安徽省淮北市濉溪县2017届高三上学期期中物理试卷

安徽省淮北市濉溪县2017届高三上学期期中物理试卷

‎2016-2017学年安徽省淮北市濉溪县高三（上）期中物理试卷 ‎　‎ 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．请将正确选项选出填在本题后的答题栏内．‎ ‎1．制动防抱死系统（antilock brake system）简称ABS，其作用就是在汽车制动时，自动控制制动器制动力的大小，使车轮不被抱死，处于边滚边滑的状态，以保证车轮与地面的附着力为最大值．某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时，其车速与时间的变化关系分别如图中的①、②图线所示．由图可知，启用ABS后（　　）‎ A．瞬时速度总比不启用ABS时小 B．加速度总比不启用ABS时大 C．刹车后的平均速度比不启用ABS时小 D．刹车后前行的距离比不启用ABS更短 ‎2．如图，一截面为椭圆形的容器内壁光滑其质量为M，置于光滑水平面上，内有一质量为m的小球，当容器受到一个水平向右的力F作用向右匀加速运动时，小球处于图示位置，此时小球对椭圆面的压力大小为（　　）‎ A．m B．m C．m D．‎ ‎3．如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下列说法中正确的是（　　）‎ A．Q受到桌面的支持力增加 B．Q受到桌面的静摩擦力不变 C．小球P运动的角速度变小 D．小球P运动的周期变小 ‎4．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为双星系统．在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统．设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示．若AO＞OB，则（　　）‎ A．星球A的质量一定大于星球B的质量 B．星球A的线速度一定小于星球B的线速度 C．双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大 D．双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 ‎5．如图所示，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100km、周期为118min的工作轨道，开始对月球进行探测，则（　　）‎ A．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度大 B．卫星在轨道Ⅲ上经过P点的加速度速度与在轨道 II上经过P点时的加速度相等 C．卫星在轨道Ⅲ上运行周期比在轨道Ⅰ上大 D．卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时的大 ‎6．如图所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A自由转动．用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点．当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中（保持OA与地面夹角θ不变），OC绳所受拉力的大小变化情况是（　　）‎ A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 ‎7．一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳子提升一个质量为m的重物，开始车在滑轮的正下方，绳子的端点离滑轮的距离是H．车由静止开始向左做匀加速运动，经过时间t绳子与水平方向的夹角为θ，如图所示，则（　　）‎ A．车向左运动的加速度的大小为 B．车向左运动的加速度的大小为 C．重物m在t时刻速度的大小为cosθ•cotθ D．重物m在t时刻速度的大小为cotθ ‎8．如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则（　　）‎ A．有的氢原子能从基态跃迁到n=3的激发态上去 B．氢原子从基态跃迁到n=4的激发态上去 C．氢原子最多能发射3种波长不同的光 D．氢原子最多能发射6种波长不同的光 ‎9．地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a1，第一宇宙速度为v1，同步卫星离地心距离为r，运行速度为v2，加速度为a2，地球半径为R，则以下正确的是（　　）‎ A． = B． =（）2 C． = D． =‎ ‎10．测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335m．某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动．当B接收到反射回来的超声波信号时A、B相距355m，已知声速为340m/s，则下列说法正确的是（　　）‎ A．经1 s，B接收到返回的超声波 B．超声波追上A车时，A车前进了5 m C．A车加速度的大小为10 m/s2‎ D．A车加速度的大小为5 m/s2‎ ‎　‎ 二、实验题（本题共3小题，其中11题2分，第12题7分，第13题9分，共18分）‎ ‎11．某同学做“探究求合力的方法”的实验时，主要步骤是：‎ A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；‎ B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的一端系着绳套；‎ C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O点．记录O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；‎ D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；‎ E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；‎ F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．