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湖南省长沙一中2016届高三上学期第一次月考物理试题


2015-2016 学年湖南省长沙一中高三(上)第一次月考物理试卷
一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分。每小题给出的四个选项中,第 1~8 题只有一项符合题目要求,第 9-12 题有多项符合题目要求,全部选对得 4 分,选对但不全 的得 2 分,有选错或不选的得 0 分) 1. 假若某物体受到 2015 个恒力作用而处于平衡状态, 某时刻撇去其

中一个恒力而保持其余 恒力都不变,则此后物体可能( ) A.做匀速直线运动 B.做抛物线运动 C.做圆周运动 D.静止 2.如图,冰壶是冬奥会的正式比赛项目,冰壶在冰面运动时受到的阻力很小,以下有关冰 壶的说法正确的是( )

A.冰壶在冰面上的运动直接验证了牛顿第一定律 B.冰壶在冰面上做运动状态不变的运动 C.冰壶在冰面上的运动说明冰壶在运动过程中惯性慢慢减小 D.冰壶在运动过程中抵抗运动状态变化的“本领”是不变的 3.如图所示,一个小物体在足够长的斜面底端以一定初速度沿斜面上滑,斜面各处粗糙程 度相同,物体在斜面上运动过程中,下列说法正确的是( )

A.小物体向上滑到某位置后一定会静止于斜面上 B.小物体可能会滑到斜面底端,且速度刚好为零 C.小物体的动能可能是先减小后增大,而机械能一直减小 D.小物体上滑时,在相同的时间内,摩擦力做的功可能相等 4.如图所示,质量分别为 m、2m 的物体 A、B 由轻质弹簧相连后放置在一箱子 C 内,箱 子质量为 m,整体悬挂处于静止状态.当剪断细绳的瞬间,以下说法正确的是(重力加速度 为 g) ( )

A.物体 A 的加速度等于 g B.物体 B 的加速度大于 g

C.物体 C 的加速度等于 g D.物体 B 和 C 之间的弹力为零 5.在不计空气阻力的情况下,某物体以 30m/s 的初速度从地面竖直上抛,则(重力加速度 2 g 取 10m/s ) ( ) A.前 4s 内物体的平均速度大小为 10m/s B.前 4s 内物体的位移大小为 50m C.第 2s 末到第 4s 末物体的平均速度为 5m/s D.第 2s 内和第 4s 内物体的速度改变量不相同 6.随着太空技术的飞速发展,地球上人们登陆其它星球成为可能.假设未来的某一天,宇 航员登上某一星球后, 测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 k 倍, 而该星 球的平均密度与地球的差不多,则该星球质量大约是地球质量的( ) A. 倍 B.k 倍 C.k 倍 D.k 倍
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7.如图所示,置于水平地面带有竖直立杆的底座总质量为 0.2kg,竖直立杆长 0.5m,有一 质量为 0.05kg 的小环从杆的下端以 4m/s 的初速度向上运动,刚好能到达杆的顶端,在环向 上运动的过程中,底座对水平地面的压力为( )

A.1.7N B.1.8N C.2.0N D.2.3N 8.2013 年我国多地都出现了雾霾天气,严重影响了人们的健康和交通,设有一辆汽车能见 度较低的雾霾天气里以 54 km/h 的速度匀速行驶,司机突然看到正前方有一辆静止的故障 车,该司机刹车的反应时间为 0.6 s,刹车后汽车匀减速前进,刹车过程中加速度大小为 5 2 m/s ,最后停在故障车前 1.5 m 处,避免了一场事故.以下说法正确的是( ) A.司机发现故障车后,汽车经过 3 s 停下 B.司机发现故障车时,汽车与故障车的距离为 33m C.从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为 7.5 m/s D.从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为 11 m/s 9.高层住宅向上提升重物时常采用如图所示装置,电机通过缆绳牵引重物沿竖直方向匀速 上升, 地面上的人通过移动位置使拉绳与竖直方向的夹角 β 保持不变, 设缆绳与竖直方向的 夹角为 α,缆绳的拉力为 F1,拉绳的拉力为 F2,则在重物沿竖直方向匀速上升的过程中, 下列结论正确的是( )

A.α 总是小于 β B.α 可能大于 β C.F1 一定变大,F2 可能不变 D.F1 和 F2 一定都变大

10.如图所示,光滑水平地面上固定一带滑轮的竖直杆,用轻绳系着小滑块绕过滑轮,用恒 力 F1 水平向左拉滑块的同时,用恒力 F2 拉绳,使滑块从 A 点起由静止开始向右运动,B 和 C 是 A 点右方的两点,且 AB=BC,则以下说法正确的是( )

