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精品解析：辽宁省锦州市2022-2023学年高一下学期期末物理试题（解析版）
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这是一份精品解析：辽宁省锦州市2022-2023学年高一下学期期末物理试题（解析版），共16页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸，045ND等内容，欢迎下载使用。
2022～2023学年度第二学期期末考试
高一物理
考生注意：
1.本试卷满分100分，测试时间75分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。试卷包括Ⅰ卷和Ⅱ卷两部分。
3.答题前，考生务必在答题纸上按要求填写信息，并将核对后的条形码贴在指定位置上。考生需将答案涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。Ⅰ卷部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，Ⅱ卷部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。
1. 下列物理学史说法正确的是（ ）
A. 开普勒提出了万有引力定律
B. 元电荷e的数值最早是由库仑测得的
C. 引力常量G的大小首先是由卡文迪什测出来的
D. 引力常量G大小首先是由牛顿测出来的，被称为测量地球质量的第一人
【答案】C
【解析】
【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，故A错误；
B．元电荷e的数值最早是由密立根测得的，故B错误；
CD．引力常量G的大小首先是由卡文迪什测出来的，其被称为测量地球质量的第一人，故C正确，D错误。
故选C。
2. 如图甲所示，民航客机都有紧急出口，发生意外打开紧急出口，狭长气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可以较快地沿斜面滑行到地面（可等效为图乙），斜面固定不动，不计空气阻力。若人员沿斜面加速下滑，则人在下滑过程中（ ）
A. 重力对人做正功 B. 支持力对人做负功
C. 合力对人不做功 D. 摩擦力对人做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于重力竖直向下，位移方向沿斜面向下，所以重力对人做正功，故A正确；
B．支持力与斜面垂直，位移沿斜面向下，所以支持力不做功，故B错误；
C．合力沿斜面向下，合力做正功，故C错误；
D．摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负功，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是3rad/s，距离圆心0.15m的盘面上，有一个质量为0.10kg的小物块在随圆盘一起做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 小物块的向心力等于其所受的合力 B. 小物块的向心力小于其所受的合力
C. 小物块的向心力大小为0.045N D. 小球做匀速圆周运动的向心力的大小在运动过程中会改变
【答案】A
【解析】
【详解】AB．物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，故A正确，B错误；
C．根据向心力的计算公式可得
故C错误；
D．小球做匀速圆周运动的向心力的大小不变，方向改变，故D错误。
故选A。
4. 有质量相等的两个人造地球卫星A和B，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动。两卫星的轨道半径分别为rA和rB，且rA
A. 卫星A的运行周期较大 B. 卫星B受到的地球引力较小
C. 卫星B的动能较大 D. 卫星A的机械能较大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力，有
可得
由于rA
故A错误；
B．卫星受到的万有引力大小为
所以卫星B受到的地球引力较小，故B正确；
C．根据万有引力提供向心力，有
可得
所以
所以
故C错误；
D．卫星由低轨道变轨到高轨道需要点火加速，即外力对卫星做正功，卫星的机械能增大，所以卫星B的机械能较大，故D错误。
故选B。
5. 撑杆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员在整个跳高过程中机械能守恒
B. 起跳上升过程中，运动员的重力势能和动能之和保持不变
