高三物理上學(xué)期期中試卷
物理需要我們花時間多多去做一下題目的，今天小編就給大家分享一下高三物理，僅供參考哦
高三物理上學(xué)期期中試卷參考
一、選擇題(共22道小題，共計66分全對得3分，選不全得2分，選錯或不選得0分)
1.如圖甲所示，小物塊靜止在傾角θ=37°的粗糙斜面上?，F(xiàn)對物塊施加一個沿斜面向下的推力F，力F的大小隨時間t的變化情況如圖乙所示，物塊的速率v 隨時間t的變化規(guī)律如圖丙所示，sin 37°=0.6， cos 37°=0.8，重力加速度g取10 m/s2。下列說法正確的是( )
A.物塊的質(zhì)量為1 kg
B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.7
C.0～3 s時間內(nèi)力F做功的平均功率為2.13 W
D.0～3 s時間內(nèi)物塊克服摩擦力做的功為6.12 J
2.(多選)質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細桿的A點和B點，如圖所示，繩a與水平方向成θ角，繩b在水平方向且長為l，當(dāng)輕桿繞軸AB 以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則下列說法正確的是( )
A.a繩的張力不可能為零 B.a繩的張力隨角速度的增大而增大
C.當(dāng)角速度ω> gcot θl，b繩將出現(xiàn)彈力
D.若b繩突然被剪斷，則a繩的彈力一定發(fā)生變化
3.(多選)我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行;然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4 m高處做一次懸停(可認(rèn)為是相對于月球靜止);最后關(guān)閉發(fā)動機，探測器自由下落。已知探測器的質(zhì)量約為1.3×103 kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8 m/s2。則此探測器( )
A.在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9 m/s
B.懸停時受到的反沖作用力約為2×103 N
C.從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi)，機械能守恒
D.在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度
4.(多選) “嫦娥五號”的“探路尖兵”載人返回飛行試驗返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域順利著陸，標(biāo)志著我國已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速載人返回關(guān)鍵技術(shù)，為“嫦娥五號”任務(wù)順利實施和探月工程持續(xù)推進奠定了堅實基礎(chǔ).已知人造航天器在月球表面上空繞月球做勻速圓周運動，經(jīng)過時間t(t小于航天器的繞行周期)，航天器運動的弧長為s，航天器與月球的中心連線掃過角度為θ，引力常量為G，則( )
A.航天器的軌道半徑為θs B.航天器的環(huán)繞周期為2πtθ
C.月球的質(zhì)量為s3Gt2θ D.月球的密度為3θ24Gt2
5.一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運動，動能減小為原來的14，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌前后衛(wèi)星的( ).
A.向心加速度大小之比為4∶1 B.角速度之比為2∶1
C.周期之比為1∶8 D.軌道半徑之比為1∶2
6.假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4 200 km的赤道上空繞地球做勻速圓周運動，地球半徑約為6 400 km，地球同步衛(wèi)星距地面高為36 000 km，宇宙飛船和一地球同步衛(wèi)星繞地球同向運行，每當(dāng)二者相距最近時，宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號，然后再由同步衛(wèi)星將信號送到地面接收站.某時刻二者相距最遠，從此刻開始，在一晝夜的時間內(nèi)，接收站共接收到信號的次數(shù)為(忽略從宇宙飛船向同步衛(wèi)星發(fā)射信號到地面接收站接收信號所用的時間)( )
A.4次 B.6次 C.7次 D.8次
7.(多選)探月衛(wèi)星的發(fā)射過程可簡化如下：首先進入繞地球運行的“停泊軌道”，在該軌道的P處，通過變速，再進入“地月轉(zhuǎn)移軌道”，在快要到達月球時，對衛(wèi)星再次變速，衛(wèi)星被月球引力“俘獲”后，成為環(huán)月衛(wèi)星，最終在環(huán)繞月球的“工作軌道”上繞月飛行(視為圓周運動)，對月球進行探測，“工作軌道”周期為T，距月球表面的高度為h，月球半徑為R，引力常量為G，忽略其他天體對探月衛(wèi)星在“工作軌道”上環(huán)繞運動的影響,則( )
A.要使探月衛(wèi)星從“轉(zhuǎn)移軌道”進入“工作軌道”，應(yīng)增大速度
B.探月衛(wèi)星在“工作軌道”上環(huán)繞的線速度大小為2πR+hT
C.月球的第一宇宙速度2πR+hT R+hR
D衛(wèi)星在“停泊軌道” P處的機械能大于 “地月轉(zhuǎn)移軌道” P處的機械能
8.據(jù)報道，目前我國正在研制“螢火二號”火星探測器。探測器升空后，先在近地軌道上以線速度v環(huán)繞地球飛行，再調(diào)整速度進入地火轉(zhuǎn)移軌道，最后再一次調(diào)整速度以線速度v′在火星表面附近環(huán)繞飛行。若認(rèn)為地球和火星都是質(zhì)量分布均勻的球體，已知火星與地球的半徑之比為1∶2，密度之比為5∶7，設(shè)火星與地球表面重力加速度分別為g′和g，下列結(jié)論正確的是( )
A.g′∶g=4∶1 B.g′∶g=10∶7 C.v′∶v=528 D.v′∶v=514
9.雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點做周期相同的勻速圓周運動。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化。若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運動的周期為T，經(jīng)過一段時間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時圓周運動的周期為( )
A. n3k2T B. n3kT C. n2kT D. nkT
10.如圖所示，甲、乙兩物體之間存在相互作用的滑動摩擦力，甲對乙的滑動摩擦力對乙做了負功，則乙對甲的滑動摩擦力對甲( )
A.可能做正功，也可能做負功，也可能不做功
B.可能做正功，也可能做負功，但不可能不做功
C.可能做正功，也可能不做功，但不可能做負功
D.可能做負功，也可能不做功，但不可能做正功
11. A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB=2∶1，它們以相同的初速度v0在摩擦力作用在水平面上做勻減速直線運動，直到停止，其速度—時間圖象如圖所示。那么A、B兩物體所受摩擦力之比FA∶FB和A、B兩物體克服摩擦阻力做功之比WA∶WB分別為( )
A.2∶1，4∶1 B.4∶1，2∶1
C.1∶4，1∶2 D.1∶2，1∶4
12.一物體靜止在粗糙水平地面上。現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體，經(jīng)過一段時間后其速度變?yōu)関。若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速度變?yōu)?v。對于上述兩個過程，用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則( )
A.WF2>4WF1，Wf2>2Wf1 B.WF2>4WF1，Wf2=2Wf1
C.WF2<4WF1，Wf2=2Wf1 D.WF2<4WF1，Wf2<2Wf1
13. (多選)一輛質(zhì)量為m的汽車在平直的公路上以某一初速度運動，運動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)1v圖象如圖所示.若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖象所給的信息，能求出的物理量是( )
