2022-2023学年福建省福州市高一年级下册期末物理试卷附答案解析

2022-2023学年福建省福州市高一下期末物理试卷

一、单选题（共5题，每题4分，共20分）

1.（4分）下列关于几幅书本插图的说法中错误的是（）

A.甲图中，牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量

B.乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法

C.丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法

D.丁图中，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用

2.（4分）如图，我国“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道，是我国宇航员进

行太空工作和生活的场所；而同样也是我国自主研发的北斗卫星导航系统，由5颗同步

卫星、30颗非静止轨道卫星和备用卫星组成，其广泛应用于三维卫星定位与通信。若上

述的空间站和北斗系统的卫星均在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下面说法正确

的是（）

A.“天宫”空间站的运行速度小于北斗同步卫星的运行速度

B.“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力

C.所有的同步卫星离地球表面的高度都是一定的

D.若北斗卫星在飞行的过程中点火加速了，它将靠近地球

3.（4分）游戏是父子之间进行有效交流的方式之一，通过游戏的形式，能增进父子间的情

感交流，同时父亲在游戏中的机智表现又能促使幼儿的心智和情感得到进一步的发展。

如图甲爸爸抓住孩子的双手，使孩子离开地面做圆周运动，可以简化为一长为L的细线，

拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让小球在水平面内做匀速圆周运动的模型，如

图乙所示。当摆线L与竖直方向的夹角为a时，下列说法正确的是（）

A.小球质量越大向心加速度越大

B.小球质量越大角速度越大

C.摆线L越长周期越大

D.摆线L越长线速度小

4.（4分）如图所示，将一个小球（可视为质点）从半球形坑的边缘A以速度vo沿直径方

向水平抛出，落在坑壁某点B,忽略空气阻力。对A到B过程说法中正确的是（）

A.vo越大，小球运动时间越长

B.vo越大，小球运动位移越大

C.vo越大，小球运动加速度越大

D.vo取适当值，小球可能垂直坑壁落入坑中

5.（4分）如图所示，为某轿车五挡手动变速器，下表列出了某种型号轿车的部分数据：

长/mmX宽/mmX高/mm4871X1835X1460

净重/kg1500

传动系统前轮驱动与五挡变速

发动机类型直列4缸

发动机排量（L）2.2

最高时速（km/h）252

0~108km/h的加速时间（s）20

额定功率（kW）140

轿车中有用于改变车速的排挡，手推变速杆可达到不同挡位，可获得不同的运行速度,

若从一挡到五挡速度逐渐增大，下列说法中正确的是（）

A.若该车要以最大动力上坡，变速杆应推至五挡

B.当该车在水平路面上以额定功率和最高速度运行时，轿车的牵引力为3000N

10

C.若该车在水平路面上以额定功率行驶，则当速度v=72km/h时加速度为l~m/s2

D.若把0〜108km/h的加速过程视为匀加速直线运动，则此过程中轿车的加速度为2m/s2

二、多选题（共4题，每题5分，共24分）

（多选）6.（5分）用牙签和圆形硬纸板制作一个纸板陀螺，在纸板边缘滴上墨水，将陀螺

放在白纸上，旋转陀螺使墨水飞出，观察墨水在白纸上留下的径迹，可以得知（）

A.曲线运动的速度方向是不变的，物体瞬时速度的方向沿各点切线方向

B.曲线运动的速度方向是不断改变的，物体瞬时速度的方向沿各点切线方向

C.曲线运动的速度方向是不变的，物体速度的方向是沿顺时针或逆时针的

D.曲线运动的速度方向是不断改变的，曲线运动是变速运动

（多选）7.（5分）双人皮划艇决赛中，假设在一段平直的河道中水流速度为vo,皮划艇在

静水中的速度为v,河道宽为d,运动员划动皮划艇过河，则下列说法正确的是（）

A.调整皮划艇船头方向，一定能够到达河的正对面

B.皮划艇船头对着正对岸时，过河时间最短

C.若水流速度增大，则皮划艇过河最短时间不变

D.若皮划艇能到达河正对面，则皮划艇过河时间为一广^_

（多选）8.（5分）2023年3月30日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,

成功将宏图一号01组卫星发射升空，并进入预定的极地轨道做匀速圆周运动。它是由“一

颗主星+三颗辅星”构成的卫星组，犹如在太空中飞行的车轮。已知宏图一号卫星组的运

行轨道距离地面的高度为h（约为530km）,地球半径为R,自转周期为T,地球极地表

面的重力加速度为g,卫星组经过赤道上空的时候，携带的摄像机都可以对赤道进行一次

拍摄。则下列正确的有（）

A.地球的第一宇宙速度为阿

B.宏图一号卫星组绕地球运动的周期为T

C.宏图一号卫星组绕地球运动的速度等于7.9km/s

D.要使摄像机在1天的时间内将整个赤道拍摄下来，则每次拍摄赤道的长度至少为

2n2l（h+R）3

~「g

（多选）9.（5分）如图甲所示，在公元1267〜1273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种

