北京市石景山區(qū)2023-2024學(xué)年高一年級(jí)下冊(cè)期末考試物理試題（含解析）

石景山區(qū)2023-2024學(xué)年第二學(xué)期高一期末試卷

物理

本試卷共8頁，100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無

效?？荚嚱Y(jié)束后，將答題卡交回。

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一

項(xiàng)。

請(qǐng)閱讀下述文字，完成第1題至第4題。

投擲飛鏢是一種常見的娛樂活動(dòng)。如圖所示，靶盤豎直放置，將飛鏢沿水平方向正對(duì)靶心擲出，經(jīng)0.20s飛

鏢射中靶心正下方的某點(diǎn)。已知飛鏢擲出前距靶心的水平距離為2.0m,飛鏢可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。

I.以地面為參考系，飛鏢在空中做（）

A.平拋運(yùn)動(dòng)B.圓周運(yùn)動(dòng)

C.勻速直線運(yùn)動(dòng)D.勻減速直線運(yùn)動(dòng)

2.飛鏢擲出時(shí)速度的大小為（）

A.40m/sB.20m/s

C.10m/sD.5.0m/s

3.飛鏢在空中運(yùn)動(dòng)過程中的加速度（）

A.大小不變，方向不變B.大小不變，方向改變

C.大小改變，方向不變D.大小改變，方向改變

4.飛鏢在空中運(yùn)動(dòng)的過程中（）

A.動(dòng)能逐漸減小B.動(dòng)能逐漸增大

C.機(jī)械能逐漸減小D.機(jī)械能逐漸增大

【答案】LA2.C

3.A4.B

【解析】

【1題詳解】

將飛鏢沿水平方向正對(duì)靶心擲出，飛鏢在空中只受重力作用，以地面為參考系，飛鏢在空中做平拋運(yùn)動(dòng)。

故選A。

【2題詳解】

飛鏢在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則飛鏢擲出時(shí)速度的大小為

x2

v=_=——m/s=10m/s

°nt0.2

故選C。

【3題詳解】

飛鏢在空中運(yùn)動(dòng)過程中的加速度為重力加速度，大小不變，方向不變。

故選Ao

【4題詳解】

飛鏢在空中只受重力作用，重力對(duì)飛鏢做正功，飛鏢的動(dòng)能逐漸增大，飛鏢的機(jī)械能保持不變。

故選B。

請(qǐng)閱讀下述文字，完成第5題至第8題。

萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)明確地向人們宣告，天上和地上的物體都遵循著完全相同的科學(xué)法則；它向人們揭示,

復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的后面可能隱藏著簡(jiǎn)潔的科學(xué)規(guī)律，正是這種對(duì)簡(jiǎn)潔性的追求啟迪科學(xué)家不斷探索物理理論的統(tǒng)

5.關(guān)于萬有引力定律發(fā)現(xiàn)過程，下列說法正確的是（）

A.哥白尼提出地心說，認(rèn)為地球是太陽系的中心

B.第谷根據(jù)他觀測(cè)的數(shù)據(jù)，提出了萬有引力定律

C.開普勒突破常規(guī)思維，提出行星的軌道是橢圓

D,牛頓利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常數(shù)

6.若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑

60倍的情況下，需要驗(yàn)證（）

A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的工

B.月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的工

602

C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的工

6

D.蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的,

60

7.我國首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星于2016年8月16日成功發(fā)射。量子衛(wèi)星成功運(yùn)行后，我國在世界上首次實(shí)

現(xiàn)了衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建了天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。假設(shè)量子衛(wèi)星在赤

道平面上，如圖所示。關(guān)與同步衛(wèi)星于同步衛(wèi)星和量子衛(wèi)星，下列說法正確的是（）

A.同步衛(wèi)星運(yùn)行的周期大于量子衛(wèi)星運(yùn)行的周期

B.同步衛(wèi)星運(yùn)行的加速度大于量子衛(wèi)星運(yùn)行的加速度

C.同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度大于量子衛(wèi)星運(yùn)行的線速度

D.同步衛(wèi)星運(yùn)行的角速度大于量子衛(wèi)星運(yùn)行的角速度

8.“科學(xué)真是迷人”，天文學(xué)家已測(cè)出月球表面的重力加速度g、月球的半徑尺和月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期7等

