湖南师大附中2013届高三物理第三次月考试卷（含解析）新人教版

1 湖南师大附中湖南师大附中 20132013 届届高三第高三第三三次月考物理试卷次月考物理试卷 一 选择题 本题共一 选择题 本题共 1212 小题 每小题小题 每小题 4 4 分 共分 共 4848 分 有的小题只有一个选项符合题意 分 有的小题只有一个选项符合题意 有的小题有几个选项符合题意 请将符合题意的选项的序号填入答题表格中 有的小题有几个选项符合题意 请将符合题意的选项的序号填入答题表格中 1 4 分 在下列物理量和单位中 正确的说法是 焦耳 牛顿 米 秒 加速度 长度 质量 千克 时间 A 属于国际单位制中基本单位的是 B 属于国际单位制中基本单位的是 C 属于国际单位制中单位的是 D 属于国际单位制中单位的是 考点 力学单位制 分析 解答本题应掌握国际单位制中基本单位的是米 千克 秒 单位有 焦耳 牛顿 米 秒 千克 解答 解 A B 国际单位制中力学基本单位的是米 千克 秒 牛顿不是基本单位 长度 质量和时间是基本物理量 故 AB 错误 C D 属于围际单位制中单位的是焦耳 牛顿 米 秒 千克 故 C 正确 D 错误 故选 C 点评 本题的解题关键是掌握国际单位制中基本单位和单位 注意区别单位与物理量的不 同 2 4 分 关于人造地球卫星的下列说法中 正确的是 A 人造地球卫星做匀速圆周运动时的圆心不一定都在地心 B 所有人造地球卫星的轨道都在赤道平面内 C 人造地球卫星的发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方 且沿地球白转方向发射 D 第一宁宙速度是人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动的最小线速度 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 卫星绕地球做匀速圆周运动 是靠万有引力提供向心力 万有引力的方向指向地心 故圆周运动的圆心为地心 人造地球卫星的发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方 赤道处地球自转线速度 较大 2 解答 解 A 卫星运动过程中的向心力由万有引力提供 故地球必定在卫星轨道的中心 即地心为圆周运动的圆心 同步卫星由于其周期和地球的自转周期相同 轨道一定在赤道的上空 故 A B 错误 C 人造地球卫星的发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方 赤道处地球自转线速 度较大 且沿地球自转方向发射 故 C 正确 D 第一宁宙速度是人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大线速度 故 D 错误 故选 C 点评 解决本题的关键知道卫星绕地球做匀速圆周运动 圆心即为地心 以及同步卫星的 轨道在赤道上空 3 4 分 我们在推导第一宇宙速度时 需要做一些假设 下列假设中错误的是 A 卫星做匀速圆周运动 B 卫星的远转周期等于地球自转的周期 C 卫星的轨道半径等于地球半径 D 卫星需要的向心力等于地球对它的万有引力 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 第一宇宙速度 又称环绕速度 是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度 也是 人造地球卫星的最小发射速度 所以做出的假设有两个 1 卫星做匀速圆周运 动 2 贴近地面 即 卫星的轨道半径等于地球半径 解答 解 第一宇宙速度 又称环绕速度 是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度 也是人造地球卫星的最小发射速度 所以做出的假设有两个 1 卫星做匀速 圆周运动 2 贴近地面 即 卫星的轨道半径等于地球半径 计算方法是 m 其中 M 是地球的质量 R 是地球的半径 得 v 故 A C D 正确 B 错误 故选 B 点评 此题需明确第一宇宙速度计算方法是 m 其中 M 是地球的质量 R 是地球 的半径 