2019-2020年高一下学期第三次月考物理试卷 含解析.doc

2019-2020年高一下学期第三次月考物理试卷 含解析一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分.18题只有一个选项正确，912题有的有多个选项正确，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许多物理学家为万有引力定律的发现作出了重大贡献下列陈述的历史事实发生的先后顺序正确的是（）牛顿发现万有引力定律卡文迪许测出了万有引力常量第谷通过长时间观测，记录大量极为精确的天文资料开普勒发现行星运动的三大定律ABCD2在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上减速转弯，从俯视图中可以看到赛车沿曲线由M向N行驶下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（）ABCD3质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的最小速度为v，当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道的压力为（）A0BmgC3mgD4mg4质量为m的汽车，起动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，当汽车的车速时，汽车的瞬时加速度为（）ABCD5某行星自转周期为T，赤道半径为R，研究发现若该行星自转角速度变为原来两倍将导致该星球赤道上物体将恰好对行星表面没有压力，已知万有引力常量为G，则以下说法中正确的是（）A该行星质量为M=B该星球的同步卫星轨道半径为r=C质量为m的物体对行星赤道地面的压力为FN=D环绕该行星作匀速圆周运动的卫星线速度必不大于7.9km/s6将一小球从高处水平抛出，最初2s内小球动能Ek随时间t变化的图线如图所示，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2根据图象信息下列说法正确的是（）A小球的质量为0.125kgB小球抛出时的高度为20mC小球的初速度为10m/sD最初2 s内重力对小球做功的平均功率为25w7如图所示，将倾角为30的斜面体置于水平地面上，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OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时物块B恰好静止不动将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体与物块B始终保持静止，下列判断中正确的是（）A物块B受到的摩擦力先减小后增大B物块B受到的摩擦力不变C物块B受到的摩擦力一直减小D无法判断8如图所示，一物体以初速度v0冲向光滑斜面AB，并恰好能沿斜面升高h，下列说法中错误的是（）A若把斜面弯成圆弧形D，物体不能沿圆弧升高hB若把斜面从C点锯断，物体冲过C点后仍升高hC若把斜面AB变成曲面AEB，物体沿此曲面上升仍能到B点D无论哪种方案，小球的机械能守恒9自然界中某个物理量D的变化量为D，与发生这个变化所用时间t的比值叫做这个物理量D的变化率下列说法正确的是（）A若D表示某质点做匀速直线运动的位移，则是恒定不变的B若D表示某质点的动能，越大，则该质点所受外力做的总功就越多C若D表示某质点做平抛运动的速度，则是恒定不变的D若D表示圆周运动转过的角度，则是恒定不变的10将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同现将一个可视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同在这三个过程中，下列说法正确的是（）A沿着1下滑到底端时，物块的速度最大B物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的C物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的D沿着2和3下滑到底端时，物块的速度相同11如图所示，AB为斜面，BC为水平面，从A点以水平速度v0抛出一小球，此时落点到A的水平距离为x1；从A点以水平速度3v0抛出小球，这次落点到A点的水平距离为x2，不计空气阻力，则x1：x2可能等于（）A1：3B1：6C1：9D1：1212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二、实验题（共15分，每空3分）13某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图1所示，在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动，在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节，在木板上固定一张白纸，该同学在完成装置安装后进行了如下的实验步骤：A实验前在白纸上画一条直线，并在线上标了a、b、c三点，且ab=bc，如图2所示量出ab的长度L=40.00cmB让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差h1=hC让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差h2=h+10.00 （cm）D让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差h3=h+30.00 （cm）则由上述测量结果可得出钢球做平抛运动的初速度的大小v0=m/s，钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby=m/s（重力加速度取g=10m/s2，空气阻力不计）14如图甲所示，跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B，A下端与通过打点计时器的纸带相连，B上放置一质量为m的金属片C，固定的金属圆环D处在B的正下方系统静止时C、D间的高度差为h先接通电磁打点计时器，再由静止释放B，系统开始运动，当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止，通过纸带，可以求出B刚好穿过D时的速度V（1）若用该装置验证机械能守恒定律，则需验证等式是否成立还可运用图象法加以验证：改变物块B的释放位置，重复上述实验，记录每次C、D间的高度差h，并求出B刚穿过D时的速度v，作出v2h图线如图乙所示，根据图线得出重力加速度的表达式g=代入数据再与当地的重力加速度大小比较，判断系统机械能是否守恒（均用题中物理量的字母表示）（2）在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的一个办法三、计算题.（38分）15袋鼠前肢短小，后肢长且强健有力，适于跳跃，是跳得最高最远的哺乳动物如图所示，某次，袋鼠在平整的草原上跳出高h=2m、水平距离x=8m，跳跃时不计空气阻力、袋鼠视为质点g取10m/s2，求此次跳跃：（1）袋鼠在空中飞行的时间t；（2）袋鼠落回水平地面时的速度方向与水平地面夹角的正切值16xx，科学家发现了一个多星系统的“婴儿期”，多星系统是宇宙中比较少见的系统科学家猜想有一种五星系统，是由五颗质量均为m的星体组成，其中四颗在一个边长为l的正方形的四个角上围绕第五颗星转动（转动可视为匀速圆周运动），第五颗星则在这个正方形的中心处，如图假设五星系统离其他恒星较远，可忽略其他星体对五星系统的引力作用（万有引力常量G已知）求：（1）A星受到其余四颗星体的引力的合力（2）A星围绕O星转动的周期17如图所示，质量分别为2m和3m的两个小球固定在一根直角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴AO、BO的长分别为2L和L开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方让该系统由静止开始自由转动，求：（1）当A到达最低点时，A小球的速度大小v；（2）B球能上升的最大高度h；（3）开始转动后B球可能达到的最大速度vm18如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角=30，传送带在电动机的带动下，始终保持v0=2m/s的速率运行，现把一质量为m=10kg的工件（可看做质点）轻轻放在传送带的底端，工件与传送带之间的摩擦系数=，经过时间t=1.9s，工件被传送到顶端，取g=10m/s2求：（1）传送带的长度；（2）这个过程中产生热量Q（3）电动机由于传送工件多消耗的电能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.18题只有一个选项正确，912题有的有多个选项正确，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许多物理学家为万有引力定律的发现作出了重大贡献下列陈述的历史事实发生的先后顺序正确的是（）牛顿发现万有引力定律卡文迪许测出了万有引力常量第谷通过长时间观测，记录大量极为精确的天文资料开普勒发现行星运动的三大定律ABCD【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可【解答】解：牛顿发现了万有引力定律，后来卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，接着第谷通过长时间观测，记录大量极为精确的天文资料，最后开普勒依据牛顿运动定律，发现了行星的三大运动规律