河北省保定一中2017届高三上学期第一次诊断物理试卷（10月份） 26页

‎2016-2017学年河北省保定一中高三（上）第一次诊断物理试卷（10月份）‎ ‎　‎ 一、选择题（每小题4分，共40分）．‎ ‎1．一列有8节车厢的动车组列车，沿列车前进方向看，每两节车厢中有一节自带动力的车厢（动车）和一节不带动力的车厢（拖车）．该动车组列车在水平铁轨上匀加速行驶时，设每节动车的动力装置均提供大小为F的牵引力，每节车厢所受的阻力均为f，每节车厢总质量均为m，则第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为（　　）‎ A．0 B．2F C．2（F﹣f） D．2（F﹣2f）‎ ‎2．质量均为m的物块a、b之间用竖直轻弹簧相连，系在a上的细线竖直悬挂于固定点O，a、b ‎ 竖直粗糙墙壁接触，整个系统处于静止状态．重力加速度大小为g，则（　　）‎ A．物块b可能受3个力 B．细线中的拉力小于2 mg C．剪断细线瞬间b的加速度大小为g D．剪断细线瞬间a的加速度大小为2g ‎3．如图所示，AO、BO和CO是材料完全一样的三段轻绳，其中AO、BO分别与竖直方向的夹角为α=60°、θ=30°，OC下端挂有重物G．则下述说法正确的是（　　）‎ A．AO、BO绳对O点作用力的合力方向竖直向上 B．当不断增大重物的重量时，三段轻绳中的AO绳会先被拉断 C．若将轻绳A端水平向P处缓慢移动，AO、BO绳受到的拉力将变大 D．若将轻绳A端水平向P处缓慢移动，AO、BO绳对O点作用力的合力将变小 ‎4．如图所示，两个半径均为R的甲、乙大环，都在竖直平面内，甲环是粗糙的，乙环是光滑的，两个大环上套有相同的小环，让甲环绕圆心O在竖直平面内做沿逆时针方向的匀速圆周运动，甲与小环的动摩擦因数为μ，小环相对大环静止的位置与大环圆心的连线与过圆心竖直线成一定角度，现让乙环绕过圆心的竖直轴做匀速圆周运动，结果小环相对大环静止的位置与圆心的连线与竖直轴所成角度与甲环中小环的情况相同，则乙环转动的角速度为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎5．如图所示，将小球从倾角为45°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出，小球分别落到斜面上的A点、B点，以及水平面上的C点．已知B点为斜面底端点，P、A、B、C在水平方向间隔相等，不计空气阻力，则（　　）‎ A．三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间均不同 B．小球落到A、B两点时，其速度的方向不同 C．若小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为：3‎ D．若小球落到B、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为：3‎ ‎6．如图所示，长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端有光固定在光滑转轴O上，现给小球一初速度，使小球和杆一起绕O轴在竖直平面内转动，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．小球到达最高点的速度一定大于 B．小球到达最高点的速度可能为0‎ C．小球到达最高点受杆的作用力一定为拉力 D．小球到达最高点受杆的作用力一定为支持力 ‎7．在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F．不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为（　　）‎ A．8 B．10 C．12 D．14‎ ‎8．如图所示为某直升飞机的俯视图，该直升机两侧均装有等高的照明发射管，当飞机悬停时发射方向与飞行方向垂直，测得照明弹发射速度大小为v，现直升机以速率v保持与水平地面固定高度差做匀速直线飞行，每隔△t时间按下发射开关，不计空气阻力，且△t远小于照明弹在空中运动的时间，则（　　）‎ A．照明弹以初速2v做平抛运动 B．同侧同一发射筒发射的照明弹在空中处于同一条抛物线上 C．同侧的照明弹落地点在一条抛物线上 D．同时发射的照明弹在同一个水平面上 ‎9．如图所示，起重机将货物沿竖直方向以速度v1匀速吊起，同时又沿横梁以速度v2水平匀速向右移动，关于货物的运动下列表述正确的有（　　）‎ A．