班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.做匀速圆周运动的物体在运动过程中保持不变的物理量是 A．速度 B．加速度 C．动能
D．合外力
2.在变速运动中，物体的速度由0增加到v，再由v增加到2v，合外力做功分别为W和W，则W与W之比为
A．1：1
B．1：2
C．1：3
D．1：4
3. 如图所示，半径为r的圆筒绕其竖直中心轴OO以角速度ω匀速转动，质量为m的小物块(可视为质点)在圆
筒的内壁上相对圆筒静止，小物块受到静摩擦力大小为f，弹力大小为N，则
A．N=0 f=mg
B．N=mg f=0
C．N=mg f=nωr
D．N=mωr f=mg
4.如图所示，在平坦的垒球场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球在空中飞行一段时间后落地。若不计空气阻力，则下列说法中正确的是
A．垒球在空中运动过程中速度、加速度时刻改变 B．垒球落地时速度的方向可以竖直向下
C．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 D．垒球落地点与击球点的水平距离仅由初速度决定
5.做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径是20m的圆周运动了100m，则下列说法中正确的是 A．线速度大小是10m/s B．角速度大小是10rad/s C．物体的运动周期是2s D．向心加速度的大小是2m/s
6. 如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮绕共同的轴转动。在自行车正常行驶时
A．后轮边缘点与小齿轮边缘点的线速度相等 B．后轮边缘点与小齿轮边缘点的角速度相等 C．大齿轮边缘点与后轮边缘点的线速度相等 D．大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的角速度相等
7.如图所示，长0.5m的轻质细杆，其一端固定于O点，另一端固定有质量为1kg的小球。小球在竖直平面内绕O点做圆周运动。已知小球通过最高点时速度大小为2m/s，运动过程中小球所受空气阻力忽略不计，g取10m/s。
关于小球通过最高点时杆对小球的作用力，下列说法中正确的是
A．杆对小球施加向上的支持力，大小为2N B．杆对小球施加向上的支持力，大小为18N C．杆对小球施加向下的拉力，大小为2N D．杆对小球施加向下的拉力，大小为18N
8.某人造地球卫星在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，地球半径为R，卫星质量为m，引力常量为G。则卫星在圆形轨道上运行时 A．线速度大小C．角速度大小
B．线速度大小D．角速度大小
9. 如图所示，游乐场中一位小朋友沿滑梯加速下滑，在此过程中他的机械能不守恒，其原因是
A．因为小朋友做加速运动，所以机械能不守恒 B．因为小朋友做曲线运动，所以机械能不守恒
C．因为小朋友受到了除重力以外的其他力作用，所以机械能不守恒 D．因为除重力做功外还有其它力做功，所以机械能不守恒
10.质量为m的物体静止在水平地面上，起重机将其竖直吊起，上升高度为h时，物体的速度为v此过程中 A．重力对物体做功为C．合外力对物体做功为
B．起重机对物体做功为mgh D．合外力对物体做功为
+mgh
11. “蹦极”是一项很有挑战性的运动。如图所示，蹦极者将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在跳台上。蹦极者从跳台跳下，落至图中a点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中b点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中c点是蹦极者所能达到的最低点。在蹦极者从离开跳台到第一次运动到最低点的过程中，下列说法正确
的是
A．在a点时，蹦极者的动能最小 B．在b点时，弹性绳的弹性势能最小
C．从a点运动到c点的过程中，蹦极者的动能一直在增加 D．从a点运动到c点的过程中，蹦极者的机械能不断减小
12.如图所示，质量为M的木块静止在光滑水平面上，质量为m的子弹以水平速度v射入木块，并留在木块里。已知在子弹射入木块的过程中子弹发生的位移为s，木块发生的位移为s，子弹进入木块深度为s，子弹受到阻力大小恒为f，子弹射入木块后二者的共同速度为v，不计空气阻力影响，下列说法中不正确的是
A．C．
B．D．