C. 起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加
D. 起跳上升过程中，杆的弹性势能先增加后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于杆对运动员做功，所以运动员在整个跳高过程中机械能不守恒，故A错误；
BCD．起跳上升过程中，杆对运动员先做负功后做正功，运动员的重力势能和动能之和先减小后增加，杆的弹性势能先增加后减小，故BC错误，D正确。
故选D。
6. 游乐场的旋转木马是小朋友们非常喜欢的游玩项目。如图所示，一小孩坐在旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周运动的半径为3.0m，小孩旋转5周用时1min，则下列说法正确的是（ ）
A. 小孩做匀速圆周运动周期为0.2s
B. 小孩做匀速圆周运动的角速度为
C. 小孩做匀速圆周运动的线速度为
D. 小孩做匀速圆周运动的向心加速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．小孩做匀速圆周运动的周期为
A错误；
B．小孩做匀速圆周运动的角速度为
B错误；
C．小孩做匀速圆周运动的线速度为
C正确；
D．小孩做匀速圆周运动的向心加速度为
D错误。
故选C。
7. 生活在尼罗河的反天刀鱼，它的器官能在其周围产生电场，电场线分布如图所示，M、N、P为电场中的点，据此可以判断（ ）
A P点电场强度大小大于M点电场强度大小
B. P点电势高于N点电势
C. 将某带电小颗粒从P移到M点电场力做正功
D. 某带电小颗粒在M点的电势能一定小于在N点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，鱼的头部、尾部相当于等量正、负电荷产生的电场，且P点电场线较疏，M点电场线较密，所以P点电场强度大小小于M点电场强度大小，故A错误；
B．由于沿电场线方向电势降低，所以P点电势高于N点电势，故B正确；
C．将某带电小颗粒从P移到M点电势降低，但带电颗粒的电性未知，所以不能确定电场力做正功，还是负功，故C错误；
D．由于带电颗粒的电性未知，也不能确定M、N点的电势高低，所以不能确定带电小颗粒在M点的电势能与在N点的电势能的大小关系，故D错误。
故选B。
8. 2023年3月15日19时41分，“长征十一号”运载火箭（以下简称“长十一火箭”）在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将“试验十九号”卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。至此，“长十一火箭”已创造十六连胜的佳绩。该次发射过程简化如下：由运载火箭将卫星送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，卫星在B点到达预期轨道高度时通过变轨进入预定圆轨道，则（ ）
A. 卫星的发射速度应小于7.9km/s
B. 卫星在椭圆轨道上运行时经过A点的速率大于经过B点的速率
C. 卫星从椭圆轨道上的B点变轨进入预定圆轨道时，需要减速
D. 卫星从椭圆轨道上的B点变轨进入预定圆轨道时，需要加速
【答案】BD
【解析】
【详解】A．7.9km/s是地球卫星的最小发射速度，所以卫星的发射速度应大于7.9km/s，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可得卫星在椭圆轨道上运行时经过A点（近地点）的速率大于经过B点（远地点）的速率，故B正确；
CD．卫星从椭圆轨道上的B点变轨进入预定圆轨道时，需要点火加速做离心运动，故C错误，D正确。
故选BD。
9. 一辆汽车在水平路面上匀速直线行驶，阻力恒定为f. t1时刻驶入一段阻力为2f的路段继续行驶．t2时刻驶出这段路，阻力恢复为f行驶中汽车功率恒定，则汽车的速度v及牵引力F随时间t的变化图象可能是
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】t1之前，汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力相等，t1时刻后阻力变为2f，汽车做减速运动，由知，随着速度的减小，牵引力逐渐的增大，即汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当牵引力增大到2f时，汽车做匀速运动．t2时刻后，汽车驶出这段路，阻力恢复为f，这时牵引力为2f大于阻力f，汽车做加速运动，由知，随着速度的增加，牵引力逐渐的减小，加速度逐渐减小．由上分析知，A、C对．
【点睛】“机车的启动”模型：
物体在牵引力（受功率和速度制约）作用下，从静止开始克服一定的阻力，最后达到最大速度的整个加速过程，可看作“机车的启动”模型．
（1）恒定功率启动（所受阻力一定）
