河北省石家庄市井陉一中2022届高三物理上学期10月月考试题含解析

2022-2022学年河北省石家庄市井陉一中高三（上）月考物理试卷（10月份）　一、选择题（本题共12小题，每小题4分，其中1-8为单选题，9-12为多选题，共48分）1．甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶，其运动的x﹣t图象如图所示，则下列关于两辆车运动情况的说法中不正确的是（　　）A．在0～10s内，甲、乙两车相遇两次B．乙车在0～10s内平均速度大小为0.8m/sC．甲车先做匀减速直线运动，后做匀速直线运动D．若乙车做匀变速直线运动，则图线上P所对应的瞬时速度大小一定大于0.8m/s　2．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其﹣t的图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）A．质点做匀速直线运动，速度为0.5m/sB．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5m/sC．质点在第1s内的平均速度0.75m/sD．质点在1s末速度为1.5m/s　-29-\n3．如图所示，质量为M的长木板位于光滑水平面上，质量为m的物块静止在长木块上，两点之间的滑动摩擦因数，现对物块m施加水平向右的恒力F，若恒力F使长木板与物块出现相对滑动．则恒力F的最小值为（重力加速度大小为g，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力）（　　）A．μmg（1+）B．μmg（1+）C．μmgD．μMg　4．如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ，则下图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是（　　）A．B．C．D．　5．如图所示，从A点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上B点发生碰撞，碰后小球速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上C点，已知地面上D点位于B点正下方，B、D间距离为h，则（　　）A．A、B两点间距离为B．A、B两点间距离为C．C、D两点间距离为2hD．C、D两点间距离为　-29-\n6．飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力，这种现象叫过荷．过荷过重会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至昏厥．受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的支持力影响．取g=10m/s2，则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度为100m/s时，圆弧轨道的最小半径为（　　）A．100mB．111mC．125mD．250m　7．如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔（小孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图中P′位置），两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（　　）A．细线所受的拉力变小B．小球P运动的角速度变小C．Q受到桌面的静摩擦力变大D．Q受到桌面的支持力变大　8．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处．现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）-29-\nA．环到达B处时，重物上升的高度h=B．环到达B处时，环与重物的速度大小相等C．环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能D．环能下降的最大高度为d　9．假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，则下列有关地球同步卫星的叙述正确的是（　　）A．运行速度是第一宇宙速度的倍B．运行速度是第一宇宙速度的倍C．向心加速度是地球赤道上物体随地球自转的向心加速度的n倍D．向心加速度是地球赤道上物体随地球自转的向心加速度的倍　10．如图所示，M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd为半径是R的光滑圆弧形轨道，a为轨道的最高点，地面水平且有一定长度．今将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放，让其自由下落到d处切入轨道内运动，不计空气阻力，则（　　）A．只要h大于R，释放后小球就能通过a点B．只要改变h的大小，就能使小球通过a点后，既可能落回轨道内，又可能落到de面上C．无论怎样改变h的大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内D．