1、2017-2018学年安徽省滁州市凤阳三中高三(上)月考物理试卷(11月份)一、选择题:本题共有10小题,每小题4分,共40分在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一个选项符合题目要求,第9-10题为多个选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物理学发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中,与事实不相符的是()A伽利略根据理想斜面实验,提出了力不是维持物体运动的原因B亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重的物体与轻的物体下落一样快C牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许比较准确地测出了引力常量GD法拉第提出
2、了场的概念并用电场线形象地描述电场2物块A、B的质量分别为m和2m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,对B施加向右的水平拉力F,稳定后A、B相对静止在水平面上运动,此时弹簧长度为l1;若撤去拉力F,换成大小仍为F的水平推力向右推A,稳定后A、B相对静止在水平面上运动,弹簧长度为l2,则下列判断正确的是()A弹簧的原长为B两种情况下稳定时弹簧的形变量相等C两种情况下稳定时两物块的加速度不相等D弹簧的劲度系数为31966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验实验时,用宇宙飞船(质量为m)去接触正在轨道上运行的火箭(质量为mx,发动机已熄火),如图所示接触以后,开动飞船尾部的推进
3、器,使飞船和火箭共同加速,推进器的平均推力为F,开动时间t,测出飞船和火箭的速度变化是v,下列说法正确的是()A火箭质量mx应为B宇宙飞船的质量m应为C推力F越大,就越大,且与F成正比D推力F通过飞船传递给火箭,所以飞船对火箭的弹力大小应为F4如图所示,一个重为30N的物体,放在倾角=30的斜面上静止不动,若用F=5N的竖直向上的力提物体,物体仍静止,下述结论正确的是()A物体受到的摩擦力减小5NB物体对斜面的作用力减小5NC斜面受到的压力减小5ND物体受到的合外力减小5N5两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势
4、为零,ND段中C点电势最高,则下列选项说法错误的是()Aq1为正电荷,q2为负电荷Bq1电荷量大于q2的电荷量CNC间场强方向沿x轴正方向D将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功6发射地球同步卫星要经过三个阶段:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨道2运行,最后将卫星送入同步圆轨道3轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如题图所示当卫星分别在轨道l、2、3上正常运行时,则以下说法正确的是()A卫星在轨道3上的运行速率大于7.9km/sB卫星在轨道3上的机械能小于它在轨道1上的机械能C卫星在轨道3上的运行速率小于它在轨道1上的运行速率D卫星沿轨道1经过Q点时的加速度小于
5、轨道2经过Q点时的加速度7倾斜的传送带上有一工件始终与传送带保持相对静止,如图,则()A当传送带向上匀速运行时,物体克服重力和摩擦力做功B当传送带向下匀速运行时,只有重力对物体做功C当传送带向上匀加速运行时,摩擦力对物体做正功D不论传送带向什么方向运行,摩擦力都做负功8如图所示,两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点,并在同一水平面内做匀速圆周运动,则它们的()A周期不相同B角速度的大小相等C线速度的大小相等D向心加速度的大小相等9物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、m B、m C,与水平面的动摩擦因数分别为A、B、C,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所
6、得加速度a与拉力F的关系图线如图所对应的直线甲、乙、丙所示,则以下说法正确的是()AA=B mAmBBBC mB=mCCB=C mBmCDAC mAmC10如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0104N/C现有一电荷量q=+1.0104C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2()A带电体在圆形轨道C点的速度大小为2m/sB落
7、点D与B点的距离xBD=0C带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小7ND带电体在从B到C运动的过程中对轨道最大压力为3(+1)N二、实验题(共20分)11(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的图象,由图象可知:弹簧原长L0=cm,由此求得弹簧的劲度系数K= N/M (结果保留三位有效数字)(2)如图b的方式挂上钩码(己知每个钩码重G=0.75N),使(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图b,则指针所指刻度尺示数为 cm由此可推测图b中所挂钩码的个数为 个12利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有
