江苏省淮安市涟水中学高三（上）第一次检测物理试卷

2022-2022学年江苏省淮安市涟水中学高三（上）第一次检测物理试卷　一、单项选择题：本题共7小题，每小题3分，共21分．每小题只有一个选项符合题意．1．下列说法正确的是（　　）A．开普勒测出了万有引力常量B．牛顿第一定律能通过现代的实验手段直接验证C．卡文迪许发现地月间的引力满足距离平方反比规律D．伽利略将实验和逻辑推理和谐地结合起来，发展了科学的思维方式和研究方法2．体操是力与美的运动，吊环比赛中运动员的两臂从竖直位置开始缓慢展开到接近水平，形成如图所示“十字支撑”这一有没造型，开始时吊绳竖直，这一过程下列说法正确的是（　　）A．吊绳的拉力逐渐减小B．吊绳的拉力逐渐增大C．两绳的合力逐渐增大D．两绳的合力逐渐减小3．一质点沿x轴运动，其位置x随时间t变化的规律为：x=10t﹣5t2（m），t的单位为s．下列关于该质点运动的说法正确的是（　　）A．该质点的初速度大小为5m/sB．物体的加速度大小为5m/s2C．t=2s时刻该质点速度为零D．0～3s内该质点的平均速度大小为5m/s4．如图所示为嫦娥一号、二号卫星先后绕月做匀速圆周运动的示意图，“嫦娥一号”在轨道Ⅰ上运行，距月球表面高度为200km；“嫦娥二号”在轨道Ⅱ上运行，距月球表面高度为100km．根据以上信息可知下列判断不正确的是（　　）27/28\nA．“嫦娥二号”的运行速率大于“嫦娥一号”的运行速率B．“嫦娥二号”的运行周期大于“嫦娥一号”的运行周期C．“嫦娥二号”的向心加速度大于“嫦娥一号”的向心加速度D．“嫦娥二号”和“嫦娥一号”在轨道上运行时，所携带的仪器都处于完全失重状态5．如图甲所示，静止在水平地面上的物块受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面之间的最大静摩擦力fm大小与滑动摩擦力大小相等，则（　　）A．0～t1时间内所受摩擦力大小不变B．t1～t2时间内物块做加速度减小的加速运动C．t2时刻物块的速度最大D．t2～t3时间内物块克服摩擦力做功的功率增大6．如图所示，为自行车的传动机构，行驶时与地面不打滑．a、c为与车轴等高的轮胎上的两点，d为轮胎与地面的接触点，b为轮胎上的最高点．行驶过程中（　　）A．c处角速度最大B．a处速度方向竖直向下27/28\nC．b处向心加速度指向dD．a、b、c、d四处对地速度大小相等7．雨点从高空由静止下落，在下落过程中，受到的阻力与雨点下落的速度成正比，图中能正确反映雨点下落运动情景的是（　　）A．①②B．②③C．①④D．①③　二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．每题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．8．如图所示，一小车放在水平地面上，小车的底板上放一光滑的小球，小球通过两根轻弹簧与小车两壁相连．当小车匀速运动时，两弹簧L1、L2恰处于自然状态．当发现L1变长L2变短时，以下判断正确的是（　　）A．小车可能正在向右做匀加速运动B．小车可能正在向右做匀减速运动C．小车可能正在向左做匀加速运动D．小车可能正在向左做匀减速运动9．2022年4月美国宇航局科学家宣布，在距离地球约490光年的一个恒星系统中，发现一颗宜居行星，代号为开普勒﹣186f．科学家发现这颗行星表面上或存在液态水，这意味着上面可能存在外星生命．假设其半径为地球半径的a倍，质量为地球质量的b倍，则下列说法正确的是（　　）A．该行星表面由引力产生的加速度与地球表面的重力加速度之比为B．该行星表面由引力产生的加速度与地球表面的重力加速度之比为C．该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为27/28\nD．该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为10．如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R（R视为质点）．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α．则红蜡块R的（　　）A．分位移y与x成正比B．分位移y的平方与x成正比C．合速度v的大小与时间t成正比D．tanα与时间t成正比11．水平地面上有一固定的斜面体，一木块从粗糙斜面底端以一定的初速度沿斜面向上滑动后沿斜面加速滑下到底端．则木块在整个运动过程中（　　）A．上滑的加速度大小大于下滑的加速度大小B．上滑速度的减小量大于下滑速度的增加量C．上滑时间大于下滑时间D．上滑与下滑的摩擦力大小相同12．一名滑雪运动员练习跳台滑雪，第一次从斜坡的起点O水平飞出，落到斜坡上的A点，该运动员第二次从O点水平飞出时速度是第一次从O点飞出时速度的倍，已知OA=AB，不计空气阻力，下列判断正确的是（　　）27/28\nA．