安徽省淮北一中2022届高三物理上学期10月月考试题含解析

2022-2022学年安徽省淮北一中高三（上）月考物理试卷（10月份）一、选择题（共56分，本大题共14小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1至10题只有一项符合题目要求，第11至14题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是()A．伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同B．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比D．伽利略用小球在斜面上验证了运动速度与位移成正比2．汽车遇紧急情况刹车，经1.5s停止，刹车距离为9m．若汽车刹车后做匀减速直线运动，则汽车停止前最后1s的位移是()A．4.5mB．4mC．3mD．2m3．以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v﹣t图象可能正确的是()A．B．C．D．4．两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示．开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则()A．b弹簧的伸长量也为L-24-\nB．b弹簧的伸长量为C．P端向右移运动的距离为2LD．P端向右移运动的距离为5．如图所示，A、B质量分别为mA和mB，叠放在倾角为θ的斜面上以相同的速度匀速下滑，则()A．A、B间无摩擦力作用B．B受到的滑动摩擦力大小为mBgsinθC．B受到的静摩擦力大小为mBgsinθD．取下A物体后，B物体仍能匀速下6．如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率vA=10m/s匀速运动，在绳与轨道成30°角时，物体B的速度大小vB为()A．5m/sB．m/sC．20m/sD．m/7．芬兰小将拉林托以两跳240.9分的成绩在跳台滑雪世界杯芬兰站中获得冠军．如图所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图，拉林托从助滑雪道AB上由静止开始滑下，到达C点后水平飞出，落到滑道上的D点，E是运动轨迹上的某一点，在该点拉林托的速度方向与轨道CD平行，设拉林托从C到E与从E到D的运动时间分别为t1、t2，EF垂直CD，则()A．t1=t2，CF=FDB．t1=t2，CF＜FDC．t1＞t2，CF=FDD．t1＞t2，CF＜FD-24-\n8．“儿童蹦极”中，栓在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳．质量为m的小明如图静止悬挂时两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时()A．加速度为零B．加速度a=g，沿原断裂绳的方向斜向下C．加速度a=g，沿未断裂绳的方向斜向上D．加速度a=g，方向竖直向下9．如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和3m，物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT．现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则()A．此过程中物体C受重力等五个力作用B．当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳刚好被拉断D．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为10．一质量为m的小球以初动能Ek0冲上倾角为θ的粗糙固定斜面，图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能与其上升高度之间的关系（以斜面底端所在平面为零重力势能面），h0表示上升的最大高度，图中坐标数据中的k为常数且满足0＜k＜1，则由图可知，下列结论正确的是()A．上升过程中摩擦力大小Ff=kmgB．上升过程中摩擦力大小Ff′=kmgcosθC．上升高度h=h0sinθ时，小球重力势能和动能相等D．上升高度h=h0时，小球重力势能和动能相等-24-\n11．我国的“嫦娥一号”已于2022年10月24日以近乎完美的方式迈出了“准时发射，准确入轨，精密测控，精确变轨，成功绕月，成功探测”的关键六步．若已知月球质量为M，半径为R，万有引力恒量为G，月球表面重力加速度为g0，以下畅想可能的是()A．在月球表面上荡秋千，将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变，摆角小于90°，若秋千经过最低位置时的速度为ν0，则人能上升的最大高度是B．在月球上发射一颗绕它运行的卫星的最小周期为C．在月球表面以初速度ν0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为D．在月球上发射一颗绕它运动的卫星的最小发射速度为12．