湖南省邵阳市洞口一中2016-2017学年上学期高三（上）第三次模拟物理试卷（解析版）

湖南省邵阳市洞口一中2016-2017学年上学期高三（上）第三次模拟物理试卷（解析版）

‎2016-2017学年湖南省邵阳市洞口一中高三（上）第三次模拟物理试卷 ‎　‎ 一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分．1～8题只有一个选项正确；9～12题至少有两个选项是正确的，全选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）‎ ‎1．下列说法正确的是（　　）‎ A．力的平行四边形定则的探究实验中运用了控制变量的方法 B．伽利略在研究自由落体运动时运用了理想实验的方法 C．参考系必须是固定不动的物体 D．法拉第不仅提出了场的概念，而且发明了人类历史上的第一台发电机 ‎2．关于力对物体做功，下列说法正确的是（　　）‎ A．滑动摩擦力对物体一定做负功 B．静摩擦力对物体可能做正功 C．作用力与反作用力的功代数和一定为零 D．合外力对物体不做功，则物体速度一定不变 ‎3．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小，实验时让质量为M的某消防员从一平台上自由下落，落地过程中先双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了段距离，最后停止，用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是（　　）‎ A．t1时刻消防员的速度最大B．t2时刻消防员的速度最大 C．t3时刻消防员的速度最大D．t4时刻消防员的速度最大 ‎4．起重机将质量为m的货物竖直吊起，上升高度为h，上升加速度为a，则起重机对货物所做的功是（　　）‎ A．mghB．mahC．mgh+mahD．mgh﹣mah ‎5．轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m=0.5kg的物块相连，如图甲所示．弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ=0.2．以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴．现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示．物块运动至x=0.4m处时速度为零．则此时弹簧的弹性势能为（g=10m/S2）（　　）‎ A．3.1 JB．3.5 JC．1.8 JD．2.0J ‎6．如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时，则（　　）‎ A．M受静摩擦力增大 B．物块M对车厢壁的压力不变 C．物块M仍能相对于车厢壁静止 D．M受静摩擦力变小 ‎7．如图甲所示两平行金属板，B板接地．从t=0时刻起AB板接电源，A板电势随时间变化图象如图乙，板间一带正电粒子（不计重力）由静止开始在电场力作用下运动．板间距足够长，则下列说法正确的是（　　）‎ A．粒子在两板间往复运动 B．t=时粒子速度为零 C．t=到t=这段时间内粒子的电势能降低，电场力对粒子做正功 D．t=时与t=时粒子速度之比是1：4‎ ‎8．如图所示，竖直平面内一具有理想边界AB的匀强磁场垂直纸面向里，在距离边界H处一正方形线框MNPO以初速度v0向上运动，假设在整个过程中MN始终与AB平行，则下列图象能反映线框从开始至到达最高点的过程中速度变化规律的是（　　）‎ A．B．C．D．‎ ‎9．如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是（　　）‎ A．物体可能只受两个力作用B．物体可能受三个力作用 C．物体一定受摩擦力作用D．物体一定受四个力作用 ‎10．如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是（　　）‎ A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功 C．支持力对物体不做功D．合外力对物体做正功 ‎11．如图所示，BC是半径为R=1m的竖直面内的圆弧轨道，轨道末端C在圆心O的正下方，∠BOC=60°，将质量为m=1Kg的小球，从与O等高的A点水平抛出，小球恰好从B点沿圆弧切线方向进入圆轨道，由于小球与圆弧之间有摩擦，能够使小球从B到C做匀速圆周运动．重力加速度大小为g=10m/s2．则下列说法正确的是（　　）‎ A．从B到C，小球与轨道之间的动摩擦因数可能保持不变 B．从B到C，小球克服摩擦力做功为5J C．