2022-2022学年山东省临沂市沂南一中高二（上）摸底考试物理试卷 一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．下列说法正确的是（ ）A．判断物体是做曲线运动还是直线运动，应看合外力方向与速度方向是否在一条直线上B．静止物体在恒定外力作用下一定做直线运动C．判断物体是做匀变速运动还是非匀变速运动应看所受合外力是否恒定D．匀变速运动的物体一定沿直线运动 2．下列关于圆周运动的向心力的讨论，正确的有（ ）A．运动员在跑道转弯时，主要靠地面的支持力提供向心力B．用细绳拴住的小球在竖直平面内作圆周运动，一定是细绳的拉力提供向心力C．在绕地球沿圆周轨道自由飞行的飞船内，宇船员处于完全失重状态，是万有引力全部提供向心力D．洗衣机脱水旋转时，可把衣物中的水分甩出，是水分受到的向外运动的力 3．一斜面倾角为θ，A、B两个小球均以水平初速度v0水平抛出（如图所示），A球垂直撞在斜面上，B球落到斜面上的位移最短，不计空气阻力，则A、B两个小球下落时间tA与tB之间的关系为（ ）A．tA=tBB．tA=2tBC．tB=2tAD．无法确定 4．如图所示是一个内壁光滑的锥形漏斗，其轴线垂直于水平面，锥形漏斗固定不动，两个质量相同的球A、B紧贴着漏斗内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（ ）A．球A的线速度必小于球B的线速度B．球A的加速度必小于球B的加速度C．球A的角速度必小于球B的角速度D．球A所受合力必大于球B所受合力 5．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v．假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N．已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（ ）18A．B．C．D． 6．一对男女溜冰运动员质量分别为m男=80kg，m女=40kg，面对面拉着一弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9m，弹簧秤的示数为9.2N，则两人（ ）A．速度大小相同约为40m/sB．运动半径分别为r男=0.3m和r女=0.6mC．角速度相同为6rad/sD．运动速率之比为v男：v女=1：2 7．如图所示，两段长为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L．今使小球在竖直面内绕AB水平轴做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中的拉力恰好为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为（ ）A．2mgB．mgC．3mgD．4mg 8．如图，一物体以速度v0冲向光滑斜面AB，并能沿斜面升高h，下列说法正确的是（ ）A．若把斜面从C点锯断，由机械能守恒定律知，物体冲出C点后仍能升高hB．若把斜面弯成如图所示的半圆弧形，物体仍能沿AB′升高hC．若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧状，物体都不能升高h，但机械能仍守恒D．若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧状，物体都不能升高h，因为机械能不守恒 9．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一个定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）．开始时A、B处于同一高度并恰好处于静止状态，现剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑．则在剪断轻绳到物块着地的过程中，两物块（ ）18A．速度变化相同B．动能变化相同C．重力势能变化相同D．重力做功的平均功率相同 10．一艘小船在静水中的速度大小为4m/s，要横渡水流速度为5m/s的河，河宽为80m．设船加速启动和减速停止的阶段时间很短，可忽略不计．下列说法正确的是（ ）A．船无法渡过此河B．小船渡河的最小位移（相对岸）为80mC．船渡河的最短时间为20sD．船渡过河的位移越短（相对岸），船渡过河的时间也越短 11．质量为m=2kg的物体沿水平面向右做直线运动，t=0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，取水平向右为正方向，此物体的v﹣t图象如图乙所示，g=10m/s2，则（ ）A．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5B．10s内恒力F对物体做功102JC．10s末物体在计时起点位置左侧2m处D．10s内物体克服摩擦力做功34J 12．如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m（M＞m）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）A．两滑块组成系统的机械能守恒B．重力对M做的功等于M动能的增加C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 18二、探究与实验题（本题共2个小题，每题6分，共12分．请将答案填写在题目中的横线上）13．