小球由静止沿某一粗糙斜面滑下，在斜面底端与垂直斜面的挡板相碰后又弹回到斜面上的某一位置，小球与挡板作用时间不计（假设碰撞过程无能量损失）以小球与挡板碰撞点为位移坐标原点O，碰撞时刻为t=0时刻，沿斜面向上为x正方向，则下列四图中，能正确反映小球运动过程图象的是()A．B．C．D．13．如图所示，圆环套在水平棒上可以滑动，轻绳OA的A端与圆环套（重力不计）相连，O端与质量m=1kg的重物相连；定滑轮固定在B处，跨过定滑轮的轻绳，两端分别与重物m、重物G相连，当两条细绳间的夹角φ=90°，OA与水平杆的夹角θ=53°时圆环恰好没有滑动，不计滑轮大小，整个系统处于静止状态，已知sin53°=0.8；cos53°=0.6，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．则下列说法正确的是()-24-\nA．圆环与棒间的动摩擦因数μ=0.75B．棒对环的支持力为1.6NC．重物G的质量M=0.6kgD．圆环与棒间的动摩擦因数μ=0.614．在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开C时，物块A运动的距离为d，速度为υ．则此时()A．物块B满足m2gsinθ=kdB．物块A加速度为C．物块A重力的功率为m1gυD．弹簧弹性势能的增加量为Fd﹣m1gdsinθ﹣m1v2二、实验题，（本题共16分，13题6分，14题10分，），把答案填在答题卡上15．某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪短细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x．（空气阻力对本实验的影响可以忽略）①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为__________．②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________．③以下能引起实验误差的是__________．a．滑块的质量b．当地重力加速度的大小c．长度测量时的读数误差d．小球落地和滑块撞击挡板不同时．-24-\n16．某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验：（1）甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如表所示｡实验次数物体质量m（kg）物体的加速度a（m/s2）物体质量的倒数1/m（1/kg）10.200.785.0020.400.382.5030.600.251.6740.800.201.2551.000.161.00①根据表中的数据，在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出图象｡②由图象，你得出的结论为__________｡③物体受到的合力大约为__________｡（结果保留两位有效数字）（2）乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a﹣F图象如图2所示，则该图象中图线不过原点的原因是：__________，小车的质量为__________kg．（保留两位有效数字）三、计算题（本题共3小题，共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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）17．如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°物体甲及人均处于静止状态．（已知=sin37°=0.6，cos37°=0.8．g取10m/s2．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：（1）轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？-24-\n（2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？（3）若人的质量m2=60kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1最大不能超过多少？18．（14分）如图所示，静止在水平地面上的平板车，质量M=10kg，其上表面离水平地面的高度h=1.25m．在离平板车左端B点L=2.7m的P点放置一个质量m=1kg的小物块（小物块可视为质点）．某时刻对平板车施加一水平向右的恒力F=50N，一段时间后小物块脱离平板车落到地面上．（车与地面及小物块间的动摩擦因数均为μ=0.2，取g=10m/s2）求：（1）小物块从离开平板车至落到地面上所需时间；（2）小物块离开平板车时的速度大小；（3）小物块落地时，平板车的位移太小．19．