8、一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b,结果如图2所示,由此读出b= mm;(2)某次实验测得倾角=30,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为Ek= ,系统的重力势能减少量可表示为Ep= ,在误差允许的范围内,若Ek=Ep 则可认为系统的机械能守
9、恒;(用题中字母表示)(3)在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2d图象如图3所示,并测得M=m,则重力加速度g= m/s2三、计算题(共40分;解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案不得分有数值计算的题,答案应明确写出数值和单位)13交管部门强行推出了“电子眼”,机动车擅自闯红灯的大幅度减少现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10m/s当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5s)已知甲车
10、紧急刹车时制动力为车重的0.4倍,乙车紧急刹车制动力为车重的0.5倍,求:(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15m,他采取上述措施能否避免闯红灯?(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离?14如图所示,倾角为37的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值(3
11、)若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t15如图所示,半径R=0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一水平方向的匀强电场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动,它的电量q=1.00107C圆心O与A点的连线与竖直成一角度,在A点时小球对轨道的压力N=1.2N,此时小球的动能最大若小球的最大动能比最小动能多0.32J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力,g取10m/s2)则:(1)小球的最小动能是多少?(2)小球受到重力和电场力的合力是多少?(3)现小球在动能最小的位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在0.4s后的动能与它在A点时的动能相
12、等,求小球的质量和电场强度2017-2018学年安徽省滁州市凤阳三中高三(上)月考物理试卷(11月份)参考答案与试题解析一、选择题:本题共有10小题,每小题4分,共40分在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一个选项符合题目要求,第9-10题为多个选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物理学发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中,与事实不相符的是()A伽利略根据理想斜面实验,提出了力不是维持物体运动的原因B亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重的物体与轻的物体下落一样快C牛顿发现了万有引力定律,卡
13、文迪许比较准确地测出了引力常量GD法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场【考点】1U:物理学史【分析】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家如伽利略、牛顿、法拉第等人的物理学贡献即可【解答】解:A、伽利略根据理想斜面实验,提出了力不是维持物体运动的原因,与事实相符;B、亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重的物体比轻的物体下落的快,与事实不相符;C、牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许比较准确地测出了引力常量G,与事实相符;D、法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场,与事实相符;本题选与事实不相符的,故选:B2物块A、B的质量分别为m和2m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,
