河北省衡水市冀州中学2017届高三（上）期中物理试卷（高复班）（解析版）

河北省衡水市冀州中学2017届高三（上）期中物理试卷（高复班）（解析版）

‎2016-2017学年河北省衡水市冀州中学高三（上）期中物理试卷（高复班）‎ ‎　‎ 一、选择题 ‎1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中正确的是（　　）‎ A．开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律 B．将物体视质点，采用了等效替代法 C．用比值法来描述加速度这个物理量，其表达式a=‎ D．卡文迪许通过扭秤装置实验测出了万有引力常量 ‎2．如图所示，一同学在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起，保持平衡，下列说法正确的是（　　）‎ A．石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力 B．石块c对b的作用力一定竖直向上 C．石块c受到水平桌面向左的摩擦力 D．石块b对a的支持力一定等于a受到的重力 ‎3．大雾天发生交通事故的概率比平常要高出几倍甚至几十倍，保证雾中行车安全显得尤为重要．在雾天的平直公路上，甲、乙两汽车同向匀速行驶，乙在前，甲在后．某时刻两车司机听到警笛提示，同时开始刹车，结果两车刚好没有发生碰撞．如图为两车刹车后匀减速运动的v﹣t图象，以下分析正确的是（　　）‎ A．甲刹车的加速度的大小为0.5m/s2‎ B．两车开始刹车时的距离为100 m C．两车刹车后间距一直在减小 D．两车都停下来后相距25m ‎4．如图，一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为θ，OB绳与水平方向的夹角为2θ，则球A、B的质量之比为（　　）‎ A．2cosθ：1 B．1：2cosθ C．tanθ：1 D．1：2sinθ ‎5．如图所示，一小球分别以不同的初速度，从光滑斜面的底端A点向上做直线运动，所能到达的最高点位置分别为a、b、c，它们距斜面底端A点的距离分别为Sl、S2、S3，对应到达最高点的时间分别为tl、t2、t3，则下列关系正确的（　　）‎ A． ==‎ B．＞＞‎ C． ==‎ D． ＞‎ ‎6．下列关于超重和失重现象的描述中正确的是（　　）‎ A．电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态 B．磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时，列车上的乘客处于超重状态 C．荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于超重状态 D．“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态 ‎7．人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1、T2，设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则（　　）‎ A． =（） B． =（）‎ C． =（）2 D． =（）2‎ ‎8．如图所示，质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为μ，物块与转台转轴相距R，物块随转台由静止开始转动并计时，在t1时刻转速达到n，物块即将开始滑动．保持转速n不变，继续转动到t2时刻．则（　　）‎ A．在0～t1时间内，摩擦力做功为零 B．在t1～t2时间内，摩擦力做功不为零 C．在0～t1时间内，摩擦力做功为2μmgR D．在0～t1时间内，摩擦力做功为 ‎9．从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的球，若运动过程中受到的空气阻力f与其速率v成正比关系，其关系为f=kv，小球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1=2m/s，且落地前球已经做匀速运动．（g=10m/s2），则以下说法正确的是（　　）‎ A．k的值为0.1Ns/m B．小球在上升阶段加速度大小为20m/s2，其速度大小为1m/s C．小球抛出瞬间的加速度大小为60m/s2‎ D．小球抛出到落地过程中空气阻力所做的功为9.6J ‎10．如图所示，半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内，轨道的末端B处切线水平，现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放．若保持圆心的位置不变，改变圆弧轨道的半径（不超过圆心离地的高度）．半径越大，小物体（　　）‎ A．落地时的速度越大 B．平抛的水平位移越大 C．到圆弧轨道最低点时加速度越大 D．落地时的速度与竖直方向的夹角越大 ‎11．质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示．重力加速度g取10m/s2，则物体在t=0至t=12s这段时间的位移大小为（　　）‎ A．18 m B．54 m C．72 m D．198 m ‎12．如图所示，质量为M，长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端，现用一水平恒力F作用在小物体上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f，经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端．