精選西工大附中2023-2023學(xué)年度第二學(xué)期期中考試高一年級(jí)物理試卷及試題解析

第9頁〔共28頁〕西工大附中2023-2023學(xué)年度第二學(xué)期期中考試高一年級(jí)物理試卷一、單項(xiàng)選擇題〔以下各小題只有一個(gè)答案是正確的，每題3分，共24分〕6．如下列圖，半圓形軌道MON豎直放置且固定在地面上，直徑MN是水平的．一小物塊從M點(diǎn)正上方高度為H處自由下落，正好在M點(diǎn)滑入半圓軌道，測(cè)得其第一次離開N點(diǎn)后上升的最大高度為．小物塊接著下落從N點(diǎn)滑入半圓軌道，在向M點(diǎn)滑行過程中〔整個(gè)過程不計(jì)空氣阻力〕〔〕A．小物塊正好能到達(dá)M點(diǎn)B．小物塊一定到不了M點(diǎn)C．小物塊一定能沖出M點(diǎn)D．不能確定小物塊能否沖出M點(diǎn)二、多項(xiàng)選擇題〔以下各小題有多個(gè)答案是正確的，每題3分，共15分〕11．如下列圖，一輕繩的一端系在固定粗糙斜面上的O點(diǎn)，另一端系一小球．給小球一足夠大的初速度，使小球在斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)．小球從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中〔〕A．重力對(duì)小球做功B．繩的張力對(duì)小球不做功C．斜面對(duì)小球的支持力做功D．小球克服摩擦力所做的功等于小球動(dòng)能的減少量三、實(shí)驗(yàn)和填空題〔共24分〕四、計(jì)算題〔共37分〕19．質(zhì)量為m=1.0×103kg的汽車，在水平面上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦阻力的大小恒為7000N，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為5.6×104W，開始時(shí)以a=1m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2，求：〔1〕汽車作勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；〔2〕汽車所能到達(dá)的最大速度．21．如圖是翻滾過山車的模型，光滑的豎直圓規(guī)道半徑為R=2m，入口的平直軌道AC和出口的平直軌道CD均是粗糙的，質(zhì)量為m=2kg的小車與水平軌道之間的動(dòng)摩擦因素均為μ=0.5，加速階段AB的長(zhǎng)度為l=3m，小車從以A靜止開始受到水平拉力F=60N的作用，在B點(diǎn)撤去拉力，試問：〔1〕要使小車恰好通過圓軌道的最高點(diǎn)，小車在C點(diǎn)的速度為多少？〔2〕滿足第〔1〕的條件下，小車沿著出口平軌道CD滑行多遠(yuǎn)的距離？〔3〕要使小車不脫離軌道，平直軌道BC段的長(zhǎng)度范圍？

西工大附中2023-2023學(xué)年度第二學(xué)期期中考試高一年級(jí)物理參考答案與試題解析一、單項(xiàng)選擇題〔以下各小題只有一個(gè)答案是正確的，每題3分，共24分〕1．我國探月衛(wèi)星成功進(jìn)入了繞“日地拉格朗日點(diǎn)〞的軌道，我國成為世界上第三個(gè)造訪該點(diǎn)的國家，如下列圖，該拉格朗日點(diǎn)位于太陽與地球連線的延長(zhǎng)線上，一飛行器位于該點(diǎn)，在幾乎不消耗燃料的情況下與地球同時(shí)繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)，那么此飛行器的〔〕A．向心力僅由太陽的引力提供B．周期小于地球的周期C．線速度大于地球的線速度D．向心加速度小于地球的向心加速度【考點(diǎn)】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】飛行器與地球同時(shí)繞太陽運(yùn)動(dòng)，角速度相等，飛行器靠太陽和地球引力的合力提供向心力，根據(jù)v=rω，a=rω2比較線速度和向心加速度的大小．【解答】解：A、探測(cè)器的向心力由太陽和地球引力的合力提供．故A錯(cuò)誤B、飛行器與地球同時(shí)繞太陽運(yùn)動(dòng)，角速度相等，周期相同，故B錯(cuò)誤C、角速度相等，根據(jù)v=rω，知探測(cè)器的線速度大于地球的線速度．故C正確D、根據(jù)a=rω2知，探測(cè)器的向心加速度大于地球的向心加速度．故D錯(cuò)誤應(yīng)選C．2．2023年l2月31日，搭載“風(fēng)云二號(hào)〞08星的運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射．發(fā)射過程中“風(fēng)云二號(hào)〞08星的某一運(yùn)行軌道為橢圓軌道，周期為T0，如下列圖．那么〔〕A．“風(fēng)云二號(hào)〞08星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度B．“風(fēng)云二號(hào)〞08星在A→B→C的過程中，速率逐漸變大C．“風(fēng)云二號(hào)〞08星在A→B過程所用的時(shí)間小于D．