江苏省镇江中学高三物理上学期期中试卷（含解析）.doc

江苏省镇江中学2015-2016学年高三（上）期中物理试卷一、单项选择题（本题共6小题，每小题3分，共计18分每小题只有一个选项符合题意）1如图所示，孔明灯又叫天灯，相传是由三国时的诸葛孔明（即诸葛亮）所发明，现有一孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速直线上升，则此时孔明灯所受空气的作用力大小和方向是（）a0bmg，竖直向上cmg，东北偏上方向d mg，东北偏上方向2某运动员（可看作质点）参加跳板跳水比赛，t=0是其向上起跳瞬间，其速度与时间关系图象如图所示，则（）at1时刻开始进入水面bt2时刻开始进入水面ct3时刻已浮出水面d0t2时间内，运动员处于失重状态3在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平向右匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示，关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（）a相对地面的运动轨迹为直线b相对地面做变加速曲线运动ct时刻猴子对地速度的大小为v0+atdt时间内猴子对地的位移大小为4若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r，周期为t，引力常量为g，则可求（）a该行星的质量b太阳的质量c该行星的平均密度d太阳的平均密度5某人站在一静止的台秤上，当他猛地下蹲的过程中，若不考虑台秤的惯性，则台秤的示数（）a先变大后变小，最后等于他的重力b变大，最后等于他的重力c先变小，后变大，最后等于他的重力d变小，最后等于他的重力6如图所示，物块a放在轻弹簧上，物块b放在物块a上静止不动当用力f使物块b竖直向上作匀加速直线运动，在下面所给的四个图象中能反映物块b脱离物块a前的过程中力f随时间t变化规律的是（）abcd二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共计16分每小题有多个选项符合题意全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）7质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高2m，这时物体的速度是4m/s，下列说法中正确的是（不计一切阻力，g=10m/s2）（）a手对物体做功28jb合外力对物体做功8jc物体机械能增加了8jd物体重力势能增加了20j8如图所示，滑板运动员沿水平地面上向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力则运动员（）a起跳时脚对滑板的作用力斜向后b在空中水平方向先加速后减速c在空中机械能发生变化d越过杆后仍落在滑板起跳的位置9横截面为直角三角形的两个相同斜面如图紧靠在一起，固定在水平面上，它们的倾角都是30小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上其中三个小球的落点分别是a、b、c，已知落点a最低，落点c最高图中三小球比较，下列判断正确的是（）a落在a点的小球的初速度最大b落在a点的小球飞行过程速度的变化量最大c改变小球抛出时初速度大小，落在a点的小球落到斜面上的瞬时速度的方向是一定的d改变小球抛出时初速度大小，落在b或c点的小球落到斜面上的瞬时速度可能与斜面垂直10如图所示，三个相同的小球a、b、c，其中小球a沿高为h、倾角为的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端，小球b以同样大小的初速度从同等高度处竖直上抛，小球c在同等高度水平抛出则（）a小球a到达地面的速度最大b从开始至落地，重力对它们做功相同c三个小球到达地面时，小球b重力的瞬时功率最大d从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率一定相同三、简答题（本题共2题，共计18分）11如图所示，某小组同学利用dis实验装置研究支架上力的分解a、b为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负a连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动b固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆将细绳连接在杆右端o点构成支架保持杆在水平方向，按如下步骤操作：测量绳子与水平杆的夹角aob=对两个传感器进行调零用另一绳在o点悬挂在一个钩码，记录两个传感器读数取下钩码，移动传感器a改变角重复上述，得到图示表格a（1）根据表格a，a传感器对应的是表中力（填“f1”