天津市南开区2017年高考物理模拟试卷 24页

2017年天津市南开区高考物理模拟试卷　一、选择题1．下列说法中正确的是（　　）A．卡文迪许为经典力学作出了最重要的贡献B．牛顿认为力是改变物体运动状态的原因C．亚里士多德认为物体的运动不需要力来维持D．伽利略认为一切物体不受外力作用时都处于静止状态2．下列选项中物理量均为标量的是（　　）A．路程、时间、功率B．力、功、动能C．位移、速度、机械能D．加速度、角速度、重力势能3．在长为50m的标准游泳池举行100m的游泳比赛，参赛运动员从出发至比赛终点的位移和路程分别是（　　）A．0m，50mB．50m，100mC．100m，50mD．0m，100m4．下列关于惯性的说法中正确的是（　　）A．力是改变物体惯性的原因B．运动的汽车具有惯性，静止的汽车没有惯性C．向东行驶的汽车突然刹车，由于惯性，乘客会向东倾倒D．匀速前进的火车上，原地起跳的乘客将落在起跳点的后方5．做匀变速直线运动的物体，其加速度的方向（　　）A．与初速度方向相同B．与末速度方向相同C．与运动方向相同D．与速度变化量的方向相同6．国际单位制由基本单位和导出单位组成．下列物理单位属于基本单位的是（　　）A．m/sB．NC．mD．J7．地球的半径为R，某地球卫星在地球表面所受万有引力为F，则该卫星在离地面高度约6R的轨道上受到的万有引力约为（　　）A．6FB．7FC．FD．F8．如图所示是一物体做直线运动的v﹣t图象，下列说法错误的是（　　） A．0﹣1s内的位移是1mB．0﹣2s内的位移是2mC．0﹣1s内的加速度为零D．1﹣2s内的加速度大小为1m/s29．如图所示，手握玻璃瓶，使瓶在空中处于静止状态，关于瓶所受的摩擦力，下列说法正确的是（　　）A．静摩擦力，方向竖直向上B．静摩擦力，方向竖直向下C．滑动摩擦力，方向竖直向上D．滑动摩擦力，方向竖直向下10．如图所示，在孩子与爸爸“掰手腕”的游戏中，下列说法正确的是（　　）A．爸爸“掰倒”孩子时，爸爸对孩子的力大于孩子对爸爸的力B．爸爸“掰倒”孩子时，爸爸对孩子的力等于孩子对爸爸的力C．孩子“掰倒”爸爸时，孩子对爸爸的力大于爸爸对孩子的力D．孩子“掰倒”爸爸时，孩子对爸爸的力小于爸爸对孩子的力11．人站在电梯内的体重计上，当体重计示数增大时，可能的原因是（　　）A．电梯匀速上升B．电梯匀减速上升C．电梯匀减速下降D．电梯匀加速下降12．如图所示，同一物体在大小相同、方向不同的F力的作用下，在光滑水平面上移动了一段相同的位移s，两种情况下力所做的功分别为Wa、Wb，下列表述正确的是（　　） A．Wa=WbB．Wa=﹣WbC．Wa＞WbD．Wa＜Wb13．我国的“神舟”系列航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成就．已知地球的质量为M，引力常量为G，飞船的质量为m，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则（　　）A．飞船在此轨道上的运行速率为B．飞船在此圆轨道上运行的向心加速度为C．飞船在此圆轨道上运行的周期为2πD．飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为14．如图所示，小明分别沿甲、乙两个光滑滑梯从同一高度由静止下滑到底端，在此过程中（　　）A．重力做功不同B．机械能不守恒C．动能的增加量不同D．重力势能减少量相同15．质量为1kg的物体从某一高度做自由落体运动，1s后物体着地，g取=10m/s2，则该物体落地时重力的平均功率是（　　）A．25WB．50WC．75WD．100W16．如图所示，质量相等的A、B两物体（可视为质点）放在圆盘上，到圆心的距离之比是3：2，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止．则A、B两物体做圆周运动的向心力之比为（　　） A．1：1B．3：2C．2：3D．4：917．某一时刻，一物体沿水平和竖直方向的分速度分别为8m/s和6m/s，则该物体的速度大小是（　　）A．2m/sB．6m/sC．10m/sD．14m/s18．关于能量和能源，下列表述正确的是（　　）A．能量可以从一种形式转化为另一种形式B．能量可以从一个物体转移到另一个物体C．能量是守恒的，所以能源永不枯竭D．能源在利用过程中有能量耗散，这表明能量不守恒19．