2020-2021學年重慶市高三上期中物理試卷及答案解析

2020-2021學年重慶市高三上期中物理試卷

一.選擇題（共6小題，滿分18分，每小題3分）

1.（3分）下列說法正確的是（）

A.第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小環(huán)繞速度

B.牛頓發(fā)現了萬有引力定律，并測出了萬有引力常量的數值

C.海王星是人們依據萬有引力定律計算的軌道而發(fā)現的

D.開普勒潛心研究第谷的天文觀測數據，提出行星繞太陽做勻速圓周運動

2.（3分）中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射“亞太九號”通信衛(wèi)星，該衛(wèi)星運行的軌道示

意圖如圖所示，衛(wèi)星先沿橢圓軌道1運行，近地點為Q,遠地點為P,當衛(wèi)星經過P點

時點火加速，使衛(wèi)星由橢圓軌道1轉移到地球同步軌道2上運行，下列說法正確的是（）

//軌道軌道2

A.衛(wèi)星在軌道1和軌道2上運動時的機械能相等

B.衛(wèi)星在軌道1上運行經過P點的加速度等于在軌道2上運行經過P點的加速度

C.衛(wèi)星在軌道2上時處于超重狀態(tài)

D.衛(wèi)星在軌道1上運行經過P點的速度大于經過Q點的速度

3.（3分）如圖，在光滑水平面上放著質量分別為2m和m的A、B兩個物塊，彈簧與A、

B拴連，現用外力緩慢向左推B使彈簧壓縮，此過程中推力做功W.然后撤去外力，則

A.從撤去外力到A離開墻面的過程中，墻面對A的沖量大小為2標W

B.當A離開墻面時，B的動量大小為巧而

C.A離開墻面后，A的最大速度為膘

2W

D.A離開墻面后，彈簧的最大彈性勢能為可

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4.（3分）如圖所示，物體A、B用輕質細繩連接后跨過定滑輪，A靜止在傾角為30°的固

定的斜面上，A與滑輪之間的細繩平行于斜面，B與滑輪之間的細繩保持豎直，A、B的

質量關系為mA=3mB,剛開始無外力F時，物體A恰不下滑，設最大靜摩擦力等于滑動

摩擦力?現給物體B一個水平外力，將它緩慢拉起到夾角為0=60°,則以下說法中正

確的是（）

A.物體A與斜面間動摩擦因數等于:

B.物體A與斜面間摩擦力先減小后增大

C.外力F先減小后增大

D.當。角繼續(xù)增大時，物體A仍能保持靜止

5.（3分）如圖，小球自高H處自由下落剛好能從粗糙圓弧槽右側進入圓弧軌道，并能從左

H

側沖出槽口最大高度達不計空氣阻力，小球與圓弧處處動摩擦因數都相等，則小球再

次運動到圓弧右側時，下面說法中正確的是（）

A.不能到達槽口

B.剛好能到達槽口

1

C.能沖出槽口，高度小于3H

D.能沖出槽口，高度等于H

6.（3分）如圖所示，一個表面光滑的斜面體M置于水平地面上它的兩個斜面與水平面的

夾角分別為a、0,且a<0,M的頂端裝有一定滑輪，一輕質細繩跨過定滑輪后連接A、

B兩個小滑塊細繩與各自的斜面平行，不計繩與滑輪間的摩擦，A、B恰好在同一高度處

于靜止狀態(tài)。剪斷細繩后，A、B滑至斜面底端，M始終保持靜止則（）

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A.滑塊A的質量小于滑塊B的質量

B.兩滑塊到達斜面底端時的速率相同

C.兩滑塊到達斜面底端時，滑塊A重力的瞬時功率較大

D.兩滑塊到達斜面底端所用時間相同

二.多選題（共4小題，滿分16分，每小題4分）

7.（4分）如圖所示，物體A和B的質量均為m,分別與跨過定滑輪的輕繩連接（不計繩

與輪、滑輪與軸之間的摩擦），用水平變力F拉物體A沿水平方向向右做勻速直線運動。

貝I」（）

A.物體B做勻加速直線運動

B.物體B處于超重狀態(tài)

