2019-2020年高三上学期第二次月考物理试卷（志宏部）含解析.doc

2019-2020年高三上学期第二次月考物理试卷（志宏部）含解析一、单项选择题（本题共6小题，每小题4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下列说法正确的是（）A高速公路上限速牌上的速度值指平均速度B运动员在处理做香蕉球运动的足球时，要将足球看成质点C运动员的链球成绩是指链球从离开手到落地的位移大小D选取不同的参考系，同一物体的运动轨迹可能不同2一物体以初速度v0做匀减速运动，第1s内通过的位移为x1=4m，第2s内通过的位移为x2=2m，又经过位移x3物体的速度减小为0，则下列说法中正确的是（）A初速度v0的大小为2.5 m/sB加速度a的大小为1 m/s2C位移x3的大小为0.25 mD位移x3内的平均速度大小为0.75 m/s3物体甲、乙都静止在同一水平面上，它们的质量分别为m甲、m乙，与水平面的动摩擦因素分别为甲、乙，用水平拉力F分别拉物体甲、乙所得加速度a与拉力F的关系图线如图所示则（）A甲=乙，m甲m乙B甲乙，m甲m乙C可能有m甲=m乙D甲乙，m甲m乙4如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R有光滑圆柱，A的质量为B的两倍当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高将A由静止释放，B上升的最大高度是（）A2RBCD5a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连当用恒力F竖直向上拉着a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a，使a、b一起沿粗糙水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x3，如图所示，则（）Ax1x2x3Bx1=x2=x3C若m1m2，则x1x2D若m1m2，则x1x36“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命，假设“轨道康复者”的轨道半经为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是（）A“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的5倍B“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍C站在赤道上的人用仪器观察到“轨道康复者”向西运动D“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，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）7如图所示，将两相同的木块a、b至于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁开始时a、b均静止弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb=0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（）AFfa大小不变BFfa方向改变CFfb方向向左DFfb仍然为零8松花江防洪纪念塔段江水由西向东流，江宽为d，江水中各点水流速度大小与各点到较近江岸边的距离成正比，v水=kx，k=，x是各点到近岸的距离小船船头垂直江岸由南向北渡江，小船划水速度大小不变为v0，则下列说法中正确的是（）A小船渡江的轨迹为曲线B小船到达正对岸下游距离为d处C小船到达离南岸处的速度小于小船与离南岸处的速度D小船到达离南岸处的渡江速度小于离南岸处的渡江速度9一颗极地军用地球侦察卫星，绕地球运行周期约为1.4h月球绕地球运动的轨道半径约为3.8105km，运行周期约为27天，地球半径约为6400km仅用以上提供的信息和数据（）A能求出地球的质量B能求出地球表面的重力加速度C能求出军用地球侦察卫星的质量D能求出军用地球侦察卫星的线速度10静止在地面上的一小物体，在竖直向上的拉力作用下开始运动，在向上运动的过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中0s1过程的图线是曲线，s1s2过程的图线为平行于横轴的直线关于物体上升过程（不计空气阻力）的下列说法正确的是（）A0s2过程中物体的动能越来越大Bs1s2过程中物体做匀速直线运动C0s1过程中物体所受的拉力是变力，且不断减小Ds1s2过程中物体的加速度等于当地重力加速度11如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A，木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用，木板加速度a随力F变化的aF图象如图乙所示，g取10m/s2，则（）A滑块A的质量为4kgB木板B的质量为1kgC当F=10N时木板B加速度为4m/s2D当F=10N时滑块A的加速度为2m/s212如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零重力加速度为g 