2020年高一物理下册期末模拟试卷及答案（十二）

2020年高一物理下册期末模拟试卷及答案（五）

一、选择题（本题包括10小题.每小题3分，共30分.每小题给出

的四个选项中，只有一个是符合题目要求的）

1.下列情境中，经典力学不适用的是（）

A.火车在铁轨上行驶B.轮船在大海上航行

C.投出的铅球在空中飞行D.宇宙粒子接近光速飞行

2.下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内飞行的轨迹，小

鸟在图示位置时的速度v和空气对它的作用力F的方向可能正确的是

)

3.如图所示，儿童乘坐游乐艇沿小河自西向东快速行驶，在艇上发

射玩具炮弹，要准确击中北岸的目标，射击方向应（）

A.对准目标

B.偏向目标的西侧

C.偏向目标的东侧

D.无论对准哪个方向都能击中目标

4.若认为行星绕太阳做圆周运动，则太阳对行星的引力（）

A.提供行星运动的向心力

B.与行星质量无关

C.与行星和太阳的质量之和成正比

D.与行星和太阳间的距离成反比

5.如图所示，小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于0

点，将小球拉至A点，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到

0点正下方B点时弹簧处于伸长状态，则在小球由A运动到B的过程

A.弹簧的弹性势能减小

B.弹簧弹力对小球不做功

C.小球的动能和重力势能之和保持不变

D.小球和弹簧组成的系统动能、重力势能和弹性势能之和保持不变

6.如图所示是某游乐场中的“摩天转轮”，乘客乘坐箱轿在竖直面内

做匀速圆周运动的过程中，乘客的（）

A.速度始终恒定B.加速度始终恒定

C.动能始终恒定D.机械能守恒

7.如图所示，排球运动员正在做垫球训练，若空气阻力不能忽略，

则击球后，球从某位置离开手竖直向上运动，再下落回到该位置的过

程中（）

A.重力先做正功后做负功

B.重力做的总功不为零

C.空气阻力做负功

D.空气阻力做的总功小于球的动能变化

8.据《每日邮报》报道，科学家最新研究发现，在我们太阳系的早

期可能存在过另外一颗行星，后来与海王星碰撞后离开了太阳系.海

王星也由于受到撞击改变了轨道，假设海王星变轨前后的稳定轨道都

可看作是圆周，碰撞后轨道半径变小，则海王星在新轨道上稳定运行

与原轨道相比（）

A.角速度变大B.线速度变小C.周期变大D,加速度变小

9.如图甲是打开的汽车后备箱掀盖，图乙为简易测视示意图，A0,

是可伸缩液压杆，其上端A点固定于后盖上，下端。，点固定于车体,

B为后盖上一点，后盖可绕固定于车身的钱链0转动.合上后盖的过

程中A、B两点做圆周运动，则（）

卑乙

A.A点的速度方向垂直于AO,B.A、B两点的线速度VA<VB

C.A、B两点的角速度WA〈WBD.A、B两点的向心加速度aA>aB

10.如图所示，甲、乙两小球以大小相等的初速度分别自两竖直墙中

的某点P水平向左、向右抛出.甲球抛出后击中左墙的A点，速度方

向与竖直墙面夹角为a；乙球抛出后击中右墙的B点，速度方向与竖

直墙面夹角为伍已知A点高于B点，则下列说法中正确的是（）

A.两球在空中的运动时间相等

B.甲球击中A值的速度大于乙球击中B点的速度

C.击中墙时，两角度一定满足关系a>B

D.由于两球质量未知，以上结论均无法确定

二、填空题（本题有6小题，每空2分，共20分）

11.（2分）某星球的质量为M,半径为R,已知引力常量为G,不

考虑星球本身的自转，则该星球表面的重力加速度为—.

12.如图所示，一棵树上有一个质量为m的熟透了的苹果自P点落

至沟底Q点，P点与地面的高度差为h,P点与沟底Q点的高度差为

H,以地面为重力零势能面，则该苹果在沟底Q点时的重力势能

为，苹果从P点落至Q点的过程中重力做功为.（重力加

速度为g）

13.赤道上空的同步卫星相对地面静止，此卫星的角速度—（填"大

于〃、"小于〃或"等于〃）地球自转的角速度，同步卫星的线速度—（填

“大于〃、"小于"或"等于"）地球第一宇宙速度.

