河南省三门峡市陕州中学高三物理上学期第一次精英对抗赛试卷（含解析）.doc

2015-2016学年河南省三门峡市陕州中学高三（上）第一次精英对抗赛物理试卷 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分1-7为单选题，其余为多选题每小题全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1一物体做直线运动，前一半位移内的平均速度是3m/s，后一半位移内的平均速度是2m/s，则整个位移内的平均速度为( )a2.5m/sb1.2m/sc2.4m/sd2.3m/s2将一物体从空间某处水平抛出，在落地前1s内，它的速度与水平方向的夹角由30变为60，g取10m/s2不计空气阻力的影响，则下列说法不正确的( )a平抛运动的初速度为5m/sb从抛出经1.5s落地c落地前1s内速度的变化量大小为10m/s，方向与落地时速度方向同向d物体是从11.25m处下落的3质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力f的作用，f随时间t的变化规律如图所示重力加速度g取10m/s2，则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为( )a18mb54mc72md198m4如图所示，细线的一端固定于o点，另一端系一小球在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点在此过程中拉力的瞬时功率变化情况( )a逐渐增大b逐渐减小c先增大，后减小d先减小，后增大5如图所示，在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一木块相连木块处于平衡状态，若再在木块上作用一个竖直向下的力f，使木块缓慢下移0.1m，这个过程中力f做功2.5j，此时木块刚好再次处于平衡状态，则在木块下移0.1m的过程中，弹簧弹性势能的增加量( )a等于2.5jb大于2.5jc小于2.5jd无法确定6质量为m的物块，沿着半径为r的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是( )a受到向心力为b受到的摩擦力为 c受到的摩擦力为mgd受到的合力方向斜向左上方7某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根据以上资料，通过计算判断：雨天汽车行驶在高速公路上的安全距离最接近( )a100mb200mc300md400m82009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在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期d在轨道上经过a的加速度小于在轨道上经过a的加速度9如图所示，质量为10kg的物体a拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的劲度系数为100n/m，此时弹簧伸长了5cm，物体a和车均处于静止状态（g=10m/s2）则下列有关说法正确的是( )a物体a与车间的最大静摩擦力大小一定等于5nb若让小车和物体一起以1m/s2的加速度向右运动，则物体受摩擦力方向向右，大小为5nc若设法把小车下面的水平面突然撤去，让小车自由下落，则撤去水平面的瞬间，物体a受两个力作用d若设法把小车下面的水平面突然撤去，让小车自由下落，则撤去水平面的瞬间，物体a的加速度大小为0.5m/s210如图所示，一固定斜面倾角为30，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g物块上升的最大高度为h，则此过程中，物块的( )a动能损失了2mghb动能损失了mghc机械能损失了mghd机械能损失了二实验题：（本大题共2题，总分14分）把答案填在空白处的横线上11实验中用图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系，通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合外力，通过加减小车中的砝码来改变小车总质量m打点计时器所用交流电的频率为50hz图乙为实验中得到的一条纸带中的一部分，取0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出从纸带上测出 x1=3.20cm，x2=4.74cm，x3=6.30cm，x4=7.85cm，x5=9.41cm，x6=10.96cm（1）由上述数据计算出小车运动的加速度大小为_m/s2（结果保留三位有效数字）（2）本实验的目的是为研究加速度、质量、合外力三个物理量之间的关系，故实验中应采用的实验研究方法是_（3）若在研究加速度与力的关系时得到了如图丙所示的图象，则该图象不过原点原因是_12某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒（1）如图2所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=_ cm；实验时将滑块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=1.35102s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为_m/s在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量m和_（文字说明并用相应的字母表示）（2）在这个过程中系统减少的重力势能为_，系统增加的动能为_，只要两者在误差允许范围内相等，即可验证机械能守恒（用测量的物理量字母表示）三计算题（本题共4小题，共46分解答时请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的单位）132011年7月23日晚，甬温线永嘉站至温州南站间，北京南至福州d301次列车与杭州至福州南d3115次列车发生追尾事故，造成动车组运行以来的特重大铁路交通事故事故发生前d3115次动车组正以20km/h的目视行车速度在发生事故的铁路上匀速行驶，而d301次动车组驶离永嘉站后，2分钟车速达到216km/h，便开始匀速行驶不幸的是几分钟后就发生了追尾事故（1）如果认为d301次动车组以恒定加速度从静止驶离永嘉车站，求d301的启动加速度和加速距离分别是多少？（2）已知动车组紧急制动的加速度为3m/s2，d301正常行驶后，为了避免事故发生，应至少距离d3115多远开始刹车才有可能避免事故发生？14宇航员在月球表面完成下面实验：如图所示，在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m的小球（可视为质点），当给小球一水平初速度v时，刚好能使小球在竖直面内做完整的圆周运动已知圆弧轨道半径为r，月球半径为r，引力常量为g若在月球表面上发射一颗环月卫星，则所需的最小发射速度为多大？15质量为m=10kg的小环在f=200n的拉力作用下，沿粗糙固定直杆由静止开始运动，已知小环与杆之间的动摩擦因数为=0.5，杆与水平地面的夹角为=37，拉力f与杆的夹角也为力f作用了一段时间后撤去，小环在杆上继续上滑了0.4s后，速度减为零（sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2）求：（1）当力f作用时，杆对小环的弹力fn；（2）力f作用的时间t1；（3）小环沿杆向上运动的总位移s16如图所示，半径为r的四分之一圆弧形支架竖直放置，圆弧边缘c处有一小定滑轮，绳子不可伸长，不计一切摩擦，开始时，m1、m2两球静止，且m1m2，试求：（1）m1释放后沿圆弧滑至最低点a时的速度（2）为使m1能到达a点，m1与m2之间必须满足什么关系（3）若a点离地高度为2r，m1滑到a点时绳子突然断开，则m1落地点离a点的水平距离是多少？2015-2016学年河南省三门峡市陕州中学高三（上）第一次精英对抗赛物理试卷一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分1-7为单选题，其余为多选题每小题全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1一物体做直线运动，前一半位移内的平均速度是3m/s，后一半位移内的平均速度是2m/s，则整个位移内的平均速度为( )a2.5m/sb1.2m/sc2.4m/sd2.3m/s考点：平均速度 专题：直线运动规律专题分析：求出前一半位移和后一半位移的时间，根据总位移除以总时间求出整个位移内的平均速度解答：解：设总位移为x，则整个过程的平均速度故c正确，a、b、d错误故选c点评：本题考查平均速度定义式的运用，知道整个过程的平均速度等于总位移与总时间的比值2将一物体从空间某处水平抛出，在落地前1s内，它的速度与水平方向的夹角由30变为60，g取10m/s2不计空气阻力的影响，则下列说法不正确的( )a平抛运动的初速度为5m/sb从抛出经1.5s落地c落地前1s内速度的变化量大小为10m/s，方向与落地时速度方向同向d物体是从11.25m处下落的考点：平抛运动 专题：平抛运动专题分析：小球水平抛出后在只有重力作用下做平抛运动，则可将平抛运动分解成水平方向匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动当抛出t时间后，由重力加速度可求出竖直方向的速度，并由此时物体的速度与水平方向夹角可确定初速度解答：解：a、设物体的初速度为v0物体落地前竖直方向的速度为vy，再由此时物体速度与水平方向夹角为60，得： 在落地前1s时刻的竖直方向的速度：vy1=vyg，此时物体速度与水平方向夹角为30，得： 联立解得：vy=15m/s，m/s故a正确；b、物体从抛出的落地的时间：s故b正确；c、落地前1s内速度的变化量大小为10m/s，方向竖直向下，而落地时速度方向与水平方向的夹角是60，故c错误；d、物体下落的高度：m故d正确本题要求选择错误的选项，故选：c点评：由平抛运动规律，可将其分解成水平匀速直线运动，竖直自由落体题目中值得注意夹角，它是物体速度与水平方向的夹角，而不是与竖直方向的夹角3质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力f的作用，f随时间t的变化规律如图所示重力加速度g取10m/s2，则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为( )a18mb54mc72md198m考点：匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律 分析：由滑动摩擦力的公式可以得到滑动摩擦力的大小，也就是最大静摩擦力的大小，再由牛顿第二定律可以判断物体的运动情况，进而由运动学的公式可以求得位移解答：解：拉力只有大于最大静摩擦力时，物体才会由静止开始运动03 s时：f=fmax，物体保持静止，s1=0； 36 s时：ffmax，物体由静止开始做匀加速直线运动a=m/s2，v=at=6 m/s，s2=at2=9 m，69 