黑龙江省哈尔滨师大附中2017届高三上学期月考物理试卷（9月份）

黑龙江省哈尔滨师大附中2017届高三上学期月考物理试卷（9月份）

‎2016-2017学年黑龙江省哈尔滨师大附中高三（上）月考物理试卷（9月份）‎ ‎　‎ 一、选择题（共14题，每题4分，共56分．其中第1题--8题为单选，第9题-14题为多选）‎ ‎1．如图所示，某一缆车沿着坡度为45° 的山坡以一定的加速度上行．在缆车中放置一个与山坡表面垂直的斜面，斜面上再放一个小物块，小物块相对斜面静止．则（　　）‎ A．小物块受到的摩擦力方向沿斜面向上 B．小物块受到的摩擦力方向沿斜面向下 C．小物块受到的摩擦力水平向右 D．小物块受到的摩擦力可能为零 ‎2．如图所示，在河岸上通过轮轴（轮套在有一定大小的轴上，轮与轴绕共同的中轴一起转动）用细绳拉船，轮与轴的半径比R：r=2：1．轮上细绳的速度恒为v绳=4m/s，当轴上细绳拉船的部分与水平方向成60°角时，船的速度是（　　）‎ A．2m/s B．4 m/s C．8m/s D．16 m/s ‎3．一物体放在水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为0.6，在拉力F=10N作用下从静止开始运动，其速度与位移在国际单位制下满足等式v2=8x，g取10m/s2，则物体的质量为（　　）‎ A．0.5kg B．0.4kg C．0.8kg D．1kg ‎4．如图所示，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度4m/s，则船在静水中的最小速度为（　　）（sin37°=0.6，cos37°=0.8）‎ A．5 m/s B．2.4 m/s C．3 m/s D．3.2 m/s ‎5．在内部空间高为h的电梯的顶部，有一电磁铁吸附着一小球，若在电梯静止时，切断电磁铁电源后，小球由顶部自由下落到底部所用时间为t1；若电梯以速度v匀速上升时，切断电磁铁电源后，小球由电梯的顶部下落到底部所用时间为t2，不考虑空气的阻力，则（　　）‎ A．t1＞t2 B．t1＜t2‎ C．t1=t2 D．无法确定t1与t2的大小关系 ‎6．甲、乙两个物体从同一地点开始沿同一方向运动，其速度随时间变化的图象如图所示，图中t2=，两段曲线均为半径相同的圆弧，则在0﹣t4时间内（　　）‎ A．两物体在t1时刻加速度相同 B．两物体t3时刻相距最远，t4时刻相遇 C．两物体在t2时刻运动方向均改变 D．0﹣t4时间内甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度 ‎7．如图所示，滑轮的质量不计，忽略一切摩擦力．当三个重物满足质量关系m1=m2+m3时，系统静止．若迅速把物体m2 从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数将（　　）‎ A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断 ‎8．如图所示，质量为M的木板，上表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一质量为m的物块，物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，若要以水平外力F将木板抽出，则力F的大小至少为（　　）‎ A．μmg B．μ（M+m）g C．μ（m+2M）g D．2μ（M+m）g ‎9．如图所示，光滑的水平杆上套着一个轻质环，环下方拴着长为L的细绳，当绳受到的拉力为2mg时就会断裂．细绳下方又拴着一个质量为m的小球，球距离地面高2L．现在让环与球一起以速度v=向右运动，在A处环被挡住而立即停止，A离墙的水平距离也为L，球在以后的运动过程中撞到墙上的位置离墙角B点的距离是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎10．用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用”．如图（a）所示，把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果[图（b）]．观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论（　　）‎ A．作用力与反作用力时刻相等 B．作用力与反作用力作用在同一物体上 C．作用力与反作用力大小相等 D．作用力与反作用力方向相反 ‎11．质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90°（大小不变）后，物体可能做（　　）‎ A．加速度大小为的匀变速直线运动 B．加速度大小为的匀变速直线运动 C．加速度大小为的匀变速曲线运动 D．匀速直线运动 ‎12．如图所示，质量为m 的小球由轻绳a和b分别拴在一个“L”形杆上的A点和C点，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a竖直，绳b水平，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断且杆停止转动，则（　　）‎ A．