则（　　）‎ ‎①此时物块的动能为（F﹣f）（s+l ）‎ ‎②此时小车的动能为f（s+l ）‎ ‎③这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fs ‎④这一过程中，物块和小车产生的内能为fl ‎⑤这一过程中，物块克服摩擦力做功的平均功率为 ‎⑥这一过程中，摩擦力对小车做功的平均楞率为．‎ A．①②⑤ B．①③④ C．②③⑥ D．①④⑥‎ ‎13．如图，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ．图甲中A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻杆相连．系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行．在突然撤去挡板的瞬间（　　）‎ A．两图中两球加速度均为gsinθ B．两图中A球的加速度均为零 C．图甲中B球的加速度是为2gsinθ D．图乙中B球的加速度为零 ‎14．如图所示，是汽车牵引力F和车速倒数的关系图象，若汽车质量为2×103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，设其中最大车速为30m/s，则（　　）‎ A．汽车所受阻力为2×103N B．汽车在车速为15m/s时，功率为6×104W C．汽车做匀加速运动的加速度为3m/s2‎ D．汽车做匀加速运动所持续的时间为10s ‎15．某同学在学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如表所示，利用这些数据来计算地球表面对月球表面间的距离s，则下列结果中正确的是（　　）‎ 地球半径 R=6400km 月球半径 r=1740km 地球表面重力加速度 g0=9.80m/s2‎ 月球表面重力加速度 g′=1.56m/s2‎ 月球绕地球转动的线速度 v=1km/s 月球绕地球转动周期 T=27.3天 光速 c=2.998×105km/s 用激光器向月球表面发射激光光束，经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号 A．ct B．﹣R﹣r C．﹣R﹣r D．﹣R﹣r ‎16．如图所示内壁光滑的环形槽半径为R．固定在竖直平面内，质量均为m的小球A、B以等大的速率v0从圆心等高处向上、向下滑入环形槽，若在运动过程中两球均未脱离环形槽，设当地重力加速度为g．则下列叙述正确（　　）‎ A．v0的最小值为 ‎ B．两球再次相遇时，速率仍然相等 C．小球A通过最高点时的机械能小于小球B通过最低点时的机械能 D．小球A通过最高点和小球B通过最低点时对环形槽的压力差值为6mg ‎　‎ 二、实验题 ‎17．下列有关实验的描述中，正确的是（　　）‎ A．在“验证力的平行四边形定则”实验中，选弹簧测力计时，水平对拉两测力计，示数应该相同 B．在“探究弹簧弹力和弹簧伸长关系”的实验中，作出弹力利弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数 C．在“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，放小车的长木板应该使其水平 D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须由υ=gt求出打某点时纸带的速度 ‎18．（1）在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置图，以下操作合理的是 A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地 B．选用装置2要获得稳定的细水柱显示平抛轨迹，竖直管上端A一定要高于水面 C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放 D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹 ‎（2）如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置；每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后做出如图b所示的x﹣tanθ图象，g=10m/s2．则：‎ 由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0=　　．实验中发现θ超过后60o后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为　　．‎ ‎　‎ 三、计算题 ‎19．如图所示，质量m=1.1kg的物体（可视为质点）用细绳拴住，放在水平传送带的右端，物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，传送带的长度L=5m，当传送带以v=5m/s的速度做逆时针转动时，绳与水平方向的夹角θ=37°．已知：g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：‎ ‎（1）传送带稳定运动时绳子的拉力T；‎ ‎（2）某时刻剪断绳子，求物体运动至传送带最左端所用时间．‎ ‎20．风洞是研究空气动力学的实验设备．如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3.2m处，杆上套一质量m=3kg，可沿杆滑动的小球．将小球所受的风力调节为F=15N，方向水平向左．