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2022-2023学年宁夏银川六中高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）
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这是一份2022-2023学年宁夏银川六中高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是( )
A. 只有重力和弹力做功时，机械能守恒
B. 当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒
C. 当有其他外力作用时，只要合外力的功为零，机械能守恒
D. 炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒
2.关于运动的合成与分解，以下说法正确的是( )
A. 合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和
B. 合运动和分运动具有等时性
C. 物体的两个分运动若是直线运动，则它的合运动一定是直线运动
D. 若合运动是曲线运动，则其分运动中至少有一个是曲线运动
3.如图所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置。用水平拉力F缓慢地将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。在此过程中，拉力F做的功是( )
A. mgLcsθ
B. mgL(1−csθ)
C. FLsinθ
D. FL(1−csθ)
4.如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体放在光滑水平面上，m1A. W1W2
C. Wl=W2D. 条件不足，无法确定
5.万有引力定律的发现，明确地向人们宣告：天上和地上的物体都遵循着完全相同的科学法则。发现万有引力定律的科学家是( )
A. 哥白尼B. 第谷C. 牛顿D. 开普勒
6.有关万有引力的说法中，正确的有( )
A. 物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没有引力
B. F=Gm1m2r2中的G是比例常数，对于不同的星球G的值不同
C. 公式只适用于天体，不适用于地面物体
D. 地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是地球引力
7.如图所示，在同一轨道平面上，有绕地球做匀速圆周运动的卫星A、B、C，某时刻位置在同一条过地心的直线上，则( )
A. 经过一段时间，A回到原位置时，B、C也将同时回到原位置
B. 卫星B的周期比卫星A的周期小
C. 卫星C的向心加速度最小
D. 卫星A的线速度最小
8.如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是( )
A. 重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小
B. 重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变
C. 重力势能减小，动能不变，机械能增加，总能量增加
D. 重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变
9.汽车在水平路面上由静止启动以额定功率行驶，汽车运动过程中所受的阻力恒为F，则下列说法不正确的是( )
A. 汽车的运动是先加速，后减速
B. 汽车的加速度逐渐减小，一直减小到零
C. 汽车速度达到最大值时，牵引力最小
D. 阻力的功率逐渐增大，当汽车的加速度为零时，阻力的功率最大
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
10.质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中( )
A. 重力对物体做功为mgh
B. 重力对物体做功为mg(H+h)
C. 外力对物体做的总功为零
D. 地面对物体的平均阻力为mg(H+h)h
11.下列说法正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动
B. 平抛运动一定是匀变速运动
C. 匀速圆周运动是速度不变的运动
D. 分运动是直线运动，合运动一定是直线运动
12.下列说法正确的是( )
A. 功是标量，正负反映大小，−8J比5J小
B. 力对物体做正功还是负功，取决于力和位移的方向关系
C. 力做功总是在一个过程中完成，所以功是过程量
D. 凡是发生位移的物体，一定有力做功
三、实验题：本大题共1小题，共12分。
13.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为6V频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带，数据如图所示，单位是cm，g取9.8m/s2，O、A之间有几个计数点没画出。
