山西大学附中高三物理上学期期中试题（含解析）.doc

2015-2016学年山西大学附中高三（上）期中物理试卷一、单选题（共6小题，每小题4分，共24分）1在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，下列关于科学家和他们贡献的叙述符合史实的是（）a牛顿根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因b卡文迪许通过扭秤实验，测出了万有引力常量c伽利略发现了行星运动规律d伽利略巧妙地利用“月地”推演，证明了天、地引力的统一2如图，在灭火抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业为了节省救援时间，人沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速后退，则关于消防队员的运动，下列说法中正确的是（）a消防队员做匀加速直线运动b消防队员做匀变速曲线运动c消防队员做变加速曲线运动d消防队员水平方向的速度保持不变3如图所示，三颗人造地球卫星的质量满足ma=mbmc，b与c半径相同，则（）a线速度vb=vcvab周期tb=tctacb与c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度db所需的向心力最大4银河系中的某双星由质量不等的星体s1和s2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕二者连线上某一定点c做匀速圆周运动由天文观察测到其运动的周期为t，s1到c点的距离为r1，s1和s2之间的距离为r，已知万有引力常量为g由此可求出s2的质量为（）abcd5无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的档位变速器如图所示是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮中间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的静摩擦力带动当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从左向右移动时，从动轮转速降低，滚轮从右向左移动时从动轮转速增加当滚轮位于主动轮直径d1、从动轮直径d2的位置上时，则主动轮转速n1，从动轮转速n2之间的关系是（）an2=n1bn2=n1cn2=n1dn2=n16商场很多电梯是台式的，顾客站在匀速上行的台式扶梯上上楼，若顾客站着不动时，扶梯对他做功为w1，做功功率为p1，若他在扶梯上相对扶梯向上匀速走动时，扶梯对他做功为w2，做功功率为p2，则下列说法中正确的是（）aw1=w2，p1=p2bw1w2，p1=p2cw1=w2，p1p2dw1w2，p1p2二、多选题（共7小题，每小题5分，共35分，全选对得5分，漏选得3分，选错或不选得0分）7受水平外力f作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，其vt图线如图所示，则（）a在0t1秒内，外力f大小不断增大b在t1时刻，外力f为零c在t1t2秒内，外力f大小可能不断减小d在t1t2秒内，外力f大小可能先减小后增大8如图所示，物块a放在直角三角形斜面体b上面，b放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时a、b静止，弹簧处于竖直现用力f沿斜面向上推a，但ab并未运动下列说法正确的是（）a施加f前，竖直墙壁对b的摩擦力可能向下b施加f前，弹簧弹力大小一定等于a、b两物体重力大小之和c施加f后，a、b之间的摩擦力大小可能为零d施加f后，b与竖直墙壁之间可能没有摩擦力9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b施加一水平拉力f，则（）a当f2mg时，a、b相对地面静止b当f=mg时，a的加速度为gc当f3mg时，a相对b滑动d无论f为何值，a的加速度不会超过g10如图所示，两个半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定在地面上，质量相等的两个小球分别从与球心在同一水平高度的a、b两点由静止开始自由滑下，它们通过轨道最低点时（）a速度相同b向心加速度相同c对轨道的压力相等d机械能相等11如图所示，有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上运动，当作用力f一定时，m2所受绳的拉力（）a与无关b与斜面动摩擦因数无关c与系统运动状态有关dft=，仅与两物体质量有关12两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（） a运动的周期相同b受到的拉力一定相同c运动的角速度相同d向心加速度相同13甲、乙两人在同一点o，分别向竖直墙壁mn水平