山东省临沂市2022届高三物理上学期10月质检试题含解析

2022-2022学年山东省临沂市高三（上）质检物理试卷（10月份）　一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．如图所示，A、B两物体叠放在一起，B的左侧面与竖直墙壁相接触，现由静止同时释放两物体，不计空气阻力．则在物体落地之前下列说法正确的是（　　）A．物体A受一个力B．物体A受两个力C．物体B受两个力D．物体B受三个力　2．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程的v﹣t图象如图所示．以下判断正确的是（　　）A．前3s内货物上升了6mB．最后2s内货物下降了6mC．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒D．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同　3．下列关于运动和力的叙述中，正确的是（　　）A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心C．物体所受合力方向一直与运动方向相反，该物体一定做直线运动D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同　4．如图所示，小车质量为M，小球P的质量为m，绳质量不计．水平地面光滑，要使小球P随车一起匀加速运动，则施于小车的水平作用力F是（θ已知）（　　）A．mgtanθB．（M+m）gtanθC．（M+m）gcotθD．（M+m）gsinθ　5．如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方过程所用时间为1h，则下列说法正确的是（　　）-21-A．该卫星的运行速度一定大于7.9km/sB．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1：4C．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1：2D．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能　6．游乐场内两支玩具枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹，打在远处的同一个竖直靶上，A为甲枪子弹留下的弹孔，B为乙枪子弹留下的弹孔，两弹孔在竖直方向上相距一定高度，如图所示，不计空气阻力．已知两颗子弹的质量相同，下列判断正确的是（　　）A．乙枪射出的子弹初动能大B．甲枪射出的子弹初动能大C．甲枪射出的子弹打到靶上的动能大D．乙枪射出的子弹打到靶上的动能大　　二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得5分；选对但不全的得3分；有选错的得0分．7．某同学将质量为m的一矿泉水瓶（可看成质点）竖直向上抛出，水瓶以g的加速度匀减速上升，上升的最大高度为H，水瓶往返过程受到的阻力大小不变．则（　　）A．上升过程中水瓶的动能损失mgHB．上升过程中水瓶的机械能减少了mgHC．水瓶落回地面时动能大小为mgHD．水瓶上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态　8．某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v﹣t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）（　　）-21-A．B．C．D．　9．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b沿水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）A．a绳张力不可能为零B．a绳的张力随角速度的增大而增大C．当角速度ω＞，b绳将出现弹力D．若b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变　10．总质量为1500kg的汽车，由静止开始沿平直公路以额定功率p=90kw启动，并保持额定功率行驶，汽车匀速运动过程中，突然发现前方有障碍物，立即以5m/s2的加速度开始刹车，汽车最后停下来．整个过程中，汽车位移为765m，刹车之前汽车受到的阻力恒为3000N．则（　　）A．汽车运动的最大速度为30m/sB．汽车运动的平均速度等于15m/sC．汽车保持刹车过程运动的位移等于90mD．汽车保持额定功率行驶的时间等于30s　　-21-三、实验题：本题共3小题，共18分．把答案写在答题卡中指定的答题处．11．某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系．如图甲所示，在铁架台上用弹簧秤挂住一个实心铁球，弹簧秤的示数为F1，在圆盘测力计的托盘上放盛有水的烧杯，圆盘测力计的示数为F2；再把小球浸没在水中（水未溢出），如图乙所示，弹簧秤的示数为F3，圆盘测力计的示数为F4．