2022-2022学年山东省潍坊中学高三（上）月考物理试卷（10月份） 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，则（ ）A．脱水过程中，靠近筒壁处的衣物会收拢到筒的中心处B．脱水筒转动角速度大小与脱水效果没有关系C．靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好D．水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故 2．某军事试验场正在平地上试射地对空导弹，若某次竖直向上发射导弹时发生故障，造成导弹的v﹣t图象如图所示，则下述说法中正确的是（ ）A．0～1s内导弹匀速上升B．1s～2s内导弹静止不动C．3s末导弹回到出发点D．5s末导弹恰好回到出发点 3．如图所示，水平圆台和台面上的小物体始终保持相对静止，共同绕过圆台圆心的竖直轴转动，以m、r、w和f分别表示小物体的质量、到转轴的距离、绕轴转动的角速度和台面对物体的摩擦力，以下判断正确的是（ ）A．如果ω恒定，则f=0B．如果ω恒定，则f=mrω2，f的方向始终指向转轴C．在ω逐渐增大的过程中，f增大且f的方向始终指向转轴D．在ω逐渐增大的过程中，f增大且f的方向始终与物体运动的方向相反 4．一公共汽车以v0=10m/s行驶，司机从后视镜中发现一人在车后以v=4m/s的速度追赶汽车，若人与汽车相距x=7m，汽车司机立即刹车只在摩擦力作用下做匀减速运动，加速度大小为a=2m/s2，那么人追上汽车所用的时间为（ ）A．7sB．8sC．9sD．10s 5．如图所示，小球与轻杆的一端相连，绕过另一端O的水平光滑轴在竖直面内做完整的圆周运动，a、b分别表示小球做圆周运动的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（ ）-19-\nA．a处为竖直向下的推力，b处杆对球的作用力为0B．a处为竖直向下的推力，b处为竖直向下的拉力C．a处为竖直向上的拉力，b处为竖直向上的推力D．a处为竖直向下的推力，b处为竖直向下的拉力 6．科学家设想在太空设立太阳能卫星电站，先用硅太阳能电池将太阳能转化为电能，再利用微波﹣电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送．卫星电站的最佳位置是在赤道上空1100km的圆轨道上，那么此卫星电站比近地圆轨道上的卫星（ ）A．线速度大B．角速度大C．周期大D．向心加速度大 7．如图所示，坐标系xOy位于竖直面内，在xOy平面内固定一抛物线形状的光滑金属条轨道OP．OP上各点的纵坐标y与横坐标x的关系满足y=（x、y单位为m），一小环套在金属条上，从O点以初速度v0、沿x轴正方向发射，若v0=20m/s，小环从O点滑至如图所示位置A所用时间为t，取g=10m/s2，以下说法正确的是（ ）A．若v0＞20m/s，小环滑至A处所用时间小于tB．若v0＞20m/s，小环滑至A处所用时间大于tC．若v0＞20m/s，小环滑至A处所用时间也为tD．不论v0多大，小环滑至A处所用时间都为t 8．“嫦娥五号”是负责嫦娥三期工程“采样返回”任务的中国首颗地月采样往返卫星，计划于2022年左右在海南文昌卫星发射中心发射，设月球表面的重力加速度为g，月球半径为R，“嫦娥五号”在离月球表面高度为h的绕月圆形轨道上运行的周期为T，则其在该轨道上的线速度大小是（ ）A．B．C．D． 9．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态．则（ ）-19-\nA．B受到C的摩擦力可能不为零B．斜面体C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向右的摩擦力C．将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，此时水平面对C的摩擦力为零D．将细绳剪断，若B加速下滑，此时C一定受到地面向左的摩擦力 10．如图所示，物体A在水平力F作用下，沿水平面向右运动，物体B匀速上升，以下说法正确的是（ ）A．物体A向右减速运动B．物体A向右加速运动C．绳与水平方向夹角α=30°时vA：vB=2：D．绳与水平方向夹角α=30°时，vA：vB=：2 二、实验填空题（本题共3小题，共18分，将答案填写在题中横线上或按要求作图）11．“验证平行四边形定则”的实验装置如图甲所示．（1）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示．其中，细绳CO对O点的拉力大小为 N；（2）请根据图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的大小，利用乙图通过作图求出合力的大小F合= N（保留两位有效数字）． 12．在研究平抛物体的运动时，需要通过实验验证平抛运动物体在竖直方向上是否做自由落体运动，在水平方向上是否做匀速运动．