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广东省深圳市红岭中学2015届高三上学期第二次考试物理试卷


2014-2015 学年广东省深圳市红岭中学高三(上)第二次考试物理 试卷
一、选择题(本大题共 4 小题,每题 4 分,共 64 分,每小题的 4 个选项中仅有一个选项是正 确的,请将你认为正确的答案的代号涂在答题卡上) 1. (4 分) (2014 秋?福田区校级月考)下列说法中的正确是() A.物体动量越大,惯性就越大 B. 地面上的物体重力势能一定为零 C. 速

度越大,物体位置改变越快 D.做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的 2. (4 分) (2012?禅城区校级模拟)如图所示,在绳下端挂一物体,用力 F 拉物体使悬线偏离 竖直方向的夹角为 α,且保持其平衡.保持 α 不变,当拉力 F 有最小值时,F 与水平方向的夹 角 β 应是()

A.0

B.

C.2α

D.α

3. (4 分) (2014 秋?福田区校级月考)下列四个图反映了水平路面上的汽车从静止匀加速启 动,最后做匀速直线运动的速度 v 随时间 t,加速度 a、牵引力 F 和功率 P 随速度 v 变化的图 象.汽车的额定功率为 p0,阻力 f 恒定.不正确的是() A. B. C. D.

4. (4 分) (2014?长葛市三模)倾角为 α、质量为 M 的斜面体静止在水平桌面上,质量为 m 的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是()

A.木块受到的摩擦力大小是 mgcosα B. 木块对斜两体的压力大小是 mgsinα C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是 mgsinαcosα

D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g

二、双项选择题: (本大题共 5 小题,每题 6 分,共 54 分,每小题给出的四个选项中,有两 个选项符合题目要求.全选对得 6 分,只选 1 个且正确得 3 分,错选、不选得 0 分)ABCD 5. (6 分) (2013 秋?清远期末)能反映速度先减小后增加,并回到原出发点的运动图象是() A. B. C. D.

6. (6 分) (2011?韶关一模)我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站.如图, 关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近,并将与空间站 B 处对接.已 知空间站绕月轨道半径为 r,周期为 T,万有引力常量为 G,下列说法中正确的是()

A.图中航天飞机在飞向 B 处的过程中,月球引力做正功 B. 航天飞机在 B 处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道 C. 根据题中条件可以算出月球质量 D.根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小 7. (6 分) (2014 秋?福田区校级月考)如图,人造地球卫星绕地球运行轨道 为椭圆,其近地 点 P 和远地点 Q 距地面的高度分别为 R 和 3R,R 为地球半径,已知地球表面处的重力加速度 为 g,以下说法正确的是()

A. 卫星在 P 点的加速度等于 B. 卫星在 P 点处于失重状态 C. 卫星在从 P 到 Q 过程中速率减小 D.在从 P 到 Q 过程中,万有引力对卫星不做功 8. (6 分) (2014 秋?福田区校级月考)如图所示,吊车一速度 v1 速度沿水平直线匀速行驶, 同时以速度 v2 速度收拢绳索提升物体是,下列表述正确的是()

A.物体实际运动速度为 v1+v2 B. 物体实际运动速度为 C. 物体相对地面做曲线运动 D.绳索保持竖直状态 9. (6 分) (2014 春?潞西市校级期末)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图,某公 路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为 vc 时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势, 则在该弯道处, ()

A.路面外侧高内侧低 B. 车速只要低于 vc,车辆便会向内侧滑动 C. 当路面结冰时,与未结冰时相比,vc 的值变小 D.车速虽然高于 vc,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动

三、实验题题(共 182 分) 10. (8 分) (2014 秋?福田区校级月考)某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时,利 用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向,如图(a)所 示 ①试在图(a)中作出 F1 和 F2 的合力图示,并用 F 表示此力. ②有关此实验,下列叙述正确的是. A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力 C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置 O,这样做的目的是保证两次弹簧测力计 拉力的效果相同 ab D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹 簧测力计拉力的大小即可. ③如图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个比较符合实验 事实?(力 F′是用一只弹簧测力计拉时的图示) (填“甲”或“乙”) . ④本实验采用的科学方法是. A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理 模型法.

