安徽省宣城市郎溪中学高二物理上学期返校考试卷含解析

安徽省宣城市郎溪中学2022-2022学年高二上学期返校考物理卷一、单项选择题（共10小题，每题4分，共计40分．）1．两个共点力F1、F2，其中F1=50N、F2=30N．它们合力的大小不可能是()A．80NB．50NC．30ND．10N2．如图所示，质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑，物体A在上滑过程中受到的力有()A．向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力B．重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力C．重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力D．重力、斜面的支持力、下滑力3．如图所示是某质点做直线运动的v﹣t图象，由图可知这个质点的运动情况是()A．5s﹣15s内做匀加速运动，加速度为0.8m/s2B．前5s内静止C．15s﹣20s内做匀减速运动，加速度为﹣0.8m/s2D．质点15s末离出发点最远，20秒末回到出发点4．如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg，弹簧测力计读数为2N，滑轮摩擦不计．若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减少到0.3kg，将会出现的情况是（g=10m/s2）()-24-A．弹簧测力计的读数将变小B．A对桌面的摩擦力不变C．A仍静止不动D．A所受的合力将要变大5．某“蹦极”者从高高的跳台上跳下后，由于绑在身上的弹性绳很长，足以使他在空中享受几秒钟的“自由落体运动”，当下落到一定距离时，人被拉伸的弹性绳向上拉起，之后又落下，如此反复，若不计空气阻力的影响，下列说法正确的是()A．当弹性绳达到原长后，人处于超重状态B．当弹性绳刚好达到原长时，人的速度最大C．当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大D．当弹性绳从原长到人达到最低点过程中，人处于失重状态6．下列说法符合史实的()A．牛顿发现了行星的运动规律B．开普勒发现了万有引力定律C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D．牛顿发现了海王星和冥王星7．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是()A．物体所受的合外力为零时，机械能守恒B．物体沿斜面加速下滑过程中，机械能一定不守恒C．系统中只有重力和弹簧弹力做功时，系统的机械能守恒D．在空中飞行的炮弹爆炸前后机械能守恒8．如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知mA=mB＜mC，则三颗卫星()-24-A．线速度大小关系：vA＜vB=vCB．加速度大小关系：aA＞aB=aCC．向心力大小关系：FA=FB＜FCD．周期关系：TA＞TB=TC9．以下关于宇宙速度的说法中正确的是()A．第一宇宙速度是人造地球卫星发射时的最大速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度C．人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度D．地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚10．一放在水平地面上的物体，受到水平拉力作用，在0﹣6s内其速度﹣时间图象和力F的功率﹣时间图象如图所示，则物体的质量为()（取g=10m/s2）A．B．C．D．二、实验题（每空2分，共18分）11．如图所示为一小球做平抛运动闪光照片的一部分，图中背景格的边长为5cm．求出物体做平抛运动的初速度大小为__________．B点的速度大小为__________．（g取10m/s2）-24-12．（1）在“互成角度的两个力的合成”实验中，用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O点，已读出弹簧秤的示数，这一步操作中还必须记录的是__________A．橡皮条固定端的位置B．描下O点位置和两条细绳套的方向C．橡皮条伸长后的总长度D．细绳套的长度（2）做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图的图，其中O为橡皮筋与细绳的结点．图中哪个是单独用一个弹簧拉橡皮筋时的拉力__________．13．某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图为实验装置简图．他想用钩码盘和砝码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是()A．要平衡摩擦力B．实验时不需要平衡摩擦力C．小车的总重力要远小于砝码和盘的重力D．小车的总重力要和砝码和盘的重力相等-24-14．在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，（1）下列器材中不必要的一项是__________（只需填字母代号）．A．重物B．纸带C．天平D．低压交流电源E．毫米刻度尺（2）关于本实验的误差，说法不正确的一项是__________A．选择质量较小的重物，有利于减小误差B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差D．