13.如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当
杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来。下列说法中正确的是
A．在最高点时，水对杯底一定有压力
B．在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零 C．在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力 D．在最低点时，杯中的水不只受重力作用
14.甲、乙两颗人造卫星都绕地球做匀速圆周运动，甲为地球同步卫星，乙为近地卫星。关于这两颗卫星，下列说法中正确的是
A．甲的运行速度一定大于乙的运行速度 B．甲的运行周期一定大于乙的运行周期 C．甲卫星在运行时不可能经过北京的正上方 D．两卫星的运行速度均可以等于第一宇宙速度
15.质量为1kg的小球在空中自由下落，与水平地面相碰后立即被反弹，之后又上升到某一高度处。此过程中小球的速度随时间变化规律的图像如图所示。不计空气阻力，g取10m/s。下列说法中正确的是
A．小球在下落过程中重力做功12.5J B．小球在上升过程中重力势能增加8J C．小球与地面接触过程中机械能损失8J
D．小球刚与地面接触时重力的瞬时功率为50w
16.(7分)如图所示，质量m=2.0kg的金属块(可视为质点)静止在高h=1.8m的光滑水平台面上。现用水平恒力F=9.0N拉动金属块，当金属块向右运动s=4.0m时撤去拉力F，之后金属块在台面上滑行一段距离后飞离台面。
空气阻力忽略不计，g取10m/s。求：
(1)金属块离开台面时的速度大小v；
(2)金属块落地点距台面边缘的水平距离L；
(3)金属块落地时速度方向与竖直方向的夹角θ。
17.(7分)如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD，其中ABC部分为半径R=0.9m的半圆形轨道，CD部分为水平轨道。一个质量m=\"1\" kg的小球沿水平方向进入轨道，通过最高点A时对轨道的压力为其重力的3倍。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，g取10m/s2。
(1)画出小球在A点时的受力示意图： (2)求出小球在A点时的速度大小v；
(3)求出小球经过C点进入半圆形轨道时对轨道的压力N。
二、填空题
如图所示，光滑水平面上放置一条形磁铁，小铁球在运动过程中由于受到磁铁的吸引而做曲线运动，请你说明小铁球做曲线运动的原因是：________________________________。
三、实验题
1. 利用如图所示的装置可以研究影响向心力大小的因素。转动手柄1，使长槽4和短槽5分别随变速塔轮2和3匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8。标尺8上露出的等分格子的多少可以显示出
__________________________。
2.小张同学采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。
(1)请将下列主要实验步骤补充完整：
A．让小球多次从____________位置开始运动，记下小球运动过程中经过的一系列位置。 B．安装器材，使斜槽末端切线____________，记下平抛起点O点和过O点的竖直线。 C．测出曲线上某点的坐标x、y，用公式计算出平抛的初速度。
D．取下记录纸，以平抛的起点O为原点，以过O点的竖直线为纵轴建立坐标系，用平滑曲线描绘出小球运动轨
迹。
(2)上述实验步骤的合理顺序是____________________________________。
(3)他在得到的小球运动轨迹上，选取了横坐标x=10.00cm，纵坐标y=4.90cm的点，据此计算出小球运动的初速度为____________m/s。(取g=9.80m/s)
3.小李同学用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验，其中电源未画出。
(1)下列操作中正确的是________________________。 A. 用秒表测出重物下落时间。 B. 将打点计时器接到直流电源上。
C. 先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。
