1、河南省三门峡市陕州中学 2016 届高三上学期段考物理试卷一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，其中 1-7 为单选题，82 为多选题，共 48 分）1某航母跑道长 160m，飞机发动机产生的最大速度为 5 米/s2，起飞需要的最低速度为 50m/s飞 机在某航母跑道上起飞的过程可以简化为匀加速直线运动若航母沿飞机起飞方向一某一速度匀速航行，为使飞机安全起飞，航母匀速运动的最小速度为（ ）A10m/s B15m/s C20m/s D30m/s2如图所示，质量为 M 的长木板位于光滑水平面上，质量为 m 的物块静止在长木块上，两点之间 的滑动摩擦因数，现对物块 m 施加水平向右的恒力
2、F，若恒力 F 使长木板与物块出现相对滑动则 恒力 F 的最小值为（重力加速度大小为 g，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动 摩擦力）（ ）A mg（1+） B mg（1+） C mg D Mg3一质点沿 x 轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其t 的图象如图所示，则下列 说法正确的是（）A质点做匀速直线运动，速度为 0.5m/s B质点做匀加速直线运动，加速度为 0.5m/s C质点在第 1 s 内的平均速度 0.75m/s D质点在 1 s 末速度为 1.5m/s4如图所示，从 A 点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上 B 点发生碰撞，碰后小球 速度大小不
3、变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上 C 点，已知地面上 D 点位于 B 点 正下方，B、D 间距离为 h，则（ ）AA、B 两点间距离为BA、B 两点间距离为CC、D 两点间距离为 2h DC、D 两点间距离为5飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力，这种现 象叫过荷过荷过重会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至昏厥受过专门训练的空 军飞行员最多可承受 9 倍重力的支持力影响取 g=10m/s2，则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲 速度为 100m/s 时，圆弧轨道的最小半径为（）A100mB111m C125mD250m6如图所示，一
4、根细线下端拴一个金属小球 P，细线的上端固定在金属块 Q 上，Q 放在带小孔（小 孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）现使小球改到一个更20152016 学年度高一些的水平面上做匀速圆周运动（图中 P位置），两次金属块 Q 都静止在桌面 上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（）A细线所受的拉力变小B小球 P 运动的角速度变小CQ 受到桌面的静摩擦力变大 DQ 受到桌面的支持力变大7“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空 110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源， 延长卫星的使用寿命假设“轨道康复者”的轨道半经为地球同步卫星轨道半径
5、的五分之一，其运动 方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是（） A“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救 B站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动C“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的 5 倍D“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的 25 倍8如图所示，将质量为 2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为 m 的环，环套在竖 直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为 d，杆上的 A 点与定滑轮等高，杆上的 B 点在 A 点下方距离为 d 处现将环从 A 处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（）A环到
6、达 B 处时，重物上升的高度B环到达 B 处时，环与重物的速度大小相等C环从 A 到 B，环减少的机械能等于重物增加的机械能D环能下降的最大高度为d9质量为 m 的物体静止在粗糙的水平地面上，从 t=0 时刻开始受到方向恒定的水平拉力 F 作用，F与时间 t 的关系如图甲所示物体在t时刻开始运动，其 vt 图象如图乙所示，若可认为滑动摩 擦力等于最大静摩擦力，则（）A物体与地面间的动摩擦因数为B物体在 t0 时刻的加速度大小为C物体所受合外力在 t0 时刻的功率为 2F0v0D水平力 F 在 t0 到 2 t0 这段时间内的平均功率为 F010如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量
