1、2015-2016学年天津市和平区高一（下）期末物理试卷一、解答题（共8小题，满分24分）1学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法下列关于物理方法说法不正确的是（）A质点是为了研究问题方便而忽略次要因素的一种理想化模型B伽利略利用实验结合逻辑推理的方法得出了力和运动的关系C利用多次测量取平均值的方法可有效减小实验的系统误差D将平抛运动分解为两个方向的直线运动是等效替代的方法2我国自主研制的四代战机歼31在第十届中国国际航空航天博览会上实机表演，起飞后首先进行大角度爬升，运动轨迹如图所示若爬升过程速度大小保持不变，则这段时间战机在水平方向的分运动是（）A匀速直线运动B加
2、速直线运动C减速直线运动D先加速后减速运动3如图，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握扶杆，始终相对于汽车静止地站在车箱底板上学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为若某时刻观察到细线偏离竖直方向角，则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（）A大小等于mg，方向水平向右B大小大于mg，方向斜向左上方C大小大于mg，方向水平向右D大小等于mg，方向斜向左上方4如图所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在竖直面内做圆周运动，关于小球运动到P点时的加速度方向，下列图中可能的是（）ABCD5物体A、B与地面间的动摩擦因数相同，质量也相同，如图在
3、大小相同与水平面的夹角也相同的恒力F1、F2的作用下，在水平地面上移动相同的距离，则（）AF1和F2对物体所做的功相同B摩擦力对物体做的功相同C物体动能的增量相同D外力对物体做的总功相同6如图所示，一物体以6m/s的初速度从A点沿AB圆弧下滑到B点，速率仍为6m/s若物体以5m/s的初速度从A点沿同一路线滑到B点，则到B点时的速率为（）A等于 5m/sBA小于5m/sC大于 5m/sDA不能确定7如图所示，两个半径不同、内壁光滑的半圆轨道甲和乙固定于地面，一小球先后从与球心在同一高度上的A、B两点从静止开始滑下，通过甲、乙轨道的最低点时，下述说法中正确的是（）A小球的速度，甲图等于乙图B小球的
4、向心加速度，甲图等于乙图C小球对轨道的压力，甲图大于乙图D重力的瞬时功率，甲图大于乙图8如图所示，滑块以速率v1沿斜面由底端向上滑行，至某一位置后返回，回到出发点时的速率变为v2，且v2v1，则（）A上滑过程重力的平均功率等于下滑过程重力的平均功率B上滑过程摩擦力的平均功率等于下滑过程摩擦力的平均功率C在上滑和下滑两过程中，摩擦力做功相等D上滑过程中机械能减小，下滑过程中机械能增加二、多选题9光滑水平面上静止着足够长、质量为M的木板，质量为m的滑块以速度v0从左侧冲上木板，一段时间后两者速度相同，则在此过程中（）A滑块动能减少量一定大于木板动能增加量B滑块和木板一定都做匀变速直线运动C滑块克服
5、摩擦力做的功等于摩檫力对木板做的功D滑块的加速度与木板的加速度一定大小相等10用一竖直向上的力将原来在地面上静止的重物向上提起，重物由地面运动至最高点的过程中，vt图象如图所示，以下判断正确的是 （）A前3s内拉力功率恒定B最后2s内货物处于超重状态C前3s内与最后2s内货物的平均速度相同D最后2s运动过程中，货物的机械能增大11如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对物体B施加一水平变力F，Ft关系如图乙所示，两物体在变力作用下由静止开始运动，且始终保持相对静止，设水平向右为正方向，则（）At时刻，两物体之间的摩擦力最大Bt时刻，两物体的速度方向开始改变Ct2t时间内，物体做减速运动D
6、02t时间内，物体A所受的摩擦力力向始终与变力F的方向相同12如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，之后无碰撞地进入圆弧轨道，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（）A机械能减少mgRB重力做功mgRC合外力做功mgRD克服摩擦力做功mgR三、填空题13一位质量m=50kg的滑雪运动员从高h=10m的斜坡顶端自由下滑，如果运动员在下滑过程中受到的阻力f=50N，斜坡的倾角为30，运动员在下滑至底部的过程中，克服阻力做功J，合力做的总功J（g取10
