北京四中2017届高三上学期期中考试物理试卷(解析版)

2016-2017 学年北京四中高三（上）期中物理试卷 一选择题（本大题共 17 小题；每小题 3 分，共 51 分在每小题给出的四个选项中，有一个选项 或多个选项正确全部选对的得 3 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分） 1关于物体的运动，以下说法正确的是（ ） A物体做平抛运动时，加速度不变 B物体做匀速圆周运动时，加速度不改变 C物体做曲线运动时，加速度一定改变 D物体做曲线运动时，加速度可能改变也可能不改变 2从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球从抛出点上升到最高点所用时间为 t1，从最高 点下落到抛出点所用时间为 t2若空气阻力的作用不能忽略，则对于 t1 与 t2 大小的关系，下列判断 中正确的是（ ） At 1=t2 Bt 1t 2 Ct 1t 2D无法断定 t1、t 2 哪个较大 3如图所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千某次维修 时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变木板静止时，F 1 表示木板所受合力的大小， F2 表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后（ ） AF 1 不变，F 2 变大 BF 1 不变，F 2 变小 CF 1 变大， F2 变大 DF 1 变小，F 2 变小 4某人乘电梯竖直向上加速运动，在此过程中（ ） A人对电梯地板的压力大于人受到的重力 B人对电梯地板的压力小于人受到的重力 C电梯地板对人的支持力大于人对电梯地板的压力 D电梯地板对人的支持力与人对电梯地板的压力大小相等 5如图所示，某同学在研究运动的合成时做了下述活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动， 运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖若该同学左手的运动为匀速运动，右手 相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法中正确的是（ ） A笔尖做匀速直线运动 B笔尖做匀变速直线运动 C笔尖做匀变速曲线运动 D笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小 6某人将小球以初速度 v0 竖直向下抛出，经过一段时间小球与地面碰撞，然后向上弹回以抛出 点为原点，竖直向下为正方向，小球与地面碰撞时间极短，不计空气阻力和碰撞过程中动能损失， 则下列图象中能正确描述小球从抛出到弹回的整个过程中速度 v 随时间 t 的变化规律的是（ ） A B C D 7物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为 16m 的路程，第一段用时 4s，第二段用时 2s，则 物体的加速度是（ ） A m/s2 B m/s2 C m/s2 D m/s2 82016 年中秋夜，我国成功将天宫二号送入预定轨道，2016 年 10 月 17 日神舟十一号顺利升空并 在之后与天宫二号实行交会对接天宫二号是在天宫一号基础上研制的航天器，两者外形完全相同， 但却承担着不同的任务 天宫一号主要是和载人飞船配合完成空间交会对接实验任务，而天宫二 号则是我国第一个具备太空补加功能的载人航天实验室，要第一次实现航天员中期驻留、第一次试 验推进剂太空补加技术等重要的科学实验，天宫二号被称为是我国首个真正意义上的空间实验 室天宫二号的轨道高度为 393km，比天宫一号高了 50km，关于天宫二号与天宫一号的比较，以 下说法正确的是（ ） A “天宫二号 ”运行的线速度比“天宫一号”小 B “天宫二号”运行的加速度比“天宫一号”小 C “天宫二号”运行的角速度比“天宫一号”小 D “天宫二号 ”运行的周期比“天宫一号”小 9若物体在运动过程中所受到的合外力不为零，则在运动过程中（ ） A物体的动能可能不变 B物体的速度可能不变 C物体的加速度可能不变 D物体运动的方向可能不变 10美国的 NBA 篮球赛非常精彩，吸引了众多观众经常能看到这样的场面：在终场前 0.1s 的时 候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的最后胜利已知球的质量为 m，运动员将篮球投出， 球出手时的高度为 h1、动能为 Ek，篮筐距地面高度为 h2不计空气阻力则篮球进筐时的动能为 （ ） AE k+mgh2mhg1 BE k+mgh1mhg2 Cmgh 2+mhg1Ek Dmgh 2mhg1Ek 11如图所示，在水平光滑地面上有 A、B 两个木块，A、B 之间用一轻弹簧连接A 靠在墙壁上， 用力 F 向左推 B 使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态若突然撤去力 F，则下列说法中正确的是 （ ） A木块 A 离开墙壁前，A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B木块 A 离开墙壁前，A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 C木块 A 离开墙壁后，A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 D木块 A 离开墙壁后，A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 