7、为 M 和 2M 的行星做匀速圆周运动， 甲卫星的向心加速度、运行周期、角速度和线速度分别为 a1、T1、1、v1，乙卫星的向心加速度、 运行周期、角速度和线速度分别为 a2、T2、2、v2，下列说法正确的是（ ）Aa1：a2=1：2BT1：T2=1：2 C1：2=1： Dv1：v2=：111如图所示，M 为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd 为半径是 R 的光滑圆弧形轨 道，a 为轨道的最高点，地面水平且有一定长度今将质量为 m 的小球在 d 点的正上方高为 h 处由 静止释放，让其自由下落到 d 处切入轨道内运动，不计空气阻力，则（）A只要 h 大于 R，释放后小球就能通过 a
8、点B只要改变 h 的大小，就能使小球通过 a 点后，既可能落回轨道内，又可能落到 de 面上C无论怎样改变 h 的大小，都不可能使小球通过 a 点后落回轨道内D调节 h 的大小，可以使小球飞出 de 面之外（即 e 的右侧）12如图甲所示，静止在水平面上的物体在竖直向上的拉力 F 作用下开始向上加速运动，拉力的功 率恒定为 P，运动过程中所受空气阻力大小不变，物体最终做匀速运动物体运动速度的倒数与加 速度 a 的关系如图乙所示若重力加速度大小为 g，下列说法正确的是（ ）A物体的质量为B空气阻力大小为C物体加速运动的时间为D物体匀速运动的速度大小为 v0二、实验题（13 题 6 分 14 题
9、6 分共 12 分）13某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为 M，砝码 及砝码盘的总质量为 m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为 50Hz实验步骤如下： A按图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直； B调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动； C挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤 C，求得小车在不同合力作用下的加速度 根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是 A小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B实验
10、过程汇中砝码盘处于超重状态 C与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半 E砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为 m/s2（结果保 留 2 位有效数字）（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系图象，与本实验相符合 的是图丙中的 14用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和 n 块质量均为 m0 的铁片，重锤下端 贴一遮光片，铁架台上安装有光电门调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出 遮光片通过光电门的挡光时间 t0；从定滑轮左侧依次
11、取下 1 块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都 从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为 t1、t2，计算出 t02、t 2（1）挡光时间为 t0 时，重锤的加速度为 a0从左侧取下 i 块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为 ti，重锤的加速度为 ai则= （结果用 t0 和 ti 表示）作出i 的图线是一条直线，直线的斜率为 k，则重锤的质量 M= （3）若重锤的质量约为 300g，为使实验测量数据合理，铁片质量 m0 比较恰当的取值 是 A1gB5gC40gD100g三、解答题（本题共 4 小题，满分 40 分）15我国的最新交通规则规定：黄灯亮时车头己越过停车线的车辆可以继
12、续通行，车头未越过停车 线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为，我国一般城市路口红灯变亮之前绿灯和黄灯各 有 3s 的闪烁时间国家汽车检测标准中有关汽车制动初速度与刹车即离的规定是这样的：小客车在 制动初速度为 14m/s 的情况下，制动距离不得大于 20m（1）若要确保汽车在 3s 内停下来，小客车刹车前的行驶速度不能超过多少？某小客车正以 v0=8m/s 速度驶向路口，绿灯开始闪时车头距离停车线 S=28m，汽车至少以多大的加 速度匀加速行驶才能在黄灯点亮前正常通过路口？己知驾驶员从眼睛看到灯闪到脚下采取动作再到 小客车有速度变化的反应总时间是 1.0s16如图甲所示，有一块木板静止
13、在足够长的粗糙水平面上，木板质量为 M=4kg，长为 L=1.4m； 木块右端放的一小滑块，小滑块质量为 m=1kg，可视为质点现用水平恒力 F 作用在木板 M 右端， 恒力 F 取不同数值时，小滑块和木板的加速度分别对应不同数值，两者的 aF 图象如图乙所示，取 g=10m/s2求：（1）小滑块与木板之间的滑动摩擦因数，以及木板与地面的滑动摩擦因数若水平恒力 F=27.8N，且始终作用在木板 M 上，当小滑块 m 从木板上滑落时，经历的时间为多长17如图所示，传送带与两轮切点 A、B 间的距离为 l=20m，半径为 R=0.4m 的光滑的半圆轨道与传 送带相切于 B 点，C 点为半圆轨道的最