如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么：（1）照相机的闪光频率是 Hz；（2）小球运动中水平分速度的大小是 m/s；（3）小球经过B点时的速度大小是 m/s． 14．某同学在“验证机械能守恒定律”时按如图甲所示安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示，图中O点为打点起始点，且速度为零．（1）选取纸带上打出的连续点A，B，C，…，测出其中E，F，G点距起始点O的距离分别为h1，h2，h3，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T，为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量△Ep= ，动能的增加量Ek= （用题中所给字母表示）．（2）以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2﹣h图线，如图丙所示，该图象说明了 ；（3）从v2﹣h图线求得重锤下落的加速度g= m/s2（结果保留三位有效数字） 三、论述与计算（本题共3小题，15题8分，16题10分，17题10分，18题12分，共40分，解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式河重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位）15．如图所示，从高h=5m处，倾角θ=45°的斜坡顶点A水平抛出一小球，小球的初速度为v0，若不计空气阻力，g=10m/s2求：（1）当v0=4m/s时，小球的落点离A点的位移；（2）当v0=8m/s时，小球的落点离A点的位移．18 16．（10分）（2022秋•临沂校级月考）地球A和某一行星B的半径之比为R1：R2=1：2，平均密度之比为ρ1：ρ2=4：1若地球表面的重力加速度为10m/s2，则：①B行星表面的重力加速度是多少？②若在地球表面以某一初速度竖直上抛的物体最高可达20m，那么在B行星表面以同样的初速度竖直上抛一物体，经多少时间该物体可落回原地？（空气阻力不计） 17．（10分）（2022春•资阳期末）用一台额定功率为P0=60kW的起重机，将一质量为m=500kg的工件由地面竖直向上吊起，不计摩擦等阻力，取g=10m/s2．求：（1）工件在被吊起的过程中所能达到的最大速度vm；（2）若使工件以a=2m/s2的加速度从静止开始匀加速向上起吊能维持匀加速运动的时间；（3）若起重机保持额定功率从静止开始吊起工件，经过t=1.5s工件的速度达到vt=10m/s时工件离地面的高度h． 2022-2022学年山东省临沂市沂南一中高二（上）摸底考试物理试卷参考答案与试题解析 一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．下列说法正确的是（ ）A．判断物体是做曲线运动还是直线运动，应看合外力方向与速度方向是否在一条直线上B．静止物体在恒定外力作用下一定做直线运动C．判断物体是做匀变速运动还是非匀变速运动应看所受合外力是否恒定D．匀变速运动的物体一定沿直线运动【考点】物体做曲线运动的条件；牛顿第二定律．【专题】物体做曲线运动条件专题．【分析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论．【解答】解：A、合力与速度不在同一条直线上，物体做曲线运动，在同一直线上，物体做直线运动，故A正确；B、静止物体在恒定外力作用下做匀加速直线运动，故B正确；C、根据牛顿第二定律可知，合外力恒定，加速度就不变，物体做匀变速直线运动，故C正确；D、平抛运动，只受重力，加速度恒定，是匀变速运动，故D错误；故选：ABC．18【点评】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住． 2．下列关于圆周运动的向心力的讨论，正确的有（ ）A．运动员在跑道转弯时，主要靠地面的支持力提供向心力B．用细绳拴住的小球在竖直平面内作圆周运动，一定是细绳的拉力提供向心力C．在绕地球沿圆周轨道自由飞行的飞船内，宇船员处于完全失重状态，是万有引力全部提供向心力D．洗衣机脱水旋转时，可把衣物中的水分甩出，是水分受到的向外运动的力【考点】向心力；牛顿第二定律．【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用．【分析】物体做圆周运动时，由指向圆心的合外力提供向心力．根据物体的运动状态，通过分析受力情况，确定向心力的来源．【解答】解：A、运动员在跑道转弯时，地面的支持力和重力二力平衡，主要靠地面的静摩擦力提供向心力，故A错误．B、用细绳拴住的小球在竖直平面内作圆周运动时，细绳的拉力可以为零，完全由重力提供向心力，故B错误．C、在绕地球沿圆周轨道自由飞行的飞船内，由万有引力全部提供向心力，宇船员处于完全失重状态，故C正确．D、洗衣机脱水旋转时，可把衣物中的水分甩出是由利用离心现象，并不是水分受到的向外运动的力，故D错误．故选：C【点评】本题考查对向心力的理解能力．知道向心力的来源．向心力不是什么特殊的力，其作用产生向心加速度，改变速度的方向，不改变速度的大小． 3．一斜面倾角为θ，A、B两个小球均以水平初速度v0水平抛出（如图所示），A球垂直撞在斜面上，B球落到斜面上的位移最短，不计空气阻力，则A、B两个小球下落时间tA与tB之间的关系为（ ）A．tA=tBB．tA=2tBC．tB=2tAD．