江西省宜春市上高二中2022届高三物理上学期月考试题含解析

2022-2022学年江西省宜春市上高二中高三（上）月考物理试卷（11月份）（A部）　一、选择题（每题4分，共40分．其中第7、8、9、10题为多选题，漏选得2分，错选或不选得0分．）1．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．关于物理学发展过程中的认识，下列说法正确的是（　　）A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证B．开普勒研究了行星运动，从中发现了万有引力定律C．卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“称出地球质量的人”D．伽利略利用理想斜面实验，使亚力士多德“重的物体比轻的物体下落的快”的结论陷入困境　2．一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个（　　）A．B．C．D．　3．如图所示，质量相同的甲乙两个小物块，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下．下列判断正确的是（　　）A．两物块到达底端时速度相同B．两物块到达底端时动能相同C．两物块运动到底端的过程中重力做功的瞬时功率在增大D．两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率大于乙物块重力做功的瞬时功率　4．如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力F作用，力F按图乙所示规律变化（图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正）．则物体运动的速度v随时间t变化的规律是下图中的（物体的初速度为零，重力加速度取10m/s2）（　　）-20-\nA．B．C．D．　5．如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3（可视为质点），中间分别用原长均为L、劲度系数均为k的轻弹簧连接，木块与传送带间的动摩擦因数μ．现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，让传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、2两木块间的距离是（　　）A．B．C．D．　6．质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为Ep=﹣，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（　　）A．GMm（﹣）B．GMm（﹣）C．（﹣）D．（﹣）　-20-\n7．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P，以后，起重机保持该功率不变，继续提升重物．直到以最大速度v2匀速上升为止，则整个过程中，下例说法正确的是（　　）A．钢绳的最大拉力为B．钢绳的最大拉力为C．重物的最大速度为v2=D．重物做匀加速运动的时间为　8．如图所示，地球卫星a、b分别在椭圆轨道、圆形轨道上运行，椭圆轨道在远地点A处与圆形轨道相切，则（　　）A．卫星a的运行周期比卫星b的运行周期短B．两颗卫星分别经过A点处时，a的速度大于b的速度C．两颗卫星分别经过A点处时，a的加速度小于b的加速度D．卫星a在A点处通过加速可以到圆轨道上运行　9．如图所示，在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上，有两个小物块A和B，质量分别为mA和mB，它们分别紧贴漏斗的内壁．在不同的水平面上做匀速圆周运动，则以下叙述正确的是（　　）A．不论A、B质量关系如何，物块A的线速度始终大于物块B的线速度B．只有当mA＜mB，物块A的角速度才会大于物块B的角速度C．不论A、B质量关系如何，物块A对漏斗内壁的压力始终大于物块B对漏斗内壁的压力D．不论A、B质量关系如何，物块A的周期始终大于物块B的周期　-20-\n10．如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P连接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时托住B，让A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析正确的是（　　）A．B物体受到细线的拉力保持不变B．A物体与B物体组成的系统机械能不守恒C．