山东省烟台市2022届高三物理上学期期中试题含解析

2022-2022学年山东省烟台市高三（上）期中物理试卷　一、本题共9小题，每小题3分，共27分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．1．伽利略在研究落体运动时，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，下列有关该实验的说法中正确的是（　　）A．伽利略通过实验验证了力不是维持物体运动的原因B．伽利略在实验的基础上通过逻辑推理指出物体都具有保持原来运动状态的属性C．伽利略通过实验验证了自由落体运动是匀加速运动D．实验中斜面起到了“冲淡”重力的作用，便于运动时间的测量　2．下列是四个质点做直线运动的图象，图中x表示质点的位移，v表示质点运动的速度，t表示质点运动的时间，能够反映出质点2s时刻没有回到初始位置的是哪个图象（　　）A．　3．下列关于力和运动关系的几种说法，正确的是（　　）A．物体所受合外力的方向，就是物体运动的方向B．物体所受合外力不为零时，其速度不可能为零C．物体所受合外力不为零时，其加速度一定不为零D．合外力变小时，物体一定做减速运动　4．两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力而吸引到一起，则以下说法中正确的是（　　）A．它们做圆周运动所需要的向心力由太阳对它们的引力提供B．它们中质量较大的星的向心力较大C．它们做圆周运动的线速度大小之比与其质量成反比D．它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比　5．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧放在水平面上且一端固定在竖直墙上，一质量为m的小物块（可视为质点）从P点以初速度v0向左运动，接触弹簧后运动到Q点时速度恰好为零．已知弹簧始终在弹性限度内，PQ两点间距离为L，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．则物体由P点运动到Q点的过程中，下列说法正确的是（　　）-25-\nA．弹簧的弹性势能增加μmgLB．物体克服摩擦力做的功为mv02C．弹簧和物体组成的系统机械能损失了mv02D．物体的初动能mv02等于弹簧弹性势能的增加量和物体与水平面摩擦产生的热量之和　6．如图所示，在竖直平面内有半径为R和1.5R的两个圆，两圆的最高点相切，切点为a，b和c分别是小圆和大圆上的两个点，其中ab长为1.6R，ac长为3R．现沿ab和ac建立两条光滑轨道，自a处由静止释放小球，已知小球沿ab轨道运动到b点所用时间为t1，沿ac轨道运动到c点所用时间为t2，则t1与t2之比为（　　）A．2：3B．5：8C．15：16D．　7．如图，表面光滑的半球体固定在水平面上，O为球心，一小物体在拉力F的作用下，缓慢地沿球面向上运动一小段距离，在物块运动过程中F始终沿球面的切线方向，球面对物块的弹力大小用FN表示．在运动过程中（　　）A．F减小，FN增大B．F减小，FN减小C．F增大，FN增大D．F增大，FN减小　8．汽车发动机的额定功率为Pm，它在水平路面上行驶时受到的阻力大小恒定．若汽车在水平路面上由静止开始作直线运动，发动机的输出功率P随时间变化的图象如图所示．则（　　）A．0～t1时间内汽车做变加速运动，t1～t2时间内汽车做匀加速直线运动B．0～t1时间内汽车做匀加速运动，t1～t2时间内汽车可能先做匀加速逐渐减小的变加速运动，而后在做匀速直线运动-25-\nC．0～t1时间内汽车牵引力逐渐增大，t1～t2时间内牵引力保持不变D．0～t1时间内汽车牵引力恒定，t1～t2时间内牵引力与阻力大小相等　9．如图所示，轮船过河时船头始终垂直对岸．第一次过河的实际路径为直线ab，位移为x1，船相对河岸的速度大小为v1，航行时间为t1；第二次过河时水流速度比第一次大，由于轮机手对马达进行了调控，实际路径变为ac，位移为x2，船相对河岸的速度大小为v2，若每次过河的过程中水流速度保持不变，则（　　）A．t2＜t1，v2＞B．t2＞t1，v2＞C．t2=t1，v2=D．t2=t1，v2=　　二、本题共5小题．每小题3分，共15分．在每小题给出的选项中有多项符合题目要求．全都选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．10．某村庄建房时，工人将甲、乙两块砖叠放在一起竖直向上抛给瓦匠，如图所示．两块砖上升过程中始终保持相对静止，则上升过程中（不计空气阻力）（　　）A．甲砖处于失重状态，乙砖处于超重状态B．甲乙两砖均处于失重状态C．甲、乙两砖间存在摩擦力作用D．甲、乙两砖均只受重力作用　11．如图所示，质量分别为m和2m的两个小球置于光滑水平面上，且固定在一轻质弹簧的两端，已知弹簧的原长为L，劲度系数为k，现沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上施加一水平拉力F，使两球一起做匀加速运动，弹簧的弹力未超过弹性限度，则此时（　　）A．弹簧的弹力大小为F-25-\nB．弹簧的伸长量为C．两球间的距离为L+D．两球运动的加速度大小为　12．