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甘肃省兰州市2016届高三上学期第二次诊考物理试题


2015-2016 学年甘肃省兰州市高三(上)第二次诊考物理试卷
一、选择题(共 12 个小题,每小题 4 分,共 48 分.其中 1-8 题所给选项中只有一项符合题 意.9-12 题所给选项中至少有两项符合题意,全选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有 选错的得 0 分) 1. 质量为 20Kg 的物体在动摩擦因数为 0.1 的水平面上向左运动, 在运动过程中受

到水平向 左,大小为 10N 的拉力作用,则物体受到的加速度为( )

A.1m/s 向右

2

B.1 m/s 向左

2

C.1.5 m/s 向右 D.0.5 m/s 向右

2

2

2.如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为 N1,球对木板的压 力大小为 N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转 到水平位置.不计摩擦,在此过程中( )

A.N1 始终减小,N2 始终增大 B.N1 始终减小,N2 始终减小 C.N1 先增大后减小,N2 始终减小 D.N1 先增大后减小,N2 先减小后增大 3.在物理学的发展中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明进程.对以下几位物理学 家所作贡献的叙述中,符合史实的是( ) A.笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 B.伽利略通过实验和逻辑推理说明力是维持物体运动的原因 C.伽利略认为自由落体运动是速度随位移均匀变化的运动 D.牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动 4.唐僧、悟空、沙僧和八戒师徒四人想划船渡过一条宽 150m 的河,他们在静水中划船的 速度为 5m/s,现在他们观察到河水的流速为 4m/s,对于这次划船过河,他们有各自的看法, 其中正确的是( ) A.唐僧说:我们要想到达正对岸就得朝着正对岸划船 B.悟空说:我们要想节省时间就得朝着正对岸划船 C.沙僧说:我们要想少走点路就得朝着正对岸划船 D.八戒说:今天这种情况我们是不可能到达正对岸的

5. 在探究超重和失重规律时, 某体重为 G 的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作. 传 感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力 F 随时间 t 变化的图象,则下列图象中可能正 确的是( )

A.

B.

C.

D.

6.如图,质量为 m 的物体置于倾角为 θ 的固定斜面上.物体与斜面之间的动摩擦因数为 μ, 先用平行于斜面的推力 F1 作用于物体上,使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力 F2 作用 于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次力之比 为( )

A.cosθ+μsinθ

B.cosθ﹣μsinθ

C.1+μtanθ D.1﹣μtanθ

7.一辆汽车以 12m/s 的速度行驶,遇到紧急情况,司机刹车,使汽车做匀减速直线运动, 2 若制动后汽车的加速度大小为 6m/s ,则下列判断正确的是( ) A.开始刹车经 3 秒,汽车的速度大小为 6m/s B.开始刹车经 3 秒,汽车的位移大小为 9m C.开始刹车经 3 秒,汽车的位移大小为 12m D.汽车在开始刹车 3 秒内的平均速度大小为 6m/s 8.宇航员站在星球表面上某高处,沿水平方向抛出一小球,经过时间 t 小球落回星球表面, 测得抛出点和落地点之间的距离为 L.若抛出时的速度增大为原来的 2 倍,则抛出点到落地 点之间的距离为 .已知两落地点在同一水平面上,该星球半径为 R,求该星球的质量 是( ) A. B. C. D.

9. 在同一直线上运动的甲乙两物体的速度图象如图所示, 若在两物体之间仅存在相互作用, 则( )

A.两物体在 t1 时刻相遇

B.两物体在 t1 时刻速度相同 C.两物体的质量之比 m 甲:m 乙=4:1 D.两物体的质量之比 m 甲:m 乙=1:3 10.如图所示,质量为 m 的物体在与斜面平行向上的拉力 F 作用下,沿着水平地面上质量 为 M 的粗糙斜面匀速上滑,在此过程中斜面保持静止,则地面对斜面( )