我们采用如图装置将平抛运动与自由落体运动跟水平匀速运动分别进行比较．装置中．三个电磁铁分别将三个小铁球A、B、C吸住，断电后，铁球被释放，A球沿斜槽轨道运动到0点处做平抛运动．（1）要判断铁球A被水平抛出后的运动在竖直方向上是否做自由落体运动．需耍将A球的平抛运动与B球的自由落体动进行比较，在不使用计时仪器的情况下，可以采用观察两球同时释放后能否同时落地来得到结论，要达此目的．安装轨道和B球时，要使O点与B球 ．-19-\n（2）耍判断A球被水平抛山后的运动在水平方向上是否是匀速运动，需要将A球的平抛运动与C球的匀速运动进行比较，为便于观察和比较，在不使用计时器的情况下，除保证两球沿同样的轨道同时由静止释放外，还必须保证两球释放的位置到轨道末端的竖直高度 （选填“相同”或“不相同”）（3）仅靠少量几次实验得到的结论往往是不可靠的，为此，我们还要综合各种情况进行更多次数的实验和归纳分析．在以下“各种情况”中，有助于得到可靠结论的是 ．A．改变A球做平抛运动的初速度，多次实验B．改变A球做平抛运动的高度，多次实验C．改变O点与B球间的水平距离．多次实验D．改变两个斜轨道间的竖直高度，多次实验． 13．在探究动能定理的实验中．某实验小组组装了一套如图1所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：（1）排除阻力干扰，不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列 的点．（2）测量小车和拉力传感器的总质量M，按图3组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后释放小车，打出一条纸带，关闭电源．（3）在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图2所示．在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE…表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为 ，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为 ．（4）某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量△Ek为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W横坐标，在坐标纸（毎一小格为正方形）上作出了△Ek﹣W图线，如图所示．根据图线可以得到的结论是： ．-19-\n 三、计算题（本题共4个小题，共42分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中明确写出数值和单位）14．短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段．一次比赛中，某运动用11.00s跑完全程．已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离． 15．（10分）（2022秋•潍坊校级月考）己知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G；（1）求地球的平均密度ρ；（2）2022年我国将发射“天宫二号”空间实验室，并发射“神舟Ⅱ号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船，与“天宫二号”交会对接．假设“天宫二号”空间实验室进入预定轨道后绕地球做匀速圆周运动，运行的周期是T，结合题干中所给的己知量，求“天宫二号”空间实验室绕地球运行时离地面的高度h． 16．（12分）（2022秋•潍坊校级月考）如图，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道BC相切于B点，半圆轨道半径为R，质量为m的木块从A处由弹簧沿AB方向弹出，当它经过B点时对半圆轨道的压力是其重力的8倍，到达顶点C时对轨道的压力为0，已知重力加速度为g，不计空气阻力，求：（1）木块经过B点时的速度大小v；（2）木块从B到C过程中．克服摩擦力做的功W． 17．（12分）（2022秋•潍坊校级月考）如图甲所示，质量m1=3kg的木板A静止在水平桌面上，t=0时，一质量为m2=2kg的物块B以v0=0.6m/s的速度从木板左端滑上木板A，物块B运动的速度﹣时间图象如图乙所示，己知物块与木板间及木板与地面间均有摩擦．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上，取g=10m/s2，求：（1）木板与地面间的动摩擦因数μ1，物块与木板间动摩擦因数μ2；（2）从t=0时刻到物块与木板均停止运动，物块相对于木板的位移的大小． -19-\n 2022-2022学年山东省潍坊中学高三（上）月考物理试卷（10月份）参考答案与试题解析 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，则（ ）A．