无法确定【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】当小球垂直撞在斜面上，速度方向与斜面垂直，根据平行四边形定则求出竖直分速度，结合速度时间公式求出平抛运动的时间；B球落到斜面上的位移最短，则位移与斜面方向垂直，结合位移关系求出运动的时间．【解答】解：A球垂直撞在斜面上，则竖直方向上的分速度A，解得；18当B点与落点的连线与斜面垂直，位移最短．则有：tanθ=，解得．知tB=2tA．故C正确，A、B、D错误．故选：C．【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，结合限制条件，运用运动学公式灵活求解． 4．如图所示是一个内壁光滑的锥形漏斗，其轴线垂直于水平面，锥形漏斗固定不动，两个质量相同的球A、B紧贴着漏斗内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（ ）A．球A的线速度必小于球B的线速度B．球A的加速度必小于球B的加速度C．球A的角速度必小于球B的角速度D．球A所受合力必大于球B所受合力【考点】向心力；牛顿第二定律；线速度、角速度和周期、转速．【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用．【分析】小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据F合=ma=m=mω2r比较线速度、角速度、向心加速度的大小．【解答】解：A、两球所受的重力大小相等，支持力方向相同，根据力的合成，知两支持力大小、合力大小相等．根据F合=m得，v=，合力、质量相等，r大线速度大，所以球A的线速度大于球B的线速度．故AD错误．B、根据F合=ma，知向心加速度相等．故B错误．C、根据F合=mrω2，得ω=，r大角速度小．所以球A的角速度小于球B的角速度．故C正确．故选：C．【点评】解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的合力提供向心力．会通过F合=ma=m=mω2r比较线速度、角速度、向心加速度的大小． 185．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v．假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N．已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（ ）A．B．C．D．【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【专题】人造卫星问题．【分析】先求出该星球表面重力加速度，根据万有引力提供向心力公式即可求解【解答】解：G=mg所以g=根据万有引力提供向心力得：解得：M=故选B【点评】本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力．重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁． 6．一对男女溜冰运动员质量分别为m男=80kg，m女=40kg，面对面拉着一弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9m，弹簧秤的示数为9.2N，则两人（ ）A．速度大小相同约为40m/sB．运动半径分别为r男=0.3m和r女=0.6mC．角速度相同为6rad/sD．运动速率之比为v男：v女=1：2【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】面对面拉着一弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，二者的角速度相等，弹簧对各自的拉力提供向心力，然后根据牛顿第二定律和向心力公式求解．【解答】解：弹簧对各自的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律，=9.2N，又面对面拉着一弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，二者的角速度相等，ω男=ω女，故，r男=0.3m，r女=0.6m．18由于v=rω知他们的线速度不相等，且，根据，解得，．所以BD正确，AC错误．故选：BD．【点评】解题的关键是知道二者的角速度相等，弹簧对各自的拉力提供向心力，然后根据牛顿第二定律和向心力公式解答． 7．如图所示，两段长为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L．今使小球在竖直面内绕AB水平轴做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中的拉力恰好为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为（ ）A．2mgB．mgC．3mgD．4mg【考点】向心力．【专题】匀速圆周运动专题．【分析】小球在最高点绳子张力为零，靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出小球在最高点速率为2v时，两段绳子拉力的合力，从而根据力的合成求出每段绳子的张力大小．【解答】解：当小球到达最高点速率为v，有：mg=m当小球到达最高点速率为2v时，应有：F+mg=m=4mg所以：F=3mg此时最高点各力如图所示，所以：FT=mg．故选：B．