湖南省衡阳市衡阳五中2017届高三(上)月考物理试卷(10月份)(解析版)

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湖南省衡阳市衡阳五中2017届高三(上)月考物理试卷(10月份)(解析版)

‎2016-2017学年湖南省衡阳市衡阳五中高三(上)月考物理试卷(10月份)‎ ‎ ‎ 一、选择题(本大题12小题,每小题4分,共48分)‎ ‎1.如图所示,用长为l的绳子一端系着一个质量为m的小球,另一端固定在O点,拉小球至A点,此时绳偏离竖直方向θ,松手后小球经过最低点时的速率为(  )(空气阻力不计)‎ A.B.C.D.‎ ‎2.如图所示,铁板AB与水平地面间的夹角为θ,一块磁铁吸附在铁板下方.在缓慢抬起铁块B端使θ角增加(始终小于90°)的过程中,磁铁始终相对铁板静止.则下列说法正确的是(  )‎ A.磁铁所受合外力逐渐减小B.磁铁始终受到三个力的作用 C.磁铁受到的摩擦力逐渐减小D.铁板对磁铁的弹力逐渐增大 ‎3.如图所示,用同样的力F拉同一物体,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离,则拉力F的做功情况是(  )‎ A.甲中做功最少B.丁中做功最多C.做功一样多D.无法比较 ‎4.人推着一辆自行车在水平道路上前进,自行车受到的力中做正功的是(  )‎ A.重力B.摩擦力C.支持力D.人的推力 ‎5.如图所示,质量为m的物体置于光滑水平面上,一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上,另一端在力F作用下,以恒定速度v0竖直向下运动.物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角α=45°过程中,绳中拉力对物体做的功为(  )‎ A. mv02B.mv02C. mv02D. mv02‎ ‎6.如图所示,在原来静止的木箱内的水平底面上放着物体A,A被一伸长的弹簧(弹簧轴线沿水平方向)拉住而静止,在以后的运动中发现物体A被向右拉动了,则木箱的运动情况可能是(  )‎ A.加速下降B.加速上升C.匀速向右运动D.加速向左运动 ‎7.如图所示,一人用200N的力通过绳子和定滑轮拉一个静止在地面上重600N的物体,则绳子对物体的拉力Fr和物体所受地面的支持力FN(  )‎ A.Fr=200N,FN=400NB.Fr=600N,FN=200N C.Fr=200N,FN=200ND.Fr=400N,FN=200N ‎8.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小.图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,其中你认为正确的是(  )‎ A.B.C.D.‎ ‎9.汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5m/s2,那么开始刹车后2s与开始刹车后6s汽车通过的位移大小之比为(  )‎ A.1:4B.3:5C.3:4D.5:9‎ ‎10.蹦床运动可简化为一个小球落到竖直放置轻弹簧上的运动,如图甲所示.质量为m的小球,从离弹簧上端高h处自由下落,接触弹簧后继续向下运动.以小球刚开始下落计时,以竖直向下为正方向,小球的速度v随时间t变化的图线如图乙所示.图线中的OA段为直线,与曲线ABCD相切于A点.不考虑空气阻力,则关于小球的运动过程,下列说法中正确的是(  )‎ A.下落h高度时小球速度最大 B.小球在t4时刻所受弹簧弹力大于2mg C.t2﹣t1>t3﹣t2‎ D.球在t1到t4的时间内重力势能减小量大于弹簧弹性势能的增加量 ‎11.一物块在水平外力F的作用下沿水平面做直线运动,其运动的v﹣t图象如图所示.设0~tl、tl~t2、t2以后F的大小分别为F1、F2、F3,关于这三个力的大小关系,下列说法正确的是(  )‎ A.F1=F2=F3B.F1=F3<F2C.F1<F2<F3D.F1<F3<F2‎ ‎12.据报道,一个国际研究小组借助于智利的天文望远镜,观测到了一组双星系统,它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动,如图所示.