如图所示，AB为粗糙水平面，长度AB=5R，其右端与光滑的半径为R的圆弧BC平滑相接，C点的切线沿竖直方向，在C点的正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，沿平台直径方向开有两具离心轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能达到C点的正上方，某时刻，质量为m可看作质点的滑块，与水平地面间的动摩擦因数μ=0，1，当它以v0=3的速度由A点开始向B点滑行时：（1）求滑块通过C点的速度．（2）若滑块滑过C点后能通过P孔，又恰能从Q孔落下，则平台转动的角速度ω应满足什么条件？-24-\n2022-2022学年安徽省淮北一中高三（上）月考物理试卷（10月份）一、选择题（共56分，本大题共14小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1至10题只有一项符合题目要求，第11至14题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是()A．伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同B．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比D．伽利略用小球在斜面上验证了运动速度与位移成正比【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法．【分析】要了解伽利略“理想斜面实验”的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理．（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端．【解答】解：A、亚里士多德认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同，故A错误；B、伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故B错误．C、伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，故C正确．D、小球在斜面上运动运动速度与位移不成正比，故D错误，故选C．【点评】伽利略的“理想斜面实验”是建立在可靠的事实基础之上的，它来源于实践，而又高于实践，它是实践和思维的结晶．2．汽车遇紧急情况刹车，经1.5s停止，刹车距离为9m．若汽车刹车后做匀减速直线运动，则汽车停止前最后1s的位移是()A．4.5mB．4mC．3mD．2m【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】汽车刹车的过程做匀减速运动，末速度为零，等效于沿相反方向的初速度为零的匀加速运动，由位移公式，运用比例法求解汽车停止前最后1s的位移．【解答】解：设刹车距离为x1，汽车停止前最后1s的位移为x2．将汽车的运动看成沿相反方向的初速度为零的匀加速运动，则有x1=，x2=则解得，x2=4m故选B【点评】本题运用逆向思维，将匀减速运动等效成沿相反方向的匀加速运动，比较简便．-24-\n3．以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v﹣t图象可能正确的是()A．B．C．D．【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】竖直上抛运动是初速度不为零的匀变速直线运动，加速度恒定不变，故其v﹣t图象是直线；有阻力时，根据牛顿第二定律判断加速度情况，v﹣t图象的斜率表示加速度．【解答】解：没有空气阻力时，物体只受重力，是竖直上抛运动，v﹣t图象是直线；有空气阻力时，上升阶段，根据牛顿第二定律，有：mg+f=ma，故a=g+，由于阻力随着速度减小而减小，故加速度逐渐减小，最小值为g；有空气阻力时，下降阶段，根据牛顿第二定律，有：mg﹣f=ma，故a=g﹣，由于阻力随着速度增大而增大，故加速度减小；v﹣t图象的斜率表示加速度，故图线与t轴的交点对应时刻的加速度为g，切线与虚线平行；故选：D．【点评】本题关键是明确v﹣t图象上某点的切线斜率表示加速度，速度为零时加速度为g，不难．4．两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示．开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则()A．b弹簧的伸长量也为LB．b弹簧的伸长量为-24-\nC．P端向右移运动的距离为2LD．P端向右移运动的距离为【考点】胡克定律．【分析】两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律分析伸长量的大小．P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和．【解答】解：AB、两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律F=kx得x与k成反比，则得b弹簧的伸长量为．故A错误，B正确．CD、P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即为L+=（1+）L，故CD错误．故选：B．【点评】本题关键要知道两弹簧的弹力大小相等，掌握胡克定律，并能求出弹簧的伸长量．5．