2020-2021学年江苏省南京师大附中高一（上）期末物理试卷

第1页（共1页）2020-2021学年江苏省南京师大附中高一（上）期末物理试卷一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．（3分）下列几组物理量中，全部为矢量的是（）A．位移时间速度 B．速度速率加速度 C．加速度速度变化量速度 D．路程时间速率2．（3分）甲、乙、丙、丁四辆小车从同一地点向同一方向运动的图象如图所示，下列说法中正确的是（）A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动 B．在0～t1时间内，甲车平均速度等于乙车平均速度 C．在0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相遇 D．在0～t2时间内，丙、丁两车加速度总是不相同的3．（3分）两质量均为m的物块A、B用轻弹簧连接起来用细线悬挂在升降机内，如图所示。升降机以v＝2m/s的速度匀速上升，某时刻细线突然断裂，则在细线断裂瞬间，A、B的加速度分别为（取竖直向上为正方向，重力加速度大小g取10m/s2）（）A．﹣10m/s2，0 B．﹣12m/s2，2m/s2 C．﹣20m/s2，0 D．﹣22m/s2，2m/s24．（3分）在竖直升降电梯内的水平地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0kg。若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数为如图所示的40.0kg，则在这段时间内重力加速度为g＝10m/s2）（）A．该同学所受的重力变小了 B．电梯一定在竖直向下运动 C．电梯的加速度大小为2m/s2，方向一定竖直向下 D．该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力5．（3分）如图所示，某登陆舰船头垂直海岸自A点出发，分别沿路径AB，AC在演练岛屿的BC两点登陆．已知登陆舰在静水中速度恒定且大于水速，则下列说法正确的是（）A．沿AC航行所用时间较长 B．沿AC航行时水速较大 C．实际航速两次大小相等 D．无论船头方向如何，登陆舰都无法在A点正对岸登陆6．（3分）如图，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m，人以v1＝的速度过轨道最高B，并以v2＝v1的速度过最低A．则在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差（）A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg7．（3分）两质量均为m的木块A、B重叠在一起，静置于水平面上，水平恒力F作用在A上，两木块一起运动，加速度大小为a1，如图（a）所示。现取走木块B，在木块A上施加一方向竖直向下的恒力F1，F1＝mg（g为重力加速度）。木块A仍在上述水平恒力F的作用下运动，加速度大小为a2，如图（b）所示。下列关于a1和a2的关系，正确的是（）A．a2＝2a1 B．a2＝a1 C．a2＞2a1 D．a1＜a2＜2a18．（3分）如图所示，转动轴垂直于光滑平面，交点O的上方h处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B，绳长AB＝l＞h，小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动．要使球不离开水平面，转动轴的转速的最大值是（）A． B．π C．2π D．二、多项选择题：本题共5小题，每题4分，共20分，在每题给出的四个选项中，有多项符合要求.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.（多选）9．（4分）利用如图装置可以探究平抛运动的特点，下列说法中正确的是（）A．应使用密度大、体积小的小球 B．必须测出平抛小球的质量 C．每次释放小球的初始位置可以不同 D．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行（多选）10．（4分）甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．甲的线速度比乙的大 B．甲的运行周期比乙的大 C．甲的角速度比乙的大 D．甲的向心加速度比乙的小（多选）11．（4分）如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时（）A．人拉绳行走的速度为 B．人拉绳行走的速度为vcosθ C．船的加速度为 D．船的加速度为（多选）12．（4分）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°．已知M始终保持静止，则在此过程中（）A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加（多选）13．（4分）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动．开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（）A．当时，A、B相对于转盘会滑动 B．当时，绳子一定没有弹力 C．ω在＜ω＜范围内增大时，B所受摩擦力变大 D．ω在0＜ω＜范围内增大时，A所受摩擦力一直变大三、实验题（本题共12分）14．