14.如图甲所示，放置在粗糙水平面上的物体受到水平推力F的作用,

通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体水平速度v随时间t

变化的规律如图乙、丙所示，则第1s内推力对物体做功为—，第

2s内推力对物体做功为

15.（2分）如图所示是固定在地面上的健身单车，轮子匀速转动时,

通过计数器记下时间t内轮子完成圆周运动的圈数n,则可以计算出

轮子边缘上到转轴距离为R处质点的线速度大小为—.（结果用字

母t,n,R表示）

16.如图所示，小球自水平面BC上方的某点A以3J的初动能水平抛

出后以5J的动能落在水平面BC上，该过程重力做功为—.若将此

小球以5J的初动能再次从A点斜向上与水平面成30。抛出，则小球落

到水平面BC上时的动能为—.（不计空气阻力）

三、课题研究与实验（本题有3小题，每空2分，共18分）

17.在研究平抛运动实验中，实验室准备了下列器材：铁架台、斜槽、

竖直挡板、有水平卡槽的木板、白纸、复写纸、图钉、小球、刻度尺

等.部分的实验步骤如下：

（1）按图安装实验装置，应使斜槽末端—，从而保证小球离开斜

槽后做平抛运动.

（2）每次在斜槽上静止释放小球时应做到—,从而保证小球每次

在空中做平抛运动的轨迹是相同的.

18.在“探究功和速度变化关系〃的实验中，甲同学直接将长木板放在

水平桌面上进行橡皮筋拉小车实验（如图甲所示）；乙同学将长木板

一端垫高（如图乙所示），调整木板位置使得连接纸带的小车被轻推

后恰好能在木板上匀速下滑，然后进行橡皮筋拉小车实验.

甲乙

俨昭烟岬吗帆唧惘唧料眄哪映噌增岬啊1平哪I吧

丙

丁

（1）两同学中操作正确的是—同学（填“甲〃或"乙〃）.

（2）下列操作正确规范的是—.（本题只有一个选项是正确的）

A.打点计时器接直流电源

B.先释放小车，再接通电源

C.需使用相同规格的橡皮筋

D.改变橡皮筋条数后小车可从不同位置静止释放

（3）通过正确操作得到的一条纸带应为图—（填"丙〃或"丁"）.

19.（8分）如图1所示是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守

恒定律〃的实验装置.

（1）为了减小实验误差，下列措施可行的是—（填写代号）

A.重锤选用体积较大且质量较小的

B.重锤选用体积较小且质量较大的

C.打点计时器应固定在竖直平面内

D.应先放手让重锤拖着纸带运动，再通电让打点计时器工作

（2）某同学选取了一条纸带进行测量研究，他舍去了这条纸带上前

面比较密集的点，对后面间距较大的且相邻的六个点进行了如图2所

示的测量，已知当地的重力加速度为g,使用的交变电源周期为T,

则要验证机械能守恒的表达式为—（用々、X2、X3、T、g表示）；

（3）某同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量AEp略大于

动能的增加量AEk，本实验中引起误差的主要原因是—.

立6.00.||830

图2

四、计算题（本题有3小题，20题8分、21题12分、22题12分，

共32分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，

只写出最后答案的不能得分）

20.（8分）如图所示，上表面粗糙的水平圆盘可绕圆心0转动，盘

面上距离0点r=25cm处放一质量m=lkg的可视为质点的小木块，小

木块与圆盘间的动摩擦因数|i=0.4.

（1）当圆盘转动的角速度u）=2rad/s时，小木块柜对圆盘静止做匀速

圆周运动，小木块所受向心力大小为多少？

（2）若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小木块能相对圆盘静止做

匀速圆周运动的最大角速度为多少?

(3)若将小木块放置在圆盘上离圆心0为r=30cm处，则圆盘以第

(2)问中所求出的最大角速度转动时，该木块能否在圆盘上相对圆

盘静止做匀速圆周运动？［第(3)问只需做出判断，不需要书写解答

21.(12分)如图所示为马戏团的猴子表演杂技示意图.平台上质

量为5kg的猴子(可视为质点)从平台边缘A点抓住长l=0.8m水平

绳的末端，由静止开始绕绳的另一个固定端。点做圆周运动，运动至

0点正下方B点时松开绳子，之后做平抛运动，在B点右侧平地上固

定一个倾角为37。的斜面滑梯CD,猴子做平抛运动至斜面的最高点C

时的速度方向恰好沿斜面方向.取tan37o=0.75,求

(1)猴子刚运动到B点时的速度大小.

(2)猴子刚运动到B点且绳子还未脱手时，其对绳子的拉力大小和

方向.