则上述过程中（）A物块在A点时，弹簧的弹性势能等于WmgaB物块在B点时，弹簧的弹性势能小于WmgaC经O点时，物块的动能小于WmgaD物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能三、实验题（2小题，共14分）13在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案操作如下：（1）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹为止（2）已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是mM（填“远小于”、“远大于”或“等于”）（3）图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象若牛顿第二定律成立，则小车的质量M=kg14某同学利用图示装置，验证系统机械能守恒：图中P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫桌上物块R与轻质滑轮连接，放在正中间，a、b、c是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必需测量的物理量有；AP、Q、R的质量M B两个定滑轮的距离dCR的遮光片到c的距离H D遮光片的宽度x（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，验证表达式为；（3）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为四、计算题（4小题，共分，请写出必要的文字和公式，只写结果的不得分）15某天，张叔叔在上班途中沿人行步道向一公交车站走去，发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过，此时，张叔叔的速度是1m/s，公交车的速度是15m/s，他们距离车站的距离为50m假设公交车在行驶中到距车站25m处开始刹车，刚好到车站停下，停车10s后，公交车又启动向前开去，张叔叔的最大速度是6m/s，最大起跑加速度为2.5m/s2，为安全乘上该公交车，他用力向前跑去，求：（1）公交车刹车过程视为匀减速运动，其加速度大小是多少？（2）分析张叔叔能否在该公交车停在车站时安全上车16质量为M的圆环用细线（质量不计）悬挂着，将两个质量均为m的有孔小珠套在此环上且可以在环上做无摩擦的滑动，如图所示，今同时将两个小珠从环的顶部释放，并沿相反方向自由滑下，试求：（1）在圆环不动的条件下，悬线中的张力T随cos（为小珠和大环圆心连线与竖直方向的夹角）变化的函数关系，并求出张力T的极小值及相应的cos值；（2）小珠与圆环的质量比至少为多大时圆环才有可能上升？17如图所示，一物块质量m=1.0kg自平台上以速度0水平抛出，刚好落在邻近一倾角为=53的粗糙斜面AB顶端，并恰好沿该斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.032m，粗糙斜面BC倾角为=37，足够长物块与两斜面间的动摩擦因数均为=0.5，A点离B点所在平面的高度H=1.2m物块在斜面上运动的过程中始终未脱离斜面，不计在B点的机械能损失最大静摩擦力等于滑动摩擦力，cos37=0.8，sin37=0.6（g取10m/s2）（1）物块水平抛出的初速度0是多少（2）若取A所在水平面为零势能面，求物块第一次到达B点的机械能（3）从滑块第一次到达B点时起，经0.6s正好通过C点，求BC之间的距离18如图甲所示，一竖直面内的轨道是由粗糙斜面AB和光滑圆轨道BCD组成，AB与BCD相切于B点，C为圆轨道的最低点将小物块（可看作质点）置于轨道ABC上离地面高为H处由静止下滑，可用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力FN现将小物块放在ABC上不同高度处，让H从零开始逐渐增大，传感器测出小物块每次从不同高度处下滑到C点时对轨道的压力FN，得到如图乙两段直线PQ和QI，且IQ反向延长线与纵轴交点坐标值为5N，g取10m/s2则（1）小物块的质量m为多少？