12如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态 的跳板（A 位置）上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点（B 位置） 对于运动员从开始与跳 板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是（ ） A运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零 B在这个过程中，运动员的动能一直在减小 C在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加 D在这个过程中，运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功 13如图所示，质量为 m 的小球从距离地面高 H 的 A 点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥 潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为 h 的 B 点速度减为零不计空气阻力，重力加速度为 g关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有（ ） A小球的机械能减少了 mg（H +h） B小球克服阻力做的功为 mgh C小球所受阻力的冲量大于 m D小球动量的改变量等于所受阻力的冲量 14如图在水平板的左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧紧贴弹簧放一质量为 m 的滑块， 此时弹簧处于自然长度已知滑块与板的动摩擦因数为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力现将 板的右端缓慢抬起（板与水平面的夹角为 ） ，直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小 F 随夹角 的变化关系可能是（ ） A B C D 15如图，叠放在水平转台上的物体 A、B、C 能随转台一起以角速度 匀速转动，A、B、C 的质 量分别为 3m、2m、m，A 与 B、B 和 C 与转台间的动摩擦因数都为 ，A 和 B、C 离转台中心的距 离分别为 r、1.5r设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ） AB 对 A 的摩擦力一定为 3mg BB 对 A 的摩擦力一定为 3m2r C转台的角速度一定满足： D转台的角速度一定满足： 16如图甲所示，物体受到水平推力 F 的作用在粗糙水平面上做直线运动通过力传感器和速度传 感器监测到推力 F、物体速度 v 随时间 t 变化的规律如图乙所示 （g=10m/s 2）则（ ） A物体的质量 m=1.0kg B物体与水平面间的动摩擦因数 =0.20 C第 2s 内物体克服摩擦力做的功 W=2.0J D前 2s 内推力 F 做功的平均功率 =1.5 W 17如图所示，A、B 两物块的质量分别为 2m 和 m，静止叠放在水平地面上 A、B 间的动摩 擦因数为 ，B 与地面间的动摩擦因数为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g现对 A 施加一水平拉力 F，则（ ） A当 F2 mg 时，A、B 都相对地面静止 B当 F= mg 时，A 的加速度为 g C当 F3 mg 时，A 相对 B 滑动 D无论 F 为何值， B 的加速度不会超过 g 二填空题（本大题共 2 小题，共 8 分） 18一物体沿平直轨道做匀加速直线运动，打点计时器在物体拖动的纸带上打下一系列点迹，以此 记录物体的运动情况其中一部分纸带上的点迹情况如图所示已知打点计时器打点的时间间隔为 0.02s，测得 A 点到 B 点，以及 A 点到 C 点的距离分别为 x1=3.20cm，x 2=12.80cm，则在打下点迹 B 时，物体运动的速度大小为 m/s ；物体做匀加速运动的加速度大小为 m/s 2 19某同学利用闪光照相研究物体的平抛运动，他拍摄了小球沿水平桌面运动并抛出的闪光照片， 如图所示若图中每一正方形小格的边长均表示 1.0cm，照相机相邻两次闪光的时间间隔均为 0.050s根据图中的记录，可计算出小球做平抛运动的初速度大小为 m/s，小球通过 e 点时竖直 方向的速度大小为 m/s （取 g=10m/s2保留 2 位有效数字） 三解答题（本大题共 5 小题，共 41 分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 ） 20滑雪者及滑雪板总质量 m=75kg，以 v0=2.0m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角 =30， 在 t=5.0s 的时间内滑下的距离 s=60m设阻力的大小不变，重力加速度 g 取 10m/s2，求： （1）滑雪人下滑加速度的大小； （2）滑雪板及人受到的阻力的大小 21质量 m=0.60kg 的篮球从距地板 H=0.80m 高处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大 高度 h=0.45m，从释放到弹跳至 h 高处经历的时间 t=1.1s，忽略空气阻力，重力加速度 g=10m/s2， 求： （1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能； （2）篮球对地板的平均撞击力 22宇航员驾驶宇宙飞船到达月球，他在月球表面做了一个实验：在离月球表面高度为 h 处，将一 小球以初速度 v0 水平抛出，水平射程为 