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2020-2021学年江苏省扬州市高一5月月考_（物理）试卷新人教版
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这是一份2020-2021学年江苏省扬州市高一5月月考_（物理）试卷新人教版，共7页。试卷主要包含了选择题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. “嫦娥五号”是我国月球软着陆无人登月探测器，当它接近月球表面时，可打开反冲发动机使探测器减速下降．探测器减速下降过程中，它在月球表面的重力势能、动能和机械能的变化情况是（ ）
A.动能增加、重力势能减小B.动能减小、重力势能增加
C.机械能增加D.机械能减小
2. 如图所示，人站在超市电动扶梯的斜面上，与扶梯一起沿斜面匀速上升．在这个过程中，人脚所受的静摩擦力（ ）
A.等于零，对人不做功B.沿斜面向上，对人做正功
C.沿斜面向上，对人做负功D.沿斜面向下，对人不做功
3. 如图所示，三个相同的小球A、B、C位于同一高度ℎ处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC．下列关系式正确的是（ ）
A.PA＝PC>PBB.PA＝PB＝PCC.PA＝PC>PBD.PA>PC>PB
4. 在光滑的水平面上，一物体以10m/s的速度匀速运动，某时刻t=0受到一个大小随时间变化、方向处于物体初速度所在竖直平面内的外力F，力F作用了2s，在0∼2s内物体在水平面上运动的加速度大小a随时间t变化的关系图像如图所示．已知物体的质量为m=2.0kg．下列说法正确的是（ ）
A.外力F的最大值是8N
B.2s末物体的速度大小是14m/s
C.物体在0∼2s内的位移大小可能是24m
D.0∼2s内外力F对物体做的功可能为96J
5. 下列运动过程中，机械能守恒的是（ ）
A.跳伞运动员在空中匀速下落过程
B.不计空气阻力，抛出的在空中运动的标枪
C.不计空气阻力，随摩天轮做匀速圆周运动的小孩
D.一个处于压缩状态的弹簧把小球弹出去过程，小球的机械能
6. 如图所示，把一小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至A的位置，迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.从A运动到B的过程中，小球的机械能守恒
B.从A运动到B的过程中，小球的机械能一直增大
C.从A运动到B的过程中，小球的动能一直增大
D.从A运动到C的过程中，小球和弹簧组成的系统势能一直增大
7. 我国探月工程“绕、落，回”三步走，嫦娥五号探测器成功实现了月球表面采样返回的任务，把“可上九天揽月”的科学畅想变成了现实，返回过程中，嫦娥五号探测器从近月圆形轨道变轨进入近月点高度约为200公里的椭圆轨道，实施了第一次月地转移，如图所示，假设月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g0，探测器在圆形轨Ⅰ运动，到达轨道的A点，点火变轨Ⅱ进入椭圆轨道Ⅱ，B点为轨道Ⅱ上的远月点，下列判断正确的是（ ）
A.探测器在轨道Ⅰ上运动的周期为T=2πg0R
B.探测器在轨道Ⅱ运动时受到的月球引力小于在轨道Ⅰ运动时受到的月球引力
C.探测器从A到B运行的过程中机械能减小
D.在A点变轨时，只要探测器的速度大小增加，就一定能进入轨道Ⅱ的椭圆轨道
8. 如图所示，甲，乙两人分别站在赤道和纬度为45∘的地面上，他们随地球一起绕地轴做匀速圆周运动，下列物理量相同的是（ ）
A.向心力B.角速度C.线速度D.向心加速度
9. 把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B接触后，两球带等量的正电荷，这是因为（ ）
A.B球的负电荷移到A球上B.A球的正电荷移到B球上
C.B球的正电荷移到A球上D.A球的负电荷移到B球上
10. 等量异种点电荷a、b周围的电场线如图所示，c、d是某电场线上左右对称的两点，下列说法正确的是（ ）
A.a是正点电荷、b是负点电荷
B.c、d两点电场强度大小相同
C.c、d两点电场方向相同
D.从c点静止释放一个正电荷，电荷就会沿着电场线到达d点
11. 如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离l是球半径的3倍，若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式中正确的是（ ）
A.F引=Gm2l2，F库=kQ2l2
B.F引=Gm2l2，F库>kQ2l2
C.F引>Gm2l2，F库>kQ2l2
D.F引二、实验探究题
在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.0kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么：
（1）根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律；
（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔEp=________J，动能增加量ΔEk=________J（结果保留三位有效数字）；
（3）计算表明，总有重力势能的减少量ΔEp________动能增加量ΔEk（填“>""=”或“<”），原因是________．
（4）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v，物体下落的高度ℎ，则以v22为纵轴，以ℎ为横轴画出的图像是下图中的（ ）
A.B.