假设此双星系统中体积较小的成员能“吸食”另一颗体积较大星体的表面物质,达到质量转移的目的,在演变过程中两者球心之间的距离保持不变,双星平均密度可视为相同.则在最初演变的过程中(  )‎ A.它们做圆周运动的万有引力保持不变 B.它们做圆周运动的角速度不断变小 C.体积较大的星体圆周运动轨迹的半径变大,线速度变大 D.体积较大的星体圆周运动轨迹的半径变小,线速度变大 ‎ ‎ 二、实验题 ‎13.如图,在“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带上,从O点开始记录几个计数点,依次编为1、2、3、4、5、6,这些相邻的计数点之间还有四个点未画出(打点计时器的电源频率是50Hz),测得s1=1.22cm,s2=2.00cm,s3=2.78cm,s4=3.62cm,s5=4.40cm,s6=5.18cm..试根据纸带求解以下问题:‎ ‎(1)接通电源与让释放纸带,这两个操作的先后顺序应当是  ‎ A.先接通电源,后释放纸带 B.先释放纸带,后接通电源 C.释放纸带的同时接通电源 D.先接通电源或先释放纸带都可以 ‎(2)电火花计时器所使用的电源电压是  V ‎(3)与小车相连的是纸带的  端(选填“左”或“右”);‎ ‎(4)两相邻计数点间的时间间隔T=  s;‎ ‎(5)A点处瞬时速度的大小vA=  m/s;‎ ‎(6)利用逐差法求小车运动加速度的表达式为:  ;(请用S1、S2、…、S6和T来表示)‎ ‎(7)求出的加速度的大小为:a=  m/s2.(保留两位有效数字)‎ ‎ ‎ 三、计算题 ‎14.在大风的情况下,一小球m自A点竖直向上抛出,其运动轨迹如图所示.小球运动轨迹上A、B两点在同一水平线上,M点为轨迹的最高点.若风力的大小恒定、方向水平向右,小球抛出时的动能为4J,在M点时它的动能为2J,不计其它的阻力.求:‎ ‎(1)小球水平位移S1与S2的比值 ‎(2)小球所受风力F与重力G的比(结果可用根式表示)‎ ‎(3)小球落回到B点时重力的瞬时功率P的表达式.‎ ‎15.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象,现利用这种照相机对某款家用汽车的加速性能进行研究.如图为汽车做匀加速直线运动时的三次曝光照片,照相机每两次曝光的时间间隔为1.0s,已知该汽车的质量为2000kg,额定功率为90kW,假设汽车运动过程中所受的阻力恒为1500N.‎ ‎(1)试利用上图,求该汽车的加速度;‎ ‎(2)求汽车所能达到的最大速度是多大?‎ ‎(3)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动,匀加速运动状态最多能保持多长时间?‎ ‎16.某物体沿一条直线运动:‎ ‎(1)若前一半时间内的平均速度为v1,后一半时间内的平均速度为v2,求全程的平均速度.‎ ‎(2)若前一半位移的平均速度为v1,后一半位移的平均速度为v2,全程的平均速度又是多少?‎ ‎17.有一个用直流电动机提升重物的装置,重物的质量m=50kg,电路电压为120V,当电动机以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5A,求:‎ ‎(1)电动机线圈的电阻R等于多少.‎ ‎(2)电动机对该重物的最大提升速度是多少.‎ ‎(3)若因故障电动机不能转动,这时通过电动机的电流是多大,电动机消耗的电功率又为多大.(取g=10m/s2)‎ ‎ ‎ ‎2016-2017学年湖南省衡阳市衡阳五中高三(上)月考物理试卷(10月份)‎ 参考答案与试题解析 ‎ ‎ 一、选择题(本大题12小题,每小题4分,共48分)‎ ‎1.如图所示,用长为l的绳子一端系着一个质量为m的小球,另一端固定在O点,拉小球至A点,此时绳偏离竖直方向θ,松手后小球经过最低点时的速率为(  )(空气阻力不计)‎ A.B.C.D.‎ ‎【考点】机械能守恒定律.‎ ‎【分析】小球摆动过程中,受到重力和拉力;只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律列式求解即可 ‎【解答】解:小球从A到最低点的过程中,只有重力做功,机械能守恒,故有:mgL(1﹣cosθ)=‎ 解得:v=‎ 故选:B.