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甘肃省平凉市静宁县华源中学2022届高三物理上学期第三次月考试题(含解析)
甘肃省平凉市静宁县华源中学2022届高三物理上学期第三次月考试题(含解析)
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甘肃省平凉市静宁县华源中学2022届高三(上)第三次月考物理试卷一.选择题(本题有12小题,共48分,每小题4分.每小题至少有一个选项正确.全选对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选错或不答的,得0分.)1.(4分)如图所示,一定质量的物块用两根轻绳悬在空中,现保持O点位置不变,使绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力的大小将( ) A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大 2.(4分)(2022•海珠区三模)如图所示,木块A质量为1kg,木块B的质量为2kg,叠放在水平地面上,AB间的最大静摩擦力为1N,B与地面间的动摩擦因数为0.1,今用水平力F作用于B,则保持AB相对静止的条件是F不超过(g=10m/s2)( ) A.3NB.4NC.5ND.6N 3.(4分)(2022•东莞模拟)如图所示,水平地面上的物体A在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速直线运动,则关于下列物体受力情况的说法中正确的是( ) A.物体A可能只受到二个力的作用B.物体A一定只受到三个力的作用 C.物体A一定受到了四个力的作用D.物体A可能受到了四个力的作用 4.(4分)某物体沿一直线运动,其v﹣t图象如图所示,则下列说法中正确的是( ) A.第2s内和第3s内速度方向相反B.第2s内和第3s内的加速度方向相反 C.第3s内速度方向与加速度方向相反D.第5s内速度方向与加速度方向相反 5.(4分)如图所示,质量不等的木块A和B的质量分别为m1和m2,置于光滑的水平面上.当水平力F作用于左端A上,两物体一起作匀加速运动时,A、B间作用力大小为F1.当水平力F作用于右端B上,两物体一起作匀加速运动时,A、B间作用力大小为F2,则( )-19-\n A.在两次作用过程中,物体的加速度的大小相等 B.在两次作用过程中,F1+F2<F C.在两次作用过程中,F1+F2=F D.在两次作用过程中, 6.(4分)(2022•杨浦区一模)一汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小.如图所示,分别画出汽车转弯时所受到的合外力的四种方向,你认为正确的是( ) A.B.C.D. 7.(4分)如图(a)所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示,若重力加速度g取10m/s2.根据图(b)中所提供的信息可以计算出( ) A.物体的质量B.斜面的倾角 C.斜面的长度D.加速度为6m/s2时物体的速度 8.(4分)(2022•佛山二模)如图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景.宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验,下列说法正确的是( ) A.火箭加速上升时,宇航员处于失重状态 B.飞船加速下落时,宇航员处于失重状态 C.飞船落地前减速,宇航员对座椅的压力大于其重力-19-\n D.火箭上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力小于其重力 9.(4分)(2022•山西模拟)如图所示,质量为m的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( ) A.0B.C.gD. 10.(4分)气球以10m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球5m处有石子以20m/s的速度竖直上抛,不计阻力,g=10m/s2;则( ) A.石子恰能击中气球 B.石子一定不能击中气球 C.若气球速度增大,石子一定不能击中气球 D.若气球速度减小,石子可能不能击中气球 11.(4分)(2022•杭州一模)某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞,用手指按住洞,向罐中装满水,然后将易拉罐竖直向上抛出,空气阻力不计,则下列说法正确的是( ) A.易拉罐上升的过程中,洞中射出的水的速度越来越快 B.易拉罐下降的过程中,洞中射出的水的速度越来越快 C.易拉罐上升、下降的过程中,洞中射出的水的速度都不变 D.易拉罐上升、下降的过程中,水不会从洞中射出 12.