C.D.
（5）实验操作正确，能得出实验结论________．
三、解答题
如图所示，现有一与水平方向成θ=37∘，大小为F=50N的恒力用在质量m=10kg的木箱上，木箱由静止开始运动，已知木箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，求：（sin37∘=0.6、cs37∘=0.8、g取10m/s2）
（1）10s内恒力F、摩擦力及合力所做的功各为多少；
（2）10s末拉力F的瞬时功率．
如图所示，匀强电场的场强方向水平向右，一带电荷量为q，质量为m的金属小球A（可视为质点），用长为L的绝缘细线固定在O点，小球最终静止时，悬线向右偏离竖直位置，与竖直方向呈60∘．固定小球A的位置，用另一个带电量不同的相同金属小球B接触A，静电平衡后移走B，再释放A，经过足够长时间后A再次静止，并且从释放到静止期间A电量保持不变，此时悬线方向与竖直方向呈30∘仍向右偏．求：（重力加速度为g）
（1）电场强度E的大小；
（2）金属小球B的带电量Q；
（3）求从释放A到A再次静止，空气阻力所做的功Wf．
如图某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑，半径r=0.2m的四分之一细管CD，D端正下方直立一根k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与D端平齐，质量1kg的小球放在曲面AB上，现从距BC的高度为ℎ=0.6m处静止释放小球，它与BC间μ=0.5，小球进入C端时，它对上管壁有FN=2.5mg的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能为Ep=0.5J，取g=10m/s2 ．求：
（1）小球到达C点时的速度大小；
（2）BC间距离s；
（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm．
参考答案与试题解析
2020-2021学年江苏省扬州市高一5月月考 (物理)试卷
一、选择题
1.
【答案】
D
【考点】
动能
重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：根据题意，在下降过程中，速度减小，动能减小，高度下降，重力做正功，重力势能减小，所以机械能减小．
故选D．
2.
【答案】
B
【考点】
做功的判断及功的正负
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：对人受力分析如图所示：
人受到的摩擦力沿斜面向上，位移沿斜面向上，故摩擦力做正功，故ACD错误，B正确．
故选B．
3.
【答案】
A
【考点】
瞬时功率
平抛运动的概念
自由落体运动的概念
【解析】
据动能定理求出到达地面时的速度，抓住斜抛时达到A落地时的高度，说明落地时的竖直方向速度相同，根据瞬时功率的公式求出重力的瞬时功率；
【解答】
解：A做自由落体运动，C做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，故AC落地时竖直方向的速度大小相同，故落地时的功率P＝mgv相同，B做沿光滑斜面下滑，下滑到斜面底端的速度跟A落地时的速度相同，但速度方向与重力方向成一定的夹角，故功率小于A的功率，故A正确，BCD错误．
故选A．
4.
