高一（下）期末物理试卷（B卷）

2017-2018 学年湖南省张家界市高一（下）期末物理试卷（B 卷） 一、单项选择题（本题共 17 小题，每小题 3 分，共 51 分） 1．（3 分）做匀速圆周运动物体，下列物理量发生变化的是（ ） A．角速度 B．线速度 C．动能 D．周期 2．（3 分）发现行星运动的三个定律的天文学家是（ ） A．开普勒 B．伽利略 C．卡文迪许 D．爱因斯坦 3．（3 分）已知两个质点相距为 r 时，它们之间的万有引力的大小为 F；当这两个质点间的距离变为 2r 时， 万有引力的大小变为（ ） A．2F B． C． D． 4．（3 分）一轮船以一定的速度垂直河流向对岸行驶，当河水匀速流动时，轮船过河所用的时间与水流速 度的正确关系是（ ） A．水速越大，时间越长 B．水速越大，时间越短 C．渡河时间与水速的大小无关 D．无法确定 5．（3 分）如图所示，洗衣机的脱水桶把湿衣服甩干利用了（ ） A．自由落体运动 B．离心运动 C．平抛运动 D．匀速直线运动 6．（3 分）一只下落的苹果质量为 m，当速度为 v 时，它的动能是（ ） A． mv B．mv C． mv 2 D．mV2 7．（3 分）如图所示，一个在水平桌面上向右做直线运动的钢球，如果在它运动路线的旁边放一块磁铁， 则钢球可能的运动轨迹是（ ） A．轨迹 ③ B．轨迹 ②C．轨迹 ① D．轨迹 ① 、 ② 、 ③ 都有可能 8．（3 分）如图所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置，P 是轮盘边缘上的一个点，Q 是飞轮边缘上的一个点．关于 P、Q 两点运动情况，下列说法正确的是（ ） A．角速度大小相等 B．周期相同 C．线速度大小相等 D．加速度大小相等 9．（3 分）地球同步卫星“静止”在赤道上空的某一点，它绕地球的运行周期与地球的自转周期相同．设 地球同步卫星运行的角速度为 ω 1，地球自转的角速度为 ω 2，则 ω 1 和 ω 2 的关系是（ ） A． ω 1＞ ω 2 B． ω 1＝ ω 2 C． ω 1＜ ω 2 D．无法确定 10．（3 分）第一宇宙速度 v1、第二宇宙速度 v2 和第三宇宙速度 v3 的大小关系为（ ） A．v1＜v2＜v3 B．v2＜v1＜v3 C．v3＜v2＜v1 D．v3＜v1＜v2 11．（3 分）两个质量不同的物体，放在同一个水平面上，用相同的水平拉力分别使它们通过相同的位移， 下列判断正确的是（ ） A．拉力对质量大的物体做功多 B．拉力对质量小的物体做功多 C．拉力对两个物体做功相等 D．以上说法都不对 12．（3 分）在抗雪救灾中，运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时，为增大牵引力，司机应使汽车的速度 （ ） A．减小 B．增大 C．保持不变 D．先增大后保持不变 13．（3 分）如图所示，桌面高为 h，质量为 m 的小球从离桌面高 H 处自由落下，不计空气阻力，假设桌 面处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为（ ） A．mgh B．mgH C．mg（H+h） D．﹣mgh 14．（3 分）下列实例中，属于利用弹性势能的是（ ） A．用炸药把石头炸开 B．用拉开的弓将箭射出去 C．用河流的水位差发电 D．用锤子将铁钉打进墙壁 15．（3 分）一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由 M 向 N 行驶，速度逐渐增大。小王分别画出汽车转弯 时的四种加速度方向，则正确的是（ ） A． B． C． D． 16．（3 分）如果不计空气阻力，下列过程中机械能守恒的是（ ） A．货箱沿斜面匀速向上滑动的过程 B．电梯匀速上升的过程 C．小孩沿滑梯匀速下滑的过程 D．抛出的棒球在空中运动的过程 17．（3 分）以下说法正确的是（ ） A．物体受拉力作用向上运动，拉力做功是 2J，但物体重力势能的增加量不一定是 2J B．物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做功是 2J，但物体重力势能的增加量不是 2J C．物体运动，重力做的功是﹣2J，但物体重力势能的增加量不是 2J D．没有摩擦时物体由 A 沿直线运动到 B，克服重力做的功是 2J，有摩擦时物体由 A 沿直线运动到 B， 克服重力做的功大于 2J 二、实验题探究题（本大题共 3 小题，第 18 题 4 分，其余小题每问 2 分，共 18 分） 18．