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2（v1＜v2）的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带，从小物块滑上传送带开始计时，物块在传送带上运动的v﹣t图象可能的是（　　）　13．已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G．有关同步卫星，下列表述正确的是（　　）A．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度B．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C．卫星运行时受到的向心力大小为D．卫星距地面的高度为　14．如图所示，横截面为直角三角形的三棱柱质量为M，放在粗糙的水平面上，两底角中其中一个角的角度为α（α＞45°）．三棱柱的两倾角斜面光滑，上面分别放有质量为m1和m2的两物体，两物体间通过一根跨过定滑轮的细绳相连接，定滑轮固定在三棱柱的顶端，若三棱柱始终处于静止状态，不计滑轮与绳以及滑轮与轮轴之间的摩擦，重力加速度大小为g，则将m1和m2同时静止释放后，下列说法正确的是（　　）-25-\nA．若m1=m2，则两物体可能静止在斜面上B．若m1=m2cotα，则两物体可能静止在斜面上C．若m1=m2，则三棱柱对地面的压力小于（M+m1+m2）gD．若m1=m2，则三棱柱对地面的摩擦力大小为零　　三．本大题共4小题．共18分．把答案填写在答题纸中的相应位置上．15．一小球在桌面上从静止开始做匀加速运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号．如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5s，小球在4位置时的瞬时速度为　　　　　　m/s，在该过程中小球的加速度为　　　　　　m/s2　16．为了测量某材质木块与牛皮纸之间的动摩擦因数，一位同学设计了如下实验：如图所示，在斜面和水平面上贴上待测牛皮纸，保证木块放在斜面顶端时能加速下滑，斜面与水平面间平滑连接．让木块从斜面顶端由静止开始下滑时，该同学只用一把刻度尺就完成了测量任务（重力加速度g为已知）．（1）该同学需要测量的物理量是　　　　　　．（用文字和字母符号来表示）（2）动摩擦因数的表达式μ=　　　　　　（用所测量物理量的符号表示）．　17．图甲是验证机械守恒定律的声音．小球由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定．将轻绳拉至水平后由静止释放小球．在最低点前后放置一组光电门，测出小球经过最低点的挡光时间△t，再用游标卡尺测出小球的直径d，用刻度尺测出轻绳的长度l，已知重力加速度为g．则：（1）小球经过最低点时速度可表示为　　　　　　；（用已知量的字母表示）-25-\n（2）若等式gl=　　　　　　成立，说明小球下摆过程机械能守恒．　18．为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示．（1）三组实验中需要平衡小车与长木板间摩擦力　　　　　　；（用甲、乙、丙表示）（2）三组实验中需满足M＞＞m的是　　　　　　；（3）若采用图甲所示的方法研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”，M为小车总质量，（其中小车自身质量用M0表示，车上所加砝码质量用m0表示）所画出的实验图象如图丁所示．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力为F=　　　　　　，小车的质量为M0=　　　　　　．　　四、本题共4小题，共40分．解答应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．答案必须明确写出数值和单位．19．甲、乙两质点在t=0时刻均处于坐标原点处，它们同时由静止开始在x轴上沿相反方向做匀变速直线运动，当甲运动过程中经过坐标为x1=﹣10cm的位置时，其速度大小为6m/s；已知乙运动中速度与x坐标的关系为v=，试求：（1）甲质点运动过程中的加速度；（2）当甲质点的位置坐标为x2=﹣14.4m时，甲、乙两质点间的距离．　-25-\n20．（10分）（2022秋•烟台期中）如图所示，竖直面内有一“＜”形杆ABCD，杆的D端固定在水平地面上，杆的AB部分光滑，CD部分粗糙．两部分与水平面间的夹角均为θ，长度均为L．BC是一段很小的光滑圆弧，圆弧的两端分别与AB和CD相切．质量为m的小球中间有孔，穿在杆上并由静止开始从A端下滑，巳知小球到达D点时速度大小为v，若不考虑小圆弧BC的长度和小球在小圆弧上的运动时间，重力加速的大小为g，求：（1）小球在AB段上的运动时间；（2）小球与CD间的动摩擦因数．　21．（10分）（2022秋•烟台期中）如图所示，截面为△ABC的三棱柱静止在水平面上，∠CAB=θ．第一种情况让小球在C点以初速度v0水平抛出，三梭柱固定不动，则小球恰好能落在边的中点D，第二种情况是在小球以初速度水平抛出的同时，使三棱柱获得一个大小为的水平速度而向右匀速运动，小球恰好能落到三棱柱上的A点，重力加速度大小为g．求：（1）第一种情况下小球从抛出到落到D点的时间；（2）第二种情况下小球落到A点时的速度大小．　22．