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安徽省含山中学、庐江二中、巢湖四中2015-2016学年联考高二上学期开学物理试卷


2015-2016 学年安徽省含山中学、庐江二中、巢湖四中联考高二 (上)开学物理试卷
一、选择题:第 1 题到第 8 题为单项选择题,每题 3 分,第 9 题到第 12 题为多项选择题, 每题至少有两个及两个以上选项,每题 4 分,选不全得 2 分,有错误选项或不选得 0 分, 共 40 分。 1.如图所示的位移(s)﹣时间(t)图象和速度(v)﹣时间(t)图象中给出

四条图线,甲、 乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )

A.甲车做匀加速直线运动,乙车做曲线运动 B.0~t1 时间内,甲车通过的位移小于乙车通过的位移 C.0~t2 时间内,丙、丁两车在 t2 时刻相距最远 D.t2 时刻之后,丙就在丁的前方了 2.在下面所说的物体运动情况中,不可能出现的是( ) A.物体在某时刻运动速度很大,而加速度为零 B.物体在某时刻运动速度很小,而加速度很大 C.运动的物体在某时刻速度为零,而其加速度不为零 D.作变速直线运动的物体,a 方向与 v 方向相同,当物体 a 减小时,它的 v 也减小 3.设地球自转周期为 T,质量为 M,引力常量为 G,假设地球可视为质量均匀分布的球体, 半径为 R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为( )

A.

B.

C.

D.

4. 如图所示, 沿竖直杆以速度 v 匀速下滑的物体 A 通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体 B, 细绳与竖直杆间的夹角为 θ,则以下说法正确的是( )

A.物体 B 向右匀速运动 B.物体 B 向右匀加速运动 C.细绳对 A 的拉力逐渐变小 D.细绳对 B 的拉力逐渐变大 5. 荡秋千是儿童喜爱的一项运动, 当秋千荡到最高点时, 小孩的加速度方向是图中的 ( )

A.1 方向

B.2 方向

C.3 方向

D.4 方向

6.以 v0 的速度水平抛出一物体,当其水平分位移与竖直分位移相等时,下列说法错误的是 ( ) A.即时速度的大小是 v0

B.运动时间是 C.竖直分速度大小等于水平分速度大小

D.运动的位移是 7.质量为 m 的绳子两端分别系在天花板上的 A、B 两点,A、B 间距离小于绳长,整条绳 悬垂情况如图实线所示.今在绳的中点 C 施加竖直向下的力,将绳子拉至如图虚线情况, 则整条绳的重力势能( )

A.增大 B.不变 C.减小 D.不确定 8.如图所示,小朋友在玩一种运动中投掷的游戏,目的是在运动中将手中的球投进离地面 高 3m 的吊环, 他在车上和车一起以 2m/s 的速度向吊环运动, 小朋友抛球时手离地面 1.2m, 当他在离吊环的水平距离为 2m 时将球相对于自己竖直上抛,球刚好进入吊环,他将球竖直 向上抛出时的速度是(g 取 10m/s ) (
2



A.1.8m/s

B.3.2m/s

C.6.8m/s

D.3.6m/s

9.如图所示,水平转台绕竖直轴匀速转动,穿在水平光滑直杆上的小球 A 和 B 由轻质弹簧 相连并相对直杆静止.已知 A、B 小球的质量分别为 2m 和 m,它们之间的距离为 3L,弹 簧的劲度系数为 k、自然长度为 L,下列分析正确的是( )

A.小球 A、B 受到的向心力之比为 2:1 B.小球 A、B 做圆周运动的半径之比为 1:2

C.小球 A 匀速转动的角速度为

D.小球 B 匀速转动的周期为 2π 10.质量为 m 的汽车在平直路面上由静止匀加速启动,运动过程的 v﹣t 图象如图所示,已 知 t1 时刻汽车达到额定功率,之后保持额定功率运动,整个过程中汽车受到的阻力恒定, 由图可知( )

A.在 0~t1 时间内,汽车的牵引力大小为 B.在 0~t1 时间内,汽车的功率与时间 t 成正比

C.汽车受到的阻力大小为 D.在 t1~t2 时间内,汽车克服阻力做的功为 m(v2 ﹣v1 ) 11.如图所示,质量为 M、长度为 L 的木板静止在光滑的水平面上,质量为 m 的物块(视 为质点)放在木板的最左端,物块和木板之间的动摩擦因数 μ.现用一水平恒力 F 作用在物 块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动.当木板运动的位移为 x 时,物块刚好滑到木板 的最右端.在这一过程中( )
2 2