11. (10 分) (2014 秋?福田区校级月考)利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图 如图所示: (一)实验步骤 ①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于 1m,将导轨调至水平; ②用游标卡尺测量挡光条的宽度 L; ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离 s; ④将滑块移至光电门 1 左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已 通过光电门 2; ⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门 1 和光电门 2 所用的时间△ t1 和△ t2; ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量 M,再称出托盘和砝码的总质量 m. (二)用表示直接测量的物理量的字母写出下列所示物理量的表达式 ①对于质量 M 与 m 数值的要求,M 必须远大于 m 吗?(选填“是”或“否”) ②滑块通过光电门 1 的瞬时速度大小为 v1=. ③滑块的加速度大小为 a=. ④滑块从光电门 1 到 2 的过程中,系统势能的减少△ Ep= (重力加速度为 g) . ⑤如果△ Ep=,则可认为验证了机械能守恒定律.

12. (18 分) (2014 秋?福田区校级月考)如图甲所示,木板 CD 紧靠在长为 L=3m 的水平轨道 AB 的右侧,木板上表面与 AB 轨道平齐,有一质量为 m=1kg 的可看作质点的滑块,于轨道左 侧 A 处由静止开始受水平向右的力 F 作用,F 的大小随位移变化的关系如图乙所示,滑块与 AB 间的动摩擦因数为 μ1=0.20,与木板 CD 上表面间的动摩擦因数为 μ2=0.30,长木板质量 2 M=3kg 且下表面光滑,物块可以无障碍地从轨道滑上木板.取 g=10m/s .求:

(1)滑块在水平轨道上滑动前 2m 所用的时间; (2)滑块刚滑上木板时的速度大小; (3)若滑块滑上木板瞬间撤去力 F,要使小物块不滑出长木板,木板的最小长度是多大? 13. (18 分) (2014 秋?福田区校级月考) 如图是阿毛同学的漫画中出现的装置, 描述了一个“吃 货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿:将板栗在地面小平台上以一定的初速经两个四分之一圆弧 衔接而成的轨道,从最高点水平飞出进入炒锅内,利用来回运动使其均匀受热.我们用质量 为 m 的小滑块代替栗子,借这套装置来研究一些物理问题.设大小两个四分之一圆弧半径为 2R 和 R,小平台和圆弧均光滑.将过锅底的纵截面看作是两个粗糙斜面 AB、CD 和一段光滑 圆弧组成.斜面与滑块间的动摩擦因数均为 0.25.两斜面倾角均为 θ=37°,AB=CD=2R,A、 D 等高,D 端固定一小挡板,碰撞不损失机械能.滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平 面内,重力加速度为 g.

(1)如果 滑块恰好能经 P 点飞出,为了使滑块恰好沿 AB 斜面进入锅内,应调节锅底支架高 度使斜面的 A、D 点离地高为多少? (2)接(1)问,求滑块在锅内斜面上走过的总路程. (3)求:对滑块的不同初速度,通过最低点 Q 和最高点 P 时,滑块对圆弧轨道上 Q 点、P 点 压力之差的最小值.

2014-2015 学年广东省深圳市红岭中学高三(上)第二次 考试物理试卷
参考答案与试题解析

一、选择题(本大题共 4 小题,每题 4 分,共 64 分,每小题的 4 个选项中仅有一个选项是正 确的,请将你认为正确的答案的代号涂在答题卡上) 1. (4 分) (2014 秋?福田区校级月考)下列说法中的正确是() A.物体动量越大,惯性就越大 B. 地面上的物体重力势能一定为零 C. 速度越大,物体位置改变越快 D.做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的 考点:动量定理;惯性. 专题:动量定理应用专题. 分析:动量(国际单位制中的单位为 kg?m/s)表示为物体的质量和速度的乘积,是与物体的 质量和速度相关的物理量,指的是这个物体在它运动方向上保持运动的趋势.动量也是 矢量,它的方向与速度的方向相同. 解答:解:A、惯性大小的唯一量度是质量,动量大的物体质量不一定大,故惯性不一定大, 故 A 错误; B、重力势能是相对于参考平面的,如果不以地面为参考面,地面上的物体高度不为零, 故重力势能不为零,故 B 错误; C、速度表示运动的快慢,速度越大,物体位置改变越快,故 C 正确; D、做曲线运动的物体,其加速度与速度不共线,但加速度方向不一定变化,如平抛运 动的加速度恒定,故 D 错误; 故选:C. 点评:本题关键是明确动量与惯性和速度的关系,知道曲线运动的条件是加速度与速度不共 线,基础题目. 2. (4 分) (2012?禅城区校级模拟)如图所示,在绳下端挂一物体,用力 F 拉物体使悬线偏离 竖直方向的夹角为 α,且保持其平衡.保持 α 不变,当拉力 F 有最小值时,F 与水平方向的夹 角 β 应是()

A.0

B.

