陕西省榆林市府谷县麻镇中学2022届高三物理上学期期中试题含解析

2022-2022学年陕西省榆林市府谷县麻镇中学高三（上）期中物理试卷一、选择题（本题包括20个小题，每小题2分，共40分．每小题只有一个选项符合题意）1．下列说法中正确的是()A．物体的加速度为零，其速度一定为零B．物体的加速度减小，其速度一定减小C．物体的加速度越小，其速度变化越小D．物体的加速度越大，其速度变化越快2．一辆汽车由静止起做匀加速直线运动，4s末速度变为10m/s()A．汽车的加速度为2m/s2B．汽车的位移为40mC．汽车的平均速度为2.5m/sD．2s末汽车的速度为5m/s3．如图是某物体做直线运动的v﹣t图象，由图象可知()A．物体在0～2s内做匀速直线运动B．物体在2～8s内静止C．物体在4s末的速度为10m/sD．物体在6s末的速度为12m/s4．如图，物体在受到一水平拉力F=10N作用下，沿水平面向右运动．已知，物体与水平面的动摩擦因数μ=0.2，物体质量m=5kg，重力加速度g=10m/s2，则物体所受摩擦力为()A．10N，水平向左B．10N，水平向右C．20N，水平向左D．20N，水平向右5．如图所示，小强用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱，未拉动，此时绳中拉力为F，则木箱所受摩擦力的大小为()-22-\nA．FcosθB．FsinθC．0D．F6．下列把力F分解为两个分力F1和F2的图示中正确的是()A．B．C．D．7．一个物体受到三个共点力的作用，如果这三个力的大小如下各组情况，那么不可能使物体处于平衡状态的一组是()A．4N，8N，7NB．8N，8N，1NC．4N，6N，1ND．4N，5N，1N8．在研究加速度a和力F、质量m的关系时，应用的是()A．控制变量的方法B．等效替代的方法C．理论推导的方法D．理想实验的方法9．几位同学在研究加速度a和力F、质量m的关系时，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如图中四条图线，其中图A、B、C是a﹣F图线，图D是a﹣图线，其中由于没有平衡摩擦力的是()A．B．C．D．10．如图所示，水平地面上质量为m的木块，受到大小为F、方向与水平方向成θ角的拉力作用，沿地面作匀加速直线运动．已知木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度大小为()A．B．-22-\nC．D．11．某同学背着书包坐竖直升降的电梯，当感觉到背的书包变“轻”时，电梯可能在()A．匀速下降B．匀速上升C．加速下降D．加速上升12．一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小不可能为()A．1m/s2B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s213．如图，质量为m的物块从倾角为θ的粗糙斜面的最低端以速度υ0冲上斜面，已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．在上升过程中物体的加速度为()A．gsinθB．gsinθ﹣μgcosθC．gsinθ+μgcosθD．μgcosθ14．如图所示，相同材料的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，B的质量是A的质量的2倍，A与转动轴的距离等于B与转动轴的距离2倍，两物块相对于圆盘静止，则两物块()A．角速度相同B．线速度相同C．向心加速度相同D．若转动的角速度增大，A、B同时滑动15．假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么()A．地球公转周期大于火星的公转周期B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度16．2022年2月25日，我国成功发射了第11颗北斗导航卫星，标志着北斗卫星导航系统建设又迈出了坚实一步．若卫星质量为m、离地球表面的高度为h，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对卫星万有引力的大小为()A．B．C．D．-22-\n17．我国发射的“神州六号”载人飞船，与“神州五号”载人飞船相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法中正确的是()A．“神州六号”的速度较小B．“神州六号”的速度与“神州五号”的速度相同C．“神州六号”的周期更长D．“神州六号”的周期与“神州五号”的周期相同18．如图所示，一个物块在与水平方向成α角的拉力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x．在此过程中，拉力F对物块所做的功为()A．FxsinαB．C．FxcosαD．19．如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g．质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为()A．