投掷飞镖，落在墙上时，飞镖a与竖直墙壁夹角为=53，飞镖b与竖直墙壁夹角为=37，a、b两点之间相距为d，如图所示设射出点o离墙壁的水平距离为s，甲、乙两人投出的飞镖水平初速分别为v1、v2，则（）as=bs=cv1：v2=4：3dv1：v2=5：3三、实验题（共2小题，每空2分，共10分）14图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分图中背景方格的边长均为2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：（1）照片的闪光频率为hz（2）小球做平抛运动的初速度的大小为m/s15如图1为“用dis（位移传感器、数据采集器、计算机）研究“加速度和力的关系”的实验装置（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持不变，用钩码所受的重力作为，用dis测小车的加速度（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量在某次实验中根据测得的多组数据可画出af关系图线如图2所示，此图线的ab段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是a小车与轨道之间存在摩擦 b导轨保持了水平状态c所挂钩码的总质量太大 d所用小车的质量太大四、计算题（共3小题，共计31分，解答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，答案写出数值和单位）16一水池水深h=0.8m现从水面上方h=0.8m高处由静止释放一质量为m=0.1kg的硬质球体，测得球体从释放到落至水池底部用时t=0.6s已知球体直径远小于水池深度，不计空气及水的阻力，取g=10m/s2，求：（1）通过计算判断球体在水中做什么运动？（2）从水面上方多高处由静止释放球体，才能使球体从释放到落至池底所用时间最短17（10分）（2008潍坊模拟）如图所示，在倾角为的光滑斜面上，有一长为l的细线，细线的一端固定在o 点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，已知o 点到斜面底边的距离soc=l求：（1）小球通过最高点a时的速度va；（2）小球通过最低点b时，细线对小球的拉力；（3）小球运动到a点或b点时细线断裂，小球沿斜面滑落到斜面底边时到c点的距离若相等，则l和l应满足什么关系18（12分）（2011山东）如图所示，在高出水平地面h=1.8m的光滑平台上放置一质量m=2kg、由两种不同材料连接成一体的薄板a，其右段长度l1=0.2m且表面光滑，左段表面粗糙在a最右端放有可视为质点的物块b，其质量m=1kgb与a左段间动摩擦因数=0.4开始时二者均静止，现对a施加f=20n水平向右的恒力，待b脱离a（a尚未露出平台）后，将a取走b离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2m（取g=10m/s2）求（1）b离开平台时的速度vb（2）b从开始运动到刚脱离a时，b运动的时间tb和位移xb（3）a左端的长度l22015-2016学年山西大学附中高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单选题（共6小题，每小题4分，共24分）1在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，下列关于科学家和他们贡献的叙述符合史实的是（）a牛顿根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因b卡文迪许通过扭秤实验，测出了万有引力常量c伽利略发现了行星运动规律d伽利略巧妙地利用“月地”推演，证明了天、地引力的统一【考点】物理学史 【专题】常规题型【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可【解答】解：a、伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故a错误；b、卡文迪许通过扭秤实验，测出了万有引力常量，故b正确；c、开普勒发现了行星运动规律，故c错误；d、牛顿巧妙地利用“月地”推演，证明了天、地引力的统一故d错误；故选：b【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一2如图，在灭火抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业为了节省救援时间，人沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速后退，则关于消防队员的运动，下列说法中正确的是（）a消防队员做匀加速直线运动b消防队员做匀变速曲线运动c消防队员做变加速曲线运动d消防队员水平方向的速度保持不变【考点】运动的合成和分解；牛顿第二定律 