青海省海东地区平安一中2022届高三物理上学期9月质检试题含解析

2022-2022学年青海省海东地区平安一中高三（上）质检物理试卷（9月份）　一、选择题（本大题包括8个小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求；第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）．1．如图，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为m，重力加速度为g，则（　　）A．箱子受到的摩擦力方向向右B．地面对木板的摩擦力方向向左C．木板对地面的压力大小为3mgD．若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于3mg　2．如图所示，处于平直轨道上的A、B两物体相距s，同时同向开始运动，A以初速度v1、加速度a1做匀加速运动，B由静止开始以加速度a2做匀加速运动．下列情况不可能发生的是（假设A能从B旁边通过且互不影响）（　　）A．a1=a2，能相遇一次B．a1＞a2，能相遇两次C．a1＜a2，可能不相遇D．a1＜a2，可能相遇两次　3．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在半径较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比（　　）A．周期变小B．向心加速度变小C．线速度变小D．角速度变小　4．如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左作直线运动．小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端．B与小车平板间的动摩擦因数为μ．若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为（　　）A．mg，斜向右上方B．mg，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右D．mg，竖直向上　-16-5．一小球从某高处以初速度V0水平抛出，落地时与水平地面夹角为45°，不计空气阻力，则小球在空中运动的时间为（　　）A．B．C．D．　6．一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽150m，水流速度为4m/s的河流中渡河，则（　　）A．小船不可能到达正对岸B．小船渡河的时间不可能少于50sC．小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200mD．小船以最短位移渡河时，位移大小为150m　7．如图为过山车以及轨道简化模型，以下判断正确的是（　　）A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于C．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D．过山车在斜面h=2R高处由静止滑下能通过圆轨道最高点　8．模拟我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500”的实验活动．假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径的，质量是地球质量的．已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h，忽略自转的影响，下列说法正确的是（　　）A．火星的密度为B．火星表面的重力加速度是C．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相等D．王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是　　二、非选择题（本题包括5个小题，共62分）．9．（1）在“探究力的平行四边形定则”实验中，下列实验要求中正确的是　　　　　　．A．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行B．两弹簧测力计的拉力方向必须互相垂直C．读数时，视线应正对测力计的刻度D．使用测力计时，不能超过其量程（2）一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49mm．用它测量某物体长度，卡尺示数如图所示，则该物体的长度是　　　　　　cm．-16-　10．某同学在实验室用如图甲所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题．（1）为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用　　　　　　（填“电磁式打点计时器”或“电火花式计时器”），同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶牵引的情况下，小车　　　　　　“填拖动或不拖动”纸带能在斜面上匀速下滑．（2）在满足　　　　　　条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制　　　　　　不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．（3）在此实验中，交流电频率为50HZ打出的一条纸带如图，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图乙所示，则小车的加速度为　　　　　　m/s2，打B点时小车的速度为VB=　　　　　　　m/s．（保留2位有效数字）　11．（15分）（2022•杭州二模）为研究运动物体所受的空气阻力，某研究小组的同学找来一个倾角可调、斜面比较长且表面平整的斜面体和一个滑块，并在滑块上固定一个高度可升降的风帆．他们让带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，下滑过程帆面与滑块运动方向垂直．假设滑块和风帆总质量为m．滑块与斜面间动摩擦因数为μ，帆受到的空气阻力与帆的运动速率成正比，即Ff=kv．（1）写出滑块下滑过程中加速度的表达式；（2）求出滑块下滑的最大速度，并指出有哪些措施可以减小最大速度；（3）若m=2kg，斜面倾角θ=30°，g取10m/s2，滑块从静止下滑的速度图象如图所示，图中的斜线t=0时v﹣t图线的切线，由此求出μ、k的值．-16-　12．（17分）（2022•苏州二模）如图所示，水平转台高1.25m，半径为0.2m，可绕通过圆心处的竖直转轴转动．