1、吉林省长白山一高中2016届2016届高三上学期期中物理试卷一、单项选择题（本大题共有8题，每题3分，共24分）12007年4月，我国开始实施第六次铁路大提速，重点城市间大量开行时速200公里及以上动车组旅客列车成为引人注目的焦点铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题已知匀速行驶时，列车所受阻力与速度平方成正比，即f=kv2，列车要提速，就需研制出更大功率的机车，那么当机车分别以120km/h和40km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为（）A3：1B9：1C27：1D81：12我国道路安全部门规定：高速公路上行驶的最高时速为120km/h交
2、通部门提供下列资料：资料一：驾驶员的反应时间：0.30.6s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0.7干碎石路面0.60.7湿沥青0.320.4根据以上资料，通过计算判断汽车行驶在高速公路上的安全距离最接近（）A100mB200mC300mD400m3如图所示，一个木块A放在长木板B上，长木板B放在水平地面上，在恒力F作用下，长木板B以速度v匀速运动，而A保持静止，此时水平的弹簧秤的示数为FT下列说法正确的是（）A木块A、长木板B以及弹簧组成的系统机械能守恒B长木板B受到的拉力F一定等于弹簧秤的示数FTC若长木板B以2v的速度匀速运动时，木块受到的摩擦力的大小等于2FTD
3、若用2F的力作用在长木板B上，木块受到的摩擦力的大小仍等于FT4在粗糙水平木板上放一物块，沿图所示的逆时针方向在竖直平面内作匀速圆周运动，圆半径为R，速率为水平直径，bd为竖直直径设运动中木板始终保持水平，物体相对于木板静止，则（）A物块始终受两个力作用B只有在a、b、c、d四点，物块受到的合外力才指向圆心C从b运动到a，物块处于超重状态D从a运动到d，物块处于超重状态5如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形，且三个力的大小关系是F1F2F3，则下列四个图中，这三个力的合力最大的是（）ABCD6如图所示，一质量为m的滑块以初速度v0从固定于地面的斜面底端A开始冲上
4、斜面，到达某一高度后返回A，斜面与滑块之间有摩擦下列各项分别表示它在斜面上运动的速度v、加速度a、重力势能Ep和机械能E随时间变化的图象，可能正确的是（）ABCD7一定质量的气体吸热膨胀，保持压强不变，关于此过程中的下列说法正确的是（）A气体的内能一定增加，吸收的热小于内能的增量B气体的内能一定减小，吸收的热大于内能的增量C气体的内能一定增加，吸收的热一定大于内能的增量D不能确定8氢原子的n=1、2、3、4各个能级的能量如图所示，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时（）A最多激发出3种不同频率的光子B最多激发出6种不同频率的光子C由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小D
5、处在n=1轨道的电子动能最小二、多项选择题（本大题共4题，每题4分，共16分.每题给出的四个选项中，有两个或两个以上是符合题目要求的全部选对的得4分，选不全但没有错误的得2分，选错或不答的均得0分）9如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随x变化的图象如图乙所示其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，以下关系式正确的是（）AxA=h，aA=gBxB=h+，aB
6、=0CxC=h+，aC=gDxCh+，aCg102009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（）A在轨道上经过A的速度小于经过B的速度B在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A的动能C在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度D在轨道上经过A的加速度等于在轨道上经过A的加速度11四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上另有四个质量相同的小物体放在斜面顶端，由于小物体与斜面间的摩擦力不同，第一个物体匀加速下滑，第二个物体匀速下滑，第三个物体匀减速下滑，第四个物体静止在斜面上，如图
7、所示，四个斜面均保持不动，下滑过程中斜面对地面压力依次为F1、F2、F3、F4，则对四种情况判断正确的是（）AF1F2=F4F3BF2=F4F1F3C第二和第四种情况地面对斜面的摩擦力为零D第一和第三种情况地面对斜面的摩擦力不为零，且方向分别为水平向右和向左12如图，两物体A、B用轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2使A、B同时由静止开始运动，在弹簧由原长伸到最长的过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是（）AA、B先作变加速运动，当F1、F2和弹力相等时，A、B的速度最大；之后，A、B作变减速运动，直至速度减到零BA、B作变减速运