(1)从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量ΔEp=______ J，此过程中物体动能的增量ΔEk=______ J。(小数点后保留两位)
(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中，需要通过计算得到的有______。
A.重锤的质量
B.重力加速度
C.重锤下落的高度
D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度
(3)在利用重锤自由落下验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是______。
A.重锤下落的实际高度大于测量值
B.重锤下落的实际高度小于测量值
C.重锤实际末速度v大于gt
D.纸带和限位孔之间有摩擦，以及重锤下落过程中受空气阻力的影响
四、简答题：本大题共4小题，共36分。
14.质量为1kg的物体从足够高处自由下落，不计空气阻力，取g=10m/s2，求物体下落2s时重力的功率和2s内重力的功率。
15.半径为R的某天体的一颗卫星距该天体表面的高度为h，测得卫星在该高度做圆周运动的周期为T，已知引力测量为G，求：
(1)该天体的质量M；
(2)该天体的密度ρ。
16.长为L的轻杆一端安在光滑固定转动轴O上，另一端固定有一只质量为m的小球(视为质点)。给小球一个初速度，使它在竖直面内绕O做圆周运动。已知当小球到达最高点时，小球对杆的压力大小为小球重力的14。求：(不计空气阻力)
(1)小球通过最高点时的速率v；
(2)小球通过最低点时小球对杆的拉力大小F。
17.如图所示，物体a和b系在跨过定滑轮的细绳两端，物体b的质量mb=1.5kg，物体a的质量ma=1kg。开始时把b托起，使a刚好与地面接触，此时物体b离地高度为h=1m，放手让b从静止开始下落，则：
(1)当b着地时，a的速度多大？
(2)b落地后，a还能上升多高？(g取10m/s2)
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A、在只有重力和弹力做功的系统中，只发生动能和势能的相互转化，机械能是守恒的，故A正确。
B、物体不只受重力或弹力作用还受其它力作用，但其它力不做功时或做功为零时，机械能是守恒的，但并非合外力为零，故B错误。
C、当有其他外力作用时，只要其他外力的合力的功为零，机械能守恒机械能是守恒的，故C错误。
D、爆炸前后火药推力做功，其机械能是不守恒的，故D错误。
故选：A。
机械能包括动能、重力势能和弹性势能，重力势能是相对的，可正也可负；机械能守恒的条件是：只有重力或弹簧的弹力做功．对照机械能守恒进行分析．
解决本题的关键掌握机械能的概念和机械能守恒的条件，即只有重力或(弹簧弹力)做功，机械能守恒
2.【答案】B
【解析】解：A、根据平行四边形定则知，合速度可能比分速度大，可能比分速度小，也可能与分速度相等。故A错误；
B、合运动与分运动具有同时性、等效性和独立性，合运动时间等于分运动时间。故B正确；
CD、两个直线运动的合运动，可能是直线运动或曲线运动。关键是看两个直线运动的合力和合初速度方向是否在同一条直线上。故CD错误。
故选：B。
合运动与分运动的关系：两个直线运动的合运动，可能是直线运动成曲线运动。关键是看两个直线运动的合力和合初速度方向是否在同一条直线上；合运动与分运动具有同时性、等效性和独立性；根据平行四边形定则知，合速度可能比分速度大，可能比分速度小，也可能与分速度相等。
本题考查合运动与分运动的关系，涉及平行四边形定则以及同时性、等效性和独立性。属于基础简单题目，要求学生理解合运动与分运动的关系。
3.【答案】B
【解析】解：在小球缓慢上升过程中，此过程中拉力做正功，重力做负功，缓慢运动可认为在此过程中动能不变，由动能定理得
WF−mgL(1−csθ)=0
解得：WF=mgL(1−csθ)，故ACD错误，B正确。
故选：B。
当用水平拉力F将小球缓慢拉到细线与竖直方向成θ角的过程中，小球动能不变，拉力F是变力，可由动能定理可求出拉力F做的功。
本题中拉力F为变力，不用用功的计算公式求变力F做的功，可用动能定理来求出变力做功。同时要知道当小球缓慢运动时，其速率不变。
4.【答案】C
【解析】解：由题意可得F1和F2大小和方向相同，并且物体移动的位移也相同，所以由功的公式W=FL可知，它们对物体做的功是相同的，所以C正确．
故选C.
由于F1和F2都是恒力，求恒力的功可以根据功的公式直接求得．
恒力做功，根据功的公式直接计算即可，比较简单．
5.【答案】C
【解析】解：牛顿通过研究物体在月球和地面的加速度，得出了引力大小与距离的平方成反比的结论，在此基础上进一步验证后，推广到了宇宙中的一切物体，这就是万有引力定律。
故选：C。
牛顿通过研究月球和地面物体的加速度，得出了引力与距离平方成反比的结论，并进一步验证后推广到了宇宙中的一切物体，这就是万有引力定律。
解题关键是知道万有引力定律的发展史，注重对日常学习的积累。
6.【答案】D
【解析】解：A、地球对物体有引力，物体对地球也有引力，它们是作用力与反作用力，故A错误；
B、F=Gm1m2r2中的G是比例常数，对于不同的星球G的值相同，故B错误；
C、公式F=Gm1m2r2适用与自然界中任意两个有质量的物体之间，故C错误；
D、地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是万有引力，故是相同性质的力，故D正确；
故选：D.