‎ ‎ ‎ ‎2.如图所示,铁板AB与水平地面间的夹角为θ,一块磁铁吸附在铁板下方.在缓慢抬起铁块B端使θ角增加(始终小于90°)的过程中,磁铁始终相对铁板静止.则下列说法正确的是(  )‎ A.磁铁所受合外力逐渐减小B.磁铁始终受到三个力的作用 C.磁铁受到的摩擦力逐渐减小D.铁板对磁铁的弹力逐渐增大 ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用;摩擦力的判断与计算;物体的弹性和弹力.‎ ‎【分析】对铁块受力分析,受重力、磁力支持力和摩擦力,根据平衡条件列式求解出支持力和摩擦力的表达式后分析.‎ ‎【解答】解:对铁块受力分析,受重力G、磁力F、支持力N和摩擦力f,如图 由于始终平衡,故合力为零,故A错误B错误;‎ 根据平衡条件,有:‎ mgsinθ﹣f=0‎ F﹣mgcosθ﹣N=0‎ 解得:‎ f=mgsinθ N=F﹣mgcosθ 由于θ不断变大,故f不断变大,N不断变大,故C错误,D正确;‎ 故选:D.‎ ‎ ‎ ‎3.如图所示,用同样的力F拉同一物体,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离,则拉力F的做功情况是(  )‎ A.甲中做功最少B.丁中做功最多C.做功一样多D.无法比较 ‎【考点】功的计算.‎ ‎【分析】通过功的公式W=Fscosθ去比较做功的大小.‎ ‎【解答】解:四种情况拉力相同,位移相同,拉力与位移同向,所以做功一样多.故C正确,A、B、D错误.‎ 故选C.‎ ‎ ‎ ‎4.人推着一辆自行车在水平道路上前进,自行车受到的力中做正功的是(  )‎ A.重力B.摩擦力C.支持力D.人的推力 ‎【考点】功的计算.‎ ‎【分析】分析自行车在运动中受力情况,根据功的公式判定做功情况.‎ ‎【解答】解:人推着自行车前进时,自行车受重力、支持力、人的推力及摩擦力的作用;‎ 重力和支持力与运动方向相互垂直,不做功;由于是人的推动才使自行车前进,则自行车受到的摩擦力均向后;故摩擦力做负功;‎ 只有人的推力与运动方向相同,推力做正功;‎ 故选:D.‎ ‎ ‎ ‎5.如图所示,质量为m的物体置于光滑水平面上,一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上,另一端在力F作用下,以恒定速度v0竖直向下运动.物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角α=45°过程中,绳中拉力对物体做的功为(  )‎ A. mv02B.mv02C. mv02D. mv02‎ ‎【考点】功的计算.‎ ‎【分析】由于力F做匀速运动,将物体的运动分解为沿绳子方向的运动,以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动,根据沿绳子方向的运动速度和平行四边形定则求解物体的速度,再运用动能定理求解.‎ ‎【解答】解:一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上,另一端在力F作用下,以恒定速度v0竖直向下运动.‎ 将物体的运动分解为沿绳子方向的运动,以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动,‎ 则由三角函数可解得:运动到绳与水平方向夹角α=45°时物体的速度v==v0‎ 物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角α=45°过程中,物体只受绳子拉力做功,‎ 运用动能定理得 W=mv2﹣0=mv02.‎ 故选B.‎ ‎ ‎ ‎6.如图所示,在原来静止的木箱内的水平底面上放着物体A,A被一伸长的弹簧(弹簧轴线沿水平方向)拉住而静止,在以后的运动中发现物体A被向右拉动了,则木箱的运动情况可能是(  )‎ A.加速下降B.加速上升C.匀速向右运动D.加速向左运动 ‎【考点】超重和失重.‎ ‎【分析】对物体进行受力分析,可知物体在水平方向受弹力及摩擦力,只有摩擦力减小时物体才会向右运动,分析升降机的运动情况可得出摩擦力的变化是否符合题意.