1、2015-2016学年湖北省襄阳市枣阳一中高三（下）月考物理试卷（3月份）一、选择题（12小题，每小题3分，共计36分）1一个人站立在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则（）A踏板对人做的功等于人的机械能增加量B人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小C人只受重力和踏板的支持力的作用D人所受合力做的功等于人的动能的增加量2如图所示，物体A、B的质量都为m现用手托着物体A使弹簧处于原长，细绳刚好竖直伸直，A与地面的距离为h，物体B静止在地面上放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，设物体A落地后不反弹则下列说法中正确的是（）AA落地时，弹簧
2、的弹性势能等于mghmv2B弹簧的劲度系数为C与地面即将接触时A的加速度大小为g，方向竖直向上D物体A落地后B能上升到的最大高度为h3一质最m=3kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图所示取g=10m/s2，则（）A在06s内，合力的平均功率为16WB在6s10s内，合力对物体做功为96JC物体所受的水平推力F=9ND在t=8s时，质点的加速度为lm/s24如图所示，一个质量为M的物体放在水平地面上，物体上方安装一个长度为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离在这一过程中，P点的位移（开始时弹簧
3、为原长）是H，则物体重力势能增加了（）AMgHBMgH+CMgHDMgH5水平路面上的汽车以恒定功率P做加速运动，所受阻力恒定，经过时间t，汽车的速度刚好达到最大，在t时间内（）A汽车做匀加速直线运动B汽车加速度越来越大C汽车克服阻力做的功等于PtD汽车克服阻力做的功小于Pt6塔吊吊起货物沿竖直方向匀速上升过程中，钢丝绳对货物的拉力及其功率变化说法正确的是（）A拉力增大，功率不变B拉力不变，功率变大C拉力减小，功率变大D拉力不变，功率不变7溜溜球是一种流行的健身玩具，具有很浓的趣味性，备受学生的欢迎溜溜球类似”滚摆”，对称的左右两轮通过固定轴连接（两轮均用透明塑料制成），轴上套一个可以自由转动
4、的圆筒，圆筒上系一条长约1m的棉线，玩时手掌向下，用力向正下方掷出溜溜球，当滚到最低处时，轻抖手腕，向上拉一下绳线，溜溜球将返回到你的手上，如图所示溜溜球在运动过程中（）A一边转动一边向下运动，由于重力做功，溜溜球越转越快，动能不断增大，溜溜球的势能转化为动能B在溜溜球上下运动中，由于发生动能和势能的相互转化，因此机械能守恒C在溜溜球上下运动中，由于空气阻力和绳子与固定轴之间摩擦力的作用，会损失一部分机械能D在溜溜球转到最低点绳子要开始向上缠绕时，轻抖手腕，向上拉一下绳子，给溜溜球提供能量8如图中所示虚线表示等势面，相邻等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨
5、迹小球在a点的动能等于20eV，b点的动能等于2eV若取c点为零电势点，则当这个带电小球的电势能等于6eV时（不计重力和空气阻力），它的动能等于（）A16 eVB8 eVC6 eVD4 eV9如图，光滑斜面PMNQ的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线框质量为m、电阻为R，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上，ef为磁场的边界，且efMN线框在恒力F作用下从静止开始运动，其ab边始终保持与底边MN平行，F沿斜面向上且与斜面平行已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是（）A线框进入磁场前的加速度为B线框进入磁场时的速度为C线框进入
6、磁场时有abcd方向的感应电流D线框进入磁场的过程中产生的热量为（Fmgsin）l110如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L现有一边长为的正方形线框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁场边缘，并以沿x轴正方向的速度水平匀速地通过磁场区域，若以逆时针方向为电流正方向，下图中能反映线框中感应电流变化规律的图是（）ABCD11如图所示，用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中当磁场以20T/s的变化率增强时，线框中点a、b两点间的电势差Uab是（）A0.2VB0.2VC0.4VD
7、0.412如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（）A感应电流方向不变BCD段直线始终不受安培力C感应电动势最大值E=BavD感应电动势平均值=Bav二、实验题（18分）13研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图1所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为力传感器（测绳子的拉力），P为小桶（内有砂子），M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的模板不计绳子与滑轮间的摩擦（1