A.无摩擦力 B.支持力等于(m+M)g C.支持力为(M+m)g﹣Fsinθ D.有水平向左的摩擦力,大小为 Fcosθ 11. 一物体在光滑的水平桌面上运动, 在相互垂直的 x 方向和 y 方向上的分运动的速度随时 间变化的规律如图所示.关于物体的运动,下列说法中正确的是( )

A.物体做匀变速曲线运动 B.物体做变加速直线运动 C.物体运动的初速度大小是 5m/s D.物体运动的加速度大小是 5m/s
2

12.如图 A 所示,在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体.现对甲施加水平向右的拉力 F,通 过传感器可测得甲的加速度 a 随拉力 F 变化的关系如图 B 所示. 已知重力加速度 g=10m/s , 由图线可知( )
2

A.甲的质量是 2kg B.甲的质量是 6kg C.甲、乙之间的动摩擦因数是 0.2 D.甲、乙之间的动摩擦因数是 0.6

二、实验题(共 2 小题,每空 2 分,共 16 分) 13. (10 分) (2013?邯郸一模) 如图 1 所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图. 图 中 A 为小车,质量为 m1,连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器 B,它们均置于水 平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,p 的质量为 m2,C 为弹簧测力计,实验时改 变 p 的质量,读出测力计不同读数 F,不计绳与滑轮的摩擦. (1)电火花打点计时器工作电压为 流(选填“交、直”) V (2)下列说法正确的是 A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平 B.实验时应先接通电源后释放小车 C.实验中 m2 应远小于 m1 D.测力计的读数始终为 (3)如图 2 为某次实验得到的纸带,纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离,相邻计 数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度的大小是 m/s . (交流 电的频率为 50Hz,结果保留二位有效数字) (4)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的 a﹣F 图象,可 能是图 3 中的图线
2

14.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,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 滑轮的细绳与一质量为 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作滑块通过 B 点时的瞬时速度,实验 时滑块在 A 处由静止开始运动. (1)滑块通过 B 点的瞬时速度可表示为 ; (2)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△ Ek= ,系统的重力势能减少量可表示为 △ Ep= ,在误差允许的范围内,若△ Ek=△ Ep 则可认为系统的机械能守恒.

三、解答题(共 3 小题,总分 36 分.要求写出必要的文字说明,计算式和物理量的单位) 15. (12 分) (2015 秋?兰州月考)如图所示,在升降机中,用水平方向的力将质量为 0.2kg 的物体压在竖直的墙壁上,物块与墙壁间的动摩擦因数 μ=0.4. 2 (1)当升降机以 2m/s 的加速度匀加速上升时,至少要以多大的力 F′才能保持物块相对升 降机静止? (2)当升降机以 5m/s 的加速度朝下加速运动时,又要以多大的力 F′才能保持物块相对升 2 降机静止?(取 g=10m/s )
2

16. (12 分) (2015 秋?兰州月考)如图 1 所示的演示实验,假设从某时刻 t=0 开始,质量为 0.1kg 的红蜡块在玻璃管内每 1s 上升的距离都是 30cm,从 t=0 开始,初速度为零的玻璃管 向右匀加速平移,每 1s 通过的水平位移依次是 5cm、15cm、25cm、35cm.在图表中,y 表 示蜡块竖直方向的位移,x 表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0 时蜡块位于坐标原点, 坐标纸上每小格表示 10cm.则: (1)在图 2 中标出 t 等于 1s、2s、3s、4s 时蜡块的位置,并用平滑的曲线描绘蜡块的轨迹; (2)红蜡块在上升过程中受到玻璃管的弹力是多大? (3)红蜡块 4s 末的速度是多少?

17. (12 分) (2012 秋?荔湾区校级期末)如图所示,一物体以初速度 V0=10m/s 冲上长度为 SAB=5m 的粗糙斜面,斜面与水平面的夹角=37°,斜面的末端 B 与传送带用光滑弧形相接, 传送带始终保持 v=2m/s 的速率顺时针运行.已知传送带长度 SBC=3m,物体与斜面及传送 带间的动摩擦因数均为=0.5.试求: (1)物体在斜面滑动时加速度 a1 的大小; (2)物体刚滑上传送带时加速度 a2 的大小; (3)物体从 A 运动到 C 所用的时间 t.

