物理·福建省柘荣一中、宁德中学2017届高三上学期第一次联考物理试卷 Word版含解析 16页

‎2016-2017学年福建省柘荣一中、宁德中学高三（上）第一次联考物理试卷 ‎　‎ 一、选择题．（每题4分，共48分．其中第1题至第8题只有一个选项正确，第9题至第12题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）‎ ‎1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（　　）‎ A．英国物理学家牛顿用实验的方法测出万有引力常量G B．第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律 C．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快 D．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比 ‎2．如图所示，a、b分别为甲、乙两物体在同一直线上运动时的位移与时间的关系图象，其中a为过原点的倾斜直线，b为开口向下的抛物线．下列说法正确的是（　　）‎ A．乙车运动方向始终不变 B．t1时刻甲车在乙车之前 C．t1到t2时间内某时刻两车的速度可能相同 D．t1到t2时间内物体乙的平均速度大于物体甲的平均速度 ‎3．下列关于超重和失重现象的描述中正确的是（　　）‎ A．电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态 B．磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时，列车上的乘客处于超重状态 C．荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态 D．“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态 ‎4．两辆车沿着平直公路往同一方向行驶，某时刻恰好经过同一位置，此时A以10m/s的速度继续匀速向前，而B以12m/s的速度开始刹车，加速度大小为1m/s2．那么它们再次遇上所经过的时间为（　　）‎ A．4s B．4.5s C．5s D．6 s ‎5．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．取重力加速度g=10m/s2．由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩檫因数μ分别为（　　）‎ A．m=1.5kg，μ=0.4 B．m=0.5kg，μ=0.4‎ C．m=1.5kg，μ=0.2 D．m=0.5kg，μ=0.2‎ ‎6．嫦娥三号携带“玉兔”探测车在月球虹湾成功软着陆，在实施软着陆过程中，嫦娥三号离月球表面4m高时最后一次悬停，确认着陆点．若总质量为M的嫦娥三号在最后一次悬停时，反推力发动机对其提供的反推力为F，已知引力常量为G，月球半径为R，则月球的质量为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎7．如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）．初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（　　）‎ A．速率的变化量不同 B．机械能的变化量不同 C．重力势能的变化量相同 D．落地时间不同 ‎8．如图所示，木块B上表面是水平的，当木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中（　　）‎ A．B对A作用力方向垂直B表面向上 B．B对A的作用力做正功 C．B对A的摩擦力做负功 D．A对B的作用力不做功 ‎9．如图所示，做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，设重物和小车速度的大小分别为vB、vA，则（　　）‎ A．vA＞vB B．vA=vB C．绳的拉力大于B的重力 D．A水平移动的距离等于B上升的距离 ‎10．如图所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻绳相连，质量分别为mA、mB，由于球B受到水平风力作用，环A与球B一起向右匀速运动．已知细绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（　　）‎ A．风力增大时，轻质绳对球B的拉力保持不变 B．球B受到的风力F为mBgtan θ C．杆对环A的支持力（mA+mB）g D．环A与水平细杆间的动摩擦因数为 ‎11．如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，关于小球在最高点的速度v，下列说法中正确的是（　　）‎ A．v由零逐渐增大，向心力也逐渐增大 B．v的最小值为 C．当v由逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大 D．当v由逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大 ‎12．如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴内，则（　　）‎ A．