小球仍在水平面内做匀速圆周运动 B．a绳中张力突然增大 C．小球可能做平抛运动 D．小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动 ‎13．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN．在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的截面图．现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止．则在此过程中，下列说法中正确的是（　　）‎ A．MN对Q的弹力逐渐减小 B．P对Q的弹力逐渐增大 C．地面对P的摩擦力逐渐增大 D．Q所受的合力逐渐增大 ‎14．如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为0.3kg的小物块静止在A点，现有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物块上，作用一段时间后撤去推力F，小物块能达到的最高位置为C点，小物块从A到C的v﹣t图象如图乙所示，g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　）‎ A．小物块到C点后将沿斜面下滑 B．小物块加速时的加速度是减速时加速度的 C．小物块与斜面间的动摩擦因数为 D．推力F的大小为4N ‎　‎ 二、实验题 ‎15．在做“力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤通过细绳套把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中正确的是（　　）‎ A．同一次实验过程中，O点位置允许变动 B．实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点 D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力大小 ‎16．（8分）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg．实验步骤如下：‎ ‎（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．‎ ‎（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N﹣n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s﹣t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．‎ ‎（3）对应于不同的n的a值见表．n=2时的s﹣t图象如图（b）所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入表．‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ a（m/s2）‎ ‎0.20‎ ‎　　‎ ‎0.58‎ ‎0.78‎ ‎1.00‎ ‎（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a﹣n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．‎ ‎（5）利用a﹣n图象求得小车（空载）的质量为　　kg（保留2位有效数字，g=9.8m/s2）．‎ ‎（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是　　（填入正确选项前的标号）‎ A．a﹣n图线不再是直线 B．a﹣n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a﹣n图线仍是直线，但该直线的斜率变大．‎ ‎　‎ 三、计算题（共3题，共34分，写出必要的答题步骤）‎ ‎17．（10分）一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B，A、B间拴着细绳，两球均静止．此时B球与环中心O处于同一高度，A、B间的细绳与水平线成30°角．已知mB=3kg，求细绳对B球的拉力和A球的质量．（g=10m/s2）‎ ‎18．（12分）如图所示，一根长l=0.8m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一个质量m=0.1kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H=1m，A点与O点等高，相距也为l．现在让小球从A点由静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方固定的钉子P，绳达到最大拉力，立刻拉断，g=10m/s2．求：‎ ‎（1）小球运动到B点时的速度大小；‎ ‎（2）设球的落地点为C点，求C点与B点之间的水平距离大小；‎ ‎（3）若OP=0.6m，求轻绳能承受的最大拉力大小．‎ ‎19．