两次飞行中速度变化率相同B．第二次飞行运动员将落在AB之间C．两次落到斜面时的速度方向与斜面之间的夹角相同D．该运动员落到斜面时的速度大小是前一次落到斜面时速度的倍　三、简答题：本题共3小题，满分20分．请将解答填在答题卡相应的位置．13．如图甲所示，在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条长度为GE．用两根弹簧测力计拉动小圆环到O点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0，如图乙所示．（1）如图乙，此时要记录下拉力F1、F2的大小，并在白纸上作出　　，以及O点的位置．（2）实验中，不必要的是　　．A．选用轻质小圆环B．弹簧测力计在使用前应校零C．撤去F1、F2，改用一个力拉住小圆环，仍使它处于O点D．用两根弹簧测力计拉动小圆环时，要保持两弹簧测力计相互垂直（3）图丙中F′是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根据实验结果画出的图示．F与F′中，方向一定沿GO方向的是　　．27/28\n14．在“研究平抛运动的实验”中，某同学让小球A由斜槽滚下，从桌边水平抛出，当它恰好离开桌边缘时小球B从同样高度处自由下落，频闪照相仪拍到了B球下落过程的四个位置和A球的第3、4个位置，如图所示，背景的方格纸每小格的边长为2.5cm．（1）频闪照相仪的闪光频率为　　；（2）A球离开桌边时的速度大小为　　m/s．（3）此实验能说明平抛运动在　　（填“竖直”、“水平”或“竖直和水平”）方向的运动性质．15．某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”．（1）实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力．该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻拨小车，让打点计时器在纸带上打出一系列　　27/28\n的点，说明小车在做　　运动．（2）如果该同学先如（1）中的操作，平衡了摩擦力．以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到，测小车加速度a，作a﹣F的图象．如图丙图线正确的是　　．（3）设纸带上计数点的间距为S1和S2．如图丁为用米尺测量某一纸带上的S1、S2的情况，从图中可读出S1=3.10cm，S2=　　cm，已知打点计时器的频率为50Hz，由此求得加速度的大小a=　　m/s2．　四、计算题：本题共4小题，共59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，只写最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．16．如图所示，在与水平方向成53°的斜向上拉力F作用下，质量为1.0kg的小物块从静止开始沿水平地面做匀加速直线运动，经2s运动的距离为3m，随即撤掉F，小物块运动一段距离后停止．已知物块与地面之间的动摩擦因数μ=0.25，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2．求：（1）物块运动的最大速度；（2）F的大小；（3）撤去F后，物块还能运动的距离x．17．一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重．一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下．落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下．已知座舱开始下落时的高度为75m，当落到离地面30m的位置时开始制动，座舱均匀减速．重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．（1）求座舱下落的最大速度；（2）求座舱下落的总时间；（3）若座舱中某人用手托着重30N的铅球，求座舱下落过程中球对手的压力．27/28\n18．如图所示，质量M=2kg足够长的木板静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数μ1=0.1，另一个质量m=1kg的小滑块，以6m/s的初速度滑上木板，滑块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.5，g取l0m/s2．（1）若木板固定，求小滑块在木板上滑过的距离．