A、B两点间的距离为m D．小球从B到C的全过程中，小球对轨道的压力不变 ‎12．如图所示为a、b两小球沿光滑水平面相向运动的v﹣t图．已知当两小球间距小于或等于L时，受到相互排斥的恒力作用，当间距大于L时，相互间作用力为零．由图可知（　　）‎ A．a球的质量大于b球的质量B．a球的质量小于b球的质量 C．t1时刻两球间距最小D．t3时刻两球间距为L ‎　‎ 二、实验题：（共2小题，合计16分）‎ ‎13．在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器（发射器）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中力传感器的拉力为F，保持小车（包括位移传感器发射器）的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图（b）所示．‎ ‎（1）小车与轨道的滑动摩擦力f=　　N．‎ ‎（2）从图象中分析，小车（包括位移传感器发射器）的质量为　　kg．‎ ‎（3）该实验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角θ调整到tanθ=　　．‎ ‎14．如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．‎ ‎（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：‎ A．按照图示的装置安装器件；‎ B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；‎ C．用天平测量出重锤的质量；‎ D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；‎ E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；‎ F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是 否等于增加的动能．‎ 请指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填写在下面的空行内，并说明其原因．　　；　　；　　．‎ ‎（2）在上述实验中，设质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图2所示，相邻计数点的时间间隔为0.02s，长度单位：cm，当地的重力加速度g=9.80m/s2．那么：从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减小量为△EP=　　J，物体动能的增加量△E K=　　J．‎ ‎　‎ 三、计算题（共36分）‎ ‎15．北京时间2005年11月9日11时33分，欧洲宇航局的“金星快车”探测器发射升空，主要任务是探测金星的神秘气候，这是近十年来人类探测器首次探访金星．假设探测器绕金星做匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T；又已知金星的半径为R，体积为πR3，万有引力常量为G，求：金星的密度ρ？‎ ‎16．水平面上静止放置一质量为m=0.2kg的物块，固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细线牵引物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动，2秒末到达额定功率，其v﹣t图线如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.1，g=10m/s2，电动机与物块间的距离足够远，求：‎ ‎（1）物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小；‎ ‎（2）电动机的额定功率；‎ ‎（3）物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度．‎ ‎17．下图是某传送装置的示意图．其中PQ为水平的传送带，传送带长度L=6m，与水平地面的高度为H=5m．MN是光滑的曲面，曲面与传送带相切于N点，现在有一滑块质量为m=3kg从离N点高为h=5m处静止释放，滑块与传送带间的摩擦系数为μ=0.3．重力加速度为g=10m/s2．‎ ‎（1）滑块以多大的速度进入传送带？‎ ‎（2）若传送带顺时针转动，请求出滑块与传送带摩擦产生的热量Q与传送带的速度v的大小关系，并作出Q与v的图象．‎ ‎（3）若传送带逆时针转动，请求出物体从Q点抛出后距Q点的水平的距离与传送带的速度的关系．