（1）请你分析弹簧秤示数的变化，即有F3　　　　　　F1（选填“＞”、“=”或“＜”）．（2）铁球对水的作用力大小为　　　　　　，水对铁球的作用力大小为　　　　　　，若两者相等，就说明了作用力与反作用力大小相等．　12．某实验小组利用如图所示的装置进行实验，钩码A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，钩码质量均为M，在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C，在距地面为h1处有一宽度略比A大一点的狭缝，钩码A能通过狭缝，环形金属块C不能通过．开始时A距离狭缝的高度为h2，放手后，A、B、C从静止开始运动．（1）利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后到落地用时t1，则钩码A通过狭缝的速度为　　　　　　（用题中字母表示）．（2）若通过此装置验证机械能守恒定律，还需测出环形金属块C的质量m，当地重力加速度为g．若系统的机械能守恒，则需满足的等式为　　　　　　（用题中字母表示）．（3）为减小测量时间的误差，有同学提出如下方案：实验时调节h1=h2=h，测出钩码A从释放到落地的总时间t，来计算钩码A通过狭缝的速度，你认为可行吗？若可行，写出钩码A通过狭缝时的速度表达式；若不可行，请简要说明理由．　　　　　　、　　　　　　．　-21-13．某物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图1，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．（1）图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，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．根据图中数据计算的加速度a=　　　　　　m/s2（保留三位有效数字）．（2）回答下列两个问题：a．为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有　　　　　　．（填入所选物理量前的字母）A、木板的长度LB、木板的质量m1C、滑块的质量m2D、托盘和砝码的总质量m3E、滑块运动的时间tb．滑块与木板间的动摩擦因数μ=　　　　　　（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．　　四、计算题：本题共4小题，共38分．把解答写在答题卡中指定的答题处，要写出必要的文字说明、方程式和演算步骤．14．一同学以1m/s的速度沿人行道向公交车站走去，一公交车从身旁的平直公路同向驶过，公交车的速度是15m/s，此时他们距车站的距离为50m．公交车在行驶到距车站25m处开始刹车，刚好到车站停下，停车3s后公交车又启动向前开去．为了安全乘上该公交车，该同学奋力向前跑去，他起跑可看做匀加速直线运动，其加速度大小为2.5m/s2，最大速度是6m/s．求：（1）若公交车刹车过程视为匀减速直线运动，求公交车刹车过程的加速度大小；（2）该同学能否在公交车停在车站时追上公交车．　15．质量为100kg行星探测器从某行星表面竖直发射升空，发射时发动机推力恒定，发射升空后8s末，发动机突然间发生故障而关闭，探测器从发射到落回出发点全过程的速度图象如图所示．已知该行星半径是地球半径的，地球表面重力加速度为10m/s2，该行星表面没有大气，不考虑探测器总质量的变化．求：（1）探测器发动机推力大小；（2）该行星的第一宇宙速度大小．-21-　16．（11分）（2022秋•临沂月考）如图所示，竖直平面内有一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点，质量m=0.50kg的小球从B点正上方H高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面上的Q点，DQ间的距离x=2.4m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m，取g=10m/s2，不计空气阻力，求：（1）小球释放点到B点的高度H（2）经过圆弧槽最低点C时轨道对它的支持力大小FN．　17．（11分）（2022秋•临沂月考）如图1所示，一根轻质弹簧左端固定在水平桌面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m=1.0kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点，现对小物块施加一个外力，使它缓慢移动，压缩弹簧x=0.1m至A点，在这一过程中，所用外力与弹簧压缩量的关系如图2所示．然后释放小物块，让小物块沿桌面运动，已知O点至桌边B点的距离为L=0.2m．水平桌面的高为h=1.8m，计算时，可取滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力．（g取10m/s2）求：（1）压缩弹簧过程中，弹簧存贮的最大弹性势能；（2）小物块落地点与桌边B的水平距离．　　