2015-2016 学年甘肃省兰州市高三(上)第二次诊考物理 试卷
参考答案与试题解析

一、选择题(共 12 个小题,每小题 4 分,共 48 分.其中 1-8 题所给选项中只有一项符合题 意.9-12 题所给选项中至少有两项符合题意,全选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有 选错的得 0 分) 1. 质量为 20Kg 的物体在动摩擦因数为 0.1 的水平面上向左运动, 在运动过程中受到水平向 左,大小为 10N 的拉力作用,则物体受到的加速度为( )

A.1m/s 向右 B.1 m/s 向左 C.1.5 m/s 向右 D.0.5 m/s 向右 考点: 牛顿第二定律. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 分析物体的受力, 根据力的合成求出合力的大小和方向, 再根据牛顿第二定律求出 物体的加速度. 解答: 解:对物体进行受力分析,如图:

2

2

2

2

物体受重力 mg,支持力 N,拉力 F 和摩擦力 f 四个力作用,因为物体在水平面上向左滑动, 故所受摩擦力为滑动摩擦力,方向向右. 则有 F 合=F+f ① f=μN=μmg ② 根据牛顿第二定律,由①和②得: =1.5m/s ,方向水平向右. 故选 C.
2

点评: 正确的受力分析是解决本题的关键,本题易错点是滑动摩擦力的方向易受拉力 F 的干扰,从而出错. 2.如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为 N1,球对木板的压 力大小为 N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转 到水平位置.不计摩擦,在此过程中( )

A.N1 始终减小,N2 始终增大 B.N1 始终减小,N2 始终减小 C.N1 先增大后减小,N2 始终减小 D.N1 先增大后减小,N2 先减小后增大 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: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 以小球为研究对象,分析受力情况:重力、木板的支持力和墙壁的支持力,根据牛 顿第三定律得知, 墙面和木板对球的压力大小分别等于球对墙面和木板的支持力大小, 根据 平衡条件得到两个支持力与 θ 的关系,再分析其变化情况. 解答: 解:以小球为研究对象,分析受力情况:重力 G、墙面的支持力 N1′和木板的支持 力 N2′.根据牛顿第三定律得知,N1=N1′,N2=N2′. 根据平衡条件得:N1′=Gcotθ,N2′= 将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置的过程中,θ 增大,cotθ 减小,sinθ 增大,则 N1′和 N2′都始终减小,故 N1 和 N2 都始终减小. 故选 B

点评: 本题运用函数法研究动态平衡问题,也可以运用图解法直观反映力的变化情况. 3.在物理学的发展中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明进程.对以下几位物理学 家所作贡献的叙述中,符合史实的是( ) A.笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 B.伽利略通过实验和逻辑推理说明力是维持物体运动的原因 C.伽利略认为自由落体运动是速度随位移均匀变化的运动 D.牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动 考点: 物理学史. 分析: 本题属于对物理学史的考查,熟记物理学家的贡献如:牛顿、伽利略、笛卡尔、法 拉第等人即可解答.

解答: 解:A、伽利略、笛卡尔都对牛顿第一定律的建立做出了贡献.故 A 正确; B、伽利略通过实验和逻辑推理说明力不是维持物体运动的原因.故 B 错误; C、伽利略利用斜面实验和逻辑推理证明了自由落体运动的加速度都相同,是速度随时间均 匀变化的运动.故 C 错误; D、伽利略将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动.故 D 错误. 故选:A 点评: 物理学的发展离不开各位物理学家的努力,在学习中应清楚他们的主要贡献. 4.唐僧、悟空、沙僧和八戒师徒四人想划船渡过一条宽 150m 的河,他们在静水中划船的 速度为 5m/s,现在他们观察到河水的流速为 4m/s,对于这次划船过河,他们有各自的看法, 其中正确的是( ) A.唐僧说:我们要想到达正对岸就得朝着正对岸划船 B.悟空说:我们要想节省时间就得朝着正对岸划船 C.沙僧说:我们要想少走点路就得朝着正对岸划船 D.八戒说:今天这种情况我们是不可能到达正对岸的 考点: 运动的合成和分解. 专题: 运动的合成和分解专题. 分析: 当静水速的方向与河岸垂直,渡河时间最短;由于水流速小于静水速,合速度的方 向可垂直于河岸,可到达正对岸. 解答: 解:A、B、当静水速度垂直于河岸时,渡河的时间最短,为:t= ;