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年湖南省邵阳市洞口一中高三（上）第三次模拟物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分．1～8题只有一个选项正确；9～12题至少有两个选项是正确的，全选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）‎ ‎1．下列说法正确的是（　　）‎ A．力的平行四边形定则的探究实验中运用了控制变量的方法 B．伽利略在研究自由落体运动时运用了理想实验的方法 C．参考系必须是固定不动的物体 D．法拉第不仅提出了场的概念，而且发明了人类历史上的第一台发电机 ‎【考点】物理学史；参考系和坐标系；验证力的平行四边形定则．‎ ‎【分析】物理学的发展离不开科学的思维方法，要明确各种科学方法在物理中的应用，如控制变量法、理想实验、理想化模型、极限思想等，结合物理学史解答．‎ ‎【解答】解：A、力的平行四边形定则的探究实验中运用了等效替代的方法，故A错误．‎ B、伽利略在研究自由落体运动时运用实验和逻辑推理相结合的方法．故B错误．‎ C、参考系是假定固定不动的物体，故C错误．‎ D、法拉第提出了场的概念，而且发明了人类历史上的第一台发电机．故D正确．‎ 故选：D ‎【点评】本题讨要考查了常见的研究物理问题的方法的具体应用，要通过练习体会这些方法的重要性，培养学科思想．‎ ‎　‎ ‎2．关于力对物体做功，下列说法正确的是（　　）‎ A．滑动摩擦力对物体一定做负功 B．静摩擦力对物体可能做正功 C．作用力与反作用力的功代数和一定为零 D．合外力对物体不做功，则物体速度一定不变 ‎【考点】功的计算；滑动摩擦力．‎ ‎【分析】判断滑动摩擦力是做负功还是做正功，首先还得搞清是判断哪个力对哪个物体做功，关键是判断该物体所受滑动摩擦力的方向与它相对地面的位移方向间的夹角是大于、等于还是小于90°，与此分别对应的是做负功、不做功、做正功．‎ ‎【解答】解：A、恒力做功的表达式W=FScosα，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，比如将小物块轻轻放在匀速运动的传送带上，小物块相对于传送带运动，滑动摩擦力充当动力，传送带对小物块的滑动摩擦力做正功，故A错误；‎ B、静摩擦力作用的物体间无相对滑动，但不代表没发生位移，所以可以做正功、负功或不做功，例如粮仓运送粮食的传送带对粮食施加一静摩擦力，该力对粮食做正功，随转盘一起转动的物体，摩擦力提供向心力，不做功等，故B正确；‎ C、作用力与反作用力的功代数和不一定为零，比如两个带正电的小球在相互排斥力作用下由静止释放，则排斥力对两个小球均做正功，做功代数和大于零，故C错误；‎ D、合外力对物体不做功，则物体动能不变，即速度大小一定不变，但速度方向有可能变化，故D错误；‎ 故选：B．‎ ‎【点评】滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功．‎ 静摩擦力和滑动摩擦力都可以做正功、负功或不做功．一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动，故位移始终相等，而二力大小相等，方向相反，因而做功之和为零，无机械能向内能转化．滑动摩擦力则不同，由于物体间存在相对运动，位移大小不同，所以一对滑动摩擦力必做负功，有机械能转变成内能．‎ ‎　‎ ‎3．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小，实验时让质量为M的某消防员从一平台上自由下落，落地过程中先双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了段距离，最后停止，用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是（　　）‎ A．t1时刻消防员的速度最大B．t2时刻消防员的速度最大 C．t3时刻消防员的速度最大D．t4时刻消防员的速度最大 ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．‎ ‎【分析】由F﹣t图象可知人受力的变化，结合人下落中的过程，可知消防员的所做的运动．‎ ‎【解答】解：A、B，t1时刻双脚触底，在t1至t2时间内消防员受到的合力向下，其加速度向下，他做加速度减小的加速下落运动；而t2至t3时间内，人所受合力向上，人应做向下的减速运动，t2时刻消防员所受的弹力与重力大小相等、方向相反，合力为零，消防员的速度最大．故A错误，B正确；‎ C、D，在t2至t4时间内他所受的合力向上，则加速度向上，故消防员做向下的减速运动，t4时刻消防员的速度最小，故C错误，D错误；‎ 故选B．