2015-2016学年浙江省湖州中学高一（下）期中物理试卷

一、单项选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分．在每小题的4个选项中，选择一个最佳选项．）

1．用一恒力F沿水平方向推质量为M的A，在光滑水平面上前进了位移为S，F做的功为W1；用同一恒力F沿水平方向推质量为2M的B，在粗糙的水平地面上前进的位移S，F做的功为W2，比较两次做功，判断正确的是（　　）

A．W1＜W2B．W1=W2C．W1＞W2D．无法比较

2．A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引，如果A带正电则（　　）

A．B、C球均带负电

B．B球带负电，C球带正电

C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电

D．B、C球都不带电

3．假设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若卫星离地面越高，则卫星的（　　）

A．速度越大 B．角速度越大

C．向心加速度越大 D．周期越长

4．当重力对物体做正功时，物体的（　　）

A．重力势能一定增加，动能一定减小

B．重力势能一定减小，动能一定增加

C．重力势能不一定减小，动能一定增加

D．重力势能一定减小，动能不一定增加

5．关于电场强度的定义式为E=，下列说法中正确的是（　　）

A．该定义式只适用于点电荷产生的电场

B．F是检验电荷所受到的电场力，q是产生电场的电荷电量

C．场强的方向与F的方向相同

D．由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比

6．一个质量为m的小球，在高空自由下落，t时刻重力的功率是（　　）

A．mg2•t B． C． D．mg2•t2

7．若带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内（　　）

A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动

B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动

C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动

D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动

8．人造地球卫星离地面的高度等于地球半径R，卫星以速度v沿圆轨道运动，设地面的重力加速度为g，则有（　　）

A．v=B．v=C．v=D．v=2

9．如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩．将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，则小球在上升过程中

①小球的动能先增大后减小

②小球在离开弹簧时动能最大

③小球动能最大时弹性势能为零

④小球动能减为零时，重力势能最大

以上说法中正确的是（　　）

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

10．关于绕地球转的同步卫星，下列说法中正确的是（　　）

A．它们的速率可以不同 B．它们的加速度大小可以不同

C．它们离地心的距离可以不同 D．它们的质量可以不同

11．如图所示，桌面高度为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，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（　　）

A．mgh B．mgH C．mg（H+h） D．mg（H﹣h）

12．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，下列说法中不正确的是（　　）

A．物体的动能增加了mgh

B．物体的机械能减少了mgh

C．物体克服阻力所做的功为mgh

D．物体的重力势能减少了mgh

13．人用手托着质量为m的“小苹果”，从静止开始沿水平方向运动，前进距离l后，速度为v（物体与手始终相对静止），物体与手掌之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（　　）

A．手对苹果的作用力方向竖直向上

B．苹果所受摩擦力大小为μmg

C．手对苹果做的功为mv2

D．苹果对手不做功

14．如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为（　　）

A．mgLω B． mgLω C． mgLω D． mgLω

二、填空题和实验题：（每空2分，共20分）

15．在电场中某点引入电量为q的正电荷，这个电荷受到的电场力为F，则该点场强为　　　　　　，若在这点引入电量为2q的负电荷时，则该点的电场强度为　　　　　　．

16．重为50N的物体，在恒定拉力作用下以1m/s2的加速度，竖直升高10m，此过程中物体的重力势能变化了　　　　　　J，拉力做功　　　　　　J．

17．如图所示，水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度v匀速运动，现将质量为m的某物块由静止放在传送带上的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数为μ，对于这一过程中，摩擦力对物块做的功为　　　　　　，由物块与传送带组成的系统因摩擦产生的热量为　　　　　　．

18．三个电量相同的正电荷Q，放在等边三角形的三个顶点上，问在三角形的中心应放置　　　　　　的电荷，才能使作用于每个电荷上的合力为零？

19．在“验证机械能守恒定律”的实验中

（1）现有器材是打点计时器，交流电源、直流电源、纸带、带夹子的重物、刻度尺、天平、铁架台，其中该实验不需要的器材是　　　　　　．

（2）实验中，需要计算得到的物理量是：　　　　　　

A、下落的高度 B、重力加速度 C、重锤的质量 D、重锤的下落速度

（3）实验中，若打点计时器没能完全竖直，以致于纸带通过限位孔时受到阻力，同时空气也有阻力作用，则比较下落时物体减小的重力势能和增加的动能，应有△EP　　　　　　△EK（填“＞”、“＜”或“=”）