（12分）如图所示，竖直固定的光滑圆弧轨道AB半径R=1.25m，BC为水平传送带与ab两动轮的切点．AB与BC水平相切于B点（未连接，圆弧轨道不影响传送带运动）．一质量为m=3kg的小滑块，从A点由静止滑下，当传送带静止时，滑块恰好能滑到C点，已知a、b两轮半径均为r=0.4m且两轮与传送带间不打滑，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，取g=10m/s2．问：‎ ‎（1）BC两点间的距离是多少？‎ ‎（2）当ab顺时针匀速转动的角速度为ω0时，将滑块从A点由静止释放，滑块恰好能由C点水平飞出传送带，求ω0的大小以及这一过程中滑块与传送带间产生的内能．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年黑龙江省哈尔滨师大附中高三（上）月考物理试卷（9月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（共14题，每题4分，共56分．其中第1题--8题为单选，第9题-14题为多选）‎ ‎1．如图所示，某一缆车沿着坡度为45° 的山坡以一定的加速度上行．在缆车中放置一个与山坡表面垂直的斜面，斜面上再放一个小物块，小物块相对斜面静止．则（　　）‎ A．小物块受到的摩擦力方向沿斜面向上 B．小物块受到的摩擦力方向沿斜面向下 C．小物块受到的摩擦力水平向右 D．小物块受到的摩擦力可能为零 ‎【考点】摩擦力的判断与计算．‎ ‎【分析】由题知：木块的加速度大小为a，方向沿斜面向上．分析木块受力情况，根据受力分析求解木块所受的摩擦力大小和方向．‎ ‎【解答】解：以小物块为研究对象，分析受力情况：重力mg、斜面的支持力N和摩擦力为静摩擦力f，所以f沿斜面向上，故选项A正确．‎ 故选：A ‎【点评】根据牛顿第二定律求解木块所受的摩擦力大小和方向．本题首先要正确分析木块的受力情况，其次要能根据牛顿第二定律列式，求摩擦力，难度不大 ‎　‎ ‎2．如图所示，在河岸上通过轮轴（轮套在有一定大小的轴上，轮与轴绕共同的中轴一起转动）用细绳拉船，轮与轴的半径比R：r=2：1．轮上细绳的速度恒为v绳=4m/s，当轴上细绳拉船的部分与水平方向成60°角时，船的速度是（　　）‎ A．2m/s B．4 m/s C．8m/s D．16 m/s ‎【考点】线速度、角速度和周期、转速；曲线运动．‎ ‎【分析】先根据同轴转动的角速度相等求出拉船的绳子的速度与细绳的速度之间的关系，然后将船的速度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v，根据平行四边形定则求出船的速度．‎ ‎【解答】解：船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有：‎ v船cosθ=v 拉船的绳子的速度v与v绳属于同轴转动，角速度相等，它们之间的关系为：v绳：v=R：r=2：1‎ 联立得：v船=4m/s 选项B正确 故选：B ‎【点评】解决本题的关键知道船的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，会根据平行四边形定则对速度进行合成．‎ ‎　‎ ‎3．一物体放在水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为0.6，在拉力F=10N作用下从静止开始运动，其速度与位移在国际单位制下满足等式v2=8x，g取10m/s2，则物体的质量为（　　）‎ A．0.5kg B．0.4kg C．0.8kg D．1kg ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系．‎ ‎【分析】根据v2=8x结合v2=2ax求得加速度，再根据牛顿第二定律求解质量．‎ ‎【解答】解：根据v2=8x结合v2=2ax得：a=4m/s2，‎ 根据牛顿第二定律得：‎ F﹣μmg=ma 解得：m=1kg，故D正确．‎ 故选：D ‎【点评】本题主要考查了牛顿第二定律以及运动学基本公式的直接应用，知道加速度是联系运动和力的桥梁，难度不大，属于基础题．‎ ‎　‎ ‎4．如图所示，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度4m/s，则船在静水中的最小速度为（　　）（sin37°=0.6，cos37°=0.8）‎ A．5 m/s B．2.4 m/s C．3 m/s D．3.2 m/s ‎【考点】运动的合成和分解．‎ ‎【分析】本题中船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，合速度方向已知，顺水流而下的分运动速度的大小和方向都已知，根据平行四边形定则可以求出船相对水的速度的最小值．‎ ‎【解答】解：船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，其中，合速度v合方向已知，大小未知，顺水流而下的分运动v水速度的大小和方向都已知，沿船头指向的分运动的速度v船大小和方向都未知，合速度与分速度遵循平行四边形定则（或三角形定则），如图 当v合与v船垂直时，v船最小，由几何关系得到v船的最小值为 v船=v水sin37°=2.4m/s．