C.2α

D.α

考点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.

专题:压轴题;共点力作用下物体平衡专题. 分析:对结点 O 受力分析,抓住拉物体绳子的拉力大小和方向都不变,与天花板相连绳子拉 力方向不变,通过作图法求出拉力的最小值. 解答:解:O 点受三个拉力处于平衡,向上的两个拉力的合力大小等于物体的重力,方向竖直 向上,根据作图法(如图)知,当 F 与天花板相连的绳子垂直时,拉力 F 最小,根据几 何关系知 β=α.故 D 正确,A、B、C 错误. 故选 D.

点评:本题是力学的动态分析,关键抓住不变量,运用作图法进行求解. 3. (4 分) (2014 秋?福田区校级月考)下列四个图反映了水平路面上的汽车从静止匀加速启 动,最后做匀速直线运动的速度 v 随时间 t,加速度 a、牵引力 F 和功率 P 随速度 v 变化的图 象.汽车的额定功率为 p0,阻力 f 恒定.不正确的是() A. B. C. D.

考点:功率、平均功率和瞬时功率. 专题:功率的计算专题. 分析:此题应依次分析,在汽车启动过程中,速度、加速度、功率和牵引力的变化情况. 解答:解:汽车匀加速启动时,a 一定,v=at↑,F=ma+Ff 一定,P=Fv↑,功率 P 也均匀增大, 达到 P 额后,功率保持不变,故 D 正确.由 v 继续↑,所以 F= ↓,a= 时,a=0,Vm= ,此后做匀速运动,∴A、C 对,B 错. 本题选择错误的是,故选:B. 点评:对于机车启动问题, 要根据牛顿第二定律和汽车功率 P=Fv 进行讨论, 弄清过程中速度、 加速度、牵引力、功率等变化情况. 4. (4 分) (2014?长葛市三模)倾角为 α、质量为 M 的斜面体静止在水平桌面上,质量为 m 的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是() ↓,当 F=f

A.木块受到的摩擦力大小是 mgcosα B. 木块对斜两体的压力大小是 mgsinα C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是 mgsinαcosα D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g

考点:摩擦力的判断与计算;物体的弹性和弹力. 专题:摩擦力专题. 分析:先对木块 m 受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,根据平衡条件求解支持力和静摩 擦力;然后对 M 和 m 整体受力分析,受重力和支持力,二力平衡. 解答:解:AB、先对木块 m 受力分析,受重力 mg、支持力 N 和静摩擦力 f,根据平衡条件, 有: f=mgsinθ…① N=mgcosθ…② 故 AB 错误; CD、对 M 和 m 整体受力分析,受重力和支持力,二力平衡,故桌面对斜面体的支持力 为 N=(M+m)g,静摩擦力为零,故 C 错误,D 正确. 故选:D.

点评:本题关键灵活地选择研究对象,运用隔离法和整体法结合求解比较简单方便. 二、双项选择题: (本大题共 5 小题,每题 6 分,共 54 分,每小题给出的四个选项中,有两 个选项符合题目要求.全选对得 6 分,只选 1 个且正确得 3 分,错选、不选得 0 分)ABCD 5. (6 分) (2013 秋?清远 期末)能反映速度先减小后增加,并回到原出发点的运动图象是() A. B. C. D.