2022-2022学年山东省临沂市高三（上）质检物理试卷（10月份）参考答案与试题解析　一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．-21-1．如图所示，A、B两物体叠放在一起，B的左侧面与竖直墙壁相接触，现由静止同时释放两物体，不计空气阻力．则在物体落地之前下列说法正确的是（　　）A．物体A受一个力B．物体A受两个力C．物体B受两个力D．物体B受三个力考点：力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．专题：受力分析方法专题．分析：先对整体结合运动情况受力分析，得到只受重力，加速度为g，即做自由落体运动，然后对B结合运动情况受力分析，得到受力情况．解答：解：A、B整体同时沿竖直墙面下滑，受到总重力，墙壁对其没有支持力，如果有，将会向右加速运动，因为没有弹力，故也不受墙壁的摩擦力，即只受重力，做自由落体运动；由于整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A、B间无弹力，再对物体B受力分析，只受重力；故选A．点评：本题关键先对整体受力分析，得到整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A与B间无弹力，最后再对B受力分析，得到其只受重力．　2．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程的v﹣t图象如图所示．以下判断正确的是（　　）A．前3s内货物上升了6mB．最后2s内货物下降了6mC．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒D．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同考点：匀变速直线运动的图像．专题：运动学中的图像专题．分析：根据图象判断物体的运动情况，根据图象与坐标轴围成的面积表示位移求解上升的高度，匀变速运动的平均速度可由公式求解．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功．解答：解：A、货物速度一直为正，故一直向上运动，前3s内货物上升的高度h=，故A正确，B错误．B、前3s内货物向上做匀加速运动，加速度向上，处于超重状态，故B错误．C、第3s末至第5s末的过程中，速度不变，动能不变，势能增大，其机械能不守恒，故C错误．-21-D、前3s内货物做匀加速运动，平均速度为：m/s=3m/s，最后2s内货物做匀减速运动，平均速度为：m/s=3m/s，故D正确．故选：AD．点评：解决本题的关键知道速度时间图线斜率和图线与时间轴围成的面积表示的含义，以及掌握机械能守恒定律的条件．　3．下列关于运动和力的叙述中，正确的是（　　）A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心C．物体所受合力方向一直与运动方向相反，该物体一定做直线运动D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同考点：物体做曲线运动的条件．专题：物体做曲线运动条件专题．分析：物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论解答：解：A、做曲线运动的物体，其加速度方向不一定是变化的，比如平抛运动，故A错误B、只有做匀速圆周运动的物体，所受的合力才指向圆心，故B错误；C、物体所受合力方向一直与运动方向相反，该物体一定做直线运动，故C正确；D、做变加速圆周运动的物体所受的合力与运动方向有一夹角，故D错误；故选：C点评：本题主要是考查学生对曲线运动的理解，物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，对于合力的大小是否变化没有要求　4．如图所示，小车质量为M，小球P的质量为m，绳质量不计．水平地面光滑，要使小球P随车一起匀加速运动，则施于小车的水平作用力F是（θ已知）（　　）A．mgtanθB．（M+m）gtanθC．（M+m）gcotθD．（M+m）gsinθ考点：牛顿第二定律．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：分析小球的运动状态与小车一致，对小球进行受力分析求出小球的加速度，再以小车小球整体为研究对象分析小车在水平方向受到的作用力大小．解答：解：由题意小球的运动状态与小车一致，即小车的加速度大小与小球加速度大小相同且在水平方向上．对小球进行受力分析．小球受到绳子的拉力和重力作用，如图：小球具有水平方向的加速度故有：竖直方向：Tcosθ=mg…①水平方向：Tsinθ=ma…②-21-由①和②可解得小球的加速度为：a=gtanθ以小车和小球整体为研究对象，受力分析有：整体所受合力为：F合=F=（m+M）a=（M+m）gtanθ故ACD错误，B正确．故选：B．点评：先用隔离法对小球进行受力分析，再用整体法对小车进行受力分析，根据牛顿第二定律求解小车所受作用力，解决本题需要正确的受力分析和运动分析．　