转台的同一半径上放有质量均为0.4kg的小物块A、B（可看成质点），A与转轴间距离为0.1m，B位于转台边缘处，A、B间用长0.1m的细线相连，A、B与水平转台间最大静摩擦力均为0.54N，g取10m/s2．（1）当转台的角速度达到多大时细线上出现张力？（2）当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动？（3）若A物块恰好将要滑动时细线断开，此后转台保持匀速转动，求B物块落地瞬间A、B两物块间的水平距离．（不计空气阻力，计算时取π=3）　　三、物理-选修3-C5（本题15分）．13．（15分）（2022秋•海东地区校级月考）卢瑟福和他的助手做α粒子散射实验，获得了重要发现：（1）关于α粒子散射实验的现象以及由此得到的结果，下列说法中正确的是　　　　　　．A．绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏移，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被反弹．B．说明原子的中心有一个很小的核C．说明原子核是由质子和中子组成的D．说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里E．说明原子中的电子只能在某些轨道上运动（2）质量为M=2kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA=2kg的物块A（可视为质点），如图，一颗质量为mB-16-=20g的子弹以600m/s的水平速度射向物块A，射穿A后子弹的速度变为100m/s，最后物体A仍静止在车上，若物体A与小车间的动摩擦因数为0.5，g取10m/s2．求：①平板车最后的速度是多大？②物块A相对平板车滑行的距离？（平板车足够长）　　2022-2022学年青海省海东地区平安一中高三（上）质检物理试卷（9月份）参考答案与试题解析　一、选择题（本大题包括8个小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求；第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）．1．如图，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为m，重力加速度为g，则（　　）A．箱子受到的摩擦力方向向右B．地面对木板的摩擦力方向向左C．木板对地面的压力大小为3mgD．若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于3mg【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】对箱子受力分析，根据平衡条件判断其受静摩擦力方向；对三个物体的整体受力分析，根据平衡条件判断地面对整体的支持力和静摩擦力情况．【解答】解：A、人用力F向右推箱子，对箱子受力分析，受推力、重力、支持力、静摩擦力，根据平衡条件，箱子受到的摩擦力方向向左，与推力平衡，故A错误；B、对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，不是静摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有静摩擦力，故B错误；C、对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，根据平衡条件，支持力等于重力；根据牛顿第三定律，支持力等于压力；故压力等于重力，为3mg；故C正确；D、若人用斜向下的力推箱子，三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故压力依然等于3mg，故D错误；故选：C．【点评】本题关键是采用隔离法和整体法灵活地选择研究对象，然后根据共点力平衡条件列式判断，基础题目．　2．如图所示，处于平直轨道上的A、B两物体相距s，同时同向开始运动，A以初速度v1、加速度a1做匀加速运动，B由静止开始以加速度a2做匀加速运动．下列情况不可能发生的是（假设A能从B旁边通过且互不影响）（　　）-16-A．a1=a2，能相遇一次B．a1＞a2，能相遇两次C．a1＜a2，可能不相遇D．a1＜a2，可能相遇两次【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】追及、相遇问题．【分析】作出不同情况下A、B的速度时间图线，结合图线围成的面积分析判断相遇的次数【解答】解：用图象法．我们画出满足题给条件的v﹣t图象．图甲对应a1=a2的情况，两物体仅在t=t1时相遇一次（图中阴影部分面积为s）．图乙对应a1＞a2的情况，两物体仅在t=t2时相遇一次．图丙对应a1＜a2的情况，若阴影部分面积等于s，则相遇一次；若阴影部分面积小于s，则A、B不可能相遇；若阴影部分面积大于s，则可能相遇两次，如图丁所示．故选：B【点评】本题为追及相遇问题，首先要从题意中找中运动的情景，再由运动学中位移关系确定二者能否再次相遇；本题用图象进行分析比较简便　3．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在半径较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比（　　）A．周期变小B．向心加速度变小C．线速度变小D．角速度变小【考点】万有引力定律及其应用．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】根据探测器的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心加速度的表达式进行讨论即可．【解答】解：探测器绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设探测器的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M，有F=F向F=GF向=m=mω2r=m（）2r因而G=m=mω2r=m（）2r=ma解得v=①-16-T==2π②ω=③a=④根据题意知r变小，结合以上公式知线速度变大、周期变小、角速度变大、向心加速度变大；故选：A．【点评】本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论．　4．如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左作直线运动．小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端．B与小车平板间的动摩擦因数为μ．