四川省内江市2016届高三上学期第三次月考物理试卷（12月份） 23页

‎2015-2016学年四川省内江市高三（上）第三次月考物理试卷（12月份）‎ ‎　‎ 一、选择题：共7小题，每小题6分．每题给出的四个选项中，第1-5题只有一个选项符合题目要求，第6-7题有的有多个选项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错和不选的得0分．‎ ‎1．以下说法正确的是（　　）‎ A．力的示意图就是用一条带箭头的有向线段来表示力的大小、方向和作用点 B．弹力总是由于施力物体发生形变而产生的 C．在地球表面附近，重力就是地球对物体的吸引力 D．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向垂直 ‎2．如图所示，所画的曲线是某电场中的三条电场线，其中有A、B、C三点，下列说法正确的是（　　）‎ A．C点电势低于A点电势 B．由E=可知，在A点放人的点电荷电荷量越大，A点的场强越小 C．C点没有电场线通过，场强为零 D．电子从A点运动到B点，电场力做正功，电势能减小 ‎3．据有关媒体报道，北京时间2015年7月8日，一颗国际编号为2015HMIO的小行星，从距地球约为地、月距离1.1倍的高空位置上飞过，引起公众广泛关注．若已知引力常量G和下列某组数据，就能计算出该小行星的质量，这组数据应该是（　　）‎ A．该小行星的自转周期T与半径r B．绕该小行星做匀速圆周运动的卫星的周期T'和角速度ω C．绕该小行星做匀速圆周运动的卫星的周期T'和运行半径R D．该小行星表面的重力加速度g及绕小行星运行的卫星的轨道半径R ‎4．如图所示，倾角为θ的斜面放置在水平地面上，B点为斜面中点．一小物块（可视为质点）从斜面顶点A点开始无初速度下滑，到达斜面底端C点时速度恰好为零．若物块在AB段和BC段与斜面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，整个过程中斜面始终保持静止状态，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．小物块下滑的整个过程中斜面对地面的压力始终小于小物块和斜面的重力之和 B．根据题给条件可以计算出小物块滑至B点时的速度大小 C．小物块在AB段的平均速率小于在BC段的平均速率 D．动摩擦因数满足关系式μ1+μ2=2tanθ ‎5．如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0的振动状态传至P点时，（　　）‎ A．Q处的质点此时正在波峰位置 B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向 C．Q处的质点此时的振动速度比P处的大 D．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动 ‎6．如图所示，某极限运动爱好者（可视为质点）尝试一种特殊的高空运动．他身系一定长度的弹性轻绳，从距水面高度大于弹性轻绳原长的P点以水平初速度v0‎ 跳出．他运动到图中a点时弹性轻绳刚好拉直，此时速度与竖直方向的夹角为θ，轻绳与竖直方向的夹角为β，b为运动过程的最低点（图中未画出），在他运动的整个过程中未触及水面，不计空气阻力，重力加速度为g．下列说法正确的是（　　）‎ A．极限运动爱好者从P点到b点的运动过程中机械能守恒 B．．极限运动爱好者从P点到a点时间的表达式可能为 C．．极限运动爰好者到达a点时，tanθ=tanβ D．．弹性轻绳原长的表达式可能为：‎ ‎7．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端放置一质量m=lkg的小球，小球此时处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在小球上，使小球开始向上做匀加速直线运动，经0.2s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度为1m/s，整个过程弹簧始终在弹性限度内，g取10m/s2．下列说法正确的是（　　）‎ A．