大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物M。发射前将长臂端往

下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所

示。将一质量m=50kg的可视为质点的石块装在长L=10m的长臂末端的石袋中，初始

时长臂与水平面的夹角a=30°,松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落

在水平地面上。测得石块落地点与O点的水平距离s=30m,忽略长臂、短臂和石袋的质

量，不计空气阻力和所有摩擦，g=10m/s2,下列说法正确的是（）

以物

A.石块水平抛出时的初速度为lOWni/s

B.重物M重力势能的减少量等于石块m机械能的增加量

C.石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功15OOOJ

D.石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为5OON

三、填空题（每空2分，共8分）

10.（4分）如图所示，小立同学使用扳手更换家里的水龙头，当用扳手拧水龙头旋转时,

扳手上A、B两点的角速度分别3A和3B,线速度大小分别为VA和VB,则3A3B,

VAVB（填“>”、“=”或“<。

A点B点

11.（4分）“双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，

而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点。做匀速圆

周运动。如图所示，若两颗星的质量分别为mA和niB,它们之间的距离为L,万有引力

常量为G,则A星圆周运动的向心力为；A、B两颗星的线速

度大小关系为VAVB（填“大于”、“等于”或“小于”）。

At…―t……§……rB

四、实验题（共2题，共13分）

12.（6分）如图一所示为利用频闪照相机研究物体的平抛运动规律，图乙中坐标纸每个正

方形小格的边长为5cm，小球的质量为20g,取g=10m/s2。

（1）频闪照相机的周期为So

（2）小球的初速度为m/s（保留2位有效数字）。

（3）小球从A点运动到C点，动能增加了多少J（保留2位有效数字）。

13.（10分）某同学做“验证机械能守恒定律”头验。

（1）如图中A、B、C、D、E是部分实验器材，该同学需选用的器材有；（用

字母表示）

（2）小明选择一条较为满意的纸带如图所示。以0为计时起点，选取纸带上连续点A、

B、C-,测出0到A、B、C…的距离分别为hi、h2、h3…。选择A、C两点计算出打下

B点时速度vBo通过比较重力势能减少量AEp=mgh2和动能增加量诣是否相

等来验证机械能守恒。你认为小明分析论证的方法是（选填“正确”或“错

误”）的，理由是。

OABC

讪1曲|川而|叩|||而piilii叩i加inpnilii叩而川pni|ii叩川1所|川|||叩ni|ini|iiii|iiiipn

01cm2345678910H12

五、计算题

14.（9分）宇航员在半径为R的某星球表面将一小钢球以vo的初速度竖直向上抛出，测得

小钢球上升的最大高度为h。不计空气阻力，忽略该星球的自转，R远大于h,该星球为

密度均匀的球体，引力常量为G。求:

（1）该星球表面的重力加速度g的大小；

（2）该星球的质量M；

（3）该星球的密度p。

15.（12分）游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行，游客却不会掉下来，我们把

这种情形抽象为如图所示的模型。水平轨道AB的右端B与半径为R=0.4m的圆轨道相

接，圆轨道向右出口与一水平导轨BD连接。一个可以视为质点的玩具过山车且质量m

=0.2kg,从水平轨道左端A以额定功率P=1W由静止启动，沿着水平轨道运动到B点

关闭电动机，恰好能通过竖直圆轨道的最高点C,最后滑上水平导轨BDo所有摩擦不计，

轨道连接处无能量损失，重力加速度g取lOm/s?。求：

（1）玩具过山车通过C点时的速度大小vc；

（2）玩具过山车运动到竖直圆轨道最低点B时对轨道压力的大小；

（3）玩具过山车从A运动到B的时间。

C

二...小...