‎ ‎【解答】解:A、加速下降,升降机有向下的加速度,失重,物体对地板的正压力减小;这时的最大静摩擦力小于电梯静止时的静摩擦力,而弹簧的弹力又未改变,故在这种情况下A可能被拉向右方;故A正确;‎ B、加速上升物体具有向上的加速度,超重,增大了物体与地板间的最大静摩擦力,弹簧不会拉向右方,故B错误;‎ C、匀速向右运动时,物体对地面的压力不变;故物体不会产生运动;故C错误;‎ D、加速向左运动时,物体由于惯性的作用相对于木箱会有向右的运动趋势;故D正确;‎ 故选:AD.‎ ‎ ‎ ‎7.如图所示,一人用200N的力通过绳子和定滑轮拉一个静止在地面上重600N的物体,则绳子对物体的拉力Fr和物体所受地面的支持力FN(  )‎ A.Fr=200N,FN=400NB.Fr=600N,FN=200N C.Fr=200N,FN=200ND.Fr=400N,FN=200N ‎【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】用200N的力通过绳子和定滑轮拉一个静止在地面上重600N的物体,人和物体都处于静止状态,以人为研究对象,分析受力,由平衡条件求出地面对人的支持力.‎ ‎【解答】解:人用200N的力拉绳子,所以绳子对物体的拉力是200N;‎ 以物体为研究对象,物体受到重力、向上的拉力和地面的支持力,拉力等于200N,重力等于600N,由平衡条件得 地面对物体的支持力FN=G﹣F=600N﹣200N=400N;‎ 故选:A ‎ ‎ ‎8.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小.图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,其中你认为正确的是(  )‎ A.B.C.D.‎ ‎【考点】物体做曲线运动的条件.‎ ‎【分析】汽车在水平的公路上转弯,所做的运动为曲线运动,故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的;又是做减速运动,故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反,分析这两个力的合力,即可看出那个图象时对的.‎ ‎【解答】解:‎ 汽车从M点运动到N,曲线运动,必有些力提供向心力,向心力是指向圆心的;汽车同时减速,所以沿切向方向有与速度相反的合力;向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90°,所以选项ABD错误,选项C正确.‎ 故选:C.‎ ‎ ‎ ‎9.汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5m/s2,那么开始刹车后2s与开始刹车后6s汽车通过的位移大小之比为(  )‎ A.1:4B.3:5C.3:4D.5:9‎ ‎【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系.‎ ‎【分析】先求出汽车刹车到停止的时间,因为汽车速度为零后不再运动,然后根据匀变速直线运动的位移时间公式求出刹车后的位移.‎ ‎【解答】解:汽车刹车到停止的时间:t0=>2s 所以2s内的位移:x1=v0t1+at12=20×2﹣×5×22m=30m.‎ 而6s>4s,4s后汽车停止运动,所以6s内的位移等于4s内的位移 x2=v0t0+=20×4﹣×5×42m=40m 则:.故C正确,A、B、D错误.‎ 故选:C.‎ ‎ ‎ ‎10.蹦床运动可简化为一个小球落到竖直放置轻弹簧上的运动,如图甲所示.质量为m的小球,从离弹簧上端高h处自由下落,接触弹簧后继续向下运动.以小球刚开始下落计时,以竖直向下为正方向,小球的速度v随时间t变化的图线如图乙所示.图线中的OA段为直线,与曲线ABCD相切于A点.不考虑空气阻力,则关于小球的运动过程,下列说法中正确的是(  )‎ A.下落h高度时小球速度最大 B.小球在t4时刻所受弹簧弹力大于2mg C.t2﹣t1>t3﹣t2‎ D.球在t1到t4的时间内重力势能减小量大于弹簧弹性势能的增加量 ‎【考点】机械能守恒定律.‎ ‎【分析】分清小球的运动形式,OA过程是自由落体,A的坐标就是自由下落的高度,此时的加速度也就是自由落体加速度;AB过程,重力大于弹簧的弹力,小球做变加速直线运动,加速度小于g.B点是速度最大的地方,此时重力和弹力相等,合力为零,加速度也就为零;C点的速度与A点相同,D点时速度减为零,弹簧被压缩到最低点,弹簧的弹力最大.