7、m/s2）14汽车的质量为m=6.0103kg，额定功率为Pe=90kW，沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的0.05倍，g取10m/s2，汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度是m/s，当汽车的速度为20m/s时的加速度大小为m/s215两个完全相同的物块a、b质量均为m=1kg，在水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动，其中一个物块受到水平拉力F的作用，另一物块靠惯性前行，图中的两条直线表示两物块运动的vt图象，则水平拉力F的大小为N，8s末a、b两物块间的距离为m（取g=l0m/s2）四、实验题16为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，图
8、中A为电磁铁，B为光电门有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于A、B间的距离H则：（1）小球经过光电门B时的速度vB表达式为；（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出H的变化图象如图乙所示，当图线斜率k=时（用已知量g、d表示），可判断小球下落过程中机械能守恒；（3）实验中发现动能增加量Ek总是稍小于重力势能减少量EP，增加下落高度后，EPEk将（选填“增加”、“减小”、“不变”）17某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌
9、面上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码使小车在钩码的牵引下运动，以此定量研究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的实验装置如图所示若要完成该实验，必须的实验器材还有哪些实验开始时，他先将木板倾斜，使小车能够沿木板匀速滑动，他这样做的目的是下列的哪个（填字母代号）A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终在细线的牵引下能够实现匀速直线运动D可使细绳拉力等于小车受的合力将木板倾斜到适当角度后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数太少，难以选到合
10、适的点计算小车的速度在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法；他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成的（填字母代号）A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力五、计算题18为了安全，在高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离，假设前方车辆突然停止，后面车辆司机从发现这一情况起，经历一定的时间（即反应时间）操纵刹车汽车开始减速高速公路上行驶的汽车时速范围是60km/h120km/h，请你根据下
11、面给出的资料，计算出汽车之间的安全距离是多少（取g=10m/s2）资料一：驾驶员的反应时间：0.3s0.6s之间 资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数路面动摩擦因数干沥青与混凝土0.70.8干碎石路面0.60.7雨后潮湿沥青与混凝土路面0.320.419一个质量为lkg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面之间的动摩擦因数为=0.4，现对物体施加一水平向右的恒力F=12N，物体沿水平面运动，经过距离S=4m后，迅速将该力改为竖直向上，大小不变，物体上升的竖直距离为h=4m，求：此时物体的速度大小是多少（要求分别用牛顿定律和动能定理两种方法求解，取g=10m/s2）20如图所示，质量为m=l
12、kg的小滑块，从光滑、固定的圆弧轨道的最高点A由静止滑下，经最低点B后滑到位于水平面的木板上已知木板足够长，其质量M=2kg，其上表面与圆弧轨道相切于B点，整个过程中木板的vt图象如图所示，g=10m/s2，求：（1）滑块经过B点时对圆弧轨道的压力；（2）滑块与木板之间的动摩擦因数1和木板与水平面之间的动摩擦因数221某人设计的“水上撑杆跳远”比赛的设施如图，AB为半径R=16m、圆心角=37的竖直圆弧滑道，与水平滑道BC相切于B点，C端恰位于水池边缘，池水足够深和宽，水面比C点低H=1m，运动员的运动过程简化为如图模型：运动员手握一根足够长的轻质弹性杆从A点由静止滑下，进入水平滑道后适时将杆