货物相对于地面的运动速度为大小v1+v2‎ B．货物相对于地面的运动速度为大小 C．货物相对地面做曲线运动 D．货物相对地面做直线运动 ‎10．“蹦极”是一项刺激的体育运动．某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c点的过程中，以下说法正确的是（　　）‎ A．在a点时人的速度最大 B．在b点时人的速度最大 C．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态 D．在c点，人的速度为零，处于平衡状态 ‎　‎ 二、填空题（每小题5分，共20分）‎ ‎11．重为15N的物体放在水平地面上，物体与地面间的最大静摩擦力为3.5N，动摩擦因数为0.20．现给物体施加一个水平推力F，则当F=2.0N时，物体与地面间的摩擦力f1=　　N；当F=4N时，物体与地面间的摩擦力f2=　　N．‎ ‎12．某个25kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离拴绳子的横梁2.5m．如果秋千板摆动经过最低位置时的速度是3m/s，这时秋千板所受的压力为　　N、方向为　　（g取10m/s2，秋千板的质量不计．）‎ ‎13．如图所示，质量相等的物体a和b，置于水平地面上，它们与地面间的动摩擦因数相等，a、b间接触面光滑，在水平力F作用下，一起沿水平地面匀速运动时，a、b间的作用力FN=　　，如果地面的动摩擦因数变小，两者一起沿水平地面做匀加速运动，则FN　　（填“变大”或“变小”或“不变”）．‎ ‎14．如图甲，是“研究平抛物体运动”的实验装置图甲，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．‎ ‎（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有　　．‎ a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 b．每次小球释放的初始位置可以任意选择 c．每次小球应从同一高度由静止释放 d．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 ‎（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图乙中y﹣x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是　　．‎ ‎（3）如图丙，是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm，y2为45.0cm，A、B两点水平间距△x为40.0cm．则平抛小球的初速度v0为　　m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为　　m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）‎ ‎　‎ 三、计算题（每小题10分，共40分）‎ ‎15．如图质量为20kg的小孩坐在秋千板上，小孩离拴绳子的栋梁2m．如果秋千板摆到最低点时，速度为3m/s，问小孩对秋千板的压力是多大？如果绳子最大承受力为1200N，则小孩通过最低点时的最大速度是多少？（忽略秋千板的质量，g取10m/s2）‎ ‎16．某同学以5m/s的水平初速度抛出一个物体，若抛出点离地面高1.8m，不计空气阻力．求：‎ ‎（1）物体在空中运动的时间 ‎（2）物体落地点到抛出点的水平距离．‎ ‎17．如图所示，质量均为m=3kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k=l00N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上．开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块B在水平外力F作用下向右做a=2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离，已知两物块与地面的动摩擦因数均为μ=0.5，g=l0m/s2．求：‎ ‎（1）物块A、B分离时，所加外力F的大小；‎ ‎（2）物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间．‎ ‎18．