14、高点BD 为半圆轨道直径物块质量为 m=1kg已知传送 带与物块间的动摩擦因数=0.8，传送带与水平面夹角=37传送带的速度足够大，已知 sin37=0.6， cos37=0.8，g=10ms2，物块可视为质点求：（1）物块无初速的放在传送带上 A 点，从 A 点运动到 B 点的时间； 物块无初速的放在传送带上 A 点，刚过 B 点时，物块对 B 点的压力大小；（3）物块恰通过半圆轨道的最高点 C，物块放在 A 点的初速度为多大18如图所示，质量 mB=3.5kg 的物体 B 通过一轻弹簧固连在地面上，弹簧的劲度系数k=100N/m一轻绳一端与物体 B 连接，绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮 O1
15、、O2 后，另一端与套在光滑直杆顶端的、质量 mA=1.6kg 的小球 A 连接已知直杆固定，杆长 L 为 0.8m，且与水平面的夹 角 =37初始时使小球 A 静止不动，与 A 端相连的绳子保持水平，此时绳子中的张力 F 为 45N已知 AO1=0.5m，重力加速度 g 取 10m/s2，绳子不可伸长现将小球 A 从静止释放，则：（1）在释放小球 A 之前弹簧的形变量；若直线 CO1 与杆垂直，求物体 A 运动到 C 点的过程中绳子拉力对物体 A 所做的功；（3）求小球 A 运动到底端 D 点时的速度河南省三门峡市陕州中学 2016 届高三上学期段考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题
16、共 12 小题，每小题 4 分，其中 1-7 为单选题，82 为多选题，共 48 分）1某航母跑道长 160m，飞机发动机产生的最大速度为 5 米/s2，起飞需要的最低速度为 50m/s飞 机在某航母跑道上起飞的过程可以简化为匀加速直线运动若航母沿飞机起飞方向一某一速度匀速航行，为使飞机安全起飞，航母匀速运动的最小速度为（ ）A10m/s B15m/s C20m/s D30m/s【考点】匀变速直线运动的速度与位移的关系【专题】直线运动规律专题【分析】结合匀变速直线运动的速度位移公式，抓住位移关系，求出航母匀速运动的最小速度【解答】解：设舰载机起飞所用的时间为 t，位移为 L2，航母的位移为 L
17、1，匀速航行的最小速度为v1由运动学公式得：v=v1+atL1=v1tL2=L+L1代入数据，联立解得航母匀速航行的最小速度为 v1=10m/s故选：A【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式，并能灵活运用，注意舰载机的位移不 是航母跑道的长度2如图所示，质量为 M 的长木板位于光滑水平面上，质量为 m 的物块静止在长木块上，两点之间 的滑动摩擦因数，现对物块 m 施加水平向右的恒力 F，若恒力 F 使长木板与物块出现相对滑动则 恒力 F 的最小值为（重力加速度大小为 g，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动 摩擦力）（ ）A mg（1+） B mg（1+） C mg
18、D Mg【考点】摩擦力的判断与计算【专题】摩擦力专题【分析】当 AB 保持静止，具有相同的加速度时，F 达到最大值时，A、B 间的摩擦力达到最大静摩 擦力根据牛顿第二定律求出 F 的最大值【解答】解：对 A、B 整体进行受力分析：F=（M+m）a对 A 进行受力分析：FfB=ma对 B 进行受力分析：fA=Ma当 AB 保持静止，具有相同的加速度时，F 达到最大值，fA= mg求解上面方程组，F 最大= mg（1+ ），故 A 正确、BCD 错误故选：A【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，注意临界状态和整体 法、隔离法的运用3一质点沿 x 轴正方向做直线运动，通
19、过坐标原点时开始计时，其t 的图象如图所示，则下列 说法正确的是（）A质点做匀速直线运动，速度为 0.5m/s B质点做匀加速直线运动，加速度为 0.5m/s C质点在第 1 s 内的平均速度 0.75m/s D质点在 1 s 末速度为 1.5m/s【考点】匀变速直线运动的图像【专题】运动学中的图像专题】【分析 t 的图象即 vt 图象，倾斜的直线表示匀速直线运动，图线的斜率等于加速度，由图直 接读出速度由求平均速度【解答】解：A、 t 图象即 vt 图象，由图知质点的速度均匀增大，说明质点做匀加速直线运 动，故 A 错误B、质点做匀加速直线运动，根据 x=v0t+at2，得=v0+at，由图
20、得：a=0.5，则加速度为a=20.5=1m/s2故 B 错误C、质点在第 1s 内的平均速度=m/s=1m/s，故 C 错误 D、质点的初速度 v0=0.5m/s，在 1s 末速度为 v=v0+at=0.5+1=1.5m/s故 D 正确 故选：D【点评】本题的实质上是速度时间图象的应用，要明确斜率表示加速度，能根据图象读取有用 信息4如图所示，从 A 点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上 B 点发生碰撞，碰后小球 速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上 C 点，已知地面上 D 点位于 B 点 正下方，B、D 间距离为 h，则（ ）AA、B 两点间距离为BA、B
21、两点间距离为CC、D 两点间距离为 2h DC、D 两点间距离为【考点】平抛运动【专题】平抛运动专题【分析】小球在 AB 段做自由落体运动，BC 段做平抛运动，由于运动时间相等，则自由落体运动的 高度和平抛运动的高度相等，根据速度位移公式求出平抛运动的初速度，结合时间求出水平位移【解答】解：A、AB 段小球自由下落，BC 段小球做平抛运动，两段时间相同，所以 A、B 两点间 距离与 B、D 两点间距离相等，均为 h，故 A、B 错误；C、BC 段平抛初速度，持续的时间，所以 C、D 两点间距离 x=vt=2h，故 C 正确，D 错误 故选：C【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方
