2021北京石景山高一（下）期末物理（教师版）

这是一份2021北京石景山高一（下）期末物理（教师版），共16页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2021北京石景山高一（下）期末
物 理
一、选择题（共11小题，每小题15分，满分45分）
请阅读下述文字。完成第1～5题。
在地面上以初速度v0把小球竖直向上抛出，经过时间t1，小球到达最高点。不计空气阻力。在上升过程中。小球的速度v随时间t的变化关系如图所示。

1．在0～t1时间内、小球运动的速度（　　）
A．保持不变 B．逐渐减小
C．逐渐增大 D．先增大后减小
2．在0～t1时间内，小球的加速度（　　）
A．保持不变 B．逐渐减小
C．逐渐增大 D．先增大后减小
3．在0﹣t1时间内，小球的重力势能（　　）
A．保持不变 B．逐渐减小
C．逐渐增大 D．先增大后减小
4．在0～t1时间内，小球的机械能（　　）
A．保持不变 B．逐渐减小
C．逐渐增大 D．先增大后减小
5．到达最高点时，小球（　　）
A．速度为0，处于平衡状态
B．速度为0，但不是平衡状态
C．加速度为0，处于平衡状态
D．加速度为0，但不是平衡状态
6．（3分）如图所示，杯子静止在水平桌面上，杯子所受支持力的平衡力是（　　）

A．杯子所受的重力 B．桌子所受的重力
C．杯子对桌面的压力 D．地面对桌子的支持力
7．（3分）第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办。越野滑雪是比赛项目之一，如图为中国运动员在训练中的照片，运动员在赛道上滑行时，关于滑雪板与赛
道之间的相互作用力，下列说法正确的是（　　）

A．滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力
B．滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力
C．滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等
D．滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同
8．（3分）如图所示，用阿兜把足球挂在竖直墙壁上的A点，球与墙壁的接触点为B点。足球所受的重力为G，墙壁对球的支持力为N，AC绳的拉力为F．墙壁光滑，不计网兜的重力。下列关系式正确的是
（　　）

A．F＝N B．F＜N C．F＜G D．F＞G
9．（3分）如图所示，小球从竖直放置的轻弹簧正上方自由下落。在小球刚接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中，小球的动能（　　）

A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变大后变小 D．先变小后变大
10．（3分）物体从高空坠落到地面，即使质量较小，也可能会造成危害。设一质量为0.2kg的苹果从距离地面20m高处由静止下落，取重力加速度g＝10m/s2，落地时苹果的动能约为（　　）
A．10J B．20J C．40J D．80J
11．（3分）自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示。正常骑行自行车时，下列说法正确的是（　　）

A．A、B两点的线速度大小相等，角速度大小也相等
B．B、C两点的角速度大小相等，周期也相等
C．A点的向心加速度大于B点的向心加速度
D．B点的向心加速度大于C点的向心加速度
12．（3分）如图所示，关于两颗人造地球卫星，下列说法正确的是（　　）

A．卫星a运行的周期等于卫星b运行的周期
B．卫星a运行的线速度大于卫星b运行的线速度
C．卫星a运行的加速度小于卫星b运行的加速度
D．卫星a运行的角速度小于卫星b运行的角速度
13．（3分）2021年2月24日，“天问一号”火星探测器经过200多天的飞行，成功进入椭圆形的轨道绕火星运动，开展对火星的观测，并为着陆火星做好准备。如图所示，在“天问一号”沿椭圆轨道由“远火点”向“近火点”运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．火星对探测器的引力逐渐减小
B．探测器的速度逐渐减小
C．引力对探测器做负功，探测器的势能逐渐减小
D．引力对探测器做正功，探测器的动能逐渐增大
14．（3分）如图所示，两个皮带轮顺时针转动，一电动机M带动水平传送带以不变的速率v运行。将质量为m的物体A（可视为质点）轻轻放在传送带左端，经过一段时间后，A的速度变为v，再经过一段时间到达传送带右端。在上述运动过程中，电动机与传送带之间保持始终不打滑，其他摩擦阻力均不计。则（　　）

