山东省聊城市莘县实验高中2022届高三物理上学期期中试题含解析

2022-2022学年山东省聊城市莘县实验高中高三（上）期中物理试卷　一、选择题（1--8为单选，每题4分，9--13为多选每题4分，部分2分）1．质点做直线运动的位移x和时间平方t2的关系图象如图所示，则该质点（　　）A．加速度大小为1/s2B．第2s内的位移是2mC．任意相邻1s内的位移差都为2mD．第3s内的平均速度大小为3m/s　2．如图所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上．已知mA=2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统保持静止．下列说法正确的是（　　）A．细绳对A的拉力将增大B．A对斜面的压力将减小C．A受到的静摩擦力不变D．A受到的合力将增大　3．如图1，A、B两物体叠放在一起，放在光滑的水平面上，从静止开始受到一变力的作用，该力与时间的关系如图2所示，A、B始终相对静止，则下列说法不正确的是（　　）A．t0时刻，A、B间静摩擦力为零B．t0时刻，B速度为零C．2t0时刻，A、B间静摩擦力最大D．2t0时刻，A、B位移最大　4．如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态．当增加物块P的质量后时，P、Q仍静止不动，则（　　）-21-\nA．Q受到的摩擦力一定变小B．Q受到的摩擦力一定变大C．轻绳上拉力一定变小D．轻绳上拉力一定变大　5．如右图所示，滑轮A可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑，滑轮下用轻绳挂着一个重力为G的物体B，下滑时，物体B相对于A静止，则下滑过程中（　　）A．B的加速度为gsinθB．绳的拉力为GsinθC．绳的方向保持竖直D．绳的拉力为G　6．一个物体在多个力的作用下处于静止状态．如果仅使用其中的一个力大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变），在这过程中其余各力均不变，那么下列各图中，能正确描述该过程中物体速度变化情况的（　　）A．B．C．D．　7．如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd．从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球，它落在斜面上b点．若小球从O点以速度2v水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的（　　）A．b与c之间某一点B．c点C．c与d之间某一点D．d点　-21-\n8．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°．两小球的质量比为（　　）A．B．C．D．　9．如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（　　）A．0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B．t1～t2时间内汽车牵引力做功为mv﹣mvC．t1～t2时间内的平均速度为（v1+v2）D．在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2～t3时间内牵引力最小　10．一个人站立在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则（　　）A．踏板对人的力斜向右上B．人处于超重状态C．人只受重力和踏板的支持力的作用D．人所受合力做的功等于人的动能的增加量　11．一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示．设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做的功是W2，则（　　）-21-\nA．x2=5x1v2=3v1B．x1=9x2v2=5v1C．x2=5x1W2=8W1D．v2=3v1W2=9W1　12．如图所示光滑管形圆轨道半径为R（管径远小于R），小球a、b大小相同，质量均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动，两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点．以下说法正确的是（　　）A．当v=时，小球b在轨道最高点对轨道无压力B．当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大6mgC．速度v至少为2，才能使两球在管内做圆周运动D．只要v≥，小球a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力都大5mg　13．2022年10月24日，我国发射了第一颗探月卫星﹣﹣“嫦娥一号”，使“嫦娥奔月”这一古老的神话变成了现实．嫦娥一号发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月球表面h=200公里的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）A．嫦娥一号绕月球运行的周期为2πB．在嫦娥一号的工作轨道处的重力加速度为（）2gC．嫦娥一号在工作轨道上的绕行速度为D．