【点评】本题考查牛顿第二定律和力和合成的综合运用，关键知道小球在最高点向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．18 8．如图，一物体以速度v0冲向光滑斜面AB，并能沿斜面升高h，下列说法正确的是（ ）A．若把斜面从C点锯断，由机械能守恒定律知，物体冲出C点后仍能升高hB．若把斜面弯成如图所示的半圆弧形，物体仍能沿AB′升高hC．若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧状，物体都不能升高h，但机械能仍守恒D．若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧状，物体都不能升高h，因为机械能不守恒【考点】机械能守恒定律．【专题】机械能守恒定律应用专题．【分析】物体上升过程中只有重力做功，机械能守恒；斜抛运动运动最高点，速度不为零；AB′轨道最高点，合力充当向心力，速度也不为零．【解答】解：A、若把斜面从C点锯断，物体冲过C点后做斜抛运动，由于物体机械能守恒，同时斜抛运动运动最高点，速度不为零，故不能到达h高处，故A错误；B、若把斜面弯成圆弧形，如果能到圆弧最高点，即h处，由于合力充当向心力，速度不为零，根据机械能守恒知，物体沿AB′升高的高度小于h，故B错误，C、无论是把斜面从C点锯断或把斜面弯成圆弧形，物体都不能升高h，故C正确．D、由上知，若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧状，物体都不能升高h，但物体的机械能仍守恒，故D错误；故选：C．【点评】本题关键是根据机械能守恒定律分析，同时要知道斜抛运动和沿圆弧内侧运动到达最高点时，速度都不为零． 9．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一个定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）．开始时A、B处于同一高度并恰好处于静止状态，现剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑．则在剪断轻绳到物块着地的过程中，两物块（ ）A．速度变化相同B．动能变化相同C．重力势能变化相同D．重力做功的平均功率相同【考点】机械能守恒定律．【专题】机械能守恒定律应用专题．【分析】剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，机械能守恒，重力势能变化量等于重力所做的功，重力做功的平均功率等于重力做功与时间的比值．【解答】解：速度是矢量，A的加速度方向竖直向下，所以速度的变化量方向竖直向下，B的加速度方向沿斜面向下，所以B速度变化量的方向沿斜面向下，方向不同，故A错误；18B、AB都只有重力做功，机械能守恒，动能的增加量等于重力势能的减小零，所以△EK=mgh，由于mB＞mA，所以动能变化不相等，故B错误；C、重力势能变化量△EP=mgh，由于AB的质量不相等，所以重力势能变化不相同，故C错误；D、A运动的时间为：t1=，所以A重力做功的平均功率为：B运动有：，解得：t2=，所以B重力做功的平均功率为：而mBgsinθ=mAg，所以重力做功的平均功率相等，故D正确．故选D【点评】重力做功决定重力势能的变化与否，若做正功，则重力势能减少；若做负功，则重力势能增加，重力做功的平均功率等于重力做功与时间的比值，难度适中． 10．一艘小船在静水中的速度大小为4m/s，要横渡水流速度为5m/s的河，河宽为80m．设船加速启动和减速停止的阶段时间很短，可忽略不计．下列说法正确的是（ ）A．船无法渡过此河B．小船渡河的最小位移（相对岸）为80mC．船渡河的最短时间为20sD．船渡过河的位移越短（相对岸），船渡过河的时间也越短【考点】运动的合成和分解．【专题】运动的合成和分解专题．【分析】因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸．当静水速的方向与河岸垂直，渡河时间最短．【解答】解：A、因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸，但可以过河，故A错误；B、当合速度的方向与静水速的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最大，渡河航程最小，设船的最短渡河位移为s，则有：=，因此s=，故B错误，C、当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间t==s=20s，故C正确．D、由上分析可知，故D错误；故选：C．18【点评】解决本题的关键知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，当静水速大于水流速，合速度与河岸垂直，渡河航程最短，当静水速小于水流速，合速度与静水速垂直，渡河航程最短． 11．质量为m=2kg的物体沿水平面向右做直线运动，t=0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，取水平向右为正方向，此物体的v﹣t图象如图乙所示，g=10m/s2，则（ ）A．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5B．10s内恒力F对物体做功102JC．10s末物体在计时起点位置左侧2m处D．10s内物体克服摩擦力做功34J【考点】功的计算；匀变速直线运动的图像；动摩擦因数；牛顿第二定律．【专题】功的计算专题．