(4分)如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的,圆锥固定,有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,A的运动半径较大,则( ) A.A球的角速度必小于B球的角速度 B.A球的线速度必小于B球的线速度 C.A球运动的周期必大于B球运动的周期 D.A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力 二、实验题:(本题共3小题:共18分.将正确答案填在答题卡中的对应横线上.)13.(6分)在研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出的一条纸带如图所示,图中的点为计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,图上注明了各计数点间距离的测量结果,所接交流电源的频率为50Hz.-19-\n(1)两个相邻计数点间的时间间隔:△t= _________ s.(2)打下计数点B时小车的速度:vB= _________ m/s.(3)物体匀变速直线运动的加速度a= _________ m/s2. 14.(4分)某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示,则由图线可知:(1)弹簧的劲度系数为 _________ .(2)弹簧的弹力为5N,弹簧的长度为 _________ . 15.(8分)(2022•普陀区二模)“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示.主要步骤是:(A)在桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;(B)用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,在橡皮条的另一端栓上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;(C)用两个弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记下O点的位置和两个弹簧秤的示数;(D)按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;(E)只用一只弹簧秤,通过弹簧秤拉橡皮条使其伸长,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按相同标度作出这个力F’的图示;(F)比较F’和F,看它们是不是相同,得出结论;上述步骤中:(1)有重要遗漏的步骤是 _________ (填序号);(2)相应的遗漏内容分别是 _________ 、 _________ (3)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是 _________ .-19-\n 三、计算题:(本题共3小题,共34分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.)16.(10分)(2022•江苏)A、B两小球同时从距地面高h=15m处的同一点抛出,初速度大小均为v0=10m/s.A球竖直向下抛出,B球水平抛出,空气阻力不计,重力加速度取g=10m/s2.求:(1)A球经多长时间落地?(2)A球落地时,A、B两球间的距离是多少? 17.(12分)(2022•河西区一模)如图,半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点L=1m的水平面相切于B点,BC离地面高h=0.45m,C点与一倾角为θ=30°的光滑斜面连接,质量m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放,已知滑块与水平面间的动摩擦因数µ=0.1,取g=10m/s2.求:(1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力;(2)小滑块到达C点时速度的大小;(3)小滑块从C点运动到地面所需的时间. 18.(12分)如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上(斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v﹣t图象如图乙所示,取g=10m/s2.求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小;(2)t=6s时物体速度,并在乙图上将t=6s内物体运动的v﹣t图象补画完整,要求标明有关数据;(3)物体返回出发点的速度大小. -19-\n2022-2022学年甘肃省平凉市静宁县华源中学高三(上)第三次月考物理试卷参考答案与试题解析 一.选择题(本题有12小题,共48分,每小题4分.每小题至少有一个选项正确.全选对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选错或不答的,得0分.)1.