8、）要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源（含导线）外，还需要的实验仪器是（填“刻度尺”、“天平”或“秒表”）（2）平衡摩擦力后再按上述方案做实验，是否要求砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量？（填“是”或“否”）（3）已知交流电源的频率为50Hz，某次实验得到的纸带如图2所示，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a=m/s2（结果保留2位有效数字）14用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律（1）下面列
9、举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C用天平测出重锤的质量；D先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；E测量纸带上某些点间的距离；F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是（将其选项对应的字母填在横线处）（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a=（3）在上
10、述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=三、计算题（40分）15如图所示，在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场，同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，KL为上下磁场的水平分界线，在NS和MT边界上，距KL高h处分别有P、Q两点，NS和MT间距为1.8h，质量为m带电量为+
11、q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为g（1）求电场强度的大小和方向（2）要使粒子不从NS边界飞出，求粒子入射速度的最小值（3）若粒子经过Q点从MT边界飞出，求粒子入射速度的所有可能值16如图所示，传送带长6m，与水平方向的夹角37，以5m/s的恒定速度向上运动一个质量为2kg的物块（可视为质点），沿平行于传送带方向以10m/s的速度滑上传送带，已知物块与传送带之间的动摩擦因数=0.5，sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2求：（1）物块刚滑上传送带时的加速度大小；（2）物块到达传送带顶端时的速度大小17如图所示，水平地面上静止放置一辆小
12、车A，质量mA=4kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计，可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB=2kg，现对A施加一个水平向右的恒力F=10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t=0.6s，二者的速度达到vt=2m/s，求（1）A开始运动时加速度a的大小；（2）A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；（3）A的上表面长度l2015-2016学年湖北省襄阳市枣阳一中高三（下）月考物理试卷（3月份）参考答案与试题解析一、选择题（12小题，每小题3分，共计36分）1一个人站立在商店的自
13、动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则（）A踏板对人做的功等于人的机械能增加量B人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小C人只受重力和踏板的支持力的作用D人所受合力做的功等于人的动能的增加量【分析】自动扶梯上的人随扶梯斜向上做加速运动，人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向，根据牛顿第二定律即可求解除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，而合外力对人做的功等于人动能的增加量【解答】解：A、除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，所以踏板对人做的功等于人的机械能增加量，故A正确；B、人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得：ax=acos，方向水
14、平向右；ay=asin，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，f=ma=macos，水平向右，竖直方向受重力和支持力，FNmg=masin，所以FNmg，故BC错误；D、由动能定理可知，人所受合力做的功等于人的动能的增加量，故D正确；故选：AD2如图所示，物体A、B的质量都为m现用手托着物体A使弹簧处于原长，细绳刚好竖直伸直，A与地面的距离为h，物体B静止在地面上放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，设物体A落地后不反弹则下列说法中正确的是（）AA落地时，弹簧的弹性势能等于mghmv2B弹簧的劲度系数为C与地面即将接触时A的加速度大小为g，方向竖直向上D物