（4 分）如图所示，某同学在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”实验时让小球多次沿同一轨道运动， 通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描出运动轨迹，下面列出了一些操作要求，不正 确的是（ ） A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次释放小球的位置可以不同 C．每次必须由静止释放小球 D．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触 19．（6 分）如图所示为“探究功与速度变化的关系”实验装置，让小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑 行。思考该探究方案并回答下列问题： （1）实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是 。 A．防止小车不能被橡皮筋拉动 B．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 C．便于小车获得较大的弹射速度 D．防止纸带上打点不清晰 （2）实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。 甲同学：把多条相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相同位置释放； 乙同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。 你认为 （填“甲”或“乙”）同学的方法可行。 （3）本实验可通过作图来寻找功与速度变化的关系。若所作的 W﹣v 的图象如图所示，则下一步应作 （填“W﹣v2”或“W ”）的关系图象。 20．（8 分）如图，在“用电磁打点计时器验证机械能守恒定律”实验中： （1）打点计时器应接 （填“交流”或“直流”）电源． （2）实验时，释放纸带让重物下落的步骤应该在接通电源之 （填“前”或“后”）进行． （3）下列做法中，正确的是 A．重物应选择体积大、质量小的物体 B．必需使用天平测出重物的质量 C．必需使用秒表测出重物下落的时间 D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度 （4）测量发现，下落过程中重物减少的重力势能通常略大于增加的动能，这是由于 A．重物质量过大 B．打点计时器的电压偏低 C．重物下落的初速度不为零 D．纸带与打点计时器间有摩擦阻力． 三、计算题（本大题共 3 小题，共 31 分） 21．（9 分）从离地面高为 20m 的高楼上以 20m/s 的初速度水平抛出一物体，若不计空气阻力，g 取 10m/s2， 求 （1）物体从抛出到落地的时间。 （2）物体抛出点到落地点的水平距离。 （3）物体落地时的速度。 22．（10 分）木星是绕太阳公转的行星之一，而木星的周围又有卫星绕木星公转。已知木卫一绕木星公转 的半径是 r，绕行周期是 T，求： （1）木卫一绕火星运行的线速度 v； （2）木星的质量 M。 23．（12 分）一个质量为 1kg 的物体在离地面高 h＝0.45m 的 A 点沿光滑曲面轨道从静止开始下滑，并进 入粗糙水平轨道 BC，如图所示，已知 BC 段的动摩擦因数 μ ＝0.3，g＝10m/s2．求： （1）物体刚滑到 B 点时的速度大小； （2）物体在水平段 BC 面上所受的滑动摩擦力的大小； （2）物体在水平轨道 BC 上滑行的最大距离。 2017-2018 学年湖南省张家界市高一（下）期末物理试卷（B 卷） 参考答案与试题解析 一、单项选择题（本题共 17 小题，每小题 3 分，共 51 分） 1．（3 分）（2018 春•张家界期末）做匀速圆周运动物体，下列物理量发生变化的是（ ） A．角速度 B．线速度 C．动能 D．周期 【考点】47：匀速圆周运动；48：线速度、角速度和周期、转速． 菁优网版 权所有 【专题】519：匀速圆周运动专题． 【分析】对于物理量的理解要明确是如何定义的，决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描 述匀速圆周运动的各个物理量特点． 【解答】解：A、匀速圆周运动是角速度不变的运动，故错误； B、匀速圆周运动中线速度大小不变，方向时刻改变，故是变量，故 B 正确； C、动能是标量，只有大小、没有方向，故匀速圆周运动的动能不变，故 C 错误； D、匀速圆周运动中周期是转一圈的时间，不变，故 D 错误； 故选：B。 【点评】本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区 别． 2．（3 分）（2017•湖南学业考试）发现行星运动的三个定律的天文学家是（ ） A．开普勒 B．伽利略 C．卡文迪许 D．爱因斯坦 【考点】1U：物理学史． 菁优网版 权所有 【分析】发现行星运动的三个定律的天文学家开普勒，可根据各位科学家的成就进行分析解答． 