mgRB．mgRC．mgRD．mgR20．下列过程中机械能守恒的是()A．跳伞运动员匀速下降的过程B．小石块做平抛运动的过程C．子弹射穿木块的过程D．木箱在粗糙斜面上滑动的过程二、填空题（本题包括4个小题，共16分）21．在一年四季中，冬至、夏至、春分、秋分时地球与太阳的位置关系较为特殊，其中地球绕太阳运动最快的是__________，最慢的是__________．-22-\n22．一条河宽100m，船在静水中的速度为4m/s，水流速度是5m/s，则小船渡河的最短时间为__________秒．23．如图所示，长L=0.5m，质量可以忽略的杆，一端连接着一个质量为m=2kg的小球A，另一端可绕O点在竖直平面内做圆周运动．取g=10m/s2，在A以速率v=1m/s通过最高点时，小球A对杆的作用力大小为__________N，方向是__________．24．如图1所示为打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．（1）通过研究重物自由下落过程中增加的__________与减少的重力势能的关系，从而验证机械能守恒定律．（2）实验中打点计时器应接__________（选填“直流”或“交流”）电源．正确操作得到的纸带如图2所示，O点对应重物做自由落体运动的初始位置，从合适位置开始选取的三个连续点A、B、C到O点的距离如图2，已知重物的质量为m，重力加速度为g．则从打下O点到B点的过程中，重物减少的重力势能为__________．三、计算题（本题共4小题，共44分）25．把一小球从离地面h=5m处，以v0=10m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力，（g=10m/s2）．求：（1）小球在空中飞行的时间；（2）小球落地点离抛出点的水平距离；（3）小球落地时的速度大小．26．某地球同步通信卫星的质量为m，h为该卫星离地面的高度、R0表示地球的半径、g0表示地球表面处的重力加速度．求：（1）地球同步通信卫星的环绕速度v；（2）地球同步通信卫星的运行周期T．-22-\n27．如图所示，一名滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员的质量m=60kg．不计空气阻力．（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：（1）O点与A点的距离L；（2）运动离开O点时的速度大小；（3）运动员落到A点时的动能．28．把一个质量为m=0．lkg的小球用细线悬挂起来，让小球在竖直平面内摆动，摆动中小球最高位置与最低位置的高度差为h=1.25m．不计阻力，取重力加速度g=10m/s2．在小球从最高位置摆到最低位置的过程中，问：（1）小球的机械能是否守恒？（只需填“守恒”或“不守恒”）（2）重力对小球所做的功W是多少？（3）小球摆到最低位置时，速度的大小v是多少？-22-\n2022-2022学年陕西省榆林市府谷县麻镇中学高三（上）期中物理试卷一、选择题（本题包括20个小题，每小题2分，共40分．每小题只有一个选项符合题意）1．下列说法中正确的是()A．物体的加速度为零，其速度一定为零B．物体的加速度减小，其速度一定减小C．物体的加速度越小，其速度变化越小D．物体的加速度越大，其速度变化越快【考点】加速度．【分析】速度是表示物体运动的快慢，加速度是表示物体速度变化的快慢，速度变化率也是指速度变化的快慢，所以加速度和速度变化率是一样的．【解答】解：A、物体的加速度为零，只是说明物体受到的合力为零，物体的速度不一定为零，如匀速直线运动，所以A错误．B、加速度是表示物体速度变化的快慢，加速度减小只是说明物体的速度变化的慢了，但速度不一定是在减小，仍然可以是在增加，只是增加的慢了，所以B错误．C、物体的加速度越小，其速度变化越慢，如果时间足够长的话，速度的变化量也是可以很大的，所以C错误．D、加速度是表示物体速度变化的快慢，物体的加速度越大，其速度变化越快，所以D正确．故选D．【点评】本题主要是考查学生对于速度、加速度和速变化率的理解，关键是要理解加速度的物理含义，加速度是表示物体速度变化快慢的物理量．2．一辆汽车由静止起做匀加速直线运动，4s末速度变为10m/s()A．汽车的加速度为2m/s2B．汽车的位移为40mC．汽车的平均速度为2.5m/sD．2s末汽车的速度为5m/s【考点】匀变速直线运动的速度与时间的关系．【专题】直线运动规律专题．【分析】根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车的加速度，根据平均速度的推论求出汽车的平均速度大小，从而得出汽车的位移．【解答】解：A、汽车的加速度：，故A错误；B、汽车的位移：，故B错误；C、汽车的平均速度：，故C错误；D、2s末汽车的速度为：v1=at1=2.5×2=5m/s，故D正确；故选：D．【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．-22-\n3．如图是某物体做直线运动的v﹣t图象，由图象可知()A．物体在0～2s内做匀速直线运动B．物体在2～8s内静止C．物体在4s末的速度为10m/sD．物体在6s末的速度为12m/s【考点】匀变速直线运动的速度与时间的关系．