x已知月球的半径为 R，万有引力常量为 G不考虑月球 自转的影响求： （1）月球表面的重力加速度大小 g0； （2）月球的质量 M； （3）飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度 v 23如图所示，半径 R=2.5m 的竖直半圆光滑轨道在 B 点与水平面平滑连接，一个质量 m=0.50kg 的小滑块（可视为质点）静止在 A 点一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从 A 点开始运动，经 B 点进入圆轨道，沿圆轨道运动到最高点 C，并从 C 点水平飞出，落在水平面上的 D 点经测量， D、B 间的距离 s1=10m，A、B 间的距离 s2=15m，滑块与水平面的动摩擦因数 =0.20，重力加速度 g=10m/s2求： （1）滑块通过 C 点时的速度大小； （2）滑块刚进入圆轨道时，在 B 点轨道对滑块的弹力； （3）滑块在 A 点受到的瞬时冲量的大小 24如图所示，质量 M=1.0kg 的木块随传送带一起以 v=2.0m/s 的速度向左匀速运动，木块与传送 带间的动摩擦因数 =0.50当木块运动至最左端 A 点时，一颗质量为 m=20g 的子弹以 v0=3.0102m/s 水平向右的速度击穿木块，穿出时子弹速度 v1=50m/s设传送带的速度恒定，子弹 击穿木块的时间极短，且不计木块质量变化，g=10m/s 2求： （1）在被子弹击穿后，木块向右运动距 A 点的最大距离； （2）子弹击穿木块过程中产生的内能； （3）从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中，木块与传送带间由于摩擦产生的内 能 2016-2017 学年北京四中高三（上）期中物理试卷 参考答案与试题解析 一选择题（本大题共 17 小题；每小题 3 分，共 51 分在每小题给出的四个选项中，有一个选项 或多个选项正确全部选对的得 3 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分） 1关于物体的运动，以下说法正确的是（ ） A物体做平抛运动时，加速度不变 B物体做匀速圆周运动时，加速度不改变 C物体做曲线运动时，加速度一定改变 D物体做曲线运动时，加速度可能改变也可能不改变 【考点】平抛运动；匀速圆周运动 【专题】平抛运动专题 【分析】平抛运动是加速度为 g 的匀加速曲线运动； 物体做匀速圆周运动时，加速度大小不变，而方向指向圆心，始终是变化的； 物体做曲线运动时，加速度方向不一定改变，比如：做平抛运动时，加速度大小和方向都不变； 【解答】解：A、平抛运动是加速度为 g 的匀加速曲线运动，故 A 正确； B、物体做匀速圆周运动时，加速度大小不变，而方向指向圆心，始终是变化的，故 B 错误； C、物体做曲线运动时，加速度方向不一定改变，比如：做平抛运动时，加速度大小和方向都不变， 故 C 错误，D 正确 故选：AD 【点评】本题重点要掌握理解好曲线运动的特征，能处理特殊的曲线运动：平抛运动和匀速圆周运 动 2从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球从抛出点上升到最高点所用时间为 t1，从最高 点下落到抛出点所用时间为 t2若空气阻力的作用不能忽略，则对于 t1 与 t2 大小的关系，下列判断 中正确的是（ ） At 1=t2 Bt 1t 2 Ct 1t 2D无法断定 t1、t 2 哪个较大 【考点】牛顿第二定律；竖直上抛运动 【专题】牛顿运动定律综合专题 【分析】在物体上升和下降过程中根据牛顿第二定律比较加速度大小，然后根据位移大小相等，利 用运动学公式比较上升和下降时间的大小 【解答】解：上升过程有：mg +f=ma1， 下降过程有：mgf=ma 2，由此可知 a1a 2， 根据功能关系可知落回地面的速度 vv 0， 因此上升过程的平均速度 大于下降过程的平均速度 ， 由于上升过程和下降过程位移大小相等，因此 t1t 2，故 ACD 错误，B 正确 故选 B 【点评】本题容易出错的地方在于阻力的方向容易弄错，注意阻力方向与相对运动方向相反，上升 和下降过程阻力方向不同 3如图所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千某次维修 时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变木板静止时，F 1 表示木板所受合力的大小， F2 表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后（ ） AF 1 不变，F 2 变大 BF 1 不变，F 2 变小 CF 1 变大， F2 变大 DF 1 变小，F 2 变小 【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】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题 【分析】木板静止时，受重力和两个拉力而平衡，根据共点力平衡条件并结合正交分解法列式分析 即可 【解答】解：木板静止时，受重力和两个拉力而平衡，故三个力的合力为零，即：F 1=0，不变； 根据共点力平衡条件，有： 2F2cos=mg 解得： F2= 当细线变短时，细线与竖直方向的夹角 增加，故 cos 减小，拉力 F2 变大 故选：A 【点评】本题是简单的三力平衡问题，关键是受力分析后运用图示法分析，不难 4某人乘电梯竖直向上加速运动，在此过程中（ ） A人对电梯地板的压力大于人受到的重力 B人对电梯地板的压力小于人受到的重力 C电梯地板对人的支持力大于人对电梯地板的压力 D电梯地板对人的支持力与人对电梯地板的压力大小相等 【考点】超重和失重 