C.物體B的加速度逐漸增大

D.物體B的加速度逐漸減小

8.（4分）如圖甲所示，滑塊A和足夠長的木板B疊放在水平地面上，A和B之間、B和

地面之間的動摩擦因數相同，A和B的質量均為mo現對B施加一水平向右逐漸增大的

力F,當F增大到Fo時B開始運動，之后力F按圖乙所示的規(guī)律繼續(xù)增大，圖乙中的x

為B運動的位移，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。對兩物塊的運動過程，以下說法

正確的是（）

A.木板B開始運動后過一段時間，A再開始運動

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B.滑塊A的加速度一直在增大

C.自x=0至木板x=xo木板B對A做功為生曳

4

D.x=xo時，木板B的速度大小為

9.（4分）如圖所示，一圓錐凹面固定在可以繞豎直軸旋轉的水平轉臺上，圓錐凹面與水平

轉臺間的夾角為0,轉臺轉軸與圓錐凹面的對稱軸00'重合，轉臺以一定角速度3勻

速旋轉。一質量為m的小物塊放在圓錐凹面內，經過一段時間后，小物塊隨圓錐凹面一

起轉動且相對圓錐凹面靜止。已知小物塊到O點的距離為L,重力加速度為g,則下列

說法正確的是（）

A.若角速度3=產喀，小物塊只受兩個力作用

7Leos'。

B.若角速度3=陋嗎，小物塊一定受三個力作用

7Leos'。

C.若角速度3=焉患，小物塊只受兩個力作用

D.若角速度3=焉器，小物塊一定受三個力作用

10.（4分）如圖所示，質量相等的兩個物塊A和B用輕彈簧連接后，再用細線將A懸掛,

A和B處于靜止狀態(tài)。剪斷細線，A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中，

下列說法正確的是（）

\\\\\\

33

A.當A加速度為5g時，B的加速度可能也為5g

B.只有重力和彈力對A做功，A機械能守恒

C.當A、B的動能相等時，彈簧的壓縮量最大

D.當A、B的速度相差最大時，兩者加速度均為g

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三.實驗題（共5小題，滿分54分）

11.（6分）在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，橡皮條一端固定在貼有白紙的水平木

板上P點，另一端栓上兩根細繩，每根細繩分別連著量程為5N、最小刻度為0.1N的彈

簧測力計A和B,平行木板沿兩個不同的方向拉彈簧測力計。某次實驗，當橡皮條與兩

細繩的結點被拉到0點時，兩細繩剛好相互垂直，彈簧測力計的示數如圖甲所示。

（1）兩細繩對結點的拉力大小可由A、B分別讀出：FA=N和FB=N；

（2）請在圖乙的方格紙（一小格邊長表示0.5N）上畫出這兩個力及它們合力的圖示。

12.（10分）某實驗小組要做“探究小車所受外力與加速度關系”的實驗，采用的實驗裝置

如圖1所示。

（1）本實驗中（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，（填“需要”

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或“不需要”)桶的總質量遠小于小車的質量。

(2)該同學在研究小車運動時打出了一條紙帶，如圖2所示，在紙帶上，連續(xù)5個點為

一個計數點，相鄰兩個計數點之間的距離依次為xi=1.45cm、X2=2.45cm,X3=3.45cm>

X4=4.44cm、X5=5.45cm,X6=6.46cm,打點計時器的頻率f=50Hz,整個過程中小車的

平均加速度為m/s2?(結果保留3位有效數字)。

(3)另一組同學為了減小系統(tǒng)誤差，設計了如圖3甲所示的裝置，實驗中改變沙和沙桶

的質量以彈簧測力計的讀數F為橫坐標，以加速度為縱坐標，得到小車的加速度a與彈

簧彈力F的對應關系如圖3乙所示。

①圖象不過原點，可能的原因是。

②若圖中的橫截距為b,斜率為k,重力加速度為g,則小車的質量為，小車和

桌面間的動摩擦因數為。

13.(10分)如圖所示，一個可視為質點的質量為m=lkg的滑塊放在木板上表面中點處，

木板長為L=8m,木板放在光滑的水平地面上，今在木板右端施加水平向右的恒力F.已

知木板質量為M=4kg,滑塊與木板間的動摩擦因數口=0.2,且最大靜摩擦力等于滑動摩

擦力，取重力加速度g=10m/s2。

(1)若滑塊與木板保持相對靜止，求F的取值范圍；

(2)若恒力F作用2s后，滑塊恰能運動到木板的最左端，求F的大?。?/p>

(3)若F=18N,作用Is后撤去，求滑塊相對木板滑動的整個過程中，系統(tǒng)因摩擦而產

生的熱量。

■〃/*〃，////////

14.(12分)如圖，質量m=20kg的物塊(可視為質點)，與質量M=30kg、高h=0.8m、

長度L=4m的小車一起以vo向右勻速運動.現在A處固定一高h=0.8m、寬度不計的障

礙物，當車撞到障礙物時被粘住不動，而貨物繼續(xù)在車上滑動，到A處時即做平拋運動，

恰好與傾角為53°的光滑斜面相切而沿斜面向下滑動至O點，已知貨物與車間的動摩擦

因數(1=0.5,兩平臺的高度差h'=2m.(g=10m/s2,sin530=0.8,cos53°=0.6)求：

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(1)貨物平拋時的水平速度VI；

(2)車與貨物共同速度的大小vo；

(3)當M停止運動開始到m運動至0點結束的時間.

