2021北京东城高一（下）期末物理（教师版）

这是一份2021北京东城高一（下）期末物理（教师版），共18页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，计算论证题解题要求等内容，欢迎下载使用。

2021北京东城高一（下）期末
物 理
一、单项选择题（本题共16题，每题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
请阅读下述文字，完成第1题、第2题。如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机沿水平方向匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。忽略空气阻力的影响。

1．以地面为参考系，离开无人机后，小球在空中做（　　）
A．平抛运动 B．自由落体运动
C．匀速直线运动 D．匀减速直线运动
2．小球在空中运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球的速度方向始终沿竖直方向
B．小球的加速度方向始终沿竖直方向
C．小球的速度方向和加速度方向都在不断变化
D．小球的速度方向与加速度方向之间的夹角始终为90°
请阅读下述文字，完成第3题、第4题。如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体随圆盘一起做匀速圆周运动。

3．关于小物体在运动过程中的受力情况，下列说法正确的是（　　）
A．只受重力
B．受到重力、支持力
C．受到重力、支持力、静摩擦力
D．受到重力、支持力、向心力
4．若圆盘转动的角速度为4rad/s，小物体距圆盘中心距离为0.10m，则（　　）
A．小物体的运动周期为2s
B．小物体的运动周期为0.5s
C．小物体的线速度大小为0.4m/s
D．小物体的线速度大小为40m/s
5．（3分）如图所示，跳伞员在降落伞打开一段时间以后，在空中做匀速运动。若跳伞员在无风时竖直匀速下落，着地速度大小是4.0m/s。当有正东方向吹来的风，风速大小是3.0m/s，则跳伞员着地时的速度（　　）

A．大小为5.0m/s，方向偏西
B．大小为5.0m/s，方向偏东
C．大小为7.0m/s，方向偏西
D．大小为7.0m/s，方向偏东
请阅读下述文字，完成第6题、第7题。如图所示，一辆质量m＝2.0×103kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶。

6．当汽车沿曲线由M向N行驶时，速度逐渐增大。如图中画出的汽车转弯时所受合力F的方向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。已知轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.0×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，汽车的行驶速度最大不能超过（　　）
A．20m/s B．40m/s C．60m/s D．80m/s
8．（3分）甲物体静止在赤道上某处，乙物体静止在北京某处（纬度约为北纬40°）。两物体随地球自转做匀速圆周运动的线速度大小分别用v1、v2表示，角速度分别用ω1、ω2表示，则（　　）
A．ω1＝ω2 B．ω1＞ω2 C．v1＝v2 D．v1＜v2
9．（3分）根据开普勒第一定律可知：火星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。火星绕太阳运行过程中，下列说法正确的是（　　）
A．火星绕太阳运行的速度方向始终指向太阳
B．太阳对火星的万有引力大小始终保持不变
C．火星运动到近日点时，太阳对火星的万有引力最大
D．太阳对火星的万有引力始终不做功
请阅读下述文字，完成第10题、第11题。如图所示，质量为m的物体由A点竖直向下运动到水平地面上的B点。已知A点距水平桌面的高度为h1，桌面距水平地面的高度为h2，重力加速度为g。

10．下列说法正确的是（　　）
A．物体在A点具有的重力势能不可能为0
B．物体在A点具有的重力势能一定为mgh1
C．以桌面为参考平面，物体在A点具有的重力势能为mgh2
D．以地面为参考平面，物体在A点具有的重力势能为mg（h1+h2）
11．物体由A点竖直向下运动到B点的过程中，其重力势能（　　）
A．增加mgh1 B．增加mgh2
C．减少mg（h1﹣h2） D．减少mg（h1+h2）
12．（3分）如图所示，修筑铁路时在转弯处外轨略高于内轨，高度差要根据弯道的半径和规定的行驶速度确定，这样可以使火车在转弯处减轻轮缘对内外轨的挤压。下列说法正确的是（　　）