（12分）（2022秋•烟台期中）如图所示，AB间有一弹射装置，质量为m=1kg的小物块在0.01时间内被弹射装置弹出，以大小为4m/s的速度沿着B点的切线方向进人光滑竖直圆弧形轨道BC，已知B点距水平地面的高度为h=0.8m，圆弧轨道BC所对应的圆心角∠BOC=60°（O为圆心），C点的切线水平，并与水平地面上长为L=2m的粗糙直轨道CD平滑连接，小物块沿直轨道运动后会与竖直墙壁发生碰撞，重力加速度g=10m/S2，空气阻力忽略不计．求：（1）弹射装置对小物块做功的平均功率；（2）小物块沿圆弧轨道滑到C时对轨道的压力大小；（3）若小物块与轨道CD之间的动摩擦因数η=0.25，且与竖直墙璧碰撞前后小物块的速度大小不变．请确定小物块与墙壁碰撞的次数和最终所处的具体位置．-25-\n　　2022-2022学年山东省烟台市高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析　一、本题共9小题，每小题3分，共27分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．1．伽利略在研究落体运动时，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，下列有关该实验的说法中正确的是（　　）A．伽利略通过实验验证了力不是维持物体运动的原因B．伽利略在实验的基础上通过逻辑推理指出物体都具有保持原来运动状态的属性C．伽利略通过实验验证了自由落体运动是匀加速运动D．实验中斜面起到了“冲淡”重力的作用，便于运动时间的测量【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法．【分析】结论是由实验推导出来的，所以结论必须与实验相联系，题目中的结论要与随着斜面倾角的增大，铜球做怎样的运动有关．【解答】解：A、小球在较小倾角斜面上的运动情况，发现小球做的是匀变速直线运动，且小球加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大的情况就是90°时，这时物体做自由落体运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动．故AB错误，C正确；D、实验中小球沿斜面向下运动的过程中，加速度比自由落体运动的加速度小，斜面的长度比自由落体运动的位移大，所以斜面起到了“冲淡”重力的作用，便于运动时间的测量．故D正确．故选：CD．【点评】该题属于实验推论题，要求同学们正确理解科学家的基本观点和佐证实验，该题难度不大，属于基础题．　2．下列是四个质点做直线运动的图象，图中x表示质点的位移，v表示质点运动的速度，t表示质点运动的时间，能够反映出质点2s时刻没有回到初始位置的是哪个图象（　　）A．【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．-25-\n【专题】运动学中的图像专题．【分析】由x﹣t图象直接分析物体的初、末位置关系．根据速度随时间的变化规律判断质点的运动情况，图线与时间轴围成的面积表示位移，来判断即可．【解答】解：A、由x﹣t图象可知，质点的初末位置相同，说明质点回到初始位置，B、质点一直沿正方向运动，没有返回出发点，C、质点先沿正方向，后沿负方向运动，由“面积”表示位移，可知质点在2s的位移为零，质点2s时刻没有回到初始位置．D、由“面积”表示位移，知质点在2s的位移为零，质点2s时刻没有回到初始位置．本题质点没有回到初始位置的，故选：B【点评】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，图线与时间轴围成的面积表示位移，要注意图象在时间轴上方时表示的位移为正，图象在时间轴下方时表示的位移为负．　3．下列关于力和运动关系的几种说法，正确的是（　　）A．物体所受合外力的方向，就是物体运动的方向B．物体所受合外力不为零时，其速度不可能为零C．物体所受合外力不为零时，其加速度一定不为零D．合外力变小时，物体一定做减速运动【考点】加速度；速度；物体的弹性和弹力．【专题】常规题型．【分析】（1）力是改变物体运动状态的原因；（2）平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态，处于平衡状态的物体受平衡力作用；（3）原来运动的物体，当不受外力时，物体将做匀速直线运动状态；原来静止的物体，当不受外力时，物体将保持原来静止的状态．【解答】解：A、物体所受合外力的方向就是加速度方向，与运动方向无关，故A错误B、物体所受合外力不为零时，其速度可能为零，例如火箭发射的瞬间，故B错误C、物体所受合外力不为零时，其加速度一定不为零，故C正确D、合外力变小时，如果合外力方向与速度方向相同，物体做加速运动，故D错误故选C．【点评】本题考查对速度、加速度和合外力关系的理解能力．抓住牛顿第二定律理解合外力与加速度的关系，而速度与加速度无关．　4．两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力而吸引到一起，则以下说法中正确的是（　　）A．它们做圆周运动所需要的向心力由太阳对它们的引力提供B．它们中质量较大的星的向心力较大C．它们做圆周运动的线速度大小之比与其质量成反比D．它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比【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】在双星系统中，双星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，即向心力相同，同时注意：它们的角速度相同，然后根据向心力公式列方程即可求解．