A.汽車的功率
B.汽車行駛的最大速度
C.汽車所受到的阻力
D.汽車運動到最大速度所需的時間
14.(多選)一個質(zhì)量為50 kg的人乘坐電梯，由靜止開始上升，先做勻加速直線運動，再做勻速直線運動，最后做勻減速直線運動到靜止。整個過程0-9秒中電梯對人做功的功率隨時間變化的P-t圖象如圖所示，g=10 m/s2，則以下說法正確的是( )
A.電梯勻速階段運動的速度為2 m/s
B.圖中P2的值為1100 W
C.圖中P1的值為900 W
D.電梯加速運動過程中對人所做的功大于減速過程中對人所做的功
15.長為L=1 m、質(zhì)量為M=1 kg的平板車在粗糙水平地面上以初速度v=6 m/s向右運動，同時將一個質(zhì)量為m=2 kg的小物塊輕輕放在平板車的最前端，物塊和平板車的平板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，由于摩擦力的作用，物塊相對平板車向后滑行距離s=0.4 m后與平板車相對靜止，平板車最終因為地面摩擦而靜止，如圖所示，物塊從放到平板車上到與平板車一起停止運動，摩擦力對物塊做的功為( )
A.0 B.4 J C.8 J D.12 J
16.如圖所示，一輕質(zhì)橡皮筋的一端系在豎直放置的半徑為0.5 m的圓環(huán)頂點P，另一端系一質(zhì)量為 0.1 kg 的小球，小球穿在圓環(huán)上可做無摩擦的運動.設(shè)開始時小球置于A點，橡皮筋處于剛好無形變狀態(tài)，A點與圓心O位于同一水平線上，當(dāng)小球運動到最低
點B時速率為1 m/s，此時小球?qū)A環(huán)恰好沒有壓力(取g=10 m/s2).下列說法正確的是( )
A.從A到B的過程中，小球的機械能守恒
B.從A到B的過程中，橡皮筋的彈性勢能增加了0.35 J
C.小球過B點時，橡皮筋上的彈力為0.2 N
D.小球過B點時，橡皮筋上的彈力為1.2 N
17.如圖所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿MON，桿的水平部分粗糙，動摩擦因數(shù)μ=0.2，桿的豎直部分光滑.兩部分各套有質(zhì)量均為1 kg的小球A和B，A、B球間用細繩相連.初始A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知OA=3 m，OB=4 m，若A球在水平拉力的作用下向右緩慢地移動1 m(取g=10 m/s2)，那么該過程中拉力F做功為( )
A.14 J B.10 J
C.16 J D.4 J
18.( 多選)我國科學(xué)家正在研制航母艦載機使用的電磁彈射器.艦載機總質(zhì)量為3×104 kg，設(shè)起飛過程中發(fā)動機的推力恒為1.0×105 N;彈射器有效作用長度為100 m，推力恒定.要求艦載機在水平彈射結(jié)束時速度大小達到80 m/s.彈射過程中艦載機所受總推力為彈射器和發(fā)動機推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，則( )
A.彈射器的推力大小為1.1×106 N
B.彈射器對艦載機所做的功為1.1×108 J
C.彈射器對艦載機做功的平均功率為8.8×107 W
D.艦載機在彈射過程中的加速度大小為32 m/s2
19.如圖所示，一個小球(視為質(zhì)點)從H=12 m高處，由靜止開始通過光滑弧形軌道AB，進入半徑R=4 m的豎直圓環(huán)，且與圓環(huán)間動摩擦因數(shù)處處相等，當(dāng)?shù)竭_環(huán)頂C時，剛好對軌道壓力為零;沿CB圓弧滑下后，進入光滑弧形軌道BD，且到達高度為h的D點時的速度為零，則h之值可能為(取g=10 m/s2，所有高度均相對B點而言) ( )
A.12 m B.10 m
C.8.5 m D.7 m
20.(多選)如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端各系一個小球a和b，跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細桿C和D上，質(zhì)量為m1的a球置于地面上，質(zhì)量為m2的b球從水平位置靜止釋放。當(dāng)b球擺過的角度為90°時，a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱?，下列結(jié)論正確的是 ( )
A.m1∶m2=3∶1
B.m1∶m2=2∶1
C.當(dāng)b球擺過的角度為30°時，a球?qū)Φ孛娴膲毫?2m1g
D.若只將細桿D水平向左移動少許，則當(dāng)b球擺過的角度仍為90°時，a球?qū)Φ孛娴膲毫Υ笥诹?/p>
21.如圖所示，一個長直輕桿兩端分別固定一個小球A和B，兩球質(zhì)量均為m，兩球半徑忽略不計，桿的長度為l。先將桿AB豎直靠放在豎直墻上，輕輕振動小球B，使小球B在水平面上由靜止開始向右滑動，當(dāng)小球A沿墻下滑距離為12l 時，下列說法正確的是(不計一切摩擦)( )
A.小球A和B的速度都為12gl
B.小球A和B的速度都為123gl
C.小球A、B的速度分別為123gl和122gl
D.小球A、B的速度分別為123gl和12gl
22.(多選)如圖所示，一個小球套在固定的傾斜光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧的一端懸掛于O點，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)，將小球沿桿拉到與O點等高的位置由靜止釋放。小球沿桿下滑，當(dāng)彈簧處于豎直時，小球速度恰好為零。若彈簧始終處于伸長且在彈性限度內(nèi)，在小球下滑過程中，下列說法正確的是( )
A.小球的機械能先增大后減小
B.彈簧的彈性勢能和小球重力勢能之和先增大后減小
C.彈簧和小球系統(tǒng)的機械能先增大后減小
D.重力做功的功率先增大后減小
二、非選擇題(共5道小題，共計44分)
23.(8分)某實驗小組利用如圖所示裝置，探究木塊在木板上滑動至停止的過程中，摩擦力做的功與木塊滑上木板時初速度的關(guān)系。實驗步驟如下：
A.將彈簧左端固定在平臺上，右端自然伸長到平臺右側(cè)O點，木板緊靠平臺，其上表面與P、O在同一水平面上。使木塊壓縮彈簧自由端至P點后由靜止釋放，木塊最終停在木板上的B點，記下P點并測出OB間的距離L。
B.去掉木板再使木塊壓縮彈簧自由端至P點并由靜止釋放，測出木塊做平拋運動的水平位移x。
C.改變由靜止釋放木塊的位置，以獲取多組L、x數(shù)據(jù)。
D.用作圖象的辦法，探求L與x的關(guān)系，得出結(jié)論。
(1)A、B兩步中，均使彈簧壓縮到同一點P 的目的是____________________________________________________________________
(2)本實驗中，是否必須測出圖中h的具體數(shù)值?__ _(填“是”“否”);
(3)實驗小組根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，作出L-x2圖象如左圖所示，據(jù)此，實驗小組便得出結(jié)論：摩擦力對木塊做的功與木塊滑上木板時的初速度平方成正比。請寫出其推理過程：________________________________________________________________________________ 。
24.(6分)如圖所示的裝置可用來驗證機械能守恒定律，擺錘A拴在長為L的輕繩一端，輕繩另一端固定在O點，在A上放一個質(zhì)量很小的小鐵塊，現(xiàn)將擺錘拉起，使繩與豎直方向成θ角，由靜止開始釋放擺錘，當(dāng)其到達最低位置時，受到豎直擋板P的阻擋而停止運動，之后鐵塊將飛離擺錘做平拋運動。
(1)為了驗證擺錘在運動過程中機械能守恒，必須求出擺錘在最低點的速度。為了求出這一速度，還應(yīng)測量的物理量有________ 。
(2)用測得的物理量表示擺錘在最低點的速度v=__________。
(3)用已知的和測得的物理量表示擺錘在運動過程中機械能守恒的關(guān)系式為__________ 。
25.(10分)石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強度及超強導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使21世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。用石墨烯制作超級纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢想有望在本世紀(jì)實現(xiàn)?？茖W(xué)家們設(shè)想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運行，實現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。