“風(fēng)云二號(hào)〞08星在B→C→D的過程中所用的時(shí)間等于【考點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】衛(wèi)星沿著橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，結(jié)合動(dòng)能定理分析萬有引力做功情況；結(jié)合開普勒定律分析速度變化情況；第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的速度，是在地面附近發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度【解答】解：A、繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星，其發(fā)射速度都大于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)開普勒第二定律，衛(wèi)星在A→B→C的過程中，衛(wèi)星與地球的距離增大，速率逐漸變小，故B錯(cuò)誤；C、衛(wèi)星在A→C的過程中所用的時(shí)間是0.5T0，由于衛(wèi)星在A→B→C的過程中，速率逐漸變小，A→B與B→C的路程相等，所以衛(wèi)星在A→B過程所用的時(shí)間小于，故C正確；D、衛(wèi)星在B→C→D的過程中，在B→C→D的過程中相對(duì)由D→A→B的過程距離地球遠(yuǎn)，所以歷時(shí)長(zhǎng)，所用的時(shí)間大于，故D錯(cuò)誤．應(yīng)選：C3．“神舟七號(hào)〞飛船的飛行軌道可以看成是近地軌道，一般在地球上空300～700km，繞地球飛行一周的時(shí)間大約為90min．這樣，航天飛機(jī)里的航天員在24h內(nèi)可以見到日落日出的次數(shù)應(yīng)為〔〕A．2 B．4 C．8 D．16【考點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．【分析】飛船每運(yùn)行一周可以看到一次日出日落，飛船飛行24h，共計(jì)飛行多少圈就能看到多少次日出日落．【解答】解：飛船每90min飛行一周看到一次日出日落飛船飛行總時(shí)間24h=1440min，故飛行總周數(shù)N==16應(yīng)選：D4．地球上站著兩位相距非常遠(yuǎn)的觀察者，都發(fā)現(xiàn)自己的正上方有一顆人造地球衛(wèi)星相對(duì)自己靜止不動(dòng)，那么這兩位觀察者的位置及兩顆衛(wèi)星到地球中心的距離是〔〕A．一人在南極，一人在北極，兩顆衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等B．一人在南極，一人在北極，兩顆衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等C．兩人都在赤道上，兩顆衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等D．兩人都在赤道上，兩顆衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等【考點(diǎn)】同時(shí)衛(wèi)星．【分析】地球同時(shí)衛(wèi)星即地球同時(shí)軌道衛(wèi)星，又稱對(duì)地靜止衛(wèi)星，是運(yùn)行在地球同時(shí)軌道上的人造衛(wèi)星，星距離地球的高度約為36000km，衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同、運(yùn)行軌道為位于地球赤道平面上圓形軌道、運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相等，即23時(shí)56分4秒，衛(wèi)星在軌道上的繞行速度約為3.1公里/秒，其運(yùn)行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度．【解答】解：兩位相距非常遠(yuǎn)的觀察者，都發(fā)現(xiàn)自己正上方有一顆人造地球衛(wèi)星相對(duì)自己靜止不動(dòng)，說明此衛(wèi)星為地球同時(shí)衛(wèi)星，運(yùn)行軌道為位于地球赤道平面上圓形軌道，距離地球的高度約為36000km，所以兩個(gè)人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等．故D正確應(yīng)選：D．5．一片質(zhì)量約5×10﹣4kg的秋葉自5m高的樹枝上落下并飄落到地面，此過程中重力的平均功率可能為〔〕〔g=10m/s2〕A．0.008W B．0.025W C．0.05W D．0.1W【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時(shí)功率．【分析】根據(jù)重力做功的大小，結(jié)合運(yùn)動(dòng)的大約時(shí)間，注意葉子不是做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)P=求出重力平均功率的大約值．【解答】解：因?yàn)槿~子不是做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t，重力的平均功率P=．應(yīng)選：A．6．