8、动速度减为零时，弹簧伸长最长，系统的机械能最大CA、B、弹簧组成的系统机械能在这一过程中是先增大后减小D因F1、F2等值反向，故A、B、弹簧组成的系统的动量守恒三、填空题（每空2分，共18分，只需写出答案，不要求写出解题过程。）13如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d=cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t=2.0102s，则小车经过光电门时的速度为m/s；（2）实验中可近似认为细线对小车
9、的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为；（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系，处理数据时应作出（选填“vm”或“v2m”）图象14某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动一下小车A使之做匀速运动然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图1所示在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力（1）若已得到打点纸带如图2所示，并将测得的各计数
10、点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选段来计算A的碰前速度，应选段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）（2）已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前mAv0+mBv0=kgm/s；碰后mAvA+mBvB=kgm/s并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等（结果保留三位有效数字）四、计算题（共44分，要求写出必要的文字说明、主要的方程式只写出结果和无方程式而仅通过纯数值运算得出的结果，不给分）15如图所示，在一次摩托车飞越壕沟的表演中，摩托车车手驾驶一辆摩托车先在水平路面上加速至v
11、0=20m/s，然后靠惯性冲上斜坡并从斜坡顶部的平台上水平飞出，不计空气阻力，g=10m/s2，求：（1）若已知平台高度为5m，摩托车在冲上斜坡过程中克服摩擦力做功7800J，驾驶员和摩托车的总质量为100kg，则从平台上飞出的初速度为多少？（2）在第（1）问中，若摩托车车身长约1.6m，问摩托车能否安全飞过10m宽的壕沟？16如图所示，电动机带动滚轮做逆时针匀速转动，在滚轮的摩擦力作用下，将一金属板从斜面底端A送往上部，已知斜面光滑且足够长，倾角=30，滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=6.5m，当金属板的下端运动到切点B处时，立即提起滚轮使它与板脱离接触已知板之后返回斜面底部与挡
12、板相撞后立即静止，此时放下滚轮再次压紧板，再次将板从最底端送往斜面上部，如此往复已知板的质量为m=1103kg，滚轮边缘线速度恒为v=4m/s，滚轮对板的正压力FN=2104N，滚轮与板间的动摩擦因数为=0.35，取g=10m/s2求：（1）在滚轮作用下板上升的加速度；（2）板加速至与滚轮速度相同时前进的距离；（3）板往复运动的周期17如图所示，物块M和m用一不可伸长的细绳通过定滑轮连接，m放在倾角=30的固定光滑斜面上，而穿过竖直杆PQ的物块M可沿杆无摩擦地下滑，M=3m=1Kg，开始时，将M抬高到A点，使细绳水平，此时OA段绳长为L=4.0m，现M由静止开始下滑，回答下列问题：（1）物块m
13、的机械能是否守恒？若守恒，请说出理由；若不守恒，请说出机械能如何变化，变化的大小与什么力做功相等？（2）当M下滑3.0m至B点时的速度为多大？（3）当M下滑3.0m至B点的过程中，绳对M做的功为多大？（g取10m/s2）18在赛车场上，为了安全起见，车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏，当车碰撞围拦时起缓冲器作用为了检验废旧轮胎的缓冲效果，在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎，实验情况如图所示水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上，处于自然状态，开始赛车在A处处于静止，距弹簧自由端的距离为L1=1m当赛车起动时，产生水平向左的牵引力恒为F=24N使赛车向左做匀加速前进，当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机撤
