2016-2017学年新疆兵团二师华山中学高二（上）学前物理
试卷
一、选择题（每小题3分，共24分，1-5为单选，6-8为多选）
1．如图所示，力F大小相等，A B C D 物体运动的位移s也相同，哪种情况F做功最小（）
A．B． C．D．
2．某人以一定速率垂直河岸向对岸游去，当水流的运动是匀速时，他所游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是（）
A．水速大时，路程长，时间不变B．水速大时，路程长，时间短
C．水速大时，路程长，时间长D．路程、时间与水速无关
3．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）
A．B．
C．
D．
4．一质点在xoy平面内运动的轨迹如图所示，已知质点在x方向的分运动是匀速运动，则关于质点在y方向的分运动的描述正确的是（）
A．匀速运动B．先加速运动后减速运动
C．先减速运动后加速运动D．先匀速运动后加速运动
5．一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（）
A．B．C．tanθD．2tanθ
6．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力的作用，下落的加速度为，在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是（）
A．物体的动能增加了B．物体的机械能减少了
C．物体克服阻力做功D．物体的重力势能减少了mgh
7．如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是（）
A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B．b、c的周期相等，且大于a的周期
C．b、c 的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度
D．c 加速（速率增大）可追上同一轨道上的b
8．如图所示，质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ，先给环一向右的初速度v0，同时施加一个方向竖直向上的力F（F=kv2，v为环的速率），则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功可能为（）
A．mv02B．0
C．D．mv02﹣
二、实验题（共6分）
9．在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=_______（用L、g表示），其值是_______．（取g=9.8m/s2），小球在b点的速度的计算式为v b=_______（用L、g表示）
三、计算题
10．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一部，假设“嫦娥一号”在月球的近地轨道上做匀速圆周运动，绕行周期为T，月球的半径为R，万有引力常量为G．
（1）求月球的质量M；
（2）求月球表面的重力加速度g月．
11．某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究，他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v﹣t图象，如图所示（除2s～10s时间段内的图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）．已知小车运动的过程中，2s～
14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行．小车的质量为1kg，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变．求：
（1）小车所受到的阻力大小及0～2s时间内电动机提供的牵引力大小．
（2）小车匀速行驶阶段的功率．
（3）小车在0s～10s运动过程中位移的大小．
2016-2017学年新疆兵团二师华山中学高二（上）学前物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每小题3分，共24分，1-5为单选，6-8为多选）
1．如图所示，力F大小相等，A B C D 物体运动的位移s也相同，哪种情况F做功最小（）
A．B． C．D．
【考点】功的计算．
【分析】根据恒力做功的表达式W=FScosθ（θ为F与S的夹角）进行判断即可．
【解答】解：A选项中，拉力做功为：W=FS
B选项中，拉力做功为：
C选项中，拉力做功为：
D选项中，拉力做功为：
故D图中拉力F做功最少；
故选D．
2．某人以一定速率垂直河岸向对岸游去，当水流的运动是匀速时，他所游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是（）
A．水速大时，路程长，时间不变B．水速大时，路程长，时间短
C．水速大时，路程长，时间长D．路程、时间与水速无关
【考点】运动的合成和分解．
【分析】人过河时参与了两个运动，一个是垂直于河岸的运动，另一个是沿水流的运动，两运动相互独立．
【解答】解：人以一定速率垂直河岸向对岸游，而过河的宽度不变，人在静水中速度不变，故过河时间不变；