故B正确，A、C、D错误．‎ 故选：B．‎ ‎【点评】本题关键先确定分速度与合速度中的已知情况，然后根据平行四边形定则确定未知情况．‎ ‎　‎ ‎5．在内部空间高为h的电梯的顶部，有一电磁铁吸附着一小球，若在电梯静止时，切断电磁铁电源后，小球由顶部自由下落到底部所用时间为t1；若电梯以速度v匀速上升时，切断电磁铁电源后，小球由电梯的顶部下落到底部所用时间为t2，不考虑空气的阻力，则（　　）‎ A．t1＞t2 B．t1＜t2‎ C．t1=t2 D．无法确定t1与t2的大小关系 ‎【考点】运动的合成和分解．‎ ‎【分析】当电梯静止时，物体由于受到重力作用，从电梯顶下落到电梯底部，物体经过的路程是电梯的高度．‎ 当物体和电梯以一定的速度匀速下降时，物体从顶棚上脱落，电梯以速度v匀速下降，物体由于惯性也保持原来的速度v匀速下落，物体还由于受到重力作用而下落，物体和电梯的相对速度和电梯静止时的速度是相同的，物体和电梯底的相对距离也是电梯的高度．‎ ‎【解答】解：物体在静止的电梯里，由于受到重力作用而下落，经过的路程是电梯的高度．‎ 物体和电梯一起匀速直线运动，由于受到重力作用而下落，物体和电梯的相对速度和电梯静止时的速度是相同的，经过的相对的高度也是电梯的高度．‎ 由于相同的作用，经过相同的距离，用时是相同的．故C正确，ABD错误；‎ 故选C．‎ ‎【点评】电梯静止时物体的运动速度，和电梯匀速下落时物体和电梯的相对速度是相同的，经过相同的距离，用时是相同的．‎ ‎　‎ ‎6．甲、乙两个物体从同一地点开始沿同一方向运动，其速度随时间变化的图象如图所示，图中t2=，两段曲线均为半径相同的圆弧，则在0﹣t4时间内（　　）‎ A．两物体在t1时刻加速度相同 B．两物体t3时刻相距最远，t4时刻相遇 C．两物体在t2时刻运动方向均改变 D．0﹣t4时间内甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度 ‎【考点】匀变速直线运动的图像．‎ ‎【分析】速度时间图线的斜率表示加速度的大小，图线与时间轴围成的面积表示位移．平均速度等于位移与时间之比．结合数学知识进行分析．‎ ‎【解答】解：A、在t1 时刻，甲的斜率为正，乙的斜率为负，而斜率表示加速度，所以两物体在t1时刻加速度相反．故A错误；‎ B、图线与时间轴围成的面积表示位移，根据图象可知，t3时刻两者速度相等，位移之差最大，相距最远，t4时刻位移相等，两者相遇，故B正确；‎ C、甲乙的速度图象都在时间轴的上方，速度都为正，方向没有改变，故C错误；‎ D、0﹣t4时间内甲物体的位移等于乙物体的位移，时间相等，则平均速度相等，故D错误．‎ 故选：B ‎【点评】解决本题的关键能够从速度时间图线中获取信息，知道斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示，滑轮的质量不计，忽略一切摩擦力．当三个重物满足质量关系m1=m2+m3时，系统静止．若迅速把物体m2 从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数将（　　）‎ A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断 ‎【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．‎ ‎【分析】弹簧秤的读数等于两根绳子的拉力之和，对整体分析，运用整体法和隔离法求出绳子拉力的大小，与初始开始进行比较，从而判断弹簧秤读数的变化．‎ ‎【解答】解：根据平衡知，开始弹簧秤读数FT=2T=2m1g．‎ 把物体m2从右边移到左边的物体m1上，整体的加速度为：‎ a=．‎ 隔离对m3分析．有：T′﹣m3g=m3a，‎ 解得： =m1g．‎ 可知T′＜T，则FT′＜2m1g．故B正确，ACD错误．‎ 故选：B．‎ ‎【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，注意整体法和隔离法的运用．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示，质量为M的木板，上表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一质量为m的物块，物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，若要以水平外力F将木板抽出，则力F的大小至少为（　　）‎ A．μmg B．μ（M+m）g C．μ（m+2M）g D．2μ（M+m）g ‎【考点】牛顿第二定律．‎ ‎【分析】‎ 对m和M分别进行受力分析，求出合外力的表达式，根据牛顿第二定律求出加速度的表达式，能将木板抽出来的条件是木板的加速度要大于木块的加速度．‎ ‎【解答】解：对m与M分别进行受力分析如；如图所示 对m有：‎ f1=ma1 …①‎ f1=μmg…②‎ 由①和②得：a1=μg 对M进行受力分析有：‎ ‎ F﹣f﹣f2=M•a2… ③‎ f1和f2互为作用力与反作用力故有：‎ f1=f2=μ•mg… ④‎ f=μ（M+m）•g…⑤‎ 由③④⑤可得a2=﹣μg 要将木板从木块下抽出，必须使a2＞a1‎ 解得：F＞2μ（M+m）g ‎ 故选D ‎【点评】正确的受力分析，知道能将木板从木块下抽出的条件是木板产生的加速度比木块产生的加速度来得大这是解决本题的关键．