A．外轨对轮缘的弹力是火车转弯所需向心力的主要来源
B．转弯时规定速度的大小随火车总质量的改变而改变
C．若火车转弯时的速度低于规定速度，轮缘不会挤压内外轨
D．若火车转弯时的速度超过规定速度，外轨对轮缘会有挤压作用
13．（3分）如图所示，一个质量为m的小球用一根长为l的细绳吊在天花板上，给小球一水平初速度，使小球在水平面内做匀速圆周运动。已知细绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g。则（　　）

A．细绳对小球的拉力大小等于mgtanθ
B．细绳对小球的拉力大小等于mgsinθ
C．小球所需向心力大小等于mgsinθ
D．小球所需向心力大小等于mgtanθ
14．（3分）如图所示，一台起重机将质量为1.0×103kg的货物从静止开始沿竖直方向匀加速吊起，在2s末货物的速度为4.0m/s，不计空气阻力，g取10m/s2。在此过程中（　　）

A．合外力做功4.8×104J
B．钢绳拉力做功4.8×104J
C．货物的重力势能减少4.0×104J
D．货物的机械能增加4.0×104J
15．（3分）如图所示，某人将质量为0.5kg的石块从10m高处以30°角斜向上方抛出，初速度v0的大小为6m/s。不计空气阻力，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）

A．石块被抛出时水平分速度大小为3m/s
B．人在抛出石块过程中做功为50J
C．石块在空中运动过程中机械能减少9J
D．石块在落地前瞬时具有的动能为59J
16．（3分）把小球放在竖立的弹簧上，并把小球往下按至A的位置，如图甲所示。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时弹簧正好恢复原长，如图乙所示。已知A、B、C三点距离水平地面的高度分别为h1、h2、h3。弹簧质量和空气阻力均可忽略，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）

A．小球位于位置A时，弹簧弹性势能最大，其值为mg（h3﹣h1）
B．小球经过位置B时，小球的动能最大，其值为mg（h3﹣h2）
C．由A点运动到C点的过程中，小球的机械能守恒
D．由A点运动到C点的过程中，小球重力势能的增加量小于弹簧弹性势能的减少量
二、填空题（本题共3小题，共20分）
17．（4分）利用如图所示的装置可以探究影响向心力大小的因素。

将小球放置在横臂的挡板处，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，两小球随之做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，可显示两小球所受向心力的大小情况。已知长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。若将甲、乙两个相同小球分别置于挡板A和挡板C处，匀速转动手柄，稳定后两小球所需向心力大小之比F1：F2＝1：4，则两小球的角速度之比ω1：ω2＝　 　。此时传动皮带所连接的左、右两塔轮半径之比为r1：r2＝　 　。
18．（6分）根据把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，平抛运动可以看作是在竖直方向和水平方向的两个分运动的合运动。为了研究平抛运动的特点，用频闪照相的方法记录做平抛运动的小球每隔相等时间T的位置，如图甲所示。以左边第一个小球（平抛起始点）的中心为原点，沿水平向右竖直向下的方向建立直角坐标系，用平滑曲线把这些位置连接起来，如图乙所示，其中M1、M2、M3……为图甲中记录的小球的位置。已知重力加速度为g。

（1）根据 　 　可以判断小球在水平方向上做 　 　运动。
（2）有同学进一步猜测，小球在竖直方向做自由落体运动，请你利用题中所给信息，提出一种判断该同学的猜测是否成立的方法：　 　。
（3）若（2）中猜测成立，测得某小球中心点的横坐标为x，纵坐标为y，据此可以计算出小球的初速度大小为 　 　。
19．（10分）某同学利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

（1）他按照图示装置安装实验器材后进行了如下操作，其中不必要的步骤是 　 　，操作不当的步骤是 　 　。
A．将打点计时器接到学生电源的“直流输出”上
B．用天平测出重物的质量
C．先接通电源，后释放纸带
（2）正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。设重物质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打O点到打B点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝　 　，动能的增加量ΔEk＝　 　（用题中所给字母表示）。
（3）实验结果显示，重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，其主要原因是 　 　。
三、计算论证题（本题共5小题，共32分）解题要求:写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。
20．（6分）如图所示，用F＝5.0N的水平拉力，使质量m＝5.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动．求：
（1）物体在t＝2.0s内通过的位移；
（2）在t＝2s内力F对物体做的功．