脱水过程中，靠近筒壁处的衣物会收拢到筒的中心处B．脱水筒转动角速度大小与脱水效果没有关系C．靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好D．水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故【考点】离心现象．【专题】匀速圆周运动专题．【分析】A、脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁．B、F=ma=mω2R，角速度增大，水滴所需向心力增大，脱水效果更好．C、周边的衣物因圆周运动的半径更大，在角速度一定时，所需向心力比中心的衣物大，脱水效果更好．D、水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉．【解答】解：A、脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁．故A错误．B、F=ma=mω2R，ω增大会使向心力F增大，而转筒有洞，不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，增大向心力，会使更多水滴被甩出去．故B错误．C、中心的衣服，R比较小，角速度ω一样，所以向心力小，脱水效果差．故C正确．D、水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉．故D错误．故选：C．【点评】此题要理解匀速圆周运动的向心力的来源、向心力的大小因素、做离心运动的条件．属于基础题． 2．某军事试验场正在平地上试射地对空导弹，若某次竖直向上发射导弹时发生故障，造成导弹的v﹣t图象如图所示，则下述说法中正确的是（ ）A．0～1s内导弹匀速上升B．1s～2s内导弹静止不动C．3s末导弹回到出发点D．5s末导弹恰好回到出发点【考点】匀变速直线运动的图像．【专题】运动学中的图像专题．-19-\n【分析】速度﹣时间图象中每一点表示该时刻所对应的速度，图线的每一点的斜率表示物体在该点的加速度，则根据图象的斜率可知加速度的变化．【解答】解：由图象可知：第一秒内导弹匀加速运动，第二秒内导弹匀速运动，第三秒内导弹匀减速，从第四秒开始导弹反向加速，第五秒末返回原点．故ABC错误，D正确．故选：D【点评】图象为高中物理解决问题的常用方法，应能熟练应用 3．如图所示，水平圆台和台面上的小物体始终保持相对静止，共同绕过圆台圆心的竖直轴转动，以m、r、w和f分别表示小物体的质量、到转轴的距离、绕轴转动的角速度和台面对物体的摩擦力，以下判断正确的是（ ）A．如果ω恒定，则f=0B．如果ω恒定，则f=mrω2，f的方向始终指向转轴C．在ω逐渐增大的过程中，f增大且f的方向始终指向转轴D．在ω逐渐增大的过程中，f增大且f的方向始终与物体运动的方向相反【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．【专题】匀速圆周运动专题．【分析】小物体和圆台保持相对静止，做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，结合牛顿第二定律分析判断．【解答】解：AB、如果ω恒定，物块做匀速圆周运动，则f=mrω2，方向始终指向转轴，故A错误，B正确．CD、如果ω逐渐变大，则物块做变速圆周运动，切线方向有加速度，则切线方向也有摩擦力，则最终摩擦力不指向转轴，也不沿圆周的切向，故C、D错误．故选：B．【点评】解决本题的关键知道匀速圆周运动靠合力提供向心力，对于变速圆周运动，径向的合力提供向心力，切线方向的合力改变速度的大小． 4．一公共汽车以v0=10m/s行驶，司机从后视镜中发现一人在车后以v=4m/s的速度追赶汽车，若人与汽车相距x=7m，汽车司机立即刹车只在摩擦力作用下做匀减速运动，加速度大小为a=2m/s2，那么人追上汽车所用的时间为（ ）A．7sB．8sC．9sD．10s【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】追及、相遇问题．【分析】先判断汽车停止前人是否追上汽车，然后根据运动学公式求的追上所需时间【解答】解：汽车减速到零所需时间为t则t=减速到零汽车的位移为x=-19-\n人在5s内前进的位移为x′=vt=4×5m=20m＜x，汽车停止前人未追上，故追上所需时间为故选：B【点评】本题主要考查了追击相遇问题，关键是判断出汽车停止前人是否追上汽车 5．如图所示，小球与轻杆的一端相连，绕过另一端O的水平光滑轴在竖直面内做完整的圆周运动，a、b分别表示小球做圆周运动的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（ ）A．a处为竖直向下的推力，b处杆对球的作用力为0B．