14、去F，赛车继续压缩弹簧，最后被弹回到B处停下已知赛车的质量为m=2kg，A、B之间的距离为L2=3m，赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v=4m/s，水平向右求：（1）赛车和地面间的动摩擦因数；（2）弹簧被压缩的最大距离；（3）弹簧的最大弹性势能吉林省长白山一高中2016届2016届高三上学期期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（本大题共有8题，每题3分，共24分）12007年4月，我国开始实施第六次铁路大提速，重点城市间大量开行时速200公里及以上动车组旅客列车成为引人注目的焦点铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题已知匀速行驶时，列车所受阻力与
15、速度平方成正比，即f=kv2，列车要提速，就需研制出更大功率的机车，那么当机车分别以120km/h和40km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为（）A3：1B9：1C27：1D81：1【考点】功率、平均功率和瞬时功率【专题】功率的计算专题【分析】知道列车匀速行驶，牵引力和阻力是一对平衡力，牵引力等于阻力由f=kv2可知牵引力大小，又知道速度大小，利用P=Fv求出牵引功率之比【解答】解：列车匀速行驶，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等F=f=kv2，P=Fv=kv3，=故选C【点评】本题考查了功率的计算，通过摩擦力与速度的关系，表示出牵引力，再有功率公式写出P=kV3，是解题
16、的关键2我国道路安全部门规定：高速公路上行驶的最高时速为120km/h交通部门提供下列资料：资料一：驾驶员的反应时间：0.30.6s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0.7干碎石路面0.60.7湿沥青0.320.4根据以上资料，通过计算判断汽车行驶在高速公路上的安全距离最接近（）A100mB200mC300mD400m【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系【专题】牛顿运动定律综合专题【分析】当汽车在湿沥青路面上行驶时，动摩擦因数最小，刹车时滑行的距离最大，根据运动学求出反应时间内汽车通过的距离，由动能定理求出刹车后滑行的距离，再求解安全距离最接近的值【解
17、答】解：汽车的最高速度为v=120km/h=33.3m/s在反应时间内，汽车仍做匀速直线运动，通过的最大距离为x1=vt=33.30.6m=20m在汽车刹车的过程，根据动能定理得mgx2=0得x2=173.6m，则总位移大小为x=x1+x2=193m，接近200m故选B【点评】本题一抓住在反应时间内，汽车仍保持原来的运动状态；二要会选择数据，同等条件下，动摩擦因数越小，汽车滑行的距离越大，根据动摩擦因数最小的情况求解安全距离3如图所示，一个木块A放在长木板B上，长木板B放在水平地面上，在恒力F作用下，长木板B以速度v匀速运动，而A保持静止，此时水平的弹簧秤的示数为FT下列说法正确的是（）A木块
18、A、长木板B以及弹簧组成的系统机械能守恒B长木板B受到的拉力F一定等于弹簧秤的示数FTC若长木板B以2v的速度匀速运动时，木块受到的摩擦力的大小等于2FTD若用2F的力作用在长木板B上，木块受到的摩擦力的大小仍等于FT【考点】机械能守恒定律【专题】机械能守恒定律应用专题【分析】当长木板B匀速运动时，A保持静止以A为研究对象，根据平衡条件研究B对A的滑动摩擦力的大小根据滑动摩擦力公式f=FN，可知滑动摩擦力大小与动摩擦因数和压力成正比，与物体的速度大小无关【解答】解：A、长木板B放在水平地面上，在恒力F作用下，长木板B以速度v匀速运动，而A保持静止，故AB的机械能均没有改变，弹簧长度没有变，故弹
19、性势能也没有改变，故木块A、长木板B以及弹簧组成的系统机械能总量没有改变，故A正确；B、由于此时木块A处于平衡状态，所以此时木块A所受的摩擦力大小等于FT；此时长木板水平方向受拉力F，木块的摩擦力和地面的摩擦力，其也处于平衡状态，即此时长木板所受的拉力和两个摩擦力是三力平衡，故此时长木板所受的拉力大于FT，故B错误；C、滑动摩擦力与速度大小无关，故长木板B以2v的速度匀速运动时，摩擦力不变，故C错误；D、若用2F的力作用在长木板B上，长木板会向左加速运动，但A、B间的弹力不变，动摩擦因素也不变，故滑动摩擦力大小不变，故D正确；故选AD【点评】物体只要是保持匀速直线运动状态，其就一定是平衡状态，
20、此时所受的力一定是平衡力，故据平衡力的特点分析判断即可4在粗糙水平木板上放一物块，沿图所示的逆时针方向在竖直平面内作匀速圆周运动，圆半径为R，速率为水平直径，bd为竖直直径设运动中木板始终保持水平，物体相对于木板静止，则（）A物块始终受两个力作用B只有在a、b、c、d四点，物块受到的合外力才指向圆心C从b运动到a，物块处于超重状态D从a运动到d，物块处于超重状态【考点】向心力；牛顿第二定律；超重和失重【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】木板B托着木块A在竖直平面内逆时针方向一起做匀速圆周运动，A所受的合力提供圆周运动所需的向心力当加速度方向向上时，物体处于超重状态，加速度向下时，物体
