资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
人教版高一物理下期末检测卷1答题卡
(
条
码
粘
贴
处
（正面朝上
贴在此
虚线框内）
)
试卷类型：B
姓名：______________班级：______________
准考证号
(
缺考标记
考生禁止填涂缺考标记
！只能由监考老师负责用黑色字迹的签字笔填涂。
) (
注意事项
1
、
答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚。
2
、
请将准考证条码粘贴在右侧的[条码粘贴处]的方框内
3
、
选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须用0.5毫米黑色字迹的签字笔填写，字体工整
4
、
请按题号顺序在各题的答题区内作答，超出范围的答案无效，在草纸、试卷上作答无效。
5
、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、刮纸刀。
6
、填涂样例
正确
[
■
]
错误
[
--
][
√
] [
×
]
)
选择题（请用2B铅笔填涂）
1. [A][B][C][D] 2. [A][B][C][D] 3. [A][B][C][D] 4. [A][B][C][D] 5. [A][B][C][D] 6. [A][B][C][D] 7. [A][B][C][D] 8. [A][B][C][D] 9. [A][B][C][D] 10. [A][B][C][D] 11. [A][B][C][D] 12. [A][B][C][D] 13. [A][B][C][D] 15.1. [A][B][C][D] 15.2. [A][B][C][D]
非选择题（请在各试题的答题区内作答）
14．（1）___________________ （2）___________________（3）___________________
15．（3）___________________
16．_____________________________； ______________________________________；
_____________________________； ______________________________________
17．_____________________________； ______________________________________；
_____________________________； ______________________________________
18．_____________________________； ______________________________________；
_____________________________； ______________________________________
19．（1）
（2）
20．（1）
（2）
（3）
21世纪教育网(www.21cnjy.com) 1 / 2中小学教育资源及组卷应用平台
人教版高二物理下期末检测卷1（学生版）（必修二+必修三第九章）
一、选择题(共10题；共30分)
1．（3分）如图所示，在水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段弧形轨道组合而成的弯道。使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A端离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹。若拆去一段轨道，出口改在B点。则钢球（　　）
A．从B点离开出口后的轨迹可能为①
B．从B点离开出口后的轨迹可能为②
C．到B点时的合力方向可能为③
D．到B点时的合力方向可能为④
2．（3分）如图所示，放在水平地面的人字梯在收拢过程中，梯子底端M、N的移动速度大小均为v，，当AM、AN夹角为时，顶端A的速度大小为（　　）
A． B． C． D．
3．（3分）如图所示，在相同高度处甲同学以速度将篮球A斜向上抛出，乙同学以速度将篮球B竖直向上抛出，B到达最高点时恰被A水平击中。两球均可视为质点，不计空气阻力，则（　　）
A．两球抛出的初速度大小相等
B．A球比B球抛出时刻要早
C．A球速度变化率大于B球速度变化率
D．只增大甲、乙间距离，B仍可能被击中
4．（3分）如图所示，“胜哥”手握球筒底部，使其在竖直面内绕手肘O点做圆周运动，试图用此方法“甩”出球筒中剩余的羽毛球，若羽毛球与球筒间的最大静摩擦力为球重力的k倍（），不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．羽毛球有可能被甩出，因为它受到离心力作用
B．增大羽毛球与球筒之间的摩擦，有助于羽毛球被甩出
C．相同条件下，羽毛球越靠近球筒底部越难与球筒发生相对滑动
D．若运动至竖直位置时角速度为，则此时图示的羽毛球恰好相对球筒滑动
5．（3分）前人经长期观察，发现金星离太阳的最大角距离（金星、地球、太阳连线之间最大角度）约为46°，已知，，设地球、金星绕太阳运动的周期分别为、，则最接近（　　）
A．0.329 B．0.373 C．2.68 D．3.04
6．（3分）如图（a）所示，太阳系外的一颗行星绕恒星做匀速圆周运动。由于的遮挡，探测器探测到的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化（、均已知），亮度变化周期与的公转周期相同。已知行星的公转半径为r，引力常量为G。关于的公转，下列说法正确的是（　　）
A．行星的线速度大小为
B．恒星的质量大小为
C．行星的角速度大小为
D．恒星的密度大小为