（2）若小物块由斜面上某点从静止开始运动，恰好能通过圆轨道最高点D，求小物块在C点对轨道的压力FN大小为多少？（3）小物块在斜面上某点由静止开始运动，并能通过C点某同学根据图象所给信息求出圆轨道半径R=2m，轨道BC部分所对应的圆心角为=60请你再结合图象所给的信息求出斜面对小物体的滑动摩擦力大小为多少？xx学年山东省菏泽一中高三（上）第二次月考物理试卷（志宏部）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，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下列说法正确的是（）A高速公路上限速牌上的速度值指平均速度B运动员在处理做香蕉球运动的足球时，要将足球看成质点C运动员的链球成绩是指链球从离开手到落地的位移大小D选取不同的参考系，同一物体的运动轨迹可能不同【考点】平均速度；参考系和坐标系；质点的认识【分析】物体在某段时间内或通过某段位移时的速度叫平均速度；物体通过某一位置或某一时刻的速度叫瞬时速度平均速度对应时间段或位置段，而瞬时速度对应时间点或位置点能否看作质点物体本身无关，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略【解答】解：A、高速公路上限速牌上的速度值指瞬时速度，故A错误B、运动员在处理做香蕉球运动的足球时，要看足球的旋转，不能看成质点，故B错误C、运动员的链球成绩是指链球从起点位置到落地的位移大小，故C错误D、选取不同的参考系，同一物体的运动轨迹可能不同，故D正确故选D2一物体以初速度v0做匀减速运动，第1s内通过的位移为x1=4m，第2s内通过的位移为x2=2m，又经过位移x3物体的速度减小为0，则下列说法中正确的是（）A初速度v0的大小为2.5 m/sB加速度a的大小为1 m/s2C位移x3的大小为0.25 mD位移x3内的平均速度大小为0.75 m/s【考点】匀变速直线运动规律的综合运用；平均速度【分析】根据任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量S2S1=S3S2=SN+1SN=aT2求出加速度，根据位移公式S=求出初速度，用速度与位移式vt2v02=2aS求出总位移，求出x3，用v=at求出总时间，求出t3 最后求出位移x3内的平均速度大小【解答】解：AB、第1s内通过的位移为x1=4m，第2s内通过的位移为x2=2m则有：x2x1=at224=a12解得：a=2m/s2解得：v0=5m/s故AB错误；C、总位移为：x3=xx1x2=6.25m4m2m=0.25m故C正确D、总时间为：t3=t2t=2.5s2s=0.5s位移x3内的平均速度为：故D错误故选：C3物体甲、乙都静止在同一水平面上，它们的质量分别为m甲、m乙，与水平面的动摩擦因素分别为甲、乙，用水平拉力F分别拉物体甲、乙所得加速度a与拉力F的关系图线如图所示则（）A甲=乙，m甲m乙B甲乙，m甲m乙C可能有m甲=m乙D甲乙，m甲m乙【考点】牛顿第二定律；动摩擦因数【分析】对物体受力分析：物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力，根据牛顿第二定律列式，结合加速度a与拉力F的关系图象分析即可【解答】解：对质量为m的物体受力分析，假定动摩擦因数为，根据牛顿第二定律，有：Fmg=ma解得：a=g，故a与F关系图象的斜率表示质量的倒数，斜率越大，质量越小，故m甲m乙；从图象可以看出纵轴截距用g表示，故甲乙；故B正确，ACD错误故选：B4如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R有光滑圆柱，A的质量为B的两倍当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高将A由静止释放，B上升的最大高度是（）A2RBCD【考点】机械能守恒定律【分析】开始AB一起运动，A落地后，B做竖直上抛运动，B到达最高点时速度为零；由动能定理可以求出B上升的最大高度【解答】解：设B的质量为m，则A的质量为2m，以A、B组成的系统为研究对象，在A落地前，由动能定理可得：mgR+2mgR=（m+2m）v20，以B为研究对象，在B上升过程中，由动能定理可得：mgh=0mv2，则B上升的最大高度H=R+h，解得：H=；故选C5a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