万有引力定律是由牛顿发现的，引力常量是由卡文迪许测量的，引力常量G是有单位的一个常量，地球对物体有引力，物体对地球也有引力，它们是作用力与反作用力．
对于物理学上重要实验、发现和理论，要加强记忆，这也是高考考查内容之一．从公式的适用条件、物理意义、各量的单位等等全面理解万有引力定律公式．
7.【答案】C
【解析】【分析】
根据万有引力提供向心力求出周期、线速度、向心加速度与轨道半径的关系，从而进行分析．
解决本题的关键是掌握万有引力提供向心力，不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化．
【解答】
解：研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心得：
F=GMmr2=mv2r=m4π2T2r=ma，
A、T=2π r3GM，因为rATB>TA.所以经过一段时间，A回到原位置时，B、C没有回到原位置，故A错误，B错误；
C、a=GMr2，因为rAD、v= GMr，因为rA故选：C.
8.【答案】B
【解析】解：小孩从粗糙的滑梯上自由加速滑下，高度不断减小，重力做正功，重力势能减小。
小孩加速下滑，小孩的速度增大，则小孩的动能增大。
小孩在下滑过程中克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，其机械能减小，但总能量不变，故ACD错误，B正确。
故选：B。
影响重力势能大小的因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
影响动能大小的因素是：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。
机械能等于动能和势能之和。物体克服滑动摩擦力做功时机械能减小，会产生内能。
解决本题关键要抓住影响物体的动能、重力势能的因素，知道摩擦生热的原因。
9.【答案】A
【解析】解：A、汽车以恒定功率启动，开始时速度较小，则由P=Fv可知，牵引力较大，故加速度较大；速度增大；则牵引力减小，加速度减小；当牵引力等于阻力时，加速度减小到零；速度达到最大，以后汽车做匀速直线运动；故A错误，BC正确；
D、因速度增大，而阻力不变，故阻力的功率逐渐增大，当加速度为零时，阻力的功率最大，故D正确；
本题选错误的，故选：A。
由功率公式可以分析牵引力及速度间的关系，再由牛顿第二定律可分析汽车的加速度的变化．
本题考查功率公式的应用，要明确汽车的功率始终等于力与速度的乘积；则可以判断力及加速度和速度的变化．
10.【答案】BCD
【解析】解：A、根据重力做功的公式可知：WG=mg△h=mg(H+h).故A错误，B正确．
C、对整个过程运用动能定理得：W总=△EK=0，故C正确．
D、对整个过程运用动能定理得：W总=WG+(−fh)=△EK=0
f=mg(H+h)h，故D正确．
故选BCD.
根据重力做功的公式WG=mg△h即可求解；
对整个过程运用动能定理，根据重力和阻力做功之和等于钢球动能的变化量，即可求解．
该题是动能定理和重力做功公式的直接应用，要注意重力做功只跟高度差有关，难度不大．
11.【答案】AB
【解析】解：A、曲线运动的特征是速度方向时刻改变，故曲线运动一定是变速运动，故A正确。
B、平抛运动的物体只受到重力，重力是恒力，故平抛运动匀变速运动，故B正确。
C、匀速圆周运动的速度大小不变，速度方向时刻改变，故C错误。
D、平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，在竖直方向上是自由落体运动，两个分运动都是直线运动，其合运动却是曲线运动，故D错误。
故选：AB。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同．匀速运动都是直线运动，而匀变速运动不全都是直线运动．
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．
12.【答案】BC
【解析】解：A.功是标量，正负表示做正功还是负功，即动力做功还是阻力做功，而功的大小的比较取决于其绝对值的大小，因此−8J比5J大，故A错误；
B.根据功的计算公式
W=Flcsθ
因此可知力对物体做正功还是负功，取决于力和位移的方向关系，故B正确；
C.有力作用在物体上，并且物体在力的方向上发生了位移，力就对物体做了功，而力做功总是在发生位移的过程中完成的，所以功是过程量，故C正确；
D.如果物体所受到的力与位移垂直，那么力并不对物体做功，例如人提着物体水平匀速运动，在此过程中人对物体做功为零，故D错误。
故选：BC。
明确功的性质，知道功是标量和过程量，功的正负表示是动力做功还是阻力做功，正负取决于力与位移的夹角关系，并且是过程量。
