还剩11页未读，
继续阅读
2022-2023学年福建省莆田市仙游县华侨中学高一（下）期末物理试卷（含解析）
展开
这是一份2022-2023学年福建省莆田市仙游县华侨中学高一（下）期末物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年福建省莆田市仙游县华侨中学高一（下）期末
物理试卷
一、选择题（本大题共8小题，共32分）
1. 如图所示，用同样大小的力F拉同一物体，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是( )
甲
乙
丙
丁
A. 甲中做功最少 B. 丁中做功最多 C. 做功一样多 D. 无法比较
2. 物理真奇妙，你认为下列机械能守恒的是( )
A. 纸片在真空中自由下落 B. 在斜坡匀速上升的物体
C. 人在马路上走路 D. 在竖直平面内作匀速圆周运动的篮球
3. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则( )
A. 球A的线速度必定小于球B的线速度
B. 球A的角速度必定大于球B的角速度
C. 球A的运动周期必定小于球B的运动周期
D. 球A对筒壁的压力必定等于球B对筒壁的压力
4. 暑期即将来临，不少同学计划外出缅甸，柬埔寨等风土人情味国家游玩，在轮船航行时，所受水的阻力跟它航行速度的大小成正比f=kv，当轮船匀速航行的速度为v时，发动机的功率是P，那么轮船匀速航行的速度为2v时，发动机的功率是( )
A. P B. 2P C. 3P D. 4P
5. 篮球是大家最喜欢的运动，有些奇特玩法也逐渐被解锁，一篮球被绳子拴住做匀速圆周运动，其线速度大小为3m/s，转动周期为2 s，则( )
A. 角速度为0.5rad/s B. 转速为0.5 r/s
C. 轨迹半径为3πm D. 加速度大小为2πm/s2
6. 工程师为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是( )
A. 适当减小弯道半径 B. 适当增大弯道半径
C. 适当减小内外轨的高度差 D. 适当增加内外轨的高度差
7. 2016年8月16日凌晨，我国将世界首颗量子卫星“墨子号”送入太空轨道，它预示着人类将首次完成卫星与地面之间的量子通信．“墨子号”卫星的运动可近似为匀速圆周运动，其离地面高度约为5×102km，已知地球同步卫星离地面高度约为3.6×104km，则下列判断正确的是
A. “墨子号”运行周期比同步卫星周期小
B. “墨子号”运行线速度比第一宇宙速度小
C. “墨子号”运行角速度比同步卫星角速度小
D. “墨子号”向心加速度比同步卫星向心加速度小
8. 习近平高度重视我国航天事业发展，多次作出重要论述和重要指示批示，倡导世界各国一起推动构建人类命运共同体，坚持在平等互利、和平利用、包容发展的基础上，深入开展外空领域国际交流合作。如图所示是某卫星绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7km/s，则下列说法中正确的是( )
A. 卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7km/s
B. 卫星在2轨道经过B点时的速率可能大于7.7km/s
C. 卫星分别在1、2轨道经过A点时的加速度相同。
D. 卫星在3轨道经过A点的时速度小于在2轨道经过A点时的速度。
二、非选择题（68分）
9. 某学习小组的同学想要验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图装置，如果要完成该项实验，则：
(1)进行实验操作时，首先要做的重要步骤是_________；
(2)在(1)的基础上，某同学用天平称出小车的质量M，所挂钩码的总质量为m。为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等，钩码的总质量m应满足的实验条件是__________；
(3)实验时释放小车让钩码带着小车加速运动，用打点计时器(相邻两个点的时间间隔为T)记录其运动情况如纸带所示，纸带上开始的一些点较模糊未画出，现测得O到E点间的长为L，D到F点间的长为S，若取O点的速度为v1、E点速度为v2那么本实验最终要验证的数学表达式为________。
10. (1)做“验证机械能守恒定律”的实验，已有铁架台、铁夹、电源、纸带、刻度尺、打点计时器，还必须选取的器材是图中的________(填字母代号，单选)．
(2)甲同学准备做“探究恒力做功与动能改变的关系”实验，乙同学准备做“验证机械能守恒定律”实验．图为实验室提供的部分器材，甲、乙同学均要使用的器材是________(填字母代号，单选)．
11. 某学习小组的同学做平抛运动的实验。
(1)在多次实验中每次小球__________从斜糟上同一位置由静止开始运动。硬板__________平行于铅锤线。(选填“一定”或“不一定”)。