(1)若“太空電梯”將貨物從赤道基站運到距地面高度為h1的同步軌道站，求軌道站內(nèi)質(zhì)量為m1的貨物相對地心運動的動能。設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為ω，地球半徑為R。
(2)當(dāng)電梯倉停在距地面高度h2=4R的站點時，求倉內(nèi)質(zhì)量m2=50 kg的人對水平地板的壓力大小。取地面附近重力加速度g=10 m/s2，地球自轉(zhuǎn)角速度ω=7.3×10-5 rad/s，地球半徑R=6.4×103 km。
26.(10分)如圖所示，水平傳送帶在電動機帶動下以速度v1=2 m/s勻速運動，小物體P、Q質(zhì)量分別為0.2 kg和0.3 kg，由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t=0時刻P放在傳送帶中點處由靜止釋放。已知P與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，傳送帶水平部分兩端點間的距離為4 m，不計定滑輪質(zhì)量及摩擦，P與定滑輪間的繩水平，取g=10 m/s2。
(1)判斷P在傳送帶上的運動方向并求其加速度大小;
(2)求P從開始到離開傳送帶水平端點的過程中，與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量;
(3)求P從開始到離開傳送帶水平端點的過程中，電動機多消耗的電能。
27.(10分)節(jié)能混合動力車是一種可以利用汽油及所儲存電能作為動力來源的汽車，有一質(zhì)量
m=1 000 kg的混合動力轎車，在平直公路上以v1=90 km/h勻速行駛，發(fā)動機的輸出功率為P=50 kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80 km/h的限速標(biāo)志時，保持發(fā)動機功率不變，立即啟動利用電磁阻尼帶動的發(fā)電機工作給電池充電，使轎車做減速運動。運動L=72 m后，速度變?yōu)関2=72 km/h。此過程中發(fā)動機功率的15用于轎車的牽引，45用于供給發(fā)電機工作，發(fā)動機輸送給發(fā)電機的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車在上述運動過程中所受阻力保持不變。求：
(1)轎車以90 km/h在平直公路上勻速行駛時，所受阻力F阻的大小;
(2)轎車從90 km/h減速到72 km/h過程中，獲得的電能E電;
(3)轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電維持72 km/h勻速運動的距離L′。
答案
一，選擇題
1-5 A AC BD BC C 6-10 C BC C B A
11-15 B C ABC AB A 16-20 D A ABD C AC
21-22 D AD
二，填空題
23
(2)否
24
25.答案 (1)12m1ω2(R+h1)2 (2)11.5 N
解析 (1)設(shè)貨物線速度為v1，則v1=(R+h1)ω ① 貨物相對地心運動的動能為Ek=12m1v21 ②
聯(lián)立①②、得Ek=12m1ω2(R+h1)2 (4分)
(2)設(shè)地球質(zhì)量為M，人相對地心的距離為r2，向心加速度為a，受地球的萬有引力為F，則
a=ω2(R+h2) ③ F=Gm2Mr22 ④ g=GMR2 ⑤
設(shè)水平地板對人的支持力大小為N，人對水平地板的壓力大小為N′，則
F-N=m2a ⑥ ′
聯(lián)立③～⑥式并代入數(shù)據(jù)得N≈11.5 N。牛頓第三定律N=N≈11.5 N (6分)
26.解析 (1)傳送帶給P的摩擦力f=μm1g=1 N 小于Q的重力m2g=3 N，P將向左運動。
根據(jù)牛頓第二定律， 對P：T=m1a， 對Q：m2g-T=m2a，(或m2g-μm1g=(m1+m2)a)
解得：a=m2g-μm1gm1+m2=4 m/s2。 (4分)
(2)從開始到末端：L2=12at2，t=1s，，傳送帶的位移s=v1t，
Q=f(L2+s)=μm1g(L2+s)=4 J。 (4分)
(3)電動機多消耗的電能為克服摩擦力所做的功
解法一：ΔE電=W克=μm1gs，可得ΔE電=2 J。 (2分)
解法二：ΔE電+m2gL2=12(m1+m2)v2+Q，可得ΔE電=2 J。
27.
代入數(shù)據(jù)得L′=31.5 m。
答案 (1)2×103 N (2)6.3×104 J (3)31.5 m
關(guān)于高三物理上學(xué)期期中試題
一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共計48分。在每小題給出的四個選項中，1-8題只有一個選項符合題目要求;9-12題有多個選項符合題目要求。全部選對的得4分，有選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分。)
1.根據(jù)所學(xué)物理知識，判斷下列四個“一定”說法中正確的是( )
A.物體的速度為零時，其加速度就一定為零
B.一對作用力與反作用力的沖量大小一定相等
C.合外力對物體做功為零時，物體的機械能就一定守恒
D.一對作用力與反作用力的做功一定相等
2.如圖所示，物塊M在靜止的傳送帶上以速度v勻速下滑時，傳送帶突然啟動，方向如圖中箭頭所示，若傳送帶的速度大小也為v，則傳送帶啟動后( )
A. M受到的摩擦力不變
B. M相對地面靜止
C. M下滑的速度減小
D. 若傳送帶足夠長，M可能沿帶面向上運動
3.蹦床是一項運動員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的競技運動，一質(zhì)量為50kg的運動員從離蹦床1.8m處自由下落，若從運動員接觸蹦床到運動員陷至最低點經(jīng)歷了0.2s，(取g=10m/s2，不計空氣阻力)則這段時間內(nèi)，下列說法錯誤的是( )
A.運動員受到的合力沖量大小300N•s B.重力的沖量大小100N•s
C.蹦床對運動員的沖量大小200N•s D.運動員動量變化量大小300 N•s
4.物體做勻加速直線運動，相繼經(jīng)過兩段距離為36m的路程，第一段用時4s，第二段用時2s，則物體的加速度是( )
A. 1.5m/s2 B.2m/s2 C.3m/s2 D.4m/s2
5.一個沿豎直方向運動的物體，其速度圖像如圖所示，規(guī)定向上為正方向，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2， 則可知( )
A.1s時物體處于平衡狀態(tài)
B.上升和下降兩個階段加速度大小相等，方向相反
C.3s時物體處于拋出點上方15m
D.3s內(nèi)物體一直處于完全失重狀態(tài)
6.質(zhì)量為m的石塊從半徑為R的半球形的碗口下滑到碗的最低點的過程中，如果摩擦力的作用使得石塊的速度大小不變，如圖所示，那么( )
A. 碗的內(nèi)表面動摩擦因數(shù)處處相同
B. 石塊下滑過程中加速度始終為零
C. 石塊下滑過程中的所受合外力大小不變，方向始終指向球心
D. 石塊下滑過程中受的摩擦力大小不變
7.如圖所示，離地面高h處有甲、乙兩個小球，甲以初速度2v0水平拋出，同時乙以初速度v0沿傾角為30°的光滑斜面滑下。若甲、乙同時到達地面，不計空氣阻力，則甲運動的水平距離是( )
A. 3h B. h
C. 2h D. h
8.如圖所示，晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿的等高點上，繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間摩擦均忽略不計，原來保持靜止.一陣恒定的風(fēng)吹來，衣服受到水平向右的恒力而發(fā)生滑動，并在新的位置保持靜止(未畫出).則( )
A. 兩繩子拉力不再相等 B. 兩繩子的夾角變小
C. 兩繩對掛鉤合力變小 D. 兩繩對掛鉤合力可能不變
9.如圖所示，小車A通過一根繞過定滑輪的輕繩吊起一重物B，開始時用力按住A使A不動，現(xiàn)設(shè)法使A以速度VA=3m/s向左做勻速直線運動，某時刻連接A車右端的輕繩與水平方向夾角θ=37°，設(shè)此時B的速度大小為VB (cos 37°=0.8)，不計空氣阻力，忽略繩與滑輪間摩擦，則( )
A.A不動時B對輕繩的拉力就是B的重力
B.當(dāng)輕繩與水平方向成θ角時重物B的速度VB=2.4m/s
C.當(dāng)輕繩與水平方向成θ角時重物B的速度VB=3.75m/s
D.B上升到滑輪前的過程中機械能增加
