山东省德州市跃华高中2022届高三物理上学期期中试卷含解析

2022-2022学年山东省德州市跃华高中高三（上）期中物理试卷一、单项选择题（本大题共6个小题，每小题4分，共计24分．在每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1．一物体从静止开始做匀加速直线运动，以T为时间间隔，在第3个T内的位移为3m，在第3个T终了时的瞬时速度是3m/s．则()A．物体的加速度为1m/s2B．物体在第1个T终了时的瞬时速度是0.6m/sC．时间间隔T=1sD．物体在第1个T内的位移为0.6m2．如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd．从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球，它落在斜面上b点．若小球从O点以速度2v水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的()A．b与c之间某一点B．c点C．c与d之间某一点D．d点3．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°．两小球的质量比为()A．B．C．D．-24-\n4．如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态．当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则()A．Q受到的摩擦力一定变小B．Q受到的摩擦力一定变大C．轻绳上拉力一定变小D．Q受到的摩擦力可能变大5．2022年9月29日晚21时16分，我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室．假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图所示．当它们处于如图所示的轨道运行时，下列说法正确的是()A．神舟八号的加速度比天宫一号的小B．神舟八号的运行速度比天宫一号的小C．神舟八号的运行周期比天宫一号的长D．神舟八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接6．如图所示，将倾角为30°的斜面体置于粗糙的水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的光滑支点O．已知A的质量为m，B的质量为4m．现用手托住A，使似段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，物块B恰好静止不动．现将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，则在小球下摆过程中，下列判断正确的是()-24-\nA．小球机械能越来越大B．B物块受到摩擦力方向改变C．地面受到的压力不变D．小球运动到最低点时重力的瞬时功率最大二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，在每小题所给的四个选项中有多项正确，选对但不全的得2分）7．质量为m的物体，从静止开始以的加速度竖直下落h的过程中，下列说法正确的是()A．物体的机械能守恒B．物体的机械能减少C．物体的重力势能减少D．物体的动能增加8．如图，水平传送带A、B两端相距S=3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1．工件滑上A端瞬时速度VA=4m/s，达到B端的瞬时速度设为VB，则()A．若传送带不动，则VB=3m/sB．若传送带以速度V=4m/s逆时针匀速转动，VB=3m/sC．若传送带以速度V=2m/s顺时针匀速转动，VB=3m/sD．若传送带以速度V=2m/s顺时针匀速转动，VB=2m/s9．一个人站立在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则()A．踏板对人做的功等于人的机械能增加量-24-\nB．人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小C．人只受重力和踏板的支持力的作用D．人所受合力做的功等于人的动能的增加量10．2022年4月24日，科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c．这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天．假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确是()A．飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天B．飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/sC．人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大D．Gliese581c的平均密度比地球平均密度小三、填空题（本大题共3个小题，共24分，把答案填在题中的横线上）11．两同学用图（a）中的实验装置做“研究加速度与质量关系”的实验．（1）该实验中采用控制变量法，保持小车所受拉力不变，用砂和砂桶所受的重力作为小车所受拉力，为了减小实验误差，应使砂和砂桶质量尽量__________些．（填“大”或“小“）（2）保持小车所受拉力不变，改变小车的质量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出关系图线．一同学在实验中并没有采取平衡摩擦力的措施，则画出的图线可能（b）中的__________．