【答案】
D
【考点】
牛顿运动定律的应用—从运动确定受力
动能定理的应用
非常规图像
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．在t=0时刻，加速度最大，外力水平分量最大，外力的水平分量大小为Fx=ma=8N，外力的竖直分量Fy不能确定，故A错误；
B．由图像知在2s内物体的速度变化量Δv=12×4×2m/s=4m/s，
加速度方向与速度方向相同时，末速度v1′=v+Δv=14m/s，
加速度方向与速度方向相反时v2′=v−Δv=6m/s，故B错误；
C．由于在这2s内物体做变速运动，加速度方向与速度方向相同时，2s内的位移大于10+142×2m=24m，加速度方向与速度方向相反时，2s内的位移小于10−62×2m=16m，故C错误；
D．加速度方向与速度方向相同时，F作用过程对物体由动能定理有WF=12mv1′2−12mv12=96J，故D正确．
故选D．
5.
【答案】
B
【考点】
机械能守恒的判断
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：运动员匀速下落过程中，动能不变，重力势能减小，机械能不守恒，故A错误；
抛出的标枪，在不计空气阻力下，只受重力，满足机械能守恒的条件，故B正确；
因为小孩在竖直方向做匀速圆周运动，动能不变，而重力势能随高度改变，机械能不守恒，故C错误；
压缩的弹簧将小球弹出去的过程中，弹力做正功，小球的机械能增加，所以小球的机械能不守恒，故D错误．
故选B．
6.
【答案】
B
【考点】
含弹簧类机械能守恒问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．从A运动到B的过程中，小球除重力外还受弹簧弹力作用，故小球的机械能不守恒，故A错误；
B．从A运动到B的过程中，弹簧弹力一直做正功，故机械能一直增大，故B正确；
C．从A运动到B的过程中，在某一位置，重力与弹力相平衡，故小球的动能先增加然后减小，故C错误；
D．小球和弹簧的系统机械能守恒，故小球动能先增加后减小，其系统的势能应该是先减小后增加，故D错误．
故选B．
7.
【答案】
B
【考点】
卫星的变轨与对接
【解析】
【解答】
解：根据万有引力提供向心力，有GMmR2=m4π2T2R，
根据黄金代换，有GMmR2=mg0，
联立，可得T=2πRg0，故A错误；
根据万有引力公式，有F=GMmr2，
探测器在轨道Ⅱ运动时到月球的距离均大于或等于在轨道Ⅰ运动时到月球的距离，因此在轨道Ⅱ受到的引力小，故B正确；
探测器从A到B运行的过程中只有万有引力做功，机械能不变，故C错误；
在A点变轨时，当探测器的速度大小增加到一定值时，才能进入轨道Ⅱ的椭圆轨道，故D错误．
故选B．
8.
【答案】
B
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．甲乙两人站在地球上都绕地轴转动，角速度相等，
根据向心力公式F=mω2r可知，半径不等，向心力不等，故A错误，B正确；
C．根据线速度与角速度关系v=ωr可知，半径不等，则线速度不等，故C错误；
D．根据向心加速度公式a=ω2r可知，半径不等，则向心加速度不等，故D错误．
故选B．
9.
【答案】
A
【考点】
电荷守恒定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：B球原来不带电，与A球接触后，由于A球上正电荷对电子的吸引，电子从B球转移到A球上，原来中性的B球就带正电，所以B带正电是由于B球上的负电荷移到A球上．
故选A．
10.
【答案】
B
【考点】
等量电荷的电场线
【解析】
【解答】
解：A．电场线从正电荷出发，终止于负电荷，则b是正点电荷、a是负点电荷，A错误；
BC．c、d是某电场线上左右对称的两点，电场强度大小相等，方向不同，则c、d两点电场方向也不相同，C错误，B正确；
D．由于图中的电场线是曲线，若在c点由静止释放一个正电荷，电荷不会沿着电场线到达d点，原因是曲线运动的速度方向和合力方向位于轨迹的两侧，而电场力的方向沿电场线方向，D错误．
故选B．
11.