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，光滑的水平杆上套着一个轻质环，环下方拴着长为L的细绳，当绳受到的拉力为2mg时就会断裂．细绳下方又拴着一个质量为m的小球，球距离地面高2L．现在让环与球一起以速度v=向右运动，在A处环被挡住而立即停止，A离墙的水平距离也为L，球在以后的运动过程中撞到墙上的位置离墙角B点的距离是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】向心力；平抛运动．‎ ‎【分析】小球先向右做匀速直线运动，环停止后绳断开做平抛运动，要判断先撞墙还是先落地，根据平抛运动的分位移公式列式求解即可．‎ ‎【解答】解：环被A挡住的瞬间，FT﹣mg=m ‎ 解得：FT=2mg，故绳断，之后小球做平抛运动；‎ 设小球直接落地，则h=gt2，球的水平位移x=υt=2L＞L，所以小球先与墙壁碰撞；‎ 球平抛运动到墙的时间为t′，则t′==，小球下落高度h′=gt′2=；‎ 碰撞点距B的距离H=2L﹣=；故ABC错误，D正确．‎ 故选：D．‎ ‎【点评】本题是圆周运动与平抛运动的综合，运用假设法判断小球能否与墙碰撞．小球与墙碰撞过程，若没有能力损失，与光的反射相似，具有对称性．‎ ‎　‎ ‎10．用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用”．如图（a）所示，把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果[图（b）]．观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论（　　）‎ A．作用力与反作用力时刻相等 B．作用力与反作用力作用在同一物体上 C．作用力与反作用力大小相等 D．作用力与反作用力方向相反 ‎【考点】作用力和反作用力．‎ ‎【分析】作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，且同时产生、同时变化、同时消失，作用在不同的物体上．‎ ‎【解答】解：A、作用力与反作用力同时产生、同时消失，总是相等的，故A正确；‎ B、作用力与反作用力是两个物体间的相互作用力，作用在不同的物体上，故B错误；‎ C、根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等，故C正确；‎ D、根据牛顿第三定律，作用力与反作用力方向相反且作用在同一条直线上，故D正确；‎ 故选：ACD．‎ ‎【点评】解决本题的关键知道作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，且同时产生、同时变化、同时消失，作用在不同的物体上．‎ ‎　‎ ‎11．质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90°（大小不变）后，物体可能做（　　）‎ A．加速度大小为的匀变速直线运动 B．加速度大小为的匀变速直线运动 C．加速度大小为的匀变速曲线运动 D．匀速直线运动 ‎【考点】牛顿第二定律．‎ ‎【分析】当物体受到的合外力恒定时，若物体受到的合力与初速度不共线时，物体做曲线运动；若合力与初速度共线，物体做直线运动．‎ ‎【解答】解：物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动，三力平衡，必有F3与F1、F2的合力等大反向，当F3大小不变，方向改变90°时，F1、F2的合力大小仍为F3，方向与改变方向后的F3夹角为90°，故F合=F3，加速度a==，但因不知原速度方向，故力改变后的初速度方向与F合的方向间的关系未知，故有B、C两种可能；‎ 故选：BC．‎ ‎【点评】本题关键先根据平衡条件得出力F3变向后的合力大小和方向，然后根据牛顿第二定律求解加速度，根据曲线运动的条件判断物体的运动性质．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示，质量为m 的小球由轻绳a和b分别拴在一个“L”形杆上的A点和C点，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a竖直，绳b水平，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断且杆停止转动，则（　　）‎ A．小球仍在水平面内做匀速圆周运动 B．a绳中张力突然增大 C．小球可能做平抛运动 D．小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动 ‎【考点】向心力；平抛运动；线速度、角速度和周期、转速．