在0～0.2s内，拉力的最大功率为15W B．弹簧的劲度系数为100N/cm C．在0.2s时撤去外力，则小球在全过程中能上升的最大高度为15cm D．在0～0.2s内，拉力F对小球做的功等于1.5J ‎　‎ 二、非选择题（共68分）‎ ‎8．中学物理实验中的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种，它们所使用电源的频率为　　Hz ‎①某同学在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，提供了以下实验器材，其中，不需要的实验器材有　　（将题中器材的代码填在横线上）．‎ a．天平 b．细绳和纸带 c．钩码和小车 d．秒表 e．一端附有定滑轮的长木板 f．刻度尺 g．点计时器，‎ ‎②如图所示，是某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，得到的一条比较理想的纸带，在纸带上选取了一系列的计数点0、l、2、3、4和5．其中，相邻计数点间还有四个点未画出，打计数点“l”时纸带的速度为　　 m/s．在实验后由于不小心，纸带被撕断了，从图乙中可以看出从甲纸带上撕下的那段纸带是　　‎ ‎9．如图所示，是某同学探究“机械能守恒定律”的实验装置图．在水平桌面上固定一个斜面，斜面上固定一个气垫导轨，导轨的顶端A处有一个附有长方形遮光片的小滑块，遮光片的宽度为b，小滑块连同遮光片的总质量为M，左端由跨过光滑轻质定滑轮的细绳与一个质量为m，（Mgsinθ＞mg）的小球相连；小球距地面的距离为H，遮光片的两条长边与导轨斜面AC垂直；导轨上距离A点为x的B点处有一个光电门．现将小滑块从A点由静止释放，测量出遮光片经过光电门的时间为t，导轨与水平桌面间的夹角为θ，重力加速度为g．则：‎ ‎①在小滑块从A到B的过程中，绳子的拉力F　　小球的重力mg（选填“大于”、“等于”或“小于”），小球重力势能的增加量为　　，小滑块动能的增加量为　　‎ ‎②实验中只要多次改变光电门B的位置，使滑块每次从同一位置由静止下滑，测量出相应的x和t值．在平面直角坐标系中，以x为横坐标，以　　为纵坐标，做出的图象是一条倾斜直线，当直线的斜率为　　时，在实验误差允许的范围内，可以近似认为滑块和细绳、小球组成的系统在此实验中机械能是守恒的．‎ ‎③‎ 如果将实验装置图中的光电门B改为挡板，还能测量出滑块与斜面间的动摩擦因数，开始时滑块和小球均处于静止状态，当剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑．现保持滑块和小球释放的位置不变，调整挡板的位置，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音为止，那么，利用题中所给定的字母（H、x、θ）可以测量出滑块与斜面间的动摩擦因数为　　．‎ ‎10．如图所示，是工厂中的行车示意图，质量为m1=1kg的滑块（可视为质点）放在长度为L=1m，的行车左端，钢丝绳悬点O到所吊铸件的重心P的距离为l=3m，铸件的质量为m2=2.77t，滑块与行车之间的动摩擦因数μ=0.2，现让滑块和行车以 一定的速度匀速行驶，当行车突然刹车停止时，滑块刚好不从行 车上滑下，重力加速度g=10m/s2，则：‎ ‎（1）行车匀速行驶的速度v0为多大？‎ ‎（2）当行车突然停止的瞬间，钢丝绳受到的拉力是多大？‎ ‎11．为了缓解城市交通拥堵问题，某市交通部门在禁止行人步行的十字路口增设了长度为12m的“直行待行区”．如图所示，当其他车道的车辆右转时，直行道上的车辆可以提前进入“直行待行区”；当直行绿灯亮起时，可从“直行待行区”直行通过十字路口．如果该路段的限速为60km/h，从提示进入“直行待行区”到直行绿灯亮起的时间为4s．现某汽车司机驾驶着质量为1.5t的小汽车，汽车的额定功率为63kW，汽车的前端刚好停在停车线处，当司机看到上述提示时，立即由静止开始做匀加速直线运动，当汽车的前端运动到“直行待行区”的前端线时，正好直行的绿灯亮起，司机保持该加速度继续运动到额定功率后保持功率不变，汽车在运动中受到的阻力为车重的0.2倍，重力加速度g=10m/s2，则：‎ ‎（1）在前4s时间内，汽车发动机所做的功是多少？