‎ 上述步骤中：（1）有重要遗漏的步骤的序号是　　和　　；‎ ‎（2）遗漏的内容分别是　　和　　．‎ ‎12．在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让弹簧自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F．实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F﹣x图线如图所示．‎ ‎（1）由图求出弹簧的劲度系数k=　　；‎ ‎（2）图线不过原点的原因是：　　；‎ ‎（3）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内弹力F与伸长量x成正比，即F=kx，式中k值与橡皮筋的原长l0、横截面积S有关．理论与实验都表明k=Y，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称为杨氏模量．‎ ‎①在国际单位中，杨氏模量Y的单位是　　；‎ A．N B．m C．N/m D．N/m2‎ ‎②若某橡皮筋的k值与（1）中弹簧的劲度系数相同，该橡皮筋的原长为10.0cm，横截面积为1.0mm2，则可知该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是　　（结果保留两位有效数字）．‎ ‎13．某实验小组应用如图1所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz．实验步骤如下：‎ A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；‎ B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；‎ C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；‎ D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．‎ 根据以上实验过程，回答以下问题：‎ ‎（1）对于上述实验，下列说法正确的是　　．‎ ‎ A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B．实验过程中砝码盘处于超重状态 C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半 E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量 ‎（2）图2是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz，则a=　　m/s2（结果保留两位有效数字）．‎ ‎（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，图3中与本实验相符合的是　　．‎ ‎　‎ 三、计算题：本题包括5小题，共52分．解答应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．‎ ‎14．我国探月工程已规划至“嫦娥四号”，并计划在2017年将嫦娥四号探月卫星发射升空．到时将实现在月球上自动巡视机器人勘测．已知万有引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，月球的平均密度为ρ，月球可视为球体，球体积计算公式V=πR3．求：‎ ‎（1）月球质量M；‎ ‎（2）嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度v．‎ ‎15．A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA=20m/s，B 车速度vB=30m/s，因大雾能见度低，B车在距A车600m时才发现前方的A车，因此B车立即刹车，但B车要减速运动1800m才能够停止． 若B车刹车10s后，A车以加速度aA=0.5m/s2加速前进，问能否避免事故？若能避免，试计算两车最近时的距离．‎ ‎16．光滑水平地面上，人与滑板A一起以v0=0.5m/s的速度前进，正前方不远处有一横杆，横杆另一侧有一静止滑板B，当人与A行至横杆前，人相对滑板竖直向上起跳越过横杆，A从横杆下方通过并与B发生弹性碰撞，之后人刚好落到B上，不计空气阻力，求最终人与B共同速度是多少？已知m人=40kg，mA=5kg，mB=10kg．‎ ‎17．一根长L=1m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m=0.5kg的小球（可视为质点），将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力，取g=10m/s2，则：‎ ‎（1）为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度；‎ ‎（2）在小球以速度1m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小；若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间．‎ ‎18．如图所示，水平传送带长为2m，以v1=1m/s的速度匀速运动，质量均为4kg的小物体P、Q与绕过定滑轮的轻绳相连，t=0时刻、P在传送带左端以初速度v2=4m/s向右运动，已知P与传送带间动摩擦因数为0.5，P在传动带上运动过程它与定滑轮间的绳始终水平，不计定滑轮质量和摩擦，绳不可伸长且足够长度，最大静摩擦力视为等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，求：‎ ‎（1）t=0时刻小物体P的加速度大小和方向．‎ ‎（2）小物体P向右运动的最大距离．