21、处于失重状态【解答】解；A、物体受到重力，支持力、静摩擦力作用，故A错误；B、物体作匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故B错误；C、从b运动到a，向心加速度有向下的分量，所以物体处于失重状态，故C错误；D、从a运动到d，向心加速度有向上的分量，所以物体处于超重状态，故D正确；故选D【点评】解决本题的关键知道A所受的合力提供向心力，向心力大小不变，知道A所受合力在竖直方向的分力等于重力和支持力的合力，在水平方向的分力等于摩擦力5如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形，且三个力的大小关系是F1F2F3，则下列四个图中，这三个力的合力最大的是（）A
22、BCD【考点】力的合成【分析】根据平行四边形定则或三角形定则分别求出三个力的合力大小，然后进行比较【解答】解：根据平行四边形定则可知，A图中三个力的合力为2F1，B图中三个力的合力为0，C图中三个力的合力为2F3，D图中三个力的合力为2F2，三个力的大小关系是F1F2F3，所以C图合力最大故C正确，A、B、D错误故选C【点评】平行四边形法则是矢量的合成发展，要熟练掌握，正确应用，在平时训练中不断加强练习6如图所示，一质量为m的滑块以初速度v0从固定于地面的斜面底端A开始冲上斜面，到达某一高度后返回A，斜面与滑块之间有摩擦下列各项分别表示它在斜面上运动的速度v、加速度a、重力势能Ep和机械能E随
23、时间变化的图象，可能正确的是（）ABCD【考点】重力势能；机械能守恒定律【专题】机械能守恒定律应用专题【分析】滑块在斜面上运动过程中，由于存在摩擦力，上滑与下滑过程不再具有对称性，经过同一点时下滑的速度小于上滑的速度，上滑运动的时间较短根据牛顿第二定律分析上滑与下滑过程的加速度大小关系根据运动学公式和重力势能公式得出重力势能与时间的关系式【解答】解：A、滑块在斜面上运动过程中，由于存在摩擦力，机械能不断减小，经过同一点时下滑的速度小于上滑的速度，根据速度图象的“面积”等于位移，两个过程的位移大小相等，可知，下滑时间大于上滑时间所以A错误B、物体在上滑与下滑两个过程中，所受的合力方向均沿斜面向下
24、，加速度方向相同故B错误C、设斜面的倾角为在上滑过程中：上滑的位移大小为：x1=v0ta1t2重力势能为：EP=mgx1sin=mgsin（v0ta1t2），为抛物线方程下滑过程：重力势能为EP=mgHa2（tt0）2sin，H为斜面的最大高度，t0是上滑的时间，此为开口向下的抛物线方程所以C是可能的故C正确D、由于物体克服摩擦力做功，其机械能不断减小，不可能有增大的阶段，所以D图不可能故D错误故选：C【点评】本题采用定性分析与定量计算相结合的方法分析功能关系、运动与力关系，根据解析式选择物理图象7一定质量的气体吸热膨胀，保持压强不变，关于此过程中的下列说法正确的是（）A气体的内能一定增加，吸
25、收的热小于内能的增量B气体的内能一定减小，吸收的热大于内能的增量C气体的内能一定增加，吸收的热一定大于内能的增量D不能确定【考点】理想气体的状态方程；热力学第一定律【专题】理想气体状态方程专题【分析】一定质量的气体吸热膨胀，保持压强不变，则物体的温度升高内能增加，根据热力学第一定律可得气体吸收热量一定大于内能的增量【解答】解：根据气体状态方程可知，一定质量的气体吸热膨胀，且保持压强不变，则气体的温度一定升高，则气体内能增加，因为气体膨胀则气体对外做功，根据热力学第一定律u=W+Q可得气体吸收的热量=气体内能的增加量+气体对外所做的功故选C【点评】气体问题正常是结合气态方程和热力学第一定律综合解
26、决，熟练掌握气体的状态方程和热力学第一定律是解决本题的关键8氢原子的n=1、2、3、4各个能级的能量如图所示，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时（）A最多激发出3种不同频率的光子B最多激发出6种不同频率的光子C由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小D处在n=1轨道的电子动能最小【考点】氢原子的能级公式和跃迁【专题】原子的能级结构专题【分析】根据数学组合公式求出这群氢原子能发出不同频率光的种数，当两能级间能级差越大，辐射的光子能量越大【解答】解：A、根据=6，知最多激发出6中不同频率的光子故A错误，B正确C、由n=4跃迁到n=1时，由于两能级间能级差最大，则光子频率最大
27、故C错误D、n=1轨道的轨道半径最小，根据知，r越小，速度越大，则电子的动能越大故D错误故选B【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足h=EmEn二、多项选择题（本大题共4题，每题4分，共16分.每题给出的四个选项中，有两个或两个以上是符合题目要求的全部选对的得4分，选不全但没有错误的得2分，选错或不答的均得0分）9如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随x变化的图象如图乙所示其中OA段为直线，AB段是与OA相切
