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高中物理必修二期末模拟 基础篇（1）（含答案）
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这是一份高中物理必修二期末模拟 基础篇（1）（含答案），共14页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）
1.关于曲线运动，以下说法中正确的是（ ）
A. 做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的
B. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
C. 平抛运动是一种匀变速运动
D. 物体只有受到方向时刻变化的力的作用才可能做曲线运动
【答案】C
【解析】
做匀速圆周运动的物体所受合外力提供向心力，合力的大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻改变，故A错误；曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线，平抛运动合力恒定，加速度恒定，故平抛运动为匀变速运动，故BD错误，C正确．
2.下列有关物理知识和史事的说法，正确的是（ ）
A. 伽利略发现了万有引力定律
B. 卡文迪许用扭秤装置第一次测量出了引力常量
C. 发射地球同步卫星发射速度应介于11.2km/s与16.7km/s之间
D. 哥白尼发现了行星运动的三大规律，为人们解决行星运动学问题提供了依据
【答案】B
【解析】
A、牛顿发现了万有引力定律，故A错误；
B、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故B正确；
C、根据，得，可知第一宇宙速度，由于地球的同步卫星大于地球的半径，则发射速度是介于和之间的某一值，故C错误；
D、开普勒提出了行星运动规律，为人们解决行星运动学问题提供了依据，故D错误．
3.以下对有关情景描述符合物理学实际的是（ ）
A. 洗衣机脱水时利用向心运动把附着在衣物上的水份甩掉
B. 汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力大于汽车重力
C. 绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的宇航员处于平衡状态
D. 火车轨道在弯道处应设计成外轨高内轨低
【答案】D
【解析】
A、洗衣机脱水时，附着在衣物上的水做圆周运动，当做圆周运动所需的向心力大于水滴的合力时，水滴将做离心运动，故A符合物理实际；
B、对汽车受力分析：，所以再由牛顿第三定律可知：，故B错误；
C、绕地球沿圆轨道飞行航天器中悬浮的液滴也在做圆周运动，万有引力用来提供向心力，液滴此时处于完全失重状态，故C错误．
D、铁轨内高外低，此时火车转弯内外轨道均不受侧向压力作用，火车靠重力与支持力的合力提供向心力，故D正确．
4.单车共享是目前中国规模最大的校园交通代步解决方案，为广大高校师生提供了方便快捷、低碳环保、经济实用的共享单车服务．如图所示是一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和齿轮外沿上的点，其中RA=2RB=5RC，下列说法中正确的是（ ）
A. B点与C点的角速度，
B. A点与C点的线速度，
C. A点与B点的角速度，
D. A点和B点的线速度，
【答案】C
【解析】
B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故，根据，得：，故A错误；由于A轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，根据，得：，故B错误；因，而，，故，，故C正确，D错误；故选C．
5.如图所示，完全相同的三个金属小球a、b、c位于距离地面同一高度处，现以等大的初速度使三个小球同时开始运动，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，忽略空气阻力．以下说法不正确的是（ ）
A. 落地之前，三个小球均做匀变速运动
B. 落地之前，三个小球在任意相等时间内动量增量相同
C. b、c 所能达到的最大高度相同
D. 三个小球落地时的速度大小相等
【答案】C
【解析】
三个球初始高度相同，三个小球都是只受到重力的作用，加速度都等于重力加速度，所以都做匀变速运动，故A正确；三个小球的质量相等，根据动量定理可知，三个小球在任意相等时间内动量的增量．也是相等的，故B正确．三个球初始高度相同，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，开始时沿竖直方向向上的分速度a最小，b最大，所以b上升的高度最大，a上升的高度最小，故C错误；小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则有：，，由于三个小球的质量m、初位置的高度h和初速度大小都相等，则落地时速度大小相等，故D正确；本题选择不正确的，故选C．
6.北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）、 俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后的第三个成熟的卫星导航系统．已知某北斗导航 卫星的轨道高度约为 21500km，同步卫星的轨道高度约为 36000km，地球半径约为 6400km，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该导航卫星的线速度大于7.9km/s
B. 地球同步卫星的运转角速度大于该导航卫星的运转角速度
C. 地球赤道上的物体随地球自转的周期小于该导航卫星的运转周期
D. 该导航卫星的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
【答案】D
【解析】