连当用恒力F竖直向上拉着a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a，使a、b一起沿粗糙水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x3，如图所示，则（）Ax1x2x3Bx1=x2=x3C若m1m2，则x1x2D若m1m2，则x1x3【考点】牛顿第二定律；胡克定律【分析】先对AB整体进行分析，可以得出整体运动的加速度；再对隔离出受力最少的一个进行受力分析，由牛顿第二定律可得出弹簧弹力，则可得出弹簧的形变量【解答】解：在竖直面内，对整体有：F（m1+m2）g=（m1+m2）a1； a1=对b分析有kx1m2g=m2a1；解得：x1=水平面上，对整体有：F=（m1+m2）a2； a2=对b有：kx2=m2a2解得：x2=在粗糙的水平面上，对整体有：F（m1+m2）g=（m1+m2）a3对b有：kx3m2g=m2a3联立得：x3=所以x1=x2=x3故B正确，ACD错误故选：B6“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命，假设“轨道康复者”的轨道半经为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是（）A“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的5倍B“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍C站在赤道上的人用仪器观察到“轨道康复者”向西运动D“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】根据万有引力提供向心力，结合轨道半径的关系得出加速度和周期的关系根据“轨道康复者”的角速度与地球自转角速度的关系判断赤道上人看到“轨道康复者”向哪个方向运动【解答】解：A、根据得：，因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，则“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的倍故A错误B、根据得：a=，因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，则“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍故B正确C、因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动的周期小于同步卫星的周期，则小于地球自转的周期，所以“轨道康复者”的角速度大于地球自转的角速度，站在赤道上的人用仪器观察到“轨道康复者”向东运动故C错误D、“轨道康复者”要在原轨道上减速，做近心运动，才能“拯救”更低轨道上的卫星故D错误故选：B二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，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）7如图所示，将两相同的木块a、b至于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁开始时a、b均静止弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb=0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（）AFfa大小不变BFfa方向改变CFfb方向向左DFfb仍然为零【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用【分析】对初始状态进行受力分析，剪断细绳的瞬间，弹簧的弹力未发生变化，根据此时物体的受力情况确定摩擦力的大小和方向【解答】解：初始状态，a在水平方向上受绳子拉力、弹簧的弹力还有摩擦力处于平衡，b受弹簧的弹力和绳子的拉力处于平衡右侧细绳剪断的瞬间，弹簧的弹力不变，a仍然受三个力作用，摩擦力的大小和方向不变，而b受到向左的弹力，将受到向右的摩擦力故A正确，B、C、D错误故选A8松花江防洪纪念塔段江水由西向东流，江宽为d，江水中各点水流速度大小与各点到较近江岸边的距离成正比，v水=kx，k=，x是各点到近岸的距离小船船头垂直江岸由南向北渡江，小船划水速度大小不变为v0，则下列说法中正确的是（）A小船渡江的轨迹为曲线B小船到达正对岸下游距离为d处C小船到达离南岸处的速度小于小船与离南岸处的速度D小船