(2)在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为x。若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为v0=___________。(均用x、g表示)
12. 如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，电磁打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验．
(1)下列说法正确的是_____
A.平衡摩擦力时必须将重物通过细线挂在小车上
B.应先释放小车，再接通打点计时器电源
C.实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放
D.为减小系统误差，应使重物质量远大于小车质量
(2)释放小车后，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示．实验时，小车所受拉力大小近似为mg，则从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=___，打B点时小车的速度v=_______．
(3)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出v2−W图象．假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，图3中正确反映v2−W关系的是_______．
13. 游乐场里我们经常会看到“套圈圈”的游戏．如图所示，小华同学以初速度v0=6m/s从O点水平抛出铁丝圈，已知A点在O点的正下方，结果套中水平地面上距A点l=3m处的目标C.忽略空气阻力(g取10m/s2)，求
(1)铁丝圈从抛出到落地套住目标经历的时间t
(2)铁丝圈抛出点距地面的高度ℎ
14. 习近平强调，少年儿童是祖国的未来，是中华民族的希望。新时代中国儿童应该是有志向、有梦想，爱学习、爱劳动，懂感恩、懂友善，敢创新、敢奋斗，德智体美劳全面发展的好儿童。如图所示为儿童娱乐的滑滑梯示意图，其中AB为斜面滑槽，与水平方向夹角为37°，BC为水平滑槽，与半径为0.2 m的14圆弧CD相切，ED为地面。已知通常儿童在滑槽上滑动时的动摩擦因数大约为0.5，A点离地面的竖直高度AE为2 m，不计空气阻力，求：
(1)儿童由A处静止起滑到B处时的速度大小；
(2)为了儿童在娱乐时能沿CD圆弧下滑一段，而不会从C处平抛飞出，水平滑槽BC至少应有多长？(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
15. 中国工程院院士李克强表示，中国既要努力攻克核心关键技术，勇攀世界科技高峰；又要将科研成果转化为生产力，解决国家和产业的重大需求。如图所示为一高端全自动马克系传送带，一质量为m=2 kg的滑块从半径为R=0.2 m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A处由静止滑下，A点和圆弧对应的圆心O点等高，圆弧的底端B与水平传送带平滑相接。已知传送带匀速运行的速度为v0=4 m/s，B点到传送带右端C点的距离为L=2 m。当滑块滑到传送带的右端C时，其速度恰好与传送带的速度相同。(g=10 m/s2)，求：
(1)滑块到达底端B时对轨道的压力；
(2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ；
(3)此过程中，由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】由W=Fl知，F相同，l相同，所以做功一样多，选项C正确，ABD错误。
故选C。
2.【答案】A
【解析】A.纸片在真空中自由下落只受重力，只有重力做功，机械能守恒，故A正确；
B.在斜坡匀速上升的物体受到重力、支持力和摩擦力，支持力不做功，摩擦力做负功，机械能不守恒，故B错误；
C.人在马路上走路人克服摩擦力做功，机械能不守恒，故C错误；
D.在竖直平面内作匀速圆周运动的篮球，轨道对篮球的摩擦力做功，机械能不守恒，故D错误。
故选A。
3.【答案】D
【解析】A.对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图，设支持力N与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律，有
F=mgtanθ=mv2r=ma
解得
v= grtanθ
由于A球的转动半径较大，A的线速度较大，故A错误；
B.根据
ω=vr= gtanθr
由于A球的转动半径较大，则A的角速度较小，故B错误；
C.根据
T=2πω
可知A的周期大，故C错误；
D.圆锥筒对小球的支持力
N=mgcosθ
与轨道半径无关，则由牛顿第三定律得知，小球对圆锥筒的压力也与半径无关，即球A对圆锥筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，故D正确。
