2022-2023学年北京市怀柔区高一（下）期末物理试卷（7月）（含解析）

这是一份2022-2023学年北京市怀柔区高一（下）期末物理试卷（7月）（含解析），共21页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

2022-2023学年北京市怀柔区高一（下）期末物理试卷（7月）
一、单选题（本大题共16小题，共48.0分）
1. 排球是大家很熟悉的一项体育运动。在国际赛事中，中国女排姑娘们凭借着团结协作、顽强拼搏的女排精神创造了一个又一个辉煌，极大地激发了中国人的自豪、自尊和自信。如图所示，在排球场上发球运动员将排球斜向上击出，排球运动一段时间后落至A点。已知排球在空中运动轨迹的最高点为O点，排球可视为质点，忽略空气阻力的影响。
关于排球运动过程中速度方向和受力方向，下列图中正确的是(    )

A. B.
C. D.
2. 红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹可能是图中的(    )

A. 直线P B. 曲线Q C. 曲线R D. 无法确定
3. 牛顿发现了万有引力定律，却没有给出引力常量G。在1798年，卡文迪什巧妙地利用扭秤装置，第一次比较准确地测出了引力常量G的值，实验装置如图所示，在实验中卡文迪什主要运用的科学研究方法是(    )

A. 微元法 B. 控制变量法 C. 理想模型法 D. 微小形变放大法
4. 某商场设有步行楼梯和自动扶梯，步行楼梯每级的高度是0.15m，自动扶梯与水平面的夹角为30°，自动扶梯前进的速度是0.76m/s。有甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。该楼层高4.56m。正确的(    )

A. 甲顾客先到达楼上 B. 乙顾客先到达楼上 C. 甲上楼用了14s D. 乙上楼用了12s
5. 如图所示，在风力推动下，风叶带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，下列说法中正确的是

A. M点的线速度等于N点的线速度
B. M点的角速度小于N点的角速度
C. M点的向心加速度小于N点的向心加速度
D. M点的周期大于N点的周期
6. 汽车以恒定的速率通过一圆弧形拱桥，当它位于拱桥顶部时，下列说法正确的是(    )
A. 汽车处于超重状态
B. 汽车对拱桥的压力等于其重力
C. 汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用
D. 汽车受到的重力和支持力的合力提供它所需的向心力，方向指向圆弧的圆心
7. 世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长5.067公里，共有23个弯道，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以下合情合理的说法正确的是(    )



A.  是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘造成赛车冲出跑道的
B.  是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的
C.  是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的
D.  由公式F=mω2r可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道
8. 平抛运动物体的规律可以概括为两点：(1)水平方向做匀速运动，(2)竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验(    )

A. 只能说明上述规律中的第(1)条 B. 只能说明上述规律中的第(2)条
C. 不能说明上述规律中的任何一条 D. 能同时说明上述两条规律
9. 若某星球的质量和半径均为地球的2倍，那么质量约为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的(    )
A. 14 B. 12 C. 2倍 D. 4倍
10. 中国北斗卫星导航系(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星，GPS导航系统是由周期约为12h的卫星群组成。则北斗导航系统的同步卫星与GPS导航卫星相比(    )
A. 北斗导航系统的同步卫星的角速度大 B. 北斗导航系统的同步卫星的轨道半径小
C. GPS导航卫星的线速度大 D. GPS导航卫星的向心加速度小
11. 如图所示，人造地球卫星发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道。先将卫星发射至近地圆轨道I；然后在A点(近地点)点火加速，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ；在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ.下列说法正确的是(    )


A. 轨道Ⅱ上A点的速度一定不超过第一宇宙速度
B. 如果圆轨道Ⅲ是地球同步卫星轨道，则在该轨道上运行的任何卫星，其角速度和北京“鸟巢”的角速度相同
C. 在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，所以卫星发射场必须建在赤道上
D. 卫星在圆轨道I上运行时的周期和向心加速度小于在圆轨道Ⅲ上的周期和向心加速度
12. 在2015年世界蹦床锦标赛中，中国队包揽了女子单人蹦床比赛的金牌和银牌，对于运动员身体保持直立状态由最高点下落至蹦床的过程(如图所示)，若忽略空气阻力，关于运动员所受重力做功、运动员的重力势能，下列说法中正确的是