21．（6分）如图所示，固定光滑弧形轨道MN的下端与固定光滑竖直圆轨道平滑连接，圆形轨道的半径为R，P为圆轨道的最高点。将质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上某处由静止释放，小球可以进入圆轨道。已知重力加速度为g。
（1）求小球恰好能通过P点时的速度大小vP；
（2）将小球从弧形轨道距地面高h＝3.5R处由静止释放。请你通过计算，说明小球能否通过P点。

22．（6分）如图所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动。测得两球经过0.5s同时落地，A球落地点到抛出点的水平距离为1.5m。忽略空气阻力对两小球运动的影响，g＝10m/s2。
（1）求A球抛出点距地面的高度h；
（2）求A球抛出时的速度大小v0；
（3）请你通过分析，比较A、B两球落地速度大小。

23．（6分）某型号汽车质量为m，发动机的额定功率为P0。假设汽车在某水平路段行驶时，受到的阻力大小恒为F阻。
（1）求发动机在额定功率下，汽车在此路段匀速行驶的速度。
（2）某段时间内，汽车在此路段行驶时的v﹣t图像如图所示，已知t时刻速度为v。求0～t时间内发动机实际功率的最大值。

24．（8分）2020年5月27日，中国珠峰高程测量登山队8名队员成功登顶珠穆朗玛峰，标志着我国珠峰高程测量取得关键性胜利。
（1）本次珠峰高程测量依托北斗卫星导航系统进行了峰顶位置的精确测量。北斗卫星导航系统中，有一颗质量为m1的卫星A，它的轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看，它在一定高度处静止不动。另一颗质量为m2的卫星B，离地面高度为h。两颗卫星都绕地球做近似的匀速圆周运动。已知地球质量为m地，地球半径为R，地球自转周期为T0，引力常量为G。求：
①卫星A运行的角速度大小；
②卫星B运行的线速度大小。
（2）本次珠峰高程测量还在珠峰北坡地区开展广泛的高精度航空重力测量以及峰顶重力测量，获得有史以来精度最高的珠峰高程测量成果。若将地球视为半径为R，质量均匀分布的一个球体，地球表面海平面处的重力加速度大小为g1。与峰顶等高处的重力加速度大小为g2。不考虑地球自转的影响。请根据所学的知识推导珠穆朗玛峰高度的表达式。

参考答案
一、单项选择题（本题共16题，每题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
请阅读下述文字，完成第1题、第2题。如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机沿水平方向匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。忽略空气阻力的影响。

1．【分析】参考系是在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的某个物体，然后结合小球运动的特点判断。
【解答】解：以地面为参考系，小球离开无人机时具有水平方向的初速度，忽略空气阻力的影响，则小球只受到重力的作用，所以小球相对于地面将做平抛运动，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查参考系，要注意小球具有和飞机相等的初速度；判断物体是运动还是静止的，关键是看选择了哪个参照物．
2．【分析】根据平抛运动的特点进行判断。
【解答】解：释放小球后，小球有水平方向的初速度，只受重力的作用，小球做平抛运动，速度方向时刻发生改变，并非始终沿竖直方向；加速度方向始终竖直向下且大小为g，小球的速度方向与加速度方向之间的夹角只有初始时刻才是90°，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题要注意释放小球前，小球与无人机一起沿水平方向匀速飞行，释放后小球有水平初速度。
请阅读下述文字，完成第3题、第4题。如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体随圆盘一起做匀速圆周运动。

3．【分析】对小物体进行受力分析，结合匀速圆周运动的条件分析即可。
【解答】解：小物体块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对小物体受力分析如图所示，其中重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力，故C正确，ABD错误。
故选：C。