先做变加速（a减小）运动，再做匀速（a＝0）运动，在此过程中，F牵、v、a的变化情况是：
（2）恒定加速度启动（所受阻力一定）
先做匀加速运动，再做变加速运动，最后匀速运动，具体变化过程如下
（3）启动过程满足的运动规律
机车的功率P＝Fv
机车的加速度a＝
当机车的速度达到最大时，F＝Ff，a＝0，最大速度vm＝
10. 如图所示，质量分别为2kg和2.5kg的物块A、B，与劲度系数为1000N/m的轻弹簧拴接后竖直放在水平地面上，对物块A施加一个40N的竖直向下的压力F，物块A、B均处于静止状态。已知弹簧的弹性势能大小为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，取g=10m/s2，突然撤去压力F，则（ ）
A. 物块A的最大动能为0.8J B. 物块A的最大动能为1.6J
C. 物块B不可能离开水平地面 D. 只要k足够小，物块B就可能离开水平地面
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．物块A动能最大时，弹簧的弹力等于物块A的重力，即
解得
由机械能守恒得
可得
故A正确，B错误；
CD．设弹簧形变量为x2时，弹簧的弹力为
此时B恰好要离开地面，A由初始上升
由机械能守恒有
代入数据得
所以B不会离开地面，故C正确，D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. 如图为“感受向心力”的实验装置图：用长短不同、承受最大拉力相同的两根轻质细绳各拴着一个质量相同的小球，在光滑水平桌面上抡动细绳使小球做匀速圆周运动。
（1）若两个小球以相同的周期转动，则______绳容易断（填“长”或“短”）；
（2）若两个小球以相同的线速度转动，则______绳容易断（填“长”或“短”）；
（3）研究这个实验的物理方法是______。
A.控制变量法 B.等效替代法 C.理想模型法
【答案】 ①. 长 ②. 短 ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]根据拉力提供向心力，有
由此可知，当小球以相同周期转动时，长绳需要的向心力大，所以长绳容易断；
（2）[2]根据拉力提供向心力，有
由此可知，当小球以相同的线速度转动时，短绳需要的向心力大，所以短绳容易断；
（3）[3]本实验采用的思想方法是控制变量法，即研究向心力大小与绳长关系时，需要保证周期或者线速度，质量不变。
故选A。
12. 如图是“验证机械能守恒定律”的实验装置。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
（1）为减小空气阻力因素的影响，本实验应选用哪种重物______（填A、B或C）
A.木块 B.铁块 C.塑料块
（2）释放纸带时，重物应______（填“靠近”或“远离”）打点计时器。
（3）在使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图所示，纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，设打点计时器的打点周期为T，且“0”为打下的第一个点，当打点计时器打点“3”时，重锤的动能表达式为______，若以重锤的运动起点“0”为参考点，当打点“3”时重锤的机械能表达式为______。
【答案】 ①. B ②. 靠近 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]本实验中重物应该选择质量大、体积小的物体。
故选B。
（2）[2]释放纸带时，重物应靠近打点计时器；
（3）[3]当打点计时器打点“3”时，重锤的动能表达式为
以重锤的运动起点“0”为参考点，当打点“3”时重锤的机械能表达式为
13. 某游乐设施如图所示，由半圆形APB和直线形BC细圆管组成的轨道固定在水平桌面上（圆半径比细圆管内径大得多），轨道内壁光滑。已知APB部分的半径R=0.8m，BC段长L=1.6m。弹射装置将一质量m=0.2kg的小球（可视为质点）以水平初速度v0=4m/s从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道，不计空气阻力，取g=10m/s2。求：
（1）小球在半圆形轨道上运动的角速度ω、向心加速度a的大小；
（2）从A点运动到C点的时间t；（结果保留三位有效数字）
（3）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。
【答案】（1）5rad/s，20m/s2；（2）1.03s；（3）
【解析】
【详解】（1）小球在半圆形轨道上运动时的角速度为
解得
小球在半圆形轨道上运动时的加速度为
解得
（2）小球从A到B的时间为
解得
从B到C小球做匀速直线运动时间为
因此从A点运动到C点的时间为
