2020-2021學年高一下學期期末考試物理試卷

一.選擇題（共10小題，滿分40分，每小題4分）

1.（4分）如圖所示的曲線是某個質點在恒力作用下運動的一段軌跡。質點從N點出發(fā)經P

點到達M點，已知弧長MP大于弧長PN,質點由N點運動到P點與從P點運動到M點

的時間相等。下列說法中正確的是（）

A.質點從N點運動到M點的過程中，速度大小保持不變

B.質點在這兩段時間內的速度變化量大小相等，方向相同

C.質點在這兩段時間內的速度變化量大小不相等，但方向相同

D.質點在NM間的運動可能是變加速曲線運動

2.（4分）某次空軍演習，一架轟炸機在高空勻速水平飛行時投擲炸彈（每隔相同時間投擲

一顆），地面上的觀察人員看到空中的飛機和炸彈所處的位置情景是下面四幅圖中的哪一

3.（4分）如圖所示，DE是流速穩(wěn)定的河流，河寬一定，現(xiàn)小船從A點渡河，第一次船頭

以速度vi沿AB方向與河岸上游夾角為a,到達對岸；第二次船頭以速度V2沿AC方向

與河岸下游夾角為仇到達對岸。VI、V2均指船在靜水中的航速，其中V|>V2,若兩次

航行的時間相等，則（）

第1頁共23頁

R

I)'、、/*?

A.a=0B.a<p

C.a>0D.無法比較a與0的大小

4.（4分）如圖所示，兩個嚙合的齒輪，其中小齒輪半徑為10cm,大齒輪半徑為20cm,大

齒輪中C點離圓心02的距離為10cm,A、B兩點分別為兩個齒輪邊緣上的點，則A、B、

C三點的()