【专题】常规题型 【分析】失重状态：当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时 有向下的加速度，合力也向下； 超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的 加速度，合力也向上 根据牛顿第三定律得作用力和反作用力大小相等，方向相反 【解答】解：A、当电梯向上加速运动时，有向上的加速度，人处于超重状态 所以人对电梯地板的压力大于人受到的重力，故 A 正确，B 错误 C、根据牛顿第三定律得电梯地板对人的支持力与人对电梯地板的压力大小相等，故 C 错误，D 正 确 故选：AD 【点评】本题考查了学生对超重现象和牛顿第三定律的理解，掌握住超重失重的特点，本题就可以 解决了 5如图所示，某同学在研究运动的合成时做了下述活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动， 运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖若该同学左手的运动为匀速运动，右手 相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法中正确的是（ ） A笔尖做匀速直线运动 B笔尖做匀变速直线运动 C笔尖做匀变速曲线运动 D笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小 【考点】运动的合成和分解 【专题】运动的合成和分解专题 【分析】笔尖参加了两个分运动，水平方向水平向右匀加速直线移动，竖直方向向上做匀速直线运 动，将分运动的速度合成可以得到合运动速度大小和方向的变化规律，进一步判断轨迹 【解答】解：A、B、C、根据题意可知，笔尖做类平抛运动，加速度恒定，是匀变速曲线运动，故 AB 错误，C 正确； D、由于水平分速度逐渐增加，竖直分速度不变，根据平行四边形定则，笔尖的合速度方向与水平 方向夹角逐渐变小，故 D 正确； 故选：CD 【点评】本题关键由分运动速度合成出合速度后，得到合速度方向的变化规律，再结合轨迹讨论即 可，并掌握类平抛运动处理方法 6某人将小球以初速度 v0 竖直向下抛出，经过一段时间小球与地面碰撞，然后向上弹回以抛出 点为原点，竖直向下为正方向，小球与地面碰撞时间极短，不计空气阻力和碰撞过程中动能损失， 则下列图象中能正确描述小球从抛出到弹回的整个过程中速度 v 随时间 t 的变化规律的是（ ） A B C D 【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】分析小球的运动情况：小球以初速度 v0 竖直向下抛出，先向下做匀加速直线运动，速度 为正值；与地面碰撞后，速度突然反向，变为负值，向上做匀减速直线运动选择符合小球运动情 况的图象 【解答】解：小球以初速度 v0 竖直向下抛出，先向下做匀加速直线运动，速度为正值；与地面碰 撞后，速度突然反向，变为负值，向上做匀减速直线运动只有 C 符合小球运动情况故 C 正 确 故选 C 【点评】本题考查分析物体的运动情况和物理图象关系的能力从速度的方向、大小的变化情况等 方面进行选择 7物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为 16m 的路程，第一段用时 4s，第二段用时 2s，则 物体的加速度是（ ） A m/s2 B m/s2 C m/s2 D m/s2 【考点】匀变速直线运动规律的综合运用 【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题 【分析】根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出两个中间时刻的瞬时速度，结合 速度时间公式求出物体的加速度 【解答】解：第一段时间内的平均速度为： ， 第二段时间内的平均速度为： ， 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，两个中间时刻的时间间隔为： t=2+1s=3s， 则加速度为：a= 选项 ACD 错误，B 正确 故选：B 【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 82016 年中秋夜，我国成功将天宫二号送入预定轨道，2016 年 10 月 17 日神舟十一号顺利升空并 在之后与天宫二号实行交会对接天宫二号是在天宫一号基础上研制的航天器，两者外形完全相同， 但却承担着不同的任务 天宫一号主要是和载人飞船配合完成空间交会对接实验任务，而天宫二 号则是我国第一个具备太空补加功能的载人航天实验室，要第一次实现航天员中期驻留、第一次试 验推进剂太空补加技术等重要的科学实验，天宫二号被称为是我国首个真正意义上的空间实验 室天宫二号的轨道高度为 393km，比天宫一号高了 50km，关于天宫二号与天宫一号的比较，以 下说法正确的是（ ） A “天宫二号 ”运行的线速度比“天宫一号”小 B “天宫二号”运行的加速度比“天宫一号”小 C “天宫二号”运行的角速度比“天宫一号”小 D “天宫二号 ”运行的周期比“天宫一号”小 【考点】万有引力定律及其应用 【专题】应用题；定性思想；方程法；万有引力定律的应用专题 【分析】天宫飞行器绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律 可以求出线速度、加速度、角速度与周期，然后比较大小 【解答】解：A、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G =m ，解得：v= ，天宫 二号的轨道半径大于天宫一号的轨道半径， “天宫二号”运行的线速度比“天宫一号” 小，故 A 