(2)如图所示，小李同学选用实验中得到的一条点迹清晰的纸带，把打点计时器所打的第一个点记作O，另选取连续三个点A、B、C作为测量点。若测得的A、B、C各点到O点的距离分别用s，s，s表示，重物的质量用m表示，当地的重力加速度为g，打点计时器所用电源的频率为f。为了方便，他可以利用图2中O点到________(选填“A”、“B”、“C”)点所代表的过程来验证机械能守恒定律；此过程中重物重力势能的减少量
________，动能的增加量________。
四、计算题
1.(5分)铁路出行是人们外出旅行的一种重要方式。如图所示，为了使火车在转弯处减轻轮缘对内外轨的挤压，修筑铁路时转弯处外轨略高于内轨，即内外轨存在高度差。已知火车转弯半径为R，车厢底面与水平面间的夹角为θ。在转弯处当火车按规定速度行驶时轮缘不挤压内外轨，画出必要的受力示意图并求此规定行驶速度v。
2.(7分)神舟飞船是我国自主研制的载人宇宙飞船系列，达到国际领先水平。某飞船发射升空进入预定轨道后，绕地球做匀速圆周运动。已知飞船用t秒时间绕地球运行了n圈，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，求飞船绕地球飞行时距地面的高度h。
3.(9分)一辆汽车的质量是5×10kg，发动机的额定功率为60kW，汽车所受阻力恒为2000N，如果汽车从静止开始以2m/s的加速度做匀加速直线运动，功率达到最大后汽车又以额定功率运动了一段距离达到了最大速度，在整个过程中汽车运动了100m。下面是甲、乙两位同学关于此过程中汽车牵引力做功的解法： 甲同学的解法：
①
W=Pt=6×10×10J=6×10J ②
乙同学的解法：F=ma+f=5×10×2+2000=1.2×10N ③ W=Fs=1.2×10×100J=1.2×10J ④
请对上述两位同学的解法做出评价并说明理由。若你认为两同学的解法都不正确，请给出你的解法。
北京高一高中物理期末考试答案及解析
一、选择题
1.做匀速圆周运动的物体在运动过程中保持不变的物理量是
A．速度 B．加速度 C．动能 D．合外力
【答案】C
【解析】匀速圆周运动的速度沿切线方向，大小不变但是方向在变化，而速度是矢量A错。加速度指向圆心，大小
，线速度大小不变所以加速度大小不变，但是方向变化加速度也是矢量，B错。动能
，是标，速度大小
量，由于线速度大小不变，所以动能不变。C对。匀速圆周运动合外力提供向心力，合外力
不变合外力大小不变，但方向指向圆心，一直在变化。D错。 【考点】匀速圆周运动 矢量标量
2.在变速运动中，物体的速度由0增加到v，再由v增加到2v，合外力做功分别为W和W，则W与W之比为
A．1：1
B．1：2
C．1：3
D．1：4
【答案】C
【解析】根据动能定理合外力做功等于动能变化量。所以
，
所以有
【考点】动能定理
3. 如图所示，半径为r的圆筒绕其竖直中心轴OO以角速度ω匀速转动，质量为m的小物块(可视为质点)在圆
筒的内壁上相对圆筒静止，小物块受到静摩擦力大小为f，弹力大小为N，则
A．N=0 f=mg
B．N=mg f=0
C．N=mg f=nωr
D．N=mωr f=mg
【答案】D
【解析】质量为m的小物块做匀速圆周运动，共收到三个力的作用，重力竖直向下，摩擦力竖直向上，弹力垂直接触面指向圆心，沿半径方向和垂直半径方向正交分解，重力和摩擦力在半径方向都没有分力，所以提供向心力的只能是弹力N,所以，竖直方向没有运动受力平衡，所以，答案D对。【考点】向心力 受力分析
4.如图所示，在平坦的垒球场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球在空中飞行一段时间后落地。若不计空气阻力，则下列说法中正确的是
A．垒球在空中运动过程中速度、加速度时刻改变 B．垒球落地时速度的方向可以竖直向下
C．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 D．垒球落地点与击球点的水平距离仅由初速度决定
【答案】C
【解析】垒球水平击出为平抛运动。水平方向不受力为匀速直线运动重力作用为自由落体运动
，
，
竖直方向初速度等于0受
。运动过程中只受重力作用，大小方向都不变化所以加速度不变，
，随着时间的变换，合速度不断变大，速度合成
A错。但是速度为水平竖直速度的矢量和
如下图示，合速度和水平的夹角也变大，即合速度大小方向都在变化。但是不管竖直速度多大，合速度都不可能竖
直向下，B错。根据竖直方向垒球落地点与击球点的水平距离
，，对于一个平抛运动高度是一定的，所以时间和高度有关，C对。不但和初速度有关，而且和时间也就是高度有关，D错。
【考点】平抛运动
5.做匀速圆周运动的物体，10s内沿半径是20m的圆周运动了100m，则下列说法中正确的是 A．线速度大小是10m/s B．角速度大小是10rad/s C．物体的运动周期是2s D．向心加速度的大小是2m/s
