广东省佛山市顺德区李兆基中学高二物理上学期第四周周测试卷（含解析）.doc

2015-2016学年广东省佛山市顺德区李兆基中学高三（上）第四周周测物理试卷一、单项选择（56=30）1某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后，绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示，若该物体在t=0时刻，初速度为零，则下列图象中该物体在04s内位移一定不为零的是（）abcd2如图所示，长为l的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴o上，杆随转轴o在竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角是（）asin=btan=csin=dtan=3ap0=mbp0=mcp0=mdp0=m4如图所示，曲线是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图，其半径为r；曲线是一颗绕地球做椭圆运动卫星轨道的示意图，o点为地球球心，ab为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，己知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为g，地球质量为m，下列说法正确的是（）a椭圆轨道的长轴长度为rb卫星在轨道的速率为v0，卫星在轨道b点的速率为vb，则v0vbc卫星在轨道的加速度大小为a0，卫星在轨道a点加速度大小为aa，则a0aad若oa=0.5r，则卫星在b点的速率vb5如图所示，d、a、b、c四点的水平间距相等，da、ab、bc在竖直方向上的高度差之比为1：4：9在a、b、c三点分别放置相同的小球，释放三个压缩的弹簧，小球沿水平方向弹出，小球均落在d点，不计空气阻力，则下列关于a、b、c三点处的小球说法正确的是（）a三个小球在空中运动的时间之比为1：2：3b三个小球弹出时的动能之比为1：4：9c三个小球在空中运动过程中重力做功之比为1：5：14d三个小球落地时的动能之比为2：5：10二、不定项选择（36=18）6如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从a点冲上倾角为30的固定斜面，其减速的加速度为，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（）a重力势能增加了mghb机械能损失了c动能损失了mghd克服摩擦力做功7一质量为0.2kg的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度图线分别炎如图所示，由图可知（）a开始4s内物体的位移为16mb开始4s内物体的位移为c从开始至6s末物体一直做曲线运动d开始4s内物体做曲线运动，接着2s内物体做直线运动8光滑水平桌面上放置一长木板，长木板上表面粗糙，上面放置一小铁块，现有一水平向右的恒力 f 作用于铁块上，以下判断正确的是（）a铁块与长木板都向右运动，且两者一定保持相对静止b若水平力足够大，铁块与长木板间有可能发生相对滑动c若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间有可能发生相对滑动d若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间仍将保持相对静止三、实验题（15分）9保持不变的条件下，改变m和m的大小，测出不同m下系统的加速度，然后通过实验数据的分析就可求出滑块与木板间的动摩擦因数（1）该同学手中有打点计时器、纸带、10个质量均为100克的砝码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线，为了完成本实验，得到所要测量的物理量，还应有a秒表 b毫米刻度尺 c天平 d低压交流电源（2）实验中，该同学得到一条较为理想的纸带，如图2所示，从清晰的o点开始，每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为a、b、c、d、e、f，各计数点到o点的距离为oa=1.61cm，ob=4.02cm，oc=7.26cm，od=11.30cm，oe=16.14cm，of=21.80cm，打点计时器打点频率为50hz，则由此纸带可得到打e点时滑块的速度v=m/s，此次实验滑块的加速度a=m/s2在实验数据处理中，该同学以m为横轴，以系统的加速度a为纵轴，绘制了如图3所示的实验图线，结合本实验可知滑块与木板间的动摩擦因数=（g取10m/s2）四、计算题（47分）10现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10m/s当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车（反应时间忽略不计），乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢（反应时间为0.5s）已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍，g取10m/s2（1）若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m，他采取上述措施能否避免闯警戒线？（2）为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离？