若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为（　　）A．mg，斜向右上方B．mg，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右D．mg，竖直向上【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】先以A为研究对象，根据牛顿第二定律求出加速度．再对B研究，由牛顿第二定律求解小车对物块B产生的摩擦力大小和方向，再对支持力进行合成，得到小车对B的作用力的大小和方向．【解答】解：以A为研究对象，分析受力如图，根据牛顿第二定律得：mAgtanθ=mAa，得a=gtanθ，方向水平向右．再对B研究得：小车对B的摩擦力f=ma=mgtanθ，方向水平向右，小车对B的支持力大小为N=mg，方向竖直向上，则小车对物块B产生的作用力的大小为F==mg，方向斜向右上方故选：A-16-【点评】本题要抓住小球、物块B和小车的加速度相同的特点，根据牛顿第二定律采用隔离法研究．　5．一小球从某高处以初速度V0水平抛出，落地时与水平地面夹角为45°，不计空气阻力，则小球在空中运动的时间为（　　）A．B．C．D．【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】根据落地时的速度，结合平行四边形定则求出竖直方向上的分速度，根据t=求解时间．【解答】解：设小球落地时的竖直分速度大小为vy．据题得：=tan45°，则得vy=v0．则运动的时间，故B正确．故选：B【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．　6．一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽150m，水流速度为4m/s的河流中渡河，则（　　）A．小船不可能到达正对岸B．小船渡河的时间不可能少于50sC．小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200mD．小船以最短位移渡河时，位移大小为150m【考点】运动的合成和分解．【专题】运动的合成和分解专题．【分析】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，最短的时间主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短；如果船在静水中的速度小于河水的流速，则合速度不可能垂直河岸，那么，小船不可能垂直河岸正达对岸．【解答】解：A、因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸．故A正确．B、当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短：tmin==50s，因此小船渡河的时间不可能少于50s，故B正确．C、船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移：x=v水tmin=4×50m=200m，即到对岸时被冲下200m，故C正确．-16-D、因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸．所以最短位移大于河的宽度即大于150m．故D错误．故选：ABC．【点评】小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度　7．如图为过山车以及轨道简化模型，以下判断正确的是（　　）A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于C．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D．过山车在斜面h=2R高处由静止滑下能通过圆轨道最高点【考点】向心力．【专题】匀速圆周运动专题．【分析】过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，处于超重状态，根据动能定理求出在斜面h=2R高处由静止滑下到最高点的速度，判断能否通过最高点．【解答】解：A、过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A错误；B、在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，则解得：v=，故B正确；C、在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，乘客处于超重状态，故C正确；D、过山车在斜面h=2R高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：解得；v′=0，所以不能通过最高点，故D错误．故选：BC【点评】竖直平面内的圆周运动，在最高点和最低点，重力和轨道对车的压力提供向心力，物体能通过最高点的条件是，在最高点的速度v，难度不大，属于基础题．　8．模拟我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500”的实验活动．假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径的，质量是地球质量的．已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h，忽略自转的影响，下列说法正确的是（　　）-16-A．火星的密度为B．火星表面的重力加速度是C．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相等D．王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是【考点】万有引力定律及其应用；向心力．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行之比，根据万有引力等于重力，得出重力加速度的关系，根据万有引力等于重力求出质量表达式，在由密度定义可得火星密度；由重力加速度可得出上升高度的关系，根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的关系．【解答】解：A、由G，得到：g=，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的，即为．设火星质量为M′，由万有引力等于中可得：G=mg′，解得：M′，密度为：ρ==．故A正确；B、g=，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的，即为g．