(3)猴子从B点运动到C点的时间以及BC两点间的水平距离.

22.（12分）如图甲所示是高速公路出口的匝道，车辆为了防止在

转弯时出现侧滑的危险，必须在匝道的直道上提前减速.现绘制水平

面简化图如图乙所示，一辆质量m=2000kg的汽车原来在水平直道上

作匀速直线运动，行驶速度v°=108km/h,恒定阻力f=1000N.现将汽

车的减速运动简化为两种方式：方式一为"小踩刹车减速"，司机松开

油门使汽车失去牵引力，在水平方向上仅受匀速运动时的恒定阻力作

用；方式二为"刹车减速〃，汽车做匀减速直线运动的加速度a=6m/s2.

（1）求汽车原来匀速直线行驶时的功率.

（2）司机在离弯道口Q距离为％的地方开始减速，全程采取“小踩

刹车减速〃，汽车恰好能以15m/s的安全速度进入弯道，求出汽车在

上述减速直线运动的过程中克服阻力做功的大小以及距离%的大

小？

（3）在离弯道口Q距离为125m的P位置，司机先采取“小踩刹车减

速”滑行一段距离X2后，立即采取"刹车减速〃，汽车仍能恰好以15m/s

的安全速度进入弯道，求X2的大小.

参考答案与试题解析

一、选择题（本题包括10小题.每小题3分，共30分.每小题给出

的四个选项中，只有一个是符合题目要求的）

1.下列情境中，经典力学不适用的是（）

A.火车在铁轨上行驶B.轮船在大海上航行

C.投出的铅球在空中飞行D.宇宙粒子接近光速飞行

【考点】经典时空观与相对论时空观的主要区别.

【分析】根据牛顿运动定律的适用范围：（1）只适用于低速运动的

物体（与光速比速度较低）；（2）只适用于宏观物体，牛顿第二定

律不适用于微观原子；（3）参照系应为惯性系，即可求解.

【解答】解：根据牛顿运动定律的适用范围：（1）只适用于低速运

动的物体（与光速比速度较低）；（2）只适用于宏观物体，牛顿第

二定律不适用于微观粒子；（3）参照系应为惯性系，故经典力学不

适用的是宇宙粒子接近光速飞行，故D正确，ABC错误；

故选：D.

【点评】本题主要考查了经典力学的适用范围，只要记住即可，同时

注意体会经典力学的局限性.

2.下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内飞行的轨迹，小

鸟在图示位置时的速度v和空气对它的作用力F的方向可能正确的是

)

【考点】物体做曲线运动的条件.

【分析】做曲线运动的物体所受合力与物体速度方向不在同一直线

上，速度方向沿曲线的切线方向，合力方向指向曲线的内测（凹的一

侧），分析清楚图示情景，然后答题.

【解答】解：曲线运动的物体速度方向掩去线的切线方向，故AD错

误；曲线运动时合力指向轨迹的内侧，故C错误，B正确；

故选：B

【点评】做曲线运动的物体，合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧，

当物体速度大小不变时，合力方向与速度方向垂直，当物体速度减小

时，合力与速度的夹角要大于90。，当物体速度增大时，合力与速度

的夹角要小于90。.

3.如图所示，儿童乘坐游乐艇沿小河自西向东快速行驶，在艇上发

射玩具炮弹，要准确击中北岸的目标，射击方向应（）

▼目标

A.对准目标

B.偏向目标的西侧

C.偏向目标的东侧

D.无论对准哪个方向都能击中目标

【考点】运动的合成和分解.

【分析】玩具炮弹实际的速度方向为射出的速度与船的速度的合速度

方向，根据平行四边形定则确定射击的方向.

【解答】解：玩具炮弹的实际速度方向沿目标方向，该速度是船的速

度与射击速度的合速度，根据平行四边形定则，知射击的方向偏向目

标的西侧.故B正确，A、C、D错误.故B正确.

故选：B.

【点评】解决本题的关键会根据平行四边形定则对速度进行合成，以

及知道玩具炮弹实际的速度方向为射出的速度与船的速度的合速度

方向.

4.若认为行星绕太阳做圆周运动，则太阳对行星的引力（）

A.提供行星运动的向心力

B.与行星质量无关

C.与行星和太阳的质量之和成正比

D.与行星和太阳间的距离成反比

【考点】万有引力定律及其应用.

【分析】行星绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，应用万有引

力公式分析答题.