本题考查功的性质，知道做功对应一个过程，同时明确功是标量，注意掌握功的正负的含义。
13.【答案】
【解析】解：(1)从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为ΔEp=mghOB=1×9.8×5.01×10−2J≈0.49J
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，A、B、C相邻时间间隔T=1f=150s=0.02s
则B点的瞬时速度为vB=xAC2T=(7.06−3.14)×10−22×0.02m/s=0.98m/s
则动能的增加量为ΔEk=12mvB2=12×1×0.982J≈0.48J
(2)ABC.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要验证的方程是mghOB=12mvB2
可知没必要测量重锤的质量，当地的重力加速度可以查阅资料得到，重锤下落的高度需要用刻度尺测量，故ABC错误；
D.根据匀变速直线运动瞬时速度的计算方法，与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度需要通过计算得出，故D正确。
故选：D。
(3)验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是存在空气阻力或者限位孔与纸带之间存在摩擦，使得加速度小于重力加速度，则实际的速度小于gt，故ABC错误，D正确。
故选：D。
故答案为：(1)0.49；0.48；(2)D；D。
(1)根据重力势能的定义式求解重力势能的减小量；
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求解B点瞬时速度，再根据动能的定义式求解动能的减小量；
(2)根据实验原理逐项分析作答；
(3)根据实验原理及实验装置可知，实验过程中存在摩擦阻力和空气阻力，
本题考查了利用自由落体运动“验证机械能守恒定律”，要明确实验的原理和实验方法，要能正确进行误差分析。
14.【答案】解：物体做自由落体运动，下落2s时的速度为
v=gt，解得v=20m/s
则物体下落2s时重力的功率为
P=mgv，解得P=200W
物体在下落2s内的位移为
h=12gt2，解得h=20m
则物体下落2s内重力的功率为
P−=mght，解得P−=100W
答：物体下落2s时重力的功率为200W，2s内重力的功率为100W。
【解析】根据自由落体公式，求下落2s时的速度，再根据瞬时功率计算式，计算物体下落2s时重力的功率；
根据自由落体公式，求2s内位移，再根据重力做功公式和平均功率计算式，求平均功率。
本题是易错题，在解答时要注意区分瞬时功率、平均功率的不同，并选择合适公式计算。
15.【答案】解：(1)根据卫星所受到的万有引力提供向心力可得：GMmr2=mr4π2T2，其中：r=R+h
解得M=4π2(R+h)3GT2。
(2)天体的密度ρ=MV，其中V=43πR3
解得：ρ=3π(R+h)3GT2R3。
答：(1)该天体的质量为4π2(R+h)3GT2；
(2)该天体的密度为3π(R+h)3GT2R3。
【解析】(1)根据卫星所受到的万有引力提供向心力中心天体的质量；
(2)根据密度的计算公式求解天体的密度。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析，掌握密度的计算方法。
16.【答案】解：(1)当小球到达最高点时，小球对杆的压力大小为小球重力的14，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得
mg−N=mv2L
又
N=N压=14mg
联立解得
v= 3gL2
(2)小球从最高点到最低点过程，根据机械能守恒可得
12mv12=12mv2+mg⋅2L
解得小球经过最低点的速度大小为
v1= 19gL2
小球经过最低点时，根据牛顿第二定律可得
F′−mg=mv2L
解得
F′=234mg
根据牛顿第三定律可知，小球通过最低点时小球对杆的拉力大小为
F=F′=234mg
答：(1)小球通过最高点时的速率v是 3gL2.
(2)小球通过最低点时对杆的拉力大小F是5.75mg.
【解析】(1)小球通过最高点时，受重力和杆的支持力作用，杆的支持力和重力和合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解速率v.
(2)小球通过最低点时，由杆的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解拉力F.
