河南省郑州市登封实验高中2022届高三物理上学期第二次段考试卷含解析

2022-2022学年河南省郑州市登封实验高中高三（上）第二次段考物理试卷一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．1．2022年1月4日，在中国海军护航编队“巢湖”舰、“千岛湖”舰护送下“河北锦绣”“银河”等13艘货轮顺利抵达亚丁湾西部预定海域．如图所示，此次护航总航程4500海里．若所有船只运动速率相同，则下列说法正确的是()A．“4500海里”指的是护航舰艇的位移B．研究舰队平均速率时可将“千岛湖”舰看作质点C．以“千岛湖”舰为参照物，“巢湖”舰一定是运动的D．根据图中数据可求出此次航行过程中的平均速度2．物体甲的位移与时间图象和物体乙的速度与时间图象分别如图甲、乙所示，则这两个物体的运动情况是()A．甲在整个t=6s时间内有来回运动，它通过的总位移为零B．甲在整个t=6s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4mC．乙在整个t=6s时间内有来回运动，它通过的总位移不为零D．乙在整个t=6s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4m3．下列所描述的运动中有可能的是()A．速度变化很快，加速度很小B．速度变化方向与加速度方向相反C．速度变化越来越快，加速度越来越小D．速度越来越大，加速度越来越小4．A、B两小球从不同高度自由下落，同时落地，A球下落的时间为t，B球下落的时间为，当B球开始下落的瞬间，A、B两球的高度差为()A．gt2B．gt2C．gt2D．gt2205．在某一高度以v0=20m/s的初速度竖直上抛一个小球（不计空气阻力），当小球速度大小为10m/s时，以下判断正确的是（g取10m/s2）()A．小球在这段时间内的平均速度大小一定为15m/sB．小球在这段时间内的平均速度大小一定为5m/s，方向向下C．小球在这段时间内的平均速度大小一定为5m/s，方向向上D．小球的位移大小一定是15m6．用质量为M的吸铁石，将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上．某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力F轻拉白纸，白纸未移动，则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为()A．FB．mgC．D．7．两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示．开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则()A．P端向右移动的距离为（1+）LB．b弹簧的伸长量也为LC．b弹簧的伸长量D．P端向右移动的距离为2L8．钓鱼岛是中国领土铁证如山，但日本政府一再挑衅，并于今年九月发起购岛闹剧．对此包括港澳台在内，全国上下共同掀起保钩高潮．中国人民解放军做为坚强后盾更是频频亮剑，一批批重量级装备纷纷闪亮出场．国产最先进武装直升机武直﹣10（WZ﹣10）已经进行多次试飞，图4为一架WZ﹣10在钓鱼岛海域拖曳扫雷具进行近岛扫除水雷演习模拟图．拖曳型扫雷具质量为m，由于近岛海水的流动对物体产生水平方向的冲击力，使软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成θ角，已知物体所受的浮力不能忽略下列说法正确的是()20A．绳子的拉力为B．绳子的拉力一定大于mgC．物体受到海水的水平方向的作用力等于绳子的拉力D．物体受到海水的水平方向的作用力小于绳子的拉力9．如图光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N．在运动过程中()A．F增大，N减小B．F减小，N减小C．F增大，N增大D．F减小，N增大10．下列几组共点力分别作用在一个物体上，有可能使物体达到平衡状态的是()A．7N，5N，1NB．3N，6N，8NC．4N，10N，5ND．4N，12N，8N11．如图是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎（图中是用手指代替颈椎做实验），整个装置在同一竖直平面内．如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是()A．只增加绳的长度B．只增加重物的重量C．只将手指向下移动D．只将手指向上移动12．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态，则()20A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到水平面的摩擦力一定为零C．