【解答】解：A、行星绕太阳做圆周运动万有引力提供向心力，故A

正确；

B、万有引力提供向心力，贝F=G3,太阳对行星的引力与行星质

量m有关，故B错误；

C、万有引力提供向心力，贝IJ：F=G粤，太阳对行星的引力与太阳和

r

行星的质量乘积成正比，故C错误；

D、万有引力提供向心力，贝U：F=G号,太阳对行星的引力与行星和

r

太阳间的距离的平方成反比，故D错误；

故选：A.

【点评】本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力

是解题的关键，应用万有引力公式可以解题，本题是一道基础题.

5.如图所示，小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于0

点，将小球拉至A点，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到

0点正下方B点时弹簧处于伸长状态，则在小球由A运动到B的过程

中（）

A.弹簧的弹性势能减小

B.弹簧弹力对小球不做功

C.小球的动能和重力势能之和保持不变

D.小球和弹簧组成的系统动能、重力势能和弹性势能之和保持不变

【考点】机械能守恒定律.

【分析】小球在下降的过程中，小球的重力势能转化为小球的动能和

弹簧的弹性势能.由弹簧弹力做功量度弹性势能的变化.根据机械能

守恒的条件分析得出系统的机械能守恒.

【解答】解：A、在小球由A运动到B的过程中，弹簧由原长变为伸

长，弹簧的弹性势能增加，故A错误.

B、弹簧的弹性势能增加，弹簧弹力对小球做负功，故B错误.

C、由于弹簧弹力对小球做负功，所以小球的机械能减少，即小球的

动能和重力势能之和减少，故C错误.

D、小球和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守

恒，即动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，故D正确.

故选：D

【点评】本题要注意我们研究的对象，研究对象是小球与弹簧组成的

系统时，小球与弹簧组成系统机械能是守恒的，而只对小球机械能是

不定恒的.

6.如图所示是某游乐场中的“摩天转轮"，乘客乘坐箱轿在竖直面内

做匀速圆周运动的过程中，乘客的（）

A.速度始终恒定B.加速度始终恒定

C.动能始终恒定D.机械能守恒

【考点】机械能守恒定律；线速度、角速度和周期、转速.

【分析】对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是

标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是

解本题的关键；

根据动能的定义分析动能的变化；根据机械能守恒的条件可明确机械

能是否守恒.

【解答】解：在描述匀速圆周运动快慢的物理量中，速度、加速度、

这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物

理量是变化的.故AB错误；

C、由于速度大小不变，故动能始终不变；故C正确；

D、乘客的动能不变而机械能时刻改变，故机械能不守恒；故D错误;

故选：C.

【点评】本题考查机械能守恒定律以及圆周运动的规律，要注意明确

各物理量的性质，特别是矢量和标量的区别.

7.如图所示，排球运动员正在做垫球训练，若空气阻力不能忽略，

则击球后，球从某位置离开手竖直向上运动，再下落回到该位置的过

程中（）

A.重力先做正功后做负功

B.重力做的总功不为零

C.空气阻力做负功

D.空气阻力做的总功小于球的动能变化

【考点】动能定理的应用.

【分析】根据力与位移方向的关系判断力做功的正负.根据动能定理

分析动能的变化.

【解答】解：A、球在上升的过程中，重力与位移方向相反，则重力

做负功.球在下落的过程中，重力与位移方向相同，则重力做正功，

所以重力先做负功后做正功.故A错误.

B、重力做功只与初末位置有关，球又回到原来的位置，重力做的总

功为零，故B错误.

C、空气阻力方向与球的运动方向总是相反，所以空气阻力一直做负

功，故C正确.

D、整个过程中，重力做功为零，根据动能定理知，空气阻力做的总

功等于球的动能变化.故D错误.

故选：C

【点评】解决本题的关键要掌握判断功正负的方法：看力与位移的夹

角.也可以根据动力还是阻力判断.

8.据《每日邮报》报道，科学家最新研究发现，在我们太阳系的早

期可能存在过另外一颗行星，后来与海王星碰撞后离开了太阳系.海

王星也由于受到撞击改变了轨道，假设海王星变轨前后的稳定轨道都

可看作是圆周，碰撞后轨道半径变小，则海王星在新轨道上稳定运行

与原轨道相比（）

A.角速度变大B.线速度变小C.周期变大D.加速度变小

【考点】万有引力定律及其应用；线速度、角速度和周期、转速.

【分析】海王星绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，应用万有

引力公式与牛顿第二定律求出角速度、线速度、周期、加速度，然后

判断其如何变化.

