河南省永城市实验高级中学届高三上学期期中考试物理试题答案+解析Word下载.docx
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再根据匀变速运动规律，由位移求得速度．
【详解】刹车后汽车的合外力为摩擦力f=μmg，加速度a＝
＝μg＝8m/s2；
又有刹车线长25m，故可由匀变速直线运动规律得到汽车在刹车前的瞬间的速度大小
；
故ABC错误，D正确；
故选D。
【点睛】运动学问题，一般先根据物体受力，利用牛顿第二定律求得加速度，然后再由运动学规律求解相关位移、速度等问题．
3.一遥控玩具小车在平直路上运动的位移时间图象如图所示则（）
A.15s末汽车的位移为300mB.20s末汽车的速度为－lm/s
C.前10s内汽车的加速度为3m/s2D.前25s内汽车做单方向直线运动
【答案】BC
由图看出，15s末汽车的位移为30m．故A正确．20s末汽车的速度等于15-25s图象的斜率，则有
．故B正确．前10s内汽车做匀速直线运动，加速度为0．故C错误．汽车在0-10s内沿正方向做匀速直线运动；
10-15s内处于静止状态；
15-25s内汽车沿负方向做匀速直线运动．故D错误．故选AB.
点睛：
此题关键要知道位移图象纵坐标的变化量等于物体位移的大小．图象的斜率等于物体速度的大小.
4.如图所示，一条不可伸长的轻绳一端固定于悬点O，另一端连接着一个质量为m的小球。
在水平力F的作用下，小球处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角为θ，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是
A.绳的拉力大小为mgtanθB.绳的拉力大小为mgcosθ
C.水平力F大小为mgcosθD.水平力F大小为mgtanθ
以小球为研究对象进行受力分析，画出受力示意图，根据几何关系求解。
【详解】以小球为研究对象进行受力分析，如图所示：
根据平衡条件可得：
绳的拉力大小为：
T=
，水平力F大小为：
F=mgtan
θ，故ABC错误，D正确。
【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：
确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
5.一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为
A.2tanθB.
C.
D.tanθ
【答案】C
物体做平抛运动，我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同．
【详解】如图平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角θ，则有：
tanθ=
。
则下落高度与水平射程之比为：
，所以C正确。
故选C。
6.假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km．若环月运行均可视为匀速圆周运动，则
A.B环月运行的周期比A小B.B环月运行时向心加速度比A小
C.B环月运行的速度比A小D.B环月运行的角速度比A小
【答案】A
卫星绕月球做圆周运动时，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律列方程，求出向心加速度、线速度、周期表达式，然后分析答题．
【详解】设卫星的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M，嫦娥卫星绕月球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力得：
，周期T=2π
，卫星A的轨道半径大于B的轨道半径，所以B环月运行的周期比A小，故A正确；
向心加速度a=
，卫星A的轨道半径大于B的轨道半径，所以B环月运行时向心加速度比A大，故B错误；
，卫星A的轨道半径大于B的轨道半径，所以B环月运行的速度比A大，故C错误；
角速度
，卫星A的轨道半径大于B的轨道半径，所以B环月运行的角速度比A大，故D错误；
故选A。
【点睛】本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出加速度、线速度、周期的表达式，再进行讨论．
7.若潜水艇在水下航行时，受到的阻力大小与它的速率的二次方成正比，比例系数为k，已知发动机的额定功率为Pe，则：
该潜水艇水下的最大航行速度大小（）
A.
B.
D.