考点:匀变速直线运动的图像. 专题:运动学中的图像专题. 分析:位移﹣时间图象反映了物体各个不同时刻的位置坐标情况,位移大小等于△ x;速度﹣ 时间图象反映了物体的速度随时间的变化情况, 图线与时间轴包围的面积表示位移的大 小,根据这些知识分析质点的运动情况. 解答:解:A、位移﹣时间图象反映了物体各个不同时刻的位置坐标情况,图象的斜率表示物 体的速度;由图可知,斜率先减小后增大;故速度先减小后增大;同时可以看出物体沿 x 轴正方向前进 2m 后又返回 2m,总位移为 0,即质点回到了初始位置.故 A 正确; B、质点一直沿正方向运动,不可能回到初始位置.故 B 错误. C、由图可知,物体的速度一直为 2m/s,大小保持不变;故 C 错误; D、由图象可知,物体的速度先减小,后反向增大;而速度﹣时间图象与时间轴包围的 面积表示位移的大小,t 轴上方的位移为正,下方位移为负,则知在 2s 内质点的总位移 为 0,即质点回到初始位置.故 D 正确. 故选:AD 点评:本题关键是要明确位移时间图象、速度时间图象的物理意义;在具体问题中要能区分出 点、斜率与面积等的含义.

6. (6 分) (2011?韶关一模)我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站.如图, 关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近,并将与空间站 B 处对接.已 知空间站绕月轨道半径为 r,周期为 T,万有引力常量为 G,下列说法中正确的是()

A.图中航天飞机在飞向 B 处的过程中,月球引力做正功 B. 航天飞机在 B 处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道 C. 根据题中条件可以算出月球质量 D.根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小 考点:万有引力定律及其应用. 专题:计算题;信息给予题. 分析:根据力的方向与速度方向的夹角判断功的正负. 由椭圆轨道到圆轨道要加速或减速. 研究“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式求出月球 的质量. 解答:解:A、航天飞机在飞向月球的过程中,月球对飞机的万有引力与飞机速度间夹角小于 90°,万有引力做正功,故 A 正确. B、B 处的物体运动以月球为中心,它的椭圆轨道速度大于圆周轨道速度.关闭动力的 航天飞机在月球引力作用下向月球靠近,速度增加,从图形看航天飞机是在椭圆轨道飞 行.要想与空间站在 B 处对接,因空间站轨道是圆周轨道,航天飞机必须减速才能达 到空间站的圆周轨道速度.所以航天飞机在 B 处由椭圆轨道进入空间站圆周轨道必须 点火减速,故 B 错误. C、由空间站做圆周运动时,万有引力提供向心力,列出等式. 得:

月球质量 M=

,故 C 正确.

D、 由于不知道空间站的质量, 所以根据题中条件不能算出空间站受到月球引力的大小, 故 D 错误. 故选 AC. 点评:椭圆轨道与圆轨道的转换是可以通过点火加速或减速实现的. 向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用. 7. (6 分) (2014 秋?福田区校级月考)如图,人造地球卫星绕地球运行轨道 为椭圆,其近地 点 P 和远地点 Q 距地面的高度分别为 R 和 3R,R 为地球半径,已知地球表面处的重力加速度 为 g,以下说法正确的是()

A. 卫星在 P 点的加速度等于 B. 卫星在 P 点处于失重状态 C. 卫星在从 P 到 Q 过程中速率减小 D.在从 P 到 Q 过程中,万有引力对卫星不做功 考点:开普勒定律. 专题:万有引力定律的应用专题. 分析:万有引力大于该点所需的向心力会做近心运动, 万有引力小于该点所需的向心力会做离 心运动. 根据卫星所受的万有引力比较加速度大小. 根据影响动能和重力势能大小的因素来分析动能和重力势能的变化, 动能和势能统称为 机械能. 解答:解:A、根据牛顿第二定律得 =ma

在地球表面万有引力等于重力: 解得:a= ,故 A 错误;

=mg

B、卫星在 P 点只受重力,处于失重状态,故 B 正确; C、根据开普勒第二定律可知,卫星在近地点速度大,在远地点速度小,即卫星在从 P 到 Q 过程中,速率减小,故 C 正确; D、卫星在从 P 到 Q 过程中,速率减小,动能减小,万有引力对卫星做负功,故 D 错 误; 故选:BC. 点评:解决此题要知道人造地球卫星在近地点速度最大,动能最大,势能最小;在远地点势能 最大,动能最小,速度最小. 8. (6 分) (2014 秋?福田区校级 月考)如图所示,吊车一速度 v1 速度沿水平直线匀速行驶, 同时以速度 v2 速度收拢绳索提升物体是,下列表述正确的是()