如图所示，足够长的圆柱形管底端固定一弹射器，弹射器上有一圆柱形滑块，圆柱管和弹射器的总质量为2m，滑块的质量为m，滑块与管内壁间的滑动摩擦力f=3mg．在恒定外力F=9mg的作用力下，圆柱管和滑块以同一加速度竖直向上做匀加速直线运动．某时刻弹射器突然开启，将滑块向上以相对地面2v弹离圆柱管的底端，同时圆柱管也以速度v仍向上运动．忽略弹射过程中弹片的位置变化，忽略空气影响，重力加速度为g．求：‎ ‎（1）弹射后，滑块相对管上升的最大距离；‎ ‎（2）从滑块被弹开到它第二次获得相对地面速度大小为2v的过程中，摩擦力对滑块做的功．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年河北省保定一中高三（上）第一次诊断物理试卷（10月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（每小题4分，共40分）．‎ ‎1．一列有8节车厢的动车组列车，沿列车前进方向看，每两节车厢中有一节自带动力的车厢（动车）和一节不带动力的车厢（拖车）．该动车组列车在水平铁轨上匀加速行驶时，设每节动车的动力装置均提供大小为F的牵引力，每节车厢所受的阻力均为f，每节车厢总质量均为m，则第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为（　　）‎ A．0 B．2F C．2（F﹣f） D．2（F﹣2f）‎ ‎【考点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用-连接体．‎ ‎【分析】以整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得加速度；再以前4节车厢为研究对象求解第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小．‎ ‎【解答】解：整体受到的牵引力为4F，阻力为8f，根据牛顿第二定律可得加速度为：a==；‎ 设第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为T，‎ 以前面4节车厢为研究对象，根据牛顿第二定律可得：2F﹣4f﹣T=4ma，‎ 即：2F﹣4f﹣T=4m×，解得T=0，所以A正确、BCD错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎2．质量均为m的物块a、b之间用竖直轻弹簧相连，系在a上的细线竖直悬挂于固定点O，a、b ‎ 竖直粗糙墙壁接触，整个系统处于静止状态．重力加速度大小为g，则（　　）‎ A．物块b可能受3个力 B．细线中的拉力小于2 mg C．剪断细线瞬间b的加速度大小为g D．剪断细线瞬间a的加速度大小为2g ‎【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．‎ ‎【分析】对细线剪断之间的整体进行分析，从而明确细线上的拉力，再对b分析明确受力情况；‎ 再对剪断细线之后分析，明确弹簧的弹力不能突变，则可明确两者的受力情况，从而求出加速度的大小．‎ ‎【解答】解：AB、对ab整体分析可知，整体受重力和绳子上的拉力，水平方向如果受墙的弹力，则整体不可能竖直静止，故不会受到水平方向上的弹力，根据平衡条件可知，细线上的拉力F=2mg；再对b分析可知，b只受重力和弹簧拉力而保持静止，故AB错误；‎ C、由于b处于平衡，故弹簧的拉力F=mg，剪断细线瞬间弹簧的弹力不变，则对b分析可知，b受力不变，合力为零，故加速度为零，故C错误；‎ D、对a分析可知，剪断细线瞬间a受重力和弹簧向下的拉力，合力Fa=2mg，则由牛顿第二定律可知，加速度为2g，故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎3．如图所示，AO、BO和CO是材料完全一样的三段轻绳，其中AO、BO分别与竖直方向的夹角为α=60°、θ=30°，OC下端挂有重物G．则下述说法正确的是（　　）‎ A．AO、BO绳对O点作用力的合力方向竖直向上 B．当不断增大重物的重量时，三段轻绳中的AO绳会先被拉断 C．若将轻绳A端水平向P处缓慢移动，AO、BO绳受到的拉力将变大 D．若将轻绳A端水平向P处缓慢移动，AO、BO绳对O点作用力的合力将变小 ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．‎ ‎【分析】以结点O为研究对象，分析受力，根据平衡条件可知，AO、BO绳对O点作用力的合力与物体对O点的拉力大小相等，方向相反，作出O点受力图，根据平衡条件表示出各个力，力最大的绳子先断．