14、对B施加向右的水平拉力F,稳定后A、B相对静止在水平面上运动,此时弹簧长度为l1;若撤去拉力F,换成大小仍为F的水平推力向右推A,稳定后A、B相对静止在水平面上运动,弹簧长度为l2,则下列判断正确的是()A弹簧的原长为B两种情况下稳定时弹簧的形变量相等C两种情况下稳定时两物块的加速度不相等D弹簧的劲度系数为【考点】37:牛顿第二定律;2S:胡克定律【分析】先以整体法为研究对象,根据牛顿第二定律求得加速度,再分别对A和B为研究对象,求得弹簧的原长根据两种情况下弹簧的弹力的大小关系,分析弹簧的形变量关系;由胡克定律求得劲度系数【解答】解:A、C、D以整体法为研究对象,根据牛顿第二定律得知,两种情况
15、下加速度相等,而且加速度大小为a=设弹簧的原长为l0根据牛顿第二定律得: 第一种情况:对A:k(l1l0)=ma 第二种情况:对B:k(l0l2)=2ma 由解得,l0=,k=故AC错误,D正确B、第一种情况弹簧的形变量为l=l1l0=;第二种情况弹簧的形变量为l=l0l2=;故B错误故选:D31966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验实验时,用宇宙飞船(质量为m)去接触正在轨道上运行的火箭(质量为mx,发动机已熄火),如图所示接触以后,开动飞船尾部的推进器,使飞船和火箭共同加速,推进器的平均推力为F,开动时间t,测出飞船和火箭的速度变化是v,下列说法正确的是()A火箭
16、质量mx应为B宇宙飞船的质量m应为C推力F越大,就越大,且与F成正比D推力F通过飞船传递给火箭,所以飞船对火箭的弹力大小应为F【考点】52:动量定理【分析】对整体由动量定理可得出速度变化、质量及力之间的关系,分析各项即可得出正确结论【解答】解:对整体由动量定理可得:Ft=(m+mx)v;A、火箭的质量整体的质量为故A、B错误C、由公式可得,F=(m+mx)可知,推力F越大,就越大,且与F成正比故C正确D、隔离对mx分析,根据牛顿第二定律有:N=F故D错误故选C4如图所示,一个重为30N的物体,放在倾角=30的斜面上静止不动,若用F=5N的竖直向上的力提物体,物体仍静止,下述结论正确的是()A物
17、体受到的摩擦力减小5NB物体对斜面的作用力减小5NC斜面受到的压力减小5ND物体受到的合外力减小5N【考点】29:物体的弹性和弹力;27:摩擦力的判断与计算【分析】无拉力时对物体受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,根据共点力平衡条件求解各个力;有拉力F作用后,再次对物体受力分析,受到拉力、重力、支持力和静摩擦力,根据共点力平衡条件求解各个力【解答】解:A、C:无拉力时对物体受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,如右图所示:根据共点力平衡条件,有:f=mgsin,N=mgcos有拉力F作用后,再次对物体受力分析,受到拉力、重力、支持力和静摩擦力,如右下图所示,根据共点力平衡条件,有:f1=(mgF
18、)sinN1=(mgF)cos故ff1=Fsin30=2.5N,NN1=Fcos30=2.5N,即物体对斜面体的摩擦等于斜面体对物体的摩擦,减小了2.5N,故C错误;物体对斜面体的压力等于斜面体对物体的支持力,减小了2.5N,故A错误;B:无拉力时,斜面对物体的作用力与重力大小相等,即为mg;有拉力时,斜面对物体作用力与重力、拉力两个力的合力大小相等,即为mgF,所以斜面对物体的作用减小了F=5N,则物体对斜面的作用力也减小5N故B正确D:两次物体都保持静止状态,合力为零,保持不变故D错误;故选B5两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所
19、示,其中A、N两点的电势为零,ND段中C点电势最高,则下列选项说法错误的是()Aq1为正电荷,q2为负电荷Bq1电荷量大于q2的电荷量CNC间场强方向沿x轴正方向D将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功【考点】AG:匀强电场中电势差和电场强度的关系【分析】x图象的斜率等于电场强度E根据两点电荷连线的电势高低的分布如图所示,由于沿着电场线电势降低,可知两点电荷的电性根据功能关系分析电场力做功的正负【解答】解:A、由图知无穷远处的电势为0,A点的电势为零,由于沿着电场线电势降低,所以O点的电荷q1带正电,M点电荷q2带负电,由于A点距离O比较远而距离M比较近,所以q1电荷量大于q2的电
20、荷量故AB正确;C、由N到C过程电势升高,则说明场强沿x轴的反方向,故C错误;D、ND段中,电势先高升后降低,所以场强方向先沿x轴负方向,后沿x轴正方向,将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功故D正确;本题选错误的,故选:C6发射地球同步卫星要经过三个阶段:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨道2运行,最后将卫星送入同步圆轨道3轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如题图所示当卫星分别在轨道l、2、3上正常运行时,则以下说法正确的是()A卫星在轨道3上的运行速率大于7.9km/sB卫星在轨道3上的机械能小于它在轨道1上的机械能C卫星在轨道3上的运行速率小于它在轨道1上