‎ ‎【点评】本题的关键在于正确分析人的运动过程及学生对图象的认识，要求能将图象中的时间段与运动过程联系起来一起分析得出结论．‎ ‎　‎ ‎4．起重机将质量为m的货物竖直吊起，上升高度为h，上升加速度为a，则起重机对货物所做的功是（　　）‎ A．mghB．mahC．mgh+mahD．mgh﹣mah ‎【考点】功的计算．‎ ‎【分析】对货物进行受力分析，根据牛顿第二定律求出起重机对货物拉力，根据做功公式即可求得起重机对货物所做的功．‎ ‎【解答】解：对货物进行受力分析，货物受重力和起重机对货物拉力F．‎ 根据牛顿第二定律得：‎ F合=F﹣mg=ma F=m（a+g）‎ 上升h高度，起重机对货物拉力做功w=Fh=m（a+g）h=mgh+mah；‎ 故选：C．‎ ‎【点评】求某个力做功的方法很多，常见的有两种：1、运用功的定义式求解（力为恒力）2、运用动能定理求解．本题是恒力做功，故可以直接根据公式求解．‎ ‎　‎ ‎5．轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m=0.5kg的物块相连，如图甲所示．弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ=0.2．以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴．现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示．物块运动至x=0.4m处时速度为零．则此时弹簧的弹性势能为（g=10m/S2）（　　）‎ A．3.1 JB．3.5 JC．1.8 JD．2.0J ‎【考点】功能关系；弹性势能．‎ ‎【分析】F﹣x图象与坐标轴围成图形的面积表示F所做的功，根据动能定理列方程求克服弹簧弹力做的功，即等于弹簧的弹性势能．‎ ‎【解答】解：由图线与坐标轴围成的面积表示功可以得到力F做的功：W=×（5+10）×0.2+10×（0.4﹣0.2）=3.5J 设克服弹簧弹力做的功为WF，根据动能定理：W﹣WF﹣μmgx=0‎ 代入得：3.5﹣WF﹣0.2×0.5×10×0.4=0‎ 得：WF=3.1J 则EP=3.1J 故选：A．‎ ‎【点评】本题考查动能定理的应用以及F﹣x图象中“面积”的含义，可以对比v﹣t图象中面积的含义得出其物理意义．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时，则（　　）‎ A．M受静摩擦力增大 B．物块M对车厢壁的压力不变 C．物块M仍能相对于车厢壁静止 D．M受静摩擦力变小 ‎【考点】牛顿第二定律；摩擦力的判断与计算．‎ ‎【分析】分析物块的受力情况，根据牛顿第二定律分析摩擦力、弹力与加速度的关系，再分析加速度增大时，各力如何变化．‎ ‎【解答】解：以物块为研究对象，分析受力情况如图：重力Mg，车厢的弹力N和静摩擦力f，‎ 根据牛顿第二定律得，水平方向：N=Ma 竖直方向：f=Mg，‎ AD、当加速度增大时，N增大，M所受的最大静摩擦力增大，物块在竖直方向受力平衡，即f=Mg不变．故AD错误．‎ B、当加速度增大时，N增大，根据牛顿第三定律得知，物块M对车厢壁的压力增大．故B错误．‎ C、因为最大静摩擦力增大，物块仍然能相对于车厢壁静止．故C正确．‎ 故选：C．‎ ‎【点评】本题考查了牛顿第二定律的应用，解决本题的关键知道物块与小车具有相同的加速度，隔离对物块分析，运用牛顿第二定律进行求解．‎ ‎　‎ ‎7．如图甲所示两平行金属板，B板接地．从t=0时刻起AB板接电源，A板电势随时间变化图象如图乙，板间一带正电粒子（不计重力）由静止开始在电场力作用下运动．板间距足够长，则下列说法正确的是（　　）‎ A．粒子在两板间往复运动 B．t=时粒子速度为零 C．t=到t=这段时间内粒子的电势能降低，电场力对粒子做正功 D．t=时与t=时粒子速度之比是1：4‎ ‎【考点】电势差与电场强度的关系．‎ ‎【分析】0～时间内粒子向B板做加速度增大的加速运动，～时间内粒子向B板做加速度减小的加速运动，根据对称性，在时刻速度最大，在T时刻速度恰好为零，接下来，粒子重复上述运动，所以粒子一直向B板运动，速度用动量定理求解．‎ ‎【解答】解：A、t=0时刻A板电势比B板高，粒子在0～时间内粒子向B板做加速度增大的加速运动，～时间内粒子向B板做加速度减小的加速运动，根据对称性，在时刻速度最大，在T时刻速度恰好减为零，接下来，粒子重复上述运动，所以粒子一直向B板运动，故A错误，B错误；‎ C、根据分析t=到t=这段时间内粒子向B板做加速度增大的减速运动，故电势能增加，电场力对粒子做负功，故C错误；‎ D、0～内，由动量定理，Ft=mv1，同理，～内，F′t=mv2﹣mv1 且力取平均值，代入得粒子速度之比是1：4，故D正确．