，故A正确，BCD错误；故选：A【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一2在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上减速转弯，从俯视图中可以看到赛车沿曲线由M向N行驶下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（）ABCD【考点】物体做曲线运动的条件【分析】做曲线运动的物体，运动的轨迹是曲线，物体受到的合力应该是指向运动轨迹弯曲的内侧，速度沿着轨迹的切线的方向【解答】解：赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由于赛车是从M向N运动的，并且速度在减小，所以合力与赛车的速度方向的夹角要大于90，故C正确故选：C【点评】做曲线运动的物体，合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧，由于赛车的速度在减小，合力与速度的夹角还要大于903质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的最小速度为v，当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道的压力为（）A0BmgC3mgD4mg【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】小球在最高点刚好不脱离轨道，知轨道对小球的弹力为零，根据牛顿第二定律求出最高点的速度；使小球以2v的速率通过轨道最高点内侧，由重力和轨道的弹力的合力提供向心力，再通过牛顿第二定律求出轨道对小球的支持力，即可得到它对轨道压力【解答】解：在最高点，小球经过轨道内侧最高点而不脱离轨道时，根据牛顿第二定律有：mg=m使小球以2v的速率通过轨道最高点内侧时，则有：mg+N=m由解得，N=3mg根据牛顿第三定律得知，小球对轨道的压力大小为 N=N=3mg故选：C【点评】解决本题的关键知道向心力的来源，知道最高点的临界情况，通过牛顿第二定律进行求解4质量为m的汽车，起动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，当汽车的车速时，汽车的瞬时加速度为（）ABCD【考点】功率、平均功率和瞬时功率【分析】汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件，可以先求出摩擦阻力；当汽车的车速为时，先求出牵引力，再结合牛顿第二定律求解即可【解答】解：汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件F1=f P=F1v 当汽车的车速为时P=F2（） 根据牛顿第二定律F2f=ma 由式，可求的a=故选：C【点评】本题关键结合功率与速度关系公式P=Fv、共点力平衡条件以及牛顿第二定律联合求解5某行星自转周期为T，赤道半径为R，研究发现若该行星自转角速度变为原来两倍将导致该星球赤道上物体将恰好对行星表面没有压力，已知万有引力常量为G，则以下说法中正确的是（）A该行星质量为M=B该星球的同步卫星轨道半径为r=C质量为m的物体对行星赤道地面的压力为FN=D环绕该行星作匀速圆周运动的卫星线速度必不大于7.9km/s【考点】万有引力定律及其应用；向心力【分析】由“该行星自转角速度变为原来两倍将导致该星球赤道上物体将恰好对行星表面没有压力”可知此时重力充当向心力，赤道上的物体做匀速圆周运动，据此可得该星球的质量同步卫星的周期等于该星球的自转周期，由万有引力提供向心力的周期表达式可得同步卫星的轨道半径行星地面物体的重力和支持力的合力提供向心力，由此可得支持力大小，进而可知压力大小7.9km/s是地球的第一宇宙速度【解答】解：A、该行星自转角速度变为原来两倍，则周期将变为原来的，即为，由题意可知此时：，解得：，故A错误；B、同步卫星的周期等于该星球的自转周期，由万有引力提供向心力可得：，又：，解得：，故B正确；C、行星地面物体的重力和支持力的合力提供向心力：，又：，解得：FN=，由牛顿第三定律可知质量为m的物体对行星赤道地面的压力为，故C错误；D、7.9km/s是地球的第一宇宙速度，由于不知道该星球的质量以及半径与地球质量和半径的关系，故无法得到该星球的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的关系，故无法确环绕该行星作匀速圆周运动的卫星线速度是不是必不大于7.9km/s，故D错误；故选：B【点评】重点知识：行星自转的时候，地面物体万有引力等于重力没错，但是不是重力全部用来提供向心力，而是重力和支持力的合力提供向心力；“星球赤道上物体恰好对行星表面没有压力”时重力独自充当向心力6将一小球从高处水平抛出，最初2s内小球动能Ek随时间t变化的图线如图所示，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2根据图象信息下列说法正确的是（）A小球的质量为0.125kgB小球抛出时的高度为20mC小球的初速度为10m/sD最初2 