【点评】向心力是根据效果命名的力，只能由其它力的合力或者分力来充当，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力。
4．【分析】利用公式T＝和v＝ωr求解即可。
【解答】解：AB、小物体的运动周期T＝＝s＝1.57s，故AB错误；
CD、小物体的线速度大小v＝ωr＝4×0.1m/s＝0.4m/s，故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】本题要注意根据匀速圆周运动的规律建立关系求解。
5．【分析】将跳伞员的运动分解为竖直方向和水平方向，水平方向上的运动不影响竖直方向上的分运动，根据速度的合成求出跳伞员着地的速度大小和方向。
【解答】解：根据平行四边形定则，得v＝．风速是从正东方向吹来，则水平方向上的分速度向西，则合速度的方向偏西。故A正确，B、C、D错误。
故选：A。
【点评】解决本题的关键知道分运动具有独立性，互不干扰，知道速度的合成遵循平行四边形定则。
请阅读下述文字，完成第6题、第7题。如图所示，一辆质量m＝2.0×103kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶。

6．【分析】汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做加速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相同，分析这两个力的合力，即可看出哪一个图象是对的。
【解答】解：汽车从M点运动到N，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时加速，所以沿切向方向有与速度方向相同的合力；结合平行四边形定则可知，向心力和切线合力与速度的方向的夹角要小于90°，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，加速的汽车受到的合力在沿半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车加速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
7．【分析】汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，轮胎与路面间的摩擦力达到最大静摩擦力时，根据牛顿第二定律求出汽车的行驶的最大速度。
【解答】解：汽车在水平面转弯时做圆周运动，所受的力有重力、弹力、静摩擦力，如图所示，重力与弹力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律得：fmax＝m，解得：vm＝20m/s，故A正确，BCD错误。
故选：A。

【点评】本题关键找出向心力来源，要明确汽车做圆周运动的轨道平面。
8．【分析】共轴转动的物体，角速度相等，利用v＝ωr。通过比较半径，可顺利解题。
【解答】解：两物体都随地球转动，则角速度相等，即ω1＝ω2，在赤道处的甲物体的转动半径较大，根据v＝ωr，可知v1＞v2，故A正确；BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查，共轴转动的物体，角速度相等，以及利用v＝ωr，比较物体的线速度大小。对学生要求较低，属简单题。
9．【分析】火星绕太阳运行时，线速度方向为椭圆轨道的切线方向；根据万有引力公式可知，万有引力大小与太阳和火星之间的距离有关；根据万有引力的方向与轨迹方向的关系判断万有引力是否做功。
【解答】解：A、火星绕太阳运行时，线速度的方向为椭圆轨道的切线方向，所以并不是始终指向太阳，故A错误；
B、根据F＝，由于太阳与火星的间距不断变化，故太阳对火星的万有引力大小不断变化，故B错误；
C．根据F＝，火星运动到近日点时，太阳和火星之间的距离最近，太阳对火星的万有引力最大，故C正确；
D．火星绕太阳运行的轨道是椭圆，万有引力指向太阳中心，与运动方向不总是垂直，所以万有引力不是始终不做功，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查万有引力定律和开普勒定律，关键是记住万有引力定律和开普勒定律的内容。
请阅读下述文字，完成第10题、第11题。如图所示，质量为m的物体由A点竖直向下运动到水平地面上的B点。已知A点距水平桌面的高度为h1，桌面距水平地面的高度为h2，重力加速度为g。