【专题】运动的合成和分解专题【分析】消防员参与了沿梯子方向的匀加速直线运动和水平方向上的匀速直线运动，通过合速度与合加速度是否在同一条直线上判断消防员做直线运动还是曲线运动【解答】解：a、根据运动的合成，知合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线，其加速度的方向大小不变，所以消防员做匀变速曲线运动故a、c错误，b正确d、将消防员的运动分解为水平方向和竖直方向，知水平方向上的最终的速度为匀速后退的速度和沿梯子方向速度在水平方向上的分速度的合速度，因为沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度在变，所以消防队员水平方向的速度在变故d错误故选b【点评】解决本题的关键掌握运动的合成与分解，知道通过分解为水平方向和竖直方向来判断消防队员在水平方向的速度变化3如图所示，三颗人造地球卫星的质量满足ma=mbmc，b与c半径相同，则（）a线速度vb=vcvab周期tb=tctacb与c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度db所需的向心力最大【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】学科综合题；定量思想；推理法；万有引力定律在天体运动中的应用专题；人造卫星问题【分析】人造地球卫星为万有引力充当向心力，故由万有引力公式可得出不同轨道上的线速度、角速度及向心加速度的关系【解答】解：人造地球卫星受到地球的引力充当向心力，即f=m=mrw2=ma=m；由公式可知：a、线速度v=，即半径越大，线速度越小，故vb=vcva，故a错误；b、周期t=，半径越大，周期越大，故tb=tcta，故b正确；c、向心加速度a=，半径越大，向心加速度越小，故bc的加速度小于a的加速度，故c错误；d、向心力f=，故相同质量下，半径越大，向心力越小；而相同半径下，质量越大，向心力越大，故b受到的向心力最小，故d错误；故选：b【点评】天体的运动中比较各量的变化一定要紧密结合万有引力定律，所有的结论都应是由万有引力推出的4银河系中的某双星由质量不等的星体s1和s2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕二者连线上某一定点c做匀速圆周运动由天文观察测到其运动的周期为t，s1到c点的距离为r1，s1和s2之间的距离为r，已知万有引力常量为g由此可求出s2的质量为（）abcd【考点】万有引力定律及其应用 【专题】万有引力定律的应用专题【分析】双星系统在万有引力的作用下做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，写出公式变形后即可解得结果【解答】解：s1在万有引力作用下绕c做圆周运动，万有引力提供向心力，设s2的质量为m，s1的质量为m，得：整理得：所以选项d正确故选：d【点评】s1在万有引力作用下绕c做圆周运动，属于万有引力定律的基本应用，简单题5无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的档位变速器如图所示是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮中间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的静摩擦力带动当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从左向右移动时，从动轮转速降低，滚轮从右向左移动时从动轮转速增加当滚轮位于主动轮直径d1、从动轮直径d2的位置上时，则主动轮转速n1，从动轮转速n2之间的关系是（）an2=n1bn2=n1cn2=n1dn2=n1【考点】线速度、角速度和周期、转速 【专题】匀速圆周运动专题【分析】主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的静摩擦力带动，边缘上的点线速度相等，抓住线速度相等，根据转速与转动半径的关系求出主动轮和从动轮转速的关系【解答】解：角速度=2n，则主动轮的线速度，从动轮的线速度因为主动轮和从动轮的线速度相等，则d1n1=d2n2，所以故b正确，a、c、d错误故选b【点评】解决本题的关键掌握线速度与转速和半径的关系，以及知道主动轮和从动轮边缘上的点的线速度相等6商场很多电梯是台式的，顾客站在匀速上行的台式扶梯上上楼，若顾客站着不动时，扶梯对他做功为w1，做功功率为p1，若他在扶梯上相对扶梯向上匀速走动时，扶梯对他做功为w2，做功功率为p2，则下列说法中正确的是（）aw1=w2，p1=p2bw1w2，p1=p2cw1=w2，p1p2dw1w2，p1p2【考点】功率、平均功率和瞬时功率 