‎ ‎（2）从开始运动计时，经过12s达到该路段限速，汽车经过的总位移是多少？（结果保留两位有效数字）‎ ‎12．如图所示，质量均为m的A、B两个小球，用一根长为l、质量不计的轻质棒铰链（可自由转动）连接起来，然后，用长度也为Z的两根等长轻质细绳悬挂于固定点O，开始时细绳OA与竖直方向的夹角为30°．现将两小球由静止释放开始下落去撞击左边的“钟”，当A球撞到左边的 ‎“钟”时，右边的B球恰好在最低位置，重力加速度为g，不计空气阻力．则：‎ ‎（1）在这个过程中，A球重力势能的变化量是多少？‎ ‎（2）当A球第一次撞击“钟”时的速率是多少？‎ ‎（3）如果A、B两个小球（点电荷）的带电量分别为+q、﹣q，整个系统处于水平向左的匀强电场中，且qE=mg．现将在最初位置O、B之间的细线剪断，当A、B两个小球最后达到平衡位置时，两小球总的电势能变化了多少？（不计两带电小球间的相互作用，电荷不发生转移，结果均保留根号）‎ ‎　‎ ‎2015-2016学年四川省内江市高三（上）第三次月考物理试卷（12月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题：共7小题，每小题6分．每题给出的四个选项中，第1-5题只有一个选项符合题目要求，第6-7题有的有多个选项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错和不选的得0分．‎ ‎1．以下说法正确的是（　　）‎ A．力的示意图就是用一条带箭头的有向线段来表示力的大小、方向和作用点 B．弹力总是由于施力物体发生形变而产生的 C．在地球表面附近，重力就是地球对物体的吸引力 D．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向垂直 ‎【考点】物体的弹性和弹力；摩擦力的判断与计算．‎ ‎【分析】力的图示就是用一条带箭头的有向线段来表示力的大小、方向和作用点；‎ 弹力是由发生弹性形变要恢复原状而产生的力；‎ 重力是由吸引力而产生，不是同一个力；‎ 静摩擦力方向与物体运动方向关系不确定．‎ ‎【解答】解：A、力的图示就是用一条带箭头的有向线段来表示力的大小、方向和作用点，而力的示意图，只有作用点，方向，长度不表示大小，故A错误；‎ B、弹力发生弹性形变要恢复原状而产生的力，因此总是由于施力物体发生形变而产生的，故B正确；‎ C、在地球表面附近，重力由地球对物体的吸引力而产生，两者不是同一个力，故C错误；‎ D、静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直，比如：正在贴着车壁加速行驶的物体，故D错误；‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示，所画的曲线是某电场中的三条电场线，其中有A、B、C三点，下列说法正确的是（　　）‎ A．C点电势低于A点电势 B．由E=可知，在A点放人的点电荷电荷量越大，A点的场强越小 C．C点没有电场线通过，场强为零 D．电子从A点运动到B点，电场力做正功，电势能减小 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电场线．‎ ‎【分析】顺着电场线方向电势逐渐降低，电场线越密，场强越大．电场强度是描述电场本身的性质的物理量，与试探电荷无关．电场力做正功时电势能减小．‎ ‎【解答】解：A、顺着电场线方向电势逐渐降低，C处等势面的电势低于A处等势面的电势，则C点电势低于A点电势，故A正确．‎ B、E=是电场强度的定义式，运用比值法定义，电场强度由电场本身决定，与放入电场中的试探电荷无关．故B错误．‎ C、C点没有电场线，但电场仍存在，则C点的场强不为零．故C错误．‎ D、电子从A点运动到B点，由于电子所受的电场力逆着电场线，所以电场力做负功，电势能增大，故D错误．‎ 故选：A ‎　‎ ‎3．据有关媒体报道，北京时间2015年7月8日，一颗国际编号为2015HMIO的小行星，从距地球约为地、月距离1.1倍的高空位置上飞过，引起公众广泛关注．若已知引力常量G和下列某组数据，就能计算出该小行星的质量，这组数据应该是（　　）‎ A．该小行星的自转周期T与半径r B．绕该小行星做匀速圆周运动的卫星的周期T'和角速度ω C．