A.物块到达木板最右端时,木板的末动能为 μmgx B.物块和木板间摩擦生热为 μmgL C.物块和木板增加的机械能为 F(L+x) D.摩擦力对物块做的功与摩擦力对木板做功的代数和为零 12. ,一物块在 t=0 时刻滑上一固定斜面,其运动的 v﹣t 图线如图(b)所示,若重力加速 度及图中的 v0,v1,t1 均为已知量,则可求出( )

A.斜面的倾角 B.物块的质量 C.物块与斜面间的动摩擦因数 D.物块沿斜面向上滑行的最大高度

二、填空、实验题:每空 3 分,共 27 分。 13.在圆轨道上运动的质量为 m 的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径 R,地面 上的重力加速度为 g,则此时人造卫星的动能等于 ; (2)A、B 两颗人造卫星绕地球做圆周运动,他们的圆轨道在同一平面内,周期分别是 TA, TB,且 TA>TB,从两颗卫星相距最近开始计时到两颗卫星相距最远至少经过的时间 是 . 14.如图实线为某质点平抛运动轨迹的一部分,AB、BC 间水平距离△ s1=△ s2=0.4m,高度 差△ h1=0.25m,△ h2=0.35m.求: (1)抛出初速度 v0 为 2 (2)由抛出点到 A 点的时间为 (g=10m/s )

15.在“验证机械能守恒定律”的实验中: ①某同学得到如图所示的纸带.测出点 A、C 间的距离为 14.77cm,点 C、E 间的距离为 2 16.33cm,已知当地重力加速度为 9.8m/s ,重锤的质量为 m=1.0kg,则垂锤在下落过程中受 到的平均阻力大小 Ff=

②某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能,则出现这一问题的原因可能 是 (填序号) . A.重锤的质量测量错误?B.该同学自编了实验数据 C.交流电源的频率不等于 50Hz?D.重锤下落时受到的阻力过大. 16.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图甲所示, 一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮:木板上有一滑块,其一端与穿过电 磁打点计时器的纸带相连, 另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接. 打点计时器使用的交 流电源的频率为 50HZ.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在 纸带上打出一系列点.

(1)图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7 是计数点, 每相邻两计数点间还有 4 个计时点(图中未标出) ,计数点间的距离如图所示.根据图中数 2 据计算的加速度 a= m/s (保留两位有效数字) . (2)为了测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的是 . A.木板的长度 L B.木板的质量 m1 C.滑块的质量 m2 D.托盘和砝码的总质量 m3 E.滑块运动的时间 t (3)滑块与木板间的动摩擦因数 μ= 为 g)

(用被测物理量的字母表示,重力加速度

三、计算题:17 题 10 分,18 题 11 分,19 题 12 分,共 33 分。 17.质量 M=2Kg 的斜面体放在水平地面上,斜面的倾角为 θ=37°,一质量为 m=0.2Kg 的滑 块放在斜面上,现用水平的推力 F 作用在斜面上,使滑块与斜面保持相对静止,一起加速 运动,若所有的接触都是光滑的,即 μ1=μ2=0.问: (1)水平推力 F 为多大? (2)从静止开始,F 作用时间 t=4s,水平推力做多少功?

18.如图所示,AB 为斜面,倾角为 30°,小球从 A 点以初速度 v0 水平抛出,恰好落到 B 点, 重力加速度用 g 表示,求:

(1)物体在空中飞行的时间及 AB 间的距离; (2)从抛出开始经多少时间小球与斜面间的距离最大?最大距离为多少?

19.如图所示,一质量为 1kg 的小物块从半径为 0.8m 的光滑四分之一圆弧轨道的顶端 A 点 由静止开始下滑,A 点和圆弧对应的圆心 O 点等高,小物块从 B 点离开后水平抛出,恰好 能从 C 点沿 CD 方向滑上以 10m/s 的速度沿逆时针方向匀速转动的传送带.已知传送带长 27.75m, 倾角为 θ 等于 37°, 传送带与物块之间的动摩擦因数为 0.5 (sin37°=0.6, cos37°=0.8, 2 g=10m/s ) .求: (1)小物块在圆弧轨道最低点 B 对轨道的压力大小; (2)B 点到水平线 MN 的高度 h; (3)小物块从传送带顶端 C 运动到底端 D 的过程中因摩擦而产生的热量.