C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D．将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，此时水平面对C的摩擦力为零二、填空13．如图所示是某位同学在研究小车的匀变速直线运动时，通过打点计时器获得的一条纸带．在所打的点中，取A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有四个点（未标出），测出各计数点间的距离分别是s1、s2、s3、s4．设打点计时器的打点周期为T，请完成下列问题：（1）以下关系式中正确的是__________．A．s3﹣s1=3aT2B．s3﹣s2=aT2C．s4﹣s3=s2﹣s1D．s4﹣s1=3（s2﹣s1）（2）小车的加速度a=__________（用s1、s2、s3、s4和T表示）（3）若已知s1=2.00cm，s2=4.00cm，s3=6.00cm，s4=8.00cm，则打下B点时小车的速度v=__________m/s（保留两位小数）14．某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持__________状态．（2）他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长x0=__________cm，劲度系数k=__________N/m．（3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图（c）所示时，该弹簧的长度x=__________cm．20三、计算题：本大题共4小题，共42分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中须明确写出数值和单位．15．如图所示，公路上一辆汽车正以v1=10m/s的速度匀速行驶，汽车行至A点时，一人为了搭车，从距公路30m的C处由静止开始正对着公路跑去，假设人先做匀加速运动，达到最大速度v2=6m/s时再做匀减速运动，司机见状途中刹车，汽车做匀减速运动，结果车和人同时到达B点停下．已知XAB=80m，问：汽车在距A多远处开始刹车？刹车后汽车的加速度有多大？16．如图所示，质量M=2kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m=kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g=10m/s2，求运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ及木块M与水平杆间的动摩擦因数．17．如图所示，一平直的浅色传送带以速度v=2m/s匀速运行，传送带把A点处的煤块（可视为质点）运送到B点处，A、B两点之间相距L=10m，从A点把煤块轻轻地放到传送带上，经过时间t=6s送到B点，g取10m/s2，求：（1）煤块与传送带间的动摩擦因数；（2）如果提高传送带的运动速率，煤块能较快地传送到B点，说明并计算煤块从A到B有最短时间传送带的运动速率至少应多大？如果把求得的速率再提高一倍，则煤块传送时间为多少？18．如右图所示，一块质量为M=2kg､长为L=1m的匀质木板放在很长的光滑水平桌面上，板的左端有一质量为m=0.5kg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，某人以速度v=1m/s向下拉绳，物块最多只能到达板的中点，而且此时板的右端尚未到达桌边定滑轮处．g取10m/s2，求：（1）物块与板间的动摩擦因数μ1；（2）若板与桌面间有摩擦，为使物块能到板的右端，板与桌面的动摩擦因数μ2的范围．202022-2022学年河南省郑州市登封实验高中高三（上）第二次段考物理试卷一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．1．2022年1月4日，在中国海军护航编队“巢湖”舰、“千岛湖”舰护送下“河北锦绣”“银河”等13艘货轮顺利抵达亚丁湾西部预定海域．如图所示，此次护航总航程4500海里．若所有船只运动速率相同，则下列说法正确的是()A．“4500海里”指的是护航舰艇的位移B．研究舰队平均速率时可将“千岛湖”舰看作质点C．以“千岛湖”舰为参照物，“巢湖”舰一定是运动的D．根据图中数据可求出此次航行过程中的平均速度考点：位移与路程；参考系和坐标系；质点的认识；平均速度．专题：直线运动规律专题．分析：正确解答本题需要掌握：位移和路程的区别，质点的含义；相对运动，参照物的选取；平均速度的定义等．