A.从 A 点至 B 点 F2 做的功大于从 B 点至 C 点 F2 做的功 B.从 A 点至 B 点 F2 做的功小于从 B 点至 C 点 F2 做的功 C.从 A 点至 C 点 F2 做的功可能等于滑块克服 F1 做的功 D.从 A 点至 C 点 F2 做的功一定大于滑块克服 F1 做的功 11.如图甲所示,固定斜面 AC 长为 L,B 为斜面中点,AB 段光滑.一物块在恒定拉力 F 作用下,从最低点 A 由静止开始沿斜面上滑至最高点 C,此过程中物块的动能 Ek 随位移 s 变化的关系图象如图乙所示.设物块由 A 运动到 C 的时间为 t0,下列描述该过程中物块的 速度 v 随时间 t、加速度大小 a 随时间 t、加速度大小 a 随位移 s、机械能 E 随位移 s 变化规 律的图象中,可能正确的是( )

A.

B.

C.

D.

12.如图所示,A、B 分别为竖直放置的光滑圆轨道的最低点和最高点,已知小球通过 A 点 时的速度大小为 2 m/s,则该小球通过最高点 B 的速度大小可能是(取重力加速度 2 g=10m/s ) ( )

A.1m/s B.2m/s C.3m/s D.4m/s

二、非选择题(共 6 小题,共 62 分) 13.某同学要测量一根弹簧的劲度系数 k,他先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,当弹簧 自然下垂时,用刻度尺测得弹簧的长度为 L0,分别在弹簧下端挂上 1 个、2 个和 3 个质量为 m 的砝码时,测得对应的弹簧的长度为 L1、L2 和 L3. 下表是该同学记录的数据: 代表符号 L0 L1 L2 L3 刻度数值/cm 5.70 7.40 9.15 10.95 (1)根据以上数据,计算出每增加一个砝码时弹簧平均伸长量△ L 的数值为△ L= cm. (2)已知重力加速度 g,则计算该弹簧的劲度系数的表达式 k= . 2 (3)若 m=50g,g=9.8m/s 可求弹簧的劲度系数 k= N/m. 14.甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验.已知重力加速度为 g.

(1)甲同学所设计的实验装置如图甲所示.其中 A 为一质量为 M 的长直木板,B 为木板上 放置的质量为 m 的物块,C 为物块右端连接的一轻质弹簧测力计.实验时用力将 A 从 B 的 下方抽出,通过 C 的读数 F1 即可测出动摩擦因数.则该设计能测出 (填“A 与 B”或“A 与地面”)之间的动摩擦因数,其表达式为 . (2)乙同学的设计如图乙所示.他在一端带有定滑轮的长木板上固定有 A、B 两个光电门, 与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间, 与跨过定滑轮的轻质 细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力.实验时,多次改变砂桶中砂的质量,每次 都让物块从靠近光电门 A 处由静止开始运动,读出多组测力计示数 F 及对应的物块在两光 电门之间的运动时间 t.在坐标系中作出 F﹣ 的图线如图(丙)所示,图线的斜率为 k,

与纵轴的截距为 b,与横轴的截距为 c.因乙同学不能测出小车质量,故该同学还应该测出 的物理量为 . 根据该测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数 表达式为 .

15.如图所示,一质量为 m=0.3kg 的物体静止于光滑水平面上的 A 点,当对它施加以斜向 右上方的恒力 F 时,该物体沿水平面做匀加速直线运动到 B 点,测得其在 B 点的速度为 v=4m/s,A、B 两点的距离为 s=0.6m,求此恒力 F 的取值范围(重力加速度 g 取 10m/s )
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16. (10 分) (2015 秋?长沙校级月考)a 是地球赤道上一栋建筑,b 是在赤道平面内做匀速 6 圆周运动、距地面 9.6×10 m 的卫星,c 是地球同步卫星,某一时刻 b、c 刚好位于 a 的正上 6 方 (如图所示) , 请画出经 30h 后, a、 b、 c 的大致位置并说明理由. (取地球半径 R=6.4×10 m, 2 地球表面重力加速度 g=10m/s ,π= )

17. (13 分) (2015 秋?长沙校级月考)粗糙水平轨道 AB 与竖直平面内的光滑圆弧轨道 BC 相切于 B 点,一物块(可看成为质点)在水平向右的恒力 F 作用下自水平轨道的 P 点处由 静止开始匀加速运动到 B,此时撤去该力,物块滑上圆弧轨道,在圆弧轨道上运动一段时间 后,回到水平轨道,恰好返回到 P 点停止运动,已知物块在圆弧轨道上运动时对轨道的压 2 力最大值为 F1=2.02N,最小值为 F2=1.99N,当地重力加速度为 g=10m/s . (1)求物块的质量 m 的大小; (2)若已知圆弧轨道的半径为 R=8m,P 点到 B 点的距离是 x=0.5m,求 F 的大小.