A.線速度之比是1：1：1

B.角速度之比是1：1：1

C.向心加速度之比是4：2：1

D.轉動周期之比是1：1：2

5.（4分）如圖所示，O點是近地點，I是地球同步衛(wèi)星軌道，II是從地球上發(fā)射火星探測

器的轉移軌道，III是火星探測器在近火星點P制動后的圓形軌道，M點是I、II軌道的

交點，則（）

A.火星探測器和地球同步衛(wèi)星在M點的速度相等

B.火星探測器在P點制動后進入軌道HI運行時的速度約等于火星的第一宇宙速度

C.火星探測器在O點的速度等于地球的第一宇宙速度

D.火星探測器剛運動到P點時的速度一定等于火星的第一宇宙速度

6.（4分）對于時空觀的認識，下列說法正確的是（）

A.相對論不能描述物體在低速運動時的規(guī)律

B.相對論具有普遍性，經典物理學是它在低速運動時的特例

第2頁共23頁

C.相對論的出現(xiàn)使經典物理學不再發(fā)揮作用

D.經典物理學建立在實驗的基礎上，它的結論又受到無數(shù)次實驗的檢驗，因此在任何情

況下都適用

7.（4分）一列質量為m的動車，初速度為vo,以恒定功率P在平直軌道上運動經時間t

達到該功率下的最大速度vm,設動車行駛過程中所受到的阻力f保持不變，則動車在時

間1內（）

A.做勻加速直線運動

B.加速度和速度均逐漸減小

C.牽引力的功率p=fvm

D.牽引力做功W=imvm2-^mvo2

8.（4分）如圖所示，兩個可視為質點的相同物體a和b放在水平圓轉盤上，且物體a、b

與轉盤中心在同一條水平直線上，物體a、b用細線連接，它們與轉盤間的動摩擦因數(shù)相

同。當圓盤轉動到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，燒斷細線，兩物體的運動情況是（）

出

:Au

o\I

A.物體a發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠

B.物體a仍隨圓盤一起做勻速圓周運動

C.物體b仍隨圓盤一起做勻速圓周運動

D.兩物體均沿半徑方向滑動，離圓盤圓心越來越遠

9.（4分）如圖所示，粗糙水平面上有一汽車A,通過定滑輪用繩子拉同一水平面的物體B,

使物體B勻速向右運動，當拉至圖示位置時，兩繩子與水平面的夾角分別為a、0,二者

速度分別為VA和VB,則（）

A.汽車向右做減速運動

B.若圖示位置a<B，則VAVVB

第3頁共23頁

C.若圖示位置a〈B，則VA=VB

D.若圖示位置a<0,則VA>VB

10.（4分）一物塊靜止在粗糙程度均勻的水平地面上在0?4s內所受水平拉力F隨時間t

的變化關系圖象如圖甲所示，在0?2s內的速度圖象如圖乙所示，最大靜摩擦力大于滑

動摩擦力關于物塊的運動，下列說法正確的是（）

A.物塊的質量為2kg

B.在4s內物塊的位移為8m

C.在4s內拉力F做功為16J

D.在4s末物塊的速度大小為4m/s

填空題（共4小題，滿分14分）

II.（4分）在船渡河問題中，設船在靜水中的速度為VI,水流速度為V2,（vi>V2）。河寬

為d,則當VI與V2的夾角為時，船能夠在最短時間內渡河；令VI,V2的夾角為

0,則當COS0=時船渡河的位移最短。

12.（6分）某學校老師在研究性學習課上給同學們講了兩彈簧串聯(lián)后的等效勁度系數(shù)k與

111

原兩彈簧勁度系數(shù)ki、k2的關系式為；=二+廣，該研究性學習小組為了證明這個結

kk]k2

論的正確性，設計了如圖甲所示的實驗，即把兩根勁度系數(shù)分別為kl和k2的彈簧連接起

來進行探究，已知重力加速度為g。

（1）某次測量指針如圖乙所示，指針示數(shù)為cm；

（2）設每個鉤碼的質量為m,若測量多次并計算得出每增加一個鉤碼指針A示數(shù)的平均

伸長量為AXA,指針B示數(shù)的平均伸長量為axB,則可求得1<=,ki=

111

k2=_______。從而驗證:=—+二的正確性。

kk]k2

第4頁共23頁

13.（2分）如圖，水平桌面與地面的豎直高度差為H,B點與A點的豎直高度差為h,在

水平桌面上的A點有一個質量為m的物體以初速度vo被水平拋出，不計空氣阻力，當

它到達B點時;其動能為,機械能為。以地面為零勢能面。

14.（2分）如圖所示，光滑半圓形軌道BC豎直固定在水平地面AB上，AB與半圓軌道在

B處相切，BC為直徑。小物塊（可視為質點）以某一速度從A向B運動，經過半圓軌

道最高點C時與軌道恰好無彈力，并從C點水平飛出后剛好落到A點。己知物塊與地面

AB之間的動摩擦因數(shù)口=0.25,半圓軌道半徑為R,重力加速度為g,則物塊從A點出

發(fā)時的速度大小為。

三.實驗題（共2小題，滿分12分，每小題6分）

15.（6分）如圖為研究平拋運動的實驗裝置。

（1）實驗時需要下列哪個器材（填字母代號）。

A.彈簧秤

B.重錘線

C.打點計時器

（2）實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的一條軌跡。

下列一些操作要求，正確的是（填字母代號）

第5頁共23頁

A.每次必須由同一位置由靜止釋放小球

B.每次必須嚴格地等距離下降水平板來記錄小球位置

C.小球運動時不應與木板上的白紙相接觸

D.記錄的點應適當多一些

（3）實驗時讓小球先后三次從同一位置釋放，將水平板從上往下依次放在如圖1、2、3

的位置，且1與2的豎直間距等于2與3的豎直間距。若三次實驗中，小球從拋出點到

落點的水平位移依次為xi、X2、X3,機械能的變化量依次為AEi、AE2,忽略空

氣阻力的影響，下面分析正確的是（填字母代號）。

A.X2-xi=x3-X2,AEI=AE2=AE3

B.X2-X1>X3-X2,△E1=Z\E2=Z\E3

C.X2-X1>X3-X2,AE]<AE2<AE3

D.X2-XI<X3-X2,AE1<AE2<AE3

16.（6分）研究小組利用下圖甲所示裝置來探究動能定理。在左端帶有滑輪的長木板上放

置-滑塊，滑塊通過細繩與小物體連接，滑塊上端安裝遮光片，在虛線P位置安裝有光

電門，遮光片經過光電門時，數(shù)字計時器會記錄遮光片的擋光時間。實驗步驟如下:

012單位：cm

lllllIIIIIIIIIIIIIIII11II

|liil|rin|

乙

A.使用十分度的游標卡尺測量遮光片的寬度，如圖乙所示；

B.按圖組裝器材，調節(jié)滑輪高度使細繩與木板平行；

C.將滑塊固定在某一位置，使遮光片與O點對齊，測量O點與光電門P之間的距離x；

D.釋放滑塊，遮光片通過光電門，光電計時器記錄的時間為t,得到滑塊運動到虛線P

位置的速度；

E.改變滑塊釋放的位置0,重復實驗，記錄多組距離x和對應的時間t；

F.整理器材，處理數(shù)據(jù)。

第6頁共23頁

(1)步驟A中游標卡尺的讀數(shù)為d=mm；

(2)步驟D中，滑塊經過P位置時的速度大小v=(用題中字母表示)；

(3)步驟F中，該小組在坐標系中進行描點作圖，應選用的坐標系為;

A.x-v'2

B.x-v

C.x-v2

(4)關于實驗的操作步驟，下列說法中正確的是;

A.釋放滑塊前，需耍調整木板角度平衡摩擦力

B.實驗不需要小物體質量m遠小于滑塊的質量M

C.不需要測量小物體質量m

D.需要測量滑塊的質量M

(5)本實驗的誤差有一部分來源于滑塊速度的獲取，實驗中步驟D獲得的速度比真實速

度值_______(填“偏大”、“等于"、“偏小

四.計算題(共3小題，滿分34分)