小球以速度v0=8m/s向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；‎ ‎（2）小球落地时的动能．‎ ‎（3）小球离开杆端后经过多少时间动能为78J？‎ ‎21．如图所示，水平轨道上，轻弹簧左端固定，自然状态时右端位于P点．现用一质量m=0.1kg的小物块（视为质点）将弹簧压缩后释放，物块经过P点时的速度v0=18m/s，经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道，最后滑上质量M=0.9kg的长木板（木板足够长，物块滑上去不会从木板上掉下来）．已知PQ间的距离l=1m，竖直半圆轨道光滑且半径R=1m，物块与水平轨道间的动摩擦因数µ1=0.15，与木板间的动摩擦因数µ2=0.2，木板与水平地面间的动摩擦因数µ3=0.01，取g=10m/s2．‎ ‎（1）判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动；‎ ‎（2）求木板滑行的最大距离x．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年河北省衡水市冀州中学高三（上）期中物理试卷（高复班）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题 ‎1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中正确的是（　　）‎ A．开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律 B．将物体视质点，采用了等效替代法 C．用比值法来描述加速度这个物理量，其表达式a=‎ D．卡文迪许通过扭秤装置实验测出了万有引力常量 ‎【考点】物理学史．‎ ‎【分析】根据开普勒、牛顿、卡文迪许的物理学贡献，以及物理的研究方法，即可解答．‎ ‎【解答】解：A、开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了行星运动三大定律，牛顿发现了万有引力定律，故A错误．‎ B、将物体视质点，采用了理想化物理模型的方法，故B错误．‎ C、由a=知，a与F成正比，与m成反比，可知，该式不是比值法定义的．用比值法来描述加速度这个物理量，其表达式是a=．故C错误．‎ D、卡文迪许通过扭秤装置实验测出了万有引力常量G，故D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎2．如图所示，一同学在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起，保持平衡，下列说法正确的是（　　）‎ A．石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力 B．石块c对b的作用力一定竖直向上 C．石块c受到水平桌面向左的摩擦力 D．石块b对a的支持力一定等于a受到的重力 ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用．‎ ‎【分析】作用力与反作用力总是大小相等方向相反，作用在两个物体上，而一对平衡力是作用在一个物体上．结合共点力的平衡分析个物体的受力关系．‎ ‎【解答】解：A、石块b对a的支持力与a受到的重力是作用在同一个物体上，所以一定不是一对相互作用力．故A错误；‎ B、选取ab作为整体研究，根据平衡条件，则石块c对b的作用力与其重力平衡，则块c对b的作用力一定竖直向上，故B正确；‎ C、以三个物体组成的整体为研究对象，整体只受到重力和桌面的支持力，水平方向不受摩擦力，故C错误；‎ D、石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，则b对a的支持力和静摩擦力的合力方向竖直向上，支持力的方向不是竖直向上，也不等于a的重力．故D错误；‎ 故选：B ‎　‎ ‎3．大雾天发生交通事故的概率比平常要高出几倍甚至几十倍，保证雾中行车安全显得尤为重要．在雾天的平直公路上，甲、乙两汽车同向匀速行驶，乙在前，甲在后．某时刻两车司机听到警笛提示，同时开始刹车，结果两车刚好没有发生碰撞．如图为两车刹车后匀减速运动的v﹣t图象，以下分析正确的是（　　）‎ A．甲刹车的加速度的大小为0.5m/s2‎ B．两车开始刹车时的距离为100 m C．两车刹车后间距一直在减小 D．两车都停下来后相距25m ‎【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．‎ ‎【分析】根据速度时间图线求出甲乙的加速度，抓住速度相等时，结合位移时间公式分别求出两车的位移，结合位移之差求出两者刹车时的距离，通过两者的速度大小关系，判断之间距离的变化，根据图象与坐标轴围成的面积表示位移求解两车都停下来后之间的距离．‎ ‎【解答】解：A、由图可知，两车速度相等经历的时间为20s，甲车的加速度a1=，乙车的加速度，此时甲车的位移x甲==300m，‎ 乙车的位移=200m，两车刚好没有发生碰撞，则两车的距离△x=300﹣200m=100m，故A错误，B正确；‎ C、两车刹车后甲的速度先大于乙的速度，两者距离减小，后甲的速度小于乙的速度，两者距离增大，故C错误；‎ D、20s时，甲乙的速度都为v=v甲+a1t=25﹣20=5m/s，‎ 根据图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，两车都停下来后相距，故D错误．‎ 故选：B ‎　‎ ‎4．如图，一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为θ，OB绳与水平方向的夹角为2θ，则球A、B的质量之比为（　　）‎ A．