13、前端抵在C点（此后装置使杆端不离开C点），用力蹬滑道后跳起，杆绕C点转到竖直方向且伸直时，运动员放开杆水平飞出，最终脚触水身体竖直落入水中，触水点离C点的水平距离作为比赛成绩假设m=60kg的运动员完全按照以上模型完成比赛，在下滑过程中忽略其重心到滑道的距离，在起跳前和触水的瞬间，其重心均比脚底高h=1m（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，忽略空气阻力和滑道上的摩擦阻力）（1）求运动员刚滑到B点瞬间滑道对他的支持力N的大小；（2）若放开杆瞬间运动员重心距滑道BC的高度L=3.2m，比赛成绩x=4m，求他起跳蹬滑道做的功W（3）若运动员起跳蹬滑道做的功为W1=180J，通
14、过改变握竿的位置获得不同的成绩，求他的最好成绩xmax2015-2016学年天津市和平区高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、解答题（共8小题，满分24分）1学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法下列关于物理方法说法不正确的是（）A质点是为了研究问题方便而忽略次要因素的一种理想化模型B伽利略利用实验结合逻辑推理的方法得出了力和运动的关系C利用多次测量取平均值的方法可有效减小实验的系统误差D将平抛运动分解为两个方向的直线运动是等效替代的方法【考点】物理学史【分析】解答本题应掌握：在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法；伽利略在研究自由落体运动时采用了逻
15、辑推理、实验和数学结合的方法；在探究求合力方法的实验中使用等效替代的方法；【解答】解：A、质点是为了研究问题方便而忽略次要因素的一种理想化模型；故A正确；B、伽利略利用实验结合逻辑推理的方法得出了力和运动的关系；故B正确；C、系统误差是由于实验原理等原因导致的，多次测量无法减小实验中的系统误差；故C错误D、将平抛运动分解为两个方向的直线运动是等效替代的方法；故D正确；本题选错误的；故选：C2我国自主研制的四代战机歼31在第十届中国国际航空航天博览会上实机表演，起飞后首先进行大角度爬升，运动轨迹如图所示若爬升过程速度大小保持不变，则这段时间战机在水平方向的分运动是（）A匀速直线运动B加速直线运动
16、C减速直线运动D先加速后减速运动【考点】运动的合成和分解【分析】曲线运动的速度方向沿着轨迹的曲线方向，将该速度沿着水平和竖直方向正交分解后得到水平分速度的表达式进行分析【解答】解：飞机做曲线运动，曲线运动的速度方向沿着轨迹的曲线方向，如图所示：故v1=vcos，v2=vsin；由于v不变，增加，故水平分速度v1减小，竖直分速度v2增加；竖直分运动一定是直线运动，故竖直分运动是加速直线运动，水平分运动是减速直线运动；故选：C3如图，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握扶杆，始终相对于汽车静止地站在车箱底板上学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为若某时
17、刻观察到细线偏离竖直方向角，则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（）A大小等于mg，方向水平向右B大小大于mg，方向斜向左上方C大小大于mg，方向水平向右D大小等于mg，方向斜向左上方【考点】牛顿第二定律；作用力和反作用力【分析】中学生与球都相对于车静止，它们的加速度与车的加速度相同首先选择球研究，根据牛顿第二定律求出加速度，人的加速度就知道了再对人分析受力，作出力图，应用牛顿第二定律，求出汽车对学生产生的作用力的大小和方向【解答】解：以小球为研究对象，根据牛顿第二定律得：m球gtan=m球a，解得：a=gtan，以人为研究对象，人与球的加速度相同，均水平向左，人受如图所示，设汽车对
18、学生的作用力与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得：mgtan=ma，F=，将a=gtan代入得：=，F=mg，方向斜向左上方故选：B4如图所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在竖直面内做圆周运动，关于小球运动到P点时的加速度方向，下列图中可能的是（）ABCD【考点】向心加速度；牛顿第二定律；向心力【分析】小球在竖直平面内做圆周运动，运动到图示的P点时，速度大小和方向都在改变，即P点的加速度应可分解为沿PO方向的向心加速度和垂直于PO的切向加速度【解答】解：小球在竖直面内做圆周运动，运动到图示的P点时，所受的合力可分解为向心力和切向方向的力，即P点的加速度应可分解为沿PO方向的向心加速度
19、和垂直于PO的切向加速度，故D选项正确故选D5物体A、B与地面间的动摩擦因数相同，质量也相同，如图在大小相同与水平面的夹角也相同的恒力F1、F2的作用下，在水平地面上移动相同的距离，则（）AF1和F2对物体所做的功相同B摩擦力对物体做的功相同C物体动能的增量相同D外力对物体做的总功相同【考点】功能关系；功的计算【分析】根据受力分析比较拉力和推力的大小，再通过W=Fscos，比较做功的大小根据动能定理分析动能的增量关系【解答】解：A、由题意可知，两个力的大小相等，且与位移间的夹角相等，由W=Fscos，可知两力做功一定相等；故A正确B、由于F1对物体有向下压的效果，而F2是向上提的效果，故可知A