28、于A点的曲线，BC是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，以下关系式正确的是（）AxA=h，aA=gBxB=h+，aB=0CxC=h+，aC=gDxCh+，aCg【考点】牛顿第二定律；胡克定律【分析】由图看出，B点小球的速度最大，合力为零，根据牛顿第二定律求出加速度，根据胡克定律求出弹簧的压缩量，得到xB的表达式根据简谐运动的特点分析C与A的位置关系，由牛顿第二定律分析加速度的关系【解答】解：A、图象中AB段表示小球自由下落，A点表示小球刚接触，弹簧的弹力仍为零，只受重力，则xA=h，aA=g故A正确B、B点对应的小球速度最大，此时小球受到重力与弹簧的弹力大小相等，方向相反
29、，合力为零，则加速度aB=0由胡克定律得：弹簧压缩的长度x=，则xB=h+x=h+故B正确C、D根据简谐运动的对称性得知，当小球运动到与A关于平衡位置对称的位置时，加速度大小为g，速度方向向下，还没有到达最低点C，则当小球运动到最低点C时，加速度将大于g，即有aCg，xCh+故C错误，D正确故选ABD【点评】本题首先会分析小球的运动情况和受力情况，其次难点是抓住简谐运动的对称性分析C点对应的状态102009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（）A在轨道上经过A的速度小于经过B的速度B
30、在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A的动能C在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度D在轨道上经过A的加速度等于在轨道上经过A的加速度【考点】万有引力定律及其应用【专题】比较思想；模型法；万有引力定律的应用专题【分析】卫星在椭圆轨道近地点速度大于远地点速度；卫星加速运动会做离心运动；万有引力是合力，满足牛顿第二定律由此列式分析【解答】解：A、根据开普勒第二定律可知，航天飞机在远地点的速度小于在近地点的速度，则在轨道上经过A的速度小于经过B的速度，故A正确B、当航天飞机在轨道上A点加速才能变轨到上，故在轨道上经过A的动能小于在上经过A点的动能，故B正确CD、由=ma可知，a=，则在轨道
31、上经过A的加速度应等于在轨道上经过A的加速度，故C错误，D正确故选：ABD【点评】开普勒第二定律说明卫星从近地轨道向远地轨道运动速度将变小，否则速度变大注意航天飞机经过同一位置时加速度是一定的，等于该位置的重力加速度11四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上另有四个质量相同的小物体放在斜面顶端，由于小物体与斜面间的摩擦力不同，第一个物体匀加速下滑，第二个物体匀速下滑，第三个物体匀减速下滑，第四个物体静止在斜面上，如图所示，四个斜面均保持不动，下滑过程中斜面对地面压力依次为F1、F2、F3、F4，则对四种情况判断正确的是（）AF1F2=F4F3BF2=F4F1F3C第二和第四种情况地面对斜
32、面的摩擦力为零D第一和第三种情况地面对斜面的摩擦力不为零，且方向分别为水平向右和向左【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用【专题】共点力作用下物体平衡专题【分析】当物体系统中存在超重现象时，系统所受的支持力大于总重力，相反，存在失重现象时，系统所受的支持力小于总重力若系统的合力为零时，系统所受的支持力等于总重力，根据平衡条件研究第二和第四种情况地面对斜面的摩擦力根据物体的加速度方向，分析水平方向的分加速度方向，对系统由牛顿第二定律研究第一和第三种情况地面对斜面的摩擦力【解答】解：A、B设物体和斜面的总重力为G第一个物体匀加速下滑，加速度沿斜面向下，具有竖直向下的分加速度，存在失
33、重现象，则F1G；第二个物体匀速下滑，合力为零，斜面保持静止状态，合力也为零，则系统的合力也为零，故F2=G第三个物体匀减速下滑，加速度沿斜面向上，具有竖直向上的分加速度，存在超重现象，则F3G；第四个物体静止在斜面上，合力为零，斜面保持静止状态，合力也为零，则系统的合力也为零，故F4=G故有F1F2=F3F4故A正确，B错误C、第二和第四种情况系统的合力为零，对系统：水平方向没有外力，则由平衡条件得知，地面对斜面的摩擦力为零故C正确D、第一种情况：物体匀加速下滑，加速度沿斜面向下，有水平向左的分加速度，由牛顿第二定律知，系统有水平向左的合外力，则地面对斜面的摩擦力不为零，且方向水平向左；第三
34、种情况：物体匀减速下滑，加速度沿斜面向上，有水平向右的分加速度，由牛顿第二定律知，系统有水平向右的合外力，则地面对斜面的摩擦力不为零，且方向水平向右；故D错误故选AC【点评】本题运用超重和失重的观点分析加速度不同物体动力学问题，比较简便通过分解加速度，根据牛顿第二定律研究第一、第三种情况的摩擦力12如图，两物体A、B用轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2使A、B同时由静止开始运动，在弹簧由原长伸到最长的过程中，对A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是（）AA、B先作变加速运动，当F1、F2和弹力相等时，A、B的速度最大；之后，A、B作变减速