如图所示，A、B质量分别为mA和mB，叠放在倾角为θ的斜面上以相同的速度匀速下滑，则()A．A、B间无摩擦力作用B．B受到的滑动摩擦力大小为mBgsinθC．B受到的静摩擦力大小为mBgsinθD．取下A物体后，B物体仍能匀速下【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】分别隔离对A和整体分析，抓住物体做匀速直线运动，结合共点力平衡分析A、B之间，B和斜面之间的摩擦力大小．【解答】解：A、对A分析，A处于平衡状态，根据共点力平衡知，A所受的静摩擦力大小fA=mAgsinθ．故A错误．B、对整体分析，根据共点力平衡知，B受到的滑动摩擦力大小fB=（mA+mB）gsinθ．故B错误．C、因为B对A的静摩擦力大小为mAgsinθ，则A对B的静摩擦力大小为mAgsinθ．故C错误．D、斜面与B的动摩擦因数μ==tanθ，取下B后，mBgsinθ=μmBgcosθ，知B物体仍然能匀速下滑．故D正确．故选：D-24-\n【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，掌握整体法和隔离法的运用．6．如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率vA=10m/s匀速运动，在绳与轨道成30°角时，物体B的速度大小vB为()A．5m/sB．m/sC．20m/sD．m/【考点】运动的合成和分解．【专题】运动的合成和分解专题．【分析】根据运动的合成与分解，结合A的速度与B的速度沿着绳子方向的速度大小相等，结合平行四边形定则求出物体B的速度．【解答】解：将B点的速度分解如右图所示，则有：v2=vA，v2=vBcos30°．解得：vB==故选：D．【点评】本题考查了运动的合成分解，知道小滑块沿着绳子的速度与A的速度大小相等，方向相．以及知道分运动与合运动具有等时性．7．芬兰小将拉林托以两跳240.9分的成绩在跳台滑雪世界杯芬兰站中获得冠军．如图所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图，拉林托从助滑雪道AB上由静止开始滑下，到达C点后水平飞出，落到滑道上的D点，E是运动轨迹上的某一点，在该点拉林托的速度方向与轨道CD平行，设拉林托从C到E与从E到D的运动时间分别为t1、t2，EF垂直CD，则()A．t1=t2，CF=FDB．t1=t2，CF＜FDC．t1＞t2，CF=FDD．t1＞t2，CF＜FD【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．-24-\n【分析】运动员从C点水平飞出后做平抛运动，可以不用通常的分解方法，而建立这样的坐标系：以C点为原点，CD为X轴，和CD垂直向上方向为Y轴，进行运动分解，Y轴方向做类似竖直上抛运动，X轴方向做匀加速直线运动．【解答】解：以C点为原点，CD为X轴，和CD垂直向上方向为Y轴，建立坐标系；进行运动分解，Y轴方向做类竖直上抛运动，X轴方向做匀加速直线运动．当运动员速度方向与轨道平行时，在Y轴方向上到达最高点，根据对称性，t1=t2，而X轴方向运动员做匀加速运动，t1=t2，故CF＜FD，故B正确．故选：B【点评】本题如采用常规的分解方法很难求解，而根据分解处理是等效的，可灵活建立坐标系，进行运动的分解问题就容易解答．8．“儿童蹦极”中，栓在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳．质量为m的小明如图静止悬挂时两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时()A．加速度为零B．加速度a=g，沿原断裂绳的方向斜向下C．加速度a=g，沿未断裂绳的方向斜向上D．加速度a=g，方向竖直向下【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【专题】受力分析方法专题．【分析】小明静止时受到重力和两根橡皮条的拉力，处于平衡状态，三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；撤去一个力后，其余两个力未变，故合力与撤去的力等值、反向、共线，求出合力后根据牛顿第二定律求解加速度．【解答】解：小明静止时受到重力和两根橡皮条的拉力，处于平衡状态，如图由于T1=T2=mg，故两个拉力的合力一定在角平分线上，且在竖直线上，故两个拉力的夹角为120°，当右侧橡皮条拉力变为零时，左侧橡皮条拉力不变，重力也不变；由于三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故左侧橡皮条拉力与重力的合力与右侧橡皮条断开前的弹力反方向，大小等于mg，故加速度为g，沿原断裂绳的方向斜向下；故选B．【点评】本题关键是对小明受力分析后，根据三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线来确定撤去一个力后的合力，再根据牛顿第二定律求解加速度．-24-\n9．如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和3m，物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT．现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则()A．此过程中物体C受重力等五个力作用B．当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳刚好被拉断D．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．【专题】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，隔离分析求出绳子的拉力，结合绳子的最大拉力得出轻绳刚好被拉断时F的大小．当水平面光滑，对AC分析，结合最大拉力求出AC的加速度，隔离对A分析，根据牛顿第二定律求出A、C间的摩擦力．【解答】解：A、对A，A受重力、支持力和向右的静摩擦力作用，可知C受重力、A对C的压力、地面的支持力、绳子的拉力、A对C的摩擦力以及地面的摩擦力六个力作用，故A错误．B、对整体分析，整体的加速度a=，隔离对AC分析，根据牛顿第二定律得，T﹣μ•4mg=4ma，解得T=，当F=1.5FT时，轻绳刚好被拉断，故B错误，C正确．D、水平面光滑，绳刚断时，对AC分析，加速度a=，隔离对A分析，A的摩擦力f=ma=，故D错误．故选：C．【点评】本题考查了牛顿第二定律的基本运用，知道A、B、C具有相同的加速度，掌握整体法和隔离法的灵活运用．10．一质量为m的小球以初动能Ek0冲上倾角为θ的粗糙固定斜面，图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能与其上升高度之间的关系（以斜面底端所在平面为零重力势能面），h0表示上升的最大高度，图中坐标数据中的k为常数且满足0＜k＜1，则由图可知，下列结论正确的是()-24-\nA．上升过程中摩擦力大小Ff=kmgB．上升过程中摩擦力大小Ff′=kmgcosθC．上升高度h=h0sinθ时，小球重力势能和动能相等D．上升高度h=h0时，小球重力势能和动能相等【考点】功能关系．【分析】本题要分析动能、重力势能的变化规律以及与高度的关系，抓住：（1）动能大小的影响因素：mv2，质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．（3）机械能=动能+势能．物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能．（4）机械能的减少量数值上等于摩擦力的负功【解答】解：上升过程，重力势能是逐渐增加的，动能是逐渐减少的，所以①表示重力势能Ep随上升高度变化的关系，②表示动能Ek随上升高度变化的关系；A、①为重力势能的变化曲线，②为动能的变化曲线，上升过程中机械能的减少量数值上等于摩擦力的负功，h0表示上升的最大高度，故斜面长度为s=，由fs=，故f=，而由图象知：mg，联立解得：f=kmgsinθ，故A错误，B错误．C、当上升高度h=h0时，重力势能为mgh=mgh0，由动能定理结合B选项分析得，此时动能为=mgh0，故此时小球重力势能和动能相等，故C错误，D正确．故选：D【点评】掌握动能和重力势能大小的影响因素，根据图象能确定动能和势能的大小．根据“E=EK+EP”计算机械能的大小．根据动能定理分过程求解动能．11．我国的“嫦娥一号”已于2022年10月24日以近乎完美的方式迈出了“准时发射，准确入轨，精密测控，精确变轨，成功绕月，成功探测”的关键六步．若已知月球质量为M，半径为R，万有引力恒量为G，月球表面重力加速度为g0，以下畅想可能的是()A．在月球表面上荡秋千，将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变，摆角小于90°，若秋千经过最低位置时的速度为ν0，则人能上升的最大高度是B．在月球上发射一颗绕它运行的卫星的最小周期为-24-\nC．在月球表面以初速度ν0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为D．在月球上发射一颗绕它运动的卫星的最小发射速度为【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】1、由星球表面附近的重力等于万有引力求出星球表面重力加速度．对于荡秋千这种曲线运动求高度，我们应该运用机械能守恒定律或动能定理，求出上升的最大高度．2、根据万有引力提供向心力=，得，，当r最小等于月球半径R时，周期最小为，卫星发射得越高需要的发射速度越大，当发射到近月轨道，即r=R时，需要的发射速度最小，最小速度等于．【解答】解：A、C、由星球表面附近的重力等于万有引力，即：=mg星则g星=经过最低位置向上的过程中，重力势能减小，动能增大．由机械能守恒定律得：mv02=mg星h则能上升的最大高度h=．故A错误、C正确．B、根据万有引力提供向心力，得，当r最小等于月球半径R时，周期最小为，故B错误．D、根据万有引力提供向心力，得，卫星发射得越高需要的发射速度越大，当发射到近月轨道，即r=R时，需要的发射速度最小，最小速度等于，故D正确．故选：CD．【点评】把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题．重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量．