‎ ‎【解答】解:A、由图可知,A是下降h高度时的位置,而AB过程,重力大于弹簧的弹力,小球做变加速直线运动,加速度小于g.B点是速度最大的地方,故A错误;‎ B、由C中知C点与A点是对称的点,由A点到B点的弹簧长度变化,由对称性得由B到C的弹簧长度再变化,故到达D点时形变量要大于2,所以弹力大于2mg,故B正确;‎ D、小球在B点时,a=0,即mg=k△xB,AB过程,合外力:F合=mg﹣k△x=k(△xB﹣△x)=kx球B,x球B为球所处位置到平衡位置B的距离,同理可得BC过程也满足上述关系,故小球在AC之间做简谐运动,故t2﹣t1=t3﹣t2,故C错误;‎ D、小球在t1时刻具有动能和重力势能,t4时刻具有弹性势能,根据能量关系,从t1到t4的时间内重力势能减小量与在t1时刻具有动能之和等于t4时刻弹簧弹性势能的增加量,故小球在t1到t4的时间内重力势能减小量小于弹簧弹性势能的增加量,故D错误;‎ 故选:B ‎ ‎ ‎11.一物块在水平外力F的作用下沿水平面做直线运动,其运动的v﹣t图象如图所示.设0~tl、tl~t2、t2以后F的大小分别为F1、F2、F3,关于这三个力的大小关系,下列说法正确的是(  )‎ A.F1=F2=F3B.F1=F3<F2C.F1<F2<F3D.F1<F3<F2‎ ‎【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像.‎ ‎【分析】根据图象得到物体各个时间段的运动规律,然后根据牛顿第二定律列式分析.‎ ‎【解答】解:0~tl时间段,物体匀速运动,故拉力等于摩擦力,即F1=f;‎ tl~t2时间段,物体加速运动,根据牛顿第二定律,有F2﹣f=ma;‎ t2以后的时间段,物体重新匀速运动,故拉力等于摩擦力,即F3=f;‎ 故选B.‎ ‎ ‎ ‎12.据报道,一个国际研究小组借助于智利的天文望远镜,观测到了一组双星系统,它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动,如图所示.假设此双星系统中体积较小的成员能“吸食”另一颗体积较大星体的表面物质,达到质量转移的目的,在演变过程中两者球心之间的距离保持不变,双星平均密度可视为相同.则在最初演变的过程中(  )‎ A.它们做圆周运动的万有引力保持不变 B.它们做圆周运动的角速度不断变小 C.体积较大的星体圆周运动轨迹的半径变大,线速度变大 D.体积较大的星体圆周运动轨迹的半径变小,线速度变大 ‎【考点】万有引力定律及其应用.‎ ‎【分析】双星绕两者连线的一点做匀速圆周运动,由相互之间万有引力提供向心力,根据万有引力定律、牛顿第二定律和向心力进行分析.‎ ‎【解答】解:A、设体积较小的星体质量为m1,轨道半径为r1,体积大的星体质量为m2,轨道半径为r2.双星间的距离为L.转移的质量为△m.‎ 万有引力:F=,结合二项式定理可知,二者的质量越接近,万有引力越大.故A错误;‎ B、对m1:G=(m1+△m)ω2r1 ①‎ 对m2:G=(m2﹣△m)ω2r2 ②‎ 由①②得:ω=,总质量m1+m2不变,两者距离L不变,则角速度ω不变.‎ 由②得:ω2r2=,ω、L、m1均不变,△m增大,则r2 增大,即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大.‎ 由v=ωr2得线速度v也增大.故C正确.BD错误.‎ 故选:C.‎ ‎ ‎ 二、实验题 ‎13.如图,在“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带上,从O点开始记录几个计数点,依次编为1、2、3、4、5、6,这些相邻的计数点之间还有四个点未画出(打点计时器的电源频率是50Hz),测得s1=1.22cm,s2=2.00cm,s3=2.78cm,s4=3.62cm,s5=4.40cm,s6=5.18cm..试根据纸带求解以下问题:‎ ‎(1)接通电源与让释放纸带,这两个操作的先后顺序应当是 A ‎ A.先接通电源,后释放纸带 B.先释放纸带,后接通电源 C.释放纸带的同时接通电源 D.