15.(16分)在光滑的水平面上，有一質量M=4kg的平板車，其右端固定一輕擋板，擋板

上固定一根輕質彈簧，在平板車左端P處有一可視為質點的小滑塊，其質量m=2kg。平

板車表面上Q處的左側粗糙，右側光滑，且PQ間的距離L=2m,如圖所示。某時刻平

板車以初速度vi=lm/s向左運動，同時小滑塊以初速度V2=5m/s向右運動。一■段時間后，

小滑塊與平板車達到相對靜止，此時小滑塊與Q點相距工L.不計空氣阻力，重力加速度

4

gIX10m/s2.求：

(1)小滑塊與平板車相對靜止時的速度；

(2)小滑塊與平板車的粗糙面之間的動摩擦因數心

四.多選題(共2小題，滿分12分)

16.(4分)下列說法正確的是()

A.所有晶體的導熱性能一定各向異性

B.荷葉上的小水珠呈球形是水表面張力作用的結果

C.給籃球打氣越壓越吃力，說明氣體分子間存在斥力

D.一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其內能一定增加

E.只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低

17.(8分)如圖所示，勁度系數k=500N/m的彈簧下端固定在水平地面上，上端與一活塞

相連，導熱良好的汽缸內被活塞密封了一定質量的理想氣體，整個裝置處于靜止狀態(tài)。

已知汽缸質量mi=5kg,汽缸底面積S=10cm2,大氣壓強p0=1.0xlOSp如此時活塞

離汽缸底部的距離hi=40cm。現在汽缸頂部加一質量m2=5kg的重物。忽略汽缸壁厚度

以及活塞與汽缸之間的摩擦力，汽缸下端離地足夠高，環(huán)境溫度保持不變，取g=

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10m/s2.求汽缸穩(wěn)定時下降的距離。

77777777777777

五.多選題(共2小題)

18.如圖所示是一列簡諧波在t=O時的波形圖，介質中的質點P沿y軸方向做簡諧運動，

其位移隨時間變化的函數表達式為y=10sin5Ecm.關于這列簡諧波及質點P的振動，下

列說法中正確的是()

A.質點P的位移方向和速度方向始終相反

B.這列簡諧波的振幅為20cm

C.這列簡諧波沿x軸正向傳播

D.這列簡諧波在該介質中的傳播速度為10m/s

19.一扇形玻璃磚的橫截面如圖所示，圓心角/AOC=120°,圖中的虛線OB為扇形的對

稱軸，D為OC的中點，一細束平行于玻璃磚截面的單色光沿與OC面成30°角的方向

從D點射入玻璃成，折射光線與豎直方向平行。

(i)求該玻璃磚對該單色光的折射率；

(ii)請計算判斷此單色光能否從玻璃磚圓弧面射出，若能射出，求射出時折射角的正弦

值。

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B

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2020-2021學年重慶市高三上期中物理試卷

參考答案與試題解析

選擇題（共6小題，滿分18分，每小題3分）

1.（3分）下列說法正確的是（）

A.第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小環(huán)繞速度

B.牛頓發(fā)現了萬有引力定律，并測出了萬有引力常量的數值

C.海王星是人們依據萬有引力定律計算的軌道而發(fā)現的

D.開普勒潛心研究第谷的天文觀測數據，提出行星繞太陽做勻速圓周運動

【解答】解：A、第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大速度，也是發(fā)射

人造地球衛(wèi)星的最小速度，故A錯誤；

B、牛頓發(fā)現了萬有引力定律，但引力常量由英國物理學家卡文迪許通過實驗測得，故B

錯誤：

C、海王星在1846年9月23日被發(fā)現，是唯一利用數學預測而非有計劃的觀測發(fā)現的行

星，故C正確；

D、開普勒潛心研究第谷的天文觀測數據，提出行星繞太陽做橢圓運動，故D錯誤。

故選：Co

2.（3分）中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射“亞太九號”通信衛(wèi)星，該衛(wèi)星運行的軌道示