解答竖直平面内圆周运动的问题，关键通过分析受力，确定向心力的来源，运用牛顿第二定律求解．
17.【答案】解：(1)对a和b组成的系统，b下落过程，由机械能守恒定理得：mbgh−magh=12(ma+mb)v2
代入数据解得：v=2m/s
(2)b落地后，对a，由动能定理得：−magh′=0−12mav2
代入数据解得：h′=0.2m
答：(1)当b着地时，a的速度为2m/s；
(2)b落地后，a还能上升0.2m。
【解析】(1)b着地前，a和b组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律求解b着地时a的速度；
(2)b着地后，a继续向上运动，根据动能定理求解a还能上升的高度。
本题考查机械能守恒定律，解题关键是会对系统列机械能守恒定律表达式。
1.关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是( )
A. 只有重力和弹力做功时，机械能守恒
B. 当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒
C. 当有其他外力作用时，只要合外力的功为零，机械能守恒
D. 炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒
2.关于运动的合成与分解，以下说法正确的是( )
A. 合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和
B. 合运动和分运动具有等时性
C. 物体的两个分运动若是直线运动，则它的合运动一定是直线运动
D. 若合运动是曲线运动，则其分运动中至少有一个是曲线运动
3.如图所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置。用水平拉力F缓慢地将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。在此过程中，拉力F做的功是( )
A. mgLcsθ
B. mgL(1−csθ)
C. FLsinθ
D. FL(1−csθ)
4.如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体放在光滑水平面上，m1
C. Wl=W2D. 条件不足，无法确定
5.万有引力定律的发现，明确地向人们宣告：天上和地上的物体都遵循着完全相同的科学法则。发现万有引力定律的科学家是( )
A. 哥白尼B. 第谷C. 牛顿D. 开普勒
6.有关万有引力的说法中，正确的有( )
A. 物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没有引力
B. F=Gm1m2r2中的G是比例常数，对于不同的星球G的值不同
C. 公式只适用于天体，不适用于地面物体
D. 地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是地球引力
7.如图所示，在同一轨道平面上，有绕地球做匀速圆周运动的卫星A、B、C，某时刻位置在同一条过地心的直线上，则( )
A. 经过一段时间，A回到原位置时，B、C也将同时回到原位置
B. 卫星B的周期比卫星A的周期小
C. 卫星C的向心加速度最小
D. 卫星A的线速度最小
8.如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是( )
A. 重力势能减小，动能不变，机械能减小，总能量减小
B. 重力势能减小，动能增加，机械能减小，总能量不变
C. 重力势能减小，动能不变，机械能增加，总能量增加
D. 重力势能减小，动能增加，机械能守恒，总能量不变
9.汽车在水平路面上由静止启动以额定功率行驶，汽车运动过程中所受的阻力恒为F，则下列说法不正确的是( )
A. 汽车的运动是先加速，后减速
B. 汽车的加速度逐渐减小，一直减小到零
C. 汽车速度达到最大值时，牵引力最小
D. 阻力的功率逐渐增大，当汽车的加速度为零时，阻力的功率最大
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
10.质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中( )
A. 重力对物体做功为mgh
B. 重力对物体做功为mg(H+h)
C. 外力对物体做的总功为零
D. 地面对物体的平均阻力为mg(H+h)h
11.下列说法正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动
B. 平抛运动一定是匀变速运动
C. 匀速圆周运动是速度不变的运动
D. 分运动是直线运动，合运动一定是直线运动
12.下列说法正确的是( )
A. 功是标量，正负反映大小，−8J比5J小
B. 力对物体做正功还是负功，取决于力和位移的方向关系
C. 力做功总是在一个过程中完成，所以功是过程量
D. 凡是发生位移的物体，一定有力做功
三、实验题：本大题共1小题，共12分。
13.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为6V频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带，数据如图所示，单位是cm，g取9.8m/s2，O、A之间有几个计数点没画出。