15、体A落地后B能上升到的最大高度为h【分析】由题，物体B对地面恰好无压力时，物体A下落高度为h，则知此时弹簧所受的拉力大小等于B的重力mg，弹簧伸长的长度为h，由胡克定律F=kx求解弹簧的劲度系数A与弹簧组成的系统机械能守恒，可求解求得弹簧的弹性势能此时物体B的速度为零根据牛顿第二定律求出A的加速度【解答】解：A、A与弹簧组成的系统机械能守恒，则有： mgh=+Ep，则弹簧的弹性势能：Ep=mgh故A正确；B、由题可知，此时弹簧所受的拉力大小等于B的重力，即F=mg，弹簧伸长的长度为x=h，由F=kx得，k=，故B正确；C、根据牛顿第二定律对A有：Fmg=ma，得a=0，故C错误；D、物体A落地
16、后B能上升到的最大高度小于h故D错误故选：AB3一质最m=3kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图所示取g=10m/s2，则（）A在06s内，合力的平均功率为16WB在6s10s内，合力对物体做功为96JC物体所受的水平推力F=9ND在t=8s时，质点的加速度为lm/s2【分析】根据速度时间图象可知：06s内有水平推力F的作用，物体做匀加速直线运动；6s10s内，撤去F后只在摩擦力作用下做匀减速直线运动，可根据图象分别求出加速度和位移，再根据匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解力在vt图象中与时间轴所围面积即为物体运动位移，由P=求的功率【
17、解答】解：A、在外力作用下的加速度为撤去外力后的加速度为撤去外力后f=ma2=3（2）N=6N施加的外力为F+f=ma1F=f+ma1=（6）+31N=9N06s内的位移为x=30m故合力平均功率为，故AD错误，C正确；B、在6s10s内，位移为x合力做功为W=fx=616J=96J，故B错误；故选：C4如图所示，一个质量为M的物体放在水平地面上，物体上方安装一个长度为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离在这一过程中，P点的位移（开始时弹簧为原长）是H，则物体重力势能增加了（）AMgHBMgH+CMgHDMgH【分析】知道手拉着弹簧上端P点缓
18、慢向上移动，可以看成物体是处于平衡状态根据胡克定律求出弹簧的形变量，再求出物体上升的高度【解答】解：手拉着弹簧上端P点缓慢向上移动，可以看成物体是处于平衡状态根据胡克定律得：弹簧的伸长量x=在这一过程中，P点的位移是h所以物体上升的高度为H所以物体重力势能的增加量为故选C5水平路面上的汽车以恒定功率P做加速运动，所受阻力恒定，经过时间t，汽车的速度刚好达到最大，在t时间内（）A汽车做匀加速直线运动B汽车加速度越来越大C汽车克服阻力做的功等于PtD汽车克服阻力做的功小于Pt【分析】根据汽车的受力，结合P=Fv，抓住功率不变，判断牵引力的变化结合物体的受力，通过牛顿第二定律判断加速度的变化，根据W
19、=Pt求解牵引力做功的大小，从而判断阻力做功【解答】解：A、根据P=Fv知，因为速度增大，则牵引力减小，根据牛顿第二定律得：a=知，加速度减小，做加速度减小的加速运动故AB错误C、因为功率不变，则牵引力做功W=Pt，通过动能定理知，牵引力与阻力的合力功等于动能的变化量，阻力做功小于Pt，故D正确，C错误故选：D6塔吊吊起货物沿竖直方向匀速上升过程中，钢丝绳对货物的拉力及其功率变化说法正确的是（）A拉力增大，功率不变B拉力不变，功率变大C拉力减小，功率变大D拉力不变，功率不变【分析】根据货物做匀速上升得出拉力的大小，根据P=Fv判断拉力功率的变化【解答】解：因为货物做匀速上升，知F=mg，则拉力
20、不变，根据P=Fv知，拉力功率不变故D正确，A、B、C错误故选：D7溜溜球是一种流行的健身玩具，具有很浓的趣味性，备受学生的欢迎溜溜球类似”滚摆”，对称的左右两轮通过固定轴连接（两轮均用透明塑料制成），轴上套一个可以自由转动的圆筒，圆筒上系一条长约1m的棉线，玩时手掌向下，用力向正下方掷出溜溜球，当滚到最低处时，轻抖手腕，向上拉一下绳线，溜溜球将返回到你的手上，如图所示溜溜球在运动过程中（）A一边转动一边向下运动，由于重力做功，溜溜球越转越快，动能不断增大，溜溜球的势能转化为动能B在溜溜球上下运动中，由于发生动能和势能的相互转化，因此机械能守恒C在溜溜球上下运动中，由于空气阻力和绳子与固定轴之
21、间摩擦力的作用，会损失一部分机械能D在溜溜球转到最低点绳子要开始向上缠绕时，轻抖手腕，向上拉一下绳子，给溜溜球提供能量【分析】溜溜球上下运动中，动能和势能不断的转化，由于摩擦，机械能会损耗，故人要通过做功补充机械能【解答】解：A、溜溜球一边转动一边向下运动，由于重力做功，溜溜球越转越快，动能不断增大，溜溜球的势能一部分转化为动能，一部分通过克服摩擦转化为内能，故A正确；B、C、溜溜球上下运动中，由于摩擦，机械能会损耗，故B错误，C正确；D、在溜溜球转到最低点绳子要开始向上缠绕时，轻抖手腕，向上拉一下绳子，给溜溜球提供能量，保证其能够返回最高点，故D正确；故选：ACD8如图中所示虚线表示等势面，