【解答】解：A、双星系统做匀速圆周运动，靠相互间的万有引力提供向心力，故A错误．B、双星靠相互间的万有引力提供向心力，所受的向心力大小相等，故B错误．-25-\nC、因为向心力大小相等，有：，则，根据v=rω知，，知它们做圆周运动的线速度大小之比与其质量成反比，故C正确．D、它们做圆周运动的角速度大小相等，故D错误．故选：C．【点评】解决问题时要把握好问题的切入点．如双星问题中两卫星的向心力相同，角速度相等．　5．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧放在水平面上且一端固定在竖直墙上，一质量为m的小物块（可视为质点）从P点以初速度v0向左运动，接触弹簧后运动到Q点时速度恰好为零．已知弹簧始终在弹性限度内，PQ两点间距离为L，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．则物体由P点运动到Q点的过程中，下列说法正确的是（　　）A．弹簧的弹性势能增加μmgLB．物体克服摩擦力做的功为mv02C．弹簧和物体组成的系统机械能损失了mv02D．物体的初动能mv02等于弹簧弹性势能的增加量和物体与水平面摩擦产生的热量之和【考点】功能关系；动能和势能的相互转化．【分析】此过程动能转换为弹性势能和内能，根据能量守恒列式求解．【解答】解：物块与水平面间动摩擦因数为μ，物体克服摩擦力做的功为μmgL，由于摩擦力做功机械能减小μmgL；此过程动能转换为弹性势能和内能，根据能量守恒知物块克服摩擦力做的功为﹣Wf=mv02﹣EP弹，所以知EP弹=mv02﹣μmgL．故ABC错误，D正确；故选：D．【点评】本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，能量是守恒的，比较简便．　6．如图所示，在竖直平面内有半径为R和1.5R的两个圆，两圆的最高点相切，切点为a，b和c分别是小圆和大圆上的两个点，其中ab长为1.6R，ac长为3R．现沿ab和ac建立两条光滑轨道，自a处由静止释放小球，已知小球沿ab轨道运动到b点所用时间为t1，沿ac轨道运动到c点所用时间为t2，则t1与t2之比为（　　）-25-\nA．2：3B．5：8C．15：16D．【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】定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题．【分析】设ab和ac间的夹角为θ，根据几何关系求出cosθ，小球沿ab做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出加速度，再根据匀变速直线运动位移时间公式求出时间，小球从a运动到c做自由落体运动，根据h=求出时间，进而求出时间之比．【解答】解：设ab和ac间的夹角为θ，根据几何关系可知，cos小球沿ab做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：a=，根据运动学基本公式得：1.6R=①，小球从a运动到c做自由落体运动，则有3R=②根据①②解得：，故D正确．故选：D【点评】本题主要考查了牛顿第二定律以及运动学基本公式的直接应用，解题时要分析清楚小球的运动情况，并能结合几何关系求解，难度适中．　7．如图，表面光滑的半球体固定在水平面上，O为球心，一小物体在拉力F的作用下，缓慢地沿球面向上运动一小段距离，在物块运动过程中F始终沿球面的切线方向，球面对物块的弹力大小用FN表示．在运动过程中（　　）A．F减小，FN增大B．F减小，FN减小C．F增大，FN增大D．F增大，FN减小【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．【专题】定量思想；图析法；共点力作用下物体平衡专题．【分析】对滑块受力分析，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，再进行分析讨论．【解答】解：对滑块受力分析，受重力、支持力和拉力，如图，根据共点力平衡条件，有：-25-\nFN=mgsinθF=mgcosθ其中θ为支持力N与水平方向的夹角；当物体向上移动时，θ变大，故FN增大，F减小．故A正确，B、C、D错误．故选：A．【点评】本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．　8．汽车发动机的额定功率为Pm，它在水平路面上行驶时受到的阻力大小恒定．若汽车在水平路面上由静止开始作直线运动，发动机的输出功率P随时间变化的图象如图所示．则（　　）A．0～t1时间内汽车做变加速运动，t1～t2时间内汽车做匀加速直线运动B．0～t1时间内汽车做匀加速运动，t1～t2时间内汽车可能先做匀加速逐渐减小的变加速运动，而后在做匀速直线运动C．0～t1时间内汽车牵引力逐渐增大，t1～t2时间内牵引力保持不变D．0～t1时间内汽车牵引力恒定，t1～t2时间内牵引力与阻力大小相等【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【专题】功率的计算专题．