得 v 围绕原理可找出需要做出的假设 4 4 分 一个小球从地面开始做竖直上抛运动 不计空气阻力 已知小球两次经过较低 点 A 的时间间隔为 TA 两次经过较高点 B 的时间间隔为 TB重力加速度为 g 则 3 A A B 两点间的距离为 B A B 两点间的距离为 C 从 A 上升到 B 的时间为 D 从 B 下落到 A 的时间为 考点 竖直上抛运动 专题 直线运动规律专题 分析 竖直上抛运动的上升阶段和下降各阶段具有严格的对称性 1 速度对称 物体在上升过程和下降过程中经过同一位置时速度大小相等 方向 相反 2 时间对称 物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度所用的时间相等 3 能量对称 物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度重力势能变化量的大 小相等 均为 mgh 解答 解 A B 物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度所用的时间相等 故物体 从最高点到 A 和 B 的时间分别为和 故 A 与 B 间的位移为 故 A 正确 B 错误 C D 物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度所用的时间相等 故从 A 上升 到 B 的时间和从 B 下落到 A 的时间均为 故 C 正确 D 错误 故选 AC 点评 本题关键明确竖直上抛运动的速度 时间和能量的对称性 然后根据自由落体运动 的位移时间关系公式列式求解 5 4 分 两颗靠得很近的天体组合为双星 它们以两者连线上的某点为圆心 做匀速圆 周运动 以下说法中正确的是 A 它们所受的向心力大小相等 B 它们做圆周运动的线速度大小相等 C 它们的轨道半径与它们的质量成反比 D 它们的周期与轨道半径成正比 考点 万有引力定律及其应用 4 专题 万有引力定律的应用专题 分析 在双星系统中 双星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力 即向心力大小 相等 同时注意 它们的角速度相同 然后根据向心力公式列方程即可求解 解答 解 A 在双星系统中 双星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力 即向心 力大小相等 故 A 正确 B 在双星问题中它们的角速度相等 根据 v r 得它们做圆周运动的线速度与轨道 半径成正比 故 B 错误 C 双星做匀速圆周运动具有相同的角速度 靠相互间的万有引力提供向心力 即 G m1r1 2 m2r1 2 所以它们的轨道半径与它们的质量成反比 故 C 正确 D 双星各自做匀速圆周运动的周期相同 故 D 错误 故选 AC 点评 解决问题时要把握好问题的切入点 如双星问题中两卫星的向心力相同 角速度相 等 6 4 分 如图所示 在水平桌面上叠放着质量均为 M 的 A B 两块木板 在木板 A 的上方 放着一个质量为 m 的物块 C 木板和物块均处于静止状态 A B C 之间以及 B 与地面之间 的动摩擦因数都为 若滑动摩擦力的大小等于最大静摩擦力 若用水平恒力 F 向右拉动 木板 A 使之从 C B 之间抽出来 已知重力加速度为 g 则拉力 F 的大小应该满足的条件 是 A F 2m M g B F m 2M g C F 2 m M g D F f 22N 考点 牛顿第二定律 滑动摩擦力 静摩擦力和最大静摩擦力 力的合成与分解的运用 专题 压轴题 牛顿运动定律综合专题 分析 要使 A 能从 C B 之间抽出来 则 A 要相对于 B C 都滑动 所以 AC 间 AB 间都是 滑动摩擦力 若 A 的加速度比 BC 的加速度大 则能使之从 C B 之间抽出来 根据 牛顿第二定律列式即可求解 解答 解 要使 A 能从 C B 之间抽出来 则 A 要相对于 B C 都滑动 所以 AC 间 AB 间 都是滑动摩擦力 对 A 有 对 C 有 对 B 受力分析有 受到水平向右的滑动摩擦力 M m g B 与地面的最大静摩擦力为 f 2M m g 5 因为 M m g 2M m g 所以 B 