10．【分析】物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，按照选项要求，选取合适的参考平面，直接分析或求解即可。
【解答】解：A、物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，若选A点所在平面为参考平面，则物体在A点具有的重力势能为0，故A错误；
BC、只有选桌面为参考平面，物体在A点具有的重力势能才为mgh1，故BC错误；
D、以地面为参考平面，物体在A点具有的重力势能等于它所受重力mg与所处高度（h1+h2）的乘积，即物体在A点具有的重力势能为mg（h1+h2），故D正确。
故选：D。
【点评】要理解重力势能的相对性：选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的；对选定的参考平面，上方物体的重力势能是正值，下方物体的重力势能是负值。
11．【分析】物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，物体由A点竖直向下运动到B点的过程中，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功。
【解答】解：AB、当物体由高处A运动到低处B时，重力做正功，重力势能减少，故AB错误；
CD、物体由A点竖直向下运动到B点的过程中，重力势能减少的量等于重力所做的功，即W＝mgh＝mg（h1+h2），故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查重力做功和重力势能的关系，本题也可以用另一解法：先选地面为零势能面，则A点的重力势能为EpA＝mg（h1+h2），B点的重力势能为EpB＝0，则A点到B点重力势能的减少量为ΔEp＝EpA﹣EpB＝mg（h1+h2）。
12．【分析】火车拐弯时以规定速度行驶，此时火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力；根据牛顿第二定律判断速度与质量的关系；若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力；若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力。
【解答】解：A、火车拐弯时主要靠重力和支持力的合力提供向心力，故A错误；
B、设转弯处斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得：mgtanθ＝m，解得：v＝，转弯时规定速度的大小与火车总质量无关，故B错误；
C、若火车转弯时的速度低于规定速度，重力和支持力的合力所提供的向心力偏大，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内轨，故C错误；
D、若火车转弯时的速度超过规定速度，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，故D正确；
故选：D。
【点评】解决本题的关键知道火车拐弯时靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，要注意明确向心力的方向是水平方向，大小为mgtanθ。
13．【分析】通过受力分析找出小球做圆周运动的向心力的来源，根据牛顿第二定律、力的合成法列式即可。
【解答】解：小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图：

小球受重力mg、和绳子的拉力F作用，合力提供小球圆周运动向心力，根据几何关系可知：F＝，小球所受的合力为：F合＝mgtanθ，即小球做圆周运动的向心力为mgtanθ，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，难度不大。