或“f2”）钩码质量为kg（保留1位有效数字）f11.0010.5801.002f20.8680.2910.8653060150（2）（单选题）本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是a因为事先忘记调零b何时调零对实验结果没有影响c为了消除横杆自身重力对结果的影响d可以完全消除实验的误差12某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6v的直流电和50hz交流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律（1）他进行了下面几个操作步骤：a按照图示的装置安装器件；b将打点计时器接到电源的“直流输出”上；c用天平测出重锤的质量；d先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；e测量纸带上某些点间的距离；f根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的步骤是，操作不当的步骤是（2）已知重锤质量为0.30kg，当地重力加速度g=9.79m/s2，经过正确操作后获得的一条纸带如图2所示，则c、d两点间对应运动过程的动能变化量为j，重力势能变化量为j （结果都保留3位有效数字）（3）他进一步分析，发现本实验存在一定误差为此设计出用如图3所示的实验装置来验证机械能守恒定律通过电磁铁控制的小铁球从a点自由下落，下落过程中经过光电门b时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出ab之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d重力加速度为g实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束小铁球通过光电门时的瞬时速度可表示为v=如果d、t、h、g满足关系式，也可验证机械能守恒定律四、计算题（本题共5小题，共计68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和单位）13某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角=30的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的vt图线如图乙所示g取10m/s2求：（1）上滑过程中的加速度的大小a1；（2）木块与斜面间的动摩擦因数；（3）木块回到出发点时的速度大小v14如图所示，用两根轻绳和一根轻弹簧将质量均为m的a、b两小球以及水平天花板上的固定点o之间两两连接，然后用一水平方向的力f作用于a球上，此时两根轻绳均处于直线状态，且ob绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，已知三段长度之比为oa：ab：ob=3：4：5试确定：（1）弹簧oa的拉力（2）若突然将f撤去，则撤去瞬间，小球a的加速度15a、b两个小球由柔软的细线相连，线长l=6m；将a、b球先后以相同的初速度v0=4.5m/s，从同一点水平抛出（先a、后b），相隔时间t=0.8s（1）a球抛出后经多少时间，细线刚好被拉直？（2）细线刚被拉直时，a、b球的水平位移（相对于抛出点）各多大？（取g=10m/s2）16如图所示，水平轨道上有一轻弹簧左端固定，弹簧处于自然状态时，其右端位于p点现用一质量m=0.1kg的小物块 （可视为质点）将弹簧压缩后释放，物块经过p点时的速度v0=18m/s，经过水平轨道右端q点后沿半圆轨道的切线进入竖直固定的光滑圆轨道，最后物块经轨道最低点a抛出后落到b点，已知物块与水平轨道间的动摩擦因数=0.15，r=l=1m，a到b的竖直高度h=1.25m，取g=10m/s2（1）求物块到达q点时的速度大小（保留根号）；（2）求物块经过q点时圆轨道对物块的压力；（3）求物块水平抛出的位移大小17如图所示，质量为m=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平推力f=8n，当小车向右运动的速度达到v0=1.5m/s时，在小车前端轻轻放上一个大小不计、质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数=0.2已知运动过程中，小物块没有从小车上掉下来，取g=10m/s2求：（1）经过多长时间两者达到相同的速度；（2）小车至少多长，才能保证小物块不从小车上掉下来；（3）从小物块放上小车开始，经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少2015-2016学年江苏省镇江中学高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（本题共6小题，每小题3分，共计18分每小题只有一个选项符合题意）1如图所示，孔明灯又叫天灯，相传是由三国时的诸葛孔明（即诸葛亮）所发明，现有一孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速直线上升，则此时孔明灯所受空气的作用力大小和方向是（）a0bmg，竖直向上cmg，东北偏上方向d