2019-2020学年高一(下)期末物理模拟试卷(3)-0705(含答案解析)

2019-2020学年高一(下)期末物理模拟试卷(3)-0705(含答案解析)

第 1 页，共 16 页 2019-2020 学年高一（下）期末物理模拟试卷 (3) 一、单选题（本大题共 6 小题，共 24.0 分） 1. 下列说法中正确的是 ( ) A. 研究在女子万米比赛中的“长跑女王”特鲁纳什 ·迪巴巴，可把特鲁纳什 ·迪巴巴看作质点 B. 在某次铅球比赛中，某运动员以 18.62 米的成绩获得金牌，这里记录的成绩是比赛中铅球经 过的路程 C. 平均速度是矢量，平均速率是标量，但是它们大小一定相同 D. “北京时间 10 点整”指的是时间，一节课 40min 指的是时刻 2. 一质点沿一条直线运动， 其位移随时间 t 的变化关系如图所示， Oa 段和 cd 段为直线、 ac 段为曲 线，Oa 段的平均速度为 ??1，ac 段的平均速度为 ??2 ，cd 段的平均速度为 ??3 ，Od 段平均速度为 ??4 ， 则 ( ) A. Oa 段质点做匀加速运动 B. ??2 可能等于 ??4 C. ??1、??2 、??3 和 ??4中 ??3最大 D. Oa 段的加速度小于 cd段的加速度 3. 在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是 ( ) A. 玻尔提出了自己的原子结构假说，并由此成功解释了所有的原子发光现象 B. 汤姆孙首先提出了原子的核式结构学说 C. 贝可勒尔首先发现了天然放射现象，并发现了原子中存在原子核 D. 卢瑟福通过 ??粒子轰击氮的人工核转变发现了质子 4. 已知地球半径为 R，月球半径为 r，地球与月球之间的距离 (两球中心之间的距离 )为??.月球绕地 球公转的周期为 ??1 ，地球自转的周期为 ??2 ，地球绕太阳公转周期为 ??3 ，假设公转运动都视为圆 周运动，万有引力常量为 G，由以上条件可知 ( ) A. 地球的质量为 ??地 = 4??2?? ????32 B. 月球的质量为 ??月 = 4??2 ?? ????12 C. 地球的密度为 ??= 3???? ????1 2 D. 月球运动的加速度为 ??= 4??2 ?? ??1 2 5. 如图所示， 从倾角为 ??的斜面上的 A 点， 以水平速度 ??0抛出一个小球， 不计空气阻力，它落在斜面上 B 点，重力加速度大小为 g。A、B 两 点间的距离和小球落到 B 点时速度的大小分别为 ( ) A. 2??0 2 ???????? ??????????,??0√1 + 4??????2?? B. 2??0 2 ??????????, ??0 √1 + 2??????2 ?? C. 2??0 2 ??????????,??0 √1+ 4??????2?? D. 2??0 2???????? ??????????, ??0 √1+ 2??????2 ?? 6. 如图所示，长度不同的两根轻绳 ??1 与 ??2 ，一端分别连接质量为 ??1 和 ??2的两个小球，另一端悬于 天花板上的同一点 O，两小球质量之比 ??1：??2 = 1：2，两小球在同一水平面内做匀速圆周运 第 2 页，共 16 页 动，绳 ??1，??2与竖直方向的夹角分别为 30°与 60°，下列说法中正确的是 ( ) A. 绳??1 ，??2 的拉力大小之比为 1：3 B. 小球 ??1 ，??2 运动的向心力大小之比为 1：6 C. 小球 ??1 ，??2 运动的周期之比为 2：1 D. 小球 ??1 ，??2 运动的线速度大小之比为 1：2 二、多选题（本大题共 6 小题，共 24.0 分） 7. 水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙，底边长分别为 ??1、??2，且 ??1 < ??2，如 图所示．两个完全相同的小滑块 A、??(可视为质点 )与两个斜面间的动摩擦因数相同，将小滑块 A、B 分别从甲、乙两个斜面的顶端同时由静止开始释放，取地面所在的水平面为参考平面，则 ( ) A. 从顶端到底端的运动过程中，由于克服摩擦而产生的热量一定相同 B. 滑块 A 到达底端时的动能一定比滑块 B 到达底端时的动能大 C. 两个滑块加速下滑的过程中，到达同一高度时，机械能可能相同 D. 两个滑块从顶端运动到底端的过程中，重力对滑块 A 做功的平均功率比滑块 B 的大 8. 如图所示， 两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在 同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的 ( ) A. 运动周期相同 B. 运动的线速度相同 C. 运动的角速度相同 D. 向心加速度相同 9. 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下图所示。