【专题】直线运动规律专题．【分析】速度时间图线的斜率表示加速度，根据图线判断出物体的运动情况．【解答】解：A、物体在0～2s内速度随时间均匀增大，做匀加速直线运动．故A错误．B、物体在2～8s内速度随时间不变，做匀速直线运动．故B错误．C、从图象知，物体在4s末的速度为12m/s，在6s末的速度为12m/s．故C错误，D正确．故选D．【点评】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移．4．如图，物体在受到一水平拉力F=10N作用下，沿水平面向右运动．已知，物体与水平面的动摩擦因数μ=0.2，物体质量m=5kg，重力加速度g=10m/s2，则物体所受摩擦力为()A．10N，水平向左B．10N，水平向右C．20N，水平向左D．20N，水平向右【考点】摩擦力的判断与计算．【专题】摩擦力专题．【分析】由题意可知物体受到滑动摩擦力，由f=μFN可求向物体受到的摩擦力的大小及方向．【解答】解：物体相对地面运动，故物体受到的滑动摩擦力，则摩擦力的大小f=μFN=μmg=10N；滑动摩擦力的方向与运动方向相反，故摩擦力方向向左；故选A．【点评】本题考查摩擦力的大小及方向，在求摩擦力的题目时，要先明确是静摩擦力还是滑动摩擦力，再根据其不同性质进行求解．5．如图所示，小强用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱，未拉动，此时绳中拉力为F，则木箱所受摩擦力的大小为()-22-\nA．FcosθB．FsinθC．0D．F【考点】摩擦力的判断与计算．【专题】摩擦力专题．【分析】对木箱为研究对象受力分析，正交分解，根据平衡条件求木箱所受摩擦力的大小．【解答】解：对木箱受力分析，根据平衡条件：水平方向Fcosθ=f得：f=Fcosθ故选：A．【点评】本题是共点力平衡类型，在确定研究对象的基础上，分析受力情况是解题的关键，注意处于平衡状态是重点．6．下列把力F分解为两个分力F1和F2的图示中正确的是()A．B．C．D．【考点】合力的大小与分力间夹角的关系．【专题】平行四边形法则图解法专题．【分析】两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，根据平行四边形定则的内容即可解答．【解答】解：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，所以力的合成的平行四边形定则只适用于共点力，与两个分力共点的那条对角线所表示的力才是它们的合力，故A正确，BCD错误．故选：A．【点评】本题主要对平行四边形定则的内容的直接考查，难度不大，属于基础题，注意D选项容易出错，方向相反．7．一个物体受到三个共点力的作用，如果这三个力的大小如下各组情况，那么不可能使物体处于平衡状态的一组是()A．4N，8N，7NB．8N，8N，1NC．4N，6N，1ND．4N，5N，1N【考点】力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．【专题】归纳法．【分析】三力合成的范围确定方法：①三力同向时，合力最大，即F最大=F1+F2+F3；②那么三力合成的范围最小值的确定分三种情况-22-\n若F1、F2、F3可够成三角形，即任意两个力加起来大于另一个力且这两个力的差小于第三个力，则最小值为0；F1、F2、F3无法构成三角形，且其中较小的两个力加起来小于最大的力，则最小值等于最大的力减去其他两个较小力的和；无法构成三角形，且三个力中最大的力等于另外两个力的代数和，则最小值等于最大的力减去其他两个较小力的和，等于零．【解答】解：A、8N的力最大，小于另外两个力之和，而大于另外两个力之差，故三个力的合力的最小值为零，故A错误；B、8N的力最大，小于另外两个力之和，而大于另外两个力之差，故三个力的合力的最小值为零，故B错误；C、6N的力最大，大于另外两个力之和，故三个力的合力的最小值等于最大的力减去其他两个较小力的和为1N，故C正确；D、5N的力最大，且等于另外两个力的代数和，故三个力的合力的最小值为零，故D错误；故选C．【点评】本题关键总结出三力合成时求最小值可能出现的三种情况，然后对照规律分析即可．8．在研究加速度a和力F、质量m的关系时，应用的是()A．控制变量的方法B．等效替代的方法C．理论推导的方法D．理想实验的方法【考点】加速度与力的关系图像．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】探究物体的加速度与物体质量、力的关系的时候，由于涉及多个变量，想研究其中两个的关系，必须控制其余的不变，这种方法称为控制变量法．【解答】解：由于涉及多个变量，探究加速度与力的关系时，控制质量不变而改变力的大小；探究加速度与质量的关系时，控制力不变而改变质量，实验应用了控制变量法；故A正确．故选：A．【点评】控制变量法是常用的实验方法，多是用在涉及多个变量，而我们要探究其中两个的关系的时候，就要控制其余的量不变，要掌握其使用方法；科学探究用到的方法很多，要掌握常用的科学探究方法．9．几位同学在研究加速度a和力F、质量m的关系时，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如图中四条图线，其中图A、B、C是a﹣F图线，图D是a﹣图线，其中由于没有平衡摩擦力的是()-22-\nA．