A．物体A对传动带做的功为﹣mv2
B．传送带对物体A做的功为mv2
C．电动机M对传送带所做的功为mv2
D．电动机M对传送带所做的功为mv2
15．（3分）我国的月球探测计划“嫦娥工程”分为“绕、落、回”三步。“嫦娥五号”的任务是“回”。2020年11月24日，“嫦娥五号”成功发射，它分为四部分：着陆器、上升器、轨道器和返回器。12月3日，载着珍贵“月壤”的嫦娥5号“上升器”发动机点火，以“着陆器”作为发射台，从月面起飞（如图1），回到预定环月轨道，与绕月飞行的“轨道器与返回器组合体”成功交会对接（如图2），将珍贵的“月壤”转移到“返回器”中。12月17日，“返回器”进入月地转移轨道重返地球，以超高速进入大气层。由于速度太快会使得“返回器”与空气剧烈摩擦产生高温，高温会对“月壤”产生不利影响，甚至温度过高，返回器有燃烧殆尽的风险。为避免这些风险，采用“半弹道跳跃式返回”俗称“太空打水漂”的方式两次进入大气层，梯次气动减速（如图3）。最终在预定地点平稳着陆。根据以上信息，判断下列说法正确的是（　　）

A．“上升器”从点火上升到回到预定环月轨道的过程中，“月壤”一直处于超重状态
B．“月壤”随“返回器”进入环月轨道后，“返回器”的弹力给“月壤”提供向心力
C．为了利用地球自转，节省燃料，“嫦娥五号”应采用由东向西发射
D．为了利用地球自转，降低回收过程中的风险，“返回器”应采用由西向东进入大气层回收
二、填空题（共2小题，每小题4分，满分18分）
16．（4分）某实验小组在做“测量做直线运动小车的瞬时速度”的实验中，选取了一条点迹清晰的纸带，如图所示。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T．在图中s1＜（s2﹣s1）＜（s3﹣s2）＜（s4﹣s3），由此可判断出，小车运动的速度 　 　（选填“越来越大“或“越来越小”）。为了算打下A点时小车的瞬时速度vA，甲同学用vA＝计算，乙同学用计算vA＝计算，得到不同的计算结果，从理论上讲，　 　（选填“甲”或“乙”）同学的计算结果更接近的真实值。

17．（14分）用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。

（1）除图1中所示的装置之外，还必须使用的器材是 　 　。
A．直流电源、天平（含砝码）
B．直流电源、刻度尺
C．交流电源、天平（含砝码）
D．交流电源、刻度尺
（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照如图所示安装好实验器材并连接好电源
B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带
C．测量纸带上某些点间的距离
D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是 　 　（选填步骤前的字母）。
（3）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，若相邻两点的打点时间间隔为T，重锤质量为m，根据这些条件计算重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量△Ep＝　 　，动能增加量△Ek＝　 　；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是 　 　。
（4）某同学利用图3中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离h（其中F、G点为E点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v和v2，绘制v2﹣h图像，如图3所示，并求得图线的纵轴截距b和斜率k。
①请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？　 　
②假设上述实验操作中不受一切阻力影响，此时绘制的v2﹣h图线的纵轴截距b′和斜率k′与b、k的关系最可能的是 　 　。
A．b′＞b，k′＞k
B．b′＜b，k′＝k
C．b′＜b，k′＜k
D．b′＝b，k′＞k
（5）某同学认为要验证机械能守恒，必须选择第1、2两点间距离约为2mm的纸带进行数据处理，你认为他的观点是否正确 　 　，请说明理由 　 　。
三、解答题（共4小题，满分37分）
18．（8分）如图所示。用F＝2.0N的水平拉力，使质量m＝1.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：
（1）物体加速度的大小a；
（2）物体在前3.0s内位移的大小x。