如下列圖，半圓形軌道MON豎直放置且固定在地面上，直徑MN是水平的．一小物塊從M點(diǎn)正上方高度為H處自由下落，正好在M點(diǎn)滑入半圓軌道，測(cè)得其第一次離開N點(diǎn)后上升的最大高度為．小物塊接著下落從N點(diǎn)滑入半圓軌道，在向M點(diǎn)滑行過程中〔整個(gè)過程不計(jì)空氣阻力〕〔〕A．小物塊正好能到達(dá)M點(diǎn)B．小物塊一定到不了M點(diǎn)C．小物塊一定能沖出M點(diǎn)D．不能確定小物塊能否沖出M點(diǎn)【考點(diǎn)】動(dòng)能定理的應(yīng)用；向心力．【分析】根據(jù)動(dòng)能定理求解質(zhì)點(diǎn)在半圓軌道中摩擦力做功；除重力之外的力做功可量度物體機(jī)械能的變化；第二次小球在半圓軌道中滾動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)位置處速度變小，因此半圓軌道給小球的彈力變小，摩擦力變小，摩擦力做功變?。窘獯稹拷猓嘿|(zhì)點(diǎn)第一次在半圓軌道中運(yùn)動(dòng)的過程，由動(dòng)能定理得：mg〔H﹣〕+〔﹣Wf〕=0﹣0〔Wf為質(zhì)點(diǎn)克服摩擦力做功大小〕解得：Wf=mgH，那么根據(jù)功能原理得知第一次質(zhì)點(diǎn)在半圓軌道中滾動(dòng)損失的機(jī)械能為mgH；由于第二次小球在半圓軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)位置處速度變小，因此半圓軌道給小球的彈力變小，摩擦力變小，摩擦力做功小于mgH，機(jī)械能損失小于mgH，因此小球再次沖出M點(diǎn)時(shí)，能上升的高度大于零而小于H；故ABD錯(cuò)誤，C正確；應(yīng)選：C．7．如下列圖，質(zhì)量m=1kg、長(zhǎng)L=0.8m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相平．板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4．現(xiàn)用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少為〔g取10m/s2〕〔〕A．1J B．1.6J C．2J D．4J【考點(diǎn)】功的計(jì)算；共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．【分析】要使力F做的功最少就要使推力作用時(shí)間最短，推力撤去后，物體減速滑行，剛好重心到達(dá)桌面邊緣時(shí)，速度減為零；對(duì)木板加速和減速分別受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律求得加速和減速的加速度，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求出力作用的位移，再根據(jù)恒力做功公式求解．【解答】解：加速時(shí)，對(duì)木板受力分析，受到重力、支持力、推力F和滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有F﹣μmg=ma1解得：a1=1m/s2減速時(shí)，對(duì)木板受力分析，受到重力、支持力和滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有：﹣μmg=ma2解得：a2=﹣4m/s2木板先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)桌面邊緣時(shí)，速度減為零，設(shè)最大速度為v，根據(jù)位移速度公式，有解得：x1==0.32mW=Fx1=1.6J應(yīng)選：B．8．如下列圖，一質(zhì)量為m的物體，在地面上以速度v0斜向上拋出，拋出后物體落在比地面低h的海平面上，假設(shè)以地面為零勢(shì)能面，且不計(jì)空氣阻力，那么〔〕A．重力對(duì)物體做的功大于mghB．物體在海平面的重力勢(shì)能為mghC．物體在海平面上的機(jī)械能為mv02+mghD．物體在海平面上的動(dòng)能為mv02+mgh【考點(diǎn)】功能關(guān)系；重力勢(shì)能．【分析】首先對(duì)物體受力分析和做功分析，整個(gè)過程不計(jì)空氣阻力，只有重力對(duì)物體做功，機(jī)械能守恒，應(yīng)用機(jī)械能守恒和功能關(guān)系可判斷各選項(xiàng)的對(duì)錯(cuò)．【解答】解：A、重力做功與路徑無關(guān)，至于始末位置的高度差有關(guān)，拋出點(diǎn)與海平面的高度差為h，并且重力做正功，所以整個(gè)過程重力對(duì)物體做功為mgh，故A錯(cuò)誤；B、以地面為零勢(shì)能面，海平面低于地面h，所以物體在海平面上時(shí)的重力勢(shì)能為﹣mgh，故B錯(cuò)誤．C、根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，物體在海平面上的機(jī)械能等于地面上的機(jī)械能，即E=mv02，故C錯(cuò)誤；D、由動(dòng)能定理W=Ek2﹣Ek1，有物體在海平面上的動(dòng)能為Ek2=Ek1+w=mv02+mgh，故D正確．應(yīng)選：D．