‎ ‎（3）小物体P滑离传送带时的速度．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年安徽省淮北市濉溪县高三（上）期中物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．请将正确选项选出填在本题后的答题栏内．‎ ‎1．制动防抱死系统（antilock brake system）简称ABS，其作用就是在汽车制动时，自动控制制动器制动力的大小，使车轮不被抱死，处于边滚边滑的状态，以保证车轮与地面的附着力为最大值．某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时，其车速与时间的变化关系分别如图中的①、②图线所示．由图可知，启用ABS后（　　）‎ A．瞬时速度总比不启用ABS时小 B．加速度总比不启用ABS时大 C．刹车后的平均速度比不启用ABS时小 D．刹车后前行的距离比不启用ABS更短 ‎【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】v﹣t图象中图线上的点表示物体各点的速度；图象的斜率表示加速度；而图象与时间轴围成的面积表示加速度；再根据平均速度公式即可分析平均速度．‎ ‎【解答】解：A、图象中各点的纵坐标表示对应的速度，由图可知，启用ABS后瞬时速度开始时比不启用时要大；故A错误；‎ B、图象的斜率表示加速度，由图可知，开始时的加速度小于不启用时的加速度；故B错误；‎ C、由图可知，启用后经过的位移明显小于不启用时的位移，但由于时间关系不明显，无法确定平均速度大小；故C错误，D正确；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎2．如图，一截面为椭圆形的容器内壁光滑其质量为M，置于光滑水平面上，内有一质量为m的小球，当容器受到一个水平向右的力F作用向右匀加速运动时，小球处于图示位置，此时小球对椭圆面的压力大小为（　　）‎ A．m B．m C．m D．‎ ‎【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．‎ ‎【分析】先以整体为研究对象，根据牛顿第二定律求出加速度，再对小球研究，求出椭圆面对小球的支持力大小，由牛顿第三定律得到小球对椭圆面的压力大小．‎ ‎【解答】解：先以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：加速度为a=‎ 再对小球研究，分析受力情况，如图，由牛顿第二定律得到：‎ ‎ N==m 故选：B ‎　‎ ‎3．如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下列说法中正确的是（　　）‎ A．Q受到桌面的支持力增加 B．Q受到桌面的静摩擦力不变 C．小球P运动的角速度变小 D．小球P运动的周期变小 ‎【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．‎ ‎【分析】金属块Q保持在桌面上静止，根据平衡条件分析所受桌面的支持力是否变化．以P为研究对象，根据牛顿第二定律分析细线的拉力的变化，判断Q受到桌面的静摩擦力的变化．由向心力知识得出小球P运动的角速度、加速度与细线与竖直方向夹角的关系，再判断其变化．‎ ‎【解答】解：设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为T，细线的长度为L．P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，则有：T=…①‎ mgtanθ=mω2Lsinθ=ma…②‎ A、Q受到重力、支持力绳子的拉力和桌面的支持力、摩擦力的作用，在竖直方向上：‎ Mg+Tcosθ=FN…③‎ 联立①③可得：FN=Mg+mg，与小球的高度、绳子与竖直方向之间的夹角都无关，保持不变．故A错误；‎ B、由②得角速度ω=，向心加速度a=gtanθ，使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时，θ增大，cosθ减小，tanθ增大，则得到细线拉力T增大，角速度增大向心加速度增大．对Q球，由平衡条件得知，Q受到桌面的静摩擦力变大，故BC错误；‎ D、小球的角速度增大，根据：T=可知，小球的周期将减小．故D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎4．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为双星系统．在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统．设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示．若AO＞OB，则（　　）‎ A．星球A的质量一定大于星球B的质量 B．星球A的线速度一定小于星球B的线速度 C．双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大 D．双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据向心力公式判断质量关系，根据v=ωr判断线速度关系．根据万有引力提供向心力公式得出周期与总质量、距离之间的关系式，然后判断即可．‎ ‎【解答】解：A、双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据万有引力提供向心力公式得：，因为AO＞OB，所以mA＜mB，即A的质量一定小于B的质量．故A错误；‎ B、双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据v=ωr可知，星球A的线速度一定大于星球B的线速度．故B错误；‎ C、根据万有引力提供向心力公式得：，解得周期为T=，由此可知双星的总质量一定，转动周期越小，故C错误．‎ D、根据T=，由此可知，若双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大．