解答：解：A、“4500海里”是护航舰艇走过的轨迹长度，因此为路程不是位移，故A错误；B、平均速率为路程和时间的比值，本题中路程长度远远大于“千岛湖”舰的尺寸，所以研究舰队平均速率时可将“千岛湖”舰看作质点，故B正确；C、若“千岛湖”舰与“巢湖”舰同向匀速行驶，则以“千岛湖”舰为参照物，“巢湖”舰是静止，故C错误；D、由于不知运动位移和时间，不能求出此次航行的平均速度，故D错误．故选B．点评：本题考查了描述运动的一些基本概念，对于这些概念一定要深入理解其定义，尤其是加强理解位移、平均速度等矢量概念的含义．2．物体甲的位移与时间图象和物体乙的速度与时间图象分别如图甲、乙所示，则这两个物体的运动情况是()20A．甲在整个t=6s时间内有来回运动，它通过的总位移为零B．甲在整个t=6s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4mC．乙在整个t=6s时间内有来回运动，它通过的总位移不为零D．乙在整个t=6s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4m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：位移时间图线的斜率表示瞬时速度，根据纵坐标的变化量表示位移．速度时间图线的斜率表示加速度的大小，图线与时间轴围成的面积表示位移．速度的正负表示速度的方向．解答：解：A、B、根据位移时间图线的斜率表示瞬时速度，可知，甲在整个t=6s时间内一直沿正向运动，总位移为△x=2m﹣（﹣2m）=4m，故A错误，B正确．C、D、速度图象中，速度的正负，表示速度的方向，即表示物体的运动方向．速度先负后正，说明物体乙先沿负向运动，后沿正向运动．根据图线与时间轴围成的面积表示位移，图线在t轴上方位移为正值，下方位移为负值，得知总位移为0，故CD错误．故选：B点评：解决本题的关键知道速度时间图线和位移时间图线的物理意义，知道图线的斜率分别表示的意义．3．下列所描述的运动中有可能的是()A．速度变化很快，加速度很小B．速度变化方向与加速度方向相反C．速度变化越来越快，加速度越来越小D．速度越来越大，加速度越来越小考点：加速度；速度．分析：加速度大小等于速度的变化率，是反映速度变化快慢的物理量，当加速度方向与速度方向相同，做加速运动，当加速度方向与速度方向相反，做减速运动．解答：解：A、加速度表示速度变化的快慢，速度变化快，加速度就大，故A错误；B、根据公式a=，速度变化方向与加速度方向相同，故B错误；C、加速度表示速度变化的快慢，如果速度变化越来越快，则加速度越来越大，故C错误；D、当加速度与速度同向时，速度越来越大，加速度可以越来越小；故D正确；故选：D．点评：解决本题的关键知道加速度的物理意义，掌握判断物体做加速运动还是减速运动的方法，关键看加速度方向与速度方向的关系．204．A、B两小球从不同高度自由下落，同时落地，A球下落的时间为t，B球下落的时间为，当B球开始下落的瞬间，A、B两球的高度差为()A．gt2B．gt2C．gt2D．gt2考点：自由落体运动．专题：自由落体运动专题．分析：由下落时间可求出两球开始下落的高度；A球下落时间比B球下落时间早；则求出在此段时间内的A下落的高度，即可求出AB两球的在B球开始下落时的两球的高度差．解答：解：由h=gt2可得：A下落的高度为gt2；而B下落的高度为：；而在B下落的瞬间A已下落了：h′=g（）2=gt2；故AB两球的高度差为：gt2﹣﹣=gt2；故选：D．点评：本题考查自由落体的下落高度与时间的关系；要注意分析题目中给出的条件，明确要求的为哪一段的高度差即可求解．5．在某一高度以v0=20m/s的初速度竖直上抛一个小球（不计空气阻力），当小球速度大小为10m/s时，以下判断正确的是（g取10m/s2）()A．小球在这段时间内的平均速度大小一定为15m/sB．小球在这段时间内的平均速度大小一定为5m/s，方向向下C．小球在这段时间内的平均速度大小一定为5m/s，方向向上D．小球的位移大小一定是15m考点：竖直上抛运动．专题：直线运动规律专题．分析：竖直上抛运动可以分成上升和下降两个过程分段研究，抓住这两个过程的对称性进行分析．也可以看成一种有往复的匀减速直线运动进行处理．已知小球的速度大小，但速度方向不确定，可能向上，也可能向下，分两种情况由运动学公式求解解答：解：取竖直向上为正方向，则初速度：v0=20m/s；①当末速度向上，即v=10m/s时，此时小球仍在上升，平均速度===15m/s，方向向上；②当末速度向下，即v=﹣10m/s．平均速度==m/s=5m/s，方向向上；20③通过的位移，为x=与末速度方向无关，故x=m=15m平均速度大小可能为15m/s，方向向上，也可能为5m/s，方向向上；位移大小一定是15m．故选：D点评：本题关键是末速度的方向未知，要分情况讨论；竖直上抛运动的全过程是匀变速直线运动，灵活地选择运动学公式列式求解6．