a处为竖直向下的推力，b处为竖直向下的拉力C．a处为竖直向上的拉力，b处为竖直向上的推力D．a处为竖直向下的推力，b处为竖直向下的拉力【考点】向心力．【专题】匀速圆周运动专题．【分析】小球做匀速匀速圆周运动，在最高点速度可以为零，在最高点和最低点重力和弹力的合力提供向心力，指向圆心，可以判断杆的弹力的方向．【解答】解：小球做圆周运动，合力提供向心力；在最高点受重力和杆的弹力，假设弹力向下，如图根据牛顿第二定律得到：F1+mg=m；当F1＜0，为支持力，向上；当F1＞0，为拉力，向下；当F1=0，无弹力；球经过最低点a时，受重力和杆的弹力，如图由于合力提供向心力，即合力向上，故杆只能为向上的拉力；故选：C．-19-\n【点评】要注意杆与绳子的区别，杆可以是支持力，可以是拉力，而绳子只能为拉力！ 6．科学家设想在太空设立太阳能卫星电站，先用硅太阳能电池将太阳能转化为电能，再利用微波﹣电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送．卫星电站的最佳位置是在赤道上空1100km的圆轨道上，那么此卫星电站比近地圆轨道上的卫星（ ）A．线速度大B．角速度大C．周期大D．向心加速度大【考点】万有引力定律及其应用．【专题】人造卫星问题．【分析】根据探测器的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心加速度的表达式进行讨论即可．【解答】解：卫星电站做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星电站的质量为m、轨道半径为r、地球的质量为M，有：F=F向F=GF向=m=mω2r=m（）2r因而G=m=mω2r=m（）2r=ma解得：v=T==2πω=a=卫星电站的最佳位置是在赤道上空1100km的圆轨道上，半径比近地圆轨道上卫星的半径大，结合以上公式知线速度变小、周期变大、角速度变小、向心加速度变小；故选：C．【点评】本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论． 7．如图所示，坐标系xOy位于竖直面内，在xOy平面内固定一抛物线形状的光滑金属条轨道OP．OP上各点的纵坐标y与横坐标x的关系满足y=（x、y单位为m），一小环套在金属条上，从O点以初速度v0、沿x轴正方向发射，若v0=20m/s，小环从O点滑至如图所示位置A所用时间为t，取g=10m/s2，以下说法正确的是（ ）-19-\nA．若v0＞20m/s，小环滑至A处所用时间小于tB．若v0＞20m/s，小环滑至A处所用时间大于tC．若v0＞20m/s，小环滑至A处所用时间也为tD．不论v0多大，小环滑至A处所用时间都为t【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】分析可能的平抛运动的情况，然后与题目给出的数据减小比较，即可得出结论．【解答】解：若小环做平抛运动，则水平方向：x=vt所以：t=竖直方向：将时间t代入，得：所以若小环以20m/s的水平初速度开始运动，则其运动的轨迹恰好是抛物线形状的光滑金属条轨道！所以小环恰好沿轨道做平抛运动．若v0＞20m/s，则小环受到轨道对小球的斜向右下的作用力，由于竖直向下方向的分力的存在，所以小环向下的加速度大于重力加速度，所以滑至A处所用时间小于t．反之，若v0＜20m/s，则小环受到轨道对小环的向正上方的作用力，滑到A处的时间大于t．由以上的分析可知，只有A正确．故选：A【点评】该题中，只有在小环的速度等于20m/s的情况下，小环才恰好做平抛运动，到达A的时间是t；其他的情况下，小环受到由轨道垂直的作用力，对小环的速度的变化的快慢会产生影响． 8．“嫦娥五号”是负责嫦娥三期工程“采样返回”任务的中国首颗地月采样往返卫星，计划于2022年左右在海南文昌卫星发射中心发射，设月球表面的重力加速度为g，月球半径为R，“嫦娥五号”在离月球表面高度为h的绕月圆形轨道上运行的周期为T，则其在该轨道上的线速度大小是（ ）A．B．C．D．【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．-19-\n【分析】在月球的表面根据表示出月球的质量，再根据万有引力提供向心力，得，即可得到线速度大小．【解答】解：在月球的表面，由得：GM=gR2…①“嫦娥五号”在离月球表面高度为h的绕月圆形轨道上时，根据万有引力提供向心力得：…②联立①②解得，在该轨道上的线速度大小是，所以B正确，AC错误；知道嫦娥五号”在离月球表面高度为h的绕月圆形轨道上运行的周期为T，半径为R+h，根据T=得：T=，所以D正确；故选：BD．【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，会根据该规律计算线速度大小． 9．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态．则（ ）A．B受到C的摩擦力可能不为零B．