【解答】解：A、万有引力提供海王星做圆周运动的向心力，由牛顿

第二定律得：G^=m（n2r,解得：3=楞，海王星的轨道半径r变小,

则其角速度变大，故A正确；

B、万有引力提供海王星做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：

G^=mg,解得：v=怦,海王星的轨道半径r变小，则其线速度变

大，故B错误；

C、万有引力提供海王星做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：

G^m（罕）2r,解得：T=2nJ£,海王星的轨道半径r变小，则其

1TVGM

周期变小，故C错误；

D、万有引力提供海王星做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：

G^=ma,解得：a=4,海王星的轨道半径r变小，则加速度变大，

rr

故D错误；

故选：A.

【点评】本题考查了比较角速度、线速度、周期与加速度的变化情况,

知道万有引力提供向心力、应用牛顿第二定律求出各量是解题的关

键，根据轨道半径的变化可以比较各量如何变化.

9.如图甲是打开的汽车后备箱掀盖，图乙为简易测视示意图，A0,

是可伸缩液压杆，其上端A点固定于后盖上，下端。，点固定于车体,

B为后盖上一点，后盖可绕固定于车身的较链0转动.合上后盖的过

程中A、B两点做圆周运动，则（）

A.A点的速度方向垂直于AO,B.A、B两点的线速度VA〈VB

C.A、B两点的角速度WA<WBD.A、B两点的向心加速度aA>aB

【考点】向心加速度.

【分析】在合上后备箱盖的过程中，A、B运动的时间是相同的，但

是A绕0和0,转过的角度是不一样的，因此A点相对0和0,的角速

度不相同；A0,与水平方向的夹角大于B0,与水平方向的夹角，因此A

与B相对CT角速度大小不相同；A与B相对0的角速度相等.

【解答】解：A、合上后盖的过程中，A点绕0转圆周运动，根据线

速度与轨迹相切知，A的速度方向垂直于A0,故A错误；

BC、从图示位置到合上后备箱盖的过程中，运动的时间是相同的，但

从乙图中可以看出A0与水平方向的夹角等于于B0与水平方向的夹

角，由角速度的定义3吟（可知，A与B相对于。点转动，角速度

相同，据v=ra）知半径大的B速度大，故C错误，B正确；

D、AB两点角速度相等，a=ru）2可知，B的半径大，向心加速度大，

故D错误.

故选：B.

【点评】本题考查了角速度的定义式，向心加速度的计算，解题的关

键是了解合上后备箱盖的过程中，各点的运动情况，再结合圆周运动

各物理量之间的关系进行判断.

10.如图所示，甲、乙两小球以大小相等的初速度分别自两竖直墙中

的某点P水平向左、向右抛出.甲球抛出后击中左墙的A点，速度方

向与竖直墙面夹角为ct;乙球抛出后击中右墙的B点，速度方向与竖

直墙面夹角为P.已知A点高于B点，则下列说法中正确的是（）

A.两球在空中的运动时间相等

B.甲球击中A值的速度大于乙球击中B点的速度

C.击中墙时，两角度一定满足关系a>B

D.由于两球质量未知，以上结论均无法确定

【考点】平抛运动.

【分析】根据下降的高度比较运动的时间，从而得出竖直分速度的大

小，结合平行四边形定则比较速度方向与墙壁之间的夹角大小.

【解答】解：A、由图可知，乙球下降的高度大于甲球下降的高度，

根据t=楞得，乙球在空中运动的时间较长，故A错误.

B、乙球在空中运动的时间较长，则竖直分速度较大，因为初速度相

等，根据平行四边形定则知，乙球击中B点的速度较大，故B错误.

C、乙球在空中运动的时间较长，则竖直分速度较大，根据tanB=当口,

初速度相等，乙的竖直分速度较大，则B<a,故C正确，D错误.

故选：C.

【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运

动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位

移.

二、填空题（本题有6小题，每空2分，共20分）

11.某星球的质量为M,半径为R,已知引力常量为G,不考虑星球

本身的自转，则该星球表面的重力加速度为3.

【考点】万有引力定律及其应用；向心力.

【分析】不考虑星球自转的影响重力等于万有引力，根据万有引力公

式与牛顿第二定律答题.

【解答】解：不考虑自转影响，星球表面的物体受到的万有引力等于

其重力，

故：G^=mg,

R

则星球表面的重力加速度：g=号；

R

故答案为：景.

【点评】本题考查了求重力加速度，知道万有引力等于重力是解题的

关键，应用万有引力公式即可解题，本题是一道基础题.