调节h的大小，可以使小球飞出de面之外（即e的右侧）　11．质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，从t=0时刻开始受到方向恒定的水平拉力F作用，F与时间t的关系如图甲所示．物体在t．时刻开始运动，其v﹣t图象如图乙所示，若可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则（　　）-29-\nA．物体与地面间的动摩擦因数为B．物体在t0时刻的加速度大小为C．物体所受合外力在t0时刻的功率为2F0v0D．水平力F在t0到2t0这段时间内的平均功率为F0（2v0+）　12．如图甲所示，甲、乙两个小球可视为质点，甲球沿倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，乙球做自由落体运动，甲、乙两球的动能与路程的关系图象如图乙所示．下列说法正确的是（　　）A．甲球机械能不守恒，乙球机械能守恒B．甲、乙两球的质量之比为m甲：m乙=4：1C．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为P甲：P乙=1：1D．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球下降高度之比h甲：h乙=1：4　　二、实验题（16分）13．如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置，下列哪些说法是正确的（　　）-29-\nA．实验时应选用密度大体积小，并且下端有橡胶垫的重锤B．实验时，当松开纸带让重锤下落同时，立即接通电源C．要选用第1、2点间距离接近2mm的纸带D．实验结果总是动能的增量略大于重力势能的减小量　14．在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条合理的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示，数值的单位是mm；图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点．（设重物的质量为1kg，当地重力加速度g=9.8m/s2）（1）重物从开始下落到计时器打B点时，减少的重力势△EpB=　　　　　　J．（2）重物下落到计时器打B点时增加的动能△EKB=　　　　　　J（保留三位有效数字）．（3）根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是　　　　　　．　15．用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门．调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t1、t2…，计算出t02、t12…．-29-\n（1）挡光时间为t0时，重锤的加速度为a0．从左侧取下1块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为ti，重锤的加速度为ai．则=　　　　　　．（结果用t0和ti表示）（2）作出﹣i的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=　　　　　　．（3）若重锤的质量约为300g，为使实验测量数据合理，铁片质量m0比较恰当的取值是　　　　　　．A．1gB．5gC．40gD．100g（4）请提出一条减小实验误差的建议：　　　　　　．　　三．计算题：（36分）16．（12分）（2022•荆州模拟）如图所示，质量m=2.2kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成θ=37°角斜向上、大小为F=10N的拉力作用下，以速度v=5.0m/s向右做匀速直线运动．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：（1）金属块与地板间的动摩擦因数；（2）如果从某时刻起撤去拉力，撤去拉力后金属块在水平地板上滑行的最大距离．　-29-\n17．（12分）（2022秋•石家庄校级月考）如图所示，传送带与两轮切点A、B间的距离为l=20m，半径为R=0.4m的光滑的半圆轨道与传送带相切于B点，C点为半圆轨道的最高点．BD为半圆轨道直径．物块质量为m=1kg．已知传送带与物块间的动摩擦因数=0.8，传送带与水平面夹角=37°．传送带的速度足够大，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10ms2，物块可视为质点．求：（1）物块无初速的放在传送带上A点，从A点运动到B点的时间；（2）物块无初速的放在传送带上A点，刚过B点时，物块对B点的压力大小；（3）物块恰通过半圆轨道的最高点C，物块放在A点的初速度为多大．　18．（12分）（2022•成都模拟）如图甲所示，带斜面的足够长木板P，质量M=3kg．静止在水平地面上，其右侧靠竖直墙壁，倾斜面BC与水平面AB的夹角θ=37°．两者平滑对接．t=0s时，质量m=1kg、可视为质点的滑块Q从顶点C由静止开始下滑．图乙所示为Q在0～6s内的速率v随时间t变化的部分图线．