18. (15 分) (2015 秋?长沙校级月考)如图,质量为 m、长为 L、高为 h 的矩形木块 A 置 于水平地面上,木块与地面间动摩擦因数为 μ1,木块上表面光滑,其左端放置一个质量也 为 m 的小物块 B.某时刻木块 A 和小物块 B 同时获得水平向右的速度 v0 后开始运动,不计 空气阻力,经过一段时间后 B 落地. (1)求 B 从 A 滑出时 A 已静止的条件; (2)若 B 从 A 滑出时 A 仍在运动,求 B 落地时距 A 右端的水平距离.

2015-2016 学年湖南省长沙一中高三(上)第一次月考物 理试卷
参考答案与试题解析

一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分。每小题给出的四个选项中,第 1~8 题只有一项符合题目要求,第 9-12 题有多项符合题目要求,全部选对得 4 分,选对但不全 的得 2 分,有选错或不选的得 0 分) 1. 假若某物体受到 2015 个恒力作用而处于平衡状态, 某时刻撇去其中一个恒力而保持其余 恒力都不变,则此后物体可能( ) A.做匀速直线运动 B.做抛物线运动 C.做圆周运动 D.静止 考点: 物体做曲线运动的条件;牛顿第二定律. 分析: 物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态, 当撤去某一个恒力时, 余下力的合力 与此力大小相等、方向相反,根据物体的合力与速度方向可能的关系,分析物体可能的运动 情况. 解答: 解:物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态,当撤去某一个恒力时,余下力的 合力与此力大小相等、方向相反,说明物体受到的合力恒定不变,若原来的力与速度方向相 反时,撤去此力后,物体的合力与速度方向相同时,物体做匀加速直线运动;若原来的力与 速度方向相同时,撤去此力后,物体的合力与速度方向相反时,物体做匀减速直线运动;若 物体原来做匀速直线运动,而且原来的力与速度不在同一直线上时,撤去此力后,物体的合 力与速度方向不在同一直线上,则物体做匀变速曲线运动,若刚好垂直,则做平抛运动.所 以 B 正确,ACD 错误. 故选:B 点评: 本题中利用了平衡条件的推论, 得到撤去力后物体的合力是恒力, 关键要分情况讨 论合力与速度方向间的关系,分析物体的运动性质. 2.如图,冰壶是冬奥会的正式比赛项目,冰壶在冰面运动时受到的阻力很小,以下有关冰 壶的说法正确的是( )

A.冰壶在冰面上的运动直接验证了牛顿第一定律 B.冰壶在冰面上做运动状态不变的运动 C.冰壶在冰面上的运动说明冰壶在运动过程中惯性慢慢减小 D.冰壶在运动过程中抵抗运动状态变化的“本领”是不变的 考点: 牛顿第一定律;惯性. 分析: 力是改变物体运动状态的原因, 冰壶在冰面上的运动受到摩擦力的作用, 不能验证 了牛顿第一定律;惯性与物体的质量有关; 解答: 解:A、力是改变物体运动状态的原因,冰壶在冰面上的运动受到摩擦力的作用, 速度逐渐减小,所以不能验证了牛顿第一定律.故 AB 错误;

C、质量是惯性大小的量度,与速度的大小无关.故 C 错误; D、质量是惯性大小的量度,冰壶的质量不变,所以在运动过程中抵抗运动状态变化的“本 领”是不变的.故 D 正确. 故选:D 点评: 该题考查对牛顿第一定律与惯性的理解, 要注意牛顿第一定律对应物体不受力或受 到的合外力等于 0 的情况,运动的状态不发生变化.而该题中,冰壶的速度会逐渐减小. 3.如图所示,一个小物体在足够长的斜面底端以一定初速度沿斜面上滑,斜面各处粗糙程 度相同,物体在斜面上运动过程中,下列说法正确的是( )

A.小物体向上滑到某位置后一定会静止于斜面上 B.小物体可能会滑到斜面底端,且速度刚好为零 C.小物体的动能可能是先减小后增大,而机械能一直减小 D.小物体上滑时,在相同的时间内,摩擦力做的功可能相等 考点: 功能关系. 分析: 分析物体可能的运动情况:可能先向上匀减速运动,后向下匀加速运动,也可能向 上匀减速运动,停在最高点.动能可能先减小后增大,也可能一直减小到零.物体克服摩擦 力做功,机械能始终减小. 解答: 解:AB、物体减速上升,到最高点后可能保持静止,也可能加速下滑,故如果回 到最低点速度不可能为零,故 A 错误,B 错误; C、物体减速上升,到最高点后可能加速下滑,故动能可能是先减小后增加; 物体受重力、支持力和摩擦力,由于克服摩擦力做功,故机械能一直减小,故 C 正确; D、小物体上滑时,是匀加速直线运动,在相同的时间内位移一定不等,故在相同的时间内 摩擦力做的功不可能相等,故 D 错误; 故选:C 点评: 本题关键分析物体可能的运动情况. 涉及动能变化的问题, 优先考虑用动能定理分 析. 4.如图所示,质量分别为 m、2m 的物体 A、B 由轻质弹簧相连后放置在一箱子 C 内,箱 子质量为 m,整体悬挂处于静止状态.当剪断细绳的瞬间,以下说法正确的是(重力加速度 为 g) ( )