根据，得，故轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半径为地球的半径，所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度，所以静止轨道卫星和中轨卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度，故A错误；根据，得，导航卫星的轨道半径小，所以地球同步轨道卫星的运转角速度小于导航卫星的运转角速度，故B错误．根据，得，所以导航卫星的周期小于静止轨道卫星的周期，则导航卫星的周期小于地球赤道上物体随地球自转的周期．故C错误．根据，得，轨道半径越大，向心加速度越小，导航卫星的轨道半径小，向心加速度大．故D正确．故选D．
7.中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家．报道称新一代高速列车牵引功率达9000kW，持续运行速度为350km/h，则新一代高速列车从北京开到杭州全长约为1300km，则列车在动力上耗电约为：( )
A. 3.3×103kW·hB. 3.3×104kW·h
C. 3.3×105kW·hD. 3.3×106kW·h
【答案】B
【解析】
列车从北京开到杭州所用时间为
列车在动力上耗电约为
故选B．
8.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示．下列判断正确的是（ ）
A. 0～2s内外力的平均功率是6W
B. 第2s内外力所做的功是4J
C. 第1s末的功率为4W
D. 第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶4
【答案】D
【解析】
A．0-1s内，物体的加速度
则质点在0-1s内的位移
1s末的速度
第2s内物体的加速度
第2s内的位移
物体在0-2s内外力F做功的大小
可知0-2s内外力的平均功率
故A错误．
B．第2s内外力做功的大小
故B错误；
C．第1s末外力的瞬时功率
故C错误；
D．第1s末外力的瞬时功率
第2s末的速度
则外力的瞬时功率
第1s末和第2s末外力的瞬时功率之比为9：4，故D正确；
故选D．
9.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如右图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A. a绳的张力不可能为零
B. a绳的张力随角速度的增大而增大
C. 当角速度，b绳将出现弹力
D. 若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化
【答案】AC
【解析】
小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确；根据竖直方向上平衡得，Fasinθ=mg，解得，可知a绳的拉力不变，故B错误；当b绳拉力为零时，有：，解得，可知当角速度时，b绳出现弹力，故C正确；由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误．
10.如图所示，长为L的细绳一端固定于O点，另一端系住一质量为m的小球，将细绳拉直至水平，小球从P位置从静止开始释放，运动过程中通过最低位置Q，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 从P到Q过程中，小球重力功率一直增大
B. 从P到Q过程中，小球重力功率先增大后减小
C. 小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=3mg
D. 小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=2mg
【答案】BC
【解析】
AB．在释放时，速度为零，重力的重力为零，在Q点时，速度方向与重力方向垂直，重力的功率为零，在下降过程中，速度在竖直方向的分量先增大后减小，故小球重力功率先增大后减小，故A错误，B正确；
CD．根据机械能守恒定律可知
在最低点
解得
故C正确，D错误；
故选BC．
11.如图，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为μ，当货物从A点运动到B点的过程中，摩擦力对货物做的功可能（ ）
A. 大于
B. 大于umgs
C. 小于
D. 小于umgs
【答案】CD
【解析】
若物块一直做匀变速直线运动,根据动能定理有Wf=△EK，Wf=μmgx；知△EK可能等于，可能小于．不可能大于．
若物块先做匀变速直线运动，然后做匀速直线运动，根据动能定理有Wf=△EK，Wf<μmgx；知△EK可能等于μmgx，可能小于μmgx，不可能大于μmgx，故不可能的是C，ABD都有可能．
本题选不可能的，故选C．
12.如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙．用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E．这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ）
A. 撤去F后，机械能守恒
B. 撤去F后，A离开竖直墙前，机械能守恒
C. 撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为
D. 撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E
【答案】BC
【解析】撤去F后，A离开竖直墙前，由于只有弹力做功，所以机械能守恒；撤去F后，A离开竖直墙后，当两者共速时，弹簧弹性势能最大，此时，，,即此时弹簧的弹性势能最大值为E/3．选项BC正确．
二、实验题（12分）
13.用如图所示实验装置验证机械能守恒定律．
通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h．
（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪个物理量______．
A．A点与地面间的距离H
B．小铁球的质量m
C．小铁球从A到B的下落时间tAB
D．小铁球的直径d
（2）小铁球通过光电门时的瞬时速度v=______，若下落过程中机械能守恒，则与h的关系式为：=____________．
【答案】 (1). D (2). (3).