數(shù)據(jù)，根據(jù)萬有引力定律就可以“稱量”月球的質(zhì)量了。己知引力常量為G,忽略月球的自轉(zhuǎn)，則月球的質(zhì)量

M為()

A.因GR2C4川史

B.------DE

GgGT2

【答案】5.C6.B7.A8.A

【解析】

【5題詳解】

A.哥白尼提出日心說，認(rèn)為太陽是太陽系的中心，故A錯(cuò)誤;

B.牛頓提出了萬有引力定律，故B錯(cuò)誤；

C.開普勒突破常規(guī)思維，提出行星的軌道是橢圓，故C正確;

D.卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常數(shù)，故D錯(cuò)誤；

故選C。

【6題詳解】

設(shè)蘋果質(zhì)量為加，地球質(zhì)量為地球半徑為R,月球軌道半徑尸60尺。

A.根據(jù)萬有引力定律可得

廠GMm

小丁

由于月球的質(zhì)量和蘋果的質(zhì)量大小關(guān)系不知道，故地球吸引月球的力與地球吸引蘋果力大小無法確定，故A

錯(cuò)誤；

B.月球公轉(zhuǎn)的加速度為0,由牛頓第二定律:

GMrrie

--------=m日a

(60&2月

地球表面蘋果重力等于萬有引力：

GMm

~^=mS

聯(lián)立解得：

a_1

7607

即需要驗(yàn)證：月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的一[,故B正確；

602

C.根據(jù)題中條件無法求解自由落體的物體在月球表面的加速度和在地球表面加速度的大小關(guān)系，故C錯(cuò)誤;

D.由于地球和月球的質(zhì)量大小關(guān)系不知道，時(shí)2、月半徑大小不知道，所以根據(jù)題中條件無法求解蘋果在月

球表面受到的引力和在地球表面受到引力之比,故D錯(cuò)誤。

故選B。

【7題詳解】

根據(jù)萬有引力提供向心力有

GMm47r2v2

——--=ma=mr——=mrco2=m—

rTr

解得

GM[G.瓦、吟"、T=\正

a-2、v-J—

rV)-Vr3VGM

量子衛(wèi)星軌道半徑較小，則周期較小，線速度、.角速度、加速度都較大。

故選Ao

【8題詳解】

根據(jù)萬有引力與中立的關(guān)系有

GMm

~^=ms

解得

M=^—

G

無法利用公轉(zhuǎn)周期計(jì)算月球的質(zhì)量。

故選Ao

請(qǐng)閱讀下述文字，完成第9題至第11題。

水流星是一項(xiàng)中國傳統(tǒng)民間雜技藝術(shù)。雜技演員用一根繩子兜著兩個(gè)碗，里面倒上水，迅速地旋轉(zhuǎn)著做各

種精彩表演，即使碗口朝下，碗里的水也不會(huì)灑出來。用可視為質(zhì)點(diǎn)的小球替代水碗，可將水流星抽象為

豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，輕質(zhì)細(xì)繩長(zhǎng)為乙重力加速度為g。

9.若在豎直面內(nèi)表演水流星，則下列說法中正確的是（）

A.小球在最高點(diǎn)時(shí)的向心力一定等于重力

B.小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零

C.繩子越長(zhǎng)，小球恰好通過最高點(diǎn)時(shí)的速度越大

D.小球質(zhì)量越大，小球恰好通過最高點(diǎn)時(shí)的速度越大

10.小球通過最高點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力尸與其速度的二次方儼的關(guān)系圖像如圖所示，圖線與縱軸的交點(diǎn)

坐標(biāo)為。，下列說法正確的是（）

A,利用該裝置可以得出重力加速度g=-

a

B.繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較大的球做實(shí)驗(yàn)，得到的儼-尸|圖線斜率更小

C.繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，得到的儼—廠圖線斜率更小

D.繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn)，v2-F圖線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)變小

11.如圖所示，用輕桿替代輕繩，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）

A.小球在最高點(diǎn)時(shí)所受輕桿的作用力隨小球速度的增大而增大

B.小球在最高點(diǎn)時(shí)的向心力一定大于重力

C.小球恰好到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度最小為近

D.小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度可以為零

【答案】9.C10.B11.D

【解析】

【9題詳解】

A.小球在最高點(diǎn)時(shí)的向心力不一定等于重力，可能是重力與拉力的合力提供向心力，故A錯(cuò)誤;