22、相邻等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹小球在a点的动能等于20eV，b点的动能等于2eV若取c点为零电势点，则当这个带电小球的电势能等于6eV时（不计重力和空气阻力），它的动能等于（）A16 eVB8 eVC6 eVD4 eV【分析】解决本题需掌握：小球只受电场力时，小球的动能和电势能之和保持不变；正确判断小球在电场中所受电场力方向以及电场力做功情况【解答】解：小球自a点运动到b时，电场力做负功：Wab=2eV20eV=18eV 由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有：Uab=1.5Ubc 从b到c电场力做正功，根据动能定理有：Wbc=Ek
23、cEkb 联立可得Ekc=14eV由于只有电场力做功，电势能和动能和保持不变，故在c点：E=Ep+Ek=14eV即电势能和动能之和为8eV，因此当电势能等于6eV时动能为8eV，故选B9如图，光滑斜面PMNQ的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线框质量为m、电阻为R，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上，ef为磁场的边界，且efMN线框在恒力F作用下从静止开始运动，其ab边始终保持与底边MN平行，F沿斜面向上且与斜面平行已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是（）A线框进入磁场前的加速度为B线框进入磁场时的速度为C线框进入磁场时
24、有abcd方向的感应电流D线框进入磁场的过程中产生的热量为（Fmgsin）l1【分析】根据牛顿第二定律求解线框进入磁场前的加速度由线框刚进入磁场时做匀速运动，推导出安培力与速度的关系，由平衡条件求解速度根据楞次定律判断感应电流的方向根据能量守恒定律求解热量【解答】解：A、线框进入磁场前，根据牛顿第二定律得：线框的加速度为：a=，故A正确B、线框刚进入磁场时做匀速运动时，由F安+mgsin=F，而F安=，解得：v=故B正确C、线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律判断知线框中感应电流方向为abcd故C正确D、由于线框刚进入磁场时做匀速运动，根据功能关系可知：产生的热量为：Q=（Fmg
25、sin）l2故D错误故选：ABC10如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L现有一边长为的正方形线框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁场边缘，并以沿x轴正方向的速度水平匀速地通过磁场区域，若以逆时针方向为电流正方向，下图中能反映线框中感应电流变化规律的图是（）ABCD【分析】由楞次定律可判断线圈中的电流方向；由E=BLv、欧姆定律及匀速运动的规律可得出电流随时间的变化规律，再选择图象，注意公式中L是有效切割长度【解答】解：t在0时间内，线框右边开始进入磁场时，由楞次定律可知，电流方向为逆时针，为正值；线框有效切割长度均匀
26、增大，由E=BLv可知，感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大；在时间内，由楞次定律可知，电流方向为逆时针，为正值；线框有效切割长度均匀减小，由E=BLv可知，感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小；在时间内，由楞次定律可知，电流方向为顺时针，为负值；线框两边都切割磁感线，产生感应电动势，感应电动势是进入过程的2倍，线框有效切割长度先均匀增大后均匀减小，由E=BLv可知，感应电动势先均匀增大后均匀减小，感应电流也先均匀增大后均匀减小，感应电流的最大值是0过程最大值的2倍；在时间内，由楞次定律可知，电流方向为逆时针，为正值；线框有效切割长度先均匀增大后均匀减小，由E=BLv可知，感应电动势先均匀增大
27、后均匀减小，感应电流也先均匀增大后均匀减小故C正确；故选：C11如图所示，用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中当磁场以20T/s的变化率增强时，线框中点a、b两点间的电势差Uab是（）A0.2VB0.2VC0.4VD0.4【分析】当磁场以20T/s的变化率增强时，线框中产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律求出回路中产生的感应电动势，由楞次定律判断a、b电势高低，根据欧姆定律求出a、b两点间的电势差Uab【解答】解：由题得，磁感应强度的变化率为 =20T/s，由法拉第电磁感应定律得，E=S=200.22V=0.4V由楞次定律判断得，线框中感应电流
28、方向沿逆时针方向，b相当于电源的正极，a相当于电源的负极，则a的电势低于b的电势，根据欧姆定律得 Uab=0.2V故选B12如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（）A感应电流方向不变BCD段直线始终不受安培力C感应电动势最大值E=BavD感应电动势平均值=Bav【分析】由楞次定律可判断电流方向，由左手定则可得出安培力的方向；由E=BLv，分析过程中最长的L可知最大电动势；由法拉第电磁感应定律可得出电动势的平均值【解答】解