斜面体C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向右的摩擦力C．将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，此时水平面对C的摩擦力为零D．将细绳剪断，若B加速下滑，此时C一定受到地面向左的摩擦力【考点】摩擦力的判断与计算．【专题】摩擦力专题．【分析】以B为研究对象，分析绳子的拉力与重力沿斜面向下的分力的关系，判断B是否受到C的摩擦力．以B、C整体为研究对象，根据平衡条件分析水平面的摩擦力．【解答】解：设A、B、C的重力分别为GA、GB、GC．A、若GA=GBsinθ，B相对于C没有运动趋势，不受到C的摩擦力．故A正确．B、，以B、C整体为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件得：地面对C的摩擦力f=Fcosθ=GAcosθ，方向水平向左，说明C有沿地面向右滑动的趋势，则受到向左的摩擦力，故B错误，C正确．-19-\nC、将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，以整体为研究对象，此时水平面对C的摩擦力为零D、将细绳剪断，若B加速下滑，B受到水平向左的摩擦力，C受到B的向右的摩擦力，C有向右运动的趋势，此时C一定受到地面向左的摩擦力．故D正确．故选：ACD．【点评】本题涉及三个物体的平衡问题，要灵活选择研究对象．当几个物体的加速度相同时可以采用整体法研究，往往比较简捷． 10．如图所示，物体A在水平力F作用下，沿水平面向右运动，物体B匀速上升，以下说法正确的是（ ）A．物体A向右减速运动B．物体A向右加速运动C．绳与水平方向夹角α=30°时vA：vB=2：D．绳与水平方向夹角α=30°时，vA：vB=：2【考点】运动的合成和分解．【专题】运动的合成和分解专题．【分析】将B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，根据A、B的速度关系，确定出B的运动规律，根据f=μFN，抓住B竖直方向上的合力为零，判断摩擦力的变化．【解答】解：A、将A的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B的速度，如图，根据平行四边形定则有：vAcosα=vB，所以：，α减小，所以A的速度减小，但不是匀减速．故A正确，B错误．C、D、根据vAcosα=vB，斜绳与水平成30°时，．故C正确，D错误．-19-\n故选：AC．【点评】解决本题的关键知道B的实际速度是合速度，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，根据平行四边形定则求出两物体速度的关系． 二、实验填空题（本题共3小题，共18分，将答案填写在题中横线上或按要求作图）11．“验证平行四边形定则”的实验装置如图甲所示．（1）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示．其中，细绳CO对O点的拉力大小为 2.60 N；（2）请根据图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的大小，利用乙图通过作图求出合力的大小F合= 5.1 N（保留两位有效数字）．【考点】验证力的平行四边形定则．【专题】实验题．【分析】（1）根据弹簧秤指针的指示可读出拉力的大小，注意需要估读到下一位；（2）根据平行四边形定则可以求出合力的大小；【解答】解：（1）根据测力计指针的指示可读出其示数为：2.60N；（2）以FB、FC为临边，作出平行四边形，如图所示，对角线表示合力：由此可得出合力的大小为：5.1N．故答案为：（1）2.60（2）5.1【点评】明确实验原理，了解具体操作，要围绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行理解记忆． 12．在研究平抛物体的运动时，需要通过实验验证平抛运动物体在竖直方向上是否做自由落体运动，在水平方向上是否做匀速运动．我们采用如图装置将平抛运动与自由落体运动跟水平匀速运动分别进行比较．装置中．三个电磁铁分别将三个小铁球A、B、C吸住，断电后，铁球被释放，A球沿斜槽轨道运动到0点处做平抛运动．-19-\n（1）要判断铁球A被水平抛出后的运动在竖直方向上是否做自由落体运动．需耍将A球的平抛运动与B球的自由落体动进行比较，在不使用计时仪器的情况下，可以采用观察两球同时释放后能否同时落地来得到结论，要达此目的．安装轨道和B球时，要使O点与B球 高度相同 ．（2）耍判断A球被水平抛山后的运动在水平方向上是否是匀速运动，需要将A球的平抛运动与C球的匀速运动进行比较，为便于观察和比较，在不使用计时器的情况下，除保证两球沿同样的轨道同时由静止释放外，还必须保证两球释放的位置到轨道末端的竖直高度 相同 （选填“相同”或“不相同”）（3）仅靠少量几次实验得到的结论往往是不可靠的，为此，我们还要综合各种情况进行更多次数的实验和归纳分析．