11如图所示，位于竖直平面内的粗糙斜轨道ab与光滑水平轨道bc及竖直光滑半圆形轨道cd平滑连接，半圆轨道的直径dc垂直于bc，斜轨道的倾角=37，圆形轨道的半径为r一质量为m的小滑块（可看作质点）从高为h的斜轨道上的p点由静止开始下滑，然后从直轨道进入圆形轨道运动，运动到圆形轨道的最高点d时对轨道的压力大小恰与重力相等，小滑块过最高点d后做平抛运动，恰好垂直撞击在斜轨道的q点已知sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度为g，求：（1）滑块运动到圆形轨道最高点时的速度大小（2）滑块与斜轨道间的动摩擦因数（3）水平轨道bc的长度12小物块运动到b的瞬时速度vb大小及与水平方向夹角；（2）小物块在圆弧轨道bc上滑到c时对轨道压力nc大小；（3）若小物块与墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半，且只会发生一次碰撞，那么小物块与轨道cd之间的动摩擦因数应该满足怎样的条件2015-2016学年广东省佛山市顺德区李兆基中学高三（上）第四周周测物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择（56=30）1某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后，绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示，若该物体在t=0时刻，初速度为零，则下列图象中该物体在04s内位移一定不为零的是（）abcd【考点】加速度与力、质量的关系式；匀变速直线运动的图像【专题】牛顿运动定律综合专题【分析】速度时间图线的正负值表示物体运动的方向，通过位移时间图线的位移的增加还是减小判断运动的方向【解答】解：a、在02s内，位移先增大再减小，知运动的方向发生改变故a错误b、在02s内速度为正值，向正方向运动，在24s内速度为负值，向负方向运动，运动方向发生改变故b错误c、01s内加速度不变，做匀加速直线运动，12s内加速度方向，大小不变，向正方向做匀减速直线运动，2s末速度为零在一个周期内速度的方向不变故c正确d、在01s内，向正方向做匀加速直线运动，12s内加速度方向，大小不变，向正方向做匀减速直线运动，2s末速度为零，23s内向负方向做匀加速直线运动，运动的方向发生变化故d错误故选：c【点评】解决本题的关键知道速度时间图线和位移时间图线的物理意义，以及知道它们的区别，并且能很好运用2如图所示，长为l的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴o上，杆随转轴o在竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角是（）asin=btan=csin=dtan=【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】小球做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，根据重力、杆子的作用力的合力指向圆心，求出杆与水平面的夹角【解答】解：小球所受重力和杆子的作用力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有：mgsin=ml2，解得sin故a正确，b、c、d错误故选a【点评】解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解3ap0=mbp0=mcp0=mdp0=m【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】在匀速阶段用额定功率表示出阻力，在匀加速阶段由图象求的加速度，由牛顿第二定律求的牵引力，匀加速达到最大时此时达到额定功率即可求得【解答】解：下车达到最大速度时牵引力等于阻力即在匀加速阶段由牛顿第二定律得ff=ma由图象可知a=在t1时刻匀加速到最大故p0=fv1联立解得p0=m故选：a【点评】本题的关键是理解机车的启动过程，这道题是以恒定加速度启动，公式p=fv，p指实际功率，f表示牵引力，v表示瞬时速度当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度根据vt图象要能判断机车所处的运动状态4如图所示，曲线是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图，其半径为r；曲线是一颗绕地球做椭圆运动卫星轨道的示意图，o点为地球球心，ab为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，己知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为g，地球质量为m，下列说法正确的是（）a椭圆轨道的长轴长度为rb卫星在轨道的速率为v0，卫星在轨道b点的速率为vb，则v0vbc卫星在轨道的加速度大小为a0，卫星在轨道a点加速度大小为aa，则a0aad若oa=0.5r，则卫星在b点的速率vb【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】根据开普勒定律比较长轴与r的关系，根据万有引力的大小，通过牛顿第二定律比较加速度，结合速度的大小比较向心加速度的大小【解答】解：a、根据开普勒第三定律得=k，a为半长轴，己知卫星在两轨道上运动的卫星的周期相等，所以椭圆轨道的长轴长度为2r，故a错误；b、b点为椭圆轨道的远地点，速度比较小，v0表示做匀速圆周运动的速度，v0vb故b错误；c、根据牛顿第二定律得a=，卫星在轨道距离地心的距离大于卫星在轨道a点距离地心的距离，所以a0aa，故c正确；d、若oa=0.5r，则ob=1.5r，人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，=v=，如果卫星以ob为轨道半径做匀速圆周运动，v=，在轨道上，卫星在b点要减速，做近心运动，所以卫星在b点的速率vb，故d错误；故选：c【点评】本题考查万有引力定律、开普勒第三定律、牛顿第二定律等知识，知道卫星变轨的原理是解决本题的关键5如图所示，d、a、b、c四点的水平间距相等，da、ab、bc在竖直方向上的高度差之比为1：4：9在a、b、c三点分别放置相同的小球，释放三个压缩的弹簧，小球沿水平方向弹出，小球均落在d点，不计空气阻力，则下列关于a、b、c三点处的小球说法正确的是（）a三个小球在空中运动的时间之比为1：2：3b三个小球弹出时的动能之比为1：4：9c三个小球在空中运动过程中重力做功之比为1