‎ ‎【分析】绳b被烧断前，a绳中张力等于重力，在绳b被烧断瞬间，a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力，而向心力竖直向上，绳b的张力将大于重力；‎ 若角速度ω较小，小球原来的速度较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动；‎ 若角速度ω较大，小球原来的速度较大，小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动；‎ 若角速度ω很大，小球原来的速度较大，当绳b烧断瞬间，a绳拉力突然增大，如果超过绳子的最大拉力，a绳断裂，小球做平抛运动．‎ ‎【解答】解：A、小球原来在水平面内做匀速圆周运动，绳b被烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动或圆周运动，故A错误；‎ B、绳b烧断前，竖直方向合力为零，即Fa=mg，烧断b后，因惯性，要在竖直面内做圆周运动，且Fa′﹣mg=m，所以Fa′＞Fa，故B正确；‎ C、当绳b烧断瞬间，a绳拉力突然增大，如果超过绳子的最大拉力，a绳断裂，则小球做平抛运动，故C正确；‎ D、当ω足够大时，小球在竖直面内能过AB上方最高点，从而在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动，故D正确．‎ 故选：BCD．‎ ‎【点评】本题关键分析清楚绳子b烧断前后小球的运动情况和受力情况，利用牛顿第二定律列式分析即可，难度适中．‎ ‎　‎ ‎13．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN．在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的截面图．现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止．则在此过程中，下列说法中正确的是（　　）‎ A．MN对Q的弹力逐渐减小 B．P对Q的弹力逐渐增大 C．地面对P的摩擦力逐渐增大 D．Q所受的合力逐渐增大 ‎【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】‎ 先对圆柱体Q受力分析，受到重力、杆MN的支持力和半球P对Q的支持力，其中重力的大小和方向都不变，杆MN的支持力方向不变、大小变，半球P对Q的支持力方向和大小都变，然后根据平衡条件并运用合成法得到各个力的变化规律；最后对PQ整体受力分析，根据共点力平衡条件得到地面对整体的摩擦力情况．‎ ‎【解答】解：A、B、对圆柱体Q受力分析，受到重力、杆MN的支持力和半球P对Q的支持力，如图 重力的大小和方向都不变，杆MN的支持力方向不变、大小变，半球P对Q的支持力方向和大小都变，然后根据平衡条件，得到 N1=mgtanθ 由于θ不断增大，故N1不断增大，N2也不断增大；‎ 故A错误，B正确；‎ C、对PQ整体受力分析，受到总重力、MN杆的支持力N1，地面的支持力N3，地面的静摩擦力f，如图 根据共点力平衡条件，有 f=N1=mgtanθ 由于θ不断增大，故f不断增大，故C正确；‎ D、物体Q一直保持静止，则合力为零，故D错误；‎ 故选BC．‎ ‎【点评】‎ 本题关键先对物体Q，再对物体PQ整体受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解出各个力的表达式进行分析处理．‎ ‎　‎ ‎14．如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为0.3kg的小物块静止在A点，现有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物块上，作用一段时间后撤去推力F，小物块能达到的最高位置为C点，小物块从A到C的v﹣t图象如图乙所示，g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　）‎ A．小物块到C点后将沿斜面下滑 B．小物块加速时的加速度是减速时加速度的 C．小物块与斜面间的动摩擦因数为 D．推力F的大小为4N ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．‎ ‎【分析】由图示图象求出物块的加速度，然后应用牛顿第二定律求出动摩擦因数，根据动摩擦因数判断物块能否下滑；应用牛顿第二定律求出推力大小．‎ ‎【解答】解：ABC、由图乙所示图象可知，加速运动的加速度大小为：a1===，减速运动的加速度大小为：a2===10m/s2，‎ 在匀减速直线运动过程中，由牛顿第二定律知：mgsin30°+μmgcos30°=ma2，解得：μ=，‎ 所以mgsin30°=mg=μmgcos30°，所以物块到达C点后将静止在C点不会下滑，故A错误，BC正确；‎ D、加速运动时，沿斜面方向根据牛顿第二定律可得：F﹣mgsin30°﹣μmgcos30°=ma1，即：F﹣，‎ 解得：F=4N．‎ 故选：BCD．‎ ‎【点评】本题考查动力学知识与图象的综合，通过图线求出匀加速和匀减速运动的加速度是解决本题的关键．‎ ‎　‎ 二、实验题 ‎15．在做“力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤通过细绳套把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中正确的是（　　）‎ A．同一次实验过程中，O点位置允许变动 B．