实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用（3）在实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图2所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep=__________J，此过程中物体动能的增加量Ek=__________J．（取g=9.8m/s2，保留三位有效数字）三、计算题（共42分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．）15．一辆汽车以72km/h的速度行驶，现因故紧急刹车并最终停止运动．已知汽车刹车过程加速度的大小为5m/s2，则从开始刹车经过5s，汽车的位移是多大？16．如图所示，质量为m的物体放在水平桌面上，在与水平方向成θ角的恒力F作用下加速向右运功，已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ，求：-24-（1）物体所受的摩擦力；（2）物体的加速度．17．如图所示，让质量m=5.0kg的摆球由图中所示位置A从静止开始下摆，摆至最低点B点时恰好绳被拉断．已知摆线长L=1.6m，悬点O与地面的距离OC=4.0m．若空气阻力不计，摆线被拉断瞬间小球的机械能无损失．求：（1）摆线所能承受的最大拉力T；（2）摆球落地时的动能．18．为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为37°、长为l=2.0m的粗糙倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的．其AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示．一个小物块以初速度v0=4.0m/s从某一高处水平抛出，到A点时速度方向恰好沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下．已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.50．（g=10m/s2、sin37°=0.60、cos37°=0.80）（1）求小物块到达A点时速度．（2）要使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件？（3）为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件？-24-安徽省宣城市郎溪中学2022-2022学年高二上学期返校考物理试卷一、单项选择题（共10小题，每题4分，共计40分．）1．两个共点力F1、F2，其中F1=50N、F2=30N．它们合力的大小不可能是()A．80NB．50NC．30ND．10N考点：合力的大小与分力间夹角的关系；力的合成．专题：计算题．分析：当两个或两个以上的力作用于一个物体时，为了方便研究物体的受力和运动，把多个力转换为一个力，即为二力合成．当二力作用在同一直线同方向时将二力相加求出合力，方向与任一一力方向相同；方向相反时，用大力减去小力求出合力，方向与大力相同．当两力互成角度时，利用平行四边形法则或三角形法则求出合力．本题中两个分力同向时合力最大，反向时合力最小．解答：解：合力范围F1+F2≥F≥|F1﹣F2|带入数据80N≥F≥20N故选D．点评：两个共点力的合力范围合力大小的取值范围为：F1+F2≥F≥|F1﹣F2|在共点力的两个力F1和F2大小一定的情况下，改变F1与F2方向之间的夹角θ，当θ减小时，其合力F逐渐增大；当θ=0°时，合力最大F=F1+F2，方向与F1和F2的方向相同；当θ角增大时，其合力逐渐减小；当θ=180°时，合力最小F=|F1﹣F2|，方向与较大的力的方向相同．-24-2．如图所示，质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑，物体A在上滑过程中受到的力有()A．向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力B．重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力C．重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力D．重力、斜面的支持力、下滑力考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：受力分析的一般步骤和方法是求解力学问题的一个关键，在整个高中物理学习的全过程中占有极重要的地位，对物体进行受力分析，通常可按以下方法和步骤进行：1．明确研究对象，亦即是确定我们是要分析哪个物体的受力情况．2．隔离物体分析．亦即将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体对它施加力的作用，方向如何，并将这些力一一画在受力图上，在画支持力、压力和摩擦力的方向时容易出错，要熟记：弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直，摩擦力的方向一定沿着接触面与物体相对运动（或趋势）方向相反．3．分析受力的顺序：一重、二弹、三摩擦，沿接触面或点逐个去找．有时根据概念或条件与判断．本题可按照受力分析的一般步骤对物体受力分析．解答：解：地球表面的一切物体均受重力，故物体必受重力；物体与斜面体相互挤压，故斜面对物体一定有支持力，方向垂直于斜面向上；物体相对于粗糙斜面向上滑动，一定与斜面体间有摩擦力，摩擦力阻碍物体间的相对滑动，物体相对于斜面体向上滑动，故一定受到沿斜面向下的滑动摩擦力；物体依靠惯性运动，没有向上的冲力，也找不到施力物体，重力有使物体下滑的趋势，无下滑力，同样也找不到施力物体；-24-故选：B．点评：对物体受力分析，关键要按照顺序找力，要找受到的力，每个力都要能找到受力物体，有时还要结合物体的运动情况分析受到的力．