A.物体实际运动速度为 v1+v2 B. 物体实际运动速度为

C. 物体相对地面做曲线运动 D.绳索保持竖直状态 考点:运动的合成和分解. 专题:运动的合成和分解专题. 分析:物体参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀速直线运动, 根据平行四边形 定则求出物体的实际速度.通过平衡判断绳索的方向. 解答:解:A、根据平行四边形定则得,物体的实际速度 v= .故 A 错误,B 正确. C、因为物体在水平方向和竖直方向上做匀速直线运动,则合运动仍然为匀速直线运 动.故 C 错误. D、因为物体做匀速直线运动,知物体受重力和拉力平衡,绳索保持竖直状态.故 D 正 确. 故选 BD. 点评:解决本题的关键知道分速度与合速度遵循平行四边形定则, 知道互成角度的两个匀速直 线运动的合运动是匀速直线运动. 9. (6 分) (2014 春?潞西市校级期末)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图,某公 路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为 vc 时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势, 则在该弯道处, ()

A.路面外侧高内侧低 B. 车速只要低于 vc,车辆便会向内侧滑动 C. 当路面结冰时,与未结冰时相比,vc 的值变小 D.车速虽然高于 vc,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动 考点:向心力. 专题:牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析:汽车拐弯处将路面建成外高内低,汽车拐弯靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心 力.速率为 vc 时,靠重力和支持力的合力提供向心力,摩擦力为零.根据牛顿第二定 律进行分析. 解答:解:A、路面应建成外高内低,此时重力和支持力的合力指向内侧,可以提供圆周运动 向心力.故 A 正确. B、车速低于 vc,所需的向心力减小,此时摩擦力可以指向外侧,减小提供的力,车辆 不会向内侧滑动.故 B 错误. C、当路面结冰时,与未结冰时相比,由于支持力和重力不变,则 vc 的值不变.故 C 错 误. D、当速度为 vc 时,静摩擦力为零,靠重力和支持力的合力提供向心力,速度高于 vc

时,摩擦力指向内侧,只有速度不超出最高限度,车辆不会侧滑.故 D 正确. 故选:AD. 点评:解决本题的关键搞清向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解. 三、实验题题(共 182 分) 10. (8 分) (2014 秋?福田区校级月考)某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时,利 用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向,如图(a)所 示 ①试在图(a)中作出 F1 和 F2 的合力图示,并用 F 表示此力. ②有关此实验,下列叙述正确的是 AC. A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力 C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置 O,这样做的目的是保证两次弹簧测力计 拉力的效果相同 ab D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹 簧测力计拉力的大小即可. ③如图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个比较符合实验 事实?(力 F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)甲 (填“甲”或“乙”) . ④本实验采用的科学方法是 B. A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理 模型法.

考点:验证力的平行四边形定则. 专题:实验题. 分析:以 F1 和 F2 为邻边作平行四边形,通过 O 点的对角线表示合力 F. 根据合力与分力的关系来分析判断;在分析合力和分力的大小关系时,可以类比一下平 行四边形对角线和两边之间的关系. 明确实验理论值和实验值之间的关系即可正确解答; 解答:解: (1)以 F1 和 F2 为邻边作平行四边形,与 F1 和 F2 共点的对角线表示合力 F,标上 箭头.如图所示.

(2)A 、两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等,两弹簧测力计的拉力 可以同时比橡皮筋的拉力大.故 A 正确;