29、：A、在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确B、根据左手定则可以判断，受安培力向下，故B错误C、当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大E=Bav，C正确D、由法拉第电磁感应定律可得感应电动势平均值，故D正确故选ACD二、实验题（18分）13研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图1所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为力传感器（测绳子的拉力），P为小桶（内有砂子），M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的模板不计绳子与滑轮间的摩擦（1
30、）要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源（含导线）外，还需要的实验仪器是刻度尺（填“刻度尺”、“天平”或“秒表”）（2）平衡摩擦力后再按上述方案做实验，是否要求砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量？否（填“是”或“否”）（3）已知交流电源的频率为50Hz，某次实验得到的纸带如图2所示，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a=0.90m/s2（结果保留2位有效数字）【分析】（1）实验所有的具体操作目的都是为了更好、更准确的完成实验，操作细节不能忽视，同时操作步骤要满足实验原理和实验目的要求（2）实验器材的选取要为实验目的服务，如在实验中只要用到打点计时器，一般都要
31、用到低压交流电源、刻度尺等（3）根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小【解答】解：（1）根据实验所要进行的测量可知，本实验中除实验仪器和低压交流电源（含导线）外，还需要毫米刻度尺；（2）根据上述方案做实验，通过弹簧测力计可测量出拉小车的力，因此不需要沙桶和沙的总质量远小于车的质量；（3）由于每相邻的两个记数点间还有四个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s；根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小，得：s2s1=aT2解得：a=故答案为：（1）刻度尺；（2）否；（3）0.9014用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源
32、，输出电压为6V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C用天平测出重锤的质量；D先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；E测量纸带上某些点间的距离；F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是BCD（将其选项对应的字母填在横线处）（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B
33、、C、D、E，测出A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a=（3）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是重锤的质量试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=【分析】（1）根据实验的原理以及操作中的注意事项，确定不正确的操作步骤；（2）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重锤下落的加速度；
34、（3）根据牛顿第二定律求出阻力的表达式，从而确定还需要测量的物理量【解答】解：（1）打点计时器接到电源的“交流输出”上，故B错误验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，所以不需要测量重锤的质量，故C错误实验时先接通电源开关，然后释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带，故D错误本题选择不正确的操作步骤，故选：BCD（2）根据得，加速度a=（3）根据牛顿第二定律得，mgf=ma，解得f=mgma=可知还需要测量的物理量是重锤质量故答案为：（1）BCD，（2），（3）三、计算题（40分）15如图所示，在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场，同时该区域上、下部分分别充满方向垂
