江西省赣州市信丰中学2017届高三上学期第五次周练物理试卷

江西省赣州市信丰中学2017届高三上学期第五次周练物理试卷

‎2016-2017学年江西省赣州市信丰中学高三（上）第五次周练物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．1-8题为单选，9-12为多选）．‎ ‎1．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点，（　　）‎ A．P球的速度一定大于Q球的速度 B．P球的动能一定小于Q球的动能 C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力 D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 ‎2．有A、B两小球，B的质量为A的两倍．现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力．图中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是（　　）‎ A．① B．② C．③ D．④‎ ‎3．如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动．已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为N2．重力加速度大小为g，则N1﹣N2的值为（　　）‎ A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg ‎4．关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（　　）‎ A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 ‎5．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是（　　）‎ A．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 ‎6．我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接．假设“天宫二号”与“神州十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是（　　）‎ A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 ‎7．国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”．1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上．设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为（　　）‎ A．a2＞a1＞a3 B．a3＞a2＞a1 C．a3＞a1＞a2 D．a1＞a2＞a3‎ ‎8．沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度﹣时间图线如图所示．已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0﹣5s，5﹣10s，10﹣15s内F的大小分别为F1、F2和F3，则（　　）‎ A．F1＞F2 B．F2＜F3 C．F1＞F3 D．F1=F3‎ ‎9．如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧，直道与弯道相切．大、小圆弧圆心O、O'距离L=100m．赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短（发动机功率足够大，重力加速度g=10m/s2，π=3.14）．则赛车（　　）‎ A．在绕过小圆弧弯道后加速 B．在大圆弧弯道上的速率为45m/s C．在直道上的加速度大小为5.63m/s2‎ D．通过小圆弧弯道的时间为5.85s ‎10．如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有（　　）‎ A．TA＞TB B．EkA＞EkB C．SA=SB D． =‎ ‎11．通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量．假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量．这两个物理量可以是（　　）‎ A．卫星的速度和角速度 B．卫星的质量和轨道半径 C．卫星的质量和角速度 D．卫星的运行周期和轨道半径 ‎12．如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P．它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W．重力加速度大小为g．设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则（　　）‎ A．a= B．a= C．N= D．N=‎ ‎　‎ 二、实验题．（每空3分，共12分）‎ ‎13．某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg．实验步骤如下：‎ ‎（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．‎ ‎（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N﹣n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s﹣t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．‎ ‎（3）对应于不同的n的a值见表．n=2时的s﹣t图象如图（b）所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入表．‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ a（m/s2）‎ ‎0.20‎ ‎　　‎ ‎0.58‎ ‎0.78‎ ‎1.00‎ ‎（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a﹣n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．‎ ‎（5）利用a﹣n图象求得小车（空载）的质量为　　kg（保留2位有效数字，g=9.8m/s2）．‎ ‎（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是　　（填入正确选项前的标号）‎ A．a﹣n图线不再是直线 B．a﹣n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a﹣n图线仍是直线，但该直线的斜率变大．‎ ‎　‎ 三、计算题（共40分）‎ ‎14．