22、向上的运动规律，结合运动学公式灵活 求解，基础题5飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力，这种现 象叫过荷过荷过重会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至昏厥受过专门训练的空 军飞行员最多可承受 9 倍重力的支持力影响取 g=10m/s2，则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲 速度为 100m/s 时，圆弧轨道的最小半径为（）A100mB111m C125mD250m【考点】向心力；牛顿第二定律【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】在最低点，飞行员受到重力和支持力两个力，由其合力提供其向心力，当支持力为 9 倍重 力时，圆弧轨道半径最小，根据牛顿
23、第二定律求解圆弧轨道的最小半径【解答】解：在飞机经过最低点时，对飞行员受力分析：重力 mg 和支持力 N，两者的合力提供向 心力，由题意，N=9mg 时，圆弧轨道半径最小，由牛顿第二定律列出：Nmg=m则得：8mg=m联立解得：Rmin=m=125m故选：C【点评】圆周运动涉及力的问题就要考虑到向心力，匀速圆周运动是由指向圆心的合力提供向心 力确定向心力的来源是解题的关键6如图所示，一根细线下端拴一个金属小球 P，细线的上端固定在金属块 Q 上，Q 放在带小孔（小 孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）现使小球改到一个更20152016 学年度高一些的水平面上做匀速圆
24、周运动（图中 P位置），两次金属块 Q 都静止在桌面 上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（）A细线所受的拉力变小 B小球 P 运动的角速度变小CQ 受到桌面的静摩擦力变大 DQ 受到桌面的支持力变大【考点】向心力；摩擦力的判断与计算【专题】匀速圆周运动专题【分析】金属块 Q 保持在桌面上静止，根据平衡条件分析所受桌面的支持力是否变化以 P 为研究 对象，根据牛顿第二定律分析细线的拉力的变化，判断 Q 受到桌面的静摩擦力的变化由向心力知 识得出小球 P 运动的角速度、周期与细线与竖直方向夹角的关系，再判断其变化【解答】解：A、设细线与竖直方向的夹角为 ，细线的拉力大小为
25、T，细线的长度为 LP 球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，则有：T=，mgtan=m 2Lsin，得角速度 =，周期 T=使小球改到一个更 20152016 学年度高一些的水平面上作匀速圆周运动时， 增大，cos 减小，则 得到细线拉力 T 增大，角速度增大，周期 T 减小对 Q 球，由平衡条件得知，Q 受到桌面的静摩擦 力变大，故 AB 错误，C 正确；D、金属块 Q 保持在桌面上静止，根据平衡条件得知，Q 受到桌面的支持力等于其重力，保持不 变故 D 错误故选：C【点评】本题中一个物体静止，一个物体做匀速圆周运动，分别根据平衡条件和牛顿第二定律研 究，分析受力情
26、况是关键7“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空 110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源， 延长卫星的使用寿命假设“轨道康复者”的轨道半经为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动 方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是（） A“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救 B站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动C“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的 5 倍D“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的 25 倍【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【专题】人造卫星问题【分析】根据万有引力提供向心力，结合轨道半径的关系得出加
27、速度和周期的关系根据“轨道康复 者”的角速度与地球自转角速度的关系判断赤道上人看到“轨道康复者”向哪个方向运动【解答】解：A、“轨道康复者”要在原轨道上减速，做近心运动，才能“拯救”更低轨道上的卫星故 A 错误 B、因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动的周期小于同步卫星的周期，则小于地球自转的周 期，所以“轨道康复者”的角速度大于地球自转的角速度，站在赤道上的人用仪器观察到“轨道康复 者”向东运动故 B 错误C、根据得：v=，因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径为地球同 步卫星轨道半径的五分之一，则“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的倍故 C 错误 D、根据得：a=，因为“