2cosθ：1 B．1：2cosθ C．tanθ：1 D．1：2sinθ ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．‎ ‎【分析】分别对AB两球分析，运用合成法，用T表示出A、B两球的重力，同一根绳子上的拉力相等，即绳子AB两球的拉力是相等的．‎ ‎【解答】解：分别对AB两球分析，运用合成法，如图：‎ 由几何知识得：Tsinθ=mAg Tsin2θ=mBg 故mA：mB=sinθ：sin2θ=1：2cosθ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，一小球分别以不同的初速度，从光滑斜面的底端A点向上做直线运动，所能到达的最高点位置分别为a、b、c，它们距斜面底端A点的距离分别为Sl、S2、S3，对应到达最高点的时间分别为tl、t2、t3，则下列关系正确的（　　）‎ A． ==‎ B．＞＞‎ C． ==‎ D． ＞‎ ‎【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】物体做匀减速直线运动的加速度不变，结合平均速度的推论比较平均速度的大小，采用逆向思维根据匀变速直线运动的位移时间公式比较位移与时间的平方之比的大小关系．‎ ‎【解答】解：A、一小球分别以不同的初速度，从光滑斜面的底端A点向上做直线运动，所能到达的最高点位置分别为a、b、c，可知初速度v01＞v02＞v03．‎ 根据平均速度，知．故B错误，A错误．‎ C、采用逆向思维，根据得，则，因为加速度不变，则．故C正确，D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎6．下列关于超重和失重现象的描述中正确的是（　　）‎ A．电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态 B．磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时，列车上的乘客处于超重状态 C．荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于超重状态 D．“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态 ‎【考点】超重和失重．‎ ‎【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；‎ 当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；‎ 如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g．‎ ‎【解答】解：A、电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，所以A错误．‎ B、磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时，竖直方向的加速度不变，对地面的压力不变，所以B错误．‎ C、荡秋千时秋千摆到最低位置时，加速度方向向上，故人处于超重状态，所以C正确．‎ D、飞船在绕地球做圆行轨道运行时，万有引力完全提供向心力，飞船内的宇航员对飞船的压力为零，飞行员处于完全失重状态，所以D正确．‎ 故选CD．‎ ‎　‎ ‎7．人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1、T2，设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则（　　）‎ A． =（） B． =（）‎ C． =（）2 D． =（）2‎ ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】要求重力加速度g之比，必须求出重力加速度g的表达式，而g与卫星的轨道半径r有关，根据已知条件需要求出r和卫星的运动周期之间的关系式．‎ ‎【解答】解：人造卫星在地球的引力的作用下绕地球做圆周运动，则有 G=mr r=‎ 忽略地球的自转，则有 mg=G 故有mg=G 解得g=GM ‎==‎ 故B正确．‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示，质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为μ，物块与转台转轴相距R，物块随转台由静止开始转动并计时，在t1时刻转速达到n，物块即将开始滑动．保持转速n不变，继续转动到t2时刻．则（　　）‎ A．在0～t1时间内，摩擦力做功为零 B．在t1～t2时间内，摩擦力做功不为零 C．在0～t1时间内，摩擦力做功为2μmgR D．在0～t1时间内，摩擦力做功为 ‎【考点】动能定理的应用；向心力．‎ ‎【分析】物体做加速圆周运动，受重力、支持力和静摩擦力，物体即将滑动时已经做匀速圆周运动，最大静摩擦力提供向心力，可以求出线速度；又由于重力和支持力垂直于速度方向，始终不做功，只有静摩擦力做功，故可以根据动能定理求出摩擦力做的功．‎ ‎【解答】解：A、在0～t1时间内，转速逐渐增加，故物体的速度逐渐增加，最大静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：μmg=m，解得：v=，‎ 物体做加速圆周运动过程，由动能定理得：Wf=mv2=mμgR，故AC错误，D正确；‎ B、在t1～t2时间内，物体的线速度不变，摩擦力只提供向心力，根据动能定理可知摩擦力做功为零，故B错误；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎9．