二、多項(xiàng)選擇題〔以下各小題有多個(gè)答案是正確的，每題3分，共15分〕9．2023年12月2日，牽動(dòng)億萬中國心的嫦娥三號(hào)探測(cè)器順利發(fā)射．嫦娥三號(hào)要求一次性進(jìn)入近地點(diǎn)210公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)約36.8萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，如下列圖，經(jīng)過一系列的軌道修正后，在P點(diǎn)實(shí)施一次近月制動(dòng)進(jìn)入環(huán)月圓形軌道I．再經(jīng)過系列調(diào)控使之進(jìn)人準(zhǔn)備“落月〞的橢圓軌道II．嫦娥三號(hào)在地月轉(zhuǎn)移軌道上被月球引力捕獲后逐漸向月球靠近，繞月運(yùn)行時(shí)只考慮月球引力作用．以下關(guān)于嫦娥三號(hào)的說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．沿軌道I運(yùn)行的速度小于月球的第一宇宙速度B．沿軌道I運(yùn)行至P點(diǎn)的速度等于沿軌道II運(yùn)行至P點(diǎn)的速度C．沿軌道I運(yùn)行至P點(diǎn)的加速度等于沿軌道II運(yùn)行至P點(diǎn)的加速度D．在地月轉(zhuǎn)移軌道上靠近月球的過程中月球引力做正功【考點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】通過宇宙速度的意義判斷嫦娥三號(hào)發(fā)射速度的大小，根據(jù)衛(wèi)星變軌原理分析軌道變化時(shí)衛(wèi)星是加速還是減速，并由此判定機(jī)械能大小的變化，在不同軌道上經(jīng)過同一點(diǎn)時(shí)衛(wèi)星的加速度大小相同．【解答】解：A、第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度，故沿軌道I運(yùn)行的速度小于月球的第一宇宙速度，故A正確；B、從軌道I進(jìn)入軌道II嫦娥三號(hào)需要要點(diǎn)火減速，故沿軌道I運(yùn)行至P點(diǎn)的速度小于沿軌道II運(yùn)行至P點(diǎn)的速度，故B錯(cuò)誤；C、在P點(diǎn)嫦娥三號(hào)產(chǎn)生的加速度都是由萬有引力產(chǎn)生的，因?yàn)橥赑點(diǎn)萬有引力大小相等，故不管在哪個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)，在P點(diǎn)時(shí)萬有引力產(chǎn)生的加速度大小相等，故C正確；D、在地月轉(zhuǎn)移軌道上靠近月球的過程中月球引力做正功，故D正確．應(yīng)選：ACD．10．如下列圖，A是靜止在赤道上的物體，B、C是同一平面內(nèi)兩顆人造衛(wèi)星．B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上；C是地球同時(shí)衛(wèi)星．以下判斷正確的選項(xiàng)是〔〕A．衛(wèi)星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度B．A、B的線速度大小關(guān)系為vA＞vBC．周期大小關(guān)系為TA=TC＞TBD．假設(shè)衛(wèi)星B要靠近C所在軌道，需要先加速【考點(diǎn)】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】地球的第一宇宙速度是近外表衛(wèi)星運(yùn)行速度．地球赤道上的物體與同時(shí)衛(wèi)星具有相同的角速度和周期，根據(jù)v=rω，a=rω2比較線速度的大小和周期的大小，根據(jù)萬有引力提供向心力比較B、C的線速度、周期．【解答】解：A、B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，地球的第一宇宙速度是近外表衛(wèi)星運(yùn)行速度．根據(jù)萬有引力等于向心力v=，所以衛(wèi)星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；B、v=，B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上；C是地球同時(shí)衛(wèi)星所以vB＞vC，對(duì)于放在赤道上的物體A和同時(shí)衛(wèi)星C有相同的周期和角速度，根據(jù)v=rω，所以vC＞vA所以vB＞vA，故B錯(cuò)誤；C、對(duì)于放在赤道上的物體A和同時(shí)衛(wèi)星C有相同的周期和角速度，所以，TA=TC根據(jù)萬有引力等于向心力得B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上；C是地球同時(shí)衛(wèi)星所以TC＞TB，所以周期大小關(guān)系為TA=TC＞TB，故C正確；D、假設(shè)衛(wèi)星B要靠近C所在軌道，需要先加速，做離心運(yùn)動(dòng)，故D正確；應(yīng)選：CD．11．如下列圖，一輕繩的一端系在固定粗糙斜面上的O點(diǎn)，另一端系一小球．