28、轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，则“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的 25 倍故 D 正确故选：D【点评】解决本题的关键知道万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，以及知道卫星变 轨的原理，知道当万有引力大于向心力，做近心运动，当万有引力小于向心力，做离心运动8如图所示，将质量为 2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为 m 的环，环套在竖 直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为 d，杆上的 A 点与定滑轮等高，杆上的 B 点在 A 点下方距离为 d 处现将环从 A 处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正
29、确的是（）A环到达 B 处时，重物上升的高度B环到达 B 处时，环与重物的速度大小相等C环从 A 到 B，环减少的机械能等于重物增加的机械能D环能下降的最大高度为 d【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】环刚开始释放时，重物由静止开始加速根据数学几何关系求出环到达 B 处时，重物上升 的高度对 B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速 度，从而求出环在 B 处速度与重物的速度之比环和重物组成的系统，机械能守恒【解答】解：A、根据几何关系有，环从 A 下滑至 B 点时，重物上升的高度 h=，故 A 错误； B、对 B 的速度沿
30、绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度， 有：vcos45=v 重物，所以故 B 错误 C、环下滑过程中无摩擦力做系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加 的机械能；D、滑下滑到最大高度为 h 时环和重物的速度均为 0，此时重物上升的最大高度为，根据机械能守恒有解得：h=，故 D 正确 故选 CD【点评】解决本题的关键知道系统机械能守恒，知道环沿绳子方向的分速度的等于重物的速度9质量为 m 的物体静止在粗糙的水平地面上，从 t=0 时刻开始受到方向恒定的水平拉力 F 作用，F与时间 t 的关系如图甲所示物体在t时刻开始运动，其 vt 图象如图乙所
31、示，若可认为滑动摩 擦力等于最大静摩擦力，则（）A物体与地面间的动摩擦因数为B物体在 t0 时刻的加速度大小为C物体所受合外力在 t0 时刻的功率为 2F0v0D水平力 F 在 t0 到 2 t0 这段时间内的平均功率为 F0【考点】功率、平均功率和瞬时功率；匀变速直线运动的图像【专题】功率的计算专题【分析】在t0 时刻刚好运动说明物体受到的摩擦力等于阻力，故可判断出摩擦因数；在 0t0 时间 内物体做变加速运动，不能用运动学公式求解；由 P=Fv 可求得平均功率，也可求的瞬时功率【解答】解：A、物体在时刻开始运动，说明阻力等于水平拉力故为 f=F0，摩擦因数为，故 A 正确B、在 t0 时刻
32、有牛顿第二定律可知，2F0f=ma，a=，故 B 错误；C、物体受到的合外力为 F=2F0f=F0 功率为 P=F0v0，故 C 错误；D、2t0 时刻速度为 v=v0+，在 t02t0 时刻的平均速度为，故平均 功率为 P=2F0=F0，故 D 正确；故选：AD【点评】本题主要考查了平均功率与瞬时功率的求法，注意 P=Fv 即可以求平均功率与瞬时功率10如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为 M 和 2M 的行星做匀速圆周运动， 甲卫星的向心加速度、运行周期、角速度和线速度分别为 a1、T1、1、v1，乙卫星的向心加速度、 运行周期、角速度和线速度分别为 a2、T2、2、v2，
33、下列说法正确的是（ ）Aa1：a2=1：2BT1：T2=1：2 C1：2=1： Dv1：v2=：1【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【专题】万有引力定律的应用专题【分析】抓住卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，列式求解即可【解答】解：对于任一情形，根据万有引力提供向心力得：G=ma= 2r=r=m可得 a=，T=2，=，v=r 相同，根据题中条件可得：a1：a2=1：2，T1：T2=：1，1：2=1：，v1：v2=1： 故选：AC【点评】抓住半径相同，中心天体质量不同，根据万有引力提供向心力进行解答，注意区别中心天 体的质量不同11如图所示，M 为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，
34、abcd 为半径是 R 的光滑圆弧形轨 道，a 为轨道的最高点，地面水平且有一定长度今将质量为 m 的小球在 d 点的正上方高为 h 处由 静止释放，让其自由下落到 d 处切入轨道内运动，不计空气阻力，则（）A只要 h 大于 R，释放后小球就能通过 a 点B只要改变 h 的大小，就能使小球通过 a 点后，既可能落回轨道内，又可能落到 de 面上C无论怎样改变 h 的大小，都不可能使小球通过 a 点后落回轨道内D调节 h 的大小，可以使小球飞出 de 面之外（即 e 的右侧）【考点】向心力；机械能守恒定律【专题】匀速圆周运动专题【分析】根据牛顿第二定律分析小球的加速度与质量的关系若小球恰能通过
