2021屆湖南長(zhǎng)沙市一中新高考原創(chuàng)預(yù)測(cè)試卷（九）物理

2021屆湖南長(zhǎng)沙市一中新高考原創(chuàng)預(yù)測(cè)試卷（九）

物理

★?？荚図樌?/p>

注意事項(xiàng)：

1、考試范圍：高考范圍。

2、答題前，請(qǐng)先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0.5毫米黑色簽字筆填寫在試題卷和答題卡

上的相應(yīng)位置，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。用2B鉛筆將答題卡上試卷

類型A后的方框涂黑。

3、選擇題的作答：每個(gè)小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂

黑。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選擇題答題區(qū)域的答案一律無(wú)效。

4、主觀題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙

和答題卡上的非答題區(qū)域的答案一律無(wú)效。如需改動(dòng)，先劃掉原來(lái)的答案，然后再寫上新答

案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無(wú)效。

5、選考題的作答：先把所選題目的題號(hào)在答題卡上指定的位置用2B鉛筆涂黑。答案用

0.5毫米黑色簽字筆寫在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選

修題答題區(qū)域的答案一律無(wú)效。

6、保持卡面清潔，不折疊，不破損，不得使用涂改液、膠帶紙、修正帶等。

7、考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試題卷、答題卡、草稿紙一并依序排列上交。

第I卷（選擇題）

一、單選題（1-8單選每題3分，9-12多選每題4分）共40分

1.如圖所示，木塊B上表面是水平的，當(dāng)木塊A置于B上，并與B保持相對(duì)靜止，一起沿固

定的光滑斜面由靜止開始下滑，在下滑過程中（）

A.A所受的合外力對(duì)A不做功B.A和B一起勻速下滑

C.B對(duì)A的摩擦力做負(fù)功D.A對(duì)B不做功

【答案】A

【解析】

【詳解】AB.由于AB的整體沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑，則整體必然做加速運(yùn)動(dòng)，

動(dòng)能增加，由動(dòng)能定理可知，A所受的合外力對(duì)A做正功；選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；

C.因?yàn)锳的加速度沿斜面向下，則B對(duì)A的摩擦力水平向左，可知B對(duì)A的摩擦力對(duì)A做

正功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.設(shè)整體的加速度為。，則

。招sin。

將a正交分解為豎直方向分量由，水平分量G，如圖所示,

對(duì)滑塊A,由牛頓第二定律得：豎直方向上

mg-N=ma]

水平方向上

f=ma2

假設(shè)摩擦力與彈力的合力與水平方向夾角為a,由幾何關(guān)系得

G=gsin0sinO

42=gsinOcosO

N

tana=—

f

聯(lián)立得

COS0八、

tana=------=tan(-----0)

sin。2

即

乃

a+9=一

2

所以8對(duì)A的作用力與斜面垂直，所以A對(duì)8作用力也垂直斜面向下，即A對(duì)8不做功，故

D正確。

故選D。

2.兩質(zhì)量均為根的物塊A、5用輕彈簧連接起來(lái)用細(xì)線懸掛在升降機(jī)內(nèi)，如圖所示.當(dāng)升降

機(jī)正以大小為a=2m/s2的加速度加速上升時(shí)，細(xì)線突然斷裂，則在細(xì)線斷裂瞬間，A、8的加

速度分別為(取豎直向上為正方向，重力加速度大小g取10m/s2)()

A—2m/s2,2m/s2B.—12m/s2,2m/s2

C.—24m/s2,0D.—22m/s2,2m/s2

【答案】D

【解析】

【詳解】在細(xì)線斷裂前，根據(jù)牛頓第二定律，

對(duì)AB整體有：

F12nig-Ima

對(duì)B有：

F2-mg=ma

解得：

細(xì)線拉力

F=2m(a+g)

彈簧彈力

F=m(a+g)

在細(xì)線斷裂瞬間，Q突然消失而用和A、B的重力不變，則

A受到的合力大小

F{'=F^-\-mg—2mg-\-ma

產(chǎn)生的加速度

%=-(2g+a)=-22m/s2

在此瞬間B的受力不變，加速度不變，為ZmH。

選項(xiàng)D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選D。

3.一種定點(diǎn)投拋游戲可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，以水平速度也從。點(diǎn)拋出小球，正好落入傾

角為。的斜面上的洞中，洞口處于斜面上的P點(diǎn)，0P的連線正好與斜面垂直；當(dāng)以水平速度

也從。點(diǎn)拋出小球，小球正好與斜面在。點(diǎn)垂直相碰。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g,下

B.。點(diǎn)在尸點(diǎn)的下方

C.V1>V2

2匕

D.落在P點(diǎn)的時(shí)間與落在Q點(diǎn)的時(shí)間之比是1

嶺

【答案】D

【解析】

【詳解】A.以水平速度0從0點(diǎn)拋出小球，正好落入傾角為。的斜面上的洞中，此時(shí)位移

垂直于斜面，由幾何關(guān)系可知

tan9=V|/|=—

所以

2%

gtan。

A錯(cuò)誤；

BC.當(dāng)以水平速度也從。點(diǎn)拋出小球，小球正好與斜面在。點(diǎn)垂直相碰，此時(shí)速度與斜面垂

直，根據(jù)兒何關(guān)系可知

tan0=

St2

即

t=―—

2gtand

根據(jù)速度偏角的正切值等于位移偏角的正切值的二倍，可知。點(diǎn)在尸點(diǎn)的上方，L〈小水

平位移入2＞石，所以BC錯(cuò)誤;

t,2v.