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 5?? /?? D. 物体运动的加速度大小是 5?? /??2 第 3 页，共 16 页 10. 如图所示，曲线 Ⅰ是一颗绕地球做圆周运动的卫星轨道的示意图，其半径为 R；曲线 Ⅱ是一颗 绕地球做椭圆运动的卫星轨道的示意图， O 点为地球球心， AB 为椭圆的长轴，两轨道和地心都 在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，引力常量为 G，地球质量为 M，下列 说法正确的是 ( ) A. 椭圆轨道的长轴长度为 2R B. 卫星在 Ⅰ轨道的速度为 ??0 ，卫星在 Ⅱ轨道 B 点的速率为 ????，则 ??0 > ???? C. 卫星在 Ⅰ轨道的加速度大小为 ??0，卫星在 Ⅱ轨道 A 点加速度大小为 ????，则 ??0 < ???? D. 若 ????= 0.5??，则卫星在 B 点的速率 ????> √2???? 3?? 11. 如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球 A 和物块 B， 跨过固定于斜面体顶端的小滑轮 O，倾角为 30°的斜面体置于水 平地面上． A 的质量为 m，B 的质量为 3??.开始时，用手托住 A， 使 OA 段绳恰处于水平伸直状态 ( 绳中无拉力 )，OB 绳平行于斜面， 此时 B 静止不动．将 A 由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确 的是 ( ) A. 物块 B 受到的摩擦力先减小后增大 B. 地面对斜面体的摩擦力方向一直向右 C. 小球 A 所受重力的功率先增大后减小 D. 小球 A 的机械能先增大后减小 12. ??1 、??2 为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星 ??1、 ??2 做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的 引力产生的加速度 a，横坐标表示物体到行星中心的距离 r 的平方， 两条曲线分别表示 ??1 、??2 周围的 a 与 ??2 的反比关系，它们左端点横坐 标相同，则 ( ) A. ??1的平均密度比 ??2的大 B. ??1 的第一宇宙速度比 ??2 的小 C. ??1的向心加速度比 ??2的大 D. ??1 的公转周期比 ??2 的大 三、实验题（本大题共 2 小题，共 16.0 分） 13. 某同学利用图甲所示装置探究力对物体做的功与物体速度变化的关系， 得到了下表的数据： (注： 每条橡皮筋拉长的长度都一样 ) 第 4 页，共 16 页 实验次数 1 2 3 4 5 橡皮筋条数 1 3 4 5 7 小车速度 ??/(??· ??-1 ) 0.71 1.23 1.42 1.58 1.71 (1) 由表可得出定性结论： _____________________________________________ ． (2) 设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为 ??0，大致画出橡皮筋所做的功 W 与小车速度 v 的图 象． (画在图乙中 ) (3) 根据以上的 ?? - ??图象对 W 与 v 的关系作出初步判断： __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ． (4) 根据数据完成下表的空白部分： 实验次数 1 2 3 4 5 橡皮筋做功 ??0 ??2 /(?? 2 ·??-2 ) W 与 v 的关系 14. 验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源， 输出电压为 6V 的交流电和直流电两种。 重锤 从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的 痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。 (1) 将下列实验步骤中没有必要进行的或者操作不恰当的步聚填在空格内， __________。 A.将打点计时器接到电源的直流输出端上； B.用天平测量出重锤的质量； C.释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带； D.测量打出的纸带上某些点之间的距离； E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 (2) 利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度 a 的数值。