从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的球，若运动过程中受到的空气阻力f与其速率v成正比关系，其关系为f=kv，小球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1=2m/s，且落地前球已经做匀速运动．（g=10m/s2），则以下说法正确的是（　　）‎ A．k的值为0.1Ns/m B．小球在上升阶段加速度大小为20m/s2，其速度大小为1m/s C．小球抛出瞬间的加速度大小为60m/s2‎ D．小球抛出到落地过程中空气阻力所做的功为9.6J ‎【考点】动能定理的应用；匀变速直线运动的图像．‎ ‎【分析】根据落地前做匀速运动，由平衡条件求出比例系数k．根据牛顿第二定律研究加速度大小为20 m/s2时的速度大小．根据牛顿第二定律求出抛出瞬间的加速度大小．根据动能定理求空气阻力所做的功．‎ ‎【解答】解：A、小球落地前以v1匀速运动，则有mg=kv1，即k===1 Ns/m，故A错误．‎ B、当a=20m/s2时，根据牛顿第二定律得：mg+kv=ma，得 v===2m/s，故B错误．‎ C、小球抛出瞬间的加速度大小 a==g+=10+=60 m/s2，故C正确．‎ D、小球抛出到落地过程中，根据动能定理得：Wf=mv12﹣mv02，解得：Wf=﹣9.6J，故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内，轨道的末端B处切线水平，现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放．若保持圆心的位置不变，改变圆弧轨道的半径（不超过圆心离地的高度）．半径越大，小物体（　　）‎ A．落地时的速度越大 B．平抛的水平位移越大 C．到圆弧轨道最低点时加速度越大 D．落地时的速度与竖直方向的夹角越大 ‎【考点】向心力；平抛运动．‎ ‎【分析】（1）根据动能定理知B点的速度和落地速度，结合牛顿第二定律求出加速度的大小；根据加速度表达式表示加速度．‎ ‎（2）根据高度，结合位移时间公式求出平抛运动的时间，根据速度时间公式求出落地时的竖直分速度，结合平行四边形定则求出落地的速度方向．‎ ‎【解答】解：A、根据动能定理知mgH=mv2知总高度不变，末速度大小不变，故A错误；‎ B、根据平抛运动规律知 h=gt2，‎ x=v0t mgR=mv 得x==2，平抛运动的水平位移随R增大后减小，故B错误；‎ C、到圆弧轨道最低点时加速度a==2g，故加速度大小与R无关，故C错误；‎ D、小滑块落地时竖直分速度vy=gt 设与水平方向的夹角为θ，有tanθ===，R越大，落地时的速度与竖直方向的夹角越大，故D正确；‎ 故选：D ‎　‎ ‎11．质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示．重力加速度g取10m/s2，则物体在t=0至t=12s这段时间的位移大小为（　　）‎ A．18 m B．54 m C．72 m D．198 m ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】本题的关键是根据F﹣t图象分别对不同的时间段进行分析，注意0到3s时间内，由于物体受到的合力恰好为零，所以物体仍保持静止；第二段时间内，物体做匀加速直线运动，可根据牛顿运动定律求出位移；第三段时间内，物体做匀速直线运动，第四段时间内，物体做匀加速直线运动，根据运动学公式分别求出各段时间内的位移，然后相加即可．‎ ‎【解答】解：对物体受力分析可知，0到3s内，由于滑动摩擦力为： ==0.2×20N=4N，恰好等于外力F大小，所以物体仍能保持静止状态，‎ ‎3到6s内，物体产生的加速度为：a==，发生的位移为： ===9m ‎6到9s内，物体所受的合力为零，做匀速直线运动，由于6s时的速度为：v=at=2×3=6m/s，所以发生的位移为： =vt=6×（9﹣6）=18m ‎9到12s内，物体做匀加速直线运动，发生的位移为： =vt=6×3+=27m 所以总位移为：x=0=9+18+27=54m，所以B正确；‎ 故选：B ‎　‎ ‎12．如图所示，质量为M，长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端，现用一水平恒力F作用在小物体上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f，经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端．则（　　）‎ ‎①此时物块的动能为（F﹣f）（s+l ）‎ ‎②此时小车的动能为f（s+l ）‎ ‎③这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fs ‎④这一过程中，物块和小车产生的内能为fl ‎⑤这一过程中，物块克服摩擦力做功的平均功率为 ‎⑥这一过程中，摩擦力对小车做功的平均楞率为．‎ A．①②⑤ B．①③④ C．②③⑥ D．①④⑥‎ ‎【考点】动能定理的应用；功能关系．‎ ‎【分析】本题的关键是明确小车在摩擦力作用下将向右做加速运动，当小物块到达小车的最右端时，小物块发生的位移为l+s，与小车发生的相对位移为l，然后再根据动能定理即可求物块到达小车最右端时具有的动能．