7．（3分）如图所示的三种情形中，物体在外力的作用下，在水平面上发生了相同的一段位移。若F1、F2和F3的大小都相等，方向如图所示，三个力做的功分别为W1、W2和W3。下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
8．（3分）轮船运输过程中常用传送带将船舱里的货物输送到码头，工作人员将货物轻放在传送带的底端，由传送带传送到顶端，随后由其他工作人员完成装车任务。货物的传送过程可以简化为如图甲所示模型，图甲为倾角37°的传送带，在电动机的带动下以一定的速度稳定运行，电动机的内阻不计。货物质量M＝50 kg，从轻放在传送带底端A处开始计时，10 s时到达顶端B，其运动过程的v-t图像如图乙，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，则货物从A运动到B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．货物与传送带之间的摩擦力大小始终不变
B．货物机械能的增加量为4 500 J
C．货物与传送带之间因摩擦产生的热量为1 600 J
D．传送货物过程中电动机多消耗的电能为6 400 J
9．（3分）大型拱桥的拱高为h，弧长为L，如图所示，质量为m的汽车在以不变的速率v由A点运动到B点的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．由A到B的过程中，汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功
B．汽车的重力势能先减小后增加，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零
C．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做正功，后做负功，总功为零
D．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零
10．（3分）如图甲所示，一绝缘半圆弧AC上均匀分布正电荷，在圆弧的圆心O处激发的电场强度大小为E，若截走右侧的，如图乙所示，则剩余圆弧AB在圆心O处激发的电场强度大小E'为（　　）
A． B． C． D．
二、多项选择题(共3题；共12分)
11．（4分）质量为m的物体P置于倾角为 的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动．当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角 时 如图 ，下列判断正确的是（　　）
A．P的速率为v B．P的速率为
C．绳的拉力大于 D．绳的拉力小于
12．（4分）如图所示，质量为m的小球用细线悬于P点，使小球在水平面内做匀速圆周运动。小球运动过程中，细线跟竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（　　）
A．小球受到重力、拉力和向心力
B．小球受到的重力和拉力的合力沿水平方向
C．θ越大，小球的向心力越大
D．θ越大，小球的角速度越小
13．（4分）嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回”三步走。我国发射的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，该卫星先在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做周期为T的匀速圆周运动，再经变轨后成功落月。已知月球的半径为R，引力常量为G，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则以下说法正确的是（　　）
A．物体在月球表面自由下落的加速度大小为
B．“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为
C．月球的平均密度为
D．在月球上发射月球卫星的最小发射速度为
三、非选择题(共7题；共58分)
14．（6分）“胜哥”用如图所示的装置来探究弹性势能的表达式，所用钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力。实验时先不挂钩码，测出弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在细线的下端，每次都测出静止时弹簧长度，并算出弹簧相应的形变量（弹簧始终处于弹性限度内）。
（1）（2分）“胜哥”通过以上实验测出多组数据后，在坐标纸上作出的（弹簧的弹力）图像是一条过坐标原点的倾斜直线。该直线的斜率表示　 　（选填“弹簧的原长”、“挂钩码后弹簧的总长”或“弹簧的劲度系数”）。
（2）（2分）用图像与横坐标所围三角形的面积来表示弹簧弹力做的功，则可知弹簧弹力做功的绝对值为　 　（用图像的斜率与形变量表示）。
（3）（2分）根据重力做功的情况可得出了重力势能的表达式。沿着这样的思路，在探究弹性势能的表达式时，为了能够更加直观地得到弹簧的弹性势能与弹簧的形变量之间的关系，应该在坐标纸上作　 　（选填“”或“”）图像。
15．（6分） 1798年，卡文迪许在《伦敦皇家学会哲学学报》论文中发表了“扭秤”的思想，如图1所示。
（1）（2分）卡文迪许扭秤实验采用的主要研究方法是（　　）
A．控制变量法 B．累积法
C．转换研究对象法 D．放大法
（2）（2分）关于卡文迪许扭秤实验下列说法正确的是（　　）
A．大球和小球之间的距离和其尺寸数量级相当，不可当作质点，万有引力定律不适用
B．扭秤装在封闭的箱子里是为了防止空气不均匀受热引起的气流对微小力测量的干扰
C．卡文迪许利用扭秤测定了万有引力常数的数值，被称为第一个测量地球质量的人