mg，东北偏上方向【考点】作用力和反作用力【分析】孔明灯做匀速运动，加速度为零，合力为零；只受重力和空气的作用力，根据平衡条件得到空气的作用力的大小和方向【解答】解：孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速直线运动，加速度为零，合力为零；只受重力和空气的作用力，根据平衡条件得到空气的作用力的大小为mg，方向竖直向上；故选：b【点评】本题关键是明确孔明灯的运动情况，得到加速度后进一步确定受力情况，基础题2某运动员（可看作质点）参加跳板跳水比赛，t=0是其向上起跳瞬间，其速度与时间关系图象如图所示，则（）at1时刻开始进入水面bt2时刻开始进入水面ct3时刻已浮出水面d0t2时间内，运动员处于失重状态【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】在vt图象中，直线的斜率表示加速度的大小，速度的正负代表运动的方向，根据vt图象可以分析人的运动的情况，即可进行选择【解答】解：ab、从0t2时间内，vt图象为直线，说明整个过程中的加速度是相同的，所以在0t2时间内人在空中，先上升后下降，t1时刻到达最高点，t2之后速度减小，开始进入水中，故a错误，b正确；c、t3时刻，人的速度减为零，此时人处于水下的最深处，故c错误；d、0t2时间内，人一直在空中具有向下的加速度，处于失重状态，故d正确；故选：bd【点评】本题主要就是考查学生对速度时间图象的理解，要知道在速度时间的图象中，速度的正负表示运动方向，直线的斜率代表的是加速度的大小3在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平向右匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示，关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（）a相对地面的运动轨迹为直线b相对地面做变加速曲线运动ct时刻猴子对地速度的大小为v0+atdt时间内猴子对地的位移大小为【考点】运动的合成和分解【专题】运动的合成和分解专题【分析】a、猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，通过运动的合成，判断猴子相对于地面的运动轨迹以及运动情况c、求出t时刻猴子在水平方向和竖直方向上的分速度，根据平行四边形定则，求出猴子相对于地面的速度，即合速度d、分别求出猴子在t时间内水平方向和竖直方向上的位移，根据平行四边形定则，求出猴子的合位移【解答】解：a、猴子在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动，根据运动的合成，知合速度与合加速度不在同一条直线上，所以猴子运动的轨迹为曲线故a错误 b、猴子在水平方向上的加速度为0，在竖直方向上有恒定的加速度，根据运动的合成，知猴子做曲线运动的加速度不变，做匀变速曲线运动故b错误 c、t时刻猴子在水平方向上的速度为v0，和竖直方向上的分速度为at，所以合速度v=故c错误 d、在t时间内猴子在水平方向和竖直方向上的位移分别为x和h，根据运动的合成，知合位移s=故d正确故选d【点评】解决本题的关键知道猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，会运用运动的合成分析物体的运动轨迹和运动情况4若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r，周期为t，引力常量为g，则可求（）a该行星的质量b太阳的质量c该行星的平均密度d太阳的平均密度【考点】万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量【解答】解：a、研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：=mr，知道行星的运动轨道半径r和周期t，再利用万有引力常量g，通过前面的表达式只能算出太阳m的质量，也就是中心体的质量，无法求出行星的质量，也就是环绕体的质量故a错误；b、通过以上分析知道可以求出太阳m的质量，故b正确；c、本题不知道行星的质量和体积，也就无法知道该行星的平均密度，故c错误d、本题不知道太阳的体积，也就不知道太阳的平均密度，故d错误故选b【点评】研究天体运动，运用万有引力提供向心力只能求出中心体的质量5某人站在一静止的台秤上，当他猛