正确； B、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G =ma，解得：a= ，天宫二号的轨道半径大 于天宫一号的轨道半径， “天宫二号”运行的加速度比“ 天宫一号” 小，故 B 正确； C、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G =m2r，解得：= ，天宫二号的轨道半 径大于天宫一号的轨道半径， “天宫二号”运行的角速度比“天宫一号” 小，故 C 正确； D、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得： G =m r，解得：T=2 ，天宫二号 的轨道半径大于天宫一号的轨道半径， “天宫二号”运行的周期比“天宫一号” 大，故 D 错误； 故选：ABC 【点评】本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力是解题的前提与关键，应用万 有引力公式与牛顿第二定律可以解题 9若物体在运动过程中所受到的合外力不为零，则在运动过程中（ ） A物体的动能可能不变 B物体的速度可能不变 C物体的加速度可能不变 D物体运动的方向可能不变 【考点】牛顿第二定律；动能定理的应用 【专题】牛顿运动定律综合专题 【分析】物体在运动过程中所受到的合外力不为零，根据合力是否做功，分析动能是否变化根据 牛顿第二定律分析加速度和速度是否变化 【解答】解： A、物体在运动过程中所受到的合外力不为零，若合力总与速度垂直，合力不做功，由动能定理得 知物体的动能不变，比如匀速圆周运动故 A 正确 B、力是改变物体速度的原因，合力不为零，物体的速度一定改变故 B 错误 C、物体在运动过程中所受到的合外力不为零，合力可能不变，则加速度也可能不变故 C 正确 D、物体的运动可能不变，比如自由落体运动故 D 正确 故选 ACD 【点评】本题考查对运动和力关系的理解，采用举例的方法做抽象性的问题是常用方法 10美国的 NBA 篮球赛非常精彩，吸引了众多观众经常能看到这样的场面：在终场前 0.1s 的时 候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的最后胜利已知球的质量为 m，运动员将篮球投出， 球出手时的高度为 h1、动能为 Ek，篮筐距地面高度为 h2不计空气阻力则篮球进筐时的动能为 （ ） AE k+mgh2mhg1 BE k+mgh1mhg2 Cmgh 2+mhg1Ek Dmgh 2mhg1Ek 【考点】机械能守恒定律 【专题】动能定理的应用专题 【分析】篮球在空中飞行时受到的空气阻力忽略不计，只受重力，故机械能守恒，根据机械能守恒 定律直接列式分析 【解答】解：篮球机械能守恒，有： mgh1+Ek=mgh2+Ek2 解得： Ek2=Ek+mghl 一 mgh2 故选：B 【点评】本题关键根据机械能守恒定律列式求解，守恒条件为只有重力做功 11如图所示，在水平光滑地面上有 A、B 两个木块，A、B 之间用一轻弹簧连接A 靠在墙壁上， 用力 F 向左推 B 使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态若突然撤去力 F，则下列说法中正确的是 （ ） A木块 A 离开墙壁前，A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B木块 A 离开墙壁前，A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 C木块 A 离开墙壁后，A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 D木块 A 离开墙壁后，A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 【考点】机械能守恒定律 【专题】机械能守恒定律应用专题 【分析】根据系统动量守恒的条件：系统不受外力或所受合外力为零，分析系统所受的外力情况， 判断动量是否守恒根据是否是只有弹簧的弹力做功，判断系统的机械能是否守恒 【解答】解：AB、撤去 F 后，木块 A 离开竖直墙前，竖直方向两物体所受的重力与水平面的支持 力平衡，合力为零；而墙对 A 有向右的弹力，所以系统的合外力不为零，系统的动量不守恒这 个过程中，只有弹簧的弹力对 B 做功，系统的机械能守恒故 A 错误，B 正确 CD、A 离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，所以系统所受的合外力为零， 系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，系统机械能也守恒故 C 正确、D 错误 故选：BC 【点评】本题关键要掌握动量守恒和机械能守恒的条件，并用来判断系统的动量和机械能是否守 恒对于动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析 12如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态 的跳板（A 位置）上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点（B 位置） 对于运动员从开始与跳 板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是（ ） A运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零 B在这个过程中，运动员的动能一直在减小 C在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加 