若水流速变大，则人沿水流方向运动的距离增大，故路程变长；
故选：A．
3．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）
A．B．
C．
D．
【考点】机械能守恒定律．
【分析】正确理解机械能守恒条件，并能判断物体是否机械能守恒是解本题的关键，系统中只有重力做功或者其它力做功代数和为零是机械能守恒条件；从功能关系的角度看系统只有动能和重力势能的之间转化．
【解答】解：A、由A图可知，力F对物体做正功，机械能增加，不守恒，故A错误；
B、由B图可知，力F做负功，机械能减小，故B错误；
C、C图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故C正确；
D、D图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故D错误．
故选C．
4．一质点在xoy平面内运动的轨迹如图所示，已知质点在x方向的分运动是匀速运动，则关于质点在y方向的分运动的描述正确的是（）
A．匀速运动B．先加速运动后减速运动
C．先减速运动后加速运动D．先匀速运动后加速运动
【考点】运动的合成和分解．
【分析】图象为平面直角坐标系，在xOy平面内任意一点的坐标值表示物体离开坐标轴的距离，如果纵坐标增加快，说明y方向运动快，如果横坐标增加快，说明x方向运动快．【解答】解：x方向始终匀速，经过相同的时间水平间距相同，而y方向的高度先增加的越来越慢，说明竖直速度在减小，后来y方向的高度后增加的越来越快，说明竖直速度增大，所以物体速度先减小后增大，故C正确，ABD错误．
故选：C．
5．一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（）
A．B．C．tanθD．2tanθ
【考点】平抛运动．
【分析】物体做平抛运动，我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同．
【解答】解：如图平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角θ，
则有：tanθ=．
则下落高度与水平射程之比为===，所以B正确．
故选B．
6．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力的作用，下落的加速度为，在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是（）
A．物体的动能增加了B．物体的机械能减少了
C．物体克服阻力做功D．物体的重力势能减少了mgh
【考点】动能定理的应用．
【分析】根据合力做功得出物体动能的变化量，根据下降的高度求出重力势能的减小量，从而得出机械能的机械能变化量．
【解答】解：A、物体所受的合力为，则合力做功为，知动能增加，故A正确．
B、物体下降h，知重力势能减小mgh，动能增加，则机械能减小，故B错误，D正确．
C、因为除重力以外其它力做功等于机械能的变化量，机械能减小，可知物体克服阻力
做功为．故C正确．
故选：ACD．
7．如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是（）
A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B．b、c的周期相等，且大于a的周期
C．b、c 的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度
D．c 加速（速率增大）可追上同一轨道上的b
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
【分析】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进行讨论即可．
【解答】解：根据人造卫星的万有引力等于向心力，
F===m=ma
A、线速度v=，知b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度．故A错误；
B、周期T=2π，知b、c的周期相等，且大于a的周期，故B正确；
C、加速度a=，b、c 的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故C正确；
D、c加速，万有引力不足以提供向心力，c做离心运动．所以不会追上同一轨道上的b．故D错误；
故选：BC．
8．如图所示，质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ，先给环一向右的初速度v0，同时施加一个方向竖直向上的力F（F=kv2，v为环的速率），则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功可能为（）
A．mv02B．0
C．D．mv02﹣
【考点】动能定理的应用；摩擦力的判断与计算．
【分析】根据受力分析确定环的运动情况，当环受到合力向下时，随着环做减速运动向上的拉力逐渐减小，环将最终静止，当环所受合力向上时，随着环速度的减小，竖直向上的拉力逐渐减小，当环向上的拉力减至和重力大小相等时，此时环受合力为0，杆不再给环阻力环将保持此时速度不变做匀速直线运动，当环在竖直方向所受合力为0时，环将一直匀速直线运动，分三种情况对环使用动能定理求出阻力对环做的功即可．