A. 重力做正功，重力势能减少 B. 重力做负功，重力势能减少
C. 重力做负功，重力势能增加 D. 重力做正功，重力势能增加
13. 汽车爬坡时，驾驶员的操作是：加大油门，同时将变速器换成低速档．加大油门是使发动机发挥最大的功率，换用低速档是为了减速．那么，在爬坡时，减少汽车的速度是为了(    )
A. 保证安全 B. 获取更大的动力 C. 省油 D. 增大惯性
14. 一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，如图所示。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法不正确的是(    )

A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小
B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加
C. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
D. 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
15. 如图所示，某人在山上将一质量为m的石块以初速度v0抛出，抛出时石块距地面的高度为H，到达P点时距地面的高度为h(H>h)。不计空气阻力，重力加速度为g。则石块到达P点时的动能(    )


A. 12mv02+mgH B. 12mv02+mgh
C. mgH−mgh D. 12mv02+mg(H−h)
16. 如图所示，在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉子内形成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上做实验，关于实验中电子秤的示数下列说法正确的是(    )

A. 玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些
B. 玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大一些
C. 玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态
D. 玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小
二、实验题（本大题共1小题，共12.0分）
17. 利用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期T=0.02s，重力加速度为g。
(1)甲同学在做实验时进行了如下操作，其中操作不当的步骤是______(选填选项前的字母)。
A.将打点计时器接到直流电源上
B.应选体积小、质量大的重物
C.释放纸带前，纸带应保持竖直
(2)甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如图2所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点。测出C、D、E点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3，由此可计算出打点计时器打下D点时重物下落的瞬时速度vD=______m/s(结果保留三位有效数字)。用m表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式mgh2=______，则可认为重物下落过程中机械能守恒(用给出的已知物理量的符号表示)。
(3)乙同学在进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找不到起始点了，于是他利用剩余的纸带，用(2)中方法进行数据处理并进行验证。如图3所示，重新任选某点为O，选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点，测量出C、D、E点到O点的距离分别为h1、h2、h3，用(2)中表达式进行验证。发现表达式左侧mgh2的数值比表达式右侧的数值小了很多，最可能的原因是______。
(4)丙同学设想采用另一种方法研究机械能是否守恒：在图3中的纸带上，先分别测量出从O点到A、B、C、D、E、F点的距离h，再计算对应B、C、D、E各点的重物速度v。请帮助丙同学在图4中画出v2−h图像的示意图，并说明如何利用该图像判断重物下落过程中机械能是否守恒。
三、计算题（本大题共5小题，共40.0分）
18. 某款儿童滑梯如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角θ=37°的平直斜面，滑面顶端距离地面高度h=3.0m。一质量m=20kg的儿童从滑面顶端由静止开始下滑至底端，已知儿童与滑梯间的动摩擦因数μ=0.30，儿童沿滑面下滑的过程，可以看做质点沿斜面直线运动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力的影响。求：
(1)儿童下滑过程中，所受摩擦力的大小f；
(2)儿童下滑的整个过程中，重力对其做的功W；
(3)儿童下滑至底端时，重力的瞬时功率P。
19. 追寻守恒量是物理学的重要研究内容，在高中阶段我们探索守恒量时，除了实验手段，也常借助已有理论来进行分析。已知重力加速度为g。如图所示，A和B两位置分别距离地面高度为hA和hB，质量为m的物体(可视为质点)在A和B两位置的速度大小分别为vA和vB。
(1)以地面为参考平面，分别写出物体在A和B两位置的机械能EA和EB；
(2)利用动能定理和重力做功的特点，证明沿光滑曲面下滑的物块在A位置的机械能与在B位置的机械能相等。


20. 长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动，这种运动通常称为圆锥摆运动，重力加速度为g，如图所示。当细线与竖直方向的夹角是α时，求：
(1)线的拉力F大小；
(2)小球运动的线速度的大小；
(3)若保持圆心O到O′点距离h不变，改变绳长L，求小球做匀速圆周运动角速度ω与绳长L的关系。


21. 环保人员在一次检查时发现，有一根排污管正在沿水平方向向河道内排出大量污水，如图所示。水流稳定时，环保人员测出了管口中心到河面的高度H，喷出污水的水平射程为L，管口的直径为D(D远小于H)。设污水充满整根管道，管口横截面上各处水的速度相同，忽略空气阻力，已知重力加速度为g。求：
(1)污水从排污管喷出时初速度的大小v0；
(2)污水落至河面时速度的大小v；
(3)由管口至河面间空中污水的体积A。