2015-2016 学年安徽省含山中学、庐江二中、巢湖四中联 考高二(上)开学物理试卷
参考答案与试题解析

一、选择题:第 1 题到第 8 题为单项选择题,每题 3 分,第 9 题到第 12 题为多项选择题, 每题至少有两个及两个以上选项,每题 4 分,选不全得 2 分,有错误选项或不选得 0 分, 共 40 分。 1.如图所示的位移(s)﹣时间(t)图象和速度(v)﹣时间(t)图象中给出四条图线,甲、 乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )

A.甲车做匀加速直线运动,乙车做曲线运动 B.0~t1 时间内,甲车通过的位移小于乙车通过的位移 C.0~t2 时间内,丙、丁两车在 t2 时刻相距最远 D.t2 时刻之后,丙就在丁的前方了 【考点】匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的 位移与时间的关系. 【专题】运动学中的图像专题. 【分析】在位移﹣时间图象中,倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,斜率表示速度,图象 的交点表示位移相等,平均速度等于位移除以时间; 在速度﹣时间图象中,斜率表示加速度,图象与时间轴围成的面积表示位移. 【解答】解:A、根据位移图象的斜率等于速度,由图象可知:甲做匀速直线运动,乙做速 度越来越小的变速直线运动,故 A 错误; B、0~t1 时间内,甲乙的初位置与末位置相同,则在 t1 时间内两车的位移相等,故 B 错误; C、由图象与时间轴围成的面积表示位移可知:丙、丁两车在 t2 时刻面积差最大,所以相距 最远,故 C 正确; D、0~t2 时间内,丙的位移小于丁的位移,丙在丁的后方,两者间距增大,t2 时刻之后,丙 的速度大于丁的速度,两者间距减小,经过一段时间后两者相遇,之后丙才在丁的前方,故 D 错误. 故选:C. 【点评】 要求同学们能根据图象读出有用信息, 注意位移﹣时间图象和速度﹣时间图象的区 别,图象与轨迹的区别,难度不大,属于基础题. 2.在下面所说的物体运动情况中,不可能出现的是( A.物体在某时刻运动速度很大,而加速度为零 B.物体在某时刻运动速度很小,而加速度很大 )

C.运动的物体在某时刻速度为零,而其加速度不为零 D.作变速直线运动的物体,a 方向与 v 方向相同,当物体 a 减小时,它的 v 也减小 【考点】加速度. 【专题】直线运动规律专题. 【分析】根据加速度与速度无关,举例说明物体的这种运动情况是否可能发生.判断物体做 加速运动还是减速运动,看加速度与速度两者方向的关系. 【解答】解:A、物体在某时刻运动速度很大,而加速度可能为零,比如匀速直线运动.故 A 正确. B、物体在某时刻运动速度很小,而加速度可能很大,比如火箭刚点火时.故 B 正确. C、运动的物体在某时刻速度为零,但其加速度可能不为零.如物体机车等启动的瞬间;故 C 正确; D、作变速直线运动的物体,若加速度方向与运动方向相同,当物体加速度减小时,它的速 度仍在增大,不可能减小.故 D 错误. 本题选不可能的,故选:D 【点评】 本题考查加速度的定义, 要理解只要加速度与速度方向相同, 物体就在做加速运动; 加速度与速度方向相反, 物体就在做减速运动. 而速度大小和加速度大小是没有直接关系的. 3.设地球自转周期为 T,质量为 M,引力常量为 G,假设地球可视为质量均匀分布的球体, 半径为 R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为( )

A.

B.

C.

D.

【考点】万有引力定律及其应用. 【分析】 在赤道上物体所受的万有引力与支持力提供向心力可求得支持力, 在南极支持力等 于万有引力.

【解答】解:在赤道上:G

,可得



在南极:



由①②式可得:

=



故选:A. 【点评】考查物体受力分析及圆周运动向心力的表达式,明确在两极物体没有向心力. 4. 如图所示, 沿竖直杆以速度 v 匀速下滑的物体 A 通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体 B, 细绳与竖直杆间的夹角为 θ,则以下说法正确的是( )

A.物体 B 向右匀速运动 B.物体 B 向右匀加速运动 C.细绳对 A 的拉力逐渐变小 D.细绳对 B 的拉力逐渐变大 【考点】运动的合成和分解. 【专题】运动的合成和分解专题. 【分析】物体 A 以速度 v 沿竖直杆匀速下滑,绳子的速率等于物体 B 的速率,将 A 物体的 速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向, 沿绳子方向的分速度等于绳速, 由几何知识求解 B 的速率,再讨论 B 的运动情况. 【解答】解:A、将 A 物体的速度按图示两个方向分解,如图所示, 由绳子速率 v 绳=vcosθ 而绳子速率等于物体 B 的速率,则有物体 B 的速率 vB=v 绳=vcosθ.因 θ 减小,则 B 物体变 加速运动,故 AB 错误, C、对 A 受力分析,重力、拉力、支持力,拉力的竖直方向的分力与重力平衡,当 θ 减小, 则对 A 拉力减小,故 C 正确; D、对 B 受力分析,则重力、拉力、支持力,因 B 做变加速运动,所以拉力在变小,故 D 错误; 故选:C.