‎ 故选：D ‎【点评】粒子在交变电场作用下做加速运动，当电场改变方向时粒子所受电场力同时改变方向，根据粒子在电场中做匀变速直线运动根据运动规律求解粒子的运动情况．掌握规律是解决问题的关键 ‎　‎ ‎8．如图所示，竖直平面内一具有理想边界AB的匀强磁场垂直纸面向里，在距离边界H处一正方形线框MNPO以初速度v0向上运动，假设在整个过程中MN始终与AB平行，则下列图象能反映线框从开始至到达最高点的过程中速度变化规律的是（　　）‎ A．B．C．D．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．‎ ‎【分析】线框进入磁场前做竖直上抛运动，是匀减速直线运动，v﹣t图象是向下倾斜的直线；进入磁场后，产生感应电流，除重力外，还要受到向下的安培力，根据牛顿第二定律列式求解出加速度的变化情况后再分析v﹣t图象．‎ ‎【解答】解：在线框从开始运动到MN边接近AB时，线框做匀减速直线运动，v﹣t图象是向下倾斜的直线；‎ MN边进入磁场后因切割磁感线而产生感应电流，其受到向下的安培力作用，则线框加速度瞬时变大，速度瞬时减小更快．随着速度减小，产生的感应电流减小，安培力减小，加速度减小，所以能正确反映线框速度与时间关系的是图C．‎ 故选：C ‎【点评】本题关键分进入磁场前和进入磁场后两个阶段进行分析，进入磁场后根据牛顿第二定律分析加速度的变化，也可以列式进行定量分析．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是（　　）‎ A．物体可能只受两个力作用B．物体可能受三个力作用 C．物体一定受摩擦力作用D．物体一定受四个力作用 ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算．‎ ‎【分析】物体做匀速直线运动，物体所受的合力为零，根据共点力平衡条件分析物体是否受摩擦力，再分析有无支持力，即可分析出物体受力的个数．‎ ‎【解答】解：拉力F有水平向右的分力，由于物体做匀速直线运动，受力平衡，水平方向必有摩擦力与拉力的水平分力平衡，即物体一定受到摩擦力作用，所以地面对物体一定有支持力，因此物体一定受到四个力：重力、拉力F和地面的支持力和摩擦力，故AB错误，CD正确．‎ 故选：CD ‎【点评】对物体受力分析通常要结合物体的运动状态和条件，本题还要根据弹力和摩擦力的产生条件分析．要知道有摩擦力，一定有弹力．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是（　　）‎ A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功 C．支持力对物体不做功D．合外力对物体做正功 ‎【考点】动能定理的应用；功的计算．‎ ‎【分析】根据力的方向与运动方向的关系判断该力做正功还是负功．根据动能定理，结合动能的变化量判断合力做功情况．‎ ‎【解答】解：A、物体匀速向上运动的过程中，摩擦力的方向沿传送带向上，与运动的方向相同，所以摩擦力做正功．故A正确，B错误．‎ C、支持力的方向与运动的方向垂直，知支持力对物体不做功．故C正确．‎ D、物体匀速上升，动能变化量为零，根据动能定理知，合力做功为零．故D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎【点评】解决本题的关键会根据力的方向与运动的方向判断力的做功情况，当力与速度的方向的夹角0°≤θ＜90°，该力做正功，当θ=90°时，力不做功，当90°＜θ≤180°时，力做负功．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，BC是半径为R=1m的竖直面内的圆弧轨道，轨道末端C在圆心O的正下方，∠BOC=60°，将质量为m=1Kg的小球，从与O等高的A点水平抛出，小球恰好从B点沿圆弧切线方向进入圆轨道，由于小球与圆弧之间有摩擦，能够使小球从B到C做匀速圆周运动．重力加速度大小为g=10m/s2．则下列说法正确的是（　　）‎ A．从B到C，小球与轨道之间的动摩擦因数可能保持不变 B．从B到C，小球克服摩擦力做功为5J C．A、B两点间的距离为m D．小球从B到C的全过程中，小球对轨道的压力不变 ‎【考点】动能定理的应用；平抛运动．‎ ‎【分析】小球从B到C做匀速圆周运动，由合外力提供向心力．小球进入轨道前做平抛运动，应用平抛运动规律可以求出小球的初速度、小球的水平与竖直位移，从而求出A、B两点的距离，由牛顿第二定律与牛顿第三定律可以分析小球对轨道的压力如何变化．