s时：f=f，物体做匀速直线运动 s3=vt=18m 912 s时：ff，物体以6 m/s为初速度，以2m/s2为加速度继续做匀加速直线运动，s4=vt+at2=27m，所以物体的总位移是 s1+s2+s3+s4=54 m故选b点评：本题考查学生的读图的能力，要能够根据ft图象分析物体的运动情况，需要注意的是在03 s时拉力恰好等于最大静摩擦力，此时的物体还不会运动4如图所示，细线的一端固定于o点，另一端系一小球在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点在此过程中拉力的瞬时功率变化情况( )a逐渐增大b逐渐减小c先增大，后减小d先减小，后增大考点：功率、平均功率和瞬时功率 专题：功率的计算专题分析：根据小球做圆周运动，合力提供向心力，即合力指向圆心，求出水平拉力和重力的关系，根据p=fvcos得出拉力瞬时功率的表达式，从而判断出拉力瞬时功率的变化解答：解：因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力g、水平拉力f、绳子拉力t三者的合力必是沿绳子指向o点设绳子与竖直方向夹角是，则=tan（f与g的合力必与绳子拉力在同一直线上）得f=gtan而水平拉力f的方向与速度v的方向夹角也是，所以水平力f的瞬时功率是p=fvcos则p=gvsin显然，从a到b的过程中，是不断增大的，所以水平拉力f的瞬时功率是一直增大的故a正确，b、c、d错误故选a点评：解决本题的关键掌握瞬时功率的表达式p=fvcos，注意为f与速度的夹角5如图所示，在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一木块相连木块处于平衡状态，若再在木块上作用一个竖直向下的力f，使木块缓慢下移0.1m，这个过程中力f做功2.5j，此时木块刚好再次处于平衡状态，则在木块下移0.1m的过程中，弹簧弹性势能的增加量( )a等于2.5jb大于2.5jc小于2.5jd无法确定考点：功能关系；弹性势能 分析：根据能量的转化与守恒：弹簧弹性势能的增加量等于力f做的功与木块重力势能的减少量之和解答：解：这个过程中力f做功2.5j，而弹簧弹性势能的增加量等于力f做的功与木块重力势能的减少量之和，故弹簧的弹性势能增加量大于2.5j；故选：b点评：本题关键是对木块和弹簧系统运用功能关系，明确系统中什么能减少、什么能增加6质量为m的物块，沿着半径为r的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是( )a受到向心力为b受到的摩擦力为 c受到的摩擦力为mgd受到的合力方向斜向左上方考点：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：物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小为v，半径为r，向心加速度为an=，此时由重力和支持力提供向心力根据牛顿第二定律求出支持力，由公式f=n求出摩擦力解答：解：a、物体滑到半球形金属球壳最低点时，速度大小为v，半径为r，向心加速度为an=，故a错误；b、根据牛顿第二定律得nmg=m，得到金属球壳对小球的支持力n=m（g+），由牛顿第三定律可知，小球对金属球壳的压力大小n=m（g+），受到的摩擦力为f=n=m（g+），故bc错误；d、物体重力和支持力的合力向上，还受到水平向左的摩擦力，属于物体受到的合力方向斜向左上方，故d正确故选：d点评：本题是变速圆周运动动力学问题，关键是分析小球的受力情况，确定向心力的来源对于变速圆周运动，由指向圆心的合力提供向心力7某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根据以上资料，通过计算判断：雨天汽车行驶在高速公路上的安全距离最接近( )a100mb200mc300md400m考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系 专题：直线运动规律专题分析：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答：解：由题意，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，由表格知，=0.32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82009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在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期d在轨道上经过a的加速度小于在轨道上经过a的加速度考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用 专题：人造卫星问题分析：根据开普勒第三定律比较航天飞机在两个轨道上的周期大小根据万有引力的大小，通过牛顿第二定律比较加速度的大小通过万有引力做功比较a、b两点的速度大小由轨道上的a点进入轨道，需加速，使得万有引力等于所需的向心力解答：解：a、在轨道上由a点到b点，万有引力做正功，动能增加，则a点的速度小于b点的速度故a正确b、由轨道上的a点进入轨道，需加速，使得万有引力等于所需的向心力所以在轨道上经过a的动能小于在轨道上经过a 