-24-\n12．小球由静止沿某一粗糙斜面滑下，在斜面底端与垂直斜面的挡板相碰后又弹回到斜面上的某一位置，小球与挡板作用时间不计（假设碰撞过程无能量损失）以小球与挡板碰撞点为位移坐标原点O，碰撞时刻为t=0时刻，沿斜面向上为x正方向，则下列四图中，能正确反映小球运动过程图象的是()A．B．C．D．【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】根据某物块以初速度v0从底端沿斜面上滑至最高点后又回到底端，知下滑过程中，物块做匀加速直线运动，上滑时做匀减速直线运动；在粗糙斜面上运动，摩擦力做功，物体的机械能减少，故回到底端时速度小于出发时的速度；根据牛顿第二定律和运动学公式得到各量的表达式，再进行判断．【解答】解：A、下滑时做匀加速运动，上滑时做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得：下滑：mgsinα﹣μmgcosα=ma1；a1=gsinα﹣μmgcosα上滑：mgsinα+μmgcosα=ma2；a2=gsinα+μmgcosα，可得a1＜a2；由x=得知下滑时间比上滑时间长，但由于下滑与上滑的加速度均沿斜面向下，方向相同，故A错误．B、图象切线的线斜率先变小后变大，速度先变小后变大，与物体的运动情况不符，故B错误．C、下滑时做匀加速运动，速度为负，上滑时做匀减速直线运动，速度为正，且下滑段图象的斜率比上滑段图象的斜率小，故C正确．D、下滑有：v2=2a1（x1﹣x），上滑有：v2=2a2x，故D正确．故选：CD．【点评】根据图示各物理量的切线斜率代表的意义，结合实际运动分析即可．13．如图所示，圆环套在水平棒上可以滑动，轻绳OA的A端与圆环套（重力不计）相连，O端与质量m=1kg-24-\n的重物相连；定滑轮固定在B处，跨过定滑轮的轻绳，两端分别与重物m、重物G相连，当两条细绳间的夹角φ=90°，OA与水平杆的夹角θ=53°时圆环恰好没有滑动，不计滑轮大小，整个系统处于静止状态，已知sin53°=0.8；cos53°=0.6，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．则下列说法正确的是()A．圆环与棒间的动摩擦因数μ=0.75B．棒对环的支持力为1.6NC．重物G的质量M=0.6kgD．圆环与棒间的动摩擦因数μ=0.6【考点】共点力平衡的条件及其应用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】（1）圆环恰好没有滑动，将要开始滑动时，所受的静摩擦力刚好达到最大值．根据共点力平衡条件对环进行研究，求出动摩擦因数以及棒对环的支持力．（2）圆环将要滑动时，对重物进行受力分析，求解重物G的质量．【解答】解：A、因为圆环将要开始滑动，所受的静摩擦力刚好达到最大值，有f=μFN．对环进行受力分析，则有：μFN﹣FTcosθ=0，FN﹣FTsinθ=0，FT=FT′=mgsinθ，代入数据解得：μ=cotθ=，FN=6.4N，故A正确，BD错误；C、对重物m则有：Mg=mgcosθ，得：M=mcosθ=0.6kg，故C正确．故选：AC【点评】本题是在共点力作用下重物的平衡问题，采用隔离法分别研究三个物体，分析受力情况是解题的关键之处．14．在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开C时，物块A运动的距离为d，速度为υ．则此时()A．物块B满足m2gsinθ=kdB．物块A加速度为C．物块A重力的功率为m1gυ-24-\nD．弹簧弹性势能的增加量为Fd﹣m1gdsinθ﹣m1v2【考点】动能定理的应用．【专题】动能定理的应用专题．【分析】当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，根据胡克定律求解出弹簧的伸长量；根据牛顿第二定律求出物块A的加速度大小；根据机械能守恒定律求解A的速度．【解答】解：A、开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面下的分力，当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故m2gsinθ=kx2，但由于开始是弹簧是压缩的，故d＞x2，故m2gsinθ＞kd，故A错误；B、当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故m2gsinθ=kx2，但由于开始是弹簧是压缩的，故d＞x2，故m2gsinθ＞kd，故物块A加速度大于，故B错误；C、由于速度v与重力夹角不为零，故重力的瞬时功率不等于m1gυ，故C错误；D、根据功能关系，弹簧弹性势能的增加量等于拉力的功减去系统动能和重力势能的增加量，即为：Fd﹣m1gdsinθ﹣m1v2，故D正确；故选：D．【点评】含有弹簧的问题，往往要研究弹簧的状态，分析物块的位移与弹簧压缩量和伸长量的关系是常用思路．二、实验题，（本题共16分，13题6分，14题10分，），把答案填在答题卡上15．某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪短细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x．