A.物体 A 的加速度等于 g B.物体 B 的加速度大于 g C.物体 C 的加速度等于 g D.物体 B 和 C 之间的弹力为零 考点: 牛顿第二定律. 专题: 牛顿运动定律综合专题.

分析: 先对 A 受力分析,求出细线剪短前后 A 的加速度;再对 B、C 整体受力分析,求 出 BC 整体的加速度 解答: 解:A、物体 A 受重力和支持力,在细绳剪断瞬间仍受力平衡,所以 a=0,故 A 错 误; BC、B、C 物体相对静止,将 B、C 看作一个整体,受重力和弹簧的压力,弹簧的压力等于 A 物体的重力,故整体的加速度为:a= = ;故 B 正确,C 错误.

D、根据 B 项分析知 B 与 C 之间弹力如果为零,C 的加速度将为 g,故物体 B 和 C 之间的 弹力不为零,故 D 错误. 故选:B 点评: 本题是瞬时问题,关键在于 BC 的加速度相等,要将 BC 当作整体来研究. 5.在不计空气阻力的情况下,某物体以 30m/s 的初速度从地面竖直上抛,则(重力加速度 2 g 取 10m/s ) ( ) A.前 4s 内物体的平均速度大小为 10m/s B.前 4s 内物体的位移大小为 50m C.第 2s 末到第 4s 末物体的平均速度为 5m/s D.第 2s 内和第 4s 内物体的速度改变量不相同 考点: 平均速度. 专题: 直线运动规律专题. 分析: 竖直上抛运动是初速度向上, 加速度向下的匀变速直线运动, 对上升和下降的整个 过程列式求解比较简便. 解答: 解:A、选向上为正方向,4s 末的速度 V=30﹣10×4=﹣10m/s,平均速度 =10m/s,故 A 正确; B、根据平均速度公式,前 4s 位移为 x4= t4=10×4=40m,故 B 错误; C、对于匀变速直线运动,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,故第 2s 末到第 4s 末物体的平均速度等于第 3s 末的瞬时速度,根据速度时间公式,有: =30 ﹣10×3=0,故 C 错误; D、加速度为 g,向下,故第 2s 内和第 4s 内物体的速度改变量△ v=g?△ t=10×1=10m/s,故 D 错误; 故选:A. 点评: 本题关键是要把竖直上抛运动的上升和下降的整个过程看成匀变速直线运动进行 处理,而不能分段处理,否侧将使问题复杂化. 6.随着太空技术的飞速发展,地球上人们登陆其它星球成为可能.假设未来的某一天,宇 航员登上某一星球后, 测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 k 倍, 而该星 球的平均密度与地球的差不多,则该星球质量大约是地球质量的( ) A. 倍 B.k 倍 C.k 倍 D.k 倍 考点: 万有引力定律及其应用;向心力. 专题: 万有引力定律的应用专题. 分析: 根据万有引力等于重力, 列出等式表示出重力加速度. 再根据密度与质量关系代入 表达式找出半径的关系,求出质量关系.
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解答: 解:根据万有引力等于重力,列出等式:

g=

,其中 M 是地球的质量,r 应该是物体在某位置到球心的距离.
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根据根据密度与质量关系得:M=ρ? πr ,星球的密度跟地球密度相同, g= =Gρ? πr,

星球的表面重力加速度是地球表面重力加速度的 k 倍,所以星球的半径也是地球的 k 倍, 所以再根据 M=ρ? πr 得:星球质量是地球质量的 k 倍. 故选:D. 点评: 求一个物理量之比, 我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来, 再根据表 达式进行比较. 7.如图所示,置于水平地面带有竖直立杆的底座总质量为 0.2kg,竖直立杆长 0.5m,有一 质量为 0.05kg 的小环从杆的下端以 4m/s 的初速度向上运动,刚好能到达杆的顶端,在环向 上运动的过程中,底座对水平地面的压力为( )
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A.1.7N B.1.8N C.2.0N D.2.3N 考点: 牛顿第二定律. 分析: 小环在下落过程中,受到重力和向上的滑动摩擦力,底座受到重力、小环向下的摩 擦力和地面的支持力, 由平衡条件求地面对底座的支持力, 即可由牛顿第三定律求得底座对 地面的压力 2 解答: 解:根据速度﹣位移公式:v =2ax 所以:Ff+mBg=mBa FN+Ff=mAg 联立以上三式解得:FN=1.7N 由作用力和反作用力关系,底座对水平面的压力:FN′=FN=1.7N 故选:A