【答案】
B
【考点】
库仑定律
万有引力定律及其应用
【解析】
【解答】
解：由于a、b所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又l=3r，不满足l≫r的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律计算a、b间的库仑力，故F库>kQ2l2，万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然本题中不满足l≫r，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，故两球壳可看作质量集中于球心的质点，所以可以应用万有引力定律计算a、b间的万有引力，故F引=Gm2l2．
故选B．
二、实验探究题
【答案】
（1）B
（2）1.88,1.84
（3）>,重物下落时受到空气阻力和打点计时器与纸带间的阻力作用，一部分重力势能转化为内能
A
（5）在误差允许的范围内，重物的自由下落机械能守恒
【考点】
用纸带测速法（落体法）验证机械能守恒定律
【解析】
【解答】
解：（1）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能ΔEp=mgℎ和增加的动能ΔEk=12mv2之间的关系，由B点能够测ℎ和v的数据，而A、C两点不方便测出速度v，故应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律．
（2）减少的重力势能为ΔEp=mgℎ=1.00×9.8×19.20×10−2J≈1.88J，
根据利用匀变速直线运动的推论可得B点的速度vB=xAC2T=0.2323−，
B点的动能为EkB=12mvB2≈1.84J，
动能增加量为ΔEk=EkB−0=1.84J．
（3）动能的增加量总小于重力势能的减少量，原因主要是重物下落时有空气阻力和打点计时器与纸带间的阻力作用，一部分重力势能转化为内能．
（4）从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出mgℎ=12mv2，
可得v22=gℎ，
所以以v22为纵轴，以ℎ为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线．
故选A．
（5）实验操作正确，能得出实验结论：在误差允许的范围内，重物的自由下落机械能守恒．
三、解答题
【答案】
（1）10s内恒力F做功为5200J、摩擦力做功为−1820J，合力所做的功各为3380J；
（2）10s末拉力F的瞬时功率为1040W．
【考点】
恒力做功
牛顿运动定律的应用—从受力确定运动
瞬时功率
【解析】
【解答】
解：（1）根据牛顿第二定律
Fcs37∘−μmg−Fsin37∘=ma，
联立解得物体的加速度大小为a=2.6m/s2，
10s内的位移x=12at2=130m，
恒力F的功
WF=Fxcs37∘=5200J，
摩擦力的功
Wf=−μmg−Fsin37∘x=−1820J，
合力所做的功
W合=WF+Wf=5200J−1820J=3380J．
（2）10s末的速度
v=at=26m/s，
拉力F的瞬时功率
P=Fvcs37∘=1040W．
【答案】
（1）电场强度E的大小为3mgq；
（2）金属小球B的带电量Q=−q3．
（3）空气阻力所做的功Wf=3−233mgL．
【考点】
带电物体在电场中的平衡问题
动能定理的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）开始时A球平衡，则mgtan60∘=qE，
解得E=3mgq．
（2）A球再次平衡时mgtan30∘=q′E，
解得q′=q3
因q+Q2=q3，
解得Q=−q3．
（3）从释放A到A再次静止，由动能定理
Wf+mgLcs30∘−cs60∘−q3ELsin60∘−sin30∘=0，
解得Wf=3−233mgL．
【答案】
（1）小球到达C点时的速度大小为7m/s；
（2）BC间距离s=0.5m；
（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm=6J．
【考点】
竖直面内的圆周运动-弹力
动能定理的应用
含弹簧类机械能守恒问题
【解析】
【解答】
解：（1）小球进入管口C端时，它与圆管上管壁有大小为F=2.5mg的相互作用力，
故小球受到的向心力为F向=2.5mg+mg=3.5mg=3.5×1×10N=35N，
在C点，由F向=mvC2r，
代入数据得：vC=7m/s．
（2）小球从A点运动到C点过程，由动能定理得mgℎ−μmgs=12mvC2，
解得BC间距离s=0.5m．
（3）在压缩弹簧过程中速度最大时，合力为零，设此时小球离D端的距离为x0，则有kx0=mg，
解得x0=mgk=0.1m，
由机械能守恒定律有：mgr+x0+12mvC2=Ekm+Ep，
得Ekm=mg(r+x0)+12mvC2−Ep=(3+3.5−0.5)J=6J．
1. “嫦娥五号”是我国月球软着陆无人登月探测器，当它接近月球表面时，可打开反冲发动机使探测器减速下降．探测器减速下降过程中，它在月球表面的重力势能、动能和机械能的变化情况是（ ）
