山东省淄博市高二物理下学期期末试卷含解析

2016-2017学年山东省淄博市高二（下）期末物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第812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，下列说法中不正确的是（）A伽利略认为，在同一地点，重的物体和轻的物体应该下落得同样快B伽利略猜想自由落体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伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来2如图用水平力F将一木块压在竖直墙上保持静止，下列说法中正确的是（）A水平力F与木块所受到的重力是一对平衡力B物体对墙壁的压力和水平力F是一对作用力和反作用力C若水平力F增大，则木块所受到的摩擦力也随着增大D木块受到的重力和摩擦力是一对平衡力3两个物体在光滑水平面上相向运动，在正碰以后都停下来，则这两个物体在碰撞以前（）A质量一定相等B速度大小一定相等C动量大小一定相等D动能一定相等4一个物体在水平直线上做匀加速直线运动，初速度为3m/s，经过4s它的位移为24m，则这个物体运动的加速度等于（）A1.5m/s2B2m/s2C4m/s2D0.75m/s25如图所示，质量均为m的两个小球，分别用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止时弹簧是水平的，若两根细线之间的夹角为，则弹簧的形变量为（）ABCD6如图，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为m，重力加速度为g，则（）A箱子受到的摩擦力方向向右B地面对木板的摩擦力方向向左C木板对地面的压力大小为3mgD若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于3mg7质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中（）AF逐渐变大，T逐渐变大BF逐渐变大，T逐渐变小CF逐渐变小，T逐渐变大DF逐渐变小，T逐渐变小8关于近代物理，下列说法正确的是（）A用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率B核聚变反应方程H+HHe+n中， n表示质子C射线是高速运动的氦原子D由玻尔的原子模型可推知，处于激发态的氢原子，量子数越大，核外电子动能越小9利用传感器与计算机结合，可以绘制出物体运动的图象某同学在一次实验中得到一沿平直轨道运动的小车的速度时间图象如图所示，由此图象可知（）A小车在20 s40 s做加速度恒定的匀变速直线运动B20 s末小车回到出发点C小车010 s内的平均速度小于1020 s内的平均速度D小车1030 s内的加速度方向相同10“蹦极”是一项非常刺激的体育运动某人身系弹性绳自高空P点自由下落，如图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中（）A人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C由a到c加速度先减小后增加，速度先增加后减小D在c点，人的速度为零，其加速度为零11如图所示，在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车（和单摆）以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短在此碰撞过程中，下列哪个或哪些说法是可能发生的？（）A小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足（M+m0）v=Mv1+mv2+m0v3B摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足Mv=Mv1+mv2C摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v1，满足Mv=（M+m）v1D小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足（M+m）v=（M+m0）v1+mv212如图，水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地面间的动摩擦因数都为用水平恒力F推动物块P，一起向右匀加速运动，R和Q之间相互作用力大小F1，Q与P之间相互作用力大小F2，以下正确的是（）A若0，F1=F，F2=FB若0，F1=F，F2=FC若=0，F1=F，F2=FD若=0，F1=F，F2=F二、实验题（共12分）13在“探究求合力的方法”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图）实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（1）某同学在做该实验时认为：A拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好B拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些D拉力F1和F2的夹角越大越好其中不正确的是 （填入相应的字母）（2）若两个弹簧测力计的读数均为4N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则 （选填“能”或“不能”）用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是 14某同学利用图1示装置研究小车的匀变速直线运动实验中，必要的措施是 A细线必须与长木板平行B先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量D平衡小车与长木板间的摩擦力他实验时将打点机器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm，则小车的加速度a= m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB= m/s（结果均保留两位有效数字）三、计算题（本题共4个小题，共40分，请写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出结果不得分）15太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且也包括像所有矿物燃料能、水能、风能等间接的太阳能资源，严格地说，除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳能的能源（1）写出核反应方程（2）若mH=1.007 3u，mHe=4.002 6u，me=0.000 55u，则该反应中的质量亏损是多少u？