没有运动 加速度为 0 所以当 aA aC时 能够拉出 则有 解得 F 2 m M g 故选 C 点评 本题主要考查了牛顿第二定律的应用 要求同学们能正确对物体进行受力分析 知 道若 A 的加速度比 BC 的加速度大 则能使之从 C B 之间抽出来 注意判断 B 是否 能被拉动 难度适中 7 4 分 如图所示 水平传送带两轮之间的距离为 s 传送带始终以速度 v 沿顺时针方向 匀速运动 把质量为 m 的货物轻轻地放到 A 点 货物与皮带间的动摩擦因数为 当货物从 A 点运动到 B 点的过程中 摩擦力对货物做的功可能是 A 摩擦力对货物做的功可能小于 B 摩擦力对货物做的功可能大于 mgs C 摩擦力对货物做的功可能小于 mgs D 摩擦力对货物做功的平均功率可能等于 考点 功能关系 功的计算 专题 传送带专题 分析 货物在传送带上做加速运动 若在到达最右端前达到最大速度 将再做匀速直线运 动 若没有达到最大速度 则货物一直加速 摩擦力对货物做的功转化为货物的动能 分析货物可能的运动过程 再由动能定理 可求得摩擦力对货物所做功的可能性 同理由功的计算公式可求得摩擦力对货物所 做的功 解答 解 A 货物在传送带上做匀加速直线运动 若到达 B 点时没有达到最大速度 v 货 物则由动能定理可知 摩擦力对货物所做的功小于 故 A 正确 B 由分析可知 货物在传送带上运动的最大位移为 s 故摩擦力做功最大为 mgs 故 B 错误 C 若货物最后相对于传送带静止 则摩擦力做功的位移小于 s 故摩擦力做功小于 mgs 故 C 正确 D 摩擦力对货物做功的平均功率 p 若货物刚好到达最右端时达到最大速度 则摩 6 擦力做功 W mgs 由 v2 2as 及 v at 可知所用时间 t 则求得功率 P 故 D 正确 故选 ACD 点评 本题考查传送带问题 要注意分析物体的对地位移及相对位移的不同 明确求功时 要用到对地位移 同时 D 项注意公式的变形 8 4 分 2012 丰台区二模 如图所示 一条轻质弹簧左端固定 右端系一小物块 物 块与水平面各处动摩擦因数相同 弹簧无形变时 物块位于 O 点 今先后分别把物块拉到 P1和 P2点由静止释放 物块都能运动到 O 点左方 设两次运动过程中物块速度最大的位置 分别为 Q1和 Q2点 则 Q1和 Q2点 A 都在 O 点处 B 都在 O 点右方 且 Q1离 O 点近 C 都在 O 点右方 且 Q2离 O 点近 D 都在 O 点右方 且 Q1 Q2在同一位置 考点 滑动摩擦力 专题 摩擦力专题 分析 物体在粗糙水平面上受到弹簧的弹力与水平面的摩擦力的共同作用下运动 根据牛 顿第二定律确定加速度的方向 判断物体的运动情况 从而确定速度最大的位置 解答 解 先后分别把物块拉到 P1和 P2点由静止释放 开始弹簧的弹力大于摩擦力的大小 物体做加速运动 加速度逐渐减小 当加速度减小到零时 即 F kx f 时 速度最大 此时弹簧的形变量 x 知 Q1和 Q2点都在 O 点右方 且 Q1 Q2在同一位置 故 D 正 确 A B C 错误 故选 D 点评 本题要确定动能最大位置及停止位置 都要从它们的受力与运动两角度去分析 从 而确定正确答案 9 4 分 中围自主研制的北斗二号系列卫星预计在 2015 年形成覆盖全球的卫星导航定位 系统 这个系统由三十几颗卫星组成 规划相继发射 5 颗静止轨道卫星和 30 颗非静止轨道 卫星 建成覆盖全球的北斗卫星导航系统 按照建设规划 201 2 年左右 北斗卫星导航 系统将首先提供覆盖亚太地区的导航 授时和短报文通信服务能力 2020 年左右 建成覆 盖全球的北斗卫星导航系统 发射地球同步卫星时 先将其送入近地轨道 l 轨道半径 r1 运行周期 T1 然后通过变轨技术进入椭圆轨道 2 轨道半长轴 r2 周期 T2 最 后才定点进入同步轨道 3 轨道半径 r3 周期 T3 P Q 分别为不同轨道的相切点 那 么以下说法正确的是 7 A 卫星分别在轨道 1 和轨道 2 上运行经过 P 点时的加速度不相等 B 卫星分别在轨道 2 和轨道 3 上运行经过 Q 点时的速度相等 C 卫星分别在轨道 2 和轨道 3 上运行经过 Q 点时的机械能相等 D 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 