先接通电源或先释放纸带都可以 ‎(2)电火花计时器所使用的电源电压是 220 V ‎(3)与小车相连的是纸带的 左 端(选填“左”或“右”);‎ ‎(4)两相邻计数点间的时间间隔T= 0.1 s;‎ ‎(5)A点处瞬时速度的大小vA= 0.32 m/s;‎ ‎(6)利用逐差法求小车运动加速度的表达式为: a= ;(请用S1、S2、…、S6和T来表示)‎ ‎(7)求出的加速度的大小为:a= 0.80 m/s2.(保留两位有效数字)‎ ‎【考点】测定匀变速直线运动的加速度.‎ ‎【分析】打点计时器使用的是交流电源,实验操作中应先接通电源后释放纸带.‎ 根据相邻的相等时间间隔位移大小变化,从而来判断小车与纸带相连端.‎ 纸带实验中,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.‎ ‎【解答】解:(1)先接通电源,后释放纸带,以便纸带能充分运用,故A正确,BCD错误;‎ ‎(2)电火花计时器所使用的电源电压是220V交流电;‎ ‎(3)如果小车做匀加速运动,则相对时间间隔内,位移越来越大,所以纸带的左端与小车相连;‎ ‎(4)纸带上每打5个点取一个作为计数点,则T=0.1s,‎ ‎(5)利用匀变速直线运动的推论得:‎ vA===0.32m/s;‎ ‎(6、7)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,‎ 得:s4﹣s1=3a1T2‎ ‎ s5﹣s2=3a2T2‎ ‎ s6﹣s3=3a3T2‎ 为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值 得:a=(a1+a2+a3)‎ 即小车运动的加速度计算表达式为:a=‎ 代入数据得:a==0.80m/s2‎ 故答案为:(1)A,(2)220;(3)左;(4)0.1,(5)0.32;(6)a=;(7)0.80.‎ ‎ ‎ 三、计算题 ‎14.在大风的情况下,一小球m自A点竖直向上抛出,其运动轨迹如图所示.小球运动轨迹上A、B两点在同一水平线上,M点为轨迹的最高点.若风力的大小恒定、方向水平向右,小球抛出时的动能为4J,在M点时它的动能为2J,不计其它的阻力.求:‎ ‎(1)小球水平位移S1与S2的比值 ‎(2)小球所受风力F与重力G的比(结果可用根式表示)‎ ‎(3)小球落回到B点时重力的瞬时功率P的表达式.‎ ‎【考点】功率、平均功率和瞬时功率;运动的合成和分解.‎ ‎【分析】(1)小球在竖直方向上做竖直上抛运动,根据对称性可知从A点至M点和从M点至B点的时间t相等.小球在水平方向上做初速为零的匀加速运动,由运动学公式位移公式,运用比例法求出x1与x2之比;‎ ‎(2)对小球的运动过程分析,根据水平方向和竖直方向的运动,利用牛顿第二定律及运动学公式可求得两力的比值;‎ ‎(3)根据竖直上抛运动的对称性,得到小球到达B点时竖直速度,再求重力的瞬时功率P.‎ ‎【解答】解:(1)因小球竖直方向做竖直上抛运动,Y方向上升和下落时间相等,即A→M和M→B的时间相等.‎ 在水平方向,小球做初速度为零的匀加速运动,根据S=at2有:‎ S1=at2‎ S2=a(2t)2﹣S1‎ 由上两式得 S1:S2=1:3‎ ‎(2)A→M的过程,在水平方向有:‎ vM=axt=t 竖直方向有:vA=ayt=t ‎ 由mvM2: mvA2=2:4‎ 由上三式得 =, =‎ ‎(3)根据上抛运动的对称性,B点竖直速度大小等于vA′=vA 由题 ‎ 小球落回到B点时重力的瞬时功率为:P=mgvA′‎ 由上得:P=(W)‎ 答:(1)小球水平位移S1与S2的比值是1:3.‎ ‎(2)小球所受风力F与重力G的比是:2.‎ ‎(3)小球落回到B点时重力的瞬时功率P的表达式为P=(W).‎ ‎ ‎ ‎15.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象,现利用这种照相机对某款家用汽车的加速性能进行研究.如图为汽车做匀加速直线运动时的三次曝光照片,照相机每两次曝光的时间间隔为1.0s,已知该汽车的质量为2000kg,额定功率为90kW,假设汽车运动过程中所受的阻力恒为1500N.‎ ‎(1)试利用上图,求该汽车的加速度;‎ ‎(2)求汽车所能达到的最大速度是多大?‎ ‎(3)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动,匀加速运动状态最多能保持多长时间?