B.小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力可以為零，此時(shí)只有重力提供向心力，故B錯(cuò)誤；

CD.小球恰好通過最高點(diǎn)時(shí)的速度滿足

V2

mg-m-

解得

繩子越長(zhǎng)，速度越大，與小球質(zhì)量無關(guān)，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

【10題詳解】

小球通過最高點(diǎn)時(shí)，有

V2

F+mg-m-

解得

v2=——h+gLr

m

結(jié)合圖像可知

gL=a

解得

a

g=z

圖像的斜率為

k=—

m

則繩長(zhǎng)不變，用質(zhì)量較大的球做實(shí)驗(yàn)，得到的圖線斜率更小，圖線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)與質(zhì)量無關(guān)。

故選B。

【11題詳解】

AB.若小球在最高點(diǎn)時(shí)所受輕桿的作用力為支持力，則有

mg-F=m~

小球在最高點(diǎn)時(shí)所受輕桿的作用力隨小球速度的增大而減小，小球在最高點(diǎn)時(shí)的向心力小于重力，故AB

錯(cuò)誤；

CD.小球恰好到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，支持力等于重力，小球的速度最小為0,故C錯(cuò)誤，D正確；。

故選D。

請(qǐng)閱讀下述文字，完成第12題至第14題。

如圖，豎直輕彈簧固定在水平地面上，彈簧的勁度系數(shù)為鼠質(zhì)量為機(jī)的鐵球由彈簧上端的正上方高處

自由下落，與彈簧接觸后壓縮彈簧，當(dāng)彈簧的壓縮量為x時(shí)，鐵球下落到最低點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加

速度為g.H。

12.從小球接觸彈簧到下落至最低點(diǎn)的過程，下列說法正確的是（）

A.剛接觸彈簧時(shí)，小球達(dá)到最大速度

B.接觸彈簧后，小球先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)

C.接觸彈簧后，小球的加速度逐漸減小，到最低點(diǎn)時(shí)加速度最小

D.在最低點(diǎn)，小球的加速度大小為g,方向?yàn)樨Q直向上

13.從小球接觸彈簧到下落至最低點(diǎn)的過程，能量變化情況是（）

A.小球的重力勢(shì)能減小小出，彈簧的彈性勢(shì)能增大mgx

B.小球的重力勢(shì)能減小加界，彈簧的彈性勢(shì)能增大比g〃

C.小球的動(dòng)能減小機(jī)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能增大加g（〃+x）

D.小球的動(dòng)能減小,彈簧的彈性勢(shì)能增大加g（〃+x）

14.彈簧彈力大小與形變量大小的關(guān)系如圖所示，根據(jù)圖像可以求出彈簧彈力做的功。在小球壓縮彈簧的過

程中，彈簧彈力逐漸增大，關(guān)于彈力做功，下列說法正確的是（）

A.彈簧彈力做功去2,彈性勢(shì)能增加日2

B.彈簧彈力做功-日2,彈性勢(shì)能增加之

2

h2

C.彈簧彈力做功式,彈性勢(shì)能增加日2

2

D.彈簧彈力做功一三_彈性勢(shì)能增加經(jīng)

22

【答案】12.B13.D14.D

【解析】

【12題詳解】

AB.剛接觸彈簧時(shí)，小球有向下的加速度，速度依然增大，當(dāng)重力等于彈力時(shí)，速度最大，之后彈力大于

重力，速度逐漸減小，故A錯(cuò)誤，B正確；；

C.接觸彈簧后，小球的加速度逐漸減小，當(dāng)重力等于彈力時(shí)，加速度最小為0,此后加速度反向增大，故

c錯(cuò)誤;

D.若小球接觸彈簧時(shí)速度為零，加速度為g,方向豎直向下。由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知，小球下落至最低點(diǎn)

時(shí)它的加速度大小為g,方向豎直向上?，F(xiàn)由于小球有向下的速度，小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)彈簧的壓縮量增大,

加速度增大，所以小球下落至最低點(diǎn)時(shí)它的加速度大小大于g,故D錯(cuò)誤;