【点评】 本题通常称为绳端物体速度分解问题, 容易得出这样错误的结果: 将绳的速度分解, 如图得到 v=v 绳 sinθ

5. 荡秋千是儿童喜爱的一项运动, 当秋千荡到最高点时, 小孩的加速度方向是图中的 (



A.1 方向 B.2 方向 C.3 方向 【考点】向心加速度. 【专题】匀速圆周运动专题.

D.4 方向

【分析】当秋千荡到最高点时,小孩的速度为零,沿半径方向加速度为零,加速度方向沿圆 弧的切线方向,据此即可选择. 【解答】解:当秋千荡到最高点时,小孩的速度为零,受重力和拉力,合力不为零,方向沿 圆弧的切线方向,加速度方向沿着圆弧的切线方向,即是图中的 2 方向,选项 B 正确. 故选:B 【点评】此题考查曲线运动及其相关知识,明确小孩的运动规律和受力特点,知道在最高点 的受力情况,难度不大,属于基础题. 6.以 v0 的速度水平抛出一物体,当其水平分位移与竖直分位移相等时,下列说法错误的是 ( ) A.即时速度的大小是 v0

B.运动时间是 C.竖直分速度大小等于水平分速度大小

D.运动的位移是 【考点】平抛运动. 【专题】平抛运动专题. 【分析】物体做平抛运动,我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动,和 竖直方向上的自由落体运动来求解,两个方向上运动的时间相同. 【解答】解:物体做平抛运动,根据平抛运动的规律可得 水平方向上:x=V0t 竖直方向上:h= gt 当其水平分位移与竖直分位移相等时, 即 x=h, 所以 V0t= gt
2 2

解得 t=

,所以 B 正确;

平抛运动竖直方向上的速度为 Vy=gt=g? 此时合速度的大小为 =

=2V0,所以 C 错误;

v0,所以 A 正确;

由于此时的水平分位移与竖直分位移相等,所以 x=h=V0t=V0?

=



所以此时运动的合位移的大小为

=

x=

,所以 D 正确.

本题选错误的,故选 C. 【点评】本题就是对平抛运动规律的直接考查,掌握住平抛运动的规律就能轻松解决. 7.质量为 m 的绳子两端分别系在天花板上的 A、B 两点,A、B 间距离小于绳长,整条绳 悬垂情况如图实线所示.今在绳的中点 C 施加竖直向下的力,将绳子拉至如图虚线情况, 则整条绳的重力势能( )

A.增大 B.不变 C.减小 D.不确定 【考点】重力势能;功能关系. 【分析】绳子处于稳定平衡时,其总能量一定是最低的,也就是重心最低.在向下拉绳子的 过程中有外力对绳子做功,使其能量增加,改变了其重心的位置. 【解答】解:外力对绳子做功,使绳子的重力势能增大,根据重力势能 Ep=mgh,则重心逐 渐升高. 故选项 A 正确. 故选:A 【点评】 此题主要是让学生明白物体重心位置随着其能量的改变而改变的这一物理规律, 理 解起来有一定难度. 8.如图所示,小朋友在玩一种运动中投掷的游戏,目的是在运动中将手中的球投进离地面 高 3m 的吊环, 他在车上和车一起以 2m/s 的速度向吊环运动, 小朋友抛球时手离地面 1.2m, 当他在离吊环的水平距离为 2m 时将球相对于自己竖直上抛,球刚好进入吊环,他将球竖直 向上抛出时的速度是(g 取 10m/s ) (
2



A.1.8m/s B.3.2m/s C.6.8m/s D.3.6m/s 【考点】竖直上抛运动. 【分析】小球被抛出后做斜上抛运动,水平方向做速度为 2m/s 的匀速直线运动,水平位移 为 2m,竖直上升的高度为 3m﹣1.2m=1.8m,则小球恰好进入吊环,根据竖直方向上做匀减 速运动列式求解. 【解答】解:由题,小球的水平速度为 2m/s,而小球水平方向做匀速直线运动,水平位移 为 2m,所以小球应在 1s 内进入吊环,则竖直方向的位移大小为 y=3m﹣1.2m=1.8m 由 y=v0t﹣ ,得 v0= + gt= + =6.8m/s 故选 C 【点评】本题要能正确运用运动的分解法研究斜抛运动,可根据小球只受重力分析.

