福建省福州市2018-2019学年高一下学期期末考试物理试题 含解析

A. a 绳的张力可能为零

B. a 绳的张力随角速度的增大而增大

C. 若 b 绳突然被剪断，则 a 绳的弹力一定发生变化 D. 当角速度??【答案】D 【解析】

【详解】A、小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A错； B、根据竖直方向上平衡得，Fasinθ=mg，解得Fa?2g ，b 绳将出现弹力 ltan?mg，可知a绳的拉力不变，故B错误。 sin?D、当b绳拉力为零时，有：mgcot??m?l ，解得??b绳将出现弹力，故D对；

gg ，可知当角速度?? ，ltan?ltan?C、由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故C错误 故选D

【点睛】小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零；由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变。

二、实验题（本题每空2分，共12分）

13.某兴趣小组利用如图甲所示实验装置，探究小车受到的合外力做功和动能变化的关系，小车质量为M，沙桶和沙子的质量为m，当地重力加速度为g，在木板上的小车的运动速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到。

（1）在实验中，下列说法正确的有（ ） A．平衡小车的摩擦力时，不需要挂沙子和沙桶 B．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力 C．实验中要先接通电源再释放小车 D．该实验一定要满足M远小于m （2）某次实验时得到的一条纸带，O点为由静止开始释放时沙桶纸带上打的第一个点，O点到各计数点间的距离为s1~ s5，如图乙所示，相邻两个计数点之间的时间间隔为T，根据此纸带可得出小车通过计数点D时的速度vD=________________（用所测物理量的符号表示）

（3）若用O、D两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为： ________（用所测物理量的符号表示) 【答案】 (1). AC (2). 【解析】

【详解】第一空. A. 平衡摩擦力时，小车的重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力，所以平衡小车的摩擦力时，不需要挂沙子和沙桶，A正确。

B. 当平衡好摩擦力后mgsin???mgcos? ，即??tan?，与质量无关，所以每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，B错误。

C. 实验中要先接通电源，打点稳定后再释放小车，C正确。

D. 该实验用沙桶和沙子的重力代替小车的合外力，根据牛顿第二定律可知，需要满足m远小于M，D错误。

第二空. 根据匀变速运动规律可知，D点速度等于CE的平均速度vD?s5?s31122 (3). mvD?m2?s5?s3? 2T28Ts5?s3。 2T第三空. 用O、D两点来研究合外力做功和动能变化的关系，根据动能定理可知：

mgs4?

112mvD2?m2?s5?s3?。 28T14.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．

(1)某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝_________，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp，则可认为系统的机械能守恒．(用题中字母表示)

(2)在上述实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v－d图象如图乙所示，并测得M＝m，则重力加速度g＝________m/s2.

2

M(M?m)b2(m?)gd (3). 9.6 【答案】 (1). (2). 222t【解析】

【详解】（1）滑块从A处到达B处的速度:v＝

btM?m?b2?12则系统动能的增加量：Ek＝?M?m?v? 222tM）gd 21M（2）根据系统机械能守恒的：（M+m）v2＝（m?）gd

22系统重力势能的减小量：△Ep=mgd-Mgdsin30°=（m?则：v2＝?2m?M?gdM?m

图线的斜率：k?解得：g=9.6m/s2

2m?M2.4g＝

M?m0.5三、解答题（本题共4小题，满分40分。在答题卷上解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分，有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）

15.某人在离地高H=16.8 m的屋顶将手伸出屋檐，以初速度v0 = 8 m/s竖直向上抛出一小球，它抛出以后运动的过程中，(忽略阻力，g=10m/s)求：

2

?1?小球抛出后离地的最大高度； ?2?小球经多长时间落到地上？

【答案】(1) 20m(2) 2.8s 【解析】

【详解】(1)以初速度方向为正方向，小球作竖直上抛运动，令抛出后上升最大高度为h，据速度

2v0?3.2m位移关系式：0?v??2gh ，得h? ，所以小球上升最大高度为：2g20H??H?h?20m。

(2)上升的时间为t1?v012?0.8s，下降的时间为H??gt2，解得：t2?2s ，运动总时间：g2t?t1?t2?2.8s 。

16.图中给出了一段“s”形单行盘山公路的俯视图。弯道1、弯道2可看作两个不同水平面上的圆弧，圆心分别为O1、O2，弯道中心线半径分别为r1 =8 m，r2 =10 m，弯道2比弯道1高h =10m，有一直道与两弯道圆弧相切，过切点时不计能量损失。质量m =1200 kg的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25倍，行驶时要求汽车不打滑。（g 取10 m/s2）

（1）求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度v1的大小；

（2）汽车以v1进入直道，以P=50 kW的恒定功率直线行驶了 t = 6 s 进入弯道2，此时速度恰为