故選B。

【13題詳解】

從小球接觸彈簧到下落至最低點(diǎn)的過程，重力勢(shì)能減小〃臉?對(duì)整個(gè)過程分析，根據(jù)能量守恒定律可知彈

簧的彈性勢(shì)能增大加g俏+x),小球接觸彈簧時(shí)的動(dòng)能為加g〃，最低點(diǎn)動(dòng)能為0,則動(dòng)能減小加g4。

故選D。

【14題詳解】

圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積代表彈簧彈力做功，則彈簧彈力做功-反，彈性勢(shì)能增加反。

22

故選D。

第二部分

本部分共7題，共58分。

15.不同的研究小組采用不同的方法研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

（1）某組同學(xué)用如右圖所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)。他的實(shí)驗(yàn)操作是：在小球A、B處于同一高度時(shí)，

用小錘輕擊彈性金屬片，使A球水平飛出，同時(shí)B球被松開。他觀察到小球A、B同時(shí)落地；讓A、B球

恢復(fù)初始狀態(tài)，用較大的力敲擊彈性金屬片，能夠觀察到小球A、B（選填“同時(shí)”、“不同時(shí)”）

落地。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性，該組同學(xué)還需進(jìn)行的操作是。

（2）另一組同學(xué)用如右圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將坐標(biāo)紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。小球

沿斜槽軌道P?；潞髲哪┒?。點(diǎn)水平飛出，落在水平放置的傾斜擋板兒W上，小球落在擋板上時(shí)會(huì)在坐

標(biāo)紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板，重新釋放小球，重復(fù)以上操作，坐標(biāo)紙上將留下該小球做平拋運(yùn)動(dòng)

的一系列痕跡點(diǎn)。

①為了準(zhǔn)確地描繪出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，下列要求合理的是（）

A,小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放

B.斜槽軌道必須光滑

C斜槽軌道末端必須水平

D.擋板高度必須等間距變化

②某同學(xué)按正確的操作完成實(shí)驗(yàn)并描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，以平拋運(yùn)動(dòng)的初始位置在硬板上的投影點(diǎn)。

為坐標(biāo)原點(diǎn)建立xOy坐標(biāo)系，如圖所示。從運(yùn)動(dòng)軌跡上選取多個(gè)點(diǎn)，根據(jù)其坐標(biāo)值可以驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的軌

跡符合拋物線方程產(chǎn)

若坐標(biāo)紙中每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)為3根據(jù)圖中〃點(diǎn)的坐標(biāo)值，可以求出.=0

【答案】（1）①.同時(shí)②.改變高度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

（2）①.AC②.—

5L

【解析】

【小問1詳解】

[1]平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，故能夠觀察到小球A、B同時(shí)落地。

⑵為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性，該組同學(xué)還需進(jìn)行的操作是改變高度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

【小問2詳解】

[1]ABC.為使小球做平拋運(yùn)動(dòng)的速度大小相等，方向水平，小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放,

斜槽軌道末端必須水平，斜槽軌道不需要光滑，故AC正確，B錯(cuò)誤；

D.平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，擋板高度不需要等間距變化，故D錯(cuò)誤。

故選ACo

[2]小球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向有

X-V^t

豎直方向有

12

y=2gt~

整理得

將（5￡,5上）代入，可得

g廠1

2片一5L

則

d-1---

5L

16.如圖所示是探究向心力的大小廠與質(zhì)量加、角速度。和半徑r之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置圖，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1,

可使變速輪塔2和3以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶分別套在輪塔2和3上的不同圓盤上，可使

兩個(gè)槽內(nèi)的小球/、3分別以不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小

球的彈力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過橫臂6的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒7下降，從而露出標(biāo)尺8,標(biāo)尺

8露出的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)球所受向心力的比值。那么：

(1)現(xiàn)將兩小球分別放在兩邊的槽內(nèi)，為了探究小球受到的向心力大小和角速度的關(guān)系，下列說法中正確

的是______

A.在小球運(yùn)動(dòng)半徑相等的情況下,用質(zhì)量相同的小球做實(shí)驗(yàn)

B.在小球運(yùn)動(dòng)半徑相等的情況下，用質(zhì)量不同的小球做實(shí)驗(yàn)

C.在小球運(yùn)動(dòng)半徑不等的情況下，用質(zhì)量不同的小球做實(shí)驗(yàn)