如图所示，根据打出的纸带，选取纸 带上打出的连续的五个点 A、B、C、D、E，测出点 A、C 间的距离为 ??1 ，点 C、E 间的距离为 ??2 ， 使用交流电的频率为 f，根据这些条件计算重锤下落加速度 a 的表达式为 ??= __________。 第 5 页，共 16 页 四、计算题（本大题共 2 小题，共 20.0 分） 15. 如图所示，一个质量为 0.5????的小球，用 0.4??长的细线拴住在竖直面内作圆周 运动，求： (1) 当小球在圆上方最高点速度为 4??/??时，细线的拉力是多少？ (2) 当小球在圆下方最低点速度为 6??/??时，细线的拉力是多少？ (??= 10??/??2 ) 16. 如图，一个质量为 ?? = 2????的小物块静置于足够长的斜面底端。 现对其施加一个沿斜面向上、大小为 ??= 25??的恒力， 3s 后将 F 撤去，此时物块速度达到 15??/??。设物块运动过程中所受摩擦力 的大小不变，取 ??= 10??/??2 .求： (1) 物块所受摩擦力的大小； (2) 物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离； (3) 物块在斜面上运动的总时间。 五、简答题（本大题共 1 小题，共 16.0 分） 17. 如图所示，一块质量为 M、长为 l 的匀质板放在很长的水平桌面上，板的左端有一质量为 m 的 物块，物块上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行，某人以恒 定的速度 v向下拉绳， 物块最多只能到达板的中点， 且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远． 求： (1) 若板与桌面间光滑，物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移． (2) 若板与桌面间有摩擦，为使物块能到达板右端，板与桌面的动摩擦因数的范围． 第 6 页，共 16 页 (3) 若板与桌面间的动摩擦因数取 (2) 问中的最小值，在物块从板的左端运动到右端的过程中， 人拉绳的力所做的功 (其他阻力均不计 )． 第 7 页，共 16 页 -------- 答案与解析 -------- 1.答案： A 解析： 本题考查了时间与时刻、质点的认识、位移与路程。 研究女子万米比赛中的“长跑女王”特鲁纳什 ?迪巴巴时，运动员的形状和大小可以忽略，可以看成 质点，选项 A 正确； 铅球比赛中，铅球的运动轨迹是曲线，成绩是测量初末位置的直线距离，所以记录的成绩是比赛中 铅球的水平位移，选项 B 错误； 平均速率等于路程与所用时间的比值，是标量．平均速度等于位移与所用时间的比值，是矢量；只 要不是单一方向的直线运动 (如曲线运动或有返回的直线运动 )，位移的大小与路程是不相等的，所 以平均速率与平均速度的大小就不相等；只有单一方向的直线运动，平均速率与平均速度的大小才 相等；选项 C 错误； 北京时间 10 点整在时间轴上对应的是一个点，所以是时刻，一节课 40min 在时间轴上对应的是一 个线段，表示时间，选项 D 错误； 故选 A。 2.答案： C 解析： 解： AD、位移时间图象的斜率表示速度， Oa 和 cd 段为直线，图象的斜率均不变，说明质点 的速度不变，因此， Oa 和 cd 段质点都做匀速直线运动，加速度都为零，相等，故 A、D 错误； B、连接 a、c 两点，则 ac 直线的斜率表示 ac 段的平均速度，根据图象可知， ac 段图象的斜率小于 Od 段图象的斜率，所以 ??2 小于 ??4 ，故 B 错误； C、根据图象可知， cd 段图象的斜率最大，所以 ??3中最大，故 C 正确； 故选： C 位移时间图象的斜率表示速度，根据斜率判断物体的运动情况，平均速度等于位移除以时间，根据 图象读出位移，从而判断平均速度的关系． 本题主要考查了位移时间图象的直接应用，要知道位移图象的斜率表示速度，能根据图象求出某点 的瞬时速度和平均速度． 3.答案： D 解析： 【分析】 根据所学相关物理学史分析、判断即可。 本题主要考查了有关原子物理部分的物理学史。在学习过程中，要注意这方面知识的积累。 【解答】 第 8 页，共 16 页 A.玻尔原子理论不能解释所有原子的发光现象，故 A 错误； B.英国物理学家卢瑟福通过对 ??粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构学说，故 B 错误； C.贝可勒尔首先发现了天然放射现象，而天然放射现象是原子核发生变化产生的，说明原子核有复 杂的内部结构，发现原子中存在原子核的是卢瑟福，故 C 错误； D.卢瑟福用 ??粒子轰击氮核发现了质子，并首次实现了原子核的人工转变，故 D 正确。 故选 D。 4.答案： D 解析： 解： AC、月球围绕地球圆周运动，已知月球公转周期为 ??1 ，公转半径为为 L，根据万有引力 提供圆周运动向心力有： ?? ??