‎ ‎【解答】解：A、对O点受力分析，根据平衡条件可知，AO、BO绳对O点作用力的合力与物体对O点的拉力大小相等，方向相反，则AO、BO绳对O点作用力的合力方向竖直向上，故A正确；‎ B、以结点O为研究对象，分析受力，如图：重力mg，AO绳的拉力TAO，BO绳的拉力TBO．根据平衡条件得知：拉力TAO和TBO的合力F与重力mg大小相等，方向相反，则有 TAO=Fsinθ=mgsinθ TBO=mgcosθ 故CO绳子拉力最大，故CO绳子先断开，故B错误；‎ C、若将轻绳A端水平向P处缓慢移动，AO、BO绳对O点作用力的合力不变，仍等于物体的重力，而α和θ都增大，则TAO增大，TBO增大，故C正确，D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ ‎4．如图所示，两个半径均为R的甲、乙大环，都在竖直平面内，甲环是粗糙的，乙环是光滑的，两个大环上套有相同的小环，让甲环绕圆心O在竖直平面内做沿逆时针方向的匀速圆周运动，甲与小环的动摩擦因数为μ，小环相对大环静止的位置与大环圆心的连线与过圆心竖直线成一定角度，现让乙环绕过圆心的竖直轴做匀速圆周运动，结果小环相对大环静止的位置与圆心的连线与竖直轴所成角度与甲环中小环的情况相同，则乙环转动的角速度为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用；向心力．‎ ‎【分析】针对两种情况下的小球受力分析，根据合力提供向心力，分别求出小球运动的角速度的表达式，然后通过比较即可．‎ ‎【解答】解：甲环绕圆心O在竖直平面内做沿逆时针方向的匀速圆周运动，小球的受力如图甲，小球在三个力的作用下处于平衡状态，‎ 设小球与圆心的连线与竖直方向之间的夹角是θ，则：N1cosθ+fsinθ=mg N1sinθ﹣fcosθ=0‎ f=μN1‎ 联立以上3=三式，得：N1=mgcosθ f=mgsinθ 对乙环上的小球，小球受力如图乙，所受的合力为：ma=F合=mgtanθ，‎ 小球做圆周运动的轨道半径为：r=Rsinθ，‎ 根据F合=mω2r 得角速度：‎ ω==‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，将小球从倾角为45°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出，小球分别落到斜面上的A点、B点，以及水平面上的C点．已知B点为斜面底端点，P、A、B、C在水平方向间隔相等，不计空气阻力，则（　　）‎ A．三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间均不同 B．小球落到A、B两点时，其速度的方向不同 C．若小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为：3‎ D．若小球落到B、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为：3‎ ‎【考点】平抛运动．‎ ‎【分析】三个小球均做平抛运动，可把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，平抛运动落在斜面上时，竖直方向的位移和水平方向上位移比值一定，根据该规律求出平抛运动的时间，从而求出落在斜面上时，速度与水平方向的夹角．‎ ‎【解答】解：A、根据h=，得t=，由于B、C下落的高度相同，则这两球飞行时间相同，大于A球飞行时间．故A错误；‎ B、A、B两球都落在斜面上，竖直方向的位移和水平方向上位移比值一定，即有：‎ tanθ===‎ 解得：t=．‎ 则落在斜面上时竖直方向上的分速度为：‎ vy=gt=2v0tan45°=2v0‎ 设球落在斜面上时速度与水平方向的夹角为α，有：tanα==2tanθ=2．‎ 知落在斜面上时，速度与水平方向的夹角与初速度无关，则A、B小球在落点处的速度方向相同，故B错误；‎ CD、小球落到A、B两点，水平位移 x=v0t=，据题，P、A、B在水平方向间隔相等，可得：两次抛出时小球的速率之比为：vA：vB=1：‎ 小球落到B、C两点，则运动的时间相等，而P、A、B、C在水平方向间隔相等，根据v0=可知，两次抛出时小球的速率之比为：vB：vC=2：3‎ 所以得：vA：vC=：3，故C正确，D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎6．