9.如图所示,水平转台绕竖直轴匀速转动,穿在水平光滑直杆上的小球 A 和 B 由轻质弹簧 相连并相对直杆静止.已知 A、B 小球的质量分别为 2m 和 m,它们之间的距离为 3L,弹 簧的劲度系数为 k、自然长度为 L,下列分析正确的是( )

A.小球 A、B 受到的向心力之比为 2:1 B.小球 A、B 做圆周运动的半径之比为 1:2

C.小球 A 匀速转动的角速度为

D.小球 B 匀速转动的周期为 2π 【考点】向心力. 【专题】匀速圆周运动专题. 【分析】两球做圆周运动,角速度相等,靠弹簧的弹力提供向心力,根据向心力的关系结合 胡克定律和牛顿第二定律求出转动半径的关系,并求出角速度和周期. 【解答】解:A、两球靠弹簧的弹力提供向心力,则知两球向心力大小相等,故 A 错误. B、两球共轴转动,角速度相同.A、B 的向心力大小相等,由 F 向=2mω RA=mω RB,可求 得两球的运动半径之比为 RA:RB=1:2,故 B 正确.
2 2 2

C、对于 A 球,轨道半径 RA=

3L=L.由 F=k?2L=2mω L 可求得 ω=

.故 C 正确.

D、小球 B 匀速转动的周期为 T=

=2π

.故 D 错误.

故选:BC. 【点评】解决本题的关键两球的角速度相等,靠弹力提供向心力,根据牛顿第二定律进行求 解. 10.质量为 m 的汽车在平直路面上由静止匀加速启动,运动过程的 v﹣t 图象如图所示,已 知 t1 时刻汽车达到额定功率,之后保持额定功率运动,整个过程中汽车受到的阻力恒定, 由图可知( )

A.在 0~t1 时间内,汽车的牵引力大小为 B.在 0~t1 时间内,汽车的功率与时间 t 成正比

C.汽车受到的阻力大小为 D.在 t1~t2 时间内,汽车克服阻力做的功为 m(v2 ﹣v1 ) 【考点】功率、平均功率和瞬时功率. 【专题】功率的计算专题. 【分析】 在速度﹣时间图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动, 而水平的直线表示匀速直线 运动,曲线表示变速直线运动;由图象可知物体的运动情况,由 P=Fv 可知,牵引力的变化; 由动能定理可知克服阻力所做的功
2 2

【解答】解:A、在 0~t1 时间内做匀加速运动,加速度为 a=

,由牛顿第二定律可得 F﹣

f=ma1, 在 t1 时刻达到额定功率, P=Fv1, t2 时刻达到最大速度此时牵引力等于阻力, 故 P=fv2,

联立解得

,f=

,故 A 错误,C 正确;

B、在 0~t1 汽车匀加速运动,牵引力恒定,汽车的功率 P=Fv=Fat,故功率与时间成正比, 故 B 正确 D、 在 t1~t2 时间内, 根据动能定理可得 Pt﹣Wf= , 故克服阻力做功等于 2 2 (v2 ﹣v1 ) ,故 D 错误 故选:BC 【点评】本题考查的是汽车的启动方式,对于汽车的两种启动方式,恒定加速度启动和恒定 功率启动,对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉 11.如图所示,质量为 M、长度为 L 的木板静止在光滑的水平面上,质量为 m 的物块(视 为质点)放在木板的最左端,物块和木板之间的动摩擦因数 μ.现用一水平恒力 F 作用在物 块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动.当木板运动的位移为 x 时,物块刚好滑到木板 的最右端.在这一过程中( )

A.物块到达木板最右端时,木板的末动能为 μmgx B.物块和木板间摩擦生热为 μmgL C.物块和木板增加的机械能为 F(L+x) D.摩擦力对物块做的功与摩擦力对木板做功的代数和为零 【考点】功能关系;机械能守恒定律. 【分析】物块加速运动,木板也做加速运动,对物块和木板分别运用动能定理或功能关系列 式分析即可.

【解答】解:A、木板受到重力、支持力和摩擦力,根据动能定理,得木板的末动能为:△ Ek 板=fx=μmgx,故 A 正确; B、物块和木板间摩擦生热等于摩擦力大小和相对位移大小的乘积,即为 μmgL,故 B 正确. C、根据功能关系,物块和小车系统增加的机械能等于拉力做的功减去克服相对摩擦力做的 功,即等于 F(L+x)﹣fL,故 C 错误; D、摩擦力对物块做的功与摩擦力对木板做功的代数和为﹣μmg(x+L)+μmgx=﹣μmgL, 故 D 错误. 故选:AB 【点评】本题关键是灵活地选择研究对象进行受力分析,再根据动能定理列式后分析求解, 要注意摩擦生热与相对位移有关. 12. ,一物块在 t=0 时刻滑上一固定斜面,其运动的 v﹣t 图线如图(b)所示,若重力加速 度及图中的 v0,v1,t1 均为已知量,则可求出( )