绕该小行星做匀速圆周运动的卫星的周期T'和运行半径R D．该小行星表面的重力加速度g及绕小行星运行的卫星的轨道半径R ‎【考点】万有引力定律及其应用；向心力．‎ ‎【分析】计算中心天体质量的主要思路有：一是在星球表面重力与万有引力相等，据重力加速度和地球半径求地球的质量，二是环绕天体围绕地球圆周运动的向心力由万有引力提供，根据圆周运动的物理量可以求中心天体的质量．‎ ‎【解答】解：A、知道小行星的半径还要知道行星表面绕行星做匀速圆周运动的星体周期才能求出行星质量，知道该小行星的自转周期，不能求解，故A错误；‎ B、角速度，知道周期就知道角速度，等于就告诉一个量，不能求解行星质量，故B错误；‎ C、知道绕该小行星做匀速圆周运动的卫星的周期T'和运行半径R，根据即可求解行星质量，故C正确；‎ D、该小行星表面的重力加速度g，若知道行星的半径，根据可知求解，但告诉绕小行星运行的卫星的轨道半径R，不能求出行星质量，故D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎4．如图所示，倾角为θ的斜面放置在水平地面上，B点为斜面中点．一小物块（可视为质点）从斜面顶点A点开始无初速度下滑，到达斜面底端C点时速度恰好为零．若物块在AB段和BC段与斜面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，整个过程中斜面始终保持静止状态，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．小物块下滑的整个过程中斜面对地面的压力始终小于小物块和斜面的重力之和 B．根据题给条件可以计算出小物块滑至B点时的速度大小 C．小物块在AB段的平均速率小于在BC段的平均速率 D．动摩擦因数满足关系式μ1+μ2=2tanθ ‎【考点】动能定理的应用．‎ ‎【分析】小物块在AB段做匀加速直线运动，加速度沿斜面向下；在BC段做匀减速直线运动，加速度沿斜面向上．以小物块和斜面整体为研究对象，将小物块的加速度分解为水平和竖直两个方向，由牛顿运动定律分析斜面对地面的压力和总重力的大小关系；根据动能定理分析能否求物块滑至B点时的速度，并求解μ1+μ2；根据公式=分析两段的平均速度的关系．‎ ‎【解答】解：A、由题意知，小物块在AB段匀加速下滑，有沿斜面向下的加速度a1，有竖直向下的分加速度，处于失重状态，故此过程斜面对地面的压力小于小物块和斜面的重力之和．小物块在BC段匀减速下滑，有沿斜面向上的加速度a2，有竖直向上的分加速度，处于超重状态，故此过程斜面对地面的压力大于小物块和斜面的重力之和．故A错误；‎ B、根据牛顿第二定律可求得小物块的加速度，对于AB段或BC段，知道了A点和C点的速度为零，不知道AB和BC的长度，不能求出小物块滑至B点时的速度．故B错误．‎ C、设小孩在B点的速度为v，则小物块在AB段的平均速率 ==，在BC段的平均速率 ==，故两段的平均速率相等，故C错误．‎ D、设AB=BC=x，对整个过程，根据动能定理得：mgsinθ•2x﹣μ1mgcosθ•x1﹣μ2mgcosθ•x2=0，联立解得μ1+μ2=2tanθ，故D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎5．如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0的振动状态传至P点时，（　　）‎ A．Q处的质点此时正在波峰位置 B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向 C．Q处的质点此时的振动速度比P处的大 D．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动 ‎【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．‎ ‎【分析】由题意利用平移法可知Q点的状态传到P点时波形图，由波形图可判断各点的振动情况．‎ ‎【解答】解：A、当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，Q点在t=0时的波沿也向左传到P点，波形图如图虚线；‎ 所以x=0cm处质元在波谷，Q处质元在波谷，故A错误；‎ B、Q处质元在波谷，则此时的加速度沿y轴的正方向．