~777777777777777777777777777777^77/777777777777777777777777

ABD

16.（15分）如图所示为一种打弹珠的游戏装置，高度h=0.4m的竖直细管AB连接半径r

=0.45m的四分之一圆弧管形轨道BC。细管底部有一竖直轻弹簧，其长度远小于竖直细

管的长度，管自身粗细对半径的影响可忽略不计。现拉动拉杆压缩弹簧，再释放拉杆，

将一质量m=0.02kg的小球弹出，小球弹出后从管口至D点，BD在同一水平线上，落

点距管口C的水平距离x=0.6m。小球可视为质点，不计空气阻力和一切摩擦，重力加

速度g取10m/s2o求：

（1）小球从管口C飞出时的速度大小；

（2）拉杆做的功；

（3）若x=0.6m固定不变，圆弧轨道半径可调，拉杆做功的最小值。

拉杆

2022-2023学年福建省福州市高一下期末物理试卷

参考答案与试题解析

一、单选题（共5题，每题4分，共20分）

1.（4分）下列关于几幅书本插图的说法中错误的是（）

A.甲图中，牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量

B.乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法

C.丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法

D.丁图中，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用

【解答】解：A.甲图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，故A错

误；

B.乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，故B正确；

C.丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法，

故C正确；

D.丁图中，火车转弯超过规定速度行驶时，需要的向心力较大，火车车轮会挤压外轨道，

所以外轨对外轮缘会有挤压作用，故D正确。

本题选错误的，故选：A。

2.（4分）如图，我国“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道，是我国宇航员进

行太空工作和生活的场所；而同样也是我国自主研发的北斗卫星导航系统，由5颗同步

卫星、30颗非静止轨道卫星和备用卫星组成，其广泛应用于三维卫星定位与通信。若上

述的空间站和北斗系统的卫星均在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下面说法正确

的是（）

A.“天宫”空间站的运行速度小于北斗同步卫星的运行速度

B.“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力

C.所有的同步卫星离地球表面的高度都是一定的

D.若北斗卫星在飞行的过程中点火加速了，它将靠近地球

【解答】解：A、由万有引力提供向心力有：半=m—,解得：v=傍，“天宫”空

间站位于距地面约400km高的近地轨道，其轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所

以“天宫”空间站的运行速度大于北斗同步卫星的运行速度，故A错误；

B、“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为所受重力完全提供向心力，仍受重力

作用，故B错误；

GMTTI47r2

C、所有的同步卫星周期相同，根据万有引力提供向心力可得：^=mr=,解得：

户=祟.72,所以所有的同步卫星轨道半径相同、离地球表面的高度都是一定的，故C

正确；

D、若北斗卫星在飞行的过程中速度变大了，所需要的向心力大于万有引力，它将做离心

运动，所以它将远离地球，故D错误。

故选：Co

3.（4分）游戏是父子之间进行有效交流的方式之一，通过游戏的形式，能增进父子间的情

感交流，同时父亲在游戏中的机智表现又能促使幼儿的心智和情感得到进一步的发展。

如图甲爸爸抓住孩子的双手,使孩子离开地面做圆周运动，可以简化为一长为L的细线，

拴一质量为m的小球，一端固定于。点，让小球在水平面内做匀速圆周运动的模型，如

图乙所示。当摆线L与竖直方向的夹角为a时，下列说法正确的是（）

A.小球质量越大向心加速度越大

B.小球质量越大角速度越大

C.摆线L越长周期越大

D.摆线L越长线速度小

2

【解答】解：对小球受力分析，根据合力提供向心力有：mgtana=man=m（oLsina=

47r2.v2

m-^Lsina=mT^

解得an=gtana,co=T=2nv=JgLsinatana

所以向心加速度、角速度与小球质量无关；摆线L越长，周期越大，线速度越大。

故C正确，ABD错误；

故选：Co