14．【分析】根据动能定理可得合外力；根据运动学公式求解物体上升的高度，根据重力做功的计算公式求解克服重力做的功，再根据动能定理得到钢绳拉力做的功；货物的重力势能增加；货物的机械能增加量等于钢绳拉力做的功。
【解答】解：根据题意可知货物的质量为m＝1.0×103kg，货物在t＝2s末的速度为v＝4.0m/s。
A、根据动能定理可得合外力做功W＝﹣0，解得：W＝J＝8×103J，故A错误；
B、物体上升的高度为：h＝＝m＝4m，在此过程中克服重力做的功：WG＝mgh＝1.0×103×10×4J＝4.0×104J
设拉力做的功为WF，则有：WF﹣WG＝W，解得钢绳拉力做功为：WF＝4.8×104J，故B正确；
C、货物的重力势能的增加等于克服重力做的功，即为ΔEP＝4.0×104J，故C错误；
D、货物的机械能增加为：ΔE＝WF＝4.8×104J，故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关、动能的变化与合力做功有关、机械能的变化与除重力或弹力以外的力做功有关。
15．【分析】根据vx＝v0cos30°求石块被抛出时水平分速度大小；人在抛出石块过程中做功等于石块动能的增加；石块在空中运动过程中，只有重力做功，其机械能守恒；根据机械能守恒定律求石块在落地前瞬时具有的动能。
【解答】解：A、石块被抛出时水平分速度大小为vx＝v0cos30°＝6×m/s＝3m/s，故A错误；
B、设人在抛出石块过程中做功为W。人在抛出石块过程中，由动能定理得W＝＝J＝9J，故B错误；
C、石块在空中运动过程中，只有重力做功，其机械能守恒，故C错误；
D、设石块在落地前瞬时具有的动能为Ek。取地面为参考平面，由机械能守恒定律得：Ek＝+mgh＝J+0.5×10×10J＝59J，故D正确。
故选：D。
【点评】解决本题时，要知道动能定理是求功常用的方法，在只有重力做功的情况下，物体的机械能守恒。
16．【分析】小球从位置A上升到位置C的过程中，对于小球和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒，根据系统的机械能守恒求小球位于位置A时弹簧弹性势能；分析小球的受力情况，判断小球动能最大的位置；对于小球，只有重力做功时机械能守恒；由A点运动到C点的过程中，根据系统的机械能守恒分析小球重力势能的增加量与弹簧弹性势能的减少量关系。
【解答】解：A、小球位于位置A时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大。小球从位置A上升到位置C的过程中，对于小球和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒，则弹簧弹性势能最大值为EPmax＝mg（h3﹣h1），故A正确；
B、小球从位置A上升到位置B的过程中，小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力，弹力先大于重力，后小于重力，合力先向上后向下，则小球先做加速运动后做减速运动，动能先增大后减小，当合力为零时小球的动能最大，此时弹簧处于压缩状态，小球的动能最大值大于在B位置时的动能。
小球从位置B上升到位置C的过程中，小球的机械能守恒，则小球在B位置的动能：EkB＝mg（h3﹣h2），小球的动能最大值大于mg（h3﹣h2），故B错误；
C、由A点运动到C点的过程中，由于弹簧对小球做功，所以小球的机械能不守恒，故C错误；
D、由A点运动到C点的过程中，动能变化量为零，根据系统的机械能守恒知小球重力势能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量，故D错误。
故选：A。
【点评】解决本题的关键要掌握机械能守恒的条件：只有重力或弹簧弹力做功时，系统机械能守恒．要注意从A到B小球的机械能不守恒。小球在B位置时动能并不是最大。
二、填空题（本题共3小题，共20分）
17．【分析】该实验采用控制变量法，根据向心力公式，抓住线速度不变、根据角速度之比，求得半径之比。
【解答】解：根据向心力公式F＝mω2r得
ω1：ω2＝＝1：2
根据传动规律有
v1＝v2
左、右两塔轮半径之比为