实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点 D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力大小 ‎【考点】验证力的平行四边形定则．‎ ‎【分析】正确解答本题需要掌握：理解“等效法”的具体应用；进行该实验的具体操作和注意事项；弹簧的示数以及夹角要大小适中，便于记录和作图即可．‎ ‎【解答】解：A、为了使两次拉橡皮筋效果相同，要求两次要将O点拉到同一位置，故A错误；‎ B、实验中为了减小误差，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时为了减小误差，要求视线要正对弹簧秤刻度，故B正确；‎ C、实验中，弹簧的读数大小适当，便于做平行四边形即可，并非要求一定达到最大量程，故C错误；‎ D、实验过程中两弹簧的夹角要适当，并非要求达到90°，非特殊角度也可，故D错误．‎ 故选B ‎【点评】实验中的具体步骤要本着简单易行，便于操作，有利于减小误差进行，所有操作步骤的设计都是以实验原理和实验目的为中心展开．‎ ‎　‎ ‎16．某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg．实验步骤如下：‎ ‎（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．‎ ‎（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N﹣n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s﹣t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．‎ ‎（3）对应于不同的n的a值见表．n=2时的s﹣t图象如图（b）所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入表．‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ a（m/s2）‎ ‎0.20‎ ‎　0.40　‎ ‎0.58‎ ‎0.78‎ ‎1.00‎ ‎（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a﹣n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．‎ ‎（5）利用a﹣n图象求得小车（空载）的质量为　0.45　kg（保留2位有效数字，g=9.8m/s2）．‎ ‎（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是　C　（填入正确选项前的标号）‎ A．a﹣n图线不再是直线 B．a﹣n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a﹣n图线仍是直线，但该直线的斜率变大．‎ ‎【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．‎ ‎【分析】（3）根据x﹣t图象的性质可明确各时刻对应的位移，根据位移公式可求得加速度；‎ ‎（4）将点（2，0.40）作出，并用直线将各点连接即可得出图象；‎ ‎（5）找出图象上的点，根据图象的性质以及牛顿第二定律列式，即可求出小车的质量；‎ ‎（6）对实验原理进行分析，明确摩擦力带来的影响；根据牛顿第二定律可明确图象的变化情况．‎ ‎【解答】解：（3）物体做匀加速直线运动，对应的x﹣t图象为曲线，由图象可知，当t=2.0s时，位移为：x=0.80m；‎ 则由x=at2代入数据得：a=0.40m/s2；‎ ‎（4）在图C中作出点（2，0.40），并用直线将各点相连，如图所示；‎ ‎（5）由图c可知，当n=4时，加速度为0.78m/s2，由牛顿第二定律可知：‎ ‎4×0.01×9.8=（m+5×0.01）×0.78‎ 解得：m=0.45kg； ‎ ‎（6）若木板水平，则物体将受到木板的摩擦力；则有：‎ nm0g﹣μ[m+（5﹣n）m0g]=（m+5m0）a； ‎ a=﹣=n﹣‎ 故说明图象仍为直线，但不再过原点；并且斜率增大；故AB错误，C正确；‎ 故答案为：（3）0.40； （4）如上图所示；（5）0.45；（6）C．‎ ‎【点评】本题考查验证牛顿第二定律的实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图象的性质，能根据图象进行分析，明确对应规律的正确应用．‎ ‎　‎ 三、计算题（共3题，共34分，写出必要的答题步骤）‎ ‎17．（10分）（2016秋•哈尔滨校级月考）一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B，A、B间拴着细绳，两球均静止．此时B球与环中心O处于同一高度，A、B间的细绳与水平线成30°角．已知mB=3kg，求细绳对B球的拉力和A球的质量．（g=10m/s2）‎ ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．