但 30s 内要随着水向下游移动,故 A 错误,B 正确; C、D、当合速度与河岸垂直时,渡河的位移最小,此时船头偏向上游,故 C 错误,D 错误; 故选:B. 点评: 解决本题的关键知道船参与了静水运动和水流运动, 当静水速度与河岸垂直时, 渡 河时间最短. 5. 在探究超重和失重规律时, 某体重为 G 的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作. 传 感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力 F 随时间 t 变化的图象,则下列图象中可能正 确的是( )

A.

B.

C.

D.

考点: 超重和失重. 专题: 运动学中的图像专题. 分析: 人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失重状态,在减速下蹲的过程中, 加速度方向向上,处于超重状态. 解答: 解:对人的运动过程分析可知,人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失 重状态,此时人对传感器的压力小于人的重力的大小; 在减速下蹲的过程中,加速度方向向上,处于超重状态,此时人对传感器的压力大于人的重 力的大小,所以 D 正确.

故选 D. 点评: 本题主要考查了对超重失重现象的理解, 人处于超重或失重状态时, 人的重力并没 变,只是对支持物的压力变了. 6.如图,质量为 m 的物体置于倾角为 θ 的固定斜面上.物体与斜面之间的动摩擦因数为 μ, 先用平行于斜面的推力 F1 作用于物体上,使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力 F2 作用 于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次力之比 为( )

A.cosθ+μsinθ B.cosθ﹣μsinθ C.1+μtanθ D.1﹣μtanθ 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: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 以物体为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件运用正交分解法求解 F1 与 F2 的大小,再求它们的比值. 解答: 解:F1 作用时,物体的受力情况如图 1,根据平衡条件得 F1=mgsinθ+μFN FN=mgcosθ 解得:F1=mgsinθ+μmgcosθ F2 作用时,物体的受力情况如图 2,根据平衡条件得 F2cosθ=mgsinθ+μFN′ FN′=mgcosθ+F2sinθ 解得:

所以

故选 B.

点评: 本题是物体的平衡问题,受力分析,作出力图是正确解题的关键.中等难度.

7.一辆汽车以 12m/s 的速度行驶,遇到紧急情况,司机刹车,使汽车做匀减速直线运动, 若制动后汽车的加速度大小为 6m/s ,则下列判断正确的是( ) A.开始刹车经 3 秒,汽车的速度大小为 6m/s B.开始刹车经 3 秒,汽车的位移大小为 9m C.开始刹车经 3 秒,汽车的位移大小为 12m D.汽车在开始刹车 3 秒内的平均速度大小为 6m/s 考点: 匀变速直线运动的位移与时间的关系. 专题: 直线运动规律专题. 分析: 根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车速度减为零所需的时间, 判断汽车是 否停止,再结合速度公式和位移公式求出汽车的速度和位移,从而得出平均速度的大小. 解答: 解:A、汽车刹车速度减为零所需的时间 为零.故 A 错误. B、刹车 3s 内的位移等于 2s 内的位移,则 x= D、汽车在刹车 3s 内的平均速度 .故 D 错误. .故 B 错误,C 正确. ,则 3s 末的速度
2

故选:C. 点评: 本题考查运动学中的刹车问题, 是道易错题, 关键知道汽车速度减为零后不再运动. 8.宇航员站在星球表面上某高处,沿水平方向抛出一小球,经过时间 t 小球落回星球表面, 测得抛出点和落地点之间的距离为 L.若抛出时的速度增大为原来的 2 倍,则抛出点到落地 点之间的距离为 .已知两落地点在同一水平面上,该星球半径为 R,求该星球的质量 是( ) A. B. C. D.