意圖如圖所示，衛(wèi)星先沿橢圓軌道1運行，近地點為Q,遠地點為P,當衛(wèi)星經過P點

時點火加速，使衛(wèi)星由橢圓軌道1轉移到地球同步軌道2上運行，下列說法正確的是（）

A.衛(wèi)星在軌道1和軌道2上運動時的機械能相等

B.衛(wèi)星在軌道1上運行經過P點的加速度等于在軌道2上運行經過P點的加速度

C.衛(wèi)星在軌道2上時處于超重狀態(tài)

D.衛(wèi)星在軌道1上運行經過P點的速度大于經過Q點的速度

【解答】解：A、在P點處時，衛(wèi)星在軌道1的速度小于軌道2上的速度，因此在軌道1

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的機械能小于在軌道2上運動時的機械能，故A錯誤；

GMm

B、根據牛頓第二定律和萬有引力定律得：=ma,所以衛(wèi)星在軌道2上經過P點

的加速度等于在軌道1上經過P點的加速度，故B正確；

C、衛(wèi)星在軌道2上時處于失重狀態(tài)，故C錯誤；

D、衛(wèi)星從Q到P,因引力做負功，則在軌道1上運行經過P點的速度小于經過Q點的

速度，故D錯誤。

故選：Bo

3.(3分)如圖，在光滑水平面上放著質量分別為2m和m的A、B兩個物塊，彈簧與A、

B拴連，現用外力緩慢向左推B使彈簧壓縮，此過程中推力做功W.然后撤去外力，則

()