由题目条件可知月球的平均密度为　　二、实验题（12分，14题全部选对得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分，15题每空2分）14．用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的是（　　）A．使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点B．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行C．两细绳套必须等长-21-\nD．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程E．在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果会发生变化　15．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图1）、小车、计时器一个、米尺．（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t．②用米尺测量A1与A2之间的距离x，则小车的加速度a=　　　　　　．③用米尺测量A1相对于A2的高度h．设小车所受重力为mg，则小车所受合外力F=　　　　　　．④改变h，重复上述测量．⑤以h为横坐标，为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．（2）在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图2所示，有一位同学通过实验测量作出了图3中的A图线．试分析①A图线不通过坐标原点的原因是　　　　　　；②A图线上部弯曲的原因是　　　　　　．　　三、计算题每题12分共36分16．（12分）（2022•湖北校级模拟）如图甲所示，质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动．过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v﹣t图象如图乙所示．取重力加速度g=10m/s2．求：（1）力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ；（2）10s末物体离a点的距离．　-21-\n17．（12分）（2022秋•莘县校级期中）如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s的速度运动，运动方向如图所示．一个质量为2kg的物体（物体可以视为质点），从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处，重力加速度g=10m/s2，求：（1）物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间；（2）传送带左右两端AB间的距离L至少为多少；（3）上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少．　18．（12分）（2022•眉山模拟）如图所示，有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板．已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3，圆弧轨道的半径为R=0.4m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°，不计空气阻力，g取10m/s2．求：（1）小球到达C点时的速度（2）小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；（3）要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？　　2022-2022学年山东省聊城市莘县实验高中高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析　一、选择题（1--8为单选，每题4分，9--13为多选每题4分，部分2分）1．质点做直线运动的位移x和时间平方t2的关系图象如图所示，则该质点（　　）A．加速度大小为1/s2B．第2s内的位移是2m-21-\nC．任意相邻1s内的位移差都为2mD．第3s内的平均速度大小为3m/s【考点】匀变速直线运动的图像．【专题】运动学中的图像专题．【分析】根据x和时间平方t2的关系图象写出函数关系式，进而求出加速度，位移等，平均速度等于位移除以时间．【解答】解：A、根据x和时间平方t2的关系图象得出位移时间关系式为：x=t2，由x=，解得加速度为：a=2m/s2，故A错误；B、第2s内的位移等于2s内的位移减去第一秒的位移，即x2=22﹣12=3m，故B错误；C、任意相邻1s内的位移差都为△x=aT2=2×1=2m，故C正确；D、同理求得物体第3s内的位移x3=32﹣22=5m，平均速度===5m/s，故D错误故选：C．【点评】本题要求同学们能根据图象写出函数表达式，从而求出加速度，能根据匀变速直线运动的推论△x=aT2求出任意相邻1s内的位移差．　2．如图所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上．已知mA=2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统保持静止．下列说法正确的是（　　）A．细绳对A的拉力将增大B．A对斜面的压力将减小C．