故D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎5．如图所示，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100km、周期为118min的工作轨道，开始对月球进行探测，则（　　）‎ A．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度大 B．卫星在轨道Ⅲ上经过P点的加速度速度与在轨道 II上经过P点时的加速度相等 C．卫星在轨道Ⅲ上运行周期比在轨道Ⅰ上大 D．卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时的大 ‎【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．‎ ‎【分析】卫星做圆周运动万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出线速度、加速度、周期然后比较大小，根据变轨的原理比较在不同轨道上的同一点速度大小．‎ ‎【解答】解：A、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m，解得：v=卫星在轨道Ⅲ上轨道半径大于月球半径，则卫星在轨道Ⅲ上速度小于月球的第一宇宙速度，故A错误；‎ B、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=ma，解得：a=，由于在P点轨道半径r相同，则向心加速度a相同，即：卫星在轨道Ⅲ上经过P点的加速度速度与在轨道 II上经过P点时的加速度相等，故B正确；‎ C、由开普勒第三定律： =k，由于卫星在轨道Ⅲ的轨道半径小于比在轨道Ⅰ上轨道半径，则卫星在轨道Ⅲ上运行周期比在轨道Ⅰ上小，故C错误；‎ D、卫星从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅰ上要在P点加速做离心运动，因此卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时小，故D错误；‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A自由转动．用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点．当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中（保持OA与地面夹角θ不变），OC绳所受拉力的大小变化情况是（　　）‎ A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 ‎【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G受力分析可知竖直绳上的拉力不变，再对结点O分析可得出受力的平行四边形；根据C点的移动利用图示法可得出OC拉力的变化．‎ ‎【解答】解：对G分析，G受力平衡，则拉力等于重力；故竖直绳的拉力不变；‎ 再对O点分析，O受绳子的拉力OA的支持力及OC的拉力而处于平衡；受力分析如图所示；‎ 将F和OC绳上的拉力合力，其合力与G大小相等，方向相反，则在OC上移的过程中，平行四边形的对角线保持不变，平行四边形发生图中所示变化，则由图可知OC的拉力先减小后增大，图中D点时力最小；‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎7．一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳子提升一个质量为m的重物，开始车在滑轮的正下方，绳子的端点离滑轮的距离是H．车由静止开始向左做匀加速运动，经过时间t绳子与水平方向的夹角为θ，如图所示，则（　　）‎ A．车向左运动的加速度的大小为 B．车向左运动的加速度的大小为 C．重物m在t时刻速度的大小为cosθ•cotθ D．重物m在t时刻速度的大小为cotθ ‎【考点】运动的合成和分解；匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】AB、根据位移时间关系公式列式求解加速度；‎ CD、先求解小车B位置的速度，然后将小车B位置的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，其中平行绳子的分速度与重物m的速度相等．‎ ‎【解答】解：AB、小车做匀加速直线运动，根据位移时间关系公式，有： =at2，‎ 解得：a=；故A错误，B正确；‎ CD、图示时刻小车速度为：v=at=，‎ 将小车B位置的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示：‎ 根据平行四边形定则，有：v1=vcosθ==cosθ•cotθ，‎ 其中平行绳子的分速度与重物m的速度相等，故重物速度为cosθ•cotθ；故C正确，D错误；‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则（　　）‎ A．有的氢原子能从基态跃迁到n=3的激发态上去 B．氢原子从基态跃迁到n=4的激发态上去 C．氢原子最多能发射3种波长不同的光 D．氢原子最多能发射6种波长不同的光 ‎【考点】氢原子的能级公式和跃迁．‎ ‎【分析】根据玻尔理论，氢原子只能吸收能量等于两个能级之差的光子的能量．氢原子吸收了能量后，从基态跃迁到n能级的激发态上去，再从此激发态向低能级跃迁，‎ 可发出种波长不同的光．‎ ‎【解答】解：A、B、氢原子的能级图得到，n=4的激发态与基态的能级差为△E=E4﹣E1=﹣0.85eV﹣（﹣13.6eV）=12.75eV，所以用能量为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，氢原子能从基态跃迁到n=4的激发态上去，不能从基态跃迁到n=3的激发态上去．故A错误，B正确．‎ C、D、氢原子吸收光子的能量跃迁到n=4的激发态后，向低能级跃迁时，任意两个能级之间发生一次跃迁，共发射=6种波长不同的光．故C错误，D正确．‎ 故选：BD ‎　‎ ‎9．