5．如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方过程所用时间为1h，则下列说法正确的是（　　）A．该卫星的运行速度一定大于7.9km/sB．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1：4C．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1：2D．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能考点：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：地球表面重力等于万有引力，卫星运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供，据此展开讨论即可．解答：解：A、7.9km/s是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以该卫星的运行速度一定小于7.9km/s，故A错误；-21-B、卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时，偏转的角度是120°，刚好为运动周期的T，所以卫星运行的周期为3t，同步卫星的周期是24h，由得：，所以：．故B正确；C、由得：，所以．故C错误；D、由于不知道卫星的质量关系，所以无法判断机械能的大小，故D错误．故选：B．点评：该题考查人造卫星与同步卫星的关系，灵活运动用重力和万有引力相等以及万有引力提供圆周运动的向心力是解决本题的关键．　6．游乐场内两支玩具枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹，打在远处的同一个竖直靶上，A为甲枪子弹留下的弹孔，B为乙枪子弹留下的弹孔，两弹孔在竖直方向上相距一定高度，如图所示，不计空气阻力．已知两颗子弹的质量相同，下列判断正确的是（　　）A．乙枪射出的子弹初动能大B．甲枪射出的子弹初动能大C．甲枪射出的子弹打到靶上的动能大D．乙枪射出的子弹打到靶上的动能大考点：机械能守恒定律；平抛运动．分析：子弹的运动为平抛运动，平抛运动的高度决定运动的时间，结合水平位移和时间比较子弹的初速度大小，再速度的合成分析子弹打到靶上的速度大小．解答：解：AB、平抛运动的高度决定时间，由h=gt2知，B子弹的运动的时间大于A子弹的运动时间；水平位移相等，根据x=v0t知，甲枪射出的子弹初速度较大；故A错误，B错误；CD、子弹打到靶上的速度大小v==，甲枪射出的子弹初速度大，下落高度小，而乙枪射出的子弹初速度小，下落的高度大，所以不能比较子弹打到靶上的动能大小，故CD错误．故选：B点评：本题主要考查了平抛运动基本规律的直接应用，知道平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动．　二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得5分；选对但不全的得3分；有选错的得0分．-21-7．某同学将质量为m的一矿泉水瓶（可看成质点）竖直向上抛出，水瓶以g的加速度匀减速上升，上升的最大高度为H，水瓶往返过程受到的阻力大小不变．则（　　）A．上升过程中水瓶的动能损失mgHB．上升过程中水瓶的机械能减少了mgHC．水瓶落回地面时动能大小为mgHD．水瓶上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态考点：功能关系．分析：由牛顿第二定律可分析物体受到的合外力，则可求得阻力；由动能定理即可求得动能的改变量；根据重力之外的力做功等于机械能的改变量可求得机械能的改变量；对下落过程由动能定理可求得动能的增加量．当加速度向下时物体处于失重状态．解答：解：A、上升过程受到的合外力大小为F合=mg+f=ma=mg；则f=mg，合外力做功W=﹣F合H=﹣mgH；由动能定理可知，上升过程中水瓶的动能损失为mgH；故A正确；B、机械能的改变量等于重力之外的其他力做功，故机械能的改变量为fH=mgH；故B错误；C、下落过程，合外力为F合′=mg﹣f=mg﹣mg=mg；故由动能定理可知，落回地面上的动能为EK=F合′H=mgH；故C正确；D、由于物体的加速度一直向下，故物体一直处于失重状态；故D错误故选：AC点评：本题考查动能定理及牛顿第二定律的应用，要注意正确分析物理过程及受力情况，明确功能关系中各种功和能量之间的对应关系．　8．某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v﹣t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）（　　）-21-A．B．C．D．考点：匀变速直线运动的图像；牛顿第二定律．分析：由图可知各段上物体的受力情况，则由牛顿第二定律可求得物体的加速度，即可确定其运动情况，画出v﹣t图象．解答：解：由图可知，t0至t1时间段弹簧秤的示数小于G，故合力为G﹣F=50N，物体可能向下加速，也可能向上减速；t1至t2时间段弹力等于重力，故合力为零，物体可能为匀速也可能静止；而t2至t3时间段内合力向上，故物体加速度向上，电梯可能向上加速也可能向下减速；AD均符合题意；故选AD．