17.(10分)如圖所示，長度為L的輕繩上端固定在天花板上O點，下端拴著質量為m的

小球，小球放在光滑水平面上。當把輕繩拉直時，輕繩與豎直方向的夾角0=60°,細

繩可帶動小球在水平面上做勻速圓周運動。求：

(1)當球以角速度31=溫運動時,細繩的拉力FT大小和水平面受到的壓力FN；。

(2)當球以角速度32=J單運動時，細繩的拉力FT'大小及水平面受到的壓力FN'。

18.(12分)一架噴氣式飛機，質量m=5.OXl()3kg,起飛過程從靜止開始滑跑。當滑跑位

移達到L=5.3Xl()2m時，速度恰好達到起飛速度。已知此過程中飛機受到的平均阻力是

飛機重量的0.02倍，飛機受到的牽引力F=1.8X1()4N,求：

(1)此過程中飛機克服阻力做的功；

(2)此過程中飛機所受牽引力做的功；

(3)飛機的起飛速度。

19.(12分)探測器在X星球上捕捉到一重物下落，并自動拍攝了下落過程的頻閃照片，傳

第7頁共23頁

回地球的照片如圖所示。已知頻閃照相儀的頻率為f,該星球的半徑為R,萬有引力常量

為G.若x星球上氣體非常稀薄，忽略星球的自轉，則根據(jù)題目和圖片提供的信息，完

成下列問題。

(1)X星球的質量是多大？

(2)在X星球上發(fā)射衛(wèi)星，最小發(fā)射速度是多少？

(3)若離X星球表而h的高處的一顆衛(wèi)星做勻速圓周運動，該衛(wèi)星的運行周期是多大？

第8頁共23頁

2020-2021學年高一下學期期末考試物理試卷

參考答案與試題解析

選擇題（共10小題，滿分40分，每小題4分）

1.（4分）如圖所示的曲線是某個質點在恒力作用下運動的一段軌跡。質點從N點出發(fā)經P

點到達M點，已知弧長MP大于弧長PN,質點由N點運動到P點與從P點運動到M點

的時間相等。下列說法中正確的是（）

A.質點從N點運動到M點的過程中，速度大小保持不變

B.質點在這兩段時間內的速度變化量大小相等，方向相同

C.質點在這兩段時間內的速度變化量大小不相等，但方向相同

D.質點在NM間的運動可能是變加速曲線運動

【解答】解：A、因質點在恒力作用下運動，由牛頓第二定律可知，由于加速度不變，質

點做勻變速曲線運動，由力指向曲線凹面那一側可知,質點從N點運動到M點的過程中，

相同時間內的路程不同，故速度大小發(fā)生了變化，故A錯誤；

BC、因加速度不變，則質點在這兩段時間內的速度變化量大小相等、方向相同，故B正

確，C錯誤；

D、質點在NM間的運動加速度不變，是勻變速曲線運動，故D錯誤。

故選：B,

2.（4分）某次空軍演習，一架轟炸機在高空勻速水平飛行時投擲炸彈（每隔相同時間投擲

一顆），地面上的觀察人員看到空中的飛機和炸彈所處的位置情景是下面四幅圖中的哪一

幅（）

第9頁共23頁

【解答】解：炸彈離開轟炸機后做平拋運動，在水平方向上做勻速直線運動，與轟炸機

的運動情況相同，可知這些炸彈落地前均在同一條豎直線上，故B正確，ACD錯誤。

故選：Bo

3.（4分）如圖所示，DE是流速穩(wěn)定的河流，河寬一定，現(xiàn)小船從A點渡河，第一次船頭

以速度VI沿AB方向與河岸上游夾角為a,到達對岸；第二次船頭以速度V2沿AC方向

與河岸下游夾角為由到達對岸。VI、V2均指船在靜水中的航速，其中VI>V2,若兩次

航行的時間相等，則（）

A.a=pB.a<p

C.a>PD.無法比較a與0的大小

【解答】解：第一次船頭沿AB航行，到達對岸，船頭沿AB方向（即為船在靜水中的

速度方向沿AB方向），

第二次船頭沿AC方向（即為船在靜水中的速度方向沿AC方向）到達對岸，

對在這兩種情況下的船在靜水中的速度進行分解，因兩次航行的時間相等，所以在垂直

于河岸方向上的速度是相等的。其中vi>v2,因此兩方向與河岸的夾角不相等，即a<0,

故B正確，ACD錯誤。

故選：Bo

4.（4分）如圖所示，兩個嚙合的齒輪，其中小齒輪半徑為10cm,大齒輪半徑為20cm,大

齒輪中C點離圓心02的距離為10cm,A、B兩點分別為兩個齒輪邊緣上的點，則A、B、

C三點的（）

第10頁共23頁

B.角速度之比是1：1：1

C.向心加速度之比是4：2：1

D.轉動周期之比是1：1：2

【解答】解：A、同緣傳動時，邊緣點的線速度相等，故：VA=VB；

同軸傳動時，角速度相等，故：3B=3C；

根據(jù)題意，有：FA：TB：rc=l：2：1;

根據(jù)V=U)r,由于O)B=U)C，故VB：VC=rB:i*c=2：1;

故VA：VB：vc=2：2：1,故A錯誤；

B、根據(jù)V=U)r,由于VA=VB,故3A:O)B=rB:FA=2：1;

故OJA：WB：O)C=rB：FA=2：1:1,故B錯誤；

C、向心加速度之比為：以：aB：打=臭臭冬=4；2：1,故C正確；

?arbrc

D、轉動周期之比為：Ta：%幾=上：二=1：2：2,故D錯誤；

故選：Co

5.(4分)如圖所示，O點是近地點，I是地球同步衛(wèi)星軌道，II是從地球上發(fā)射火星探測

器的轉移軌道，m是火星探測器在近火星點p制動后的圓形軌道，M點是I、n軌道的

交點，則()

A.火星探測器和地球同步衛(wèi)星在M點的速度相等

B.火星探測器在P點制動后進入軌道HI運行時的速度約等于火星的第一宇宙速度

C.火星探測器在0點的速度等于地球的第一宇宙速度

D.火星探測器剛運動到P點時的速度一定等于火星的第一宇宙速度

第11頁共23頁

【解答】解：A、火星探測器在M點相對于同步軌道一定是做離心運動，其速度一定大

于地球同步衛(wèi)星在M點的速度，故A錯誤；

B、第一宇宙速度等于衛(wèi)星近中心天體做勻速圓周運動的速度，所以火星探測器在P點制

動后進入軌道HI運行時的速度約等于火星的第一宇宙速度，故B正確；

C、火星探測器在0點相對于近地圓軌道做離心運動，其速度大于地球的第一宇宙速度，

故C錯誤；

D、火星探測器剛運動到P點時需要點火制動后才能進入m軌道做勻速圓周運動，而衛(wèi)