4.（4分）如图所示，将一个小球（可视为质点）从半球形坑的边缘A以速度vo沿直径方

向水平抛出，落在坑壁某点B,忽略空气阻力。对A到B过程说法中正确的是（）

修。

A.vo越大，小球运动时间越长

B.vo越大，小球运动位移越大

C.vo越大，小球运动加速度越大

D.vo取适当值，小球可能垂直坑壁落入坑中

【解答】解：A.根据题意可知，小球做平抛运动，竖直方向上小球做自由落体运动，有

h=2自产

解得t=件

N9

可知，当小球落在圆心正下方时，运动时间最长为加=聘

水平方向上有R=votm

解得见=楞

即当小球以律抛出时，运动时间最长；

若初速度"0＞度，则V0越大，小球运动时间越短；

若初速度悟,则V0越大，小球运动时间越长，故A错误；

B.根据题意，设落地时位移与水平方向的夹角为0,则有tcm。=碧

由A分析可知，当小球的初速度大于胫时，小球落在半圆的右半边，当小球小于初速

度小于修时，小球落在半圆的左半边，落在右半边时的位移大于落在左半边时的位移，

当小球的初速度大于度时，随着初速度的增大，时间越短，则tan。越小，即位移与水

平方向夹角越小，由几何关系可知，位移越大；小球落在半圆的左半边时，速度越大运

动的时间越长，所以位移越大。综上所述，vo越大，小球运动位移越大，故B正确；

C.根据题意可知，小球做平抛运动，加速度为重力加速度，大小与初速度无关，故C

错误；

D.根据平抛运动速度的反向延长线交水平位移的中点，知小球甲的速度方向不会沿半径

方向，也就不可能垂直坑壁落入坑中，故D错误。

故选：Bo

5.（4分）如图所示，为某轿车五挡手动变速器，下表列出了某种型号轿车的部分数据:

长/mmX宽/mmX高/mm4871X1835X1460

净重/kg1500

传动系统前轮驱动与五挡变速

发动机类型直列4缸

发动机排量（L）2.2

最高时速（km/h）252

0〜108km/h的加速时间（s）20

额定功率（kW）140

轿车中有用于改变车速的排挡，手推变速杆可达到不同挡位，可获得不同的运行速度,

若从一挡到五挡速度逐渐增大，下列说法中正确的是（）

A.若该车要以最大动力上坡，变速杆应推至五挡

B.当该车在水平路面上以额定功率和最高速度运行时，轿车的牵引力为3000N

10

C.若该车在水平路面上以额定功率行驶，则当速度v=72km/h时加速度为W~m/s2

D.若把0〜108km/h的加速过程视为匀加速直线运动，则此过程中轿车的加速度为2m/s2

【解答】解：A、汽车的功率P=Fv,当功率一定时，速度越小，牵引力越大，若该车要

以最大动力上坡可知速度最小，该车从一挡到五挡速度逐渐增大，可知变速杆应推至一

挡，故A错误；

B、该车在水平路面上以额定功率和最高速度运行时，牵引力尸=；=点端=

140x10IV„.._Mt.n

-7Qm/s=20n0n0njV>故B错陕；

C、当汽车以最大速度行驶时，牵引力和阻力大小相等，则可得阻力大小：f=F=2000N

若该车在水平路面上以额定功率行驶，则当速度v=72km/h=20m/s时，牵引力大小：F'=

P140/cW

=7000N

v20m/s

由牛顿第二定律有：F'-f=ma,可得加速度大小：。=号血〃2,故C正确;

D、把0〜108km/h的加速过程视为匀加速直线运动，匀加速直线运动结束时汽车功率达

•2

到额定功率，则汽车的牵引力〃=/=盖暇=14黑/=竽*103N

%lUo/C?71/HDU771/SD

则此过程中轿车的加速度优=工上

m

代入数据可得：a'=^m/s2,故D错误。

故选：Co

二、多选题（共4题，每题5分，共24分）

（多选）6.（5分）用牙签和圆形硬纸板制作一个纸板陀螺，在纸板边缘滴上墨水，将陀螺

放在白纸上，旋转陀螺使墨水飞出，观察墨水在白纸上留下的径迹，可以得知（）

A.曲线运动的速度方向是不变的，物体瞬时速度的方向沿各点切线方向

B.曲线运动的速度方向是不断改变的，物体瞬时速度的方向沿各点切线方向

C.曲线运动的速度方向是不变的，物体速度的方向是沿顺时针或逆时针的

D.曲线运动的速度方向是不断改变的，曲线运动是变速运动

【解答】解：物体做曲线运动时，加速度与速度方向不在同一直线上，因此速度方向是

不断改变的，物体的瞬时速度，可以看作是一个比较小的时间段内的平均速度，那么平

均速度的方向就是该时间段首尾两个点所指方向，当时间段2个点趋于无穷小时，就跟

切线重合，所以物体瞬时速度的方向沿各点切线方向，由于曲线上各点的切线方向不同，

曲线运动的速度方向是不断改变的，所以曲线运动是变速运动，故AC错误，BD正确。

故选：BDo

（多选）7.（5分）双人皮划艇决赛中，假设在一段平直的河道中水流速度为vo,皮划艇在

静水中的速度为v,河道宽为d,运动员划动皮划艇过河，则下列说法正确的是（）

A.调整皮划艇船头方向，一定能够到达河的正对面

B.皮划艇船头对着正对岸时，过河时间最短

C.若水流速度增大，则皮划艇过河最短时间不变

若皮划艇能到达河正对面，则皮划艇过河时间为J—

D.