B物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量D．当弹簧的拉力等于B物体的重力时，A物体的动能最大　　二、实验题（共2小题，每空2分，共12分）11．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个计时点（图中没有画出），打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源．经过测量得：d1=3.62cm，d2=9.24cm，d3=16.85cm，d4=26.46cm，d5=38.06cm，d6=51.67cm．（1）打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为　　　　　　m/s，加速度大小为　　　　　　m/s2．（结果保留三位有效数字）（2）如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值　　　　　　（填“大于”、“等于”或“小于”）实际值．　12．兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）．在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示．-20-\n请你分析纸带数据，回答下列问题（保留二位有效数字）：（a）该电动小车运动的最大速度为　　　　　　m/s；（b）关闭小车电源后，小车的加速度大小为　　　　　　m/s2；（c）该电动小车的额定功率为　　　　　　W．　　三、计算题（共4小题，共48分，要有必要的步骤，只写结果不给分．）13．（12分）（2022秋•宜春校级月考）质量m=0.5kg的木块静止于水平面上，现在恒力F作用下做匀加速直线运动，已知恒力大小F=5N，方向与水平方向成θ=37°角斜向上，如图所示．2s末撤去此拉力时，木块已滑行的距离s0=12m，（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．）求：（1）木块与地面间的动摩擦因数；（2）撤去拉力后，木块继续滑行的距离；（3）在整个运动过程中，摩擦力对木块做的功．　14．（12分）（2022秋•宜春校级月考）在2022年11月11日开幕的第十届珠海航展上，中国火星探测系统首次亮相．中国火星探测系统由环绕器和着陆巡视器组成，其中着陆巡视器主要功能为实现火星表面开展巡视和科学探索．若环绕器环绕火星的运动为匀速圆周运动，它距火星表面设计的高度为h，火星半径为R，引力常量为G，着陆巡视器第一次落到火星后以v0的速度竖直弹起后经过t0时间再次落回火星表面．求：（1）火星的密度（2）“环绕器”绕月球运动的周期T．　15．（12分）（2022秋•宜春校级月考）如甲图所示，水平光滑地面上用两颗钉子（质量忽略不计）固定停放着一辆质量为M=2kg的小车，小车的四分之一圆弧轨道是光滑的，半径为R=0.6m，在最低点B与水平轨道BC相切，视为质点的质量为m=1kg的物块从A点正上方距A点高为h=1.2m处无初速下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行恰好停在轨道末端C．现去掉钉子（水平面依然光滑未被破坏）不固定小车，而让其左侧靠在竖直墙壁上，该物块仍从原高度处无初速下落，如乙图所示．不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失，已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度g取10m/s2，求：（1）水平轨道BC长度；（2）小车不固定时物块再次与小车相对静止时距小车B点的距离；（3）两种情况下由于摩擦系统产生的热量之比．　-20-\n16．（12分）（2022秋•宜春校级月考）如图所示，以A、B和C、D为端点的半径为R=0.9m的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内，A、D之间放一水平传送带Ⅰ，B、C之间放一水平传送带Ⅱ，传送带Ⅰ以V1=8m/s的速度沿图示方向匀速运动，传送带Ⅱ以V2=10m/s的速度沿图示方向匀速运动．现将质量为m=2kg的物块从传送带Ⅰ的右端由静止放上传送带，物块运动第一次到A时恰好能沿半圆轨道滑下．物块与传送带Ⅱ间的动摩擦因数为μ2=0.35，不计物块的大小及传送带与半圆轨道间的间隙，重力加速度g=10m/s2，已知A、D端之间的距离为L=1.0m．求：（1）物块与传送带Ⅰ间的动摩擦因数μ1；（2）物块第1次回到D点时的速度；（3）物块第几次回到D点时的速度达到最大，最大速度为多大．　　2022-2022学年江西省宜春市上高二中高三（上）月考物理试卷（11月份）（A部）参考答案与试题解析　一、选择题（每题4分，共40分．