已知P与Q间的动摩擦因数是P与地面间的动摩擦因数的5倍，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．求：（1）木板P与地面间的动摩擦因数；（2）t=8s时，木板P与滑块Q的速度大小；（3）0～8s内，滑块Q与木板P之间因摩擦而产生的热量．　　-29-\n2022-2022学年河北省石家庄市井陉一中高三（上）月考物理试卷（10月份）参考答案与试题解析　一、选择题（本题共12小题，每小题4分，其中1-8为单选题，9-12为多选题，共48分）1．甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶，其运动的x﹣t图象如图所示，则下列关于两辆车运动情况的说法中不正确的是（　　）A．在0～10s内，甲、乙两车相遇两次B．乙车在0～10s内平均速度大小为0.8m/sC．甲车先做匀减速直线运动，后做匀速直线运动D．若乙车做匀变速直线运动，则图线上P所对应的瞬时速度大小一定大于0.8m/s考点：匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：运动学中的图像专题．分析：x﹣t图象对应纵坐标表示物体的位置，其斜率大小表示速度，物体通过的位移等于纵坐标的变化量，平均速度等于位移除以时间，据此分析即可．解答：解：A、两图象的交点表示相遇，根据图象可知，两车相遇两次，故A正确；B、乙车在0﹣10s内的位移x=0﹣8m=﹣8m，则平均速度为===﹣0.8m/s，所以乙车在0﹣10s内的平均速度大小为0.8m/s，故B正确；C、x﹣t图象的斜率表示速度，根据图象可知，甲先做匀速直线运动，后静止，故C错误；D、若乙做匀变速直线运动，则乙做匀加速直线运动，中间时刻的速度等于平均速度，所以5s末的速度等于0.8m/s，所以P点速度一定大于0.8m/s，故D正确．本题选不正确的，故选：C点评：解决本题的关键是知道x﹣t图象的斜率大小等于速度大小，斜率的方向表示速度的正负，图象的交点表示相遇．　-29-\n2．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其﹣t的图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）A．质点做匀速直线运动，速度为0.5m/sB．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5m/sC．质点在第1s内的平均速度0.75m/sD．质点在1s末速度为1.5m/s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：﹣t的图象即v﹣t图象，倾斜的直线表示匀速直线运动，图线的斜率等于加速度，由图直接读出速度．由求平均速度．解答：解：A、﹣t图象即v﹣t图象，由图知质点的速度均匀增大，说明质点做匀加速直线运动，故A错误．B、质点做匀加速直线运动，根据x=v0t+at2，得=v0+at，由图得：a=0.5，则加速度为a=2×0.5=1m/s2．故B错误．C、质点在第1s内的平均速度==m/s=1m/s，故C错误．D、质点的初速度v0=0.5m/s，在1s末速度为v=v0+at=0.5+1=1.5m/s．故D正确．故选：D点评：本题的实质上是速度﹣﹣时间图象的应用，要明确斜率表示加速度，能根据图象读取有用信息．　3．如图所示，质量为M的长木板位于光滑水平面上，质量为m的物块静止在长木块上，两点之间的滑动摩擦因数，现对物块m施加水平向右的恒力F，若恒力F使长木板与物块出现相对滑动．则恒力F的最小值为（重力加速度大小为g，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力）（　　）-29-\nA．μmg（1+）B．μmg（1+）C．μmgD．μMg考点：摩擦力的判断与计算．专题：摩擦力专题．分析：当AB保持静止，具有相同的加速度时，F达到最大值时，A、B间的摩擦力达到最大静摩擦力．根据牛顿第二定律求出F的最大值．解答：解：对A、B整体进行受力分析：F=（M+m）a对A进行受力分析：F﹣fB=ma对B进行受力分析：fA=Ma当AB保持静止，具有相同的加速度时，F达到最大值，fA=μmg．求解上面方程组，F最大=μmg（1+），故A正确、BCD错误．故选：A．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，注意临界状态和整体法、隔离法的运用．　4．如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ，则下图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是（　　）A．B．C．D．考点：牛顿第二定律．-29-\n专题：牛顿运动定律综合专题．