如果1u相当于931.5MeV的能量，则该反应中释放的能量是多少MeV？16如图1所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图2示，若重力加速度g取10m/s2，根据图中所提供的信息求解（1）斜面的倾角的正弦值为多少？物体的质量为多少？（2）物体能静止在斜面上所施加的最小外力为多大？17公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离，当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相撞，通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120m，设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度18如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德（GAtwood17461807）创造的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律绳子两端的物体下落（上升）的加速度总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，绳子不可伸长，如果m=M，求：（1）物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的几倍？（2）物体C对B的拉力等于多少？（用M表示）2016-2017学年山东省淄博市淄川中学高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第812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，下列说法中不正确的是（）A伽利略认为，在同一地点，重的物体和轻的物体应该下落得同样快B伽利略猜想自由落体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伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来【考点】1J：自由落体运动【分析】本题要知道伽利略“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、伽利略认为，在同一地点，重的物体和轻的物体应该下落得同样快，故A正确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进行合理外推得到的，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、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，进行理想化推理伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，故D正确，本题选不正确的，故选B2如图用水平力F将一木块压在竖直墙上保持静止，下列说法中正确的是（）A水平力F与木块所受到的重力是一对平衡力B物体对墙壁的压力和水平力F是一对作用力和反作用力C若水平力F增大，则木块所受到的摩擦力也随着增大D木块受到的重力和摩擦力是一对平衡力【考点】2H：共点力平衡的条件及其应用；27：摩擦力的判断与计算【分析】对处于静止状态的木块进行受力分析，分别对水平和竖直方向进行分析结合二力平衡的条件即可确定答案【解答】解：A、水平力F与木块受到的重力方向垂直，大小也不一定相等，由二力平衡的条件可知，这两个力不是一对平衡力故A错误B、物体对墙壁的压力和水平力F不是两物体间的相互作用产生的力，故不是一对作用力和反作用力故B错误C、木块在竖直方向上受到的重力与墙壁对它的静摩擦力是一对平衡力，由于木块受到的重力大小没有变化，根据二力平衡的条件可知，摩擦力也不会变化，故C错误D、木块在竖直方向上受到的重力与墙壁对它的静摩擦力这两个力大小相等，方向相反，并且共线、共物，根据二力平衡的条件可知这两个力是一对平衡力故D正确故选：D3两个物体在光滑水平面上相向运动，在正碰以后都停下来，则这两个物体在碰撞以前（）A质量一定相等B速度大小一定相等C动量大小一定相等D动能一定相等【考点】53：动量守恒定律【分析】碰后总动量为零，根据动量守恒定律判断两个物体碰撞前的状态【解答】解：设碰撞前两个物体的动量分别为P1、P2，根据动量守恒定律得，P1+P2=0，知碰撞前两个物体的动量大小相等，方向相反，质量、速度大小、动能不一定相等故C正确，A、B、D错误故选C4一个物体在水平直线上做匀加速直线运动，初速度为3m/s，经过4s它的位移为24m，则这个物体运动的加速度等于（）A1.5m/s2B2m/s2C4m/s2D0.75m/s2【考点】1E：匀变速直线运动的位移与时间的关系【分析】根据匀变速直线运动的位移时间公式，结合初速度、位移和时间求出物体的加速度【解答】解：根据位移时间公式得物体的加速度为：a=故A正确，B、C、D错误故选：A5如图所示，质量均为m的两个小球，分别用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止时弹簧是水平的，若两根细线之间的夹角为，则弹簧的形变量为（）ABCD【考点】2H：共点力平衡的条件及其应用；2G：力的