（填“甲”或“乙”或“丙”）-24-\n（3）另一同学在实验过程中保持水车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，画出的a一F图线如图（c）所示，造成这种现象的主要原因是__________．A．木板与水平面间的夹角太大B．木板与水平面间的夹角太小C．砂和砂桶的总质量较大D．所用小车的质量较大．12．用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2：从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m2=150g，打点频率为50Hz．（已知当地的重力加速度g=10.00m/s2，结果保留两位有效数字），则（1）在纸带上打下计数点5时的速度V=__________m/s；（2）在0﹣5过程中系统动能的增量△Ek=__________J，系统势能的减少量△Ep=__________J；由此得出的结论是：__________．13．用等效代替法验证力的平行四边形定则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，图乙是白纸上根据实验结果画出的图．（1）本实验中“等效代替”的含义是__________．A．橡皮筋可以用细绳替代B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代-24-\n（2）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿着AO方向的是__________，图中__________是F1、F2合力的理论值．（3）完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是__________．A．拉橡皮筋的绳细一些且长一些B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些D．使拉力F1和F2的夹角很小．三、计算题（本大题共36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，答案中必须明确写出数值和单位）14．一个物块放置在粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图（a）所示，速度v随时间t变化的关系如图（b）所示，求：（1）0一6s内拉力的最大功率；（2）物块的质量．15．如图所示，长为L=2m、质量为M=8kg的木板，放在水平地面上，木板向右运动的速度v=6m/s时，在木板前端轻放一个大小不计，质量为m=2kg的小物块．木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.2，g=10m/s2，求：（1）物块及木板的加速度；-24-\n（2）物块滑离木板时的速度．16．（14分）如图所示，在光滑水平面上放一木板B，B的左端放一木块A，A与B的接触面粗糙，在水平恒力F的作用下，可将A从B的左端拉到右端．第一次将B固定在水平面上，当A到达B的右端时，A的动能为20J；第二次不固定B使其可自由滑动，当A到达B的右端时，B向前滑动了2m，此时A、B的动能分别为30J、20J．求：（1）水平恒力F的大小；（2）木板B的长度．-24-\n2022-2022学年山东省德州市跃华高中高三（上）期中物理试卷一、单项选择题（本大题共6个小题，每小题4分，共计24分．在每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1．一物体从静止开始做匀加速直线运动，以T为时间间隔，在第3个T内的位移为3m，在第3个T终了时的瞬时速度是3m/s．则()A．物体的加速度为1m/s2B．物体在第1个T终了时的瞬时速度是0.6m/sC．时间间隔T=1sD．物体在第1个T内的位移为0.6m【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】第三个T内的位移等于3T内的位移减去2T内的位移，根据位移公式写出第三个T内的位移表达式，再根据速度时间公式写出第三个T末的速度表达式v=a•3T，联立方程求出加速度和时间间隔T．根据速度公式v=aT求出第一个T末的速度，以及根据位移公式求出第一个T内的位移．【解答】解；由公式得，3Ts内的位移：①2Ts内的位移：②第3个T秒内的位移△x=x3﹣x2=3m③由公式v=at得：3Ts末的速度v3=a×3T=3④①﹣④联立得；T=1.2S故AC错；第一个T末的速度v=aT=1m/s，故B错；第一个T内的位移故D正确-24-\n故选：D．【点评】本题考查了匀变速直线基本公式；v=at等．这些公式应熟练掌握！2．如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd．从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球，它落在斜面上b点．若小球从O点以速度2v水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的()A．b与c之间某一点B．c点C．c与d之间某一点D．d点【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】解答本题需要掌握：平抛运动的特点并能灵活应用，应用相关数学知识求解，如假设没有斜面的限制，将落到那点，有斜面和没有斜面的区别在哪里．【解答】解：过b做一条与水平面平行的一条直线，若没有斜面，当小球从O点以速度2v水平抛出时，小球将落在我们所画水平线上c点的正下方，但是现在有斜面的限制，小球将落在斜面上的bc之间，故A正确，BCD错误．故选A．