三、计算题：（4题，共38分．请写出必要的计算过程和必要的文字说明，只写答案不给分．）

20．一颗人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，它运动的半径是r，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，求：

（1）卫星绕地球运动的速度大小是多少？

（2）卫星绕地球运动的周期是多少？

21．一种氢气燃料的汽车，质量为m=2.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s2．达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶．试求：

（1）汽车的最大行驶速度；

（2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度；

（3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率．

22．如图，光滑的水平面AB与光滑的半圆形轨道相接触，直径BC竖直，圆轨道半径为R一个质量为m的物体放在A处，AB=2R，物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动，当物体运动到B点时撤去水平外力之后，物体恰好从圆轨道的顶点C水平抛出．物块运动过程中空气阻力不计试求：

（1）水平力F？

（2）物体在B点和C点对轨道的压力差？

23．滑草逐渐成为一项新兴娱乐活动．某体验者乘坐滑草车运动过程简化为如图所示，滑草车从A点静止滑下，滑到B点时速度大小不变而方向变为水平，再滑过一段水平草坪后从C点水平抛出，最后落在三角形状的草堆上．已知斜坡AB与水平面的夹角θ=37°，长为xAB=15m，水平草坪BC长为xBC=10m．从A点滑到了B点用时3s．该体验者和滑草车的质量m=60kg，运动过程中看成质点，在斜坡上运动时空气阻力不计．（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）

（1）求滑草车和草坪之间的动摩擦因数？

（2）体验者滑到水平草坪时，恰好受到与速度方向相反的水平恒定风力的作用，风速大小为5m/s，已知风的阻力大小F与风速v满足经验公式F=1.2v2．求体验者滑到C点时的速度大小？

（3）已知三角形的草堆的最高点D与C点等高，且距离C点6m，其左顶点E位于C点正下方3m处．在某次滑草过程中，体验者和滑草车离开C点时速度大小为7m/s，无风力作用，空气阻力忽略不计，求体验者和滑草车落到草堆时的动能？

2015-2016学年浙江省湖州中学高一（下）期中物理试卷

参考答案与试题解析

一、单项选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分．在每小题的4个选项中，选择一个最佳选项．）

1．用一恒力F沿水平方向推质量为M的A，在光滑水平面上前进了位移为S，F做的功为W1；用同一恒力F沿水平方向推质量为2M的B，在粗糙的水平地面上前进的位移S，F做的功为W2，比较两次做功，判断正确的是（　　）

A．W1＜W2B．W1=W2C．W1＞W2D．无法比较

【考点】功的计算．

【分析】本题是对功的公式的直接应用，根据功的公式直接计算即可．

【解答】解：由于物体受到的都是恒力的作用，

根据恒力做功的公式W=Fs可知，在两次拉物体运动的过程中，推力的大小相同，物体运动的位移也相等，

所以两次拉力做的功相同，即W1=W2，所以B正确．

故选：B．

2．A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引，如果A带正电则（　　）

A．B、C球均带负电

B．B球带负电，C球带正电

C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电

D．B、C球都不带电

【考点】库仑定律．

【分析】已知AB相互吸引、BC相互吸引．由于A是正带电体，可以利用电荷间的作用规律来分析解决．突破口在小球A带正电．

【解答】解：AB相互吸引、又A带正电，说明B可能带负电，也可能不带电．而BC相互吸引，因此当B不带电时，则C一定带电，若B带负电，则C可能带正电，也可能不带电．但C和A间是相互吸引，因此C不可能带正电，所以B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电，故C正确，ABD错误．

故选C．

3．假设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若卫星离地面越高，则卫星的（　　）

A．速度越大 B．角速度越大

C．向心加速度越大 D．周期越长

【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．

【分析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据万有引力等于向心力，分别求出线速度、角速度、周期和加速度的表达式进行讨论即可．

【解答】解：设人造卫星的质量为m，轨道半径为r，线速度为v，公转周期为T，地球质量为M，由于人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由万有引力提供向心力得：