19．（8分）有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥．（g取10m/s2）
（1）汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？
（2）汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空？
（3）汽车对地面的压力过小是不安全的，因此从这个角度讲，汽车过桥时的速度不能过大，对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？
（4）如果拱桥的半径增大到与地球半径R一样，汽车要在地面上腾空，速度要多大？（已知地球半径为6400km）
20．（9分）某质点在Oxy平面上运动。t＝0时，质点位于y轴上。它在x方向运动的速度一时间图象如图甲所示，它在y方向的位移﹣时间图象如图乙所示。
（1）求t＝0.5s时质点速度的大小和方向。
（2）说出t＝0.5s时质点的位置。
（3）在平面直角坐标系上大致描绘质点在2s内的运动轨迹。

21．（12分）2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，AO为助滑道，OB为着陆坡。运动员从助滑道上的A点由静止滑下，然后从O点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆。已知，A点与O点的高度差为h，着陆坡OB的倾角为θ，运动员的质量为m，重力加速度为g。将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦和空气阻力，求：
（1）运动员经过O点时的速度大小v；
（2）运动员从飞出到着陆的时间t；
（3）运动员的着陆点到O点的距离s。


参考答案
一、选择题（共11小题，每小题15分，满分45分）
请阅读下述文字。完成第1～5题。
在地面上以初速度v0把小球竖直向上抛出，经过时间t1，小球到达最高点。不计空气阻力。在上升过程中。小球的速度v随时间t的变化关系如图所示。

1．【分析】根据题中的v﹣t图直观看出小球运动速度的变化情况即可。
【解答】解：由图像可知，小球运动的速度随着时间逐渐减小到零，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】根据图像读出相应的物理量即可，属于简单题型。
2．【分析】v﹣t图象中物体的速度随时间均匀减小时，图象的斜率表示加速度，加速度不变，物体做匀减速直线运动。
【解答】解：由图可知，小球的速度随时间均匀减小，做匀减速直线运动，v﹣t图象斜率不变，即加速度不变，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题要掌握匀减速直线运动的概念，知道当物体的速度随时间均匀减小时，做匀减速直线运动，加速度不变。
3．【分析】明确物体的运动情况，根据重力势能的定义即可确定重力势能的变化情况。
【解答】解：物体在0﹣t1时间内，小球竖直向上运动，高度h越来越大，根据重力势能的公式EP＝mgh可知，物体的重力势能逐渐增大，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题考查对重力势能的理解，要注意明确重力势能的定义，知道高度升高时重力势能增大。
4．【分析】明确物体的运动情况和受力情况，确定机械能是否守恒，从而明确机械能的变化情况。
【解答】解：由于在上升过程中不计空气阻力，所以物体只受到重力的作用，只有重力做功，物体的机械能守恒，则可知物体的机械能保持不变，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查机械能守恒的应用，要注意明确机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。
5．【分析】竖直上抛运动是比较特殊的匀变速直线运动，在竖直上抛运动的最高点，速度为零，加速度等于重力加速度g。
【解答】解：在竖直上抛运动的最高点，速度为零，加速度等于重力加速度g，处于完全失重状态，不是平衡状态，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查竖直上抛运动，知道当物体处于最高点时速度为零，加速度仍然为重力加速度即可，属于基础题。
6．【分析】对杯子受力分析，明确其受力情况，根据平衡条件确定对应的平衡力。
【解答】解：杯子受重力和支持力作用而处于平衡状态，故支持力的平衡力为杯子受到的重力，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查二力平衡的条件应用，要注意明确二力平衡时，两力作用在同一物体上，大小相等方向相反。
7．【分析】一对作用力和反作用力必须同时符合四个条件，即大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上；一对平衡力必须同时符合四个条件，即大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
【解答】解：滑雪板对滑道的作用力的与滑道对滑雪板的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，方向相反。故C正确，ABD错误
故选：C。
【点评】本题考查了作用力和反作用力的区别，并能正确的区分平衡力是解决该题的关键。
8．【分析】足球受重力、墙壁的支持力和绳子的拉力处于平衡，根据合力为零，运用平行四边形定则求出悬绳的拉力和墙壁对球的支持力。
【解答】解：足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图所示；
根据平行四边形定则，绳子对球的拉力：F＝
即为：F＞G
由三角形的边角关系知F＞N，故ABC错误，D正确。
故选：D。