（空气阻力对本实验的影响可以忽略）①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为．②滑块与斜面间的动摩擦因数为．③以下能引起实验误差的是cd．a．滑块的质量b．当地重力加速度的大小c．长度测量时的读数误差d．小球落地和滑块撞击挡板不同时．-24-\n【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．【专题】实验题；压轴题；摩擦力专题．【分析】由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值；由牛顿第二定律及几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数；由μ的数学表达式就可以知道能引起实验误差的因数，还要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差；【解答】解：①由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，由x=at2和H=gt2得：所以=②根据几何关系可知：sinα=，cosα=对滑块由牛顿第二定律得：mgsinα﹣μmgcosα=ma，且a=，联立方程解得μ=③由μ得表达式可知，能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差，同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，故选cd．故答案为：①②③cd【点评】本题考查了匀加速直线运动和自由落体运动的基本公式，要求同学们能学会对实验进行误差分析，16．某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验：（1）甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如表所示｡实验次数物体质量m（kg）物体的加速度a（m/s2）物体质量的倒数1/m（1/kg）10.200.785.00-24-\n20.400.382.5030.600.251.6740.800.201.2551.000.161.00①根据表中的数据，在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出图象｡②由图象，你得出的结论为在物体所受合力不变的情况下，物体的加速度与质量成反比｡③物体受到的合力大约为0.15N｡（结果保留两位有效数字）（2）乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a﹣F图象如图2所示，则该图象中图线不过原点的原因是：平衡摩擦力太过，小车的质量为2kg．（保留两位有效数字）【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）根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，然后作出图象；应用控制变量法根据图象特点得出实验结论；根据图象由牛顿第二定律求出物体受到的合力．（2）实验时要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力时木板倾角太大，过平衡摩擦力，则小车受到的合力大于细线对小车的拉力，a﹣F图象不过原点，在a轴上有截距．【解答】解：（1）①根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，然后根据各点作出图象如图所示；②由图象可知，a﹣图象是过原点的直线，由此可知：在物体所受合力不变的情况下，物体的加速度与质量成反比；③由图象可知，物体所受合力为F=ma==≈0.15N．（2）由图2可知，a﹣F图象不过原点，在a轴上有截距，即F=0时有加速度，这是由于在平衡摩擦力时，木板被垫的太高，木板倾角太大，平衡摩擦力太过造成的；小车质量m===2kg；故答案为：（1）①图象如图所示；②在物体所受合力不变的情况下，物体的加速度与质量成反比；③0.15；（2）平衡摩擦力太过；2．-24-\n【点评】要掌握描点法作图的方法、实验时要注意平衡摩擦力，但不要过平衡摩擦力．三、计算题（本题共3小题，共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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）17．如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°物体甲及人均处于静止状态．（已知=sin37°=0.6，cos37°=0.8．g取10m/s2．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：（1）轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？（2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？