我国将于2022年举办冬奥运会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示，质量m=60kg的运动员从长直轨道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速下滑，到达助滑道末端B时速度vB=24m/s，A与B的竖直高度差H=48m．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧，助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W=﹣1530J，取g=10m/s2．‎ ‎（1）求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；‎ ‎（2）若运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大．‎ ‎15．在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒．高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h．‎ ‎（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；‎ ‎（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；‎ ‎（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系．‎ ‎16．如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E=5N/C，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=0.5T．有一带正电的小球，质量m=1.0×10﹣6kg，电荷量q=2×10﹣6C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象），取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；‎ ‎（2）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t．‎ ‎17．避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为水平面夹角为θ的斜面．一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的低端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4m时，车头距制动坡床顶端38m，再过一段时间，货车停止．已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍．货物与货车分别视为小滑块和平板，取cosθ=1，sinθ=0.1，g=10m/s2．求：‎ ‎（1）货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；‎ ‎（2）制动坡床的长度．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年江西省赣州市信丰中学高三（上）第五次周练物理试卷 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．1-8题为单选，9-12为多选）．‎ ‎1．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点，（　　）‎ A．P球的速度一定大于Q球的速度 B．P球的动能一定小于Q球的动能 C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力 D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 ‎【考点】机械能守恒定律；向心加速度；向心力．‎ ‎【分析】从静止释放至最低点，由机械能守恒列式，可知最低点的速度、动能；在最低点由牛顿第二定律可得绳子的拉力和向心加速度．‎ ‎【解答】解：AB．从静止释放至最低点，由机械能守恒得：mgR=mv2，解得：v=‎ 在最低点的速度只与半径有关，可知vP＜vQ；动能与质量和半径有关，由于P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短，所以不能比较动能的大小．故AB错误；‎ CD．在最低点，拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：‎ F﹣mg=m，解得，F=mg+m=3mg，a向=，‎ 所以P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力，向心加速度两者相等．故C正确，D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎2．有A、B两小球，B的质量为A的两倍．现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力．图中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是（　　）‎ A．① B．② C．③ D．④‎ ‎【考点】抛体运动．‎ ‎【分析】明确抛体运动的轨迹取决于物体的初速度和加速度，明确加速度均为重力加速度，即可分析小球B的运动轨迹．‎ ‎【解答】解：两球初速度大小和方向均相同，同时因抛出后两物体均只受重力，故加速度相同，因此二者具有相同的运动状态，故B的运动轨迹也是①；选项A正确，BCD错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎3．如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动．已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为N2．重力加速度大小为g，则N1﹣N2的值为（　　）‎ A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg ‎【考点】机械能守恒定律；物体的弹性和弹力；向心力．‎ ‎【分析】根据机械能守恒定律可明确最低点和最高点的速度关系；再根据向心力公式可求得小球在最高点和最低点时的压力大小，则可求得压力的差值．‎ ‎【解答】解：设最高点的速度为v2，最低点速度为v1；‎ 对由最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律可知：‎ ‎﹣mg2R=mv22﹣mv12‎ 根据向心力公式可得：‎ 最高点时：N2+mg=m 最低点时；N1﹣mg=m 联立解得：N1﹣N2=6mg； ‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎4．关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（　　）‎ A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 ‎【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．