‎ ‎【解答】解：AD、小球从B到C做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，即由轨道的支持力和重力径向分力的合力提供向心力，向心力大小不变，而重力的径向分力是变化的，所以轨道对小球的支持力是变化的，则小球对轨道的压力是变化的，则小球与轨道之间的动摩擦因数是变化的，故AD错误；‎ B、小球从B到C做匀速圆周运动，则由能量守恒定律可知：小球克服摩擦力做的功等于重力做的功 WG=mg（R﹣Rcos60°）=mgR=×1×10×1J=5J，故B正确；‎ C、小球做从A到B做平抛运动，在B点，小球速度方向偏角θ=60°，‎ 则tan60°=，vy=gt 竖直方向的位移 y=Rcos60°=gt2；‎ 水平方向的位移 x=vAt 解得 x=m 则A、B两点的距离 xAB==m，故C正确；‎ 故选：BC ‎【点评】本题考查了平抛运动和圆周运动，分析清楚小球运动过程，明确匀速圆周运动向心力的来源：合外力，应用运动的合成与分解、运动学公式、牛顿第二定律即可正确解题．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示为a、b两小球沿光滑水平面相向运动的v﹣t图．已知当两小球间距小于或等于L时，受到相互排斥的恒力作用，当间距大于L时，相互间作用力为零．由图可知（　　）‎ A．a球的质量大于b球的质量B．a球的质量小于b球的质量 C．t1时刻两球间距最小D．t3时刻两球间距为L ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】先从v﹣t图象找出两个小球加速度的大小关系然后结合牛顿第二定律判断质量的关系；根据v﹣t图象判断t3时刻的距离．‎ ‎【解答】解：A、从速度时间图象可以看出a小球速度时间图象的斜率绝对值较大，所以a小球的加速度较大，两小球之间的排斥力为相互作用力大小相等，‎ 根据a=知，加速度大的质量小，所以a小球质量较小，故A错误，B正确；‎ C、二者做相向运动，所以当速度相等时距离最近，即t2时刻两小球最近，之后距离又开始逐渐变大，所以C错误；‎ D、当间距大于L时，相互间作用力为零，由图看出t3时刻之后相互作用力为零，即间距大于L，则t3时刻距离为L，D正确；‎ 故选：BD．‎ ‎【点评】本题考查了v﹣t图象、牛顿第二定律、加速度与速度的关系等有关知识，有一定的综合性．‎ ‎　‎ 二、实验题：（共2小题，合计16分）‎ ‎13．在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器（发射器）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中力传感器的拉力为F，保持小车（包括位移传感器发射器）的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图（b）所示．‎ ‎（1）小车与轨道的滑动摩擦力f=　0.60　N．‎ ‎（2）从图象中分析，小车（包括位移传感器发射器）的质量为　0.67　kg．‎ ‎（3）该实验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角θ调整到tanθ=　0.09　．‎ ‎【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．‎ ‎【分析】（1）a﹣F图象与横坐标的交点等于摩擦力，根据图象直接得出f；‎ ‎（2）根据牛顿第二定律得出a和F的关系式，根据图象的斜率表示小车质量的倒数求解质量；‎ ‎（3）为得到a与F成正比的关系，则应该平衡摩擦力，根据平衡条件结合滑动摩擦力公式求解．‎ ‎【解答】解：（1）根据图象可知，当F=0.60N时，小车开始有加速度，则f=0.60N，‎ ‎（2）根据牛顿第二定律得：‎ a==，则a﹣F图象的斜率表示小车质量的倒数，则 M=，‎ ‎（3）为得到a与F成正比的关系，则应该平衡摩擦力，则有：‎ Mgsinθ=μMgcosθ 解得：tanθ=μ，‎ 根据f=μMg得： =0.09‎ 所以tanθ=0.09‎ 故答案为：（1）0.60；（2）0.67；（3）0.09‎ ‎【点评】实验装置虽然有所变动，但是实验原理、实验方法、操作细节等是一样的，故任何实验明确实验原理是解答实验的关键，注意该实验必须要平衡摩擦力，否则a与F不成正比，能结合图象得出有用的信息，难度适中．‎ ‎　‎ ‎14．如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．‎ ‎（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：‎ A．按照图示的装置安装器件；‎ B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；‎ C．