D.在小球運(yùn)動(dòng)半徑不等的情況下，用質(zhì)量相同的小球做實(shí)驗(yàn)

(2)當(dāng)用兩個(gè)質(zhì)量相等的小球做實(shí)驗(yàn)，且左邊的小球的軌道半徑為右邊小球軌道半徑的2倍時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)

現(xiàn)右邊標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)為左邊的2倍，那么，左邊輪塔與右邊輪塔之間的角速度之比為

【答案】①.A②.1：2

【解析】

【分析】

【詳解】(1)[1]根據(jù)向心力公式

F=mra)2

可知，要研究小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系，需控制小球的質(zhì)量和小球運(yùn)動(dòng)的半徑相等，故選A。

(2)[2]由公式

F=mro)2

可得

%_忸左心右_1

%)七4-2

17.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。重錘從高處由靜止下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列

的點(diǎn)，對(duì)紙帶上點(diǎn)跡間的距離進(jìn)行測(cè)量，可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。

◎--舸夾子

(1)下列器材中，在本實(shí)驗(yàn)中需要使用的有()

A.天平B,刻度尺C.秒表D.螺旋測(cè)微器

(2)如下圖所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)/、B、C、D、E,通過測(cè)量并計(jì)算出點(diǎn)8

距起始點(diǎn)。的距離為xo,B、C兩點(diǎn)間的距離為xi,C、。兩點(diǎn)間的距離為雙，若相鄰兩點(diǎn)的打點(diǎn)時(shí)間間隔

為T,重錘質(zhì)量為如根據(jù)這些條件計(jì)算重錘從釋放到打下C點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能減少量A￡p=,

動(dòng)能增加量A￡k=o

【答案】⑴B(2)①.mg(xo+xj1■加dj2)2

【解析】

【小問1詳解】

A.驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式中，重錘的質(zhì)量可以約去，故不需要使用天平，故A錯(cuò)誤；

B.實(shí)驗(yàn)需使用刻度尺量取紙帶上兩點(diǎn)間的距離，故B正確；

C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器具有計(jì)時(shí)的功能，故不需要使用秒表，故C錯(cuò)誤；

D.實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量重錘的大小，故不需要使用螺旋測(cè)微器，故D錯(cuò)誤。

故選B。

【小問2詳解】

[1]重錘從釋放到打下。點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能減少量

/^Ep=mgh=mg(x0+xl)

⑵根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程平均速度，打下C點(diǎn)時(shí)的速度為

X

VZBDX,+X2

c2T2T

動(dòng)能增加量為

18.如圖甲所示，質(zhì)量加=1.0kg的物體靜止在光滑水平地面上，從Z=0時(shí)起，受到水平力/作用，力尸與時(shí)

間/的關(guān)系如圖乙所示，取向右為正方向，重力加速度g=10m/s2,求:

（1）物體在前2s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的加速度大小ai；

（2）物體在前2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小xi；

（3）物體在第4s末的速度大小V。

-F/N

2-----------：

甲

【解析】

【詳解】（1）物體在前2s時(shí)間內(nèi)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律

Fl=ma}

由圖可知前2s內(nèi)

々=2N

解得

%=2m/s2

（2）物體在前2s內(nèi)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律

12

X]=

解得物體在前2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小為

$=4m

（3）2s后物體向前做勻減速運(yùn)動(dòng)，水平力廠大小為

F,=1N

2s后物體的加速度

a?！D=lm/s

?m

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律

v=a,t,一a,t、=2x2-lx2mzs=2m/s

19.流體一般是指液體流、氣體流等，質(zhì)量具有連續(xù)性。水和空氣是常見的流體。對(duì)于此類流體問題，可沿

流速的方向選取一小段柱形流體（微元）作為研究對(duì)象。

（1）如圖所示，環(huán)保人員在一次檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，有一根管壁厚度不計(jì)的排污管正在向外排出大量污水。這根

管道水平放置，排污管的直徑為。，管口到水面的高度為X,管口到污水落點(diǎn)的水平距離為X,忽略一切阻

力，D《H,己知重力加速度為g,估算：

①污水從管口流出的速度V；

②該管道排水的流量0（即每秒鐘排出污水的體積）。

（2）如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)能將風(fēng)能（即空氣的動(dòng)能）轉(zhuǎn)化為電能，當(dāng)風(fēng)吹過葉片時(shí)，由于空氣動(dòng)力的效