该球从被击出到落入A穴所用时间为 B．该球从被击出到落入A穴所用时间为 C．球被击出时的初速度大小为 D．球被击出时的初速度大小为 ‎　‎ 二、实验题（本题共5小题，每个空格2分，共16分．把答案填在相应的横线上．）‎ ‎13．某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度L0；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．（本实验过程中未超出弹簧的弹性限度）．由图可知该弹簧的自然长度为　　m；该弹簧的劲度系数为　　N/m．（计算结果均保留两位有效数字）‎ ‎14．某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：‎ ‎（1）你认为还需要的实验器材有　　、　　．（两个）‎ ‎（2）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是　　，实验时首先要做的步骤是　　．‎ ‎（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为　　（用题中的字母表示）．‎ ‎（4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则最终需验证的数学表达式为　　（用题中的字母表示）．‎ ‎15．汽车发动机的额定功率为30KW，质量为2000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，‎ ‎（1）汽车在路面上能达到的最大速度？‎ ‎（2）当汽车速度为10m/s时的加速度？‎ ‎16．如图所示，为一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L=0.2m，动摩擦因数μ=0.6，BC、DEN段均可视为光滑，且BC的始、末端均水平，具有h=0.1m的高度差，DEN是半径为r=0.4m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过．在左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现有一可视为质点的小球，小球质量m=0.2kg，压缩轻质弹簧至A点后由静止释放（小球和弹簧不粘连），小球刚好能沿DEN轨道滑下．求：‎ ‎（1）小球到达N点时对轨道的压力； ‎ ‎（2）压缩的弹簧所具有的弹性势能．‎ ‎17．如图所示，在光滑的桌面上叠放着一质量为mA=2.0kg的薄木板A和质量为mB=3kg的金属块B，A的长度L=2.0m．B上有轻线绕过定滑轮与质量为mC=1.0kg的物块C相连．B与A之间的滑动摩擦因数μ=0.10，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力．忽略滑轮质量及与轴间的摩擦，起始时令各物体都处于静止状态，绳被拉直，B位于A的左端（如图），然后放手，求：‎ ‎（1）经过多长时间t后B从A的右端脱离．‎ ‎（2）B到A右端时速度多大？‎ ‎（3）ABC组成的系统在运动过程中产生多大的内能？（设A的右端距滑轮足够远，取g=10m/s2）‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年福建省柘荣一中、宁德中学高三（上）第一次联考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题．（每题4分，共48分．其中第1题至第8题只有一个选项正确，第9题至第12题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）‎ ‎1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（　　）‎ A．英国物理学家牛顿用实验的方法测出万有引力常量G B．第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律 C．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快 D．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比 ‎【考点】物理学史．‎ ‎【分析】本题属于对物理学史的考查，熟记物理学家的贡献即可解答．‎ ‎【解答】解：A、牛顿提出了万有引力定律及引力常量的概念，但没能测出G的数值；G是由卡文迪许通过实验方法得出的，故A错误；‎ B、开普勒接受了哥白尼日心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律，故B错误．‎ C、亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体比轻物体下落快．故C错误．‎ D、胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故D正确．‎ 故选D．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示，a、b分别为甲、乙两物体在同一直线上运动时的位移与时间的关系图象，其中a为过原点的倾斜直线，b为开口向下的抛物线．下列说法正确的是（　　）‎ A．乙车运动方向始终不变 B．t1时刻甲车在乙车之前 C．