10.2016年9月15日,我國的空間實驗室天宮二號在酒泉成功發(fā)射。9月16日,天宮二號在橢圓軌道Ⅰ的遠地點A開始變軌，變軌后在圓軌道Ⅱ上運行，如圖所示。若天宮二號變軌前后質(zhì)量不變，則下列說法正確的是( )
A.天宮二號在軌道Ⅰ上運行通過遠地點A點的速度一定小于第一宇宙速度
B.天宮二號在軌道Ⅰ上運行的周期可能大于在軌道Ⅱ上運行的周期
C.天宮二號在軌道Ⅰ上運行通過近地點B的速度一定大于Ⅱ軌道的速度
D.天宮二號在軌道Ⅰ運行時，機械能不變
11.如圖所示，一足夠長的斜面體靜置于粗糙水平地面上，一小物塊正在沿著斜面體勻速下滑，運動到斜面中間對小物塊施加一水平向右的恒力F，當(dāng)物塊運動到最低點之前，下列說法正確的是( )
A. 物塊與斜面體間的彈力增大
B. 物塊與斜面體間的摩擦力增大
C. 斜面體與地面間的彈力不變
D. 地面對斜面體有向左的摩擦力
12.物體A放在木板B上，木板B放在水平地面上，已知mA=8kg，mB=2kg，A、B間動摩擦因數(shù)μ1=0.2，B與地面動摩擦因數(shù)μ2=0.1，如圖所示.若現(xiàn)用一水平向右的拉力F作用于物體A上，g=10m/s2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則下列說法正確的是( )
A. 當(dāng)拉力F=12N時，A、B間摩檫力大小為12N
B. 當(dāng)拉力F>16N時，A相對B滑動
C. 當(dāng)拉力F=20N時，A、B加速度均為1 m/s2
D. 當(dāng)拉力F=40N時，A、B間摩檫力大小為16N
二、實驗題(每空2分，共14分)
13.某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時候，測得彈力的大小F和彈簧長度L的關(guān)系如圖1所示，則：
(1)通過圖像得到彈簧的勁度系數(shù)__________N/m
(2)為了用彈簧測定兩木塊A、B間的動摩擦因數(shù) ，兩同學(xué)分別設(shè)計了如圖2所示的甲、乙兩種方案。
?、贋榱擞媚骋粡椈蓽y力計的示數(shù)表示A和B之間的滑動摩擦力的大小，你認(rèn)為方案________更合理。
②甲方案中，若A和B的重力分別為10.0 N和20.0 N。當(dāng)A被拉動時，彈簧測力計a的示數(shù)為4.0 N，b的示數(shù)為10.0 N，則A、B間的動摩擦因數(shù)為________。
14.某實驗小組利用圖示裝置進行“探究動能定理”的實驗，實驗步驟如下：
A.掛上鉤碼，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運動;調(diào)整光電門與斜面垂直;
B.取下輕繩和鉤碼，保持A中調(diào)節(jié)好的長木板傾角不變，接通光電門電源，然后讓小車從長木板頂端靜止下滑，記錄小車通過光電門的時間t
C.重新掛上細繩和鉤碼，改變鉤碼的個數(shù)，重復(fù)A到B的步驟。
回答下列問題：
(1)按上述方案做實驗，長木板表面粗糙對實驗結(jié)果是否有影響?__________(填“是”或“否”);
(2)若要驗證動能定理的表達式，已知遮光條的寬度d，還需測量的物理量有______;(多選項)
A.懸掛鉤碼的總質(zhì)量m
B.長木板的傾角θ
C.小車的質(zhì)量M
D.釋放小車時遮光條正中間到光電門沿斜面距離L
E.釋放小車時小車前端到光電門沿斜面距離L
(3)根據(jù)實驗所測的物理量，動能定理的表達式為：________(重力加速度為g)
(4)本實驗采用光電門測速，造成速度測量誤差，具體的原因是
四.計算題(4題，共38分)
15.(8分)質(zhì)量m=2kg的物塊自斜面底端A以初速度v0=16m/s沿足夠長的固定斜面向上滑行，經(jīng)時間t=2s速度減為零.已知斜面的傾角θ=37°，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.試求：
(1)物塊上滑過程中加速度大小;
(2)物塊滑動過程摩擦力大小;
(3)物塊下滑所用時間.
16.(8分)一輛汽車在平直的路面上以恒定功率由靜止行駛，設(shè)所受阻力大小不變，其牽引力F與速度υ的關(guān)系如圖所示，加速過程在圖中B點結(jié)束，所用的時間t=10s，經(jīng)歷的路程s=60m，10s后汽車做勻速運動.求：
(1)汽車運動過程中功率的大小;
(2)汽車的質(zhì)量.
(3)汽車加速度為5 m/s2時，此時車的速度大小
17.(10分)如圖所示，質(zhì)量M=0.8kg的平板小車靜止在光滑水平地面上，在小車左端放有質(zhì)量mA=0.2kg的物塊A(可視為質(zhì)點)，在物塊A正上方L=0.45m高處有一固定懸點，通過不可伸長的細繩懸掛一質(zhì)量mB=0.1kg的物塊B，把細繩拉某位子靜止釋放，物塊B(視為質(zhì)點)在最低點時繩子拉力T=3N,隨后與物塊A發(fā)生彈性碰撞(時間極短)。最終物塊A靜止在小車上。重力加速度g=10 m/s2。求：
(1)物塊B與物塊A碰撞前瞬間速度大小v0
(2)物塊A被碰撞后瞬間速度vA
(3)產(chǎn)生的內(nèi)能
18.(12分)如下圖所示，在傾角為30°的光滑斜面體上，一勁度系數(shù)為k=200N/m的輕質(zhì)彈簧一端連接固定擋板C，另一端連接一質(zhì)量為m=4kg的物體A，一輕細繩通過定滑輪，一端系在物體A上，另一端與質(zhì)量也為m的物體B相連，細繩與斜面平行，斜面足夠長，用手托住物體B使細繩剛好沒有拉力，然后由靜止釋放，
物體B不會碰到地面，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)釋放B的瞬間，彈簧的壓縮量 和A與B的共同加速度;
(2)物體A的最大速度大小vm;
(3)將物體B改換成物體C，其他條件不變， A向上只能運動到彈簧原長，求物體C的質(zhì)量M
高中 三 年 物理 科答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B A C C D C A B BD ACD AB CD
一、選擇題(每題4分，漏選2分，共48分)
二、實驗題(每空2分，共14分)
13. 【答案】(1)300 ; (2) 甲; (3) 0.2;
14.【答案】(1)否 (2)ACD(漏選得1分，錯選不得分) (3)
(4) 測量的是遮光條通過光電門的中間時刻速度，實驗需要的是中間位移速度
三.解答題
15. 解：(1)上滑時，加速度大小 (2分)
(2)上滑時，由牛頓第二定律，得： (1分)
解得 (1分)
(3)下滑的位移 (1分)
下滑時，由牛頓第二定律，得 (1分)
解得 (1分)
由 ，解得 = s (1分)
答案(1)8m/s2(2)4N(3) s
16.解：(1)由圖像可知，摩擦力 N，勻速速度
汽車的功率 (2分)
(2)加速過程，由動能定理，得： (2分)
解得 (1分)
(3)當(dāng) 時，設(shè)車的速度v,根據(jù)牛頓第二定律： (2分)
解得 v=2 m/s (1分)
【答案】(1)1×105w;(2)8×103kg. (3)2 m/s
17.解： (1)物塊B最低點： (1分)
解得v0=3m/s (1分)
(2)物塊B與物塊A發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰后B的速度vB,由A、B碰撞前后動量守恒、機械能守恒有： (1分)
(1分)
聯(lián)立解得：vA=2m/s (1分)
(2)最終物塊A速度與小車的相等，設(shè)物塊和小車的共同速度大小為v (1分)
由動量守恒定律有： (1分)
v=0.4m/s (1分)
由能量守恒定律得： (1分)
聯(lián)立解得： Q=0.32J (1分)
【答案】(1)3 m/s;(2)2 m/s (3)0.32J
18.解：(1)由胡克定律，得： (1分)
設(shè)繩子拉力T,由牛頓第二定律，得：
(1分)
解得 (1分)
(2)當(dāng)A、B物體的加速度為0時，速度最大，設(shè)此時拉力 ,彈簧伸長量 ，則
由平衡條件，得:
(1分)
解得 (1分)
由開始運動到達到最大速度過程，彈性勢能不變，由能量守恒定律，得
(2分)
解得 (1分)
(3)彈簧恢復(fù)原長時,彈簧彈性勢能減少： (2分)
由能量守恒定律，得： (1分)
解得 M=1kg (1分)
【答案】(1)5m/s2 (2) 1 m/s(3)1kg
高三物理上學(xué)期期中聯(lián)考試題
一、選擇題
1.圖中給出了四個電場的電場線，則每一幅圖中在M、N處電場強度相同的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
試題分析：因電場線的疏密表示場強的大小，電場線的方向表示場強的方向，由圖可知，只有C圖中MN兩點的電場線疏密程度相同，故MN兩點電場強度相同的點只有C.