（2）若木板不固定，求小滑块自滑上木板开始多长时间相对木板处于静止．（3）若木板不固定，求木板相对地面运动位移的最大值．19．如图所示，光滑杆AB长为L，B端固定一根劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧，质量为m的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接．OO′为过B点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为θ．则：（1）杆保持静止状态，让小球从弹簧的原长位置静止释放，求小球释放瞬间的加速度大小a及小球速度最大时弹簧的压缩量△l1；（2）当球随杆一起绕OO′轴匀速转动时，弹簧伸长量为△l2，求匀速转动的角速度ω．　27/28\n2022-2022学年江苏省淮安市涟水中学高三（上）第一次检测物理试卷参考答案与试题解析　一、单项选择题：本题共7小题，每小题3分，共21分．每小题只有一个选项符合题意．1．下列说法正确的是（　　）A．开普勒测出了万有引力常量B．牛顿第一定律能通过现代的实验手段直接验证C．卡文迪许发现地月间的引力满足距离平方反比规律D．伽利略将实验和逻辑推理和谐地结合起来，发展了科学的思维方式和研究方法【考点】物理学史．【分析】记住著名物理学家的主要贡献，根据物理学史和常识解答即可．【解答】解：A、卡文迪许测出了万有引力常量．故A错误；B、牛顿第一定律是理想的实验定律，不能通过现代的实验手段直接验证．故B错误；C、牛顿发现了万有引力定律，发现地月间的引力满足距离平方反比规律．故C错误；D、伽利略将实验和逻辑推理和谐地结合起来，发展了科学的思维方式和研究方法．故D正确．故选：D　2．体操是力与美的运动，吊环比赛中运动员的两臂从竖直位置开始缓慢展开到接近水平，形成如图所示“十字支撑”这一有没造型，开始时吊绳竖直，这一过程下列说法正确的是（　　）27/28\nA．吊绳的拉力逐渐减小B．吊绳的拉力逐渐增大C．两绳的合力逐渐增大D．两绳的合力逐渐减小【考点】合力的大小与分力间夹角的关系．【分析】两根绳拉力的合力与人的重力平衡，根据平行四边形定则判断拉力的变化．【解答】解：对人受力分析可知，两绳的拉力的合力与人的重力的大小是相等的，人的重力的大小是不变的，所以两绳的合力F的不变，即当双臂缓慢张开时绳之间的夹角变大，两个分力的大小F都要增大，所以B正确．ACD错误．故选：B．　3．一质点沿x轴运动，其位置x随时间t变化的规律为：x=10t﹣5t2（m），t的单位为s．下列关于该质点运动的说法正确的是（　　）A．该质点的初速度大小为5m/sB．物体的加速度大小为5m/s2C．t=2s时刻该质点速度为零D．0～3s内该质点的平均速度大小为5m/s【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】根据匀变速直线运动的位移时间公式得出初速度和加速度，结合位移为零求出运动的时间，从而结合速度时间公式求出x=0时的速度．通过位移公式求出0﹣3s内的位移，结合平均速度的定义式求出平均速度的大小．【解答】解：AB、根据x=v0t+at2知x=10t﹣5t2得，质点的初速度为10m/s，加速度为﹣10m/s2．故AB错误．C、2s末的速度v=v0+at=10﹣10×2m/s=﹣10m/s，即速度的大小为10m/s．故C错误．D、0～3s内该质点的位移x=10t﹣5t2=10×3﹣5×9m=﹣15m，则平均速度27/28\n=﹣5m/s，即平均速度的大小为5m/s．故D正确．故选：D．　4．如图所示为嫦娥一号、二号卫星先后绕月做匀速圆周运动的示意图，“嫦娥一号”在轨道Ⅰ上运行，距月球表面高度为200km；“嫦娥二号”在轨道Ⅱ上运行，距月球表面高度为100km．根据以上信息可知下列判断不正确的是（　　）A．“嫦娥二号”的运行速率大于“嫦娥一号”的运行速率B．“嫦娥二号”的运行周期大于“嫦娥一号”的运行周期C．“嫦娥二号”的向心加速度大于“嫦娥一号”的向心加速度D．“嫦娥二号”和“嫦娥一号”在轨道上运行时，所携带的仪器都处于完全失重状态【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】根据万有引力提供向心力列出等式，判断“嫦娥一号”和“嫦娥二号”的运行速率、周期、向心加速度．“嫦娥一号”和“嫦娥二号”在轨道运行时，处于完全失重状态，但不是不受重力．【解答】解：A、根据万有引力提供向心力=m=m=ma，知，线速度v=，周期T=2π，加速度a=，轨道半径越大，线速度越小，周期越大，向心加速度越小．故A正确、B错误，C正确；D、“嫦娥一号”和“嫦娥二号”在轨道运行时，处于完全失重状态．故D正确；本题选不正确的，故选：B．　27/28\n5．