【分析】由v﹣t图分别求得由力F和没有力F作用时的加速度，对两段时间分别运动牛顿第二定律列式后联立求解；设10s末物体离起点点的距离为d，d应为v﹣t图与横轴所围的上下两块面积之差，根据恒力做功公式求解F和f做的功．【解答】解：A、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：加速度大小a1=2m/s2方向与初速度方向相反①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：加速度大小a2=1m/s2方向与初速度方向相反②根据牛顿第二定律，有F+μmg=ma1③F﹣μmg=ma2④解①②③④得：F=3Nμ=0.05，故A错误；B、根据v﹣t图与横轴所围的面积表示位移得：x=，负号表示物体在起点以左，则10s内恒力F对物体做功W=Fx=3×2=6J，故B错误，C正确；D、10s内摩擦力做功=﹣34J所以克服摩擦力做功34J，故D正确．故选：CD【点评】本题关键先根据运动情况求解加速度，确定受力情况后求解出动摩擦因素，根据v﹣t图与横轴所围的面积表示位移求解位移． 1812．如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m（M＞m）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）A．两滑块组成系统的机械能守恒B．重力对M做的功等于M动能的增加C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功【考点】机械能守恒定律；动能定理的应用．【专题】动能定理的应用专题．【分析】机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功，发生的能量转化为重力势能和弹性势能的转化，不产生其他形式的能量．功与能量转化相联系，是能量转化的量度．【解答】解：A、由于“粗糙斜面ab”，故两滑块组成系统的机械能不守恒，故A错误；B、由动能定理得，重力、拉力、摩擦力对M做的总功等于M动能的增加，故B错误；C、除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，故C正确；D、除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，摩擦力做负功，故造成机械能损失，故D正确；故选：CD．【点评】关键理解透机械能守恒的条件和功能关系，重力做功对应重力势能变化、弹力做功对应弹性势能变化、合力做功对应动能变化、除重力或系统内的弹力做功对应机械能变化． 二、探究与实验题（本题共2个小题，每题6分，共12分．请将答案填写在题目中的横线上）13．如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么：（1）照相机的闪光频率是 10 Hz；（2）小球运动中水平分速度的大小是 1.5 m/s；（3）小球经过B点时的速度大小是 2.5 m/s．【考点】研究平抛物体的运动．【专题】实验题．【分析】（1）平抛运动在竖直方向上是匀变速运动，由BC和AB之间的距离差可以求出时间间隔，也就可以求出闪光频率；（2）在水平方向上是匀速直线运动，由ABC三点在水平方向上的位移，和两点之间的时间间隔，可以求得水平速度，也就是小球的初速度；18（3）B点水平速度与初速度相等，再求出竖直方向的速度，求它们的合速度，就是B的速度．【解答】解：（1）在竖直方向上有：△h=gT2，其中△h=（5﹣3）×5cm=10cm=0.1m，代入求得：T==0.1s，因此闪光频率为：（2）水平方向匀速运动，有：s=v0t，其中s=3l=15cm=0.15m，t=T=0.1s，代入解得：v0==1.5m/s．（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有：所以B点速度为：故答案为：（1）10；（2）1.5；（3）2.5．【点评】对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题． 14．某同学在“验证机械能守恒定律”时按如图甲所示安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示，图中O点为打点起始点，且速度为零．（1）选取纸带上打出的连续点A，B，C，…，测出其中E，F，G点距起始点O的距离分别为h1，h2，h3，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T，为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量△Ep= mgh2 ，动能的增加量Ek= （用题中所给字母表示）．（2）以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2﹣h图线，如图丙所示，该图象说明了 物体下落时，只有重力做功，动能与重力势能相互转化，物体的机械能守恒 ；18（3）从v2﹣h图线求得重锤下落的加速度g= 9.50 m/s2（结果保留三位有效数字）【考点】验证机械能守恒定律．【专题】实验题；定量思想；归纳法；实验分析法；机械能守恒定律应用专题．【分析】根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出F点的瞬时速度，从而得出动能的增加量．重力势能的减少量略大于动能的增加量属于系统误差，通过减小阻力的影响可以减小系统误差．根据机械能守恒得出v2﹣h的关系式，分析斜率的物理含义．