B、 两弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力的合力为零, 它们之间不是合力与分力的关系, B 错误; C、两次拉橡皮筋时,为了使两次达到效果相同,橡皮筋结点必须拉到同一位置 O,故 C 正确; D、结点位置不变,合力不变,当一只弹簧测力计的拉力大小改变时,另一弹簧测力计 的拉力的大小和方向必须都改变,故 D 错误. 故选:AC. (3)实验中 F 是由平行四边形得出的,而 F′是通过实验方法得出的,其方向一定与橡 皮筋的方向相同, 而由于实验过程不可避免的存在误差,因此理论值 F 的方向与竖直方 向总要有一定夹角,所以甲比较符合实验事实. (4)本实验采用的科学方法是等效替代法. 故选:B 故答案为: (1)①如图 ②AC; ③甲; ④B 点评:解答实验的出发点为明确实验原理、实验步骤、数据处理,并能进行正确的受力分析, 同时注意应用所学物理基本规律解决实验问题. 11. (10 分) (2014 秋?福田区校级月考)利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图 如图所示: (一)实验步骤 ①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于 1m,将导轨调至水平; ②用游标卡尺测量挡光条的宽度 L; ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离 s; ④将滑块移至光电门 1 左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已 通过光电门 2; ⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门 1 和光电门 2 所用的时间△ t1 和△ t2; ⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量 M,再称出托盘和砝码的总质量 m. (二)用表示直接测量的物理量的字母写出下列所示物理量的表达式 ①对于质量 M 与 m 数值的要求,M 必须远大于 m 吗?否(选填“是”或“否”) ②滑块通过光电门 1 的瞬时速度大小为 v1= .

③滑块的加 速度 大小为 a=



④滑块从光电门 1 到 2 的过程中,系统势能的减少△ Ep=mgs (重力加速度为 g) . ⑤如果△ Ep= (M+m) ( ) ﹣ (M+m) (
2

) ,则可认为验证了机械能守恒定律.

2

考点:验证机械能守恒定律. 专题:实验题. 分析:①当研究系统的机械能是否守恒时,没有 M 必须远大于 m 的条件; ②光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法. 由于光电门的宽度 l 很小, 所以我们用很 短时间内的平均速度代替瞬时速度. ③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,从而求出动能. ④根据重力势能表示式,即可求解重力势能的减小量; ⑤如果动能的增加量接近重力热能的减少量,即可验证机械能守恒. 解答:解:①因研究系统的机械能是否守恒,则 M 不需要远大于 m, ②由于光电门的宽度 d 很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度. 滑块通过光电门 1 速度 v1= 滑块通过光电门 2 速度 v2=

③根据加速度表示式,a=

=



④滑块从光电门 1 到 2 的过程中,系统势能的减少△ Ep=mgs; ⑤根据动能的定义式,系统的总动能分别为 Ek1= (M+m) ( Ek2= (M+m) ( ) )
2

2

因此系统的动能增加量△ EK= (M+m) ( 如果系统势能的减少△ Ep= (M+m) (

) ﹣ (M+m) ( ) ﹣ (M+m) (
2

2


2

2

);

故答案为:①否; ② ④mgs; ⑤ (M+m) (

; ③ ) ﹣ (M+m) (
2


2



点评:了解光电门测量瞬时速度的原理,光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法.由于光电

门的宽度 d 很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时 速度. 12. (18 分) (2014 秋?福田区校级月考)如图甲所示,木板 CD 紧靠在长为 L=3m 的水平轨道 AB 的右侧,木板上表面与 AB 轨道平齐,有一质量为 m=1kg 的可看作质点的滑块,于轨道左 侧 A 处由静止开始受水平向右的力 F 作用,F 的大小随位移变化的关系如图乙所示,滑块与 AB 间的 动摩擦因数为 μ1=0.20,与木板 CD 上表面间的动摩擦因数为 μ2=0.30,长木板质量 2 M=3kg 且下表面光滑,物块可以无障碍地从轨道滑上木板.取 g=10m/s .求:

(1)滑块在水平轨道上滑动前 2m 所用的时间; (2)滑块刚滑上木板时的速度大小; (3)若滑块滑上木板瞬间撤去力 F,要使小物块不滑出长木板,木板的最小长度是多大? 考点:动能定理;牛顿第二定律. 专题:动能定理的应用专题. 分析:(1)根据牛顿第二定律和运动学公式求滑块在水平轨道上滑动前 2m 所用的时间; (2)对滑块从 A 到 B 的过程,由动能定理求解滑块刚滑上木板时的速度大小; 解答:解 : (1)在前 2m 内,物体做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有: F1﹣μ1mg=ma1, 且 x1= a1t1 , 解得:t1= s.
2