3．如图所示是某质点做直线运动的v﹣t图象，由图可知这个质点的运动情况是()A．5s﹣15s内做匀加速运动，加速度为0.8m/s2B．前5s内静止C．15s﹣20s内做匀减速运动，加速度为﹣0.8m/s2D．质点15s末离出发点最远，20秒末回到出发点考点：匀变速直线运动的图像．专题：运动学中的图像专题．分析：根据速度时间图线得出质点的运动规律，知道图线的斜率表示加速度，根据速度的正负判断运动的方向，从而得出位移的变化．解答：解：A、5﹣15s内图线为倾斜的直线，做匀加速直线运动，加速度a=，故A正确．B、前5s内做匀速直线运动，故B错误．C、15﹣20s内做匀减速运动，加速度a=，故C错误．D、质点的运动方向不变，位移一直增大，20s末离出发点最远，故D错误．故选：A．点评：解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度、图线与时间轴围成的面积表示位移，速度的正负表示运动的方向．4．如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg，弹簧测力计读数为2N，滑轮摩擦不计．若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减少到0.3kg，将会出现的情况是（g=10m/s2）()-24-A．弹簧测力计的读数将变小B．A对桌面的摩擦力不变C．A仍静止不动D．A所受的合力将要变大考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：对比分析盘中砝码质量的变化前后A的受力，再分析所受摩擦力合外力等变化情况．解答：解：当砝码盘总质量为0.6kg时，绳对A的拉力大小为6N方向水平向右，弹簧弹力2N方向水平向左，根据A的平衡知A受地面摩擦力的大小为4N，方向水平向左，同时得到水平面对A的最大静摩擦力大于等于4N；当盘中砝码的质量为0.3kg时，绳对A的拉力为3N方向水平向右，绳拉力与弹簧对A的拉力合力为1N＜最大静摩擦力4N，故不能拉动物体A，A仍然处于静止，所以弹簧弹力2N保持不变，根据平衡知此时A受摩擦力大小为1N方向水平向左，因为A仍静止，所受合力为0，故C正确，A、B、D错误．故选：C．点评：本题考查了物体的动态平衡，解答的关键是判断物体在第二个状态中是否静止，同时注意滑动摩擦力和静摩擦力的区别．5．某“蹦极”者从高高的跳台上跳下后，由于绑在身上的弹性绳很长，足以使他在空中享受几秒钟的“自由落体运动”，当下落到一定距离时，人被拉伸的弹性绳向上拉起，之后又落下，如此反复，若不计空气阻力的影响，下列说法正确的是()A．当弹性绳达到原长后，人处于超重状态B．当弹性绳刚好达到原长时，人的速度最大C．当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大D．当弹性绳从原长到人达到最低点过程中，人处于失重状态考点：牛顿运动定律的应用-超重和失重．专题：牛顿运动定律综合专题．-24-分析：先分析该人下落过程中的受力情况，注意合力的大小和方向；蹦极者从最高点时，只受重力；从弹性绳达到原长的点到弹性绳达到最长的点的过程中，人受到弹力和重力作用，分成两段：上段受到向下的合力做加速运动，速度越来越快；下段受到向上的合力做减速运动，速度越来越慢，到最低点速度为零．解答：解：A、当弹性绳达到原长后，人只受重力，处于失重状态．故A错误；B、C、当弹性绳达到原长后，人只受重力，仍然向下加速；当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大．故B错误，C正确；D、当弹性绳弹力大于人的重力后，人才开始减速，所以减速的过程中人处于超重状态，故D错误．故选：C点评：分析蹦极者的受力情况，特别是合力的方向，再判断蹦极者的运动情况是解本题的关键．6．下列说法符合史实的()A．牛顿发现了行星的运动规律B．开普勒发现了万有引力定律C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D．牛顿发现了海王星和冥王星考点：物理学史；万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．分析：开普勒发现了行星的运动规律；牛顿发现了万有引力定律；卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量；亚当斯发现的海王星．解答：解：A、开普勒发现了行星的运动规律．故A错误；B、牛顿发现了万有引力定律．故B错误；C、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量．故C正确；D、亚当斯发现的海王星．故D错误．故选：C点评：对于牛顿在发现万有引力定律的过程中，要记住相关的物理学史的知识点即可．7．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是()-24-A．物体所受的合外力为零时，机械能守恒B．物体沿斜面加速下滑过程中，机械能一定不守恒C．系统中只有重力和弹簧弹力做功时，系统的机械能守恒D．在空中飞行的炮弹爆炸前后机械能守恒考点：机械能守恒定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：系统机械能守恒的条件是：对物体或者系统只有重力或者弹力做功，没有其它力做功或其它力做功的代数和为零，或者从能量转化的角度看物体或者系统内只有动能和重力势能以及弹性势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递．明确机械能守恒的条件即可正确解答．