A.动能增加、重力势能减小B.动能减小、重力势能增加
C.机械能增加D.机械能减小
2. 如图所示，人站在超市电动扶梯的斜面上，与扶梯一起沿斜面匀速上升．在这个过程中，人脚所受的静摩擦力（ ）
A.等于零，对人不做功B.沿斜面向上，对人做正功
C.沿斜面向上，对人做负功D.沿斜面向下，对人不做功
3. 如图所示，三个相同的小球A、B、C位于同一高度ℎ处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC．下列关系式正确的是（ ）
A.PA＝PC>PBB.PA＝PB＝PCC.PA＝PC>PBD.PA>PC>PB
4. 在光滑的水平面上，一物体以10m/s的速度匀速运动，某时刻t=0受到一个大小随时间变化、方向处于物体初速度所在竖直平面内的外力F，力F作用了2s，在0∼2s内物体在水平面上运动的加速度大小a随时间t变化的关系图像如图所示．已知物体的质量为m=2.0kg．下列说法正确的是（ ）
A.外力F的最大值是8N
B.2s末物体的速度大小是14m/s
C.物体在0∼2s内的位移大小可能是24m
D.0∼2s内外力F对物体做的功可能为96J
5. 下列运动过程中，机械能守恒的是（ ）
A.跳伞运动员在空中匀速下落过程
B.不计空气阻力，抛出的在空中运动的标枪
C.不计空气阻力，随摩天轮做匀速圆周运动的小孩
D.一个处于压缩状态的弹簧把小球弹出去过程，小球的机械能
6. 如图所示，把一小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至A的位置，迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.从A运动到B的过程中，小球的机械能守恒
B.从A运动到B的过程中，小球的机械能一直增大
C.从A运动到B的过程中，小球的动能一直增大
D.从A运动到C的过程中，小球和弹簧组成的系统势能一直增大
7. 我国探月工程“绕、落，回”三步走，嫦娥五号探测器成功实现了月球表面采样返回的任务，把“可上九天揽月”的科学畅想变成了现实，返回过程中，嫦娥五号探测器从近月圆形轨道变轨进入近月点高度约为200公里的椭圆轨道，实施了第一次月地转移，如图所示，假设月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g0，探测器在圆形轨Ⅰ运动，到达轨道的A点，点火变轨Ⅱ进入椭圆轨道Ⅱ，B点为轨道Ⅱ上的远月点，下列判断正确的是（ ）
A.探测器在轨道Ⅰ上运动的周期为T=2πg0R
B.探测器在轨道Ⅱ运动时受到的月球引力小于在轨道Ⅰ运动时受到的月球引力
C.探测器从A到B运行的过程中机械能减小
D.在A点变轨时，只要探测器的速度大小增加，就一定能进入轨道Ⅱ的椭圆轨道
8. 如图所示，甲，乙两人分别站在赤道和纬度为45∘的地面上，他们随地球一起绕地轴做匀速圆周运动，下列物理量相同的是（ ）
A.向心力B.角速度C.线速度D.向心加速度
9. 把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B接触后，两球带等量的正电荷，这是因为（ ）
A.B球的负电荷移到A球上B.A球的正电荷移到B球上
C.B球的正电荷移到A球上D.A球的负电荷移到B球上
10. 等量异种点电荷a、b周围的电场线如图所示，c、d是某电场线上左右对称的两点，下列说法正确的是（ ）
A.a是正点电荷、b是负点电荷
B.c、d两点电场强度大小相同
C.c、d两点电场方向相同
D.从c点静止释放一个正电荷，电荷就会沿着电场线到达d点
11. 如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离l是球半径的3倍，若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么关于a、b之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式中正确的是（ ）
A.F引=Gm2l2，F库=kQ2l2
B.F引=Gm2l2，F库>kQ2l2
C.F引>Gm2l2，F库>kQ2l2
D.F引
在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.0kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么：
（1）根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律；
（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔEp=________J，动能增加量ΔEk=________J（结果保留三位有效数字）；
（3）计算表明，总有重力势能的减少量ΔEp________动能增加量ΔEk（填“>""=”或“<”），原因是________．
（4）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v，物体下落的高度ℎ，则以v22为纵轴，以ℎ为横轴画出的图像是下图中的（ ）
A.B.