20、物体受到的摩擦力要大于B受到的摩擦力，故A克服摩擦力做功要多；故B错误CD、由上知，外力对物体做的总功不等，根据动能定理得知物体动能的增量不同，合外力对A做功较少，A的动能增量较小，故CD错误故选：A6如图所示，一物体以6m/s的初速度从A点沿AB圆弧下滑到B点，速率仍为6m/s若物体以5m/s的初速度从A点沿同一路线滑到B点，则到B点时的速率为（）A等于 5m/sBA小于5m/sC大于 5m/sDA不能确定【考点】机械能守恒定律【分析】物体从A点下滑至B点，除重力做功外还有摩擦力做功，两个力做的总功等于物体动能的变化从A至B重力做功一样，而摩擦力做功与摩擦力的大小有关，在圆弧状态下摩擦力大小
21、决定做功情况，根据已知条件判断摩擦力的大小跟速度的关系进而求出摩擦力做功情况，从而判断速度的大小【解答】解：当物体以6m/s速度从A滑至B时，根据动能定理有：WGWf=EK当物体以5m/s速度下滑时，在从A至B的过程中，重力做功保持不变物体沿圆弧下滑，由指向圆心的合力提供向心力，由于速度变小，圆弧轨道给物体的弹力变小，根据滑动摩擦力大小的计算式：f=FN，可知物体受到的滑动摩擦力减小，而在从A到B的过程中，物体通过的圆弧长度不变，所以物体在从A到B的过程中，克摩擦力做功Wf减小，所以此时外力做功的代数和大于0，由动能定理知，从A到B的过程中，动能的变化量大于0，动能增加，所以到B点时的速率大于
22、5m/s故ABD错误，C正确故选：C7如图所示，两个半径不同、内壁光滑的半圆轨道甲和乙固定于地面，一小球先后从与球心在同一高度上的A、B两点从静止开始滑下，通过甲、乙轨道的最低点时，下述说法中正确的是（）A小球的速度，甲图等于乙图B小球的向心加速度，甲图等于乙图C小球对轨道的压力，甲图大于乙图D重力的瞬时功率，甲图大于乙图【考点】机械能守恒定律；向心力【分析】小球下落过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律得到小球通过最低点时速度的表达式，再根据合力等于向心力，求出向心加速度和压力的表达式小球通过最低点时，重力与速度垂直，重力的瞬时功率为零由此分析即可【解答】解：A、设任一半圆轨道的半径为r，小
23、球到最低点的速度为v，由机械能守恒定律得：mgr=mv2，解得：v=，则知小球的速度，甲图大于乙图，故A错误B、在最低点，小球的向心加速度a=2g，向心加速度大小相等，故B正确C、在最低点，以小球为研究对象，由牛顿第二定律得：FNmg=a，解得：FN=3mg，由牛顿第三定律知，小球对轨道的压力为3mg，所以对轨道的压力相同，故C错误D、小球通过最低点时，重力与速度垂直，根据P=mgcos知，=90，则知重力的瞬时功率均为零所以，重力的瞬时功率，甲图等于乙图故D错误故选：B8如图所示，滑块以速率v1沿斜面由底端向上滑行，至某一位置后返回，回到出发点时的速率变为v2，且v2v1，则（）A上滑过程重
24、力的平均功率等于下滑过程重力的平均功率B上滑过程摩擦力的平均功率等于下滑过程摩擦力的平均功率C在上滑和下滑两过程中，摩擦力做功相等D上滑过程中机械能减小，下滑过程中机械能增加【考点】机械能守恒定律【分析】根据物体的位移大小确定重力做功情况，结合上滑和下滑加速度的大小，根据位移时间公式比较出运动的时间，从而比较出上滑和下滑过程中重力和摩擦力做功的平均功率关系上滑和下滑过程中摩擦力的大小相等，摩擦力做功相等，机械能损失相等【解答】解：A、上滑和下滑过程重力做功数值相等，根据牛顿第二定律知，上滑时的加速度大于下滑时的加速度，根据x=，知上滑的时间小于下滑的时间，根据P=知，上滑过程中重力的平均功率大
25、于下滑过程中重力的平均功率故A错误BC、上滑和下滑过程中摩擦力的大小相等，均做负功，位移大小相等，则摩擦力做功相等，而上滑的时间小于下滑的时间，根据P=，知上滑过程中摩擦力的平均功率大于下滑过程中摩擦力的平均功率故B错误，C正确D、上滑和下滑过程中摩擦力均做负功，所以滑块的机械能一直减小，故D错误故选：C二、多选题9光滑水平面上静止着足够长、质量为M的木板，质量为m的滑块以速度v0从左侧冲上木板，一段时间后两者速度相同，则在此过程中（）A滑块动能减少量一定大于木板动能增加量B滑块和木板一定都做匀变速直线运动C滑块克服摩擦力做的功等于摩檫力对木板做的功D滑块的加速度与木板的加速度一定大小相等【考