D．大球和小球除了相互之间的引力之外还会受到重力，重力对该实验的测量有影响
（3）（2分）卡文迪许扭秤的某种现代简化模型如图2所示，两个质量为的小球固定在一根总长度为L的轻杆两端，用一根石英悬丝将轻杆水平的悬挂起来，距离小球r处放置两个质量为的大球。根据万有引力定律，固定小球的轻杆会受到一个力矩而转动，从而使石英悬丝扭转。引力力矩与悬丝的弹性恢复力矩大小相等，已知引力力矩大小可以表示为引力的大小乘以作用点到支点的距离，弹性恢复力矩可以表示为常数k乘以悬丝旋转角。激光水平入射到固定于悬丝上的平面镜上，弧形标尺到平面镜的距离为d。从静止释放轻杆到最终平衡的过程中，弧形标尺上反射光点移动的距离为s，则万有引力常数的表达式为　 　。（用题干中已知的物理量表示）
16．（8分）“胜哥”用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，
(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是　 　。
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝　 　cm。
(3)实验主要步骤如下：
①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲所示正确连接器材；
②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk＝　 　，合外力对木板做功W＝　 　.（以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示）
③在小桶中增加砂子，重复②的操作，比较W、ΔEk的大小，可得出实验结论。
17．（8分）“胜哥”通过实验验证系统机械能守恒，其装置如图甲所示，一根轻质细绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂物块Z，在重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，测得重物P、Q的质量均为M，物块Z的质量为m，已知当地重力加速度为g。
（1）先接通频率为f的交流电源，在纸带上打点为O，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带：纸带上A、B、C三点为打下的相邻的点，则打B点时的速度为　 　（用题中已知物理量的字母表示）；
（2）从O点到B点的过程中系统减少的重力势能为　 　，若等式　 　成立，则系统机械能守恒（用题中已知物理量的字母表示）；
（3）处理实验数据时，发现系统减少的重力势能略大于系统增加的动能，产生误差的可能原因是　 　。
18．（8分）“胜哥”取一对带有绝缘支座的导体A和B使得他们依次接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的，做了如下的实验：如图所示，把一带正电荷的物体D移近导体A，贴在A、B导体下的金属箔片会张开，这时先把A和B分开，然后移去D，金属箔片将　 　（填“仍张开”或“闭合”），此时导体B带　 　（填“正电”、“负电”或“不带电”），这种方法使金属导体带电的现象叫　 　现象，再让导体A和B接触，金属箔片会　 　（填“张开”或“闭合”）。
19．（10分）“胜哥”用L=30cm的细线将质量为m=4×10-3kg的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向水平向右，大小为E=1×104N/C的匀强电场时，小球偏离竖直方向37°角后处于静止状态。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）（5分）求小球所带电荷的电性及小球的带电荷量q；
（2）（5分）求细线的拉力大小。
20．（12分）一小船渡河，河宽，水流速度。若船在静水中的速度为，（，）求：
（1）（4分）使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？最短时间是多少？
（2）（4分）使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？
（3）（4分）若船在静水中的速度为，要使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？位移是多少？
答案
1．A
2．B
3．D
4．C
5．B
6．B
7．D
8．C
9．D
10．C
11．B,C
12．B,C
13．A,C
14．（1）弹簧的劲度系数
（2）
（3）
15．（1）D
（2）B；C
（3）
16．平衡摩擦力；0.560cm；；
17．；mgh；；滑轮阻力和空气阻力不可忽略
18．仍张开；正电；静电感应；闭合
19．（1）解：小球受力如图。
小球受到的静电力F的方向与电场强度E的方向相同，因此小球带正电
根据共点力平衡可知电场力为：F=qE=mgtan37°
解得：
（2）解： 根据共点力平衡得，细线的拉力为：
20．（1）解：欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向。当船头垂直河岸时，如图甲所示：
合速度为倾斜方向，垂直河岸方向的分速度为船在静水中的速度，所以过河的最短时间为
（2）解：欲使船渡河航程最短，应垂直河岸渡河，船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角，如图乙所示：
根据几何关系有
解得
所以
即当船头向上游偏30°时航程最短。此时过河的时间为
（3）解：因，若要使船航程最短，船头应指向上游与河岸成角，此时船在静水中的速度与合速度相互垂直，如下图所示：
根据几何关系有
则
故最短航程为
所需要的时间为
21世纪教育网(www.21cnjy.com) 8 / 12中小学教育资源及组卷应用平台