故选D。
4.【答案】D
【解析】由于汽船航行时所受水的阻力与它的速度成正比，汽船以速度v水平匀速航行时，受到的阻力的大小为
f=kv
此时汽船受到的阻力的大小和牵引力的大小相等，即
P=Fv=kv2
当汽船以速度2v水平匀速航行时，汽船受到的水的阻力的大小为
f′=k(2v)=2kv
所以此时的功率的大小为
P′=F′ ⋅ 2v=4kv2=4P
故选D。
5.【答案】BC
【解析】A.根据角速度与周期的公式有
ω=2πT=π rad/s
故A错误；
B.根据周期与转速的公式有
n=1T=12 r/s
故B正确；
C.根据线速度与角速度的公式有
r=vω=3πm
故C正确；
D.根据加速度的公式有
a=v2r=3πm/s2
故D错误；
故选BC。
6.【答案】BD
【解析】火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略离于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压。此时重力与支持力的合力提供向心力，如图
F=mgtanθ=mv2r
得
v= grtanθ
当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差。
故选BD。
7.【答案】AB
【解析】根据万有引力提供向心力 GMmr2=m4π2rT2=mv2r=mω2r=ma ，得： v= GMr ，T=2π r3GM ，ω= GMr3 ， a=GMr2 可知，半径比较小的“墨子号”周期比同步卫星周期小，运行线速度比第一宇宙速度小；角速度比同步卫星角速度大；向心加速度比同步卫星大．故AB正确，CD错误；故选AB．
8.【答案】AC
【解析】A.卫星在经过A点时，要做离心运动才能沿2轨道运动，卫星在1轨道上的速度为7.7km/s，故在2轨道上经过A点的速度一定大于7.7km/s，故A正确；
B.假设有一圆轨道经过B点，根据
GMmr2=mv2r
得
v= GMr
可知此轨道上的速度小于7.7km/s，卫星在B点速度减小，才会做近心运动进入2轨道运动。故卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7km/s，故B错误；
C.由公式
GMmr2=ma
可知
a=GMr2
则卫星分别在3条轨道上运行经过A点时的加速度相同，故C正确。
D.卫星从2轨道上A点加速做离心运动才能进入3轨道，则卫星在3轨道经过A点时的速率大于在2轨道经A点时的速率，故D错误。
故选AC。
9.【答案】 平衡摩擦力 m < < M(m远小于M) mgL = 12 Mv22 − 12 Mv12
【解析】(1)[1]为了使小车的合力等于绳子的拉力，进行实验操作时，首先要做的重要步骤是平衡摩擦力。
(2)[2]对整体分析，根据牛顿第二定律有
a = mgM+m
对小车分析，绳子的拉力为
F = Ma = MmgM+m = mg1+mM
可知当m < < M时，小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等。
(3)[3]从O点到E点，动能的变化量为
12 Mv22 − 12 Mv12
力做功为mgL则最终要验证的表达式为
mgL = 12 Mv22 − 12 Mv12
10.【答案】C B
【解析】(1)验证机械能守恒，即验证重物重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，所以需要重锤C，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；要验证的表达式中重物的质量消掉了，不需要天平，也不需要砝码；故选C．
(2)甲同学准备做“探究功与速度变化的关系”实验，需要打点计时器B；乙同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，用物体自由下落的运动来研究，故也需要打点计时器B，故共同需要的是B；故选B．
11.【答案】 一定 不一定 2 gx
【解析】(1)[1]为保证小球平抛初速度相同，则多次实验中每次小球一定从斜槽同一位置由静止开始运动；
[2]为保证小球水平抛出，则应保证硬板中的竖直方格线与铅垂线平行，硬板不一定平行于铅垂线；
(2)[3]水平方向做匀速直线运动，水平距离相等，则时间间隔相等，竖直方向由匀变速直线运动有
Δℎ=gt2
解得
t= xg
水平方向有
2x=v0t
解得
v0=2 gx
12.【答案】 C mgx2 x3−x12T A
【解析】(1)平衡摩擦力时不将重物挂在小车上，只需让小车拖着纸带在木板上匀速滑动，选项A错误；应先接通打点计时器电源，再释放小车，选项B错误；实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，这样可以得到更多的点，选项C正确；此实验中没必要使重物质量远大于小车质量，选项D错误；故选C．