(4分)如图所示,一定质量的物块用两根轻绳悬在空中,现保持O点位置不变,使绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力的大小将( ) A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大考点: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:对点O受力分析,受重力和两根细线的拉力,然后根据平衡条件作图分析.解答:解:对O点受力分析,受重力和两个拉力,如图根据平衡条件,合力为零,将两个拉力合成,与重力平衡,如图;从图中可以看出,OB绳子的拉力先减小后增加,OA绳子的拉力逐渐减小;故选D.点评:本题是三力平衡中的动态分析问题,其中一个力大小和方向都不变,一个力方向不变大小变,一个力大小和方向都变,关键作图分析. 2.(4分)(2022•海珠区三模)如图所示,木块A质量为1kg,木块B的质量为2kg,叠放在水平地面上,AB间的最大静摩擦力为1N,B与地面间的动摩擦因数为0.1,今用水平力F作用于B,则保持AB相对静止的条件是F不超过(g=10m/s2)( ) A.3NB.4NC.5ND.6N考点:牛顿第二定律.分析:要使AB能保持相对静止,由题意可知当F最大时,AB间的摩擦力应刚好为最大静摩擦力,则以A为研究对象可求得两物体共同运动时所具有的最大加速度;再用整体法可求得F的最大值.-19-\n解答:解:对A有:Fmax=mAa;代入数据解得:a=1m/s2;对整体有:F﹣μ(mA+mB)g=(mA+mB)a;代入数据解得:F=6N;故选D.点评:在解决实际的问题中,一般是要将整体法与隔离法交叉使用,要做到有分有合,灵活处理.并且要注意正确的进行受力分析,找出系统所受到的合力,再由牛顿第二定律进行列式,联立计算. 3.(4分)(2022•东莞模拟)如图所示,水平地面上的物体A在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速直线运动,则关于下列物体受力情况的说法中正确的是( ) A.物体A可能只受到二个力的作用B.物体A一定只受到三个力的作用 C.物体A一定受到了四个力的作用D.物体A可能受到了四个力的作用考点:共点力平衡的条件及其应用;滑动摩擦力;物体的弹性和弹力.专题:计算题.分析:物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:第一,物体间相互接触、挤压;第二,接触面不光滑;第三,物体间有相对运动趋势或相对运动.弹力是物体因形变而产生的力,这里指的是物体间相互接触、挤压时的相互作用力;将拉力按照作用效果正交分解后,结合运动情况和摩擦力和弹力的产生条件对木块受力分析,得出结论.解答:解:物体一定受重力,拉力F产生两个作用效果,水平向右拉木块,竖直向上拉木块,由于木块匀速直线运动,受力平衡,水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡,即一定有摩擦力,结合摩擦力的产生条件可知则必有支持力,因而物体一定受到四个力;故选C.点评:对物体受力分析通常要结合物体的运动情况,同时本题还要根据弹力和摩擦力的产生条件分析. 4.(4分)某物体沿一直线运动,其v﹣t图象如图所示,则下列说法中正确的是( ) A.第2s内和第3s内速度方向相反B.第2s内和第3s内的加速度方向相反 C.第3s内速度方向与加速度方向相反D.第5s内速度方向与加速度方向相反-19-\n考点:匀变速直线运动的图像.专题:运动学中的图像专题.分析:速度时间图线中速度的正负表示运动的方向,图线的斜率表示加速度.解答:解:A、第2s内和第3s内速度都为正值,速度方向相同.故A错误.B、第2s内和第3s内图线的斜率一正一负,加速度方向相反.故B正确.C、第3s内做匀减速直线运动,速度方向和加速度方向相反.故C正确.D、第5s内反向做匀减速直线运动,加速度方向与速度方向相反.故D正确.故选BCD.点评:解决本题的关键理清速度时间图线的物理意义,知道图线斜率表示的含义. 5.(4分)如图所示,质量不等的木块A和B的质量分别为m1和m2,置于光滑的水平面上.当水平力F作用于左端A上,两物体一起作匀加速运动时,A、B间作用力大小为F1.当水平力F作用于右端B上,两物体一起作匀加速运动时,A、B间作用力大小为F2,则( ) A.在两次作用过程中,物体的加速度的大小相等 B.在两次作用过程中,F1+F2<F C.在两次作用过程中,F1+F2=F D.在两次作用过程中,考点:牛顿第二定律;作用力和反作用力.专题:牛顿运动定律综合专题.分析:对整体分析,求出加速度,隔离分析,运用牛顿第二定律求出A对B的作用力大小解答:解:A、对整体分析,整体的加速度都为:a=.故A正确.BC、隔离分析,第一种情况,A对B的作用力为:F1=m2a=,第二中情况,A对B的作用力为:F2=m1a=.则有:F1+F2=F.故B错误,C正确.D、以上数据可知,=.故D错误.故选:AC.点评:解决本题的关键能够正确地进行受力分析,运用牛顿第二定律进行求解,注意整体法和隔离法的运用.-19-\n 6.(4分)(2022•杨浦区一模)一汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小.如图所示,分别画出汽车转弯时所受到的合外力的四种方向,你认为正确的是( ) A.B.C.D.考点:物体做曲线运动的条件.专题:物体做曲线运动条件专题.