【点评】本题考查共点力平衡条件的应用，注意求解共点力平衡的方法有多种，可以采取合成法、分解法和正交分解法等，一般三力平衡时优先考虑合成法。
9．【分析】根据小球的受力情况，应用牛顿第二定律判断加速度大小，然后判断小球的运动性质，即可判断出小球的动能变化。
【解答】解：球与弹簧接触后，受到竖直向下的重力与竖直向上的弹簧弹力作用；开始，小球的重力大于弹力，合力向下，加速度向下，小球向下做加速运动；随小球向下运动，弹簧的弹力增大，合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动，合力为零时，小球速度最大；以后当弹簧的弹力大于小球重力后，合力向上，加速度向上，速度方向与加速度方向相反，小球做减速运动，随小球向下运动，弹力增大，小球受到的合力增大，加速度增大，小球做加速度增大的减速运动，直到减速到零；由以上分析可知，小球的速度先增大后减小，动能先增大后减小；故ABD错误，C正确；
故选：C。
【点评】本题考查了判断小球速度与加速度随时间变化关系，知道小球的受力情况、应用牛顿第二定律即可正确解题。
10．【分析】忽略空气阻力，苹果的下落过程只受重力作用，根据动能定理求得落地时苹果的动能。
【解答】解：忽略空气阻力，由动能定理得：mgh＝Ek
解得：Ek＝0.2×10×20J＝40J，故ABD错误，C正确；
故选：C。
【点评】忽略空气阻力，根据动能定理即可求解，难度不大。
11．【分析】大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等；小齿轮与后轮是同轴传动，角速度相等；结合线速度与角速度关系公式v＝ωr列式求解。
【解答】解：A、AB两点在传送带上，是同缘传动的边缘点，所以两点的线速度相等，根据v＝ω•r，由于半径不同，则角速度不相等。故A错误；
B、BC两点属于同轴转动，故角速度相等，周期也相等。故B正确；
C、AB两点的线速度相等，根据a＝，A的半径比较大，所以A点的向心加速度小于B点的向心加速度。故C错误；
D、B点的角速度是相等的，根据an＝ω2r，C点的半径比较大，所以C点的向心加速度大于B点的向心加速度，故D错误；
故选：B。
【点评】本题结合两种传送模型考查线速度、角速度和向心加速度的关系，要求有灵活选择物理规律的能力。对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式。
12．【分析】根据万有引力提供向心力，对比轨道半径的大小，分别比较周期、线速度、加速度和角速度的大小。
【解答】解：
A、根据万有引力提供向心力，，解得。因为ra＜rb，所以Ta＜Tb，故A错误
B、根据万有引力提供向心力，，解得。因为ra＜rb，所以va＞vb。故B正确
C、根据万有引力提供合力，，解得。因为ra＜rb，所以aa＞ab。故C错误
D、根据万有引力提供向心力，，解得。因为ra＜rb，所以ωa＞ωb。故D错误
故选：B。
【点评】此题主要考查万有引力和圆周运动的相关运算和周期、线速度、角速度、加速度的大小比较。需要熟练掌握相关公式
13．【分析】根据万有引力表达式F＝及r的变化确定万有引力的变化情况，由“远火点”向“近火点”运动的过程中，引力对探测器做正功，势能减小，探测器的动能增加，速度增加。