点评：本题考查图象与牛顿第二定律的综合，关键在于明确加速度的方向，本题易错在考虑不全面上，应找出所有的可能性再确定答案．　9．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b沿水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）A．a绳张力不可能为零B．a绳的张力随角速度的增大而增大C．当角速度ω＞，b绳将出现弹力D．若b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变考点：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：小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向合力提供向心力，结合牛顿第二定律分析判断解答：解：A、小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确．-21-B、根据竖直方向上平衡得，Fasinθ=mg，解得Fa=，可知a绳的拉力不变，故B错误．C、当b绳拉力为零时，有：mgcotθ=mlω2，解得ω=，可知当角速度ω＞时，b绳出现弹力．故C错误．D、由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D正确．故选：AD点评：解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源分析，知道小球竖直方向合力为零，这是解决本题的关键　10．总质量为1500kg的汽车，由静止开始沿平直公路以额定功率p=90kw启动，并保持额定功率行驶，汽车匀速运动过程中，突然发现前方有障碍物，立即以5m/s2的加速度开始刹车，汽车最后停下来．整个过程中，汽车位移为765m，刹车之前汽车受到的阻力恒为3000N．则（　　）A．汽车运动的最大速度为30m/sB．汽车运动的平均速度等于15m/sC．汽车保持刹车过程运动的位移等于90mD．汽车保持额定功率行驶的时间等于30s考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：直线运动规律专题．分析：当牵引力等于阻力时，速度最大，结合P=fv求出最大速度，结合速度公式求出匀减速运动的位移，从而得出减速前的位移，根据动能定理求出减速前的时间，结合减速的时间，求出全程的平均速度．解答：解：A、当牵引力等于阻力时，速度最大，则汽车的最大速度，故A正确．B、刹车过程中的位移，对刹车前的过程运用动能定理，，代入数据解得t1=30s，刹车的时间，全程的平均速度m/s=21.25m/s．故B错误，C、D正确．故选：ACD．点评：抓住汽车以额定功率行驶时牵引力与阻力平衡，可以根据功率和阻力求得汽车匀速行驶的速度，能根据动能定理求出减速前的时间．　三、实验题：本题共3小题，共18分．把答案写在答题卡中指定的答题处．11．某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系．如图甲所示，在铁架台上用弹簧秤挂住一个实心铁球，弹簧秤的示数为F1-21-，在圆盘测力计的托盘上放盛有水的烧杯，圆盘测力计的示数为F2；再把小球浸没在水中（水未溢出），如图乙所示，弹簧秤的示数为F3，圆盘测力计的示数为F4．（1）请你分析弹簧秤示数的变化，即有F3　＜　F1（选填“＞”、“=”或“＜”）．（2）铁球对水的作用力大小为　F1﹣F3　，水对铁球的作用力大小为　F4﹣F2　，若两者相等，就说明了作用力与反作用力大小相等．考点：作用力和反作用力．分析：把小球浸没在水中时，小球受到竖直向上的浮力的作用．由受力分析可得出弹力的变化．解答：解：（1）因乙中小球受到浮力的作用，浮力向上，故弹力减小；故F3＜F1；（2）对烧杯分析可知，由于烧杯中的水受到小球的反作用力，则示数增加，由弹簧秤的示数变化可知，铁球对水的作用力大小为：F1﹣F3；对小球分析可知，铁球受到的浮力为：F1﹣F3；水对铁球的作用力大小为F4﹣F2，若F1﹣F3=F4﹣F2，则可以证明作用力与反作用力大小相等；故答案为：（1）＜（2）F1﹣F3；F4﹣F2点评：本题考查平衡条件的运用，知道球对水的反作用力等于受到水的浮力是本题的关键．　12．某实验小组利用如图所示的装置进行实验，钩码A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，钩码质量均为M，在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C，在距地面为h1处有一宽度略比A大一点的狭缝，钩码A能通过狭缝，环形金属块C不能通过．开始时A距离狭缝的高度为h2，放手后，A、B、C从静止开始运动．（1）利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后到落地用时t1，则钩码A通过狭缝的速度为　　（用题中字母表示）．