A受到的静摩擦力不变D．A受到的合力将增大【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】图析法；方程法；共点力作用下物体平衡专题．【分析】先对B物体受力分析，受重力和拉力，得到拉力等于B的重力，然后对物体A受力分析，根据共点力平衡条件，结合正交分解法列式分析．【解答】解：先对B物体受力分析，受重力和拉力，根据共点力平衡条件，有T=mBg①再对物体A受力分析，受拉力T、重力GA、支持力N，静摩擦力f可能没有，也有可能沿斜面向上，还有可能沿斜面向下，先假设沿斜面向上，如图-21-\n根据共点力平衡条件，有x方向T+f﹣mAgsinθ=0②y方向N﹣mAgcosθ=0③由①式，当θ由45°增加到50°时，细绳对A的拉力不变，故A错误；由③式，当θ由45°增加到50°时，斜面对物体A的支持力N将变小，故根据牛顿第三定律，A对斜面的压力将减小，故B正确；由②式，当θ由45°增加到50°时，斜面对物体A的静摩擦力一定变化，故C错误；物体A保持静止，合力一直为零，故D错误；故选B．【点评】本题关键先对B，再对A受力分析，然后根据共点力平衡条件，结合正交分解法列式分析．　3．如图1，A、B两物体叠放在一起，放在光滑的水平面上，从静止开始受到一变力的作用，该力与时间的关系如图2所示，A、B始终相对静止，则下列说法不正确的是（　　）A．t0时刻，A、B间静摩擦力为零B．t0时刻，B速度为零C．2t0时刻，A、B间静摩擦力最大D．2t0时刻，A、B位移最大【考点】摩擦力的判断与计算．【专题】摩擦力专题．【分析】以整体为研究对象，分析加速度如何变化，再以A为研究对象，根据牛顿第二定律分析所受的摩擦力如何变化．分析两物体的运动情况，判断B速度最大的时刻、确定位移最大的时刻．【解答】解：AC、以整体为研究对象，由图看出，整体所受的合力先沿正方向减小，后沿负方向增大，则根据牛顿第二定律得知，加速度先减小后增大，对A而言，由牛顿第二定律得知，A所受的静摩擦力先减小后增大，则知在t=0、2t0时刻A、B间的静摩擦力最大．t0时刻，加速度为零，A、B间的静摩擦力为零．故AC正确．-21-\nB、两物体先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，则t0时刻B速度最大．故B错误．D、由上分析可知，两物体做单向直线运动，则2t0时刻A、B运动的位移最大．故D正确．本题选错误的，故选：B．【点评】本题关键根据牛顿第二定律分析物体的运动情况，采用整体法和隔离法结合来研究AB间的静摩擦力大小．　4．如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态．当增加物块P的质量后时，P、Q仍静止不动，则（　　）A．Q受到的摩擦力一定变小B．Q受到的摩擦力一定变大C．轻绳上拉力一定变小D．轻绳上拉力一定变大【考点】摩擦力的判断与计算．【专题】摩擦力专题．【分析】先对物体P受力分析，受重力和拉力，二力平衡；再对物体Q受力分析，受重力、拉力、支持力，可能有静摩擦力，然后根据平衡条件进行分析．【解答】解：A、B、再对物体Q受力分析，受重力、拉力、支持力，可能有静摩擦力；当静摩擦力沿斜面向上时，有T+f=mgsinθ，增加绳子的拉力T，静摩擦力f会减小；当静摩擦力沿着斜面向下时，有T=f+gsinθ，增加绳子的拉力T，静摩擦力会增加；故A错误，B错误；C、D、对物体P受力分析，受重力和拉力，二力平衡，故绳子的拉力等于物体P的重力；当增加物块P的质量后，P、Q仍静止不动，故绳子的拉力仍然等于物体P的重力；故轻绳上拉力一定变大，故C错误，D正确；故选：D．【点评】本题关键要对物体P和Q分别受力分析，然后根据平衡条件列式分析，难点在于静摩擦力的方向的不确定上．　5．如右图所示，滑轮A可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑，滑轮下用轻绳挂着一个重力为G的物体B，下滑时，物体B相对于A静止，则下滑过程中（　　）A．B的加速度为gsinθB．绳的拉力为GsinθC．绳的方向保持竖直D．绳的拉力为G【考点】牛顿第二定律；加速度．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】A、B一起做匀加速直线运动，具有相同的加速度，对整体分析，通过牛顿第二定律求出加速度的大小，隔离对B分析求出绳子的拉力大小．-21-\n【解答】解：A、对整体分析，加速度a=，则B的加速度为gsinθ．故A正确．B、隔离对B分析，根据平行四边形定则知，绳的方向与斜面垂直，拉力大小为Gcosθ．故B、C、D错误．故选A．【点评】解决本题的关键知道A、B具有相同的加速度，结合牛顿第二定律，运用整体和隔离法进行求解．　6．一个物体在多个力的作用下处于静止状态．如果仅使用其中的一个力大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变），在这过程中其余各力均不变，那么下列各图中，能正确描述该过程中物体速度变化情况的（　　）A．B．C．D．【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．【专题】运动学中的图像专题．【分析】据题，物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，其中的一个力与其他各力的合力大小相等、方向相反．当保持这个力方向不变、大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小，分析物体的合力如何变化，确定物体的加速度如何变化，分析物体的运动情况，判断速度的变化情况，再选择图象．