【解析】
（1）A、根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；
B、根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；
C、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；
D、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．
故选D．
（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故，根据机械能守恒的表达式有：，约去质量m，即：．
14.“验证动能定理”的实验装置如图甲所示．
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度大小a＝_____m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后，拆去打点计时器．在木板上的B点固定一个光电计时器，小车上固定一遮光片，如图丙所示．将5个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，并且每次都控制小车从A点静止释放．记录每一次光电计时器的示数．本实验应取砝码盘及盘中砝码、小车（及车上挡光片、砝码）作为一个系统，即研究对象．那么，是否需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量？_______（选填“是”或“否”）；每次从小车上取走砝码后，是否需要重新平衡摩擦力？_______（选填“是”或“否”）
【答案】 (1). 0.16 (2). 否 (3). 否
【解析】
（1）由图乙可得：纸带上的时间间隔，相邻时间间隔的位移差，故；（2）对系统进行受力分析可得：砝码盘及盘中砝码的重力等于合外力，进而由合外力求得小车加速度；在此过程中，对砝码盘及盘中砝码的质量没有要求，故不需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量；小车和木板之前的动摩擦因数不变，故只要保证木板倾斜角不变，那么，小车受到的摩擦力和重力沿斜面分量总是等大反向，故不需要重新平衡摩擦力.
三、计算题（本大题共4个小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用依山势特别建造的跳台进 行的。运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出，在空 中飞行一段距离后着陆。已知运动员由山坡顶的 A 点沿水平方向飞出，速度为 v0=20m/s，到山坡上的 B 点着陆，如图所示，山坡倾角为 θ= 37°，山坡可以看成 一个斜面。（g=10m/s2，sin37º=0.6，cs37º=0.8）求：
(1)运动员在空中飞行的时间 t；
(2)AB 间的距离 s。
【答案】(1)3s；(2)75m。
【解析】
(1) 运动员由A到B做平抛运动，水平方向的位移为
x=v0t
竖直方向的位移为
可得
(2) 由题意可知
根据几何关系可知
将t=3s代入上式，得
s=75m
16.2013年6月11日，我国成功发射了神舟十号飞船，升空后和目标飞行器天宫一号交会对接，3名航天员再次探访天宫一号，并开展相关空间科学试验．已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，设神舟十号飞船绕地球做匀速圆周运动的周期为T．求：
（1）地球的质量M和平均密度ρ；
（2）神舟十号飞船的轨道半径r．
【答案】（1） ; （2）
【解析】（1）根据地球表面万有引力等于重力求得地球质量，然后根据球体体积公式，由平均密度定义求得地球密度；（2）由飞船做圆周运动，万有引力做向心力求解．
（1）设地球质量为M，地球的密度为，飞船质量为m
由飞船在地表时所受重力等于万有引力可得：
解得：地球质量
地球体积
解得：地球密度
（2）设飞船的轨道半径为r，由万有引力做向心力可得：
解得：轨道半径
17.如图所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为 小球A，另一端连接质量为M=4kg的重物B，已知g=10m/s2，则：
（1）当A球沿半径r=0.1m的圆周做匀速圆周运动，其角速度ω1为多大时，B物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态？
（2）当小球A的角速度为ω2=10rad/s时，物体B对地面的压力为多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）当B对地面恰好无压力时，有：，拉力提供小球A所需向心力，则：，则有：．
（2）对小球A来说，小球受到的重力和支持力平衡．因此绳子的拉力提供向心力，则：，对物体B来说，物体受到三个力的作用：重力、绳子的拉力、地面的支持力，由力的平衡条件可得：故，将代入可得：，由牛顿第三定律可知，B对地面的压力为，方向竖直向下．
18.如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC为光滑半圆形轨道，半径为R，CD为水平粗糙轨道，一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点B由静止释放，滑至D点恰好静止，CD间距为5R．已知重力加速度为g．求：
（1）小滑块到达C点时对圆轨道压力N的大小；
（2）小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ；
（3）现使小滑块在D点获得一初动能Ek，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A，求小滑块在D点获得的初动能Ek．
【答案】（1）3mg （2）0.2 （3）3.5mgR
【解析】
（1）小滑块在光滑半圆轨道上运动只有重力做功，故机械能守恒，设小滑块到达C点时的速度为，根据机械能守恒定律得：
在C点，由牛顿第二定律得：
联立解得：
根据牛顿第三定律，小滑块到达C点时，对圆轨道压力的大小