給小球一足夠大的初速度，使小球在斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)．小球從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中〔〕A．重力對(duì)小球做功B．繩的張力對(duì)小球不做功C．斜面對(duì)小球的支持力做功D．小球克服摩擦力所做的功等于小球動(dòng)能的減少量【考點(diǎn)】功能關(guān)系．【分析】根據(jù)高度的變化，分析重力做功情況．根據(jù)繩的張力、支持力與速度的關(guān)系分析張力、支持力是否做功．由動(dòng)能定理分析動(dòng)能減少量與哪些因素有關(guān)．【解答】解：A、小球在斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)，從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，小球的高度下降，重力對(duì)小球做正功，故A正確．B、小球在斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)，繩的張力始終與小球的速度方向垂直，對(duì)小球不做功，故B正確．C、斜面對(duì)小球的支持力始終與速度的方向垂直，對(duì)小球不做功，故C錯(cuò)誤．D、整個(gè)的過程中只有重力和摩擦力做功，所以重力和摩擦力對(duì)小球做功的代數(shù)和等于小球動(dòng)能的減少量，故D錯(cuò)誤．應(yīng)選：AB12．如下列圖，輕質(zhì)彈簧下端固定在傾角為θ的粗糙斜面底端的擋板C上，另一端自然伸長(zhǎng)到A點(diǎn)．質(zhì)量為m的物塊從斜面上B點(diǎn)由靜止開始滑下，與彈簧發(fā)生相互作用，最終停在斜面上某點(diǎn)．以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．物塊第一次滑到A點(diǎn)時(shí)速度最大B．物塊停止時(shí)彈簧一定處于壓縮狀態(tài)C．在物塊滑到最低點(diǎn)的過程中，物塊減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化成彈簧的彈性勢(shì)能D．在物塊的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，克服彈簧彈力做的功等于重力和摩擦力做功之和【考點(diǎn)】機(jī)械能守恒定律．【分析】根據(jù)彈簧的做正功，導(dǎo)致彈簧的彈性勢(shì)能減??；重力做正功，導(dǎo)致重力勢(shì)能減??；而摩擦力做負(fù)功卻導(dǎo)致系統(tǒng)的機(jī)械能減?。瑫r(shí)由對(duì)物體的受力分析來確定物體處于什么樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．【解答】解：A、物塊下滑過程中，當(dāng)所受合力為零時(shí)，速度最大，物塊第一次下滑合力為零的位置在A點(diǎn)下方，速度最大的位置在A點(diǎn)下方，故A錯(cuò)誤；B、物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)過程中要克服摩擦力做功，機(jī)械能減少，最終滑塊要靜止，滑塊靜止時(shí)受到為零，處于平衡狀態(tài)，彈簧被壓縮，故B正確；C、在物塊滑到最低點(diǎn)的過程中，物塊減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能與系統(tǒng)內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；D、滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終彈簧是被壓縮的，彈簧具有彈性勢(shì)能，在物塊的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，克服彈簧彈力做的功等于重力和摩擦力做功之和，故D正確；應(yīng)選：BD．13．如下列圖，足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定速率逆時(shí)針運(yùn)行，將一物體輕輕放在傳送帶頂端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段物體與傳送帶相對(duì)靜止，勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)傳送帶底端．以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．第一階段摩擦力對(duì)物體做正功，第二階段摩擦力對(duì)物體做負(fù)功B．第一階段摩擦力對(duì)物體做的功大于第一階段物體動(dòng)能的增加量C．第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機(jī)械能的增加量D．全過程物體與傳送帶間的摩擦生熱等于從頂端到底端全過程機(jī)械能的增加量【考點(diǎn)】功能關(guān)系．