其中第7、8、9、10题为多选题，漏选得2分，错选或不选得0分．）1．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．关于物理学发展过程中的认识，下列说法正确的是（　　）A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证B．开普勒研究了行星运动，从中发现了万有引力定律C．卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“称出地球质量的人”D．伽利略利用理想斜面实验，使亚力士多德“重的物体比轻的物体下落的快”的结论陷入困境【考点】物理学史．【分析】本题根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．【解答】解：A、牛顿第一定律是在实验的基础上经逻辑推理而得出的，采用的是实验加推理的方法，反映了物体不受外力时的运动状态，而不受外力的物体不存在的，所以不能用实验直接验证，故A正确；B、开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础，牛顿发现万有引力定律，故B错误；C、卡文迪许牛顿发现了万有引力定律之后，测出了引力常量G，根据mg=G，得地球的质量M=，从而可求得地球，所以被称为能“称量地球质量”的人，故C正确；-20-\nD、亚里士多德认为物体的下落与质量有关，重的物体比轻的物体下落得快，这一论点被伽利略的比萨斜塔实验所推翻，故D错误；故选：AC【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．　2．一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个（　　）A．B．C．D．【考点】运动的合成和分解．【专题】运动的合成和分解专题．【分析】物体所受合力的方向（加速度的方向）大致指向曲线运动轨迹凹的一向，开始时，加速度方向竖直向下，做自由落体运动，受到水平向右的风力时，合力的方向指向右偏下，风停止后，合力的方向有向下．根据合力与速度的方向关系，判断其轨迹．【解答】解：物体一开始做自由落体运动，速度向下，当受到水平向右的风力时，合力的方向右偏下，速度和合力的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动，轨迹应夹在速度方向和合力方向之间．风停止后，物体的合力方向向下，与速度仍然不在同一条直线上，做曲线运动，轨迹向下凹．故C正确，A、B、D错误．故选C．【点评】解决本题的关键知道曲线运动的轨迹夹在速度方向和合力方向之间，物体所受合力的方向大致指向轨迹凹的一向．　3．如图所示，质量相同的甲乙两个小物块，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下．下列判断正确的是（　　）A．两物块到达底端时速度相同B．两物块到达底端时动能相同C．两物块运动到底端的过程中重力做功的瞬时功率在增大D．两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率大于乙物块重力做功的瞬时功率【考点】动能定理；功率、平均功率和瞬时功率．【专题】动能定理的应用专题．【分析】根据动能定理比较两物块到达底端的动能，从而比较出速度的大小，根据重力与速度方向的关系，结合P=mgvcosα比较瞬时功率的大小【解答】解：A、根据动能定理得，mgR=，知两物块达到底端的动能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同．故A错误，B正确．-20-\nB、两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，由于质量不一定相等，则重力做功不一定相同．故B错误．C、两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，故甲的功率先增大后减小，故C错误D、两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，则乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率．故D错误．故选：B【点评】动能是标量，只有大小没有方向，但是要注意速度是矢量，比较速度不仅要比较速度大小，还要看速度的方向；以及知道瞬时功率的表达式P=mgcosα，注意α为力与速度方向的夹角　4．如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力F作用，力F按图乙所示规律变化（图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正）．