故B正确；‎ C、Q处的质点此时的振动速度是0，而P处质点处于平衡位置，速度为最大．故C错误；‎ D、该波向左传播，由上下坡法可知1cm＜x＜2cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动；2cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的正方向运动．故D错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，某极限运动爱好者（可视为质点）尝试一种特殊的高空运动．他身系一定长度的弹性轻绳，从距水面高度大于弹性轻绳原长的P点以水平初速度v0跳出．他运动到图中a点时弹性轻绳刚好拉直，此时速度与竖直方向的夹角为θ，轻绳与竖直方向的夹角为β，b为运动过程的最低点（图中未画出），在他运动的整个过程中未触及水面，不计空气阻力，重力加速度为g．下列说法正确的是（　　）‎ A．极限运动爱好者从P点到b点的运动过程中机械能守恒 B．．极限运动爱好者从P点到a点时间的表达式可能为 C．．极限运动爰好者到达a点时，tanθ=tanβ D．．弹性轻绳原长的表达式可能为：‎ ‎【考点】机械能守恒定律．‎ ‎【分析】极限运动爱好者从P点到b点的运动过程中，弹性绳的弹力和重力做功，爱好者和弹性绳组成的系统机械能守恒，极限运动爱好者从P点到a点的过程中做平抛运动，根据平抛运动基本公式结合几何关系求解即可．‎ ‎【解答】解：A、极限运动爱好者从P点到b点的运动过程中，爱好者和弹性绳组成的系统机械能守恒，爱好者的机械能守恒不守恒，故A错误；‎ B、极限运动爱好者从P点到a点的过程中做平抛运动，根据几何关系有：，解得：，则运动时间t=，故B正确；‎ C、根据几何关系得：，则β＞θ，故C错误；‎ D、根据几何关系得：弹性轻绳原长的表达式L=，故D正确．‎ 故选：BD ‎　‎ ‎7．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端放置一质量m=lkg的小球，小球此时处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在小球上，使小球开始向上做匀加速直线运动，经0.2s弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度为1m/s，整个过程弹簧始终在弹性限度内，g取10m/s2．下列说法正确的是（　　）‎ A．在0～0.2s内，拉力的最大功率为15W B．弹簧的劲度系数为100N/cm C．在0.2s时撤去外力，则小球在全过程中能上升的最大高度为15cm D．在0～0.2s内，拉力F对小球做的功等于1.5J ‎【考点】动能定理的应用；功率、平均功率和瞬时功率．‎ ‎【分析】先根据运动学公式求解出位移和加速度，然后根据胡克定律确定劲度系数．根据牛顿第二定律得到F与t的关系式，由v=at得到速度与时间的关系，由P=Fv得到拉力的功率与时间的关系，结合数学知识求拉力的最大功率．根据运动学公式求出小球离开弹簧后能上升的最大高度．由功的计算公式分析拉力做的功．‎ ‎【解答】解：AB、小球从静止开始向上做匀加速直线运动，经0.2s 弹簧刚好恢复到原长，此时小球的速度为 v=1m/s；‎ ‎0.2s内小球的位移：x===0.1m；‎ 加速度：a==m/s2=5m/s2；‎ 刚开始弹簧静止，故mg=kx，解得：k==N/m=100N/m；‎ 对小球受力分析，小球受重力、拉力和弹簧的弹力，根据牛顿第二定律，有：F﹣mg+k（x﹣at2）=ma；‎ 解得：F=5+250t2 （t≤0.2s）‎ 拉力F的功率：P=Fv=Fat=（5+250t2）×5t，当t=0.2s时，拉力功率达到最大，为Pm=15W，故A正确，B错误；‎ C、撤去F后，小球离开弹簧做竖直上抛运动，能继续上升的最大高度为 h==‎ ‎=0.05m 故小球在全过程中能上升的最大高度为 H=x+h=0.15m=15cm，故C正确．