星在III軌道運行時的速度約等于火星的第一宇宙速度，所以火星探測器剛運動到P點時

的速度一定大于火星的第一宇宙速度，故D錯誤。

故選：Bo

6.（4分）對于時空觀的認識，下列說法正確的是（）

A.相對論不能描述物體在低速運動時的規(guī)律

B.相對論具有普遍性，經典物理學是它在低速運動時的特例

C.相對論的出現(xiàn)使經典物理學不再發(fā)揮作用

D.經典物理學建立在實驗的基礎上，它的結論又受到無數(shù)次實驗的檢驗，因此在任何情

況下都適用

【解答】解：AB、相對論具有普遍性，經典物理學是它在低速運動時的特例，故A錯誤，

B正確；

C、相對論并沒有否定經典物理學，在宏觀物體及低速運動經典物理學仍適用，故C錯

誤；

D、經典物理學適用于宏觀物體及低速運動，不適用微觀物質和高速運動，故D錯誤。

故選：Bo

7.（4分）一列質量為m的動車，初速度為vo,以恒定功率P在平直軌道上運動經時間t

達到該功率下的最大速度Vm,設動車行駛過程中所受到的阻力f保持不變，則動車在時

間t內（）

A.做勻加速直線運動

B.加速度和速度均逐漸減小

C.牽引力的功率P=fVm

22

D.牽引力做功W=1mvm-|mvo

第12頁共23頁

【解答】解：AB、根據(jù)牛頓第二定律得：F布-f=ma,而F^vuP,動車的速度在增大，

則牽引力在減小，故加速度在減小，故AB錯誤；

C、當加速度為零時，速度達到最大值為Vm,此時牽引力的大小等于阻力f,故功率P=

fVm,故C正確；

D、設克服摩擦力做功為Wf,根據(jù)動能定理得：W牽-所以牽引力

做功W=1mvm2-^mvo2+Wf,故D錯誤.