则物体运动的速度v随时间t变化的规律是下图中的（物体的初速度为零，重力加速度取10m/s2）（　　）A．B．C．D．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．【专题】压轴题；牛顿运动定律综合专题．【分析】根据牛顿第二定律得出物体运动的加速度，根据加速度与速度的方向关系判断物体的运动，若加速度与速度方向同向，做加速直线运动，若加速度方向与速度方向相反，则做减速运动．【解答】解：在0﹣1s内，根据牛顿第二定律得，方向沿斜面向上，物体向上做匀加速直线运动；在1﹣2s内，拉力为零，根据牛顿第二定律得，-20-\n，方向沿斜面向下，物体沿斜面向上做匀减速直线运动，2s末速度为零．在2﹣3s内，根据牛顿第二定律得，．方向沿斜面向下，物体沿斜面向下做匀加速直线运动，3s末的速度大小v=a3t=15m/s．故C正确，A、B、D错误．故选C．【点评】解决本题的关键是通过牛顿第二定律得出加速度，根据加速度方向与速度方向的关系判断物体的运动规律．　5．如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3（可视为质点），中间分别用原长均为L、劲度系数均为k的轻弹簧连接，木块与传送带间的动摩擦因数μ．现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，让传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、2两木块间的距离是（　　）A．B．C．D．【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】当三木块达到平衡状态后，三个木块的合力都为零．先对木块3研究，由平衡条件和胡克定律求出2和3间弹簧伸长量．再以木块为研究对象，用同样的方法求出1和2间弹簧的伸长量，最后求出1、2两木块间的距离．【解答】解：当三木块达到平衡状态后，对木块3进行受力分析，可知2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的滑动摩擦力，即：μm3g=kx3，解得2和3间弹簧伸长量为：x3=；同理以2木块为研究对象得：kx2=kx3+μm2g，即1和2间弹簧的伸长量为：x2==，1、2两木块之间的距离等于弹簧的原长加上伸长量，即得L+，选项B正确．故选B【点评】本题涉及三个物体的平衡问题，首先要灵活选择研究对象，分析受力情况，由平衡条件和胡克定律求出两个弹簧的伸长量，再求出1、2间的距离．　-20-\n6．质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为Ep=﹣，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（　　）A．GMm（﹣）B．GMm（﹣）C．（﹣）D．（﹣）【考点】万有引力定律及其应用；重力势能的变化与重力做功的关系．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】求出卫星在半径为R1圆形轨道和半径为R2的圆形轨道上的动能，从而得知动能的减小量，通过引力势能公式求出势能的增加量，根据能量守恒求出热量．【解答】解：卫星做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则轨道半径为R1时G=①，卫星的引力势能为EP1=﹣②轨道半径为R2时G=m③，卫星的引力势能为EP2=﹣④设摩擦而产生的热量为Q，根据能量守恒定律得：+EP1=+EP2+Q⑤联立①～⑤得Q=（）故选：C．【点评】本题是信息题，要读懂引力势能的含义，建立卫星运动的模型，根据万有引力定律和圆周运动的知识、能量守恒定律结合求解．　7．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P，以后，起重机保持该功率不变，继续提升重物．直到以最大速度v2匀速上升为止，则整个过程中，下例说法正确的是（　　）A．钢绳的最大拉力为B．钢绳的最大拉力为C．重物的最大速度为v2=D．重物做匀加速运动的时间为【考点】功率、平均功率和瞬时功率；共点力平衡的条件及其应用；牛顿第二定律．【专题】功率的计算专题．-20-\n【分析】匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由P=Fv求出最大拉力；重物以最大速度为v2匀速上升时，F=mg，所以v2=求出最大速度；先根据牛顿第二定律求出加速度，再根据匀加速直线运动速度﹣时间公式求出时间．