如图所示，长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端有光固定在光滑转轴O上，现给小球一初速度，使小球和杆一起绕O轴在竖直平面内转动，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．小球到达最高点的速度一定大于 B．小球到达最高点的速度可能为0‎ C．小球到达最高点受杆的作用力一定为拉力 D．小球到达最高点受杆的作用力一定为支持力 ‎【考点】向心力；物体的弹性和弹力．‎ ‎【分析】在最高点，杆子可以表现为支持力，可以表现为拉力，最小速度为零，结合牛顿第二定律分析判断．‎ ‎【解答】解：A、小球在最高点时，杆子可以表现为支持力，可以表现为拉力，最小速度为零，故A错误，B正确．‎ C、在最高点，若v，杆子表现为拉力，若v，杆子表现为支持力，故C、D错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎7．在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F．不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为（　　）‎ A．8 B．10 C．12 D．14‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动规律的综合运用．‎ ‎【分析】根据两次的情况，利用牛顿第二定律得出关系式，根据关系式分析可能的情况即可．‎ ‎【解答】解：设PQ两边的车厢数为P和Q，‎ 当机车在东边拉时，根据牛顿第二定律可得，F=Pm•a，‎ 当机车在西边拉时，根据牛顿第二定律可得，F=Qm•a，‎ 根据以上两式可得，‎ 即两边的车厢的数目可能是1和3，或2和6，或3和9，或4和12，等等，‎ 所以总的车厢的数目可能是4、8、12、16，‎ 所以可能的是AC．‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示为某直升飞机的俯视图，该直升机两侧均装有等高的照明发射管，当飞机悬停时发射方向与飞行方向垂直，测得照明弹发射速度大小为v，现直升机以速率v保持与水平地面固定高度差做匀速直线飞行，每隔△t时间按下发射开关，不计空气阻力，且△t远小于照明弹在空中运动的时间，则（　　）‎ A．照明弹以初速2v做平抛运动 B．同侧同一发射筒发射的照明弹在空中处于同一条抛物线上 C．同侧的照明弹落地点在一条抛物线上 D．同时发射的照明弹在同一个水平面上 ‎【考点】平抛运动．‎ ‎【分析】根据平行四边形定则求出照明弹发射的合速度，根据平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合平抛运动的规律分析求解．‎ ‎【解答】解：A、由题意知照明弹一方面与飞机一起水平匀速运动为v，在垂直飞机飞行方向还有一速度v，所以照明弹的合速度为，照明弹以的初速度做平抛运动．故A错误．‎ B、照明弹运动方向与飞机飞行方向不同，故同侧同一发射筒发射的照明弹不在同一条竖直线上，但是处于同一条抛物线上，故B正确．‎ C、所有照明弹运动时间相同，水平速度相同，故水平位移相同，所有照明弹的落地点在同一直线上．故C错误．‎ D、照明弹在竖直方向上做自由落体运动，同时发射的照明弹，运动时间相同，下落高度相同，故在同一水平面上．故D正确．‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，起重机将货物沿竖直方向以速度v1匀速吊起，同时又沿横梁以速度v2水平匀速向右移动，关于货物的运动下列表述正确的有（　　）‎ A．货物相对于地面的运动速度为大小v1+v2‎ B．货物相对于地面的运动速度为大小 C．货物相对地面做曲线运动 D．货物相对地面做直线运动 ‎【考点】运动的合成和分解．‎ ‎【分析】货物参与了水平方向和竖直方向上的运动，根据运动的合成判断合运动的轨迹及合速度大小．‎ ‎【解答】解：AB、货物在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀速直线运动，根据平行四边形定则，知合速度的大小：v=．故A错误，B正确；‎ CD、两个匀速直线运动的合运动的加速度为0，合速度的大小与方向都不发生变化，所以货物相对地面做匀速直线运动．故D正确，C错误．‎ 故选：BD ‎　‎ ‎10．“蹦极”是一项刺激的体育运动．