根据题意可设
，当牵引力等于阻力时，速度最大，即
，则潜水艇水下最大航行的速度为
，故D正确．
8.如图所示，一个质量为ｍ的物体（可视为质点）以某一速度从Ａ点冲上倾角为30°
的固定斜面，其运动的加速度大小为0.6g，该物体在斜面上上升的最大高度为ｈ，则在这个过程中物体的（g=10m/s2）
A.整个过程中物体机械能守恒B.重力势能增加了0.5mgh
C.机械能损失了0.2mghD.动能损失了1.1mgh
由机械能守恒定律的条件判断；
重力势能的增加量等于克服重力做的功；
动能变化等于合外力做的功；
机械能变化量等于除重力外其余力做的功．
【详解】由牛顿第二定律得：
mgsin30°
+f=m×
0.6g，解得摩擦力f=0.1mg，此过程有摩擦力做功，机械能不守恒，故A错误；
物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了△EP=mgh，故B错误；
由功能关系知，机械能的损失量为：
△E=fs=0.1mg•2h=0.2mgh，故C正确。
由动能定理可知，动能损失量为合外力做的功的大小，即：
△Ek=F合•s=mg•0.6•2h=1.2mgh，故D错误；
【点睛】本题关键根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变化．重力势能变化与重力做功有关；
动能的变化与合力做功有关；
机械能的变化与除重力以外的力做功有关．
9.如图所示，水平放置的转盘以角速度ω匀速转动，放在转盘上的质量为m的小物体跟着转盘一起做匀速圆周运动。
已知物体距圆心O的距离为R。
物体与转盘间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。
关于物体受到的摩擦力，下列说法正确的是
A.方向与物体的瞬时速度方向相反B.方向指向圆心
C.大小一定为mω2RD.大小一定为μmg
对物体进行受力分析，受重力，支持力，由于圆周运动物体具有离心趋势，受指向圆心的静摩擦力。
因为在水平面上运动，故而重力和支持力平衡，即合力等于静摩擦力，合力提供向心力。
【详解】A、B.由于圆周运动物体具有离心趋势，受指向圆心的静摩擦力，与速度垂直，则A错误，B正确；
C.摩擦力充当向心力即大小一定为mω2R，则C正确；
D.摩擦力不一定达到最大静摩擦力，即大小不一定为μmg，则D错误；
故选BC。
10.火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为r，火星绕太阳一周的时间为T，万有引力常量为G则可以知道（）
A.火星的质量为
B.火星的向心加速度
C.太阳的质量为
D.太阳的平均密度
A、B、根据万有引力提供向心力，只能求出中心天体的质量，无法求出环绕天体的质量，所以无法求出火星的质量以及密度，AB错误；
根据
得，太阳的质量：
．因为太阳的半径未知，则无法求出太阳的密度，C正确；
D错误；
11.如图所示为甲、乙两个质点同时、同地向同一方向运动的v—t图，由图可知
A.在0～3s内，甲做匀加速直线运动
B.甲在3s后改做匀速运动，在7s末乙追上甲
C.5～7s内两者相互逐渐靠近
D.0～7s内两者在前进方向上的最大距离大于5m
【答案】CD
【详解】在0～3s内，甲的速度时间图象是曲线，所以甲做变加速运动，故A错误。
甲在3s后改做匀速运动，在0～7s内甲图形所包围的面积大于乙图形所包围的面积，所以在7s末乙没有追上甲，故B错误。
5s末，甲在前面，乙在后面，但5s末后乙的速度大于甲的速度，所以5～7s内两者相互逐渐靠近，故C正确。
当两者速度相等时，前进方向上的距离最大，在0～5s内，图形所包围的面积等于它们的位移，根据面积之差知道最大距离大于5m，故D正确。
故选CD。
【点睛】解决图象问题一是要注意图象的横纵坐标的含义以确定是什么图象；
二是要明白图象代表的物理含义：
速度图象的斜率等于物体的加速度；
“面积”表示位移．
12.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量∆x的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间的机械能损失不计，取重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（）
A.该弹簧的劲度系数为20N/m
B.当∆x=0.3m时，小球处于超重状态
C.从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大
D.小球刚接触弹簧时速度最大
【答案】ABC
由图象可知，当△x=0.1m时，小球的速度最大，加速度为零，此时重力等于弹簧对它的弹力，根据k△x=mg求出k，再求出最低点的弹力，根据牛顿第二定律求解在最低点的加速度，与刚开始接触时比较得出什么时候加速度最大，小球和弹簧组成的系统机械能守恒。
【详解】由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当△x为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明当△x为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力。
所以可得：
k△x=mg，解得：
，故A正确；
当△x=0.3m时，物体的速度减小，加速度向上，故说明物体处于超重状态，故B正确；
图中的斜率表示加速度，则由图可知，从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大，故C正确；
由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，小球的重力大于弹簧对它的弹力，当△x为0.1m时，小球的速度最大，然后速度减小，故D错误；
故选ABC。
【点睛】解答本题要求同学们能正确分析小球的运动情况，能根据机械能守恒的条件以及牛顿第二定律解题，知道从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧弹力一直做增大，弹簧的弹性势能一直增大。