考点: 万有引力定律及其应用;向心力. 专题: 万有引力定律在天体运动中的应用专题. 分析: 先由平抛运动求出重力加速度,再由 求得 M. ﹣

解答: 解:设从高为 h 处,第一次初速度为 v:则 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 第二次初速度为 2v:则 ② 又 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 由①②③式可得 M= 重力=万有引力

﹣﹣﹣﹣

﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣

则选项 B 正确,ACD 错误 故选:B 点评: 考查天体表面的重力加速度的表达式,会用该式求天体的质量. 9. 在同一直线上运动的甲乙两物体的速度图象如图所示, 若在两物体之间仅存在相互作用, 则( )

A.两物体在 t1 时刻相遇 B.两物体在 t1 时刻速度相同 C.两物体的质量之比 m 甲:m 乙=4:1 D.两物体的质量之比 m 甲:m 乙=1:3 考点: 匀变速直线运动的图像. 专题: 追及、相遇问题. 分析: 本题是速度﹣时间图象, 根据速度的正负表示速度的方向, 纵坐标的大小表示速度 的大小.图象的“面积”表示位移.根据几何知识求出 t1,根据图线的斜率等于加速度,求出 两个物体的加速度之比,由牛顿第二定律求解质量之比. 解答: 解:A、B、由图可知,甲、乙两物体在 t1 时刻速度相同,甲的位移较大,但由于 出发点的位置关系未知,不能判断是否相遇,故 A 错误,B 正确. C、D、根据三角形相似得: = ,解得:t1=3s

根据图线的斜率等于加速度,得两个物体的加速度大小之比:a 甲:a 乙= : =3:1 由于在两物体之间仅存在相互作用,相互作用力大小相等,由牛顿第二定律得:F=ma,可 得甲乙两物体质量之比 m 甲:m 乙=a 乙:a 甲=1:3,故 C 错误,D 正确. 故选:BD 点评: 本题根据速度的正负分析速度的方向,图象的“面积”表示位移,图线的斜率等于加 速度,即可进行分析. 10.如图所示,质量为 m 的物体在与斜面平行向上的拉力 F 作用下,沿着水平地面上质量 为 M 的粗糙斜面匀速上滑,在此过程中斜面保持静止,则地面对斜面( )

A.无摩擦力 B.支持力等于(m+M)g C.支持力为(M+m)g﹣Fsinθ D.有水平向左的摩擦力,大小为 Fcosθ

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: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 斜面保持静止,所受的合力为零,物体匀速上滑,其合力也为零,将两个物体看成 整体,分析受力情况,由平衡条件求解地面对斜面的支持力和摩擦力大小和方向. 解答: 解:以物体和斜面组成的整体为研究对象,分析受力情况:总重力(M+m)g、拉 力 F、地面的支持力 N 和摩擦力 f,作出力图,根据平衡条件得: 水平方向:f=Fcosθ,方向水平向左; 竖直方向:N+Fsinθ=(M+m)g 解得:N=(M+m)g﹣Fsinθ,f=Fcosθ. 故选 CD

点评: 本题两个物体的加速度都为零,可以作为整体进行研究,简单方便,也可以采用隔 离法研究. 11. 一物体在光滑的水平桌面上运动, 在相互垂直的 x 方向和 y 方向上的分运动的速度随时 间变化的规律如图所示.关于物体的运动,下列说法中正确的是( )

A.物体做匀变速曲线运动 B.物体做变加速直线运动 C.物体运动的初速度大小是 5m/s 2 D.物体运动的加速度大小是 5m/s 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. 专题: 运动学中的图像专题. 分析: 物体做曲线运动的特征是加速度与速度不在同一直线上, 分析合运动的初速度方向 与加速度方向关系,分析物体的运动性质;根据平行四边形定则求解初速度大小. 解答: 解:A、B:由图知,x 方向的初速度沿 x 轴正方向,做匀速直线运动,加速度为 零;y 方向的初速度沿 y 轴负方向,做匀变速直线运动,加速度沿 y 轴方向,则合运动的初 速度方向不在 y 轴方向上,合运动的加速度沿 y 轴方向,与合初速度方向不在同一直线上, 物体做匀变速曲线运动.故 A 正确,B 错误. C、根据图象可知物体的初速度为:v0= = =5 m/s,故 C 正确;