【解答】解：A、“天问一号”沿椭圆轨道由“远火点”向“近火点”运动的过程中，r减小，根据万有引力表达式F＝可知，万有引力增大，故A错误。
BCD、由“远火点”向“近火点”运动的过程中，引力对探测器做正功，势能减小，根据动能定理可知，探测器的动能增加，速度增加，故D正确，BC错误。
故选：D。
【点评】本题是一道万有引力和动能定理相结合类型的题目，通过引力做功确定引力势能及动能的变化。
14．【分析】物体A轻轻放在传送带左端后，在滑动摩擦力的作用下做匀加速运动，当速度与皮带速度相同时，物体随着皮带一起匀速运动。求出加速时间内传送带的位移和小物体A的位移。根据动能定理求传送带对物体A做的功。根据功的计算公式求传送带克服物体A对它的摩擦力所做的功。根据物体A与传送带间的相对位移求产生的热量。根据能量守恒求电动机M对传送带所做的功。
【解答】解：A、物体A先匀加速到与传送带共速，之后匀速，匀加速过程物体A与传送带之间有摩擦力，匀速过程没有摩擦力，设匀加速运动的时间为t，
则：t时间内xA＝，x传＝vt，即：x传＝2xA
对物体A，由动能定理可知：fxA＝﹣0
所以物体A对传送带做功为：Wf′＝﹣fx传＝﹣f（2xA）＝﹣mv2，故A错误；
B、传送带对物体A做的功，由动能定理可知：Wf＝mv2﹣0，故B错误；
C、在传送小物体的过程中，传送带损失的能量即电动机M对其补充的能量，根据能量守恒可知：E＝+Q，小物体A与传送带之间的相对位移△x＝x传﹣xA＝2xA﹣xA＝xA
即小物块加速运动过程中的对地位移与传送带之间的相对位移相等，则产生的热量Q＝f△x＝fxA＝，则E＝2×＝mv2，即电动机M对传送带所做的功为mv2，故C错误，D正确；
故选：D。
【点评】本题是传送带问题，解决本题的关键是理清物体A的运动情况，结合牛顿第二定律和运动学公式以及功能关系进行求解。要知道摩擦生热与相对位移有关。也可以记住结论：电动机对传送带做的功为小物体A最终获得动能的2倍。
15．【分析】根据“月壤”加速度的方向即可判断超重失重状态；在环月轨道时，万有引力提供向心力；发射过程为了节省燃料，回收过程为了降低风险，“嫦娥五号”的方向都应与地球自转方向相同。
【解答】解：A、“上升器”即将回到预定环月轨道时，轨道接近圆，此时，“月壤”加速度指向月球，即加速度向下，“上升器”处于失重状态，只有在刚发射的一段时间内，处于超重状态，故A错误；
B、“月壤”随“返回器”进入环月轨道后，“月壤”处于完全失重状态，不受“返回器”的作用力，向心力由万有引力提供，故B错误；
C、地球自西向东自转，故为了节省燃料，“嫦娥五号”也应当由西向东发射，故C错误；
D、回收过程中，让“返回器”与地球自转方向一致，可以减小其与地球大气的相对速度，减小摩擦生热，降低风险，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查超重与失重，天体运动中的万有引力问题。需要注意发射过程为了节省燃料，回收过程为了降低风险，“嫦娥五号”的方向都应与地球自转方向相同。
二、填空题（共2小题，每小题4分，满分18分）
16．【分析】根据时间相等，结合位移大小，从而判定运动的速度变化，再根据各自公式，结合时间越短，平均速度越接近瞬时速度，从而即可求解。