（12分）图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用△t表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：不挂小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列等间距的点；②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码；③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m；④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③；⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…求出与不同m相对应的加速度a；⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出﹣m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成关系（填“线性”或“非线性”）。（2）完成下列填空：①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是；②图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s2、s3的情况，利用s1、s3可求得加速度的大小a＝m/s2；③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为，小车的质量为。四、计算题：本题共4小题，共计44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。15．如图所示，有一倾角为θ＝37°的粗糙斜面固定在地面上，底端A点竖直线上离底端高度为H处有一小球P以v0＝3m/s的速度水平抛出，小球P恰好垂直打在斜面上（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）。求：（1）小球从抛出到落到斜面上所经历的时间t；（2）小球P抛出点距离斜面底端A的高度H；（3）若小球从P点抛出的同时另有一小滑块Q从A点以初速度v1沿斜面方向上滑，小滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，若小滑块Q能在上升过程中与小球P在斜面上相遇，求v1的大小。16．已知某卫星在赤道上空的圆形轨道运行，轨道半径为r1，运行周期为T，卫星运动方向与地球自转方向相同，不计空气阻力，万有引力常量为G。求：（1）地球质量M的大小；（2）如图所示，假设某时刻，该卫星在A点变轨进入椭圆轨道，近地点B到地心距离为r2，求卫星在椭圆轨道上的周期T1；（3）卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上运行，小明住在赤道上某城市，某时刻，该卫星正处于小明的正上方，在后面的一段时间里，小明观察到每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方，求地球自转周期T0。17．如图所示，一质量为M＝1kg木板C，静放在粗糙水平地面上。在木板C上P点放置两个质量均为m＝2kg的小物块A、B；P右侧光滑，长l1＝1.25m；左侧粗糙，长l2，B与P点左侧木板的动摩擦因数μ1＝0.6；C与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2。初始时刻，A获得向右的速度v1＝2m/s，B获得向左的速度v2＝6.4m/s，小物块A、B可看为质点，重力加速度g取10m/s2。试求：（1）A未离开C，B在C上运动时，B和C的加速度大小aB、aC；（2）A离开C时，B未离开C，此时B和C的速度大小vB、vC；（3）为使B始终未离开木板C，l2的最小值。18．如图所示，装置KOO′可绕竖直轴O′O转动，杆KO水平，可视为质点的小环A与小球B通过细线连接，细线与竖直方向的夹角θ＝37°，小环A套在杆KO上，小球B通过水平细线固定在转轴上的P点，已知小环A的质量mA＝0.6kg，小球B的质量mB＝0.4kg，细线AB长L＝0.5m，细线BP长l＝0.2m。（重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。求：（1）若装置静止，求杆KO对小环A的弹力N、摩擦力f的大小和方向；（2）若装置匀速转动的角速度为ω1，小环A受到杆对它的f大小变为零，细线AB与竖直方向夹角仍为37°，求角速度ω1的大小和细线BP中张力T的大小；（3）小环A与杆KO间的动摩擦因数为0.6，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当装置以不同的角速度匀速转动时，小环A受到的摩擦力大小为f。试通过计算在坐标系中作出小环A与杆发生相对滑动前的f﹣ω2关系图象。