分析:汽车在水平的公路上转弯,所做的运动为曲线运动,故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的;又是做减速运动,故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反,分析这两个力的合力,即可看出那个图象时对的.解答:解:汽车从M点运动到N,曲线运动,必有分力提供向心力,向心力是指向圆心的;汽车同时减速,所以沿切向方向有与速度相反的分力;向心力和切线方向分力的合力与速度的方向的夹角要大于90°,所以选项ACD错误,选项B正确.故选B.点评:解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况,在水平面上,减速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯,在切线方向的分力使汽车减速,知道了这两个分力的方向,也就可以判断合力的方向了. 7.(4分)如图(a)所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示,若重力加速度g取10m/s2.根据图(b)中所提供的信息可以计算出( ) A.物体的质量B.斜面的倾角 C.斜面的长度D.加速度为6m/s2时物体的速度考点: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:对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律求出物体加速度与拉力F的关系式,根据图线的斜率和截距可以求出物体的质量和倾角.注意物体做变加速直线运动,速度和位移无法求出.解答:解:物体受重力、拉力和支持力,根据牛顿第二定律a=.图线的纵轴截距为﹣6m/s2,则gsinθ=6,解得斜面的倾角θ=37°.-19-\n图线的斜率k==,因为sinθ=0.6,则cosθ=0.8,所以m=2kg.物体做加速度变化的运动,无法根据运动学公式求出速度和位移.故A、B正确,C、D错误.故选AB.点评:解决本题的关键能够正确地进行受力分析,运用牛顿第二定律求解,以及能够从图线的斜率和截距获取信息. 8.(4分)(2022•佛山二模)如图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景.宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验,下列说法正确的是( ) A.火箭加速上升时,宇航员处于失重状态 B.飞船加速下落时,宇航员处于失重状态 C.飞船落地前减速,宇航员对座椅的压力大于其重力 D.火箭上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力小于其重力考点:超重和失重.专题:牛顿运动定律综合专题.分析:超重时,物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于重力,根据牛顿第二定律,物体受到向上的合力,加速度方向向上;失重时,物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于重力,根据牛顿第二定律,物体受到向下的合力,加速度方向向下.解答:解:A、火箭加速上升时,加速度方向向上,宇航员处于超重状态.故A错误.B、飞船加速下落时,加速度方向向下,宇航员处于失重状态,故B正确.C、飞船在落地前减速,加速度方向向上,宇航员处于超重状态,宇航员对座椅的压力大于其重力,故C正确.D、火箭上升的加速度逐渐减小时,加速度方向向上,宇航员对座椅的压力大于其重力,故D错误.故选BC.点评:解决本题的关键理解超失重的力学特征:超重时,物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于重力;失重时,物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于重力.以及运动学特征:超重时,加速度方向向上;失重时,加速度方向向下. 9.(4分)(2022•山西模拟)如图所示,质量为m的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )-19-\n A.0B.C.gD.考点:牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.专题:牛顿运动定律综合专题.分析:木板撤去前,小球处于平衡态,根据共点力平衡条件先求出各个力,撤去木板瞬间,支持力消失,弹力和重力不变,求出合力后即可求出加速度.解答:解:木板撤去前,小球处于平衡态,受重力、支持力和弹簧的拉力,如图根据共点力平衡条件,有F﹣Nsin30°=0Ncos30°﹣G=0解得N=F=木板AB突然撤去后,支持力消失,重力和拉力不变,合力等于支持力N,方向与N反向,故加速度为:a=故选B.点评:本题关键对物体受力分析,求出各个力,撤去一个力后,先求出合力,再求加速度. 10.(4分)气球以10m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球5m处有石子以20m/s的速度竖直上抛,不计阻力,g=10m/s2;则( ) A.石子恰能击中气球 B.