‎ D、在0～0.2s内拉力F=5+250t2 （t≤0.2s），逐渐增加，最大为15N，位移为0.1m，故拉力功W＜15N×0.1m=1.5J，即小于1.5J，故D错误；‎ 故选：AC ‎　‎ 二、非选择题（共68分）‎ ‎8．中学物理实验中的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种，它们所使用电源的频率为　50　Hz ‎①某同学在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，提供了以下实验器材，其中，不需要的实验器材有　ad　（将题中器材的代码填在横线上）．‎ a．天平 b．细绳和纸带 c．钩码和小车 d．秒表 e．一端附有定滑轮的长木板 f．刻度尺 g．点计时器，‎ ‎②如图所示，是某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，得到的一条比较理想的纸带，在纸带上选取了一系列的计数点0、l、2、3、4和5．其中，相邻计数点间还有四个点未画出，打计数点“l”时纸带的速度为　0.33　 m/s．在实验后由于不小心，纸带被撕断了，从图乙中可以看出从甲纸带上撕下的那段纸带是　B　‎ ‎【考点】测定匀变速直线运动的加速度．‎ ‎【分析】打点计时器使用的频率为50Hz；根据实验的原理确定不需要的测量器材．注意打点计时器使用交流电源，打点计时器是一种计时仪器；‎ 根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出位移之差，从而确定4、5点间的距离，选择正确的那段．‎ ‎【解答】解：（1）打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种，它们所使用电源的频率为50Hz；‎ 在本实验中不需要测量小车或砝码的质量因此不需要天平，同时打点计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表，‎ 故不需要的器材有：ad；‎ ‎（2）点1的瞬时速度为：v1===0.33m/s．‎ 相邻相等时间内的位移之差为：△x=36.0﹣30.0mm=6.0mm．‎ 则4、5点间的距离为：x45=x12+3△x=36.0+6.0×3cm=54.0mm．故B正确．‎ 故答案为：（1）50；ad；（2）0.33，B．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，是某同学探究“机械能守恒定律”的实验装置图．在水平桌面上固定一个斜面，斜面上固定一个气垫导轨，导轨的顶端A处有一个附有长方形遮光片的小滑块，遮光片的宽度为b，小滑块连同遮光片的总质量为M，左端由跨过光滑轻质定滑轮的细绳与一个质量为m，（Mgsinθ＞mg）的小球相连；小球距地面的距离为H，遮光片的两条长边与导轨斜面AC垂直；导轨上距离A点为x的B点处有一个光电门．现将小滑块从A点由静止释放，测量出遮光片经过光电门的时间为t，导轨与水平桌面间的夹角为θ，重力加速度为g．则：‎ ‎①在小滑块从A到B的过程中，绳子的拉力F　大于　小球的重力mg（选填“大于”、“等于”或“小于”），小球重力势能的增加量为　mgx　，小滑块动能的增加量为　　‎ ‎②实验中只要多次改变光电门B的位置，使滑块每次从同一位置由静止下滑，测量出相应的x和t值．在平面直角坐标系中，以x为横坐标，以　　为纵坐标，做出的图象是一条倾斜直线，当直线的斜率为　　时，在实验误差允许的范围内，可以近似认为滑块和细绳、小球组成的系统在此实验中机械能是守恒的．‎ ‎③如果将实验装置图中的光电门B改为挡板，还能测量出滑块与斜面间的动摩擦因数，开始时滑块和小球均处于静止状态，当剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑．现保持滑块和小球释放的位置不变，调整挡板的位置，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音为止，那么，利用题中所给定的字母（H、x、θ）可以测量出滑块与斜面间的动摩擦因数为　　．‎ ‎【考点】验证机械能守恒定律．