(2)对滑块从 A 到 B 的过程,由动能定理得: F1x1﹣F2x2﹣μ1mgx= mv
2 B 2 B,

即:8×2 J﹣4×1 J﹣0.20×1×10×3 J= ×1×v

得:vB=2 m/s. (3)设小物块刚好滑到木板右端时与木板达到共同速度,大小为 v,小物块在木板上 滑行的过程中,规定向右为正方向,系统动量守恒,有: mvB=(M+m)v 对物块和木板系统,由能量守恒定律得: μ2mgS= mv B﹣ (m+M)v 解得:S=1.5m, 即木板的长度至少是 1.5m. 答: (1)滑块在水平轨道上滑动前 2m 所用的时间为 s;
2 2

(2)滑块刚滑上木板时的速度大小为 2 m/s; (3) 若滑块滑上木板瞬间撤去力 F, 要使小物块不滑出长木板, 木板的最小长度是 1.5m. 点评:本题考查了求 滑块的速度、滑块最终的位置,本题物体运动过程复杂,分析清楚物体的 运动过程是正确解题的前提与关键, 分析清楚运动过程后, 应用动能定理即可正确解题. 13. (18 分) (2014 秋?福田区校级月考) 如图是阿毛同学的漫画中出现的装置, 描述了一个“吃 货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿:将板栗在地面小平台上以一定的初速经两个四分之一圆弧 衔接而成的轨道,从最高点水平飞出进入炒锅内,利用来回运动使其均匀受热.我们用质量 为 m 的小滑块代替栗子,借这套装置来研究一些物理问题.设大小两个四分之一圆弧半径为 2R 和 R,小平台和圆弧均光滑.将过锅底的纵截面看作是两个粗糙斜面 AB、CD 和一段光滑 圆弧组成.斜面与滑块间的动摩擦因数均为 0.25.两斜面倾角均为 θ=37°,AB=CD=2R,A、 D 等高,D 端固定一 小挡板,碰撞不损失机械能.滑 块的运动始终在包括锅底最低点的竖直 平面内,重力加速度为 g.

(1)如果滑块恰好能经 P 点飞出,为了使滑块恰好沿 AB 斜面进入锅内,应调节锅底支架高 度使斜面的 A、D 点离地高为多少? (2)接(1)问,求滑块在锅内斜面上走过的总路程. (3)求:对滑块的不同初速度,通过最低点 Q 和最高点 P 时,滑块对圆弧轨道上 Q 点、P 点 压力之差的最小值. 考点:机械能守恒定律;牛顿第二定律. 专题:机械能守恒定律应用专题. 分析:(1)根据牛顿第二定律求出滑块恰好到达 P 点的速度,根据速度方向与斜面 AB 平行, 结合平抛运动的规律, 运用平行四边形定则求出竖直分速度, 从而得出 AD 离地的高度. (2)根据平行四边形定则求出进入 A 点时滑块的速度,对全过程运用动能定理,求出 滑块在锅内斜面上走过的总路程. (3)根据牛顿第二定律分别求出 P、Q 的弹力,结合机械能守恒定律得出压力差,结 合最高点的最小速度求出压力之差的最小值. 解答: 解: (1)在 P 点:mg=m 得 vP= 到达 A 点时速度方向要沿着 AB,vy=vptanθ=

所以 AD 离地高度为 h=3R﹣

=

R;

(2)进入 A 点滑块的速度为 v=

=

假设经过一个来回能够回到 A 点,设回来时动能为 Ek,则 Ek= ﹣μmgcosθ?8R<0

所以滑块不会滑到 A 而飞出. 根据动能定理得 mg?2Rsinθ﹣μmgcosθs=0﹣ 得滑块在锅内斜面上走过得总路程 s= R.

(3)设初速度、最高点速度分别为 v1、v2. 由牛顿第二定律,在 Q 点,有 F1﹣mg=m

在 P 点 F2+mg=m

所以 F1﹣F2=2mg+ 由机械能守恒得 得 ﹣ =6gR 为定值 得压力差的最小值为 9mg R; = +mg?3R

带入 v2 的最小值

答: (1)应调节锅底支架高度使斜面的 A、D 点离地高为 (2)滑块在锅内斜面上走过的总路程为 R.

(3)通过最高点 P 和小圆弧最低点 Q 时受压力之差的最小值为 9mg. 点评:本题主要考查了平抛运动、动能定理及机械能守恒、牛顿运动定律等基本规律的应用, 综合性较强,对学生的能力要求较高,是一道好题.


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