【专题】功率的计算专题【分析】功等于力和在力的方向上通过距离的乘积，两种情况力的大小相同，但通过的距离不同，据此分析判断做功的多少；根据p=fv判定功率的关系【解答】解：第一次是人相对电梯静止，电梯将人送上楼，第二次人相对电梯v2的速度上行，两次所用时间不同，第二次用的时间少，第二次送客运行的距离少，用力相同，根据w=fs可知第二次做功少，所以w1w2电梯匀速上行，速度不变；人相对电梯静止或匀速向上走时，都是出于平衡状态，电梯对人的作用力都等于人的重力，根据公式：p=fv，两次的功率是相等的，即：p1=p2所以选项b正确故选：b【点评】本题考查了学生对功的计算公式的掌握和运用，确定第二次送客运行的距离少是本题的关键二、多选题（共7小题，每小题5分，共35分，全选对得5分，漏选得3分，选错或不选得0分）7受水平外力f作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，其vt图线如图所示，则（）a在0t1秒内，外力f大小不断增大b在t1时刻，外力f为零c在t1t2秒内，外力f大小可能不断减小d在t1t2秒内，外力f大小可能先减小后增大【考点】匀变速直线运动的图像；牛顿第二定律 【专题】压轴题【分析】（1）vt图象中，斜率表示加速度，从图象中可以看出0t1秒内做加速度越来越小的加速运动，t1t2秒内做加速度越来越大的减速运动，两段时间内加速度方向相反；（2）根据加速度的变化情况，分析受力情况【解答】解：a根据加速度可以用vt图线的斜率表示，所以在0t1秒内，加速度为正并不断减小，根据加速度，所以外力f大小不断减小，a错误； b在t1时刻，加速度为零，所以外力f等于摩擦力，不为零，b错误； c在t1t2秒内，加速度为负并且不断变大，根据加速度的大小，外力f大小可能不断减小，c正确； d如果在f先减小一段时间后的某个时刻，f的方向突然反向，根据加速度的大小，f后增大，因为vt图线后一段的斜率比前一段大，所以外力f大小先减小后增大是可能的，故d正确故选cd【点评】本题考查vt图线的相关知识点，涉及牛顿第二定律的应用及受力分析的能力，难度较大8如图所示，物块a放在直角三角形斜面体b上面，b放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时a、b静止，弹簧处于竖直现用力f沿斜面向上推a，但ab并未运动下列说法正确的是（）a施加f前，竖直墙壁对b的摩擦力可能向下b施加f前，弹簧弹力大小一定等于a、b两物体重力大小之和c施加f后，a、b之间的摩擦力大小可能为零d施加f后，b与竖直墙壁之间可能没有摩擦力【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】隔离对a分析，通过a受力平衡判断a、b之间摩擦力的变化通过对整体分析，抓住ab不动，弹簧的弹力不变，判断b与墙之间有无摩擦力【解答】解：a、施加f前，对整体受力分析，一定受重力、弹簧弹力，若竖直方向受静摩擦力，则也一定受墙向右的弹力，但若受向右的弹力，则没有向左的力与之平衡，合力不可能为零，故整体不受墙的弹力，也不受静摩擦力；故a错误；b、施加f前，对整体受力分析，受重力、弹簧弹力，根据平衡条件弹簧弹力大小一定等于a、b两物体重力大小之和，b正确；c、当施加f后，仍然处于静止，开始a所受的静摩擦力大小为magsin，若f=magsin，则a、b之间的摩擦力为零，故c正确d、对整体分析，由于ab不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于a、b的总重力，施加f后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡知，则b与墙之间一定有摩擦力故d错误故选：bc【点评】解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用共点力平衡进行求解，以及掌握整体法和隔离法的运用9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b施加一水平拉力f，则（）a当f2mg时，a、b相对地面静止b当f=mg时，a的加速度为gc当f3mg时，a相对b滑动d无论f为何值，a的加速度不会超过g【考点】牛顿第二定律 【专题】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：ab之间的最大静摩擦力为：fmax=mag=2mg，ab发生滑动的加速度为a=g，b与地面间的最大静摩擦力为：fmax=（ma+mb）g=mg，故拉力f最小为f：ffmax=（m+2m）a，所以f=上，ab将发生滑动a、当 f2 mg 时，ffmax，ab之间不会发生相对滑动，b与地面间会发生相对滑动，所以a、b 都相对地面运动，选项a错误b、当 f=mg 时，故ab间不会发生相对滑动，由牛顿第二定律有：a=，选项b正确c、当 f3mg 