21、的运行速率D卫星沿轨道1经过Q点时的加速度小于轨道2经过Q点时的加速度【考点】4H:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;4F:万有引力定律及其应用【分析】根据人造卫星的万有引力等于向心力,列式求出线速度、向心加速度、和向心力的表达式进行讨论即可【解答】解:A、C:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有解得:,轨道3半径比轨道1半径大,卫星在轨道1上线速度是7.9km/s,则卫星在轨道3上的运行速率小于7.9km/s,故A错误,C正确;B、卫星从轨道1到轨道3需要克服引力做较多的功,故在轨道3上机械能较大,故B错误;D、根据牛顿第二
22、定律和万有引力定律得:,所以卫星在轨道1上经过Q点的加速度等于在轨道2上经过Q点的加速度故D错误故选:C7倾斜的传送带上有一工件始终与传送带保持相对静止,如图,则()A当传送带向上匀速运行时,物体克服重力和摩擦力做功B当传送带向下匀速运行时,只有重力对物体做功C当传送带向上匀加速运行时,摩擦力对物体做正功D不论传送带向什么方向运行,摩擦力都做负功【考点】62:功的计算;27:摩擦力的判断与计算【分析】物体和传送带一起运动,那么物体和传送带一定有共同的加速度,根据传送带的运动的情况,从而可以确定物体的受力的情况与各力的做功情况【解答】解:A、当传送带向上匀速运行时,根据平衡条件知,摩擦力沿斜面向
23、上,则摩擦力做正功,故不是克服摩擦力做功,A错误;B、当传送带向下匀速运行时,根据平衡条件知,摩擦力沿斜面向上,则摩擦力做负功,不是只有重力对物体做功,B错误;C、当传送带向上匀加速运行时,根据牛顿第二定律知合外力沿斜面向上,则摩擦力一定是沿斜面向上的,摩擦力做正功,C正确;D、由前面分析知摩擦力可以做正功,故D错误;故选:C8如图所示,两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点,并在同一水平面内做匀速圆周运动,则它们的()A周期不相同B角速度的大小相等C线速度的大小相等D向心加速度的大小相等【考点】4A:向心力;37:牛顿第二定律【分析】两个小球均做匀速圆周运动,对它们受力分析,找出向心力
24、来源,可先求出角速度,再由角速度与线速度、周期、向心加速度的关系公式求解!【解答】解:对其中一个小球受力分析,如图,受重力,绳子的拉力,由于小球做匀速圆周运动,故合力提供向心力;将重力与拉力合成,合力指向圆心,由几何关系得,合力:F=mgtan ;由向心力公式得到,F=m2r ;设绳子与悬挂点间的高度差为h,由几何关系,得:r=htan ;由三式得,=,与绳子的长度和转动半径无关,故B正确;又由T=,故A错误;由v=r,两球转动半径不等,所以线速度不等,故C错误;由a=2r,两球转动半径不等,所以向心加速度不等,故D错误;故选:B9物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、m
25、B、m C,与水平面的动摩擦因数分别为A、B、C,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所得加速度a与拉力F的关系图线如图所对应的直线甲、乙、丙所示,则以下说法正确的是()AA=B mAmBBBC mB=mCCB=C mBmCDAC mAmC【考点】37:牛顿第二定律;1E:匀变速直线运动的位移与时间的关系【分析】对于图象问题要明确两坐标轴所表示物理量以及其含义,对于比较复杂的图象可以先依据物理规律写出两物理量的函数关系式,然后利用数学知识求解【解答】解:根据牛顿第二定律有:Fmg=ma所以有:由此可知:图象斜率为质量的倒数,在纵轴上的截距大小为:g故由图象可知:A=B=C,mAmB=m
26、C,故ABD正确,C错误故选:ABD10如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0104N/C现有一电荷量q=+1.0104C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2()A带电体在圆形轨道C点的速度大小为2m/sB落点D与B点的距离xBD=0C带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小7ND带电体在从B到C运动的过程中对轨道最
27、大压力为3(+1)N【考点】AK:带电粒子在匀强电场中的运动;4A:向心力【分析】A、带电体恰好到达最高点C,在最高点C,靠重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出带电体在圆形轨道C点的速度大小;B、带电体在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上做匀变速直线运动,抓住等时性,求出D点到B点的距离;C、根据动能定理B点的速度,通过牛顿第二定律求出支持力的大小,从而求出带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小;D、电场力与重力大小相等,将其合力等效为重力,则在等效最低点的速度最大,对轨道的压力也是最大,根据牛顿第二定律和动能定理列式求解【解答】解:A、设带电体通过C点时的速度为vC,依据牛顿第二