合成与分解的运用；2S：胡克定律【分析】对A球受力分析，然后根据平衡条件并运用合成法得到弹簧的弹力，最后根据胡克定律得到弹簧的压缩量【解答】解：对球A受力分析，受重力mg、拉力T、弹簧的弹力F，如图根据平衡条件，结合合成法，有：F=mgtan根据胡克定律，有：F=kx解得：x=故选：C6如图，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为m，重力加速度为g，则（）A箱子受到的摩擦力方向向右B地面对木板的摩擦力方向向左C木板对地面的压力大小为3mgD若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于3mg【考点】2H：共点力平衡的条件及其应用；29：物体的弹性和弹力【分析】对箱子受力分析，根据平衡条件判断其受静摩擦力方向；对三个物体的整体受力分析，根据平衡条件判断地面对整体的支持力和静摩擦力情况【解答】解：A、人用力F向右推箱子，对箱子受力分析，受推力、重力、支持力、静摩擦力，根据平衡条件，箱子受到的摩擦力方向向左，与推力平衡，故A错误；B、对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，不是静摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有静摩擦力，故B错误；C、对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，根据平衡条件，支持力等于重力；根据牛顿第三定律，支持力等于压力；故压力等于重力，为3mg；故C正确；D、若人用斜向下的力推箱子，三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故压力依然等于3mg，故D错误；故选：C7质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中（）AF逐渐变大，T逐渐变大BF逐渐变大，T逐渐变小CF逐渐变小，T逐渐变大DF逐渐变小，T逐渐变小【考点】2H：共点力平衡的条件及其应用；29：物体的弹性和弹力【分析】本题关键是抓住悬挂物B的重力不变，即OB段绳中张力恒定，O点缓慢移动时，点O始终处于平衡状态，根据平衡条件列式求解各力变化情况【解答】解：以结点O为研究对象受力分析如下图所示：由题意知点O缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知：绳OB的张力TB=mg根据平衡条件可知：TcosTB=0TsinF=0由此两式可得：F=TBtan=mgtanT=在结点为O被缓慢拉动过程中，夹角增大，由三角函数可知：F和T均变大，故A正确，BCD错误故选：A8关于近代物理，下列说法正确的是（）A用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率B核聚变反应方程H+HHe+n中， n表示质子C射线是高速运动的氦原子D由玻尔的原子模型可推知，处于激发态的氢原子，量子数越大，核外电子动能越小【考点】J4：氢原子的能级公式和跃迁【分析】当入射光的频率大于金属的截止频率，才能发生光电效应射线是氦核流根据电子轨道半径的大小，结合库仑引力提供向心力分析核外电子动能的变化【解答】解：A、用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率，故A正确B、在核聚变方程中， n表示中子，故B错误C、射线是氦核流，故C错误D、由玻尔的原子模型可推知，处于激发态的氢原子，量子数越大，电子轨道半径越大，根据知，电子动能越小，故D正确故选：AD9利用传感器与计算机结合，可以绘制出物体运动的图象某同学在一次实验中得到一沿平直轨道运动的小车的速度时间图象如图所示，由此图象可知（）A小车在20 s40 s做加速度恒定的匀变速直线运动B20 s末小车回到出发点C小车010 s内的平均速度小于1020 s内的平均速度D小车1030 s内的加速度方向相同【考点】1I：匀变速直线运动的图像【分析】在vt图象中，图象切线的斜率表示加速度的大小，图线与坐标轴所围的面积在数值上表示位移的大小，平均速度等于位移与时间之比结合相关知识分析【解答】解：A、根据vt图象的斜率等于加速度，可知小车在20s30s内和30s40s内加速度大小相等、方向相反，因此在20s40s内小车做的不是匀变速直线运动故A错误B、在前20s内小车一直沿正方向运动，则20s末小车没有回到出发点，故B错误C、根据图线与坐标轴所围的面积在数值上表示位移的大小，可知小车在010s内的位移小于1020s内位移，而时间相等，则小车010s内的平均速度小于1020s内的平均速度故C正确；D、速度图象斜率的正负表示加速度的方向，则知小车1030s内的加速度方向相同，故D正确故选：CD10“蹦极”是一项非常刺激的体育运动某人身系弹性绳自高空P点自由下落，如图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中（）A人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C由a到c加速度先减小后增加，速度先增加后减小D在c点，人的速度为零，其加速度为零【考点】3E：牛顿运动定律的应用超重和失重【分析】a点是弹性绳的原长位置，故a点之前人做自由落体运动b是人静止悬吊着时的平衡位置，故ab段绳的拉力等于重力bc段绳的拉力大于重力；c是人所到达的最低点，故c点速度为零【解答】解：A、a点是弹性绳的原长位置，故a点之前人只受重力，人做自由落体运动，故A正确B、b是人静止悬吊着时的平衡位置，故ab段绳的拉力小于重力，人在ab段有向下的加速度，处于失重状态，故B正确C、在bc段绳的拉力大于人的重力，人在bc段有向上的加速度，故人处于超重，故C正确D、c是人所到达的最低点，故c点速度为零，但受向上的合力不为零，有向上的加速度，故D错误故选：ABC11如图所示，在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车（和单摆）以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短在此碰撞过程中，下列哪个或哪些说法是可能发生的？