【答案】A
【解析】线速度是单位时间内通过的圆弧长度，
心角的弧度数。如果周期是T，那么就有通过圆弧长为周长速度和半径可得
答案B错。
，答案A对。角速度是单位时间通过的圆
，圆心角
。
，
，带入线答案D
，C错。向心加速度
错。
【考点】描述圆周运动的物理量
6. 如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮绕共同的轴转动。在自行车正常行驶时
A．后轮边缘点与小齿轮边缘点的线速度相等 B．后轮边缘点与小齿轮边缘点的角速度相等 C．大齿轮边缘点与后轮边缘点的线速度相等 D．大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的角速度相等
【答案】B
【解析】同轴转动的各点角速度相等，比如小齿轮和后轮就是同轴转动，他们上面的任意一点都是角速度相等，小齿轮边缘和后轮边缘角速度相等，B对。而线速度
，小齿轮边缘和后轮边缘半径不等线速度大小就不
可能相等，A错。通过齿轮链条或者靠摩擦连接在一起转动的轮子边缘各点线速度相等。所以大齿轮和小齿轮边缘的点线速度相等, 根据前面判断小齿轮边缘和后轮边缘半径不等线速度大小就不可能相等，所以大齿轮和后轮边缘的点线速度也不可能相等，C错。大齿轮边缘点与小齿轮边缘点线速度相等，根据
因为半径不等所以角速度
不等，D错。
【考点】同轴转动和皮带传动
7.如图所示，长0.5m的轻质细杆，其一端固定于O点，另一端固定有质量为1kg的小球。小球在竖直平面内绕O点做圆周运动。已知小球通过最高点时速度大小为2m/s，运动过程中小球所受空气阻力忽略不计，g取10m/s。
关于小球通过最高点时杆对小球的作用力，下列说法中正确的是
A．杆对小球施加向上的支持力，大小为2N B．杆对小球施加向上的支持力，大小为18N C．杆对小球施加向下的拉力，大小为2N D．杆对小球施加向下的拉力，大小为18N
【答案】C
【解析】小球在竖直平面内做圆周运动，受力沿半径方向和垂直半径方向正交分解，半径方向的合力提供圆周运动的向心力。通过最高点时，小球受重力和杆的弹力F作用。假设弹力F和重力同向竖直向下，那么半径方向合力就有
,带入数据计算
，弹力大于0所以弹力方向与假设的方向相同竖直向下，是拉力。答案
C正确。
【考点】竖直平面内的圆周运动
8.某人造地球卫星在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，地球半径为R，卫星质量为m，引力常量为G。则卫星在圆形轨道上运行时 A．线速度大小C．角速度大小
B．线速度大小D．角速度大小
【答案】B
【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动的向心力。人造卫星到地心的距离为么就有
错B对。角速度
，M为中心天体地球质量，m为卫星质量，计算得线速度
，CD错。
，那，A
【考点】万有引力与航天
9. 如图所示，游乐场中一位小朋友沿滑梯加速下滑，在此过程中他的机械能不守恒，其原因是
A．因为小朋友做加速运动，所以机械能不守恒 B．因为小朋友做曲线运动，所以机械能不守恒
C．因为小朋友受到了除重力以外的其他力作用，所以机械能不守恒 D．因为除重力做功外还有其它力做功，所以机械能不守恒
【答案】D
【解析】机械能守恒的条件是只有重力或者系统内的弹簧弹力做功，也就是说只有动能势能之间的相互转化，而没有其他能的转化。与是否为加速运动是否为曲线运动无关，AB错。条件本身是说只有重力做功并不是说只受重力也可以受其他力作用只要不做功机械能就守恒，C错D对。 【考点】机械能守恒
10.质量为m的物体静止在水平地面上，起重机将其竖直吊起，上升高度为h时，物体的速度为v此过程中 A．重力对物体做功为
B．起重机对物体做功为mgh
C．合外力对物体做功为
D．合外力对物体做功为
+mgh
【答案】C
【解析】重力做功和路径无关，只和初末位置的高度差有关，上升高度h时，重力向下做负功除重力外还有起重机做功重机做功
，根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，，B错。C对。
，A错。，带入计算起
【考点】动能定理和重力做功
11. “蹦极”是一项很有挑战性的运动。如图所示，蹦极者将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在跳台上。蹦极者从跳台跳下，落至图中a点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中b点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中c点是蹦极者所能达到的最低点。在蹦极者从离开跳台到第一次运动到最低点的过程中，下列说法正确