地下蹲的过程中，若不考虑台秤的惯性，则台秤的示数（）a先变大后变小，最后等于他的重力b变大，最后等于他的重力c先变小，后变大，最后等于他的重力d变小，最后等于他的重力【考点】牛顿运动定律的应用-超重和失重【专题】牛顿运动定律综合专题【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；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【解答】解：人先是加速下降，有向下的加速度，此时的人对体重计的压力减小，后是减速下降，有向上的加速度，此时的人对体重计的压力增加，最后静止等于他的重力故选：c【点评】本题主要考查了对超重失重现象的理解，人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了6如图所示，物块a放在轻弹簧上，物块b放在物块a上静止不动当用力f使物块b竖直向上作匀加速直线运动，在下面所给的四个图象中能反映物块b脱离物块a前的过程中力f随时间t变化规律的是（）abcd【考点】牛顿第二定律；胡克定律【专题】牛顿运动定律综合专题【分析】刚开始物体处于平衡状态，重力和弹簧的弹力的合力为零；有拉力f作用后，物体受拉力f、重力mg、弹簧的弹力kx，根据牛顿第二定律列式分析【解答】解：刚开始物体处于平衡状态，重力和弹簧的弹力的合力为零，有kx0=mg 有拉力f作用后，物体受拉力f、重力mg、弹簧的弹力kx，根据牛顿第二定律，有f+kxmg=ma 由于物体作匀加速直线运动，故x=x0at2 由得到f=ma+k（at2）故选c【点评】本题关键是对物块受力分析，然后根据牛顿第二定律和共点力平衡条件列方程分析二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共计16分每小题有多个选项符合题意全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）7质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高2m，这时物体的速度是4m/s，下列说法中正确的是（不计一切阻力，g=10m/s2）（）a手对物体做功28jb合外力对物体做功8jc物体机械能增加了8jd物体重力势能增加了20j【考点】功能关系；动能和势能的相互转化【分析】根据动能定理求解手对物体做功和合外力做功手对物体做功等于物体机械能的增加物体的高度上升，重力做负功【解答】解：a、根据动能定理得：wmgh=mv20，解得，手对物体做功为：w=mgh+mv2=1102+142=28j，故a正确b、由动能定理得：w合=mv2=142=8j，故b正确c、手对物体做功等于物体机械能的增加，则物体机械能增加e=w=28j，故c错误d、物体的重力做功为wg=mgh=1102=20j，即物体克服重力做功20j，重力势能增加了20j故d正确故选：abd【点评】本题考查常见的几对功能关系的理解：合力做功等于动能的变化，除重力以外的力做功等于机械能的变化8如图所示，滑板运动员沿水平地面上向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力则运动员（）a起跳时脚对滑板的作用力斜向后b在空中水平方向先加速后减速c在空中机械能发生变化d越过杆后仍落在滑板起跳的位置【考点】惯性【分析】运动员顺利完成该动作，可知运动员所做的运动在水平方向的分运动应与滑板的运动相同，所以运动员在起跳时竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动【解答】解：a、运动员竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动各分运动具有等时性，水平方向的分运动与滑板的运动情况一样，最终落在滑板的原位置所以竖直起跳时，对滑板的作用力应该是竖直向下故a错误b、运动员参与了水平方向上的匀速直线运动，故b错误c、忽略人和滑板在运动中受到的阻力，在空中只受重力，所以机械能不变，故c错误d、运动员在起跳时竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员参与了水平方向上的匀速直线运动，所以越过杆后仍落在滑板起跳的位置，故d正确故选：d【点评】解决本题的关键是掌握运动的合成与分解，知道各分运动具有独立性，分运动和合运动具有等时性9横截面为直角三角形的两个相同斜面如图紧靠在一起，固定在水平面上，它们的倾角都是30小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上其中三个小球的落点分别是a、b、c，已知落点a最低，落点c最高图中三小球比较，下列判断正确的是（）a落在a点的小球的初速度最大b落在a点的小球飞行过程速度的变化量最大c改变小球抛出时初速度大小，落在a点的小球落到斜面上的瞬时速度的方向是