地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a1，第一宇宙速度为v1，同步卫星离地心距离为r，运行速度为v2，加速度为a2，地球半径为R，则以下正确的是（　　）‎ A． = B． =（）2 C． = D． =‎ ‎【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．‎ ‎【分析】同步卫星的周期与地球的自转周期相同，根据a=rω2得出同步卫星和随地球自转物体的向心加速度之比，根据万有引力提供向心力得出第一宇宙速度与同步卫星的速度之比．‎ ‎【解答】解：A、因为同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度ω相等，根据a=rω2得， =，故A正确，B错误；‎ C、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m，解得：v=，则： =，故C错误，D正确；‎ 故选：AD．‎ ‎　‎ ‎10．测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335m．某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动．当B接收到反射回来的超声波信号时A、B相距355m，已知声速为340m/s，则下列说法正确的是（　　）‎ A．经1 s，B接收到返回的超声波 B．超声波追上A车时，A车前进了5 m C．A车加速度的大小为10 m/s2‎ D．A车加速度的大小为5 m/s2‎ ‎【考点】匀变速直线运动的速度与时间的关系．‎ ‎【分析】从B发出超声波到接收到反射回来的超声波信号这段时间内，求出A的位移，由于超声波从B发出到A与被A反射到被B接收所需的时间相等，根据匀变速直线运动的推论求出超声波从B发出到A这段时间内A的位移，从而得出超声波从B到A的位移，根据声速求出运行的时间，从而再根据△x=aT2求出汽车运动的加速度．‎ ‎【解答】‎ 解：A、B、超声波从B发出到A与被A反射到被B接收所需的时间相等，在整个这段时间内汽车的位移x=355﹣335m=20m．初速度为零的匀变速直线运动，在开始相等时间内的位移之比为1：3，所以x1=5m，x2=15m，则超声波被A接收时，AB的位移x′=335+5m=340m，所以超声波从B发出到被A接收所需的时间为：T==1s．‎ 则t=2T=2s，故A错误，B正确；‎ C、D、根据△x=aT2得：a=m/s2=10m/s2．故C正确，D错误；‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ 二、实验题（本题共3小题，其中11题2分，第12题7分，第13题9分，共18分）‎ ‎11．某同学做“探究求合力的方法”的实验时，主要步骤是：‎ A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；‎ B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的一端系着绳套；‎ C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O点．记录O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；‎ D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；‎ E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；‎ F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．‎ 上述步骤中：（1）有重要遗漏的步骤的序号是　C　和　E　；‎ ‎（2）遗漏的内容分别是　步骤C中未记下两条细绳的方向　和　步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O　．‎ ‎【考点】验证力的平行四边形定则．‎ ‎【分析】本实验的目的是验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，根据实验目的和原理，分析遗漏的内容．‎ ‎【解答】解：（1）本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，得出结果．所以，实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示．有重要遗漏的步骤的序号是C、E．‎ ‎（2）遗漏的内容分别是：步骤C中未记下两条细绳的方向；步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O．‎ 故答案是：（1）C、E ‎ ‎（2）步骤C中未记下两条细绳的方向；步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O ‎　‎ ‎12．在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让弹簧自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F．实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F﹣x图线如图所示．‎ ‎（1）由图求出弹簧的劲度系数k=　75　；‎ ‎（2）图线不过原点的原因是：　弹簧自身重力的影响　；‎ ‎（3）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内弹力F与伸长量x成正比，即F=kx，式中k值与橡皮筋的原长l0、横截面积S有关．理论与实验都表明k=Y，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称为杨氏模量．‎ ‎①在国际单位中，杨氏模量Y的单位是　D　；‎ A．N B．m C．N/m D．