（3）圆管对小球的水平方向作用力大小为
解得
圆管对小球的竖直方向作用力大小为
因此圆管对小球的作用力大小为
14. 如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的带负电小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为，（取过C点的水平面为零势能面）。求：
（1）小球滑到B点时的机械能大小；
（2）小球滑到C点时的速度大小；
（3）若以C点作为参考点（零电势点），试确定A点的电势。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球滑到B点时的机械能大小为
解得
（2）因为BC在同一个等势面上，所以小球从B到C电场力做功为
由几何关系可知BC的竖直高度为
由B到C点根据动能定理
解得
（3）小球从A到C，由动能定理
解得
解得
15. 如图所示，水平面上的A点有一固定的理想弹簧发射装置，发射装置内壁光滑，A点为发射口所在的位置，在竖直面内由内壁光滑的钢管弯成的“9”字形固定轨道在B点与水平面平滑相接，钢管内径很小，“9”字全高H=1m，“9”字上半部分圆弧轨道半径R=0.1m，圆弧为圆周，圆弧轨道与其下端相接的水平部分轨道相切，当弹簧压缩量为2cm（弹性限度内）时，启动发射装置，恰能使质量m=0.1kg的滑块沿轨道上升到最高点C，已知弹簧弹性势能与其压缩量的平方成正比，A、B间距离为L=4m，滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）当弹簧压缩量为2cm时弹簧的弹性势能及启动发射装置后，滑块恰能滑到轨道最高点C时的瞬时速度vC；
（2）当弹簧压缩量为3cm（弹性限度内）时，启动发射装置，滑块滑到轨道最高点C时对轨道的作用力；
（3）当弹簧压缩量为3cm时，启动发射装置，滑块从D点水平抛出后的水平射程。
【答案】（1）1.8J，0；（2）44N，方向竖直向上；（3）2.8m
【解析】
【详解】（1）根据能量守恒定律可得
则当弹簧压缩量为2cm时弹簧的弹性势能
滑块滑到轨道最高点C时，有
当FN与重力mg相等时恰能到达最高点C，则
（2）因为弹簧弹性势能与压缩量的平方成正比，故当弹簧压缩量为3cm时，有
解得
根据能量守恒定律
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知，滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小为44N，方向竖直向上；
（3）根据能守恒定律
解得
由平抛运动规律
解得
故水平射程
2022～2023学年度第二学期期末考试
高一物理
考生注意：
1.本试卷满分100分，测试时间75分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。试卷包括Ⅰ卷和Ⅱ卷两部分。
3.答题前，考生务必在答题纸上按要求填写信息，并将核对后的条形码贴在指定位置上。考生需将答案涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。Ⅰ卷部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，Ⅱ卷部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。
1. 下列物理学史说法正确的是（ ）
A. 开普勒提出了万有引力定律
B. 元电荷e的数值最早是由库仑测得的
C. 引力常量G的大小首先是由卡文迪什测出来的
D. 引力常量G大小首先是由牛顿测出来的，被称为测量地球质量的第一人
【答案】C
【解析】
【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，故A错误；
B．元电荷e的数值最早是由密立根测得的，故B错误；
CD．引力常量G的大小首先是由卡文迪什测出来的，其被称为测量地球质量的第一人，故C正确，D错误。
故选C。
2. 如图甲所示，民航客机都有紧急出口，发生意外打开紧急出口，狭长气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可以较快地沿斜面滑行到地面（可等效为图乙），斜面固定不动，不计空气阻力。若人员沿斜面加速下滑，则人在下滑过程中（ ）
A. 重力对人做正功 B. 支持力对人做负功
C. 合力对人不做功 D. 摩擦力对人做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于重力竖直向下，位移方向沿斜面向下，所以重力对人做正功，故A正确；
B．支持力与斜面垂直，位移沿斜面向下，所以支持力不做功，故B错误；
C．合力沿斜面向下，合力做正功，故C错误；