‎ ‎【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．‎ ‎【解答】解：开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但并未找出了行星按照这些规律运动的原因；牛顿在开普勒行星运动定律的基础上推导出万有引力定律，故ACD错误，B正确．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是（　　）‎ A．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 ‎【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．‎ ‎【分析】卫星变轨，做离心运动要加速；万有引力提供向心力；加速度和动量都是矢量．‎ ‎【解答】解：A．卫星由轨道1在P点进入轨道2做离心运动，要加速，所以在轨道1和在轨道2运行经过P点的速度不同，故A错误；‎ B．在轨道1和在轨道2运行经过P点，都是万有引力提供向心力，由a=可知，卫星在P点的加速度都相同，故B正确；‎ C．由a=可知，由于r不同，加速度的方向指向地球，方向不同，所以卫星在轨道1的任何位置的加速度都不同，故C错误；‎ D．卫星在轨道2的任何位置的速度方向不同，所以动量不同，故D错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎6．我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接．假设“天宫二号”与“神州十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是（　　）‎ A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 ‎【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】正常运行的卫星若加速则所需向心力大于万有引力做离心运动，若减速则所需向力小于万有引力做向心运动，据此分析各选项．‎ ‎【解答】解：A、B、在同一轨道上运行加速做离心运动，减速做向心运动均不可实现对接．则AB错误 C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，则其做离心运动可使飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接．则C正确 D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，则其做向心运动，不可能与空间实验室相接触．则D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎7．国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”．1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上．设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为（　　）‎ A．a2＞a1＞a3 B．a3＞a2＞a1 C．a3＞a1＞a2 D．a1＞a2＞a3‎ ‎【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．‎ ‎【分析】根据万有引力提供向心力可比较东方红一号和东方红二号的加速度；‎ 同步卫星的运行周期和地球自转周期相等，角速度相等，根据比较固定在地球赤道上的物体和东方红二号的加速度．‎ ‎【解答】解：东方红二号地球同步卫星和地球自转的角速度相同，由a=ω2r可知，a2＞a3；‎ 由万有引力提供向心力可得：a=，东方红一号的轨道半径小于东方红二号的轨道半径，所以有：a1＞a2，‎ 所以有：a1＞a2＞a3，故ABC错误，D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎8．沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度﹣时间图线如图所示．已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0﹣5s，5﹣10s，10﹣15s内F的大小分别为F1、F2和F3，则（　　）‎ A．F1＞F2 B．F2＜F3 C．F1＞F3 D．F1=F3‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．‎ ‎【分析】速度时间图象的斜率表示加速度的大小，斜率为正，表示加速运动，斜率为负，表示减速运动，再根据牛顿第二定律分析拉力的大小即可．‎ ‎【解答】解：由速度时间图象的斜率可知，0～5s内和10～15s内物体的加速度大小a相等．‎ 在0～5s内，物体加速下滑，由牛顿第二定律可得：mgsinθ﹣f﹣F1=ma，所以F1=mgsinθ﹣f﹣ma；‎ 在5～10s，物体匀速下滑，受力平衡，则mgsinθ﹣f=F2，所以F2=mgsinθ﹣f；‎ 在10～15s内，物体减速下滑，由牛顿第二定律可得，F3+f﹣mgsinθ=ma，所以F3=mgsinθ﹣f+ma；‎ 由以上分析可得，F1＜F2＜F3；‎ 故B正确，ACD错误 故选：B ‎　‎ ‎9．如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧，直道与弯道相切．大、小圆弧圆心O、O'距离L=100m．赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短（发动机功率足够大，重力加速度g=10m/s2，π=3.14）．则赛车（　　）‎ A．在绕过小圆弧弯道后加速 B．在大圆弧弯道上的速率为45m/s C．在直道上的加速度大小为5.63m/s2‎ D．通过小圆弧弯道的时间为5.85s ‎【考点】向心力；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】在弯道上做匀速圆周运动，赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短，则在弯道上都由最大静摩擦力提供向心力，速度最大，分别由牛顿第二定律解得在弯道的速度，由运动学公式求加速度，利用t=2πr××求时间．‎ ‎【解答】解：A．在弯道上做匀速圆周运动，赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短，则在弯道上都由最大静摩擦力提供向心力，速度最大，由BC分析可知，在绕过小圆弧弯道后加速，故A正确；‎ B．设经过大圆弧的速度为v，经过大圆弧时由最大静摩擦力提供向心力，由2.25mg=m可知，代入数据解得：v=45m/s，故B正确；‎ C．设经过小圆弧的速度为v0，经过小圆弧时由最大静摩擦力提供向心力，由2.25mg=m可知，代入数据解得：v0=30m/s，由几何关系可得直道的长度为：x==50m，再由v2﹣=2ax代入数据解得：a=6.50m/s，故C错误；‎ D．设R与OO'的夹角为α，由几何关系可得：cosα==，α=60°，小圆弧的圆心角为：120°，经过小圆弧弯道的时间为t=2πr××‎ ‎=2.79s，故D错误．