根据人造卫星的万有引力等于向心力 列式求出线速度 角速度 和向心力的表达 式进行讨论即可 从低轨道到高轨道需要克服引力做较多的功 故在高轨道上机械 能较大 解答 解 A 根据牛顿第二定律和万有引力定律得 a 所以卫星分别在轨道 1 和轨道 2 上运行经过 P 点时的加速度相等 故 A 错误 B 在椭圆轨道远地点实施变轨成圆轨道是做逐渐远离圆心的运动 要实现这个运动 必须万有引力小于卫星所需向心力 所以应给卫星加速 增加所需的向心力 卫星 在轨道 3 上经过 Q 点的速率大于在轨道 2 上经过 Q 点的速率 故 B 错误 C 卫星分别在轨道 2 和轨道 3 上运行经过 Q 点时重力势能相等 卫星在轨道 3 上经过 Q 点的速率大于在轨道 2 上经过 Q 点的速率 即卫星在轨道 3 上经过 Q 点的 动能较大 所以卫星在轨道 3 上经过 Q 点的机械能较大 故 C 错误 D 根据开普勒第三定律得 故 D 正确 故选 D 点评 本题关键抓住万有引力提供向心力 先列式求解出线速度和周期的表达式 再进行 讨论 10 4 分 如图所示 晾晒衣服的绳子轻且光滑 悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的 轻 绳两端分别固定在两根竖直杆上的 A B 两点 衣服处于静止状态 如果保持绳子 A 端位置 不变 将 B 端分别移动到不同的位置 下列判断正确的是 8 A B 端移到 B1位置时 绳子张力不变 B B 端移到 B2位置时 绳子张力变小 C B 端在杆上位置不动 将杆移动到虚线位置时 绳子张力变大 D B 端在杆上位置不动 将杆移动到虚线位置时 绳子张力变小 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 共点力作用下物体平衡专题 分析 根据几何知识求出绳子间的夹角与绳长和两杆间距离的关系 分析 B 端移到 B1位置 时 绳子间的夹角是否变化 由平衡条件分析绳子张力的变化情况 用同样的方法 分析将杆移动到虚线位置时 绳子张力的变化情况 由于挂钩是光滑的 相当于动 滑轮 绳子的张力关于竖直方向具有对称性 解答 解 A B 设绳子间的夹角为 2 绳子总长为 L 两杆间距离为 S 由几何关系得 L1sin L2sin S 得 sin 当 B 端移到 B1位置时 S L 都不变 则 也不变 由平衡条件可知 2Fcos mg F 可见 绳子张力 F 也不变 故 A 正确 B 错误 C D B 端在杆上位置不动 将杆移动到虚线位置时 S 减小 L 不变 则 减小 cos 增大 则 F 减小 故 C 错误 D 正确 故选 AD 点评 本题的解题关键是根据几何知识得出绳子间夹角如何变化 再由平衡条件分析绳子 张力的变化 也可以采用图解法分析 11 4 分 足球运动员在距球门正前方 s 处的罚球点 准确地从球门正中央横梁下边缘踢 进一球 横梁下边缘离地面的高度为 h 足球质量为 m 空气阻力忽略不计 运动员至少要 对足球做的功为 W 下面给出功 W 的四个表达式中只有一个是合理的 你可能不会求解 W 9 但是你可以通过一定的物理分析 对下列表达式的合理性做出判断 根据你的判断 W 的 表达式最合理应为 A W mghB C D 考点 机械能守恒定律 专题 机械能守恒定律应用专题 分析 结合单位制以及能量守恒定律进行判断 即表达式的单位是 J 等于势能与动能的增 加量之和 解答 解 A 足球重力势能增加量为 mgh 动能增加量大于零 故功大于 mgh 故 A 错误 B 当 S 0 时 一定有 W mgh 故 B 正确 C 功等于机械能增量 故功 W mgh 但 S 取一定的值时 此式可能小于 mgh 矛盾 故 C 错误 D 等号右边单位为 kg N kg m2 N m2 J m 不是焦耳 故 D 错误 故选 B 点评 本题关键抓住功等于机械能增加量 一定大于 mgh 同时结合单位为 J 进行判断 12 4 分 如图所示 倾角为 30 的斜面体置于水平地面上 一根不可伸长的轻绳两端分 别系着小球 A 和物块 B A 跨过固定于斜面体顶端的光滑支点 O 已知 A 的质量为 m B 的质 量为 4m 现用手托住 A 