【分析】功是能量轉(zhuǎn)化的量度，合力做功是動(dòng)能變化的量度；除重力外其余力做的功是機(jī)械能變化的量度；一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的功是內(nèi)能變化的量度；先對(duì)小滑塊受力分析，再根據(jù)功能關(guān)系列式分析求解．【解答】解：A、對(duì)小滑塊受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，第一階段傳送帶的速度大于物塊的速度，所以摩擦力的方向向下，做正功；第二階段物體與傳送帶相對(duì)靜止，勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)傳送帶底端摩擦力一直沿斜面向上，故摩擦力一直做負(fù)功，故A正確；B、根據(jù)動(dòng)能定理，第一階段合力做的功等于動(dòng)能的增加量，由于重力和摩擦力都做功，故第一階段摩擦力對(duì)物體做的功小于第一階段物體動(dòng)能的增加，故B錯(cuò)誤；C、D、假定傳送帶速度為v，第一階段，小滑塊勻加速位移x1=t，傳送帶位移x2=vt；除重力外其余力做的功是機(jī)械能變化的量度，故小滑塊機(jī)械能增加量等于fx1；一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的功是內(nèi)能變化的量度，故內(nèi)能增加量為：Q=f△S=f?〔x2﹣x1〕=fx1；故第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機(jī)械能的增加；在第二階段，摩擦力做負(fù)功，物體的機(jī)械能繼續(xù)減小，但是靜摩擦力的作用下，沒有相對(duì)位移，不會(huì)產(chǎn)生熱量．故C正確，D錯(cuò)誤．應(yīng)選：AC．三、實(shí)驗(yàn)和填空題〔共24分〕14．某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化的關(guān)系〞的實(shí)驗(yàn)如圖1，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W．當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．〔1〕除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺〔填測(cè)量工具〕和交流〔填“交流〞或“直流〞〕電源；〔2〕實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡掉摩擦阻力，那么下面操作正確的選項(xiàng)是DA．放開小車，能夠自由下滑即可B．放開小車，能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可〔3〕假設(shè)木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，以下說法正確的選項(xiàng)是BA．橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)C．小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處D．小車已過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線〔4〕在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的GK局部進(jìn)行測(cè)量〔根據(jù)下面所示的紙帶答復(fù)〕．【考點(diǎn)】探究功與速度變化的關(guān)系．【分析】〔1〕打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，實(shí)驗(yàn)需要用刻度尺測(cè)量紙帶上兩點(diǎn)間的距離．〔2〕實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力，把木板的一端適當(dāng)墊高使拖著紙帶的小車在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．〔3〕小車所受合外力為零時(shí)受到最大，根據(jù)題意分析判斷橡皮筋的狀態(tài)．〔4〕應(yīng)選用橡皮筋做功完畢小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的紙帶局部．【解答】解：〔1〕實(shí)驗(yàn)需要用刻度尺測(cè)距離，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要使用交流電源．〔2〕實(shí)驗(yàn)前需要配合摩擦力，把木板的一端適當(dāng)墊高，放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯(cuò)誤，D正確，應(yīng)選D．〔3〕小車所受合力為零時(shí)速度最大，木板水平放置，沒有平衡摩擦力，小車受到橡皮筋拉力與摩擦力作用，當(dāng)小車受到最大即合力為零時(shí)橡皮筋的拉力等于摩擦力，此時(shí)橡皮筋處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，小車還沒有運(yùn)動(dòng)到兩鐵釘連線處，故ACD錯(cuò)誤，B正確，應(yīng)選B．