35、运动，直至速度减到零BA、B作变减速运动速度减为零时，弹簧伸长最长，系统的机械能最大CA、B、弹簧组成的系统机械能在这一过程中是先增大后减小D因F1、F2等值反向，故A、B、弹簧组成的系统的动量守恒【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律【专题】动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合【分析】对A、B及AB系统进行受力分析，根据物体的受力情况判断物体的运动性质；根据动量守恒条件分析系统动量是否变化【解答】解：A、在拉力作用下，A、B开始做加速运动，弹簧伸长，弹簧弹力变大，物体A、B受到的合力变小，物体加速度变小，物体做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力等于拉力时物体受到的合力为零，速度达到最大，之后弹
36、簧弹力大于拉力，两物体减速运动，直到速度为零时，弹簧伸长量达最大，因此A、B先作变加速运动，当F1、F2和弹力相等时，A、B的速度最大；之后，A、B作变减速运动，直至速度减到零，故A正确；B、在整个过程中，拉力一直对系统做正功，系统机械能增加，A、B作变减速运动速度减为零时，弹簧伸长最长，系统的机械能最，故B正确，C错误；D、因F1、F2等大反向，故A、B、弹簧组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故D正确；故选ABD【点评】弹簧的弹力是变力，分析清楚物体的受力情况是正确解题的关键三、填空题（每空2分，共18分，只需写出答案，不要求写出解题过程。）13如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关
37、系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d=1.140cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t=2.0102s，则小车经过光电门时的速度为0.57m/s；（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为Mm；（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系，处理数据时应作出v2m（选填“vm”
38、或“v2m”）图象【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系【专题】实验题【分析】（1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读，由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度根据匀变速直线运动的速度位移公式求出滑块的加速度（2）为使绳子的拉力等于重物的重力，M应远远大于m；（3）由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v2=2as=s，可知画出v2m图象可以直观的得出结论【解答】解：（1）游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.058mm=0.40mm，所以最终读数为：11mm+0.40mm=11.40mm=1.140cm；数字计时器记录通过光电门的时间，由
39、位移公式计算出物体通过光电门的平均速度，用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：v=0.57m/s（2）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力根据牛顿第二定律得：对m：mgF拉=ma对M：F拉=Ma解得：F拉=当Mm时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力（3）由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v2=2as=s，由题意可
40、知，M、s不变，画出v2m图象，若图象为过原点的直线，则说明外力和加速度成正比，故画出v2m图象可以直观的得出结论故答案为：（1）1.140，0.57（2）Mm（3）v2m【点评】常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项14某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动一下小车A使之做匀速运动然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图1所示在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力（1）