C.D.
（5）实验操作正确，能得出实验结论________．
三、解答题
如图所示，现有一与水平方向成θ=37∘，大小为F=50N的恒力用在质量m=10kg的木箱上，木箱由静止开始运动，已知木箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，求：（sin37∘=0.6、cs37∘=0.8、g取10m/s2）
（1）10s内恒力F、摩擦力及合力所做的功各为多少；
（2）10s末拉力F的瞬时功率．
如图所示，匀强电场的场强方向水平向右，一带电荷量为q，质量为m的金属小球A（可视为质点），用长为L的绝缘细线固定在O点，小球最终静止时，悬线向右偏离竖直位置，与竖直方向呈60∘．固定小球A的位置，用另一个带电量不同的相同金属小球B接触A，静电平衡后移走B，再释放A，经过足够长时间后A再次静止，并且从释放到静止期间A电量保持不变，此时悬线方向与竖直方向呈30∘仍向右偏．求：（重力加速度为g）
（1）电场强度E的大小；
（2）金属小球B的带电量Q；
（3）求从释放A到A再次静止，空气阻力所做的功Wf．
如图某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑，半径r=0.2m的四分之一细管CD，D端正下方直立一根k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与D端平齐，质量1kg的小球放在曲面AB上，现从距BC的高度为ℎ=0.6m处静止释放小球，它与BC间μ=0.5，小球进入C端时，它对上管壁有FN=2.5mg的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能为Ep=0.5J，取g=10m/s2 ．求：
（1）小球到达C点时的速度大小；
（2）BC间距离s；
（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm．
参考答案与试题解析
2020-2021学年江苏省扬州市高一5月月考 (物理)试卷
一、选择题
1.
【答案】
D
【考点】
动能
重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：根据题意，在下降过程中，速度减小，动能减小，高度下降，重力做正功，重力势能减小，所以机械能减小．
故选D．
2.
【答案】
B
【考点】
做功的判断及功的正负
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：对人受力分析如图所示：
人受到的摩擦力沿斜面向上，位移沿斜面向上，故摩擦力做正功，故ACD错误，B正确．
故选B．
3.
【答案】
A
【考点】
瞬时功率
平抛运动的概念
自由落体运动的概念
【解析】
据动能定理求出到达地面时的速度，抓住斜抛时达到A落地时的高度，说明落地时的竖直方向速度相同，根据瞬时功率的公式求出重力的瞬时功率；
【解答】
解：A做自由落体运动，C做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，故AC落地时竖直方向的速度大小相同，故落地时的功率P＝mgv相同，B做沿光滑斜面下滑，下滑到斜面底端的速度跟A落地时的速度相同，但速度方向与重力方向成一定的夹角，故功率小于A的功率，故A正确，BCD错误．
故选A．
4.