22. 2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月球样品在预定区域安全着陆，探月工程取得圆满成功。若已知月球质量为M月，月球半径为R月，地球质量为M地，地球半径为R地，月球中心与地球中心的距离为L，引力常量为G。在以下问题的讨论中，将地球、月球均视为质量分布均匀的球体，不考虑月球和地球自转的影响。
(1)嫦娥五号带回了月球样品，某样品在月球表面附近所受重力大小为F月，在地球表面附近所受重力大小为F地，求比值F月F地的表达式。
(2)若将月球绕地球的公转视为一个质点绕地球做匀速圆周运动，其公转周期为T。
a.请写出月球绕地球公转的向心加速度a与T之间的关系式。
b.经查阅资料，可知地球半径约为R地=6400km，月球与地球中心的距离L约为地球半径R地的60倍，取地球表面附近自由落体加速度g=9.8m/s2。
牛顿在思考行星间的引力时，猜想“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，最终他利用“月−地检验”证实了自己的猜想。根据牛顿的猜想，推导并写出月球受地球引力产生的加速度a′的表达式(用g、R地、L表示)；为确定牛顿的猜想是否正确，请写出还需查阅本题信息中哪个物理量的具体数值。
答案和解析

1.【答案】A 
【解析】解：AB、排球做曲线运动，则其速度方向为轨迹的切线方向，故A正确，B错误；
C、根据物体做曲线运动的条件可知，合外力的方向一定指向轨迹的内侧，故C错误；
D、排球运动的过程中受到竖直向下的重力，受力的方向始终竖直向下，故D错误。
故选：A。
明确曲线运动的性质，知道曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，而受力方向一定指向曲线的凹侧．
本题考查曲线运动的性质以及物体做曲线运动的条件，明确物体做曲线运动时，力和速度不在同一直线上，且力一定指向曲线的凹侧．

2.【答案】B 
【解析】
【分析】
当合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动，轨迹夹在速度方向与合力方向之间，合力的方向指向轨迹的凹侧，从而即可求解。
解决本题的关键会根据速度方向与加速度方向的关系判断物体做直线运动还是曲线运动，以及知道轨迹夹在速度方向与合力方向之间，合力的方向指向轨迹的凹侧。
【解答】
由题意可知红蜡块在竖直方向做匀速直线运动，若使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，其速度方向与水平方向的夹角的正切值为tanθ=vyvx=vyat
由上式可知θ随t的增大而减小，而蜡块速度方向沿轨迹切线方向，所以红蜡块实际运动的轨迹可能是图中的曲线Q。
故选B。
  
3.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题主要考察对物理方法的认识，通过平面镜反射的光斑在刻度尺位置变化可反映金属丝扭转形变大小。运用了微小形变放大法。
【解答】
在实验中卡文迪什主要运用的科学研究方法是微小形变放大法，故D正确，ABC错误。
故选D。
  
4.【答案】A 
【解析】由题可知，顾客乙上楼梯的竖直向上的速度为v2=st=0.3m/s
顾客甲上楼梯的竖直向上的速度为v1=0.76×sin30∘m/s=0.38m/s
设楼梯的总高度为 h ，则甲到达楼上所用的时间为t1=hv1=12s
乙到达楼上所用的时间为t2=hv2=15.2s
代入数据比较可知t1 故选A。


5.【答案】C 
【解析】解：A、B、D、由于M、N两点的转动的角速度相等，则周期相等，根据v=rω知，M点转动的半径小，则M点的线速度小于N点的线速度．故A错误，B错误，D错误．
C、根据a=rω2知，M、N的角速度相等，M点的转动半径小，则M点的向心加速度小于N点的加速度．故C正确．
故选：C．
同一个叶片上的点转动的角速度大小相等，根据v=rω、a=rω2比较线速度和加速度的大小．
解决本题的关键知道共轴转动的点角速度相等，考查传送带传到轮子边缘上的点线速度大小相等，知道线速度、角速度、向心加速度的关系．

6.【答案】D 
【解析】解：A、汽车过拱形桥时做圆周运动，在桥的顶部时，加速度竖直向下，车处于失重状态，故A错误；
B、汽车处于失重状态，车对桥的压力小于车的重力，故B错误；
C、汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力作用，重力与支持力的合力提供向心力，故C错误，D正确；
故选：D。
汽车过拱桥，做圆周运动，在最高点，合力提供向心力，受力分析时不能分析向心力．
本题考查应用物理规律分析实际生活中圆周运动问题的能力，关键分析向心力的来源．