的是
A．在a点时，蹦极者的动能最小 B．在b点时，弹性绳的弹性势能最小
C．从a点运动到c点的过程中，蹦极者的动能一直在增加 D．从a点运动到c点的过程中，蹦极者的机械能不断减小
【答案】D
【解析】蹦极者整个运动过程中只有重力和弹性绳的弹力做功，蹦极者和弹性绳组成的系统机械能守恒。也就是动能和重力势能和弹性势能三者之和守恒。b点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，那么在b点之前，弹力小于重力，b点之后弹力大于重力，也就是说b点之前合力向下做正功，根据动能定理合外力做功等于动能变化量，b点之前动能增加，b点之后合外力向上做负功，动能减小。所以b点动能最大，C错。动能和质量速度有关，当速度最小时，动能最小。最低点c速度等于0动能最小，A错。绳子的弹性势能和绳子的形变量有关，弹性绳原长时弹性势能最小，b点不是原长，所以弹性势能不是最小，B错。弹性绳拉的越长，弹性势能越大，所以 a点到c点弹性势能逐渐增大，也就是动能和重力势能之和逐渐减小，即蹦极者机械能逐渐减小。D对。 【考点】系统机械能守恒
12.如图所示，质量为M的木块静止在光滑水平面上，质量为m的子弹以水平速度v射入木块，并留在木块里。已知在子弹射入木块的过程中子弹发生的位移为s，木块发生的位移为s，子弹进入木块深度为s，子弹受到阻力大小恒为f，子弹射入木块后二者的共同速度为v，不计空气阻力影响，下列说法中不正确的是
A．C．
B．D．
【答案】D
【解析】动能定理告诉我们合外力做功等于动能变化量，功的计算公式中的位移都是相对地面的位移。对子弹有阻力做负功
，对照A正确，对木块
，B对。综合前面的等式相加有
，子弹木块位移之差就是子弹进入木块的深度，C对。D错。
，整理可得
【考点】动能定理
13.如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当
杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来。下列说法中正确的是
A．在最高点时，水对杯底一定有压力
B．在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零 C．在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力 D．在最低点时，杯中的水不只受重力作用
【答案】BD
【解析】圆周运动最高点和最低点受力都是重力和绳子拉力而且二力都在半径方向，所以二者合力提供向心力。杯子最高点受拉力方向只可能向下，则有
水分析，杯底对水的也是只能向下，分析同前，当水的弹力也只能向上，合力提供向心力则有低点拉力
，所以最高点速度
，不可能等于0，B对。对
时F=0，A错。最低点时，不管是绳子拉力还是杯子对，也就是拉力和重力的合力提供向心力，C错。而且最
，杯中水受到的杯子弹力不可能等于0，所以D对。
【考点】竖直平面内的圆周运动
14.甲、乙两颗人造卫星都绕地球做匀速圆周运动，甲为地球同步卫星，乙为近地卫星。关于这两颗卫星，下列说法中正确的是
A．甲的运行速度一定大于乙的运行速度 B．甲的运行周期一定大于乙的运行周期 C．甲卫星在运行时不可能经过北京的正上方 D．两卫星的运行速度均可以等于第一宇宙速度
【答案】BC
【解析】对卫星的受力分析都是有万有引力提供向心力，
，
，
，则有
，乙为近地卫星高度等于0，半径小，线速度大，A错。周期小，
B对。同步卫星的周期为24h，高度一定，轨道平面在赤道平面内，所以甲不可能经过北京正上方C对。第一宇宙速度7.9km/s，是卫星的最大线速度，等于近地卫星的线速度，大于同步卫星的速度，D错。 【考点】同步卫星 第一宇宙速度 近地卫星
15.质量为1kg的小球在空中自由下落，与水平地面相碰后立即被反弹，之后又上升到某一高度处。此过程中小球的速度随时间变化规律的图像如图所示。不计空气阻力，g取10m/s。下列说法中正确的是
A．小球在下落过程中重力做功12.5J
B．小球在上升过程中重力势能增加8J C．小球与地面接触过程中机械能损失8J
D．小球刚与地面接触时重力的瞬时功率为50w
【答案】ACD
【解析】 v---t图像与时间轴所围成的面积代表位移，0到0.5s为下降过程， 下降高度程重力做功能
，A对。0.5 s到0.8s 是上升过程，上升高度
，B错。小球与地面接触前的动能
，离开地面的动能
,此过
，增加的重力势
，那