【解答】解：A、开普勒在第谷观测的天文数据的基础上，研究总结得出了行星运动的三个定律，故 A 正确。 B、伽利略研究了自由落体运动，得到了其运动规律，但并没有发现行星运动的三个定律。故 B 错误。 C、在牛顿发现万有引力定律之后，卡文迪许用扭秤实验测出了引力常量 G，但并没有发现行星运动的 三个定律。故 C 错误。 D、爱因斯坦创立了相对论，解释了光电效应，但并没有发现行星运动的三个定律。故 D 错误。 故选：A。 【点评】对于物理学上重大发现、发明，要加强记忆，可以培养学习兴趣，还能学到科学精神． 3．（3 分）（2013•邵阳县校级学业考试）已知两个质点相距为 r 时，它们之间的万有引力的大小为 F；当这 两个质点间的距离变为 2r 时，万有引力的大小变为（ ） A．2F B． C． D． 【考点】4F：万有引力定律及其应用． 菁优网版 权所有 【分析】根据万有引力定律的内容：万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比，列出表达式 即可解决问题． 【解答】解：根据万有引力定律得： 甲、乙两个质点相距 r，它们之间的万有引力为 F 若保持它们各自的质量不变，将它们之间的距离增大到 2r， 则甲、乙两个质点间的万有引力 F′ F。 故 ABC 错误，D 正确。 故选：D。 【点评】本题考查了万有引力定律公式的基本运用，知道引力与质量、两质点间距离的关系． 4．（3 分）（2018 春•张家界期末）一轮船以一定的速度垂直河流向对岸行驶，当河水匀速流动时，轮船过 河所用的时间与水流速度的正确关系是（ ） A．水速越大，时间越长 B．水速越大，时间越短 C．渡河时间与水速的大小无关 D．无法确定 【考点】45：运动的合成和分解． 菁优网版 权所有 【专题】31：定性思想；43：推理法；517：运动的合成和分解专题． 【分析】轮船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，船当以静水中的速度垂直河岸过河的 时候渡河时间最短，最短时间决定于垂直于河岸的速度，轮船所通过的路程要看合速度。 【解答】解：运用运动分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，当轮船以一定的速度垂直河岸 向对岸开行，即垂直河岸的速度不变，虽水速越大，但过河所用的时间不变；不过由平行四边形定则知 这时轮船的合速度越大，因此，轮船所通过的路程越长，故 A、B、D 错误，C 正确。 故选：C。 【点评】轮船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过 河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度。 5．（3 分）（2019 春•张家界期末）如图所示，洗衣机的脱水桶把湿衣服甩干利用了（ ） A．自由落体运动 B．离心运动 C．平抛运动 D．匀速直线运动 【考点】4C：离心现象． 菁优网版 权所有 【分析】做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心 力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。 【解答】解：水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴做 离心运动而被甩掉， 故应用了离心运动； 故选：B。 【点评】物体做离心运动的条件：合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力。注意所有远 离圆心的运动都是离心运动，但不一定沿切线方向飞出。 6．（3 分）（2018 春•张家界期末）一只下落的苹果质量为 m，当速度为 v 时，它的动能是（ ） A． mv B．mv C． mv 2 D．mV2 【考点】64：动能． 菁优网版 权所有 【分析】由动能表达式 ：，可判定结果。 【解答】解：由动能表达式： ，可知一只下落的苹果质量为 m，当速度为 v 时，它的动能是 ，故 C 正确。 故选：C。 【点评】本题直接考查动能定理的表达形式，是最基础的应用。 7．（3 分）（2013•邵阳县校级学业考试）如图所示，一个在水平桌面上向右做直线运动的钢球，如果在它 运动路线的旁边放一块磁铁，则钢球可能的运动轨迹是（ ） A．轨迹 ③ B．轨迹 ② C．轨迹 ① D．轨迹 ① 、 ② 、 ③ 都有可能 【考点】42：物体做曲线运动的条件． 菁优网版 权所有 【专题】516：物体做曲线运动条件专题． 【分析】速度方向是切线方向，合力方向是指向磁体的方向，两者不共线，球在做曲线运动，据此判断 曲线运动的条件． 