考點：考查了對電場線的認(rèn)識
點評：電場線的方向表示場強的方向，電場線的疏密表示場強的大小.
2.如圖，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5 cm，bc=3 cm，ca=4 cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平衡于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則( )
A. a、b的電荷同號，
B. a、b的電荷異號，
C. a、b的電荷同號，
D. a、b的電荷異號，
【答案】D
【解析】
本題考查庫侖定律、受力分析及其相關(guān)的知識點。
對小球c所受庫侖力分析，畫出a對c的庫侖力和b對c的庫侖力，若a對c的庫侖力為排斥力， ac的電荷同號，則b對c的庫侖力為吸引力，bc電荷為異號， ab的電荷為異號;若a對c的庫侖力為引力，ac的電荷異號，則b對c的庫侖力為斥力，bc電荷為同號， ab的電荷為異號，所以ab的電荷為異號。設(shè)ac與bc的夾角為θ，利用平行四邊形定則和幾何關(guān)系、庫侖定律可得，F(xiàn)ac=k’ ，F(xiàn)bc=k’ ，tanθ=3/4，tanθ= Fbc / Fac，ab電荷量的比值k= ，聯(lián)立解得：k=64/27，選項D正確。
【點睛】此題將庫侖定律、受力分析、平行四邊形定則有機融合，難度不大。
3.如圖所示，質(zhì)量為m的小球A靜止于光滑水平面上，在A球與墻之間用輕彈簧連接?，F(xiàn)用完全相同的小球B以水平速度 與A相碰后粘在一起壓縮彈簧。不計空氣阻力，若彈簧被壓縮過程中的最大彈性勢能為E，從球A被碰后開始回到原靜止位置的過程中墻對彈簧的沖量大小為I,則下列表達式中正確的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【詳解】A、B碰撞過程，取向左為正方向，由動量守恒定律得 ，碰撞后，AB一起壓縮彈簧，當(dāng)AB的速度減至零時，彈簧的彈性勢能最大;由能量守恒定律得，最大彈性勢能 ，聯(lián)立解得 ，從球A被碰后開始回到原靜止位置的過程中，取向右為正方向，對AB及彈簧整體，由動量定理得 ，故D正確，A、B、C錯誤;
故選D。
【點睛】關(guān)鍵是AB的速度減至零時，彈簧的彈性勢能最大，從球A被碰后開始回到原靜止位置的過程中由動量定理求得對彈簧的沖量大小。
4.如圖，人造衛(wèi)星M、N在同一平面內(nèi)繞地心O做勻速圓周運動，已知M、N連線與M、O連線間的夾角最大為θ，則M、N的運動速度大小之比等于( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
當(dāng)M和N的連線與地球和N的連線垂直時，M、N連線與M、O連線間的夾角最大值為θ，此時有：sinθ= ;根據(jù)公式： 可得： ，故： ，故ABD錯誤，C正確，故選C。
點睛：此題關(guān)鍵是理解何時“M、N連線與M、O連線間的夾角最大”，根據(jù)幾何關(guān)系確定兩星做圓周運動的半徑關(guān)系即可解答.
5.如圖所示，A、B、C三球的質(zhì)量分別為m、m、2m,三個小球從同一高度同時出發(fā)，其中A球有水平向右的初速度 ，B、C由靜止釋放。三個小球在同一豎直平面內(nèi)運動，小球與地面之間、小球與小球之間的碰撞均為彈性碰撞，則小球與小球之間最多能夠發(fā)生碰撞的次數(shù)為( )
A. 1次
B. 2次
C. 3次
D. 4次
【答案】C
【解析】
【詳解】由于三球豎直方向的運動情況相同，一定可以發(fā)生碰撞，可假設(shè)高度無窮大，可看作三球碰撞完成后才落地，A、B第一碰撞后水平速度互換，B、C發(fā)生第二碰撞后，由于B的質(zhì)量小于C的質(zhì)量，則B反向;B、A發(fā)生第三次碰撞后，B、 A水平速度互換，A向左，B豎直下落，三球不再發(fā)生碰撞，所以最多能夠發(fā)生3次碰撞，故C正確，A、B、D錯誤;
故選C。
【點睛】關(guān)鍵是A球做平拋運動，豎直方向做自由落體運動，與B、C豎直方向的運動情況相同，所以一定可以發(fā)生碰撞。
6.如圖所示，一個質(zhì)點做勻加速直線運動，依次經(jīng)過a、b、c、d四點，已知經(jīng)過ab、bc和cd三段所用時間之比為2：1：2，通過ab和cd段的位移分別為x1和x2，則bc段的位移為( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【詳解】設(shè)質(zhì)點經(jīng)過ab、bc和cd三段所用時間分別為2t、t和2t，設(shè)各段時間t內(nèi)的位移分別為：s1、s2、s3、s4和s5，由題可得： ， ，設(shè)bc段的位移為x，則： ，根據(jù)公式： ，則： ， ， ， ，故有 ，bc段的位移為 ，故B正確，A、C、D錯誤;
故選B。
【點睛】關(guān)鍵是由 可求得相鄰相等的時間內(nèi)的位移之間的關(guān)系。
7.如圖所示，a、b兩個小球穿在一根光滑的固定桿上，并且通過一條細繩跨過定滑輪連接。已知b球質(zhì)量為m，桿與水平面成角θ，不計所有摩擦，重力加速度為g。當(dāng)兩球靜止時，Oa繩與桿的夾角也為θ，Ob繩沿豎直方向，則下列說法正確的是( )
A. a可能受到2個力的作用
B. b可能受到3個力的作用
C. 繩子對a的拉力等于mg
D. a的重力為
【答案】CD
【解析】
【詳解】B、對b球受力分析可知，b受到重力，繩子的拉力，兩個力合力為零，桿子對b球沒有彈力，否則b不能平衡，故B錯誤;
A、對a球受力分析可知，a受到重力，繩子的拉力以及桿對a球的彈力，三個力的合力為零，故A錯誤;
C、由于b受到重力和繩子拉力處于平衡狀態(tài)，則繩子拉力T=mg，同一根繩子上的拉力相等，故繩子對a的拉力等于mg，故C正確;
D、分別對AB兩球分析，運用合成法，如圖，根據(jù)正弦定理列式得： ，解得： ，故D正確;
故選CD。
【點睛】
關(guān)鍵是同一根繩子上的拉力相等，即繩子對a、b兩球的拉力是相等的，根據(jù)正弦定理列式求解a的重力。