【解答】解：在图中s1＜（s2﹣s1）＜（s3﹣s2）＜（s4﹣s3），由此可判断出，根据它们的时间相等，则可判定小车的运动速度越来越大；
根据时间越短时，平均速度越接近瞬时速度，甲同学用vA＝计算，而乙同学用计算vA＝计算，则甲同学时间较短，
因此从理论上讲，甲同学的计算结果更接近的真实值。
故答案为：越来越大，甲。
【点评】考查纸带的处理问题，理解判定纸带的速度大小方法，掌握平均速度接近瞬时速度的条件。
17．【分析】（1）根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定所需的物理器材；
（2）根据实验的原理和注意事项确定不正确的操作步骤；
（3）根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间的瞬时收到求出C点的瞬时速度，从而得出动能的增加量，通过能量守恒的角度分析误差产生的原因；
（4）①若机械能守恒，求出v2与h的关系式，结合图线的斜率确定在什么情况霞重锤的机械能守恒；
②不论有无阻力，释放点的位置相同，即初速度为零时，有阻力时和无阻力时的v2﹣h图线应交于横轴的同一点，作出有阻力和无阻力时v2﹣h图线，结合图线比较斜率和截距大小；
（5）验证机械能守恒时，不一定选择第1、2两点间距大约为2mm的纸带，选择第1、2两点间距为2mm的纸带，第1点的速度为零，便于验证。
【解答】解：（1）打点计时器需使用交流电源，验证重锤重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，质量可以约去，不需要天平测量重锤的质量，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而计算重力势能的减小量以及测量瞬时速度，故D正确，A、B、C错误。
故选：D；
（2）实验时应先接通电源，再释放纸带，可知不正确的操作步骤是B。
故选：B；
（3）重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量：△Ep＝mg（s0+s1），C点的瞬时速度，则动能的增加量＝
在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤下落的过程中受到阻力作用；
（4）①根据得：，可知在实验误差允许范围内，若k近似等于2g，则可认为这一过程机械能守恒；
②不论有无阻力，释放点的位置相同，即初速度为零时，有阻力时和无阻力时的v2﹣h图线应交于横轴的同一点，无阻力时重锤下降的加速度大一些，则图线的斜率大一些，如图所示，可知b′＞b，k′＞k，故A正确，B、C、D错误。
故选：A。
（5）该同学的观点不正确，选择第1、2两点间距大约为2mm的纸带，说明打第1点的速度为零，选择这样的纸带便于验证，但是也可以选择其中的某一段来验证机械能守恒定律，初速度不一定需要为零。
故答案为：（1）D，（2）B，（3）mg（s0+s1）；，重锤下落过程中受到阻力作用，
（4）①在实验误差允许范围内，若k近似等于2g，则可认为这一过程机械能守恒，②A，
（5）不正确；选择第1、2两点间距大约为2mm的纸带，说明打第1点的速度为零，选择这样的纸带便于验证，但是也可以选择其中的某一段来验证机械能守恒定律，初速度不一定需要为零。