N/m2‎ ‎②若某橡皮筋的k值与（1）中弹簧的劲度系数相同，该橡皮筋的原长为10.0cm，横截面积为1.0mm2，则可知该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是　1.0×107N/m2　（结果保留两位有效数字）．‎ ‎【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．‎ ‎【分析】分析图象可知伸长量和拉力的关系；由胡克定律可求出弹簧的劲度系数．‎ ‎【解答】解：（1）由图可知，弹簧的劲度系数为K===100N/m；‎ ‎（2）该图线不过原点的原因是：弹簧自身有重力，弹簧水平放置其自然长度为L，竖直放置时由于自身的重力必然就会有一定的伸长．‎ ‎（3）①由k=Y得：Y==故单位为N/m2‎ ‎②由Y=得，Y==1.0×107N/m2‎ 故答案为：（1）100N/m；（2）弹簧自身重力的影响；（3）①D；②1.0×107N/m2‎ ‎　‎ ‎13．某实验小组应用如图1所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz．实验步骤如下：‎ A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；‎ B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；‎ C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；‎ D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．‎ 根据以上实验过程，回答以下问题：‎ ‎（1）对于上述实验，下列说法正确的是　C　．‎ ‎ A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B．实验过程中砝码盘处于超重状态 C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半 E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量 ‎（2）图2是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz，则a=　0.42　m/s2（结果保留两位有效数字）．‎ ‎（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，图3中与本实验相符合的是　A　．‎ ‎【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．‎ ‎【分析】（1）根据实验原理，可知小车的加速度与砝码盘的加速度不等，但弹簧测力计的读数为小车所受合外力，砝码加速度向下，处于失重状态，不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件；‎ ‎（2）在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据作差法求解加速度；‎ ‎（3）数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，应该是过原点的一条倾斜直线．‎ ‎【解答】解：（1）A、由图可知，小车的加速度是砝码盘的加速度大小的2倍，故A错误；‎ B、实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故B错误；‎ C、小车相连的轻绳与长木板一定要平行，保证拉力沿着木板方向，故C正确；‎ D、实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半，故D错误；‎ E、由于不是砝码的重力，即为小车的拉力，故不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故E错误；‎ 故选：C ‎（2）设相邻两个计数点之间的位移分别为x1、x2、x3、x4，相邻两个计数点之间的时间间隔T=5×0.02=0.1s，‎ 由△x=aT2结合作差法得：a==≈=0.42m/s2；‎ ‎（3）由牛顿第二定律得：a=F，小车质量m一定，a与F成正比，a﹣F图象应该是一条过原点的倾斜直线，由图示图象可知，A正确，BCD错误；‎ 故选：A．‎ 故答案为：（1）C；（2）0.42；（3）A．‎ ‎　‎ 三、计算题：本题包括5小题，共52分．解答应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．‎ ‎14．我国探月工程已规划至“嫦娥四号”，并计划在2017年将嫦娥四号探月卫星发射升空．到时将实现在月球上自动巡视机器人勘测．已知万有引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，月球的平均密度为ρ，月球可视为球体，球体积计算公式V=πR3．求：‎ ‎（1）月球质量M；‎ ‎（2）嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度v．‎ ‎【考点】万有引力定律及其应用；向心力．‎ ‎【分析】月球表面的重力与万有引力相等，绕月球圆周运动的向心力由万有引力提供，据此列式计算．‎ ‎【解答】解：（1）设：月球半径为R G=mg …①‎ 月球的质量为：M= …②‎ 由①②得：M= …③‎ ‎（2）万有引力提供向心力：G=m …④‎ 由①②得：R= …⑤‎ 由④⑤得：v== …⑥‎ 答：（1）月球质量M=；‎ ‎（2）嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度为．‎ ‎　‎ ‎15．A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA=20m/s，B 车速度vB=30m/s，因大雾能见度低，B车在距A车600m时才发现前方的A车，因此B车立即刹车，但B车要减速运动1800m才能够停止． 若B车刹车10s后，A车以加速度aA=0.5m/s2加速前进，问能否避免事故？若能避免，试计算两车最近时的距离．