使 OA 段绳恰处于水平伸直状态 绳中无拉力 OB 绳平行于斜面 此时物块 B 静止不动 将 A 由静止释放 在其下摆过程中 斜面体始终保持静止 下列判 所中错误的是 A 物块 B 受到的摩擦力一直增大 B 地面对斜面体的摩擦力方向一直向右 C 小球 A 的机械能守恒 D 小球 A 物块 B 与地球组成的系统机械能守恒 考点 共点力平衡的条件及其应用 牛顿第二定律 向心力 机械能守恒定律 专题 共点力作用下物体平衡专题 10 分析 物体 B 一直保持静止 小球 A 摆下过程 只有重力做功 机械能守恒 细线的拉力 从零增加到最大 再对物体 B 受力分析 根据平衡条件判断静摩擦力的变化情 况 对 B 与斜面整体受力分析 判断地面对斜面体摩擦力的方向 由机械能守恒条 件分析机械能是否守恒 解答 解 A 小球下摆时做圆周运动 下摆的速度越来越大 所需向心力越来越大 小球 达到最低点时速度最大 绳子的拉力最大 小球 A 下摆过程中只受重力作用 机械 能守恒 设绳子的长度是 L 由机械能守恒定律得 mgL mv2 在最低点 由牛顿第二定律得 F mg m 解得 绳子的拉力为 F 3mg 即物块 B 受到绳子沿斜面向上的拉力为 3mg 而 B 的重力沿斜面向下的分力为 4mgsin30 2mg 所以 斜面对 B 的静摩擦力沿斜面向下为 mg 而物块 B 在小球 A 还没有下摆 时受到斜面的静摩擦力沿斜面向上为 2mg 因此 物块 B 受到的摩擦力先减小后增大 故 A 错误 B 对物体 B 和斜面体整体受力分析 由于 A 球向左下方拉物体 B 和斜面体整体 故 一定受到地面对其向右的静摩擦力 故 B 正确 C 在小球下 A 摆过程中 只有重力做功 则小球 A 与地球组成的系统机械能守恒 故 C 正确 D 在小球下 A 摆过程中 只有重力做功 则小球 A 物块 B 与地球组成的系统机械 能守恒 故 D 正确 本题选错误的 故选 A 点评 物体 B 一直保持静止 小球 A 摆下过程 只有重力做功 机械能守恒 细线的拉力 从零增加到最大 再对物体 B 受力分析 根据平衡条件判断静摩擦力的变化情 况 对 B 与斜面整体受力分析 判断地面对斜面体摩擦力的方向 由机械能守恒条 件分析机械能是否守恒 二 填空题 每空二 填空题 每空 2 2 分 共分 共 1414 分 分 13 4 分 在验证 力的平行四边形定则 实验中 所用实验装置如图所示 弹簧测力计 A 挂于固定点 P 下端用细线挂一重物 M 弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点 手持另一 端向左拉 使结点 O 静止在某位置 分别读出弹簧测力计 A 和 B 的示数 并在贴于竖直木 板的白纸上记录 O 点的位置和拉线的方向 1 下列不必要的实验要求是 D 请填写选项前对应的字母 A 应测量重物 M 所受的重力 B 弹簧测力计应在使用前校零 C 拉线方向应与木板平面平行 D 改变拉力 重复多次实验时 每次都要使 O 点静止在同一位置 2 某次实验中 该同学发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程 请你提出两个解决办法 减小 M 的质量 11 考点 验证力的平行四边形定则 专题 实验题 平行四边形法则图解法专题 分析 弹簧测力计 A 挂于固定点 下端用细线挂一重物 当弹簧测力计 B 一端用细线系于 O 点 当向左拉使结点静止于某位置 弹簧测力计 A 和 B 的示数分别为两细线的力的 大小 同时画出细线的方向即为力的方向 虽悬挂重物的细线方向确定 但大小却 不知 所以要测重物重力 当结点静止于某位置时 弹簧测力计 B 的大小与方向就 已确定了 原因是挂重物的细线大小与方向一定 而弹簧测力计 A 大小与方向也一 定 所以两力的合力必一定 当出现超出弹簧测力计 A 的量程时 通过改变其中一 个力大小或另一个力方向来达到此目的 解答 解 1 A 实验通过作出三个力的图示 来验证 力的平行四边形定则 因此重 物的重力必须要知道 故 A 项需要 B 弹簧测力计是测出力的大小 所以要准确必须在测之前校零 故 B 项也需要 C 拉线方向必须与木板平面平行 这样才确保力的大小准确性 故 C 项也需要 D 