26、点】功能关系；牛顿第二定律【分析】根据能量守恒定律分析能量是如何转化的，来判断滑块动能减少量与木板动能增加量的关系分析滑块和木板的受力情况，判断其运动情况根据相对于地面的位移，分析摩擦力对两个物体做功的大小关系由牛顿第二定律分析加速度关系【解答】解：A、根据能量守恒定律可知，滑块动能减少量等于木板动能增加量与系统摩擦产生的内能之和，所以滑块动能减少量一定大于木板动能增加量故A正确B、滑块和木板在滑动摩擦力作用下，分别做匀减速直线运动和匀加速直线运动，故B正确C、由于滑块和木板相对于地面的位移大小不等，所以滑块克服摩擦力做的功并不等于摩檫力对木板做的功，由于滑块对地的位移比木板位移大，所以滑块克
27、服摩擦力做的功大于摩檫力对木板做的功，故C错误D、设两者之间摩擦力大小为f，根据牛顿第二定律得 滑块的加速度大小 am=木板的加速度大小 aM=由于两者的质量不一定相等，所以加速度大小不一定相等，故D错误故选：AB10用一竖直向上的力将原来在地面上静止的重物向上提起，重物由地面运动至最高点的过程中，vt图象如图所示，以下判断正确的是 （）A前3s内拉力功率恒定B最后2s内货物处于超重状态C前3s内与最后2s内货物的平均速度相同D最后2s运动过程中，货物的机械能增大【考点】功能关系；匀变速直线运动的图像；牛顿运动定律的应用-超重和失重【分析】超重是物体所受的拉力或支持力大于物体所受重力的现象，当
28、物体做向上加速运动或向下减速运动时，物体均处于超重状态，相反，当物体向上减速运动或向下加速运动时，物体均处于失重状态，根据图象判断物体的运动情况，然后判断物体的超重与失重情况根据P=Fv求解功率根据斜率求出物体的加速度，确定拉力做功情况，从而确定机械能变化情况【解答】解：A、前3s内做匀加速直线运动，加速度不变，拉力不变，而速度增大，则功率增大，故A错误B、最后2s内货物做匀减速上升，加速度向下，处于失重状态，故B错误C、前3 s内货物做匀加速运动，平均速度为：，最后2s内货物做匀减速运动，平均速度为：，相同，故C正确D、最后2s运动过程中，加速度a=10m/s2，则拉力方向向上，做正功，所以
29、机械能增大，故D正确故选：CD11如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对物体B施加一水平变力F，Ft关系如图乙所示，两物体在变力作用下由静止开始运动，且始终保持相对静止，设水平向右为正方向，则（）At时刻，两物体之间的摩擦力最大Bt时刻，两物体的速度方向开始改变Ct2t时间内，物体做减速运动D02t时间内，物体A所受的摩擦力力向始终与变力F的方向相同【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用【分析】先对整体受力分析可知整体的运动状态的变化；再对A分析可知AB间摩擦力的变化；由运动学公式可知速度的变化【解答】解：A、对A、B系统，整体水平方向只受变化的推力作用系统，由图象可知，力F先向右
30、减小，然后再向左增大，则由牛顿第二定律可知，系统的加速度先减小再增大；A所受合力为B对A的摩擦力，由牛顿第二定律可知，f=ma，由于a先减小后增大，则摩擦力摩擦力先减小后增大；在t时刻加速度为零，摩擦力最小，为零，故A错误；B、由图示图象可知，0t时间内两物体向右做加速度减小的加速运动，t2t时间内两物体向右做加速度增大的减速运动，t时刻两物体的运动方向不变，故B错误，C正确；D、因两物体一直相对静止，故在运动中加速度相同，而A由摩擦力提供加速度，整体由F提供，故A受到的摩擦力一直与F同向，故D正确；故选：CD12如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道半径OA水平、OB竖直，一个质量为
31、m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，之后无碰撞地进入圆弧轨道，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（）A机械能减少mgRB重力做功mgRC合外力做功mgRD克服摩擦力做功mgR【考点】机械能守恒定律；向心力【分析】小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，轨道对小球没有支持力，由重力充当向心力，由牛顿第二定律可求出B点的速度，从而求出机械能的减少量重力做功只跟高度差有关，根据动能定理求解合外力做的功及摩擦力做的功【解答】解：A、小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，则小球在B点，由重力提供向心力，有 mg=m，解得
32、：vB=以B点为参考点，则小球机械能减少量为E=mgR=0.5mgR，故A错误；B、重力做功WG=mg（2RR）=mgR，故B正确；C、根据动能定理得：合外力做功 W合=0=0.5mgR，故C错误D、根据功能原理可知，克服摩擦力做功等于机械能的减少，为0.5mgR故D正确故选：BD三、填空题13一位质量m=50kg的滑雪运动员从高h=10m的斜坡顶端自由下滑，如果运动员在下滑过程中受到的阻力f=50N，斜坡的倾角为30，运动员在下滑至底部的过程中，克服阻力做功1000J，合力做的总功4000J（g取10m/s2）【考点】动能定理的应用【分析】分析物体受力情况，及各力做功情况，再由功的公式可求得