【解答】解：A、当v<vo时，由矢量三角形定则可知皮划艇一定不能到河道的正对面,

故A错误;

B、皮划艇船头对着河道正对面时，划艇垂直河岸的分速度v最大，河宽d一定，由t=S

可知皮划艇过河的时间最短，故B正确；

C、当皮划艇船头方向不变时，根据运动的独立性，若水流速度增大，皮划艇过河的速度

不变，所以皮划艇过河时间不变，故C正确；

D、若皮划艇正好到达河道的正对面，则合速度为

V合=yjv2-Vl

过河时间为

t=-^=

Jv2-vo

故D正确。

故选：BCDo

（多选）8.（5分）2023年3月30日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，

成功将宏图一号01组卫星发射升空，并进入预定的极地轨道做匀速圆周运动。它是由“一

颗主星+三颗辅星”构成的卫星组，犹如在太空中飞行的车轮。已知宏图一号卫星组的运

行轨道距离地面的高度为h（约为530km）,地球半径为R,自转周期为T,地球极地表

面的重力加速度为g,卫星组经过赤道上空的时候，携带的摄像机都可以对赤道进行一次

拍摄。则下列正确的有（）

A.地球的第一宇宙速度为阿

B.宏图一号卫星组绕地球运动的周期为T

C.宏图一号卫星组绕地球运动的速度等于7.9km/s

D.要使摄像机在1天的时间内将整个赤道拍摄下来，则每次拍摄赤道的长度至少为

【解答】解：A、根据万有引力提供向心力有

GMmv2

——=m-

R2R

根据万有引力与重力的关系有

GMm

N=mg

解得地球的第一宇宙速度为v=寿

故A正确；

r3

B、根据开普勒第三定律寸=1＜可知宏图一号卫星小于地球同步卫星的周期T,故B错误;

C、7.9km/s是第一宇宙速度，宏图一号卫星组绕地球运动的速度小于7.9km/s,故C错误;

D、设宏图一号卫星组绕地球运动的周期为T，，根据万有引力提供向心力有

GMm4兀2

T

一天时间，卫星经过赤道的次数为n=2-

T，

根据万有引力与重力的关系有

GMm

N=mg

所以要使摄像机在1天的时间内将整个赤道拍摄下来，则每次拍摄赤道的长度至少为s=

2TCR

n

联立解得s=罕g+R)3

-g-

故D正确;

故选：AD„

（多选）9.（5分）如图甲所示，在公元1267-1273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种

大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物M。发射前将长臂端往

下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所

示。将一质量m=50kg的可视为质点的石块装在长L=10m的长臂末端的石袋中，初始

时长臂与水平面的夹角a=30°,松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落

在水平地面上。测得石块落地点与0点的水平距离s=30m,忽略长臂、短臂和石袋的质

量，不计空气阻力和所有摩擦，g=10m/s2,下列说法正确的是（）

甲4乙

A.石块水平抛出时的初速度为lOVIm/s

B.重物M重力势能的减少量等于石块m机械能的增加量

C.石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功15000J

D.石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为500N

【解答】解：A、石块平抛运动的高度h=L+Lsin3O°=10m+10X0.5m=15m

竖直方向：h-^gt2

水平方向：s=vot

代入数据解得：vo=lOV3m/s,故A正确；

B、长臂转动过程中，重物的动能也在增加，因此重物重力势能的减少量不等于石块机械

能的增加量，故B错误；

C、石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功等于石块机械能的增量，则有勿=

11

诏+mgh=*x50x（10V3）2/+50x10x15/=15000/

故C正确；

2

D、石块圆周运动至最高点时，由牛顿第二定律得：F+mg=哈

代入数据解得：F=1000N,故D错误。

故选：AC-

三、填空题（每空2分，共8分）

10.（4分）如图所示，小立同学使用扳手更换家里的水龙头，当用扳手拧水龙头旋转时，

扳手上A、B两点的角速度分别3A和3B,线速度大小分别为VA和VB,则3A=3B,

VA>VB（填”或

【解答】解：整个扳手都是在绕同一个转轴转动，所以A、B两点的角速度相等，由图

可知RA>RB,根据V=（nR可知，VA>VBo

故答案为：=、>

11.（4分）''双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，

而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点。做匀速圆

周运动。如图所示，若两颗星的质量分别为mA和mB,它们之间的距离为L,万有引力

常量为G,则A星圆周运动的向心力为G?%；A、B两颗星的线速度大小关系

为VA大于VB（填“大于”、“等于”或“小于”）。

At■B.