一定的d改变小球抛出时初速度大小，落在b或c点的小球落到斜面上的瞬时速度可能与斜面垂直【考点】平抛运动【专题】平抛运动专题【分析】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，球做的是平抛运动，平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，物体的运动的时间是由竖直方向上下落的高度决定的，初速度和时间共同决定水平位移【解答】解：a、c球下落的高度最小，则时间最短，c球的水平位移最大，则c球的初速度最大故a错误b、根据h=gt2知，a球下落的高度最大，则a球飞行的时间最长，根据v=gt，知a球速度变化量最大故b正确c、设落在a点的小球瞬时速度与水平方向夹角为，则tan=，此时水平方向的位移：x=vt竖直方向的位移：由于落在左侧的斜面上，则： =所以：与抛出时的速度的大小无关，故落在a点的小球落到斜面上的瞬时速度的方向是一定的故c正确；d、b、c点，竖直速度是gt，水平速度是v，斜面的夹角是30，设某一点时合速度垂直斜面，则：把两个速度合成后，需要=tan60，即v=gt，此时水平位移：竖直方向的位移：此时的位移偏转角： 即位移偏转角30，显然在图中b、c与抛出点之间的夹角是小于30的，所以落在b或c点的小球落到斜面上的瞬时速度是不可能与斜面垂直的，故d错误故选：bc【点评】由于竖直边长都是底边长的一半，通过计算可以发现，落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直，这是本题中比较难理解的地方，不能猜测，一定要通过计算来说明问题10如图所示，三个相同的小球a、b、c，其中小球a沿高为h、倾角为的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端，小球b以同样大小的初速度从同等高度处竖直上抛，小球c在同等高度水平抛出则（）a小球a到达地面的速度最大b从开始至落地，重力对它们做功相同c三个小球到达地面时，小球b重力的瞬时功率最大d从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率一定相同【考点】平抛运动；竖直上抛运动【专题】定性思想；方程法；平抛运动专题【分析】三个物体在运动的过程中机械能守恒，可以判断它们的落地时的速度的大小，再由平均功率和瞬时功率的公式可以得出结论【解答】解：a、三个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可以知三物体落地时动能相同，速度的大小相同，故a错误b、重力做功只与初末位置有关，三个物体的起点和终点的高度差一样，所以重力做的功相同，故b正确c、由于两个物体落地时的速度的大小相等而方向不同，由于a、c两球都有水平方向的分速度，而b球没有水平方向的分速度，所以b球竖直方向的速度最大，由瞬时功率的公式可以知道，重力的瞬时功率b最大，故c正确d、由题可知，b与c在空中运动的时间显然不同平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值，物体重力做的功相同，但是时间不同，所以平均功率不同，故d错误故选：bc【点评】在分析功率的时候，一定要注意公式的选择，p=只能计算平均功率的大小，而p=fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度三、简答题（本题共2题，共计18分）11如图所示，某小组同学利用dis实验装置研究支架上力的分解a、b为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负a连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动b固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆将细绳连接在杆右端o点构成支架保持杆在水平方向，按如下步骤操作：测量绳子与水平杆的夹角aob=对两个传感器进行调零用另一绳在o点悬挂在一个钩码，记录两个传感器读数取下钩码，移动传感器a改变角重复上述，得到图示表格a（1）根据表格a，a传感器对应的是表中力f1（填“f1”或“f2”）钩码质量为0.05kg（保留1位有效数字）f11.0010.5801.002f20.8680.2910.8653060150（2）（单选题）本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是ca因为事先忘记调零b何时调零对实验结果没有影响c为了消除横杆自身重力对结果的影响d可以完全消除实验的误差【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的分解；力的合成与分解的运用【专题】实验题；共点力作用下物体平衡专题【分析】（1）绳子只能提供拉力，即可知道a传感器对应的是表中力f1可以对结点o进行受力分析，由竖直方向平衡条件解出m（2）本实验中多次对传感器进行调零，是为了消除横杆自身重力对结果的影响【解答】解：（1）由表格数据可知，f1都是正值，传感器受到的都是拉力，因绳子只能提供拉力，故a传感器对应的是表中力f1对结点o受力分析有f1sin30=mg，解得m=0.05kg（2）本实验中多次对传感器进行调零，为了消除横杆自身重力对结果的影响故答案为：（1）f1 