33、重力及阻力所做的功，则可求得总功【解答】解：物体受重力、支持力及阻力的作用；阻力做的功 Wf=fL=f=5020=1000J；故运动员克服阻力做功为1000J；重力做功 WG=mgh=501010=5000J；支持力和运动方向相互垂直，故支持力不做功；合外力做的总功 W总=WG+Wf=50001000=4000J；故答案为：1000；400014汽车的质量为m=6.0103kg，额定功率为Pe=90kW，沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的0.05倍，g取10m/s2，汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度是30m/s，当汽车的速度为20m/s时的加速度大小为0.25m/s2【考点】功率、平均功率和瞬时
34、功率【分析】当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=fvm求出最大速度，根据P=Fv求出汽车的牵引力，结合牛顿第二定律求出汽车的加速度【解答】解：当汽车的牵引力与阻力相等时，速度最大，根据P=fvm得，最大速度m/s=30m/s，根据Pe=Fv得，汽车的牵引力F=，则加速度a=故答案为：30，0.2515两个完全相同的物块a、b质量均为m=1kg，在水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动，其中一个物块受到水平拉力F的作用，另一物块靠惯性前行，图中的两条直线表示两物块运动的vt图象，则水平拉力F的大小为2.25N，8s末a、b两物块间的距离为60m（取g=l0m/s2）【考点】牛顿第二定律；匀变
35、速直线运动的图像【分析】根据图示图象求出物体的加速度，然后由牛顿第二定律求出拉力大小；物体的速度图象与坐标轴所包围图象的面积等于物体的位移，根据图示图象求出两物体的位移，然后求出8s末两者间的距离【解答】解：由图示图象可知，a做减速运动，不受拉力作用，b做加速运动，受到拉力作用，a的加速度大小：a=1.5m/s2，b的加速度大小：a=0.75m/s2，由牛顿第二定律得：对a：f=ma=11.5=1.5N，对b：Ff=ma，F=f+ma=1.5+10.75=2.25N；由图示图象可知，a做减速运动，8s内a的位移：s=64=12m，由图示图象可知，b在8s内的位移：s=（6+12）8=72m，8
36、s末两物体间的距离：d=ss=60m；故答案为：2.25；60四、实验题16为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，图中A为电磁铁，B为光电门有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于A、B间的距离H则：（1）小球经过光电门B时的速度vB表达式为；（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出H的变化图象如图乙所示，当图线斜率k=时（用已知量g、d表示），可判断小球下落过程中
37、机械能守恒；（3）实验中发现动能增加量Ek总是稍小于重力势能减少量EP，增加下落高度后，EPEk将增加（选填“增加”、“减小”、“不变”）【考点】验证机械能守恒定律【分析】由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容【解答】解：（1）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；故v=；（2）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgH=mv2；即：2gH=（）2解得： =结合图象，则有：k=；（3）由于该过程中有阻力做功，而高度越
38、高，阻力做功越多；故增加下落高度后，则EpEk将增加；故答案为：（1）；（2）；（3）增加17某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌面上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码使小车在钩码的牵引下运动，以此定量研究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的实验装置如图所示若要完成该实验，必须的实验器材还有哪些刻度尺、天平（包括砝码）实验开始时，他先将木板倾斜，使小车能够沿木板匀速滑动，他这样做的目的是下列的哪个D（填字母代号）A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终在细线的牵引