B．C．D．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【专题】实验题．【分析】实验前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，如果木板垫起的太高，过度平衡摩擦力，小车重力平行于木板方向的分力大于小车受到的摩擦力，在不施加拉力时，小车已经有加速度，a﹣F图象不过坐标原点，在a轴上有截距，若不再满足砂和砂桶远小于小车的质量，曲线上部出现弯曲现象．【解答】解：A、图中，当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足这个步骤，故A正确；B、b图中a﹣F图象不过坐标原点，在a轴上有截距，说明木板垫起的太高，过度平衡摩擦力，故B错误；C、随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不再满足砂和砂桶远小于小车的质量时，图象上部会出现弯曲现象，所以图象c和d没有把握好实验条件M远大于m，故CD错误．故选：A【点评】要知道验证牛顿第二定律实验的注意事项，要会处理实验数据，能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度．要掌握应用图象法处理实验数据的方法．10．如图所示，水平地面上质量为m的木块，受到大小为F、方向与水平方向成θ角的拉力作用，沿地面作匀加速直线运动．已知木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度大小为()A．B．C．D．【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【分析】对物体受力分析，物体竖直方向上受力平衡，在水平方向由牛顿第二定律列式在根据滑动摩擦力的公即可求得加速度的大小．【解答】解：对物体受力分析可知，物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用，-22-\n在水平方向有Fcosθ﹣f=ma，竖直方向有mg=FN+Fsinθ，滑动摩擦力f=μFN，根据以上三式联立可以求得a=．故选：D．【点评】本题就是考查学生对牛顿第二定律的基本的应用，通过受力分析列式即可求得．11．某同学背着书包坐竖直升降的电梯，当感觉到背的书包变“轻”时，电梯可能在()A．匀速下降B．匀速上升C．加速下降D．加速上升【考点】牛顿第二定律；超重和失重．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】当电梯静止时人对书包的力等于重力，当电梯运动时书包变轻，说明人对书包的力减小，由牛顿第二定律求的加速度，即可判断【解答】解：当电梯静止时N﹣mg=0当电梯运动时书包变“轻”，说明N减小，对书包受力分析可知mg﹣N=maa=，加速度方向向下，故C正确故选：C【点评】本题主要考查了牛顿第二定律的判断，找出加速度的方向．12．一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小不可能为()A．1m/s2B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s2【考点】牛顿第二定律；力的合成．【专题】计算题；牛顿运动定律综合专题．【分析】先根据平行四边形定则求出两个力的合力的范围，再根据牛顿第二定律求出加速度的范围．【解答】解：两个力的大小分别为2N和6N，合力范围为：8N≥F≥4N根据牛顿第二定律F=ma，故4m/s2≥a≥2m/s2题目问加速度不可能的值；故选：A．-22-\n【点评】本题关键先求出合力范围，再根据牛顿第二定律确定加速度范围．13．如图，质量为m的物块从倾角为θ的粗糙斜面的最低端以速度υ0冲上斜面，已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．在上升过程中物体的加速度为()A．gsinθB．gsinθ﹣μgcosθC．gsinθ+μgcosθD．μgcosθ【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】对物块受力分析，利用牛顿第二定律列式求解．【解答】解；物块受力分析如图所示：垂直斜面方向有平衡得：FN=mgcosθ①又f=μFN②沿斜面方向由牛顿第二定律得：f+mgsinθ=ma③①②③联立得：a=gsinθ+μgcosθ所以ABD错误，C正确，故选：C．【点评】本题重点考查受力分析，利用牛顿第二定律求解加速度，较简单．14．如图所示，相同材料的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，B的质量是A的质量的2倍，A与转动轴的距离等于B与转动轴的距离2倍，两物块相对于圆盘静止，则两物块()A．角速度相同B．线速度相同C．向心加速度相同D．若转动的角速度增大，A、B同时滑动【考点】匀速圆周运动．【专题】匀速圆周运动专题．【分析】物体在同一个转盘上随转盘一起运动时，具有相同的角速度，这是解这类题目的切入点，然后根据向心加速度、向心力公式进行求解．