(2)从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W =mgx2，打B点时小车的速度v = x3−x12T ．
(3)已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，弹簧的弹性势能全部转化为小车的动能，故W= 12 mv2，故v2与W成正比，故A正确．
点睛：本题考查动能定理的实验探究，这个实验的一个重点就是学会使用打点计时器计算速度，然后分析动能和重力势能的关系，多练习速度计算也是本题的一个基础．本实验中也要知道误差的来源，这样在分析图象问题时就容易得出原因．
13.【答案】(1) 0.5s (2) 1.25m
【解析】(1)铁丝圈在水平方向上做匀速直线运动，由l=v0t
可得 t=lv0=36s=0.5s
(2)铁丝圈在竖直方向上做自由落体运动，则： ℎ=12gt2=12×10×0.52=1.25m
14.【答案】(1) 2 3 m/s；(2)1m
【解析】(1)儿童由A处静止起滑到B处时，根据牛顿第二定律得
mgsin37∘−μmgcos37∘=ma
解得
a=2m/s2
由公式有
2ax1=vB2
x1=AE−rsin37∘
解得
vB=2 3m/s
(2)设儿童到达C点时恰好从C处飞出平抛时，有
mg=mvC2r
设水平滑槽BC长度为x2，依据动能定理有
−μmgx2=12mvC2−12mvB2
解得
x2=1m
15.【答案】(1)压力大小为60 N，方向竖直向下；(2)0.3；(3)4 J
【解析】(1)A到B由机械能守恒可得
mgR=12mvB2
在B点由牛顿第二定律可得
FN−mg=mvB2R
代入数据解得
vB=2m/s
FN=60N
有牛顿第三定律可得，压力与支持力等大反向，则可得
F压=FN=60N(方向竖直向下)
(2)设BC段滑块加速度大小为a，B到C由匀变速直线运动可得
2aL=vC2−vB2
由牛顿第二定律可得
μmg=ma
解得
μ=0.3
(3)设滑块由B到C所用时间为t，则有
vC=vB+at
在此时间内传送带转动距离为
x=v传t
由能量守恒可得
Q=μmgx−12mvC2−12mvB2
解得
Q=4J
2022-2023学年福建省莆田市仙游县华侨中学高一（下）期末
物理试卷
一、选择题（本大题共8小题，共32分）
1. 如图所示，用同样大小的力F拉同一物体，在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离，则拉力F的做功情况是( )
甲
乙
丙
丁
A. 甲中做功最少 B. 丁中做功最多 C. 做功一样多 D. 无法比较
2. 物理真奇妙，你认为下列机械能守恒的是( )
A. 纸片在真空中自由下落 B. 在斜坡匀速上升的物体
C. 人在马路上走路 D. 在竖直平面内作匀速圆周运动的篮球
3. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则( )
A. 球A的线速度必定小于球B的线速度
B. 球A的角速度必定大于球B的角速度
C. 球A的运动周期必定小于球B的运动周期
D. 球A对筒壁的压力必定等于球B对筒壁的压力
4. 暑期即将来临，不少同学计划外出缅甸，柬埔寨等风土人情味国家游玩，在轮船航行时，所受水的阻力跟它航行速度的大小成正比f=kv，当轮船匀速航行的速度为v时，发动机的功率是P，那么轮船匀速航行的速度为2v时，发动机的功率是( )
A. P B. 2P C. 3P D. 4P
5. 篮球是大家最喜欢的运动，有些奇特玩法也逐渐被解锁，一篮球被绳子拴住做匀速圆周运动，其线速度大小为3m/s，转动周期为2 s，则( )
A. 角速度为0.5rad/s B. 转速为0.5 r/s
C. 轨迹半径为3πm D. 加速度大小为2πm/s2
6. 工程师为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是( )
A. 适当减小弯道半径 B. 适当增大弯道半径
C. 适当减小内外轨的高度差 D. 适当增加内外轨的高度差
7. 2016年8月16日凌晨，我国将世界首颗量子卫星“墨子号”送入太空轨道，它预示着人类将首次完成卫星与地面之间的量子通信．“墨子号”卫星的运动可近似为匀速圆周运动，其离地面高度约为5×102km，已知地球同步卫星离地面高度约为3.6×104km，则下列判断正确的是
A. “墨子号”运行周期比同步卫星周期小
B. “墨子号”运行线速度比第一宇宙速度小
C. “墨子号”运行角速度比同步卫星角速度小
D. “墨子号”向心加速度比同步卫星向心加速度小
8. 习近平高度重视我国航天事业发展，多次作出重要论述和重要指示批示，倡导世界各国一起推动构建人类命运共同体，坚持在平等互利、和平利用、包容发展的基础上，深入开展外空领域国际交流合作。如图所示是某卫星绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7km/s，则下列说法中正确的是( )
A. 卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7km/s