39、下能够实现匀速直线运动D可使细绳拉力等于小车受的合力将木板倾斜到适当角度后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数太少，难以选到合适的点计算小车的速度在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法可在小车上加适量的砝码（或钩码）；他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成的CD（填字母代号）A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力【考点】探究功与速度变化的关系【分析】根据该
40、实验的实验原理确定应需要的仪器； 要求和减少误差的角度分析，平衡摩擦力作用后，进行实验过程中需要用刻度尺测量纸带上点的距离，用天平测出小车的质量，需要改变砝码的质量来代替小车的拉力纸带上打出的点较小，说明小车的加速度过大（即小车过快），可以增加小车质量（在小车上加上适量的砝码），或减少砝码的拉力；根据W=mgs求出砂桶及砂的总重力做功，根据匀变速直线运动的平均速度等于中点时刻的瞬时速度求A、B的速度，即可得到动能的变化量，从而写出探究结果表达式，根据此表达式分析所需要的测量仪器【解答】解：根据本实验的实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量，通过研究纸带来研究小车的速度，利用天平测量小车的质量
41、，利用砝码的重力代替小车的合外力，所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量，即还需要刻度尺，天平（带砝码）实验过程中，为减少误差，提高实验的精确度，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，目的是消除摩擦带来的误差，即平衡摩擦力后，使细绳的拉力等于小车的合力，故ABC错误，D正确故选：D平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，即小车的加速度大，所以应减少小车的加速度，当小车的合力一定的情况下，据牛顿第二定律可知，应适当增大小车的质量，即在小车上加适量的砝码他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要
42、比小车动能增量大一些，从功能关系看出：该实验一定有机械能转化为内能的，即试验中有存在摩擦力没有被平衡掉；还有该实验要求，只有当小车的质量远大于砝码的质量时，小车的拉力才近似等于砝码的重力，故AB错误，CD正确故答案为：刻度尺、天平（包括砝码）；D；可在小车上加适量的砝码（或钩码）； CD五、计算题18为了安全，在高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离，假设前方车辆突然停止，后面车辆司机从发现这一情况起，经历一定的时间（即反应时间）操纵刹车汽车开始减速高速公路上行驶的汽车时速范围是60km/h120km/h，请你根据下面给出的资料，计算出汽车之间的安全距离是多少（取g=10m/s2）资料一：驾
43、驶员的反应时间：0.3s0.6s之间 资料二：各种路面与轮胎之间的动摩擦因数路面动摩擦因数干沥青与混凝土0.70.8干碎石路面0.60.7雨后潮湿沥青与混凝土路面0.320.4【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系【分析】在计算中驾驶员的反应时间取最长，路面与轮胎之间的动摩擦因数取最小，这样汽车刹车滑行的距离最大；要根据牛顿第二定律求出刹车时汽车的加速度，在汽车最高车速v、司机最长反应时间、及最小动摩擦因数的条件下，由运动学公式求出汽车刹车距离【解答】解：由表分析，0.6s是最长的反应时间，对应刹车之前的最大可能距离；0.32是最小的动摩擦因数速运动阶段：减速运动阶段：mg=m
44、a汽车之间的安全距离略小于200m，因此200m的安全距离是必要的答：汽车的安全距离大约200m19一个质量为lkg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面之间的动摩擦因数为=0.4，现对物体施加一水平向右的恒力F=12N，物体沿水平面运动，经过距离S=4m后，迅速将该力改为竖直向上，大小不变，物体上升的竖直距离为h=4m，求：此时物体的速度大小是多少（要求分别用牛顿定律和动能定理两种方法求解，取g=10m/s2）【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律【分析】对物体受力分析，根据牛顿第二定律列式求解加速度，根据运动学公式列式求解第一段过程的末速度；当F竖直向上，根据牛顿运动定律求解加速度，根据运