的动能故b正确c、根据开普勒第三定律知，由于轨道的半长轴小于轨道的半径，则飞船在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期故c正确d、航天飞机在轨道上经过a点和轨道上经过a的万有引力相等，根据牛顿第二定律知，加速度相等故d错误故选：abc点评：解决本题的关键知道变轨的原理，以及掌握开普勒第三定律，并且能灵活运用9如图所示，质量为10kg的物体a拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的劲度系数为100n/m，此时弹簧伸长了5cm，物体a和车均处于静止状态（g=10m/s2）则下列有关说法正确的是( )a物体a与车间的最大静摩擦力大小一定等于5nb若让小车和物体一起以1m/s2的加速度向右运动，则物体受摩擦力方向向右，大小为5nc若设法把小车下面的水平面突然撤去，让小车自由下落，则撤去水平面的瞬间，物体a受两个力作用d若设法把小车下面的水平面突然撤去，让小车自由下落，则撤去水平面的瞬间，物体a的加速度大小为0.5m/s2考点：牛顿第二定律；摩擦力的判断与计算；物体的弹性和弹力 专题：牛顿运动定律综合专题分析：对物体受力分析，根据平衡求出静摩擦力的大小当小车和物体一起做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律求出物体的合力，确定物体所受的摩擦力大小和方向当小车自由下落时，a与小车之间没有支持力作用，则没有摩擦力解答：解：a、根据平衡，知a所受的静摩擦力f=kx=1000.05n=5n，最大静摩擦力不一定等于5n故a错误b、若让小车和物体一起以1m/s2的加速度向右运动，则a所受的合力为f合=ma=101n=10n，因为弹力的大小为5n，则静摩擦力的大小为f=5n，方向水平向右故b正确c、若设法把小车下面的水平面突然撤去，让小车自由下落，a与小车间没有压力作用，则a受重力和弹簧的弹力两个力作用，瞬间a的合力，则加速度不等于0.5m/s2故c正确，d错误故选：bc点评：本题考查了牛顿第二定律和共点力平衡的基本运用，知道做自由落体运动时，a处于完全失重状态，a与小车间无压力10如图所示，一固定斜面倾角为30，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g物块上升的最大高度为h，则此过程中，物块的( )a动能损失了2mghb动能损失了mghc机械能损失了mghd机械能损失了考点：功能关系；动能定理的应用 专题：压轴题；动能定理的应用专题分析：若动能变化为正值，说明动能增加，若为负值，说明动能减少，然后根据动能定理，求出合力做的功即可；要求机械能损失，只要求出除重力外其它力做的功即可解答：解：根据动能定理应有=ma=2mgh，动能增量为负值，说明动能减少了 2mgh，所以a正确b错误；再由牛顿第二定律（选取沿斜面向下为正方向）有mgsin30+f=ma=mg，可得f=mg，根据功能关系应有e=f=mgh，即机械能损失了mgh，所以c正确d错误故选：ac点评：要熟记动能定理与功能原理在解题中的应用：涉及到总功、动能变化时应用动能定理解决；涉及到机械能变化时应求出除重力外其它力做的功二实验题：（本大题共2题，总分14分）把答案填在空白处的横线上11实验中用图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系，通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合外力，通过加减小车中的砝码来改变小车总质量m打点计时器所用交流电的频率为50hz图乙为实验中得到的一条纸带中的一部分，取0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出从纸带上测出 x1=3.20cm，x2=4.74cm，x3=6.30cm，x4=7.85cm，x5=9.41cm，x6=10.96cm（1）由上述数据计算出小车运动的加速度大小为1.55m/s2（结果保留三位有效数字）（2）本实验的目的是为研究加速度、质量、合外力三个物理量之间的关系，故实验中应采用的实验研究方法是控制变量法（3）若在研究加速度与力的关系时得到了如图丙所示的图象，则该图象不过原点原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系 专题：实验题分析：利用逐差法x=at2可以求出物体的加速度大小，由于该实验涉及的物理量较多，因此该实验采用的是控制变量法研究加速度、质量、合力三者之间的关系；观察图象可知当f0时，加速度仍为零，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力解答：解：（1）根据匀变速直线运动的推论公式x=at2可以求出加速度的大小，得：x4x1=3a1t2x5x2=3a2t2x6x3=3a3t2为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得：a=（a1+a2+a3）=1.55m/s2（2）在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系（3）图线不通过坐标原点，当f为某一值时，加速度为零，知平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力故答案为：（1）1.55； （2）控制变量法；（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够点评：在学习物理过程中掌握各种研究问题的方法是很重要的，要了解各种方法在物理中的应用，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题12某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒（1）如图2所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=0.52 