某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c点的过程中，以下说法正确的是（　　）‎ A．在a点时人的速度最大 B．在b点时人的速度最大 C．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态 D．在c点，人的速度为零，处于平衡状态 ‎【考点】牛顿运动定律的应用-超重和失重．‎ ‎【分析】根据牛顿第二定律判断出人的加速度方向，根据加速度的方向与速度方向的关系，判断出人的运动情况，从而确定哪个位置速度最大，哪个位置加速度最大．‎ ‎【解答】‎ 解：A、从a点向下，人的重力大于弹力，加速度向下，则做加速运动，根据牛顿第二定律知，加速度减小，当到达b位置，重力和弹力相等，速度最大，由b到c，重力小于弹力，加速度方向向上，做减速运动．故A错误，B正确．‎ C、在ab段绳的拉力小于人的重力，加速度向下，人处于失重状态．故C正确．‎ D、b点加速度为0，a点的加速度为g，若从a点静止释放，到达最低点时，根据对称性，加速度为g，方向向上，但是物体从一定高度下落，最低点更低，根据牛顿第二定律，知加速度比g大．所以c点加速度最大，在c点，速度为零，但不是平衡状态．故D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ 二、填空题（每小题5分，共20分）‎ ‎11．重为15N的物体放在水平地面上，物体与地面间的最大静摩擦力为3.5N，动摩擦因数为0.20．现给物体施加一个水平推力F，则当F=2.0N时，物体与地面间的摩擦力f1=　2.0　N；当F=4N时，物体与地面间的摩擦力f2=　3.0　N．‎ ‎【考点】摩擦力的判断与计算．‎ ‎【分析】先求出滑动摩擦力，若拉力大于最大静摩擦力物体运动，受到滑动摩擦力，若拉力小于最大静摩擦力物体静止，受的摩擦力与拉力相等．‎ ‎【解答】解：滑动摩擦力f=μFN=0.2×15=3N，当拉力为F=2N时，物体不动，物体受到地面的摩擦力大小为2.0N；‎ 弹簧拉力为F=4N时，大于最大静摩擦力3.5N，物体运动，物体受地面的摩擦力大小为3.0N．‎ 答案为：2.0，3.0，‎ ‎　‎ ‎12．某个25kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离拴绳子的横梁2.5m．如果秋千板摆动经过最低位置时的速度是3m/s，这时秋千板所受的压力为　340　N、方向为　竖直向下　（g取10m/s2，秋千板的质量不计．）‎ ‎【考点】向心力．‎ ‎【分析】“秋千”做圆周运动，经过最低位置时，由重力和秋千板对小孩的支持力提供向心力，根据牛顿第二定律求出支持力，再由牛顿第三定律求解小孩对秋千板的压力．‎ ‎【解答】解：以小孩为研究对象，根据牛顿第二定律得：‎ FN﹣mg=m 得到秋千板对小孩的支持力：FN=mg+m=25×=340N 由牛顿第三定律得小孩对秋千板的压力大小为340N，方向竖直向下．‎ 故答案为：340，竖直向下 ‎　‎ ‎13．如图所示，质量相等的物体a和b，置于水平地面上，它们与地面间的动摩擦因数相等，a、b间接触面光滑，在水平力F作用下，一起沿水平地面匀速运动时，a、b间的作用力FN=　　，如果地面的动摩擦因数变小，两者一起沿水平地面做匀加速运动，则FN　不变　（填“变大”或“变小”或“不变”）．‎ ‎【考点】牛顿第二定律．‎ ‎【分析】以b为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件求解a、b间的作用力N的大小．再对整体研究，根据平衡条件分析N与F的关系．‎ ‎【解答】解：以b为研究对象，b水平方向受到向右的a的作用力FN和地面向左的滑动摩擦力f，根据平衡条件得：‎ ‎ FN=f=μN=μmg．‎ 对整体研究：由平衡条件得知：F=μ•2mg，得到FN=‎ 如果地面的动摩擦因数变小，两者一起沿水平地面做匀加速运动，则对整体有：‎ F﹣2f=2ma 对b有：FN﹣f=ma 解得：FN=，不变 故答案为：，不变 ‎　‎ ‎14．如图甲，是“研究平抛物体运动”的实验装置图甲，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．‎ ‎（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有　ac　．‎ a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平 b．