【解答】解：ABC、由于A、B在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相等，由v=ωr，转动半径不等，故线速度不等，根据a=ω2r，向心加速度不等，故A正确，B错误，C错误；D、物体滑动时最大静摩擦力提供向心力，故：-22-\nμmg=mω2r故ω=故相同的角速度下，半径越大的越先滑动，故A先滑动，故D错误；故选：A【点评】描述圆周运动的物理量较多，在学习过程中要熟练掌握公式和各个物理量之间的联系．注意矢量相同和标量相同的区别．15．假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么()A．地球公转周期大于火星的公转周期B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度【考点】万有引力定律及其应用．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】根据万有引力提供向心力=ma，解出线速度、周期、向心加速度以及角速度与轨道半径大小的关系，据此讨论即可．【解答】解：A、B、根据万有引力提供向心力，得，．由此可知，轨道半径越大，线速度越小、周期越大，由于地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，所以v地＞v火，T地＜T火．故AB错误．C、据万有引力提供向心加速度，得：，可知轨道半径比较小的地球的向心加速度比较大．故C错误；D、根据：T=，所以：，可知轨道半径比较小的地球的公转的角速度比较大．故D正确．故选：D．【点评】本题考查万有引力定律的应用，要掌握万有引力提供向心力，并能够根据题意选择不同的向心力的表达式．16．2022年2月25日，我国成功发射了第11颗北斗导航卫星，标志着北斗卫星导航系统建设又迈出了坚实一步．若卫星质量为m、离地球表面的高度为h，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对卫星万有引力的大小为()-22-\nA．B．C．D．【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【专题】人造卫星问题．【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．）解决问题．【解答】解：解：根据万有引力定律表达式得：F=，其中r为物体到地球中心的距离，即r=R+h，所以地球对卫星的万有引力大小为故选：D【点评】要注意万有引力定律表达式里的r为物体到地球中心的距离．17．我国发射的“神州六号”载人飞船，与“神州五号”载人飞船相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法中正确的是()A．“神州六号”的速度较小B．“神州六号”的速度与“神州五号”的速度相同C．“神州六号”的周期更长D．“神州六号”的周期与“神州五号”的周期相同【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【专题】人造卫星问题．【分析】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，列出等式表示出线速度、周期物理量根据轨道半径的关系判断各物理量的大小关系．【解答】解：A、B、根据万有引力提供向心力得出：=解得v=由于神州六号的轨道半径比神州五号的大，所以“神州六号”的速度较小，故A正确，B错误．-22-\nC、根据万有引力提供向心力得出：=解得T=2π，由于神州六号的轨道半径比神州五号的大，所以“神州六号”的周期较大，故C正确，D错误．故选：AC．【点评】要比较一个物理量大小，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量选取应用．18．如图所示，一个物块在与水平方向成α角的拉力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x．在此过程中，拉力F对物块所做的功为()A．FxsinαB．C．FxcosαD．【考点】功的计算．【专题】功的计算专题．【分析】根据功的定义，力与力方向上的位移的乘积，直接计算即可．【解答】解：物体的位移是在水平方向上的，把拉力F分解为水平的Fcosθ，和竖直的Fsinθ，由于竖直的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平分力对物体做的功，所以w=Fcosθ•s=Fscosθ故选：C【点评】恒力做功，根据功的公式直接计算即可，比较简单．19．如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g．质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为()A．mgRB．mgRC．mgRD．mgR【考点】动能定理．【专题】动能定理的应用专题．【分析】质点经过Q点时，由重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿运动定律求出质点经过Q点的速度，再由动能定理求解克服摩擦力所做的功．