D．摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负功，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是3rad/s，距离圆心0.15m的盘面上，有一个质量为0.10kg的小物块在随圆盘一起做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 小物块的向心力等于其所受的合力 B. 小物块的向心力小于其所受的合力
C. 小物块的向心力大小为0.045N D. 小球做匀速圆周运动的向心力的大小在运动过程中会改变
【答案】A
【解析】
【详解】AB．物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，故A正确，B错误；
C．根据向心力的计算公式可得
故C错误；
D．小球做匀速圆周运动的向心力的大小不变，方向改变，故D错误。
故选A。
4. 有质量相等的两个人造地球卫星A和B，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动。两卫星的轨道半径分别为rA和rB，且rA
A. 卫星A的运行周期较大 B. 卫星B受到的地球引力较小
C. 卫星B的动能较大 D. 卫星A的机械能较大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力，有
可得
由于rA
故A错误；
B．卫星受到的万有引力大小为
所以卫星B受到的地球引力较小，故B正确；
C．根据万有引力提供向心力，有
可得
所以
所以
故C错误；
D．卫星由低轨道变轨到高轨道需要点火加速，即外力对卫星做正功，卫星的机械能增大，所以卫星B的机械能较大，故D错误。
故选B。
5. 撑杆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员在整个跳高过程中机械能守恒
B. 起跳上升过程中，运动员的重力势能和动能之和保持不变
C. 起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加
D. 起跳上升过程中，杆的弹性势能先增加后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于杆对运动员做功，所以运动员在整个跳高过程中机械能不守恒，故A错误；
BCD．起跳上升过程中，杆对运动员先做负功后做正功，运动员的重力势能和动能之和先减小后增加，杆的弹性势能先增加后减小，故BC错误，D正确。
故选D。
6. 游乐场的旋转木马是小朋友们非常喜欢的游玩项目。如图所示，一小孩坐在旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周运动的半径为3.0m，小孩旋转5周用时1min，则下列说法正确的是（ ）
A. 小孩做匀速圆周运动周期为0.2s
B. 小孩做匀速圆周运动的角速度为
C. 小孩做匀速圆周运动的线速度为
D. 小孩做匀速圆周运动的向心加速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．小孩做匀速圆周运动的周期为
A错误；
B．小孩做匀速圆周运动的角速度为
B错误；
C．小孩做匀速圆周运动的线速度为
C正确；
D．小孩做匀速圆周运动的向心加速度为
D错误。
故选C。
7. 生活在尼罗河的反天刀鱼，它的器官能在其周围产生电场，电场线分布如图所示，M、N、P为电场中的点，据此可以判断（ ）
A P点电场强度大小大于M点电场强度大小
B. P点电势高于N点电势
C. 将某带电小颗粒从P移到M点电场力做正功
D. 某带电小颗粒在M点的电势能一定小于在N点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，鱼的头部、尾部相当于等量正、负电荷产生的电场，且P点电场线较疏，M点电场线较密，所以P点电场强度大小小于M点电场强度大小，故A错误；
B．由于沿电场线方向电势降低，所以P点电势高于N点电势，故B正确；
C．将某带电小颗粒从P移到M点电势降低，但带电颗粒的电性未知，所以不能确定电场力做正功，还是负功，故C错误；
D．由于带电颗粒的电性未知，也不能确定M、N点的电势高低，所以不能确定带电小颗粒在M点的电势能与在N点的电势能的大小关系，故D错误。
故选B。
8. 2023年3月15日19时41分，“长征十一号”运载火箭（以下简称“长十一火箭”）在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将“试验十九号”卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。至此，“长十一火箭”已创造十六连胜的佳绩。该次发射过程简化如下：由运载火箭将卫星送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，卫星在B点到达预期轨道高度时通过变轨进入预定圆轨道，则（ ）