用质量为M的吸铁石，将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上．某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力F轻拉白纸，白纸未移动，则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为()A．FB．mgC．D．考点：摩擦力的判断与计算．专题：摩擦力专题．分析：分析物体受力情况，根据共点力的平衡条件可得出摩擦力的大小．解答：解：由题意可知，整体受向下的重力、向右的拉力的作用，二力的合力为F合=；由力的平衡条件可知，摩擦力的应与合力大小相等，方向相反；故选：D点评：本题应首先明确物体受到的摩擦力为静摩擦力；静摩擦力的与其他沿接触面的外力的合力大小相等，方向相反．7．两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示．开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则()A．P端向右移动的距离为（1+）LB．b弹簧的伸长量也为LC．b弹簧的伸长量20D．P端向右移动的距离为2L考点：胡克定律．分析：两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律分析伸长量的大小．P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和．解答：解：AB、P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即为L+=（1+）L，故AB错误．CD、两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律F=kx得x与k成反比，则得b弹簧的伸长量为．故C正确，D错误．故选：C点评：本题关键要知道两弹簧的弹力大小相等，掌握胡克定律，并能求出弹簧的伸长量．8．钓鱼岛是中国领土铁证如山，但日本政府一再挑衅，并于今年九月发起购岛闹剧．对此包括港澳台在内，全国上下共同掀起保钩高潮．中国人民解放军做为坚强后盾更是频频亮剑，一批批重量级装备纷纷闪亮出场．国产最先进武装直升机武直﹣10（WZ﹣10）已经进行多次试飞，图4为一架WZ﹣10在钓鱼岛海域拖曳扫雷具进行近岛扫除水雷演习模拟图．拖曳型扫雷具质量为m，由于近岛海水的流动对物体产生水平方向的冲击力，使软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成θ角，已知物体所受的浮力不能忽略下列说法正确的是()A．绳子的拉力为B．绳子的拉力一定大于mgC．物体受到海水的水平方向的作用力等于绳子的拉力D．物体受到海水的水平方向的作用力小于绳子的拉力考点：运动的合成和分解．专题：运动的合成和分解专题．分析：对物体受力分析，受重力、浮力、拉力和水的水平方向的摩擦力，根据平衡条件并运用正交分解法列式分析．解答：解：A、B、对物体受力分析，受重力、浮力、拉力和水的水平方向的摩擦力，如图根据平衡条件，有竖直方向：F浮+Tcosθ=mg…①水平方向：f=Tsinθ…②故A错误，B错误；20C、D、河水作用力包括浮力和摩擦力，其中摩擦力等于拉力的水平分力，故C错误；D正确故选D．点评：本题关键是对物体进行受力分析，然后平衡条件列式分析，关键不要忘了有浮力．9．如图光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N．在运动过程中()A．F增大，N减小B．F减小，N减小C．F增大，N增大D．F减小，N增大考点：物体的弹性和弹力．分析：对球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据共点力平衡条件列式求解出拉力和支持力的数值，在进行分析讨论．解答：解：对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如，根据共点力平衡条件，有N=mgcosθF=mgsinθ其中θ为支持力N与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，θ变大，故N变小，F变大；故A正确，BCD错误．故选：A．点评：题关键对滑块受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解出支持力和拉力的表达式进行讨论．10．下列几组共点力分别作用在一个物体上，有可能使物体达到平衡状态的是()A．7N，5N，1NB．3N，6N，8NC．4N，10N，5ND．