到达离南岸处的渡江速度小于离南岸处的渡江速度【考点】运动的合成和分解【分析】将小船的运动分解为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动，两个分运动同时发生，互不干扰，与合运动相等效根据运动的合成来确定初速度与加速度的方向关系，从而确定来小船的运动轨迹；小船垂直河岸渡河时间最短，由位移与速度的比值来确定运动的时间；由水流速度的大小与各点到较近河岸边的距离成正比，来确定水流的速度，再由小船在静水中的运动速度，从而确定小船的渡河速度【解答】解：A、小船在沿河岸方向的速度随时间先均匀增大后均匀减小，因此水流方向存在加速度，加速度的方向先沿着水流方向，后逆着水流方向，则小船渡河时的轨迹为曲线故A正确；B、将小船的运动分解为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动，小船的船头垂直河岸渡河，河水中各点水流速度的大小与各点到较近河岸边的距离成正比，所以：v水=x=v0t=，可知，水流方向先做匀加速后做匀减速，那么水流方向的位移为s=2at2=2（）（）2=d即小船到达正对岸下游距离为d处，故B正确；C、小船到达离河对岸处，则水流速度为v=，小船与离南岸处水流的速度：v=v，可知小船到达离南岸处时水流的速度小于小船与离南岸处水流的速度；而小船的速度：，所以小船到达离南岸处的速度小于小船与离南岸处的速度故C正确；D、水中各点水流速度大小与各点到较近江岸边的距离成正比，而小船离南岸处时，距离北岸的距离为，所以水流的速度是相等的，则小船到达离南岸处的渡江速度等于离南岸处的渡江速度故D错误故选：ABC9一颗极地军用地球侦察卫星，绕地球运行周期约为1.4h月球绕地球运动的轨道半径约为3.8105km，运行周期约为27天，地球半径约为6400km仅用以上提供的信息和数据（）A能求出地球的质量B能求出地球表面的重力加速度C能求出军用地球侦察卫星的质量D能求出军用地球侦察卫星的线速度【考点】万有引力定律及其应用【分析】卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由万有引力公式与向心力公式分析答题【解答】解：A、月球绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=mr月，则地球质量：M=，已知月球轨道半径r月（3.8105km），月球绕地球运动的周期T，可以求出地球质量，故A正确；B、地球表面的物体受到的重力等于万有引力，即mg=G，地球表面的重力加速度g=，由A求出地球质量M，已知地球半径R，可以求出地球表面的重力加速度，故B正确；C、根据现有条件，不能求出侦察卫星的质量，故C错误；D、侦察卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由G=m卫星r卫星，可以求出卫星的轨道半径，由v=可以求出侦察卫星的线速度，故D正确；故选：ABD10静止在地面上的一小物体，在竖直向上的拉力作用下开始运动，在向上运动的过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中0s1过程的图线是曲线，s1s2过程的图线为平行于横轴的直线关于物体上升过程（不计空气阻力）的下列说法正确的是（）A0s2过程中物体的动能越来越大Bs1s2过程中物体做匀速直线运动C0s1过程中物体所受的拉力是变力，且不断减小Ds1s2过程中物体的加速度等于当地重力加速度【考点】功能关系；机械能守恒定律【分析】根据功能关系：除重力以外其它力所做的功等于机械能的增量，0s1过程中物体机械能在增加，拉力在做正功，机械能与位移图线的斜率表示拉力当机械能守恒时，拉力等于零，通过拉力的变化判断其加速度以及动能的变化【解答】解：A、0s2过程中：0s1过程中，开始拉力大于重力，做加速运动，动能增加，然后拉力小于重力，做减速运动，动能减小，s1s2过程动能逐渐减小所以0s2过程中物体的动能先增大后减小故A错误B、s1s2过程中斜率等于0，则F=0，物体仅受重力，做匀减速直线运动故B错误C、0s1过程中，设物体在很短的位移S内拉力为F，则根据功能关系得：物体的机械能变化量E=FS，ES图象的斜率=F，由图知图线的斜率逐渐减小到零，知物体的拉力逐渐减小到零故C正确D、s1s2过程仅受重力，加速度保持g不变故D正确故选：CD11如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A，木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用，木板加速度a随力F变化的aF图象如图乙所示，g取10m/s2，则（）A滑