5TpVWWWWVWj''B|

A.從撤去外力到A離開墻面的過程中，墻面對A的沖量大小為2標W

B.當A離開墻面時，B的動量大小為俗而

C.A離開墻面后，A的最大速度為、黑

D.A離開墻面后，彈簧的最大彈性勢能為等

【解答】解：A、設當A離開墻面時，B的速度大小為VB.根據功能關系知，W=^mvB2,

得VB=g5.從撤去外力到A離開墻面的過程中，對A、B及彈簧組成的系統(tǒng)，由動量

定理得：墻面對A的沖量大小I=mvB-0=河W，故A錯誤；

B、當A離開墻面時，B的動量大小pB=mvB=V2mW,故B正確；

C、當彈簧再次恢復原長時，A的速度最大，從A離開墻壁到AB共速的過程，系統(tǒng)動量

和機械能均守恒，取向右為正方向，由動量守恒有：mvB=2mvA+mv'B①

由機械能守恒有：W=|e2mvA2+^mv'B2@

由①②解得：A的最大速度為丫人=膘，故C正確；

D、B撤去F后，A離開豎直墻后，當兩物體速度相同時;彈簧伸長最長或壓縮最短，彈

性勢能最大。

設兩物體相同速度為v,A離開墻時，B的速度為vo.根據動量守恒和機械能守恒得

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mvB=3mv,

17

W=2*3mv2+Epm

聯立解得：彈簧的彈性勢能最大值為EPm=半，故D錯誤。

故選：BCDo

4.（3分）如圖所示，物體A、B用輕質細繩連接后跨過定滑輪，A靜止在傾角為30°的固

定的斜面上，A與滑輪之間的細繩平行于斜面，B與滑輪之間的細繩保持豎直，A、B的

質量關系為mA=3mB,剛開始無外力F時，物體A恰不下滑，設最大靜摩擦力等于滑動

摩擦力。現給物體B一個水平外力，將它緩慢拉起到夾角為。=60°,則以下說法中正

確的是（）

A.物體A與斜面間動摩擦因數等于日

B.物體A與斜面間摩擦力先減小后增大

C.外力F先減小后增大

D.當。角繼續(xù)增大時，物體A仍能保持靜止

【解答】解：A、剛開始無外力F時，物體A恰不下滑由平衡條件可得：mAgsin30°=

mBg+pmAgcos30°,解得：4=可，故A錯誤；

BC、現給物體B一個水平外力，將它緩慢拉起到夾角為6=60°過程中，以B為研究對

象進行受力分析，根據平衡條件，

可知水平外力大小為：F=mBgtan0

因為9逐漸增大，所以水平外力F也逐漸增大；

細繩對B的拉力為：白=需

COSu

當9=60°時，FT—2meg>mAgsin30°=2mB9

說明斜面對A的摩擦力先沿斜面向上，后沿斜面向下，所以物體A與斜面間摩擦力先減

小后增大，故B正確，C錯誤。

C.當。=60°時，斜面對A的摩擦力為：Ff=FT-mAgsin30°=點端。-mAgsin30°=

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1。

■^rnAg=|imAgcos30°

說明此時斜面對A的摩擦力是最大靜摩擦力，當角繼續(xù)增大時，繩子的拉力會進一步增

大，物體A將沿斜面向上運動，故D錯誤；

故選：B。

5.（3分）如圖，小球自高H處自由下落剛好能從粗糙圓弧槽右側進入圓弧軌道，并能從左

H

側沖出槽口最大高度達不計空氣阻力，小球與圓弧處處動摩擦因數都相等，則小球再

次運動到圓弧右側時，下面說法中正確的是（）

L

：H

A.不能到達槽口

B.剛好能到達槽口

C.能沖出槽口，高度小于

D.能沖出槽口，高度等于H

【解答】解：設小球從向右進入圓弧槽的過程小球克服摩擦力做功為Wi.返回過程小球

克服摩擦力做功為W2.設小球能沖出槽口，高度為h。

小球從高H處自由下落到從左側最高點的過程，根據動能定理得mg?-Wi=O

小球返回過程，由動能定理得mg（--h）-W2=0

由于經過圓弧槽上同一點時小球向左的速度大于向右返回的速度，向左運動時向心力較

大，圓弧槽的支持力較大，小球受到的摩擦力較大，所以有Wl>W2。

由以上三式可得h>0,說明小球能沖出槽口，由于機械能有損失，沖出槽口的高度小于

1

-H,故C正確，ABD錯誤。

2

故選：Co

6.（3分）如圖所示，一個表面光滑的斜面體M置于水平地面上它的兩個斜面與水平面的

夾角分別為a、p,且a<0,M的頂端裝有一定滑輪，一輕質細繩跨過定滑輪后連接A、

B兩個小滑塊細繩與各自的斜面平行，不計繩與滑輪間的摩擦，A、B恰好在同一高度處

于靜止狀態(tài)。剪斷細繩后，A、B滑至斜面底端，M始終保持靜止則（）

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A.滑塊A的質量小于滑塊B的質量

B.兩滑塊到達斜面底端時的速率相同

C.兩滑塊到達斜面底端時，滑塊A重力的瞬時功率較大

D.兩滑塊到達斜面底端所用時間相同

【解答】解：A、滑塊A和滑塊B沿著斜面方向的分力等大，故：mAgsina=mBgsinP；

由于a〈0,故mA>mB,故A錯誤。

B、滑塊下滑過程機械能守恒，有：mgh=imv2,則v=J礪，由于兩個滑塊的高度差

相等，故落地速度大小相等，但是速度方向不同，所以速率相等，故B正確。

C、滑塊到達斜面底端時，滑塊重力的瞬時功率：PA=mAgsina,v,PB=mBgsina?v；由

于mAgsina=mBgsinB，故PA=PB,故C錯誤。

D、由牛頓第二定律得：mgsinO=ma,a=gsinO,a<P，則aA<aB>物體的運動時間為：

t=￡,v相同、aA<aB,則tA>tB,故D錯誤。

故選：Bo

二.多選題（共4小題，滿分16分，每小題4分）

7.（4分）如圖所示，物體A和B的質量均為m,分別與跨過定滑輪的輕繩連接（不計繩

與輪、滑輪與軸之間的摩擦），用水平變力F拉物體A沿水平方向向右做勻速直線運動。

貝I」（）

A.物體B做勻加速直線運動

B.物體B處于超重狀態(tài)

C.物體B的加速度逐漸增大

D.物體B的加速度逐漸減小

【解答】解：A、C、D、將物體A的速度進行分解，如圖所示:

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Zi

根據投影定理得，vAcosa=vB,物體A速度VA恒定不變，向右勻速運動過程中，a減小，

則物體B的速度VB逐漸增大，但不是勻加速直線運動，根據數學知識可知，加速度逐漸

減小，A、C錯誤，D正確；

B、物體B具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，B正確。

故選：BD?