2020-2021学年江苏省南京师大附中高一（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．（3分）下列几组物理量中，全部为矢量的是（）A．位移时间速度 B．速度速率加速度 C．加速度速度变化量速度 D．路程时间速率【分析】矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量．根据有无方向确定．【解答】解：A、位移、速度是矢量，时间是标量，故A错误。B、速度和加速度是矢量，速率是标量，故B错误。C、加速度、速度变化量、速度都是矢量，故C正确。D、路程、时间和速率都是标量，故D错误。故选：C。【点评】矢量与标量明显的区别是：矢量有方向，标量没有方向．2．（3分）甲、乙、丙、丁四辆小车从同一地点向同一方向运动的图象如图所示，下列说法中正确的是（）A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动 B．在0～t1时间内，甲车平均速度等于乙车平均速度 C．在0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相遇 D．在0～t2时间内，丙、丁两车加速度总是不相同的【分析】x﹣t图象和v﹣t图象只能表示直线运动的规律。通过位移时间图线的纵轴坐标比较两车通过的位移大小，根据位移和时间比较平均速度大小。速度时间图线围成的面积表示位移，图象的斜率表示加速度。【解答】解：A、x﹣t图象和v﹣t图象只能表示直线运动的规律。x﹣t图象表示的是物体位置随时间变化的规律，并非表示物体的运动轨迹，乙车的位移始终与正方向相同，做速度越来越小的直线运动（因为图线的斜率越来越小），故A错误；B、平均速度等于位移除以相应的时间，甲、乙两车在0～t1时间内的位移与对应的时间都相同，则两车平均速度相同，故B正确；C、v﹣t图象中的交点表示丙、丁两车在t2时刻具有相同的速度，而非相遇，图象与时间轴包围的面积才表示位移，因此在0～t2时间内丁的位移大于丙的位移，故C错误；D、v﹣t图象的斜率表示加速度，在0～t2时间内，丁的斜率由比丙大逐渐变化至比丙小，中间必定存在两车斜率相同的时刻，即两车加速度相等，故D错误。故选：B。【点评】解决本题的关键要知道速度时间图线和位移时间图线表示的物理意义，知道两图线的区别。对于v﹣t图象，要知道图线与时间轴围成的面积表示位移，斜率表示加速度。3．（3分）两质量均为m的物块A、B用轻弹簧连接起来用细线悬挂在升降机内，如图所示。升降机以v＝2m/s的速度匀速上升，某时刻细线突然断裂，则在细线断裂瞬间，A、B的加速度分别为（取竖直向上为正方向，重力加速度大小g取10m/s2）（）A．﹣10m/s2，0 B．﹣12m/s2，2m/s2 C．﹣20m/s2，0 D．﹣22m/s2，2m/s2【分析】在细线断裂之前，对B进行受力分析，由平衡条件求出弹簧的弹力；在细线断裂瞬间，弹簧的弹力不能突变，分析两个物体的受力情况，从而根据牛顿第二定律求出它们的加速度大小。【解答】解：在细线断裂之前，对物块B，根据平衡条件得：F弹＝mg在细线断裂瞬间，弹簧的弹力不能突变，故物块B的受力情况不变，B的合力为0，加速度为0。取竖直向上为正方向，对物块A，由牛顿第二定律有﹣（mg+F弹）＝maA，解得aA＝﹣20m/s2，故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】本题是瞬时问题，解题的关键要抓住细线断裂瞬间弹簧的弹力不能突变这个特点，再分析两个物体受力情况，应用牛顿第二定律求解。4．（3分）在竖直升降电梯内的水平地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0kg。若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数为如图所示的40.0kg，则在这段时间内重力加速度为g＝10m/s2）（）A．该同学所受的重力变小了 B．电梯一定在竖直向下运动 C．电梯的加速度大小为2m/s2，方向一定竖直向下 D．该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力【分析】由题意可知体重计示数是40kg，小于体重说明处于失重状态，则电梯应具有向下的加速度，应用牛顿第二定律求解加速度。【解答】解：A、体重计示数小于体重说明该同学对体重计的压力小于重力，并不是体重变小，该同学的体重不变，故A错误；B、该同学受到重力与支持力作用，支持力小于重力，合力向下，加速度向下，电梯可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动，故B错误；C、对该同学，由牛顿第二定律得：mg﹣FN＝ma，解得：a＝＝0.2g＝2m/s2，方向竖直向下，故C正确；D、该同学对体重计的压力与体重计对他的支持力是作用力与反作用力，它们大小相等，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了牛顿第二定律的应用，该题考查对超重与失重的理解，明确失重是物体对与之接触的物体的弹力小于重力，不是重力变小了。5．（3分）如图所示，某登陆舰船头垂直海岸自A点出发，分别沿路径AB，AC在演练岛屿的BC两点登陆．已知登陆舰在静水中速度恒定且大于水速，则下列说法正确的是（）A．沿AC航行所用时间较长 B．沿AC航行时水速较大 C．实际航速两次大小相等 D．无论船头方向如何，登陆舰都无法在A点正对岸登陆【分析】根据运动的合成与分解，结合矢量法则，即可求解．【解答】解：AB、根据沿着水速方向的位移，因沿AC航行的水速位移长，则沿着水流方向的速度较大，而所用时间均相等，故A错误，B正确；C、根据速度的合成，可知，实际航速两次大小不相等，故C错误；D、当船头偏向上游时，可以在A点正对岸登陆，故D错误；故选：B。【点评】考查运动的合成，掌握矢量的法则内容，注意航向的变化．6．（3分）如图，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m，人以v1＝的速度过轨道最高B，并以v2＝v1的速度过最低A．则在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差（）A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg【分析】根据牛顿第二定律分别求出摩托车在最高点和最低点轨道对摩托车的压力，从而求出压力差。【解答】解：在最高点B，根据牛顿第二定律有：mg+N1＝m，结合v1＝解得：N1＝mg。