7.【答案】C 
【解析】
【分析】
汽车在水平路面上拐弯，靠静摩擦力提供向心力，结合静摩擦力提供向心力，运用牛顿第二定律分析判断。
此题注意赛车冲出跑道的现象为离心现象，知道造成离心现象的根本原因是速度过大，导致受到的摩擦力不足以提供所需的向心力造成的，即可解决此类题目。
【解答】
赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，因为速度较大，静摩擦力不足以提供向心力，而发生离心运动;
根据公式F=mv2r可知，弯道半径越小，向心力越大，越容易冲出跑道，故ABD错误。C正确。
故选C。
  
8.【答案】B 
【解析】解：在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，故ACD错误，B正确．
故选：B．
探究平抛运动的规律中，实验同时让A球做平抛运动，B球做自由落体运动，若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，而不能说明A球水平方向的运动性质．
本题属于简单基础题目，实验虽然简单，但是很直观的验证了平抛运动在竖直方向上的运动规律．

9.【答案】B 
【解析】根据 GMmR2=mg 得，重力加速度g=GMR2
因为星球质量和半径均为地球的2倍，则星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 12 倍，所以质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的 12 倍．
A. 14 ，与结论不相符，选项A错误；
B. 12 ，与结论相符，选项B正确；
C. 2倍，与结论不相符，选项C错误；
D. 4倍，与结论不相符，选项D错误．


10.【答案】C 
【解析】
【分析】
由题可知，同步卫星的周期为24h，GPS导航系统的周期为12h；根据开普勒定律：R3T2=k，可知卫星的轨道半径R越大，周期越大，由公式ω=2πT，分析角速度的关系；由公式v= GMr分析线速度的关系；由公式a=GMr2分析向心加速度的大小。
对于卫星类型的选择题，可以利用开普勒定律理解、记忆周期与半径的关系，再结合圆周运动的公式分析其他量的关系。
【解答】
A、由题，北斗导航系统的同步卫星周期大于GPS导航卫星的周期，由公式ω=2πT知道，北斗导航系统的同步卫星的角速度小，故A错误；
B、由根据开普勒定律得到，北斗导航系统的同步卫星的轨道半径大，故B错误；
C、由公式v= GMr分析知道，G是常量，M是地球的质量不变，则GPS导航卫星的线速度大，故C正确；
D、由公式a=GMr2分析得知，GPS导航卫星的向心加速度大，故D错误。  
11.【答案】B 
【解析】
【分析】
根据变轨的原理判断轨道Ⅱ上A点的速度大小；同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等；在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，但是发射场并不是必须建在赤道上；根据万有引力提供向心力得出周期、向心加速度与轨道半径的关系，从而比较大小。

【解答】
A、第一宇宙速度是卫星在地面附近做匀速圆周运动所具有的线速度，由轨道Ⅰ变为轨道Ⅱ需在A点加速，该点的速度会大于第一宇宙速度，故A错误。
B、同步卫星的周期与地球自转的周期相等，可知同步轨道上卫星的角速度与北京“鸟巢”的角速度相同，故B正确。
C、虽然在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，但是发射场并不是必须建在赤道上的，如我国酒泉卫星发射中心不在赤道上，故C错误。
D、根据GMmr2=ma=mr4π2T2得，a=GMr2，T= 4π2r3GM，轨道I的半径小于轨道Ⅲ的半径，则卫星在轨道I上的向心加速度大于轨道Ⅲ上的向心加速度，卫星在轨道I上的周期小于轨道Ⅲ上的周期，故D错误。
故选：B。  
12.【答案】A 
【解析】运动员身体保持直立状态由最高点下落至蹦床的过程中，重力方向与位移方向相同，则重力做功正功，重力势能减少；
A. 重力做正功，重力势能减少，与结论相符，选项A正确；
B. 重力做负功，重力势能减少，与结论不相符，选项B错误；
C. 重力做负功，重力势能增加，与结论不相符，选项C错误；
D. 重力做正功，重力势能增加，与结论不相符，选项D错误．


13.【答案】B 
【解析】
【分析】
当油门调到最大时，功率达最大此时功率无法再增加，由P=Fv可分析减少车速的原因。

【解答】
根据瞬时功率公式：P=Fv，当汽车爬坡时，汽车重力沿斜面向下的分力成为汽车运动的阻力，阻力增大，所以汽车减小速度以获得更大的牵引力，ACD错误，B正确。
故选B．
  