【解答】解：匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由P=Fv得Fm=，A正确，B错误；重物以最大速度为v2匀速上升时，F=mg，所以v2==，故C正确；重物做匀加速运动的加速度a=，则匀加速的时间为t==，D正确．故选ACD．【点评】本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉．　8．如图所示，地球卫星a、b分别在椭圆轨道、圆形轨道上运行，椭圆轨道在远地点A处与圆形轨道相切，则（　　）A．卫星a的运行周期比卫星b的运行周期短B．两颗卫星分别经过A点处时，a的速度大于b的速度C．两颗卫星分别经过A点处时，a的加速度小于b的加速度D．卫星a在A点处通过加速可以到圆轨道上运行【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【专题】人造卫星问题．【分析】根据开普勒第三定律判断卫星a的运行周期比卫星b的运行周期关系．卫星在轨道a上做椭圆运动，要过度到轨道b，在A点应该做离心运动，增大速度．速度可以短时间内变化，但是在同一个位置万有引力相等，加速度相等．【解答】解：A、卫星a的半长轴小于卫星b的轨道半径，根据开普勒第三定律=k得卫星a的运行周期比卫星b的运行周期短．故A正确；B、卫星在轨道a上做椭圆运动，要过度到轨道b，在A点应该增大速度，做离心运动，所以两颗卫星分别经过A点处时，a的速度小于b的速度，故B错误，D正确；-20-\nC、根据牛顿第二定律和万有引力定律得=maa=，所以两颗卫星分别经过A点处时，a的加速度等于于b的加速度，故C错误；故选：AD．【点评】本题考查卫星的变轨和离心运动等知识，关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出加速度的表达式，再进行讨论．　9．如图所示，在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上，有两个小物块A和B，质量分别为mA和mB，它们分别紧贴漏斗的内壁．在不同的水平面上做匀速圆周运动，则以下叙述正确的是（　　）A．不论A、B质量关系如何，物块A的线速度始终大于物块B的线速度B．只有当mA＜mB，物块A的角速度才会大于物块B的角速度C．不论A、B质量关系如何，物块A对漏斗内壁的压力始终大于物块B对漏斗内壁的压力D．不论A、B质量关系如何，物块A的周期始终大于物块B的周期【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】两球在不同的水平面上做半径不同的匀速圆周运动，因为所受的重力与支持力分别相等，即向心力相同，由牛顿第二定律可以解得其线速度间、角速度间、周期间的关系．【解答】解：A、对A、B两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力FN．如图所示．设内壁与水平面的夹角为θ．根据牛顿第二定律有：mgtanθ=则v=，半径大的线速度大，所以A的线速度大于B的线速度，与质量无关．故A正确；B、根据ω=，知半径越大，角速度越小，所以A的角速度小于B的角速度，与质量无关．故B错误；C、支持力，与物体的质量成正比，根据牛顿第三定律可知，物体对漏斗的压力也是与物体的质量成正比．．故C错误；D、根据T=得，角速度越大，周期越小，所以A的周期大于B的周期，与质量无关．故D正确．故选：AD．-20-\n【点评】对物体进行受力分析，找出其中的相同的量，再利用圆周运动中各物理量的关系式分析比较，能较好的考查学生这部分的基础知识的掌握情况．　10．如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P连接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时托住B，让A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析正确的是（　　）A．B物体受到细线的拉力保持不变B．A物体与B物体组成的系统机械能不守恒C．B物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量D．当弹簧的拉力等于B物体的重力时，A物体的动能最大【考点】弹性势能；机械能守恒定律．【分析】正确解答该题要分析清楚过程中两物体受力的变化情况和各个力做功情况，根据功能关系明确系统动能、B重力势能、弹簧弹性势能等能量的变化情况，注意各种功能关系的应用．【解答】解：A、以A、B组成的系统为研究对象，根据牛顿第二定律有：mBg﹣kx=（mA+mB）a，由于弹簧的伸长量x逐渐变大，故从开始到B速度达到最大的过程中B的加速度逐渐减小．