分析：要找出小木块速度随时间变化的关系，先要分析出初始状态物体的受力情况，本题中明显重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下，且都是恒力，所以物体先沿斜面匀加速直线运动，有牛顿第二定律求出加速度a1；当小木块的速度与传送带速度相等时，由μ＜tanθ知道木块继续沿传送带加速向下，但是此时摩擦力的方向沿斜面向上，再由牛顿第二定律求出此时的加速度a2；比较知道a1＞a2解答：解：初状态时：重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下，且都是恒力，所以物体先沿斜面匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：加速度：a1==gsinθ+μgcosθ；当小木块的速度与传送带速度相等时，由μ＜tanθ知道木块继续沿传送带加速向下，但是此时摩擦力的方向沿斜面向上，再由牛顿第二定律求出此时的加速度：a2==gsinθ﹣μgcosθ；比较知道a1＞a2，图象的斜率表示加速度，所以第二段的斜率变小．故选D点评：本题的关键1、物体的速度与传送带的速度相等时物体会继续加速下滑．2、小木块两段的加速度不一样大．是一道易错题．　5．如图所示，从A点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上B点发生碰撞，碰后小球速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上C点，已知地面上D点位于B点正下方，B、D间距离为h，则（　　）A．A、B两点间距离为B．A、B两点间距离为C．C、D两点间距离为2hD．C、D两点间距离为考点：平抛运动．-29-\n专题：平抛运动专题．分析：小球在AB段做自由落体运动，BC段做平抛运动，由于运动时间相等，则自由落体运动的高度和平抛运动的高度相等，根据速度位移公式求出平抛运动的初速度，结合时间求出水平位移．解答：解：A、AB段小球自由下落，BC段小球做平抛运动，两段时间相同，所以A、B两点间距离与B、D两点间距离相等，均为h，故A、B错误；C、BC段平抛初速度，持续的时间，所以C、D两点间距离x=vt=2h，故C正确，D错误．故选：C．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，基础题．　6．飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力，这种现象叫过荷．过荷过重会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至昏厥．受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的支持力影响．取g=10m/s2，则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度为100m/s时，圆弧轨道的最小半径为（　　）A．100mB．111mC．125mD．250m考点：向心力；牛顿第二定律．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：在最低点，飞行员受到重力和支持力两个力，由其合力提供其向心力，当支持力为9倍重力时，圆弧轨道半径最小，根据牛顿第二定律求解圆弧轨道的最小半径．解答：解：在飞机经过最低点时，对飞行员受力分析：重力mg和支持力N，两者的合力提供向心力，由题意，N=9mg时，圆弧轨道半径最小，由牛顿第二定律列出：-29-\nN﹣mg=m则得：8mg=m联立解得：Rmin==m=125m故选：C点评：圆周运动涉及力的问题就要考虑到向心力，匀速圆周运动是由指向圆心的合力提供向心力．确定向心力的来源是解题的关键．　7．如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔（小孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图中P′位置），两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（　　）A．细线所受的拉力变小B．小球P运动的角速度变小C．Q受到桌面的静摩擦力变大D．Q受到桌面的支持力变大考点：向心力；摩擦力的判断与计算．专题：匀速圆周运动专题．分析：金属块Q保持在桌面上静止，根据平衡条件分析所受桌面的支持力是否变化．以P为研究对象，根据牛顿第二定律分析细线的拉力的变化，判断Q受到桌面的静摩擦力的变化．由向心力知识得出小球P运动的角速度、周期与细线与竖直方向夹角的关系，再判断其变化．解答：解：A、设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为T，细线的长度为L．P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，则有：T=，mgtanθ=mω2Lsinθ，-29-\n得角速度ω=，周期T=使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时，θ增大，cosθ减小，则得到细线拉力T增大，角速度增大，周期T减小．对Q球，由平衡条件得知，Q受到桌面的静摩擦力变大，故AB错误，C正确；D、金属块Q保持在桌面上静止，根据平衡条件得知，Q受到桌面的支持力等于其重力，保持不变．故D错误．故选：C点评：本题中一个物体静止，一个物体做匀速圆周运动，分别根据平衡条件和牛顿第二定律研究，分析受力情况是关键．　8．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处．