‎ ‎【考点】功率、平均功率和瞬时功率;匀变速直线运动的速度与位移的关系.‎ ‎【分析】(1)根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,求出汽车的加速度大小.‎ ‎(2)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据阻力的大小得出牵引力的大小,从而根据P=Fv求出最大速度的大小.‎ ‎(3)先求出匀加速运动的最大速度,再根据v=at求解时间.‎ ‎【解答】解:(1)由运动学公式得:‎ ‎(2)当达到最大速度时,汽车做匀速运动,F=f=1500N,‎ 由P=F•vm得:‎ ‎(3)由牛顿第二定律得:F=ma+f=4500 N 由功率关系为:‎ 由v1=at得:‎ 答:(1)该汽车的加速度为1.6m/s2;‎ ‎(2)汽车所能达到的最大速度是60m/s;‎ ‎(3)匀加速运动状态最多能保持12.5s时间.‎ ‎ ‎ ‎16.某物体沿一条直线运动:‎ ‎(1)若前一半时间内的平均速度为v1,后一半时间内的平均速度为v2,求全程的平均速度.‎ ‎(2)若前一半位移的平均速度为v1,后一半位移的平均速度为v2,全程的平均速度又是多少?‎ ‎【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;平均速度.‎ ‎【分析】根据速度公式求出物体在前一半时间和后一半时间的位移,得出全程的位移,再利用总位移除以总时间求全程的平均速度;‎ 根据速度公式求出物体在前一半位移和后一半位移的运动时间,得出全程用的时间,再利用总位移除以总时间求全程的平均速度;‎ ‎【解答】解:(1)设物体前一半时间的位移为S1,后一半时间的位移为S2,全程用时为T 则 则全程的平均速度为: =‎ 联立解得: =‎ ‎(2)设物体前一半位移所用时间为T1′,后一半位移用时T2′,全程位移为S 根据运动学公式,有:T1′=‎ 则全程的平均速度: =‎ 联立解得: =‎ 答:(1)若前一半时间内的平均速度为v1,后一半时间内的平均速度为v2,全程的平均速度为.‎ ‎(2)若前一半位移的平均速度为v1,后一半位移的平均速度为v2,全程的平均速度为 ‎ ‎ ‎17.有一个用直流电动机提升重物的装置,重物的质量m=50kg,电路电压为120V,当电动机以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5A,求:‎ ‎(1)电动机线圈的电阻R等于多少.‎ ‎(2)电动机对该重物的最大提升速度是多少.‎ ‎(3)若因故障电动机不能转动,这时通过电动机的电流是多大,电动机消耗的电功率又为多大.(取g=10m/s2)‎ ‎【考点】闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.‎ ‎【分析】(1)电动机的电功率P电=UI,发热功率P热=I2R,输出的机械功率P机=mgv,根据能量守恒P电=P热+P机求解电阻R.‎ ‎(2)根据P电=P热+P机,结合数学知识求出P机的最大值,再根据P机max=mgvmax求得最大速度;‎ ‎(3)若因故障电动机不能转动,电动机电路是纯电阻电路,欧姆定律成立,由欧姆定律求出电流,再求电功率.‎ ‎【解答】解:(1)电动机提升重物时,根据能量守恒定律得P电=P热+P机,即:UI=I2R+mgv ‎ 解得:R==6Ω ‎(2)根据P电=P热+P机,得:P机=P电﹣P热=UI﹣I2R=﹣R(I﹣)2+‎ 当I=时,P机有最大值,‎ 即I=时,P机max=‎ 根据P机max=mgvmax得:vmax==1.2m/s;‎ ‎(3)若因故障电动机不能转动,则由欧姆定律得通过电动机线圈的电流为:I′==20A ‎ 电动机消耗的电功率为:P电′=I′2R=2400W 答:(1)、电动机线圈的电阻R等于6Ω;‎ ‎(2)、电动机对该重物的最大提升速度是1.2m/s;‎ ‎(3)若因故障电动机不能转动,这时通过电动机线圈的电流为20A,电动机消耗的电功率为2400W.‎ ‎ ‎ ‎2016年12月2日
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