地 ??月 ??2 = ??月 ?? 4??2 ??1 2 ，可得地球的质量 ??地 = 4??2??3 ????1 2 ，地球的密度 ??= ??地 4 3????3 = 4??2 ??3 ????12 4 3 ????3 = 3????3 ????3 ??1 2 ，所以 AC 均错误； B、因为月球是环绕天体， 万有引力提供向心力等式两边消去环绕天体的质量， 故无法求得月球的质 量，所以 B 错误； D、月球绕地球公转，万有引力提供圆周运动向心力有，月球的加速度即为向心加速度故 ??= ?? 4??2 ??1 2 ， 故 D 正确。 故选： D。 根据万有引力提供圆周运动向心力可以求得中心天体的质量，根据密度公式可以求天体的密度． 万有引力提供圆周运动向心力可以通过测量周期与半径求中心天体的质量不，注意只能求中心天体 的质量，环绕天体的质量无法求得． 5.答案： A 解析： 【分析】 小球落在 B 点，位移方向与水平方向的夹角等于斜面的倾角，根据两分位移关系可求出时间；先求 出水平方向的分位移， 根据几何关系即可求出 A、B 两点的距离； 先求出竖直方向的分速度，由几何 关系即可求出在 B 点的速度大小。 对于平抛运动，一要抓住两个分运动的性质，二要明白突破口一般是：从位移关系入手或从速度关 系入手。 【解答】 设小球运动时间为 t，小球落在 B 点时，位移方向与水平方向的夹角为 ??，根据位移方向的表达式有 ????????= 1 2????2 ??0?? = ???? 2??0 ，可得小球运动时间为 ??= 2??0 ???????? ?? ，由竖直方向做自由落体运动，可得小球在 B 点 的竖直分速度为 ????= ????= 2??0????????，水平方向所发生的位移为 ??= ??0??= 2??02 ???????? ?? ，由几何关系可得 A、 B 两点的距离为 ??= ?? cos?? = 2??0 2 ???????? ??????????，在 B 点的速度大小为 ??= √??0 2 + ????2 = ??0√1+ 4??????2 ??，故 A 正确， BCD 错误。 第 9 页，共 16 页 故选 A。 6.答案： B 解析： 试题分析：两个小球均做匀速圆周运动，对它们受力分析，找出向心力来源，可求出拉力、 向心力、周期和线速度的表达式进行分析． A、小球运动的轨迹圆在水平面内， 运动形式为匀速圆周运动， 在指向轨迹圆圆心方向列向心力表达 式方程，在竖直方向列平衡方程，可得，拉力大小 ??1 = ??1 ?? ??????30°，??2 = ??2 ?? ??????60°， ??1 ??2 = √3 6 ，故 A 错误． B、向心力大小 ??1 = ??1 ????????30 °，??2 = ??2????????60 °， 则有： ??1 ??2 = 1 6，故 B 正确． C、周期 ??= 2??√?????????? ?? ，因连接两小球的绳的悬点距两小球运动平面的距离相等，所以周期相等，故 C 错误． D、由 ??= 2???? ?? 可知， ??1 ??2 = ??????30° ??????60°= 1 3，故 D 错误． 故选： B． 7.答案： BD 解析： 解： A、设甲斜面底端为 C，乙斜面底端为 D，A、B 滑块从斜面顶端分别运动到 C、D 的过 程中，摩擦力做功不同，所以克服摩擦而产生的热量一定不同，故 A 错误； B、由于 B 物块受到的摩擦力 ????????????????大，且通过的位移大，则克服摩擦力做功多，滑块 A 克服摩 擦力做功少，损失的机械能少，根据动能定理，可知 滑块 A 到达底端时的动能一定比 B 到达底端时 的动能大，故 B 正确； C、两个滑块在斜面上加速下滑的过程中，到达同一高度时，重力做功相同， 由于乙的斜面倾角大，所以在斜面上滑行的距离不等，即摩擦力做功不等， 所以机械能不同，故 C 错误； D、整个过程中，两物块所受重力做功相同，但由于 A 先到达低端，故重力对滑块 A 做功的平均功 率比滑块 B 的大，故 D 正确 故选： BD． 根据动能定理研究滑块 A 到达底端 C 点和滑块 B 到达 D 点时表示出末动能比较． 根据动能定理研究两个滑块在斜面上加速下滑的过程中，到达同一高度的过程，根据表达式比较求 解． 根据平均功率的定义求解． 本题主要考查动能定理和功能关系．关键要明确研究的过程列出等式表示出需要比较的物理量． 8.答案： AC 解析： 解：对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故 合力提供向心力； 第 10 页，共 16 页 将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力： ??= ????????????① ； 由向心力公式得到， ??= ????2??