【解答】解：依题，原来物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，使其中的一个力保持方向不变、大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中，物体的合力从开始逐渐增大，又逐渐减小恢复到零，物体的加速度先增大后减小，物体先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速度运动．根据速度图象的斜率等于加速度可知，速度图象的斜率先增大后减小，所以图象D正确．故选：D．【点评】本题考查根据物体的受力情况来分析物体运动情况的能力，要用到共点力平衡条件的推论：物体在几个力作用下平衡时，其中一个力与其他各力的合力大小相等、方向相反．-21-\n　7．如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd．从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球，它落在斜面上b点．若小球从O点以速度2v水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的（　　）A．b与c之间某一点B．c点C．c与d之间某一点D．d点【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】解答本题需要掌握：平抛运动的特点并能灵活应用，应用相关数学知识求解，如假设没有斜面的限制，将落到那点，有斜面和没有斜面的区别在哪里．【解答】解：过b做一条与水平面平行的一条直线，若没有斜面，当小球从O点以速度2v水平抛出时，小球将落在我们所画水平线上c点的正下方，但是现在有斜面的限制，小球将落在斜面上的bc之间，故A正确，BCD错误．故选A．【点评】本题考查角度新颖，很好的考查了学生灵活应用知识解题的能力，在学习过程中要开阔思路，多角度思考．如本题中学生可以通过有无斜面的区别，找到解题的突破口．　8．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°．两小球的质量比为（　　）A．B．C．D．【考点】共点力平衡的条件及其应用．【专题】计算题；压轴题．【分析】先对m2球受力分析，受重力和拉力，二力平衡，求出拉力；再对m1球受力分析，根据共点力平衡条件列式求解．【解答】解：m2球保持静止状态，对其受力分析，受重力和拉力，二力平衡，故F=m2g①再对m1球受力分析，如图根据共点力平衡条件x方向：Fcos60°﹣Ncos60°=0②y方向：Fsin60°+Nsin60°﹣m1g=0③-21-\n由①②③代入数据解得=故选：A．【点评】本题是简单的连接体问题，先分析受力最简单的物体，再分析受力较复杂的另一个物体，同时要运用正交分解法处理较为方便．　9．如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（　　）A．0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B．t1～t2时间内汽车牵引力做功为mv﹣mvC．t1～t2时间内的平均速度为（v1+v2）D．在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2～t3时间内牵引力最小【考点】动能定理的应用；平均速度；匀变速直线运动的图像．【专题】运动学中的图像专题；动能定理的应用专题．【分析】在速度﹣时间图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动，而水平的直线表示匀速直线运动，曲线表示变速直线运动；由图象可知物体的运动情况，由P=Fv可知，牵引力的变化；由动能定理可知牵引力所做的功．【解答】解：A、0～t1时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，因故牵引力恒定，由P=Fv可知，汽车的牵引力的功率均匀增大，故A错误；B、t1～t2时间内动能的变化量为，而在运动中受牵引力及阻力，故牵引力做功一定大于，故B错误；-21-\nC、t1～t2时间内，若图象为直线时，平均速度为（v1+v2），而现在图象为曲线，故图象的面积大于直线时的面积，即位移大于直线时的位移，故平均速度大于（v1+v2），故C错误；D、由P=Fv及运动过程可知，t1时刻物体的牵引力最大，此后功率不变，而速度增大，故牵引力减小，而t2～t3时间内，物体做匀速直线运动，物体的牵引力最小，故D正确；故选D．【点评】本题由图象确定物体的运动情况，由P=Fv可分析牵引力及功率的变化；平均速度公式=（v1+v2）只适用于匀变速直线运动．　10．一个人站立在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则（　　）A．踏板对人的力斜向右上B．人处于超重状态C．人只受重力和踏板的支持力的作用D．人所受合力做的功等于人的动能的增加量【考点】功能关系．【分析】自动扶梯上的人随扶梯斜向上做加速运动，人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向，根据牛顿第二定律即可求解．除重力以外的力对物体做的功，等于物体机械能的变化量，而合外力对人做的功等于人动能的增加量．