解答：解：A、物体的合外力为零，机械能不一定守恒，如物体若从空中匀速下落，则机械能不守恒，故A错误；B、若物体沿光滑斜面加速下滑，则机械能守恒，故B错误；C、根据机械能守恒条件：物体或者系统内只有动能和重力势能以及弹性势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，故C正确；D、在空中飞行的炮弹爆炸前后，内能转化为动能，因此机械能不守恒，故D错误．故选C．点评：对于机械能守恒的理解一是从理论的角度进行，二是可以列举实例分析机械能是否守恒．8．如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知mA=mB＜mC，则三颗卫星()A．线速度大小关系：vA＜vB=vCB．加速度大小关系：aA＞aB=aCC．向心力大小关系：FA=FB＜FCD．周期关系：TA＞TB=TC-24-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：根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、加速度、周期表达式，根据万有引力定律，可以分析答题．解答：解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，由图示可知：rA＜rB=rC，由题意知：MA=MB＜MC；由牛顿第二定律得：①，A、由①得，所以vA＞vB=vC，故A错误；B、由①得，所以aA＞aB=aC，故B正确；C、F=G，已知rA＜rB=rC，MA=MB＜MC，可知FA＞FB，FB＜FC，故C错误；D、由①得，所以TA＜TB=TC，故D错误．故选：B．点评：本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度、周期的表达式，再进行讨论．9．以下关于宇宙速度的说法中正确的是()A．第一宇宙速度是人造地球卫星发射时的最大速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度C．人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度D．地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚考点：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．分析：第一宇宙速度是卫星沿地球表面运动时的速度，半径越大运行速度越小，故第一宇宙速度是人造地球卫星最大的运行速度；当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道；当物体的速度大于等于第三宇宙速度速度16.7km/m时物体将脱离太阳的束缚成为一颗人造地球恒星．-24-解答：解：根据G=m；A、可得卫星的线速度v=，故轨道半径越大卫星的运行速度越小，而第一宇宙速度是卫星沿地球表面运动时的速度，所以第一宇宙速度是人造地球卫星最大的运行速度，是人造地球卫星发射时的最小速度，故A错误，B也错误．C、由于第二宇宙速度是地球的逃逸速度，即当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道，故人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度，故C正确．D、当物体的速度大于等于第三宇宙速度速度16.7km/m时物体将脱离太阳的束缚成为一颗人造地球恒星．故D错误．故选：C．点评：掌握第一宇宙速度，第二宇宙速度和第三宇宙速度的定义和运行速度与半径的关系是成功解决本题的关键和基础．10．一放在水平地面上的物体，受到水平拉力作用，在0﹣6s内其速度﹣时间图象和力F的功率﹣时间图象如图所示，则物体的质量为()（取g=10m/s2）A．B．C．D．考点：功率、平均功率和瞬时功率；匀变速直线运动的图像．专题：功率的计算专题．分析：根据速度﹣﹣时间图象可以求得物体的加速度的大小和匀速运动时物体的速度的大小，根据功率﹣﹣时间的图象可以求得物体在运动时的受到的摩擦力的大小，在根据牛顿第二定律即可求得物体的质量的大小．-24-解答：解：根据v﹣t图象可得，物体在0﹣2s的时间内做的是匀加速直线运动，加速度的大小为：a===3m/s2，在2s之后，物体做的是匀速直线运动，此时拉力大小的和阻力的大小相等，根据功率和时间的图象可得，此时有：P=Fv=fv=f×6=10W，所以物体受到的阻力的大小为：f=N，根据P﹣t图象可得，在2s末的时刻，再根据P=Fv可得在前2s的时间内，物体受到的拉力的F为：F==N=5N，对于前2s的时间内，根据牛顿第二定律可得：F﹣f=ma，所以物体的质量：m==kg=kg，所以C正确，故选C．点评：本题关键是根据速度时间﹣﹣图象和功率﹣﹣时间图象在不同时刻的物理量的大小来计算加速度和物体受到的力的大小，根据图象分析得出有用的信息是解决本题的关键．二、实验题（每空2分，共18分）11．如图所示为一小球做平抛运动闪光照片的一部分，图中背景格的边长为5cm．求出物体做平抛运动的初速度大小为1.5m/s．B点的速度大小为2.5m/s．（g取10m/s2）考点：研究平抛物体的运动．专题：实验题．-24-分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔．根据水平位移和时间间隔求出初速度，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B点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出B点的速度．解答：解：在竖直方向上，根据△y=5L﹣3L=2L=gT2得，闪光相等的时间间隔T=．小球平抛运动的初速度，B点竖直分速度则B点速度为故答案为：1.5m/s；2.5m/s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，结合运动学公式和推论灵活求解．