D、从图象知物体的加速度大小等于 y 轴方向的加速度,大小为 a= =2(m/s ) ,故 D 错误. 故选:AC 点评: 本题关键要掌握物体做曲线运动的条件和平行四边形定则, 就能分析物体的运动情 况. 12.如图 A 所示,在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体.现对甲施加水平向右的拉力 F,通 过传感器可测得甲的加速度 a 随拉力 F 变化的关系如图 B 所示. 已知重力加速度 g=10m/s , 由图线可知( )
2

2

A.甲的质量是 2kg B.甲的质量是 6kg C.甲、乙之间的动摩擦因数是 0.2 D.甲、乙之间的动摩擦因数是 0.6 考点: 牛顿第二定律;摩擦力的判断与计算. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 当力 F 较小时甲乙一起以相同加速度匀加速直线运动,故先用整体法分析;当力 F 较大时甲乙加速度不同,采用隔离法分析. 解答: 解:由图象可以看出当力 F<48N 时加速度较小,所以甲乙相对静止, 采用整体法,由牛顿第二定律:F=(M+m)a① 图中直线的较小斜率的倒数等于 M 与 m 质量之和:8kg 当 F>48N 时,甲的加速度较大,采用隔离法, 由牛顿第二定律:F﹣μmg=ma′② 图中较大斜率倒数等于甲的质量:6kg,较大斜率直线的延长线与 a 的截距等于 μg 得 μ=0.2 所以 BC 正确,AD 错误. 故选:BC. 点评: 本题考查了牛顿第二定律解决连接体问题, 正确的结合图象得出斜率与截距的物理 意义是关键. 二、实验题(共 2 小题,每空 2 分,共 16 分) 13. (10 分) (2013?邯郸一模) 如图 1 所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图. 图 中 A 为小车,质量为 m1,连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器 B,它们均置于水 平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,p 的质量为 m2,C 为弹簧测力计,实验时改 变 p 的质量,读出测力计不同读数 F,不计绳与滑轮的摩擦. (1)电火花打点计时器工作电压为 交 流(选填“交、直”) 220 V (2)下列说法正确的是 B A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平 B.实验时应先接通电源后释放小车

C.实验中 m2 应远小于 m1 D.测力计的读数始终为 (3)如图 2 为某次实验得到的纸带,纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离,相邻计 2 数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度的大小是 0.50 m/s . (交流电的 频率为 50Hz,结果保留二位有效数字) (4)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的 a﹣F 图象,可 能是图 3 中的图线 C

考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系. 专题: 实验题. 分析: (1)正确解答本题需要掌握:了解打点计时器的原理和具体使用,尤其是在具体 实验中的操作细节要明确. (2)该实验必须要平衡摩擦;由于该实验的连接方式,小车是在绳的拉力下加速运动,故 不要求重物质量远小于小车质量;由牛顿第二定律可求解测力计的读数. (3)根据匀变速直线运动的推论公式△ x=aT 求解加速度. (4)如果没有平衡摩擦力的话,就会出现当有拉力时,物体不动的情况. 解答: 解: (1)电火花打点计时器工作电压为交流 220V (2)A、该实验首先必须要平衡摩擦力,故 A 错误; B、为提高打点的个数,打点计时器的使用都要求先接通电源后释放小车,故 B 正确; C、由于该实验的连接方式,重物和小车不具有共同的加速度,小车是在绳的拉力下加速运 动,此拉力可由测力计示数获得,不需要用重物的重力来代替,故不要求重物质量远小于小 车质量,故 C 错误; D、由于重物向下加速度运动,由牛顿第二定律:m2g﹣2F=m2a, 解得:F= ,故 D 错误;
2