A.斜面的倾角 B.物块的质量 C.物块与斜面间的动摩擦因数 D.物块沿斜面向上滑行的最大高度 【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像. 【专题】牛顿运动定律综合专题. 【分析】由图 b 可求得物体运动过程及加速度,再对物体受力分析,由牛顿第二定律可明确 各物理量是否能够求出. 【解答】解:由图 b 可知,物体先向上减速到达最高时再向下加速;图象与时间轴围成的面 积为物体经过的位移,故可出物体在斜面上的位移; 图象的斜率表示加速度,上升过程及下降过程加速度均可求,上升过程有: mgsinθ+μmgcosθ=ma1;下降过程有:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2;两式联立可求得斜面倾角及 动摩擦因数; 但由于 m 均消去,故无法求得质量;因已知上升位移及夹角,则可求得上升的最大高度; 故选:ACD. 【点评】本题考查牛顿第二定律及图象的应用,要注意图象中的斜率表示加速度,面积表示 位移;同时注意正确的受力分析,根据牛顿第二定律明确力和运动的关系. 二、填空、实验题:每空 3 分,共 27 分。 13.在圆轨道上运动的质量为 m 的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径 R,地面 上的重力加速度为 g,则此时人造卫星的动能等于 mgR ;

(2)A、B 两颗人造卫星绕地球做圆周运动,他们的圆轨道在同一平面内,周期分别是 TA, TB,且 TA>TB,从两颗卫星相距最近开始计时到两颗卫星相距最远至少经过的时间是

. 【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系. 【专题】人造卫星问题. 【分析】 (1)卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律可以卫星的速 度,然后求出其动能. (2)结合两颗卫星相距最近开始计时到两颗卫星相距最远转过的角度之差等于 π 求出最短 的时间. 【解答】解: (1)卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:

G

=m



在地球表面的物体:G

=m′g,卫星的动能:EK= mv ,

2

解得:EK= mgR; (2)两颗卫星相距最近开始计时到两颗卫星相距最远转过的角度之差等于 π,

则:

t﹣

t=π,

解得:t=



故答案为: (1) mgR; (2)



【点评】 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论, 知道周期与轨道半径的关系. 以 及知道两颗卫星从相距最近到相距最远所转过的角度之差等于 π 的奇数倍. 14.如图实线为某质点平抛运动轨迹的一部分,AB、BC 间水平距离△ s1=△ s2=0.4m,高度 差△ h1=0.25m,△ h2=0.35m.求: (1)抛出初速度 v0 为 4m/s 2 (2)由抛出点到 A 点的时间为 0.2s (g=10m/s )

【考点】平抛运动. 【专题】平抛运动专题.

【分析】 (1)平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,由于△ s1=△ s2=0.4m,故 A 到 B 和 B 2 到 C 时间相等; 平抛运动的竖直分运动是自由落体运动, 根据△ y=gT 求解运动的时间间隔, 再根据△ x=v0T 求解平抛的初速度; (2)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,先求解 B 的竖直分速度,然后根据速度公式 求解抛出到 B 点的时间,最后得到抛出到 A 点的时间. 【解答】解: (1)抛运动的水平分运动是匀速直线运动,由于△ s1=△ s2=0.4m,故 A 到 B 和 B 到 C 时间相等;

平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,根据△ y=gT ,得到:T= =0.1s; 故平抛的初速度为: ;

2

(2)B 的竖直分速度为:



故从抛出到 B 的时间为:tB=

=0.3s

故从抛出到 A 点时间为:tA=tB﹣T=0.3﹣0.1=0.2s 故答案为: (1)4m/s; (2)0.2s. 【点评】 本题关键明确利用平抛运动的规律的规律测量平抛运动初速度的原理, 关键利用分 运动公式列式求解. 15.在“验证机械能守恒定律”的实验中: ①某同学得到如图所示的纸带.测出点 A、C 间的距离为 14.77cm,点 C、E 间的距离为 2 16.33cm,已知当地重力加速度为 9.8m/s ,重锤的质量为 m=1.0kg,则垂锤在下落过程中受 到的平均阻力大小 Ff= 0.05N

②某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能,则出现这一问题的原因可能 是 BC (填序号) . A.重锤的质量测量错误?B.该同学自编了实验数据 C.交流电源的频率不等于 50Hz?D.重锤下落时受到的阻力过大. 【考点】验证机械能守恒定律. 【专题】实验题;机械能守恒定律应用专题. 【分析】 根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小, 通过牛顿第二定律求 出阻力的大小. 该实验的系统误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在, 偶然误差来着 数据的测量. 2 【解答】解:①根据运动学公式得:△ x=at ,