‎ ‎【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】根据匀变速直线运动的速度位移公式求出B车刹车后减速运动的加速度；根据速度时间公式求出速度相等经历的时间，结合位移公式求出两车的位移，通过位移关系确定是否发生撞车事故，若不相撞，结合位移关系求出最近距离．‎ ‎【解答】解：设B车减速运动的加速度大小为a1，有 代入数据：‎ 解得：aB=0.25 m/s2‎ 设B车减速t s时两车的速度相同为v，有v=vB﹣aBt=vA+aA（t﹣△t）‎ 代入数值：30﹣0.25t=20+0.5（t﹣10）‎ 解得t=20 s，v=25m/s 在此过程中A车前进的位移为： =‎ B车前进的位移为 ‎△x=xB﹣xA=550﹣425=125m＜600m故不会发生撞车事故 此时两车的最短距离为xmin=d﹣△x=600﹣125=475m 答：不会发生撞车事故，两车间的最短距离475m ‎　‎ ‎16．光滑水平地面上，人与滑板A一起以v0=0.5m/s的速度前进，正前方不远处有一横杆，横杆另一侧有一静止滑板B，当人与A行至横杆前，人相对滑板竖直向上起跳越过横杆，A从横杆下方通过并与B发生弹性碰撞，之后人刚好落到B上，不计空气阻力，求最终人与B共同速度是多少？已知m人=40kg，mA=5kg，mB=10kg．‎ ‎【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．‎ ‎【分析】人跳起后A与B碰撞前后动量守恒，机械能守恒，根据动量守恒定律以及机械能守恒定律列式求出碰后A的速度，人下落与B作用前后，水平方向动量守恒，再根据动量守恒定律求解．‎ ‎【解答】解：人跳起后A与B碰撞前后动量守恒，机械能守恒，‎ 设碰后A的速度v1，B的速度为v2，‎ mAv0=mAv1+mBv2‎ 解得： m/s ‎ 人下落与B作用前后，水平方向动量守恒，设共同速度v3，‎ m人v0+mBv2=（m人+mb）v3‎ 代入数据得：v3=m/s ‎ 答：最终人与B共同速度是m/s．‎ ‎　‎ ‎17．一根长L=1m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m=0.5kg的小球（可视为质点），将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力，取g=10m/s2，则：‎ ‎（1）为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度；‎ ‎（2）在小球以速度1m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小；若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间．‎ ‎【考点】向心力；平抛运动．‎ ‎【分析】（1）小球在竖直面内能够做完整的圆周运动，在最高点时至少应该是重力作为所需要的向心力，由重力作为向心力可以求得最小的速度；‎ ‎（2）由于v＜V0，故绳中没有张力，小球将做平抛运动，根据平抛运动的规律可以求得运动的时间．‎ ‎【解答】解：（1）小球做圆周运动的临界条件为重力刚好提供最高点时小球做圆周运动的向心力 即mg=m 解得v0== m/s ‎（2）因为v＜v0，故绳中无张力 小球将做平抛运动，其运动轨迹如图中实线所示 有L2=（y﹣L）2+x2‎ x=v2t ‎ y=gt2‎ 代入数据联立解得t=0.6 s 答：（1）为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球m/s的水平速度；‎ ‎（2）若小球以速度1m/s水平抛出的瞬间，绳中无张力，绳子再次伸直时所经历的时间是0.6s．‎ ‎　‎ ‎18．如图所示，水平传送带长为2m，以v1=1m/s的速度匀速运动，质量均为4kg的小物体P、Q与绕过定滑轮的轻绳相连，t=0时刻、P在传送带左端以初速度v2=4m/s向右运动，已知P与传送带间动摩擦因数为0.5，P在传动带上运动过程它与定滑轮间的绳始终水平，不计定滑轮质量和摩擦，绳不可伸长且足够长度，最大静摩擦力视为等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，求：‎ ‎（1）t=0时刻小物体P的加速度大小和方向．‎ ‎（2）小物体P向右运动的最大距离．‎ ‎（3）小物体P滑离传送带时的速度．‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动规律的综合运用．‎ ‎【分析】（1）分析P和Q的受力情况，根据牛顿第二定律分别对P、Q列式，即可求得P的加速度．‎ ‎（2）P先向右做匀减速运动，速度减至零后在传送带的摩擦带动下继续向右做加速度不同的匀减速运动，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解．‎ ‎（3）P向右的速度减为0后，受力不变，再以加速度a2向左做匀加速运动，直到从左端离开传送带，由运动学公式求解．‎ ‎【解答】解：（1）开始时小物块的速度大于传送带的速度，受到的摩擦力的方向向左，同时受到向左的拉力，由牛顿第二定律 对P：T1+μmg=ma1‎ 对Q：mg﹣T1=ma1‎ 联立以上方程解得：a1=7.5m/s2，方向向左 ‎（2）P先以加速度大小a1向右做匀减速运动，直到速度减为v1，设位移为x1，由运动学公式得：‎ ‎﹣=﹣2a1x1‎ 代入数据解得：x1=1m ‎ P接着以加速度大小为a2向右做匀减速运动，直到速度减为0，设位移为x2，P受到向左的拉力和向右的摩擦力，由牛顿第二定律 对p：T2﹣μmg=ma2‎ 对Q：mg﹣T2=ma2‎ 联立以上方程解得：a2=2.5m/s2‎ 由运动学公式得：‎ 解得：x2=0.2m ‎ 故P向右运动的最大距离为：x=x1+x2=1+0.2=1.2m ‎ ‎（3）P向右的速度减为0后，受力不变，再以加速度a2向左做匀加速运动，直到从左端离开传送带，由运动学公式得：‎ ‎ v2=2a2x 代入数据解得：‎ 答：‎ ‎（1）t=0时刻小物体P的加速度大小是7.5m/s2，方向向左．‎ ‎（2）小物体P向右运动的最大距离是1.2m．‎ ‎（3）小物体P滑离传送带时的速度是m/s．‎ ‎　‎ ‎2017年1月6日