故选:B. 2 (3)根据匀变速直线运动的推论公式△ x=aT ,有: 2 △ x=0.0339﹣0.0289=a×(0.1) 2 解得:a=0.50m/s

(4)若没有平衡摩擦力,则当 F≠0 时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还 为 0,所以可能是图中的图线 C. 故选:C. 故答案为: (1)交、220V (2)B (3)0.50 (4)C 点评: 对于基本实验仪器,要会正确使用,了解其工作原理,为将来具体实验打好基础, 对于实验装置和工作原理,我们不仅从理论上学习它,还要从实践上去了解它,自己动手去 做做.第 2 问选项 C 为易错选项,这个是课本参考实验的改进版,用这种方法可以准确得 到小车受到的合外力, 而不需要用重物的重力来近似代替, 是一个比课本参考方案更好的办 法,题目价值很高. 14.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,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 滑轮的细绳与一质量为 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作滑块通过 B 点时的瞬时速度,实验 时滑块在 A 处由静止开始运动. (1)滑块通过 B 点的瞬时速度可表示为 ;

(2)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△ Ek= ,系统的重力势能减少量可表示为

△ Ep= (m﹣ )gd ,在误差允许的范围内,若△ Ek=△ Ep 则可认为系统的机械能守恒.

考点: 验证机械能守恒定律. 专题: 实验题. 分析: (1) 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. (2)根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量,根据起末点的速度 可以求出动能的增加量;根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量. 解答: 解: (1)由于光电门的宽度 b 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 B 速度为:vB= ;

(2)滑块从 A 处到达 B 处时 m 和 M 组成的系统动能增加量为:△ E= (M+m) ( )
2

=



系统的重力势能减少量可表示为:△ Ep=mgd﹣Mgdsin30°=(m﹣ )gd;

故答案为: (1) ; (2)

; (m﹣ )gd.

点评: 了解光电门测量瞬时速度的原理. 实验中我们要清楚研究对象和研究过程,对于系统我们要考虑全面. 三、解答题(共 3 小题,总分 36 分.要求写出必要的文字说明,计算式和物理量的单位) 15. (12 分) (2015 秋?兰州月考)如图所示,在升降机中,用水平方向的力将质量为 0.2kg 的物体压在竖直的墙壁上,物块与墙壁间的动摩擦因数 μ=0.4. (1)当升降机以 2m/s 的加速度匀加速上升时,至少要以多大的力 F′才能保持物块相对升 降机静止? 2 (2)当升降机以 5m/s 的加速度朝下加速运动时,又要以多大的力 F′才能保持物块相对升 2 降机静止?(取 g=10m/s )
2

考点: 牛顿第二定律;物体的弹性和弹力. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 对物体受力分析和运动分析, 考虑恰好不滑动的临界情况, 根据牛顿第二定律列式 求解. 2 解答: 解: (1)当升降机以 2m/s 的加速度匀加速上升时,加速度向上; 受重力 G、推力 F、支持力 N、向上的静摩擦力 f,根据牛顿第二定律,有: 水平方向:F﹣N=0 竖直方向:f﹣mg=ma 考虑恰好不滑动的临界情况,摩擦力为最大静摩擦力,故:f=μN 联立解得:F=
2

=

(2)当升降机以 5m/s 的加速度朝下加速运动时,加速度向下; 受重力 G、推力 F、支持力 N、向上的静摩擦力 f,根据牛顿第二定律,有: 水平方向:F﹣N=0 竖直方向:mg﹣f=ma