‎ 故选：AB．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有（　　）‎ A．TA＞TB B．EkA＞EkB C．SA=SB D． =‎ ‎【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．‎ ‎【分析】由开普勒定律第三定律可确定周期与半径的关系，据开普勒第二定律可确定扫过的面积相等，则可知半径大的速度小．‎ ‎【解答】解：A、D、则开普勒第三定律可知周期的二次方与半径的三次方成正比，则D正确，A的半径大，则其周期长，则A正确．‎ B、C、由开普勒第二定可知绕同一天体运动的天体与中心天体连线在同一时间内扫过的面积相等，并可知连线长的速度小，则A的速度小于B的，又质量相等，则A的运动小于B的动能，则BC错误；‎ 故选：AD ‎　‎ ‎11．通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量．假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量．这两个物理量可以是（　　）‎ A．卫星的速度和角速度 B．卫星的质量和轨道半径 C．卫星的质量和角速度 D．卫星的运行周期和轨道半径 ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力充当向心力，由万有引力定律结合牛顿第二定律列式求中心天体的质量，然后由选项条件判断正确的答案．‎ ‎【解答】解：卫星围绕冥王星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，‎ A、已知卫星的速度和角速度，则轨道半径r=，根据即可求解冥王星质量M，故A正确；‎ B、根据可知，卫星的质量可以约去，只知道半径不能求出冥王星质量，故B错误；‎ C、根据可知，卫星的质量可以约去，只知道角速度不能求出冥王星质量，故C错误；‎ D、根据可知，知道卫星的运行周期和轨道半径可求解冥王星质量M，故D正确；‎ 故选：AD ‎　‎ ‎12．如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P．它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W．重力加速度大小为g．设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则（　　）‎ A．a= B．a= C．N= D．N=‎ ‎【考点】动能定理；向心力．‎ ‎【分析】质点P下滑的过程中，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理求出质点P到达最低点时的速度，在最低点，质点受重力和支持力，根据合力提供向心力，列式求解．‎ ‎【解答】解：质点P下滑的过程，由动能定理得 ‎ mgR﹣W=‎ 在最低点，质点P的向心加速度 a==‎ 根据牛顿第二定律得 ‎ N﹣mg=m 解得 N=，故AC正确，BD错误．‎ 故选：AC ‎　‎ 二、实验题．（每空3分，共12分）‎ ‎13．某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg．实验步骤如下：‎ ‎（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．‎ ‎（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N﹣n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s﹣t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．‎ ‎（3）对应于不同的n的a值见表．n=2时的s﹣t图象如图（b）所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入表．‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ a（m/s2）‎ ‎0.20‎ ‎　0.40　‎ ‎0.58‎ ‎0.78‎ ‎1.00‎ ‎（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a﹣n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．‎ ‎（5）利用a﹣n图象求得小车（空载）的质量为　0.45　kg（保留2位有效数字，g=9.8m/s2）．‎ ‎（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是　C　（填入正确选项前的标号）‎ A．a﹣n图线不再是直线 B．a﹣n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a﹣n图线仍是直线，但该直线的斜率变大．‎ ‎【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．‎ ‎【分析】（3）根据x﹣t图象的性质可明确各时刻对应的位移，根据位移公式可求得加速度；‎ ‎（4）将点（2，0.40）作出，并用直线将各点连接即可得出图象；‎ ‎（5）找出图象上的点，根据图象的性质以及牛顿第二定律列式，即可求出小车的质量；‎ ‎（6）对实验原理进行分析，明确摩擦力带来的影响；根据牛顿第二定律可明确图象的变化情况．‎ ‎【解答】解：（3）物体做匀加速直线运动，对应的x﹣t图象为曲线，由图象可知，当t=2.0s时，位移为：x=0.80m；‎ 则由x=at2代入数据得：a=0.40m/s2；‎ ‎（4）在图C中作出点（2，0.40），并用直线将各点相连，如图所示；‎ ‎（5）由图c可知，当n=4时，加速度为0.78m/s2，由牛顿第二定律可知：‎ ‎4×0.01×9.8=（m+5×0.01）×0.78‎ 解得：m=0.45kg； ‎ ‎（6）若木板水平，则物体将受到木板的摩擦力；则有：‎ nm0g﹣μ[m+（5﹣n）m0g]=（m+5m0）a； ‎ a=﹣=n﹣‎ 故说明图象仍为直线，但不再过原点；并且斜率增大；故AB错误，C正确；‎ 故答案为：（3）0.40； （4）如上图所示；（5）0.45；（6）C．‎ ‎　‎ 三、计算题（共40分）‎ ‎14．我国将于2022年举办冬奥运会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示，质量m=60kg的运动员从长直轨道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速下滑，到达助滑道末端B时速度vB=24m/s，A与B的竖直高度差H=48m．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧，助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W=﹣1530J，取g=10m/s2．‎ ‎（1）求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；‎ ‎（2）若运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大．