将一小球以5m/s的速度水平抛出，经过1s小球落地，不计空气阻力，g=10m/s2．关于这段时间小球的运动，下列说法正确的是（　　）A．小球着地速度是10m/sB．小球竖直方向的位移是10mC．小球着地速度是5m/sD．小球水平方向位移是5m20．如图所示，一装置固定在水平面上，AB是半径为R的四分之一光滑轨道，上端A离地面的高度为H，一个质量为m的小球从A点处由静止滑下，落到地面上C点，若以轨道下端B点所在的水平面为零势能面，下列说法正确的是（　　）A．小球在A点的重力势能为mgHB．小球在B点的机械能为0C．小球在C的机械能为mgRD．小球在C点的动能为mg（H﹣R）　二、实验题21．某同学用如图所示装置做“探究功和物体速度变化的关系”实验时，先调整木板的倾角使小车不能连接橡皮筋时恰能在木板上匀速下滑，探后第一、三次分别用一条、三条相同的橡皮筋做实验，且两次橡皮筋的伸长量相同，若第一次实验中合外力对小车所做的功为W，则第三次实验中合外力对小车所做的功为　　．由本实验可得出的结论是：　　． 22．在“验证机械能守恒定律”实验中（1）纸带将被释放瞬间的四中情景如照片所示，其中操作最规范的是　　．（2）已知打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，实验选用的重锤质量为0.5kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第1、2点间的距离应接近　　mm．拖纸带连续的点A、B、C、D至第1点O的距离如图所示，则重锤从O点运动到C点，重力势能减少　　J．重锤经过C点时的速度为　　m/s，其动能增加　　J．（保留三位有效数字）　三、综合题23．一个质量m=2kg的物体，放在固定的粗糙斜面上，斜面与水平方向的夹角θ=37°，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）现用一个沿斜面向上的拉力F=10N作用在物体上，物体保持静止，求此时物体所受的摩擦力的大小和方向．（2）若撤去拉力F，物体沿斜面下滑的加速度为多大？2s后物体下滑的位移为多少？（斜面足够大） 24．如图所示，水平地面与一半径R=0.5m的竖直光滑圆弧上方．一质量为m=0.1kg的小球以v0=m/s的速度从距地面高度h=0.45m的水平平台边缘上的A飞出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道．小球运动过程中空气阻力不计，g=10m/s2，求：（1）圆弧BC段所对的圆心角θ；（2）小球滑到C点时，对圆轨道的压力；（3）判断小球是否能够到达圆弧轨道的最高点D点并说明理由．　 2017年天津市南开区高考物理模拟试卷参考答案与试题解析　一、选择题1．下列说法中正确的是（　　）A．卡文迪许为经典力学作出了最重要的贡献B．牛顿认为力是改变物体运动状态的原因C．亚里士多德认为物体的运动不需要力来维持D．伽利略认为一切物体不受外力作用时都处于静止状态【考点】物理学史．【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、牛顿为经典力学作出了最重要的贡献，故A错误；B、牛顿认为力是改变物体运动状态的原因，故B正确；C、亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，故C错误；D、牛顿认为一切物体不受外力作用时都处于静止状态或匀速直线运动，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．下列选项中物理量均为标量的是（　　）A．路程、时间、功率B．力、功、动能C．位移、速度、机械能D．加速度、角速度、重力势能【考点】矢量和标量．【分析】只有大小，没有方向的物理量是标量，如路程、时间、质量等都是标量．既有大小又有方向是矢量，如力、速度、加速度、位移、力等都是矢量．【解答】解：A、路程、时间、功率都是只有大小，没有方向的标量，故A正确． B、力是既有大小又有方向的矢量．功和动能只有大小，没有方向，是标量，故B错误．C、位移和速度是既有大小又有方向的矢量，机械能是标题，故C错误．D、加速度和角速度是既有大小又有方向的矢量，重力势能是标量，故D错误．