（3）若人的质量m2=60kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1最大不能超过多少？【考点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算；物体的弹性和弹力．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】（1）以结点O为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求出轻绳OA、OB受到的拉力．（2）乙物体水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，由二力平衡求解乙受到的摩擦力大小和方向．（3）当乙物体刚要滑动时，物体甲的质量m1达到最大，此时乙受到的静摩擦力达到最大值Fmax=μm2g，再平衡条件求出物体甲的质量．【解答】解：（1）以结点O为研究对象，如图，由平衡条件有：F0B﹣FOAsinθ=0-24-\nF0Acosθ﹣m1g=0联立得：故轻绳OA、OB受到的拉力分别为、；（2）人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，受力如图所示，由平衡条件得：，方向水平向左；（3）当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值．当人刚要滑动时，静摩擦力达到最大值fm=μm2g由平衡条件得：FOBm=fm又联立得：即物体甲的质量m1最大不能超过24kg．答：（1）轻绳OA、OB受到的拉力分别为、；（2）人受到的摩擦力大小为是，方向水平向左；（3）物体甲的质量m1最大不能超过24kg．【点评】本题涉及共点力平衡中极值问题，当物体刚要滑动时，物体间的静摩擦力达到最大．18．（14分）如图所示，静止在水平地面上的平板车，质量M=10kg，其上表面离水平地面的高度h=1.25m．在离平板车左端B点L=2.7m的P点放置一个质量m=1kg的小物块（小物块可视为质点）．某时刻对平板车施加一水平向右的恒力F=50N，一段时间后小物块脱离平板车落到地面上．（车与地面及小物块间的动摩擦因数均为μ=0.2，取g=10m/s2）求：（1）小物块从离开平板车至落到地面上所需时间；（2）小物块离开平板车时的速度大小；（3）小物块落地时，平板车的位移太小．-24-\n【考点】牛顿运动定律的综合应用；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】（1）物体从离开平板车做平抛运动即可求的下落时间（2）分别利用牛顿第二定率求的加速度，在利用运动学公式即可求的速度（3）物块滑落后做平抛运动，小车继续做匀加速运动，由平抛运动知识、牛顿第二定律、匀变速运动的位移公式可以求出物块落地点到车尾的水平距离s．【解答】解：（1）小物块从离开平板车至落到地面为平抛运动t=（2）小物体在平板车上向右做加速直线运动的加速度为小物体向右运动位移为小物体离开平板车的速度为v1=a1t1平板车的加速度为平板车向右的位移为x2﹣x1=L联立解得v1=6m/sx2=11.7m（3）物体离开平板车后平板车的加速度为平板车在两者分离后的位移为平板车总位移为x=x2+x3解得x=15.975m答：（1）小物块从离开平板车至落到地面上所需时间为0.5s；（2）小物块离开平板车时的速度大小为6m/s；（3）小物块落地时，平板车的位移太小为15.975m．【点评】分析清楚物块与小车的运动过程，应用牛顿第二定律、运动学公式、找出两着间的位移关系，即可正确解题19．如图所示，AB为粗糙水平面，长度AB=5R，其右端与光滑的半径为R的圆弧BC平滑相接，C点的切线沿竖直方向，在C点的正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，沿平台直径方向开有两具离心轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能达到C点的正上方，某时刻，质量为m可看作质点的滑块，与水平地面间的动摩擦因数μ=0，1，当它以v0=3的速度由A点开始向B点滑行时：（1）求滑块通过C点的速度．-24-\n（2）若滑块滑过C点后能通过P孔，又恰能从Q孔落下，则平台转动的角速度ω应满足什么条件？【考点】动能定理；线速度、角速度和周期、转速．【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）利用动能定理即可求的到达C点的速度（2）滑块穿过P孔做竖直上抛运动，由题意，滑块滑过C点后正好穿过P孔，又恰能从Q孔落下，故应在滑块下落的时间内，平台转动半周的奇数倍．根据滑块上抛的时间，求出平台转动的周期，即可求出角速度．【解答】解：由A到C由动能定理可得：解得：滑块到达P处时速度为vP，则有：滑块穿过P空再回到P的时间为：要使小球从Q点穿过，则满足：联立解得：（n=0，1，2…）答（1）求滑块通过C点的速度为．（2）若滑块滑过C点后能通过P孔，又恰能从Q孔落下，则平台转动的角速度ω应满足，n=1，2，3…【点评】本题考查机械能守恒定律及动能定理的应用，在解题时要注意灵活选择运动过程，对不同的过程应用合适的物理规律；同时注意最后一问中的多解性．-24-