（2）小滑块从B到D的过程中只有重力、摩擦力做功根据动能定理得：
解得：
（3）根据题意，小滑块恰好能通过圆轨道的最高点A，设小滑块到达A点时的速度为
此时重力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
小滑块从D到A的过程中只有重力、摩擦力做功根据动能定理得：
解得：
一、选择题（本题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）
1.关于曲线运动，以下说法中正确的是（ ）
A. 做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的
B. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
C. 平抛运动是一种匀变速运动
D. 物体只有受到方向时刻变化的力的作用才可能做曲线运动
【答案】C
【解析】
做匀速圆周运动的物体所受合外力提供向心力，合力的大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻改变，故A错误；曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线，平抛运动合力恒定，加速度恒定，故平抛运动为匀变速运动，故BD错误，C正确．
2.下列有关物理知识和史事的说法，正确的是（ ）
A. 伽利略发现了万有引力定律
B. 卡文迪许用扭秤装置第一次测量出了引力常量
C. 发射地球同步卫星发射速度应介于11.2km/s与16.7km/s之间
D. 哥白尼发现了行星运动的三大规律，为人们解决行星运动学问题提供了依据
【答案】B
【解析】
A、牛顿发现了万有引力定律，故A错误；
B、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故B正确；
C、根据，得，可知第一宇宙速度，由于地球的同步卫星大于地球的半径，则发射速度是介于和之间的某一值，故C错误；
D、开普勒提出了行星运动规律，为人们解决行星运动学问题提供了依据，故D错误．
3.以下对有关情景描述符合物理学实际的是（ ）
A. 洗衣机脱水时利用向心运动把附着在衣物上的水份甩掉
B. 汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力大于汽车重力
C. 绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的宇航员处于平衡状态
D. 火车轨道在弯道处应设计成外轨高内轨低
【答案】D
【解析】
A、洗衣机脱水时，附着在衣物上的水做圆周运动，当做圆周运动所需的向心力大于水滴的合力时，水滴将做离心运动，故A符合物理实际；
B、对汽车受力分析：，所以再由牛顿第三定律可知：，故B错误；
C、绕地球沿圆轨道飞行航天器中悬浮的液滴也在做圆周运动，万有引力用来提供向心力，液滴此时处于完全失重状态，故C错误．
D、铁轨内高外低，此时火车转弯内外轨道均不受侧向压力作用，火车靠重力与支持力的合力提供向心力，故D正确．
4.单车共享是目前中国规模最大的校园交通代步解决方案，为广大高校师生提供了方便快捷、低碳环保、经济实用的共享单车服务．如图所示是一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和齿轮外沿上的点，其中RA=2RB=5RC，下列说法中正确的是（ ）
A. B点与C点的角速度，
B. A点与C点的线速度，
C. A点与B点的角速度，
D. A点和B点的线速度，
【答案】C
【解析】
B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故，根据，得：，故A错误；由于A轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，根据，得：，故B错误；因，而，，故，，故C正确，D错误；故选C．
5.如图所示，完全相同的三个金属小球a、b、c位于距离地面同一高度处，现以等大的初速度使三个小球同时开始运动，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，忽略空气阻力．以下说法不正确的是（ ）
A. 落地之前，三个小球均做匀变速运动
B. 落地之前，三个小球在任意相等时间内动量增量相同
C. b、c 所能达到的最大高度相同
D. 三个小球落地时的速度大小相等
【答案】C
【解析】
三个球初始高度相同，三个小球都是只受到重力的作用，加速度都等于重力加速度，所以都做匀变速运动，故A正确；三个小球的质量相等，根据动量定理可知，三个小球在任意相等时间内动量的增量．也是相等的，故B正确．三个球初始高度相同，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，开始时沿竖直方向向上的分速度a最小，b最大，所以b上升的高度最大，a上升的高度最小，故C错误；小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则有：，，由于三个小球的质量m、初位置的高度h和初速度大小都相等，则落地时速度大小相等，故D正确；本题选择不正确的，故选C．
6.北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）、 俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后的第三个成熟的卫星导航系统．已知某北斗导航 卫星的轨道高度约为 21500km，同步卫星的轨道高度约为 36000km，地球半径约为 6400km，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该导航卫星的线速度大于7.9km/s
B. 地球同步卫星的运转角速度大于该导航卫星的运转角速度
C. 地球赤道上的物体随地球自转的周期小于该导航卫星的运转周期
D. 该导航卫星的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
【答案】D
【解析】