【解答】解：速度方向是切线方向，合力方向是指向磁体的方向，两者不共线，球在做曲线运动，说明 曲线运动的条件是合力与速度不共线，且运动轨迹偏向合力的方向，故 C 正确，ABC 错误； 故选：C。 【点评】本题关键找出钢球的速度方向和受力方向，从而判断出钢球做曲线运动的条件是解题的关键． 8．（3 分）（2018 春•张家界期末）如图所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置，P 是轮 盘边缘上的一个点，Q 是飞轮边缘上的一个点．关于 P、Q 两点运动情况，下列说法正确的是（ ） A．角速度大小相等 B．周期相同 C．线速度大小相等 D．加速度大小相等 【考点】48：线速度、角速度和周期、转速．菁优网版 权所有 【专题】31：定性思想；4C：方程法；519：匀速圆周运动专题． 【分析】传送带在传动过程中不打滑，则传送带传动的两轮子边缘上各点的线速度大小相等，再根据 v ＝r ω ，a 去求解． 【解答】解：A、P、Q 两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则 vP＝vQ，而 rP＞rQ，v＝r ω ，所以 P、 Q 两点角速度大小不相等，故 A 错误，C 正确； B、根据 T ，由于半径不同而线速度相等，所以 P 与 Q 的周期不同。故 B 错误； D、根据 a 及 vP＝vQ，而 rP＞rQ，可知 P 点向心加速度小于 Q 点向心加速度，故 D 错误。 故选：C。 【点评】传送带在传动过程中不打滑，则传送带传动的两轮子边缘上各点的线速度大小相等，难度不大， 属于基础题． 9．（3 分）（2017•隆回县校级学业考试）地球同步卫星“静止”在赤道上空的某一点，它绕地球的运行周 期与地球的自转周期相同．设地球同步卫星运行的角速度为 ω 1，地球自转的角速度为 ω 2，则 ω 1 和 ω 2 的 关系是（ ） A． ω 1＞ ω 2 B． ω 1＝ ω 2 C． ω 1＜ ω 2 D．无法确定 【考点】4J：同步卫星． 菁优网版 权所有 【专题】52A：人造卫星问题． 【分析】地球同步卫星的角速度与地球自转的角速度相同，相对于地球静止． 【解答】解：地球同步卫星的周期与地球自转的周期相同 由 ϖ 可知，角速度相同 故选：B。 【点评】本题关键抓住地球同步卫星的条件：角速度、周期与地球自转的角速度和周期相同． 10．（3 分）（2011•江苏模拟）第一宇宙速度 v1、第二宇宙速度 v2 和第三宇宙速度 v3 的大小关系为（ ） A．v1＜v2＜v3 B．v2＜v1＜v3 C．v3＜v2＜v1 D．v3＜v1＜v2 【考点】4I：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度． 菁优网版 权所有 【专题】52A：人造卫星问题． 【分析】第一宇宙速度又称为环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初 始速度，第二宇宙速度，这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，第三宇宙速度，这是物体挣脱太 阳引力束缚的最小发射速度． 【解答】解：第一宇宙速度，这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度 7.9km/s，若 7.9 km/s≤v＜11.2 km/s，物体绕地球运行（环绕速度）； 第二宇宙速度，这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度 11.2km/s，若 11.2km/s≤v＜16.7 km/s，物 体绕太阳运行（脱离速度）； 第三宇宙速度，这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度 16.7km/s，若 v≥16.7 km/s，物体将脱离太 阳系在宇宙空间运行（逃逸速度）。 所以 v1＜v2＜v3。 故选：A。 【点评】理解三种宇宙速度，特别注意第一宇宙速度有三种说法：它是人造地球卫星在近地圆轨道上的 运行速度，它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度． 11．（3 分）（2018 春•张家界期末）两个质量不同的物体，放在同一个水平面上，用相同的水平拉力分别 使它们通过相同的位移，下列判断正确的是（ ） A．拉力对质量大的物体做功多 B．拉力对质量小的物体做功多 C．拉力对两个物体做功相等 D．以上说法都不对 【考点】62：功的计算． 菁优网版 权所有 【专题】11：计算题；31：定性思想；43：推理法；52B：功的计算专题． 【分析】根据功的公式，可以知道拉力 F 对物体做功的情况． 