二、实验题：
本题共2小题，每空2分，共16分。
13.如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．
（1）实验中使用的电源频率是50Hz，则纸带上打出的相邻两点的时间间隔为s．
（2）实验时，应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上．这样做可以（选填“消除”、“减小”或“增大”）纸带与限位孔之间的摩擦．
（3）在实际测量中，重物减少的重力势能通常会（选填“略大于”、“等于”或“略小于”）增加的动能．
【答案】
（1）0.02
（2）减少（3）略大于
（1）打点时间间隔为T=
（2）使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上．这样做只能减小摩擦，不能消除（3）因存在空气阻力及纸带与打点计时器间摩擦，减小的重力势能由一部分转化成内能，故增大的动能要略小于减小的重力势能。
“验证机械能守恒定律”实验
14.某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律．
（1）通过实验得到如图乙所示的a－F图象，由图可以看出：
在平衡摩擦力时，木板与水平桌面间的夹角__________（填“偏大”、“偏小”）．
（2）该同学在重新平衡摩擦力后进行实验，小车在运动过程中所受的实际拉力__________（填“大于”、“小于”或“等于”）砝码和盘的总重力，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足__________的条件．
（3）经过实验，该同学得到如图丙所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50Hz，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．∆x＝xDG－xAD＝__________cm．由此可算出小车的加速度a＝__________m/s2（该空结果保留两位有效数字）．
（1）偏大
（2）M》m（3）0.20
（1）图中当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是平衡摩擦力时角度过大；
（2）根据牛顿第二定律得，
，解得
，
则绳子的拉力
，知当砝码总质量远小于滑块质量时，滑块所受的拉力等于砝码的总重力，所以应满足的条件是砝码的总质量远小于滑块的质量。
（3）由
得
本题考查验证牛顿第二定律
三、计算题（共34分）
15.如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。
若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°
角，物块也恰好做匀速直线运动，求物块与桌面间的动摩擦因数（计算结果保留两位小数）
【详解】F水平时:
当保持F的大小不变,而方向与水平面成60°
角时,物块也恰好做匀速直线运动
则
联立计算得出:
故本题答案是：
【点睛】拉力水平时,二力平衡,拉力倾斜时,物体匀速运动,依然是平衡状态,分别根据共点力的平衡条件列式,联立即可求解.
16.民航客机在发生意外紧急着陆后，打开紧急出口，会有一条狭长的气囊自动充气，形成一条连接出口与地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地上。
若某客机紧急出口下沿距地面高h=3.2m，气囊所构成的斜面长度L=6.4m，一个质量m=60kg的人沿气囊滑下时受到大小恒定的阻力f=225N，重力加速度g取10m/s2，忽略气囊形变的影响。
求：
（1）人沿气囊滑下的过程中，人克服阻力所做的功和人的重力做功的平均功率；
（2）人滑至气囊底端时速度的大小；
（1）1440J；
600W
（2）4m/s
（1）根据功的计算公式求解人克服阻力所做的功以及重力功，在由P=W/t求解平均功率；
（2）根据动能定理求解人滑至气囊底端时速度的大小；
【详解】
（1）人沿气囊滑下的过程中，设人克服阻力所做的功为Wf
则Wf=fL
解得：
Wf=1440J；
重力做功：
WG=mgh=1920J
设人滑至气囊底端时速度的大小为v，人沿气囊滑下的过程，根据动能定理有：
mgh-Wf=
mv2
解得
v=4m/s；
下滑到底端的时间:
，
则重力做功的平均功率
（2）由
（1）可知人滑至气囊底端时速度的大小为4m/s；
【点睛】利用动能定理解题时注意：
（1）分析物体受力情况，确定哪些力是恒力，哪些力是变力；
（2）找出其中恒力的功及变力的功；
（3）分析物体初末状态，求出动能变化量；
（4）运用动能定理求解。
注意平均功率和瞬时功率求解方法的不同.
17.某星球的质量约为地球的6倍，半径约为地球的1．5倍，在该星球表面进行如下实验：
如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R。
一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其在星球上受到重力的7倍，之后向上运动恰能到达最高点C。
（已知地球表面重力加速度g，不计空气阻力）
（1）该星球表面的重力加速度
（2）物体在A点时弹簧的弹性势能；
（3）物体从B点运动至C点的过程中产生的内能。
（1）
g
（2）8mgR（3）
（1）据万有引力规律
解得g/=
g
（2）在B点，据牛顿第二定律
物块与弹簧组成的系统在AB段机械能守恒
解得
=8mgR
（3）恰能过C点，则
从B到C过程中，对物块列动能定理
-
=Q
万有引力定律；
牛顿第二定律；
动能定理
【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和能量守恒定律的综合运用，知道圆周运动向心力的来源是解决本题的关键，物体恰好通过最高点C，根据牛顿第二定律求出C点的临界速度；
搞清能量之间的转化关系．
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