在最低点A，根据牛顿第二定律有：N2﹣mg＝m，结合v2＝v1＝解得：N2＝7mg。则压力之差为：ΔN＝N2﹣N1＝6mg。故选：D。【点评】解决本题的关键要搞清摩托车做圆周运动向心力的来源：合外力，运用牛顿第二定律进行求解。7．（3分）两质量均为m的木块A、B重叠在一起，静置于水平面上，水平恒力F作用在A上，两木块一起运动，加速度大小为a1，如图（a）所示。现取走木块B，在木块A上施加一方向竖直向下的恒力F1，F1＝mg（g为重力加速度）。木块A仍在上述水平恒力F的作用下运动，加速度大小为a2，如图（b）所示。下列关于a1和a2的关系，正确的是（）A．a2＝2a1 B．a2＝a1 C．a2＞2a1 D．a1＜a2＜2a1【分析】分别对两种情况由牛顿第二定律可求得加速度表达式，然后比较即可。【解答】解：对图（a），由牛顿第二定律得：F﹣μ•2mg＝2ma1解得：a1＝对图（b），由牛顿第二定律得：F﹣μ（mg+F1）＝ma2解得：a2＝所以a2＝2a1，故A正确BCD错误。故选：A。【点评】本题考查了牛顿第二定律，需要注意研究对象的选取，图（b）只有A物体，而图（a）由两个物体。8．（3分）如图所示，转动轴垂直于光滑平面，交点O的上方h处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B，绳长AB＝l＞h，小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动．要使球不离开水平面，转动轴的转速的最大值是（）A． B．π C．2π D．【分析】要使球不离开水平面，临界情况是对水平面的压力为零，靠拉力和重力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出转动轴的最大角速度，从而得出转速的最大值．【解答】解：当小球对水平面的压力为零时，有：Tcosθ＝mg，Tsinθ＝mlsinθω2，解得最大角速度为：ω＝＝，则最大转速为：n＝＝．故D正确，A、B、C错误。故选：D。【点评】解决本题的关键抓住小球不脱离水平面的临界状态，结合牛顿第二定律进行求解，知道角速度与转速的关系．二、多项选择题：本题共5小题，每题4分，共20分，在每题给出的四个选项中，有多项符合要求.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.（多选）9．（4分）利用如图装置可以探究平抛运动的特点，下列说法中正确的是（）A．应使用密度大、体积小的小球 B．必须测出平抛小球的质量 C．每次释放小球的初始位置可以不同 D．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行【分析】根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的实验器材；实验中为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，斜槽不一定需要光滑；该实验是在竖直方向上的运动，木板平面也应竖直。【解答】解：A、平抛运动只受重力，只有当受到的空气阻力远小于重力时，才忽略阻力，体积小受空气阻力影响小，这样小球用密度大而体积小的金属球最好，故选项A正确；B、平抛规律与质量无关，不需要测量小球的质量，故选项B错误；C、一次平抛不能描出整个轨迹，要多次平抛才能找到一系列的点，但每次都应当是同一平抛，则必须从同一位置释放，故选项C错误；D、为了准确找到平抛的点，应将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行，故选项D正确。故选：AD。【点评】本题不但考查了实验的操作，而且考查了平抛运动的规律，对同学的知识的综合应用要求比较高，是个考查学生能力的好题．（多选）10．（4分）甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．甲的线速度比乙的大 B．甲的运行周期比乙的大 C．甲的角速度比乙的大 D．甲的向心加速度比乙的小【分析】根据卫星运动的向心力由万有引力提供，G＝m＝mω2r＝mr＝ma列式分别求出v、T、a、ω表达式，然后根据已知条件分析即可．【解答】解：根据卫星运动的向心力由万有引力提供，G＝m＝mω2r＝mr＝ma有：A、v＝，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的线速度小于乙的线速度，故A错误；B、T＝2，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的周期大于乙的周期，故B正确。C、ω＝，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的角速度小于乙的角速度，故C错误；D、a＝由于r相同，中心体甲的质量小于乙的质量，可知甲的向心加速度小于乙的向心加速度，故D正确；故选：BD。【点评】抓住半径相同，中心天体质量不同，根据万有引力提供向心力展开讨论即可，注意区别中心天体的质量不同．（多选）11．（4分）如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时（）A．人拉绳行走的速度为 B．人拉绳行走的速度为vcosθ C．船的加速度为 D．船的加速度为【分析】绳子收缩的速度等于人在岸上的速度，连接船的绳子端点既参与了绳子收缩方向上的运动，又参与了绕定滑轮的摆动．根据船的运动速度，结合平行四边形定则求出人拉绳子的速度，及船的加速度．【解答】解：A、B、船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度。如右图所示根据平行四边形定则有，v人＝vcosθ；故A错误，B正确。