12.如图所示，一棵树上有一个质量为m的熟透了的苹果自P点落

至沟底Q点，P点与地面的高度差为h,P点与沟底Q点的高度差为

H,以地面为重力零势能面，则该苹果在沟底Q点时的重力势能为

mg(H-h)，苹果从P点落至Q点的过程中重力做功为mgH.(重

力加速度为g)

p

【考点】机械能守恒定律.

【分析】已知零势能面，确定苹果相对于零势能面的高度，再由

Ep=mgh可求得重力势能.根据下落的高度，求重力做功.

【解答】解：以地面为重力零势能面，Q点在零势能面下方，所以苹

果在沟底Q点时重力势能为负值，为Ep=-mg(H-h)

苹果从P点落至Q点的过程中重力做功W=mgH

故答案为：-mg(H-h),mgH.

【点评】本题的关键要明确重力势能是相对的，有正负之分，物体在

零势能面下方时重力势能是负的.

13.赤道上空的同步卫星相对地面静止，此卫星的角速度等于(填

"大于"、"小于"或"等于")地球自转的角速度，同步卫星的线速度小

于(填"大于"、"小于"或"等于")地球第一宇宙速度.

【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】同步卫星相对地面静止，同步卫星的角速度与周期都等于地

球的角速度与周期；

卫星做圆周运动万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二

定律求出线速度，然后分析答题.

【解答】解：赤道上空的同步卫星相对地面静止，此卫星的角速度等

于地球自转的角速度；卫星做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿

第二定律得：

Mmv2

G=rn—，

rr

解得：vy?，由于同步卫星的轨道半径大于地球的半径，则同步卫

星的线速度小于地球的第一宇宙速度；

故答案为：等于，小于.

【点评】本题考查了万有引力定律的应用，知道同步卫星的特点、知

道万有引力提供向心力是解题的前提，应用万有引力公式与牛顿第二

定律可以解题.

14.如图甲所示，放置在粗糙水平面上的物体受到水平推力F的作用,

通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体水平速度v随时间t

变化的规律如图乙、丙所示，则第：1s内推力对物体做功为0,第

2s内推力对物体做功为3J.

【考点】功的计算.

【分析】根据图象判断出物体的运动状态，在V-t图象中抓住与时

间轴所围面积为物体的位移，根据W=Fx求得推力做功

【解答】解；由乙丙图可知，在第1s内物体没有运动，故推力做功

为0,在第2s内，由丙图可知通过的位移x=£xix2nf=lir,推力做功

W=Fx=3XlJ=3J

故答案为：0,3J

【点评】对于速度图象类的题目，速度图象与时间轴围成的面积的含

义：面积代表物体的位移.

15.如图所示是固定在地面上的健身单车，轮子匀速转动时，通过计

数器记下时间t内轮子完成圆周运动的圈数n,则可以计算出轮子边

缘上到转轴距离为R处质点的线速度大小为浮（结果用字

母3n,R表示）

【考点】线速度、角速度和周期、转速.

【分析】在时间t内转动n周，根据g会即可求线速度.

【解答】解：在时间t内转动n周，根据线速度定义得该质点的线速

度大小为:

△s冗R_2兀Rn

v=At=t-

故答案为：空巫

【点评】解决本题的关键是熟练掌握描述圆周运动几个物理量的定义

式.

16.如图所示，小球自水平面BC上方的某点A以3J的初动能水平抛

出后以5J的动能落在水平面BC上，该过程重力做功为2J.若将

此小球以5J的初动能再次从A点斜向上与水平面成30。抛出，则小球

落到水平面BC上时的动能为刀.（不计空气阻力）

/1C

【考点】动能定理的应用；平抛运动.

【分析】已知小球的初动能和末动能，由动能定理求重力做功.两种

情况下重力做功相同，再由动能定理求小球落到水平面BC上时的动

能.

【解答】解：设该过程重力做功为W.

第一种情况：

由动能定理得:W=EK2-EK1=5J-3J=2J

第二情况与第一情况重力做功相同，则由动能定理得：W=E%-Ek，

,,

可得小球落到水平面BC上时的动能为：EK2=W+EK1=2J+5J=7J

故答案为：2J,7J.

【点评】解决本题的关键要抓住隐含的相等关系：重力做功相同，要

知道重力做功与路径无关，只与初末位置有关.