A. 卫星的发射速度应小于7.9km/s
B. 卫星在椭圆轨道上运行时经过A点的速率大于经过B点的速率
C. 卫星从椭圆轨道上的B点变轨进入预定圆轨道时，需要减速
D. 卫星从椭圆轨道上的B点变轨进入预定圆轨道时，需要加速
【答案】BD
【解析】
【详解】A．7.9km/s是地球卫星的最小发射速度，所以卫星的发射速度应大于7.9km/s，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可得卫星在椭圆轨道上运行时经过A点（近地点）的速率大于经过B点（远地点）的速率，故B正确；
CD．卫星从椭圆轨道上的B点变轨进入预定圆轨道时，需要点火加速做离心运动，故C错误，D正确。
故选BD。
9. 一辆汽车在水平路面上匀速直线行驶，阻力恒定为f. t1时刻驶入一段阻力为2f的路段继续行驶．t2时刻驶出这段路，阻力恢复为f行驶中汽车功率恒定，则汽车的速度v及牵引力F随时间t的变化图象可能是
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】t1之前，汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力相等，t1时刻后阻力变为2f，汽车做减速运动，由知，随着速度的减小，牵引力逐渐的增大，即汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当牵引力增大到2f时，汽车做匀速运动．t2时刻后，汽车驶出这段路，阻力恢复为f，这时牵引力为2f大于阻力f，汽车做加速运动，由知，随着速度的增加，牵引力逐渐的减小，加速度逐渐减小．由上分析知，A、C对．
【点睛】“机车的启动”模型：
物体在牵引力（受功率和速度制约）作用下，从静止开始克服一定的阻力，最后达到最大速度的整个加速过程，可看作“机车的启动”模型．
（1）恒定功率启动（所受阻力一定）
先做变加速（a减小）运动，再做匀速（a＝0）运动，在此过程中，F牵、v、a的变化情况是：
（2）恒定加速度启动（所受阻力一定）
先做匀加速运动，再做变加速运动，最后匀速运动，具体变化过程如下
（3）启动过程满足的运动规律
机车的功率P＝Fv
机车的加速度a＝
当机车的速度达到最大时，F＝Ff，a＝0，最大速度vm＝
10. 如图所示，质量分别为2kg和2.5kg的物块A、B，与劲度系数为1000N/m的轻弹簧拴接后竖直放在水平地面上，对物块A施加一个40N的竖直向下的压力F，物块A、B均处于静止状态。已知弹簧的弹性势能大小为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，取g=10m/s2，突然撤去压力F，则（ ）
A. 物块A的最大动能为0.8J B. 物块A的最大动能为1.6J
C. 物块B不可能离开水平地面 D. 只要k足够小，物块B就可能离开水平地面
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．物块A动能最大时，弹簧的弹力等于物块A的重力，即
解得
由机械能守恒得
可得
故A正确，B错误；
CD．设弹簧形变量为x2时，弹簧的弹力为
此时B恰好要离开地面，A由初始上升
由机械能守恒有
代入数据得
所以B不会离开地面，故C正确，D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. 如图为“感受向心力”的实验装置图：用长短不同、承受最大拉力相同的两根轻质细绳各拴着一个质量相同的小球，在光滑水平桌面上抡动细绳使小球做匀速圆周运动。
（1）若两个小球以相同的周期转动，则______绳容易断（填“长”或“短”）；
（2）若两个小球以相同的线速度转动，则______绳容易断（填“长”或“短”）；
（3）研究这个实验的物理方法是______。
A.控制变量法 B.等效替代法 C.理想模型法
【答案】 ①. 长 ②. 短 ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]根据拉力提供向心力，有
由此可知，当小球以相同周期转动时，长绳需要的向心力大，所以长绳容易断；
（2）[2]根据拉力提供向心力，有
由此可知，当小球以相同的线速度转动时，短绳需要的向心力大，所以短绳容易断；
（3）[3]本实验采用的思想方法是控制变量法，即研究向心力大小与绳长关系时，需要保证周期或者线速度，质量不变。
故选A。
12. 如图是“验证机械能守恒定律”的实验装置。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
（1）为减小空气阻力因素的影响，本实验应选用哪种重物______（填A、B或C）
A.木块 B.铁块 C.塑料块