代入数据可知r1：r2＝2：1
故答案为：1：2，2：1
【点评】本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变。知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等。
18．【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直位移求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出平抛运动的初速度。
【解答】解：
（1）相邻两点间的水平距离相等，由于时间间隔相等，因此可以判断水平方向上做匀速直线运动。
（2）根据自由落体公式
y＝
算出相应纵坐标的值与图中相应的值对比.
（3）根据
y＝
可得下落时间
t＝
在水平方向上由x＝v0t
可得初速度大小
v0＝x
故答案为：（1）.相邻两点间的水平距离相等，匀速直线 （2）根据自由落体公式，算出相应纵坐标的值，与图中相应的值对比 （3）x
【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，结合运动学公式灵活求。
19．【分析】（1）根据实验原理、实验器材与实验注意事项分析答题。
（2）根据重力势能的计算公式求出重力势能的减少量；根据匀变速直线运动的推论求出重物的瞬时速度，然后求出动能的增加量。
（3）重物下落过程受到阻力作用，要克服阻力做功，机械能有损失。
【解答】解：（1）A、打点计时器使用交流电源，将打点计时器接到学生电源的“直流输出”上操作是错误的；
B、重物下落过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh＝，整理得：gh＝，实验需要验证gh＝，不需要用天平测出重物的质量；
C、为使打出的第一个点速度为零且充分利用纸带，实验时应先接通电源后释放纸带，操作正确；
故不必要的步骤是B，操作不当的步骤是A。
（2）做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，
打点计时器的打点时间间隔是T，打B点时重物的速度大小vB＝
从打O点到打B点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp＝mghB，
动能的增加量ΔEk＝＝
（3）重物下落过程受到空气阻力作用、纸带要受到限位孔摩擦阻力作用，
重物下落过程要克服阻力做功，机械能有损失，因此重物重力势能的减少量略大于动能的增加量。
故答案为：（1）B；A；（2）mghB；；（3）重物下落过程受到空气阻力作用、纸带要受到限位孔摩擦阻力作用，要克服阻力做功。
【点评】理解实验原理是解题的前提与关键，应用匀变速直线运动的推论、动能与重力势能的计算公式可以解题。
三、计算论证题（本题共5小题，共32分）解题要求:写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。
20．【分析】（1）物体做匀加速直线运动，由位移公式可以求得2.0s内通过的距离；
（2）由功的公式可以直接求出力F对物体做的功W
【解答】解：（1）对物体受力分析可知，物体做匀加速直线运动，
加速度 a＝＝1m/s2
位移x＝at2＝×1×22m＝2m，
（2）力F对物体做的功W＝Fx＝5×2＝10J．
答：（1）物体开始运动后t＝2.0s内通过的距离是2m；
（2）这段时间内，力F对物体做的功W是10J
【点评】直接利用匀变速直线运动的规律和功的公式就可求出，比较简单
21．【分析】（1）小球恰好通过P点时重力提供向心力，应用牛顿第二定律可以求出通过P点时的速度大小。
（2）假设能通过P点，应用动能定理求出到达P点时的速度大小，然后分析答题。
【解答】解：（1）小球恰好通过P点时重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg＝m
解得：vP＝
（2）假设小球能通过P点，通过P点时的速度为v，
小球从释放运动到P点过程，由动能定理得：mg（h﹣2R）＝﹣0
解得：v＝＞，假设正确，小球能通过P点。
答：（1）小球恰好能通过P点时的速度大小vP是；
（2）小球能通过P点。
【点评】分析清楚小球的运动过程、知道小球通过P点的临界条件是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律与动能定理可以解题。
22．【分析】（1）平抛运动竖直方向做自由落体运动，根据h＝求得高度；
（2）水平方向做匀速运动，根据x＝v0t求得初速度；
（3）根据速度的合成求得A、B的速度，可进行比较。
【解答】解：（1）平抛运动竖直方向做自由落体运动
h＝
可得A球抛出点距地面的高度
h＝m＝1.25m
（2）水平方向做匀速运动，根据
x＝v0t
可得A球抛出时的速度大小
v0＝＝m/s＝3m/s
（3）B球落地时的速度
vB＝gt＝10×0.5m/s＝5m/s
A球落地时的竖直速度与B相同，水平速度为v0，因此A落地时的速度
vA＝＝m/s＝m/s
因此
vA＞vB
答：（1）A球抛出点距地面的高度为1.25m；
（2）A球抛出时的速度大小为3m/s；
（3）vA＞vB
【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，结合运动学公式灵活求解。
23．【分析】（1）当牵引力等于阻力时速度达到最大，根据P＝Fv求得；
（2）汽车匀加速运动，根据牛顿第二定律求得F，再根据P＝Fv可求得实际功率的最大值。
【解答】解：（1）发动机在额定功率下匀速行驶时，牵引力等于阻力，则根据
P0＝Fvm
可得
vm＝
（2）汽车的加速度
a＝
根据牛顿第二定律
F﹣F阻＝ma
发动机实际功率的最大值
P＝Fv
解得
P＝
答：（1）发动机在额定功率下，汽车在此路段匀速行驶的速度为。
（2）0～t时间内发动机实际功率的最大值为。
【点评】本题考查汽车的匀加速启动问题，关键是分析清楚物体的运动规律，然后分过程选择恰当的公式列式求解。
24．【分析】（1）研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出角速度和线速度；
（2）在海平面和珠峰顶处的物体重力由此处的万有引力提供，列式对比可求出珠峰的高度。
【解答】解：（1）①卫星A在一定高度处相对地面静止，则A卫星是同步卫星，其运动周期与地球自转周期相同为T0，由运动学公式可求其角速度
②卫星B在离地面高h处绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：＝，解得卫星B的线速度v＝
（2）由题意，当不考虑地球的自转时，万有引力提供重力，所以有：
在海平面处：
在珠峰顶处：
两式相除并整理得：h＝
答：（1）①卫星A运行的角速度大小为；
②卫星B运行的线速度大小卫星B运行的线速度大小为；
（2）珠穆朗玛峰高度的表达式为。
【点评】本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力，向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用。求珠峰高度时在不考虑自转的情况下万有引力提供重力可求。