8.如圖所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿MON，桿的水平部分粗糙，動摩擦因數(shù)μ=0.2，桿的豎直部分光滑。兩部分各套有質(zhì)量均為1 kg的小球A和B，A、B球間用細繩相連。初始A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知OA=3 m，OB=4 m，若A球在水平拉力的作用下向右緩慢地移動1 m(取g=10 m/s2)，那么該過程中拉力F做功為( )
A. 4 J
B. 6 J
C. 10 J
D. 14 J
【答案】D
【解析】
試題分析：A球向右緩慢移動1 m的過程中B球上移1m，二者均受力平衡，對于整體，A球與桿間的正壓力為N=(mA+mB)g，A球與桿間的滑動摩擦力為f=μN=μ(mA+mB)g =4N，A球與桿因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q=fs=4J，B球重力勢能增加量為ΔEP=mgh=10J，外力的功等于系統(tǒng)能量的增加量，所以水平拉力做功W=Q+ΔEP=14J，選項D正確。
考點：本題共考查了點力的平衡、功能關(guān)系及其應(yīng)用。
9.如圖所示，一長木板在水平地面上運動，在某時刻(t=0)將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，己知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上。在物塊放到木板上之后，木板運動的速度-時間圖象可能是下列圖中的( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
設(shè)滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)是μ1，木板與地面之間的動摩擦因數(shù)是μ2，在未達到相同速度之前，木板的加速度為-μ1mg-μ2•2mg=ma1，解得：a1=-(μ1+2μ2)g;達到相同速度之后，二者共同的加速度為：-μ2•2mg=2ma2;解得a2=-μ2g;由加速度可知，圖象A正確。故選A。
10.如圖所示，固定的半圓形豎直軌道，AB為水平直徑，O為圓心，同時從A點水平拋出質(zhì)量相等的甲、乙兩個小球，初速度分別為v1、v2，分別落在C、D兩點。并且C、D兩點等高，OC、OD與豎直方向的夾角均為37°(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)。則( )
A. 甲、乙兩球下落到軌道上C、D兩點時的機械能和重力瞬時功率不相等
B. 甲、乙兩球下落到軌道上的速度變化量不相同
C.
D.
【答案】D
【解析】
【詳解】A、由于C、D兩點等高，根據(jù) ，可知兩球下落所用時間相等，由于乙球運動的水平距離大于甲球，兩球的水平初速度不變，故 ，故乙球初始的機械能大于甲球;由于兩球下落過程中機械能守恒，故兩球下落到軌道上C、D兩點時乙球的機械能大于甲球，由 ，可知兩球在C、D兩點時豎直方向的分速度相等，又由于兩球質(zhì)量相等，根據(jù)公式 可知，兩球重力瞬時功率相等，故A錯誤;
B、兩球下落到軌道上時，水平方向初速度保持不變，豎直方向分速度的增量同為 ，故兩球速度變化量相等，故B錯誤;
CD、甲球運動的水平距離為 ，乙球運動的水平距離為 ，則有 ，故D正確，C錯誤;
故選D。
【點睛】平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)平拋運動水平位移和豎直位移的關(guān)系確定兩小球初速度大小之比。
11.如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)存在一正點電荷Q，坐標(biāo)軸上有A、B、C三點，OA=OB=BC=a，其中A點和B點的電勢相等，O點和C點的電勢相等，靜電力常量為k，則下列說法正確的是( )
A. 點電荷Q位于O點
B. O點電勢比A點電勢高
C. C點的電場強度大小為
D. 將某一正試探電荷從A點沿直線移動到C點，電勢能一直減小
【答案】C
【解析】
因A點和B點的電勢相等，O點和C點的電勢相等，故A、B到點電荷的距離相等，O、C到點電荷的距離也相等，則點電荷位置如圖所示
由圖可知A錯誤，因點電荷帶正電，故離點電荷越近電勢越高，故O點電勢比A點低，故B錯誤，由圖可知OC的距離 ，根據(jù) ，得 ，故C正確;由圖可知，將正試探電荷從A點沿直線移動到C點，電勢先升高再降低，故電勢能先增大再減小，故D錯誤，故選C.
12.空間存在一靜電場，場強方向與x軸平行，電場中的電勢隨x的變化規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是( )
A. 處電場強度可能為零
B. 處電場方向一定沿x軸正方向
C. 電荷量為e的負電荷沿x軸從0點移動到 處，電勢能增大8 eV
D. 沿x軸正方向，電場強度先增大后減小
【答案】BC
【解析】
【詳解】A、 圖像的斜率表示電場強度，由圖知 處圖像斜率不為0，故電場強度不為0，故A錯誤;
B、 的電勢在不斷降低，順著電場線方向電勢降低，又由于場強方向與x軸平行，所以 處電場方向一定沿x軸正方向，故B正確;
C、 電勢差為 ，電荷量為e的負電荷沿x軸從0點移動到 處，克服電場力做功，電勢能增加，電勢能增大 ，故C正確;
D、沿x軸正方向， 圖像的斜率先減小后增大，故電場強度先減小后增大，故D錯誤;
故選BC。
【點睛】 圖象的斜率等于電場強度，由斜率的變化判斷場強的變化，根據(jù)順著電場線方向電勢降低，判斷電場的方向，由電場力做功正負判斷電勢能的變化情況。
13.光滑水平面上放有一上表面光滑、傾角為 的斜面A,斜面質(zhì)量為M，底邊長為L，如圖所示。將一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的滑塊B從斜面的頂端由靜止釋放，滑塊B經(jīng)過時間t剛好滑到斜面底端。此過程中斜面對滑塊的支持力大小為 ,則下列說法中正確的是( )
A.