故选：A【点评】矢量与标量的区别有两个：一矢量有方向，而标量没有方向；二矢量运算遵守平行四边形定则，标量运算遵守代数加减法则．　3．在长为50m的标准游泳池举行100m的游泳比赛，参赛运动员从出发至比赛终点的位移和路程分别是（　　）A．0m，50mB．50m，100mC．100m，50mD．0m，100m【考点】位移与路程．【分析】位移是指初末两点的距离，由起点指向终点；而路程为物体经过的轨迹的长度．【解答】解：由题意可知，人最后回到了起点，故位移为0m；而路程为经过的轨迹的长度，故路程为100m；故选：D．【点评】本题考查位移与路程，要注意明确位移是矢量，而路程是标量；只有物体做单向直线运动时物体的位移大小才等于路程．　4．下列关于惯性的说法中正确的是（　　）A．力是改变物体惯性的原因B．运动的汽车具有惯性，静止的汽车没有惯性C．向东行驶的汽车突然刹车，由于惯性，乘客会向东倾倒D．匀速前进的火车上，原地起跳的乘客将落在起跳点的后方【考点】惯性．【分析】惯性：物体的性质．没有任何条件，一切物体都有惯性． 物体总有保持原有运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性．应该从定义的角度来分析本题．【解答】解：A、质量是惯性大小的唯一量度，与受力无关，故A错误；B、惯性是物体的固有属性，与运动还是静止无关，故B错误；C、向东行驶的汽车突然刹车，由于惯性，乘客会向东倾倒，故C正确；D、匀速前进的火车上，由于惯性，原地起跳的乘客将落在起跳点，故D错误；故选：C【点评】惯性是指物体总有保持原有运动状态不变的性质．原有运动状态包括静止或匀速运动状态．它是物体的一种基本属性，任何物体在任何时候都具有惯性．　5．做匀变速直线运动的物体，其加速度的方向（　　）A．与初速度方向相同B．与末速度方向相同C．与运动方向相同D．与速度变化量的方向相同【考点】加速度．【分析】匀变速直线运动分为匀加速和匀减速两种，加速度的方向与速度变化量的方向相同．【解答】解：由加速度a=公式可知加速度的方向与速度变化量的方向相同；可以与初末速度的方向相反；故选：D．【点评】本题考查加速度的定义，要注意掌握加速度是矢量，其方向与速度变化的方向相同．　6．国际单位制由基本单位和导出单位组成．下列物理单位属于基本单位的是（　　）A．m/sB．NC．mD．J【考点】力学单位制．【分析】解答本题关键应掌握：国际单位制中七个基本单位，力学中有三个：kg、s、m．【解答】 解：力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s；m/s、N、J是导出单位，不是基本单位，故C正确，ABD错误．故选：C．【点评】本题考查对力学国际单位制中基本单位的掌握程度，可结合基本物理量一起记忆．　7．地球的半径为R，某地球卫星在地球表面所受万有引力为F，则该卫星在离地面高度约6R的轨道上受到的万有引力约为（　　）A．6FB．7FC．FD．F【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力定律公式F=，结合轨道半径的变化，求出万有引力的大小．【解答】解：卫星在地面受到的万有引力：F=．卫星在离地面高度为2R的圆形轨道上受到的万有引力：=．故D正确，ABC错误．故选：D．【点评】解决本题的关键掌握万有引力定律公式，注意轨道半径不等于高度，轨道半径r=R+h．　8．如图所示是一物体做直线运动的v﹣t图象，下列说法错误的是（　　）A．0﹣1s内的位移是1mB．0﹣2s内的位移是2mC．0﹣1s内的加速度为零D．1﹣2s内的加速度大小为1m/s2【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系． 【分析】由图可知物体的运动过程中速度的变化，由图象中斜率可得出加速度的大小关系；由图象与时间由围成的面积可得出物体的位移【解答】解：A、在v﹣t图象中，与时间轴所围面积即为物体通过的位移，故0﹣1s内的位移是x=1×1m=1m，故A正确；B、0﹣2s内的位移是x==1.5m，故B错误；C、在v﹣t图象中斜率代表加速度，则0﹣1s内斜率为零，则加速度为零，故C正确；D、1﹣2s内的加速度大小为，故D正确；因选错误的，故选：B【点评】本题考查学生对v﹣t图象的认识，记住图象的斜率表示加速度，图象与时间轴围成的面积表示这段时间内物体通过的位移　9．