时，ab间会发生相对滑动，选项c正确d、a对b的最大摩擦力为2mg，无论f为何值，a的加速度为a=g，当然加速度更不会超过g，选项d正确故选：bcd【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10如图所示，两个半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定在地面上，质量相等的两个小球分别从与球心在同一水平高度的a、b两点由静止开始自由滑下，它们通过轨道最低点时（）a速度相同b向心加速度相同c对轨道的压力相等d机械能相等【考点】机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力 【专题】机械能守恒定律应用专题【分析】小球从与球心在同一水平高度的a、b两点由静止开始自由下滑过程中，受到重力和支持力作用，但只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律可求出小球到最低点的速度，然后由向心加速度公式求向心加速度，由牛顿第二定律求出支持力，进而来比较向心加速度大小和压力大小【解答】解：a、设半圆轨道的半径为r，小球到最低点的速度为v，由机械能守恒定律得：mgr=，所以v=由于它们的半径不同，所以线速度不等，故a错误；b、小球的向心加速度an=，与上式联立可以解得：an=2g，与半径无关，因此此时小球的向心加速度相等，故b正确；c、在最低点，由牛顿第二定律得：fnmg=m，联立解得；fn=3mg，即压力为3mg，由于球的质量相等，所以对轨道的压力相同故c正确d、a、b两点由静止开始自由下滑过程中，受到重力和支持力作用，但只有重力做功，机械能守恒，两球初位置的机械能相等，所以末位置的机械能也相等，故d正确故选bcd【点评】小球下滑，机械能守恒，由机械能守恒定律、牛顿第二定律、向心力公式分别求出小球的向心加速度，可以看出它们与圆轨道的半径无关11如图所示，有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上运动，当作用力f一定时，m2所受绳的拉力（）a与无关b与斜面动摩擦因数无关c与系统运动状态有关dft=，仅与两物体质量有关【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用 【专题】牛顿运动定律综合专题【分析】对整体分析，运用牛顿第二定律求出整体的加速度，隔离对m2分析，运用牛顿第二定律求出拉力的大小，判断与什么因素有关【解答】解：对整体分析，根据牛顿第二定律得，a=隔离对m2分析，有：tm2gsinm2gcos=m2a，解得：t=知绳子的拉力与无关，与动摩擦因数无关，与运动状态无关，仅与两物体的质量有关故选：ad【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，注意整体法和隔离法的运用12两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（） a运动的周期相同b受到的拉力一定相同c运动的角速度相同d向心加速度相同【考点】向心力；牛顿第二定律 【专题】定量思想；模型法；牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】抓住小球圆周运动的向心力由重力和绳的拉力的合力提供，分析小球的受力情况，由牛顿第二定律列式分析【解答】解：小球做圆周运动所需要的向心力由重力和绳拉力的合力提供，设绳与竖直方向的夹角为对任意一球受力分析，由牛顿第二定律有：在竖直方向有：fcosmg=0 在水平方向有：fsin=ma=mlsin=mlsin2 由得：t=，可知不同，拉力f不等由得：a=gtan，t=2，=因为两个小球在同一水平面内做圆周运动，lcos相等，周期t和角速度相同，向心加速度不等故ac正确，bd错误故选：ac【点评】能分析清楚题目中各个物理量的关系，抓住合力提供向心力展开讨论，分析向心力来源是关键13甲、乙两人在同一点o，分别向竖直墙壁mn水平投掷飞镖，落在墙上时，飞镖a与竖直墙壁夹角为=53，飞镖b与竖直墙壁夹角为=37，a、b两点之间相距为d，如图所示设射出点o离墙壁的水平距离为s，甲、乙两人投出的飞镖水平初速分别为v1、v2，则（）as=bs=cv1：v2=4：3dv1：v2=5：3【考点】平抛运动 【专题】平抛运动专题【分析】两只飞镖水平射出，都做平抛运动，水平方向的分运动是匀速直线运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，根据速度的分解，用竖直方向的分速度分别表示出两个飞镖的初速度，由水平距离与初速度之比表示两个飞镖运动的时间、两个飞镖竖直距离之差等于d，即可求解水平距离【解答】解：设两个飞镖运动的时间分别为t1和t2，水平距离为s对于飞镖2：初速度大小为：v2=gt2tan，运动时间，解得对于飞镖1：初速度大小为：v1=gt1tan2，运动时间t1=，解得d= 解得s=则则初速度之比为4：3故a、c正确，b、d错误故选ac【点评】本题要掌握平抛运动的分解方法：水平方向的分运动是匀速直线运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，用竖直方向的分速度表示初速度，用水平距离与初速度之比表示时间是解答的关键三、实验题（共2小题，每空2分，共10分）14图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分图中背景方格的边长均为2.5厘米，如果取重力加速度g=10米/秒2，那么：（1）照片的闪光频率为10hz（2）小球做平抛运动的初速度的大小为0.75m/s【考点】研究平抛物体的运动 