(1)从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量ΔEp=______ J，此过程中物体动能的增量ΔEk=______ J。(小数点后保留两位)
(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中，需要通过计算得到的有______。
A.重锤的质量
B.重力加速度
C.重锤下落的高度
D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度
(3)在利用重锤自由落下验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是______。
A.重锤下落的实际高度大于测量值
B.重锤下落的实际高度小于测量值
C.重锤实际末速度v大于gt
D.纸带和限位孔之间有摩擦，以及重锤下落过程中受空气阻力的影响
四、简答题：本大题共4小题，共36分。
14.质量为1kg的物体从足够高处自由下落，不计空气阻力，取g=10m/s2，求物体下落2s时重力的功率和2s内重力的功率。
15.半径为R的某天体的一颗卫星距该天体表面的高度为h，测得卫星在该高度做圆周运动的周期为T，已知引力测量为G，求：
(1)该天体的质量M；
(2)该天体的密度ρ。
16.长为L的轻杆一端安在光滑固定转动轴O上，另一端固定有一只质量为m的小球(视为质点)。给小球一个初速度，使它在竖直面内绕O做圆周运动。已知当小球到达最高点时，小球对杆的压力大小为小球重力的14。求：(不计空气阻力)
(1)小球通过最高点时的速率v；
(2)小球通过最低点时小球对杆的拉力大小F。
17.如图所示，物体a和b系在跨过定滑轮的细绳两端，物体b的质量mb=1.5kg，物体a的质量ma=1kg。开始时把b托起，使a刚好与地面接触，此时物体b离地高度为h=1m，放手让b从静止开始下落，则：
(1)当b着地时，a的速度多大？
(2)b落地后，a还能上升多高？(g取10m/s2)
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A、在只有重力和弹力做功的系统中，只发生动能和势能的相互转化，机械能是守恒的，故A正确。
B、物体不只受重力或弹力作用还受其它力作用，但其它力不做功时或做功为零时，机械能是守恒的，但并非合外力为零，故B错误。
C、当有其他外力作用时，只要其他外力的合力的功为零，机械能守恒机械能是守恒的，故C错误。
D、爆炸前后火药推力做功，其机械能是不守恒的，故D错误。
故选：A。
机械能包括动能、重力势能和弹性势能，重力势能是相对的，可正也可负；机械能守恒的条件是：只有重力或弹簧的弹力做功．对照机械能守恒进行分析．
解决本题的关键掌握机械能的概念和机械能守恒的条件，即只有重力或(弹簧弹力)做功，机械能守恒
2.【答案】B
【解析】解：A、根据平行四边形定则知，合速度可能比分速度大，可能比分速度小，也可能与分速度相等。故A错误；
B、合运动与分运动具有同时性、等效性和独立性，合运动时间等于分运动时间。故B正确；
CD、两个直线运动的合运动，可能是直线运动或曲线运动。关键是看两个直线运动的合力和合初速度方向是否在同一条直线上。故CD错误。
故选：B。
合运动与分运动的关系：两个直线运动的合运动，可能是直线运动成曲线运动。关键是看两个直线运动的合力和合初速度方向是否在同一条直线上；合运动与分运动具有同时性、等效性和独立性；根据平行四边形定则知，合速度可能比分速度大，可能比分速度小，也可能与分速度相等。
本题考查合运动与分运动的关系，涉及平行四边形定则以及同时性、等效性和独立性。属于基础简单题目，要求学生理解合运动与分运动的关系。
3.【答案】B
【解析】解：在小球缓慢上升过程中，此过程中拉力做正功，重力做负功，缓慢运动可认为在此过程中动能不变，由动能定理得
WF−mgL(1−csθ)=0
解得：WF=mgL(1−csθ)，故ACD错误，B正确。
故选：B。
当用水平拉力F将小球缓慢拉到细线与竖直方向成θ角的过程中，小球动能不变，拉力F是变力，可由动能定理可求出拉力F做的功。
本题中拉力F为变力，不用用功的计算公式求变力F做的功，可用动能定理来求出变力做功。同时要知道当小球缓慢运动时，其速率不变。
4.【答案】C
【解析】解：由题意可得F1和F2大小和方向相同，并且物体移动的位移也相同，所以由功的公式W=FL可知，它们对物体做的功是相同的，所以C正确．
故选C.
由于F1和F2都是恒力，求恒力的功可以根据功的公式直接求得．
恒力做功，根据功的公式直接计算即可，比较简单．
5.【答案】C
【解析】解：牛顿通过研究物体在月球和地面的加速度，得出了引力大小与距离的平方成反比的结论，在此基础上进一步验证后，推广到了宇宙中的一切物体，这就是万有引力定律。
故选：C。
牛顿通过研究月球和地面物体的加速度，得出了引力与距离平方成反比的结论，并进一步验证后推广到了宇宙中的一切物体，这就是万有引力定律。
解题关键是知道万有引力定律的发展史，注重对日常学习的积累。
6.【答案】D
【解析】解：A、地球对物体有引力，物体对地球也有引力，它们是作用力与反作用力，故A错误；
B、F=Gm1m2r2中的G是比例常数，对于不同的星球G的值相同，故B错误；
C、公式F=Gm1m2r2适用与自然界中任意两个有质量的物体之间，故C错误；
D、地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是万有引力，故是相同性质的力，故D正确；
故选：D.