对B，由mBg﹣T=mBa可知，在此过程绳子上拉力逐渐增大，是变力，故A错误；B、对于A物体、B物体以及弹簧组成的系统，只有弹簧的弹力和重力做功，系统的机械能守恒，由于弹簧的弹性势能不断增大，所以A物体与B物体组成的系统机械能不断减少，故B正确；C、A物体、B物体以及弹簧组成的系统机械能守恒，故B物体机械能的减少量等于A的机械能增加量与弹性势能增加量之和，所以B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，故C错误-20-\nD、由于弹簧的拉力先小于细线的拉力，后大于细线的拉力，A先加速后减速，当弹簧的拉力与细线的拉力大小相等时，A的速度最大，动能最大，此时A的加速度为零，B的加速度也为零，细线的拉力等于B的重力，可知弹簧的拉力等于B物体的重力时，A物体的动能最大．故D正确．故选：BD【点评】正确受力分析，明确各种功能关系，是解答这类问题的关键，这类问题对于提高学生的分析综合能力起着很重要的作用．　二、实验题（共2小题，每空2分，共12分）11．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个计时点（图中没有画出），打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源．经过测量得：d1=3.62cm，d2=9.24cm，d3=16.85cm，d4=26.46cm，d5=38.06cm，d6=51.67cm．（1）打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为　1.06　m/s，加速度大小为　2.00　m/s2．（结果保留三位有效数字）（2）如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值　大于　（填“大于”、“等于”或“小于”）实际值．【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【专题】实验题．【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E点时小车的瞬时速度大小．【解答】解：（1）每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t=5T．利用匀变速直线运动的推论得：vE==1.06m/s，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：a==2.00m/s2．（2）如果在某次实验中，交流电的频率49Hz，f＜50Hz，那么实际打点周期变大，根据运动学公式△x=at2得：真实的加速度值就会偏小，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大．故答案为：（1）1.06、2.00（2）大于【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．要注意单位的换算．　12．兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：-20-\n①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）．在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示．请你分析纸带数据，回答下列问题（保留二位有效数字）：（a）该电动小车运动的最大速度为　1.5　m/s；（b）关闭小车电源后，小车的加速度大小为　0.84　m/s2；（c）该电动小车的额定功率为　1.26　W．【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【专题】功率的计算专题．【分析】（1）最后匀速的速度便是小车以额定功率运动的最大速度，由此根据纸带可求出小车最大速度．（2）利用逐差法可求出小车的加速度大小．（3）小车在摩擦力力作用下减速运动，根据牛顿第二定律可求出摩擦力的大小．当小车达到额定功率时有：P=Fv=fvm，据此可求出额定功率大小．【解答】解：（1）根据纸带可知，当所打的点点距均匀时，表示物体匀速运动，此时速度最大，故有：vm=（2）从右端开始取六段位移，根据逐差法有：a=其中T=0.04s，代入数据解得：a=2.1m/s2，方向与运动方向相反．根据牛顿第二定律有：f=ma，将m=0.4kg代入得：f=0.84N．（3）当汽车达到额定功率，匀速运动时，有：F=f，P=Fv=fvm，代人数据解得：P=1.26W．故答案为：（1）1.5；（2）0.84；（3）1.26．【点评】本题要求同学们知道当所打的点点距均匀时，表示物体匀速运动，此时速度最大，并会用作差法求解加速度，难度不大，属于基础题．　三、计算题（共4小题，共48分，要有必要的步骤，只写结果不给分．）