D在这个过程中，运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功 【考点】动能和势能的相互转化；牛顿第二定律；弹性势能 【专题】受力分析方法专题 【分析】运动员从接触跳板开始，受到弹力和重力两个力，在整个过程中，弹力从 0 增加到最大， 合力先减小和增大，速度先增大后减小 【解答】解：A、从接触跳板到最低点，弹力一直增大，合力先减小后增大故 A 错误 B、加速度的方向先向下后向上，速度先和加速度同向再和加速度反向，可知速度先增大后减小， 动能先增大后减小 故 B 错误 C、形变量一直在增大，弹性势能一直在增加故 C 正确 D、根据动能定理，重力做正功，弹力做负功，动能在减小，所以运动员所受重力对他做的功 小于跳板的作用力对他做的功故 D 正确 故选 CD 【点评】解决本题的关键掌握力与运动的关系，当加速度与速度同向，速度增加，当加速度与速度 反向，速度减小 13如图所示，质量为 m 的小球从距离地面高 H 的 A 点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥 潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为 h 的 B 点速度减为零不计空气阻力，重力加速度为 g关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有（ ） A小球的机械能减少了 mg（H +h） B小球克服阻力做的功为 mgh C小球所受阻力的冲量大于 m D小球动量的改变量等于所受阻力的冲量 【考点】动能定理的应用 【专题】动能定理的应用专题 【分析】通过小球重力势能和动能的变化量求出小球机械能的减小量，对全过程运用动能定理，求 出小球克服阻力做功的大小，根据动量定理求出小球阻力的冲量 【解答】解：A、小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小 mg（H+h） ，则小球的机械 能减小了 mg（H+h） 故 A 正确 B、对全过程运用动能定理得，mg （H +h） Wf=0，则小球克服阻力做功 Wf=mg（H +h） 故 B 错 误 C、落到地面的速度 v= ，对进入泥潭的过程运用动量定理得： ，得： 知阻力的冲量大于 故 C 正确 D、对全过程分析，运用动量定理知，动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和故 D 错 误 故选：AC 【点评】解决本题的关键掌握动能定理和动量定理的运用，运用动能定理解题不需考虑速度的方向， 运用动量定理解题需考虑速度的方向 14如图在水平板的左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧紧贴弹簧放一质量为 m 的滑块， 此时弹簧处于自然长度已知滑块与板的动摩擦因数为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力现将 板的右端缓慢抬起（板与水平面的夹角为 ） ，直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小 F 随夹角 的变化关系可能是（ ） A B C D 【考点】力的合成与分解的运用；静摩擦力和最大静摩擦力；胡克定律 【专题】受力分析方法专题 【分析】将板的右端缓慢抬起过程中，在滑块相对于板滑动前，弹簧处于自然状态，没有弹力当 滑块相对于板滑动后，滑块受到滑动摩擦力，由平衡条件研究弹簧弹力的大小 F 与夹角 的变化关 系 【解答】解：设板与水平面的夹角为 时，滑块相对于板刚要滑动，则由 mgsin=mgcos 得 tan= ，= 则 在 0 范围内，弹簧处于原长，弹力 F=0 当板与水平面的夹角大于 时，滑块相对板缓慢滑动，由平衡条件得 F=mgsinmgcos=mg sin（ ） ，其中 tan=，说明 F 与 正弦形式的关系当 时，F=mg 故选：C 【点评】本题要应用平衡条件得到 F 与 的函数关系式，再应用数学知识选择图象，考查运用数学 知识分析物理问题的能力 15如图，叠放在水平转台上的物体 A、B、C 能随转台一起以角速度 匀速转动，A、B、C 的质 量分别为 3m、2m、m，A 与 B、B 和 C 与转台间的动摩擦因数都为 ，A 和 B、C 离转台中心的距 离分别为 r、1.5r设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ） AB 对 A 的摩擦力一定为 3mg BB 对 A 的摩擦力一定为 3m2r C转台的角速度一定满足： D转台的角速度一定满足： 【考点】牛顿第二定律；静摩擦力和最大静摩擦力；匀速圆周运动；向心力 【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用 【分析】分别对 A、AB 整体、C 受力分析，合力提供向心力，根据向心力公式列式分析 【解答】解：A、B、对 A 受力分析，受重力、支持力以及 B 对 A 的静摩擦力，静摩擦力提供向心 力，有 f=（3m） 2r （3m）g 故 A 错误，B 正确； C、D、由于 A、AB 整体、C 受到的静摩擦力均提供向心力，故 对 A，有：（3m） 2r（3m ）g 对 AB 整体，有：（3m+2m） 2r （3m+2m ）g 对物体 C，有：m 2（1.5r ） mg 解得 故 C 错误，D 正确； 故选 BD 【点评】本题关键是对 A、AB 整体、C 受力分析，根据静摩擦力提供向心力以及最大静摩擦力等 于滑动摩擦力列式分析 16 （2016宁城县一模）如图甲所示，物体受到水平推力 F 的作用在粗糙水平面上做直线运动通 过力传感器和速度传感器监测到推力 F、物体速度 v 随时间 t 变化的规律如图乙所示 （g=10m/s 2） 则（ ） A物体的质量 m=1.0kg B物体与水平面间的动摩擦因数 =0.20 C第 2s 内物体克服摩擦力做的功 W=2.0J D前 2s 内推力 F 做功的平均功率 =1.5 W 【考点】功率、平均功率和瞬时功率；功的计算 【专题】功率的计算专题 【分析】解决本题的关键是理解速度图象的斜率的含义：速度图象的斜率代表物体的加速度速度 的正负代表物体运动的方向 【解答】解：A、由速度时间图象可以知道在 23s 的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态， 所以滑动摩擦力的大小为 2N， 在 12s 的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以 a=2m/s2，由牛顿第二 定律可得 Ff=ma，所以 m= = =0.5kg，所以 A 错误； B、由 f=FN=mg，所以 = = =0.4，所以 B 错误； C、第二秒内物体的位移是 x= at2= 21=1m，摩擦力做的功 W=fx=21J=2J，即克服摩擦力 做功 2J，所以 C 正确； D、在第一秒内物体没有运动，只在第二秒运动， F 也只在第二秒做功，F 的功为 W=Fx=31J=3J，所以前 2S 内推力 F 做功的平均功率为 = = W=1.5W，所以 D 正确 故选：CD 【点评】对于速度图象类的题目，主要是要理解斜率的含义：斜率代表物体的加速度；速度正负的 含义：速度的正负代表物体运动的方向；速度图象与时间轴围成的面积的含义：面积代表物体的位 移 17如图所示，A、B 两物块的质量分别为 2m 和 m，静止叠放在水平地面上 A、B 间的动摩 擦因数为 ，B 与地面间的动摩擦因数为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g现对 A 施加一水平拉力 F，则（ ） A当 F2 mg 时，A、B 都相对地面静止 B当 F= mg 时，A 的加速度为 g C当 F3 mg 时，A 相对 B 滑动 D无论 F 为何值， B 的加速度不会超过 g 【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力 【专题】应用题；定性思想；图析法；方程法；牛顿运动定律综合专题 【分析】根据 A、B 之间的最大静摩擦力，隔离对 B 分析求出整体的临界加速度，通过牛顿第二定 律求出 A、B 不发生相对滑动时的最大拉力然后通过整体法隔离法逐项分析 【解答】解：A、设 B 对 A 的摩擦力为 f1，A 对 B 的摩擦力为 f2，地面对 B 的摩擦力为 f3，由牛 顿第三定律可知 f1 与 f2 大小相等，方向相反，f 1 和 f2 的最大值均为 2mg，f 3 的最大值为 mg故当 0F mg 时，A 、B 均保持静止；继续增大 F，在一定范围内 A、B 将相对静止 以共同的加速度开始运动，故 A 错误； C、设当 A、B 恰好发生相对滑动时的拉力为 F，加速度为 a，则对 A，有 F2mg=2ma，对 A、B 整体，有 F mg=3ma，解得 F=3mg，故当 mgF3mg 时，A 相对于 B 静止，二 者以共同的加速度开始运动；当 F3 mg 时，A 相对于 B 滑动C 正确 B、当 F= mg2 mg3 mg，A 、B 相对静止，A 静止，A 的加速度为 0，故 B 错误； D、对 B 来说，其所受合力的最大值 Fm=2mg mg= mg，即 B 的加速度不会超过 g，D 正 确 故选：CD 【点评】本题考查了摩擦力的计算和牛顿第二定律的综合运用，解决本题的突破口在于通过隔离法 和整体法求出 A、B 不发生相对滑动时的最大拉力 二填空题（本大题共 2 小题，共 8 分） 18一物体沿平直轨道做匀加速直线运动，打点计时器在物体拖动的纸带上打下一系列点迹，以此 记录物体的运动情况其中一部分纸带上的点迹情况如图所示已知打点计时器打点的时间间隔为 0.02s，测得 A 点到 B 点，以及 A 点到 C 点的距离分别为 x1=3.20cm，x 2=12.80cm，则在打下点迹 B 时，物体运动的速度大小为 0.64 m/s ；物体做匀加速运动的加速度大小为 6.4 m/s 2 【考点】测定匀变速直线运动的加速度 【专题】实验题；直线运动规律专题 【分析】根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出 B 点的速度，根据连续相等时间 内的位移之差是一恒量求出物体匀加速直线运动的加速度 【解答】解：B 点的速度等于 AC 段的平均速度，则 根据x=aT 2 得，a= 故答案为：0.64 6.4 【点评】解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度 19某同学利用闪光照相研究物体的平抛运动，他拍摄了小球沿水平桌面运动并抛出的闪光照片， 如图所示若图中每一正方形小格的边长均表示 1.0cm，照相机相邻两次闪光的时间间隔均为 0.050s根据图中的记录，可计算出小球做平抛运动的初速度大小为 1.0 m/s，小球通过 e 点时 竖直方向的速度大小为 1.5 m/s （取 g=10m/s2保留 2 位有效数字） 【考点】研究平抛物体的运动 【专题】实验题；定量思想；推理法；平抛运动专题 【分析】依据运动的合成与分解，将平抛运动分解成水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运 动，根据水平方向做匀速直线运动，结合 v0= ，即可求出平抛的初速度，然后根据中时刻瞬时速 度等于这段时间内的平均速度，即可求出 e 点的速度 【解答】解：依据运动的合成与分解，将平抛运动分解成水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落 