：5：14d三个小球落地时的动能之比为2：5：10【考点】功的计算；功能关系【分析】研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，根据竖直位移可确定各自运动的时间之比，从而求出各自抛出速度之比，根据w=mgh求功之比，根据ek=mv2动能的比值由机械能守恒知末动能的比例【解答】解：a、da、ab、bc竖直方向高度差之比为1：4：9，高度之比为1：5：14，由h=，a、b、c三个小球运动的时间之比为1：，故a错误；b、a、b、c三个小球的水平位移之比1：2：3，由x=vt知可得初速度之比为1：，根据动能之比不是1：4：9，故b错误；c、根据w=mgh知重力做功之比为：1：5：14，故c正确；d、根据动能定理知mgh=ek2ek1，由于质量相等且已知高度之比，可得落地时动能之比即为（mgh+ek1）：（5mgh+ek1）：（10mgh+ek1），故d错误；故选：c【点评】本题就是对平抛运动规律的直接考查，突破口是由高度确定运动的时间所以掌握住平抛运动的规律及运动学公式就能轻松解决二、不定项选择（36=18）6如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从a点冲上倾角为30的固定斜面，其减速的加速度为，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（）a重力势能增加了mghb机械能损失了c动能损失了mghd克服摩擦力做功【考点】功能关系；牛顿第二定律【专题】机械能守恒定律应用专题【分析】重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于力的总功；机械能变化量等于除重力外其余力做的功【解答】解：a、加速度，解得：摩擦力；物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故a正确；b、机械能的损失量为，故b正确；c、动能损失量为克服合外力做的功的大小，故c错误；d、克服摩擦力做功，故d错误故选ab【点评】本题关键根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变化7一质量为0.2kg的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度图线分别炎如图所示，由图可知（）a开始4s内物体的位移为16mb开始4s内物体的位移为c从开始至6s末物体一直做曲线运动d开始4s内物体做曲线运动，接着2s内物体做直线运动【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】物体参与了两个运动，根据vt图象知道，一个是先匀速直线运动，再匀减速，另一个是先匀加速直线运动，再匀减速直线运动根据运动的合成去求解有关的物理量清楚物体做曲线运动的条件【解答】解：a、图象与时间轴围成的面积为物体运动的位移，开始4s内物体x方向位移8m，y方向位移8m，所以开始4s内物体的位移为，故a错误，b正确c、开始时物体初速度方向为x方向，加速度方向为y方向，两者不在一条直线上，所以物体做曲线运动，4s末物体的速度方向与x方向夹角的正切值为=2，加速度方向与x方向夹角的正切值为=2，所以速度方向与加速度方向在同一条直线上，所以物体要做直线运动故c错误，d正确故选bd【点评】能从图象中获取尽量多的信息是解决图象问题的关键对于矢量的合成应该运用平行四边形法则8光滑水平桌面上放置一长木板，长木板上表面粗糙，上面放置一小铁块，现有一水平向右的恒力 f 作用于铁块上，以下判断正确的是（）a铁块与长木板都向右运动，且两者一定保持相对静止b若水平力足够大，铁块与长木板间有可能发生相对滑动c若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间有可能发生相对滑动d若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间仍将保持相对静止【考点】滑动摩擦力；静摩擦力和最大静摩擦力【专题】摩擦力专题【分析】当两者保持相对静止时，具有相同的加速度，小铁块与木板之间的摩擦力为静摩擦力，一旦摩擦力达到最大静摩擦力，两者将发生相对滑动【解答】解：a、设木板的质量为m，小铁块的质量为m，它们之间的最大静摩擦力为f，根据牛顿第二定律知，当两者的加速度a=时，即f=（m+m）a=，则f时，两者发生相对滑动故a错误，b正确c、若两者保持相对静止，知两者之间的摩擦力小于最大静摩擦力，拉力反向，则整体加速度反向，此时两者摩擦力的大小不变，方向改变，仍然保持相对静止故c错误，d正确故选bd【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律求解，注意整体法和隔离法的运用三、实验题（15分）9保持不变的条件下，改变m和m的大小，测出不同m下系统的加速度，然后通过实验数据的分析就可求出滑块与木板间的动摩擦因数（1）该同学手中有打点计时器、纸带、10个质量均为100克的砝码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线，为了完成本实验，得到所要测量的物理量，还应有bda秒表 b毫米刻度尺 c天平 