‎ ‎【解答】解：①由动能定理得，此时物块的动能：EK物块=（F﹣f）（s+l ），故①正确；‎ ‎②由动能定理得，此时小车的动能：EK小车=fs，故②错误；‎ ‎③由动能定理可知，这一过程中，物块和小车增加的机械能为：E=EK物块+EK小车=F（s+l）﹣fl，故③错误；‎ ‎④这一过程中，物块和小车产生的内能：Q=fl，故④正确；‎ ‎⑤这一过程中，物块克服摩擦力做功的平均功率：P物块f=，故⑤错误；‎ ‎⑥这一过程中，摩擦力对小车做功的平均楞率：P小车f=，故⑥正确；‎ 由以上分析可知，ABC错误，D正确；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎13．如图，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ．图甲中A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻杆相连．系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行．在突然撤去挡板的瞬间（　　）‎ A．两图中两球加速度均为gsinθ B．两图中A球的加速度均为零 C．图甲中B球的加速度是为2gsinθ D．图乙中B球的加速度为零 ‎【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．‎ ‎【分析】根据弹簧弹力不能突变，杆的弹力会突变，分析撤去挡板的瞬间，图甲和图乙中AB所受合外力即可得到各自的加速度．‎ ‎【解答】解：撤去挡板前，对整体分析，挡板对B球的弹力大小为2mgsinθ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsinθ，加速度为2gsinθ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mgsinθ，加速度均为gsinθ，故C正确，A、B、D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎14．如图所示，是汽车牵引力F和车速倒数的关系图象，若汽车质量为2×103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，设其中最大车速为30m/s，则（　　）‎ A．汽车所受阻力为2×103N B．汽车在车速为15m/s时，功率为6×104W C．汽车做匀加速运动的加速度为3m/s2‎ D．汽车做匀加速运动所持续的时间为10s ‎【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】从图线看出，开始图线与x轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动．‎ ‎【解答】解：A、当速度为30m/s时，牵引车的速度达到最大，做匀速直线运动，此时F=f，所以f=2×103N．故A正确；‎ B、牵引车的额定功率P=fv=2×103×30W=6×104W．匀加速直线运动的加速度a=，匀加速直线运动的末速度v=，匀加速直线运动的时间t=．因为15m/s＞10m/s，所以汽车速度为15m/s时，功率已达到额定功率，故B正确；‎ C、由B分析各匀加速运动加速度大小为2m/s2，故C 错误；‎ D、由B分析知，D错误．‎ 故选：AB ‎　‎ ‎15．某同学在学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如表所示，利用这些数据来计算地球表面对月球表面间的距离s，则下列结果中正确的是（　　）‎ 地球半径 R=6400km 月球半径 r=1740km 地球表面重力加速度 g0=9.80m/s2‎ 月球表面重力加速度 g′=1.56m/s2‎ 月球绕地球转动的线速度 v=1km/s 月球绕地球转动周期 T=27.3天 光速 c=2.998×105km/s 用激光器向月球表面发射激光光束，经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号 A．ct B．﹣R﹣r C．﹣R﹣r D．﹣R﹣r ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】由所给表达式分析其运算结果是否为二者之间的距离即可．‎ ‎【解答】解：A　ct为月地之间距离的2倍．故A错误 ‎ 　　 B　为轨道半径，即为月心与地心之间的距离，减去两者的半径即为月地距离．故B正确 ‎　　　C　该式无意义．更不是月地距离．故C错误 ‎　　　D　为由和GM=gR2结合得求出的月心与地心之间的距离，减去两者的半径即为月地距离．故D正确 故选：B D ‎　‎ ‎16．如图所示内壁光滑的环形槽半径为R．固定在竖直平面内，质量均为m的小球A、B以等大的速率v0从圆心等高处向上、向下滑入环形槽，若在运动过程中两球均未脱离环形槽，设当地重力加速度为g．则下列叙述正确（　　）‎ A．v0的最小值为 ‎ B．两球再次相遇时，速率仍然相等 C．小球A通过最高点时的机械能小于小球B通过最低点时的机械能 D．小球A通过最高点和小球B通过最低点时对环形槽的压力差值为6mg ‎【考点】机械能守恒定律；向心力．‎ ‎【分析】两个小球在光滑的圆轨道内运动，机械能守恒，据机械能守恒定律分析它们再次相遇时速率关系．A球要到最高点，在最高点的速度v必须满足m≥mg．根据机械能守恒和牛顿第二定律求解轨道对两球的支持力之差，得到压力之差．‎ ‎【解答】解：A、设A球刚好到最高点时的速率为v，则mg=m，从出发到最高点的过程，有mgR+mv2=mv02，联立解得：v0=，即小球v0的最小值为，故A错误；‎ B、两个小球在光滑的圆轨道内运动，只有重力做功，机械能守恒，开始出发时机械能相等，则再次相遇时机械能守恒也相等，速率必定相等，故B正确．‎ C、根据机械能守恒定律知，小球A通过最高点时的机械能等于小球B通过最低点时的机械能，故C错误．