人教版高二物理下期末检测卷1（学生版）（必修二+必修三第九章）
一、选择题
1．如图所示，在水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段弧形轨道组合而成的弯道。使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A端离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹。若拆去一段轨道，出口改在B点。则钢球（　　）
A．从B点离开出口后的轨迹可能为①
B．从B点离开出口后的轨迹可能为②
C．到B点时的合力方向可能为③
D．到B点时的合力方向可能为④
【答案】A
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】做曲线运动的物体，速度方向沿着曲线上点的切线方向；做曲线运动的物体，合力的方向与速度方向不共线，且指向曲线的内侧。B点处钢球的速度方向沿轨道的切线方向，离开B点后只在速度方向上受到阻力，所以钢球从B点离开出口后的轨迹可能为①；在到B点时做曲线运动，合力指向轨迹的凹侧。
故选A。
【分析】根据曲线运动的速度特点判断可能的运动轨迹；根据曲线运动的合外力的特点判断可能的合外力方向。
2．如图所示，放在水平地面的人字梯在收拢过程中，梯子底端M、N的移动速度大小均为v，，当AM、AN夹角为时，顶端A的速度大小为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】由于M和A点沿着杆方向的速度大小相等，将两点的速度沿着杆方向及垂直于杆方向进行分解，如图所示
根据速度的分解可以得出
解得
故选B。
【分析】利用速度的分解结合沿着杆方向的速度相等可以求出两点的速度大小关系。
3．如图所示，在相同高度处甲同学以速度将篮球A斜向上抛出，乙同学以速度将篮球B竖直向上抛出，B到达最高点时恰被A水平击中。两球均可视为质点，不计空气阻力，则（　　）
A．两球抛出的初速度大小相等
B．A球比B球抛出时刻要早
C．A球速度变化率大于B球速度变化率
D．只增大甲、乙间距离，B仍可能被击中
【答案】D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】解：篮球B竖直上抛，到达最高点时竖直方向速度为0，篮球A斜抛，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，两球在同一高度抛出，且B到最高点时被A击中，说明两球竖直方向的运动规律相同。
A. B的初速度为竖直方向速度，A的初速度是合速度，包含竖直方向分速度和水平方向分速度，由竖直方向运动相同得，因此，两球初速度大小不等，故A错误；
B. 两球竖直方向的初速度相等，上升到同一高度（最高点）的时间相等，因此两球抛出时刻相同，故B错误；
C. 速度变化率为加速度，两球均只受重力，加速度均为重力加速度，因此速度变化率相等，故C错误；
D. 两球竖直方向运动同步，相对静止，以B为参考系，A做水平方向的匀速直线运动，因此只增大甲、乙间的水平距离，只要A的水平分速度足够，B仍能被A击中，故D正确。
故答案为：D
【分析】本题考查抛体运动的分解规律，将斜抛运动分解为水平匀速和竖直上抛运动，与竖直上抛运动的分运动对比分析，核心是抓住两球竖直方向运动的等时性和同步性。先将A球的斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，B球做竖直上抛运动，根据击中条件确定两球竖直方向运动的关系；结合分速度与合速度的关系分析两球初速度大小，判断A选项；根据竖直上抛的时间公式分析两球的抛出时刻，判断B选项；由速度变化率的定义（加速度），结合重力加速度的特点分析C选项；以B为参考系，分析A的相对运动，判断距离增大时的击中可能性，分析D选项。
4．如图所示，“胜哥”手握球筒底部，使其在竖直面内绕手肘O点做圆周运动，试图用此方法“甩”出球筒中剩余的羽毛球，若羽毛球与球筒间的最大静摩擦力为球重力的k倍（），不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．羽毛球有可能被甩出，因为它受到离心力作用
B．增大羽毛球与球筒之间的摩擦，有助于羽毛球被甩出
C．相同条件下，羽毛球越靠近球筒底部越难与球筒发生相对滑动
D．若运动至竖直位置时角速度为，则此时图示的羽毛球恰好相对球筒滑动
【答案】C
【知识点】牛顿第二定律；离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．羽毛球被甩出时做离心运动，是因为他所受的合力不足以提供向心力，不存在离心力，故A错误；
B．以竖直方向为例，根据牛顿第二定律有
可知增大羽毛球与球筒之间的摩擦，羽毛球要发生相对滑动的角速度越大，越不容易被甩出，故B错误；
C．同理根据牛顿第二定律有
相同条件下，羽毛球越靠近球筒底部，则所需的向心力越小，根据半径越小则越难达到最大静摩擦力，越难发生相对滑动，故C正确；
D．图示的羽毛球恰好相对球筒滑动时，根据牛顿第二定律有：
可得
故D错误。故选C。
【分析】羽毛球做离心运动是由于受到的合力不足以提供向心力；利用牛顿第二定律可以判别摩擦力对离心运动角速度的影响；利用表达式可以判别半径大小对摩擦力的大小要求；利用牛顿第二定律可以求出发生滑动的角速度的大小。
5．前人经长期观察，发现金星离太阳的最大角距离（金星、地球、太阳连线之间最大角度）约为46°，已知，，设地球、金星绕太阳运动的周期分别为、，则最接近（　　）
A．0.329 B．0.373 C．2.68 D．3.04
【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】当金星离太阳的角距离最大时，金星、太阳、地球连线构成直角三角形，此时金星和地球绕太阳公转的轨道半径之比为 ，由开普勒第三定律得：，