【解答】解：由 W＝Fs 知，拉力的大小相同，木块的位移也相同，所以拉力对两木块做的功一样多， 故选：C。 【点评】根据功的公式可以很容易的判断对木块的功和动能的情况，本题主要是对公式的考查． 12．（3 分）（2017•连云港学业考试）在抗雪救灾中，运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时，为增大牵引 力，司机应使汽车的速度（ ） A．减小 B．增大 C．保持不变 D．先增大后保持不变 【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率． 菁优网版 权所有 【专题】52C：功率的计算专题． 【分析】司机用“换挡”的办法来减速行驶是为了获得更大的牵引力来上坡，由 P＝FV 可知，在功率 一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大． 【解答】解：由功率公式 P＝Fv 可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大， 此时更容易上坡。 故选：A。 【点评】本题很好的把现实生活中的事情与所学的物理知识结合了起来，可以激发学生的学习兴趣． 13．（3 分）（2018 春•张家界期末）如图所示，桌面高为 h，质量为 m 的小球从离桌面高 H 处自由落下， 不计空气阻力，假设桌面处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为（ ） A．mgh B．mgH C．mg（H+h） D．﹣mgh 【考点】67：重力势能． 菁优网版 权所有 【分析】根据重力势能的定义与 0 势能点的选择，可以直接得出小球落到地面瞬间重力势能。 【解答】解：以桌面为参考平面，小球落地前瞬间的重力势能为：E＝﹣mgh．故 D 正确，ABC 错误。 故选：D。 【点评】该题考查重力势能的表达式与重力势能的确定，基础题目，很简单。 14．（3 分）（2014•广西学业考试）下列实例中，属于利用弹性势能的是（ ） A．用炸药把石头炸开 B．用拉开的弓将箭射出去 C．用河流的水位差发电 D．用锤子将铁钉打进墙壁 【考点】69：弹性势能． 菁优网版 权所有 【专题】31：定性思想；43：推理法；52Q：功能关系 能量守恒定律． 【分析】弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能，根据物体运动过程中能量转变的形式求解． 【解答】解：A、用炸药把石头炸开，是化学能转化为机械能，故 A 错误 B、射箭前把弓拉满。弓 的弹性势能转化为动能，故 B 正确； C、用河流的水位差发电，是把重力势能转化为动能，为人类服务的。故 C 错误； D、用锤子将铁钉打进墙壁的过程是利用锤子的动能。故 D 错误。 故选：B。 【点评】判定物体能量转化的方向，具有动能的特征是运动；重力势能的特征是举高；弹性势能的特征 是发生弹性形变． 15．（3 分）（2016•浙江学业考试）一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由 M 向 N 行驶，速度逐渐增大。 小王分别画出汽车转弯时的四种加速度方向，则正确的是（ ） A． B． C． D． 【考点】41：曲线运动． 菁优网版 权所有 【专题】31：定性思想；43：推理法；516：物体做曲线运动条件专题． 【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 出那个图象时对的。 【解答】解：汽车从 M 点运动到 N，曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同 时速度增大，所以沿切向方向有与速度方向相同的分力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要小于 90°，所以选项 BCD 错误，选项 A 正确。 故选：A。 【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 到水平的力的合力在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。 16．（3 分）（2016•北京学业考试）如果不计空气阻力，下列过程中机械能守恒的是（ ） A．货箱沿斜面匀速向上滑动的过程 B．电梯匀速上升的过程 C．小孩沿滑梯匀速下滑的过程 D．抛出的棒球在空中运动的过程 【考点】6C：机械能守恒定律． 菁优网版 权所有 【专题】31：定性思想；45：归纳法；52E：机械能守恒定律应用专题． 【分析】机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的 情况，即可分析做功情况，从而判断物体是否是机械能守恒．