‎ D、小球A通过最高点时，有mg+NA=m，小球B通过最低点时，有NB﹣mg=m，‎ 又由机械能守恒得：对A球，有 mgR+mvA2=mv02，对B球，有 mgR+mv02=mvB2，‎ 联立解得，NB﹣NA=6mg，则小球A通过最高点和小球B通过最低点时对环形槽的压力差值为6mg，故D正确．‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ 二、实验题 ‎17．下列有关实验的描述中，正确的是（　　）‎ A．在“验证力的平行四边形定则”实验中，选弹簧测力计时，水平对拉两测力计，示数应该相同 B．在“探究弹簧弹力和弹簧伸长关系”的实验中，作出弹力利弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数 C．在“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，放小车的长木板应该使其水平 D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须由υ=gt求出打某点时纸带的速度 ‎【考点】验证力的平行四边形定则；探究弹力和弹簧伸长的关系；探究功与速度变化的关系．‎ ‎【分析】根据合力与分力等效，分析橡皮条长度关系；根据数学判断弹力和弹簧长度的图象的斜率可求出弹簧的劲度系数；在“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，要平衡摩擦力，木板应倾斜；在“验证机械能守恒定律”的实验中，如由v=gt来验证机械能守恒，验证方程是恒等式，无需验证．‎ ‎【解答】解：A、选弹簧测力计时，水平对拉两测力计，示数相同则说明示数准确，故A正确；‎ B、作出弹力和弹簧长度的图象，由胡克定律可知，F=kx，图象的斜率表示k．故B正确；‎ C、在“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，为了研究恒力做功的关系，要平衡摩擦力，木板要倾斜，使物体的重力沿斜面的分力与滑动摩擦力平衡．故C错误；‎ D、若v=gt求出打某点时纸带的速度，需要验证的方程mgh=mv2是恒等式，无需验证，故D错误．‎ 故选AB．‎ ‎　‎ ‎18．（1）在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置图，以下操作合理的是 A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地 B．选用装置2要获得稳定的细水柱显示平抛轨迹，竖直管上端A一定要高于水面 C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放 D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹 ‎（2）如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置；每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后做出如图b所示的x﹣tanθ图象，g=10m/s2．则：‎ 由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0=　1m/s　．实验中发现θ超过后60o后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为　m　．‎ ‎【考点】研究平抛物体的运动．‎ ‎【分析】（1）平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，实验时，要注意保证初速度处于水平方向，根据研究平抛运动的原理出发分析研究方法是否合理．‎ ‎（2）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合平抛运动的规律得出水平位移x与tanθ的关系式，结合图象得出小球平抛运动的初速度．再根据板长与竖直位移和水平位移的关系求解板长．‎ ‎【解答】解：（1）A、选用装置图1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地，故A正确；‎ B、A管内与大气相通，如果A管在水面下可以保证A管上出口处的压强为大气压强，因而另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定．如果A管上出口在水面上则水面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强 降低，出水速度减小，要保证出水速度稳定，要使A的管口在水面以下，故B错误；‎ C、选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故C正确；‎ D、用数码照相机拍摄时曝光时间的固定的，所以可以用来研究平抛运动，故D正确；‎ 故选：ACD．‎ ‎（2）小球做平抛运动落在斜面上，有：tanθ===，解得：t=．‎ 则水平位移：x=v0t=．‎ 由数学知识知图b的斜率为：k===0.2，解得：v0=1m/s．‎ 设板长为L．当θ=60°时，则有：‎ 水平方向有：Lcos60°=v0t 竖直方向有：Lsin60°=gt2，‎ 解得：L=m；‎ 故答案为：（1）ACD；（2）1m/s； m．‎ ‎　‎ 三、计算题 ‎19．如图所示，质量m=1.1kg的物体（可视为质点）用细绳拴住，放在水平传送带的右端，物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，传送带的长度L=5m，当传送带以v=5m/s的速度做逆时针转动时，绳与水平方向的夹角θ=37°．