41、若已得到打点纸带如图2所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选BC段来计算A的碰前速度，应选DE段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）（2）已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前mAv0+mBv0=0.420kgm/s；碰后mAvA+mBvB=0.417kgm/s并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等（结果保留三位有效数字）【考点】验证动量守恒定律【专题】实验题【分析】（1）碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，确定AC应在碰撞之前，DE
42、应在碰撞之后，在匀速运动时在相同的时间内通过的位移相同，所以BC应为碰撞之前匀速运动阶段，DE应为碰撞之后匀速运动阶段（2）物体发生的位移与发生这些位移所用时间的比值等于匀速运动的物体在该段时间内的速度P=mv=m【解答】解：（1）由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，故AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰
43、后共同的速度故答案为BC、DE（2）碰前系统的动量即A的动量，则P1=m1v1=m1=0.40=0.420 kgm/s 碰后的总动量P2=（m1+m2）v2=（m1+m2）=（0.40+0.20）=0.417kgm/s故答案为：（1）BC；DE；（2）0.420；0.417【点评】根据碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，确定AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后，是解决本题的突破口四、计算题（共44分，要求写出必要的文字说明、主要的方程式只写出结果和无方程式而仅通过纯数值运算得出的结果，不给分）15如图所示，在一次摩托车飞越壕沟的表演中，摩托车车手驾驶一辆摩托车先在水平路面上加
44、速至v0=20m/s，然后靠惯性冲上斜坡并从斜坡顶部的平台上水平飞出，不计空气阻力，g=10m/s2，求：（1）若已知平台高度为5m，摩托车在冲上斜坡过程中克服摩擦力做功7800J，驾驶员和摩托车的总质量为100kg，则从平台上飞出的初速度为多少？（2）在第（1）问中，若摩托车车身长约1.6m，问摩托车能否安全飞过10m宽的壕沟？【考点】动能定理的应用；平抛运动【专题】动能定理的应用专题【分析】（1）由动能定理可以求出摩托车从平台上冲出时的速度（2）摩托车离开平台后做平抛运动，由匀速运动与自由落体运动的知识可以求出摩托车的水平位移，然后判断能否过壕沟【解答】解：（1）摩托车冲上平台的过程中，由
45、动能定理得：mghWf=mv2mv02，解得：v=12m/s；（2）摩托车从平台上飞出后，做平抛运动，在竖直方向：h=gt2，水平方向：x=vt，解得：x=12m10m+1.6m=11.6m，摩托车能飞过10m宽的壕沟答：（1）从平台上飞出时的初速度是12m/s（2）摩托车能飞过10m宽的壕沟【点评】摩托车在冲上斜坡的过程中，要克服重力与摩擦力做功，由动能定理可以求出摩托车从平台飞出时的速度；小球从平台飞出后做平抛运动，如果水平位移大于等于壕沟宽度与摩托车的车长，则摩托车可以越过壕沟16如图所示，电动机带动滚轮做逆时针匀速转动，在滚轮的摩擦力作用下，将一金属板从斜面底端A送往上部，已知斜面光滑
46、且足够长，倾角=30，滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=6.5m，当金属板的下端运动到切点B处时，立即提起滚轮使它与板脱离接触已知板之后返回斜面底部与挡板相撞后立即静止，此时放下滚轮再次压紧板，再次将板从最底端送往斜面上部，如此往复已知板的质量为m=1103kg，滚轮边缘线速度恒为v=4m/s，滚轮对板的正压力FN=2104N，滚轮与板间的动摩擦因数为=0.35，取g=10m/s2求：（1）在滚轮作用下板上升的加速度；（2）板加速至与滚轮速度相同时前进的距离；（3）板往复运动的周期【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系【专题】牛顿运动定律综合专题【分析】对杆进行受力分
47、析，杆在重力、支持力、滚轮压力和摩擦力作用下产生加速度，求出物体所受合力可以得加速度a；由加速度和杆运动的末速度与轮边缘相同可求出杆运动的时间t，轮分两个过程对杆做功，在两个过程中根据动能定理可求出轮对杆所做的功W；把杆的运动分成三段，一是在滑动摩擦力作用下的匀加速运动，二是在静摩擦力作用下的匀速运动，三是重力沿斜面向下分力作用下的匀减速直线运动，分三段运动求杆运动的时间即可【解答】解：（1）对杆进行受力分析杆受重力G、斜面对杆的弹力F1，滚轮对杆的压力F2和滚轮对杆沿斜面向上的摩擦力f，四个力作用建立直角坐标系，有：F合x=fGsin=ma F合y=F1F2mgcos=0 轮对杆的压力F2=