‎ ‎【分析】先对B球受力分析，受重力、支持力和拉力，由共点力平衡条件并结合几何关系可求得细绳对B球的拉力；再对A球分析，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件可求得A球的质量．‎ ‎【解答】解：对B球，受力分析如图，物体B物于平衡状态有：Tsin30°=mBg，‎ 得：T=2mBg=2×3×10=60N，‎ 对A球，受力分析如图，物体A处于平衡状态，在水平方向：Tcos30°=NAsin30°，‎ 在竖直方向：NAcos30°=MAg+Tsin30°，‎ 由上两式解得：mA=2mB=6kg，‎ 答：细绳对B球的拉力为60N，A球的质量mA为6kg．‎ ‎【点评】连接体类的共点力的平衡一般在解题时都应分别对两物体进行受力分析，由作出的平行四边形找出力之间的关系，即可求解．‎ ‎　‎ ‎18．（12分）（2016秋•哈尔滨校级月考）如图所示，一根长l=0.8m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一个质量m=0.1kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H=1m，A点与O点等高，相距也为l．现在让小球从A点由静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方固定的钉子P，绳达到最大拉力，立刻拉断，g=10m/s2．求：‎ ‎（1）小球运动到B点时的速度大小；‎ ‎（2）设球的落地点为C点，求C点与B点之间的水平距离大小；‎ ‎（3）若OP=0.6m，求轻绳能承受的最大拉力大小．‎ ‎【考点】机械能守恒定律；平抛运动；向心力．‎ ‎【分析】（1）从A到B的过程中，绳子的拉力不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒，根据机械能守恒定律可以求得小球到达B点时的速度的大小．‎ ‎（2）在B点绳子断了之后，小球做平抛运动，根据平抛运动的规律可以求得在水平距离．‎ ‎（3）对小球受力分析，绳的拉力和重力的合力作为合力提供向心力，根据向心力的公式可以求得最大拉力．‎ ‎【解答】解：（1）设小球运动到B点时的速度大小为vB，由机械能守恒定律得 ‎ ‎=mgl 解得小球运动到B点时的速度大小 ‎ vB===4.0m/s ‎（2）小球从B点开始做平抛运动，由运动学规律得 ‎ x=vBt ‎ y=H﹣l=gt2‎ 解得C点与B点之间的水平距离 ‎ x=vB•=4×=0.80m ‎（3）若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值Fm，由圆周运动规律得 ‎ Fm﹣mg=m 且 r=l﹣OP 由以上各式解得 Fm=9N．‎ 答：（1）小球运动到B点时的速度大小是4.0m/s．　‎ ‎（2）C点与B点之间的水平距离大小是0.80m．　‎ ‎（3）轻绳能承受的最大拉力大小是9N．‎ ‎【点评】本题中涉及到多种运动形式，把握每个过程和状态的物理规律是关键．对于平抛运动，往往运用运动的分解法研究．对于圆周运动，要明确向心力的来源：指向圆心的合力．‎ ‎　‎ ‎19．（12分）（2012秋•太原期末）如图所示，竖直固定的光滑圆弧轨道AB半径R=1.25m，BC为水平传送带与ab两动轮的切点．AB与BC水平相切于B点（未连接，圆弧轨道不影响传送带运动）．一质量为m=3kg的小滑块，从A点由静止滑下，当传送带静止时，滑块恰好能滑到C点，已知a、b两轮半径均为r=0.4m且两轮与传送带间不打滑，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，取g=10m/s2．问：‎ ‎（1）BC两点间的距离是多少？‎ ‎（2）当ab顺时针匀速转动的角速度为ω0时，将滑块从A点由静止释放，滑块恰好能由C点水平飞出传送带，求ω0的大小以及这一过程中滑块与传送带间产生的内能．‎ ‎【考点】动能定理；平抛运动；功能关系．‎ ‎【分析】（1）滑块从A到C过程中只有重力和BC段摩擦力做功，根据动能定理求得BC间距离；‎ ‎（2）滑块恰好能从C点水平飞出传送带，可求出滑块在C点的速度，再根据动能定理和运动学公式求滑愉与传送带间产生的内能．‎ ‎【解答】解：（1）滑块从A到B、B到C，由动能定理有：‎ ‎…①‎ ‎…②‎ 由①②两式解得：‎ xBC=12.5m；‎ ‎（2）滑块恰好能在C点水平飞出传送带故有：‎ ‎…③‎ 可得=…④‎ 滑块在传送带上的减速过程中有：‎ ‎﹣μmg=ma ‎ 可得减速运动时的加速度为：a=﹣μg=﹣1m/s2…⑤‎ 滑块减速运动的时间：…⑥‎ 滑块的位移：…⑦‎ 传送带的位移：x2=vCt…⑧‎ 故产生的内能为：‎ Q=﹣μmg（x1﹣x2）…⑨‎ 联列上式代入数据可解得：Q=13.5J．‎ 答：（1）BC两点间的距离是12.5m；‎ ‎（2）当ab顺时针匀速转动的角速度为ω0时，将滑块从A点由静止释放，滑块恰好能由C点水平飞出传送带，ω0的大小为5rad/s，这一过程中滑块与传送带间产生的内能为13.5J．‎ ‎【点评】本题是动能定理与圆周运动综合题，关键是正确的受力分析和做功分析，知道在C点恰好水平飞出传送带所隐含的临界条件是正确解题的关键．‎ ‎　‎