物体下落的加速度 a=

=9.75m/s ,

2

根据牛顿第二定律可以得到 mg﹣f=ma, 所以 f=mg﹣ma=m(g﹣a)=1×(9.8﹣9.75)N=0.05N, ②实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能,说明测量的物体的速度偏大 或者是物体的重力势能偏小, A、由重锤下落过程中 mgh= mv 可知,重锤的质量与实验的数据无关,所以重锤的质量测 量错误不会影响实验的数据,故 A 错误; B、该同学若自编了实验数据,可能导致重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能,故 B 正确; C、交流电源的频率不等于 50HZ.此时点之间的时间间隔不是 0.02s,所以此时的测量的速 度可能会大于真实的数值,导致重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能,故 C 正确; D、 重锤下落时受到的阻力过大, 会使物体的速度减小, 不会使物体的动能变大, 故 D 错误; 故选:BC. 故答案为: (1)0.05N (2)BC 【点评】纸带问题的处理是力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,若纸带匀变速 直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运 动的瞬时速度和加速度,从而进一步根据物理规律得出实验结论. 16.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图甲所示, 一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮:木板上有一滑块,其一端与穿过电 磁打点计时器的纸带相连, 另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接. 打点计时器使用的交 流电源的频率为 50HZ.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在 纸带上打出一系列点.
2

(1)图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7 是计数点, 每相邻两计数点间还有 4 个计时点(图中未标出) ,计数点间的距离如图所示.根据图中数 据计算的加速度 a= 0.49 m/s (保留两位有效数字) . (2)为了测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的是 CD . A.木板的长度 L B.木板的质量 m1 C.滑块的质量 m2 D.托盘和砝码的总质量 m3 E.滑块运动的时间 t
2

(3) 滑块与木板间的动摩擦因数 μ= 重力加速度为 g) 【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.

(用被测物理量的字母表示,

【分析】 (1)利用逐差法△ x=aT 可以求出物体的加速度大小,根据匀变速直线运动中某点 的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度大小; (2)根据牛顿第二定律有=ma,由此可知需要测量的物理量. (3)根据牛顿第二定律的表达式,可以求出摩擦系数的表达式. 【解答】解: (1)电源频率为 50Hz,每相邻两计数点间还有 4 个计时点,则计数点间的时 间间隔:t=0.02×5=0.1s,

2

由匀变速运动的推论△ x=aT 可知:加速度 a= (2)以系统为研究对象,由牛顿第二定律得: m3g﹣f=(m2+m3)a,滑动摩擦力:f=m2gμ,

2

=

≈0.49m/s ;

2

解得:μ=

,要测动摩擦因数 μ,

需要测出:滑块的质量 m2 与托盘和砝码的总质量 m3, 故选:CD;

(3)由(2)可知,动摩擦因数的表达式为:μ=



故答案为: (1)0.49; (2)CD; (3)



【点评】 解决实验问题首先要掌握该实验原理, 了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事 项,同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题. 三、计算题:17 题 10 分,18 题 11 分,19 题 12 分,共 33 分。 17.质量 M=2Kg 的斜面体放在水平地面上,斜面的倾角为 θ=37°,一质量为 m=0.2Kg 的滑 块放在斜面上,现用水平的推力 F 作用在斜面上,使滑块与斜面保持相对静止,一起加速 运动,若所有的接触都是光滑的,即 μ1=μ2=0.问: (1)水平推力 F 为多大? (2)从静止开始,F 作用时间 t=4s,水平推力做多少功?

【考点】牛顿第二定律;功的计算. 【专题】牛顿运动定律综合专题.

【分析】 (1)由牛顿第二定律求出加速度,然后应用牛顿第二定律求出推力大小. (2)应用匀变速直线运动的位移公式求出位移,然后由功的计算公式求出功. 【解答】解: (1)若 μ1=μ2=0 即所有的接触都是光滑时,以滑块为研究对象, 滑块只受重力 G 和弹力 N,由牛顿第二定律可知: F 合=mgtan37°=ma,所以 a=7.5m/s , 推力:F=(M+m)a=16.5N; (2)由匀变速直线运动的位移公式得:x= at =60m, 推力做功:W=Fxcosθ=990J; 答: (1)水平推力 F 为 16.5N; (2)从静止开始,F 作用时间 t=4s,水平推力做的功是 990J. 【点评】本题考查了求力与力所做的功,对物体正确受力分析,应用牛顿第二定律、运动学 公式、功的计算公式可以解题. 18.如图所示,AB 为斜面,倾角为 30°,小球从 A 点以初速度 v0 水平抛出,恰好落到 B 点, 重力加速度用 g 表示,求: (1)物体在空中飞行的时间及 AB 间的距离; (2)从抛出开始经多少时间小球与斜面间的距离最大?最大距离为多少?
2 2