B. 卫星在2轨道经过B点时的速率可能大于7.7km/s
C. 卫星分别在1、2轨道经过A点时的加速度相同。
D. 卫星在3轨道经过A点的时速度小于在2轨道经过A点时的速度。
二、非选择题（68分）
9. 某学习小组的同学想要验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图装置，如果要完成该项实验，则：
(1)进行实验操作时，首先要做的重要步骤是_________；
(2)在(1)的基础上，某同学用天平称出小车的质量M，所挂钩码的总质量为m。为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等，钩码的总质量m应满足的实验条件是__________；
(3)实验时释放小车让钩码带着小车加速运动，用打点计时器(相邻两个点的时间间隔为T)记录其运动情况如纸带所示，纸带上开始的一些点较模糊未画出，现测得O到E点间的长为L，D到F点间的长为S，若取O点的速度为v1、E点速度为v2那么本实验最终要验证的数学表达式为________。
10. (1)做“验证机械能守恒定律”的实验，已有铁架台、铁夹、电源、纸带、刻度尺、打点计时器，还必须选取的器材是图中的________(填字母代号，单选)．
(2)甲同学准备做“探究恒力做功与动能改变的关系”实验，乙同学准备做“验证机械能守恒定律”实验．图为实验室提供的部分器材，甲、乙同学均要使用的器材是________(填字母代号，单选)．
11. 某学习小组的同学做平抛运动的实验。
(1)在多次实验中每次小球__________从斜糟上同一位置由静止开始运动。硬板__________平行于铅锤线。(选填“一定”或“不一定”)。
(2)在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为x。若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为v0=___________。(均用x、g表示)
12. 如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，电磁打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验．
(1)下列说法正确的是_____
A.平衡摩擦力时必须将重物通过细线挂在小车上
B.应先释放小车，再接通打点计时器电源
C.实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放
D.为减小系统误差，应使重物质量远大于小车质量
(2)释放小车后，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示．实验时，小车所受拉力大小近似为mg，则从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=___，打B点时小车的速度v=_______．
(3)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出v2−W图象．假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，图3中正确反映v2−W关系的是_______．
13. 游乐场里我们经常会看到“套圈圈”的游戏．如图所示，小华同学以初速度v0=6m/s从O点水平抛出铁丝圈，已知A点在O点的正下方，结果套中水平地面上距A点l=3m处的目标C.忽略空气阻力(g取10m/s2)，求
(1)铁丝圈从抛出到落地套住目标经历的时间t
(2)铁丝圈抛出点距地面的高度ℎ
14. 习近平强调，少年儿童是祖国的未来，是中华民族的希望。新时代中国儿童应该是有志向、有梦想，爱学习、爱劳动，懂感恩、懂友善，敢创新、敢奋斗，德智体美劳全面发展的好儿童。如图所示为儿童娱乐的滑滑梯示意图，其中AB为斜面滑槽，与水平方向夹角为37°，BC为水平滑槽，与半径为0.2 m的14圆弧CD相切，ED为地面。已知通常儿童在滑槽上滑动时的动摩擦因数大约为0.5，A点离地面的竖直高度AE为2 m，不计空气阻力，求：
(1)儿童由A处静止起滑到B处时的速度大小；
(2)为了儿童在娱乐时能沿CD圆弧下滑一段，而不会从C处平抛飞出，水平滑槽BC至少应有多长？(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
15. 中国工程院院士李克强表示，中国既要努力攻克核心关键技术，勇攀世界科技高峰；又要将科研成果转化为生产力，解决国家和产业的重大需求。如图所示为一高端全自动马克系传送带，一质量为m=2 kg的滑块从半径为R=0.2 m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A处由静止滑下，A点和圆弧对应的圆心O点等高，圆弧的底端B与水平传送带平滑相接。已知传送带匀速运行的速度为v0=4 m/s，B点到传送带右端C点的距离为L=2 m。当滑块滑到传送带的右端C时，其速度恰好与传送带的速度相同。(g=10 m/s2)，求：
