(10份试卷合集)上海市复旦附中2019年物理高一下学期期末模拟试卷

重力势能为-mgh，故B正确。由动能定理得：mgh=Ek2-mv02，物体在海平面上的动能为：Ek2=mv02+mgh，故C错误。整个过程机械能守恒，即初末状态的机械能相等，以地面为零势能面，抛出时的机械能为mv0，所以物体在海平面时的机械能也为mv02，故D正确。故选BD。

【点睛】此题考查重力势能、重力做功、动能定理和机械能守恒，动能定理揭示了外力对物体所做总功与物体动能变化之间的关系，它描述了力在空间的积累效果，力做正功，物体的动能增加，力做负功，动能减少．动能定理解决的问题不受运动形式和受力情况的限制． 二.实验题

17.用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．

⑴ 下列物理量中，必需直接测量的是________（填写代号） A．重锤质量 B．重力加速度

C．重锤下落的高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度

2

⑵ 设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g．图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续计时点．根据测得的x1、x2、x3、x4，写出重锤由B点到D点重力势能减少量的表达式_____________，动能增量的表达式________________．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是________（选填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减少量． 【答案】 (1). （1）C (2). （2）mg（x3-x1）， (3). 【解析】

【详解】（1）此实验要验证的关系是：mgh=mv2，即gh=v2，则直接测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度h；重物的质量可以测量也可以不测量；重力加速度不需测量，通过计算间接得到的有与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度．故选C .

（2）选取B、D两点为初末位置研究机械能守恒．重物减少的重力势能是△Ep=mgh=mg（x3-x1）， 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，

；

， (4). 小于

则从B到D动能的变化量：

力阻力的作用，重物动能的增加总是小于重力势能的减小．

；由于空气阻力和摩擦

【点睛】解决本题的关键知道实验的原理，掌握纸带的处理方法，会通过下落的高度求解重力势能的减小量，通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量． 三、计算题 18.从某高度处以

15m/s的初速度水平抛出一物体，经时间

2s落地，g取10m/s2，求：物体抛出时

的高度和物体抛出点与落地点间的水平距离 【答案】【解析】

【详解】物体抛出时的高度为：y=gt=×10×2m=20m 抛出点与落地点间的水平距离为：x=v0t=15×2m=30m

19.把一个质量为m=0.lkg的小球用一根长为L=5m的细线悬挂起来，让小球在竖直平面内摆动，摆动中小球最高位置与最低位置的高度差为h=1.25m。不计阻力，取重力加速度g=10m／s。问：

2

2

2

(1）小球摆到最低位置时，速度的大小是多少? (2)小球摆到最低点时，细绳的拉力为多大？ 【答案】（1）【解析】

【详解】（1）根据动能定理得：mgh＝mv， 解得最低点的速度为：

（2）根据牛顿第二定律得：F-mg=m， 解得拉力为：F=mg+m=

N=1.5N．

．

2

（2）1.5N

【点睛】本题考查了机械能守恒定律和牛顿第二定律的综合运用，知道最低点的向心力来源，结合牛顿第二定律进行求解．

20.如图所示，半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内，轨道的B端切线水平，且距水平地面高度为h=1.25m，现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放，滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平飞出（g=10m/s2），空气阻力不计。求：

（1）小滑块沿圆弧道运动过程中克服摩擦力做的功； （2）小滑块着地时速度的大小和方向 ． 【答案】（1）【解析】

【详解】（1）滑块在圆弧轨道受重力、支持力和摩擦力作用，由动能定理 mgR+Wf=mv Wf=-1.5J

（2）滑块过B点后作平抛运动，设着地时竖直速度为vy，根据平抛运动规律有： 竖直方向末速度vy＝

=5m/s

所以θ=45°

2

（2） ，水平方向夹角45度

滑块落地时速度方向与水平方向夹角为θ度，则有tanθ＝即滑块落地时速度方向与水平方向夹角为45度。 故滑块落地时速度v＝

＝

【点睛】动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动。动能定理的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，特别是可以去求变力功。对于第2问，我们也可以运用动能定理求解。