也可以根据机械能的定义判断． 【解答】解：A、货箱沿斜面匀速向上滑动的过程中，动能不变，重力势能增大，则其机械能增加，故 A 错误。 B、电梯匀速上升的过程中，动能不变，重力势能增大，则其机械能增加，故 B 错误。 C、小孩沿滑梯匀速下滑的过程中，动能不变，重力势能减小，则其机械能减小，故 C 错误。 D、抛出的棒球在空中运动的过程中，只受重力，机械能守恒，故 D 正确。 故选：D。 【点评】掌握住机械能守恒的条件和机械能的概念，通过分析物体是否受到其它力的作用，以及其它力 是否做功，由此即可判断是否机械能守恒． 17．（3 分）（2018 春•张家界期末）以下说法正确的是（ ） A．物体受拉力作用向上运动，拉力做功是 2J，但物体重力势能的增加量不一定是 2J B．物体受拉力作用向上匀速运动，拉力做功是 2J，但物体重力势能的增加量不是 2J C．物体运动，重力做的功是﹣2J，但物体重力势能的增加量不是 2J D．没有摩擦时物体由 A 沿直线运动到 B，克服重力做的功是 2J，有摩擦时物体由 A 沿直线运动到 B， 克服重力做的功大于 2J 【考点】68：重力势能的变化与重力做功的关系；6B：功能关系． 菁优网版 权所有 【分析】重力势能的增加量等于物体克服重力做的功；匀速向上运动时拉力大小等于重力；重力做的功 只与重力大小和初末高度差有关，与其它力是否做功无关。 【解答】解：AB、重力势能的增加量等于物体克服重力做的功；物体受拉力作用向上运动，拉力做功 是 2J，但物体重力势能的增加量不一定是 2J，当物体匀速上升时，重力等于拉力，则重力做的功与拉 力做的功相等，此时物体重力势能的增加量等于 2J，故 A 正确、B 错误； C、物体运动，重力做功是﹣2J，即物体克服重力做功为 2J，则物体重力势能的增加量一定是 2J，故 C 错误； D、物体由 A 沿直线运动到 B，没有摩擦时与有摩擦时克服重力做的功相等，重力做的功只与重力大小 和初末高度差有关，与其它力是否做功无关，所以有摩擦时物体由 A 沿直线运动到 B，克服重力做的 功仍为 2J，故 D 错误； 故选：A。 【点评】本题主要考查了重力做功与重力势能变化量的关系，要知道重力势能的增加量总等于物体克服 重力做的功，与物体的运动路径无关。 二、实验题探究题（本大题共 3 小题，第 18 题 4 分，其余小题每问 2 分，共 18 分） 18．（4 分）（2018 春•张家界期末）如图所示，某同学在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”实验时让 小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描出运动轨迹，下面 列出了一些操作要求，不正确的是（ ） A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次释放小球的位置可以不同 C．每次必须由静止释放小球 D．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触 【考点】MB：研究平抛物体的运动． 菁优网版 权所有 【专题】13：实验题． 【分析】在实验中让小球在固定斜槽滚下后，做平抛运动，记录下平抛后运动轨迹．然后在运动轨迹上 标出特殊点，对此进行处理，从而能求出小球抛出初速度及其它速度．所以在实验时必须确保抛出速度 方向是水平的，同时固定的斜槽要在竖直面，这样才能确保小球做平抛运动． 【解答】解：A、只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运动，故 A 正确； B、每次释放小球的位置必须相同，以保证小球有相同的水平初速度，故 B 不正确； C、每次由静止释放小球，是为了使小球有相同的初速度，故 C 正确； D、如果小球在运动过程中与木板上的白纸相接触就会改变它的运动轨迹，使其不是平抛运动，故 D 正 确。 本题选不正确的，故选：B。 【点评】解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，在平抛运动的规律探究活动中不一定局限 于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，提高解决问题的能力． 19．（6 分）（2018 春•张家界期末）如图所示为“探究功与速度变化的关系”实验装置，让小车在橡皮筋 的作用下弹出，沿木板滑行。思考该探究方案并回答下列问题： （1）实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是 B 。 A．防止小车不能被橡皮筋拉动 B．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 C．便于小车获得较大的弹射速度 D．