‎ ‎【分析】（1）根据运动判断出m向上做加速运动，故可判断出F与mg的大小关系，根据重力做功判断出重力时能的变化，根据v=求得滑块到达B点的速度，即可求得动能的增加量 ‎（2）关键在于研究对象不是单个物体而是滑块、遮光片与砝码组成的系统．对于系统的重力势能变化量要考虑系统内每一个物体的重力势能变化量．动能也是一样．‎ 光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于光电门的宽度b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．‎ ‎（3）由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值；由牛顿第二定律及几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数．‎ ‎【解答】解：（1）小m向上做加速运动，根据牛顿第二定律可知，拉力F大于小球的重力，小球重力做功W=﹣mgh，故重力势能增加mgh，小球获得的速度为v=，‎ 故动能的增加量为： =‎ ‎（2）滑块、遮光片下降重力势能减小，砝码上升重力势能增大，所以滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量为：‎ ‎△EP=Mgxsinθ﹣mgx 根据动能的定义式得出：‎ ‎△Ek=（m+M）v2=（M+m）‎ 若在运动过程中机械能守恒，△Ek=△EP，即：‎ 故纵坐标为 斜率k=‎ ‎（3）解：（1）由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，‎ 对滑块，位移：‎ x=at2‎ 对m，位移：‎ H=gt2‎ 解得：a=‎ 对滑块，由牛顿第二定律得：‎ mgsinθ﹣μmgcosθ=ma 解得：‎ μ=‎ 故答案为：①大于，mgx ‎②，‎ ‎③‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，是工厂中的行车示意图，质量为m1=1kg的滑块（可视为质点）放在长度为L=1m，的行车左端，钢丝绳悬点O到所吊铸件的重心P的距离为l=3m，铸件的质量为m2=2.77t，滑块与行车之间的动摩擦因数μ=0.2，现让滑块和行车以 一定的速度匀速行驶，当行车突然刹车停止时，滑块刚好不从行 车上滑下，重力加速度g=10m/s2，则：‎ ‎（1）行车匀速行驶的速度v0为多大？‎ ‎（2）当行车突然停止的瞬间，钢丝绳受到的拉力是多大？‎ ‎【考点】牛顿第二定律；向心力．‎ ‎【分析】（1）根据牛顿第二定律求滑块减速运动的加速度，结合速度位移公式求减速运动的初速度即行车匀速运动的速度；．‎ ‎（2）行车突然停车的瞬间，刚才由于惯性，铸件绕行车做圆周运动，在最低点时，重力和拉力的合力提供向心力．‎ ‎【解答】解：（1）设滑块做减速运动的加速度的大小为a，由牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ 由运动学公式，有 解得：‎ ‎（2）设行车突然停止的瞬间，钢丝绳的拉力为F，由牛顿第二定律得：‎ 代入数据： ==‎ 由牛顿第三定律得：铸件对钢丝绳的拉力为 答：（1）行车匀速行驶的速度v0为2m/s ‎（2）当行车突然停止的瞬间，钢丝绳受到的拉力是 ‎　‎ ‎11．为了缓解城市交通拥堵问题，某市交通部门在禁止行人步行的十字路口增设了长度为12m的“直行待行区”．如图所示，当其他车道的车辆右转时，直行道上的车辆可以提前进入“直行待行区”；当直行绿灯亮起时，可从“直行待行区”直行通过十字路口．如果该路段的限速为60km/h，从提示进入“直行待行区”到直行绿灯亮起的时间为4s．现某汽车司机驾驶着质量为1.5t的小汽车，汽车的额定功率为63kW，汽车的前端刚好停在停车线处，当司机看到上述提示时，立即由静止开始做匀加速直线运动，当汽车的前端运动到“直行待行区”的前端线时，正好直行的绿灯亮起，司机保持该加速度继续运动到额定功率后保持功率不变，汽车在运动中受到的阻力为车重的0.2倍，重力加速度g=10m/s2，则：‎ ‎（1）在前4s时间内，汽车发动机所做的功是多少？‎ ‎（2）从开始运动计时，经过12s达到该路段限速，汽车经过的总位移是多少？