块A的质量为4kgB木板B的质量为1kgC当F=10N时木板B加速度为4m/s2D当F=10N时滑块A的加速度为2m/s2【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用【分析】当拉力较小时，m和M保持相对静止一起做匀加速直线运动，当拉力达到一定值时，m和M发生相对滑动，结合牛顿第二定律，运用整体和隔离法分析【解答】解：A、当F等于8N时，加速度为：a=2m/s2，对整体分析，由牛顿第二定律有：F=（M+m）a，代入数据解得：M+m=4kg，当F大于8N时，对B，由牛顿第二定律得：a=F，由图示图象可知，图线的斜率：k=1，解得，木板B的质量：M=1kg，滑块A的质量为：m=3kg故A错误，B正确C、根据F大于8N的图线知，F=6N时，a=0m/s2，由a=F，可知：0=6，解得：=0.2，由图示图象可知，当F=10N时，滑块与木板相对滑动，B的加速度为：aB=a=F=10=4m/s2，故C正确；D、当F=10N时，A、B相对滑动，木块A的加速度：aA=g=2m/s2，故D正确故选：BCD12如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零重力加速度为g 则上述过程中（）A物块在A点时，弹簧的弹性势能等于WmgaB物块在B点时，弹簧的弹性势能小于WmgaC经O点时，物块的动能小于WmgaD物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能【考点】机械能守恒定律【分析】到达B点时速度为0，但加速度不一定是零，即不一定合力为0，这是此题的不确定处弹簧作阻尼振动，如果接触面摩擦系数很小，则动能为最大时时弹簧伸长量较小（此时弹力等于摩擦力mg），而弹簧振幅变化将很小，B点弹簧伸长大于动能最大点；如果较大，则动能最大时，弹簧伸长量较大，（因弹力等于摩擦力，较大，摩擦力也较大，同一个弹簧，则需要较大伸长量，弹力才可能与摩擦力平衡），而此时振幅变化很大，即振幅将变小，则物块将可能在离O点很近处，就处于静止（速度为0，加速度也为0），此时B点伸长量可能小于动能最大时伸长量，B点势能可能小于动能最大处势能至于物块在A点或B点时弹簧的弹性势能，由功能关系和动能定理分析讨论即可【解答】解：A、如果没有摩擦力，则O点应该在AB中间，由于有摩擦力，物体从A到B过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点故OA，此过程物体克服摩擦力做功大于，所以物块在A点时，弹簧的弹性势能小于，故A错误；B、由A分析得物块从开始运动到最终停在B点，路程大于a+=，故整个过程物体克服阻力做功大于，故物块在B点时，弹簧的弹性势能小于，故B正确；C、从O点开始到再次到达O点，物体路程大于a，故由动能定理得，物块的动能小于Wmga，故C正确；D、物块动能最大时，弹力等于摩擦力，而在B点弹力与摩擦力的大小关系未知，故物块动能最大时弹簧伸长量与物块在B点时弹簧伸长量大小未知，故此两位置弹性势能大小关系不好判断，故D错误故选：BC三、实验题（2小题，共14分）13在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案操作如下：（1）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应增大（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间距相等为止（2）已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是m远小于M（填“远小于”、“远大于”或“等于”）（3）图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象若牛顿第二定律成立，则小车的质量M=0.08kg【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系【分析】平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀，当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，细线的拉力等于砝码盘和砝码的总重力大小；根据牛顿第二定律的内容，结合图象的斜率含义，即可求解【解答】解：（1）平衡摩擦力时，应不挂砝码，打出的纸带如图乙所示说明小车加速运动，故应减小倾角，直到纸带上打出的点迹间隔相等（均匀）为止（2）当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小；（3）根据mg=（M+m）a变式为=+由题意知k=，b=，所以M=由图象可知k=0.008，b=0.1，所以M=0.08 