4N，12N，8N20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：要使三力的合力为零，应保证任意两力之和可以大于等于第三力，任意两力之差小于等于第三力．解答：解：A、7N和5N的合力范围为[2N，12N]，1N不在两个力的合力范围之内，则三个力的合力不可能为零，不能使物体处于平衡状态．故A错误．B、3N、6N的合力范围为[3N，9N]，8N在两个力的合力范围之内，则三个力的合力可能为零，能处于平衡状态．故B正确．C、4N、10N的合力范围为[6N，14N]，5N不在两个力的合力范围之内，则三个力的合力不可能为零，不能处于平衡状态．故C错误．D、4N、12N的合力范围为[8N，16N]，8N在两个力的合力范围之内，则三个力的合力能为零，能使物体处于平衡状态．故D正确．故选：BD．点评：判断三力能否平衡可以利用数学中三边组成平行三角形的方法，只要三边能组成三角形，则合力一定能为零．11．如图是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎（图中是用手指代替颈椎做实验），整个装置在同一竖直平面内．如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是()A．只增加绳的长度B．只增加重物的重量C．只将手指向下移动D．只将手指向上移动考点：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：对动滑轮受力分析，受重力、两个对称的拉力，大小等于悬挂物体的重量，根据三力平衡条件分析．解答：解：A、对动滑轮受力分析，受重力、两个对称的拉力，拉力等于悬挂物体的重量mg，如图20三个力的合力为零，两个拉力的大小恒定，夹角越大，合力越小，夹角越小，合力越大；增加细线长度时，由于两个细线拉力也不变，动滑轮位置不变，故三个力大小方向都不变，故A错误；B、增加重物的重力，两个拉力变大，动滑轮位置不变，则两拉力夹角不变，故合力变大，故手要用较大的力，故B正确；C、手指向下移动，两个拉力大小不变，夹角变小，故两拉力合力变大，故手要用较大的力，故C正确；D、手指向上移动，两个拉力大小不变，夹角变大，故两拉力合力变小，故手要用较小的力，故D错误；故选BC．点评：本题关键是对动滑轮受力分析，根据三力平衡条件，结合力的合成的平行四边形法则进行分析讨论．12．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态，则()A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到水平面的摩擦力一定为零C．C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D．将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，此时水平面对C的摩擦力为零考点：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：以B为研究对象，分析绳子的拉力与重力沿斜面向下的分力的关系，判断B是否受到C的摩擦力．以B、C整体为研究对象，根据平衡条件分析水平面的摩擦力．20解答：解：设A、B、C的重力分别为GA、GB、GC．A、若GA=GBsinθ，B相对于C没有运动趋势，不受到C的摩擦力．故A错误．BC、以B、C整体为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件得：地面对C的摩擦力f=Fcosθ=GAcosθ，方向水平向左，说明C有沿地面向右滑动的趋势．故B错误，C正确．D、将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，则以B、C整体为研究对象得到，f=0，即水平面对C的摩擦力为零．故D正确．故选CD点评：本题涉及三个物体的平衡问题，要灵活选择研究对象．当几个物体的加速度相同时可以采用整体法研究，往往比较简捷．二、填空13．如图所示是某位同学在研究小车的匀变速直线运动时，通过打点计时器获得的一条纸带．在所打的点中，取A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点之间还有四个点（未标出），测出各计数点间的距离分别是s1、s2、s3、s4．设打点计时器的打点周期为T，请完成下列问题：（1）以下关系式中正确的是CD．A．s3﹣s1=3aT2B．s3﹣s2=aT2C．s4﹣s3=s2﹣s1D．s4﹣s1=3（s2﹣s1）（2）小车的加速度a=（用s1、s2、s3、s4和T表示）（3）若已知s1=2.00cm，s2=4.00cm，s3=6.00cm，s4=8.00cm，则打下B点时小车的速度v=0.30m/s（保留两位小数）考点：测定匀变速直线运动的加速度．