35、a 点，其条件是小球 的重力提供向心力，根据牛顿第二定律可解得小球此时的速度，用平抛运动的规律：水平方向的匀 速直线运动，竖直方向的自由落体运动规律求出水平距离，由机械能守恒定律可求得 h，分析小球 能否通过 a 点后落回轨道内【解答】解：A、小球恰能通过 a 点的条件是小球的重力提供向心力，根据牛顿第二定律：mg=解得：v= 根据动能定理：mg（hR）=mv2 得：h=R若要释放后小球就能通过 a 点，则需满足 hR，故 A 错误；小球离开 a 点时做平抛运动，用平抛运动的规律， 水平方向的匀速直线运动：x=vt竖直方向的自由落体运动：R=gt2，解得：x=RR，故无论怎样改变 h 的大小，
36、都不可能使小球通过 a 点后落回轨道内，小球将通 过 a 点不可能到达 d 点只要改变 h 的大小，就能改变小球到达 a 点的速度，就有可能使小球通过 a 点后，落在 de 之间故 B 错误，CD 正确故选：CD【点评】本题实质是临界问题，要充分挖掘临界条件，要理解平抛运动的规律：水平方向的匀速直 线运动，竖直方向的自由落体运动12如图甲所示，静止在水平面上的物体在竖直向上的拉力 F 作用下开始向上加速运动，拉力的功 率恒定为 P，运动过程中所受空气阻力大小不变，物体最终做匀速运动物体运动速度的倒数与加 速度 a 的关系如图乙所示若重力加速度大小为 g，下列说法正确的是（ ）A物体的质量为B空
37、气阻力大小为C物体加速运动的时间为D物体匀速运动的速度大小为 v0【考点】功率、平均功率和瞬时功率【专题】功率的计算专题【分析】物体在竖直方向上在额定功率下做变加速运动，根据牛顿第二定律求的与 a 的关系式，结 合乙图即可判断，当拉力等于重力和阻力时速度达到最大【解答】解：A、由题意可知 P=Fv， 根据牛顿第二定律由 Fmgf=ma联立解得由乙图可知， 解得，f=，故 AB 正确C、物体做变加速运动，并非匀加速运动，不能利用 v=at 求得时间，故 C 错误；D、物体匀速运动由 F=mg+f，此时 v=v0，故 D 正确 故选：ABD【点评】本题主要考查了图象，能利用牛顿第二定律表示出与 a
38、 的关系式是解决本题的关键二、实验题（13 题 6 分 14 题 6 分共 12 分）13某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为 M，砝码 及砝码盘的总质量为 m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为 50Hz实验步骤如下： A按图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直； B调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动； C挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤 C，求得小车在不同合力作用下的加速度 根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验
39、，下列说法正确的是 C A小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B实验过程汇中砝码盘处于超重状态 C与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半 E砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为 0.16 m/s2（结果保留 2位有效数字）（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系图象，与本实验相符合 的是图丙中的 A 【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）根据实验原理，可知小车的加速度与砝码盘的加速度不等，但弹簧测力计的读数为小 车所受
40、合外力，砝码加速度向下，处于失重状态，不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质 量的条件；在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，求解加速度；（3）数据作出小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系图象，应该是过原点的一条倾斜直线【解答】解：（1）A、由图可知，小车的加速度是砝码盘的加速度大小的2 倍，故 A 错误； B、实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故 B 错误； C、小车相连的轻绳与长木板一定要平行，保证拉力沿着木板方向，故 C 正确； D、实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重 力的一半，故 D 错误； E、由于不
41、是砝码的重力，即为小车的拉力，故不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量 的条件，故 E 错误；故选：C在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即x=aT2，得：a=由题意可知，小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系应该是成正比，即为过原点的一条倾斜 直线，故 A 符合；故答案为：（1）C0.16 （3）A【点评】解答实验问题的关键是正确理解实验原理，加强基本物理知识在实验中的应用，同时不断 提高应用数学知识解答物理问题的能力； 掌握求加速度的方法，注意单位的统一，同时理解由图象来寻找加速度与合力的关系14用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和 n 块质量均