故答案为：B。
【分析】 先由几何关系求出金星与地球的轨道半径之比，再用开普勒第三定律计算周期平方比。
6．如图（a）所示，太阳系外的一颗行星绕恒星做匀速圆周运动。由于的遮挡，探测器探测到的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化（、均已知），亮度变化周期与的公转周期相同。已知行星的公转半径为r，引力常量为G。关于的公转，下列说法正确的是（　　）
A．行星的线速度大小为
B．恒星的质量大小为
C．行星的角速度大小为
D．恒星的密度大小为
【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A．两次亮度变化的时间间隔为行星P的公转周期，即，由线速度公式，得，故A不符合题意；
B．行星P绕恒星Q做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由，代入，解得恒星Q的质量，故B符合题意；
C．由角速度公式，代入，得，故C不符合题意；
D．恒星的密度，因恒星Q的半径未知，无法计算其密度，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】先由亮度变化时间间隔确定行星公转周期，再用万有引力提供向心力的规律推导恒星质量，结合线速度、角速度公式排除错误选项，最后根据密度公式判断恒星密度无法求解。
7．如图所示的三种情形中，物体在外力的作用下，在水平面上发生了相同的一段位移。若F1、F2和F3的大小都相等，方向如图所示，三个力做的功分别为W1、W2和W3。下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】功的概念
【解析】【解答】设三个力大小为F，位移为x，由于功为力与力方向上位移的乘积，根据功的表达式可以得出三个外力做功分别为：，，
可得，故选D。
【分析】利用外力和外力方向的位移可以比较三个外力做功的大小。
8．轮船运输过程中常用传送带将船舱里的货物输送到码头，工作人员将货物轻放在传送带的底端，由传送带传送到顶端，随后由其他工作人员完成装车任务。货物的传送过程可以简化为如图甲所示模型，图甲为倾角37°的传送带，在电动机的带动下以一定的速度稳定运行，电动机的内阻不计。货物质量M＝50 kg，从轻放在传送带底端A处开始计时，10 s时到达顶端B，其运动过程的v-t图像如图乙，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，则货物从A运动到B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．货物与传送带之间的摩擦力大小始终不变
B．货物机械能的增加量为4 500 J
C．货物与传送带之间因摩擦产生的热量为1 600 J
D．传送货物过程中电动机多消耗的电能为6 400 J
【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A：由图乙可知货物在传送带上先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动。在匀加速阶段，滑动摩擦力沿传送带向上，
根据牛顿第二定律有f1－Mgsin 37°＝Ma，根据v-t图像可得加速度a＝ m/s2＝0.4 m/s2，解得f1＝320 N，
匀速阶段，静摩擦力f2＝Mgsin 37°＝300 N，所以摩擦力大小发生了变化，故A错误；
B：货物机械能的增加量等于动能增加量与重力势能增加量之和，其动能增加量为ΔEk＝Mv2＝×50×22 J＝100 J，重力势能增加量为ΔEp＝MgLsin 37°，
其中L为传送带长度，根据图乙可知货物前5 s做匀加速运动的位移为x1＝t1＝×5 m＝5 m，
后5s做匀速运动的位移为x2＝vt2＝2×5 m＝10 m，则货物总位移，
即传送带长度为L＝x1＋x2＝15 m，解得货物重力势能增加量为ΔEp＝4 500 J，
其机械能增加量为ΔE＝ΔEp＋ΔEk＝4 600 J，故B错误；
C：货物与传送带因摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，匀加速阶段传送带的位移为x传＝vt1＝2×5 m＝10 m，
货物位移x1＝5m，货物相对传送带的位移为Δx＝x传－x1＝5m，
则摩擦产生的热量Q＝f1Δx＝320×5 J＝1600 J，故C正确；
D：电动机多消耗的电能等于货物机械能增加量与摩擦产生的热量之和，即ΔE电＝ΔE＋Q＝6 200 J，故D错误
【分析】 本题核心思路是结合 v-t 图像分析货物的两段运动（匀加速、匀速），通过牛顿运动定律求摩擦力，再分别计算机械能增量、摩擦生热和电动机多消耗的电能，逐一验证选项。
9．大型拱桥的拱高为h，弧长为L，如图所示，质量为m的汽车在以不变的速率v由A点运动到B点的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．由A到B的过程中，汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功
B．汽车的重力势能先减小后增加，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零
C．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做正功，后做负功，总功为零
D．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零
【答案】D
【知识点】动能与重力势能
【解析】【解答】前半段，汽车向高处运动，重力势能增加，重力做负功；后半段，汽车向低处运动，重力势能减少，重力做正功，选项D符合题意．