(1)滑块到达底端B时对轨道的压力；
(2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ；
(3)此过程中，由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】由W=Fl知，F相同，l相同，所以做功一样多，选项C正确，ABD错误。
故选C。
2.【答案】A
【解析】A.纸片在真空中自由下落只受重力，只有重力做功，机械能守恒，故A正确；
B.在斜坡匀速上升的物体受到重力、支持力和摩擦力，支持力不做功，摩擦力做负功，机械能不守恒，故B错误；
C.人在马路上走路人克服摩擦力做功，机械能不守恒，故C错误；
D.在竖直平面内作匀速圆周运动的篮球，轨道对篮球的摩擦力做功，机械能不守恒，故D错误。
故选A。
3.【答案】D
【解析】A.对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图，设支持力N与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律，有
F=mgtanθ=mv2r=ma
解得
v= grtanθ
由于A球的转动半径较大，A的线速度较大，故A错误；
B.根据
ω=vr= gtanθr
由于A球的转动半径较大，则A的角速度较小，故B错误；
C.根据
T=2πω
可知A的周期大，故C错误；
D.圆锥筒对小球的支持力
N=mgcosθ
与轨道半径无关，则由牛顿第三定律得知，小球对圆锥筒的压力也与半径无关，即球A对圆锥筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，故D正确。
故选D。
4.【答案】D
【解析】由于汽船航行时所受水的阻力与它的速度成正比，汽船以速度v水平匀速航行时，受到的阻力的大小为
f=kv
此时汽船受到的阻力的大小和牵引力的大小相等，即
P=Fv=kv2
当汽船以速度2v水平匀速航行时，汽船受到的水的阻力的大小为
f′=k(2v)=2kv
所以此时的功率的大小为
P′=F′ ⋅ 2v=4kv2=4P
故选D。
5.【答案】BC
【解析】A.根据角速度与周期的公式有
ω=2πT=π rad/s
故A错误；
B.根据周期与转速的公式有
n=1T=12 r/s
故B正确；
C.根据线速度与角速度的公式有
r=vω=3πm
故C正确；
D.根据加速度的公式有
a=v2r=3πm/s2
故D错误；
故选BC。
6.【答案】BD
【解析】火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略离于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压。此时重力与支持力的合力提供向心力，如图
F=mgtanθ=mv2r
得
v= grtanθ
当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差。
故选BD。
7.【答案】AB
【解析】根据万有引力提供向心力 GMmr2=m4π2rT2=mv2r=mω2r=ma ，得： v= GMr ，T=2π r3GM ，ω= GMr3 ， a=GMr2 可知，半径比较小的“墨子号”周期比同步卫星周期小，运行线速度比第一宇宙速度小；角速度比同步卫星角速度大；向心加速度比同步卫星大．故AB正确，CD错误；故选AB．
8.【答案】AC
【解析】A.卫星在经过A点时，要做离心运动才能沿2轨道运动，卫星在1轨道上的速度为7.7km/s，故在2轨道上经过A点的速度一定大于7.7km/s，故A正确；
B.假设有一圆轨道经过B点，根据
GMmr2=mv2r
得
v= GMr
可知此轨道上的速度小于7.7km/s，卫星在B点速度减小，才会做近心运动进入2轨道运动。故卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7km/s，故B错误；
C.由公式
GMmr2=ma
可知
a=GMr2
则卫星分别在3条轨道上运行经过A点时的加速度相同，故C正确。
D.卫星从2轨道上A点加速做离心运动才能进入3轨道，则卫星在3轨道经过A点时的速率大于在2轨道经A点时的速率，故D错误。
故选AC。
9.【答案】 平衡摩擦力 m < < M(m远小于M) mgL = 12 Mv22 − 12 Mv12
【解析】(1)[1]为了使小车的合力等于绳子的拉力，进行实验操作时，首先要做的重要步骤是平衡摩擦力。
(2)[2]对整体分析，根据牛顿第二定律有
a = mgM+m
对小车分析，绳子的拉力为
F = Ma = MmgM+m = mg1+mM
可知当m < < M时，小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等。
(3)[3]从O点到E点，动能的变化量为