【点评】本题考查角度新颖，很好的考查了学生灵活应用知识解题的能力，在学习过程中要开阔思路，多角度思考．如本题中学生可以通过有无斜面的区别，找到解题的突破口．3．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°．两小球的质量比为()-24-\nA．B．C．D．【考点】共点力平衡的条件及其应用．【专题】计算题；压轴题．【分析】先对m2球受力分析，受重力和拉力，二力平衡，求出拉力；再对m1球受力分析，根据共点力平衡条件列式求解．【解答】解：m2球保持静止状态，对其受力分析，受重力和拉力，二力平衡，故F=m2g①再对m1球受力分析，如图根据共点力平衡条件x方向：Fcos60°﹣Ncos60°=0②y方向：Fsin60°+Nsin60°﹣m1g=0③由①②③代入数据解得=故选：A．【点评】本题是简单的连接体问题，先分析受力最简单的物体，再分析受力较复杂的另一个物体，同时要运用正交分解法处理较为方便．4．如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态．当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则()-24-\nA．Q受到的摩擦力一定变小B．Q受到的摩擦力一定变大C．轻绳上拉力一定变小D．Q受到的摩擦力可能变大【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】分别对P、Q两个物体进行受力分析，运用力的平衡条件解决问题．由于不知具体数据，对于静摩擦力的判断要考虑全面．【解答】解：C、对物体P受力分析，受重力和拉力，二力平衡，故绳子的拉力等于物体P的重力；当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，故绳子的拉力仍然等于物体P的重力，轻绳上拉力一定不变．故C错误；A、B、D、再对物体Q受力分析，受重力、拉力、支持力，可能有静摩擦力；当静摩擦力沿斜面向上时，有T+f=mgsinθ，当用水平向左的恒力推Q时，静摩擦力f会减小，也可能摩擦力大小不变，方向相反．当静摩擦力沿着斜面向下时，有T=f+gsinθ，当用水平向左的恒力推Q时，静摩擦力会增加；故AB错误，D正确．故选：D．【点评】本题关键要对物体P和Q分别受力分析，然后根据平衡条件列式分析，难点在于静摩擦力的方向的不确定上．5．2022年9月29日晚21时16分，我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室．假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图所示．当它们处于如图所示的轨道运行时，下列说法正确的是()-24-\nA．神舟八号的加速度比天宫一号的小B．神舟八号的运行速度比天宫一号的小C．神舟八号的运行周期比天宫一号的长D．神舟八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【专题】人造卫星问题．【分析】根据万有引力提供向心力，分析运行速度、加速度、角速度、周期与轨道半径的关系．从而比较出他们的大小【解答】解：A：根据万有引力提供向心力，，半径大的天宫一号的加速度小．故A错误；B：根据万有引力提供向心力，，，半径大的天宫一号的线速度小．故B错误；C：根据万有引力提供向心力，，，半径大的天宫一号的周期大．故C错误；D：神舟八号加速后，线速度瞬时变大，需要的向心力增大，故做离心运动，轨道升高，可实现与天宫一号对接，故D正确．故选：D【点评】解决本题的关键是利用万有引力提供向心力这一知识点，知道线速度、周期、加速度与轨道半径的关系．-24-\n6．如图所示，将倾角为30°的斜面体置于粗糙的水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的光滑支点O．已知A的质量为m，B的质量为4m．现用手托住A，使似段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，物块B恰好静止不动．现将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，则在小球下摆过程中，下列判断正确的是()A．小球机械能越来越大B．B物块受到摩擦力方向改变C．地面受到的压力不变D．小球运动到最低点时重力的瞬时功率最大【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】小物体B一直保持静止，小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，细线的拉力从零增加到最大，再对物体B受力分析，根据平衡条件判断静摩擦力的变化情况．对B与斜面整体受力分析，判断地面对斜面体摩擦力的方向．【解答】解：A、小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，有mgL=mV2，在最低点，有F﹣mg=m，解得F=3mg．再对物体B受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，重力的下滑分量为Fx=（4m）gsin30°=2mg，故静摩擦力先减小，当拉力大于2mg后反向变大．故A错误B正确．C、对物体B和斜面体整体受力分析，由于A球向左下方拉物体B和斜面体整体，A部分失重，地面受到的压力减小．故C错误．D、小球运动到最低点时，速度沿水平方向，重力的瞬时功率为零．故D错误．故选：B．【点评】本题关键是先根据机械能守恒求出小球A最低点速度，再根据向心力公式得出球对细线的拉力，最后对滑块B受力分析后根据共点力平衡条件判断静摩擦力变化情况；同时要注意研究对象的灵活选择．