（2）若通过此装置验证机械能守恒定律，还需测出环形金属块C的质量m，当地重力加速度为g．若系统的机械能守恒，则需满足的等式为　　（用题中字母表示）．（3）为减小测量时间的误差，有同学提出如下方案：实验时调节h1=h2=h，测出钩码A从释放到落地的总时间t，来计算钩码A通过狭缝的速度，你认为可行吗？若可行，写出钩码A通过狭缝时的速度表达式；若不可行，请简要说明理由．　可行　、　　．-21-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）由平均速度可近似表示A点的瞬时速度；（2）根据实验装置及机械能守恒定律可得出对应的表达式；（3）整体在中间位置上方做匀加速运动，在下方做匀速运动，由运动学公式可求得下方瞬时速度的大小．解答：解：（1）在h1阶段由于金属块C静止，而A，B质量相等，所以A，B都是匀速直线运动，由匀速运动公式可得：v=；（2）由题意可知，整体减小的重力势能等于动能的增加量；即：（3）整体在上一段做匀加速直线运动，在下方做匀速运动；则可知：设中间速度为v，则有：h=t1；h=vt2；t1+t2=t解得：t2=；则下落的速度v==；故此方法可行；速度；故答案为：（1）；（2）-21-（3）可行；点评：本题考查验证机械能守恒定律的实验，要注意正确分析实验原理，明确实验方法，才能准确得出对应的实验结果．　13．某物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图1，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．（1）图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，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．根据图中数据计算的加速度a=　0.496　m/s2（保留三位有效数字）．（2）回答下列两个问题：a．为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有　CD　．（填入所选物理量前的字母）A、木板的长度LB、木板的质量m1C、滑块的质量m2D、托盘和砝码的总质量m3E、滑块运动的时间tb．滑块与木板间的动摩擦因数μ=　　（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．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：（1）利用逐差法△x=aT2可以求出物体的加速度大小；（2）根据牛顿第二定律有=ma，由此可知需要测量的物理量．（3）根据牛顿第二定律的表达式，可以求出摩擦系数的表达式．由于木块滑动过程中受到空气阻力，因此会导致测量的动摩擦因数偏大．解答：解：（1）由匀变速运动的推论△x=aT2可知：加速度a==0.496m/s2．-21-（2）a、以系统为研究对象，由牛顿第二定律得：m3g﹣f=（m2+m3）a，滑动摩擦力：f=m2gμ，解得：μ=，要测动摩擦因数μ，需要测出：滑块的质量m2与托盘和砝码的总质量m3，故选：CD；b、滑块与木板间的动摩擦因数μ=．故答案为：（1）0.496，（2）CD（3）点评：能够从物理情境中运用物理规律找出所要求解的物理量间的关系，表示出需要测量的物理量，运用仪器进行测量，正确的进行有关误差分析．　四、计算题：本题共4小题，共38分．把解答写在答题卡中指定的答题处，要写出必要的文字说明、方程式和演算步骤．14．一同学以1m/s的速度沿人行道向公交车站走去，一公交车从身旁的平直公路同向驶过，公交车的速度是15m/s，此时他们距车站的距离为50m．公交车在行驶到距车站25m处开始刹车，刚好到车站停下，停车3s后公交车又启动向前开去．为了安全乘上该公交车，该同学奋力向前跑去，他起跑可看做匀加速直线运动，其加速度大小为2.5m/s2，最大速度是6m/s．求：（1）若公交车刹车过程视为匀减速直线运动，求公交车刹车过程的加速度大小；（2）该同学能否在公交车停在车站时追上公交车．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）公交车刹车过程视为匀减速直线运动，由位移速度关系可求得公交车的加速度大小；（2）分别求出公交车及小李运动相同位移的时间，只要小李在车仍在停止的时间内达到车的位置，即可追上公交车．解答：解：（1）公交车的加速度大小为a1，则：解得加速度大小为a1===4.5m/s2（2）汽车从相遇处到开始刹车用时为t1，t1==s=s-21-汽车刹车过程中用时最大加速度达到最大速度用时张叔叔加速过程中的位移以最大速度跑到车站的时间因为t3+t4＞t1+t2+3s，则不可能在汽车还停在车站时追上公交车．答：（1）公交车刹车过程的加速度大小为4.5m/s2；（2）该同学不能在公交车停在车站时追上公交车．点评：本题考查追及相遇问题，在解题时要注意只有二者在同一时间出现在同一位置时才能相遇；分析物体的运动过程是解题的关键．　15．质量为100kg行星探测器从某行星表面竖直发射升空，发射时发动机推力恒定，发射升空后8s末，发动机突然间发生故障而关闭，探测器从发射到落回出发点全过程的速度图象如图所示．