42、为 m0 的铁片，重锤下端 贴一遮光片，铁架台上安装有光电门调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出 遮光片通过光电门的挡光时间 t0；从定滑轮左侧依次取下 1 块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都 从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为 t1、t2，计算出 t02、t 2（1）挡光时间为 t0 时，重锤的加速度为 a0从左侧取下 i 块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为 ti，重锤的加速度为 ai则=（结果用 t0 和 ti 表示）作出i 的图线是一条直线，直线的斜率为 k，则重锤的质量 M=（3）若重锤的质量约为 300g，为使实验测量数据合理，铁片质量 m0
43、比较恰当的取值是 C A1gB5gC40gD100g【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）当时间较短时，可以用平均速度代替瞬时速度，求出重锤到达光电门的速度，再根据 匀加速直线运动位移速度公式联立方程求解；根据牛顿第二定律表示出i 的函数关系，根据斜率为 k 求解；（3）为了使重锤的加速度不至于太大，或把铁片取下放到重锤上时，加速度产生明显的变化的原则 选择铁片的质量；【解答】解：（1）设挡光条的宽度为 d，则重锤到达光电门的速度 v=， 当挡光时间为 t0 时的速度，挡光时间为 ti 时的速度， 重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有：2，2，由解得：= 根据
44、牛顿第二定律得： 由解得：， 作出i 的图线的斜率为 k，则 =k解得：M=（3）重锤的质量约为 300g，为了使重锤的加速度不至于太大，或把铁片取下放到重锤上时，加速 度产生明显的变化，则铁片的质量不能太小，也不能太大，所以 1g、5g 和 100g 都不适合，故 C 正 确故选：C故答案为：（1）；（3）C；【点评】本实验比较新颖，考查了运动学基本公式就牛顿第二定律的应用，要求同学们知道，当时 间较短时，可以用平均速度代替瞬时速度，难度适中三、解答题（本题共 4 小题，满分 40 分）15我国的最新交通规则规定：黄灯亮时车头己越过停车线的车辆可以继续通行，车头未越过停车 线的若继续前行则视
45、为闯黄灯，属于交通违章行为，我国一般城市路口红灯变亮之前绿灯和黄灯各 有 3s 的闪烁时间国家汽车检测标准中有关汽车制动初速度与刹车即离的规定是这样的：小客车在 制动初速度为 14m/s 的情况下，制动距离不得大于 20m（1）若要确保汽车在 3s 内停下来，小客车刹车前的行驶速度不能超过多少？某小客车正以 v0=8m/s 速度驶向路口，绿灯开始闪时车头距离停车线 S=28m，汽车至少以多大的加 速度匀加速行驶才能在黄灯点亮前正常通过路口？己知驾驶员从眼睛看到灯闪到脚下采取动作再到 小客车有速度变化的反应总时间是 1.0s【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动规律的综合运用【
46、专题】直线运动规律专题【分析】（1）根据匀变速直线运动的速度位移公式求出汽车刹车的加速度大小，结合速度时间公式， 采用逆向思维求出汽车刹车前的速度大小 小客车在反应时间内做匀速直线运动，抓住匀速运动的位移和匀加速直线运动的位移超过 28m，求 出汽车匀加速运动的加速度【解答】解：（1）设汽车刹车时的最大加速度为 a，根据 v2=2as，则a=确保汽车在 3s 内停下来，汽车刹车前的行驶速最大速度为：vmax=at=4.93m/s=14.7m/s 在反应时间内汽车匀速运动的距离为：s0=v0t=81m=8m 车匀加速运动的距离为：s=ss0=28m8m=20m 从绿灯闪到黄灯亮起这 3s 内汽车
47、加速运动的时间：t=tt=31s=2s设汽车加速时的加速度为 a，有：， 代入数据解得：a=2m/s2 答：（1）小客车刹车前的行驶速度不能超过 14.7m/s汽车至少以 2m/s2 的加速度匀加速行驶才能在黄灯点亮前正常通过路口【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论 求解会使问题更加简捷16如图甲所示，有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上，木板质量为 M=4kg，长为 L=1.4m； 木块右端放的一小滑块，小滑块质量为 m=1kg，可视为质点现用水平恒力 F 作用在木板 M 右端， 恒力 F 取不同数值时，小滑块和木板的加速度分别对应不同数值，
48、两者的 aF 图象如图乙所示，取 g=10m/s2求：（1）小滑块与木板之间的滑动摩擦因数，以及木板与地面的滑动摩擦因数若水平恒力 F=27.8N，且始终作用在木板 M 上，当小滑块 m 从木板上滑落时，经历的时间为多长【考点】牛顿第二定律；摩擦力的判断与计算【专题】牛顿运动定律综合专题【分析】（1）由图可知，当恒力 F25N 时，小滑块与木板将出现相对滑动，滑块的加速度，结合牛 顿第二定律求出滑块与木板间的动摩擦因数，对木板研究，根据牛顿第二定律得出加速度的表达 式，结合图线求出木板与地面间的动摩擦因数 根据牛顿第二定律分别得出滑块和木板的加速度，根据位移之差等于 L，结合运动学公式求出经历