B. 滑塊下滑過程中支持力對B的沖量大小為
C. 滑塊B下滑過程中A、B組成的系統(tǒng)動量守恒
D. 此過程中斜面向左滑動的距離為
【答案】D
【解析】
【詳解】A、當(dāng)滑塊B相對于斜面加速下滑時，斜面A水平向左加速運動，所以滑塊B相對于地面的加速度方向不再沿斜面方向，即沿垂直于斜面方向的合外力不再為零，所以斜面對滑塊的支持力FN不等于mgcosα，故A錯誤;
B、根據(jù)沖量定義 可知滑塊B下滑過程中支持力對B的沖量大小為 ，故B錯誤;
C、由于滑塊B有豎直方向的分加速度，所以系統(tǒng)豎直方向合外力不為零，系統(tǒng)的動量不守恒，故C錯誤;
D、系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動量守恒，設(shè)A、B兩者水平位移大小分別為x1、x2，取水平向左為正方向，由動量守恒定律得： ，即有： ，又 ，解得： ，故D正確;
故選D。
【點睛】當(dāng)滑塊B相對于斜面加速下滑時，斜面A水平向左加速運動，滑塊沿斜面方向受力不平衡，滑塊B下滑的過程中A、B組成的系統(tǒng)水平方向不受外力，系統(tǒng)水平動量守恒。
14.如圖所示，靜止在光滑水平面上的木板，右端有一根輕質(zhì)彈簧沿水平方向與木板相連，木板質(zhì)量. 。質(zhì)量 的鐵塊以水平速度 ，從木板的左端沿板面向右滑行，壓縮彈簧后又被彈回，最后恰好停在木板的左端。在上述過程中彈簧具有的最大彈性勢能為
A. 3J B. 6J C. 20J D. 4J
【答案】A
【解析】
試題分析：鐵塊從木板的左端沿板面向右滑行，當(dāng)鐵塊與木板的速度相同時，彈簧壓縮最短，其彈性勢能最大.根據(jù)能量守恒列出此過程的方程.從兩者速度相同到鐵塊運動到木板的左端過程時，兩者速度再次相同，根據(jù)能量守恒定律再列出整個過程的方程.根據(jù)系統(tǒng)動量守恒可知，兩次速度相同時，鐵塊與木板的共同速度相同，根據(jù)動量守恒定律求出共同速度，聯(lián)立求解彈簧具有的最大彈性勢能.
設(shè)鐵塊與木板速度相同時，共同速度大小為v，鐵塊相對木板向右運動時，滑行的最大路程為L，摩擦力大小為f.根據(jù)能量守恒定律得：鐵塊相對于木板向右運動過程： ， ，鐵塊相對于木板運動的整個過程： ， ，又根據(jù)系統(tǒng)動量守恒可知， ，解得EP=3J，A正確.
15.在光滑水平面上,a、b兩小球沿同一直線都以初速度大小v0做相向運動,a、b兩小球的質(zhì)量分別為ma和mb,當(dāng)兩小球間距小于或等于L時,兩小球受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用;當(dāng)兩小球間距大于L時,相互間的排斥力為零,小球在相互作用區(qū)間運動時始終未接觸,兩小球運動時速度v隨時間t的變化關(guān)系圖象如圖所示,下列說法中正確的是( )
A. 在t1時刻兩小球間距最小
B. 在t2時刻兩小球的速度相同,且大小為
C. 在0 t3時間內(nèi),b小球所受排斥力方向始終與運動方向相同
D. 在0 t3時間內(nèi),排斥力對a、b兩小球的沖量大小相等
【答案】BD
【解析】
【詳解】A、二者做相向運動，所以當(dāng)速度相等時距離最近，即t2時刻兩小球最近，之后距離又開始逐漸變大，故A錯誤;
B、由題意可知，兩小球相距L時存在相互作用力，故兩小球做變速運動，由于不受外力，故小球的動量守恒;根據(jù)動量守恒定律可知： ，解得t2時刻兩小球的速度均為 ，故B正確;
C、在0−t3時間內(nèi)，b球先減速再反向加速運動，知所受的合力方向與速度方向先相反再相同，故C錯誤;
D、由于兩小球受到的相互作用力相同，故在0∼t3時間內(nèi)，排斥力對a、b兩小球的沖量大小相等，故D正確;
故選BD。
【點睛】明確v-t圖象的性質(zhì)以及題意，知道兩小球的運動情況，根據(jù)動量守恒定律可求得共同的速度;根據(jù)圖象分析受力以及運動關(guān)系，根據(jù)動量定理分析沖量大小。
二、實驗題
16.如圖所示,用半徑相同的A、B兩球的碰撞可以驗證“動量守恒定律”。實驗時先讓質(zhì)量為m1的A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下,進入水平軌道后,從軌道末端水平拋出,落到位于水平地面的復(fù)寫紙上,在下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10次,得到10個落點痕跡。再把質(zhì)量為m2的B球放在水平軌道末端,讓A球仍從位置C由靜止?jié)L下,A球和B球碰撞后,分別在白紙上留下各自的落點痕跡,重復(fù)操作10次。M、P、N為三個落點的平均位置,未放B球時,A球的落點是P點,0點是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點,如圖所示。
(1)在這個實驗中,為了盡量減小實驗誤差,兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1__________m2(填“>”或“<”);除了圖中器材外,實驗室還備有下列器材,完成本實驗還必須使用的兩種器材是______。
A.秒表
B.天平
C.刻度尺
D.打點計時器
(2)下列說法中正確的是______。
A.如果小球每次從同一位置由靜止釋放,每次的落點一定是重合的
B.重復(fù)操作時發(fā)現(xiàn)小球的落點并不重合,說明實驗操作中出現(xiàn)了錯誤
C.用半徑盡量小的圓把10個落點圈起來,這個圓的圓心可視為小球落點的平均位置
D.僅調(diào)節(jié)斜槽上固定位置C,它的位置越低,線段0P的長度越大
(3)在某次實驗中,測量出兩個小球的質(zhì)量m1、m2，記錄的落點平均位置M、N幾乎與OP在同一條直線上,測量出三個落點位置與0點距離OM、OP、0N的長度。在實驗誤差允許范圍內(nèi),若滿足關(guān)系式____________,則可以認(rèn)為兩球碰撞前后在OP方向上的總動量守恒;若碰撞是彈性碰撞。那么還應(yīng)滿足關(guān)系式____________。(用測量的量表示)
(4)在OP、0M、0N這三個長度中,與實驗所用小球質(zhì)量無關(guān)的是______,與實驗所用小球質(zhì)量有關(guān)的是_________。
(5)某同學(xué)在做這個實驗時,記錄下小球三個落點的平均位置M、P、N,如圖所示。他發(fā)現(xiàn)M和N偏離了0P方向。這位同學(xué)猜想兩小球碰撞前后在OP方向上依然動量守恒,他想到了驗證這個猜想的辦法:連接OP、OM、ON,作出M、N在OP方向上的投影點M′、N′。分別測量出OP、OM′、ON′的長度。若在實驗誤差允許的范圍內(nèi),滿足關(guān)系式：____________
則可以認(rèn)為兩小球碰撞前后在OP方向上動量守恒。
【答案】 (1). >; (2). BC; (3). C; (4). ; (5). ; (6). OP; (7). OM和ON; (8). ;
【解析】
【分析】
明確實驗原理，從而確定需要測量哪些物理量; 在該實驗中，小球做平拋運動，H相等，時間t就相等，水平位移x=vt，與v成正比，因此可以用位移x來代替速度v，根據(jù)水平方向上的分運動即可驗證動量守恒;根據(jù)動量守恒定律以及平拋運動規(guī)律可確定對應(yīng)的表達式;
【詳解】解：(1)為了防止入射球碰后反彈，應(yīng)讓入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量;