【解答】解：A、B、C、人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得：ax=acosα，方向水平向右；ay=asinα，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，f=ma=macosα，水平向右，竖直方向受重力和支持力，FN﹣mg=masinα，所以FN＞mg，踏板对人的力斜向右上．故AB正确，C错误；D、根据动能定理可知：合外力对人做的功等于人动能的增加量，故D正确；故选：ABD【点评】该题结合日常生活中的常见的运动考查受力分析与功能关系，解决本题时可以把加速度进行分解，然后结合牛顿第二定律求解，难度适中．　11．一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示．设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做的功是W2，则（　　）-21-\nA．x2=5x1v2=3v1B．x1=9x2v2=5v1C．x2=5x1W2=8W1D．v2=3v1W2=9W1【考点】功的计算；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律．【分析】由牛顿第二定律可以求得物体在两段时间的加速度的大小，在由位移的公式可以分别求得速度、位移的关系，根据动能定理可以求得合力做功的关系．【解答】解：由于物体受的合力是2倍的关系，根据牛顿第二定律F=ma可知，加速度也是2倍的关系，即a2=2a1，所以物体的位移X1=a1t02，速度为v1=a1t0，做的功为W1=F0•X1，物体的位移为X2=X1+V1t0+a2t02=X1+a1t0•t0+2a1t02=a1t02=5X1，速度为v2=v1+a2t0=3v1，做的功为W2=2F0•（X2﹣X1）=8F0•X1=8W1．所以AC正确．故选AC．【点评】本题在计算时要注意，位移x1和x2都是相对于出发点的位移，并不是各自时间内经过的位移．　12．如图所示光滑管形圆轨道半径为R（管径远小于R），小球a、b大小相同，质量均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动，两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点．以下说法正确的是（　　）A．当v=时，小球b在轨道最高点对轨道无压力B．当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大6mgC．速度v至少为2，才能使两球在管内做圆周运动D．只要v≥，小球a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力都大5mg【考点】向心力．【专题】匀速圆周运动专题．【分析】要使小球能通过最高点，只要小球的速度大于零即可；而当向心力等于重力时，小球对轨道没有压力，由向心力公式可求得小球在最高点时速度；再由机械能守恒可求得小球在最低点时的速度，及最低点时所需要的向心力，即可求得最低点与最高点处压力的差值．【解答】解：A、当小球对轨道无压力时，则有：mg=，解得，-21-\n由机械能守恒定律可得，mg2R=，解得v=．故A正确．B、在最高点无压力时，向心力F1=mg；最低点时，向心力F2=，即a球比b球所需向心力大4mg．故B错误．C、因小球在管内转动，则内管可对小球提供向上的支持力，故可看作是杆模型；故小球的最高点的速度只要大于零，小球即可通过最高点，根据动能定理知，，解得v=，故C正确．D、在最高点时，F1+mg=m，在最低点，，则，由机械能守恒可得，可得：，F2﹣F1=6mg；即只要能做完整的圆周运动，压力之差都等于6mg．故D错误．故选：AC．【点评】小球在竖直面内的圆周运动，若是用绳拴着只有重力小于等于向心力时，小球才能通过；而用杆或在管内运动的小球，只要速度大于零，小球即可通过最高点．　13．2022年10月24日，我国发射了第一颗探月卫星﹣﹣“嫦娥一号”，使“嫦娥奔月”这一古老的神话变成了现实．嫦娥一号发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月球表面h=200公里的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）A．嫦娥一号绕月球运行的周期为2πB．在嫦娥一号的工作轨道处的重力加速度为（）2gC．嫦娥一号在工作轨道上的绕行速度为D．由题目条件可知月球的平均密度为【考点】万有引力定律及其应用．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】根据万有引力提供向心力，求出线速度和周期的表达式，结合万有引力等于重力得出线速度和周期的大小．根据中心天体的质量和体积求出密度．-21-\n【解答】解：AC、根据万有引力提供向心力，即：，解得v=，T=，嫦娥一号的轨道半径为r=R+h，结合黄金代换公式：GM=gR2，代入线速度及周期公式得：，T=，故A、C错误．B、根据，GM=gR2，联立解得在嫦娥一号的工作轨道处的重力加速度为g′=（）2g，故B正确．D、由黄金代换公式得中心天体的质量M=，体积V=，则平均密度=．故D正确．故选：BD．【点评】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力提供向心力，2、万有引力等于重力，并能灵活运用．　二、实验题（12分，14题全部选对得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分，15题每空2分）14．用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的是（　　）A．