当结点 O 位置确定时 弹簧测力计 A 的示数也确定 由于重物的重力已确定 两 力大小与方向均一定 因此弹簧测力计 B 的大小与方向也一定 所以不需要改变拉 力多次实验 故 D 项不需要 故选 D 3 当弹簧测力计 A 超出其量程 则说明弹簧测力计 B 与重物这两根细线的力的合 力已偏大 又由于挂重物的细线力的方向已确定 所以要么减小重物的重量 要么 改变测力计 B 拉细线的方向 或改变弹簧测力计 B 拉力的大小 从而使测力计 A 不 超出量程 故答案为 1 D 2 减小 M 的质量 点评 通过作出力的图示来验证 力的平行四边形定则 重点是如何准确作出力的图 示 同时值得注意其中有一力大小与方向均已一定 从而减少实验的操作步骤 14 10 分 如图 1 所示 用包有白纸的质量为 1 00kg 的圆柱棒替代纸带和重物 蘸有颜 料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动 以替代打点计时器 烧断悬挂圆柱棒的 线后 圆柱棒竖直自由下落 毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号 如图 2 所示 设毛笔接 触棒时不影响棒的运动 测得记号之间的距离依次为 26 0mm 50 0mm 74 0mm 98 0mm 122 0mm 146 0mm 由此可验证机械能守恒定律 已 知电动机铭牌上标有 1200r min 字样 根据以上内容固答下列问题 1 毛笔面相邻两条线的时间间隔 T 0 05 2 根据图中所给的数据可知 在毛笔面下记号 3 到面下记号 6 的这段时间内 棒 的动能的增加量为 2 82 J 重力势能的减少量为 2 88 由此可得出的结论是 在 实验误差允许的范围内 圆柱棒在下落过程中机械能守恒 g 9 8m s2 结果保留三位 有效数字 12 考点 验证机械能守恒定律 线速度 角速度和周期 转速 专题 实验题 机械能守恒定律应用专题 分析 1 无论实验的形式如何变化 掌握实验装置的原理是解答实验问题的关键 如在 本题中 蘸有颜料的毛笔随电动机转一圈就在圆柱棒面上的纸上画出记号 这就像 打点计时器每隔一定时间就打一个点 数据的处理思路与打点计时器打出来的纸带 处理一样 2 利用匀变速直线运动推论 中间时刻的瞬时速度等于该短时间内的平均速度可 求出 3 6 点的瞬时速度 从而求出动能的变化量 根据功能关系得重力势能减小量 等于重力做功的数值 解答 解 1 毛笔画相邻两条线的时间间隔为电动机的转动周期 已知电动机铭牌上标有 1200r min 字样 即每秒转 20 周 所以 T 0 05s 2 根据中间时刻的瞬时速度等于该短时间内的平均速度得 3 到 6 之间棒的动能的变化量为 EK EK6 EK3 2 82J 根据重力势能的定义式得 重力势能减小量 Ep mgh 1 0 9 8 0 122 0 098 0 074 J 2 88 J 重力势能减小量略大于 3 6 之间棒的动能的变化量 所以在误差允许范围内圆柱下 落过程中机械能守恒 故答案为 1 0 05 2 2 82 2 88 在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒 点评 该实验装置是根据打点计时器的特点和实验原理进行设计新的实验 数据的处理思 路与打点计时器打出来的纸带处理一样 我们对于书本上的实验必须要掌握实验原理 了解实验的仪器 操作步骤和数据处 理以及注意事项 才能解决设计实验的问题 13 三 计算题 本题共三 计算题 本题共 4 4 小题 共小题 共 4848 分 应写出必要的文字说明 才程式和重要演算步骤 分 应写出必要的文字说明 才程式和重要演算步骤 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 15 10 分 如图所示 在紧直面内有一个光滑弧形轨道 其末端切线水平 且与处于同 一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切 并平滑连接 A B 两滑块 可视为质点 用轻细 绳拴接在一起 在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧 两滑块从弧形轨道上的某一 高度南静止滑下 当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开 弹簧迅速 将两滑块弹开 其中前面的滑块 A 沿圆形轨道运动 已知圆形轨道的半径 R 0 50m 滑块 A 的质量 mA 0 16 kg 滑块 B 的质量 mB 0 04kg 两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高 度 h 0 80m 重力加速度 g 取 1 0m s2 空气阻力可忽略不计 试求 1 A B 两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小 2 若滑块 A 在最低点被弹簧弹开时的速度大小为 5 0m s 求 A 滑到最高点时对轨道的 压力大小 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 1 滑块 AB 下滑到圆形轨道最低点的过程中 只有重力做功 机械能守恒 由机 械能守恒定律列式即可求解 2 对于滑块 A 从最低点到最高点的过程中 机械能守恒 机械能守恒定律和牛 顿运动定律结合求解 A 滑到最高点时对轨道的压力大小 解答 解 1 设 A B 两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小为 v0 此过程机 械能守恒 则有 mA mB gh 解得 v0 4m s 2 设滑块 A 在最低点被弹簧弹开时的速度大小 vA 到达最高点时速度大小为 v 对于滑块从最低点到最高点的过程中 根据机械能守恒定律得 mAg 2R 在最高点 F mAg m 联立解得 轨道对小球的弹力为 F 0 则根据牛顿第三定律得知 A 滑到最高点时对轨道的压力大小为零 答 1 A B 两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小是 4m s 2 A 滑到最高点时对轨道的压力大小是零 点评 本题综合性较强 解决综合问题的重点在于分析物体的运动过程 分过程灵活应用 相应的物理规律 14 16 12 分 土星周围有许多大小不等的岩石颗粒 其绕土星的运动可视为圆周运动 其 中有两个岩石颗粒 A 和 B 与土星中心的距离分别为 rA 4 0 104 km 和 rB 8 0 104km 忽 略所有岩石颗粒间的相互作用 1 求岩石颗粒 A 和 B 的线速度之比 2 土星探测器上有一物体 在地球上重为 10N 推算出它在距土星中心 3 2 105km 处 受到土星的引力为 37 6N 已知地球半径为 6 4 104km 请估算土星质量是地球质量的多 少倍 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 1 由万有引力提供向心力即可列式求解 2 根据万有引力公式直接列式比较即可求解 解答 解 1 设土星质量为 M 颗粒质量为 m 颗粒距土星中心距离为 r 线速度为 v 据牛顿第二定律和万有引力定律有 v 对于 A B 两颗粒比较 2 设地球质量为 M 地球半径为 R 地球上物体的重力可视为万有引力 探测 器上物体质量为 m 在地球表面重力为 G 距土星中心 r 3 2 105 km 处的引力为 G0 根据万有引力定律有 G0 G 解得 94 答 1 岩石颗粒 A 和 B 的线速度之比是 2 土星质量是地球质量的 94 倍 点评 本题是万有引力定律得简单应用问题 可列出表达式直接对比求解 17 12 分 质量为 2kg 的物体 放在动摩擦因数 0 1 的水平面上 在水平拉力的作用 下南静止开始运动 水平拉力做的功 w 和物体发生的位移 l 之间的关系如图所示 重力加 速度 g 取 10m s2 求 15 1 此物体在位移为 l 9m 时的速度多大 2 在 OA 段运动的加速度多大 图象中 l 9m 处对应的 W 27J 考点 动能定理的应用 牛顿第二定律 功率 平均功率和瞬时功率 专题 动能定理的应用专题 分析 1 对物体受力分析 受到重力 G 支持力 N 拉力 F 和滑动摩擦力 f 根据牛顿第 二定律和动能定理列式分析即可 2