s内重力对小球做功的平均功率为25w【考点】功率、平均功率和瞬时功率【分析】根据平抛运动的规律求出2s内下降的高度，结合动能定理，抓住动能的变化量求出物体的质量，结合初动能求出初速度的大小根据平均功率的公式求出重力做功的平均功率【解答】解：A、开始抛出时，小球的初动能是5J，2s后的动能为30J，2s内下降的高度为：h=，则由动能定理可得：mgh=Ek2Ek1=305J=25J，解得：m=0.125kg，故A正确；B、小球2s内下降的高度是20m，但是小球抛出时的高度不一定为20m，故B错误；C、根据可知，小球的初速度为：，故C错误；D、最初2 s内重力对小球做功的平均功率为：，故D错误故选：A【点评】本题考查了功率和动能定理的综合运用，解题时要能从给定的图象中获为有用的信息，尤其是图象的初始位置和末位置，若是直线还要重点看直线的斜率，并联系物理规律列出方程解答7如图所示，将倾角为30的斜面体置于水平地面上，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OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时物块B恰好静止不动将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体与物块B始终保持静止，下列判断中正确的是（）A物块B受到的摩擦力先减小后增大B物块B受到的摩擦力不变C物块B受到的摩擦力一直减小D无法判断【考点】向心力；共点力平衡的条件及其应用【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【解答】解：小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，有mgL=，在最低点，有，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，由于绳子的拉力从0增大到3mg，所以B受到的静摩擦力先减小，当拉力大于2mg后摩擦力反向变大故A正确，BCD错误故选：A【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8如图所示，一物体以初速度v0冲向光滑斜面AB，并恰好能沿斜面升高h，下列说法中错误的是（）A若把斜面弯成圆弧形D，物体不能沿圆弧升高hB若把斜面从C点锯断，物体冲过C点后仍升高hC若把斜面AB变成曲面AEB，物体沿此曲面上升仍能到B点D无论哪种方案，小球的机械能守恒【考点】机械能守恒定律；向心力【分析】小球上升的过程中只有重力做功，机械能守恒；AD轨道最高点，合力充当向心力，小球的速度不能为零斜抛运动的最高点，速度不为零；根据机械能守恒定律和小球到达最高点的速度情况进行判断【解答】解：A、小球沿斜面升高h时，速度为零取A点为参考点，根据机械能守恒定律得：mgh=若把斜面弯成圆弧形D，假设小球能到圆弧最高点，由机械能守恒定律可知，小球到达最高点的速度为零而小球要做完整的圆周运动，在最高点时，至少由重力充当向心力，最小速度为 v=（mg=m），所以小球不能沿圆弧升高h故A正确B、若把斜面从C点锯断，物体冲过C点后做斜抛运动，由于物体机械能守恒，同时斜抛运动到最高点，速度不为零，设上升的最大高度为h，由机械能守恒定律得：mgh+=，v0，则有 hh，故小球不能到达h高处，故B错误C、若把斜面AB变成曲面AEB，物体在最高点速度为零，根据机械能守恒定律，物体沿此曲面上升仍能到达B点，故C正确D、无论哪种方案，只有重力做功，小球的机械能均守恒，故D正确本题选错误的，故选：B【点评】本题关键是根据机械能守恒定律分析，同时要知道斜抛运动和沿圆弧内侧运动到达最高点时，速度都不为零9自然界中某个物理量D的变化量为D，与发生这个变化所用时间t的比值叫做这个物理量D的变化率下列说法正确的是（）A若D表示某质点做匀速直线运动的位移，则是恒定不变的B若D表示某质点的动能，越大，则该质点所受外力做的总功就越多C若D表示某质点做平抛运动的速度，则是恒定不变的D若D表示圆周运动转过的角度，则是恒定不变的【考点】匀速圆周运动；平抛运动【分析】若D表示某质点的位移，则表示速度，若D表示速度，则表示加速度，若D表示某质点的动能，表示所受外力的功率，若D表示圆周运动转过的角度，则不是圆周运动的角速度【解答】解：A、若D表示某质点做匀速直线运动的位移，则表示速度，而匀速直线运动速度不变，所以是恒定不变，故A正确；B、若D表示某质点的动能，则表示所受外力的功率，越大，则质点所受外力的功率越大，故B错误；C、若D表示某质点做平抛运动的速度，则表示加速度，而平抛运动加速度为g，不变，所以是恒定不变，故C正确；D、若D表示圆周运动转过的角度，则不是圆