35、直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，KL为上下磁场的水平分界线，在NS和MT边界上，距KL高h处分别有P、Q两点，NS和MT间距为1.8h，质量为m带电量为+q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为g（1）求电场强度的大小和方向（2）要使粒子不从NS边界飞出，求粒子入射速度的最小值（3）若粒子经过Q点从MT边界飞出，求粒子入射速度的所有可能值【分析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，电场力与重力合力为零；（2）作出粒子的运动轨迹，由牛顿第二定律与数学知识求出粒子的速度；（3）作出粒子运动轨迹，应用几何知识求
36、出粒子的速度【解答】解：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，电场力与重力合力为零，即mg=qE，解得：E=，电场力方向竖直向上，电场方向竖直向上；（2）粒子运动轨迹如图所示：设粒子不从NS边飞出的入射速度最小值为vmin，对应的粒子在上、下区域的轨道半径分别为r1、r2，圆心的连线与NS的夹角为，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得，粒子轨道半径：r=，r1=，r2=r1，由几何知识得：（r1+r2）sin=r2，r1+r1cos=h，解得：vmin=（96）；（3）粒子运动轨迹如图所示，设粒子入射速度为v，粒子在上、下区域的轨道半径分别为r1、r2，粒子第一次通过KL
37、时距离K点为x，由题意可知：3nx=1.8h （n=1、2、3）x，x=，解得：r1=（1+），n3.5，即：n=1时，v=，n=2时，v=，n=3时，v=；答：（1）电场强度的大小为，电场方向竖直向上；（2）要使粒子不从NS边界飞出，粒子入射速度的最小值为（96）（3）若粒子经过Q点从MT边界飞出，粒子入射速度的所有可能值为：、或、或16如图所示，传送带长6m，与水平方向的夹角37，以5m/s的恒定速度向上运动一个质量为2kg的物块（可视为质点），沿平行于传送带方向以10m/s的速度滑上传送带，已知物块与传送带之间的动摩擦因数=0.5，sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2
38、求：（1）物块刚滑上传送带时的加速度大小；（2）物块到达传送带顶端时的速度大小【分析】（1）根据物体相对传送带滑动的方向确定出摩擦力的方向，结合牛顿第二定律求出物块刚滑上传送带时的加速度大小（2）根据速度时间公式以及位移公式求出物块速度达到传送带速度时的位移，判断物体在速度与传送带速度相等时，是否到达最高点，若未到达最高点，再结合牛顿第二定律求出加速度的大小，结合速度位移公式求出到达最高点的速度【解答】解：（1）物块刚滑上传送带时，物块的加速度大小为a1，由牛顿第二定律有：mgsin37+mgcos37=ma1代入数据解得：；（2）设物块速度减为5m/s所用时间为t1，则v0v=a1t1解得：
39、t1=0.5s通过的位移： m6 m 因tan，此后物块继续减速上滑的加速度大小为a2则：mgsin37mgcos37=ma2代入数据解得：设物块到达最高点的速度为v1，则：v2v12=2a2x2x2=lx1=2.25m解得：v1=4m/s答：（1）物块刚滑上传送带时的加速度大小为10m/s2；（2）物块到达传送带顶端时的速度为4m/s；17如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA=4kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计，可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB=2kg，现对A施加一个水平向右的恒力F=10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，
40、碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t=0.6s，二者的速度达到vt=2m/s，求（1）A开始运动时加速度a的大小；（2）A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；（3）A的上表面长度l【分析】（1）由牛顿第二定律可以求出加速度；（2）由动量定理求出碰撞后的速度；（3）由动量守恒定律与动能定理可以求出A上表面的长度【解答】解：（1）以A为研究对象，由牛顿第二定律得：F=mAa，代入数据得：a=2.5m/s2；（2）A、B碰撞后共同运动过程中，选向右的方向为正，由动量定理得：Ft=（mA+mB）vt（mA+mB）v，代入数据解得：v=1m/s；（3）A、B碰撞过程动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mAvA=（mA+mB）v，A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理得：Fl=mAvA20，联立并代入数据得：l=0.45m；答：（1）A开始运动时加速度a的大小为2.5m/s2；（2）A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小为1m/s；（3）A的上表面长度为0.45m版权所有：高考资源网()