二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，在每小题所给的四个选项中有多项正确，选对但不全的得2分）-24-\n7．质量为m的物体，从静止开始以的加速度竖直下落h的过程中，下列说法正确的是()A．物体的机械能守恒B．物体的机械能减少C．物体的重力势能减少D．物体的动能增加【考点】机械能守恒定律．【专题】机械能守恒定律应用专题．【分析】根据物体的运动情况可知物体的受力情况，由功的公式可求得各力的功；由动能定理可求得物体的动能改变量；由功能关系可求机械能的变化；由重力势能与重力做功的关系可知重力势能的改变量．【解答】解：因物体的加速度为，故说明物体受阻力作用，由牛顿第二定律可知，mg﹣f=ma；解得f=重力做功WG=mgh；阻力做功Wf=﹣A、物体下落过程中除重力还有阻力做功，机械能不守恒，故A错误；B、机械能的变化量等于除重力以外的力做的功，所以机械能减少，故B正确；C、重力做功等于重力势能的改变量，重力做正功，故重力势能减小mgh，故C错误；D、由动能定理可得动能的改变量△Ek=WG+Wf=，所以物体的动能增加，故D正确．故选BD【点评】由于部分同学没弄明白功和能的关系，导致在解答中出现问题；应注意重力做功等于重力势能的改变量；而合力的功等于动能的改变量；阻力的功消耗机械能．8．如图，水平传送带A、B两端相距S=3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1．工件滑上A端瞬时速度VA=4m/s，达到B端的瞬时速度设为VB，则()A．若传送带不动，则VB=3m/sB．若传送带以速度V=4m/s逆时针匀速转动，VB=3m/sC．若传送带以速度V=2m/s顺时针匀速转动，VB=3m/s-24-\nD．若传送带以速度V=2m/s顺时针匀速转动，VB=2m/s【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】传送带专题．【分析】若传送带不动，由匀变速直线运动规律可知，a=μg，可求出vB．若传送带以速度V=4m/s逆时针匀速转动，工件的受力情况不变，工件的运动情况跟传送带不动时的一样；若传送带以速度V=2m/s顺时针匀速转动，工件滑上传送带时所受的滑动摩擦力方向水平向左，做匀减速运动，工件的运动情况跟传送带不动时的一样；【解答】解：A、若传送带不动，工件的加速度a==μg=1m/s2，由，得vB==m/s=3m/s．故A正确．B、若传送带以速度V=4m/s逆时针匀速转动，工件的受力情况不变，由牛顿第二定律得知，工件的加速度仍为a=μg，工件的运动情况跟传送带不动时的一样，则vB=3m/s．故B正确．C、D若传送带以速度V=2m/s顺时针匀速转动，工件滑上传送带时所受的滑动摩擦力方向水平向左，做匀减速运动，工件的加速度仍为a=μg，工件的运动情况跟传送带不动时的一样，则vB=3m/s．故C正确．D错误．故选ABC【点评】本题关键要分析工件的受力情况，根据牛顿第二定律分析传送带运动与不动时加速度的关系，即可由运动学公式得到vB．9．一个人站立在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则()A．踏板对人做的功等于人的机械能增加量B．人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小C．人只受重力和踏板的支持力的作用D．人所受合力做的功等于人的动能的增加量【考点】动能定理的应用；功能关系．-24-\n【分析】自动扶梯上的人随扶梯斜向上做加速运动，人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向，根据牛顿第二定律即可求解．除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，而合外力对人做的功等于人动能的增加量．【解答】解：A、除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，所以踏板对人做的功等于人的机械能增加量，故A正确；B、人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得：ax=acosθ，方向水平向右；ay=asinθ，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，f=ma=macosθ，水平向右，竖直方向受重力和支持力，FN﹣mg=masinθ，所以FN＞mg，故BC错误；D、由动能定理可知，人所受合力做的功等于人的动能的增加量，故D正确；故选：AD．【点评】解决本题时可以把加速度进行分解，结合牛顿第二定律求解，难度适中．同时学会由运动去受力分析，并掌握功与能的关系．注意重力做功必导致重力势能变化；除重力之外的力做功，必导致系统机械能变化；合力做功必导致动能变化．10．2022年4月24日，科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c．这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天．假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确是()A．飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天B．飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/sC．人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大D．Gliese581c的平均密度比地球平均密度小【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】根据万有引力提供向心力，列出等式．