【分析】由图象可知，开始的一段时间内汽车的功率在均匀的增加，此时汽车是以恒定加速度启动，当功率达到最大时，汽车的匀加速运动的过程结束，但并不是达到了最大的速度，此后做加速度减小的加速运动．【解答】-25-\n解：根据图象可知，开始时汽车是以恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据p=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，但此时的牵引力还大于阻力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值．所以ACD错误，B正确．故选：B．【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．　9．如图所示，轮船过河时船头始终垂直对岸．第一次过河的实际路径为直线ab，位移为x1，船相对河岸的速度大小为v1，航行时间为t1；第二次过河时水流速度比第一次大，由于轮机手对马达进行了调控，实际路径变为ac，位移为x2，船相对河岸的速度大小为v2，若每次过河的过程中水流速度保持不变，则（　　）A．t2＜t1，v2＞B．t2＞t1，v2＞C．t2=t1，v2=D．t2=t1，v2=【考点】运动的合成和分解．【专题】参照思想；图析法；运动的合成和分解专题．【分析】根据分运动与合运动的关系，结合运动的合成法则，及运动学公式，即可求解．【解答】解：因船头始终垂直对岸，因此渡河时间分别为：t1=，t2=；由图的位移大小，结合水流速度保持不变，可知，v2＞v1，那么t2＜t1，而根据运动学公式，结合运动的分解法则，则有：；如图所示：-25-\n因α＞β，所以cosα＜cosβ，解得：v2＞，故A正确，BCD错误；故选：A．【点评】考查运动的合成与分解的应用，掌握矢量合成法则，理解三角知识的运用，注意正确画出运动图是解题的关键．　二、本题共5小题．每小题3分，共15分．在每小题给出的选项中有多项符合题目要求．全都选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．10．某村庄建房时，工人将甲、乙两块砖叠放在一起竖直向上抛给瓦匠，如图所示．两块砖上升过程中始终保持相对静止，则上升过程中（不计空气阻力）（　　）A．甲砖处于失重状态，乙砖处于超重状态B．甲乙两砖均处于失重状态C．甲、乙两砖间存在摩擦力作用D．甲、乙两砖均只受重力作用【考点】牛顿运动定律的应用-超重和失重．【分析】把甲与乙看成一个整体，不计空气阻力，整体做竖直上抛运动，加速度为g，方向向下．然后把甲作为研究对象，对其受力分析，就可以得出结论．【解答】解：A、B、以甲与乙组成的整体为研究对象：在上升和下降过程中仅受重力，由牛顿第二定律知加速度为g，方向竖直向下．可知甲乙两砖均处于失重状态．故A错误，B正确；C、再以甲为研究对象：因加速度为g，方向竖直向下，由牛顿第二定律知甲所受合力为甲的重力，所以甲仅受重力作用，甲、乙两砖间不存在摩擦力作用．故C错误，D正确．故选：BD．【点评】本题是整体法和隔离法的应用，整体跟部分的运动情况相同，可以通过计算整体的加速度来确定部分的加速度，再对部分进行受力分析，得出最终结论．　11．如图所示，质量分别为m和2m的两个小球置于光滑水平面上，且固定在一轻质弹簧的两端，已知弹簧的原长为L，劲度系数为k，现沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上施加一水平拉力F，使两球一起做匀加速运动，弹簧的弹力未超过弹性限度，则此时（　　）A．弹簧的弹力大小为FB．弹簧的伸长量为C．两球间的距离为L+-25-\nD．两球运动的加速度大小为【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．【专题】定量思想；整体法和隔离法；牛顿运动定律综合专题．【分析】对整体分析，根据牛顿第二定律求出整体的加速度，隔离分析，结合牛顿第二定律求出弹簧的弹力，从而根据胡克定律求出弹簧的形变量，得出两球之间的距离．【解答】解：A、对整体分析，整体的加速度a=，隔离对m的小球分析，根据牛顿第二定律得，，故A错误，D正确．B、根据胡克定律得，弹簧的伸长量，故B错误．C、两球之间的距离x=L+，故C正确．故选：CD．【点评】本题考查了牛顿第二定律和胡克定律的综合运用，知道两球具有相同的加速度，结合牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法的灵活运用．　12．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2（v1＜v2）的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带，从小物块滑上传送带开始计时，物块在传送带上运动的v﹣t图象可能的是（　　）【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【专题】定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题．【分析】物块滑上传送带后，结合摩擦力的方向，得出物块先做匀减速直线运动，有两种可能：1、滑到另一端一直做匀减速直线运动，2、先做匀减速直线运动，再做匀速直线运动．【解答】解：A、物块滑上传送带，由于速度大于传送带速度，物块做匀减速直线运动，可能会滑动另一端一直做匀减速直线运动，到达另一端时恰好与传送带速度相等，故A正确．