（结果保留两位有效数字）‎ ‎【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．‎ ‎【分析】（1）根据位移时间公式求出汽车加速的加速度，结合牛顿第二定律求出牵引力，根据加速的位移和牵引力求出汽车发动机所做的功．‎ ‎（2）根据额定功率时的速度求出匀加速运动的时间，从而得出匀加速直线运动的位移，根据动能定理求出变加速运动的位移，从而得出总位移．‎ ‎【解答】解：（1）在这段时间内，汽车前进的位移x=，‎ 汽车的加速度a===1.5m/s2，‎ 汽车受到的阻力f=kmg=0.2×15000N=3000N，‎ 根据牛顿第二定律得，F﹣f=ma，‎ 牵引力做功WF=Fx，‎ 由以上两式，代入数据解得．‎ ‎（2）设汽车达到额定功率时的速度为v′，时间为t′，位移为x1，则 P额=Fv′，‎ v′=at′，‎ ‎，‎ 设汽车以额定功率行驶的位移为x2，‎ 根据动能定理得，，‎ 由以上各式，代入数据解得x2=50.55m，‎ 汽车经过的位移x=x1+x2，‎ 代入数据解得x=99m．‎ 答：（1）在前4s时间内，汽车发动机所做的功是6.3×104J；‎ ‎（2）汽车经过的总位移是99m．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示，质量均为m的A、B两个小球，用一根长为l、质量不计的轻质棒铰链（可自由转动）连接起来，然后，用长度也为Z的两根等长轻质细绳悬挂于固定点O，开始时细绳OA与竖直方向的夹角为30°．现将两小球由静止释放开始下落去撞击左边的“钟”，当A球撞到左边的 ‎“钟”时，右边的B球恰好在最低位置，重力加速度为g，不计空气阻力．则：‎ ‎（1）在这个过程中，A球重力势能的变化量是多少？‎ ‎（2）当A球第一次撞击“钟”时的速率是多少？‎ ‎（3）如果A、B两个小球（点电荷）的带电量分别为+q、﹣q，整个系统处于水平向左的匀强电场中，且qE=mg．现将在最初位置O、B之间的细线剪断，当A、B两个小球最后达到平衡位置时，两小球总的电势能变化了多少？（不计两带电小球间的相互作用，电荷不发生转移，结果均保留根号）‎ ‎【考点】动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】（1）选最低点时的重力势能为零，分别求出A球在初、末位置时的重力势能，从而求出A球重力势能的变化量；‎ ‎（2）分别求出B球在初、末位置时的重力势能，AB两球的速率始终相等，根据AB整体机械能守恒列式求解即可；‎ ‎（3）将A、B两个小球（点电荷）作为整体，带的电荷量Q=+q﹣q=0，所以最后达到平衡状态时，OA细绳沿竖直方向，设AB轻杆与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件求出θ，从而求出AB球电势能的变化量，进而求出AB球电势能的变化量．‎ ‎【解答】解：（1）选最低点时的重力势能为零，‎ 有几何关系可知，在△OAB中，∠AOB=60°，‎ A球在初位置时的重力势能为EPA=mgl（1﹣cos30°），‎ A球在末位置时的重力势能为EPA′=mgl（1﹣cos60°），‎ A球的重力势能变化量为，‎ ‎（2）在初态B球的重力势能为EPB=mgl，在末态B球的重力势能为EPB′=0，‎ AB两球的速率始终相等，即vA=vB=v，‎ 根据机械能守恒定律得：EPA+EPB=EPA′+EPB′+‎ 解得：A球的速率为v=，‎ ‎（3）将A、B两个小球（点电荷）作为整体，带的电荷量Q=+q﹣q=0，所以最后达到平衡状态时，OA细绳沿竖直方向，设AB轻杆与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件得：‎ Tsinθ=Eq，‎ Tcosθ=mg，‎ 解得：θ=45°，‎ A球电势能的变化量为△EA′=﹣qElsin30°，‎ B球电势能的变化量为△EB′=qEl（1﹣sin45°）‎ AB球电势能的变化量为△EAB=△EA′+△EB′=‎ 答：（1）在这个过程中，A球重力势能的变化量是；‎ ‎（2）当A球第一次撞击“钟”时的速率是；‎ ‎（3）当A、B两个小球最后达到平衡位置时，两小球总的电势能变化了．‎ ‎　‎ ‎2017年1月21日