如图甲所示，静止在水平地面上的物块受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面之间的最大静摩擦力fm大小与滑动摩擦力大小相等，则（　　）A．0～t1时间内所受摩擦力大小不变B．t1～t2时间内物块做加速度减小的加速运动C．t2时刻物块的速度最大D．t2～t3时间内物块克服摩擦力做功的功率增大【考点】功率、平均功率和瞬时功率；摩擦力的判断与计算；功的计算．【分析】当拉力小于最大静摩擦力时，物体静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始加速，当拉力重新小于最大静摩擦力时，物体由于惯性继续减速运动．【解答】解：A、在0﹣t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力，物体保持不动，摩擦力大小逐渐增大，故A错误；B、t1到t2时刻，拉力逐渐增大，摩擦力不变，根据牛顿第二定律可知，加速度逐渐增大，故B错误；C、t1到t3时刻，合力向前，物体一直加速前进，t3时刻后合力反向，要做减速运动，所以t3时刻速度最大，故C错误；D、t2～t3时间内速度逐渐增大，摩擦力大小不变，根据P=fv可知物块克服摩擦力做功的功率增大，故D正确．故选：D　6．如图所示，为自行车的传动机构，行驶时与地面不打滑．a、c为与车轴等高的轮胎上的两点，d为轮胎与地面的接触点，b为轮胎上的最高点．行驶过程中（　　）27/28\nA．c处角速度最大B．a处速度方向竖直向下C．b处向心加速度指向dD．a、b、c、d四处对地速度大小相等【考点】线速度、角速度和周期、转速．【分析】共轴转动角速度相等，以圆心为转轴，a、b、c、d四点绕圆心转动的同时还要一起向前运动；也可以以d点为转轴分析．【解答】解：A、共轴转动角速度相等，以任意一点为转轴，都是共轴转动，角速度一定相等，故A错误；B、以圆心为转轴，a处速度方向竖直向下运动的同时，随着车一起向前运动，故合速度不是竖直向下；故B错误；C、以圆心为转轴，b点绕轴转动的同时水平匀速前进，而b处向心加速度指向一定指向圆心，故也指向d；故C正确；D、以圆心为转轴，a、b、c、d四点绕圆心转动的同时还要一起向前运动，由于绕轴转动的分速度方向不同，故各个点的线速度方向不同，大小也不同；故D错误；故选：C．　7．雨点从高空由静止下落，在下落过程中，受到的阻力与雨点下落的速度成正比，图中能正确反映雨点下落运动情景的是（　　）A．①②B．②③C．①④D．①③【考点】牛顿第二定律．27/28\n【分析】物体做有阻力的落体运动，对其受力分析，求出合力，根据牛顿第二定律得到加速度情况，再根据加速度与速度关系得到速度的变化情况以及位移变化情况【解答】解：①对物体受力分析，受重力和空气的阻力，物体由静止释放，故阻力由零开始逐渐增大，合力向下且逐渐减小，故加速度向下并逐渐减小；②雨点做变速直线运动，s﹣t图不可能是直线，③由于加速度与速度同向，故物体的速度逐渐加大；加速度逐渐减小，由于v﹣t图上某点的切线的斜率表示加速度，故图线逐渐向下倾斜故选D　二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．每题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．8．如图所示，一小车放在水平地面上，小车的底板上放一光滑的小球，小球通过两根轻弹簧与小车两壁相连．当小车匀速运动时，两弹簧L1、L2恰处于自然状态．当发现L1变长L2变短时，以下判断正确的是（　　）A．小车可能正在向右做匀加速运动B．小车可能正在向右做匀减速运动C．小车可能正在向左做匀加速运动D．小车可能正在向左做匀减速运动【考点】牛顿第二定律；胡克定律．【分析】当小车做匀速运动时，两弹簧L1、L2恰处于自然状态．小球受重力和支持力平衡，当L1变长L2变短时，知L1产生向左的拉力，L2产生向左的弹力，根据牛顿第二定律判断出加速度的方向，从而判断出小车的运动情况．【解答】解：当L1变长L2变短时，知L1产生向左的拉力，L2产生向左的弹力，小球所受的合力方向向左，根据牛顿第二定律，加速度向左．知小车向右做匀减速直线运动，或向左做匀加速直线运动．故B、C正确，A、D错误．故选BC．27/28\n　9．2022年4月美国宇航局科学家宣布，在距离地球约490光年的一个恒星系统中，发现一颗宜居行星，代号为开普勒﹣186f．科学家发现这颗行星表面上或存在液态水，这意味着上面可能存在外星生命．假设其半径为地球半径的a倍，质量为地球质量的b倍，则下列说法正确的是（　　）A．该行星表面由引力产生的加速度与地球表面的重力加速度之比为B．该行星表面由引力产生的加速度与地球表面的重力加速度之比为C．该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为D．