28、定律:,解得vC=2.0m/s,故A错误;B、设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t,根据运动的分解有:,故:,联立解得xDB=0,故B正确;C、设带电体通过B点时的速度为vB,设轨道对带电体的支持力大小为FB,带电体在B点时,根据牛顿第二定律有:,带电体从B运动到C的过程中,依据动能定理:,联立解得:FB=6.0N,根据牛顿第三定律,带电体对轨道的压力FB=6.0N,故C错误;D、由P到B带电体作加速运动,故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中在此过程中只有重力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成45夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45处设
29、小球的最大动能为Ekm,根据动能定理有:;在动能最大位置,支持力也最大,根据牛顿第二定律,有:Nmg=;联立解得:N=3(+1)N,故D正确;故选:BD二、实验题(共20分)11(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的图象,由图象可知:弹簧原长L0=cm,由此求得弹簧的劲度系数K=300N/M (结果保留三位有效数字)(2)如图b的方式挂上钩码(己知每个钩码重G=0.75N),使(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图b,则指针所指刻度尺示数为1.50cm由此可推测图b中所挂钩码的个数为2个【考点】M7:探究弹力和弹簧伸长的关系【分析】(1)该图线跟坐标轴交点,表示
30、弹力为零时弹簧的长度,即为弹簧的原长由画得的图线为直线可知弹簧的弹力大小与弹簧伸长量成正比图线的斜率即为弹簧的劲度系数(2)刻度尺的读数要估读一位,由胡克定律求出弹簧的弹力,然后推测钩码的个数【解答】解:(1)当弹簧弹力为零,弹簧处于自然状态,由图知原长为:l1=2.00cm由F=kx,知图线的斜率为弹簧的劲度系数,即为:k=(2)由图b可知,该刻度尺的读数为:1.50cm可知弹簧被压缩:x=L0L=2.001.50=0.5cm弹簧的弹力:F=kx=3000.5102=15N已知每个钩码重G=0.75N,可推测图b中所挂钩码的个数为2个故答案为:(1)2.00,300;(2)1.50,212利
31、用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b,结果如图2所示,由此读出b=3.80mm;(2)某次实验测得倾角=30,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为E
32、k=,系统的重力势能减少量可表示为Ep=(m)gd,在误差允许的范围内,若Ek=Ep 则可认为系统的机械能守恒;(用题中字母表示)(3)在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2d图象如图3所示,并测得M=m,则重力加速度g=9.6m/s2【考点】MD:验证机械能守恒定律【分析】(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读不同的尺有不同的精确度,注意单位问题(2)由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量,根据起末点的速度可以求出动能的增加量;根据功能关系得重力做功的数值等于重力势能减小量(3)
33、根据图象的物理意义可知,图象的斜率大小等于物体的重力加速度大小【解答】解:(1)宽度b的读数为:3mm+160.05mm=3.80mm;(2)由于光电门的宽度b很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度滑块通过光电门B速度为:vB=;滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为:Ek=(M+m)()2=;系统的重力势能减少量可表示为:Ep=mgdMgdsin30=(m)gd;比较Ep和Ek,若在实验误差允许的范围内相等,即可认为机械能是守恒的(3)根据系统机械能守恒有:(M+m)v2=(m)gd; 则v2=2gd若v2d图象,则图线的斜率:k=2g;由图象可知,k=;则有:g=代入数
34、据得:g=9.6m/s2故答案为:(1)3.80;(2),(m)gd;(3)9.6三、计算题(共40分;解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案不得分有数值计算的题,答案应明确写出数值和单位)13交管部门强行推出了“电子眼”,机动车擅自闯红灯的大幅度减少现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10m/s当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5s)已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍,乙车紧急刹车制动力为
35、车重的0.5倍,求:(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15m,他采取上述措施能否避免闯红灯?(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离?【考点】1E:匀变速直线运动的位移与时间的关系【分析】(1)根据甲车刹车时的制动力求出加速度,再根据位移时间关系求出刹车时的位移,从而比较判定能否避免闯红灯;(2)根据追及相遇条件,由位移关系分析安全距离的大小【解答】解:(1)甲车紧急刹车的加速度为a1=,甲车停下来所需时间t1= s=2.5s,甲滑行距离s=12.5m,由于12.5m15m,所以甲车能避免闯红灯;(2)设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离s0,在乙车刹车t2