专题：实验题．分析：匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度；根据公式△x=aT2求解加速度．解答：解：（1）根据公式△x=aT2，有：s3﹣s1=3aT2s4﹣s3=s3﹣s2=s2﹣s1=aT2s4﹣s1=3aT220故AB错误，CD正确；故选：CD（2）根据公式△x=aT2，有：a=（3）B点速度等于AC段瞬时速度，故：v==0.30m/s故答案为：（1）C、D（2）（3）0.30点评：要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．14．某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态．（2）他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长x0=4cm，劲度系数k=50N/m．（3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图（c）所示时，该弹簧的长度x=10cm．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：（1）弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须竖直；（2）弹簧处于原长时，弹力为零；根据胡克定律F=k△x求解劲度系数；（3）直接从弹簧秤得到弹力，再从图象b弹簧弹簧长度．解答：解：（1）弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须与弹簧平行，故刻度尺要保持竖直状态；（2）弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4cm；弹簧弹力为2N时，弹簧的长度为8cm，伸长量为4cm；根据胡克定律F=k△x，有：；（3）由图c得到弹簧的弹力为3N，根据图b得到弹簧的长度为10cm；故答案为：（1）竖直；（2）4，50；（3）10．点评：本题关键是明确实验原理，然后根据胡克定律F=k△x并结合图象列式求解，不难．20三、计算题：本大题共4小题，共42分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中须明确写出数值和单位．15．如图所示，公路上一辆汽车正以v1=10m/s的速度匀速行驶，汽车行至A点时，一人为了搭车，从距公路30m的C处由静止开始正对着公路跑去，假设人先做匀加速运动，达到最大速度v2=6m/s时再做匀减速运动，司机见状途中刹车，汽车做匀减速运动，结果车和人同时到达B点停下．已知XAB=80m，问：汽车在距A多远处开始刹车？刹车后汽车的加速度有多大？考点：匀变速直线运动规律的综合运用．专题：直线运动规律专题．分析：应用平均速度公式、匀变速直线运动的位移公式与速度位移公式求出，汽车的位移、加速度，然后答题．解答：解：人从C到B用时为t，平均速度：===3m/s，由平均速度公式得：sBC=2t，代入数据解得：t==10s，这一时间内汽车由A开始先匀速后减速运动，最终停在B点，设车从A经时间t1开始刹车．汽车的位移：XAB=v1t1+（10﹣t1）×，代入数据解得：t1=6s，所以车匀速运动的距离为：x1=v1t1=10×6=60m，加速度：a=，代入数据解得：a=2.5m/s2；答：汽车在距A60m处开始刹车，刹车后汽车的加速度为2.5m/s2．点评：本题考查了求汽车位移、加速度问题，分析清楚汽车的运动过程是正确解题的前提与关键，应用匀变速运动规律即可正确解题．16．如图所示，质量M=2kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m=kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g=10m/s2，求运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ及木块M与水平杆间的动摩擦因数．20考点：共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：以小球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解轻绳与水平方向夹角θ；以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，由平衡条件和摩擦力公式求解木块与水平杆间的动摩擦因数μ．解答：解：设细绳对B的拉力为T．