使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点B．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行C．两细绳套必须等长D．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程E．在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果会发生变化【考点】验证力的平行四边形定则．【分析】正确解答本题的关键是：理解实验步骤和实验目的，了解整个实验过程的具体操作，以及这些具体操作的意义．【解答】解：A、为了读数准确，在进行实验之前，一定要对弹簧进行校对零点，故A正确；B、为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故B正确；C、为减小实验过程中的偶然误差，就要设法减小读数误差，两个分力的大小不一定要相等，绳子的长短对分力大小和方向亦无影响，故C错误；D、根据弹簧测力计的使用原则可知，在测力时不能超过弹簧测力计的量程，在不超量程的前提下拉力大些可以减小实验偶然误差，故D正确；E、如果将细线也换成橡皮筋，只要将结点拉到相同的位置，实验结果不会发生变化，故E错误；故选：ABD-21-\n【点评】只有通过具体实践，才能真正的理解具体实验操作细节的意义，因此平时同学们应该加强实验实践，而不是空洞的记忆实验．　15．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图1）、小车、计时器一个、米尺．（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t．②用米尺测量A1与A2之间的距离x，则小车的加速度a=　　．③用米尺测量A1相对于A2的高度h．设小车所受重力为mg，则小车所受合外力F=　　．④改变h，重复上述测量．⑤以h为横坐标，为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．（2）在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图2所示，有一位同学通过实验测量作出了图3中的A图线．试分析①A图线不通过坐标原点的原因是　没有平衡摩擦力或平衡不够　；②A图线上部弯曲的原因是　未满足钩码质量m远小于小车质量M　．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【专题】实验题；定性思想；实验分析法；牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）小车做的是初速度为零的匀加速直线运动，根据运动规律：s=可求出加速度a．小车所受的合外力是重力沿斜面的分力，大小为：mgsinθ，θ为斜面的夹角，求出sinθ，即可求出合外力F．（2）在“探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”的实验中，通过控制变量法，先控制m一定，验证a与F成正比，再控制F一定，验证a与m成反比；实验中用砂和砂桶的重力代替小车的合力，故要通过将长木板右端垫高来平衡摩擦力和使小车质量远大于砂和砂桶质量来减小实验的误差！【解答】解：（1）②小车做的是初速度为零的匀加速直线运动，根据运动规律：x=，解得：a=③小车所受的合外力是重力沿斜面的分力，大小为：mgsinθ，θ为斜面的夹角，sinθ=，所以合力为：F=mgsinθ=．-21-\n（2）小车质量M一定时，其加速度a与合力F成正比，图象应该为一条经过坐标原点的直线；由于实验中用勾码的重力代替小车的合力，故不可避免的会出现系统误差，图3中，由于小车受到摩擦阻力，其合力小于绳子的拉力，所以不经过坐标原点，同时，勾码加速下降，处于失重状态，拉力小于重力，要使勾码重力接进小车所受的拉力，只有让小车质量远大于勾码质量，否则，会出现乙图中的弯曲情况．故答案为：（1）②；③；（2）①没有平衡摩擦力或平衡不够；②未满足钩码质量m远小于小车质量M．【点评】本题的关键是找出实验原理，是重力沿斜面的分力做为合外力，最终得到h=，h与成正比，来对实验数据进行分析．　三、计算题每题12分共36分16．（12分）（2022•湖北校级模拟）如图甲所示，质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动．过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v﹣t图象如图乙所示．取重力加速度g=10m/s2．求：（1）力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ；（2）10s末物体离a点的距离．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）由v﹣t图分别求得由力F和没有力F作用时的加速度，再根据牛顿第二定律即可求解；（2）设10s末物体离a点的距离为d，d应为v﹣t图与横轴所围的面积．【解答】解：（1）设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由v﹣t图得a1=2m/s2①根据牛顿第二定律，有F+μmg=ma1②设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2，则由v﹣t图得a2=﹣1m/s2③根据牛顿第二定律，有F﹣μmg=ma2④解①②③④得：F=3N，μ=0.05（2）设10s末物体离a点的距离为d，d应为v﹣t图与横轴所围的面积-21-\n则：，负号表示物体在a点以左答：（1）力F的大小为3N，物体与水平面间的动摩擦因数μ为0.05；（2）10s末物体离a点的距离为2m．