【考点】平抛运动. 【专题】平抛运动专题. 【分析】 (1)根据竖直位移和水平位移的关系求出物体在空中飞行的时间,根据水平位移求 出 AB 的距离. (2)当小球的速度方向与斜面平行,距离斜面最远,根据平行四边形定则,结合速度时间 公式求出时间. 将小球的速度和加速度分解为沿斜面方向和垂直斜面方向, 当垂直斜面方向 的速度为零,距离斜面最远,结合速度位移公式求出最远距离.

【解答】解: (1)根据

得,运动的时间 t=

=



AB 间的距离 s=



(2)当小球的速度方向与斜面平行,距离斜面最远,

根据 tan30°=

=

,则经历的时间 t=



将小球的速度和加速度分解为沿斜面方向和垂直斜面方向,则 vy′=v0sinθ,ay=gcosθ,

则最大距离 H=



答: (1)物体在空中飞行的时间为

,AB 间的距离为



(2)从抛出开始经

时间小球与斜面间的距离最大,最大距离为



【点评】 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律, 结合运动学公 式灵活求解,难度中等. 19.如图所示,一质量为 1kg 的小物块从半径为 0.8m 的光滑四分之一圆弧轨道的顶端 A 点 由静止开始下滑,A 点和圆弧对应的圆心 O 点等高,小物块从 B 点离开后水平抛出,恰好 能从 C 点沿 CD 方向滑上以 10m/s 的速度沿逆时针方向匀速转动的传送带.已知传送带长 27.75m, 倾角为 θ 等于 37°, 传送带与物块之间的动摩擦因数为 0.5 (sin37°=0.6, cos37°=0.8, g=10m/s ) .求: (1)小物块在圆弧轨道最低点 B 对轨道的压力大小; (2)B 点到水平线 MN 的高度 h; (3)小物块从传送带顶端 C 运动到底端 D 的过程中因摩擦而产生的热量.
2

【考点】动能定理;向心力. 【专题】动能定理的应用专题. 【分析】 (1)滑块从 A 运动到 B 的过程中,只有重力做功,根据机械能守恒定律求出滑块 到达底端 B 时的速度.滑块经过 B 时,由重力和轨道的支持力的合力提供向心力,根据牛 顿运动定律求解滑块对轨道的压力; (2)物块从 B 到 C 做平抛运动,到 C 点时速度沿 CD 方向,将速度分解可得到 C 点的速 度,再根据机械能守恒求解 h. (3)根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解物块与传送带间的相对位移,再乘以摩擦力 可得到热量. 【解答】解: (1)滑块从 A 运动到 B 的过程中,由机械能守恒定律得: mgR= 解得:vB= = =4m/s

在 B 点:N﹣mg=m

代入解得:N=3mg=30N 由牛顿第三定律可知,滑块对轨道的压力为 N′=N=30N,方向竖直向下.

(2)物块从 B 到 C 做平抛运动,到 C 点时速度沿 CD 方向,则 C 点的速度 vC= = =5m/s

根据机械能守恒得:mgh= ﹣ 解得 h=0.45m (3)小物块滑上传送带后先向下做匀加速运动,设加速至速度等于传送带速度用时 t1,通 过的位移为 x1,加速度为 a1.此过程传送带的位移为 x2. 则 a1= =10m/s .
2

t1=

=

=0.5s

x1=

=3.75m

x2=v 带 t1=5m 因为 μ=0.5<tan37°, 所以物块与传送带共速后继续向下做匀加速运动, 加速度大小设为 a2. 滑 到底端时间为 t2.
2

则 a2=

=2m/s .

L﹣x1=v 带 t2+ 代入解得 t2=2s 此过程中,传送带的位移为 x3=v 带 t2=20m 物块从传送带顶端 C 运动到底端 D 的过程中因摩擦而产生的热量 Q=μmgcosθ?△ x=μmgcosθ?[(x2﹣x1)+(L﹣x1﹣x2)]=21J 答: (1)小物块在圆弧轨道最低点 B 对轨道的压力大小是 30N; (2)B 点到水平线 MN 的高度 h 是 0.45m; (3)小物块从传送带顶端 C 运动到底端 D 的过程中因摩擦而产生的热量是 21J. 【点评】本题是机械能守恒定律、向心力、牛顿第二定律、运动学公式的综合应用,容易出 错的地方是:Q=μmgcosθ?△ x,△ x 是相对位移,据此来求解摩擦生热.


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