用天平测量出重锤的质量；‎ D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；‎ E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；‎ F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是 否等于增加的动能．‎ 请指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填写在下面的空行内，并说明其原因．　B、应该接到电源的交流输出端　；　D，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带　；　C，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量m，可以约去　．‎ ‎（2）在上述实验中，设质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图2所示，相邻计数点的时间间隔为0.02s，长度单位：cm，当地的重力加速度g=9.80m/s2．那么：从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减小量为△EP=　0.47　J，物体动能的增加量△E K=　0.46　J．‎ ‎【考点】验证机械能守恒定律．‎ ‎【分析】（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，只有理解了这些才能真正了解具体实验操作的含义．‎ ‎（2）纸带法实验中，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，从而求出动能．‎ ‎【解答】解：（1）B、将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．‎ C、因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C错误．‎ D、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．‎ 故选：BCD．‎ ‎（2）B点离下落点的高度h=4.80cm=0.0480m；‎ 重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.0480m J=0.47mJ．‎ 设B前点为A，则OA=3.07cm=0.0307m； 设B后点为C，则OC=6.91cm=0.0691m； ‎ 利用匀变速直线运动的推论vB===0.96m/s EkB=mvB2==0.46mJ．‎ 故答案为：（1）B，应该接到电源的交流输出端；D，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带；C，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量m，可以约去 ‎（2）0.47，0.46‎ ‎【点评】本题考查验证机械能守恒定律的实验，只有明确了实验原理以及实验的数据测量，才能明确各项实验操作的具体含义，在计算中要注意单位的换算．‎ ‎　‎ 三、计算题（共36分）‎ ‎15．北京时间2005年11月9日11时33分，欧洲宇航局的“金星快车”探测器发射升空，主要任务是探测金星的神秘气候，这是近十年来人类探测器首次探访金星．假设探测器绕金星做匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T；又已知金星的半径为R，体积为πR3，万有引力常量为G，求：金星的密度ρ？‎ ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】万有引力提供向心力，由万有引力公式与牛顿第二定律求出质量，然后由密度公式求出密度．‎ ‎【解答】解：万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m（）2r，‎ 解得：M=，‎ 密度：ρ===‎ 答：金星的密度是．‎ ‎【点评】本题考查了求金星的质量与密度，金星绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律与密度公式即可正确解题．‎ ‎　‎ ‎16．