三、课题研究与实验（本题有3小题，每空2分，共18分）

17.在研究平抛运动实验中，实验室准备了下列器材：铁架台、斜槽、

竖直挡板、有水平卡槽的木板、白纸、复写纸、图钉、小球、刻度尺

等.部分的实验步骤如下：

(1)按图安装实验装置，应使斜槽末端切线水平，从而保证小

球离开斜槽后做平抛运动.

(2)每次在斜槽上静止释放小球时应做到从相同位置释放，从

而保证小球每次在空中做平抛运动的轨迹是相同的.

【考点】研究平抛物体的运动.

【分析】为保证小球的初速度水平，斜槽的末端需水平，为了使小球

平抛运动的初速度相等，则每次从斜槽的同一位置由静止释放.

【解答】解：(1)为了保证小球的初速度水平，应使斜槽末端切线

水平，从而保证小球离开斜槽后做平抛运动.

(2)为了保证小球的初速度相等，小球每次从斜槽的相同位置由静

止释放.

故答案为：(1)切线水平，(2)从相同位置释放.

【点评】解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项.在平抛

运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对

探究原理的理解.

18.在"探究功和速度变化关系〃的实验中，甲同学直接将长木板放在

水平桌面上进行橡皮筋拉小车实验（如图甲所示）；乙同学将长木板

一端垫高（如图乙所示），调整木板位置使得连接纸带的小车被轻推

后恰好能在木板上匀速下滑，然后进行橡皮筋拉小车实验.

（1）两同学中操作正确的是乙同学（填“甲"或"乙〃）.

（2）下列操作正确规范的是C.（本题只有一个选项是正确的）

A.打点计时器接直流电源

B.先释放小车，再接通电源

C.需使用相同规格的橡皮筋

D.改变橡皮筋条数后小车可从不同位置静止释放

（3）通过正确操作得到的一条纸带应为图丁（填"丙"或"丁"）.

【考点】探究功与速度变化的关系.

【分析】（1）该实验中通过抬高木板的一端来平衡摩擦力.

（2）打点计时器接交流电源；先接通电源，后释放小车；需要使用

规格相同的橡皮筋；每次小车由同一位置由静止释放；

（3）小车在橡皮条的作用下先加速，后匀速，故纸带间隔先变大后

均匀；

【解答】解：（1）甲同学未平衡摩擦力，乙同学平衡了摩擦力，故

操作正确的是乙同学；

（2）A、打点计时器应接交流电源，故A错误；

B、正确操作是先接通电源，后释放小车，故B错误；

C、为了每次改变橡皮筋条数时做功成倍数增加，故使用的像皮筋应

是相同的，故C正确

D、每次都要从同一位置由静止释放这样开始时橡皮筋的形变量相同，

过程中每根橡皮筋做的功才相同.故D错误.

故选：C

（3）小车在橡皮条的作用下先加速，后匀速，故纸带间隔先变大后

均匀；故正确操作得到的纸带是图丁；

故答案为：（1）乙（2）C（3）T

【点评】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤

和数据处理以及注意事项，同时要要结合物理规律去解决实验问题.

19.如图1所示是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守恒定律〃的

实验装置.

（1）为了减小实验误差，下列措施可行的是BC（填写代号）

A.重锤选用体积较大且质量较小的

B.重锤选用体积较小且质量较大的

C.打点计时器应固定在竖直平面内

D.应先放手让重锤拖着纸带运动，再通电让打点计时器工作

（2）某同学选取了一条纸带进行测量研究，他舍去了这条纸带上前

面比较密集的点，对后面间距较大的且相邻的六个点进行了如图2所

示的测量，已知当地的重力加速度为g,使用的交变电源周期为T,

则要验证机械能守恒的表达式为8gT2xz=X32-xj（用Xi、X2、X3、

T、g表示）；

（3）某同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量AEp略大于

动能的增加量AEk，本实验中引起误差的主要原因是重锤下落过程

中存在着阻力作用..

【考点】验证机械能守恒定律.

【分析】（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪

器、操作步骤和数据处理以及注意事项，清楚该实验的误差来源.

（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速

度，求得打计数点2、5时重物的速度，再求动能的增加量为AEk，

根据重力势能变化量△Ep=mgh.

(3)明确实验原理，从而确定实验中误差的来源.

【解答】解：(1)A、如果体积较大而质量较小，空气阻力较大，实

验误差大，故A错误；

B、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能

减少摩擦阻力的影响，故B正确.

C、当打点计时器固定在竖直平面内时一，纸带才能被重物带着竖直下

落，减小摩擦，故C正确；

D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让

它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时

时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实

验产生较大的误差.故D错误.

故选BC.