【专题】实验题；平抛运动专题【分析】正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解【解答】解：（1）在竖直方向上有：h=gt2，其中h=10cm，代入求得：t=0.1s，因此闪光频率为：故答案为：10（2）小球水平方向做匀速直线运动，故有：x=v0t，其中x=3l=7.5cm所以v0=0.75m/s故答案为：0.75【点评】对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题15如图1为“用dis（位移传感器、数据采集器、计算机）研究“加速度和力的关系”的实验装置（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受拉力，用dis测小车的加速度（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量在某次实验中根据测得的多组数据可画出af关系图线如图2所示，此图线的ab段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是ca小车与轨道之间存在摩擦 b导轨保持了水平状态c所挂钩码的总质量太大 d所用小车的质量太大【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）探究加速度与力的关系，应控制小车的质量保持不变；平衡摩擦力后用钩码的重力作为小车受到的拉力；（2）控制实验所控制的变量，分析图象，根据图象特点得出实验结论；根据实验注意事项分析图象偏离直线的原因【解答】解：（1）探究加速度与力的关系，应保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的拉力（2）由图象oa段可知，a与f成正比，即：在小车质量一定时，加速度a与小车受到的合力f成正比；以小车与钩码组成的系统为研究对象，系统所受的合外力等于钩码的重力m钩码g，由牛顿第二定律得：m钩码g=（m小车+m钩码）a，小车的加速度a=g，小车受到的拉力f=m小车a=，当m钩码m小车时，可以认为小车受到的合力等于钩码的重力，如果钩码的质量太大，则小车受到的合力小于钩码的重力，实验误差较大，af图象偏离直线，故c正确故答案为：（1）小车的总质量； 小车所受拉力 （2）c【点评】本题考查了控制变量法的应用、实验数据处理、实验误差分析，实验误差分析是本题的难点；应知道当砝码质量远小于小车质量时，可以认为小车受到的拉力等于钩码重力四、计算题（共3小题，共计31分，解答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，答案写出数值和单位）16一水池水深h=0.8m现从水面上方h=0.8m高处由静止释放一质量为m=0.1kg的硬质球体，测得球体从释放到落至水池底部用时t=0.6s已知球体直径远小于水池深度，不计空气及水的阻力，取g=10m/s2，求：（1）通过计算判断球体在水中做什么运动？（2）从水面上方多高处由静止释放球体，才能使球体从释放到落至池底所用时间最短【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】（1）通过空中自由落体的时间，求出在水中运动的时间，根据落水的速度、在水中运动的时间、位移，求出在水中运动的加速度，即可分析小球在水中的运动情况（2）列出下落总时间与水面上方高度的关系式，通过数学方法求极小值【解答】解：（1）设小球落至水面所用时间为t1，在水中运动做匀变速运动，加速度为a，则 v=gt1联立解得a=0m/s2，则小球在水中匀速运动（2）设释放点距水面x，则，利用均值定理，当时t最小，即答：（1）小球在水中匀速运动（2）在水面上方0.4m高处由静止释放小球，小球落至池底所用时间最短【点评】解决本题要掌握自由落体运动的位移公式，速度公式求时间求速度关键要能运用数学知识求解时间最短的条件17（10分）（2008潍坊模拟）如图所示，在倾角为的光滑斜面上，有一长为l的细线，细线的一端固定在o 点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，已知o 点到斜面底边的距离soc=l求：（1）小球通过最高点a时的速度va；（2）小球通过最低点b时，细线对小球的拉力；（3）小球运动到a点或b点时细线断裂，小球沿斜面滑落到斜面底边时到c点的距离若相等，则l和l应满足什么关系【考点】牛顿第二定律；向心力；机械能守恒定律 【分析】（1）小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，说明小球在a点时细线的拉