石子一定不能击中气球 C.若气球速度增大,石子一定不能击中气球 D.若气球速度减小,石子可能不能击中气球-19-\n考点:竖直上抛运动.专题:直线运动规律专题.分析:当石子的速度与气球速度相等时没有追上,以后就追不上了,根据运动学基本公式即可判断.解答:解:A、B、当石子速度减为10m/s所需的时间t==1s,此时气球的位移x1=v0t=10m,石子的位移:=15m,因为x1+5=x2.知石子恰好能击中气球.故A正确,B错误;C、因为气球以10m/s匀速上升时,石子做竖直上抛恰能击中气球,若气球速度增加,则一定不能击中气球,故C正确;D、因为气球以10m/s匀速上升时,石子做竖直上抛恰能击中气球,若气球速度减小,则一定能击中气球,故D错误;故选:AC.点评:本题考查了追及问题的相关知识,知道在石子追及气球的过程中,当速度相等时追不上以后就追不上了,抓住位移之间的关系列式,难度适中 11.(4分)(2022•杭州一模)某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞,用手指按住洞,向罐中装满水,然后将易拉罐竖直向上抛出,空气阻力不计,则下列说法正确的是( ) A.易拉罐上升的过程中,洞中射出的水的速度越来越快 B.易拉罐下降的过程中,洞中射出的水的速度越来越快 C.易拉罐上升、下降的过程中,洞中射出的水的速度都不变 D.易拉罐上升、下降的过程中,水不会从洞中射出考点:超重和失重.分析:将易拉罐竖直向上抛出,空气阻力不计,易拉罐中的水处于完全失重状态,上层水平对下层水没有压力,水不会从洞中射出.解答:解:将易拉罐竖直向上抛出后,由于空气阻力不计,易拉罐及水的加速度等于重力加速度,处于完全失重状态,易拉罐中各层水之间没有压力,在整体过程中,水都不会从洞中射出.故选D点评:本题中实验学生可以亲自做一下,用牛顿运动定律分析和理解失重现象,并记住产生失重的条件. 12.(4分)如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的,圆锥固定,有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,A的运动半径较大,则( ) A.A球的角速度必小于B球的角速度-19-\n B.A球的线速度必小于B球的线速度 C.A球运动的周期必大于B球运动的周期 D.A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力考点:线速度、角速度和周期、转速;向心力.专题:匀速圆周运动专题.分析:对小球受力分析,受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解即可.解答:解:以小球为研究对象,对小球受力分析,小球受力如图所示:由牛顿第二定律得:mgtanθ=m解得:v=,则ω==,T==2π,由图示可知,对于AB两个球来说,重力加速度g与角θ相同,A、A的转动半径大,B的半径小,因此,A的角速度小于B的角速度,故A正确;B、A的线速度大于B的线速度,故B错误;C、A的周期大于B的周期,故C正确;D、由受力分析图可知,球受到的支持力FN=,由于两球的质量m与角度θ相同,则桶壁对AB两球的支持力相等,由牛顿第三定律可知,两球对桶壁的压力相等,故D错误;故选:AC.点评:本题关键是对小球受力分析,然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析. 二、实验题:(本题共3小题:共18分.将正确答案填在答题卡中的对应横线上.)13.(6分)在研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出的一条纸带如图所示,图中的点为计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,图上注明了各计数点间距离的测量结果,所接交流电源的频率为50Hz.(1)两个相邻计数点间的时间间隔:△t= 0.1 s.(2)打下计数点B时小车的速度:vB= 0.52 m/s.(3)物体匀变速直线运动的加速度a= 1.58 m/s2.考点:探究小车速度随时间变化的规律.专题:实验题.-19-\n分析:根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小.解答:解:(1)由于每隔4个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50Hz),所以相邻的计数点间有5个时间间隔,即T=0.1s;(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小;vB==0.52m/s(3)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:x4﹣x1=3a1T2x5﹣x2=3a2T2x6﹣x3=3a3T2为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值得:a=(a1+a2+a3)==1.58m/s2.故答案为:(1)0.1;(2)0.52;(3)1.58.