=mr=m=ma=mω2r

v=，T=2π，ω=，a=

卫星离地面越高，则周期越长，卫星的线速度越小，卫星的角速度越小，向心加速度越小，故ABC错误，D正确；

故选：D．

4．当重力对物体做正功时，物体的（　　）

A．重力势能一定增加，动能一定减小

B．重力势能一定减小，动能一定增加

C．重力势能不一定减小，动能一定增加

D．重力势能一定减小，动能不一定增加

【考点】重力势能的变化与重力做功的关系．

【分析】知道重力做功量度重力势能的变化，重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加．

知道合力做功量度动能的变化．合力做正功，动能增加；合力做负功，动能减小．

【解答】解：根据重力做功与重力势能变化的关系得：

wG=﹣△Ep当重力对物体做正功时，重力势能一定减小．

根据动能定理知道：

w合=△Ek当重力对物体做正功时，物体可能还受到其他的力做功，

所以对物体做的总功可能是正功，也有可能是负功，也有可能为0，

所以物体的动能可能增加，也有可能减小，也有可能不变．

故选D．

5．关于电场强度的定义式为E=，下列说法中正确的是（　　）

A．该定义式只适用于点电荷产生的电场

B．F是检验电荷所受到的电场力，q是产生电场的电荷电量

C．场强的方向与F的方向相同

D．由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比

【考点】电场强度．

【分析】E=是电场强度的定义式，q是检验电荷的电荷量，F是检验电荷所受的电场力，适用于任何电场．场强的方向与放在该点的正电荷所受的电场力方向相同．场强仅由电场本身决定．

【解答】解：A、E=是电场强度的定义式，适用于任何电场．故A错误．

B、公式中F是检验电荷所受的电场力，q是检验电荷的电荷量，故B错误．

C、场强的方向与放在该点的正电荷所受的电场力方向相同，与放在该点的负电荷所受的电场力方向相反．故C错误．

D、由F=Eq得知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比．故D正确．

故选D

6．一个质量为m的小球，在高空自由下落，t时刻重力的功率是（　　）

A．mg2•t B． C． D．mg2•t2

【考点】功率、平均功率和瞬时功率；自由落体运动．

【分析】小球做自由落体运动，根据自由落体运动的规律可以求得t时刻的速度的大小，在根据瞬时功率的公式可以求得功率的大小．

【解答】解：小球做自由落体运动，t时刻的速度为：v=gt

t时刻重力的功率为：P=mgv=mg•gt=mg2t

故选：A

7．若带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内（　　）

A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动

B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动

C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动

D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动

【考点】电势；电势差与电场强度的关系．

【分析】物体的运动情况取决于合力和初始条件．小球只受到电场力的作用，是否沿电场线运动，还要看电场线是直线还是曲线，有没有初速度，初速度方向与电场线的关系．只有当电场线是直线时，小球只受到电场力的作用才可能沿电场线运动．

【解答】解：物体的运动情况取决于合力和初始条件．小球只受到电场力的作用，是否沿电场线运动，还要看电场线是直线还是曲线，有没有初速度，初速度方向与电场线的关系．只有当电场线是直线时且小球的运动方向沿着电场线时，小球只受到电场力的作用才可能沿电场线运动．所以ABC错误，D正确．

故选：D

8．人造地球卫星离地面的高度等于地球半径R，卫星以速度v沿圆轨道运动，设地面的重力加速度为g，则有（　　）

A．v=B．v=C．v=D．v=2

【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．

【分析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再结合地球表面重力加速度的公式进行讨论即可．

【解答】解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有

F=F向

F=

F向=

因而①

在地球的表面：②

联立①②解得

故选：A

9．如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩．将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，则小球在上升过程中

①小球的动能先增大后减小

②小球在离开弹簧时动能最大

③小球动能最大时弹性势能为零

④小球动能减为零时，重力势能最大

以上说法中正确的是（　　）

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

【考点】功能关系．

【分析】小球开始受到重力、推力F和弹簧的支持力，三力平衡，撤去推力后，小球先向上做加速度不断减小的加速运动，后做加速度不断变大的减速运动，离开弹簧后做竖直上抛运动，结合功能关系和牛顿第二定律进行分析即可．

【解答】解：①将力F撤去小球向上弹起的过程中，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球所受的合力先向上后向下，所以小球先做加速运动，后做减速运动，所以小球的动能先增大后减小，故①正确；

②当弹簧的弹力与重力大小相等时，速度最大，动能最大，此时弹簧处于压缩状态，小球还没有离开弹簧．故②错误．

③小球动能最大时，弹簧处于压缩状态，弹性势能不为零，故③错误．

④小球动能减为零时，小球上升到最高点，重力势能最大，故④正确．

故选：B．

10．关于绕地球转的同步卫星，下列说法中正确的是（　　）

A．它们的速率可以不同 B．它们的加速度大小可以不同

C．它们离地心的距离可以不同 D．它们的质量可以不同

【考点】同步卫星．

【分析】根据引力提供向心力，列出表达式，结合卫星与地球同步，即周期相同，即可求解．

【解答】解：根据万有引力提供向心力，即有G=m=m=man，因周期T一定，则轨道半径r相同，线速度的大小与加速度大小相等，但卫星的质量不一定相同，故ABC错误，D正确．