d低压交流电源（2）实验中，该同学得到一条较为理想的纸带，如图2所示，从清晰的o点开始，每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为a、b、c、d、e、f，各计数点到o点的距离为oa=1.61cm，ob=4.02cm，oc=7.26cm，od=11.30cm，oe=16.14cm，of=21.80cm，打点计时器打点频率为50hz，则由此纸带可得到打e点时滑块的速度v=0.53m/s，此次实验滑块的加速度a=0.81m/s2在实验数据处理中，该同学以m为横轴，以系统的加速度a为纵轴，绘制了如图3所示的实验图线，结合本实验可知滑块与木板间的动摩擦因数=0.3（g取10m/s2）【考点】探究影响摩擦力的大小的因素【专题】实验题；定性思想；实验分析法；摩擦力专题【分析】（1）本实验中需要交流电源和长度的测量工具（2）每隔4个点取一计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.1s，由匀加速规律可得，用平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解速度、用x=at2求解加速度（3）对系统应用牛顿第二定律，得到图线的纵轴截距为g，可解得动摩擦因数【解答】解：（1）a、打点计时器通过打点即可知道时间，故不需要秒表，故a错误b、实验需要测量两点之间的距离，故需要毫米刻度尺，故b正确c、本实验中可以不测滑块的质量，而且砝码的质量已知，故天平可以不选，故c错误d、打点计时器要用到低压交流电源，故d正确故选：bd（2）每隔4个点取一计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.1s，故用平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得：ve=0.53m/s；由x=at2可得：a=0.81m/s2；（3）对abc系统应用牛顿第二定律可得：a=，所以，at图象中，纵轴的截距为g，故g=3，=0.3故答案为：（1）bd（2）0.530.81（3）0.3【点评】本题考查动摩擦因数的测量实验；要求能熟悉纸带的处理方法，注意时间的数值和长度的单位、逐差法等；对于图象问题，要注意分析截距、斜率、面积等的含义四、计算题（47分）10现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10m/s当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车（反应时间忽略不计），乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢（反应时间为0.5s）已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍，g取10m/s2（1）若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m，他采取上述措施能否避免闯警戒线？（2）为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离？【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；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】（1）甲刹车时，水平方向受到制动力，根据牛顿第二定律求出甲刹车时的加速度由运动学速度位移关系式求出速度减小到零时的位移大小，与15m比较，确定甲车能否避免闯警戒线（2）由乙车制动力，根据牛顿第二定律求出乙刹车时的加速度当两车恰好相撞时的条件：速度相等，根据速度公式求出所用时间，应用位移公式求出两车的位移，再求解两车行驶过程中至少应保持的距离【解答】解：（1）根据牛顿第二定律可得：甲车紧急刹车的加速度a1=4m/s2 这段时间滑行距s= 将数据代入解得：s=12.5m 因为s15m，所以甲车司机能避免闯警戒线（2）设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距s0，在乙车刹车t2时间两车恰好相撞，则有：乙车紧急刹车的加速度为a2=5m/s2 v0a1（t2+t0）=v0a2t2 代入解得t2=2s乙车通过的位移大小 s乙=v0t0+v0t2a2t22=15m 甲车通过的位移大小 s甲=v0（t0+t2）a1（t0+t2）2=12.5m代入解得 s0=s乙s甲=（1512.5）m=2.5m答：（1）若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m，他采取上述措施能避免闯警戒线 （2）为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持2.5m距离【点评】本题第（1）问也可以用动能定理求解：f1s=0，s=12.5m第（2）问关键是抓住恰好相撞的条件：两车速度相同11如图所示，位于竖直平面内的粗糙斜轨道ab与光滑水平轨道bc及竖直光滑半圆形轨道cd平滑连接，半圆轨道的直径dc垂直于bc，斜轨道的倾角=37，圆形轨道的半径为r一质量为m的小滑块（可看作质点）从高为h的斜轨道上的p点由静止开始下滑，然后从直轨道进入圆形轨道运动，运动到圆形轨道的最高点d时对轨道的压力大小恰与重力相等，小滑块过最高点d后做平抛运动，恰好垂直撞击在斜轨道的q点已知sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度为g，求：（1）滑块运动到圆形轨道最高点时的速度大小（2）滑块与斜轨道间的动摩擦因数（3）水平轨道bc的长度【考点】动能定理；向心力【专题】动能定理的应用专题【分析】（1）d点由向心力公式可得速度大小 （2）由动能定理可求得摩擦力做功，其中摩擦力做功含有摩擦因数 （3）由平抛运动可得水平向与竖直向的位移，结合图中的几何关系可求得距离【解答】解：（1）在d点：2mg= 则 （2）由p到d，由动能定理： xab而 解得：（3）在q点的水平速度vq平=vd= 由垂直撞击可知滑块运动到q时的竖直分速度为： 由此可得平抛运动的时间为：t= 平抛运动的水平位移为： 平抛运动的竖直分位移为：ydf= q点的高度：hqe=2rydf= 则水平轨道bc的长度：l=答：（1）滑块运动到圆形轨道最高点时的速度大小为（2）滑块与斜轨道间的动摩擦因数为（3）水平轨道bc的长度为【点评】本题考查动能定理及竖直面内的圆周运动，选择合适的过程，并注意竖直面内圆周运动的临界条件即可求解12小物块运动到b的瞬时速度vb大小及与水平方向夹角；（2）小物块在圆弧轨道bc上滑到c时对轨道压力nc大小；（3）若小物块与墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半，且只会发生一次碰撞，那么小物块与轨道cd之间的动摩擦因数应该满足怎样的条件【考点】机械能守恒定律；向心力【专题】计算题；定量思想；寻找守恒量法