〔4〕橡皮筋做功完畢時(shí)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等，由圖示紙帶可知，應(yīng)選用紙帶的GK局部進(jìn)行測(cè)量．故答案為：〔1〕刻度尺；交流；〔2〕D；〔3〕B；〔4〕GK．15．某同學(xué)用如下列圖裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．通過控制電磁鐵使小鐵球從P點(diǎn)自由下落，并調(diào)整光電門Q的位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束，假設(shè)小鐵球下落過程中經(jīng)過光電門Q時(shí)，通過與之相連的毫秒計(jì)時(shí)器〔圖中未畫出〕記錄下?lián)豕鈺r(shí)間△t，測(cè)出PQ之間的距離h，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．答復(fù)以下問題：〔1〕為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，至少還需要測(cè)量以下物理量中的C〔填選項(xiàng)序號(hào)〕．A．P點(diǎn)與桌面的距離HB．小鐵球從P到Q的下落時(shí)間tPQC．小鐵球的直徑d〔2〕小鐵球通過光電門Q時(shí)的瞬時(shí)速度v=．〔3〕假設(shè)小鐵球在下落過程中機(jī)械能守恒，那么與h的關(guān)系式為=h．【考點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．【分析】〔1〕該題利用自由落體運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，因此需要測(cè)量物體自由下落的高度hPQ，以及物體通過Q點(diǎn)的速度大小，在測(cè)量速度時(shí)我們利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度，因此明白了實(shí)驗(yàn)原理即可知道需要測(cè)量的數(shù)據(jù)．〔2〕利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度，由此可以求出小鐵球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，〔3〕根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式可以求出所要求的關(guān)系式．【解答】解：〔1〕A、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，需要測(cè)量的是P點(diǎn)到光電門Q的距離，故A錯(cuò)誤；B、利用小球通過光電門時(shí)，毫秒計(jì)時(shí)器讀出所需要的時(shí)間，即為下落時(shí)間，不需要測(cè)量，故B錯(cuò)誤；C、利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度時(shí)，需要知道擋光物體的尺寸，因此需要測(cè)量小球的直徑，故C正確．應(yīng)選：C．〔2〕利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度，故：v=，〔3〕根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有：mgh=mv2，即：=h．故答案為：〔1〕C；〔2〕；〔3〕h．16．“玉兔號(hào)〞登月車在月球外表接觸的第一步實(shí)現(xiàn)了中國人“奔月〞的偉大夢(mèng)想．“玉兔號(hào)〞在月球外表做了一個(gè)自由下落實(shí)驗(yàn)，測(cè)得物體從靜止自由下落h高度的時(shí)間為t，月球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G．那么月球同時(shí)衛(wèi)星離月球外表高度為．【考點(diǎn)】同時(shí)衛(wèi)星．【分析】機(jī)器人自由下落h高度所用時(shí)間為t，根據(jù)：h=gt2求出月球外表的重力加速度g．根據(jù)月球外表的物體受到的重力等于萬有引力列式，月球同時(shí)衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力列式，聯(lián)立方程可得月球同時(shí)衛(wèi)星離月球外表高度h．【解答】解：由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：h=gt2，所以有：g=，在月球外表的物體受到的重力等于萬有引力，那么有：，月球同時(shí)衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力得：解得：h=故答案為：17．某同學(xué)用如下列圖的裝置測(cè)量一個(gè)凹形木塊的質(zhì)量m，彈簧的左端固定，木塊在水平面上緊靠彈簧〔不連接〕將其壓縮，記下木塊右端的位置A點(diǎn)，釋放后，木塊右端恰能運(yùn)動(dòng)到B1點(diǎn)．