【解答】解：根据题意有对于小环的运动，根据环受竖直向上的拉力F与重力mg的大小分以下三种情况讨论：
（1）当mg=kv20时，即v20=时，环做匀速运动，摩擦力为零，W f=0，环克服摩擦力所做的功为零；
（2）当mg＞kv20时，即v20＜时，环在运动过程中做减速运动，直至静止．由动能定理
得环克服摩擦力所做的功为W f=；
（3）当mg＜kv20时，即v20＞时，环在运动过程中先做减速运动，当速度减小至满足
mg=kv2时，即v2=时环开始做匀速运动．由动能定理得摩擦力做的功
W f=mv2﹣=﹣mv02
即环克服摩擦力所做的功为mv02﹣．故ABD正确．
故选：ABD
二、实验题（共6分）
9．在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=2（用L、g表示），其值是0.70m/s．（取g=9.8m/s2），小球在b点的速度的计算式为v b=（用L、g表示）
【考点】研究平抛物体的运动．
【分析】平抛运动的水平方向做匀速直线运动，从图中可以看出：a、b、c、d 4个点间的水
平位移均相等为2L，因此这4个点是等时间间隔点，v0=，而竖直方向是自由落体运动，两段相邻的位移之差是一个定值△y=gT2=L，联立方程即可解出
【解答】解：从图中看出，a、b、c、d 4个点间的水平位移均相等，是x=2L，因此这4个点是等时间间隔点．
竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即：△y=gT2=L，
再根据v0=
解出：v0=2
代入数据得：v0=0.70m/s，
b点的速度为：．
故答案为：2；0.70m/s；
三、计算题
10．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一部，假设“嫦娥一号”在月球的近地轨道上做匀速圆周运动，绕行周期为T，月球的半径为R，万有引力常量为G．
（1）求月球的质量M；
（2）求月球表面的重力加速度g月．
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】（1）根据万有引力提供向心力求出月球的质量．
（2）在月球表面，月球对物体的万有引力等于月球表面的重力，由此列式得出月球表面的重力加速度g．
【解答】解：（1）设月球质量为M，“嫦娥一号”的质量为m，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对“嫦娥一号”绕月飞行的过程有
解得．
（2）设月球表面的重力加速度为g，
有万有引力定律可得：，
解得：g=
答：（1）月球的质量M为；
（2）求月球表面的重力加速度为．
11．某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究，他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v﹣t图象，如图所示（除2s～10s时间段内的图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）．已知小车运动的过程中，2s～14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行．小车的质量为1kg，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变．求：
（1）小车所受到的阻力大小及0～2s时间内电动机提供的牵引力大小．
（2）小车匀速行驶阶段的功率．
（3）小车在0s～10s运动过程中位移的大小．
【考点】功率、平均功率和瞬时功率；匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿第二定律．【分析】（1）在14s末停止遥控而让小车自由滑行，小车只受摩擦力，故可以可以先求加速度，再求出合力，等于摩擦力；再分析前2s过程，求出加速度后，进一步由牛顿第二定律求出牵引力；
（2）匀速阶段，牵引力等于阻力，速度已知，直接根据公式P=Fv求解；
（3）前2秒位移根据运动学公式求解，2s到10s为变加速过程，其位移可以由动能定理求解
【解答】解：（1）由图象可得，在14s﹣18s内：
a3=m/s2=﹣0.75m/s2
小车受到阻力大小：
f=ma3=0.75N
在0﹣2s内：
a1=m/s2=0.5m/s2
由F﹣f=ma1得，电动机提供的牵引力大小
F=ma1+f=1.25N
即小车所受到的阻力大小为0.75N，0～2s时间内电动机提供的牵引力大小为1.25N．
（2）在10s﹣14s内小车做匀速运动：F=f
故小车功率：
P=Fv=0.75×3W=2.25W
即小车匀速行驶阶段的功率为2.25W．
（3）速度图象与时间轴的“面积”的数值等于物体位移大小：
0﹣2s内，S1=×2×1m=1m
2s﹣10s内，根据动能定理有：
Pt﹣fS2=mv22﹣mv12
解得：s2=18.7m
故小车在加速过程中的位移为：
S=S1+S2=19.7m
即小车在0～10s运动过程中位移的大小为19.7m．
答：（1）小车所受到的阻力大小为0.75N，0～2s时间内电动机提供的牵引力大小为1.25N．（2）小车匀速行驶阶段的功率为2.25W．
（3）小车在0s～10s运动过程中位移的大小为19.7m
2016年9月8日