【解答】解：质点经过Q点时，由重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿第二定律得：-22-\nN﹣mg=m由题有：N=2mg可得：vQ=质点自P滑到Q的过程中，由动能定理得：mgR﹣Wf=得克服摩擦力所做的功为Wf=mgR故选：C．【点评】本题考查动能定理的应用及向心力公式，要注意正确受力分析，明确指向圆心的合力提供圆周运动的向心力，知道动能定理是求解变力做功常用的方法．20．下列过程中机械能守恒的是()A．跳伞运动员匀速下降的过程B．小石块做平抛运动的过程C．子弹射穿木块的过程D．木箱在粗糙斜面上滑动的过程【考点】机械能守恒定律．【专题】机械能守恒定律应用专题．【分析】当系统只有重力做功或弹簧的弹力做功时，系统的动能和势能相互转化但总能量保持不变．判断机械能守恒的方法有两种：一是根据条件进行判断；二是根据能量的变化进行判断．【解答】解：A、运动员动能不变，但高度下降，故重力势能减小，故机械能不守恒，故A错误；B、石块在平抛运动过程中只有重力做功，故机械能守恒，故B正确；C、子弹穿过木块时由于摩擦力做功，故有内能产生，故机械能不守恒，故C错误；D、木箱在粗糙斜面上运动时，由于摩擦力做功，故有内能产生，机械能不守恒，故D错误；故选B．【点评】机械能守恒是考试中常见问题，一定要掌握判断机械能守恒的条件．二、填空题（本题包括4个小题，共16分）21．在一年四季中，冬至、夏至、春分、秋分时地球与太阳的位置关系较为特殊，其中地球绕太阳运动最快的是冬天，最慢的是夏天．【考点】开普勒定律．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．【解答】解：根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化．近日点连线短，速度大，且为冬天，远日点连线长，速度小，且为夏天故答案为：冬天夏天【点评】正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键，注意开普勒定律适用范围．-22-\n22．一条河宽100m，船在静水中的速度为4m/s，水流速度是5m/s，则小船渡河的最短时间为25秒．【考点】运动的合成和分解．【专题】运动的合成和分解专题．【分析】当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，由位移与速度的关系，即可求出最短时间．【解答】解：设河宽为d，水速为v1，船在静水中的航速为v2，当小船的船头始终正对河岸时，渡河时间最短，设为t，则有：t===25s；故答案为：25．【点评】解决本题的关键知道合运动与分运动具有等时性，当静水速与河岸垂直，渡河时间最短；当合速度与河岸垂直，渡河航程最短．23．如图所示，长L=0.5m，质量可以忽略的杆，一端连接着一个质量为m=2kg的小球A，另一端可绕O点在竖直平面内做圆周运动．取g=10m/s2，在A以速率v=1m/s通过最高点时，小球A对杆的作用力大小为16N，方向是竖直向下．【考点】向心力；牛顿第二定律．【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用．【分析】在最高点，靠重力和杆的弹力合力提供向心力，根据牛顿第二定律、第三定律求出小球对杆作用力的大小和方向．【解答】解：设杆对小球表现为支持力，根据牛顿第二定律得，，解得F=．则杆对小球的弹力方向竖直向上，根据牛顿第三定律知，小球对杆作用力的方向竖直向下．故答案为：16，竖直向下．【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，基础题．-22-\n24．如图1所示为打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．（1）通过研究重物自由下落过程中增加的动能与减少的重力势能的关系，从而验证机械能守恒定律．（2）实验中打点计时器应接交流（选填“直流”或“交流”）电源．正确操作得到的纸带如图2所示，O点对应重物做自由落体运动的初始位置，从合适位置开始选取的三个连续点A、B、C到O点的距离如图2，已知重物的质量为m，重力加速度为g．则从打下O点到B点的过程中，重物减少的重力势能为mgh2．【考点】验证机械能守恒定律．【专题】实验题．【分析】用图示的实验装置做验证机械能守恒定律的实验，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加量的关系，可以验证机械能守恒定律，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．【解答】解：（1）研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加量的关系，可以验证机械能守恒定律．（2）实验中打点计时器应接交流电源，从打下O点到B点的过程中，重物减少的重力势能为△EP=mgh2．故答案为：（1）动能；（2）交流；mgh2【点评】正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所测数据，如何测量计算，会起到事半功倍的效果．