49、 的时间【解答】解：（1）由图乙可知，当恒力 F25N 时，小滑块与木板将出现相对滑动，以小滑块为研 究对象，根据牛顿第二定律得，1mg=ma1， 代入数据解得 1=0.4以木板为研究对象，根据牛顿第二定律有：F 1mg 2（m+M）g=Ma2，则，结合图象可得， 解得 2=0.1设 m 在 M 上滑动的事件为 t，当水平恒力 F=27.8N 时，由（1）知滑块的加速度为， 而滑块在时间 t 内的位移为， 由（1）可知木板的加速度为， 代入数据解得，而木板在时间 t 内的位移为， 由题可知，s1s2=L，代入数据联立解得 t=2s答：（1）小滑块与木板之间的滑动摩擦因数为 0.4，以及木板与地
50、面的滑动摩擦因数为 0.1 经历的时间为 2s【点评】本题考查了牛顿第二定律和图象的综合，理清运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式 进行求解，通过图象得出相对滑动时的拉力大小是解决本题的关键17如图所示，传送带与两轮切点 A、B 间的距离为 l=20m，半径为 R=0.4m的光滑的半圆轨道与传 送带相切于 B 点，C 点为半圆轨道的最高点BD 为半圆轨道直径物块质量为 m=1kg已知传送 带与物块间的动摩擦因数=0.8，传送带与水平面夹角=37传送带的速度足够大，已知 sin37=0.6， cos37=0.8，g=10ms2，物块可视为质点求：（1）物块无初速的放在传送带上 A 点，从 A
51、点运动到 B 点的时间； 物块无初速的放在传送带上 A 点，刚过 B 点时，物块对 B 点的压力大小；（3）物块恰通过半圆轨道的最高点 C，物块放在 A 点的初速度为多大【考点】动能定理；向心力【专题】动能定理的应用专题【分析】（1）根据牛顿第二定律求出物块的加速度，结合位移时间公式 求出物块从 A 到 B 的时间 根据速度位移公式求出在 B 点的速度，结合径向的合力提供向心力求出支持力的大小，从而根据牛 顿第三定律求出压力的大小（3）根据牛顿第二定律求出 C 点的速度，对 B 到 C 的过程运用机械能守恒定律求出 B 点的速度， 再根据速度位移公式求出 A 点的速度【解答】解：（1）物块放在
52、 A 点后将沿 AB 加速运动，根据牛顿第二定律：mgcosmgsin=ma，由运动学公式 有：l=， 代入数据联立解得 t=10s物块从 A 点由静止加速运动到 B 点，根据运动学公式有：v2=2al，在 B 点物块做圆周运动，则有：， 根据牛顿第三定律有：NB=NB，代入数据联立解得 NB=48N（3）物块沿轨道恰好到达最高点 C，重力提供做圆周运动的向心力，在 C 点，由牛顿第二定律得，物体由 B 运动到 C 过程中，根据机械能守恒定律得， 在沿 AB 加速运动过程中，根据 2al=，代入数据联立解得答：（1）物块无初速的放在传送带上 A 点，从 A 点运动到 B 点的时间为 10s；
53、物块无初速的放在传送带上 A 点，刚过 B 点时，物块对 B 点的压力大小为 48N；（3）物块恰通过半圆轨道的最高点 C，物块放在 A 点的初速度为【点评】本题综合考查了牛顿第二定律、运动学公式、动能定理和机械能守恒的运用，关键理清物 块的运动规律，选择合适的规律进行求解18如图所示，质量 mB=3.5kg 的物体 B 通过一轻弹簧固连在地面上，弹簧的劲度系数 k=100N/m一轻绳一端与物体 B 连接，绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮 O1、O2 后，另一端与套在 光滑直杆顶端的、质量 mA=1.6kg 的小球 A 连接已知直杆固定，杆长 L 为 0.8m，且与水平面的夹 角 =37初始时使小
54、球 A 静止不动，与 A 端相连的绳子保持水平，此时绳子中的张力 F 为 45N已 知 AO1=0.5m，重力加速度 g 取 10m/s2，绳子不可伸长现将小球 A 从静止释放，则：（1）在释放小球 A 之前弹簧的形变量；若直线 CO1 与杆垂直，求物体 A 运动到 C 点的过程中绳子拉力对物体 A 所做的功；（3）求小球 A 运动到底端 D 点时的速度【考点】动能定理的应用；机械能守恒定律【专题】压轴题；动能定理的应用专题【分析】（1）释放 A 球前，系统处于静止状态，隔离物体 B 便可求出弹簧的弹力，进而由胡克定律 求得弹簧的形变量小球运动到 C 点的过程中，绳的拉力为变力，应用动能定理求
55、解变力的功，同时考虑 A、B、弹簧 组成的相互作用的系统机械能守恒（3）A 球的下降过程，A、B、弹簧组成的相互作用的系统机械能守恒，注意 A、B 的速度之间的 牵连关系，列出机械能守恒的方程可解【解答】解：（1）释放小球前，B 处于静止状态，由于绳子拉力大于重力，故弹簧被拉伸，设弹簧 形变量为 x 有：kx=FmBg所以，x=0.1m对 A 球从顶点运动到 C 的过程应用动能定理得：W+mAgh=mA0 其中，h=cos37 而=sin37=0.3m物体 B 下降的高度 h=0.2m由此可知，弹簧此时被压缩了 0.1m，此时弹簧弹性势能与初状态相等，对于 A、B、和弹簧组成的 系统机械能守恒
56、：mAgh+mBgh=mA+mB由题意知，小球 A 运动方向与绳垂直，此瞬间 B 物体速度 vB=0由得，W=7J（3）由题意知，杆长 L=0.8m，故CDO1=37故 DO1=AO1，当 A 到达 D 时，弹簧弹性势能与初状态相等，物体 B 又回到原位置，在 D 点对 A 的 速度沿平行于绳和垂直于绳两方向进行分解，可得，平行于绳方向的速度即为 B 的速度，由几何关系得：=cos37对于整个下降过程由机械能守恒得：mAgLsin37= mA+ mB由得：=2m/s 答：（1）弹簧形变量为 0.1m 绳子拉力对物体 A 所做的功 7J（3）小球 A 运动到底端 D 点时的速度为 2m/s【点评】涉及弹簧的问题往往要向机械能守恒定律方向考虑，注意一个弹簧的弹性势能仅仅由其形 变量决定，与是拉伸还是压缩无关；不在同一直线的连接体的运动，要运用运动的分解的办法解决 两者的速度间的关系，往往将速度沿着绳的方向与垂直于绳的方向分解