如图所示，手握玻璃瓶，使瓶在空中处于静止状态，关于瓶所受的摩擦力，下列说法正确的是（　　）A．静摩擦力，方向竖直向上B．静摩擦力，方向竖直向下C．滑动摩擦力，方向竖直向上D．滑动摩擦力，方向竖直向下【考点】摩擦力的判断与计算．【分析】用手握住瓶保持静止，处于平衡状态，受到的力为平衡力；再根据二力平衡条件：作用在同一个物体上的两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上进行解答．【解答】解：瓶在竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力，在这两个力的作用下，瓶子处于平衡状态，所以重力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，故A正确，BCD错误．故选：A．【点评】根据二力平衡的条件可知，平衡力的大小相等方向相反，静摩擦力大小与压力大小无关，其大小由二力平衡来求，例如题中摩擦力的大小就与手握瓶子的力无关，只与瓶子的重力有关． 　10．如图所示，在孩子与爸爸“掰手腕”的游戏中，下列说法正确的是（　　）A．爸爸“掰倒”孩子时，爸爸对孩子的力大于孩子对爸爸的力B．爸爸“掰倒”孩子时，爸爸对孩子的力等于孩子对爸爸的力C．孩子“掰倒”爸爸时，孩子对爸爸的力大于爸爸对孩子的力D．孩子“掰倒”爸爸时，孩子对爸爸的力小于爸爸对孩子的力【考点】作用力和反作用力．【分析】当一个物体对另一个物体有力的作用时，另一个物体也同时对这个物体有力的作用，即力的作用是相互的．【解答】解：因为物体间力的作用是相互的，所以在孩子与爸爸“掰手腕”的游戏中，不管是爸爸“掰倒”孩子还是孩子“掰倒”爸爸，爸爸对孩子的力等于孩子对爸爸的力，之所以被拜倒，是因为对方的承受力不同．故选：B．【点评】此题主要考查力作用的相互性这一知识点的理解和掌握，此题容易错选AD，误认为掰倒对方是因为力大的原因，这是对“力作用的相互性”这一知识点理解的不够透彻；如同拔河比赛时，对方输了，不是力小的原因，主要是承受力不同．　11．人站在电梯内的体重计上，当体重计示数增大时，可能的原因是（　　）A．电梯匀速上升B．电梯匀减速上升C．电梯匀减速下降D．电梯匀加速下降【考点】牛顿运动定律的应用-超重和失重．【分析】先对人受力分析，受重力和支持力，体重计示数即为受到的压力，而压力等于支持力；再对人进行运动分析，确定加速度方向；最后根据牛顿第二定律列式求解．【解答】 解：A、电梯匀速上升或匀速下降时处于平衡状态，重力等于支持力，N=mg，体重计示数不会增大，故A错误；C、体重计示数增大，则体重计对人的支持力大于人的重力，人受到的合力向上，处于超重状态，电梯可能加速上升或减速下降，故C正确，BD错误；故选：C．【点评】本题应明确超重与失重的性质，知道只要加速度向上，就是超重，加速度向下，就是失重，与物体的运动速度方向无关，同时，超重与失重现象只是物体对支撑物的压力变大，而重力保持不变．　12．如图所示，同一物体在大小相同、方向不同的F力的作用下，在光滑水平面上移动了一段相同的位移s，两种情况下力所做的功分别为Wa、Wb，下列表述正确的是（　　）A．Wa=WbB．Wa=﹣WbC．Wa＞WbD．Wa＜Wb【考点】功的计算．【分析】恒力做功表达式为：W=FScosα，功的正负表示对应的力是动力还是阻力，功的大小看绝对值．【解答】解：这两种情形下力F和位移x的大小都是一样的，将力沿着水平和竖直方向正交分解，水平分力大小相同，只有水平分力做功，竖直分力不做功，故两种情况下力F的功的大小是相同的；并且均做正功；故选：A．【点评】本题关键明确功计算，要注意明确功等于力与力的方向上发生位移的乘积；故可以分解力也可以分解位移．　13．我国的“神舟”系列航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成就．已知地球的质量为M，引力常量为G，飞船的质量为m，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则（　　）A．飞船在此轨道上的运行速率为 B．飞船在此圆轨道上运行的向心加速度为C．飞船在此圆轨道上运行的周期为2πD．飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式．根据等式表示出飞船在圆轨道上运行的速率、角速度以及向心加速度．