在木塊槽中參加一個(gè)質(zhì)量m0=800g的砝碼，再將木塊左端緊靠彈簧，木塊右端位置仍然在A點(diǎn)，釋放后木塊離開彈簧，右端恰能運(yùn)動(dòng)到B2點(diǎn)．測(cè)得AB1、AB2的長(zhǎng)分別為27.0cm和9.0cm，那么木塊的質(zhì)量m為400g．【考點(diǎn)】動(dòng)能定理的應(yīng)用．【分析】前后兩次彈簧的彈性勢(shì)能是相同的，木塊向右滑動(dòng)過程，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由能量守恒定律列式求解即可．【解答】解：砝碼質(zhì)量m0=800g=0.8kg；設(shè)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep．根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律有：第一次：μmg?AB1=EP第二次：μ〔m0+m〕g?AB2=EP聯(lián)立得：m=0.4kg=400g故答案為：400四、計(jì)算題〔共37分〕18．雙星系統(tǒng)中兩個(gè)星球A、B的質(zhì)量都是m，A、B相距L，它們正圍繞兩者連線上某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．實(shí)際觀測(cè)該系統(tǒng)的周期T要小于按照力學(xué)理論計(jì)算出的周期理論值T0，且=k〔k＜1〕，于是有人猜測(cè)這可能是受到了一顆未發(fā)現(xiàn)的星球C的影響，并認(rèn)為C位于雙星A．B的連線正中間，相對(duì)A、B靜止，求：〔1〕兩個(gè)星球A．B組成的雙星系統(tǒng)周期理論值T0；〔2〕星球C的質(zhì)量．【考點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】〔1〕雙星繞兩者連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，由相互之間萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求解運(yùn)動(dòng)周期．〔2〕假定在以這兩個(gè)星體連線為直徑的球體內(nèi)均勻分布著暗物質(zhì)，由暗物質(zhì)對(duì)雙星的作用與雙星之間的萬有引力的合力提供雙星的向心力，由此可以得到雙星運(yùn)行的角速度，進(jìn)而得到周期T2，聯(lián)合第一問的結(jié)果可得周期之比．【解答】解：〔1〕兩星的角速度相同，根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力知：=mr1=mr2可得：r1=r2…①兩星繞連線的中點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么有：=m解得ω1=…②所以T0==2π…③〔2〕由于C的存在，雙星的向心力由兩個(gè)力的合力提供，那么+G=m?L?…④T==kT0…⑤解③④⑤式得：M=答：〔1〕兩個(gè)星體A、B組成的雙星系統(tǒng)周期理論值2π〔2〕星體C的質(zhì)量是19．質(zhì)量為m=1.0×103kg的汽車，在水平面上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦阻力的大小恒為7000N，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為5.6×104W，開始時(shí)以a=1m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2，求：〔1〕汽車作勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；〔2〕汽車所能到達(dá)的最大速度．【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時(shí)功率．【分析】〔1〕根據(jù)牛頓第二定律求出汽車的牽引力，根據(jù)P=Fv求出汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)的末速度，結(jié)合速度時(shí)間公式求出汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．〔2〕當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，汽車的速度最大，根據(jù)P=Fv求出汽車的最大速度．【解答】解：〔1〕根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)﹣f=ma，解得F=f+ma=7000+1000×1N=8000N，那么勻加速直線運(yùn)動(dòng)的末速度，勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=．〔2〕當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度最大，根據(jù)P=fvm得，最大速度．答：〔1〕汽車作勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為7s；〔2〕汽車所能到達(dá)的最大速度為8m/s．20．如下列圖，質(zhì)量