45、动学公式求解速度也可以根据动能定理分别求出两段过程的末速度【解答】解：方法一：牛顿定律物体在水平地面上运动时，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，故根据牛顿第二定律，有： Fmg=ma解得：a=g=（0.410）m/s2=8m/s2由v12=2aS，得第一段过程的末速度为 v1=m/s=8m/s当拉力改为竖直向上时，物体沿竖直方向的加速度为 a=m/s2=2m/s2物体开始做类平抛运动，物体上升的竖直距离h=4m时，竖直分速度 vy=4m/s水平分速度 vx=v1=8m/s所以此时物体的速度 v=4m/s方法二：动能定理物体在水平地面上运动的过程，由动能定理得： （Fmg）S=当拉力改为竖直向上
46、时，物体上升的竖直距离h=4m的过程，由动能定理得 （Fmg）h=联立解得 v=4m/s答：此时物体的速度大小是4m/s20如图所示，质量为m=lkg的小滑块，从光滑、固定的圆弧轨道的最高点A由静止滑下，经最低点B后滑到位于水平面的木板上已知木板足够长，其质量M=2kg，其上表面与圆弧轨道相切于B点，整个过程中木板的vt图象如图所示，g=10m/s2，求：（1）滑块经过B点时对圆弧轨道的压力；（2）滑块与木板之间的动摩擦因数1和木板与水平面之间的动摩擦因数2【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像【分析】（1）滑块下滑过程，由机械能守恒定律列式，求出滑块到达B点的速度，由牛顿第二、第三定律和
47、向心力公式求解；（2）由vt图象求得各自过程中的加速度，根据牛顿第二定律和运动学公式求解【解答】解：（1）滑块下滑过程，由机械能守恒定律得：mgR=mv2，滑块经过B点时，由轨道的支持力和重力提供向心力，由牛顿第二定律得：Nmg=m，解得：N=3mg=30N，根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力是30 N，方向竖直向下（2）由vt图象得：01s时间内，木板的加速度是a1=1m/s2，滑块与木板共同减速的加速度大小a2=1m/s2设木板与地面间的动摩擦因数是1，滑块与木板之间的动摩擦因数是2在12s内，对滑块和木板：1（M+m）g=（M+m）a2，在01s内，对木板：2mg1（M+m）g=Ma1，
48、解得：1=0.1，2=0.5；答：（1）滑块经过B点时对圆弧轨道的压力是30 N，方向竖直向下（2）滑块与木板之间的动摩擦因数1为0.1，木板与水平面之间的动摩擦因数2为0.521某人设计的“水上撑杆跳远”比赛的设施如图，AB为半径R=16m、圆心角=37的竖直圆弧滑道，与水平滑道BC相切于B点，C端恰位于水池边缘，池水足够深和宽，水面比C点低H=1m，运动员的运动过程简化为如图模型：运动员手握一根足够长的轻质弹性杆从A点由静止滑下，进入水平滑道后适时将杆前端抵在C点（此后装置使杆端不离开C点），用力蹬滑道后跳起，杆绕C点转到竖直方向且伸直时，运动员放开杆水平飞出，最终脚触水身体竖直落入水中，
49、触水点离C点的水平距离作为比赛成绩假设m=60kg的运动员完全按照以上模型完成比赛，在下滑过程中忽略其重心到滑道的距离，在起跳前和触水的瞬间，其重心均比脚底高h=1m（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，忽略空气阻力和滑道上的摩擦阻力）（1）求运动员刚滑到B点瞬间滑道对他的支持力N的大小；（2）若放开杆瞬间运动员重心距滑道BC的高度L=3.2m，比赛成绩x=4m，求他起跳蹬滑道做的功W（3）若运动员起跳蹬滑道做的功为W1=180J，通过改变握竿的位置获得不同的成绩，求他的最好成绩xmax【考点】动能定理的应用；平抛运动【分析】（1）运动员从A滑到B的过程中只有重力做功，机
50、械能守恒，由机械能守恒定律求出他到B点的速度，然后在B点，由牛顿第二定律求出支持力N（2）运动员离开撑杆后做平抛运动，应用平抛运动规律可以求出运动员的初速度，然后由动能定理求出蹬滑道做的功W（3）应用动能定理求出运动员到达杆顶时的速度，然后应用平抛运动规律求出水平位移【解答】解：（1）从A到B过程运动员机械能守恒，由机械能守恒定律得： mgR（1cos37）=在B点，由牛顿第二定律得：Nmg=m代入数据解得：N=840N；（2）运动员离开杆后做平抛运动，则竖直方向有：L+Hh=gt2水平方向：x=v0t代入数据解得：v0=0.5m/s，运动员B到到达最高点过程中，由动能定理得： Wmg（Lh）=mv02代入数据解得：W=150J；（3）从撑杆到到达最高点过程中，由动能定理得： W1mg（L1h）=mv12， 竖直方向：L+Hh=gt2 水平方向：x=v1t联立解得：x=当L1=m时，x有最大值，为xmax=4.5m；答：（1）运动员刚滑到B点瞬间滑道对他的支持力N的大小为840N；（2）他起跳蹬滑道做的功W为150m（3）他的最好成绩xmax为4.5m2016年10月15日