点评: 本题中底座与小环的加速度不同,采用隔离法研究,抓住加速度是关键,由牛顿运 动定律和运动学公式结合进行研究

8.2013 年我国多地都出现了雾霾天气,严重影响了人们的健康和交通,设有一辆汽车能见 度较低的雾霾天气里以 54 km/h 的速度匀速行驶,司机突然看到正前方有一辆静止的故障 车,该司机刹车的反应时间为 0.6 s,刹车后汽车匀减速前进,刹车过程中加速度大小为 5 2 m/s ,最后停在故障车前 1.5 m 处,避免了一场事故.以下说法正确的是( ) A.司机发现故障车后,汽车经过 3 s 停下 B.司机发现故障车时,汽车与故障车的距离为 33m C.从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为 7.5 m/s D.从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为 11 m/s 考点: 匀变速直线运动的位移与时间的关系;平均速度. 专题: 直线运动规律专题. 分析: 根据速度时间公式求出匀减速运动的时间, 结合反应时间, 求出汽车发现故障车到 停止的时间. 根据匀减速和匀速运动的位移, 以及停在故障车前的距离求出发现故障车时汽 车与故障车的距离.根据位移和时间求出平均速度. 解答: 解:A、54km/h=15m/s,刹车后汽车做匀减速直线运动的时间 则汽车经过 3.6s 停下来,故 A 错误. B、汽车与故障车的距离 x= C、从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度 ,故 C、D 错误. 故选:B. 点评: 解决本题的关键知道汽车在反应时间内做匀速直线运动,刹车后做匀减速直线运 动,结合运动学公式灵活求解,基础题. 9.高层住宅向上提升重物时常采用如图所示装置,电机通过缆绳牵引重物沿竖直方向匀速 上升, 地面上的人通过移动位置使拉绳与竖直方向的夹角 β 保持不变, 设缆绳与竖直方向的 夹角为 α,缆绳的拉力为 F1,拉绳的拉力为 F2,则在重物沿竖直方向匀速上升的过程中, 下列结论正确的是( ) +1.5m=33m,故 B 正确. ,

A.α 总是小于 β B.α 可能大于 β C.F1 一定变大,F2 可能不变 D.F1 和 F2 一定都变大 考点: 运动的合成和分解;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用. 分析: 对空调主机受力分析, 因做匀速运动, 故在竖直方向合力为零, 水平方向合力为零, 由数学关系即可判断. 解答: 解:对物体受力分析如图 一物体匀速运动,故合力为零

在竖直方向:F1cosα﹣mg﹣F2cosβ=0 在水平方向:F1sinα﹣F2sinβ=0 在上升过程中,α 增大,而 β 不变,联立可以判断缆绳拉力 F1 和拉绳拉力 F2 都增大; 因 F1 大于 F2,故缆绳与竖直方向的夹角 α 小于角 β,故 AD 正确,BC 错误; 故选:AD.

点评: 本题主要考查了受力分析,利用共点力平衡列式结合数学关系即可判断. 10.如图所示,光滑水平地面上固定一带滑轮的竖直杆,用轻绳系着小滑块绕过滑轮,用恒 力 F1 水平向左拉滑块的同时,用恒力 F2 拉绳,使滑块从 A 点起由静止开始向右运动,B 和 C 是 A 点右方的两点,且 AB=BC,则以下说法正确的是( )

A.从 A 点至 B 点 F2 做的功大于从 B 点至 C 点 F2 做的功 B.从 A 点至 B 点 F2 做的功小于从 B 点至 C 点 F2 做的功 C.从 A 点至 C 点 F2 做的功可能等于滑块克服 F1 做的功 D.从 A 点至 C 点 F2 做的功一定大于滑块克服 F1 做的功 考点: 动能定理的应用. 专题: 动能定理的应用专题. 分析: F2 做的功等于 F2 与绳头位移大小乘积,根据绳头的位移大小关系,分析从 A 点至 B 点与从 B 点至 C 点 F2 做的功的大小关系. 分析物体经过 A 点与 C 点可能的速率关系, 由 动能定理从 A 点至 C 点 F2 做的功与滑块克服 F1 做的功可能的关系. 解答: 解: A、B 由题,AB=BC,根据数学知识得知,从 A 点至 B 点绳头的位移大于从 B 点至 C 点的 位移,F2 又是恒力,则从 A 点至 B 点 F2 做的功大于从 B 点至 C 点 F2 做的功.故 A 正确, B 错误. C、D 物体从 A 到 C 过程,可能先加速后减速,物体在 A 点与 C 点速率可能相等,根据动 能定理得知,物体从 A 运动到 C 过程中动能的变化量为零,总功为零,则从 A 点至 C 点 F2 做的功可能等于滑块克服 F1 做的功.故 C 正确,D 错误. 故选 C 点评: 本题是动能定理的应用,要与分析物体可能的运动情况结合起来.F2 做的功要研 究绳头移动的位移大小.