该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力等于重力得出重力加速度的表达式，结合行星与地球的半径以及质量的关系求出重力加速度之比；根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的表达式，结合行星与地球的半径以及质量的关系求出第一宇宙速度之比．【解答】解：A、根据得：g=，因为行星的半径为地球半径的a倍，质量为地球质量的b倍，则重力加速度与地球表面重力加速度之比为．故A正确，B错误．C、根据得第一宇宙速度为：v=，因为行星的半径为地球半径的a倍，质量为地球质量的b倍，所以行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为．故C正确，D错误．故选：AC．　10．如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R（R视为质点）．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α．则红蜡块R的（　　）27/28\nA．分位移y与x成正比B．分位移y的平方与x成正比C．合速度v的大小与时间t成正比D．tanα与时间t成正比【考点】运动的合成和分解．【分析】小圆柱体红蜡快同时参与两个运动：y轴方向的匀速直线运动，x轴方向的初速为零的匀加速直线运动．根据位移与时间表达式，从而确定分位移y与x的关系，再由y方向可求运动时间，接着由x方向求加速度，从而求得vx，再由速度合成求此时的速度大小，最后由两方向的速度关系，可知tanα与时间t的关系．【解答】解：A、由题意可知，y轴方向，y=v0t；而x轴方向，x=，联立可得：x=，故A错误，B正确；C、x轴方向，vx=at，那么合速度的大小v=，则v的大小与时间t不成正比，故C错误；D、设合速度的方向与y轴夹角为α，则有：，故D正确；故选：BD．　11．水平地面上有一固定的斜面体，一木块从粗糙斜面底端以一定的初速度沿斜面向上滑动后沿斜面加速滑下到底端．则木块在整个运动过程中（　　）27/28\nA．上滑的加速度大小大于下滑的加速度大小B．上滑速度的减小量大于下滑速度的增加量C．上滑时间大于下滑时间D．上滑与下滑的摩擦力大小相同【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】对物体m受力分析，明确摩擦力的决定因素，从而分析摩擦力的在小，再根据牛顿第二定律判断加速度变化情况；结合运动学公式逐项分析．【解答】解：A、物体m先减速上升，沿斜面方向：f+mgsinθ=ma1；后加速下滑，沿斜面方向：mgsinθ﹣f=ma2；摩擦力相同，所以a1＞a2，上滑的加速度大小大于下滑的加速度大小，故A正确；B、因位移大小相等，且上滑过程的末速度为零，下滑过程的初速度为零，且a1＞a2，则由公式V2=2as知上滑过程速度的减小量大于下滑过程速度的增加量．故B正确．C、因为a1＞a2，而上下过程位移大小相等，则由S=at2知上滑时间小于下滑时间，故C错误；D、因物体受到的是滑动摩擦力，其大小只与动摩擦因数和正压力有关，故上下过程摩擦力大小相同，故D正确．故选：ABD．　12．一名滑雪运动员练习跳台滑雪，第一次从斜坡的起点O水平飞出，落到斜坡上的A点，该运动员第二次从O点水平飞出时速度是第一次从O点飞出时速度的倍，已知OA=AB，不计空气阻力，下列判断正确的是（　　）A．两次飞行中速度变化率相同B．第二次飞行运动员将落在AB之间C．两次落到斜面时的速度方向与斜面之间的夹角相同27/28\nD．该运动员落到斜面时的速度大小是前一次落到斜面时速度的倍【考点】平抛运动．【分析】速度变化率相同即为加速度，由此判断两次飞行中速度变化率是否相同；根据平抛运动的规律推导水平位移与速度的关系，然后求解水平位移之比；根据速度方向偏向角与位移方向偏向角的关系分析两次落到斜面时的速度方向与斜面之间的夹角是否相同；设运动员落到斜面上的速度为v，推导出速度大小与速度偏向角的关系进行分析．【解答】解：A、速度变化率相同即为加速度，两种情况下的加速度均为重力加速度g，所以两次飞行中速度变化率相同，A正确；B、设运动员平抛运动的水平位移为x、竖直位移为y，如图所示，则有：x=v0t，y=，tanθ=，解得：t=；则水平位移：x=v0t=；当速度为时水平位移，所以运动员刚好落在B点，B错误；C、设运动员落到斜面时的速度方向与水平方向夹角为β，如图，根据速度方向偏向角与位移方向偏向角的关系可得，tanβ=2tanθ，所以两种情况下β相同，则两次落到斜面时的速度方向与斜面之间的夹角也相同，C正确；D、设运动员落到斜面上的速度为v，则：cosβ=，解得：v=，当该运动员第二次从O点水平飞出时速度是第一次从O点飞出时速度的倍时，运动员落到斜面时的速度大小是前一次落到斜面时速度的倍，D正确；故选：ABD．　