【解答】解：A、研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：解得：．故A错误；B、根据万有引力提供向心力，得：所以：a=．故B错误；C、根据万有引力提供向心力，得所以：T=．故C正确；D、飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为万有引力，得：F=．故D错误故选：C【点评】该题考查万有引力的应用，关键要注意向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．　14．如图所示，小明分别沿甲、乙两个光滑滑梯从同一高度由静止下滑到底端，在此过程中（　　） A．重力做功不同B．机械能不守恒C．动能的增加量不同D．重力势能减少量相同【考点】机械能守恒定律．【分析】分析物体的受力情况，并找出各力的做功情况，由动能定理、机械能守恒可判断出各量是否相同【解答】解：A、由于高度相同，故重力做功相同，故A错误；B、下滑过程只有重力做功，机械能守恒，故B错误；C、由于机械能守恒，则可知，动能的增量相同，故C错误；D、由于重力做功相同，故重力势减小量相同，故D正确；故选：D．【点评】在研究功能关系时一定不要忽视了受力分析过程，只有正确地受力分析才能准确地找出做功情况，基本题．　15．质量为1kg的物体从某一高度做自由落体运动，1s后物体着地，g取=10m/s2，则该物体落地时重力的平均功率是（　　）A．25WB．50WC．75WD．100W【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】根据位移时间公式求出物体的下落的高度，从而求出重力做功的大小，根据平均功率公式求出重力的平均速度功率．【解答】解：根据自由落体运动的公式得1s内下落的高度：h=m，则重力做功w=mgh=10×5=50J，该物体落地时重力的平均功率P=选项B正确．故选：B【点评】该题求平均功率，解决本题的关键掌握平均功率的求法，知道平均功率和瞬时功率的区别．　 16．如图所示，质量相等的A、B两物体（可视为质点）放在圆盘上，到圆心的距离之比是3：2，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止．则A、B两物体做圆周运动的向心力之比为（　　）A．1：1B．3：2C．2：3D．4：9【考点】向心力．【分析】A、B两物体一起随圆盘做圆周，角速度相等，结合向心力公式得出A、B两物体的向心力大小之比．【解答】解：A、B两物体的角速度相等，根据Fn=mrω2知，质量相等，半径之比为3：2，则向心力之比为3：2，故B正确，A、C、D错误．故选：B．【点评】解决本题的关键知道共轴转动，角速度相等，掌握向心力公式，并能灵活运用，基础题．　17．某一时刻，一物体沿水平和竖直方向的分速度分别为8m/s和6m/s，则该物体的速度大小是（　　）A．2m/sB．6m/sC．10m/sD．14m/s【考点】运动的合成和分解．【分析】合速度与分速度遵循平行四边形定则，直接作图合成即可．【解答】解：速度是矢量，其合成遵循平行四边形定则，如图故合速度为：v==m/s=10m/s故选：C．【点评】合运动与分运动的速度、位移和加速度都是矢量，合成都都遵循平行四边形定则．　 18．关于能量和能源，下列表述正确的是（　　）A．能量可以从一种形式转化为另一种形式B．能量可以从一个物体转移到另一个物体C．能量是守恒的，所以能源永不枯竭D．能源在利用过程中有能量耗散，这表明能量不守恒【考点】能源的开发和利用．【分析】能量是物质的重要属性之一，它有许多形式，如热能、机械能、光能、电能、核能和化学能等等．能源是提供能量的物质资源，地球上有各种各样的能源，如按使用状况分类，有常规能源（包括煤、原油、天然气等），新能源（包括核燃料、地热能、太阳能等）．【解答】解：A、根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，故A正确；B、根据能量守恒定律，能量可以从一个物体转移到另一个物体，故B正确；C、能量与能源不同；能量是守恒的，但随着能量的耗散，能量可以利用的品质会下降，故依然要节约能源，故C错误；D、能源在利用过程中有能量耗散，但能量是守恒的，故D错误；故选：AB．【点评】本题关键是区分能量与能源，能量是守恒的，能源是要节约的，不是一个概念．　