现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）A．环到达B处时，重物上升的高度h=B．环到达B处时，环与重物的速度大小相等C．环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能D．环能下降的最大高度为d考点：机械能守恒定律．-29-\n专题：机械能守恒定律应用专题．分析：环刚开始释放时，重物由静止开始加速．根据数学几何关系求出环到达B处时重物上升的高度．对B的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向进行分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，从而求出环在B处速度与重物的速度之比．环和重物组成的系统，机械能守恒．由系统的机械能守恒列式，求环能下降的最大高度．解答：解：A、根据几何关系有，环从A下滑至B点时，重物上升的高度h=d﹣d=（﹣1）d，故A错误；B、对环到B点的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向进行分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：v环cos45°=v重物，即v环=v重物，故B错误C、环下滑过程中，无摩擦力对系统做功，故系统机械能守恒，即有环减小的机械能等于重物增加的机械能；故C正确．D、滑下滑到最大高度为h时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为﹣d，根据系统的机械能守恒有mgh=2mg（﹣d）解得：h=d，故D错误．故选：C点评：解决本题的关键知道系统机械能守恒，知道环沿绳子方向的分速度的等于重物的速度．　9．假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，则下列有关地球同步卫星的叙述正确的是（　　）A．运行速度是第一宇宙速度的倍B．运行速度是第一宇宙速度的倍C．向心加速度是地球赤道上物体随地球自转的向心加速度的n倍D．向心加速度是地球赤道上物体随地球自转的向心加速度的倍考点：同步卫星．专题：人造卫星问题．分析：研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的物理量．-29-\n了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同．解答：解：AB、研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：G=m，得v=，其中r为同步卫星的轨道半径．地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，即r=nR，所以v==而第一宇宙速度为：所以同步卫星的运行速度是第一宇宙速的倍，故A错误、B正确．CD、同步卫星的周期与地球自转周期相同，即同步卫星和地球赤道上物体随地球自转具有相等的角速度．根据圆周运动公式得：v=ωr，因为r=nR，所以同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n倍．故C正确，D错误．故选：BC．点评：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．　10．如图所示，M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd为半径是R的光滑圆弧形轨道，a为轨道的最高点，地面水平且有一定长度．今将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放，让其自由下落到d处切入轨道内运动，不计空气阻力，则（　　）A．只要h大于R，释放后小球就能通过a点B．只要改变h的大小，就能使小球通过a点后，既可能落回轨道内，又可能落到de面上C．无论怎样改变h的大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内D．调节h的大小，可以使小球飞出de面之外（即e的右侧）考点：向心力；机械能守恒定律．专题：匀速圆周运动专题．-29-\n分析：根据牛顿第二定律分析小球的加速度与质量的关系．若小球恰能通过a点，其条件是小球的重力提供向心力，根据牛顿第二定律可解得小球此时的速度，用平抛运动的规律：水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动规律求出水平距离，由机械能守恒定律可求得h，分析小球能否通过a点后落回轨道内．解答：解：A、小球恰能通过a点的条件是小球的重力提供向心力，根据牛顿第二定律：mg=解得：v=根据动能定理：mg（h﹣R）=mv2得：h=R若要释放后小球就能通过a点，则需满足h≥R，故A错误；小球离开a点时做平抛运动，用平抛运动的规律，水平方向的匀速直线运动：x=vt竖直方向的自由落体运动：R=gt2，解得：x=R＞R，故无论怎样改变h的大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内，小球将通过a点不可能到达d点．