8.（4分）如圖甲所示，滑塊A和足夠長的木板B疊放在水平地面上，A和B之間、B和

地面之間的動摩擦因數相同，A和B的質量均為mo現對B施加一水平向右逐漸增大的

力F,當F增大到Fo時B開始運動，之后力F按圖乙所示的規(guī)律繼續(xù)增大，圖乙中的x

為B運動的位移，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。對兩物塊的運動過程，以下說法

正確的是（）

A.木板B開始運動后過一段時間，A再開始運動

B.滑塊A的加速度一直在增大

C.自x=0至木板x=xo木板B對A做功為包包

4

D.x=xo時，木板B的速度大小為

【解答】解：A、開始A、B相對靜止一起開始做加速運動，B運動時A同時運動，故A

錯誤；

B、當拉力較小時A、B相對靜止一起加速運動，當拉力F大到一定值后A、B相對滑動，

A、B相對靜止一起加速運動時，A的加速度一直增加，當A、B相對滑動后，A的加速

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度保持不變，故B錯誤；

CD、當拉力等于最大靜摩擦力即拉力等于滑動摩擦力時，B開始運動，由圖示圖象可知，

B受到地面的摩擦力：f=Fo,

對A、B系統(tǒng)從x=0到x=xo過程，由動能定理得：-（Fo+2Fo）xo-fxo=1-2mv2,解

得：v=座^

\2m

1cl

從x=0到x=xo過程過程，對A,由動能定理得：W=^mv2=TFOXO,木板B對A做

1

功為-Foxo,故CD正確。

4

故選：CDo

9.（4分）如圖所示，一圓錐凹面固定在可以繞豎直軸旋轉的水平轉臺上，圓錐凹面與水平

轉臺間的夾角為。，轉臺轉軸與圓錐凹面的對稱軸00'重合，轉臺以一定角速度3勻

速旋轉。一質量為m的小物塊放在圓錐凹面內，經過一段時間后，小物塊隨圓錐凹面一

起轉動且相對圓錐凹面靜止。已知小物塊到0點的距離為L,重力加速度為g,則下列

說法正確的是（）

A.若角速度3=g嗎，小物塊只受兩個力作用

7Lcos±8

B.若角速度3=廬嗯，小物塊一定受三個力作用

C.若角速度3=焉能，小物塊只受兩個力作用

D.若角速度3=熹器，小物塊一定受三個力作用

【解答】解：AB、當小物塊受重力和支持力時，由牛頓第二定律得：

mgtand=TTKDQLCOSO,

解得30=故A正確，B錯誤；

C、當角速度3=焉4>30時，小物塊具有向上運動的趨勢，一定受沿斜面向下的摩

擦力作用，則物塊受到重力、支持力和摩擦力三個力作用。故C錯誤，D正確

故選：ADo

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10.（4分）如圖所示，質量相等的兩個物塊A和B用輕彈簧連接后，再用細線將A懸掛,

A和B處于靜止狀態(tài)。剪斷細線，A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中，

下列說法正確的是（）

\\\\\\

33

A.當A加速度為鼻9時，B的加速度可能也為5g

B.只有重力和彈力對A做功，A機械能守恒

C.當A、B的動能相等時，彈簧的壓縮量最大

D.當A、B的速度相差最大時，兩者加速度均為g

3

【解答】解：A、當A加速度為3g時，彈簧對A的拉力方向向下，對B的拉力方向向上，

設彈簧的拉力為F,則對A：F+mg=maA

1

可得：F=2mg

對B：mg-f—maB

B的加速度：即=^g.故A錯誤；

B、彈簧的彈力對A做功，A的機械能不守恒。故B錯誤；

C、開始時彈簧處于伸長狀態(tài)，A的加速度大于B的加速度，所以開始時的一段時間內A

的速度大于B的速度，A、B之間的距離將減小，A、B之間的距離小于彈簧的原長后，

A的加速度小于B的加速度，A與B之間的距離繼續(xù)減?。凰鼈兊乃俣?時間關系圖象

如圖：

可知當二者的速度相等時，A相對于B的位移最大，此時彈簧的長度最短，壓縮量最大。

故C正確；

D、由圖可得，當它們的速度相差最大時，二者速度-時間的圖象的斜率是相等的，即它

們的加速度相等，設加速度都是a,則：

2ma=2mg,

所以：a=g

即：當A、B的速度相差最大時，兩者加速度均為g。故D正確。

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故選：CDo

三.實驗題（共5小題，滿分54分）

11.（6分）在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，橡皮條一端固定在貼有白紙的水平木

板上P點，另一端栓上兩根細繩，每根細繩分別連著量程為5N、最小刻度為0.1N的彈

簧測力計A和B,平行木板沿兩個不同的方向拉彈簧測力計。某次實驗，當橡皮條與兩

細繩的結點被拉到0點時，兩細繩剛好相互垂直，彈簧測力計的示數如圖甲所示。

0.5N

...1_j

甲乙

（1）兩細繩對結點的拉力大小可由A、B分別讀出：FA=4.00N和FB=2.50N；

（2）請在圖乙的方格紙（一小格邊長表示0.5N）上畫出這兩個力及它們合力的圖示。

【解答】解：（1）彈簧測力計的分度值為0.1N,由圖示彈簧測力計可知，其示數FA=4.00N,

FB=2.50N。

（2）根據所選標度作出力FA、FB的圖示，然后以表示兩力的線段為臨邊作平行四邊形,

平行四邊形的對角線是兩拉力的合力，如圖所示；

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故答案為:（1）4.00；2.50；（2）圖不如圖所示。