② ； 设绳子与悬挂点间的高度差为 h，由几何关系，得： ??= ?????????③ ； 由 ①②③ 三式得， ??= √ ?? ? ，与绳子的长度和转动半径无关，故 C 正确； 又由 ??= 2?? ??知，周期相同，故 A 正确； 由 ??= ????，两球转动半径不等，则线速度大小不等，故 B 错误； 由 ??= ??2 ??，两球转动半径不等，向心加速度不同，故 D 错误； 故选 AC。 两个小球均做匀速圆周运动，对它们受力分析，找出向心力来源，可先求出角速度，再由角速度与 线速度、周期、向心加速度的关系公式求解． 本题关键要对球受力分析，找向心力来源，求角速度；同时要灵活应用角速度与线速度、周期、向 心加速度之间的关系公式． 9.答案： AC 解析： 由图像可知，物体的初速度 ，方向与 x 轴成 530 夹角，故 C 正确；加 速度大小为 ，方向沿 y 轴正方向，故 D 错误；因加速度方向与初速度方向不 共线但恒定，故物体做匀变速曲线运动，所以 A 正确。 10.答案： ABC 解析： 【分析】 根据开普勒定律比较长轴与 R 的关系，根据万有引力的大小，通过牛顿第二定律比较加速度，结合 速度的大小比较向心加速度的大小。 本题考查万有引力定律、开普勒第三定律、牛顿第二定律等知识，知道卫星变轨的原理是解决本题 的关键。 【解答】 A.根据题意， 卫星在两轨道上运动的卫星的周期相等， 根据开普勒第三定律 ??3 ??2 = ??，知圆轨道的半径 R 和椭圆轨道的半长轴相等，所以椭圆轨道的长轴长度为 2R，故 A 正确； B.设卫星在虚线圆轨道上的速度为 ??1，由虚线圆轨道进入椭圆轨道速度减小，所以 ??1 > ????， 第 11 页，共 16 页 根据 ??= √???? ?? 知 ??0 > ??1 ，所以 ??0 > ????，故 B 正确； C.根据 ?????? ??2 = ????，得??= ???? ??2 ，轨道 Ⅰ半径大于轨道 Ⅱ的 A 点到 O 点距离， 所以 ??0 < ????，故 C 正确； D.若 ????= 0.5??，则 ????= 1.5??，人造卫星绕地球做匀速圆周运动， 根据万有引力提供向心力， ?????? ??2 = ?? ??2 ??，得 ??= √???? ?? ， 如果卫星以 OB 为轨道半径做匀速圆周运动，则 ??= √2???? 3?? ， 在 Ⅱ轨道上，卫星在 B 点要减速，做近心运动，所以卫星在 B 点的速度 ????< √2???? 3?? ，故 D 错误。 故选 ABC。 11.答案： ABC 解析： 解：A、小球 A 摆下过程， 只有重力做功， 机械能守恒， 有??????= 1 2 ????2，在最低点， 有??- ????= ????2 ??，解得 ??= 3????.再对物体 B 受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，重力的下滑分量为 ????= (3??)????????30 °= 1.5????，故静摩擦力先减小，当拉力大于 1.5????后反向变大．故 A 正确． B、对物体 B 和斜面体整体受力分析， 由于 A 球向左下方拉物体 B 和斜面体整体， 故一定受到地面 对其向右的静摩擦力．故 B 正确． C、重力的功率 ??= ????????；由于小球在摆动过程中，竖直分速度先增大后减小； 故小球 A 受重力的 功率先增大后减小；故 C 正确； D、小球 A 摆下过程，只有重力做功，机械能守恒．故 D 错误． 故选： ABC． 小物体 B 一直保持静止，小球 A 摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，细线的拉力从零增加到最 大，再对物体 B 受力分析，根据平衡条件判断静摩擦力的变化情况．对 B 与斜面整体受力分析，判 断地面对斜面体摩擦力的方向． 本题关键是先根据机械能守恒求出小球 A 最低点速度，再根据向心力公式得出球对细线的拉力，最 后对滑块 B 受力分析后根据共点力平衡条件判断静摩擦力变化情况；同时要注意研究对象的灵活选 择． 12.答案： AC 解析： 解： A、根据牛顿第二定律，行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为： ??= ???? ??2 ， 两曲线左端点横坐标相同，所以 ??1、??2 的半径相等，结合 a 与 ??2 的反比关系函数图象得出 ??1 的质量 大于 ??2 的质量，根据 ??= ?? 4????3 3 ，所以 ??1的平均密度比 ??2的大，故 A 正确； 第 12 页，共 16 页 B、第一宇宙速度 ??= √???? ?? ，所以 ??1 的“第一宇宙速度”比 ??2的大，故 B 错误； C、??1、??2的轨道半径相等，根据 ??= ???? ??2 ，所以 ??1 的向心加速度比 ??2 的大，故 C 正确； D、根据根据万有引力提供向心力得出周期表达式 ??