t1到t2时间内某时刻两车的速度可能相同 D．t1到t2时间内物体乙的平均速度大于物体甲的平均速度 ‎【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】位移时间图线的斜率表示速度，速度的正负表示物体的运动方向，根据两个物体速度的关系，分析两物体间距离如何变化．通过位移与时间的比值比较平均速度的大小．‎ ‎【解答】解：A、根据位移时间图线的斜率表示速度，斜率正负表示速度的方向，则知物体乙的运动方向先沿正方向，后沿负方向，故A错误．‎ B、t1时甲乙两物体的位移相同，处于同一位置，故B错误．‎ C、t1到t2时间内b的速度先大于a的速度后小于a的速度，则t1到t2时间内某时刻两车的速度可能相同．故C正确．‎ D、t1到t2时间内两物体的位移相同，所用时间相同，则平均速度相同．故D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎3．下列关于超重和失重现象的描述中正确的是（　　）‎ A．电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态 B．磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时，列车上的乘客处于超重状态 C．荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态 D．“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态 ‎【考点】超重和失重．‎ ‎【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；‎ 当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；‎ 如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g．‎ ‎【解答】解：A、电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故A错误．‎ B、磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时，竖直方向没有加速度，故B错误．‎ C、荡秋千时秋千摆到最低位置时，加速度方向向上，故人处于超重状态，故C错误．‎ D、飞船在绕地球做圆行轨道运行时，万有引力完全提供向心力，飞船内的宇航员对飞船的压力为零，飞行员处于完全失重状态，所以D正确．‎ 故选D．‎ ‎　‎ ‎4．两辆车沿着平直公路往同一方向行驶，某时刻恰好经过同一位置，此时A以10m/s的速度继续匀速向前，而B以12m/s的速度开始刹车，加速度大小为1m/s2．那么它们再次遇上所经过的时间为（　　）‎ A．4s B．4.5s C．5s D．6 s ‎【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】根据A、B两辆车的位移关系，结合运动学公式求出两车再次相遇经过的时间，注意B车速度减为零后不再运动．‎ ‎【解答】解：设经过t时间两车再次相遇，根据位移公式有：．‎ 代入数据解得：t=4s．‎ B车速度减为零的时间为：，‎ 因为t=4s＜12s，可知再次相遇经历的时间为4s，故A正确，BCD错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎5．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．取重力加速度g=10m/s2．由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩檫因数μ分别为（　　）‎ A．m=1.5kg，μ=0.4 B．m=0.5kg，μ=0.4‎ C．m=1.5kg，μ=0.2 D．m=0.5kg，μ=0.2‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．‎ ‎【分析】2s～4s物块匀加速运动，根据v～t图象可以求出加速度，并列出牛顿第二定律F2﹣μmg=ma ‎ ‎4s～6s物块匀速直线运动F3=μmg=2N由以上两个式子可以求出m，再根据F3=μmg=2N就可以求出μ．‎ ‎【解答】解：对物块受力分析：‎ ‎0～2s，物块处于静止状态 ‎2s～4s物块匀加速运动，a==2m/s2；4s～6s物块匀速直线运动F3=μmg F3=2N ‎2s～4s由牛顿第二定律得：F2﹣μmg=ma，将F2=3N，F3=μmg=2N代入 得：m=0.5kg 根据F3=μmg F3=2N将m=0.5kg代入 得：μ=0.4‎ 故A、C、D错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎6．嫦娥三号携带“玉兔”探测车在月球虹湾成功软着陆，在实施软着陆过程中，嫦娥三号离月球表面4m高时最后一次悬停，确认着陆点．若总质量为M的嫦娥三号在最后一次悬停时，反推力发动机对其提供的反推力为F，已知引力常量为G，月球半径为R，则月球的质量为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】嫦娥三号悬停时，月球对它的万有引力等于发动机的反推力，根据万有引力定律和F关系，列式求解．