0.05；（2）c【点评】解题的关键是首先根据题意灵活选取研究对象，然后再进行受力分析，列出方程求解即可12某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6v的直流电和50hz交流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律（1）他进行了下面几个操作步骤：a按照图示的装置安装器件；b将打点计时器接到电源的“直流输出”上；c用天平测出重锤的质量；d先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；e测量纸带上某些点间的距离；f根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的步骤是c，操作不当的步骤是b（2）已知重锤质量为0.30kg，当地重力加速度g=9.79m/s2，经过正确操作后获得的一条纸带如图2所示，则c、d两点间对应运动过程的动能变化量为0.278j，重力势能变化量为0.291j （结果都保留3位有效数字）（3）他进一步分析，发现本实验存在一定误差为此设计出用如图3所示的实验装置来验证机械能守恒定律通过电磁铁控制的小铁球从a点自由下落，下落过程中经过光电门b时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出ab之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d重力加速度为g实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束小铁球通过光电门时的瞬时速度可表示为v=如果d、t、h、g满足关系式，也可验证机械能守恒定律【考点】验证机械能守恒定律【专题】实验题；定性思想；实验分析法；机械能守恒定律应用专题【分析】（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，只有这样才能明确每步操作的具体含义；（2）根据重力做功和重力势能的关系可以求出重力势能的减小量；匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此求出c和d点的速度，进一步可以求出重锤动能的增加量；（3）通过极短时间内的平均速度表示瞬时速度可以求出小铁球通过光电门的瞬时速度若小球重力势能的减小量和动能的增加量相等，可验证机械能守恒定律【解答】解：（1）b：应将打点计时器接到电源的“交流输出”上，故b错误，操作不当c：因为我们是比较mgh、的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故c没有必要（2）c点的瞬时速度为：，d点的瞬时速度为：，则动能的增加量为： =0.278j重力势能的减少量为：ep=mgh=0.39.79（0.1070.008）j=0.291j（3）小球通过光电门的瞬时速度v=；若mgh=，即时，机械能守恒得到验证故答案为：（1）c；b；（2）0.278；0.291；（3）；【点评】解答实验问题的关键是明确实验原理、实验目的，了解具体操作掌握动能变化量和重力势能减小量的求法，知道某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度四、计算题（本题共5小题，共计68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和单位）13某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角=30的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的vt图线如图乙所示g取10m/s2求：（1）上滑过程中的加速度的大小a1；（2）木块与斜面间的动摩擦因数；（3）木块回到出发点时的速度大小v【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系【专题】牛顿运动定律综合专题【分析】（1）由vt图象可以求出上滑过程的加速度（2）由牛顿第二定律可以得到摩擦因数（3）由运动学可得上滑距离，上下距离相等，由牛顿第二定律可得下滑的加速度，再由运动学可得下滑至出发点的速度【解答】解：（1）由题图乙可知，木块经0.5s滑至最高点，由加速度定义式有：上滑过程中加速度的大小：（2）上滑过程中沿斜面向下受重力的分力，摩擦力，由牛顿第二定律f=ma得上滑过程中有：mgsin+mgcos=ma1代入数据得：=0.35（3）下滑的距离等于上滑的距离：x=m=1m 