（）A小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足（M+m0）v=Mv1+mv2+m0v3B摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足Mv=Mv1+mv2C摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v1，满足Mv=（M+m）v1D小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足（M+m）v=（M+m0）v1+mv2【考点】53：动量守恒定律【分析】在小车和木块碰撞的过程中，由于碰撞时间极短，小车和木块组成的系统动量守恒，摆球在瞬间速度不变【解答】解：碰撞的瞬间小车和木块组成的系统动量守恒，摆球的速度在瞬间不变，若碰后小车和木块的速度变v1和v2，根据动量守恒有：MV=mv1+mv2若碰后小车和木块速度相同，根据动量守恒定律有：MV=（M+m）v故B、C正确，A、D错误故选：BC12如图，水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地面间的动摩擦因数都为用水平恒力F推动物块P，一起向右匀加速运动，R和Q之间相互作用力大小F1，Q与P之间相互作用力大小F2，以下正确的是（）A若0，F1=F，F2=FB若0，F1=F，F2=FC若=0，F1=F，F2=FD若=0，F1=F，F2=F【考点】37：牛顿第二定律；2G：力的合成与分解的运用【分析】先运用整体法求出加速度；然后再用隔离法，分别对R，及Q、R整体进行受力分析，利用牛顿第二定律即可求解【解答】解：若0，三物块一起向右匀加速运动，加速度相同，对三个物体组成的整体，由牛顿第二定律得：F（m+2m+3m）g=（m+2m+3m）a得：a=g；以R为研究对象，根据牛顿第二定律得：F13mg=3ma解得：F1=F以Q、R组成的整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：F2（2m+3m）g=（2m+3m）a解得：F2=F由于 F1、F2的表达式与无关，所以若=0，仍有F1=F，F2=F，故AC错误，BD正确；故选：BD二、实验题（共12分）13在“探究求合力的方法”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图）实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（1）某同学在做该实验时认为：A拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好B拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些D拉力F1和F2的夹角越大越好其中不正确的是D（填入相应的字母）（2）若两个弹簧测力计的读数均为4N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则不能（选填“能”或“不能”）用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是两个弹簧测力计的合力4N大于5N量程【考点】M3：验证力的平行四边形定则【分析】（1）本实验采用“等效法”，即要求两次拉橡皮筋的效果相同，对于两弹簧拉力，为了减小误差，拉力需大一些，夹角适当大一些，不能太大，也不能太小（2）由平行四边形定则可得出两拉力的合力大小，比较拉力与弹簧秤的量程则可知5N量程的弹簧秤是否可用【解答】解：（1）A、拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果更好故A正确B、作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别，同时为了减小因摩擦造成的误差，故应使各力尽量与木板面平行以及读弹簧秤示数时，视线要正对刻度故B正确；C、在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果与两个力作用效果相同，且拉力适当大一些，减小测量的误差故C正确；D、两个拉力的夹角过大，合力会过小，量取理论值时相对误差变大，夹角太小，会导致作图困难，也会增大偶然误差，故D错误本题选不正确的，故选：D（2）两力均为4N，且相互垂直，则其合力大小为F=4，合力超过了弹簧秤的量程，故弹簧秤无法测出物体所受的合力，故不能使用故答案为：（1）ABC （2）不能、两个弹簧测力计的合力4N大于5N量程；14某同学利用图1示装置研究小车的匀变速直线运动实验中，必要的措施是ABA细线必须与长木板平行B先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量D平衡小车与长木板间的摩擦力他实验时将打点机器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm，则小车的加速度a=0.80m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=0.40m/s（结果均保留两位有效数字）【考点】M5：测定匀变速直线运动的加速度；M4：探究小车速度随时间变化的规律【分析】分析实验目标和实验原理，明确实验中需要注意事项即可求解；根据逐差法可求得物体运动的加速度；根据平均速度表示中间时刻的瞬时速度可求得B点的速度【解答】解：A、为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带；故AB正确；C、本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可；故C错误；D、由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力；故D错误；故选：AB；每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为T=50.02=0.1s； 根据逐差法可知，物体的加速度a=0.80m/s2； B点的速度等于AC段的平均速度，则有：v=0.40m/s； 故答案为：AB；0.80；0.40三、计算题（本题共4个小题，共40分，请写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出结果不得分）15太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且也包括像所有矿物燃料能、水能、风能等间接的太阳能资源，严格地说，除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳能的能源（1）写出核反应方程（2）若mH=1.007 3u，mHe=4.002 6u，me=0.000 55u，则该反应中的质量亏损是多少u？