万有引力定律是由牛顿发现的，引力常量是由卡文迪许测量的，引力常量G是有单位的一个常量，地球对物体有引力，物体对地球也有引力，它们是作用力与反作用力．
对于物理学上重要实验、发现和理论，要加强记忆，这也是高考考查内容之一．从公式的适用条件、物理意义、各量的单位等等全面理解万有引力定律公式．
7.【答案】C
【解析】【分析】
根据万有引力提供向心力求出周期、线速度、向心加速度与轨道半径的关系，从而进行分析．
解决本题的关键是掌握万有引力提供向心力，不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化．
【解答】
解：研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心得：
F=GMmr2=mv2r=m4π2T2r=ma，
A、T=2π r3GM，因为rA
C、a=GMr2，因为rA
8.【答案】B
【解析】解：小孩从粗糙的滑梯上自由加速滑下，高度不断减小，重力做正功，重力势能减小。
小孩加速下滑，小孩的速度增大，则小孩的动能增大。
小孩在下滑过程中克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，其机械能减小，但总能量不变，故ACD错误，B正确。
故选：B。
影响重力势能大小的因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
影响动能大小的因素是：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。
机械能等于动能和势能之和。物体克服滑动摩擦力做功时机械能减小，会产生内能。
解决本题关键要抓住影响物体的动能、重力势能的因素，知道摩擦生热的原因。
9.【答案】A
【解析】解：A、汽车以恒定功率启动，开始时速度较小，则由P=Fv可知，牵引力较大，故加速度较大；速度增大；则牵引力减小，加速度减小；当牵引力等于阻力时，加速度减小到零；速度达到最大，以后汽车做匀速直线运动；故A错误，BC正确；
D、因速度增大，而阻力不变，故阻力的功率逐渐增大，当加速度为零时，阻力的功率最大，故D正确；
本题选错误的，故选：A。
由功率公式可以分析牵引力及速度间的关系，再由牛顿第二定律可分析汽车的加速度的变化．
本题考查功率公式的应用，要明确汽车的功率始终等于力与速度的乘积；则可以判断力及加速度和速度的变化．
10.【答案】BCD
【解析】解：A、根据重力做功的公式可知：WG=mg△h=mg(H+h).故A错误，B正确．
C、对整个过程运用动能定理得：W总=△EK=0，故C正确．
D、对整个过程运用动能定理得：W总=WG+(−fh)=△EK=0
f=mg(H+h)h，故D正确．
故选BCD.
根据重力做功的公式WG=mg△h即可求解；
对整个过程运用动能定理，根据重力和阻力做功之和等于钢球动能的变化量，即可求解．
该题是动能定理和重力做功公式的直接应用，要注意重力做功只跟高度差有关，难度不大．
11.【答案】AB
【解析】解：A、曲线运动的特征是速度方向时刻改变，故曲线运动一定是变速运动，故A正确。
B、平抛运动的物体只受到重力，重力是恒力，故平抛运动匀变速运动，故B正确。
C、匀速圆周运动的速度大小不变，速度方向时刻改变，故C错误。
D、平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，在竖直方向上是自由落体运动，两个分运动都是直线运动，其合运动却是曲线运动，故D错误。
故选：AB。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同．匀速运动都是直线运动，而匀变速运动不全都是直线运动．
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．
12.【答案】BC
【解析】解：A.功是标量，正负表示做正功还是负功，即动力做功还是阻力做功，而功的大小的比较取决于其绝对值的大小，因此−8J比5J大，故A错误；
B.根据功的计算公式
W=Flcsθ
因此可知力对物体做正功还是负功，取决于力和位移的方向关系，故B正确；
C.有力作用在物体上，并且物体在力的方向上发生了位移，力就对物体做了功，而力做功总是在发生位移的过程中完成的，所以功是过程量，故C正确；
D.如果物体所受到的力与位移垂直，那么力并不对物体做功，例如人提着物体水平匀速运动，在此过程中人对物体做功为零，故D错误。
故选：BC。
明确功的性质，知道功是标量和过程量，功的正负表示是动力做功还是阻力做功，正负取决于力与位移的夹角关系，并且是过程量。
本题考查功的性质，知道做功对应一个过程，同时明确功是标量，注意掌握功的正负的含义。
13.【答案】
【解析】解：(1)从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为ΔEp=mghOB=1×9.8×5.01×10−2J≈0.49J
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，A、B、C相邻时间间隔T=1f=150s=0.02s