根据，得，故轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半径为地球的半径，所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度，所以静止轨道卫星和中轨卫星的线速度均小于地球的第一宇宙速度，故A错误；根据，得，导航卫星的轨道半径小，所以地球同步轨道卫星的运转角速度小于导航卫星的运转角速度，故B错误．根据，得，所以导航卫星的周期小于静止轨道卫星的周期，则导航卫星的周期小于地球赤道上物体随地球自转的周期．故C错误．根据，得，轨道半径越大，向心加速度越小，导航卫星的轨道半径小，向心加速度大．故D正确．故选D．
7.中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家．报道称新一代高速列车牵引功率达9000kW，持续运行速度为350km/h，则新一代高速列车从北京开到杭州全长约为1300km，则列车在动力上耗电约为：( )
A. 3.3×103kW·hB. 3.3×104kW·h
C. 3.3×105kW·hD. 3.3×106kW·h
【答案】B
【解析】
列车从北京开到杭州所用时间为
列车在动力上耗电约为
故选B．
8.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示．下列判断正确的是（ ）
A. 0～2s内外力的平均功率是6W
B. 第2s内外力所做的功是4J
C. 第1s末的功率为4W
D. 第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶4
【答案】D
【解析】
A．0-1s内，物体的加速度
则质点在0-1s内的位移
1s末的速度
第2s内物体的加速度
第2s内的位移
物体在0-2s内外力F做功的大小
可知0-2s内外力的平均功率
故A错误．
B．第2s内外力做功的大小
故B错误；
C．第1s末外力的瞬时功率
故C错误；
D．第1s末外力的瞬时功率
第2s末的速度
则外力的瞬时功率
第1s末和第2s末外力的瞬时功率之比为9：4，故D正确；
故选D．
9.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如右图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A. a绳的张力不可能为零
B. a绳的张力随角速度的增大而增大
C. 当角速度，b绳将出现弹力
D. 若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化
【答案】AC
【解析】
小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确；根据竖直方向上平衡得，Fasinθ=mg，解得，可知a绳的拉力不变，故B错误；当b绳拉力为零时，有：，解得，可知当角速度时，b绳出现弹力，故C正确；由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误．
10.如图所示，长为L的细绳一端固定于O点，另一端系住一质量为m的小球，将细绳拉直至水平，小球从P位置从静止开始释放，运动过程中通过最低位置Q，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 从P到Q过程中，小球重力功率一直增大
B. 从P到Q过程中，小球重力功率先增大后减小
C. 小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=3mg
D. 小球通过最低位置Q时绳弹力大小T=2mg
【答案】BC
【解析】
AB．在释放时，速度为零，重力的重力为零，在Q点时，速度方向与重力方向垂直，重力的功率为零，在下降过程中，速度在竖直方向的分量先增大后减小，故小球重力功率先增大后减小，故A错误，B正确；
CD．根据机械能守恒定律可知
在最低点
解得
故C正确，D错误；
故选BC．
11.如图，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为μ，当货物从A点运动到B点的过程中，摩擦力对货物做的功可能（ ）
A. 大于
B. 大于umgs
C. 小于
D. 小于umgs
【答案】CD
【解析】
若物块一直做匀变速直线运动,根据动能定理有Wf=△EK，Wf=μmgx；知△EK可能等于，可能小于．不可能大于．
若物块先做匀变速直线运动，然后做匀速直线运动，根据动能定理有Wf=△EK，Wf<μmgx；知△EK可能等于μmgx，可能小于μmgx，不可能大于μmgx，故不可能的是C，ABD都有可能．
本题选不可能的，故选C．
12.如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙．用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E．这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ）
A. 撤去F后，机械能守恒
B. 撤去F后，A离开竖直墙前，机械能守恒
C. 撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为
D. 撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E
【答案】BC
【解析】撤去F后，A离开竖直墙前，由于只有弹力做功，所以机械能守恒；撤去F后，A离开竖直墙后，当两者共速时，弹簧弹性势能最大，此时，，,即此时弹簧的弹性势能最大值为E/3．选项BC正确．
二、实验题（12分）
13.用如图所示实验装置验证机械能守恒定律．
通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h．
（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪个物理量______．
A．A点与地面间的距离H
B．小铁球的质量m
C．小铁球从A到B的下落时间tAB
D．小铁球的直径d
（2）小铁球通过光电门时的瞬时速度v=______，若下落过程中机械能守恒，则与h的关系式为：=____________．
【答案】 (1). D (2). (3).