‎ ‎【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】（1）运动员在AB段做初速度为零的匀加速运动，已知初、末速度和位移，可根据速度位移公式求出加速度，再由牛顿第二定律求出阻力．‎ ‎（2）运动员从B到C的过程，由动能定理求出到达C点的速度．在C点，由重力和轨道的支持力充当向心力，由牛顿第二定律列式，即可求解．‎ ‎【解答】解：（1）运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，斜面的倾角为α，则有 ‎=2ax 根据牛顿第二定律得 ‎ mgsinα﹣Ff=ma 又 sinα=‎ 由以上三式联立解得 Ff=144N ‎（2）设运动员到达C点时的速度为vC，在由B到达C的过程中，由动能定理有 ‎ mgh+W=﹣‎ 设运动员在C点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律得 ‎ FN﹣mg=m 由运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，即有 FN=6mg 联立解得 R=12.5m 答：‎ ‎（1）求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小是144N；‎ ‎（2）若运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为12.5m．‎ ‎　‎ ‎15．在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒．高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h．‎ ‎（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；‎ ‎（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；‎ ‎（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系．‎ ‎【考点】动能定理的应用；平抛运动．‎ ‎【分析】（1）粒子水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动；根据几何关系可明确粒子下降的高度，再由竖直方向的自由落体运动可求得飞行时间；‎ ‎（2）能被探测到的粒子高度范围为h至2h，水平位移相同，根据平抛运动规律可知速度范围；‎ ‎（3）粒子在运动中机械能守恒，根据AB两点的速度关系以及机械能守恒列式，联立即可求得L与h的关系．‎ ‎【解答】解：（1）打在中点的微粒h=gt2①‎ 解得t=②‎ ‎（2）打在B点的微粒v1=‎ ‎2h=③‎ 解得v1=L④‎ 同理，打在A点的微粒初速度v2=L⑤‎ 微粒初速度范围L≤v≤L⑥‎ ‎（3）由能量关系mv22+mgh=mv12+2mgh 代入④⑤两式可得：‎ L=2h； ‎ 答：（1）若微粒打在探测屏AB的中点，微粒在空中飞行的时间；‎ ‎（2）能被屏探测到的微粒的初速度范围为L≤v≤L；‎ ‎（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，L=2h；‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E=5N/C，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B=0.5T．有一带正电的小球，质量m=1.0×10﹣6kg，电荷量q=2×10﹣6C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场（不考虑磁场消失引起的电磁感应现象），取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；‎ ‎（2）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t．‎ ‎【考点】带电粒子在混合场中的运动．‎ ‎【分析】（1）小球做匀速直线运动时，受力平衡，根据平衡条件结合几何关系列式求解即可；‎ ‎（2）撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动没有影响，小球在竖直方向上做匀减速直线运动，若使小球再次穿过P点所在的电场线，仅需小球的竖直方向的分位移为零，根据竖直上抛运动的基本公式列式求解即可．‎ ‎【解答】解：（1）小球做匀速直线运动时，受力如图，‎ 其所受的三个力在同一平面内，合力为零，则有：‎ Bqv=，‎ 带入数据解得：v=20m/s，‎ 速度v的方向与电场E的方向之间的夹角满足tanθ=，‎ 解得：tanθ=，则θ=60°‎ ‎（2）撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动没有影响，以P点为坐标原点，竖直向上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速直线运动，其初速度为vy=vsinθ，‎ 若使小球再次穿过P点所在的电场线，仅需小球的竖直方向的分位移为零，则有：‎ 联立解得t=‎ 答：（1）小球做匀速直线运动的速度v的大小为20m/s，方向与电场E的夹角为60°；‎ ‎（2）从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间为．‎ ‎　‎ ‎17．避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为水平面夹角为θ的斜面．一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的低端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4m时，车头距制动坡床顶端38m，再过一段时间，货车停止．已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍．货物与货车分别视为小滑块和平板，取cosθ=1，sinθ=0.1，g=10m/s2．求：‎ ‎（1）货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；‎ ‎（2）制动坡床的长度．‎ ‎【考点】牛顿运动定律的综合应用；匀变速直线运动规律的综合运用．‎ ‎【分析】（1）货物相对车向前运动，货物所受摩擦力与运动方向相反，对货物受力分析，再由牛顿第二定律列式求解．‎ ‎（2）根据牛顿第二定律分别求出货物和货车的加速度，利用相对位移列方程求出运动时间，进而可知货车在这段时间的位移．‎ ‎【解答】解：（1）对货物：μmgcosθ+mgsinθ=ma1‎ a1=5m/s2，方向沿斜面向下；‎ ‎（2）对货车：0.44（m+4m）gcosθ+4mgsinθ﹣μmgcosθ=4ma2‎ 解得：a2=5.5m/s2‎ 设减速的时间为t，则有：‎ v0t﹣a1t2﹣（v0t﹣）=4‎ 得：t=4s 故制动坡床的长度L=38+12+（v0t﹣）=98m．‎ 答：（1）货物在车厢内滑动时加速度为5m/s2，方向沿斜面向下；‎ ‎（2）制动坡床的长度为98m．‎ ‎　‎ ‎2017年2月28日