以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图1，由平衡条件可得：Fcos30°=Tcosθ①Fsin30+Tsinθ=mg②代入解得：T=10Ntanθ=，即θ=30°再以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2．再平衡条件得：Fcos30°=fN+Fsin30°=（M+m）g又f=μN得到：μ=代入解得：μ=答：运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ为30°，木块M与水平杆间的动摩擦因数．点评：本题涉及两个物体的平衡问题，研究对象的选择要灵活，此题采用隔离法与整体相结合的方法，也可以就采用隔离法研究．17．如图所示，一平直的浅色传送带以速度v=2m/s匀速运行，传送带把A点处的煤块（可视为质点）运送到B点处，A、B两点之间相距L=10m，从A点把煤块轻轻地放到传送带上，经过时间t=6s送到B点，g取10m/s2，求：（1）煤块与传送带间的动摩擦因数；20（2）如果提高传送带的运动速率，煤块能较快地传送到B点，说明并计算煤块从A到B有最短时间传送带的运动速率至少应多大？如果把求得的速率再提高一倍，则煤块传送时间为多少？考点：牛顿第二定律；动摩擦因数．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：由运动学公式求的加速度，在利用牛顿第二定律求的摩擦因数物体放上传送带，由于受到向前的摩擦力，先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度时，做匀速直线运动，根据两段位移之和等于传送带的长度，结合运动学公式可求出匀加速运动的时间．当物块始终处于加速状态，此时所用的时间最短，根据运动过程中加速度不变，求出传送带的最小速度．当传送带的运行速率在此基础上再增大1倍，物块仍然做匀加速运动，匀加速运动的时间不变．解答：解：（1）煤块放到传送带上后，先加速，当速度达到传送带的运行速度时，将以此速度匀速运动，设煤块加速度为a，则+=L代入数值得：a=1m/s2由牛顿第二定律得：a=μg得：μ=0.1（2）若传送带运行速度足够大，煤块一直加速到B处，则时间最短，设为tmin，则：a=L代入数值得：tmin=2s此时煤块速度为：v=atmin=2m/s传送带运行速率应不小于此速率若把速率再提高一倍，煤块传送仍需2s．答：（1）煤块与传送带间的动摩擦因数0.1；（2）煤块从A到B有最短时间传送带的运动速率至少应为，煤块传送时间为点评：解决本题的关键会对物块放上传送带进行受力分析，从而判断物块的运动情况．物块轻轻放上传送带后由于受到向前的摩擦力，先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度时，做匀速直线运动．18．如右图所示，一块质量为M=2kg､长为L=1m的匀质木板放在很长的光滑水平桌面上，板的左端有一质量为m=0.5kg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，某人以速度v=1m/s向下拉绳，物块最多只能到达板的中点，而且此时板的右端尚未到达桌边定滑轮处．g取10m/s2，求：（1）物块与板间的动摩擦因数μ1；（2）若板与桌面间有摩擦，为使物块能到板的右端，板与桌面的动摩擦因数μ2的范围．20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）木板先做加速运动们最后做匀速运动，当两者速度达到相等时，木块相对于木板不再发生运动，利用运动学公式及牛顿第二定律即可求得摩擦因数；（2）当木块刚好达到木板最右端时，由牛顿运动学公式及牛顿第二定律即可求的最小摩擦因数；解答：解：（1）若人以恒定速度v=1m/s向下匀速拉绳，木板先向右做匀加速运动，物块到达板的中点后，物块和木板一起以1m/s匀速．设M加速时间为t1，则m向右位移为x1=vt1木板向右的位移为x2=1由题意得x1﹣x2=由以上三式代入数据可得t1=1sM加速度：由牛顿第二定律得：μ1mg=Ma代入数据解得：μ1=0.4（2）如果板与桌面有摩擦，因为M与桌面摩擦因数越大，m越易从右端滑下，所以当m滑到M右端两者刚好共速时摩擦因数最小，设为μ0，且物块在板上滑行的时间为t2．对木板由牛顿第二定律得：μ1mg﹣μ0（M+m）g=Ma1，而v=a1t2解得：又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3则，得：解得：．所以为了使物块能到达板的右端，板与桌面间的摩擦因数μ2≥0.04答：（1）物块与板间的动摩擦因数为0.4．（2）板与桌面的动摩擦因数μ2的范围为μ2≥0.04．点评：分析求出物体运动过程、应用牛顿第二定律、运动学公式的公式即可正确解题．难度中等．2020