下滑摩擦力方向变为向上，由牛顿第二定律f=ma得：下滑过程中：mgsinmgcos=ma2解得： =2m/s2下滑至出发点的速度大小为：v=联立解得：v=2m/s 答：（1）上滑过程中的加速度的大小；（2）木块与斜面间的动摩擦因数=0.35；（3）木块回到出发点时的速度大小v=2m/s【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律和运动学公式联合求解14如图所示，用两根轻绳和一根轻弹簧将质量均为m的a、b两小球以及水平天花板上的固定点o之间两两连接，然后用一水平方向的力f作用于a球上，此时两根轻绳均处于直线状态，且ob绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，已知三段长度之比为oa：ab：ob=3：4：5试确定：（1）弹簧oa的拉力（2）若突然将f撤去，则撤去瞬间，小球a的加速度【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】（1）由题，ob恰好处于竖直方向，说明轻绳ab对b球没有拉力，对a进行受力分析，由平衡条件求出弹簧oa的拉力（2）若突然将f撤去，弹簧的拉力没有变化，由牛顿第二定律求出此瞬间小球a的加速度【解答】解：（1）已知三段长度之比为oa：ab：ob=3：4：5，所以aob=53由几何知识得到，由题意，ob恰好处于竖直方向，说明轻绳ab对b球没有拉力，则a球受到重力mg、水平力f和弹簧oa的拉力t，如图，根据平衡条件得：t=mg（2）突然将f撤去的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，则小球a所受的合力大小与f大小相等，即：f合=f=mgtan53=ma得：a=，方向水平向左答：（1）弹簧oa的拉力为（2）若突然将f撤去，则撤去瞬间，小球a的加速度是【点评】本题物体先处于平衡状态，由平衡条件求解弹簧的拉力和f；撤去f后小球处于非平衡状态，由牛顿第二定律求解小球瞬时的加速度，关键抓住弹簧的弹力不能突变的特点分析瞬间小球的合力15a、b两个小球由柔软的细线相连，线长l=6m；将a、b球先后以相同的初速度v0=4.5m/s，从同一点水平抛出（先a、后b），相隔时间t=0.8s（1）a球抛出后经多少时间，细线刚好被拉直？（2）细线刚被拉直时，a、b球的水平位移（相对于抛出点）各多大？（取g=10m/s2）【考点】平抛运动【专题】平抛运动专题【分析】（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，两球相隔0.8s水平抛出，在水平方向上的位移差保持不变，在竖直方向上的位移差逐渐增大，根据（x）2+（y）2=l2求出时间（2）根据水平方向上的匀速直线运动求a球的水平位移【解答】解：（1）两球水平方向位移之差恒为：x=v0t=4.50.8 m=3.6 m，ab竖直方向的位移差随时间变化，当竖直方向位移差与水平方向位移差的合位移差等于6 m时绳被拉直由水平方向位移差3.6 m，绳子长6 m，可以求得竖直方向位移差为h时绳绷紧h=m=4.8 m，有：h=gt2g（t0.8 s）2=4.8 m，解得：t=1s（2）细线刚被拉直时，a球的水平位移为：xa=4.51 m=4.5m，b球的水平位移为：xb=4.5（10.8）m=0.9 m答：（1）a球抛出后经1s时间，细线刚好被拉直；（2）细线刚被拉直时，a、b球的水平位移分别为4.5m、0.9m【点评】解决本题的关键知道两球相隔0.8s水平抛出，在水平方向上的位移差保持不变，在竖直方向上的位移差逐渐增大，当绳子拉直时有（x）2+（y）2=l216如图所示，水平轨道上有一轻弹簧左端固定，弹簧处于自然状态时，其右端位于p点现用一质量m=0.1kg的小物块 （可视为质点）将弹簧压缩后释放，物块经过p点时的速度v0=18m/s，经过水平轨道右端q点后沿半圆轨道的切线进入竖直固定的光滑圆轨道，最后物块经轨道最低点a抛出后落到b点，已知物块与水平轨道间的动摩擦因数=0.15，r=l=1m，a到b的竖直高度h=1.25m，取g=10m/s2（1）求物块到达q点时的速度大小（保留根号）；（2）求物块经过q点时圆轨道对物块的压力；（3）求物块水平抛出的位移大小【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力【专题】动能定理的应用专题【分析】（1）根据动能定理求出物块到达q点的速度大小；（2）根据牛顿第二定律求出物块经过q点时所受的弹力，从而得出物块对q点的压力；（3）根据机械能守恒定律求出物块通过最低点a的速度大小，结合平抛运动的规律求出物块水平抛出的位移大小【解答】解：（1）设物块