考虑恰好不滑动的临界情况,摩擦力为最大静摩擦力,故:f=μN 联立解得:F= =
2

答: (1)当升降机以 2m/s 的加速度匀加速上升时,至少要以 6N 的力 F 才能保持物块相对 升降机静止; 2 (2) 当升降机以 5m/s 的加速度朝下加速运动时, 又要以 2.5N 的力 F 才能保持物块相对升 降机静止. 点评: 本题关键是明确物体的受力情况和运动情况, 判断加速度的方向, 然后根据牛顿第 二定律列式求解,基础题目. 16. (12 分) (2015 秋?兰州月考)如图 1 所示的演示实验,假设从某时刻 t=0 开始,质量为 0.1kg 的红蜡块在玻璃管内每 1s 上升的距离都是 30cm,从 t=0 开始,初速度为零的玻璃管 向右匀加速平移,每 1s 通过的水平位移依次是 5cm、15cm、25cm、35cm.在图表中,y 表 示蜡块竖直方向的位移,x 表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0 时蜡块位于坐标原点, 坐标纸上每小格表示 10cm.则: (1)在图 2 中标出 t 等于 1s、2s、3s、4s 时蜡块的位置,并用平滑的曲线描绘蜡块的轨迹; (2)红蜡块在上升过程中受到玻璃管的弹力是多大? (3)红蜡块 4s 末的速度是多少?

考点: 运动的合成和分解;牛顿第二定律. 专题: 运动的合成和分解专题. 分析: (1)根据蜡块水平方向和竖直方向上每段时间内的位移作出蜡块的轨迹. (2)根据运动学公式求出加速度的大小,再依据牛顿第二定律,即可求解. (3)蜡块在竖直方向上做匀速直线运动,水平方向上做匀加速直线运动,分别求出 4 末水 平方向和竖直方向上的分速度,根据平行四边形定则求出速度的大小. 解答: 解: (1)根据水平方向每 1s 通过的水平位移,及竖直方向每 1s 上升的距离都是 30cm, 如图所示:

(2)根据初速度为零的匀变速直线运动规律 0.05= 0.2= 0.15= 解得 a=0.1m/s 再由 F=ma=0.1×0.1=0.01N (3)根据速度公式,v4=at4=0.1×4=0.4m/s v4 末= =0.5m/s
2

列出:

答: (1)蜡块的轨迹如上图所示; (2)红蜡块在上升过程中受到玻璃管的弹力是 0.01N; (3)红蜡块 4s 末的速度是 0.5m/s. 点评: 解决本题的关键知道蜡块参与了竖直方向上的匀速直线运动和水平方向上的匀加 速直线运动,知道速度、加速度、位移都是矢量,合成遵循平行四边形定则. 17. (12 分) (2012 秋?荔湾区校级期末)如图所示,一物体以初速度 V0=10m/s 冲上长度为 SAB=5m 的粗糙斜面,斜面与水平面的夹角=37°,斜面的末端 B 与传送带用光滑弧形相接, 传送带始终保持 v=2m/s 的速率顺时针运行.已知传送带长度 SBC=3m,物体与斜面及传送 带间的动摩擦因数均为=0.5.试求: (1)物体在斜面滑动时加速度 a1 的大小; (2)物体刚滑上传送带时加速度 a2 的大小; (3)物体从 A 运动到 C 所用的时间 t.

考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;力的合成与分解的运用. 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物体在斜面上滑动时的加速度大小. (2、3)根据速度位移公式求出滑到 B 点的速度,求出 A 到 B 的时间,根据牛顿第二定律 求出在传送带上的加速度, 通过物块在传送带上的运动规律, 结合运动学公式求出在传送带 上运行的时间,从而从 A 到 C 的时间. 解答: 解: (1)根据牛顿第二定律得, =gsin37°+μgcos37°=10m/s . (2)物块滑动到 B 点的速度为 v, 有 解得 v=0 滑上传送带先做匀加速直线运动,加速度 .
2

(3)物体从 A 运动到 B 的时间 物块在传送带上匀加速直线运动的时间

. .

在这段时间内物体的位移

则物体在传送带上匀速直线运动的时间 所以总时间 t=t1+t2+t3=2.7s. 2 答: (1)物体在斜面滑动时加速度 a1 的大小 10m/s 2 (2)物体刚滑上传送带时加速度 a2 的大小 5m/s (3)物体从 A 运动到 C 所用的时间 t=2.7s. 点评: 解决本题的关键理清物块在整个过程中的运动规律, 结合牛顿第二定律和运动学公 式进行求解.


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