-25-\nB、物块滑上传送带后，物块可能先做匀减速直线运动，当速度达到传送带速度后一起做匀速直线运动，速度的方向保持不变，故BD错误，C正确．故选：AC．【点评】解决本题的关键会根据物体的受力分析物体的运动规律，知道加速度的方向与合力的方向相同，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．　13．已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G．有关同步卫星，下列表述正确的是（　　）A．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度B．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C．卫星运行时受到的向心力大小为D．卫星距地面的高度为【考点】同步卫星．【专题】人造卫星问题．【分析】同步卫星与地球相对静止，因而与地球自转同步，根据万有引力提供向心力，即可求出相关的量．【解答】解：A、地表重力加速度为g=，卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故A正确；B、第一宇宙速度为v1=，故B正确；C、卫星运行时受到的向心力大小是，故C错误D、万有引力提供向心力=而r=R+hh=﹣R，故D错误；故选：AB．【点评】本题关键抓住万有引力等于向心力，卫星转动周期与地球自转同步，同时注意正确的运算是解题的关键．　14．如图所示，横截面为直角三角形的三棱柱质量为M，放在粗糙的水平面上，两底角中其中一个角的角度为α（α＞45°）．三棱柱的两倾角斜面光滑，上面分别放有质量为m1和m2的两物体，两物体间通过一根跨过定滑轮的细绳相连接，定滑轮固定在三棱柱的顶端，若三棱柱始终处于静止状态，不计滑轮与绳以及滑轮与轮轴之间的摩擦，重力加速度大小为g，则将m1和m2同时静止释放后，下列说法正确的是（　　）-25-\nA．若m1=m2，则两物体可能静止在斜面上B．若m1=m2cotα，则两物体可能静止在斜面上C．若m1=m2，则三棱柱对地面的压力小于（M+m1+m2）gD．若m1=m2，则三棱柱对地面的摩擦力大小为零【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】分析两个物体的受力情况，由平衡条件判断它们能否静止在斜面上．若不能，由牛顿运动定律分析三棱柱对地面的压力和摩擦力的大小情况．【解答】解：A、若m1=m2，m2的重力沿斜面向下的分力大小为m2gsin（90°﹣α），m1的重力沿斜面向下的分力大小为m1gsinα．由于α＞45°，则m2gsin（90°﹣α）＜m1gsinα，则m1将沿斜面向下加速运动，m2将沿斜面向上加速运动，故A错误．B、要使两物体都静止在斜面上，应满足：m2gsin（90°﹣α）=m1gsinα，即有m1=m2cotα，故B正确．CD、若m1=m2，m1将沿斜面向下加速运动，m2将沿斜面向上加速运动，设加速度大小为a．对两个物体及斜面整体，设地面对三棱柱的摩擦力水平向右．由牛顿第二定律得：竖直方向有：N﹣（M+m1+m2）g=m2asin（90°﹣α）﹣m1asinα＜0，即地面对三棱柱的支持力N＜（M+m1+m2）g，则三棱柱对地面的压力小于（M+m1+m2）g；水平方向有：f=m1acosα﹣m2acos（90°﹣α）＞0，即地面对三棱柱的摩擦力水平向右，不为零．则三棱柱对地面的摩擦力大小不为零．故C正确，D错误．故选：BC【点评】此题的关键是将多个物体看作是一个整体进行分析，这样可以简单的得出正确结果；如果采用隔离法逐个分析，受力分析容易出错，并且过程相当复杂．　三．本大题共4小题．共18分．把答案填写在答题纸中的相应位置上．15．一小球在桌面上从静止开始做匀加速运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号．如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5s，小球在4位置时的瞬时速度为　0.18　m/s，在该过程中小球的加速度为　0.12　m/s2【考点】测定匀变速直线运动的加速度．【专题】实验题；直线运动规律专题．-25-\n【分析】若纸带匀变速直线运动，根据一段过程的平均速度等于中间时刻速度求得小球在4位置时的瞬时速度．根据运动学公式△x=at2求得加速度．【解答】解：利用匀变速直线运动的推论得：v4===0.18m/s根据运动学公式△x=at2得：a===0.12m/s2．故答案为：0.180.12【点评】对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律．要注意单位的换算．　16．为了测量某材质木块与牛皮纸之间的动摩擦因数，一位同学设计了如下实验：如图所示，在斜面和水平面上贴上待测牛皮纸，保证木块放在斜面顶端时能加速下滑，斜面与水平面间平滑连接．让木块从斜面顶端由静止开始下滑时，该同学只用一把刻度尺就完成了测量任务（重力加速度g为已知）．（1）该同学需要测量的物理量是　释放点与水平面的高度差h，木块静止点与释放点间的水平距离s　．（用文字和字母符号来表示）（2）动摩擦因数的表达式μ=　　（用所测量物理量的符号表示）．