故答案为：D。
【分析】物体在上升的过程中重力做负功，下降的过程中重力作正功，在整个过程中重力做功与物体的运动路径无关，只与物体的初末位置的高度有关。
10．如图甲所示，一绝缘半圆弧AC上均匀分布正电荷，在圆弧的圆心O处激发的电场强度大小为E，若截走右侧的，如图乙所示，则剩余圆弧AB在圆心O处激发的电场强度大小E'为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】将整个半圆弧AC三等分，每一份在圆心O处产生的电场强度均为E0，根据对称性和电场强度的叠加原理可得
剩余圆弧AB在圆心O处激发的电场强度大小为
联立可得
故答案为：C。
【分析】本题考查带电圆弧在圆心处的电场强度叠加问题，核心是利用微元法将带电圆弧等分，结合电场强度的矢量叠加原理（平行四边形定则）和对称性分析剩余圆弧的电场强度，关键在于确定等分后各段圆弧在圆心处产生电场的大小与夹角关系。
二、多项选择题
11．质量为m的物体P置于倾角为 的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动．当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角 时 如图 ，下列判断正确的是（　　）
A．P的速率为v B．P的速率为
C．绳的拉力大于 D．绳的拉力小于
【答案】B,C
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】AB．根据速度的分解可以求出绳子上的速率为
所以P的速率等于绳子的速率，B符合题意；A不符合题意；
CD．由于v不变，在小车向右匀速运动的过程中， 减小， 在增大，故P做加速运动，对P进行受力分析得出，绳子上的拉力大于 ，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】利用速度的分解可以求出速度的大小；利用加速度的大小可以判别拉力的大小。
12．如图所示，质量为m的小球用细线悬于P点，使小球在水平面内做匀速圆周运动。小球运动过程中，细线跟竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（　　）
A．小球受到重力、拉力和向心力
B．小球受到的重力和拉力的合力沿水平方向
C．θ越大，小球的向心力越大
D．θ越大，小球的角速度越小
【答案】B,C
【知识点】匀速圆周运动；生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB．根据受力分析可以得出小球受到重力、拉力作用，根据向心力的方向可以得出两个力的合力沿水平方向，充当做圆周运动的向心力，选项A错误，B正确；
CD．由于两者的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有：
可得
可知θ越大，小球的向心力越大，小球的角速度越大，选项C正确，D错误。
故选BC。
【分析】利用受力分析可以得出小球受到重力和拉力的作用，两者的合力指向圆心；利用牛顿第二定律可以求出小球角速度的表达式，利用表达式可以判别角度对角速度的大小影响。
13．嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回”三步走。我国发射的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，该卫星先在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做周期为T的匀速圆周运动，再经变轨后成功落月。已知月球的半径为R，引力常量为G，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则以下说法正确的是（　　）
A．物体在月球表面自由下落的加速度大小为
B．“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为
C．月球的平均密度为
D．在月球上发射月球卫星的最小发射速度为
【答案】A,C
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．在月球表面，重力等于万有引力，则得
对于“嫦娥三号”卫星绕月球做匀速圆周运动过程，由万有引力提供向心力得
联立解得
A符合题意；
B．“嫦娥三号”卫星绕月球做匀速圆周运动，轨道半径为r=R＋h
则它绕月球做匀速圆周运动的速度大小为
B不符合题意；
C．根据万有引力提供向心力有
解得月球的质量为
月球的平均密度为
C符合题意；
D．设在月球上发射卫星的最小发射速度为v，则有
解得
D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】在星球表面，重力等于万有引力，从而得出自由下落加速度的表达式；结合线速度与周期的关系得出匀速圆周运动线速度的大小关系；结合万有引力提供向心力从而得出月球的平均密度以及最小发射速度。
三、非选择题
14．（6分）“胜哥”用如图所示的装置来探究弹性势能的表达式，所用钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力。实验时先不挂钩码，测出弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在细线的下端，每次都测出静止时弹簧长度，并算出弹簧相应的形变量（弹簧始终处于弹性限度内）。
（1）（2分）“胜哥”通过以上实验测出多组数据后，在坐标纸上作出的（弹簧的弹力）图像是一条过坐标原点的倾斜直线。该直线的斜率表示　 　（选填“弹簧的原长”、“挂钩码后弹簧的总长”或“弹簧的劲度系数”）。
（2）（2分）用图像与横坐标所围三角形的面积来表示弹簧弹力做的功，则可知弹簧弹力做功的绝对值为　 　（用图像的斜率与形变量表示）。