周运动的角速度，只有匀速圆周运动的角速度是恒定不变的，故D错误故选：AC【点评】解决本题的关键是知道当D表示不同的量时，表示的物理量，再根据条件判断是否变化，难度适中10将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同现将一个可视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同在这三个过程中，下列说法正确的是（）A沿着1下滑到底端时，物块的速度最大B物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的C物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的D沿着2和3下滑到底端时，物块的速度相同【考点】功能关系【分析】本题可根据动能定理分析，只要正确对物体受力分析，分别求出各力做功的代数和，即可比较速度的大小根据功能关系分析热量的多少【解答】解：对物块从高为h的斜面上由静止滑到底端时，根据动能定理有 mghWf=mv2其中Wf为物块克服摩擦力做的功，因滑动摩擦力 f=N=mgcos，所以物块克服摩擦力做的功为 Wf=fL=mgcosL=mgLcos=mgL底由图可知，Lcos为斜面底边的长度，可见，物体从斜面顶端下滑到底端时，克服摩擦力做功与斜面底端长度L底成正比AD、因沿着1和2下滑到底端时，物体克服摩擦力做功相同，沿着1下滑时重力做的功大于沿2下滑时重力做的功，根据式得知，沿着1下滑到底端时物块的速度大于沿2下滑到底端时速度；沿着2和3下滑到底端时，重力做功相同，而沿2物体克服摩擦力做功小于沿3克服摩擦力做功，则由式得知，沿着2下滑到底端时物块的速度大于沿3下滑到底端时速度；所以沿着1下滑到底端时，物块的速度最大，而沿着3下滑到底端时，物块的速率最小故A正确，D错误B、沿3时克服摩擦力做的功最多，物体的机械能损失最大，产生的热量最多故B正确C、同理，根据以上分析知，物块沿1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，故C正确故选：ABC【点评】通过本题求克服摩擦力做功可推得一个重要的结论：物体从斜面下滑到底端的过程中，克服摩擦力做的功与沿水平面滑动与斜面底端相同距离时克服摩擦力做的功相同11如图所示，AB为斜面，BC为水平面，从A点以水平速度v0抛出一小球，此时落点到A的水平距离为x1；从A点以水平速度3v0抛出小球，这次落点到A点的水平距离为x2，不计空气阻力，则x1：x2可能等于（）A1：3B1：6C1：9D1：12【考点】平抛运动【分析】该题考查平抛运动，但问题在于：两次抛出的是落在斜面AB上，还是落在水平面BC上，或者是一个在斜面上，一个在水平面上都在斜面上时，两个的水平位移比值最大，都在水平面上时，两个的水平位移的比值最小，两个的水平位移的比值应该在最大与最小值之间先求出最小值，再求出最大值，即可【解答】解：A：若都落在水平面上，运动的时间相等，有公式：x=vt得：x1=v0t，x2=3v0t，所以：x1：x2=1：3；故A正确；C：若都落在斜面上，设斜面与水平面的夹角为，水平位移：x=vt，竖直位移：y=，则有：，水平位移：，所以：x1：x2=1：9故C正确；BD：都落在斜面上时，两个的水平位移比值最大，都在水平面上时，两个的水平位移的比值最小，其他的情况应在两者之间，故B正确，而D错误故选：ABC【点评】该题考查平抛运动，要抓住该题有多种可能的情况，分析出最大值和最小值，问题便迎刃而解12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【点评】利用反证法得到O点并非AB连线的中点是很巧妙的，此外要求同学对功能关系和动能定理理解透彻二、实验题（共15分，每空3分）13某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图1所示，在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动，在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节，在木板上固定一张白纸，该同学在完成装置安装后进行了如下的实验步骤：A实验前在白纸上画一条直线，并在线上标了a、b、c三点，且ab=bc，如图2所示量出ab的长度L=40.00cmB让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差h1=hC让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差h2=h+10.00 （cm）D让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差h3=h+30.00 （cm）则由上述测量结果可得出钢球做平抛运动的初速度的大小v0=4.00m/s，钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby=1.50m/s（重力加速度取g=10m/s2，空气阻力不计）【考点】研究平抛物体的运动【分析】根据竖直方向运动特点h=gt2，求出物体运动时间，然后利用水平方向运动特点即可求出平抛的初速度，钢球击中b点时其竖直分速度可以根据竖直方向做自由落体运动求解【解答】解：根据题意可知：hab=10cm=0.1m，hbc=20cm=0.2m在竖直方向：h=gt2，水平方向：x=v0t，其中h=hbchac=0.1m，x=L=40cm=0.4m，代入数据解得：t=0.1s，v0=4.00m/s根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知：故答案为：4.00，1.50【点评】本题不但考查了实验的操作，而且考查了平抛运动的规律以及匀速运动和匀变速运动的规律，对同学的知识的综合应用要求比较高，是个考查学生能力的好题14如图甲所示，跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B，A下端与通过打点计时器的纸带相连，B上放置一质量为m的金属片C，固定的金属圆环D处在B的正下方系统静止时C、D间的高度差为h先接通电磁打点计时器，再由静止释放B，系统开始运动，当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止，通过纸带，可以求出B刚好穿过D时的速度V（1）若用该装置验证机械能守恒定律，则需验证等式是否成立还可运用图象法加以验证：改变物块B的释放位置，重复上述实验，记录每次C、D间的高度差h，并求出B刚穿过D时的速度v，作出v2h图线如图乙所示，根据图线得出重力加速度的表达式g=代入数据再与当地的重力加速度大小比较，判断系统机械能是否守恒（均用题中物理量的字母表示）（2）在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的一个办法适当增加C、D间的高度差；适当增加金属片C的质量；保证打点计时器的限位孔在同一竖直线上【考点】验证机械能守恒定律【分析】（1）根据系统机械能守恒得出验证的表达式根据系统机械能守恒得出v2h的关系式，从而求出重力加速度g的表达式（2）减小误差的方法有：适当增加C、D间的高度差；适当增加金属片C的质量；保证打点计时器的限位孔在同一竖直线上【解答】解：（1）系统重力势能的减小量Ep=mgh，系统动能的增加量为：，则需验证：根据机械能守恒得：则g=（2）减小误差的方法：适当增加C、D间的高度差；适当增加金属片C的质量；保证打点计时器的限位孔在同一竖直线上故答案为：（1），；（2）适当增加C、D间的高度差；适当增加金属片C的质量；保证打点计时器的限位孔在同一竖直线上【点评】解决本题的关键掌握实验的原理，即验证系统重力势能的减小量与系统动能的增加量是否相等，难度不大三、计算题.（38分）15袋鼠前肢短小，后肢长且强健有力，适于跳跃，是跳得最高最远的哺乳动物如图所示，某次，袋鼠在平整的草原上跳出高h=2m、水平距离x=8m，跳跃时不计空气阻力、袋鼠视为质点g取10m/s2，求此次跳跃：（1）袋鼠在空中飞行的时间t；（2）袋鼠落回水平地面时的速度方向与水平地面夹角的正切值【考点】平抛运动【分析】将袋鼠的运动看做斜抛运动，从逆向运动来看，其一半为平抛运动，故起跳方向相当于平抛运动的落地速度方向，由平抛运动的位移方向与速度方向的关系可以解决问题【解答】解：（1）袋鼠在空中做斜坡运动，根据h=得：，则袋鼠在空中飞行的时间为：t=2t=0.632s=1.26s（2）根据对称性知，袋鼠落回地面的速度方向与水平面的夹角与起跳时速度方向与水平面的夹角相等，平抛运动在某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，设位移与水平方向的夹角为，则有：答：（1）袋鼠在空中飞行的时间t为1.26s；（2）袋鼠落回水平地面时的速度方向与水平地面夹角的正切值为1【点评】用逆向思维法解决平抛运动问题较好，巧妙应用了平抛运动的位移方向与速度方向的关系，此外，顺利作图对解决问题帮助很大16xx，科学家发现了一个多星系统的“婴儿期”，多星系统是宇宙中比较少见的系统科学家猜想有一种五星系统，是由五颗质量均为m的星体组成，其中四颗在一个边长为l的正方形的四个角上围绕第五颗星转动（转动可视为匀速圆周运动），第五颗星则在这个正方形的中心处，如图假设五星系统离其他恒星较远，可忽略其他星体对五星系统的引力作用（万有引力常量G已知）求：（1）A星受到其余四颗星体的引力的合力（2）A星围绕O星转动的周期【考点】万有引力定律及其应用【分析】在四颗星组成的四星系统中，其中任意一颗星受到其它四颗星对它的合力提供圆周运动的向心力，根据合力提供向心力，求出星体匀速圆周运动的周期【解答】解：星体在其他四个星体的万有引力作用下，合力方向指向对角线的交点，围