故選：Co

8.（4分）如圖所示，兩個可視為質點的相同物體a和b放在水平圓轉盤上，且物體a、b

與轉盤中心在同一條水平直線上，物體a、b用細線連接，它們與轉盤間的動摩擦因數(shù)相

同。當圓盤轉動到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，燒斷細線，兩物體的運動情況是（）

:Aa

o\

I

A.物體a發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠

B.物體a仍隨圓盤一起做勻速圓周運動

C.物體b仍隨圓盤一起做勻速圓周運動

D.兩物體均沿半徑方向滑動，離圓盤圓心越來越遠

【解答】解：當圓盤轉速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時，a物體靠細線的拉力與圓盤的最

大靜摩擦力的合力提供向心力做勻速圓周運動，所以燒斷細線后，a所受最大靜摩擦力不

足以提供其做圓周運動所需要的向心力，a要發(fā)生相對滑動，離圓盤圓心越來越遠，但是

b所需要的向心力小于b的最大靜摩擦力，所以b仍保持相對圓盤靜止狀態(tài)，故AC正確，

BD錯誤。

故選：AC。

9.（4分）如圖所示，粗糙水平面上有一汽車A,通過定滑輪用繩子拉同一水平面的物體B,

使物體B勻速向右運動，當拉至圖示位置時，兩繩子與水平面的夾角分別為a、仇二者

速度分別為VA和VB,則（）

第13頁共23頁

A.汽車向右做減速運動

B.若圖示位置a<0,則VA<VB

C.若圖示位置a<0,則VA=VB

D.若圖示位置a〈B，則VA>VB

【解答】解：對汽車A的速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進行分解，則有沿著繩子方

向的速度大小為VACosa；

對B物體的速度沿著繩子方向與垂直繩子方向進行分解，則有沿著繩子方向的速度大小

為VBCOSp,

由于沿著繩子方向速度大小相等，則有：VACOSa=VBCOSp

A.由于物體B勻速向右運動，則VB不變，a減小，B變大，則VA減小，即汽車向右做

減速運動，故A正確；

BCD.若圖示位置a<0,則cosa>co鄧，則VA<VB,故B正確，CD錯誤。

故選：ABo

10.（4分）一物塊靜止在粗糙程度均勻的水平地面上在。?4s內所受水平拉力F隨時間t

的變化關系圖象如圖甲所示，在0?2s內的速度圖象如圖乙所示，最大靜摩擦力大于滑

動摩擦力關于物塊的運動，下列說法正確的是（）

甲

第14頁共23頁

A.物塊的質量為2kg

B.在4s內物塊的位移為8m

C.在4s內拉力F做功為16J

D.在4s末物塊的速度大小為4m/s

【解答】解：A、由圖可知，1-2s內物體做勻速運動，故說明摩擦力大小f=F=2N；

0-Is內做勻加速運動，加速度a=*=4m/s2

由牛頓第二定律可得F-f=ma

其中F=6N,解得m=lkg,

故A錯誤；

B、2s后受至IJ的合力Fa=F+f=2N+2N=4N,方向與運動方向相反，物體做勻減速運動，

加速度大小優(yōu)=嘖=4m/s2

勻減速至停止的時間t=3=ls

貝I]t=3s末速度減為零，此后保持靜止，故4s內的位移x=節(jié)^x4m=8m,故B正確；

C、根據(jù)動能定理可知WF-fx=0

解得WF=2X8J=16J,故C正確；

D、由B中分析可知，4s末的速度大小為零，故D錯誤。

故選：BC。

填空題（共4小題，滿分14分）

11.（4分）在船渡河問題中，設船在靜水中的速度為vi,水流速度為V2,（vi>V2）o河寬

為d,則當VI與V2的夾角為90°時,船能夠在最短時間內渡河；令VI,V2的夾角為

9,則當cos0=-今時船渡河的位移最短。

一%一

【解答】解：將船實際的速度（合速度）分解為垂直河岸方向和平行河岸方向上的兩個

分速度，垂直分速度影響渡河的時間，而平行分速度只影響平行河岸方向上的位移。欲

使船在最短時間內渡河，船頭應朝垂直河岸方向，即vi與V2的夾角為90°?

欲使船渡河航程最短，應使合運動的速度方向垂直河岸渡河，令VI,V2的夾角為。，如

圖，則cos0=—"。

V1

故答案為：90°,一再

%

第15頁共23頁

12.（6分）某學校老師在研究性學習課上給同學們講了兩彈簧串聯(lián)后的等效勁度系數(shù)k與

111

原兩彈簧勁度系數(shù)kl、k2的關系式為7=1+丁，該研究性學習小組為了證明這個結

kfcik2

論的正確性，設計了如圖甲所示的實驗，即把兩根勁度系數(shù)分別為kl和k2的彈簧連接起

來進行探究，已知重力加速度為g。

（1）某次測量指針如圖乙所示，指針示數(shù)為16.00cm：

（2）設每個鉤碼的質量為m,若測量多次并計算得出每增加一個鉤碼指針A示數(shù)的平均

伸長量為AXA,指針B示數(shù)的平均伸長量為AXB,則可求得k=_—^—ki=

—，k2=—o從而驗證==JJ的正確性。

——AXn-kklk2

【解答】解：（1）由圖乙所示刻度尺可知，其分度值為1mm,示數(shù)為16.00cm。

（2）鉤碼靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：

mg=k(AXA+AXB)>mg=kiAxA.mg=k2AxB)

解得：k-瞿，k2=^■:

+△X/4AXjg

mgmgmg

故答案為：（1）16.00；（2）

AX^+AXg'△久4'XXB

13.（2分）如圖，水平桌面與地面的豎直高度差為H,B點與A點的豎直高度差為h,在

水平桌面上的A點有一個質量為m的物體以初速度vo被水平拋出，不計空氣阻力，當

11

它到達B點時，其動能為/mvt?+mgh,機械能為^mvo?+mgH。以地面為零勢能

第16頁共23頁

面。

【解答】解：因為平拋運動過程中只受重力，所以物體在運動的過程中機械能守恒，取

地面為零勢能面，物體從A點運動到B的過程中，由機械能守恒定律有：

12

EkB+mg（H-h）=#丫0+mgH

解得物體到達B點的動能為：EkB=1mvo2+mgh

取地面為零勢能面，因為機械能守恒，故在B點的機械能與A點的機械能一樣，即物體

到達B點的機械能為：EB=+mgH

11

故答案為：-mvo2+mgh,-mvo2+mgH

14.（2分）如圖所示，光滑半圓形軌道BC豎直固定在水平地面AB上，AB與半圓軌道在

B處相切，BC為直徑。小物塊（可視為質點）以某一速度從A向B運動，經過半圓軌

道最高點C時與軌道恰好無彈力，并從C點水平飛出后剛好落到A點。已知物塊與地面

AB之間的動摩擦因數(shù)口=0.25,半圓軌道半徑為R,重力加速度為g,則物塊從A點出

發(fā)時的速度大小為顓

【解答】解：（1）最高點C時與軌道恰好無彈力，由牛頓第二定律得:

v2

mg=

小物塊從C點落回AB軌道上，做平拋運動，由平拋運動規(guī)律得：

1

2R=2gt2o

x=vct

小物塊從A到C的運動過程中，由動能定理得：

11

-pmgx-mg*2R=2mvc9一9

第17頁共23頁

解得：VA=j6gR

故答案為：y[6^R

三.實驗題（共2小題，滿分12分，每小題6分）

15.（6分）如圖為研究平拋運動的實驗裝置。

（1）實驗時需要下列哪個器材B（填字母代號）。

A.彈簧秤

B.重錘線

C.打點計時器

（2）實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的一條軌跡。

下列一些操作要求，正確的是ACD（填字母代號）

A.每次必須由同一位置由靜止釋放小球

B.每次必須嚴格地等距離下降水平板來記錄小球位置

C.小球運動時不應與木板上的白紙相接觸

D.記錄的點應適當多一些

（3）實驗時讓小球先后三次從同一位置釋放，將水平板從上往下依次放在如圖1、2、3

的位置，且1與2的豎直間距等于2與3的豎直間距。若三次實驗中，小球從拋出點到

落點的水平位移依次為xi、X2、X3,機械能的變化量依次為aEi、AE2S忽略空

氣阻力的影響，下面分析正確的是B（填字母代號）。

A.x2-xi=x3-x2,AEi—AEi=AEa

B.X2-X1>X3-X2,△E1=AE2==AE3

C.X2-XI>X3-X2,AE1<AE2<AE3

D.X2-XI<X3-X2>AE1<AE2<AE3

【解答】解：（1）做“研究平拋物體的運動”實驗時，需要木板、小球、斜槽、鉛筆、

圖釘、白紙、米尺、重垂線；

米尺的作用是能讀出軌跡上某點的坐標；

重垂線的作用是確保木板與白紙是在豎直面內，使其與小球運動平面平行；

第18頁共23頁

時間可以通過豎直方向做自由落體運動去求解，故不需要彈簧秤與打點計時器，故AC

錯誤，B正確。

故選：B

(2)A、因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以

保證獲得相同的初速度，故A正確；

B、記錄小球經過不同高度的位置時，每次不必嚴格地等距離下降，故B錯誤；

C、做平拋運動的物體在同一豎直面內運動，固定白紙的木板必須調節(jié)成豎直，小球運動

時不應與木板上的白紙相接觸，以免有阻力的影響，故C正確；

D、要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應適當多一些，故D正確。

故選：ACDo

(3)因為平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，下落的速度越來越快，

則下落相等位移的時間越來越短，水平方向上做勻速直線運動，所以：X2-X1>X3-X2,

因為平拋運動的過程中，只有重力做功，

所以機械能守恒，貝I，△El=AE2=AE3o

綜上所述，故B正確，A、C、D錯誤。

故選：B,

故答案為：(1)B；(2)ACD；(3)B。

16.(6分)研究小組利用下圖甲所示裝置來探究動能定理。在左端帶有滑輪的長木板上放

置一滑塊，滑塊通過細繩與小物體連接，滑塊上端安裝遮光片，在虛線P位置安裝有光

電門，遮光片經過光電門時，數(shù)字計時器會記錄遮光片的擋光時間。實驗步驟如下：

T???012單位：cm

J；：‘I11111」」.［山］」」.1|11山111

4nA'O|iHIInII|

甲乙

A.使用十分度的游標卡尺測量遮光片的寬度，如圖乙所示；

B.按圖組裝器材，調節(jié)滑輪高度使細繩與木板平行；

C.將滑塊固定在某一位置，使遮光片與O點對齊，測量O點與光電門P之間的距離x；

D.釋放滑塊，遮光片通過光電門，光電計時器記錄的時間為3得到滑塊運動到虛線P

位置的速度；

E.改變滑塊釋放的位置O,重復實驗，記錄多組距離x和對應的時間t；

第19頁共23頁

F.整理器材，處理數(shù)據(jù)。

（1）步驟A中游標卡尺的讀數(shù)為d=5.4mm；

（2）步驟D中，滑塊經過P位置時的速度大小v=-（用題中字母表示）；

-L

（3）步驟F中，該小組在坐標系中進行描點作圖，應選用的坐標系為C；

A.x-v2

B.x-v

C.x-v2

（4）關于實驗的操作步驟，下列說法中正確的是

A.釋放滑塊前，需要調整木板角度平衡摩擦力

B.實驗不需要小物體質量m遠小于滑塊的質量M

C.不需要測量小物體質量m

D.需要測量滑塊的質量M

（5）本實驗的誤差有一部分來源于滑塊速度的獲取，實驗中步驟D獲得的速度比真實速

度值偏大（填“偏大”、“等于"、“偏小”

【解答】解：（1）游標卡尺的分度值為0.1mm,根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則，主尺刻度為

5mm,游標尺讀數(shù)為4X0.1mm=0.4mm,則遮光片寬度：d=5.4mm?

（2）根據(jù)極短時間內的平均速度表示瞬時速度，滑塊經過P位置時的速度大?。簐=（

（3）研究滑塊從O運動到P的過程，合外力做功：W=Fx,

動能變化量：△Ek=2M"2

根據(jù)動能定理可知，合外力做功等于動能變化量，W=AEk,即Fx=1Mv2,為直觀分

析，在坐標系中進行描點作圖，應選用的坐標系為x-v2,故C正確，AB錯誤。

故選：Co

（4）分析FX=AMI;2,F為合外力，可以包括摩擦力，在滑塊運動過程中，F(xiàn)恒定不變，

只要x-v2為傾斜直線，則可以證明合外力做功與動能變化量的關系，故不需要平衡摩

擦力，也不需要小物體質量m遠小于滑塊的質量M,不需要測量小物體和滑塊的質量,

故BC正確，AD錯誤。

故選：BCo

（5）本實驗的誤差有一部分來源于滑塊速度的獲取，實驗中步驟D獲得的速度是利用中

第20頁共23頁

間時刻的瞬時速度代替通過P點的速度，故測量值比真實速度偏大。

d

故答案為：(1)5.4；(2)-；(3)C；(4)BC；(5)偏大。

四.計算題(共3小題，滿分34分)

17.(10分)如圖所示，長度為L的輕繩上端固定在天花板上O點，下端拴著質量為m的

小球，小球放在光滑水平面上。當把輕繩拉直時，輕繩與豎直方向的夾角9=60°,細

繩可帶動小球在水平面上做勻速圓周運動。求：

(1)當球以角速度3i=居運動時，細繩的拉力FT大小和水平面受到的壓力FN；。

(2)當球以角速度32=再運動時，細繩的拉力FT'大小及水平面受到的壓力FN'。

【解答】解：(1)對小球受力分析，作出力圖如圖1.球在水平面內做勻速圓周運動，由

重力、水平面的支持力和繩子拉力的合力提供向心力，則根據(jù)牛頓第二定律，

水平方向有:Fjsin60°=mo)i2Lsin600…①

豎直方向有：F'N+FTCOS60°-mg=0…②

又9=招

解得F'N=|mg,FT=1mg

根據(jù)牛頓第三定律得知水平面受到的壓力為：FN