故选：D．

11．如图所示，桌面高度为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，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（　　）

A．mgh B．mgH C．mg（H+h） D．mg（H﹣h）

【考点】机械能守恒定律．

【分析】小球落到地面瞬间重力势能可直接得到﹣mgh，但动能不知道，机械能不好直接确定．但最高点时速度为零，动能为零，机械能很快求出，根据小球下落过程中机械能守恒，落地时与刚下落时机械能相等，就能求出小球落到地面前的瞬间的机械能．

【解答】解：以桌面为参考平面，小球在最高点时机械能E=mgH

小球下落过程中机械能守恒，则小球落到地面前瞬间的机械能为mgH．故ACD错误，B正确．

故选：B．

12．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，下列说法中不正确的是（　　）

A．物体的动能增加了mgh

B．物体的机械能减少了mgh

C．物体克服阻力所做的功为mgh

D．物体的重力势能减少了mgh

【考点】功能关系．

【分析】要知道并能运用功能关系．

合力做功量度动能的变化．

除了重力其他的力做功量度机械能的变化．

重力做功量度重力势能的变化．

【解答】解：A、根据合力做功量度动能的变化，下落的加速度为g，那么物体的合力为mg，

w合=mgh，所以物体的动能增加了mgh．故A正确．

B、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力势能的变化，所以重力势能减少了mgh，物体的动能增加了mgh，即机械能就减少了mgh．故B不正确．

C、物体受竖直向下的重力和竖直向上的阻力，下落的加速度为g，根据牛顿第二定律得阻力为mg，

所以阻力做功wf=﹣fh=﹣mgh．所以物体克服阻力所做的功为mgh，故C正确．

D、重力做功wG=mgh，重力做功量度重力势能的变化，所以重力势能减少了mgh，故D正确．

故选B．

13．人用手托着质量为m的“小苹果”，从静止开始沿水平方向运动，前进距离l后，速度为v（物体与手始终相对静止），物体与手掌之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（　　）

A．手对苹果的作用力方向竖直向上

B．苹果所受摩擦力大小为μmg

C．手对苹果做的功为mv2

D．苹果对手不做功

【考点】功的计算；摩擦力的判断与计算．

【分析】根据动能定理求出手对苹果做功的大小，通过速度位移公式求出苹果的加速度，结合牛顿第二定律求出摩擦力的大小．

【解答】解：A、手对苹果的作用力是支持力和摩擦力的合力，方向斜向上．故A错误．

B、苹果的加速度a=，则摩擦力f=ma=，故B错误．

C、根据动能定理得，手对苹果做功的大小W=．故C正确，D错误．

故选：C．

14．如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为（　　）

A．mgLω B． mgLω C． mgLω D． mgLω

【考点】力矩的平衡条件；线速度、角速度和周期、转速；功率、平均功率和瞬时功率．

【分析】先根据力矩平衡条件求出拉力F的大小，再根据瞬时功率表达式求拉力的功率．

【解答】解：先求拉力F的大小．根据力矩平衡，，得；

再求速度；

再求力与速度的夹角θ=30°，所以功率P=Fvcosθ=．

故选：C．

二、填空题和实验题：（每空2分，共20分）

15．在电场中某点引入电量为q的正电荷，这个电荷受到的电场力为F，则该点场强为　　，若在这点引入电量为2q的负电荷时，则该点的电场强度为　　．

【考点】电场强度．

【分析】已知试探电荷所受的电场力F和电荷量q，根据电场强度的定义式E=求电场强度的大小．电场强度反映电场本身的性质，与放入电场中的试探电荷无关，电场中同一点电场强度是唯一确定的．

【解答】解：电荷量为q的正电荷在电场中受到的电场力为F，则该点的电场强度为 E=

电场强度由电场本身决定的，与试探电荷无关，所以在这点引入电荷量为2q的负电荷时，电场强度不变，仍为E=．

故答案为：，．

16．重为50N的物体，在恒定拉力作用下以1m/s2的加速度，竖直升高10m，此过程中物体的重力势能变化了　500　J，拉力做功　550　J．

【考点】功能关系；重力势能．

【分析】由重力计算公式求出重力势能的变化量；由牛顿第二定律求出拉力大小，然后由功的计算公式求出拉力做的功．

【解答】解：物体重力 G=50N，竖直上升的高度 h=10m，物体的质量为 m=5kg

重力势能增加了△EP=mgh=50×10=500J

物体以1m/s2的加速度上升10m，由牛顿第二定律得：

F﹣mg=ma，解得，拉力 F=55N，

拉力的功 W=Fh=55×10=550J；

故答案为：500，550．

17．如图所示，水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度v匀速运动，现将质量为m的某物块由静止放在传送带上的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数为μ，对于这一过程中，摩擦力对物块做的功为　mv2　，由物块与传送带组成的系统因摩擦产生的热量为　mv2　．