cm；实验时将滑块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=1.35102s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为0.385m/s在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量m和滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s（文字说明并用相应的字母表示）（2）在这个过程中系统减少的重力势能为mgs，系统增加的动能为（m+m）（）2，只要两者在误差允许范围内相等，即可验证机械能守恒（用测量的物理量字母表示）考点：验证机械能守恒定律 专题：实验题；机械能守恒定律应用专题分析：（1）考查游标卡尺和秒表的读数：先读主尺（只读整数），再加上游标尺（格数乘以分度分之一，格数找对齐的一个不估读），滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度，根据需要验证的表达式可以知道需要测量的物理量（2）设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了：（m+m）（ ）2，所以我们可以通过比较mgs和 （m+m）（ ）2的大小来验证机械能守恒定律解答：解：（1）主尺读数为：5mm，游标尺：对齐的是2，所以读数为：2=0.2mm，故遮光条宽度d=5.2mm=0.52cm，v=0.385m/s，在验证机械能守恒时，需要求出钩码重力势能的减小量和系统动能的增加量，因此需要测量的物理量有钩码的质量m，滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，滑块的质量m（2）设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了：（m+m）（）2，所以我们可以通过比较mgs和 （m+m）（ ）2的大小来验证机械能守恒定律故答案为：（1）0.52，0.385，滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s；（2）mgs，（m+m）（）2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三计算题（本题共4小题，共46分解答时请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的单位）132011年7月23日晚，甬温线永嘉站至温州南站间，北京南至福州d301次列车与杭州至福州南d3115次列车发生追尾事故，造成动车组运行以来的特重大铁路交通事故事故发生前d3115次动车组正以20km/h的目视行车速度在发生事故的铁路上匀速行驶，而d301次动车组驶离永嘉站后，2分钟车速达到216km/h，便开始匀速行驶不幸的是几分钟后就发生了追尾事故（1）如果认为d301次动车组以恒定加速度从静止驶离永嘉车站，求d301的启动加速度和加速距离分别是多少？（2）已知动车组紧急制动的加速度为3m/s2，d301正常行驶后，为了避免事故发生，应至少距离d3115多远开始刹车才有可能避免事故发生？考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系 专题：直线运动规律专题分析：（1）根据加速度的定义式和位移时间公式求出 d301启动的加速度和加速的距离（2）两车恰好不相撞的临界情况是速度相等时恰好不相撞，结合速度时间公式求出速度相等的时间，通过位移公式求出两车至少应该相距的距离解答：解：（1）由于d301次动车组2分钟车速达到216km/h=60m/s所以得启动加速度：a=0.5m/s2加速距离：s=at2=3600m （2）要想满足二车恰好不撞，则必须至少满足，d301追上d3115时二车速度相同，所以得：v=v0at，代入数据解得t=18.1s，二车之间的位移关系为：s=，代入数据得s=492.3m 答：（1）d301的启动加速度为0.5m/s2，加速距离为3600m（2）为了避免事故发生，应至少距离492.3m开始刹车才有可能避免事故发生点评：本题考查了运动学中的追及问题，知道速度大者减速追及速度小者，若不相撞，速度相等时有最小距离14宇航员在月球表面完成下面实验：如图所示，在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m的小球（可视为质点），当给小球一水平初速度v时，刚好能使小球在竖直面内做完整的圆周运动已知圆弧轨道半径为r，月球半径为r，引力常量为g若在月球表面上发射一颗环月卫星，则所需的最小发射速度为多大？考点：万有引力定律及其应用；机械能守恒定律 专题：万有引力定律的应用专题分析：由最高点重力提供向心力，和实验中的机械能守恒，可以求得月球表面的重力加速度，再有最小发射速度对应重力充当向心力的表达式，可以解得最小发射速度解答：解：对小球，在最高点：从最低点由机械能守恒定律得：在月球表面三式联立解得：答：最小发射速度为点评：重点：对小球圆周运动的实验解析，其中最高点重力充当向心力，又机械能守恒，故而可以得月球重力加速度15质量为m=10kg的小环在f=200n的拉力作用下，沿粗糙固定直杆由静止开始运动，已知小环与杆之间的动摩擦因数为=0.5，杆与水平地面的夹角为=37，拉力f与杆的夹角也为力f作用了一段时间后