移來間接解決測定小球碰撞前后的速度這個問題；

(2)根據(jù)碰撞前、后的速度與對應(yīng)的平拋運(yùn)動的水平位移的關(guān)系，來確定動量守恒定律表達(dá)式。

(3)根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律得到小球落在斜面上的位置到斜面頂點(diǎn)的距離與平拋初速度的關(guān)系，來確

定碰撞前后速度，從而寫出需要驗(yàn)證的表達(dá)式。

在驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)中，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)利用平拋運(yùn)動間接測量速度的方法，

并能推導(dǎo)相應(yīng)的動量守恒表達(dá)式。

14.【答案】CmgtiB哂加■BD9.67

ST2

【解析】解：(1)4為充分利用紙帶，重物下落的起始位置靠近打點(diǎn)計(jì)時器，故A正確；

B.為充分利用紙帶，做實(shí)驗(yàn)時，先接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源，再釋放重錘，故8正確；

C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，應(yīng)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論求出打點(diǎn)計(jì)時器打下某點(diǎn)時重錘的速度內(nèi)

不能測量該點(diǎn)到。點(diǎn)的距離%,再根據(jù)公式V=∕?計(jì)算重錘的速度"，故C錯誤；

。.用刻度尺測量某點(diǎn)到。點(diǎn)的距離心利用公式mgh計(jì)算重力勢能的減少量，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹?/p>

力加速度，故O正確。

本題選擇說法錯誤的，故選：Co

(2)從打下。點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中，重錘重力勢能的減少量AEP=Tng∕?

做勻變速直線運(yùn)動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，打B點(diǎn)時的速度大

小外=皿=?"zt4.

B2T2T

2

動能的增加量=?mvl=m(M-')；

κ208T

(3)空氣阻力、摩擦阻力在實(shí)驗(yàn)過程做負(fù)功，故重力勢能的減少量總是略大于動能的增加量；而這

個實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由設(shè)計(jì)方案決定的，這類誤差屬于系統(tǒng)誤差；不能通過多次重復(fù)使用取平均值來減

小，只能改變實(shí)驗(yàn)方案，減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差；故AC錯誤，BO正確。

故選：BD.

2

(4)根據(jù)Tng九=-mvf可得戶=2gh

可知圖線的斜率為k=2g=怒=19.33

解得g≈9.67m∕s2;

2

故答案為：(DC；(2)mg∕?;嗎券-；(3)8。；(4)9.67

8T

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題；

(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論求出打B點(diǎn)的速度，然后根據(jù)重力勢能與動能的計(jì)算公式分析答題;

(3)重錘下落過程要克服阻力作用做功，機(jī)械能有損失，重力勢能的減少量大于動能的增加量；

(4)應(yīng)用動能定理求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后分析答題。

理解實(shí)驗(yàn)原理、知道實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的推論、動能與重

力勢能的計(jì)算公式、動能定理即可解題。

15.【答案】解：(1)兩衛(wèi)星第一次相距最遠(yuǎn)時，有：言一言=兀

t

解得：~2T2-2Γ1

(2)對嫦娥一號，根據(jù)萬有引力提供向心力，有：GW=啖R2

月球的質(zhì)量：M=∣πft3p

3

解得月球的平均密度：P=里

GRiTi

答：(1)從此時起再經(jīng)汗宗兩衛(wèi)星第一次相距最遠(yuǎn)；

(2)月球的平均密度為幽。

【解析】(1)兩衛(wèi)星第一次相距最遠(yuǎn)時，月亮女神比嫦娥一號多轉(zhuǎn)半周，根據(jù)角度之間的關(guān)系列方

程進(jìn)行解答；

(2)對嫦娥一號，根據(jù)萬有引力提供向心力求解月球的質(zhì)量，根據(jù)密度計(jì)算公式求解月球的平均密

度。

本題主要是考查萬有引力定律及其應(yīng)用，解答本題的關(guān)鍵是能夠根據(jù)萬有引力提供向心力結(jié)合向

心力公式進(jìn)行分析，掌握“追及相遇”問題的處理方法。

16.【答案】解：(1)小物塊恰好從B端沿切線方向進(jìn)入軌道，據(jù)幾何關(guān)系有：

%=^?=5m∕s;

(2)小物塊由B運(yùn)動到C,據(jù)動能定理有：

II

mgR(I+sinθ)y=-^mvC7-2mvB7

在C點(diǎn)處，據(jù)牛頓第二定律有：

Vr

FN-Tng=僧定

解得尸N=96N

根據(jù)牛頓第三定律，小物塊經(jīng)過圓弧軌道上C點(diǎn)時對軌道的壓力FJ的大小為96N；

(3)小物塊從C運(yùn)動到D,據(jù)功能關(guān)系有：

1

-μmgL=O—呢7

聯(lián)立得：μ=0.5?

答：(1)到達(dá)B點(diǎn)的速度%=5zn∕s;

(2)物塊到達(dá)。點(diǎn)時，物塊對軌道的壓力尸J=96N；

(3)物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)〃=0.5?

【解析】(1)小物塊恰好從B端沿切線方向進(jìn)入軌道，據(jù)幾何關(guān)系求到達(dá)B點(diǎn)的速度如；

(2)小物塊由B運(yùn)動到C,據(jù)動能定理求C的速度，再根據(jù)據(jù)牛頓第二定律求彈力；

(3)小物塊從C運(yùn)動到。，據(jù)功能關(guān)系求”。

該題為平拋運(yùn)動與圓周運(yùn)動的結(jié)合的綜合題，要能夠掌握平拋運(yùn)動的規(guī)律、牛頓第二定律和機(jī)械

能守恒定律，關(guān)鍵能正確分析能量如何轉(zhuǎn)化。

17.【答案】解：(1)細(xì)繩斷開前，2、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，4、B速度大小相等，根據(jù)機(jī)械能

守恒定律有：4mgSsinθ—mgS=?(4m+m)v2,解得：v=I等

NN5

(2)根據(jù)恒力功率定義：p=FScosθ=4mgvcos(90°-30o)=2mgI哈；

(3)繩斷后，8