则B点的瞬时速度为vB=xAC2T=(7.06−3.14)×10−22×0.02m/s=0.98m/s
则动能的增加量为ΔEk=12mvB2=12×1×0.982J≈0.48J
(2)ABC.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要验证的方程是mghOB=12mvB2
可知没必要测量重锤的质量，当地的重力加速度可以查阅资料得到，重锤下落的高度需要用刻度尺测量，故ABC错误；
D.根据匀变速直线运动瞬时速度的计算方法，与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度需要通过计算得出，故D正确。
故选：D。
(3)验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是存在空气阻力或者限位孔与纸带之间存在摩擦，使得加速度小于重力加速度，则实际的速度小于gt，故ABC错误，D正确。
故选：D。
故答案为：(1)0.49；0.48；(2)D；D。
(1)根据重力势能的定义式求解重力势能的减小量；
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求解B点瞬时速度，再根据动能的定义式求解动能的减小量；
(2)根据实验原理逐项分析作答；
(3)根据实验原理及实验装置可知，实验过程中存在摩擦阻力和空气阻力，
本题考查了利用自由落体运动“验证机械能守恒定律”，要明确实验的原理和实验方法，要能正确进行误差分析。
14.【答案】解：物体做自由落体运动，下落2s时的速度为
v=gt，解得v=20m/s
则物体下落2s时重力的功率为
P=mgv，解得P=200W
物体在下落2s内的位移为
h=12gt2，解得h=20m
则物体下落2s内重力的功率为
P−=mght，解得P−=100W
答：物体下落2s时重力的功率为200W，2s内重力的功率为100W。
【解析】根据自由落体公式，求下落2s时的速度，再根据瞬时功率计算式，计算物体下落2s时重力的功率；
根据自由落体公式，求2s内位移，再根据重力做功公式和平均功率计算式，求平均功率。
本题是易错题，在解答时要注意区分瞬时功率、平均功率的不同，并选择合适公式计算。
15.【答案】解：(1)根据卫星所受到的万有引力提供向心力可得：GMmr2=mr4π2T2，其中：r=R+h
解得M=4π2(R+h)3GT2。
(2)天体的密度ρ=MV，其中V=43πR3
解得：ρ=3π(R+h)3GT2R3。
答：(1)该天体的质量为4π2(R+h)3GT2；
(2)该天体的密度为3π(R+h)3GT2R3。
【解析】(1)根据卫星所受到的万有引力提供向心力中心天体的质量；
(2)根据密度的计算公式求解天体的密度。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析，掌握密度的计算方法。
16.【答案】解：(1)当小球到达最高点时，小球对杆的压力大小为小球重力的14，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得
mg−N=mv2L
又
N=N压=14mg
联立解得
v= 3gL2
(2)小球从最高点到最低点过程，根据机械能守恒可得
12mv12=12mv2+mg⋅2L
解得小球经过最低点的速度大小为
v1= 19gL2
小球经过最低点时，根据牛顿第二定律可得
F′−mg=mv2L
解得
F′=234mg
根据牛顿第三定律可知，小球通过最低点时小球对杆的拉力大小为
F=F′=234mg
答：(1)小球通过最高点时的速率v是 3gL2.
(2)小球通过最低点时对杆的拉力大小F是5.75mg.
【解析】(1)小球通过最高点时，受重力和杆的支持力作用，杆的支持力和重力和合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解速率v.
(2)小球通过最低点时，由杆的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解拉力F.
解答竖直平面内圆周运动的问题，关键通过分析受力，确定向心力的来源，运用牛顿第二定律求解．
17.【答案】解：(1)对a和b组成的系统，b下落过程，由机械能守恒定理得：mbgh−magh=12(ma+mb)v2
代入数据解得：v=2m/s
(2)b落地后，对a，由动能定理得：−magh′=0−12mav2
代入数据解得：h′=0.2m
答：(1)当b着地时，a的速度为2m/s；
(2)b落地后，a还能上升0.2m。
【解析】(1)b着地前，a和b组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律求解b着地时a的速度；
(2)b着地后，a继续向上运动，根据动能定理求解a还能上升的高度。
本题考查机械能守恒定律，解题关键是会对系统列机械能守恒定律表达式。
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