【答案】
D
【考点】
牛顿运动定律的应用—从运动确定受力
动能定理的应用
非常规图像
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．在t=0时刻，加速度最大，外力水平分量最大，外力的水平分量大小为Fx=ma=8N，外力的竖直分量Fy不能确定，故A错误；
B．由图像知在2s内物体的速度变化量Δv=12×4×2m/s=4m/s，
加速度方向与速度方向相同时，末速度v1′=v+Δv=14m/s，
加速度方向与速度方向相反时v2′=v−Δv=6m/s，故B错误；
C．由于在这2s内物体做变速运动，加速度方向与速度方向相同时，2s内的位移大于10+142×2m=24m，加速度方向与速度方向相反时，2s内的位移小于10−62×2m=16m，故C错误；
D．加速度方向与速度方向相同时，F作用过程对物体由动能定理有WF=12mv1′2−12mv12=96J，故D正确．
故选D．
5.
【答案】
B
【考点】
机械能守恒的判断
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：运动员匀速下落过程中，动能不变，重力势能减小，机械能不守恒，故A错误；
抛出的标枪，在不计空气阻力下，只受重力，满足机械能守恒的条件，故B正确；
因为小孩在竖直方向做匀速圆周运动，动能不变，而重力势能随高度改变，机械能不守恒，故C错误；
压缩的弹簧将小球弹出去的过程中，弹力做正功，小球的机械能增加，所以小球的机械能不守恒，故D错误．
故选B．
6.
【答案】
B
【考点】
含弹簧类机械能守恒问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．从A运动到B的过程中，小球除重力外还受弹簧弹力作用，故小球的机械能不守恒，故A错误；
B．从A运动到B的过程中，弹簧弹力一直做正功，故机械能一直增大，故B正确；
C．从A运动到B的过程中，在某一位置，重力与弹力相平衡，故小球的动能先增加然后减小，故C错误；
D．小球和弹簧的系统机械能守恒，故小球动能先增加后减小，其系统的势能应该是先减小后增加，故D错误．
故选B．
7.
【答案】
B
【考点】
卫星的变轨与对接
【解析】
【解答】
解：根据万有引力提供向心力，有GMmR2=m4π2T2R，
根据黄金代换，有GMmR2=mg0，
联立，可得T=2πRg0，故A错误；
根据万有引力公式，有F=GMmr2，
探测器在轨道Ⅱ运动时到月球的距离均大于或等于在轨道Ⅰ运动时到月球的距离，因此在轨道Ⅱ受到的引力小，故B正确；
探测器从A到B运行的过程中只有万有引力做功，机械能不变，故C错误；
在A点变轨时，当探测器的速度大小增加到一定值时，才能进入轨道Ⅱ的椭圆轨道，故D错误．
故选B．
8.
【答案】
B
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．甲乙两人站在地球上都绕地轴转动，角速度相等，
根据向心力公式F=mω2r可知，半径不等，向心力不等，故A错误，B正确；
C．根据线速度与角速度关系v=ωr可知，半径不等，则线速度不等，故C错误；
D．根据向心加速度公式a=ω2r可知，半径不等，则向心加速度不等，故D错误．
故选B．
9.
【答案】
A
【考点】
电荷守恒定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：B球原来不带电，与A球接触后，由于A球上正电荷对电子的吸引，电子从B球转移到A球上，原来中性的B球就带正电，所以B带正电是由于B球上的负电荷移到A球上．
故选A．
10.
【答案】
B
【考点】
等量电荷的电场线
【解析】
【解答】
解：A．电场线从正电荷出发，终止于负电荷，则b是正点电荷、a是负点电荷，A错误；
BC．c、d是某电场线上左右对称的两点，电场强度大小相等，方向不同，则c、d两点电场方向也不相同，C错误，B正确；
D．由于图中的电场线是曲线，若在c点由静止释放一个正电荷，电荷不会沿着电场线到达d点，原因是曲线运动的速度方向和合力方向位于轨迹的两侧，而电场力的方向沿电场线方向，D错误．
故选B．
11.