在以下“各种情况”中，有助于得到可靠结论的是 ABD ．A．改变A球做平抛运动的初速度，多次实验B．改变A球做平抛运动的高度，多次实验C．改变O点与B球间的水平距离．多次实验D．改变两个斜轨道间的竖直高度，多次实验．【考点】研究平抛物体的运动．【专题】实验题．【分析】研究平抛运动竖直方向上的运动规律，O点和B点的高度需相同，研究水平方向上的运动规律，在O点平抛运动的初速度以及在水平面上的速度需相等．【解答】解：（1）判断平抛运动在竖直方向上的运动是否是自由落体运动，安装轨道时，要使O点与B球的高度相同．（2）研究平抛运动在水平方向上的运动是否是匀速直线运动，需保证平抛运动的初速度和在水平面上运动的速度相等，则需保证两球释放的位置到轨道末端的竖直高度相同．（3）判断竖直方向上的运动是否是自由落体运动，可以通过改变小球平抛运动的初速度、平抛运动的高度进行判断．判断水平方向上的运动是否是匀速直线运动，可以改变平抛运动的初速度、两轨道的竖直高度进行多次实验，故A、B、D正确，C错误．故选：ABD．故答案为：（1）高度相同，（2）相同，（3）ABD．【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道实验中的注意事项以及原理，难度不大． 13．在探究动能定理的实验中．某实验小组组装了一套如图1所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：-19-\n（1）排除阻力干扰，不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列 间距相等 的点．（2）测量小车和拉力传感器的总质量M，按图3组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后释放小车，打出一条纸带，关闭电源．（3）在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图2所示．在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE…表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为 ，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为 F（hD﹣hA）． ．（4）某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量△Ek为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W横坐标，在坐标纸（毎一小格为正方形）上作出了△Ek﹣W图线，如图所示．根据图线可以得到的结论是： 外力所做的功，等于物体动能的变化量 ．【考点】探究功与速度变化的关系．【专题】实验题；定量思想；实验分析法；动能定理的应用专题．【分析】（1）当打点计时器在纸带上打出一系列间隔均匀的点时，小车做匀速直线运动，恰好平衡摩擦力．（3）由匀变速运动的推论及功的公式分析答题．（4）根据动能定理与图象特点分析答题．【解答】解：（1）平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系间距相等的点．（3）打下D点时的速度vD=，打下D点时的动能EKD=MvD2=；拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做的功W=F（hD﹣hA）．（4）由动能定理得：△EK=W，以A点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是：外力所做的功，等于物体动能的变化量．-19-\n故答案为：（1）间距相等（2）；F（hD﹣hA）；（3）外力所做的功，等于物体动能的变化量【点评】本题考查探究功与速度变化之间的关系实验，要注意明确实验原理，能根据图象及对应的规律分析实验数据． 三、计算题（本题共4个小题，共42分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中明确写出数值和单位）14．短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段．一次比赛中，某运动用11.00s跑完全程．已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离．【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】直线运动规律专题．【分析】设他做匀加速直线运动的时间为t1，位移大小为小x1，加速度大小为a，做匀速直线运动的速度为v，根据运动学基本公式，抓住位移位移列式即可求解．