= 2??√ ??3 ???? ，所以 ??1 的公转周期比 ??2 的小， 故 D 错 误； 故选： AC。 根据牛顿第二定律得出行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度 a 的表达式，结合 a 与 ??2的反 比关系函数图象得出 ??1 、??2 的质量和半径关系， 根据密度和第一宇宙速度的表达式分析求解； 根据根据万有引力提供向心力得出周期表达式求解。 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、周期、加速度与轨道半 径的关系，并会用这些关系式进行正确的分析和计算。该题还要求要有一定的读图能力和数学分析 能力，会从图中读出一些信息。就像该题，能知道两个行星的半径是相等的。 13.答案： (1) 橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越多，小车获得的速度越大； (2)?? 与 v 的图象如图所示： (3)?? 与 v 的图象很像抛物线，可能 ?? ∝??2 (4) 如下表 解析： 【分析】 每条橡皮筋拉长的长度都一样，一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为 ??0，则做功就与拉长橡皮筋条 数成正比，第 2、3、4、 5 次拉长橡皮筋做功应分别为 3??0、4??0、5??0 、7??0 。 对于实验的考查侧重于考查学生的理解，故在解题中要注意分析题意，找出实验的原理才能正确的 解答，根据动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以 W 与 ??2 成正比，用描点法 作出图象。 【解答】 第 13 页，共 16 页 (1) 根据表中数据可知已看出，橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越多，小车获得的速 度越大； (2)?? 与 v 的图线为抛物线，如下图所示： (3)?? 与 v 的图象很像抛物线，可能 ?? ∝??2； (4) 根据表格中数据和实验原理，填写数据如表所示 故答案为： (1) 橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越多，小车获得的速度越大； (2) 见 解析图； (3)?? 与 v 的图象很像抛物线，可能 ?? ∝??2；(4) 填写表中数据如上图所示。 14.答案： (1)??????(2) ??2 4 (??2 - ??1) 解析： 【分析】 (1) 将打点计时器接到电源的直流输出端；应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带；根据测量原 理，重锤的动能和势能中都包含了质量 m，可以约去。据此判断。 (2) 根据 ????= ????2 求加速度表达式。 【解答】 (1) 步骤 A 是错误的，应该接到电源的交流输出端； 步骤 B 不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量 m，可以约去； 步骤 C 是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带。 (2) 设打点周期为 T，则 ??= (??2-??1 ) 4??2 = (??2 -??1)??2 4 故答案是： (1)??????；(2) ??2 4 (??2 - ??1 ) 第 14 页，共 16 页 15.答案： 解：(1) 因为小球做圆周运动 , 所以所需向心力为 ??向 = ?? ??2 ?? 在最高点时 ,??向 = ????1 2 ?? = 0.5 × 16 0.4 = 20?? 根据牛顿第二定律 ：??1 + ????= ??向 解得 ：??1 = 15?? (2) 在最低点时 ,??向 ′= ????22 ?? = 0.5 × 36 0.4 = 45?? 根据牛顿第二定律 ：??2 - ????= ??向 ′ 解得 ：??2 = 50?? 答： (1) 当小球在圆上方最高点速度为 4??/??时，细线的拉力是 15N； (2) 当小球在圆下方最低点速度为 6??/??时，细线的拉力是 50N． 解析： 小球在竖直平面内做圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供小球的向心力，根据牛顿 第二定律求出细线的拉力． 对于圆周运动动力学问题，关键是分析受力情况，寻找向心力的来源．细线对小球只有拉力作用， 与轻杆不同． 16.答案： 解： (1) 物块的加速度为： ??1 = ?? ??1 = 15 3 = 5??/??2 ， 由牛顿第二定律得： ??- ??- ????????????