三、简答题：本题共3小题，满分20分．请将解答填在答题卡相应的位置．27/28\n13．如图甲所示，在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条长度为GE．用两根弹簧测力计拉动小圆环到O点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0，如图乙所示．（1）如图乙，此时要记录下拉力F1、F2的大小，并在白纸上作出　拉力F1、F2的方向　，以及O点的位置．（2）实验中，不必要的是　AD　．A．选用轻质小圆环B．弹簧测力计在使用前应校零C．撤去F1、F2，改用一个力拉住小圆环，仍使它处于O点D．用两根弹簧测力计拉动小圆环时，要保持两弹簧测力计相互垂直（3）图丙中F′是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根据实验结果画出的图示．F与F′中，方向一定沿GO方向的是　F′　．【考点】验证力的平行四边形定则．【分析】（1）根据实验原理可知，在实验中需要记录拉力的大小和方向，以便根据两个分力的大小和方向做平行四边形．（2）明确该实验的实验原理以及实验步骤，操作过程的注意事项以及产生误差原因等，如该实验采用了“等效替代”法，要求两次橡皮筋的形变大小和方向相同，拉弹簧时两力的大小可以适当大些，夹角大小合适，并非要求为直角等．（3）验证力的平行四边形定则的实验原理是：理论值与实际值的对比．合力的理论值使用作图法，需要记录两分力的大小和方向；实际值的测量则使用等效替代，需要测量结点O的位置及力的大小．另外实际值与测量值比较方法，是在同一点作出两力的图示，比较是否近似重合．【解答】解：（1）该实验中，需要根据力F1、F2的大小和方向做出平行四边形，求出合力与一个弹簧拉橡皮筋时拉力F进行比较，因此需要记录拉力F1、F227/28\n的大小和方向；（2）A、小圆环的作用是通过弹簧拉橡皮筋，不需要轻质的，只要正确确定开始位置即可，故A不需要；B、弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零．故B项需要；C、该实验采用“等效替代”法，因此两次拉橡皮筋要到同一位置，故C需要；D、用两根弹簧测力计拉动小圆环时，量弹簧夹角适当，便于做平行四边形，便于减小误差即可，并非要求两弹簧测力计相互垂直，故D不需要．故不需要的步骤为：AD．（3）实际测量的合力应与橡皮筋在同一条直线上，即F′与橡皮筋在同一条直线上，由平行四边形定则作出的为理论值与实际值有一定的偏差，即由平行四边形定则作出的为F．故答案为：（1）拉力F1、F2的方向；（2）AD；（3）F′．　14．在“研究平抛运动的实验”中，某同学让小球A由斜槽滚下，从桌边水平抛出，当它恰好离开桌边缘时小球B从同样高度处自由下落，频闪照相仪拍到了B球下落过程的四个位置和A球的第3、4个位置，如图所示，背景的方格纸每小格的边长为2.5cm．（1）频闪照相仪的闪光频率为　10Hz　；（2）A球离开桌边时的速度大小为　0.75　m/s．（3）此实验能说明平抛运动在　竖直　（填“竖直”、“水平”或“竖直和水平”）方向的运动性质．【考点】研究平抛物体的运动．【分析】27/28\n（1）根据平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，相等时间内的水平位移相等，以及竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，确定A球第二个位置．再根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量，结合当地的重力加速度，即可求解闪光频率；（2）根据水平位移和时间间隔求出A球离开桌边的速度大小；（3）根据任何时刻平抛运动的小球在竖直方向上与自由落体运动的小球在同一水平线上，确定出平抛运动在竖直方向上的运动规律．【解答】解：（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，知相等时间内水平位移为3L，竖直方向上做自由落体运动，与B球的2位置等高．如图所示．在竖直方向上，△y=4L=gT2，解得：T==s=0.1s，则闪光的频率为：f==10Hz．（2）A球离开桌边的速度为：v0==m/s=0.75m/s．（3）根据该实验知，任何时刻平抛运动的小球在竖直方向上与自由落体运动的小球在同一水平线上，可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动．故答案为：（1）10Hz；（2）0.75；（3）竖直．　15．