已知：g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：‎ ‎（1）传送带稳定运动时绳子的拉力T；‎ ‎（2）某时刻剪断绳子，求物体运动至传送带最左端所用时间．‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】（1）物块受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力处于平衡，根据共点力平衡，运用正交分解求出绳子拉力的大小．‎ ‎（2）剪断绳子，物块先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度时，判定物块是否到达传送带的左端，然后结合牛顿第二定律和运动学公式求出物体运动到传送带的左端的时间 ‎【解答】解：（1）传送带稳定运动时，物体处于平衡状态，有：‎ T cosθ=μ（mg﹣Tsinθ） ‎ 带入数据解得：T=5N ‎ ‎（2）剪断绳子后，根据牛顿第二定律有：‎ μmg=ma ‎ 代入数据求得：a=5m/s2‎ 匀加速的时间为：t1=1s 位移为：s1===2.5 m ‎ 则匀速运动的时间为：t2=s 总时间为：t=t1+t2=1+0.5=1.5s 答：（1）传送带稳定运动时绳子的拉力是5N；‎ ‎（2）某时刻剪断绳子，物体运动至传送带最左端所用时间是1.5s．‎ ‎　‎ ‎20．风洞是研究空气动力学的实验设备．如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3.2m处，杆上套一质量m=3kg，可沿杆滑动的小球．将小球所受的风力调节为F=15N，方向水平向左．小球以速度v0=8m/s向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；‎ ‎（2）小球落地时的动能．‎ ‎（3）小球离开杆端后经过多少时间动能为78J？‎ ‎【考点】动能定理的应用；运动的合成和分解．‎ ‎【分析】（1）小球离开杆后在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀减速直线运动；根据自由落体运动规律可求得时间；根据水平方向的匀变速直线运动规律可求得水平位移；‎ ‎（2）对小球下落全过程由动能定理列式可求得落地时的动能；‎ ‎（3）设达到78J用时为t，根据运动学公式求出其竖直分位移和水平分位移；再对下落过程由动能定理列式，根据数学规律可求得速度为78J所用的时间．‎ ‎【解答】解：‎ ‎（1）小球在竖直方向做自由落体运动，运动时间为 t===0.8s；‎ 小球在水平方向做匀减速运动，加速度 a===5m/s2；‎ 则水平位移s=v0t﹣at2=8×0.8﹣=4.8m ‎（2）由动能定理 EK﹣mv02=mgH﹣Fx 解得：Ek=120J ‎（3）小球离开杆后经过时间t的水平位移 x=v0t﹣at2‎ 竖直分位移h=gt2； ‎ 由动能定理EK﹣mv02=mg×gt2﹣Fx 将EK=78J和v0=8m/s代入得 ‎125t2﹣80t+12=0‎ 解得t1=0.4s，t2=0.24s 答：（1）小球落地所需时间为0.8s；离开杆端的水平距离为4.8m；‎ ‎（2）小球落地时的动能为120J；‎ ‎（3）小球离开杆端后经过0.4s和0.24s时间动能均为78J．‎ ‎　‎ ‎21．如图所示，水平轨道上，轻弹簧左端固定，自然状态时右端位于P点．现用一质量m=0.1kg的小物块（视为质点）将弹簧压缩后释放，物块经过P点时的速度v0‎ ‎=18m/s，经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道，最后滑上质量M=0.9kg的长木板（木板足够长，物块滑上去不会从木板上掉下来）．已知PQ间的距离l=1m，竖直半圆轨道光滑且半径R=1m，物块与水平轨道间的动摩擦因数µ1=0.15，与木板间的动摩擦因数µ2=0.2，木板与水平地面间的动摩擦因数µ3=0.01，取g=10m/s2．‎ ‎（1）判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动；‎ ‎（2）求木板滑行的最大距离x．‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系．‎ ‎【分析】（1）由牛顿第二定律求得物块在PQ上运动的加速度，根据运动学公式求得进入轨道的速度，在Q点根据牛顿第二定律求得对轨道的压力，只要压力大于等于0就能沿轨道运动，否则不能．‎ ‎（2）根据机械能守恒求出滑上木板的速度，根据牛顿第二定律求出滑上木板的加速度，再根据运动学公式求出位移．‎ ‎【解答】解：（1）物块在PQ上运动的加速度 a1=﹣µ1g=﹣1.5m/s2‎ 进入圆周轨道时的速度为v v2﹣v02=2a1l ‎ 得v2=v02+2a1l=321 m2/s2‎ 设物块刚离开Q点时，圆轨道对物块的压力为FN，‎ 根据牛顿定律，有FN+mg=m FN=m﹣mg=31.1N＞0‎ 故物块能沿圆周轨道运动 ‎（2）物块滑上木板时的速度为v1‎ 根据机械能守恒有 mv2+mg•2R=mv12‎ 得v1=19m/s 物块滑上木板时的加速度为a2‎ 根据牛顿第二定律有 a2=﹣µ2g=﹣2m/s2‎ 木板的加速度位a3‎ µ2mg﹣µ3（m+M）g=Ma3‎ ‎=m/s2‎ 设物块滑上木板经过时间t二者共速，‎ v1+a2t=a3t 得t=9s 这时木板的位移s1=a3t2=4.5m 它们的共同速度v2=a3t=1m/s 物块和木板一起减速的加速度a4=﹣µ3g=﹣0.1m/s2‎ 它们减速运动的位移s2==5m x=s1+s2=9.5m ‎ 答：（1）物块能沿圆周轨道运动；‎ ‎（2）木板滑行的最大距离x为9.5m．‎ ‎　‎ ‎2016年11月26日