【解答】解：根据题意，在第1s和第2s内运动员都做匀加速直线运动，设运动员在匀加速阶段的加速度为a，在第1s和第2s内通过的位移分别为s1和s2，由运动学规律得t0=1s联立解得a=5m/s2设运动员做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v，跑完全程的时间为t，全程的距离为s，依题决及运动学规律，得t=t1+t2v=at1设加速阶段通过的距离为s′，则求得s′=10m答：该运动员的加速度为5m/s2及在加速阶段通过的距离为10m．【点评】解决本题的关键理清运动员的运动过程，结合匀变速直线运动的运动学公式和推论灵活求解 15．（10分）（2022秋•潍坊校级月考）己知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G；（1）求地球的平均密度ρ；-19-\n（2）2022年我国将发射“天宫二号”空间实验室，并发射“神舟Ⅱ号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船，与“天宫二号”交会对接．假设“天宫二号”空间实验室进入预定轨道后绕地球做匀速圆周运动，运行的周期是T，结合题干中所给的己知量，求“天宫二号”空间实验室绕地球运行时离地面的高度h．【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】（1）根据万有引力等于重力求出地球的质量，结合密度公式求出地球的平均密度．（2）根据万有引力提供向心力，结合周期的大小求出轨道半径，从而得出“天宫二号”空间实验室绕地球运行时离地面的高度．【解答】解：（1）设地球的质量为M，对于在地面处质量为m的物体，有：①又因为②由①②两式解得．（2）设飞船的质量为m′，则，④由①④两式解得h=．答：（1）地球的平均密度为．（2）“天宫二号”空间实验室绕地球运行时离地面的高度为．【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、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用． 16．（12分）（2022秋•潍坊校级月考）如图，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道BC相切于B点，半圆轨道半径为R，质量为m的木块从A处由弹簧沿AB方向弹出，当它经过B点时对半圆轨道的压力是其重力的8倍，到达顶点C时对轨道的压力为0，已知重力加速度为g，不计空气阻力，求：（1）木块经过B点时的速度大小v；（2）木块从B到C过程中．克服摩擦力做的功W．【考点】动能定理；向心力．-19-\n【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）在B点由牛顿第二定律求的速度；（2）物体恰好通过C点，在C点由牛顿第二定律求的C点速度，从B到C根据动能定理求得摩擦力做功【解答】解：（1）在B点由牛顿第二定律可得由牛顿第三定律可得FN=8mg联立解得（2）在C点由牛顿第二定律可得mg=从B到C由动能定理可得联立解得W=mgR答：（1）木块经过B点时的速度大小v为；（2）木块从B到C过程中．克服摩擦力做的功W为mgR【点评】解答本题首先应明确物体运动的三个过程，第一过程弹力做功增加了物体的动能；第二过程做竖直面上的圆周运动，要注意临界条件的应用 17．（12分）（2022秋•潍坊校级月考）如图甲所示，质量m1=3kg的木板A静止在水平桌面上，t=0时，一质量为m2=2kg的物块B以v0=0.6m/s的速度从木板左端滑上木板A，物块B运动的速度﹣时间图象如图乙所示，己知物块与木板间及木板与地面间均有摩擦．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上，取g=10m/s2，求：（1）木板与地面间的动摩擦因数μ1，物块与木板间动摩擦因数μ2；（2）从t=0时刻到物块与木板均停止运动，物块相对于木板的位移的大小．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）根据速度时间图线求出木块和木板的加速度大小，结合牛顿第二定律求出动摩擦因数．（2）根据运动学公式求出木块和木板的位移大小，从而得出相对位移的大小．【解答】解：（1）设0﹣0.9s时间内，木板和物块的加速度大小分别为，，-19-\n式中v0=0.6m/s，v1=0.15m/s，对木板：μ2m2g﹣μ1（m1+m2）g=m1a1．对物块：μ2m2g=m2a2．代入数据解得μ1=0.01，μ2=0.05．（2）木板和物块相对于地面运动距离分别为，，物块相对于木板的位移大小x=x2﹣x1，代入数据，联立解得x=0.27m．答：（1）木板与地面间的动摩擦因数为0.01，物块与木板间动摩擦因数为0.05．（2）从t=0时刻到物块与木板均停止运动，物块相对于木板的位移的大小为0.27m．【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，难度中等． -19-