某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”．27/28\n（1）实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力．该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻拨小车，让打点计时器在纸带上打出一系列　点迹均匀　的点，说明小车在做　匀速运动　运动．（2）如果该同学先如（1）中的操作，平衡了摩擦力．以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到，测小车加速度a，作a﹣F的图象．如图丙图线正确的是　C　．（3）设纸带上计数点的间距为S1和S2．如图丁为用米尺测量某一纸带上的S1、S2的情况，从图中可读出S1=3.10cm，S2=　5.50　cm，已知打点计时器的频率为50Hz，由此求得加速度的大小a=　2.40　m/s2．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【分析】（1）平衡摩擦力时，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻拨小车，当小车带动纸带匀速下滑时说明平衡摩擦力；（2）正确的a﹣F图象应该是过原点的直线，不满足砂和砂桶的质量远远小于小车的质量时图象发生弯曲；（3）根据匀变速直线运动的特点，利用逐差法可以求出其加速度的大小．【解答】27/28\n解：（1）平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，不要挂钩码，将长木板的右端垫高至合适位置，使小车重力沿斜面分力和摩擦力抵消，若小车做匀速直线运动，此时打点计时器在纸带上打出一系列点迹均匀的点，（2）如果这位同学先如（1）中的操作，已经平衡摩擦力，则刚开始a﹣F的图象是一条过原点的直线，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到，不能满足砂和砂桶的质量远远小于小车的质量，此时图象发生弯曲，故C正确；故选：C．（3）根据图象可知，S2=5.50cm，打点计时器的频率为50Hz，每5个点取一个计数点，则T=0.1s，加速度的大小a==2.40m/s2故答案为：（1）点迹均匀；匀速运动；（2）C；（3）5.50；2.40　四、计算题：本题共4小题，共59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，只写最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．16．如图所示，在与水平方向成53°的斜向上拉力F作用下，质量为1.0kg的小物块从静止开始沿水平地面做匀加速直线运动，经2s运动的距离为3m，随即撤掉F，小物块运动一段距离后停止．已知物块与地面之间的动摩擦因数μ=0.25，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2．求：（1）物块运动的最大速度；（2）F的大小；（3）撤去F后，物块还能运动的距离x．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】（1）物块做匀加速直线运动，运动2s时速度最大．已知时间、位移和初速度，根据位移时间公式和速度时间公式，求物块的最大速度．（2）由公式v=at求出物块匀加速直线运动，由牛顿第二定律求F的大小．27/28\n（3）在减速阶段，根据牛顿第二定律求得加速度，利用速度位移公式求得位移【解答】解：（1）在匀加速阶段，根据位移时间公式可知：根据速度时间公式有：v=at代入数据联立解得：v=3m/s（2）设物块所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，受力如图所示，由牛顿第二定律得：Fcosθ﹣Ff=maFsinθ+FN﹣mg=0又Ff=μFN联立解得：F=5N（3）根据牛顿第二定律有：a==﹣μg在减速阶段有：0﹣v2=2ax联立解得：x=1.8m答：（1）物块运动的最大速度为3m/s；（2）F的大小为5N；（3）撤去F后，物块还能运动的距离x为1.8m．　17．一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重．一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下．落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下．已知座舱开始下落时的高度为75m，当落到离地面30m的位置时开始制动，座舱均匀减速．