把需要比较的物理量表示出来，再根据已知量进行比较【解答】解：A、飞船绕行星运动时由万有引力提供向心力．则有：-24-\n得：T=2π=所以在Gliese581c表面附近运行的周期与地球表面运行的周期之比为：==＜1由于地球表面运行的周期小于1天，所以飞船在Gliese581c表面附近运行的周期小于一天．故A错误．B、由万有引力提供向心力得：v=，则==＞1所以飞船在行星表面做圆周运动时的速度大于7.9km/s，故B正确．CD、在Gliese581c表面，物体受到的万有引力等于重力．所以有忽略地球自转，物体受到的万有引力等于重力．所以有g=，所以=＞1，所以探测器在Gliese581c表面附近运行时的加速度大于g，故C正确、D、由，可知Gliese581c的平均密度比地球平均密度大．则D错误故选：BC．【点评】抓住谁是中心天体谁是环绕天体，中心天体对环绕天体的万有引力提供环绕天体做圆周运动所需要的向心力，根据题目的要求选择恰当的向心力的表达式三、填空题（本大题共3个小题，共24分，把答案填在题中的横线上）11．两同学用图（a）中的实验装置做“研究加速度与质量关系”的实验．-24-\n（1）该实验中采用控制变量法，保持小车所受拉力不变，用砂和砂桶所受的重力作为小车所受拉力，为了减小实验误差，应使砂和砂桶质量尽量小些．（填“大”或“小“）（2）保持小车所受拉力不变，改变小车的质量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出关系图线．一同学在实验中并没有采取平衡摩擦力的措施，则画出的图线可能（b）中的丙．（填“甲”或“乙”或“丙”）（3）另一同学在实验过程中保持水车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，画出的a一F图线如图（c）所示，造成这种现象的主要原因是AC．A．木板与水平面间的夹角太大B．木板与水平面间的夹角太小C．砂和砂桶的总质量较大D．所用小车的质量较大．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【专题】实验题；牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）系统加速运动，对砂桶来讲处于失重状态，造成试验误差，故应减小失重，应使砂和砂桶质量尽量小些（2）没有平衡摩擦力，则必定当拉力增加到一定数值后，小车才能运动产生加速度，即：F﹣f=Ma（3）没有施加外力时，小车已经获得加速度，故平衡摩擦力过度，当拉力过大时，砂桶失重现象很明显，导致a与F关系不成线性【解答】解：（1）当系统加速度较小时，砂和砂桶所受的重力约等于小车所受拉力，故应使砂和砂桶质量尽量小些（2）没有平衡摩擦力，由牛顿第二定律得：：F﹣f=Ma，则：a==，当F=0时，a=﹣，可得图象在纵轴的截距为负，故选丙（3）没有施加外力时，小车已经获得加速度，故平衡摩擦力过度；在研究加速度跟小车质量M的关系时，保持m不变，改变小车质量M，在小车质量M远大于重物质量m时，即当满足M≫m时，可以认为小车受到的拉力（合力）F=mg，此时加速度a与小车质量M成反比，a﹣F图象为过原点的直线，当小车质量M不远大于重物质量m时，小车受到的拉力明显小于重物重力，图象向下弯曲故答案为：（1）小（2）丙（3）AC-24-\n【点评】对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等12．用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2：从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m2=150g，打点频率为50Hz．（已知当地的重力加速度g=10.00m/s2，结果保留两位有效数字），则（1）在纸带上打下计数点5时的速度V=2.4m/s；（2）在0﹣5过程中系统动能的增量△Ek=0.58J，系统势能的减少量△Ep=0.60J；由此得出的结论是：在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．【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）根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可以求出打下记数点5时的速度大小；（2）根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出系统机械能是否守恒．【解答】解：（1）根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：故答案为：2.4．-24-\n（2）物体的初速度为零，所以动能的增加量为：重力势能的减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=mgh=0.60J；由此可知动能的增加量和势能的减小量基本相等，因此在在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．故答案为：0.58，0.60，在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．【点评】本题全面的考查了验证机械能守恒定律中的数据处理问题，要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力．13．用等效代替法验证力的平行四边形定则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，图乙是白纸上根据实验结果画出的图．（1）本实验中“等效代替”的含义是D．A．