防止纸带上打点不清晰 （2）实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。 甲同学：把多条相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相同位置释放； 乙同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。 你认为 甲 （填“甲”或“乙”）同学的方法可行。 （3）本实验可通过作图来寻找功与速度变化的关系。若所作的 W﹣v 的图象如图所示，则下一步应作 W﹣v2 （填“W﹣v2”或“W ”）的关系图象。 【考点】MJ：探究功与速度变化的关系．菁优网版 权所有 【专题】13：实验题；52D：动能定理的应用专题． 【分析】（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力 的下滑分量来平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功； （2）橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量，所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功，为 了让橡皮筋的功能有倍数关系就要求将橡皮筋拉到同一位置处； （3）由动能定理得：W ，由图结合公式判断应画怎样的关系图。 【解答】解：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用 重力的下滑分量来平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功，故 B 正确。 （2）橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量，所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功，为 了让橡皮筋的功能有倍数关系就要求将橡皮筋拉到同一位置处，故应选甲同学的方法，乙同学的方法测 不出橡皮筋到底做了多少功。 （3）由动能定理得：W ，观察图线发现 W 和 v 是一个 2 次函数关系，所以 W 与 v2 可能是线 性关系，故应做 W﹣v2 图象 故答案为：（1）B （2）甲；（3）W﹣v2 【点评】实验题首先要弄清楚实验原理是什么，在明确实验原理的情况下去记忆实验器材，实验步骤， 注意事项，数据处理等方面的问题会起到事半功倍的效果。 20．（8 分）（2018 春•张家界期末）如图，在“用电磁打点计时器验证机械能守恒定律”实验中： （1）打点计时器应接 交流 （填“交流”或“直流”）电源． （2）实验时，释放纸带让重物下落的步骤应该在接通电源之 后 （填“前”或“后”）进行． （3）下列做法中，正确的是 D A．重物应选择体积大、质量小的物体 B．必需使用天平测出重物的质量 C．必需使用秒表测出重物下落的时间 D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度 （4）测量发现，下落过程中重物减少的重力势能通常略大于增加的动能，这是由于 D A．重物质量过大 B．打点计时器的电压偏低 C．重物下落的初速度不为零 D．纸带与打点计时器间有摩擦阻力． 【考点】MD：验证机械能守恒定律． 菁优网版 权所有 【专题】13：实验题． 【分析】（1）电磁打点计时器使用交流电； （2）实验时先打点后释放下纸带，保证打点的是从静止开始运动； （3）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项． （4）由于阻力的影响，导致重物减小的重力势能略大于动能的增加量，该误差属于系统误差． 【解答】解：（1）实验装置中所用打点计时器应接交流电源． （2）开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放 开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对 实验产生较大的误差． （3）A、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，故 A 错误． B、因为我们是比较 mgh、 mv2 的大小关系，故 m 可约去比较，不需要测出重物的质量，故 B 错误． C、我们可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表．故 C 错误． D、纸带上两点迹间的距离，就是重物相应的下落高度，故 D 正确． 故选：D． （4）实验中重物减小的重力通过略大于增加的动能，原因是空气阻力、以及制定与打点计时器的阻力 的影响，消耗了一部分能量．