12．（1）在“互成角度的两个力的合成”实验中，用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O点，已读出弹簧秤的示数，这一步操作中还必须记录的是BA．橡皮条固定端的位置B．描下O点位置和两条细绳套的方向C．橡皮条伸长后的总长度D．细绳套的长度（2）做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图的图，其中O为橡皮筋与细绳的结点．图中哪个是单独用一个弹簧拉橡皮筋时的拉力F′．考点：验证力的平行四边形定则．专题：实验题．分析：根据该实验的实验原理以及实验目的可以明确该实验需要记录的数据．-24-该实验采用了“等效法”，由于实验误差的存在，导致F1与F2合成的实际值与与理论值存在差别．解答：解：（1）实验的实验目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小，然后与一个弹簧拉橡皮筋时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录的是两弹力的大小和方向，故AC错误，BD正确．故选：B．（2）本实验采用了“等效法”，F1与F2的合力的实际值测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值．所以F是F1和F2的合力的理论值，F′F1和F2的合力的实际测量值，即F′是单独用一个弹簧拉橡皮筋时的拉力．故答案为：（1）B（2）F′点评：本题比较全面的考察了验证平行四边形定则中的基础知识，对于这些基础知识和要求即要通过实验进行切身体会，同时也要通过练习加深理解．13．某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图为实验装置简图．他想用钩码盘和砝码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是()A．要平衡摩擦力B．实验时不需要平衡摩擦力C．小车的总重力要远小于砝码和盘的重力D．小车的总重力要和砝码和盘的重力相等考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．专题：实验题．-24-分析：该实验装置于验证牛顿第二定律的实验装置相同，为了让砝码的重力更加接近为小车的合外力，本实验中需要平衡摩擦力和让砝码重力远远小于小车重力．解答：解：AB、该实验是以钩码重力表示小车受到的合外力，故实验前必须要平衡摩擦力，故A正确、B错误；CD、根据实验原理我们知道，为了让砝码的重力更加接近为小车受到的合外力，本实验中需要平衡摩擦力和让砝码重力远远小于小车重力，故C错误；D错误．故选：A．点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据，分析实验误差等，会起到事半功倍的效果．该题中要特别注意钩码重力表示小车受到的合外力的前提条件，此考点考察频率极高．14．在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，（1）下列器材中不必要的一项是C（只需填字母代号）．A．重物B．纸带C．天平D．低压交流电源E．毫米刻度尺（2）关于本实验的误差，说法不正确的一项是AA．选择质量较小的重物，有利于减小误差B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差D．实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用（3）在实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图2所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep=2.28J，此过程中物体动能的增加量Ek=2.26J．（取g=9.8m/s2，保留三位有效数字）-24-考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题；机械能守恒定律应用专题．分析：（1）（2）要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．（3）根据势能和动能的表达式进行计算．解答：解：（1）根据实验原理和实验数据的处理可得，重锤的质量可以在验证动能和势能相等时，等式的两边约掉，重锤的质量在实验中不必测量，故天平不需要；（2）实验中减少误差，A中使用质量较小的重锤，由于阻力的存在，会使相对误差加大，故A错误；B打点计时器的时间间隔为0.02s，利用自由落体运动求得运动位移接近0.002m，故B项中纸带打第一个点时为纸带刚开始运动，B会减少实验误差；C根据数据的处理方法，先松纸带只会减少纸带的利用率，不会带来误差；D根据功能关系重力势能对应重力做功，动能变化量对应合外力做功，动能小于势能是因为存在摩擦力做功的原因；（3）由势能计算公式可得：Ep=mgh=1×9.8×0.2325≈2.28J，打B点的速度为：，由；故答案为：（1）C，（2）A，（3）2.28，2.26点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，掌握数据处理的方法．三、计算题（共42分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．）15．一辆汽车以72km/h的速度行驶，现因故紧急刹车并最终停止运动．已知汽车刹车过程加速度的大小为5m/s2，则从开始刹车经过5s，汽车的位移是多大？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：汽车刹车做匀减速运动，最终的速度为0．