（3）（2分）根据重力做功的情况可得出了重力势能的表达式。沿着这样的思路，在探究弹性势能的表达式时，为了能够更加直观地得到弹簧的弹性势能与弹簧的形变量之间的关系，应该在坐标纸上作　 　（选填“”或“”）图像。
【答案】（1）弹簧的劲度系数
（2）
（3）
【知识点】弹性势能
【解析】【解答】（1）根据胡克定律
整理得
可知该直线的斜率表示弹簧的劲度系数。
（2）用图像与横坐标所围三角形的面积来表示弹簧弹力做的功，则可知弹簧弹力做功的绝对值为
（3）根据功能关系可知
故为了能够更加直观地得到弹簧的弹性势能与弹簧的形变量之间的关系，应该在坐标纸上作图像。
【分析】（1）根据胡克定律，可得（弹簧的弹力）图像的斜率表示弹簧的劲度系数。
（2）弹力是变力，变力做功可用图像来求解，图像与横坐标所围三角形的面积来表示弹簧弹力做的功。
（3）弹簧的弹性势能与弹簧的形变量之间的关系：，因为图像是直线，所以应该在坐标纸上作图像。
（1）根据胡克定律
整理得
可知该直线的斜率表示弹簧的劲度系数。
（2）用图像与横坐标所围三角形的面积来表示弹簧弹力做的功，则可知弹簧弹力做功的绝对值为
（3）根据功能关系可知
故为了能够更加直观地得到弹簧的弹性势能与弹簧的形变量之间的关系，应该在坐标纸上作图像。
15． 1798年，卡文迪许在《伦敦皇家学会哲学学报》论文中发表了“扭秤”的思想，如图1所示。
（1）卡文迪许扭秤实验采用的主要研究方法是（　　）
A．控制变量法 B．累积法
C．转换研究对象法 D．放大法
（2）关于卡文迪许扭秤实验下列说法正确的是（　　）
A．大球和小球之间的距离和其尺寸数量级相当，不可当作质点，万有引力定律不适用
B．扭秤装在封闭的箱子里是为了防止空气不均匀受热引起的气流对微小力测量的干扰
C．卡文迪许利用扭秤测定了万有引力常数的数值，被称为第一个测量地球质量的人
D．大球和小球除了相互之间的引力之外还会受到重力，重力对该实验的测量有影响
（3）卡文迪许扭秤的某种现代简化模型如图2所示，两个质量为的小球固定在一根总长度为L的轻杆两端，用一根石英悬丝将轻杆水平的悬挂起来，距离小球r处放置两个质量为的大球。根据万有引力定律，固定小球的轻杆会受到一个力矩而转动，从而使石英悬丝扭转。引力力矩与悬丝的弹性恢复力矩大小相等，已知引力力矩大小可以表示为引力的大小乘以作用点到支点的距离，弹性恢复力矩可以表示为常数k乘以悬丝旋转角。激光水平入射到固定于悬丝上的平面镜上，弧形标尺到平面镜的距离为d。从静止释放轻杆到最终平衡的过程中，弧形标尺上反射光点移动的距离为s，则万有引力常数的表达式为　 　。（用题干中已知的物理量表示）
【答案】（1）D
（2）B；C
（3）
【知识点】引力常量及其测定
【解析】【解答】（1）卡文迪许扭秤实验采用的主要研究方法是放大法，
故答案为：D。
（2）A．大球和小球之间的距离和其尺寸数量级相当，不可当作质点，但是可认为球的质量都集中在球心位置，万有引力定律仍适用，选项A错误；
B．扭秤装在封闭的箱子里是为了防止空气不均匀受热引起的气流对微小力测量的干扰，选项B正确；
C．卡文迪许利用扭秤测定了万有引力常数的数值，被称为第一个测量地球质量的人，选项C正确；
D．大球和小球除了相互之间的引力之外还会受到重力，但是重力在竖直方向，对水平方向的引力无影响，即对该实验的测量无影响，选项D错误。
故答案为：BC。
（3）平面镜转过的角度为
平衡时满足
由万有引力定律
联立解得
【分析】（1）在物理现象或待测物理量十分微小的情况下，把 物理现象或待测物理量按一定规律放大后再进行 观察和测量，这种方法称为放大法。
（2）重力在竖直方向，对水平方向的引力无影响；
（3）求出平面镜转过的角度， 弹性恢复力矩可以表示为常数k乘以悬丝旋转角， 引力力矩大小可以表示为引力的大小乘以作用点到支点的距离 ，二者相等列出等式求解。
16．“胜哥”用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，
(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是　 　．
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝　 　cm.
(3)实验主要步骤如下：
①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲所示正确连接器材；
②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk＝　 　，合外力对木板做功W＝　 　.（以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示）
③在小桶中增加砂子，重复②的操作，比较W、ΔEk的大小，可得出实验结论。
【答案】平衡摩擦力；0.560cm；；
【知识点】探究功与物体速度变化的关系；动能；动能定理的综合应用
【解析】【解答】（1）为了使绳子拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对木板做的功应先平衡摩擦力，即实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是平衡摩擦力；（2）游标卡尺的读数先读出主尺的示数：5mm，游标尺的第12个刻度与上边的刻度对齐，所以游标尺读数为：0.05×12=0.60mm
总读数为：5mm+0.60mm=5.60mm=0.560cm
（3）木板通过A时的速度
通过B时的速度
则木板通过A、B过程中动能的变化量
合力对木板所做的功
综上：第1空：平衡摩擦力；第2空：0.560cm；第3空：；第4空：
【分析】（1）为了使绳子拉力等于木板合力，应先平衡摩擦力，轨道应倾斜一定角度；
（2）根据游标卡尺读数法正确读数；
（3）根据遮光板宽度和通过光电门时间由分别求解速度，进而求解动能变化量；合力对木板所做的功：.