12 Mv22 − 12 Mv12
力做功为mgL则最终要验证的表达式为
mgL = 12 Mv22 − 12 Mv12
10.【答案】C B
【解析】(1)验证机械能守恒，即验证重物重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，所以需要重锤C，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；要验证的表达式中重物的质量消掉了，不需要天平，也不需要砝码；故选C．
(2)甲同学准备做“探究功与速度变化的关系”实验，需要打点计时器B；乙同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，用物体自由下落的运动来研究，故也需要打点计时器B，故共同需要的是B；故选B．
11.【答案】 一定 不一定 2 gx
【解析】(1)[1]为保证小球平抛初速度相同，则多次实验中每次小球一定从斜槽同一位置由静止开始运动；
[2]为保证小球水平抛出，则应保证硬板中的竖直方格线与铅垂线平行，硬板不一定平行于铅垂线；
(2)[3]水平方向做匀速直线运动，水平距离相等，则时间间隔相等，竖直方向由匀变速直线运动有
Δℎ=gt2
解得
t= xg
水平方向有
2x=v0t
解得
v0=2 gx
12.【答案】 C mgx2 x3−x12T A
【解析】(1)平衡摩擦力时不将重物挂在小车上，只需让小车拖着纸带在木板上匀速滑动，选项A错误；应先接通打点计时器电源，再释放小车，选项B错误；实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，这样可以得到更多的点，选项C正确；此实验中没必要使重物质量远大于小车质量，选项D错误；故选C．
(2)从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W =mgx2，打B点时小车的速度v = x3−x12T ．
(3)已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，弹簧的弹性势能全部转化为小车的动能，故W= 12 mv2，故v2与W成正比，故A正确．
点睛：本题考查动能定理的实验探究，这个实验的一个重点就是学会使用打点计时器计算速度，然后分析动能和重力势能的关系，多练习速度计算也是本题的一个基础．本实验中也要知道误差的来源，这样在分析图象问题时就容易得出原因．
13.【答案】(1) 0.5s (2) 1.25m
【解析】(1)铁丝圈在水平方向上做匀速直线运动，由l=v0t
可得 t=lv0=36s=0.5s
(2)铁丝圈在竖直方向上做自由落体运动，则： ℎ=12gt2=12×10×0.52=1.25m
14.【答案】(1) 2 3 m/s；(2)1m
【解析】(1)儿童由A处静止起滑到B处时，根据牛顿第二定律得
mgsin37∘−μmgcos37∘=ma
解得
a=2m/s2
由公式有
2ax1=vB2
x1=AE−rsin37∘
解得
vB=2 3m/s
(2)设儿童到达C点时恰好从C处飞出平抛时，有
mg=mvC2r
设水平滑槽BC长度为x2，依据动能定理有
−μmgx2=12mvC2−12mvB2
解得
x2=1m
15.【答案】(1)压力大小为60 N，方向竖直向下；(2)0.3；(3)4 J
【解析】(1)A到B由机械能守恒可得
mgR=12mvB2
在B点由牛顿第二定律可得
FN−mg=mvB2R
代入数据解得
vB=2m/s
FN=60N
有牛顿第三定律可得，压力与支持力等大反向，则可得
F压=FN=60N(方向竖直向下)
(2)设BC段滑块加速度大小为a，B到C由匀变速直线运动可得
2aL=vC2−vB2
由牛顿第二定律可得
μmg=ma
解得
μ=0.3
(3)设滑块由B到C所用时间为t，则有
vC=vB+at
在此时间内传送带转动距离为
x=v传t
由能量守恒可得
Q=μmgx−12mvC2−12mvB2
解得
Q=4J
相关试卷
2022-2023学年福建省莆田市高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析）： 这是一份2022-2023学年福建省莆田市高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
福建省仙游县华侨中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷： 这是一份福建省仙游县华侨中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷，共8页。
2022-2023学年福建省莆田市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）： 这是一份2022-2023学年福建省莆田市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