如果1u相当于931.5MeV的能量，则该反应中释放的能量是多少MeV？【考点】JI：爱因斯坦质能方程【分析】（1）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程（2）根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程求出释放的能量【解答】解：（1）核反应方程为：（2）核反应的质量亏损为：m=4mHmHe2me=41.0073u4.0026u20.00055u=0.0255u该核反应释放的能量为：E=0.025531.5MeV=23.75MeV 答：（1）核反应方程为（2）该反应中的质量亏损是0.0255u，该反应中释放的能量为23.75MeV16如图1所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图2示，若重力加速度g取10m/s2，根据图中所提供的信息求解（1）斜面的倾角的正弦值为多少？物体的质量为多少？（2）物体能静止在斜面上所施加的最小外力为多大？【考点】37：牛顿第二定律；2G：力的合成与分解的运用【分析】（1）由图知道，F=0时，物体向下的加速度为 a=6m/s2，对物体受力分析，根据牛顿第二定律列式当F=20N时，物体向上的加速度为a=2m/s2，根据牛顿第二定律列式，联立可求解（2）物体能静止在斜面上时，由三力平衡求所施加的最小外力【解答】解：（1）由图知，当F=0时，物体向下的加速度a=6m/s2，根据牛顿第二定律得：mgsin=mas得：sin=0.6对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图，根据牛顿第二定律，当F=20N时，物体向上的加速度为：a=2m/s2Fcosmgsin=ma 可得：m=2kg（2）由三力平衡得物体能静止在斜面上有：Fcosmgsin=0 所施加的沿水平方向的最小外力为：F=15 N答：（1）斜面的倾角的正弦值为0.6，物体的质量为2kg（2）物体能静止在斜面上所施加的最小外力为15N17公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离，当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相撞，通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120m，设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度【考点】39：牛顿运动定律的综合应用；1E：匀变速直线运动的位移与时间的关系【分析】在反应时间内汽车做匀速直线运动，所以汽车间的安全距离等于匀速运动的位移和匀减速直线运动的位移之和【解答】解：汽车初速度为：v0=108km/h=30m/s，在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离：s1=v0t=301m=30m，汽车在减速阶段的位移：s2=s0s1=12030=90m，设干燥路面的摩擦因数是0，汽车从刹车到停下，汽车运动的距离为s2：，得：，下雨时路面的摩擦因数： =0.2，在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离：s3=vt，汽车从刹车到停下，汽车运动的距离为s4：，又：s3+s4=120m，代入数据解得：v=20m/s答：汽车在雨天安全行驶的最大速度是20m/s18如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德（GAtwood17461807）创造的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律绳子两端的物体下落（上升）的加速度总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，绳子不可伸长，如果m=M，求：（1）物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的几倍？（2）物体C对B的拉力等于多少？（用M表示）【考点】MD：验证机械能守恒定律【分析】（1）要求物体B从静止开始下落一段距离的时间是其自由落体相同距离的时间的几倍，需要分别求出在该实验中B下落某一段高度所需要的时间和自由下落同样的高度所需要的时间，而要求运动的时间就要首先求出在该实验中物体B的加速度要求物体B的加速度需要用隔离法分别以A和BC整体作为研究对象根据牛顿第二定律列方程（2）要求物体C对物体B的拉力可以以物体C为研究对象求出物体C所受的拉力根据牛顿第二定律对C列方程即可求出物体C所受的力，最后根据牛顿第三定律求出物体C对物体B的拉力【解答】解：（1）物体的加速度为a，绳子的张力为T，对物体A，TMg=Ma对BC整体，（M+m）gT=（M+m）a 解得a= 因为，所以a=根据运动学公式，h=at2；h=gt 得=2 所以物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的2倍（2）对物体C mgF=ma F=mgma=答：（1）物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的2倍；（2）物体C对B的拉力等于6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375