【考点】功能关系；功的计算．

【分析】摩擦力对物块做功等于物块动能的变化，根据动能定理求解；系统因摩擦产生的热量等于摩擦力与相对位移的乘积．

【解答】解：物块在运动过程中，只有滑动摩擦力对它做功，物块最终的速度等于传送带的速度，根据动能定理得：

摩擦力对物块做的功为 Wf=mv2﹣0=mv2．

设物块匀加速运动的时间为t，则物块与传送带相对位移大小为△x=vt﹣=0.5vt，此过程中物块对地的位移为 x物==0.5vt，则有△x=x物．

则系统摩擦生热为 Q=f•△x=fx物=Wf=mv2．

故答案为： mv2． mv2．

18．三个电量相同的正电荷Q，放在等边三角形的三个顶点上，问在三角形的中心应放置　﹣　的电荷，才能使作用于每个电荷上的合力为零？

【考点】库仑定律．

【分析】根据几何关系解出中心O点到三角形顶点的距离，每一个带电小球都处于静止状态，不妨研究A球，A球受力平衡，BC两球的对A是库仑斥力，O点的电荷2对A是库仑引力，列方程化简即可．

【解答】解：三个电量相同的正电荷Q，放在等边三角形ABC的三个顶点上，O点为三角形中心，

设三角形边长为L，由几何关系知：r=|AO|==L，

A球受力平衡，有：F2==F1=2Fcos 30°

其中F=，

所以联立解得：q=，由F2的方向知q带负电．

答：在三角形的中心应放置的负电荷，才能使作用于每个电荷上的合力为零．

19．在“验证机械能守恒定律”的实验中

（1）现有器材是打点计时器，交流电源、直流电源、纸带、带夹子的重物、刻度尺、天平、铁架台，其中该实验不需要的器材是　直流电源、天平　．

（2）实验中，需要计算得到的物理量是：　D　

A、下落的高度 B、重力加速度 C、重锤的质量 D、重锤的下落速度

（3）实验中，若打点计时器没能完全竖直，以致于纸带通过限位孔时受到阻力，同时空气也有阻力作用，则比较下落时物体减小的重力势能和增加的动能，应有△EP　＞　△EK（填“＞”、“＜”或“=”）

【考点】验证机械能守恒定律．

【分析】（1）需要打点计时器利用纸带求瞬时速度，打点计时器需要连接交流电源，根据实验原理以及数据处理方法选择需要的器材．

（2）物体重力势能的减少量△EP=mgh，物体动能的增加量△EK=mv2，由所验证方程，从而确定所测物理量；

（3）根据以上分析可知，减小的重力势能和增加的动能，两者大小．

【解答】解：（1）打点计时器需要交流电源，故不需要直流电源，验证机械能守恒定律时即需要验证mgh=mv2，可以看出两边质量m可以约掉，不需要称量出，故不需要天平，

（2）根据物体重力势能的减少量△EP=mgh，物体动能的增加量△EK=mv2，可知，需要测量的物理量有：下落的高度与下落的速度，而重力加速度通过查表即可，对于质量等式两边相约．

（3）由于阻力的影响，导致减小的重力势能大于增加的动能，

故答案为：（1）直流电源、天平；（2）D；（3）＞．

三、计算题：（4题，共38分．请写出必要的计算过程和必要的文字说明，只写答案不给分．）

20．一颗人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，它运动的半径是r，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，求：

（1）卫星绕地球运动的速度大小是多少？

（2）卫星绕地球运动的周期是多少？

【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．

【分析】由万有引力提供向心力可确定出速度，与周期的表达式．

【解答】解：万有引力提供向心力：①

又 GM=gR2②

则可得（1）v=（2）T=

答：（1）卫星绕地球运动的速度大小是．

（2）卫星绕地球运动的周期是．

21．一种氢气燃料的汽车，质量为m=2.0×103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s2．达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶．试求：