‎ ‎【解答】解：据题知嫦娥三号悬停时，月球对它的万有引力等于发动机的反推力，即G=F 解得月球的质量 M月=，故D正确、ABC错误．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎7．如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）．初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（　　）‎ A．速率的变化量不同 B．机械能的变化量不同 C．重力势能的变化量相同 D．落地时间不同 ‎【考点】机械能守恒定律．‎ ‎【分析】剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，机械能守恒，重力势能变化量等于重力所做的功，重力做功的平均功率等于重力做功与时间的比值．‎ ‎【解答】解：设斜面倾角为θ，刚开始AB处于静止状态，所以mBgsinθ=mAg，所以mB＞mA，‎ A、剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根据动能定理得：‎ mv2=mgh v=所以速度的变化量为v﹣0=，所以速率的变化量相同，故A错误；‎ B、剪断细线，A、B两物体都只有重力做功，机械能守恒，则机械能的变化量都为零，故B错误；‎ C、重力势能变化量△EP=mgh，由于AB的质量不相等，所以重力势能变化不相同，故C错误；‎ D、A运动的时间为：t1=，B运动有：，解得：，所以落地时间不同，故D正确；‎ 故选：D ‎　‎ ‎8．如图所示，木块B上表面是水平的，当木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中（　　）‎ A．B对A作用力方向垂直B表面向上 B．B对A的作用力做正功 C．B对A的摩擦力做负功 D．A对B的作用力不做功 ‎【考点】功的计算．‎ ‎【分析】分析两物体的受力及运动，由功的公式可分析各力对物体是否做功，根据夹角可判功的正负．‎ ‎【解答】解：A、B对A作用力为支持力和向左的摩擦力，故合力斜向左上方，故A错误；‎ B、A、B整体具有沿斜面向下的加速度，设为a，将a正交分解为竖直方向分量a1，水平分量a2，如图所示，‎ 由于具有水平分量a2，故必受水平向左摩擦力f，A受力如图所示，所以支持力做负功，摩擦力做正功，故C错；‎ 由牛顿第二定律得；竖直方向上； mg﹣N=ma1 ①‎ 水平方向上：f=ma2 ②‎ 假设斜面与水平方向的夹角为θ，摩擦力与弹力的合力与水平方向夹角为α，由几何关系得；‎ a1=gsinθsinθ ③‎ a2=gsinθcosθ ④‎ ‎ ⑤‎ ‎①→⑤联立得：‎ 即 所以B对A的作用力与斜面垂直，所以B对A不做功，故B错误；‎ 由牛顿第三定律得，A对B的作用力垂直斜面向下，所以A对B也不做功，故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，设重物和小车速度的大小分别为vB、vA，则（　　）‎ A．vA＞vB B．vA=vB C．绳的拉力大于B的重力 D．A水平移动的距离等于B上升的距离 ‎【考点】运动的合成和分解．‎ ‎【分析】将汽车的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于重物的速度大小，从而判断出重物的运动规律，并依据三角形两边之差小于第三边，即可求解．‎ ‎【解答】解：AB、小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向的两个运动，‎ 设斜拉绳子与水平面的夹角为θ，‎ 由几何关系可得：vB=vAcosθ，所以vA＞vB；故A正确，B错误；‎ C、因汽车匀速直线运动，而θ逐渐变小，故vB逐渐变大，物体有向上的加速度，绳的拉力大于B的重力，故C正确．‎ D、依据三角形两边之差小于第三边，可知，A水平移动的距离大于B上升的距离，故D错误；‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻绳相连，质量分别为mA、mB，由于球B受到水平风力作用，环A与球B一起向右匀速运动．已知细绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（　　）‎ A．风力增大时，轻质绳对球B的拉力保持不变 B．球B受到的风力F为mBgtan θ C．杆对环A的支持力（mA+mB）g D．环A与水平细杆间的动摩擦因数为 ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．‎ ‎【分析】先对球B受力分析，受重力、风力和拉力，根据共点力平衡条件列式分析；对A、B两物体组成的整体受力分析，受重力、支持力、风力和水平向左的摩擦力，再再次根据共点力平衡条件列式分析各力的变化．‎ ‎【解答】解：AB、对球B受力分析，受重力、风力和拉力，如图 风力F=mBgtanθ，故B正确；‎ 绳对B球的拉力T=，当风力增大时，θ增大，则T增大，故A错误；‎ CD、把环和球当作一个整体，对其受力分析，受重力（mA+mB）g、支持力N、风力F和向左的摩擦力f，如右图 根据共点力平衡条件可得，杆对A环的支持力大小：N=（mA+mB）g，‎ 摩擦力：f=F，‎ 则A环与水平细杆间的动摩擦因数为μ=，故D错误；‎ 对整体分析，竖直方向上杆对环A的支持力NA=（mA+mB）g，故C正确；‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，关于小球在最高点的速度v，下列说法中正确的是（　　）‎ A．