点评:解决本题的关键掌握纸带的处理,会通过纸带求解瞬时速度和加速度,关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用. 14.(4分)某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示,则由图线可知:(1)弹簧的劲度系数为 200N/m .(2)弹簧的弹力为5N,弹簧的长度为 12.5cm或7.5cm .考点:探究弹力和弹簧伸长的关系.专题:实验题;弹力的存在及方向的判定专题.分析:由弹簧的长度L和弹力f大小的关系图象,读出弹力为零时弹簧的长度,即为弹簧的原长.由图读出弹力为F=10N,弹簧的长度为x=5cm,求出弹簧压缩的长度,由胡克定律求出弹簧的劲度系数.根据胡克定律求出弹簧的弹力为5N,弹簧的长度.解答:解:(1)由图读出,弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度为L0=10cm,即弹簧的原长为10cm,-19-\n由图读出弹力为F1=10N,弹簧的长度为L1=5cm,弹簧压缩的长度x1=L0﹣L1=5cm=0.05m,由胡克定律得弹簧的劲度系数为k==200N/m(3)弹簧的弹力为5N,弹簧的形变量△x==2.5cm弹簧的原长为10cm,所以弹簧的长度为12.5cm或7.5cm,故答案为:200N/m,12.5cm或7.5cm点评:胡克定律公式f=kx中,x是弹簧伸长或压缩的长度,不是弹簧的长度.第(2)问也可以直接由图象读出结果. 15.(8分)(2022•普陀区二模)“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示.主要步骤是:(A)在桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;(B)用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,在橡皮条的另一端栓上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;(C)用两个弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记下O点的位置和两个弹簧秤的示数;(D)按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;(E)只用一只弹簧秤,通过弹簧秤拉橡皮条使其伸长,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按相同标度作出这个力F’的图示;(F)比较F’和F,看它们是不是相同,得出结论;上述步骤中:(1)有重要遗漏的步骤是 CEF (填序号);(2)相应的遗漏内容分别是 记下两个弹簧秤的细绳方向;结点到达O位置; 、 改变两个力的夹角,再做一组(或几组) (3)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是 F′ .考点:验证力的平行四边形定则.专题:实验题;平行四边形法则图解法专题.分析:步骤C中只有记下两条细绳的方向,才能确定两个分力的方向,进一步才能根据平行四边形定则求合力;步骤E中只有使结点到达同样的位置O,才能表示两种情况下力的作用效果相同.在F步骤中,没有改变两个力的夹角,重新实验.解答:-19-\n解:(1、2)力的合成遵循平行四边形定则,力的图示法可以表示出力的大小、方向和作用点,因而要表示出分力,必修先测量出其大小和方向,故步骤C中遗漏了方向;合力与分力是一种等效替代的关系,替代的前提是等效,实验中合力与分力一定产生相同的形变效果,故步骤E中遗漏了使结点到达同样的位置;以及在实验中需改变两个力的夹角,再做一组(或几组)进行实验.(3)在实验中,用一根弹簧秤拉时,拉力的方向与AO共线,所以方向一定沿AO方向的是F′.故答案为:(1)CEF(2)记下两个弹簧秤的细绳方向;结点到达O位置;改变两个力的夹角,再做一组(或几组).(3)Fˊ点评:对于实验问题一定要明确实验原理,了解具体操作的含义,通过原理分析实验中的方法及误差分析. 三、计算题:(本题共3小题,共34分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.)16.(10分)(2022•江苏)A、B两小球同时从距地面高h=15m处的同一点抛出,初速度大小均为v0=10m/s.A球竖直向下抛出,B球水平抛出,空气阻力不计,重力加速度取g=10m/s2.求:(1)A球经多长时间落地?(2)A球落地时,A、B两球间的距离是多少?考点:竖直上抛运动;平抛运动.专题:计算题.分析:(1)A球做匀加速直线运动,根据位移时间公式直接求解;(2)B球做平抛运动,A球落地时间内,分别求出B球的水平分位移和竖直分位移,然后根据空间关系,得出A、B两球间的距离.解答:解:(1)A球做竖直下抛运动:将h=15m.v0=10m/s代入,可得:t=1s即A球经1s时间落地.(2)B球做平抛运动:将v0=10m/s.t=1s代入,可得:此时A球与B球的距离L为:将x.y.h代入,得:即A、B两球间的距离是.点评:本题关键是分清两球的运动规律,同时结合空间位置情况,运用运动学公式求解. -19-\n17.