17．“胜哥”通过实验验证系统机械能守恒，其装置如图甲所示，一根轻质细绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂物块Z，在重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，测得重物P、Q的质量均为M，物块Z的质量为m，已知当地重力加速度为g。
（1）先接通频率为f的交流电源，在纸带上打点为O，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带：纸带上A、B、C三点为打下的相邻的点，则打B点时的速度为　 　（用题中已知物理量的字母表示）；
（2）从O点到B点的过程中系统减少的重力势能为　 　，若等式　 　成立，则系统机械能守恒（用题中已知物理量的字母表示）；
（3）处理实验数据时，发现系统减少的重力势能略大于系统增加的动能，产生误差的可能原因是　 　。
【答案】；mgh；；滑轮阻力和空气阻力不可忽略
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）由于打点周期和打点频率互为倒数，则纸带上相邻计数点时间间隔
由于重物做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得重物经过B点的速度为
（2）根据重力势能的表达式可以得出从O点到B点的过程中系统减少的重力势能为
根据动能的表达式可以得出系统增加得动能为
若
则可以导出
则系统机械能守恒；
（3）处理实验数据时，发现系统减少的重力势能略大于系统增加的动能，由于阻力做功会导致机械能减少，所以产生误差的可能原因是滑轮阻力和空气阻力不可忽略。
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；
（2）利用重力势能的表达式可以求出系统减少的重力势能；利用重力势能的变化量及动能的变化量可以验证机械能守恒；
（3）由于阻力做功会导致机械能减少，所以产生误差的可能原因是滑轮阻力和空气阻力不可忽略。
18．“胜哥”取一对带有绝缘支座的导体A和B使得他们依次接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的，做了如下的实验：如图所示，把一带正电荷的物体D移近导体A，贴在A、B导体下的金属箔片会张开，这时先把A和B分开，然后移去D，金属箔片将　 　（填“仍张开”或“闭合”），此时导体B带　 　（填“正电”、“负电”或“不带电”），这种方法使金属导体带电的现象叫　 　现象，再让导体A和B接触，金属箔片会　 　（填“张开”或“闭合”）。
【答案】仍张开；正电；静电感应；闭合
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】把一带正电荷的物体D移近导体A、B，由于静电感应现象，导体B的右端感应正电荷，导体A的左端感应负电荷；这时把A和B分开，然后移去D，则导体A还是带负电，导体B带正电；A、B的金属箔片仍会张开；这种使金属导体带电的现象叫静电感应现象；
由于静电感应现象，使得导体A和导体B带有等量的异种电荷，现在再把导体A和导体B接触，它们的电荷就会中和，中和之后，导体A和导体B都不带电，金属箔片会闭合。
故答案为：仍张开；正电；静电感应；闭合
【分析】静电感应本质：带电体靠近导体时，导体中自由电子受电场力移动。
分离后电荷保留：导体分离后，感应电荷被 “固定”，移去带电体后仍保留。
接触中和：等量异种电荷接触时，电荷中和，导体恢复电中性，金属箔片因无电荷排斥而闭合。
19．“胜哥”用L=30cm的细线将质量为m=4×10-3kg的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向水平向右，大小为E=1×104N/C的匀强电场时，小球偏离竖直方向37°角后处于静止状态。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）求小球所带电荷的电性及小球的带电荷量q；
（2）求细线的拉力大小。
【答案】（1）解：小球受力如图。
小球受到的静电力F的方向与电场强度E的方向相同，因此小球带正电
根据共点力平衡可知电场力为：F=qE=mgtan37°
解得：
（2）解： 根据共点力平衡得，细线的拉力为：
【知识点】电场及电场力；力的合成与分解的运用；共点力的平衡；匀强电场
【解析】【分析】（1）小球处于静止状态，即处于受力平衡状态。确定小球所受拉力和重力的方向，再根据平衡条件确定小球所受电场力的方向，继而确定小球的电性，再根据平衡条件及力的合成与分解和电场力公式进行解答；
（2）根据平衡条件及力的合成与分解进行解答即可。
20．一小船渡河，河宽，水流速度。若船在静水中的速度为，（，）求：
（1）使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？最短时间是多少？
（2）使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？
（3）若船在静水中的速度为，要使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？位移是多少？
【答案】（1）解：欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向。当船头垂直河岸时，如图甲所示：
合速度为倾斜方向，垂直河岸方向的分速度为船在静水中的速度，所以过河的最短时间为
（2）解：欲使船渡河航程最短，应垂直河岸渡河，船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角，如图乙所示：
根据几何关系有
解得
所以
即当船头向上游偏30°时航程最短。此时过河的时间为
（3）解：因，若要使船航程最短，船头应指向上游与河岸成角，此时船在静水中的速度与合速度相互垂直，如下图所示：
根据几何关系有
则
故最短航程为
所需要的时间为
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【分析】本题围绕小船渡河的运动分解展开，核心是区分 “最短时间” 与 “最短航程” 的条件：
最短时间：船头垂直河岸，用垂直分速度渡河；
最短航程：船速大于水流速度时，合速度垂直河岸；船速小于水流速度时，船速与合速度垂直。
（1）欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向。当船头垂直河岸时，如图甲所示：
合速度为倾斜方向，垂直河岸方向的分速度为船在静水中的速度，所以过河的最短时间为
（2）欲使船渡河航程最短，应垂直河岸渡河，船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角，如图乙所示：
根据几何关系有
解得
所以
即当船头向上游偏30°时航程最短。此时过河的时间为
（3）因，若要使船航程最短，船头应指向上游与河岸成角，此时船在静水中的速度与合速度相互垂直，如下图所示：
根据几何关系有
则
故最短航程为
所需要的时间为
21世纪教育网(www.21cnjy.com) 16 / 23

展开更多......

收起↑