CD、对小船受力分析，如右图所示，根据牛顿第二定律，有：Fcosθ﹣Ff＝ma因此船的加速度大小为：a＝，故C正确，D错误；故选：BC。【点评】解决本题的关键知道船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，并掌握受力分析与理解牛顿第二定律．（多选）12．（4分）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°．已知M始终保持静止，则在此过程中（）A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【分析】由于M、N在水平拉力作用下，整体保持静止状态，那么所受的合力为零。又由于重力恒定，水平拉力方向不变，可用三角形方法解决此类动态平衡问题。最后结合，M所受力的情况进行解答即可。【解答】解：AB、根据M、N均保持静止，进行受力分析可知，N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F，变化的绳子拉力T，如下图所示：在向左拉动的时候，绳子拉力T和水平拉力F都不断增大，故A错误，B正确；CD、对于M的受力，开始时可能是T＝mgsinθ﹣f，当T不断增大的时候，f减少；当T＞mgsinθ时，随着T的增大，f将增大，所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大；也可能是T＝mgsinθ+f，当T不断增大的时候，摩擦力f增大；故C错误，D正确。故选：BD。【点评】本题考查了动态的平衡问题，解题的关键是使用三角形方法解题；其次，在分析M的受力时，注意摩擦力的方向问题。（多选）13．（4分）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动．开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（）A．当时，A、B相对于转盘会滑动 B．当时，绳子一定没有弹力 C．ω在＜ω＜范围内增大时，B所受摩擦力变大 D．ω在0＜ω＜范围内增大时，A所受摩擦力一直变大【分析】开始角速度较小，两木块都靠静摩擦力提供向心力，B先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，则绳子出现拉力，角速度继续增大，A的静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，开始发生相对滑动．【解答】解：A、当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对于转盘会滑动，对A有：kmg﹣T＝mLω2，对B有：T+kmg＝m•2Lω2，解得ω＝，当时，A、B相对于转盘会滑动。故A正确。B、当B达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力，kmg＝m•2Lω2，解得ω1＝，知ω＞时，绳子具有弹力。故B错误。C、角速度0＜ω＜，B所受的摩擦力变大，ω在＜ω＜范围内增大时，B所受摩擦力不变。故C错误。D、当ω在0＜ω＜，范围内增大时，A所受摩擦力一直增大。故D正确。故选：AD。【点评】解决本题的关键搞清木块向心力的来源，结合牛顿第二定律进行分析，难度适中．三、实验题（本题共12分）14．（12分）图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用△t表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：不挂小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列等间距的点；②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码；③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m；④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③；⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…求出与不同m相对应的加速度a；⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出﹣m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成线性关系（填“线性”或“非线性”）。（2）完成下列填空：①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是远小于小车和车中砝码的总质量；；②图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s2、s3的情况，利用s1、s3可求得加速度的大小a＝1.15m/s2；③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为，小车的质量为。【分析】（1）实验前要平衡摩擦力，应用图象法处理实验数据时，为方便实验数据处理应使作出的图象为直线，根据实验注意事项分析答题；（2）应用匀变速直线运动的推论求出加速度；由牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象分析答题。