kg故答案为：（1）增大，间距相等；（2）远小于；（3）0.08；14某同学利用图示装置，验证系统机械能守恒：图中P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫桌上物块R与轻质滑轮连接，放在正中间，a、b、c是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必需测量的物理量有CD；AP、Q、R的质量M B两个定滑轮的距离dCR的遮光片到c的距离H D遮光片的宽度x（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，验证表达式为t1=t2；（3）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为gH=【考点】验证机械能守恒定律【分析】（1）根据验证系统机械能守恒需要验证的表达式，找出需要测量的物理量；（2）分别求出P、Q的速度大小，再根据两物体速度相等，求出需要验证的表达式；（3）根据机械能守恒定律列式，化简，求出验证系统机械能守恒的表达式【解答】解：（1）A、验证系统机械能守恒，最后的表达式是MgH=MvP2+MvQ2+MvR2，可知质量M可以约去，对实验结果不会有影响，因此不需要测量P、Q、R的质量M，A错误；B、根据验证的表达式可知，与两个定滑轮的距离d无关，B错误；C、根据验证的表达式可知，需要测量R的遮光片到c的距离H，这样才能计算出系统减少的重力势能，C正确；D、根据验证的表达式可知，要测量P、Q、R三个物块遮光片的速度，因此需要测量遮光片的宽度x，速度v=，D正确；故选：CD（2）物块的速度可以根据v=求出，因此分析出P、Q的速度大小相等，因遮光片的宽度x，故只需要验证t1=t2即可； （4）整个系统减少的机械能是E=MgH，增加的机械能是E=M（+），要验证机械能守恒，则E=E，即验证表达式gH=； 故答案为：（1）CD （2）t1=t2（3）gH=四、计算题（4小题，共分，请写出必要的文字和公式，只写结果的不得分）15某天，张叔叔在上班途中沿人行步道向一公交车站走去，发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过，此时，张叔叔的速度是1m/s，公交车的速度是15m/s，他们距离车站的距离为50m假设公交车在行驶中到距车站25m处开始刹车，刚好到车站停下，停车10s后，公交车又启动向前开去，张叔叔的最大速度是6m/s，最大起跑加速度为2.5m/s2，为安全乘上该公交车，他用力向前跑去，求：（1）公交车刹车过程视为匀减速运动，其加速度大小是多少？（2）分析张叔叔能否在该公交车停在车站时安全上车【考点】匀变速直线运动的速度与位移的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系【分析】（1）公交车的初末速度知道，位移知道，因此根据位移速度公式可以正确解答（2）汽车运动过程是：先匀速后减速然后静止，张叔叔运动过程是：先匀加速，后匀速，分别根据他们的运动规律求出到车站的时间，即可判断张叔叔是否能安全上车【解答】解：（1）公交车的加速度：故其加速度大小为：4.5m/s2 （2）汽车从相遇处到开始刹车用时：汽车刹车过程用时：张叔叔以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：t1+t2t3+t4t1+t2+10s故张叔叔可以在汽车还停在车站时安全上车16质量为M的圆环用细线（质量不计）悬挂着，将两个质量均为m的有孔小珠套在此环上且可以在环上做无摩擦的滑动，如图所示，今同时将两个小珠从环的顶部释放，并沿相反方向自由滑下，试求：（1）在圆环不动的条件下，悬线中的张力T随cos（为小珠和大环圆心连线与竖直方向的夹角）变化的函数关系，并求出张力T的极小值及相应的cos值；（2）小珠与圆环的质量比至少为多大时圆环才有可能上升？