只要改变h的大小，就能改变小球到达a点的速度，就有可能使小球通过a点后，落在de之间．故B错误，CD正确．故选：CD．点评：本题实质是临界问题，要充分挖掘临界条件，要理解平抛运动的规律：水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动．　11．质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，从t=0时刻开始受到方向恒定的水平拉力F作用，F与时间t的关系如图甲所示．物体在t．时刻开始运动，其v﹣t图象如图乙所示，若可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则（　　）-29-\nA．物体与地面间的动摩擦因数为B．物体在t0时刻的加速度大小为C．物体所受合外力在t0时刻的功率为2F0v0D．水平力F在t0到2t0这段时间内的平均功率为F0（2v0+）考点：功率、平均功率和瞬时功率；匀变速直线运动的图像．专题：功率的计算专题．分析：在t0时刻刚好运动说明物体受到的摩擦力等于阻力，故可判断出摩擦因数；在0﹣t0时间内物体做变加速运动，不能用运动学公式求解；由P=Fv可求得平均功率，也可求的瞬时功率解答：解：A、物体在时刻开始运动，说明阻力等于水平拉力故为f=F0，摩擦因数为，故A错误；B、在t0时刻有牛顿第二定律可知，2F0﹣f=ma，a=，故B错误；C、物体受到的合外力为F=2F0﹣f=F0功率为P=F0v0，故C错误；D、2t0时刻速度为v=v0+，在t0﹣2t0时刻的平均速度为，故平均功率为P=2F0=F0（2v0+），故D正确；故选：D点评：本题主要考查了平均功率与瞬时功率的求法，注意P=Fv即可以求平均功率与瞬时功率-29-\n　12．如图甲所示，甲、乙两个小球可视为质点，甲球沿倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，乙球做自由落体运动，甲、乙两球的动能与路程的关系图象如图乙所示．下列说法正确的是（　　）A．甲球机械能不守恒，乙球机械能守恒B．甲、乙两球的质量之比为m甲：m乙=4：1C．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为P甲：P乙=1：1D．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球下降高度之比h甲：h乙=1：4考点：机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：根据机械能守恒条件判断机械能是否守恒；根据动能定理求出两球的质量之比；根据功率公式P=Fvcosθ求重力瞬时功率之比；求出两球的高度，然后求出其比值．解答：解：A、两球在运动过程中只有重力做功，甲、乙球的机械能都守恒，故A错误；B、由机械能守恒定律得，对甲球：EK0=m甲gx0sin30°，对乙球：EK0=m乙g•2x0，解得：m甲：m乙=4：1，故B正确；C、两球重力的瞬时功率为：P=mgvcosθ=mg=，甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为：，故C正确；D、甲、乙两球的动能均为EEk0时，两球高度之比为：x0sin30°：2x0=1：4，故D正确；故选：BCD．点评：本题是一道图象题，由图象求出动能与位移关系、应用动能定理、功率计算公式即可正确解题．　二、实验题（16分）-29-\n13．如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置，下列哪些说法是正确的（　　）A．实验时应选用密度大体积小，并且下端有橡胶垫的重锤B．实验时，当松开纸带让重锤下落同时，立即接通电源C．要选用第1、2点间距离接近2mm的纸带D．实验结果总是动能的增量略大于重力势能的减小量考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题．分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．解答：解：A：为了减小空气阻力的影响，在选择重物时，要选择密度大的实心金属球，即选择质量大体积小的重物，故A正确；B：如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故B错误；C：重物做自由落体运动，根据h=gt2带入数据解得：h≈0.02m，即接近2mm，故C正确；D：纸带运动中不可避免的受到阻力的作用，所以动能增加量总小于重力势能的减小量，故D错误；故选：AC．点评：该题主要考查了验证机械能守恒定律的实验的操作步骤和运用运动学规律、功能关系去处理实验数据的能力．　-29-\n14．在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条合理的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示，数值的单位是mm；图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点．（设重物的质量为1kg，当地重力加速度g=9.8m/s2）（1）重物从开始下落到计时器打B点时，减少的重力势△EpB=　1.91　J．