橡皮筋可以用细绳替代B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代（2）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿着AO方向的是F′，图中F是F1、F2合力的理论值．（3）完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是ABC．A．拉橡皮筋的绳细一些且长一些B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些D．使拉力F1和F2的夹角很小．【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】（1）该实验采用了“等效替代”的方法，即两次拉橡皮筋，要使橡皮筋的形变相同；-24-\n（2）该实验采用了“等效法”，由于实验误差的存在，导致F1与F2合成的实际值与与理论值存在差别．（3）实验时，为便于准确记录拉力的方向，细绳应细一些、长一些，实验时，测力计应靠近木板且与木板平行，但不能与木板接触．【解答】解：（1）该实验采用了“等效法”，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的效果是相同的，即要求橡皮筋的形变量相同，故ABC错误，D正确；故选：D（2）F是通过作图的方法得到合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力，因此其方向沿着AO方向．（3）A、为减小实验误差，拉橡皮筋的绳细一些且长一些，故A正确；B、为减小实验误差，拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，故B正确；C、拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故C正确；D、使拉力F1和F2的夹角要大些，故D错误；故选：ABC．故答案是：（1）D，（2）F′，F；（3）ABC【点评】该题属于基础题目，考查了“验证力的平行四边形定则”的实验中基础知识，如等效思想即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代．三、计算题（本大题共36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，答案中必须明确写出数值和单位）14．一个物块放置在粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图（a）所示，速度v随时间t变化的关系如图（b）所示，求：（1）0一6s内拉力的最大功率；（2）物块的质量．-24-\n【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】根据v﹣t图象可知物块0﹣3s做匀加速运动，加速度为1m/s2，3﹣6s做匀速运动，速度为3m/S，功率P=Fv，由受力情况，结合牛顿运动定律求质量．【解答】解：（1）0一6s内拉力的最大功率为3s末的功率：P=Fv=10×3=30w（2）根据v﹣t图象可知物块3﹣6s做匀速运动，受力平衡，则摩擦力为6N，0﹣3s做匀加速运动，由牛顿第二定律得：F﹣f=ma由图象得：a===1m/s2物块的质量：m=kg答：（1）0一6s内拉力的最大功率30w；（2）物块的质量4kg．【点评】考查了图象的看法，理解图象的物理意义，结合牛顿运动定律解题．15．如图所示，长为L=2m、质量为M=8kg的木板，放在水平地面上，木板向右运动的速度v=6m/s时，在木板前端轻放一个大小不计，质量为m=2kg的小物块．木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.2，g=10m/s2，求：（1）物块及木板的加速度；（2）物块滑离木板时的速度．【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】对物块及木板受力分析可求得加速度；-24-\n物块相对木板运动距离为L，由运动学公式可求解．【解答】解：（1）物块与木板间的摩擦作用使得物块与木板一起运动加速度am=μg=2m/s2木板的加速度设为aM，则：μmg+μ（m+M）g=MaM解得：aM=3m/s2（2）木块离开木板的条件是，两者的相对位移至少是L，设物块经ts从木板上滑落，则L=v0t﹣﹣代入数据，解得：t=0.4s或t=2s（舍去）故滑离时物块的速度：v=amt=2×0.4=0.8m/s答：（1）物块的加速度为2m/s2，木板的加速度为3m/s2；（2）物块滑离木板时的速度为0.8m/s．【点评】本题关键对物块及木板受力分析，由牛顿第二定律和运动学公式求解，基础题．16．（14分）如图所示，在光滑水平面上放一木板B，B的左端放一木块A，A与B的接触面粗糙，在水平恒力F的作用下，可将A从B的左端拉到右端．第一次将B固定在水平面上，当A到达B的右端时，A的动能为20J；第二次不固定B使其可自由滑动，当A到达B的右端时，B向前滑动了2m，此时A、B的动能分别为30J、20J．求：（1）水平恒力F的大小；（2）木板B的长度．【考点】动能定理的应用．【专题】动能定理的应用专题．【分析】第一次拉A时由动能定理列出等式，第二次拉A到B的右端时，B向前滑动的距离为s，对A和对B由动能定理列出等式求解．【解答】解：设B对A的滑动摩擦力为f，设木板B长度为L，第一次拉A时由动能定理FL﹣fL=20J①设第二次拉A到B的右端时，B向前滑动的距离为s，对A由动能定理（F﹣f）（L+s）=30J②-24-\n对B由动能定理fs=20J③解①②③得F=15NL=4m答：（1）水平恒力F的大小是15N（2）木板B的长度是4m．【点评】该题考查对摩擦生热的理解、考查动能定理的应用．要注意求解做功时位移应该是相对于地面的位移大小．-24-