故B正确；C、由G，得到v=，火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍．故C错误；D、王跃以v0在地球起跳时，根据竖直上抛的运动规律得出可跳的最大高度是：h=，由于火星表面的重力加速度是，王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度h′=，D正确．故选：ABD．【点评】通过物理规律把进行比较的物理量表示出来，再通过已知的物理量关系求出问题是选择题中常见的方法．把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题．　二、非选择题（本题包括5个小题，共62分）．-16-9．（1）在“探究力的平行四边形定则”实验中，下列实验要求中正确的是　ACD　．A．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行B．两弹簧测力计的拉力方向必须互相垂直C．读数时，视线应正对测力计的刻度D．使用测力计时，不能超过其量程（2）一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49mm．用它测量某物体长度，卡尺示数如图所示，则该物体的长度是　4.120　cm．【考点】验证力的平行四边形定则．【专题】实验题．【分析】根据验证力的平行四边形定则的实验原理及注意事项可得出正确答案．游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；【解答】解：（1）A、实验中为了减小因摩擦造成的误差，要求在拉弹簧秤时，要注意使弹簧秤与木板平面平行，故A正确；B、两弹簧测力计的拉力方向不一定要垂直，只有拉到同一点即可，故B不正确；C、实验中拉力的大小可以通过弹簧秤直接测出，读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，故C正确；D、弹簧测力计时，不能超过其量程，故D正确．故选：ACD．（2）游标卡尺的固定刻度读数为41mm，游标尺上第6个刻度游标读数为0.02×10mm=0.20mm，所以最终读数为：41.20mm=4.120cm；故答案为：（1）ACD（2）4.120【点评】理解实验应理解实验的原理及方法，由实验原理和方法记忆实验中的注意事项，最好通过实际操作实验，加深对实验的理解．掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．　10．某同学在实验室用如图甲所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题．（1）为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用　电火花式计时器　（填“电磁式打点计时器”或“电火花式计时器”），同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶牵引的情况下，小车　拖动　“填拖动或不拖动”纸带能在斜面上匀速下滑．（2）在满足　M＞＞m　条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制　小车的质量M　不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．-16-（3）在此实验中，交流电频率为50HZ打出的一条纸带如图，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图乙所示，则小车的加速度为　0.95　m/s2，打B点时小车的速度为VB=　1.0　　m/s．（保留2位有效数字）【考点】探究功与速度变化的关系．【专题】实验题；定量思想；实验分析法；牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）电磁打点计时器的摩擦阻力大于电火花打点计时器．在没有沙桶拖动下，小车和纸带能做匀速直线运动时，摩擦力得到平衡．（2）实验时我们认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，但实际不是，实际的拉力为，只有在M＞＞m的情况下近似认为拉力等于mg．实验的方法是控制变量法；（3）B点的速度可由A到C点的平均速度求出，加速度可由匀变速运动的规律：△x=at2求解．【解答】解：（1）电火花打点计时器的摩擦产生的误差小，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能匀速直线运动，摩擦力得到平衡．（2）假设小车的加速度为a，拉力为F对沙桶及沙：mg﹣F=ma；对小车：F=Ma；联立得：，故只有在M＞＞m的情况下近似认为拉力等于mg实验的方法是控制变量法，在探究加速度与合力的关系时，我们要保证小车的质量M不变．（3）B点的速度等于A到C点的平均速度vB==1.0m/s设AB段位移为x1，BC段位移为x2由△x=at2得：a==0.95m/s2故答案为：（1）电火花式计时器，拖动；（2）M＞＞m，小车的质量M；（3）0.95；1.0【点评】只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．纸带的处理在很多实验中都有涉及，对于速度和加速度的求法一定要牢固掌握．　11．（15分）（2022•杭州二模）为研究运动物体所受的空气阻力，某研究小组的同学找来一个倾角可调、斜面比较长且表面平整的斜面体和一个滑块，并在滑块上固定一个高度可升降的风帆．他们让带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，下滑过程帆面与滑块运动方向垂直．假设滑块和风帆总质量为m．滑块与斜面间动摩擦因数为μ，帆受到的空气阻力与帆的运动速率成正比，即Ff=kv．（1）写出滑块下滑过程中加速度的表达式；（2）求出滑块下滑的最大速度，并指出有哪些措施可以减小最大速度；-16-（3）若m=2kg，斜面倾角θ=30°，g取10m/s2，滑块从静止下滑的速度图象如图所示，图中的斜线t=0时v﹣t图线的切线，由此求出μ、k的值．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．【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滑块的加速度；（2）当加速度为零时，速度最大，结合加速度的表达式求出最大速度，从而判断出最大速度与什么因素有关．（3）抓住初始时刻的加速度大小，以及最大速度为2m/s，结合加速度的表达式求出动摩擦因数和k的大小．