（2）重物下落到计时器打B点时增加的动能△EKB=　1.88　J（保留三位有效数字）．（3）根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是　在误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加　．考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题．分析：该实验为验证性实验，是在知道原理的情况下进行验证，因此求出物体下落时重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可验证，但是由于存在误差，物体下落时克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量．解答：解：重力势能的减小量为：△EP=mghOB=1×9.8×0.195=1.91JB点时的速度等于AC之间的平均速度：vB==m/s=1.94m/s重锤下落到B点时增加的动能为：EkB=m=×1×1.942J=1.88J根据计算结果可以得出该实验的实验结论：在误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加．故答案为：（1）1.91；（2）1.88；（3）在误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加．点评：通过该题理解验证性实验的特点，把握实验原理，提升实验能力，该题是考查基础实验知识的好题．　15．用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门．调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t0-29-\n；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t1、t2…，计算出t02、t12…．（1）挡光时间为t0时，重锤的加速度为a0．从左侧取下1块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为ti，重锤的加速度为ai．则=　　．（结果用t0和ti表示）（2）作出﹣i的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=　　．（3）若重锤的质量约为300g，为使实验测量数据合理，铁片质量m0比较恰当的取值是　C　．A．1gB．5gC．40gD．100g（4）请提出一条减小实验误差的建议：　减小绳与滑轮间的摩擦力　．考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题；机械能守恒定律应用专题．分析：（1）当时间较短时，可以用平均速度代替瞬时速度，求出重锤到达光电门的速度，再根据匀加速直线运动位移速度公式联立方程求解；（2）根据牛顿第二定律表示出﹣i的函数关系，根据斜率为k求解；（3）为了使重锤的加速度不至于太大，或把铁片取下放到重锤上时，加速度产生明显的变化的原则选择铁片的质量；（4）为了减小实验误差，我们可以减小绳与滑轮间的摩擦力或选取密度较大的重锤．-29-\n解答：解：（1）设挡光条的宽度为d，则重锤到达光电门的速度v=，当挡光时间为t0时的速度①，挡光时间为ti时的速度②，重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有：2③，2④，由①②③④解得：=（2）根据牛顿第二定律得：⑤⑥由⑤⑥解得：，作出﹣i的图线的斜率为k，则=k解得：M=（3）重锤的质量约为300g，为了使重锤的加速度不至于太大，或把铁片取下放到重锤上时，加速度产生明显的变化，则铁片的质量不能太小，也不能太大，所以1g、5g和100g都不适合，故C正确．故选：C（4）为了减小实验误差，我们可以减小绳与滑轮间的摩擦力或选取密度较大的重锤．故答案为：（1）；（2）；（3）C；（4）减小绳与滑轮间的摩擦力．-29-\n点评：本实验比较新颖，考查了运动学基本公式就牛顿第二定律的应用，要求同学们知道，当时间较短时，可以用平均速度代替瞬时速度，难度适中．　三．计算题：（36分）16．（12分）（2022•荆州模拟）如图所示，质量m=2.2kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成θ=37°角斜向上、大小为F=10N的拉力作用下，以速度v=5.0m/s向右做匀速直线运动．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：（1）金属块与地板间的动摩擦因数；（2）如果从某时刻起撤去拉力，撤去拉力后金属块在水平地板上滑行的最大距离．考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：（1）分析金属块的受力情况，根据平衡条件和滑动摩擦力公式求解动摩擦因数；（2）撤去拉力后金属块水平方向只受滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求出加速度，再由位移速度公式求解金属块在桌面上滑行的最大距离．