【解答】解：（1）⑥根据牛顿第二定律可知，加速度与质量成反比，则加速度与质量的倒数成正比，故填线性；（2）①为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似等于小吊盘和盘中物体的总重力，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是远小于小车和车中砝码的总质量；②由运动学公式求速度，s3﹣s1＝2aT2，a＝＝＝1.15m/s2；③根据牛顿第二定律有：F＝ma，所以，结合题意有：，所以F＝．小车的质量m＝＝b×＝。故答案为：（1）⑥线性（2）①远小于小车和车中砝码的总质量②1.15③【点评】本题考查了实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析等问题，对于实验问题要掌握实验原理、注意事项和误差来源；遇到涉及图象的问题时，要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解即可。四、计算题：本题共4小题，共计44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。15．如图所示，有一倾角为θ＝37°的粗糙斜面固定在地面上，底端A点竖直线上离底端高度为H处有一小球P以v0＝3m/s的速度水平抛出，小球P恰好垂直打在斜面上（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）。求：（1）小球从抛出到落到斜面上所经历的时间t；（2）小球P抛出点距离斜面底端A的高度H；（3）若小球从P点抛出的同时另有一小滑块Q从A点以初速度v1沿斜面方向上滑，小滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，若小滑块Q能在上升过程中与小球P在斜面上相遇，求v1的大小。【分析】小球做平抛运动，应用平抛运动规律可以求出时间和下落高度H；根据牛顿第二定律判断滑块加速度，结合运动学公式求解滑块水平位移，从而判断小球初速度。【解答】（1）小球落在斜面上的速度与竖直方向夹角为θ，由平抛运动规律得v0＝vytanθ，vy＝gt，解得t＝＝s＝0.4s；（2）小球下落的高度：h1＝gt2，小球的水平位移：x＝v0t，小球的落点到斜面底端的竖直高度：h2＝xtanθ，综上可得，小球抛出点到斜面底端的竖直高度：H＝h1+h2＝gt2+v0t•tanθ＝×10×0.42m+3×0.4×m＝1.7m；（3）滑块加速度为a＝gsinθ+μgcosθ＝10m/s2，在t＝0.4s内位移为x＝＝m＝1.5m，由v1t﹣at2＝x得v1＝5.75m/s答：（1）小球从抛出到落到斜面上所经历的时间t为0.4s；（2）小球P抛出点距离斜面底端A的高度H为1.7m；（3）若小滑块Q能在上升过程中与小球P在斜面上相遇，则v1的大小为5.75m/s。【点评】本题考查匀变速直线运动和平抛运动规律，要注意把握相遇时时间和位移特点。16．已知某卫星在赤道上空的圆形轨道运行，轨道半径为r1，运行周期为T，卫星运动方向与地球自转方向相同，不计空气阻力，万有引力常量为G。求：（1）地球质量M的大小；（2）如图所示，假设某时刻，该卫星在A点变轨进入椭圆轨道，近地点B到地心距离为r2，求卫星在椭圆轨道上的周期T1；（3）卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上运行，小明住在赤道上某城市，某时刻，该卫星正处于小明的正上方，在后面的一段时间里，小明观察到每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方，求地球自转周期T0。【分析】（1）根据万有引力提供向心力从而求出地球的质量M；（2）根据开普勒第三定律求卫星在椭圆轨道上的周期T1；（3）根据赤道上小明每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方，得出两天内卫星比地球多转了三圈，从而求出T和T0的关系。【解答】解：（1）卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：＝，解得：M＝（2）从圆轨道变为椭圆轨道时，椭圆轨道的半长轴为a＝，根据开普勒第三定律：＝，解得：T1＝T（3）每2T0时间小明与卫星相遇3次，即每时间相遇一次，解得：＝2π，解得：T0＝T答：（1）地球质量M为；（2）卫星在椭圆轨道上的周期T1为T；（3）地球自转周期T0为T。【点评】解决本题的关键知道机械能守恒的条件，以及变轨的原理，知道当万有引力大于向心力时，做近心运动，当万有引力小于向心力时，做离心运动。掌握开普勒第三定律，并能灵活运用。17．如图所示，一质量为M＝1kg木板C，静放在粗糙水平地面上。在木板C上P点放置两个质量均为m＝2kg的小物块A、B；P右侧光滑，长l1＝1.25m；左侧粗糙，长l2，B与P点左侧木板的动摩擦因数μ1＝0.6；C与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2。初始时刻，A获得向右的速度v1＝2m/s，B获得向左的速度v2＝6.4m/s，小物块A、B可看为质点，重力加速度g取10m/s2。试求：（1）A未离开C，B在C上运动时，B和C的加速度大小aB、aC；（2）A离开C时，B未离开C，此时B和C的速度大小vB、vC；（3）为使B始终未离开木板C，l2的最小值。【分析】（1）A未离开C，B在C上运动时，根据牛顿第二定律求B和C的加速度大小aB、aC；（2）A离开C时，A与C的位移之和等于l1，由位移﹣时间公式和位移关系求出运动时间，再由速度﹣时间公式求此时B和C的速度大小vB、vC；（3）先根据位移﹣时间公式求出A离开C前，B、C的相对位移。A离开C后，根据牛顿第二定律求出B与C的加速度，再求出两者共速时相对位移，即可求得为使B始终未离开木板C，l2的最小值。【解答】解：（1）A未离开C，B在C上运动时，根据牛顿第二