v由零逐渐增大，向心力也逐渐增大 B．v的最小值为 C．当v由逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大 D．当v由逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大 ‎【考点】向心力．‎ ‎【分析】杆子在最高点可以表现为拉力，也可以表现为支持力，临界的速度为零，根据牛顿第二定律判断杆子对小球的弹力随速度变化的关系．‎ ‎【解答】解：A、在最高点，根据F向=m得速度增大，向心力也逐渐增大．故A正确．‎ B、由于轻杆能支撑小球，则小球在最高点的最小速度为零，故B错误．‎ C、在最高点，若速度v=，杆子的作用力为零，当v＞，杆子表现为拉力，速度增大，向心力增大，则杆子对小球的拉力增大．故C正确．‎ D、当v＜时，杆子表现为支持力，速度减小，向心力减小，则杆子对小球的支持力增大．故D正确．‎ 故选：ACD．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴内，则（　　）‎ A．该球从被击出到落入A穴所用时间为 B．该球从被击出到落入A穴所用时间为 C．球被击出时的初速度大小为 D．球被击出时的初速度大小为 ‎【考点】运动的合成和分解；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】小球水平方向受恒定的阻力，因而做匀减速直线运动，竖直方向只受重力，做自由落体运动，根据运动学公式即可列式求解．‎ ‎【解答】解：A、由于水平方向受到空气阻力，不是平抛运动，竖直方向为自由落体运动，由h=gt2 得，t=，故A正确．‎ ‎ B、竖直方向为自由落体运动，由h=gt2 得，t=，故B错误．‎ ‎ CD、由分运动的等时性，及逆向思维知，水平方向匀减速运动减到零时可反向看作是初速度为零的匀加速直线运动，‎ 由L=at2 及v=at与h=gt2，联立即得到v=，故C正确，D错误．‎ ‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ 二、实验题（本题共5小题，每个空格2分，共16分．把答案填在相应的横线上．）‎ ‎13．某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度L0；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．（本实验过程中未超出弹簧的弹性限度）．由图可知该弹簧的自然长度为　0.10　m；该弹簧的劲度系数为　50　N/m．（计算结果均保留两位有效数字）‎ ‎【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．‎ ‎【分析】该题考察了应用弹力与弹簧长度关系的图象分析问题，由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长可知弹簧的原长．再由胡克定律可求出弹簧的劲度系数．‎ ‎【解答】解：当外力F大小为零时，弹簧的长度即为原长，‎ 由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长，‎ 可知弹簧的原长为：L0=10cm=0.10m；‎ 当拉力为10.0N时，弹簧的形变量为：x=30﹣10=20cm=0.2m 图线的斜率是其劲度系数，‎ 由胡克定律F=kx得：‎ k==N/m=50N/m，‎ 故答案为：0.10，50．‎ ‎　‎ ‎14．某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：‎ ‎（1）你认为还需要的实验器材有　天平　、　刻度尺　．（两个）‎ ‎（2）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是　m＜＜M　，实验时首先要做的步骤是　平衡摩擦力　．‎ ‎（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m ‎．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为　　（用题中的字母表示）．‎ ‎（4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）．则最终需验证的数学表达式为　　（用题中的字母表示）．‎ ‎【考点】探究功与速度变化的关系．‎ ‎【分析】（1）验证动能定理需要测量合外力做功和动能变化量，由动能的概念和功的概念可知需要测量位移和质量．‎ ‎（2）本题中是用绳子的拉力作为合外力，只有当 m＜＜M时砝码的重力才约等于绳子的拉力，为了保证绳子的拉力为合外力，需要平衡木板的摩擦力．‎ ‎（3）重力势能的减小量等于动能的增加量 ‎（4）如果以系统为研究对象，砝码重力势能的减小量等于整个系统动能的增大量．‎ ‎【解答】解：（1）验证动能定理需要测量位移和质量，则需要刻度尺和天平．‎ ‎（2）根据牛顿第二定律得，整体的加速度a=，则绳子的拉力F=，只有在m＜＜M时，滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等．由于存在摩擦，所以实验前先平衡摩擦力．‎ ‎（3）验证合力做功与动能变化量是否相等，因为合力做功为mgL，动能变化量为，即验证熟悉表达式．