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，四颗星的轨道半径为r=lFAC=FAB=FAD=FAO=，则合力F=+FAD+FAO=+4+=（+），根据合力充当向心力：（+）=m解得T=答：（1）A星受到其余四颗星体的引力的合力为（+）；（2）A星围绕O星转动的周期为【点评】解决本题的关键掌握万有引力等于重力，以及知道在四颗星组成的四星系统中，其中任意一颗星受到其它三颗星对它的合力提供圆周运动的向心力17如图所示，质量分别为2m和3m的两个小球固定在一根直角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴AO、BO的长分别为2L和L开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方让该系统由静止开始自由转动，求：（1）当A到达最低点时，A小球的速度大小v；（2）B球能上升的最大高度h；（3）开始转动后B球可能达到的最大速度vm【考点】机械能守恒定律【分析】（1）AB两个球组成的系统机械能守恒，根据系统的机械能守恒列式可以求得AB速度之间的关系，同时由于AB是同时转动的，它们的角速度的大小相同联立即可求解v（2）B球不可能到达O的正上方，它到达最大高度时速度一定为零，再根据系统的机械能守恒求解最大高度h（3）设OA杆从开始转过角时，B球的速度达到最大根据系统的机械能守恒和AB速度关系，得到B的速度与的关系式，运用数学知识求解B速度的最大值【解答】解：（1）以直角尺和两小球组成的系统为对象，由于转动过程不受摩擦和介质阻力，所以该系统的机械能守恒A、B转动的角速度始终相同，由v=r，有v=2vB系统的机械能守恒，得：2mg2L=3mgL+ 解得 v=（2）B球不可能到达O的正上方，它到达最大高度时速度一定为零，设该位置位于OA杆竖直位置向左偏了角如图所示（2）则有2mg2Lcos=3mgL（1+sin）此式可化简为 4cos3sin=3解得 sin（53）=sin37，=16所以B球能上升的最大高度h=L+Lsin16=L+Lsin（5337）解得h=1.28L（3）B球速度达到最大vm时，系统的动能最大设OA杆从开始转过角时，B球的速度达到最大根据系统的机械能守恒定律得：2mg2Lsin3mgL（1cos）=+又vA=2vB，则得=根据数学知识得：4cos+3sin的最大值为5，则得B球速度的最大值vm=答：（1）当A到达最低点时，A小球的速度大小v是；（2）B球能上升的最大高度h是1.28L；（3）开始转动后B球可能达到的最大速度vm是【点评】本题中的AB的位置关系并不是在一条直线上，所以在球AB的势能的变化时要注意它们之间的关系，在解题的过程中还要用到数学的三角函数的知识，要求学生的数学基本功要好，本题由一定的难度18如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角=30，传送带在电动机的带动下，始终保持v0=2m/s的速率运行，现把一质量为m=10kg的工件（可看做质点）轻轻放在传送带的底端，工件与传送带之间的摩擦系数=，经过时间t=1.9s，工件被传送到顶端，取g=10m/s2求：（1）传送带的长度；（2）这个过程中产生热量Q（3）电动机由于传送工件多消耗的电能【考点】功能关系；牛顿第二定律【分析】（1）分析工件的受力情况，工件受到重力、支持力和沿斜面向上的滑动摩擦力作用，合力沿斜面向上，工件做匀加速运动，速度与传送带相等后，工件与传送带一起向上做匀速运动；由牛顿第二定律求出匀加速运动的加速度；再位移时间公式求解传送带的长度（2）根据相对位移求摩擦生热Q（3）由功能关系知道电动机多消耗的电能都用来对系统做功了，而多做的功一定转化成了系统的能量，从题意中分析出系统增加的能量有物体的动能、重力势能和由于摩擦产生的热能【解答】解：（1）工件开始阶段做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，得：mgcosmgsin=ma得：a=gcosgsin=2.5m/s2加速至速度与传送带相同时通过的位移为：x1=0.8m，所用时间为：t1=s=0.8s在接下来的1.1s内工件做匀速直线运动，通过的位移为：x2=v0t2=2.2m故传送带的长度为：L=x1+x2=3m（2）在时间t1内，皮带运动的位移：x2=v0t1=1.6m工件相对皮带的位移为x=x2x1=0.8m在时间t1内，皮带与工件的摩擦生热为：Q=mgcosx=60J（3）工件获得的动能为：Ek=mv02=20J工件增加的势能为：Ep=mgLsin30=150J电动机多消耗的电能为：W=Q+Ek+Ep=230J答：（1）传送带的长度是3m；（2）这个过程中产生热量Q是60J；（3）电动机由于传送工件多消耗的电能是230J【点评】本题是物体倾斜传送带上有相对运动的问题，第一问中判断物体是先加速后匀速是难点；第二问中由于摩擦产生的热量要根据相对位移求，这是本题的关键