【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．【专题】实验题；摩擦力专题．【分析】用刻度尺测出斜面的高度和木块静止点与释放点间的水平距离s，对木块进行受力分析，然后根据动能定理列方程，然后求出动摩擦因数【解答】解：设高度AB为h，斜面的长AC为L，BC间的距离x1，斜面倾角为θ，A到C的过程重力与摩擦力做功，重力做功：WG=mgh，摩擦力做功：W1=fL=μmgcosθ•L=μmgx1；在水平面上时，只有摩擦力做功，W2=μmgx2，其中x1+x2=s全过程使用动能定理：WG﹣W1﹣W2=0﹣0联立以上各公式，解得：从上表达式可以看出，摩擦因数仅仅与释放点与水平面的高度差h，木块静止点与释放点间的水平距离s有关，所以只需要测出h和s即可．故答案为：（1）释放点与水平面的高度差h，木块静止点与释放点间的水平距离s；（2）-25-\n【点评】物体沿斜面下滑是一个重要的物理模型，这类问题变化多样，包含丰富的物理知识，一定要对该过程中摩擦力、弹力、重力沿斜面的分力、机械能等物理量的变化分析透彻．　17．图甲是验证机械守恒定律的声音．小球由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定．将轻绳拉至水平后由静止释放小球．在最低点前后放置一组光电门，测出小球经过最低点的挡光时间△t，再用游标卡尺测出小球的直径d，用刻度尺测出轻绳的长度l，已知重力加速度为g．则：（1）小球经过最低点时速度可表示为　　；（用已知量的字母表示）（2）若等式gl=　﹣gd　成立，说明小球下摆过程机械能守恒．【考点】机械能守恒定律．【专题】机械能守恒定律应用专题．【分析】（1）小球经过最低点时速度可用平均速度替代．（2）根据机械能守恒定律列出表达式即可分析．【解答】解：（1）小球经过最低点时速度可表示为v=；（2）小球下摆过程中重力势能减少是为mg（l+），动能的增加量=若mg（l+）=，即gl=﹣gd成立，说明小球下摆过程机械能守恒．故答案为：（1）；（2）﹣gd．【点评】遇到实验问题，关键是明确实验原理，根据物理规律列出相应方程，然后求解讨论即可．　18．为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示．-25-\n（1）三组实验中需要平衡小车与长木板间摩擦力　甲乙丙　；（用甲、乙、丙表示）（2）三组实验中需满足M＞＞m的是　甲　；（3）若采用图甲所示的方法研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”，M为小车总质量，（其中小车自身质量用M0表示，车上所加砝码质量用m0表示）所画出的实验图象如图丁所示．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力为F=　　，小车的质量为M0=　　．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【专题】实验题；定性思想；实验分析法；牛顿运动定律综合专题．【分析】（1、2）根据实验原理，即可判定是否需要平衡摩擦力，及确定所挂钩码的总质量m与小车的总质量M的关系；（3）根据牛顿第二定律写出与小车上砝码质量m0的表达式，然后结合斜率与截距概念求解即可．【解答】解：（1）三组实验都是用绳子的拉力表示小车受到的合外力，所以都需要平静摩擦力；（2）甲图通过钩码的总质量对应的重力代替绳子的拉力合外力，乙图中小车受到的合外力是力传感器的示数，丙图小车受到的合外力则是测力计的2倍，因此三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件；（3）根据牛顿第二定律得：F=（M0+m0）a，变形得所以图线的斜率表示，则k=，解得F=；纵轴截距=b，解得小车质量M0=．故答案为：（1）甲乙丙；（2）甲；（3）；-25-\n【点评】考查不同实验中，是否平衡摩擦力，是依据实验原理，并不是统统平衡的，并掌握牛顿第二定律的应用，注意力传感器的作用，及理解测力计的读数与小车的合力的关系，是解题的关键．　四、本题共4小题，共40分．解答应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．答案必须明确写出数值和单位．19．甲、乙两质点在t=0时刻均处于坐标原点处，它们同时由静止开始在x轴上沿相反方向做匀变速直线运动，当甲运动过程中经过坐标为x1=﹣10cm的位置时，其速度大小为6m/s；已知乙运动中速度与x坐标的关系为v=，试求：（1）甲质点运动过程中的加速度；（2）当甲质点的位置坐标为x2=﹣14.4m时，甲、乙两质点间的距离．【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【专题】直线运动规律专题．【分析】（1）根据匀变速直线运动的速度位移公式求出甲质点运动过程中的加速度．（2）根据速度位移公式求出乙质点的加速度，结合位移时间公式求出甲运动的时间，从而求出乙运动的位移，得出甲、乙两质点间的距离．【解答】解：（1）对甲质点有：，代入数据解得加速度，方向与x轴正向相反．（2）由已知条件v=可知，乙质点的加速度，甲质点的位移，乙质点的位移，甲乙两质点间的距离x=x2+x2′，代入数据解得x=46.4m．答：（1）甲质点运动过程中的加速度为1.8m/s2；（2）甲、乙两质点间的距离为46.4m．