(12分)(2022•河西区一模)如图,半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点L=1m的水平面相切于B点,BC离地面高h=0.45m,C点与一倾角为θ=30°的光滑斜面连接,质量m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放,已知滑块与水平面间的动摩擦因数µ=0.1,取g=10m/s2.求:(1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力;(2)小滑块到达C点时速度的大小;(3)小滑块从C点运动到地面所需的时间.考点:动能定理的应用;牛顿第二定律;牛顿第三定律;平抛运动;向心力;机械能守恒定律.专题:机械能守恒定律应用专题.分析:(1)物体先做圆周运动,机械能守恒,由机械能守恒定律可得出球在B点的速度,则由向心力公式可求得小球对圆弧的压力;(2)由B到C物体做匀减速运动,可以由动能定理或年顿运动定律求出C点的速度;(3)小球离开C后做平抛运动,分析平抛运动能否落到斜面上,若不落在斜面上则由竖直分运动求出时间,若落到斜面上,则要分段考虑.解答:解:(1)设小滑块运动到B点的速度为VB,由机械能守恒定律有:mgR=mVB2由牛顿第二定律F﹣mg=m联立①②代入数据解得小滑块在B点受到的支持力为F=3mg=30N;由牛顿第三定律得小滑块对对圆弧的压力大小30N(2)设小滑块运动到C点的速度为VC,由动能定理有mgR﹣µmgL=mVC2解得小滑块在C点的速度VC=4m/s(3)小滑块平抛到地面的水平距离:S=VCt=VC=1.2m斜面底宽:d=hcotθ=0.78m因为S>d,所以小滑块离开C点后不会落到斜面上.因此,小滑块从C点运动到地面所需的时间即为小滑块平抛运动所用时间t==0.3s;答:(1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力为30N;(2)小滑块到达C点时速度的大小为4m/s;(3)小滑块从C点运动到地面所需的时间为0.3s.-19-\n点评:对于多过程的题目要注意分析不同的过程,若只求速度优先考虑动能定理或机械能守恒,但若题目中涉及时间应采用牛顿运动定律或运动模型的性质. 18.(12分)如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上(斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v﹣t图象如图乙所示,取g=10m/s2.求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小;(2)t=6s时物体速度,并在乙图上将t=6s内物体运动的v﹣t图象补画完整,要求标明有关数据;(3)物体返回出发点的速度大小.考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.专题:牛顿运动定律综合专题.分析:(1)根据图象可以求出匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小,根据牛顿第二定律列出匀加速运动和匀减速运动的力学方程,F﹣mgsinθ﹣μmgcosθ=ma1,mgsinθ+μmgcosθ=ma2,联立两方程求出动摩擦因数;(2)先通过图象得到3s末速度为零,然后求出3s到6s物体的加速度,再根据速度时间关系公式求解6s末速度;(3)先求解出前3s的位移,即上滑的位移;然后对下降过程运动位移时间关系公式列式求解下滑的时间.解答:解:(1)设力作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律有:F﹣mgsinθ﹣μmgcosθ=ma1撤去力后,设物体的加速度为a2,由牛顿第二定律有:mgsinθ+μmgcosθ=ma2由图象可得a1=20m/s2;a2=10m/s2代入解得F=30N;μ=0.5故斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,拉力大小为30N;(2)3s末物体速度减为零,之后物体下滑做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,有:mgsin37°﹣f=ma3解得:a3=2m/s2由速度时间公式,得到再过3s,有:v=a3t=6m/s故物体6s末速度大小为6m/s.方向与初速度方向相反即沿斜面向下.图象如下图所示.-19-\n(3)速度时间图象与时间轴包围的面积表示位移,故:前3s的位移为:x=;下降过程,根据位移时间关系公式,有:,解得;故返回出发点的速度为:;答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数为0.5,拉力F的大小为30N;(2)t=6s时物体速度为6m/s,t=6s内物体运动的v﹣t图象如图所示;(3)物体返回出发点的速度大小约为11.0m/s.点评:题关键受力分析后,根据牛顿第二定律,运用正交分解法求解出各个运动过程的加速度,然后结合运动学公式列式求解. -19-
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