【解析】
（1）A、根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；
B、根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；
C、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；
D、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．
故选D．
（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故，根据机械能守恒的表达式有：，约去质量m，即：．
14.“验证动能定理”的实验装置如图甲所示．
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度大小a＝_____m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后，拆去打点计时器．在木板上的B点固定一个光电计时器，小车上固定一遮光片，如图丙所示．将5个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，并且每次都控制小车从A点静止释放．记录每一次光电计时器的示数．本实验应取砝码盘及盘中砝码、小车（及车上挡光片、砝码）作为一个系统，即研究对象．那么，是否需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量？_______（选填“是”或“否”）；每次从小车上取走砝码后，是否需要重新平衡摩擦力？_______（选填“是”或“否”）
【答案】 (1). 0.16 (2). 否 (3). 否
【解析】
（1）由图乙可得：纸带上的时间间隔，相邻时间间隔的位移差，故；（2）对系统进行受力分析可得：砝码盘及盘中砝码的重力等于合外力，进而由合外力求得小车加速度；在此过程中，对砝码盘及盘中砝码的质量没有要求，故不需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量；小车和木板之前的动摩擦因数不变，故只要保证木板倾斜角不变，那么，小车受到的摩擦力和重力沿斜面分量总是等大反向，故不需要重新平衡摩擦力.
三、计算题（本大题共4个小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用依山势特别建造的跳台进 行的。运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出，在空 中飞行一段距离后着陆。已知运动员由山坡顶的 A 点沿水平方向飞出，速度为 v0=20m/s，到山坡上的 B 点着陆，如图所示，山坡倾角为 θ= 37°，山坡可以看成 一个斜面。（g=10m/s2，sin37º=0.6，cs37º=0.8）求：
(1)运动员在空中飞行的时间 t；
(2)AB 间的距离 s。
【答案】(1)3s；(2)75m。
【解析】
(1) 运动员由A到B做平抛运动，水平方向的位移为
x=v0t
竖直方向的位移为
可得
(2) 由题意可知
根据几何关系可知
将t=3s代入上式，得
s=75m
16.2013年6月11日，我国成功发射了神舟十号飞船，升空后和目标飞行器天宫一号交会对接，3名航天员再次探访天宫一号，并开展相关空间科学试验．已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，设神舟十号飞船绕地球做匀速圆周运动的周期为T．求：
（1）地球的质量M和平均密度ρ；
（2）神舟十号飞船的轨道半径r．
【答案】（1） ; （2）
【解析】（1）根据地球表面万有引力等于重力求得地球质量，然后根据球体体积公式，由平均密度定义求得地球密度；（2）由飞船做圆周运动，万有引力做向心力求解．
（1）设地球质量为M，地球的密度为，飞船质量为m
由飞船在地表时所受重力等于万有引力可得：
解得：地球质量
地球体积
解得：地球密度
（2）设飞船的轨道半径为r，由万有引力做向心力可得：
解得：轨道半径
17.如图所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为 小球A，另一端连接质量为M=4kg的重物B，已知g=10m/s2，则：
（1）当A球沿半径r=0.1m的圆周做匀速圆周运动，其角速度ω1为多大时，B物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态？
（2）当小球A的角速度为ω2=10rad/s时，物体B对地面的压力为多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）当B对地面恰好无压力时，有：，拉力提供小球A所需向心力，则：，则有：．
（2）对小球A来说，小球受到的重力和支持力平衡．因此绳子的拉力提供向心力，则：，对物体B来说，物体受到三个力的作用：重力、绳子的拉力、地面的支持力，由力的平衡条件可得：故，将代入可得：，由牛顿第三定律可知，B对地面的压力为，方向竖直向下．
18.如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC为光滑半圆形轨道，半径为R，CD为水平粗糙轨道，一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点B由静止释放，滑至D点恰好静止，CD间距为5R．已知重力加速度为g．求：
（1）小滑块到达C点时对圆轨道压力N的大小；
（2）小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ；
（3）现使小滑块在D点获得一初动能Ek，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A，求小滑块在D点获得的初动能Ek．
【答案】（1）3mg （2）0.2 （3）3.5mgR
【解析】
（1）小滑块在光滑半圆轨道上运动只有重力做功，故机械能守恒，设小滑块到达C点时的速度为，根据机械能守恒定律得：
在C点，由牛顿第二定律得：
联立解得：
根据牛顿第三定律，小滑块到达C点时，对圆轨道压力的大小
（2）小滑块从B到D的过程中只有重力、摩擦力做功根据动能定理得：
解得：
（3）根据题意，小滑块恰好能通过圆轨道的最高点A，设小滑块到达A点时的速度为
此时重力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
小滑块从D到A的过程中只有重力、摩擦力做功根据动能定理得：
解得：
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