【解答】解：（1）从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力热能的减少量△EP=mgh2．F点的瞬时速度：vF=，则动能的增加量为：△Ek=．（2）根据mgh=mv2得：v2=2gh，可知图线的斜率等于2g，则：g=．图线的斜率为：k==19，则：g=m/s2=9.50m/s2．故答案为：（1）mgh2，；（2）物体下落时，只有重力做功，动能与重力势能相互转化，物体的机械能守恒；（3）9.50．【点评】在解决实验问题时要注意实验的原理有实验中的注意事项，特别要注意数据的处理及图象的应用． 三、论述与计算（本题共3小题，15题8分，16题10分，17题10分，18题12分，共40分，解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式河重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位）15．如图所示，从高h=5m处，倾角θ=45°的斜坡顶点A水平抛出一小球，小球的初速度为v0，若不计空气阻力，g=10m/s2求：（1）当v0=4m/s时，小球的落点离A点的位移；（2）当v0=8m/s时，小球的落点离A点的位移．【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】若小球正好落在斜面底端，求出此时的初速度，判断小球在（1）（2）两种初速度下抛出的落地点，再根据平抛运动的性质即可求解．18【解答】解：若小球正好落在斜面底端，则：t=（1）因为4m/s＜5m/s所以小球落在斜面上，倾角θ=45°，根据几何关系得：x=h所以解得：t=0.8s所以小球的落点离A点的位移为：s=（2）因为8m/s＞5m/s所以小球落在水平面上，此时小球运动的时间为1s所以水平位移为：x=v0t=8m此时小球的落点离A点的位移为：s′=答：（1）当v0=4m/s时，小球的落点离A点的位移为4.53m；（2）当v0=8m/s时，小球的落点离A点的位移为9.43m．【点评】该题是平抛运动基本规律的应用，主要抓住撞到斜面上时水平速度和竖直方向速度的关系以及位移的关系解题，难度适中． 16．（10分）（2022秋•临沂校级月考）地球A和某一行星B的半径之比为R1：R2=1：2，平均密度之比为ρ1：ρ2=4：1若地球表面的重力加速度为10m/s2，则：①B行星表面的重力加速度是多少？②若在地球表面以某一初速度竖直上抛的物体最高可达20m，那么在B行星表面以同样的初速度竖直上抛一物体，经多少时间该物体可落回原地？（空气阻力不计）【考点】万有引力定律及其应用；竖直上抛运动．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】根据重力近似等于万有引力，可计算星球的质量，根据质量等于密度乘以体积，可以计算出星球的表面重力加速度与密度和星球半径的关系，再利用比值法可计算出星球B的重力加速度．根据匀变速运动的公式，先计算出在B星球上升到最大高度所用的时间，再根据对称性，求总时间．【解答】解：（1）根据星球表面的物体受到的重力等于万有引力，得又因为M=，所以所以所以18故（2）根据匀变速运动的规律所以在B行星表面以同样的初速度竖直上抛一物体上升到最高点用时根据运动的对称性该物体从抛出到落回原地的总时间t=2tB=2×4s=8s．答：①B行星表面的重力加速度是5m/s2．②若在地球表面以某一初速度竖直上抛的物体最高可达20m，那么在B行星表面以同样的初速度竖直上抛一物体，经8s该物体可落回原地．【点评】本题根据重力等于万有引力推导出的表达式GM=R2g，常常称为黄金代换式，是卫星问题经常用到的表达式． 17．（10分）（2022春•资阳期末）用一台额定功率为P0=60kW的起重机，将一质量为m=500kg的工件由地面竖直向上吊起，不计摩擦等阻力，取g=10m/s2．求：（1）工件在被吊起的过程中所能达到的最大速度vm；（2）若使工件以a=2m/s2的加速度从静止开始匀加速向上起吊能维持匀加速运动的时间；（3）若起重机保持额定功率从静止开始吊起工件，经过t=1.5s工件的速度达到vt=10m/s时工件离地面的高度h．【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．【专题】功率的计算专题．【分析】（1）当拉力等于重物重力时，重物的速度达到最大，结合功率与牵引力的关系以及拉力等于重力求出重物的最大速度．（2）根据牛顿第二定律求出匀加速直线运动时的拉力大小，从而抓住匀加速直线运动结束功率达到额定功率求出匀加速直线运动的末速度，结合速度时间公式求出匀加速直线运动的时间．（3）根据动能定理即可求解速度达到vt=10m/s时工件离地面的高度．【解答】解：（1）当工件达到最大速度时将保持向上的匀速运动，有：F﹣mg=0…①Pm=Fvm…②联解①②并代入数据得：vm=12m/s…③（2）工件被匀加速向上吊起时，a不变，v变大，P也变大，当P=P0时匀加速过程结束，根据牛顿第二定律得：F′﹣mg=ma…④P0=F′v…⑤v=at′…⑥联解④⑤⑥并代入数据得：t′=5s…⑦（3）根据动能定理，有：代入数据解得：h=13m；答：（1）工件在被吊起的过程中所能达到的最大速度vm为12m/s；18（2）若使工件以a=2m/s2的加速度从静止开始匀加速向上起吊能维持匀加速运动的时间为5s；（3）若起重机保持额定功率从静止开始吊起工件，经过t=1.5s工件的速度达到vt=10m/s时工件离地面的高度h为13m．【点评】解决本题的关键知道拉力等于重力时速度最大，匀加速直线运动结束，功率达到额定功率，结合牛顿第二定律以及功率与牵引力的关系进行求解． 18