水平面上静止放置一质量为m=0.2kg的物块，固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细线牵引物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动，2秒末到达额定功率，其v﹣t图线如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.1，g=10m/s2，电动机与物块间的距离足够远，求：‎ ‎（1）物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小；‎ ‎（2）电动机的额定功率；‎ ‎（3）物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度．‎ ‎【考点】功率、平均功率和瞬时功率．‎ ‎【分析】（1）根据图象知加速度，根据牛顿运动定律知牵引力；‎ ‎（2）根据P=FV求额定功率；‎ ‎（3）当F=f时，速度达最大，vm=．‎ ‎【解答】解：（1）根据图象知匀加速的加速度为a=m/s2=0.4m/s2‎ f=μmg=0.1×0.2×10=0.2N 根据F=f+ma=0.2+0.2×0.4=0.28N ‎（2）2s末电动机达到额定功率P=Fv2=0.28×0.8=0.224W ‎（3）当F=f时，速度达最大，vm==m/s=1.12m/s 答：（1）物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小为0.28N；‎ ‎（2）电动机的额定功率为0.224W；‎ ‎（3）物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度为1.12m/s．‎ ‎【点评】本题将功率公式与牛顿第二定律综合应用，当加速度为零时，牵引力与阻力相等，速度最大．即使加速度变化，也可以由牛顿第二定律来表达出速度与加速度的关系．注意汽车有两种启动，一是加速度恒定，则功率在不断增加，二是功率恒定，则加速度不断变化．‎ ‎　‎ ‎17．下图是某传送装置的示意图．其中PQ为水平的传送带，传送带长度L=6m，与水平地面的高度为H=5m．MN是光滑的曲面，曲面与传送带相切于N点，现在有一滑块质量为m=3kg从离N点高为h=5m处静止释放，滑块与传送带间的摩擦系数为μ=0.3．重力加速度为g=10m/s2．‎ ‎（1）滑块以多大的速度进入传送带？‎ ‎（2）若传送带顺时针转动，请求出滑块与传送带摩擦产生的热量Q与传送带的速度v的大小关系，并作出Q与v的图象．‎ ‎（3）若传送带逆时针转动，请求出物体从Q点抛出后距Q点的水平的距离与传送带的速度的关系．‎ ‎【考点】机械能守恒定律；牛顿第二定律；平抛运动．‎ ‎【分析】（1）滑块曲面上下滑过程，只有重力做功，机械能守恒，据此定律列式求解．‎ ‎（2）若传送带顺时针转动，滑块在皮带上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律和运动学公式求出滑块运动Q点的速度和所用时间，根据相对位移大小和滑动摩擦力大小的乘积求解Q与v的关系．‎ ‎（3）若传送带逆时针转动，将皮带的速度与滑块刚进入皮带的速度进行比较，分情况讨论，由运动学公式列式求解．‎ ‎【解答】解：（1）滑块曲面上下滑过程，由机械能守恒得：mgh=‎ 代入数据解得：v1==m/s=10m/s ‎（2）滑块在皮带上做匀减速直线运动，加速度大小为：‎ ‎ a==μg=0.3×10m/s2=3m/s2，‎ 运动到Q点时有：﹣2aL=‎ 所以 v2==m/s=8m/s 减速时间 t==﹣s=s 此过程皮带转动的距离为 s=vt=‎ 则Q=μmg（L+s）‎ 所以 Q=54+6v，图象如右图所示 ‎（3）平抛运动的时间为t0，‎ ‎ t0==s=1s a、若皮带的速度大于10m/s，滑块做加速运动，可加速的最大速度为：‎ ‎ vm==m/s=2m/s 故皮带速度v≥2m/s 水平射程 x=vmt0=2m 皮带速度 10m/s≤v≤2m/s b、若皮带的速度小于10m/s，滑块做减速运动，可减速的最小速度为：‎ ‎ vmin==m/s=8m/s 故皮带速度v≤8m/s 水平射程 x=vmint0=8×1m=8m 皮带速度 8m/s≤v≤10m/s 水平射程 x=vt0=v 综上所述，可知：皮带速度v≤8m/s，水平射程 x=vmint0=8m；皮带速度v≥2m/s，水平射程 x=vmt0=2m；皮带速度8m/s＜v＜2m/s，水平射程x=v．‎ 答：‎ ‎（1）滑块以10m/s的速度进入传送带．‎ ‎（2）若传送带顺时针转动，滑块与传送带摩擦产生的热量Q与传送带的速度v的大小关系为Q=54﹣6v，图象如右图所示．‎ ‎（3）若传送带逆时针转动，物体从Q点抛出后距Q点的水平的距离与传送带的速度的关系为：皮带速度v≤8m/s，水平射程为8m；皮带速度v≥2m/s，水平射程为2m；皮带速度8m/s＜v＜2m/s，水平射程为x=v．‎ ‎【点评】传送带问题，关键要根据物体的受力情况分析物体的运动过程，要注意分情况讨论．要知道摩擦生热等于滑动摩擦力大小与物体间相对位移大小的乘积．‎ ‎　‎