么接触过程中损失的机械能为12.5J-4.5J=8J。C对。功率的计算注意与地面接触时速度为5m/s
【考点】运动图像 功 功率的计算
16.(7分)如图所示，质量m=2.0kg的金属块(可视为质点)静止在高h=1.8m的光滑水平台面上。现用水平恒力F=9.0N拉动金属块，当金属块向右运动s=4.0m时撤去拉力F，之后金属块在台面上滑行一段距离后飞离台面。空气阻力忽略不计，g取10m/s。求：
(1)金属块离开台面时的速度大小v；
(2)金属块落地点距台面边缘的水平距离L；
(3)金属块落地时速度方向与竖直方向的夹角θ。 【答案】（1）6m/s(2)3.6m （3）
，解得金属块离开台面时
时间
，水平方向匀速直线运动
，速度合成遵循矢
【解析】金属块在台面上滑行过程中，只有拉力F=9N做功，根据动能定理的速度水平位移
离开台面后做平抛运动，竖直方向自由落体运动
。平抛运动水平速度
竖直方向自由落体速度
量法则如图
，
【考点】动能定理 平抛运动
17.(7分)如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD，其中ABC部分为半径R=0.9m的半圆形轨道，CD部分为水平轨道。一个质量m=\"1\" kg的小球沿水平方向进入轨道，通过最高点A时对轨道的压力为其重力的3倍。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，g取10m/s2。
(1)画出小球在A点时的受力示意图： (2)求出小球在A点时的速度大小v；
(3)求出小球经过C点进入半圆形轨道时对轨道的压力N。 【答案】（1）A点受力分析如下图 （2）
（3）
=90N
【解析】A点受力重力mg方向竖直向下，轨道最高点对小球压力F=3mg，方向竖直向下。合力提供向心力
,则有
,带入数据得
力提供向心力
【考点】圆周运动 动能定理
, 则有
=90N。
。从C到A点，光滑轨道，只有重力做功，根据动能定理
。C点受竖直向下的重力mg作用和竖直向上的支持力F，合
二、填空题
如图所示，光滑水平面上放置一条形磁铁，小铁球在运动过程中由于受到磁铁的吸引而做曲线运动，请你说明小铁球做曲线运动的原因是：________________________________。
【答案】小球所受合外力方向(加速度方向)与速度方向不在同一直线上
【解析】小铁球受到磁铁的吸引，但是吸引力的方向与速度方向不共线，力和速度共线为直线运动，不共线为曲线运动
【考点】曲线运动的条件
三、实验题
1. 利用如图所示的装置可以研究影响向心力大小的因素。转动手柄1，使长槽4和短槽5分别随变速塔轮2和3匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8。标尺8上露出的等分格子的多少可以显示出
__________________________。
【答案】小球所受向心力的大小
【解析】标尺8上露出的等分格子越多，说明球对挡板的反作用力越大，即挡板对球的作用力越大，而这个作用力就是球做圆周运动的向心力 【考点】探究向心力的实验设计
2.小张同学采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。
(1)请将下列主要实验步骤补充完整：
A．让小球多次从____________位置开始运动，记下小球运动过程中经过的一系列位置。
B．安装器材，使斜槽末端切线____________，记下平抛起点O点和过O点的竖直线。 C．测出曲线上某点的坐标x、y，用公式计算出平抛的初速度。
D．取下记录纸，以平抛的起点O为原点，以过O点的竖直线为纵轴建立坐标系，用平滑曲线描绘出小球运动轨迹。
(2)上述实验步骤的合理顺序是____________________________________。
(3)他在得到的小球运动轨迹上，选取了横坐标x=10.00cm，纵坐标y=4.90cm的点，据此计算出小球运动的初速度为____________m/s。(取g=9.80m/s)
【答案】（1）同一位置 水平 （2）BACD (3)1.00
【解析】(1)记录平抛运动的轨迹需要多次描点，因此必须让同一个平抛运动重复多次，因此必须从同一位置释放保证初速度相同。斜槽末端切线水平才能保证每个运动都是平抛运动。（2）先安装实验器材再平抛然后描点最后作图所以顺序为BACD（3）平抛运动竖直方向为自由落体运动，，水平方向匀速直线运动
【考点】平抛运动实验探究能力
，带入计算速度
，计算得时间
3.小李同学用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验，其中电源未画出。