每次小球释放的初始位置可以任意选择 c．每次小球应从同一高度由静止释放 d．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 ‎（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图乙中y﹣x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是　C　．‎ ‎（3）如图丙，是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm，y2为45.0cm，A、B两点水平间距△x为40.0cm．则平抛小球的初速度v0为　2.0　m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为　4.0　m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）‎ ‎【考点】研究平抛物体的运动．‎ ‎【分析】（1）根据实验的原理，结合实验中的注意事项确定正确的操作步骤．‎ ‎（2）根据平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式求出y与x2的关系式，从而确定正确的图线．‎ ‎（3）根据位移时间公式分别求出抛出点到A、B两点的时间，结合水平位移和时间求出初速度．根据速度位移公式求出C点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出C点的速度．‎ ‎【解答】解：（1）a、为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端需水平，故a正确；‎ b、为了使小球的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止滚下，故b错误，c正确；‎ d、描绘小球的运动轨迹，用平滑曲线连接，故d错误．‎ 故选：ac．‎ ‎（2）根据x=v0t，y=得，y=，可知y﹣x2的图线为一条过原点的倾斜直线，故选：C．‎ ‎（3）5cm=0.05m，45cm=0.45m，40cm=0.40m，60cm=0.60m，‎ 根据得：，‎ 根据得：，‎ 则小球平抛运动的初速度为：．‎ C点的竖直分速度为： =m/s，‎ 根据平行四边形定则知，C点的速度为： m/s=4.0m/s．‎ 故答案为：（1）ac；（2）c；（3）2.0，4.0‎ ‎　‎ 三、计算题（每小题10分，共40分）‎ ‎15．如图质量为20kg的小孩坐在秋千板上，小孩离拴绳子的栋梁2m．如果秋千板摆到最低点时，速度为3m/s，问小孩对秋千板的压力是多大？如果绳子最大承受力为1200N，则小孩通过最低点时的最大速度是多少？（忽略秋千板的质量，g取10m/s2）‎ ‎【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．‎ ‎【分析】‎ 以小孩为研究对象，分析受力，小孩受到重力和秋千板的支持力，由这两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出支持力，再由牛顿第三定律研究他对秋千板的压力，当绳子的拉力达到最大承受力1200N时，小孩的速度最大，根据牛顿第二定律求解最大速度．‎ ‎【解答】解：小孩通过圆周运动最低点时，合外力提供向心力，则有：‎ 解得：FN=290N 根据牛顿第三定律可知，小孩对秋千板的压力是290N，‎ 当绳子的拉力达到最大承受力1200N时，小孩的速度最大，则有：‎ F﹣mg=m 解得：vm=10m/s 答：小孩对秋千板的压力是290N，如果绳子最大承受力为1200N，则小孩通过最低点时的最大速度是10m/s．‎ ‎　‎ ‎16．某同学以5m/s的水平初速度抛出一个物体，若抛出点离地面高1.8m，不计空气阻力．求：‎ ‎（1）物体在空中运动的时间 ‎（2）物体落地点到抛出点的水平距离．‎ ‎【考点】平抛运动．‎ ‎【分析】（1）物体做平抛运动，根据高度，结合位移时间公式求出物体在空中飞行的时间．‎ ‎（2）结合初速度和时间求出水平距离．‎ ‎【解答】解：（1）根据h=得，物体在空中飞行的时间t===0.6s．‎ ‎（2）物体飞行的水平距离 x=v0t=5×0.6m=3m．‎ 答：‎ ‎（1）物体在空中运动的时间是0.6s．‎ ‎（2）物体落地点到抛出点的水平距离是3m．‎ ‎　‎ ‎17．