【点评】解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带上点迹间的距离求解重力势能的减小量，以及会根据纸带求解瞬时速度，从而求解动能的增加量；会运用图像法验证机械能守恒定律。
三、解答题（共4小题，满分37分）
18．【分析】（1）对物体受力分析，由水平拉力提供物体的合力，根据牛顿第二定律求出物体的加速度大小
（2）通过运动学公式，求出物体在前3.0s内位移的大小
【解答】解：（1）根据牛顿第二定律：F＝ma
解得：物体加速度的大小
（2）由于物体由静止开始匀加速直线运动，根据运动学公式
物体在前3.0s内的位移
解得：x＝9.0m
答：（1）物体的加速度大小为2.0m/s2
（2）物体前3.0s内位移的大小为9.0m
【点评】此题主要考查牛顿第二定律和运动学公式的运用，相关公式需要熟练掌握
19．【分析】（1）在最高点重力和支持力的合力提供向心力，根据向心力公式和牛顿第二定律可列式求解；
（2）汽车对桥恰好无压力，重力完全提供向心力，根据向心力公式和牛顿第二定律可列式求解．
（3）根据第1题拱桥对汽车的支持力表达式进行分析．
（4）汽车要在地面上腾空，所受的支持力为零，运用根据向心力公式和牛顿第二定律可列式求解．
【解答】解：（1）汽车到达桥顶时，竖直方向受到重力G和桥对它的支持力N的作用．
汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力N，汽车过桥时做圆周运动，重力和支持力的合力提供向心力；
根据牛顿第二定律得：mg﹣N＝m，
有：N＝mg﹣m＝（800×10﹣800×）N＝7600N．
根据牛顿第三定律得知，汽车对桥的压力大小N′＝N＝7600N，方向竖直向下．
（2）汽车经过桥顶恰好对桥没有压力而腾空，则N＝0，汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供，所以有：
mg＝m
得：v0＝＝m/s＝22.4m/s．
（3）由第1题得知：N′＝mg﹣m，v相同时，拱桥半径r越大，N′越大，越安全．
（4）汽车要在地面上腾空，所受的支持力为零，由重力提供向心力，则有：mg＝m
得 vm＝＝m/s＝8000m/s
答：
（1）汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是7600N．
（2）汽车以22.4m/s的速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空．
（3）对于同样的车速，拱桥圆弧的半径越大比较安全．
（4）如果拱桥的半径增大到与地球半径R一样，汽车要在地面上腾空，速度要8000m/s．
【点评】本题关键找出车经过桥的最高点时的向心力来源，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解．
20．【分析】（1）根据两图象可知：质点在x方向上做匀加速直线运动，在y方向上做匀速直线运动，求出x方向的分速度，然后根据平行四边形定则得出质点的速度。根据速度分解法分析速度方向；
（2）分别求出质点沿x方向的位移与y方向的位移，然后确定其坐标；
（3）结合两个方向上的位移方程，求出其轨迹方程，然后画出即可。
【解答】解：（1）在x方向上的初速度为 vx0＝4m/s，加速度：a＝
因做匀加速直线运动，因此在t＝0.5s时，质点x方向上速度的大小vx′＝vx0+at＝4+2×0.5m/s＝5m/s，
y方向上的速度为 vy＝＝m/s＝﹣5m/s，
根据平行四边形定则，则t＝0.5s时质点速度的大小：v0.5＝m/s＝5m/s。
由于两个方向的分速度是相等的，所以质点运动的方向与x轴之间的夹角为﹣45°
（2）t＝0.5s时刻质点沿x方向的位移：＝2.25m
沿y方向的位移：y＝10﹣vyt＝10﹣5×0.5m＝7.5m
所以t＝0.5s时质点的位置为（2.25m，7.5m）
（3）质点x轴方向质点做匀加速直线运动，位移方程：
质点沿y方向做匀速运动，其位移方程：y＝10﹣vyt
所以质点的轨迹方程为：x＝0.04y2﹣1.6y+12
可知当y＝0时，x＝12m
当y＝5m时，x＝5m
所以其轨迹大致如图：

答：（1）t＝0.5s时质点速度的大小为m/s，方向与x轴之间的夹角为﹣45°；
（2）t＝0.5s时质点的位置为（2.25m，7.5m）；
（3）在平面直角坐标系上大致描绘质点在2s内的运动轨迹如图。
【点评】解决本题的关键知道质点在x方向和y方向上的运动规律，根据平行四边形定则进行合成。
21．【分析】（1）运动员从A到O只有重力做功，根据动能定理求得到达O点的速度；
（2）运动员从O开始做平抛运动，水平方向匀速，竖直方向自由落体运动，即可求得运动时间；
（3）由于水平方向匀速运动，即可求得沿斜面通过的位移。
【解答】解：（1）AO段，由动能定理有：
解得：
（2）从O点飞出后，做平抛运动。
水平方向x＝vt
竖直方向
落到斜面上，
联立以上各式解得：
（3）运动员做平抛运动时水平位移为：x＝vt＝4htanθ
由于
联立解得：
答：（1）运动员经过O点时的速度大小v为；
（2）运动员从飞出到着陆的时间t为；
（3）运动员的着陆点到O点的距离s为。
【点评】本题考查了动能定理与平抛运动的综合运用，掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律是解决本题的关键。