14.【答案】C 
【解析】A.运动员到达最低点前，运动员一直向下运动，根据重力势能的定义可知重力势能始终减小，故A正确；
B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力方向向上，而运动员向下运动，所以弹力做负功，根据弹力做功量度弹性势能的变化关系式得
W弹=−ΔEp
因为弹力做负功所以弹性势能增加，故B正确；
C.根据重力做功量度重力势能的变化
WG=−ΔEp
而蹦极过程中重力做功不变，所以重力势能的改变与重力势能零点的选取无关，故C错误；
D.以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒，故D正确。
故选C。


15.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查了机械能守恒定律的应用，是一道基础题．要注意的是找好物体初末位置的高度。
石块的机械能守恒，根据机械能守恒可以直接求得结果。
【解答】
从抛出到p点，石块的机械能守恒，根据机械能守恒定律：12mv02+mg(H−h)=EkP
石块到达P点时的动能EkP=12mv02+mg(H−h)；
故ABC错误，D正确。
故选D。  
16.【答案】D 
【解析】
【分析】
玩具车静止在拱桥顶端时压力等于玩具车的重力，当玩具车以一定的速度通过最高达时，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解支持力，当加速度方向向上时，物体处于超重状态。
本题关键对汽车受力分析后根据牛顿第二定律列式求解，知道加速度方向向下时，物体处于失重状态，加速度方向向上时，物体处于超重状态。

【解答】

解：AB.玩具车静止在拱桥顶端时压力等于玩具车的重力，当玩具车以一定的速度通过最高达时，合力提供向心力，根据牛顿第二定律得： mg−N=mv2R，
解得：N=mg−mv2R C.玩具运动通过拱桥顶端时，加速度方向向下，车对桥的压力小于重力，处于失重状态，故C错误；
D.根据N=mg−mv2R可知，玩具运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小，故D正确。
故选D。
  
17.【答案】(1)A；(2)2.31；mh3−h128T2；
(3)O点不是起始点，打O点时重物动能不为零；
(4)；
当v2−h图像为倾斜的直线(形如上图)时，重物下落过程中机械能守恒。 
【解析】解：(1)A、打点计时器应使用交流电源，故A错误；
B、为减小空气阻力的影响，重物应选用体积小、质量大的，故B正确；
C、为减小重物带动纸带下落过程纸带所受阻力，释放纸带前，纸带应保持竖直，故C正确；
本题选错误的，故选A；
(2)打下D点时的瞬时速度等于CE段的平均速度，则有：vD=h3−h12T=(32.49−23.25)×10−22×0.02m/s=2.31m/s；
若重物下落过程中机械能守恒，由机械能守恒定律可知，在误差允许的范围内，需满足表达式mgh2=12mvD2，即mgh2=mh3−h128T2；
(3)在(2)实验中O点为打出的起始点，且速度为零，而(3)的实验所取O点不是起始点，速度不为零，重力势能减少量mgh2应等于打D、O两点时的重物动能之差，以至于mgh2的数值比12mvD2的数值小了很多，故原因为：O点不是起始点，打O点时重物动能不为零；
(4)设打O点时重物速度为v0，由机械能守恒定律得：
mgh=12mv2−12mv02
整理得：v2=2gh+v02，
v2−h图像的示意图如下图所示：

综上分析，可知若机械能守恒，v2−h图像应为倾斜的直线，即当v2−h图像为倾斜的直线(形如上图)时，重物下落过程中机械能守恒。

(1)打点计时器应使用交流电源；为减小实验误差，重物应选用体积小、质量大的，释放纸带前，纸带应保持竖直；
(2)打下D点时的瞬时速度等于CE段的平均速度，求得打D点时的速度，根据机械能守恒定律确定表达式；
(3)依题意，所取O点不是起始点，速度不为零，以至于mgh2的数值比12mvD2的数值小了很多；
(4)根据机械能守恒的表达式，推出v2−h图像的表达式，由图象的性质解答。
本题考查了验证机械能守恒定律的实验，涉及到实验的要求、原理及数据处理问题。本题(4)利用图像来处理数据是物理实验常规方法，需关注并掌握。