11.如图甲所示,固定斜面 AC 长为 L,B 为斜面中点,AB 段光滑.一物块在恒定拉力 F 作用下,从最低点 A 由静止开始沿斜面上滑至最高点 C,此过程中物块的动能 Ek 随位移 s 变化的关系图象如图乙所示.设物块由 A 运动到 C 的时间为 t0,下列描述该过程中物块的 速度 v 随时间 t、加速度大小 a 随时间 t、加速度大小 a 随位移 s、机械能 E 随位移 s 变化规 律的图象中,可能正确的是( )

A.

B.

C.

D. 考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律. 专题: 动能定理的应用专题. 分析: 根据动能随 s 的表达式得出整个过程中的运动规律,即前半段做匀加速直线运动, 后半段做匀减速直线运动, 结合平均速度的推论比较两段过程中的运动时间. 根据除重力以 外其它力做功判断机械能的变化. 解答: 解:A、根据动能随 s 的表达式知,动能先均匀增加,然后均匀减小,即合力先做 正功再做负功,知物块先做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动,匀加速直线运动的位 移和匀减速直线运动的位移大小相等, 匀减速直线运动的平均速度大于匀加速直线运动的平 均速度,则匀减速运动的时间小于匀加速直线运动的时间,故 A 错误. B、前半段和后半段均做匀变速直线运动,两段过程中加速度分别不变,但是两段过程中的 时间不等,故 B 错误,C 正确. D、根据除重力以外其它力做功等于机械能的增量,知前半段恒力 F 做正功,可知机械能随 s 均匀增加,后半段只有重力做功,机械能守恒,故 D 正确. 故选:CD. 点评: 解决本题的关键得出物块在整个过程中的运动规律, 注意前半段和后半段的运行时 间不同,这是容易错误的地方.

12.如图所示,A、B 分别为竖直放置的光滑圆轨道的最低点和最高点,已知小球通过 A 点 时的速度大小为 2 m/s,则该小球通过最高点 B 的速度大小可能是(取重力加速度 2 g=10m/s ) ( )

A.1m/s B.2m/s C.3m/s D.4m/s 考点: 机械能守恒定律;向心力. 专题: 机械能守恒定律应用专题. 分析: 小球在光滑的圆轨道内运动,只有重力做功,其机械能守恒,根据机械能守恒定律 得到小球在最高点的速度表达式.小球要能到达最高点,向心力要大于重力,得到最高点速 度的范围,再进行选择. 解答: 解:设小球到达最高点 B 的速度为 vB.根据机械能守恒定律得 mg?2R+ m 得到 vB= = ①

小球要能到达最高点,则在最高点 B 时,m 得到 vB≥ ② 由①②联立得 gR≤4

≥mg

代入①得:vB≥2m/s 又机械能守恒定律可知,vB<vA=2 m/s 解得 2m/s≤vB<2 m/s 故选:BCD 点评: 本题是机械能守恒定律、向心力等知识的综合应用,关键是临界条件的应用:当小 球恰好到达最高点时,由重力提供向心力,临界速度 v0= ,与细绳的模型相似.

二、非选择题(共 6 小题,共 62 分) 13.某同学要测量一根弹簧的劲度系数 k,他先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,当弹簧 自然下垂时,用刻度尺测得弹簧的长度为 L0,分别在弹簧下端挂上 1 个、2 个和 3 个质量为 m 的砝码时,测得对应的弹簧的长度为 L1、L2 和 L3. 下表是该同学记录的数据: 代表符号 L0 L1 L2 L3 刻度数值/cm 5.70 7.40 9.15 10.95 (1)根据以上数据,计算出每增加一个砝码时弹簧平均伸长量△ L 的数值为△ L= 1.75 cm. (2)已知重力加速度 g,则计算该弹簧的劲度系数的表达式 k= (3)若 m=50g,g=9.8m/s 可求弹簧的劲度系数 k= 28 N/m.
2



考点: 探究弹力和弹簧伸长的关系. 专题: 实验题;弹力的存在及方向的判定专题. 分析: 由表中数据可求得平均伸长量, 再由胡克定律明确表达式, 代入对应的数据即可求 得劲度系数. 解答: 解: (1)由表中数据可知,平均伸长量△ L= (2)根据胡克定律可知,mg=k△ L; 解得:k= ; =1.75cm;

(3)将数据代入可得: k= =28N/m

故答案为: (1)1.75cm; (2)

; (3)28.