(2)选择2、5两点进行验证，根据根据匀变速直线运动中时间中点

的速度等于该过程中的平均速度，有：

X]

v=-="

22T

X3

v=—

52T

22

动能的增加量为：AEk=-1mv5--1fnv2

从计数点1至计数点5两点间重力势能的减少量为：△EP=mgh=mgx2.

222

需要验证的表达式为：△Ek=ZkEp,即：8gTx2=x3-X1.

(3)由于纸带通过限位孔时不可避免的受到阻力作用，以及重锤受

到的空气阻力，重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能，所以

重力势能的减小量大于动能的增加量.

222

故答案为：(1)BC；(2)8gTx2=x3-X1；(3)重锤下落过程中存

在着阻力作用.

【点评】本题考查验证机械能守恒定律的实验，解答实验问题的关键

是明确实验原理，熟练应用物理基本规律，因此这点在平时训练中要

重点加强.同时要注意掌握机械能守恒定律的基本内容，并明确实验

误差的原因.

四、计算题(本题有3小题，20题8分、21题12分、22题12分，

共32分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，

只写出最后答案的不能得分)

20.如图所示，上表面粗糙的水平圆盘可绕圆心0转动，盘面上距

离。点r=25cm处放一质量m=lkg的可视为质点的小木块，小木块与

圆盘间的动摩擦因数|i=04

(1)当圆盘转动的角速度u)=2rad/s时，小木块柜对圆盘静止做匀速

圆周运动，小木块所受向心力大小为多少？

(2)若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小木块能相对圆盘静止做

匀速圆周运动的最大角速度为多少？

(3)若将小木块放置在圆盘上离圆心0为r=30cm处，则圆盘以第

(2)问中所求出的最大角速度转动时，该木块能否在圆盘上相对圆

盘静止做匀速圆周运动？［第(3)问只需做出判断，不需要书写解答

过程］.

【考点】向心力；牛顿第二定律.

【分析】(1)此题考查物体做匀速圆周运动向心力的来源，在本题

中由静摩擦力提供向心力，

(2)当最大静摩擦力提供向心力时一，转盘滑动有最大角速度.

(3)当最大静摩擦力不足以提供此时做圆周运动的向心力时一，物体

相对转盘运动.

【解答】解：(1)小木块相对圆盘静止，此时由静摩擦力提供向心

力，

所以：F=mu)2r=lX22X0.25=lN

(2)小木块允许圆盘有最大角速度时，最大静摩擦力充当向心力，

所以：)2；

fm=murfm=|img

得：u)=JPg=4rad/s.

(3)不能.

答：(1)小木块所受向心力大小为IN.

(2)小木块能相对圆盘静止做匀速圆周运动的最大角速度为

4rad/s.

(3)不能.

【点评】此题考查物体做匀速圆周运动向心力的来源，应该熟记向心

力的表达式，根据需要的向心力和提供的向心力之间的关系灵活判断

物体的运动状态.

21.(12分)(2016春•嘉兴期末)如图所示为马戏团的猴子表演杂

技示意图.平台上质量为5kg的猴子(可视为质点)从平台边缘A点

抓住长l=0.8m水平绳的末端，由静止开始绕绳的另一个固定端0点

做圆周运动，运动至。点正下方B点时松开绳子，之后做平抛运动,

在B点右侧平地上固定一个倾角为37。的斜面滑梯CD,猴子做平抛运

动至斜面的最高点C时的速度方向恰好沿斜面方向.取tan370=0.75,

求

(1)猴子刚运动到B点时的速度大小.

(2)猴子刚运动到B点且绳子还未脱手时，其对绳子的拉力大小和

方向.

(3)猴子从B点运动到C点的时间以及BC两点间的水平距离.

【考点】机械能守恒定律；向心力.

【分析】(1)猴子从A到B摆动的过程中，机械能是守恒的，应用

机械能守恒定律求出它运动到最低点B时的速度.

(2)猴子刚运动到B点且绳子还未脱手时，由重力和拉力的合力提

供向心力，由牛顿第二定律求绳子的拉力.

(3)猴子做平抛运动至斜面的最高点C时的速度方向恰好沿斜面方

向，由速度的分解法求出到达C点时的竖直分速度，从而求出平抛运

动的时间，再求水平距离.

【解答】解：(1)设猴子在B点的速度为V.

由A到B的过程中，由机械能守恒定律得

1n

mgl=qmv

得v='/2gl=4m/s

(2)设在B点时猴子所受的拉力为F

由牛顿第二定律得

2

F