【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式，并能灵活运用，注意两者是向相反方向运动．　20．（10分）（2022秋•烟台期中）如图所示，竖直面内有一“＜”形杆ABCD，杆的D端固定在水平地面上，杆的AB部分光滑，CD部分粗糙．两部分与水平面间的夹角均为θ，长度均为L．BC是一段很小的光滑圆弧，圆弧的两端分别与AB和CD相切．质量为m的小球中间有孔，穿在杆上并由静止开始从A端下滑，巳知小球到达D点时速度大小为v，若不考虑小圆弧BC的长度和小球在小圆弧上的运动时间，重力加速的大小为g，求：（1）小球在AB段上的运动时间；（2）小球与CD间的动摩擦因数．-25-\n【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．【专题】计算题；定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）根据牛顿第二定律求出小球在AB段的加速度大小，结合位移时间公式求出小球在AB段上的运动时间．（2）根据速度位移公式求出C点的速度，再结合速度位移公式求出CD段的加速度，根据牛顿第二定律求出动摩擦因数的大小．【解答】解：（1）根据牛顿第二定律得，小球在AB段的加速度为：，根据L=得：．（2）对于AB段，根据速度位移公式得：，对CD段，有：，根据牛顿第二定律得，小球在CD段上运动时，加速度为：=gsinθ﹣μgcosθ，联立解得：μ=．答：（1）小球在AB段上的运动时间为；（2）小球与CD间的动摩擦因数为．【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，难度中等．　21．（10分）（2022秋•烟台期中）如图所示，截面为△ABC的三棱柱静止在水平面上，∠CAB=θ．第一种情况让小球在C点以初速度v0水平抛出，三梭柱固定不动，则小球恰好能落在边的中点D，第二种情况是在小球以初速度水平抛出的同时，使三棱柱获得一个大小为的水平速度而向右匀速运动，小球恰好能落到三棱柱上的A点，重力加速度大小为g．求：-25-\n（1）第一种情况下小球从抛出到落到D点的时间；（2）第二种情况下小球落到A点时的速度大小．【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】（1）根据高度求出平抛运动的时间的表达式，结合水平位移和时间关系求出时间；（2）根据小球下降的高度求出运动的时间，结合平抛运动的特点求出小球落到A点时的速度大小．【解答】解：（1）设C点的高度为h，则小球到达D时，下落的高度是h，根据h=得：，水平方向：联立得：（2）三棱柱向右运动时，小球下落的时间为：，水平方向：竖直方向的分速度：vy=gt2合速度：v=联立得：答：（1）第一种情况下小球从抛出到落到D点的时间是；（2）第二种情况下小球落到A点时的速度大小是．【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，难度适中．　-25-\n22．（12分）（2022秋•烟台期中）如图所示，AB间有一弹射装置，质量为m=1kg的小物块在0.01时间内被弹射装置弹出，以大小为4m/s的速度沿着B点的切线方向进人光滑竖直圆弧形轨道BC，已知B点距水平地面的高度为h=0.8m，圆弧轨道BC所对应的圆心角∠BOC=60°（O为圆心），C点的切线水平，并与水平地面上长为L=2m的粗糙直轨道CD平滑连接，小物块沿直轨道运动后会与竖直墙壁发生碰撞，重力加速度g=10m/S2，空气阻力忽略不计．求：（1）弹射装置对小物块做功的平均功率；（2）小物块沿圆弧轨道滑到C时对轨道的压力大小；（3）若小物块与轨道CD之间的动摩擦因数η=0.25，且与竖直墙璧碰撞前后小物块的速度大小不变．请确定小物块与墙壁碰撞的次数和最终所处的具体位置．【考点】机械能守恒定律；向心力．【专题】机械能守恒定律应用专题．【分析】（1）由动能定理求出弹射装置对小物块做功，再由公式P=求平均功率．（2）小物块从B到C，只有重力做功，由机械能守恒求出C点的速度，再由牛顿运动定律求得在C点物块对轨道的压力．（3）由机械能守恒得小物块滑到C点时具有的机械能，分析由C到D克服摩擦力做功，即损失的机械能，即可求得小物块与墙壁碰撞的次数，再由动能定理求出物块在CD上滑行的路程，分析出最终物块的位置．【解答】解：（1）弹射装置对小物块做功为：W==J=8J弹射装置对小物块做功的平均功率为：P==W=800W．（2）小物块由B到C过程机械能守恒，则有：+mgh=在最低点C时，有：N﹣mg=m由图可知：h=R（1﹣cosθ）解得：N=30N由牛顿第三定律可知物块对轨道的压力大小为30N．（3）小物块由B滑到C点时具有的机械能为：EC=+mgh由C到D克服摩擦力做功为：Wf=μmgL-25-\n所以小物块与墙壁碰撞的次数为：N=+1=2.1（次）实际碰撞次数为：N′=2碰撞两次后剩余的能量为：△E=EC﹣3Wf；设物块停的位置距D点xD．由动能定理得：﹣△E=﹣μmgxD解得：xD=0.4m即最终所处的具体位置离D点0.4m．答：（1）弹射装置对小物块做功的平均功率是800W；（2）小物块沿圆弧轨道滑到C时对轨道的压力大小是30N；（3）小物块与墙壁碰撞两次，最终所处的具体位置离D点0.4m．【点评】解决本题的关键要正确分析物块的能量是如何转化，知道克服摩擦力做功等于机械能的损失，第三问也可以对整个过程运用动能定理得到物块在CD上滑行的总路程，再进行分析．　-25-