19．将一小球以5m/s的速度水平抛出，经过1s小球落地，不计空气阻力，g=10m/s2．关于这段时间小球的运动，下列说法正确的是（　　）A．小球着地速度是10m/sB．小球竖直方向的位移是10mC．小球着地速度是5m/sD．小球水平方向位移是5m【考点】平抛运动．【分析】根据小球运动的时间求出小球抛出点的高度，结合初速度和时间求出水平位移．通过速度时间公式求出竖直分速度，根据平行四边形定则求出小球落地的速度大小【解答】解：由题意知： 小球抛出点的高度为：h=gt2=×10×12m=5m小球的水平位移为：X=V0t=5×1m=5m小球落地时竖直分速度为：Vy=gt=10×1m/s=10m/s小球着地时速度为：V合=，故B正确，ACD错误故选：D【点评】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，抓住分运动与合运动具有等时性，结合运动学公式灵活求解．　20．如图所示，一装置固定在水平面上，AB是半径为R的四分之一光滑轨道，上端A离地面的高度为H，一个质量为m的小球从A点处由静止滑下，落到地面上C点，若以轨道下端B点所在的水平面为零势能面，下列说法正确的是（　　）A．小球在A点的重力势能为mgHB．小球在B点的机械能为0C．小球在C的机械能为mgRD．小球在C点的动能为mg（H﹣R）【考点】功能关系．【分析】物体的重力势能由物体的质量和高度决定，由EP=mgh可以计算重力势能的大小．轨道光滑，小球在下滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒，小球在B点的机械能等于在A点的机械能．由机械能守恒定律求小球在C点的动能．【解答】解：A、以B点所在的水平面为零势能面，A点的高度为R，小球在A点的重力势能为mgR，故A错误．B、根据机械能守恒定律得：小球在B点的机械能等于在A点的机械能，为mgR，故B错误．C、小球从B到C的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则小球在C点的机械能等于小球在B点的机械能，为mgR，故C正确．D、从A到C的过程中，根据动能定理：EKC﹣0=mgH，解得：EKC =mgH，故D错误．故选：C【点评】本题是对重力势能和机械能守恒定律的考查，要理解重力势能的相对性，要特别注意零势能面．　二、实验题21．（2017•南开区模拟）某同学用如图所示装置做“探究功和物体速度变化的关系”实验时，先调整木板的倾角使小车不能连接橡皮筋时恰能在木板上匀速下滑，探后第一、三次分别用一条、三条相同的橡皮筋做实验，且两次橡皮筋的伸长量相同，若第一次实验中合外力对小车所做的功为W，则第三次实验中合外力对小车所做的功为　3W　．由本实验可得出的结论是：　合外力对物体做的功等于物体动能的变化．　．【考点】探究功与速度变化的关系．【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．【解答】解：小车受重力，支持力，摩擦力和橡皮筋的拉力，正确平衡好摩擦力进行实验后，合外力的功就等于橡皮筋拉力所做的功；因为是相同橡皮筋做实验，且两次橡皮筋的伸长相同，故三条时橡皮筋做得功应试一条时的三倍；由本实验可得出的结论是：合外力对物体做的功等于物体动能的变化．故答案为：3W；合外力对物体做的功等于物体动能的变化．【点评】正确解答本题需要掌握：该实验的实验目的以及实验数据处理的方法；该实验平衡摩擦力的原因；该实验是如何确定外力做功以及如何通过纸带获取小车运动的最终速度大小等．　 22．（2017•南开区模拟）在“验证机械能守恒定律”实验中（1）纸带将被释放瞬间的四中情景如照片所示，其中操作最规范的是　D　．（2）已知打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，实验选用的重锤质量为0.5kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第1、2点间的距离应接近　2　mm．拖纸带连续的点A、B、C、D至第1点O的距离如图所示，则重锤从O点运动到C点，重力势能减少　5.50m　J．重锤经过C点时的速度为　3.3　m/s，其动能增加　5.45m　J．（保留三位有效数字）【考点】验证机械能守恒定律．