【解答】解：（1）滑块所受的合力F合=mgsinθ﹣μmgcosθ﹣Ff，根据牛顿第二定律得，滑块的加速度a=．（2）当加速度为零时，速度最大，则有：，则最大速度．减小斜面的倾角，增大动摩擦因数，可以减小最大速度．（3）根据图线知，t=0时刻的加速度a=，即3=gsin30°﹣μgcos30°当加速度为零时，v=2m/s，有：2=，联立两式解得，k=3kg/s．答：（1）滑块下滑过程中加速度的表达式为；（2）滑块下滑的最大速度为．减小斜面的倾角，增大动摩擦因数，可以减小最大速度．（3），k=3kg/s．-16-【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，知道加速度为零时，速度最大．　12．（17分）（2022•苏州二模）如图所示，水平转台高1.25m，半径为0.2m，可绕通过圆心处的竖直转轴转动．转台的同一半径上放有质量均为0.4kg的小物块A、B（可看成质点），A与转轴间距离为0.1m，B位于转台边缘处，A、B间用长0.1m的细线相连，A、B与水平转台间最大静摩擦力均为0.54N，g取10m/s2．（1）当转台的角速度达到多大时细线上出现张力？（2）当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动？（3）若A物块恰好将要滑动时细线断开，此后转台保持匀速转动，求B物块落地瞬间A、B两物块间的水平距离．（不计空气阻力，计算时取π=3）【考点】向心力；牛顿第二定律；平抛运动．【专题】计算题．【分析】当转台的角速度比较小时，A、B物块做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，随着角速度增大，由r知向心力增大，由于B物块的转动半径大于A物块的转动半径，B物块的静摩擦力先达到最大静摩擦力，角速度再增大，则细线上出现张力，角速度继续增大，A物块受的静摩擦力也将达最大，这时A物块开始滑动．若A物块恰好将要滑动时细线断开，此后转台保持匀速转动，这时A物块在静摩擦力（小于最大静摩擦力）的作用下做匀速圆周运动，B物块沿切线方向飞出做平抛运动，然后，确定B平抛结束时A、B两物块的位置，进而求解A、B两物块间的水平距离．【解答】解：（1）、由Ff=mω2r可知随着角速度增大，向心力增大，由于B物块的转动半径大于A物块的转动半径，B物块的静摩擦力先达到最大静摩擦力，即B先达到临界状态，故当满足=mω12r时线上出现张力．解得角速度：ω1==．（2）、当ω继续增大，A受静摩擦力也达到最大静摩擦力时，A开始滑动，设这时的角速度为ω′，对A物块有：﹣FT=，对B物块有：+FT=mω′2r，代入数据得角速度为：ω′==3rad/s．-16-（3）、细线断开后，B沿水平切线方向飞出做平抛运动，竖直方向由h=gt2得平抛的时间：t=0.5s．平抛的初速度：vB=ω′r=3×0.2m/s=0.6m/s，可得B的水平射程；xB=vBt=0.5×0.6m=0.3m．细线断开后，A还随转台一起做匀速圆周运动，t时间转过角度：θ=ωt=1.5rad，即90°，故AB间水平距离：lx==0.28m．答：（1）、当转台的角速度达到时细线上出现张力．（2）、当转台的角速度达到3rad/s时A物块开始滑动．（3）、若A物块恰好将要滑动时细线断开，此后转台保持匀速转动，B物块落地瞬间A、B两物块间的水平距离是0.28m．【点评】本题的关键是抓住临界状态，隔离物体，正确受力分析，在求水平位移时，一定搞清空间位置．　三、物理-选修3-C5（本题15分）．13．（15分）（2022秋•海东地区校级月考）卢瑟福和他的助手做α粒子散射实验，获得了重要发现：（1）关于α粒子散射实验的现象以及由此得到的结果，下列说法中正确的是　ABD　．A．绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏移，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被反弹．B．说明原子的中心有一个很小的核C．说明原子核是由质子和中子组成的D．说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里E．说明原子中的电子只能在某些轨道上运动（2）质量为M=2kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA=2kg的物块A（可视为质点），如图，一颗质量为mB=20g的子弹以600m/s的水平速度射向物块A，射穿A后子弹的速度变为100m/s，最后物体A仍静止在车上，若物体A与小车间的动摩擦因数为0.5，g取10m/s2．求：①平板车最后的速度是多大？②物块A相对平板车滑行的距离？（平板车足够长）【考点】动量守恒定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；粒子散射实验．【专题】动量定理应用专题．【分析】（1）α粒子散射实验的现象为：α粒子穿过原子时，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进；-16-（2）对子弹和车组成的系统，根据动量守恒定律列出等式解决问题．对A和车组成的系统，根据动量守恒定律列出等式解决问题．A在平板车上滑动，摩擦力做负功产生内能．根据根据能量守恒列出等式求解问题．【解答】解：（1）A、α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转，少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），故A正确；B、从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，说明原子的中心有一个很小的核，故B正确；C、不能说明原子核的组成，故C错误；D、实验表明原子中心的核带有原子的全部正电，和绝大部分质量，故D正确；E、不能说明原子中的电子只能在某些轨道上运动，故E错误．故选：ABD（2）①研究子弹、物体打击过程，以子弹初速度方向为正，根据动量守恒有：mv0=mv′+MAv代入数据得vA=5m/s同理分析M和MA系统自子弹穿出后直至相对静止有：MAvA=（M+MA）v代入数据得平板车最后速度为：v=2.5m/s②根据能量转化和守恒得：物体和平板车损失的机械能全转化为系统发热，假设A在平板车上滑行距离为L则有Q=所以代入数据得L=1.25m故答案为：（1）ABD；（2）①平板车最后的速度是2.5m/s；②A相对平板车滑行的距离是1.25m．【点评】对于α粒子散射实验要明确其实验现象和结论，了解该实验的历史背景和历史作用，同一个问题可能会选择不同的系统作为研究对象．利用动量守恒定律解题，一定注意状态的变化和状态的分析，本题也可全过程研究三者组成的系统，根据动量守恒求平板车最后的速度．　-16-