【考点】共点力平衡的条件及其应用【分析】（1）对其中任一小珠研究，根据机械能守恒求得速度与的关系式，小珠做圆周运动，指向圆心的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出小珠所受的圆环的弹力，再根据牛顿第三定律得到小珠对圆环的弹力，圆环处于静止状态，由平衡条件求出T与的关系式，再根据数学知识分析极小值及相应的cos值；（2）当圆环所受的合力向上时，有可能上升，根据上问的结果进行讨论【解答】解：（1）设小珠和大环圆心连线与竖直方向的夹角为时小珠的速度大小为v根据机械能守恒定律得：=mgR（1cos）设圆环对小珠的弹力大小为N，由牛顿第二定律得 mgcosN=m对于圆环，合力为零，则有 T=Mg+2Ncos联立以上三式得：Ncos=6mgcos24mgcos，T=Mg+6mgcos24mgcos 根据抛物线方程知，当cos=时，T有极小值，极小值为Tmin=Mg（2）由上知，Tmin=Mg，说明此时小珠对圆环的作用力的合力方向向上，大小为N=当NMg时，圆环将会上升，则有Tmin=Mg0解得，答：（1）在圆环不动的条件下，悬线中的张力T随cos变化的函数关系是T=Mg+6mgcos24mgcos，张力T的极小值是Mg，相应的cos值是；（2）小珠与圆环的质量比至少为时圆环才有可能上升17如图所示，一物块质量m=1.0kg自平台上以速度0水平抛出，刚好落在邻近一倾角为=53的粗糙斜面AB顶端，并恰好沿该斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.032m，粗糙斜面BC倾角为=37，足够长物块与两斜面间的动摩擦因数均为=0.5，A点离B点所在平面的高度H=1.2m物块在斜面上运动的过程中始终未脱离斜面，不计在B点的机械能损失最大静摩擦力等于滑动摩擦力，cos37=0.8，sin37=0.6（g取10m/s2）（1）物块水平抛出的初速度0是多少（2）若取A所在水平面为零势能面，求物块第一次到达B点的机械能（3）从滑块第一次到达B点时起，经0.6s正好通过C点，求BC之间的距离【考点】动能定理的应用；平抛运动【分析】（1）小球水平抛出后刚好能沿光滑斜面下滑，说明此时小球的速度的方向恰好沿着斜面的方向，由速度分析可以求得初速度的大小；（2）从A到B的运动过程中，由动能定理求出物块第一次到达B点的速度大小，即可求出第一次到达B点的机械能（3）滑块沿BC段先向上做匀减速运动，后向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求解BC距离【解答】解：（1）物块自平台做平抛运动，由平抛运动知识得：由于物块恰好沿斜面下滑，则：（2）物块在A点时的速度：A=1m/s从A到B的运动过程中，由动能定理得：解得，物块在B点时的速度：vB=4m/s故在B点时的机械能：（3）滑块沿BC段向上运动时的加速度大小：运动的时间为t1=0.4s，则物块下滑时间为：t=0.2s返回时的加速度大小：BC间的距离：答：（1）物块水平抛出的初速度0是0.6m/s（2）若取A所在水平面为零势能面，物块第一次到达B点的机械能是4J（3）从滑块第一次到达B点时起，经0.6s正好通过C点，BC之间的距离是0.76m18如图甲所示，一竖直面内的轨道是由粗糙斜面AB和光滑圆轨道BCD组成，AB与BCD相切于B点，C为圆轨道的最低点将小物块（可看作质点）置于轨道ABC上离地面高为H处由静止下滑，可用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力FN现将小物块放在ABC上不同高度处，让H从零开始逐渐增大，传感器测出小物块每次从不同高度处下滑到C点时对轨道的压力FN，得到如图乙两段直线PQ和QI，且IQ反向延长线与纵轴交点坐标值为5N，g取10m/s2则（1）小物块的质量m为多少？（2）若小物块由斜面上某点从静止开始运动，恰好能通过圆轨道最高点D，求小物块在C点对轨道的压力FN大小为多少？（3）小物块在斜面上某点由静止开始运动，并能通过C点某同学根据图象所给信息求出圆轨道半径R=2m，轨道BC部分所对应的圆心角为=60请你再结合图象所给的信息求出斜面对小物体的滑动摩擦力大小为多少？【考点】动能定理的应用；向心力【分析】（1）从图象得到H=0时的弹力，即为物体的重力，从而得到物体的质量m；（2）在D点由牛顿第二定律列方程，从C到D过程应用动能定理列方程，可以求出物体对轨道的压力；（3）对滑块从最高点到C点的过程运用动能定理列式，再对最低点运用向心力公式和牛顿第二定律列式，联立后求解出弹力的一般表达式，再根据图象求解出滑动摩擦力大小【解答】解：（1）由图象可知，当H=0时 FN=4.0 NFN=mg则 m=0.4 kg（2）在D点，由牛顿第二定律有：mg=m由C到D的过程，由动能定理得：2mgR=在C点，由牛顿第二定律有：FNmg=m解得：FN=24 N由牛顿第三定律知，小物块在C点对轨道的压力FN大小为24N（3）在C点，由牛顿第二定律：FNmg=m由动能定理得： mgH=可得，FN=（2mg）+mg解法1：图象QI段斜率：k=（2mg）=3解得：f=N解法2：根据QI线与纵轴的截距： +mg=5可得：f=N答：（1）小物块的质量m为0.4kg（2）小物块在C点对轨道的压力FN大小为24N（3）斜面对小物体的滑动摩擦力大小为Nxx年11月17日