（1）汽车的最大行驶速度；

（2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度；

（3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率．

【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．

【分析】（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=fv求出最大速度．

（2）根据牛顿第二定律求出匀加速运动的牵引力，结合P=Fv求出匀加速运动的末速度．

（3）根据速度的大小确定汽车处于哪一个阶段，若处在匀加速运动阶段，结合P=Fv求出瞬时功率．

【解答】解：（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=Fv=fvm得，最大速度．

（2）根据牛顿第二定律得，F﹣f=ma，解得牵引力F=f+ma=20000×0.1+2000×1N=4000N，

则匀加速运动的末速度v=．

（3）因为5m/s＜20m/s，知汽车处于匀加速运动阶段，

则瞬时功率P′=Fv′=4000×5W=20kW．

答：（1）汽车的最大行驶速度为40m/s；

（2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度为20m/s；

（3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率为20kW．

22．如图，光滑的水平面AB与光滑的半圆形轨道相接触，直径BC竖直，圆轨道半径为R一个质量为m的物体放在A处，AB=2R，物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动，当物体运动到B点时撤去水平外力之后，物体恰好从圆轨道的顶点C水平抛出．物块运动过程中空气阻力不计试求：

（1）水平力F？

（2）物体在B点和C点对轨道的压力差？

【考点】机械能守恒定律；向心力．

【分析】（1）物体恰好从圆轨道的顶点C水平抛出，则在C点，由重力提供向心力，根据向心力公式求出到达C点的速度．物体从A到C的过程中，根据动能定理列式即可求水平力F．

（2）物体在BC段，根据机械能守恒定律求出物体通过B点的速度，物体通过B、C两点时，分别运用牛顿运动定律求出物体对轨道的压力，即可得到压力．

【解答】解：（1）物体恰好从圆轨道的定点C水平抛出，则在C点，由重力提供向心力，则有

mg=m

物体从A到C的过程中，根据动能定理得

F•2R﹣mg•2R=mvC2

代入数据得：F=mg

（2）物块在BC段满足机械能守恒，则有

mg•2R+mvC2=mvB2

根据牛顿第二定律得

在B点有：FNB﹣mg=m

代入数据解得 FNB=6mg

由牛顿第三定律可知，物块在B点对轨道的压力为6mg．

因为恰好过C点，所以物块在C点对轨道压力 FNC=0

所以FNB﹣FNC=6mg

答：

（1）水平力F是mg．

（2）物体在B点和C点对轨道的压力差是6mg．

23．滑草逐渐成为一项新兴娱乐活动．某体验者乘坐滑草车运动过程简化为如图所示，滑草车从A点静止滑下，滑到B点时速度大小不变而方向变为水平，再滑过一段水平草坪后从C点水平抛出，最后落在三角形状的草堆上．已知斜坡AB与水平面的夹角θ=37°，长为xAB=15m，水平草坪BC长为xBC=10m．从A点滑到了B点用时3s．该体验者和滑草车的质量m=60kg，运动过程中看成质点，在斜坡上运动时空气阻力不计．（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）

（1）求滑草车和草坪之间的动摩擦因数？

（2）体验者滑到水平草坪时，恰好受到与速度方向相反的水平恒定风力的作用，风速大小为5m/s，已知风的阻力大小F与风速v满足经验公式F=1.2v2．求体验者滑到C点时的速度大小？

（3）已知三角形的草堆的最高点D与C点等高，且距离C点6m，其左顶点E位于C点正下方3m处．在某次滑草过程中，体验者和滑草车离开C点时速度大小为7m/s，无风力作用，空气阻力忽略不计，求体验者和滑草车落到草堆时的动能？

【考点】平抛运动；牛顿第二定律．

【分析】（1）根据牛顿第二定律及运动学公式即可求解

（2）从A到C运用动能定理求出C点速度

（3）根据平抛运动的规律求从C点落入草堆的时间及高度，根据动能定理求落入草堆的动能

【解答】解：（1）根据代入数据解得：

从A到B根据牛顿第二定律，有：

得：

代入数据解得：

（2）从A到C根据动能定理有：

其中

代入数据解得：

（3）根据题意

根据几何关系有：

平抛运动水平位移：

竖直方向：

代入数据解得：t=o.5s

又由动能定理

代入数据解得

答：（1）滑草车和草坪之间的动摩擦因数为

（2）体验者滑到C点时的速度大小为4.8m/s

（3）体验者和滑草车落到草堆时的动能2220J

2016年7月11日

浙江省湖州中学2015-2016学年高一（下）期中物理试卷（解析版）