36、时刻两车速度相等,则有:乙车紧急刹车的加速度大小为:a2=,当两车速度相等时需要经过的时间为t2则:v1=v2=v0a1(t2+t0)=v0a2t2,解得:t2=2.0s,此过程中乙的位移:s乙=v0t0+v0t2a2t22=15m甲的位移:s甲=v0(t0+t2)a1(t0+t2)2=12.5m所以两车安全距离至少为:s0=s乙s甲=(1512.5)m=2.5m答:(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15m,他采取上述措施能避免闯红灯;(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中应保持2.5m的距离14如图所示,倾角为37的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC
37、平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值(3)若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t【考点】66:动能定理的应用;43:平抛运动【分析】(1)由题,滑块恰能滑到与O等高的D点,速度为零,对A到D过程,运用动能定理列式可求出动摩擦因数(2)滑块恰好能到达C点时,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律列式可得到C点的速
38、度范围,再对A到C过程,运用动能定理求初速度v0的最小值(3)离开C点做平抛运动,由平抛运动的规律和几何知识结合求时间【解答】解:(1)滑块由A到D过程,根据动能定理,有: mg(2RR)mgcos37=00得 (2)若滑块能到达C点,根据牛顿第二定律有 则得 A到C的过程:根据动能定理有mgcos37=联立解得,v0=2m/s所以初速度v0的最小值为2m/s(3)滑块离开C点做平抛运动,则有 x=vct 由几何关系得:tan37=联立得 5t2+3t0.8=0解得t=0.2s答:(1)滑块与斜面间的动摩擦因数为0.375(2)若使滑块能到达C点,滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值为2
39、m/s(3)若滑块离开C处的速度大小为4m/s,滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t是0.2s15如图所示,半径R=0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一水平方向的匀强电场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动,它的电量q=1.00107C圆心O与A点的连线与竖直成一角度,在A点时小球对轨道的压力N=1.2N,此时小球的动能最大若小球的最大动能比最小动能多0.32J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力,g取10m/s2)则:(1)小球的最小动能是多少?(2)小球受到重力和电场力的合力是多少?(3)现小球在动能最小的位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在0.4s后的动能与
40、它在A点时的动能相等,求小球的质量和电场强度【考点】AD:电势差与电场强度的关系;AE:电势能【分析】(1)(2)带电小球沿轨道内侧做圆周运动,受到重力和电场力作用,其合力是恒力,当合力沿OA连线向下时,小球通过A点时动能最大,通过关于O点对称的B点时动能最小根据动能定理研究小球从B运动到A点的过程,求出重力与电场力的合力大小根据牛顿第二定律和动能的计算式求出A点的动能,再求出小球的最小动能;(3)在B点撤去轨道后,小球将做类平抛运动,由题,小球经0.02s时,其动能与在A点时的动能相等,说明小球经0.04s时偏转量等于2R,由位移公式和牛顿第二定律结合求出质量【解答】解:(1)、(2)小球在
41、电场和重力场的复合场中运动,因为小球在A点具有最大动能,所以复合场的方向由O指向A,在AO延长线与圆的交点B处小球具有最小动能EkB设小球在复合场中所受的合力为F,则有: 即:带电小球由A运动到B的过程中,重力和电场力的合力做功,根据动能定理有:F2R=EKBEKA=0.32 由此可得:F=0.2N,EKB=0.08J 即小球的最小动能为0.08J,重力和电场力的合力为0.2N(3)带电小球在B处时撤去轨道后,小球做类平抛运动,即在BA方向上做初速度为零的匀加速运动,在垂直于BA方向上做匀速运动设小球的质量为m,则:在BA方向上做初速度为零的匀加速运动,有:2R=t2 得:m=0.01kg 由几何关系有: 故:=600 在垂直于BA方向上做匀速运动,有:Eq=Fsin 解得:E=,方向水平向左 答:(1)小球的最小动能是0.08J;(2)小球受到重力和电场力的合力是20N;(3)小球的质量为0.01kg电场强度为方向水平向左