-20-\n13．（12分）（2022秋•宜春校级月考）质量m=0.5kg的木块静止于水平面上，现在恒力F作用下做匀加速直线运动，已知恒力大小F=5N，方向与水平方向成θ=37°角斜向上，如图所示．2s末撤去此拉力时，木块已滑行的距离s0=12m，（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．）求：（1）木块与地面间的动摩擦因数；（2）撤去拉力后，木块继续滑行的距离；（3）在整个运动过程中，摩擦力对木块做的功．【考点】动能定理；牛顿第二定律．【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度，通过牛顿第二定律，求出摩擦力和正压力，根据μ=求出动摩擦因数．（2）撤去拉力后，物块做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律求出匀减速运动的加速度，根据匀变速直线运动的速度位移公式求出木块继续滑行的距离．（3）对整个过程运用动能定理，根据拉力做功求出摩擦力对木块做的功【解答】解：（1）在拉力作用下由得：对物体受力分析得：N+Fsinθ=mgFcosθ﹣μN=ma1联立解得：μ=0.5（2）2s末木块的速度：v1=a1t1=6×2m/s=12m/s匀减速阶段的加速度为：木块继续滑行的距离为：（3）对全过程分由动能定理可得：Fs0cos37°﹣Wf=0﹣0戴代入数据得摩擦力对木块做的功为：Wf=﹣48J答：（1）木块与地面间的动摩擦因数为0.5；（2）撤去拉力后，木块继续滑行的距离为14.4m；（3）在整个运动过程中，摩擦力对木块做的功为﹣48J【点评】物体先是匀加速直线运动，后是匀减速直线运动，求解加速度时要注意撤去拉力后，物体与地面的压力发生改变，物体与地面的滑动摩擦力也应该发生变化　14．（12分）（2022秋•宜春校级月考）在2022年11月11日-20-\n开幕的第十届珠海航展上，中国火星探测系统首次亮相．中国火星探测系统由环绕器和着陆巡视器组成，其中着陆巡视器主要功能为实现火星表面开展巡视和科学探索．若环绕器环绕火星的运动为匀速圆周运动，它距火星表面设计的高度为h，火星半径为R，引力常量为G，着陆巡视器第一次落到火星后以v0的速度竖直弹起后经过t0时间再次落回火星表面．求：（1）火星的密度（2）“环绕器”绕月球运动的周期T．【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】根据竖直上抛运动的基本规律求得火星表面的重力加速度，进而由万有引力提供向心力表达式求解质量和周期，根据密度公式求解密度．【解答】解：（1）根据竖直上抛运动的基本规律可知，火星表面重力加速度g=①，根据火星表面万有引力等于重力得：②，火星密度③，由①②③解得：（2）根据万有引力提供向心力公式得：解得：答：（1）火星的密度为；（2）“环绕器”绕月球运动的周期T为【点评】通过本题重点掌握，在星球表面，一般给出某个物体的运动：上抛，下落，平抛等情形多是要用来解得星球表面重力加速度．　-20-\n15．（12分）（2022秋•宜春校级月考）如甲图所示，水平光滑地面上用两颗钉子（质量忽略不计）固定停放着一辆质量为M=2kg的小车，小车的四分之一圆弧轨道是光滑的，半径为R=0.6m，在最低点B与水平轨道BC相切，视为质点的质量为m=1kg的物块从A点正上方距A点高为h=1.2m处无初速下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行恰好停在轨道末端C．现去掉钉子（水平面依然光滑未被破坏）不固定小车，而让其左侧靠在竖直墙壁上，该物块仍从原高度处无初速下落，如乙图所示．不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失，已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度g取10m/s2，求：（1）水平轨道BC长度；（2）小车不固定时物块再次与小车相对静止时距小车B点的距离；（3）两种情况下由于摩擦系统产生的热量之比．【考点】动量守恒定律；功能关系．【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）当小车固定时，重力与摩擦力对物体做功，由动能定理即可求出BC的长度；（2）物块到达B之前机械能守恒，由此求出到达B的速度；之后小车与物块组成的系统在水平方向的动量守恒，由此求出共同速度，由功能关系求出物块相对于小车的位移；（3）根据功能关系即可求出两种情况下由于摩擦系统产生的热量之比．【解答】解：（1）根据动能定理可得：mg（h+R）﹣μmgx=0﹣0，代入数据解得：x=18m．