小球離開軌道后做平拋運動，小球在空中的運動時間相同，小球的水平位移與其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，實驗需要驗證： ，因小球均做平拋運動，下落時間相同，則可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度進行驗證，故有 ，實驗需要測量小球的質(zhì)量、小球落地點的位置，測量質(zhì)量需要天平，測量小球落地點的位置需要毫米刻度尺，因此需要的實驗器材有：BC;
(2)AB、由于各種偶然因素，如所受阻力不同等，小球的落點不可能完全重合，落點應(yīng)當(dāng)比較集中，但不是出現(xiàn)了錯誤，故A、B錯誤;
C、由于落點比較密集，又較多，每次測量距離很難，故確定落點平均位置的方法是最小圓法，即用盡可能最小的圓把各個落點圈住，這個圓的圓心位置代表落點的平均位置，故C正確;
D、僅調(diào)節(jié)斜槽上固定位置C，它的位置越低，由于水平速度越小，則線段OP的長度越小，故D錯誤。
故選C;
(3)若兩球相碰前后的動量守恒，則 ，又 ， ， ，代入得： ， 若碰撞是彈性碰撞，滿足動能守恒，則： ，代入得; ;
(4)根據(jù)實驗原理可知，OP是放一個小球時的水平射程，小球的速度與質(zhì)量無關(guān)，故OP與質(zhì)量無關(guān);而碰后兩球的速度與兩球的質(zhì)量有關(guān)，所以碰后水平射程與質(zhì)量有關(guān)，故OM和ON與質(zhì)量有關(guān);;
(5)如圖所示,連接OP、OM、ON,作出M、N在OP方向上的投影點M′、N′，如圖所示;分別測量出OP、OM′、ON′的長度。若在實驗誤差允許范圍內(nèi),滿足關(guān)系式
，則可以認(rèn)為兩小球碰撞前后在OP方向上動量守恒。
三、計算題
17.如圖所示,ABD為豎直平面內(nèi)的軌道,其中AB段水平粗糙,BD段為半徑R=0.08 m的半圓光滑軌道,兩段軌道相切于B點，小球甲以v0=5m/s的初速度從C點出發(fā),沿水平軌道向右運動,與靜止在B點的小球乙發(fā)生彈性正碰,碰后小球乙恰好能到達圓軌道最高點D，已知小球甲與AB段的動摩擦因數(shù) =0.4,CB的距離S=2 m,g取10 m/s2,甲、乙兩球可視為質(zhì)點,求：
(1)碰撞前瞬間,小球甲的速度v1;
(2)小球甲和小球乙的質(zhì)量之比。
【答案】(1)3m/s(2)
【解析】
(1)在CB段， ，得
(2)碰后，乙恰好能達到圓周軌道最高點對乙
從B點到D點，根據(jù)動能定理 ，得
在B位置，甲乙發(fā)生碰撞 ，
聯(lián)立得 得
18.如圖所示,可視為質(zhì)點的兩個小球通過長度L=6 m的輕繩連接,甲球的質(zhì)量為m1=0.2 kg,乙球的質(zhì)量為m2=0.1 kg。將兩球從距地面某一高度的同一位置先后釋放,甲球釋放 t=1 s后再釋放乙球,繩子伸直后即刻繃斷(細繩繃斷的時間極短,繃斷過程小球的位移可忽略),此后兩球又下落t=1.2 s同時落地?？烧J(rèn)為兩球始終在同一豎直線上運動,不計空氣阻力,重力加速度g=10 m/s2。
(1)從釋放乙球到繩子繃直的時間t0;
(2)繩子繃斷的過程中合外力對甲球的沖量大小。
【答案】(1)0.1s(2)
【解析】
【分析】
甲、乙兩球做自由落體運動，根據(jù)自由落體運動規(guī)律求出從釋放乙球到繩子繃直的時間;根據(jù)運動學(xué)公式和在細繩繃斷的極短時間內(nèi)兩球動量守恒求出兩球在細繩繃斷瞬間的速度大小，根據(jù)動量定理求出繩子繃斷的過程中合外力對甲球的沖量大小;
【詳解】解(1)細繩伸直時甲球的位移為
乙球的位移為
因為
解得
(2)細繩伸直時甲乙的速度分別是
設(shè)細繩繃斷瞬間甲乙球的速度分別為
繼續(xù)下落至落地時有
又在細繩繃斷的極短時間內(nèi)兩球動量守恒，則有
解得
設(shè)細繩繃斷過程中繩對甲球拉力的沖量大小為I
由動量定理得
19.有一個勻強電場,電場線和坐標(biāo)平面xOy平行,以原點O為圓心,半徑r=10cm的圓周上任意一點P的電勢 ,θ為O、P兩點的連線與x軸正方向所成的角,A、B、C、D為圓周與坐標(biāo)軸的四個交點,如圖所示。
(1)求該勻強電場場強的大小和方向;
(2)若在圓周上D點處有一個 粒子源,能在xOy平面內(nèi)發(fā)射出初動能均為200 eV的 粒子(氦核 )，當(dāng)發(fā)射的方向不同時, 粒子會經(jīng)過圓周上不同的點，在所有的這些點中, 粒子到達哪一點的動能最大?最大動能是多少eV?
【答案】(1)400V/m，電場方向沿y軸負向(2) 到達C點時的動能最大，280eV
【解析】
【分析】
根據(jù)電勢的表達式確定出等勢線，從而得出電場強度的方向，根據(jù)電勢差與電場強度的關(guān)系求出電場強度的大小;α粒子帶正電，由動能定理知α粒子到達c點時的動能最大，由動能定理求解;
【詳解】解：(1)半徑r=10cm的圓周上任意一點P的電勢中 =40sin θ+25 V，當(dāng)θ=0°和θ=180°的電勢相等，則知B、D兩點的電勢相等，可知電場的方向平行于y軸方向
當(dāng) 時，
當(dāng) 時，
所以電場方向沿y軸負向
勻強電場的電場強度
(2) 粒子帶正電，由動能定理知 粒子到達C點時的動能最大
根據(jù)動能定理得
其中
得
20.如圖所示,C是放在光滑的水平面上的一塊木板,木板的質(zhì)量為3m,在木板的上面有兩塊質(zhì)量均為m的小木塊A和B,它們與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ，最初木板靜止,A、B兩木塊同時以方向水平向右的初速度v0和2v0在木板上滑動,木板足夠長,A、B始終未滑離木板,重力加速度為g，求:
(1)木塊B從剛開始運動到與木板C速度剛好相等的過程中,木塊B所發(fā)生的位移;
(2)木塊A在整個過程中的最小速度;
(3)整個過程中,A、B兩木塊相對于木板滑動的總路程是多少?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【分析】
A、B兩木塊同時水平向右滑動后，木塊A先做勻減速直線運動，當(dāng)木塊A與木板C的速度相等后，AC相對靜止一起在C摩擦力的作用下做勻加速直線運動;木塊B一直做勻減速直線運動，直到三個物體速度相同.根據(jù)三個物體組成的系統(tǒng)動量守恒求出最終共同的速度，對B由動能定理求解發(fā)生的位移;當(dāng)木塊A與木板C的速度相等時，木塊A的速度最小，根據(jù)牛頓第二定律分別研究A、C，求出加速度，根據(jù)速度公式，由速度相等條件求出時間，再求解木塊A在整個過程中的最小速度;整個過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能等于滑動摩擦力與A與C、B與C相對滑動的總路程的乘積，根據(jù)能量守恒求解A、B兩木塊相對于木板滑動的總路程;
【詳解】解：(1)木塊A先做勻減速直線運動，后做勻加速直線運動;木塊B一直做勻減速直線運動，木板C做兩段加速度不同的勻加速直線運動，直到A、B、C三者的速度相等為止，設(shè)為v1，對A、B、C三者組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得
解得
對木塊B運用動能定理有
解得
(2)設(shè)木塊A在整個過程中的最小速度為v′，所用時間為t，由牛頓第二定律得
對木塊A:
對木板C:
當(dāng)木塊A與木板C的速度相等時，木塊A的速度最小，則有
解得
木塊A在整個過程中的最小速度為
(3)整個過程中,摩擦生熱為
由能量守恒得
所以
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