重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．（1）求座舱下落的最大速度；（2）求座舱下落的总时间；（3）若座舱中某人用手托着重30N的铅球，求座舱下落过程中球对手的压力．【考点】牛顿运动定律的应用-超重和失重．【分析】（1）自由落体的终点时速度最大，由自由落体速度位移关系可得下落的最大速度．27/28\n（2）由自由落体规律可求做自由落体的时间，由匀变速规律可求减速运动时间．（3）前45m人和铅球都处于完全失重；后30m由牛顿第二定律可得人对球的支持力，进而可得球对受的压力．【解答】解：（1）自由落体的终点时速度最大，由自由落体速度位移关系v2=2gh可得下落的最大速度：（2）由自由落体规律可得做自由落体的时间：由匀变速规律可得：解得：故下落总时间为：t=t1+t2=3s+2s=5s．（3）前45m人和铅球都处于完全失重故球对手的压力为零；匀减速阶段的加速度为：由牛顿第二定律可得：N﹣mg=ma解得：N=mg+ma=30+3×15=75N故可知球对受的压力为75N．答：（1）座舱下落的最大速度为30m/s；（2）座舱下落的总时间5s；（3）若座舱中某人用手托着重30N的铅球，前45m球对手的压力为0，后30m球对受的压力为75N．　18．如图所示，质量M=2kg足够长的木板静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数μ1=0.1，另一个质量m=1kg的小滑块，以6m/s的初速度滑上木板，滑块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.5，g取l0m/s2．27/28\n（1）若木板固定，求小滑块在木板上滑过的距离．（2）若木板不固定，求小滑块自滑上木板开始多长时间相对木板处于静止．（3）若木板不固定，求木板相对地面运动位移的最大值．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】（1）若木板固定，小滑块在滑动摩擦力作用下，做匀减速运动，根据牛顿第二定律求出加速度，根据位移速度公式求解位移；（2）若木板不固定，小滑块在滑动摩擦力作用下，做匀减速运动，木板在摩擦力作用下做匀加速运动，当速度相等时相对静止，根据运动学基本公式即可求解；（3）先求出速度相等前运动的位移，速度相同后一起做匀减速运动，求出加速度，根据运动学公式即可求解．【解答】解：（1）若木板固定，小滑块在滑动摩擦力作用下，做匀减速运动，根据牛顿第二定律得：所以（2）对m：，对M：Ma2=μ2mg﹣μ1（m+M）g，当速度相等时相对静止，则有：v0﹣a1t=a2t，解得：t=1s（3）木板共速前先做匀加速运动木板的位移速度v1=a2t=1m/s以后木板与物块共同加速度a3匀减速运动27/28\n，共同匀减速运动的位移所以总位移为X=x1+x2=1m答：（1）若木板固定，小滑块在木板上滑过的距离为3.6m．（2）若木板不固定，小滑块自滑上木板开始1s后相对木板处于静止．（3）若木板不固定，木板相对地面运动位移的最大值为1m．　19．如图所示，光滑杆AB长为L，B端固定一根劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧，质量为m的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接．OO′为过B点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为θ．则：（1）杆保持静止状态，让小球从弹簧的原长位置静止释放，求小球释放瞬间的加速度大小a及小球速度最大时弹簧的压缩量△l1；（2）当球随杆一起绕OO′轴匀速转动时，弹簧伸长量为△l2，求匀速转动的角速度ω．【考点】向心力．【分析】（1）小球从弹簧的原长位置静止释放时，根据牛顿第二定律求解加速度，小球速度最大时其加速度为零，根据合力为零和胡克定律求解△l1；（2）设弹簧伸长△l2时，对小球受力分析，根据向心力公式列式求解．【解答】解：（1）小球从弹簧的原长位置静止释放时，根据牛顿第二定律有：mgsinθ=ma解得：a=gsinθ小球速度最大时其加速度为零，则有：k△l1=mgsinθ27/28\n则△l1=（2）当球随杆一起绕OO′轴匀速转动时，弹簧伸长量为△l2时小球圆周运动的半径为r=（l0+△l2）cosθ弹簧伸长△l2时，球受力如图所示，根据牛顿第二定律有：水平方向上有竖直方向上有FNcosθ=k△l2sinθ+mg联立解得ω=答：（1）小球释放瞬间的加速度大小a是gsinθ，小球速度最大时弹簧的压缩量△l1是．（2）当球随杆一起绕OO′轴匀速转动时，弹簧伸长量为△l2，匀速转动的角速度ω为．　27/28