（2）到达B点前小车不动，对物块有：得：vB=6m/s之后小车匀加速，物块匀减速，二者在水平方向的动量守恒，选择向右为正方向，则最终二者速度相同时：mvB=（M+m）v得：v=m/s系统损失的机械能转化为内能，则：=J又：Q2=f•s相对=μmg•s相对所以：m即物块相对与B点的距离是12m（3）小车固定时摩擦系统产生的热量：Q1=μmgx=0.1×1×10×18=18J，小车不固定时摩擦系统产生的热量Q2=12J所以：两种情况下由于摩擦系统产生的热量之比答：（1）水平轨道BC长度是18m；（2）小车不固定时物块再次与小车相对静止时距小车B点的距离是12m；（3）两种情况下由于摩擦系统产生的热量之比是3：2．-20-\n【点评】本题属于碰撞模型，考查了求速度、长度、冲量问题，分析清楚物体运动过程，应用机械能守恒定律、动量守恒定律、动量定理即可正确解题．　16．（12分）（2022秋•宜春校级月考）如图所示，以A、B和C、D为端点的半径为R=0.9m的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内，A、D之间放一水平传送带Ⅰ，B、C之间放一水平传送带Ⅱ，传送带Ⅰ以V1=8m/s的速度沿图示方向匀速运动，传送带Ⅱ以V2=10m/s的速度沿图示方向匀速运动．现将质量为m=2kg的物块从传送带Ⅰ的右端由静止放上传送带，物块运动第一次到A时恰好能沿半圆轨道滑下．物块与传送带Ⅱ间的动摩擦因数为μ2=0.35，不计物块的大小及传送带与半圆轨道间的间隙，重力加速度g=10m/s2，已知A、D端之间的距离为L=1.0m．求：（1）物块与传送带Ⅰ间的动摩擦因数μ1；（2）物块第1次回到D点时的速度；（3）物块第几次回到D点时的速度达到最大，最大速度为多大．【考点】动能定理；向心力．【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）对小物块第一次运动到传送带最左端时的速度的大小这个问题，学生一般会想把它作为DA段的末速u度来求，但是再进一步就走不动了，因为题目没给DA段的摩擦力，也没给摩擦因数，或者其他一些提示，比如说摩擦力为重力的几分之几．因为不知道摩擦力，所以动能定理当然也不能用．因此个问题就要再回到题目中仔细看题干，题干当中有这样一句：“小物块第一次运动到传送带最左端时恰好能从A点沿半圆轨道滑下”，题眼就在这里了．句中的“恰好能从A点沿半圆轨道滑下”就是题眼，打开这个题就从里开始．（题眼找不到，题目就打不开，余下的问题一个都做不了，所以找出“题眼”很关键．）这句话涉及到我们在学的绳杆模型问题，我们区分绳杆模型的依据是这个装置在最高点是否能为物体提供向上的支持力，所以这个轨道实际就是一个绳的模型．而“恰好能从A点沿半圆轨道滑下”，说明的是圆轨道AB的最高点A位置恰好是重力充当向心力，由此可以解出小物块第一次运动到传送带最左端时的速度的大小．因为在第一问已经求的A点的速度，要求摩擦因数可以用DA段的运动了．第一问的计算结果是：v=3m/s它小于传送带的速度8m/s，所以可以知道摩擦力在全程做功，因此列出动能定理方程，可以解得摩擦因数．（2）这一问要有全局观念，我们可以选择从D到A经BC再回到D这个过程，来应用一次动能定理．这个过程中摩擦力做功，列出动能定理就可解得结果．（3）先说明一下，这一问非常难，一般不会考到这个难度的题，即使现在作为高考的压轴题也少见这个难度的．以前物理单独考的时候有这个难度的，现在极少见了，不会的也不用气馁．来说一下分析思路，物体会在n次加速之后回到D点时，速度等于传送带的速度，这之后，传送带不再给物体加速【解答】解析：（1）由题意可知，物块第一次到达A点时应满足：-20-\n解得：VA1=3m/s＜V1故物块从D到A的过程中全程加速，由动能定理得：代入数据解得：μ1=0.45（2）设物块第一次从B到C全程加速，则物块第一次由D经A、B到C的过程，由动能定理得：代入数据解得：VC1=m/s＜V2故假设成立，则物块由D出发到第一次回到D的过程，由动能定理：代入数据解得：VD1=4m/s（3）设每次物块在两传送带上都是全程加速，第N次到达C点时的速度恰好等于V2，代入数据解得：N=4同理，设第n次到达D点时的速度恰好等于V1，则由动能定理得：代入数据解得：n=4=N故第4次回到D点速度达到最大，之后每次都在传送带上匀速综上分析可知在D点的最大速度为8m/s答：（1）物块与传送带Ⅰ间的动摩擦因数是0.45；（2）物块第1次回到D点时的速度是4m/s；（3）物块第几次回到D点时的速度达到最大，最大速度为8m/s【点评】本题由两个难点，一是在找到“题眼”解决第一问，以此来打开整个题目．这个还有点技巧可以用，就是要注意题目中一些临界性质的表述，比如常见到的“恰好”“刚好”“刚刚”等，指的就是一些临界情况，解题应予以关注．二是在第3问是个大难点，并且这个也没什么技巧可用，全凭经验和综合分析能力了　-20-