【解答】解：A星圆周运动时，两颗星间的万有引力提供A星运行的向心力，故向心力

为

mm

E-_F_AB

卜向一卜万一Gr*

双星系统，A、B两颗星做匀速圆周运动的角速度相等，设A星和B星的轨道半径分别

为rA、rA,根据题意可知

rA>rB

所以

VA=3rA>VB=3rB

故答案为：G色嘤；大于。

四、实验题(共2题，共13分)

12.(6分)如图一所示为利用频闪照相机研究物体的平抛运动规律，图乙中坐标纸每个正

方形小格的边长为5cm，小球的质量为20g,取g=10m/s2。

(1)频闪照相机的周期为0.1so

(2)小球的初速度为1.5m/s(保留2位有效数字)。

(3)小球从A点运动到C点，动能增加了多少0.080J(保留2位有效数字)。

【解答】解：(1)(2)根据Ay=L=gT2得，T=痣=s=o」s,小球的初

速度v=竿=3x5：；°2mzs=1.5m/s

(3)根据动能定理可知小球从A点运动到C点，mgh=AEk

将h=8L=8X5X10-2m=0.4m代入解得AEk=0.080J

故答案为：(1)0.1；(2)1.5；(3)0.080

13.（10分）某同学做“验证机械能守恒定律”头验。

（1）如图中A、B、C、D、E是部分实验器材，该同学需选用的器材有AB；（用

字母表示）

（2）小明选择一条较为满意的纸带如图所示。以O为计时起点，选取纸带上连续点A、

B、C-,测出。到A、B、C…的距离分别为hi、h2、h3-o选择A、C两点计算出打下

B点时速度vBo通过比较重力势能减少量AEp=mgh2和动能增加量4&=*6就是否相

等来验证机械能守恒。你认为小明分析论证的方法是错误（选填“正确”或“错误”）

的，理由是重锤在O点动能不为0。

OABC

讪|而|111而叩111|而|川1|11叩向川1|川1|11叩而叩川|所川1|11叩川|1川|川疝11|1111

01cm234567891c）1112

【解答】解：（1）验证机械能守恒，即验证重物重力势能的减少量和动能的增加量是否

相等，所以需要重锤；需要电火花打点计时器在纸带上打出点迹，点迹间的时间间隔可

以通过打点计时器直接得出，不需要秒表；要验证的表达式中的重物的质量约掉了，不

需要祛码和小车，故CDE错误，AB正确。

故选：AB»

（2）小明过通比较重力势能减少量AEp=mgh2和动能增加量若是否相等，来

验证机械能守恒分析论证的方法是错误的，由于O点不是打点计时器打下的第一点，因

此重锤在。点动能不为0。

故答案为：（1）AB；（2）错误；重锤在。点动能不为0。

五、计算题

14.（9分）宇航员在半径为R的某星球表面将一小钢球以vo的初速度竖直向上抛出，测得

小钢球上升的最大高度为h。不计空气阻力，忽略该星球的自转，R远大于h,该星球为

密度均匀的球体，引力常量为G。求：

(1)该星球表面的重力加速度g的大小；

(2)该星球的质量M；

(3)该星球的密度p。

【解答】解：(1)小钢球做竖直上抛运动，则有：诏=2gh

得该星球表面的重力加速度为：g=^!

(2)忽略该星球的自转，对于在该星球表面质量为m的物体，根据重力等于万有引力，

有：

Mm

G”=mg

联立解得星球的质量为：M=翳

3

(3)星球的体积为：V=电券

故该星球的密度为：p=y

联立解得：

答：(1)该星球表面的重力加速度为言；

2h

(2)该星球的质量M为°；

2Gh

3^2

(3)该星球的密度P为T—。

15.(12分)游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行，游客却不会掉下来，我们把

这种