所以首先根据速度公式v=v0+at，判断汽车经过多长时间停下来．然后根据位移公式求解．解答：解：单位换算：v0=72km/h=20m/s-24-汽车刹车做匀减速运动，根据速度公式v=v0+at，从刹车到停下来所需要的时间为：．所以经过4s后汽车已经停下来了，所以从开始刹车经过5s，就是运动4s的位移．所以汽车的位移是：=．答：从开始刹车经过5s，汽车的位移是40m．点评：此题为汽车刹车问题，汽车刹车是个实际问题，一定要考虑汽车经过多长时间停下来．然后判断要求的时间内汽车是否已经停下来了，再根据位移公式求解．16．如图所示，质量为m的物体放在水平桌面上，在与水平方向成θ角的恒力F作用下加速向右运功，已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ，求：（1）物体所受的摩擦力；（2）物体的加速度．考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：对物体受力分析，抓住竖直方向上平衡求出支持力的大小，从而得出物体所受的摩擦力．根据牛顿第二定律求出物体的加速度．解答：解：（1）在竖直方向上有：Fsinθ+FN=mg，解得：FN=mg﹣Fsinθ，则物体所受的摩擦力为：f=μFN=μ（mg﹣Fsinθ）．（2）根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：a==．答：（1）物体所受的摩擦力为μ（mg﹣Fsinθ）．-24-（2）物体的加速度为．点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，结合平衡和牛顿第二定律进行求解，注意正压力不等于重力．17．如图所示，让质量m=5.0kg的摆球由图中所示位置A从静止开始下摆，摆至最低点B点时恰好绳被拉断．已知摆线长L=1.6m，悬点O与地面的距离OC=4.0m．若空气阻力不计，摆线被拉断瞬间小球的机械能无损失．求：（1）摆线所能承受的最大拉力T；（2）摆球落地时的动能．考点：动能定理的应用；牛顿第二定律；机械能守恒定律．专题：动能定理的应用专题．分析：（1）由动能定理可以求出摆球由A运动到B时的速度；摆球做圆周运动，在B由牛顿第二定律列方程，可以求出摆线所承受的拉力．（2）摆线断裂后，摆球做平抛运动，只有重力做功，由动能定理可以求出摆球落地时的动能．解答：解：（1）设摆球运动到最低点时的速度为v，以摆球为研究对象，从A到B的过程中，由动能定理得：mgL（1﹣cos60°）=mv2﹣0，摆球做圆周运动，在B点，-24-由牛顿第二定律得：T﹣mg=m，解得：T=100N，v=4m/s；（2）从绳子断裂到摆球落地过程中，由动能定律得：mg（OC﹣L）=Ek﹣mv2，解得：Ek=160J；答：（1）摆线所能承受的最大拉力为100N．（2）摆球落地时的动能为160J．点评：对物体正确受力分析，明确物体运动过程，应用动能定理即可正确解题．18．为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为37°、长为l=2.0m的粗糙倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的．其AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示．一个小物块以初速度v0=4.0m/s从某一高处水平抛出，到A点时速度方向恰好沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下．已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.50．（g=10m/s2、sin37°=0.60、cos37°=0.80）（1）求小物块到达A点时速度．（2）要使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件？（3）为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件？考点：动能定理的应用；滑动摩擦力；牛顿第二定律；平抛运动；向心力．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：（1）由题意可知物体平抛运动过程的末速度方向，则由运动的合成与分解可求得合速度；-24-（2）物体能通过最高点，则应保证重力充当向心力，由临界条件可求得最高点的速度，则由动能定理可求得圆弧半径的条件；（3）要使物体能回到AB段中，小球应无法通过最高点，则由动能定理可求得临界半径，则可求得竖直圆轨道的半径条件．解答：解：（1）小物块做平抛运动，经时间t到达A处时，令下落的高度为h，水平分速度v0，竖直速度为vy，小物块恰好沿斜面AB方向滑下，则tan37°=得vy=3m/s，所以小物块到A点的速度为v==5m/s．（2）物体落在斜面上后，受到斜面的摩擦力Ff=μFN=μmgcos37°设物块进入圆轨道到达最高点时有最小速度v1，此时物块受到的重力恰好提供向心力，令此时的半径为R0，则mg=物块从抛出到圆轨道最高点的过程中，根据动能定理有：mg（h+lsin37°﹣2R0）﹣μmgcos37°•l=mv12﹣mv02．联立上式，解得R0=0.66m，若物块从水平轨道DE滑出，圆弧轨道的半径满足-24-R1≤0.66m．（3）为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，则物块上升的高度须小于或等于某个值R，则mg（h+lsin37°）﹣μmgcos37°•l﹣mgR=0﹣mv02解得R=1.65m物块能够滑回倾斜轨道AB，则R2≥1.65m．点评：本题考查竖直面内的圆周运动的临界条件及动能定理的应用，要求学生能明确本题的物理过程，并能分段应用所学物理规律求解；同时注意对题意的把握．-24-