解答：解：（1）因为金属块匀速运动，受力平衡则有Fcos37°﹣μ（mg﹣Fsin37°）=0得μ=（2）撤去外力后金属块的加速度大小为：a=μg=5m/s2金属块在桌面上滑行的最大距离：s==2.5m答：（1）金属块与地板间的动摩擦因数为0.5；（2）如果从某时刻起撤去拉力，撤去拉力后金属块在水平地板上滑行的最大距离为2.5m．-29-\n点评：本题是物体的平衡问题，关键是分析物体的受力情况，作出力图．撤去F后动摩擦因数不变．　17．（12分）（2022秋•石家庄校级月考）如图所示，传送带与两轮切点A、B间的距离为l=20m，半径为R=0.4m的光滑的半圆轨道与传送带相切于B点，C点为半圆轨道的最高点．BD为半圆轨道直径．物块质量为m=1kg．已知传送带与物块间的动摩擦因数=0.8，传送带与水平面夹角=37°．传送带的速度足够大，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10ms2，物块可视为质点．求：（1）物块无初速的放在传送带上A点，从A点运动到B点的时间；（2）物块无初速的放在传送带上A点，刚过B点时，物块对B点的压力大小；（3）物块恰通过半圆轨道的最高点C，物块放在A点的初速度为多大．考点：动能定理；向心力．专题：动能定理的应用专题．分析：（1）根据牛顿第二定律求出物块的加速度，结合位移时间公式求出物块从A到B的时间．（2）根据速度位移公式求出在B点的速度，结合径向的合力提供向心力求出支持力的大小，从而根据牛顿第三定律求出压力的大小．（3）根据牛顿第二定律求出C点的速度，对B到C的过程运用机械能守恒定律求出B点的速度，再根据速度位移公式求出A点的速度．解答：解：（1）物块放在A点后将沿AB加速运动，根据牛顿第二定律：-29-\nμmgcosθ﹣mgsinθ=ma，由运动学公式有：l=，代入数据联立解得t=10s．（2）物块从A点由静止加速运动到B点，根据运动学公式有：v2=2al，在B点物块做圆周运动，则有：，根据牛顿第三定律有：NB′=NB，代入数据联立解得NB′=48N．（3）物块沿轨道恰好到达最高点C，重力提供做圆周运动的向心力，在C点，由牛顿第二定律得，，物体由B运动到C过程中，根据机械能守恒定律得，，在沿AB加速运动过程中，根据2al=，代入数据联立解得．答：（1）物块无初速的放在传送带上A点，从A点运动到B点的时间为10s；（2）物块无初速的放在传送带上A点，刚过B点时，物块对B点的压力大小为48N；（3）物块恰通过半圆轨道的最高点C，物块放在A点的初速度为．点评：本题综合考查了牛顿第二定律、运动学公式、动能定理和机械能守恒的运用，关键理清物块的运动规律，选择合适的规律进行求解．　18．（12分）（2022•成都模拟）如图甲所示，带斜面的足够长木板P，质量M=3kg．静止在水平地面上，其右侧靠竖直墙壁，倾斜面BC与水平面AB的夹角θ=37°．两者平滑对接．t=0s时，质量m=1kg、可视为质点的滑块Q从顶点C由静止开始下滑．图乙所示为Q在0～6s内的速率v随时间t变化的部分图线．已知P与Q间的动摩擦因数是P与地面间的动摩擦因数的5倍，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．求：-29-\n（1）木板P与地面间的动摩擦因数；（2）t=8s时，木板P与滑块Q的速度大小；（3）0～8s内，滑块Q与木板P之间因摩擦而产生的热量．考点：功能关系；牛顿第二定律；动能定理．分析：根据乙图可知，0﹣2s内物体做匀加速直线运动，2﹣6s内做匀减速直线运动，所以0﹣2s内在斜面上下滑，2﹣6s内在水平面上滑行，根据v﹣t图象求出加速度，再根据牛顿第二定律求出动摩擦力因数，进而求出木板P与地面间的动摩擦因数；分别对Q和P运用牛顿第二定律及运动学基本公式求解t=8s时，木板P与滑块Q的速度大小，根据图象与坐标轴围成的面积求解位移，根据运动学基本公式求出P、Q运动的位移，从而根据摩擦力做功公式求出8s产生的热量．解答：解：（1）0～2s内，P因墙壁存在而不动，Q沿BC下滑，2s末的速度为v1=9.6m/s．设P、Q间动摩擦因数为μ1，P与地面间的动摩擦因数为μ2，对Q：由图象有由牛顿第二定律有mgsin37°﹣μ1mgcos37°=ma1联立求解得μ1=0.15，则（2）2s后，Q滑到AB上，因μ1mg＞μ2（m+M）g故P、Q相对滑动，且Q减速、P加速．设加速度大小分别为a2和a3，Q从B滑到AB上到P、Q共速所用的时间为t0，对Q有：μ1mg=ma2对P有：μ1mg﹣μ2（m+M）g=Ma3-29-\n共速时v1﹣a2t0=a3t0分别求解得，，t0=6s，故在t=8s时，P、Q的速度大小恰相同，vP=vQ=a3t0=0.1×6=0.6m/s（3）0～2s内，据图象“面积”的含义，Q在BC上发生的位移2～8s内，Q发生的位移P发生的位移0～8s内，Q与木板P之间因摩擦而产生的热量△Q=μ1mgx1cos37°+μ1mg（x2﹣x3）代入数据解得△Q=54.72J答：（1）木板P与地面间的动摩擦因数为0.03；（2）t=8s时，木板P与滑块Q的速度大小都为0.6m/s；（3）0～8s内，滑块Q与木板P之间因摩擦而产生的热量为54.72J．点评：本题抓哟考查了匀变速直线运动及其公式、图象牛顿运动定律、牛顿定律的应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，能根据图象求解加速度和位移，难度较大．　-29-