【答案】
B
【考点】
库仑定律
万有引力定律及其应用
【解析】
【解答】
解：由于a、b所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又l=3r，不满足l≫r的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律计算a、b间的库仑力，故F库>kQ2l2，万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然本题中不满足l≫r，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，故两球壳可看作质量集中于球心的质点，所以可以应用万有引力定律计算a、b间的万有引力，故F引=Gm2l2．
故选B．
二、实验探究题
【答案】
（1）B
（2）1.88,1.84
（3）>,重物下落时受到空气阻力和打点计时器与纸带间的阻力作用，一部分重力势能转化为内能
A
（5）在误差允许的范围内，重物的自由下落机械能守恒
【考点】
用纸带测速法（落体法）验证机械能守恒定律
【解析】
【解答】
解：（1）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能ΔEp=mgℎ和增加的动能ΔEk=12mv2之间的关系，由B点能够测ℎ和v的数据，而A、C两点不方便测出速度v，故应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律．
（2）减少的重力势能为ΔEp=mgℎ=1.00×9.8×19.20×10−2J≈1.88J，
根据利用匀变速直线运动的推论可得B点的速度vB=xAC2T=0.2323−，
B点的动能为EkB=12mvB2≈1.84J，
动能增加量为ΔEk=EkB−0=1.84J．
（3）动能的增加量总小于重力势能的减少量，原因主要是重物下落时有空气阻力和打点计时器与纸带间的阻力作用，一部分重力势能转化为内能．
（4）从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出mgℎ=12mv2，
可得v22=gℎ，
所以以v22为纵轴，以ℎ为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线．
故选A．
（5）实验操作正确，能得出实验结论：在误差允许的范围内，重物的自由下落机械能守恒．
三、解答题
【答案】
（1）10s内恒力F做功为5200J、摩擦力做功为−1820J，合力所做的功各为3380J；
（2）10s末拉力F的瞬时功率为1040W．
【考点】
恒力做功
牛顿运动定律的应用—从受力确定运动
瞬时功率
【解析】
【解答】
解：（1）根据牛顿第二定律
Fcs37∘−μmg−Fsin37∘=ma，
联立解得物体的加速度大小为a=2.6m/s2，
10s内的位移x=12at2=130m，
恒力F的功
WF=Fxcs37∘=5200J，
摩擦力的功
Wf=−μmg−Fsin37∘x=−1820J，
合力所做的功
W合=WF+Wf=5200J−1820J=3380J．
（2）10s末的速度
v=at=26m/s，
拉力F的瞬时功率
P=Fvcs37∘=1040W．
【答案】
（1）电场强度E的大小为3mgq；
（2）金属小球B的带电量Q=−q3．
（3）空气阻力所做的功Wf=3−233mgL．
【考点】
带电物体在电场中的平衡问题
动能定理的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）开始时A球平衡，则mgtan60∘=qE，
解得E=3mgq．
（2）A球再次平衡时mgtan30∘=q′E，
解得q′=q3
因q+Q2=q3，
解得Q=−q3．
（3）从释放A到A再次静止，由动能定理
Wf+mgLcs30∘−cs60∘−q3ELsin60∘−sin30∘=0，
解得Wf=3−233mgL．
【答案】
（1）小球到达C点时的速度大小为7m/s；
（2）BC间距离s=0.5m；
（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm=6J．
【考点】
竖直面内的圆周运动-弹力
动能定理的应用
含弹簧类机械能守恒问题
【解析】
【解答】
解：（1）小球进入管口C端时，它与圆管上管壁有大小为F=2.5mg的相互作用力，
故小球受到的向心力为F向=2.5mg+mg=3.5mg=3.5×1×10N=35N，
在C点，由F向=mvC2r，
代入数据得：vC=7m/s．
（2）小球从A点运动到C点过程，由动能定理得mgℎ−μmgs=12mvC2，
解得BC间距离s=0.5m．
（3）在压缩弹簧过程中速度最大时，合力为零，设此时小球离D端的距离为x0，则有kx0=mg，
解得x0=mgk=0.1m，
由机械能守恒定律有：mgr+x0+12mvC2=Ekm+Ep，
得Ekm=mg(r+x0)+12mvC2−Ep=(3+3.5−0.5)J=6J．
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