48、2104N轮对杆的摩擦力f=FN=F2，代入式得杆产生的加速度：a=2m/s2（2）由题意知，杆做初速度为0，加速度a=2m/s2的匀加速运动，末速度与滚轮边缘线速度大小相同即v=4m/s根据匀加速直线运动速度位移关系可得：v2=2ax即位移：x=m=4m（3）根据题意知，杆在一个同期中的运动分为三个过程：第一个过程杆向上做匀加速直线运动时间t1=第二个过程杆向上做匀速直线运动，时间t2=对金属板匀减速上升和匀加速下落全过程应有：L=vt3，代入数据解得：t3=2.6s板往复运动的周期T=t1+t2+t3=5.225s答：（1）在滚轮作用下板上升的加速度为2m/s2；（2）板加速至与滚轮速度相
49、同时前进的距离为4m；（3）板往复运动的周期为5.225s【点评】正确对杆进行受力分析，根据受力情况确定杆的运动情况，分析杆在运动过程中各力的做功情况，根据动能定理求解即可注意对运动性质的确定，能正确判断物体的运动性质，并能写出运动规律17如图所示，物块M和m用一不可伸长的细绳通过定滑轮连接，m放在倾角=30的固定光滑斜面上，而穿过竖直杆PQ的物块M可沿杆无摩擦地下滑，M=3m=1Kg，开始时，将M抬高到A点，使细绳水平，此时OA段绳长为L=4.0m，现M由静止开始下滑，回答下列问题：（1）物块m的机械能是否守恒？若守恒，请说出理由；若不守恒，请说出机械能如何变化，变化的大小与什么力做功相等？
50、（2）当M下滑3.0m至B点时的速度为多大？（3）当M下滑3.0m至B点的过程中，绳对M做的功为多大？（g取10m/s2）【考点】动能定理的应用；机械能守恒定律【专题】动能定理的应用专题【分析】本题的关键是：（1）M和m组成的系统机械能守恒，而M或m的机械能不守恒，（2）物体m上滑的位移为绳长OB与OA之差，（3）M与m速度关系满足=sin【解答】解：（1）由于物体m上升过程中，不只是重力做功，绳子拉力做正功，所以物体m的机械能不守恒，根据功能关系“除重力以外其它力做的功等于物体机械能的变化”可知物体m的机械能增加，且增加的机械能等于绳子拉力对物体m做的功（2）由于两个物体组成的系统在运动过程
51、中只有重力做功，系统机械能守恒，设M到B点时速度，m的速度为，则有：Mghmg（OBOA）sin=M+ 由图可知OB=5m，所以sinAOB=0.6，即AOB=37，再根据速度的分解，把v1沿OB方向分解，有=sin37联立并代入数据解得=7.1m/s即M下滑至B点时的速度为7.1m/s（3）对M运用动能定理：Mgh+W=0解得W=4.8J即当M下滑3m的过程中，绳对M做的功为4.8J【点评】遇到相互作用的系统问题，若没有摩擦阻力应用系统机械能守恒定律求解；对“牵连速度”问题，应记住“实际的速度是合速度”和“沿绳子方向的速度相等”的结论18在赛车场上，为了安全起见，车道外围都固定上废旧轮胎作为
52、围栏，当车碰撞围拦时起缓冲器作用为了检验废旧轮胎的缓冲效果，在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎，实验情况如图所示水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上，处于自然状态，开始赛车在A处处于静止，距弹簧自由端的距离为L1=1m当赛车起动时，产生水平向左的牵引力恒为F=24N使赛车向左做匀加速前进，当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机撤去F，赛车继续压缩弹簧，最后被弹回到B处停下已知赛车的质量为m=2kg，A、B之间的距离为L2=3m，赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v=4m/s，水平向右求：（1）赛车和地面间的动摩擦因数；（2）弹簧被压缩的最大距离；（3）弹簧的最大弹性势能【考点】动能定理的应用；动
53、量守恒定律【专题】动能定理的应用专题【分析】（1）从赛车离开弹簧到赛车静止的过程中，只有摩擦力做功，由动能定理可以求出赛车和地面间的动摩擦因数（2）从赛车开始加速到赛车离开弹簧过程中，应用动能定理可以求出弹簧的最大压缩量（3）弹簧压缩量最大时，弹簧的弹性势能最大，从赛车开始运动到弹簧压缩量最大过程中，由能量守恒定律可以求出弹簧的最大弹性势能【解答】解：（1）从赛车离开弹簧到B点静止，由动能定理得：mg（L1+L2）=0mv2，解得=0.2；（2）设弹簧被压缩的最大距离是L，从赛车开始加速到赛车离开弹簧的整个过程，由动能定理得：FL1mg（L1+2L）=mv20，解得：L=0.5m；（3）弹簧压缩量最大时，弹簧的弹性势能最大，从赛车开始运动到弹簧压缩量最大过程中，由能量守恒定律得：FL1=EP+mg（L1+L），解得：EP=18J；答：（1）赛车和地面间的动摩擦因数为0.2；（2）弹簧被压缩的最大距离为0.5m；（3）弹簧的最大弹性势能为18J【点评】分析清楚赛车的运动过程与受力情况是正确解题的前提与关键，熟练应用动能定理、能量守恒定律即可正确解题；当弹簧的压缩量最大时，弹簧的弹性势能最大