点评: 弹簧测力计的原理是在弹簧的弹性限度内, 弹簧的伸长与受到的拉力成正比. 对于 实验问题,我们要充分利用测量数据求解可以减少误差. 14.甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验.已知重力加速度为 g.

(1)甲同学所设计的实验装置如图甲所示.其中 A 为一质量为 M 的长直木板,B 为木板上 放置的质量为 m 的物块,C 为物块右端连接的一轻质弹簧测力计.实验时用力将 A 从 B 的 下方抽出, 通过 C 的读数 F1 即可测出动摩擦因数. 则该设计能测出 A 与 B (填“A 与 B” 或“A 与地面”)之间的动摩擦因数,其表达式为 .

(2)乙同学的设计如图乙所示.他在一端带有定滑轮的长木板上固定有 A、B 两个光电门, 与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间, 与跨过定滑轮的轻质 细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力.实验时,多次改变砂桶中砂的质量,每次 都让物块从靠近光电门 A 处由静止开始运动,读出多组测力计示数 F 及对应的物块在两光 电门之间的运动时间 t.在坐标系中作出 F﹣ 的图线如图(丙)所示,图线的斜率为 k,

与纵轴的截距为 b,与横轴的截距为 c.因乙同学不能测出小车质量,故该同学还应该测出 的物理量为 光电门 A、B 之间的距离 x .根据该测量物理量及图线信息可知物块与木板 之间的动摩擦因数表达式为 μ= .

考点: 探究影响摩擦力的大小的因素. 专题: 实验题;摩擦力专题.

分析: (1)用力将 A 从 B 的下方抽出达到稳定状态时,B 所受的滑动摩擦力与弹簧测力 计的拉力平衡.滑动摩擦力 f=μN,N 等于 B 的重力,f 由弹簧测力计 Q 读出,从而可测得 动摩擦因数. (2)小车从靠近甲光电门处由静止开始做匀加速运动,位移 x= at .位移一定,找出 a 与 t 的关系,以及斜率 k、截距 b 的意义,然后即可求出动摩擦因数的表达式. 解答: 解: (1)当 A 达到稳定状态时 B 处于静止状态,弹簧测力计的读数 F 与 B 所受的 滑动摩擦力 f 大小相等,B 对木块 A 的压力大小等于 B 的重力 mg, 由 f=μN 得,μ= = ,由从 Q 上读取 F1,则可求得 μ,为 A 与 B 之间的动摩擦因数.
2 2

(2)小车由静止开始做匀加速运动,位移 x= at . a= 根据牛顿第二定律得 对于沙和沙桶,F 合=F﹣μmg=ma 则:F= +μmg

则图线的斜率为:k=2mx,纵轴的截距为 b=μmg; k 与摩擦力是否存在无关,小车与长木板间的摩擦因数:μ= =

故答案为: (1)A 与 B,

; (2)光电门 A、B 之间的距离 x;μ=



点评: 本题关键要理解掌握光电门测量速度的原理, 运用动能定理得到动摩擦因数的表达 式,分析图象截距的意义. 15.如图所示,一质量为 m=0.3kg 的物体静止于光滑水平面上的 A 点,当对它施加以斜向 右上方的恒力 F 时,该物体沿水平面做匀加速直线运动到 B 点,测得其在 B 点的速度为 v=4m/s,A、B 两点的距离为 s=0.6m,求此恒力 F 的取值范围(重力加速度 g 取 10m/s )
2

考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 设 F 与水平方向的夹角为 θ.先根据动能定理列式,得到 F 与 θ、s、m 的关系.再 根据要使物体沿水平面运动,必须有 Fsinθ≤mg,联立求解. 解答: 解:设 F 与水平方向的夹角为 θ.根据动能定理得: Fcosθ?s= ①

据题,0°<θ<90°,则 cosθ<1 ② 要使要使物体沿水平面运动,必须有 Fsinθ≤mg ③ 由①②解得:F>4N 由①③解得:F≤5N 故此恒力 F 的取值范围为 4N<F≤5N. 答:此恒力 F 的取值范围为 4N<F≤5N. 点评: 解决本题的关键要注意物体沿水平面运动的条件: Fsinθ≤mg, 不能只根据动能定理 得到 F>4N. 16. (10 分) (2015 秋?长沙校级月考)a 是地球赤道上一栋建筑,b 是在赤道平面内做匀速 6 圆周运动、距地面 9.6×10 m 的卫星,c 是地球同步卫星,某一时刻 b、c 刚好位于 a 的正上 6 方 (如图所示) , 请画出经 30h 后, a、 b、 c 的大致位置并说明理由. (取地球半径 R=6.4×10 m, 2 地球表面重力加速度 g=10m/s ,π= )