【点评】本题主要考查了速度﹣时间图象及牛顿第二定律的直接应用，知道速度﹣时间图象的斜率表示加速度，面积表示位移，难度适中．　17．（12分）（2022秋•莘县校级期中）如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s的速度运动，运动方向如图所示．一个质量为2kg的物体（物体可以视为质点），从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处，重力加速度g=10m/s2，求：（1）物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间；（2）传送带左右两端AB间的距离L至少为多少；（3）上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少．【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律．【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）根据牛顿第二定律求出物体在斜面上的加速度，根据匀变速直线运动的位移时间公式求出在斜面上运动的时间；（2）求出物块在在传送带上向左运动速度减为零的距离，从而求出AB间的距离；（3）物体与传送带组成的系统因摩擦产生的热量等于此过程中克服摩擦力所做的功，根据做功公式求出摩擦力所做的功．【解答】解（1）物体从光滑斜面滑下，斜面长度为：S=2h=6.4mmgsinθ=ma1a1=gsinθ=5m/s2由S=（2）物体在传送带上减速：μmg=ma2，得：a2=μg=5m/s2物体到传送带的初速度为：V1=a1t1=5×1.6m/s=8m/s物体向左运动的最大距离：S1===6.4mAB两点的距离L=2S1=12.8m（3）物体滑上传送带后，传送带运动的距离：S2=Vt2=6×1.6m=9.6m产生的热量Q=μmg（S1+S2）=160J答：：（1）物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要1.6s时间；（2）传送带左右两端AB间的距离至少为12.8m；-21-\n（3）上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为160J．【点评】该题涉及到相对运动的过程，要认真分析物体的受力情况和运动情况，选择恰当的过程运用动能定理解题，本题难度较大．　18．（12分）（2022•眉山模拟）如图所示，有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板．已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3，圆弧轨道的半径为R=0.4m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°，不计空气阻力，g取10m/s2．求：（1）小球到达C点时的速度（2）小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；（3）要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；牛顿第三定律；能量守恒定律．【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）小物块从A到C做平抛运动，根据平抛运动的基本公式求解小球到达C点时的速度．（2）小物块由C到D的过程中，运用动能定理可求得物块经过D点时的速度．到达圆弧轨道末端D点时，由重力和轨道的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律列式，求出轨道对物块的支持力，再由牛顿第三定律求出物块对轨道的压力．（3）物块滑上长木板后做匀减速运动，长木板做匀加速运动，小物块恰好不滑出长木板时，物块滑到长木板的最右端，两者速度相等，根据动量守恒或牛顿运动定律、运动学公式结合和能量守恒求出此时木板的长度，即可得到木板的长度最小值．【解答】解：（1）小物块在C点时的速度大小为vC===4m/s（2）小物块由C到D的过程中，由动能定理得：mgR（1﹣cos60°）=m﹣m代入数据解得：vD=2m/s，小球在D点时由牛顿第二定律得：FN﹣mg=，代入数据解得：FN=60N由牛顿第三定律得FN′=FN=60N，方向竖直向下．-21-\n（3）设小物块刚滑到木板左端到达到共同速度，大小为v，小物块在木板上滑行的过程中，小物块与长木板的加速度大小分别为：a1==μg=3m/s2，a2==1m/s2速度分别为：v=vD﹣a1t，v=a2t对物块和木板系统，由能量守恒定律得：μmgL=m﹣（m+M）v2解得：L=2.5m，即木板的长度至少是2.5m．答：（1）小球到达C点时的速度为4m/s．（2）小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力为60N；（3）要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少为2.5m．【点评】此题主要考查了平抛运动基本规律、牛顿运动定律及动能定理、能量守恒定律的直接应用，是常见的题型．　-21-