(1)下列操作中正确的是________________________。 A. 用秒表测出重物下落时间。
B. 将打点计时器接到直流电源上。
C. 先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。
(2)如图所示，小李同学选用实验中得到的一条点迹清晰的纸带，把打点计时器所打的第一个点记作O，另选取连续三个点A、B、C作为测量点。若测得的A、B、C各点到O点的距离分别用s，s，s表示，重物的质量用m表示，当地的重力加速度为g，打点计时器所用电源的频率为f。为了方便，他可以利用图2中O点到________(选填“A”、“B”、“C”)点所代表的过程来验证机械能守恒定律；此过程中重物重力势能的减少量
________，动能的增加量________。
【答案】（1）C (2)B mgs2
，不需要秒表计时，A错。打点计时器需
【解析】(1)打点计时器相邻计时点的时间间隔就是一个打点周期就是
要接交流电源而不是直流电源。打点计时器工作时先接通电源带打点稳定后在松开纸带运动。（2）验证机械能守恒需要测量出减少的重力势能mgh,需要最大高度，还要知道增加的动能就是初速度和末速度。已知O点初速度等于0，需要找到另外一点的速度。纸带记录的是自由落体运动的轨迹，属于匀变速直线运动，中间时刻的速度等于这一段的平均速度，O点到A点之间的点迹没有记录，无法判断时间，也找不到中间时刻，算不出速度。只有B点是AC的中间时刻，只有B点的速度可以直接计算守恒。此过程减少的重力势能mgs2，增加的动能【考点】验证机械能守恒定律
，因此选择O到B的过程研究机械能
。
四、计算题
1.(5分)铁路出行是人们外出旅行的一种重要方式。如图所示，为了使火车在转弯处减轻轮缘对内外轨的挤压，修筑铁路时转弯处外轨略高于内轨，即内外轨存在高度差。已知火车转弯半径为R，车厢底面与水平面间的夹角为θ。在转弯处当火车按规定速度行驶时轮缘不挤压内外轨，画出必要的受力示意图并求此规定行驶速度v。
【答案】受力示意图如下图
【解析】受力分析如上图所示，火车按规定速度行驶不挤压内外轨的情况下，受力只有自身重力和轨道支持力，而且二者的合力提供向心力，指向圆心，必须是水平方向，二力合成平行四边形如图。由几何关系可知合力，根据圆周运动向心力的公式
计算得
【考点】圆周运动向心力
2.(7分)神舟飞船是我国自主研制的载人宇宙飞船系列，达到国际领先水平。某飞船发射升空进入预定轨道后，绕地球做匀速圆周运动。已知飞船用t秒时间绕地球运行了n圈，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，求飞船绕地球飞行时距地面的高度h。 【答案】
那么万有引力提供向心解方程得
【解析】神州飞船绕地球做匀速圆周运动，用t秒时间绕地球运行了n圈，那么周期力
，则有周期
，地球表面
【考点】万有引力与航天
3.(9分)一辆汽车的质量是5×10kg，发动机的额定功率为60kW，汽车所受阻力恒为2000N，如果汽车从静止开始以2m/s的加速度做匀加速直线运动，功率达到最大后汽车又以额定功率运动了一段距离达到了最大速度，在整个过程中汽车运动了100m。下面是甲、乙两位同学关于此过程中汽车牵引力做功的解法： 甲同学的解法：
①
W=Pt=6×10×10J=6×10J ②
乙同学的解法：F=ma+f=5×10×2+2000=1.2×10N ③ W=Fs=1.2×10×100J=1.2×10J ④
请对上述两位同学的解法做出评价并说明理由。若你认为两同学的解法都不正确，请给出你的解法。 【答案】甲同学的解法不正确 乙同学解法不正确
【解析】汽车先是匀加速运动，F=ma+f=5×10×2+2000=1.2×10N,但是当功率达到额定功率后再变化，速度继续增大，那么牵引力F就会减小，直到等于阻力变为匀速运动达到最大速度。 甲同学的解法中，
，功率不
把整个100m都按照匀加速直线运动来求解时间是错误的。后面的
W=Pt=6×10×10J=6×10J利用Pt计算功率也是错误的，因为匀加速过程功率不等于额定功率。
乙同学的解法中F=ma+f=5×10×2+2000=1.2×10N求解第一阶段匀加速直线运动是正确的，但是匀加速结束后力F开始变小，再用W=Fs=1.2×10×100J=1.2×10J计算F的功就是错误的。
正确解法：汽车速度最大时，功率等于额定功率，速度最大，牵引力最小等于阻力，此时P=\"fv\" 带入计算
整个运动过程中，只有牵引力F和阻力f做功，根据动能定理得
【考点】机动车的两种启动方式
即
，带入数据解
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