考点: 万有引力定律及其应用;向心力. 专题: 万有引力定律的应用专题. 分析: 该题主要考查同步卫星, 近地卫星及赤道上的物体间的追赶问题. 对于不同轨道上 的追赶问题,我们要从不同卫星的角速度或周期关系出发去解决问题. 解答: 解:由于 a 物体和同步卫星 c 的周期都为 24h.所以 30h 后两物体相对于原位置转 过的角度是 90°, 根据万有引力提供向心力得: =

解得:T=2π 而 b 的半径为 9.6×10 m,地球的 R=6.4×10 m,地球表面重力加速度 g=10m/s . 解得:Tb≈6h
6 6 2

30 个小时转 6 圈,所以又回到了原位置. 答:30h 后 a 与 c 物体相对于原位置转过的角度是 90°,b 又回到了原位置.如图. 点评: 利用题目提供的物理量找出不同卫星的角速度或周期关系, 根据圆周运动知识求出 转过的圈数.

17. (13 分) (2015 秋?长沙校级月考)粗糙水平轨道 AB 与竖直平面内的光滑圆弧轨道 BC 相切于 B 点,一物块(可看成为质点)在水平向右的恒力 F 作用下自水平轨道的 P 点处由 静止开始匀加速运动到 B,此时撤去该力,物块滑上圆弧轨道,在圆弧轨道上运动一段时间 后,回到水平轨道,恰好返回到 P 点停止运动,已知物块在圆弧轨道上运动时对轨道的压 2 力最大值为 F1=2.02N,最小值为 F2=1.99N,当地重力加速度为 g=10m/s . (1)求物块的质量 m 的大小; (2)若已知圆弧轨道的半径为 R=8m,P 点到 B 点的距离是 x=0.5m,求 F 的大小.

考点: 动能定理;向心力. 专题: 动能定理的应用专题. 分析: (1) 抓住物体在 B 点压力最大, 在最高点速度为零, 根据径向的合力提供向心力, 结合动能定理求出物块的质量. (2)根据牛顿第二定律求出 B 点的速度,对 P 到 B 和全过程分别运用动能定理,求出 F 的 大小. 解答: 解: (1)物块在 B 点时,压力最大,根据牛顿第二定律得, 当物块速度为零时,F2=mgcosθ, 根据动能定理得, 联立三式解得 m=0.2kg. (2)在 B 点,有: 代入数据解得 v1= 从 P 到 B,有: , , , , ,

对全过程运用动能定理得,Fx﹣2Wf=0, 联立解得 F=0.32N. 答: (1)物块的质量 m 的大小为 0.2kg. (2)F 的大小为 0.32N. 点评: 本题为曲线运动与动能定理的综合应用典型题,解题的关键在于对过程和点的把 握;知道何处压力最大和何处压力最小是关键. 18. (15 分) (2015 秋?长沙校级月考)如图,质量为 m、长为 L、高为 h 的矩形木块 A 置 于水平地面上,木块与地面间动摩擦因数为 μ1,木块上表面光滑,其左端放置一个质量也 为 m 的小物块 B.某时刻木块 A 和小物块 B 同时获得水平向右的速度 v0 后开始运动,不计 空气阻力,经过一段时间后 B 落地. (1)求 B 从 A 滑出时 A 已静止的条件; (2)若 B 从 A 滑出时 A 仍在运动,求 B 落地时距 A 右端的水平距离.

考点: 牛顿第二定律;平抛运动. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: (1)根据牛顿第二定律求出 B 在 A 上时的加速度大小,结合速度时间公式求出 A 速度减为零的时间,根据这段时间内 B、A 的位移之差大于等于 L 求出满足的条件. (2)根据位移关系,结合运动学公式求出 B 在 A 上滑行的时间,根据速度时间公式求出 B 滑出时 A 的速度,然后 B 做平抛运动,A 做匀减速运动,结合牛顿第二定律和运动学公式 求出 B 落地时距 A 右端的水平距离. 解答: 解: (1)B 在 A 上时,A 滑行的加速度大小 ,

若 A 速度减为零的时间



要使 B 从 A 滑出时 A 已静止,则有: 解得 (2)根据 B 滑出时,A 的速度 A 做平抛运动,平抛运动的水平位移 B 继续做匀减速运动的加速度大小 a2=μg, 则继续匀减速运动的位移 , . 得,



, ,



B 落地时距 A 右端的水平距离△ x=x1﹣x2= 答: (1)B 从 A 滑出时 A 已静止的条件为 ;



(2)若 B 从 A 滑出时 A 仍在运动,求 B 落地时距 A 右端的水平距离为 . 点评: 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,关键理清 A、B 的运动规律, 结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.


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