= ????1 解得： ??= 5??； (2) 撤去拉力后，物块继续上滑， 由牛顿第二定律得： ??+ ????????????= ????2， 解得： ??2 = 7.5??/??2， 撤力前物块向上滑行的距离： ??1 = ??2 2??1 = 15 2 2×5 = 22.5??， 撤去拉力后物块向上滑行的距离： ??2 = ??2 2??2 = 15 2 2× 7.5 = 15??， 物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离： ??= ??1 + ??2 = 22.5 + 15 = 37.5??； (3) 撤力后物块上滑的时间： ??2 = ?? ??2 = 15 7.5 = 2??， 物块沿斜面向下滑动过程，由牛顿第二定律得： ????????????- ??= ????3 ，解得： ??3 = 2.5??/??2， 由 ??= 1 2 ??3??3 2可知，滑块的运动时间： ??3 = √ 2?? ??3 = √ 2× 37.5 2.5 = √30??， 滑块在斜面上运动的总时间： ??= ??1 + ??2 + ??3 = 5 + √30(??)≈10.48??； 答： (1) 物块所受摩擦力的大小为 5N； 第 15 页，共 16 页 (2) 物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离为 37.5??； (3) 物块在斜面上运动的总时间为 10.48??。 解析： (1) 由加速度定义式求出加速度，然后应用牛顿第二定律求出摩擦力大小。 (2) 由牛顿第二定律求出物块的加速度，应用运动学公式求出物块在斜面上滑行的距离。 (3) 应用牛顿第二定律求出加速度，求出物块在各阶段的运动时间，然后求出物块在斜面上的总运动 时间。 本题考查了牛顿第二定律的应用，分析清楚物块的运动过程是解题的前提，应用牛顿第二定律与运 动学公式可以解题。 17.答案： 解： (1) 板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同，此时物块刚到达板的 中点，设木板加速度为 ??1 ，运动时间为 ??1 ，对木板有： ??1????= ????、??= ??1 ??1 故??1 = ???? ??1 ???? 设在此过程中物块前进位移为 ??1，板前进位移为 ??2，则 ??1 = ????1 、??2 = ?? 2 ??1 又因为 ??1 - ??2 = ?? 2，由以上几式可得 物块与板间的动摩擦因数 ??1 = ???? 2 ??????、板的位移 ??2 = ?? 2． (2) 设板与桌面间的动摩擦因数为 ??2 ，物块在板上滑行的时间为 ??2，木板的加速度为 ??2 ，对板有 ??1 ????- ??2 (?? + ??)??= ????2，且 ??= ??2 ??2 解得： ??2 = ???? ??1????-??2(??+??)?? 又设物块从板的左端运动到右端的时间为 ??3 ，则： ????3 - ?? 2 ??3 = ??，??3 = 2?? ?? 为了使物块能到达板的右端，必须满足： ??2 ≥??3 即： ???? ??1????-??2(??+??)?? ≥ 2?? ??， 则： ??2 ≥ ????2 2(??+??)???? 所以为了使物块能到达板的右端，板与桌面间的摩擦因数为： ??2 ≥ ????2 2(??+??)????． (3) 设绳子的拉力为 T，物块从板的左端到达右端的过程中物块的位移为 ??3 ，则有： ??- ??1 ????= 0、??3 = ????3 = 2?? 由功的计算公式得： ????= ????3 = 2????2 ，所以绳的拉力做功为 2????2 ． (或 ?? =△ ??，?? = 1 2 ????2 + ??1??????+ ??2 (?? + ??)????= 2????2) 答： (1) 物块与板的动摩擦因数为 ????2 ??????、板的位移为 ?? 2； (2) 若板与桌面间有摩擦， 为使物块能达到板的右端， 板与桌面的动摩擦因数的范围为： ??2 ≥ ????2 2(??+??)????； (3) 若板与桌面间的动摩擦因数取 (2) 问中的最小值，在物块从板的左端运动到右端的过程中，人拉 第 16 页，共 16 页 绳的力所做的功为 2????2． 解析： (1) 板与物块都向右做初速度为零的匀加速运动，当两者速度相等时，木块与板相对静止，由 牛顿第二定律与运动学公式分析答题． (2) 对板与物块进行受力分析，由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求出位移，然后根据两者 间位移的几何关系分析答题． (3) 求出物体的位移，然后由功的计算公式求出拉力的功． 分析求出物体运动过程、应用牛顿第二定律、运动学公式、功的公式即可正确解题．