應(yīng)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪通過主軸連接齒輪箱帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。已知某風(fēng)力發(fā)電機(jī)接收風(fēng)能的有效面積為S,

空氣密度為2，當(dāng)?shù)仫L(fēng)速為v,風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為〃，求：

①在時(shí)間加內(nèi)經(jīng)過有效面積S的空氣的體積A匕

②該風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的平均功率Po

”,修

【答案】⑴①x唇，②等g

L；（2）①1sw,②

H2

【解析】

【詳解】（1）①在水流中取一小段水柱,視為微元，該微元做平拋運(yùn)動(dòng)，由

x=vt

解得

②水管橫截面積為S,流量

_V_SvM__7iP-xF~g~

Q~At~At4N2H

（2）①空氣柱的體積

AV=SvAt

②4內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)接收的風(fēng)能

Ek=3A加F

其中

Am=pSvAt

發(fā)電的平均功率

P=&=-r/pSvi

At2

20.籃球氣壓過高或過低都會(huì)影響籃球的彈性和手感，從而影響球員的技術(shù)發(fā)揮。簡(jiǎn)易的測(cè)試方法是在平坦

的硬質(zhì)水平地面上，讓籃球從180cm的高度自由落下，反彈高度在125cm至140cm之間即表示籃球氣壓正

常。某次檢測(cè)中，運(yùn)動(dòng)員使籃球從距水平地面高度為m=1.8m處由靜止自由落下，反彈高度為〃2=L25m。

設(shè)籃球始終在豎直方向做一維運(yùn)動(dòng)，已知籃球質(zhì)量為%=0.60kg,重力加速度g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力。

(1)求此次碰撞過程中籃球損失的機(jī)械能A￡；

(2)籃球每次因碰撞損失的機(jī)械能會(huì)隨著碰前動(dòng)能的減小而減小，設(shè)籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比

值不變。若使籃球從距地面〃3=lm的高度由靜止下落，并在開始下落的同時(shí)向下拍球，球落地后反彈的高

度也為1m。求拍球過程中人對(duì)籃球做的功W；

(3)在實(shí)際拍球過程中，籃球上升到某高度時(shí)，手就會(huì)接觸籃球并對(duì)球施加一個(gè)向下的阻力B，球和手一

起運(yùn)動(dòng)距離s后上升到最高點(diǎn)。然后手對(duì)球施加向下的動(dòng)力反，通過相同的距離s后，籃球與手分開。手

對(duì)球的兩次作用力均視為恒力，拍球過程中籃球距離地面的最大高度相同。通過分析比較廠2大小關(guān)系。

【答案】(1)3.3J；(2)2.64J；(3)見解析

【解析】

【詳解】(1)籃球與地面碰撞時(shí)損失的機(jī)械能為

AE=mg\-mgh2=3.3J

(2)籃球與地面碰撞前、后瞬間的動(dòng)能比值為

”空=1.44

%mgh2

對(duì)籃球下落過程，根據(jù)動(dòng)能定理有

W+mgh3=Eu-0

對(duì)籃球上升過程，根據(jù)動(dòng)能定理有

-mgh^O-Ea

聯(lián)立解得

W=2.64J

(3)設(shè)籃球距離地面的最大高度為〃，與地面碰撞前、后瞬間的動(dòng)能分別為耳3、與4,對(duì)籃球上升過程,

根據(jù)動(dòng)能定理有

-Fxs-mgh=0-Ek4

對(duì)籃球下落過程，根據(jù)動(dòng)能定理有

F2s+mgh=Ek3-0

由題意可知

線3>Ek4

可得

乙〉片

21.在研究某些復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法。

在水平面內(nèi)建立xOy坐標(biāo)系，以點(diǎn)。為坐標(biāo)原點(diǎn)。從Z=0開始，質(zhì)量為加=2.0kg的滑塊從坐標(biāo)原點(diǎn)。出發(fā),

初速度vo=4m/s,方向?yàn)閤軸正方向。

(1)從Q0開始，若滑塊受到沿x軸負(fù)方向的水平恒力Q作用，F(xiàn)i=4.0N,求：

a.滑塊沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)的最大距離