三、计算题（本题共4小题，共44分）25．把一小球从离地面h=5m处，以v0=10m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力，（g=10m/s2）．求：（1）小球在空中飞行的时间；（2）小球落地点离抛出点的水平距离；（3）小球落地时的速度大小．【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】（1）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，根据高度求出运动的时间．（2）结合初速度和时间求出水平位移．（3）根据自由落体运动的规律求出落地时竖直分速度，再进行合成得到小球落地时的速度大小．-22-\n【解答】解：（1）平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据h=gt2得所以t==s=1s（2）水平距离x=v0t=10×1m=10m（3）落地时竖直分速度vy=gt=10×1m/s=10m/s所以落地时速度v==m/s=10m/s答：（1）小球在空中飞行的时间为1s；（2）小球落地点离抛出点的水平距离为10m；（3）小球落地时的速度大小为10m/s．【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．对于落地的速度，也可以根据机械能守恒定律或动能定理求解．26．某地球同步通信卫星的质量为m，h为该卫星离地面的高度、R0表示地球的半径、g0表示地球表面处的重力加速度．求：（1）地球同步通信卫星的环绕速度v；（2）地球同步通信卫星的运行周期T．【考点】同步卫星．【专题】人造卫星问题．【分析】设地球的质量为M，静止在地面上的物体质量为m，根据引力提供向心力，即可求解环绕的速度；再根据地球表面重力等于向心力列式，再根据人造地球卫星做匀速圆周运动时由万有引力提供向心力列式，由以上两式即可求得该人造地球卫星的周期．【解答】解：（1）同步卫星圆周运动由万有引力提供向心力，有：G=m得：v==设质量为m′的物体，在地球表面附近有：且：GM=得：v=（2）地球同步通信卫星的运行周期T为：-22-\n得：T=2π；答：（1）地球同步通信卫星的环绕速度；（2）地球同步通信卫星的运行周期2π．【点评】本题是万有引力提供向心力公式的直接应用，属于基础题，注意轨道半径与地球半径的不同，学生容易将高度当作轨道半径来计算．27．如图所示，一名滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员的质量m=60kg．不计空气阻力．（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：（1）O点与A点的距离L；（2）运动离开O点时的速度大小；（3）运动员落到A点时的动能．【考点】动能定理的应用；平抛运动．【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）从O点水平飞出后，人做平抛运动，根据水平方向上的匀速直线运动，竖直方向上的自由落体运动可以求得A点与O点的距离L；（2）运动员离开O点时的速度就是平抛初速度的大小，根据水平方向上匀速直线运动可以求得；（3）整个过程中机械能守恒，根据机械能守恒可以求得落到A点时的动能．【解答】解：（1）由O点到A点，运动员做平抛运动，竖直位移大小为O点与A点的距离（2）水平位移x=Lcos37°=75×0.8=60m由x=v0t-22-\n得所以运动离开O点时的速度大小为20m/s（3）由O点到A点，由动能定理得=39000J答：（1）O点与A点的距离L为75m；（2）运动离开O点时的速度大小为20m/s；（3）运动员落到A点时的动能为39000J．【点评】人离开O点后做平抛运动，同时整个过程中机械能守恒，这两部分内容也是整个高中的重点，一定要掌握住平抛运动的规律和机械能守恒的条件．28．把一个质量为m=0．lkg的小球用细线悬挂起来，让小球在竖直平面内摆动，摆动中小球最高位置与最低位置的高度差为h=1.25m．不计阻力，取重力加速度g=10m/s2．在小球从最高位置摆到最低位置的过程中，问：（1）小球的机械能是否守恒？（只需填“守恒”或“不守恒”）（2）重力对小球所做的功W是多少？（3）小球摆到最低位置时，速度的大小v是多少？【考点】机械能守恒定律；功能关系．【分析】（1）机械能守恒的条件是只有重力做功，据此分析即可．（2）重力做功由W=mgh求，h是初末位置的高度差．（3）根据机械能守恒定律求小球摆到最低位置时速度的大小v．【解答】解：（1）在小球从最高位置摆到最低位置的过程中，细线的拉力与速度始终垂直，拉力对小球不做功，只有重力做功，则小球的机械能守恒．（2）重力对小球所做的功W=mgh=0.1×10×1.25J=1.25J（3）根据机械能守恒定律得：mgh=得v===5m/s答：（1）小球的机械能守恒．（2）重力对小球所做的功W是1.25J．（3）小球摆到最低位置时，速度的大小v是5m/s．【点评】本题考查机械能守恒定律的应用，要注意明确机械能守恒定律的表达式的正确书写．也可以根据动能定理求．-22-