（2）释放纸带时，重物应______（填“靠近”或“远离”）打点计时器。
（3）在使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图所示，纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，设打点计时器的打点周期为T，且“0”为打下的第一个点，当打点计时器打点“3”时，重锤的动能表达式为______，若以重锤的运动起点“0”为参考点，当打点“3”时重锤的机械能表达式为______。
【答案】 ①. B ②. 靠近 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]本实验中重物应该选择质量大、体积小的物体。
故选B。
（2）[2]释放纸带时，重物应靠近打点计时器；
（3）[3]当打点计时器打点“3”时，重锤的动能表达式为
以重锤的运动起点“0”为参考点，当打点“3”时重锤的机械能表达式为
13. 某游乐设施如图所示，由半圆形APB和直线形BC细圆管组成的轨道固定在水平桌面上（圆半径比细圆管内径大得多），轨道内壁光滑。已知APB部分的半径R=0.8m，BC段长L=1.6m。弹射装置将一质量m=0.2kg的小球（可视为质点）以水平初速度v0=4m/s从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道，不计空气阻力，取g=10m/s2。求：
（1）小球在半圆形轨道上运动的角速度ω、向心加速度a的大小；
（2）从A点运动到C点的时间t；（结果保留三位有效数字）
（3）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。
【答案】（1）5rad/s，20m/s2；（2）1.03s；（3）
【解析】
【详解】（1）小球在半圆形轨道上运动时的角速度为
解得
小球在半圆形轨道上运动时的加速度为
解得
（2）小球从A到B的时间为
解得
从B到C小球做匀速直线运动时间为
因此从A点运动到C点的时间为
（3）圆管对小球的水平方向作用力大小为
解得
圆管对小球的竖直方向作用力大小为
因此圆管对小球的作用力大小为
14. 如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的带负电小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为，（取过C点的水平面为零势能面）。求：
（1）小球滑到B点时的机械能大小；
（2）小球滑到C点时的速度大小；
（3）若以C点作为参考点（零电势点），试确定A点的电势。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球滑到B点时的机械能大小为
解得
（2）因为BC在同一个等势面上，所以小球从B到C电场力做功为
由几何关系可知BC的竖直高度为
由B到C点根据动能定理
解得
（3）小球从A到C，由动能定理
解得
解得
15. 如图所示，水平面上的A点有一固定的理想弹簧发射装置，发射装置内壁光滑，A点为发射口所在的位置，在竖直面内由内壁光滑的钢管弯成的“9”字形固定轨道在B点与水平面平滑相接，钢管内径很小，“9”字全高H=1m，“9”字上半部分圆弧轨道半径R=0.1m，圆弧为圆周，圆弧轨道与其下端相接的水平部分轨道相切，当弹簧压缩量为2cm（弹性限度内）时，启动发射装置，恰能使质量m=0.1kg的滑块沿轨道上升到最高点C，已知弹簧弹性势能与其压缩量的平方成正比，A、B间距离为L=4m，滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）当弹簧压缩量为2cm时弹簧的弹性势能及启动发射装置后，滑块恰能滑到轨道最高点C时的瞬时速度vC；
（2）当弹簧压缩量为3cm（弹性限度内）时，启动发射装置，滑块滑到轨道最高点C时对轨道的作用力；
（3）当弹簧压缩量为3cm时，启动发射装置，滑块从D点水平抛出后的水平射程。
【答案】（1）1.8J，0；（2）44N，方向竖直向上；（3）2.8m
【解析】
【详解】（1）根据能量守恒定律可得
则当弹簧压缩量为2cm时弹簧的弹性势能
滑块滑到轨道最高点C时，有
当FN与重力mg相等时恰能到达最高点C，则
（2）因为弹簧弹性势能与压缩量的平方成正比，故当弹簧压缩量为3cm时，有
解得
根据能量守恒定律
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知，滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小为44N，方向竖直向上；
（3）根据能守恒定律
解得
由平抛运动规律
解得
故水平射程
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