故 D 正确，A、B、C 错误． 故选：D． 故答案为：（1）交流；（2）后；（3）D；（4）D． 【点评】解决本题的关键知道误差形成的原因，知道该误差属于系统误差，无法避免，只能减小，比如： 重物选择质量大一些，体积小一些的，使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上． 三、计算题（本大题共 3 小题，共 31 分） 21．（9 分）（2018 春•张家界期末）从离地面高为 20m 的高楼上以 20m/s 的初速度水平抛出一物体，若不 计空气阻力，g 取 10m/s2，求 （1）物体从抛出到落地的时间。 （2）物体抛出点到落地点的水平距离。 （3）物体落地时的速度。 【考点】43：平抛运动． 菁优网版 权所有 【专题】11：计算题；32：定量思想；43：推理法；518：平抛运动专题． 【分析】（1）根据高度，结合位移时间公式求出物体抛出到落地的时间。 （2）根据初速度和时间求出物体抛出点到落地点的水平距离。 （3）根据速度时间公式求出落地的竖直分速度，结合平行四边形定则求出落地的速度。 【解答】解：（1）设物体从抛出到落地的时间用时间为 t， 根据 h 得，t 。 （2）设物体抛出点到落地点的水平距离为 x， 则 x＝v0t＝20×2m＝40m。 （3）设物体落地时的速度为 v，竖直分速为 vy vy＝gt＝10×2m/s＝20m/s， 所以物体落地时的速度大小 v m/s m/s。 设落地速度与初速方向夹角为 θ ，则 tan θ ， 所以落地速度方向与初速度方向成 45°斜向下。 答：（1）物体从抛出到落地的时间为 2s。 （2）物体抛出点到落地点的水平距离为 40m。 （3）物体落地时的速度为 m/s，落地速度方向与初速度方向成 45°斜向下。 【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， 基础题。 22．（10 分）（2018 春•张家界期末）木星是绕太阳公转的行星之一，而木星的周围又有卫星绕木星公转。 已知木卫一绕木星公转的半径是 r，绕行周期是 T，求： （1）木卫一绕火星运行的线速度 v； （2）木星的质量 M。 【考点】4F：万有引力定律及其应用． 菁优网版 权所有 【专题】11：计算题；32：定量思想；4C：方程法；528：万有引力定律的应用专题． 【分析】（1）根据 即可求解木卫一绕木星运行的线速度 v； （2）卫星绕木星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力即可求解木星的质量。 【解答】解：（1）根据圆周运动的规律，得木卫一绕木星运行的线速度 （2）根据万有引力提供向心力，有 解得 答：（1）木卫一绕木星运行的线速度 v 为 ； （2）木星的质量 M 为 【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，并能灵活运用。 23．（12 分）（2018 春•张家界期末）一个质量为 1kg 的物体在离地面高 h＝0.45m 的 A 点沿光滑曲面轨道 从静止开始下滑，并进入粗糙水平轨道 BC，如图所示，已知 BC 段的动摩擦因数 μ ＝0.3，g＝10m/s2．求： （1）物体刚滑到 B 点时的速度大小； （2）物体在水平段 BC 面上所受的滑动摩擦力的大小； （2）物体在水平轨道 BC 上滑行的最大距离。 【考点】1F：匀变速直线运动的速度与位移的关系；27：摩擦力的判断与计算；37：牛顿第二定律；6C： 机械能守恒定律． 菁优网版 权所有 【专题】11：计算题；32：定量思想；43：推理法；52D：动能定理的应用专题． 【分析】（1）根据动能定理求出物体刚滑到 B 点时的速度大小； （2）根据滑动摩擦力大小公式求出物体在水平面上所受的摩擦力大小； （3）对 BC 段运用动能定理，求出物体在 BC 面上滑行的最大距离。 【解答】解：（1）对 AB 段运用动能定理得： ， 解得： × × t m/s＝3m/s。 （2）物体在水平段 BC 面上所受的摩擦力大小为：f＝ μ mg＝0.3×10N＝3N。 （3）对 BC 段运用动能定理得： 䁞 ， 代入数据解得：x＝1.5m。 答：（1）物体刚滑到 B 点时的速度大小为 3m/s； （2）物体在水平段 BC 面上所受的滑动摩擦力的大小为 3N； （2）物体在水平轨道 BC 上滑行的最大距离为 1.5m。 【点评】本题考查了动能定理的基本运用，运用动能定理解题关键确定好研究的过程，分析过程中有哪 些力做功，然后根据动能定理列式求解，对于第三问，也可以采用动力学知识求解。 参与本试卷答题和审题的老师有：大文杰；wxz；wgb；src；wslil76；蒙山；听潮；高中物理；成军；ljc； 白菜；马健钊（排名不分先后） 菁优网 2019 年 9 月 30 日