已知该行星半径是地球半径的，地球表面重力加速度为10m/s2，该行星表面没有大气，不考虑探测器总质量的变化．求：（1）探测器发动机推力大小；（2）该行星的第一宇宙速度大小．考点：万有引力定律及其应用；牛顿第二定律．专题：万有引力定律的应用专题．分析：（1）8s末发动机关闭，探测器仅在重力作用下运动，由图象求得重力加速度，再根据在0﹣8s时间内，由斜率求出加速度，根据牛顿第二定律求出发动机的推动力；（2）第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，根据重力提供向心力由地球半径与行星半径的关系和重力加速度的大小求得行星的第一宇宙速度大小．解答：解：（1）由图象知，在0﹣8s内上升阶段的加速度为a，则有：由牛顿第二定律：F﹣mg'=ma8s末发动机关闭后探测器只受重力作用，有：m/s2解得：F=m（g′+a）=100×（4+8）N=1200N-21-（2）该星球的第一宇宙速度为v'，则有：地球的第一宇宙速度为v，有：可得：所以行星的第一宇宙速度为：v'=答：（1）探测器发动机推力大小为1200N；（2）该行星的第一宇宙速度大小为1.58km/s．点评：本题关键分析清楚探测器的运动规律，然后根据运动学公式结合牛顿第二定律列式求解，能根据v﹣t图象求得探测器的加速度和第一宇宙速度的物理意义．　16．（11分）（2022秋•临沂月考）如图所示，竖直平面内有一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点，质量m=0.50kg的小球从B点正上方H高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面上的Q点，DQ间的距离x=2.4m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m，取g=10m/s2，不计空气阻力，求：（1）小球释放点到B点的高度H（2）经过圆弧槽最低点C时轨道对它的支持力大小FN．考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：（1）小球由P到D和P到Q可视为两个对称的平抛运动，由平抛运动的高度和水平距离结合求出P点的速度，由速度合成求出D点的速度．从开始运动到D点的过程中，机械能守恒，由机械能守恒列出方程就可以解得H．（2）在C点时，做圆周运动，由机械能守恒求C点的速度．在C点，由重力和支持力的合力作为向心力，由向心力的公式可以求得轨道对它的支持力FN．解答：解：（1）小球在飞行过程最高点P的速度为v0，P到D和P到Q可视为两个对称的平抛运动，则有：-21-可得：v0===3m/s在D点有：vy=gt=4m/s在D点合速度大小为：=5m/s与水平方向夹角为θ，由A到D过程机械能守恒：解得：H=0.95m（2）小球经过C点速度为vC，由A到C过程机械能守恒：由牛顿第二定律有，解得：FN=34N答：（1）小球释放点到B点的高度H是0.95m．（2）经过圆弧槽最低点C时轨道对它的支持力大小FN是34N．点评：题中小球的运动经历了多个运动过程，包括自由落体运动、圆周运动和平抛运动，要掌握各个过程的运动规律，运用对称性分析斜抛运动的规律，得到P点的速度是关键．　17．（11分）（2022秋•临沂月考）如图1所示，一根轻质弹簧左端固定在水平桌面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m=1.0kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点，现对小物块施加一个外力，使它缓慢移动，压缩弹簧x=0.1m至A点，在这一过程中，所用外力与弹簧压缩量的关系如图2所示．然后释放小物块，让小物块沿桌面运动，已知O点至桌边B点的距离为L=0.2m．水平桌面的高为h=1.8m，计算时，可取滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力．（g取10m/s2）求：（1）压缩弹簧过程中，弹簧存贮的最大弹性势能；（2）小物块落地点与桌边B的水平距离．考点：机械能守恒定律．分析：（1）从F﹣x图可以看出小物块与桌面的动摩擦力大小和释放瞬间弹簧的弹力大小，根据能量守恒求出最大弹性势能；（2）释放至右端过程，根据能量守恒求出B点速度，物块从B点开始做平抛运动，根据平抛运动基本公式即可求水平距离．解答：解：（1）由图可知，物体所受的滑动摩擦力为：f=1N-21-压缩过程外力F做功为：W=x=0.1=2.4J克服摩擦力做功为：W克f=fx=1×0.1J=0.1J储存的弹性势能为：Ep=WF﹣W克f=2.4﹣0.1=2.3J（2）设物块滑到B点的速度为v，释放至右端过程由能量守恒：Ep=f（L+x）+解得：v=2m/s自桌边平抛后有：，s=vt解得：s=1.2m答：（1）压缩弹簧过程中，弹簧存贮的最大弹性势能是2.3J；（2）小物块落地点与桌边B的水平距离是1.2m．点评：本题主要考查了牛顿第二定律、能量守恒定律、平抛运动基本公式的直接应用，要求同学们能根据图象得出有效信息，知道F﹣x图象的面积表示力F所做的功．　-21-