如图所示，质量均为m=3kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k=l00N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上．开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块B在水平外力F作用下向右做a=2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离，已知两物块与地面的动摩擦因数均为μ=0.5，g=l0m/s2．求：‎ ‎（1）物块A、B分离时，所加外力F的大小；‎ ‎（2）物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间．‎ ‎【考点】牛顿第二定律；胡克定律．‎ ‎【分析】（1）明确A、B分离时，B对A的作用力为0，对物体B运用牛顿第二定律列式得出F与加速度的关系式，从求求出F的大小；‎ ‎（2）根据胡克定律分析弹簧的弹力与压缩量之间的关系，从而确定位移，再根据位移公式即可求得时间．‎ ‎【解答】解：（1）物块A、B分离时，对B根据牛顿第二定律可知：‎ F﹣μmg=ma 解得：F=ma+μmg=3×2+0.5×30=21N ‎ ‎（2）A、B静止时，对A、B：根据平衡条件可知：‎ kx1=2μmg A、B分离时，对A根据牛顿第二定律可知：kx2﹣μmg=ma 此过程中 物体的位移为：x1﹣x2=at2‎ 解得：t=0.3s 答：（1）物块A、B分离时，所加外力F的大小为21N；‎ ‎（2）物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间为0.3s．‎ ‎　‎ ‎18．如图所示，足够长的圆柱形管底端固定一弹射器，弹射器上有一圆柱形滑块，圆柱管和弹射器的总质量为2m，滑块的质量为m，滑块与管内壁间的滑动摩擦力f=3mg．在恒定外力F=9mg的作用力下，圆柱管和滑块以同一加速度竖直向上做匀加速直线运动．某时刻弹射器突然开启，将滑块向上以相对地面2v弹离圆柱管的底端，同时圆柱管也以速度v仍向上运动．忽略弹射过程中弹片的位置变化，忽略空气影响，重力加速度为g．求：‎ ‎（1）弹射后，滑块相对管上升的最大距离；‎ ‎（2）从滑块被弹开到它第二次获得相对地面速度大小为2v的过程中，摩擦力对滑块做的功．‎ ‎【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】（1）滑块被弹射后与圆柱管共速前，滑块做匀减速运动，管子做匀加速运动，根据牛顿第二定律求得各自的加速度，由速度时间公式求出共速时经过的时间以及共同速度．再由位移公式求出此过程中两者的位移，得到位移之差即相对位移，即为滑块相对管上升的最大距离．‎ ‎（2）共速后，假设两者相对静止，设圆柱管和滑块系统的加速度为a0，根据牛顿第二定律求得临界加速度a0，并求出滑块所受的摩擦力，即可分析出两者共速．再由速度位移公式求出滑块从速度v1至2v的过程中通过的位移，最后运用动能定理求摩擦力对滑块做的功．‎ ‎【解答】解：（1）滑块被弹射后与圆柱管共速前，设圆柱管和滑块的加速度分别为a1和a2，根据牛顿第二定律，有：‎ ‎ F+f﹣2mg=2ma1①‎ ‎ mg+f=ma2②‎ 共速时滑块相对管上升的距离最大，设经过时间t1后，两者以v1共速，由运动学公式，可知 ‎ v1=v+a1t1，v1=2v﹣a2t1③‎ 联立①②③，得 ‎ t1=④‎ ‎ v1=⑤‎ 圆柱管的位移 ‎ s1=⑥‎ 滑块的位移 ‎ s2=⑦‎ 两者相对位移 ‎△s=s2﹣s1⑧‎ 联立⑥⑦⑧，得 ‎△s=⑨‎ ‎ s2= （10）‎ ‎（2）共速后，假设两者相对静止，设圆柱管和滑块系统的加速度为a0，根据牛顿第二定律得 ‎ F﹣（m+2m）g=（m+2m）a0 （11）‎ 对滑块 f0﹣mg=ma0 （12）‎ 联立（11）（12），得 ‎ a0=2g （13）‎ ‎ f0=3mg≤f （14）‎ 结果表明假设成立，圆柱管与滑块相对静止向上以a0匀加速向上运动．‎ 滑块从速度v1至2v的过程中通过的位移为 ‎ s3== （15）‎ 滑块被弹开到它第二次获得相对地面速度大小为2v的过程中，设摩擦力做的总功Wf，根据动能定理得 ‎﹣mg（s2+s3）+Wf=0 （16）‎ 联立（10）（15）（16）式，得 ‎ Wf= （17）‎ 答：（1）弹射后，滑块相对管上升的最大距离是．‎ ‎（2）摩擦力对滑块做的功是．‎ ‎　‎ ‎2017年2月25日