18.【答案】解：(1)滑块在斜面上做匀加速直线运动，根据受力分析可知f=μmgcosθ=0.30×20×10×0.8N=48N
(2)根据重力做功的公式得：W=mgh=20×10×3J=600J
(3)在整个下滑过程中，根据牛顿第二定律解得滑块的加速度mgsinθ−μmgcosθ=ma
根据速度−位移公式有v2=2ahsinθ
重力对滑块的所做功的瞬时功率为：P=mgvsinθ
代入数据解得：P=720W
答：(1)儿童下滑过程中，所受摩擦力的大小为48N；
(2)儿童下滑的整个过程中，重力对其做的功为600J；
(3)儿童下滑至底端时，重力的瞬时功率为720W。 
【解析】(1)根据受力分析结合滑动摩擦力公式可解得摩擦力；
(2)根据重力做功公式可解得；
(3)由P=mgvsin37°求重力对滑块的所做功的瞬时功率。
本题主要考查了匀加速直线运动速度−位移公式及牛顿第二定律的应用。注意功率计算公式的应用。

19.【答案】(1) EA=12mvA2+mghA ， EB=12mvB2+mghB ；(2) mghA+12mvA2=12mvB2+mghB 
【解析】(1)以地面为参考平面，物体在A位置的机械能为EA=12mvA2+mghA
物体在B位置的机械能为EB=12mvB2+mghB
(2)物体从A位置运动到B位置，重力做功WG=mghA−mghB
根据动能定理，合外力做功W合=12mvB2−12mvA2
从A位置运动到B位置，由于曲面光滑，仅有重力做功，即W合=WG
因此mghA−mghB=12mvB2−12mvA2
可得mghA+12mvA2=12mvB2+mghB
即物体在A位置的机械能与在B位置的机械能相等。


20.【答案】(1) F=mgcosα ；(2) v= gLcosα⋅sinα ；(3)见解析 
【解析】(1)以小球为对象，竖直方向根据受力平衡可得Fcosα=mg
解得线的拉力F大小为F=mgcosα
(2)以小球为对象，根据牛顿第二定律可得mgtanα=mv2Lsinα
可得小球运动的线速度大小为v= gLcosα⋅sinα
(3)以小球为对象，设细线与竖直方向的夹角为 θ ，根据牛顿第二定律可得mgtanα=mω2htanα
可得ω= gh
小球做匀速圆周运动角速度ω与绳长L无关。


21.【答案】解：(1)竖直方向H=12gt2
水平方向L=v0t
解得：t= 2Hg，v0=L g2H；
(2)污水落至河面时竖直方向速度vy=gt= 2gH
水平方向速度vx=v0
合速度v= vx2+vy2= g2H(L2+4H2)
(3)由管口至河面间空中污水的体积A=v0tπ(D2)2=πD2L4
答：(1)污水从排污管喷出时初速度的大小为L g2H；
(2)污水落至河面时速度的大小为 g2H(L2+4H2)；
(3)由管口至河面间空中污水的体积A为πD2L4。 
【解析】
(1)平抛运动水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，根据位移与时间关系可求解污水从排污管喷出时初速度的大小；
(2)污水落至河面时速度为合速度，根据速度与时间关系求解竖直方向末速度，根据速度的合成与分解求解合速度；
(3)Δt时间内，水喷出时可看作圆柱体，根据圆柱体的体积公式求解污水体积，再计算t时间内污水的体积。
本题主要是考查了平抛运动规律的应用，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，能够根据平抛运动的规律结合运动学公式解答。

22.【答案】解：(1)根据万有引力定律，可得样品在月球和地球表面的引力分别为：F月=GM月mR月2，F地=GM地mR地2
所以：F月F地=M月R地2M地R月2
(2)a.月球绕地球做匀速圆周运动，由运动学公式有：a=ω2L=4π2LT2    ①
b.按牛顿的猜想，对月球，受到地球对其的万有引力产生的加速度：GM地M月L2=M月a′②
而在地球表面上，不考虑自转时，m′g=GM地m′R地2 ③
联立以上可得：a′=gR地2L2   ④
若两种力是同一种性质的力，那么由运动学公式求出的加速度a与动力学算出的加速度应相同。
但从①式知道，还必须知道月球绕地球的周期T，才能比较a和a′。 
【解析】(1)根据万有引力定律求样品在两星球表面的引力之比；
(2)a、由运动学公式求出月球绕地球运行时的向心加速度大小；
b、由万有引力定律产生的加速度和运动学公式求得的加速度，两者对比，就能进行“月地检验”。
本题考查万有引力定律的应用、向心加速度、著名的月地检验史实等内容，关键是理解牛顿的思想方法，万有引力产生加速度等可解决问题。