体运动， 因相邻两次闪光的时间间隔均为 t=0.050s； 在水平方向：x=v 0t， 代入解得：v 0= =1.0m/s 在竖直方向上有：v ey= m/s=1.5m/s 故答案为：1.0；1.5 【点评】本题不但考查了平抛运动的规律，还灵活运用了匀速运动和匀变速运动的规律，对同学的 知识要求比较高，是个考查学生能力的好题，注意有效数字的保留 三解答题（本大题共 5 小题，共 41 分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 ） 20滑雪者及滑雪板总质量 m=75kg，以 v0=2.0m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角 =30， 在 t=5.0s 的时间内滑下的距离 s=60m设阻力的大小不变，重力加速度 g 取 10m/s2，求： （1）滑雪人下滑加速度的大小； （2）滑雪板及人受到的阻力的大小 【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】明确人的运动性质，根据已知的物理量运用运动学公式求出加速度 对人进行受力分析，把重力在沿斜面和垂直斜面方向正交分解，根据人的运动状态，运用牛顿第二 定律列出等式解决问题 【解答】解：（1）设滑雪的人下滑的加速度大小为 a，根据运动学公式 s=v0t+ at2 得：a= 解得：a=4.0m/s 2 （2）设滑雪板及人受到的阻力为 f，沿斜面方向由牛顿第二定律得： mgsinf=ma 即：f=mg sin ma 解得：f=75N 答：（1）滑雪人下滑加速度的大小为 4.0m/s2； （2）滑雪板及人受到的阻力的大小为 75N 【点评】本题考查基本的受力分析问题和把运动学公式与牛顿第二定律结合问题这也是我们做好 较难题的基础 21质量 m=0.60kg 的篮球从距地板 H=0.80m 高处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大 高度 h=0.45m，从释放到弹跳至 h 高处经历的时间 t=1.1s，忽略空气阻力，重力加速度 g=10m/s2， 求： （1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能； （2）篮球对地板的平均撞击力 【考点】动量定理 【专题】动量定理应用专题 【分析】 （1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能等于初始时刻机械能减去末时刻机械能，初末位 置物体动能为零，只有势能； （2）分别根据自由落体运动求出篮球与地面碰撞前后的速度，再求出下落和上升的时间，根据总 时间求出球与地面接触的时间，根据动量定律即可求解 【解答】解：（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能为：E=mgH mgh=0.610（0.80.45） J=2.1J （2）设篮球从 H 高处下落到地板所用时间为 t1，刚接触地板时的速度为 v1；反弹离地时的速度为 v2，上升的时间为 t2，由动能定理和运动学公式 下落过程：mgH= ，解得：v 1=4m/s， 上升过程：mgh=0 ，解得：v 2=3m/s， 篮球与地板接触时间为t=tt 1t2=0.4s 设地板对篮球的平均撞击力为 F，由动量定理得： （Fmg）t=mv 2+mv1 解得：F=16.5N 根据牛顿第三定律，篮球对地板的平均撞击力 F=F=16.5N，方向向下 答：（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能为 2.1J （2）篮球对地板的平均撞击力为 16.5N，方向向下 【点评】本题主要考查了自由落体运动的基本规律，在与地面接触的过程中，合外力对物体的冲量 等于物体动量的变化量，难度适中 22宇航员驾驶宇宙飞船到达月球，他在月球表面做了一个实验：在离月球表面高度为 h 处，将一 小球以初速度 v0 水平抛出，水平射程为 x已知月球的半径为 R，万有引力常量为 G不考虑月球 自转的影响求： （1）月球表面的重力加速度大小 g0； （2）月球的质量 M； （3）飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度 v 【考点】万有引力定律及其应用；平抛运动 【专题】计算题；定量思想；推理法；万有引力定律的应用专题 【分析】 （1）物体做平抛运动，根据分运动公式列式求解重力加速度； （2）在月球表面，不计月球自传时，重力等于万有引力，列式求解即可； （3）飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动，重力提供向心力，列式求解即可 【解答】解：（1）设飞船质量为 m，设小球落地时间为 t，根据平抛运动规律 水平方向：x=v 0t 竖直方向：h= 解得： （2）在月球表面忽略地球自转时有： 解得月球质量： （3）由万有引力定律和牛顿第二定律： 解得：v= 答：（1）月球表面的重力加速度大小为 ； （2）月球的质量 M 为 ； （3）飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度 v 为 【点评】本题首先要通过平抛运动的知识求解月球表面的重力加速度，然后结合月球表面的重力等 于万有引力、万有引力提供卫星圆周运动的向心力列式分析，不难 23 如图所示，半径 R=2.5m 的竖直半圆光滑轨道在 B 点与水平面平滑连接，一个质量 m=0.50kg 的 小滑块（可视为质点）静止在 A 点一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从 A 点开始运动，经 B 点 进入圆