‎ ‎（4）验证系统机械能是否守恒，即验证系统重力势能的减小量与系统动能的增加量是否相等，系统重力势能的减小量为mgL，系统动能的增加量为．即验证．‎ 故答案为：（1）天平，刻度尺；（2）m＜＜M； 平衡摩擦力 ‎ ‎（3）（4）‎ ‎　‎ ‎15．汽车发动机的额定功率为30KW，质量为2000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，‎ ‎（1）汽车在路面上能达到的最大速度？‎ ‎（2）当汽车速度为10m/s时的加速度？‎ ‎【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】（1）当汽车达到最大速度时，处于受力平衡状态，汽车的牵引力和阻力大小相等，由P=Fv=fvm可以求得最大速度．‎ ‎（2）首先要求出速度为10m/s时汽车的牵引力的大小，再由牛顿第二定律可以求得此时加速度的大小．‎ ‎【解答】解：（1）汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力平衡，‎ 由：P=Fv=fvm 可得汽车最大速度为：，‎ ‎（2）当速度v=10m/s时，‎ 牵引力 F牵==N=3000N，‎ 故此时加速度为：a==m/s2=0.5m/s2．‎ 答：（1）汽车在路面上能达到的最大速度是15m/s；‎ ‎（2）当汽车速度为10m/s时的加速度是0.5m/s2．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，为一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L=0.2m，动摩擦因数μ=0.6，BC、DEN段均可视为光滑，且BC的始、末端均水平，具有h=0.1m的高度差，DEN是半径为r=0.4m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过．在左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现有一可视为质点的小球，小球质量m=0.2kg，压缩轻质弹簧至A点后由静止释放（小球和弹簧不粘连），小球刚好能沿DEN轨道滑下．求：‎ ‎（1）小球到达N点时对轨道的压力； ‎ ‎（2）压缩的弹簧所具有的弹性势能．‎ ‎【考点】功能关系；向心力．‎ ‎【分析】（1）小球恰好通过D点，由牛顿第二定律求出D点的速度．从D到N由机械能守恒定律求出到达N点的速度，由牛顿运动定律求小球到达N点时速度的大小对轨道的压力．‎ ‎（2）从A到C的过程中，由动能定理求出弹簧具有的弹性势能．‎ ‎【解答】解：（1）小球刚好能沿DEN轨道滑下，则在半圆最高点D点必有：‎ ‎ mg=m 则 vD==2m/s 从D点到N点，由机械能守恒得： mvD2+mg•2r=mvN2‎ 代入数据得：vN=2m/s．‎ 在N点有：N﹣mg=m 得 N=6mg=12N 根据牛顿第三定律知，小球到达N点时对轨道的压力大小为12N．‎ ‎（2）弹簧推开小球的过程中，弹簧对小球所做的功W等于弹簧所具有的弹性势能Ep，根据动能定理得 ‎ W﹣μmgL+mgh=mvD2﹣0 ‎ W=μmgL﹣mgh+mvD2=0.44J ‎ 即压缩的弹簧所具有的弹性势能为0.44J．‎ 答：（1）小球到达N点时速度的大小是2m/s，对轨道的压力是12N；（2）压缩的弹簧所具有的弹性势能为0.44J．‎ ‎　‎ ‎17．如图所示，在光滑的桌面上叠放着一质量为mA=2.0kg的薄木板A和质量为mB=3kg的金属块B，A的长度L=2.0m．B上有轻线绕过定滑轮与质量为mC=1.0kg的物块C相连．B与A之间的滑动摩擦因数μ=0.10，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力．忽略滑轮质量及与轴间的摩擦，起始时令各物体都处于静止状态，绳被拉直，B位于A的左端（如图），然后放手，求：‎ ‎（1）经过多长时间t后B从A的右端脱离．‎ ‎（2）B到A右端时速度多大？‎ ‎（3）ABC组成的系统在运动过程中产生多大的内能？（设A的右端距滑轮足够远，取g=10m/s2）‎ ‎【考点】功能关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】（1）对BC系统研究，根据牛顿第二定律求出BC的加速度，隔离对A分析，根据牛顿第二定律求出A的加速度，结合B、A的位移之差为L，结合运动学公式求出B从A上脱离的时间；‎ ‎（2）根据速度时间关系公式求解B到A右端时速度；‎ ‎（3）根据Q=f•△S求解内能．‎ ‎【解答】解：（1）设aA表示A的加速度，aB表示B、C的加速度，sA和sB分别表示t时间A和B移动的距离，则由牛顿定律和匀加速运动的规律可得：‎ mCg﹣μmBg=（mC+mB）aB μmBg=mAaA 解得：‎ ‎，‎ aA=1.5m/s2，‎ 根据位移公式，有：‎ 结合几何关系，有：‎ sB﹣sA=L 由以上各式，代入数值，可得t=4.0s；‎ ‎（2）B到A右端时速度：vB=aBt=1.75×4=7m/s；‎ ‎（3）ABC组成的系统在运动过程中产生的内能：Q=μmBg•L=0.1×3×10×2=6J；‎ 答：（1）经过4s时间t后B从A的右端脱离．‎ ‎（2）B到A右端时速度为7m/s；‎ ‎（3）ABC组成的系统在运动过程中产生6J的内能 ‎　‎ ‎2016年12月16日