12.（10分）某實驗小組要做“探究小車所受外力與加速度關系”的實驗，采用的實驗裝置

（1）本實驗中需耍（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，需要（填“需要”

或“不需要”）桶的總質量遠小于小車的質量。

（2）該同學在研究小車運動時打出了一條紙帶，如圖2所示，在紙帶上，連續(xù)5個點為

一個計數點，相鄰兩個計數點之間的距離依次為xi=1.45cm、X2=2.45cm、X3=3.45cm、

X4=4.44cm,X5=5.45cm,X6=6.46cm,打點計時器的頻率f=50Hz,整個過程中小車的

平均加速度為1.00m/s2。（結果保留3位有效數字）。

（3）另一組同學為了減小系統(tǒng)誤差，設計了如圖3甲所示的裝置，實驗中改變沙和沙桶

的質量以彈簧測力計的讀數F為橫坐標，以加速度為縱坐標，得到小車的加速度a與彈

簧彈力F的對應關系如圖3乙所示。

①圖象不過原點，可能的原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

2

②若圖中的橫截距為b,斜率為k,重力加速度為g,則小車的質量為，小車和桌

rv

_kb

面間的動摩擦因數為—。

~9~

【解答】解：（1）平衡摩擦力后當桶的總質量遠小于小車質量時可以近似認為小車所受

拉力等于桶的重力，

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為使小車受到的拉力等于桶的總重量，實驗中需要平衡摩擦力，需要桶的總質量遠小于

小車的質量。

(2)打點計時器的頻率f=50Hz,打點計時器打點時間間隔T=：=白s=0.02s,

連續(xù)5個點為一個計數點，計數點間的時間間隔t=0.02X5s=0.1s；

由勻變速直線運動的推論△*=?可知小車的平均加速度：

_a+a+a3_x4-xi+x5-x2+x6-x3_(4.44-1.45+5.45-2.45+6.46-3.45)xl0-2_,二

a—152-o—nm/s

39r9x0.1/

=1.00m/s2；

(3)①由圖示圖象可知，a-F圖象不過原點，當力F大到一定值時小車才產生加速度，

說明小車所受合力小于拉力F,這可能是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的。

②設小車與桌面間的動摩擦因數為由小車質量為m,

對小車，由牛頓第二定律得：2F-pmg=ma,

解得：a=-pg

由圖示a-F圖象可知，圖象的斜率k=巳小車質量m—

nrK

當a=0時，橫軸截距b=^img,小車與桌面間的動摩擦因數口="；

49

故答案為：(1)需要；需要；(2)1.00；(3)①沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；磴；

kb

o

g

13.(10分)如圖所示，一個可視為質點的質量為m=1kg的滑塊放在木板上表面中點處，

木板長為L=8m,木板放在光滑的水平地面上，今在木板右端施加水平向右的恒力F.已

知木板質量為M=4kg,滑塊與木板間的動摩擦因數口=0.2,且最大靜摩擦力等于滑動摩

擦力，取重力加速度g=10m/s2。

(1)若滑塊與木板保持相對靜止，求F的取值范圍；

(2)若恒力F作用2s后，滑塊恰能運動到木板的最左端，求F的大小；

(3)若F=18N,作用Is后撤去，求滑塊相對木板滑動的整個過程中，系統(tǒng)因摩擦而產

生的熱量。

【解答】解：(1)當滑塊剛好相對于木板運動時，以滑塊為研究對象，根據牛頓第二定

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律可得:

|img=mao,

解得：ao=2m/s2,

此時的作用力為R),以整體為研究對象，根據牛頓第二定律可得：

Fo=(m+M)ao

解得：Fo=lON

所以若滑塊與木板保持相對靜止，F的取值范圍為0NWFW10N；

(2)若恒力F作用t=2s后，滑塊恰能運動到木板的最左端，設此過程中木板的加速度

為a,

111

根據位移-時間關系可得：-ato—o=二乙

解得：a=4m/s2,

對木板根據牛頓第二定律可得：F-^mg=Ma

解得：F=18N；

(3)若F=18N,作用-=ls后撤去，假設滑塊沒有脫離木板，從開始到最后二者共速，

根據動量定理可得：

Ft'=(m+M)v

解得：v=3.6m/s

在Is內木板的加速度仍大小為a,則1s內木板的位移x=^at，2=2m

拉力做的功為W=Fx=36J

產生的熱Q=W-i(m+M)v2=3.6J；

若滑塊離開木板產生的熱為Q'=〃7ng4=8J>3.6J,說明滑塊最終沒有脫離木板，產

生的熱為3.6J。

答：(1)若滑塊與木板保持相對靜止，F的取值范圍為0NWFW10N：

(2)若恒力F作用2s后，滑塊恰能運動到木板的最左端，F的大小為18N；

(3)若F=18N,作用1s后撤去，滑塊相對木板滑動的整個過程中，系統(tǒng)因摩擦而產生

的熱量為3.6J。

14.(12分)如圖，質量m=20kg的物塊(可視為質點)，與質量M=30kg、高h=0.8m、

長度L=4m的小車一起以vo向右勻速運動.現在A處固定一高h=0.8m、寬度不計的障

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礙物，當車撞到障礙物時被粘住不動，而貨物繼續(xù)在車上滑動，到A處時即做平拋運動，

恰好與傾角為53°的光滑斜面相切而沿斜面向下滑動至0點，已知貨物與車間的動摩擦

因數口=0.5,兩平臺的高度差h，—2m.(g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求：

(1)貨物平拋時的水平速度vi；

(2)車與貨物共同速度的大小vo；

(3)當M停止運動開始到m運動至O點結束的時間.

【解答】解:(1)貨物從小車上滑出之后做平拋運動，設平拋運動的時間為t2,則:h=|gt22,

解得平拋運動的時間為：t2=s—0.4s；

經過斜面頂點時，豎直分速度Vy=gt2=10X0.4m/s=4m/s；

在斜面頂點分解速度如圖，

由運動的合成與分解可得：Vx=VyCOt53°,

解得：vx=3m/s；

即貨物平拋時的水平速度vi=vx=3m/s；

(2)以貨物為研究對象，根據牛頓第二定律可得減速運動的加速度大小為:

a==lig=5m/sz,

根據速度位移關系可得：vo2-vi2=2aL,

解得：vo=7m/s；

(3)m在M上運動的時間為ti,根據速度時間關系可得：vo-vi=ati,

解得：=0,8s,

設物體在光滑斜面上運動的加速度為M,運動的時間為t3,則：

根據牛頓第二定律得：a'=gsin53°=8m/s2,

運動的初速度v=a旦藜=得6/s=5m/s,

h'7

斜面長L=而翦=麗巾=2.5a,

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根據位移時間關系可得：L=vt3+%'t3?,

解得：13Po.38s,

所以當M停止運動開始到m運動至O點結束的時間t=ti+t2+t3=0.8s+0.4s+0.38s=1.58s.

答：(1)貨物平拋時的水平速度為3m/s；

(2)車與貨物共同速度的大小7m/s；

(3)當M停止運動開始到m運動至O點結束的時間為1.58s.

15.(16分)在光滑的水平面上，有一質量M=4kg的平板車，其右端固定一輕擋板，擋板

上固定一根輕質彈簧，在平板車左端P處有一可視為質點的小滑塊，其質量m=2kg。平

板車表面上Q處的左側粗糙，右側光滑，且PQ間的距離L=2m,如圖所示。某時刻平

板車以初速度vi=lm/s向左運動，同時小滑塊以初速度V2=5m/s向右運動。一段時間后，

1

小滑塊與平板車達到相對靜止，此時小滑塊與Q點相距-L.不計空氣阻力，重力加速度

4

g取10m/s2.求:

(1)小滑塊與平板車相對靜止時的速度；

(2)小滑塊與平板車的粗糙面之間的動摩擦因數2

【解答】解：(1)由于滑塊和平板車組成的系統(tǒng)動量守恒，設共同速度為v,取向右為正

方向，故有：

mv2-Mvi=(m+M)v

解得：v=lm/s,方向沿水平向右。

(2)本題有兩種可能：

(i)如果小滑塊尚未越過Q點就與平板車達到相對靜止，根據能量守恒定律有：

3,12.<11/.,x?

pmgx臚=)mv2+)Mvi—)(m+M)v

解得：p=0.8

(ii)如果小滑塊越過Q點與彈簧相互作用后，再返回與平板車達到相對靜止，有：

/512.<21/一、2

pmgx-rTL=?mv2+^Mvi—?(m+M)v

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解得：|i'=0.48

答：（1）小滑塊與平板車相對靜止時的速度為lm/s,方向沿水平向右；

（2）小滑塊與平板車的粗糙面之間的動摩擦因數口是0.8或0.48o

四.多選題（共2小題，滿分12分）

16.（4分）下列說法正確的是（）

A.所有晶體的導熱性能一定各向異性

B.荷葉上的小水珠呈球形是水表面張力作用的結果

C.給籃球打氣越壓越吃力，說明氣體分子間存在斥力

D.一定量1