【分析】纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．从而求出动能．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）在验证机械能守恒定律的实验中，实验时，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，保持纸带竖直，由静止释放；故符合要求的只有D；（2）实验中重物静止释放，它的运动可以看成是自由落体运动．此纸带第1、2点间的距离大约等于：h=gt2==1.96mm，所以我们可以认为纸带第1、2点间的距离方接近2mm．重力势能减小量为：△Ep=mgh=9.8×0.561mJ=5.50mJ．利用匀变速直线运动的推论v=vC===3.3m/s EkC=mvC2=m×3.32=5.45mJ重力势能减少与动能增加不相等，可能原因是：纸带与打点计时器之间有摩擦阻力，或有空气阻力．故答案为：（1）D；（2）2mm；5.50m；3.3；5.45m．【点评】纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．　三、综合题23．（2017•南开区模拟）一个质量m=2kg的物体，放在固定的粗糙斜面上，斜面与水平方向的夹角θ=37°，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）现用一个沿斜面向上的拉力F=10N作用在物体上，物体保持静止，求此时物体所受的摩擦力的大小和方向．（2）若撤去拉力F，物体沿斜面下滑的加速度为多大？2s后物体下滑的位移为多少？（斜面足够大）【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】（1）根据受力分析，利用共点力平衡求得摩擦力的大小和方向；（2）根据牛顿第二定律求得加速度，利用位移时间公式求得位移【解答】解：（1）对物体受力分析，根据共点力平衡可知：F+f﹣mgsinθ=0，解得：f=mgsinθ﹣F=20×0.6﹣10N=2N，方向沿斜面向上；（2）撤去外力后，根据牛顿第二定律可知：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma，解得：a=gsinθ﹣μgcosθ=2m/s22s后下滑的位移为：x=答：（1）此时物体所受的摩擦力的大小为2N，方向沿斜面向上； （2）若撤去拉力F，物体沿斜面下滑的加速度为2m/s2，2s后物体下滑的位移为为4m【点评】本题主要考查了共点力平衡和牛顿第二定律，关键是正确的对物体受力分析即可求得　24．（2017•南开区模拟）如图所示，水平地面与一半径R=0.5m的竖直光滑圆弧上方．一质量为m=0.1kg的小球以v0=m/s的速度从距地面高度h=0.45m的水平平台边缘上的A飞出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道．小球运动过程中空气阻力不计，g=10m/s2，求：（1）圆弧BC段所对的圆心角θ；（2）小球滑到C点时，对圆轨道的压力；（3）判断小球是否能够到达圆弧轨道的最高点D点并说明理由．【考点】动能定理的应用；向心力．【分析】（1）根据平抛运动的规律求小球到达B点的竖直分速度，由几何关系求出B点速度与水平方向的夹角，即为圆弧BC所对的圆心角；（2）先根据动能定理求C点速度，再根据牛顿第二定律求对轨道的压力；（3）小球恰能到达最高点的速度，根据动能定理求D点速度，若大于等于则能通过D，若小于，则不能通过D点；【解答】解：（1）小球从A到B做平抛运动，B点的竖直分速度B点速度与水平方向的夹角等于BC圆弧所对的圆心角θ，根据几何关系解得：θ=60° （2）B点速度从B到C根据动能定理，有代入数据解得：=在C点，由向心力公式得：代入数据解得：根据牛顿第三定律：（3）小球恰能过最高点D时：解得：从C到D根据动能定理有：代入数据得：，即方程无解，所以小球不能到达圆弧轨道的最高点D点答：（1）圆弧BC段所对的圆心角θ为60°；（2）小球滑到C点时，对圆轨道的压力为4.4N；（3）小球不能能够到达圆弧轨道的最高点D点【点评】本题考查了动能定理、牛顿第二定律和平抛运动的综合，难度不大，运用动能定理解题，关键选择好研究的过程，分析过程中有哪些力做功，结合动能定理列式求解．