D.落在尸點(diǎn)的時(shí)間與落在Q點(diǎn)的時(shí)間之比是'=一'，D正確。

V2

故選D。

4.中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射“亞太九號(hào)”通信衛(wèi)星，該衛(wèi)星運(yùn)行的軌道示意圖如圖

所示，衛(wèi)星先沿橢圓軌道1運(yùn)行，近地點(diǎn)為。，遠(yuǎn)地點(diǎn)為P。當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)過尸點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火加速，使

衛(wèi)星由橢圓軌道1轉(zhuǎn)移到地球同步軌道2上運(yùn)行，下列說法正確的是（）

A.衛(wèi)星在軌道1和軌道2上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能相等

B.衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)行經(jīng)過P點(diǎn)的速度大于經(jīng)過。點(diǎn)的速度

C.衛(wèi)星在軌道2上時(shí)處于超重狀態(tài)

D.衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)行經(jīng)過P點(diǎn)的加速度等于在軌道2上運(yùn)行經(jīng)過尸點(diǎn)的加速度

【答案】D

【解析】

【詳解】A.衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)行經(jīng)過P點(diǎn)需點(diǎn)火加速進(jìn)入軌道2,所以衛(wèi)星在軌道2上的機(jī)

械能大于軌道1上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能，A錯(cuò)誤；

B.P點(diǎn)是遠(yuǎn)地點(diǎn)，Q點(diǎn)是近地點(diǎn)，根據(jù)開普勒第二定律可知衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)行經(jīng)過P點(diǎn)的

速度小于經(jīng)過。點(diǎn)的速度，B錯(cuò)誤；

C.衛(wèi)星在軌道2上時(shí)處于失重狀態(tài)，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律得

所以衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度等于在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度，D正確。

故選D。

5.一物體靜止在水平地面上，在豎直向上拉力下作用下開始向上運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，在物體

向上運(yùn)動(dòng)過程中，其機(jī)械能E與位移x的關(guān)系圖象如圖乙所示，已知曲線上A點(diǎn)的切線斜率

最大，不計(jì)空氣阻力，則下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.在xi處物體所受拉力最大

B.0?即過程中合外力增大

C.在制?血過程中，物體的加速度一直減小

D.在制?X2過程中，物體的動(dòng)能先增大后減小

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由圖并根據(jù)功能關(guān)系可知，玉處物體圖象的斜率最大，則說明此時(shí)機(jī)械能變化最

快，由

E=Fx

可知此時(shí)所受的拉力最大，故A正確，不符合題意；

B.在0~乃過程中，圖象的斜率逐漸變大，說明拉力越來(lái)越大，合外力向上越來(lái)越大，故B

正確，不符合題意；

CD.在XLX2過程中，圖象的斜率逐漸變小，說明拉力越來(lái)越??；在X2處物體的機(jī)械能達(dá)到

最大，圖象的斜率為零，說明此時(shí)拉力為零.根據(jù)合外力

FA.=F-mg

可知，在過程中，拉力F逐漸減小到加g的過程中，物體做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),

物體加速度在減小，動(dòng)能在增大，拉力尸=砥?到減小到0的過程中，物體的加速度反向增大，

物體做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，物體的動(dòng)能在減?。辉赬LX2過程中，物體的動(dòng)能先增大

后減小，物體的加速度先減小后反向增大，故C錯(cuò)誤，符合題意；D正確，不符合題意。

故選C。

6.a是地球赤道上一棟建筑，匕是在赤道平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)、距地面9.6xl（）6m的衛(wèi)

星，c是地球同步衛(wèi)星，某一時(shí)刻反c剛好位于。的正上方（如圖甲所示），經(jīng)48h,小

2

b、c的大致位置是圖乙中的（取地球半徑R=6.4xl（/m,地球表面重力加速度g=10m/.?,

兀=回）

②

I

A.斗±B.±；C.G：D.

9乳中

II?

C

?

I

I

【答案】B

【解析】

【詳解】因?yàn)閏是地球同步衛(wèi)星，所以應(yīng)一直在a的上方，A錯(cuò)誤；對(duì)b有：

GMmn(R+h)絲-,b的周期為

(R+h)2T2

4^-(R+/J)3'4經(jīng)24h后b轉(zhuǎn)4.3圈，處于D圖

T=+=J=2x10v=556/j

2

VGMVgR

位置，選項(xiàng)D正確.

7.如圖所示，水平傳送帶A8長(zhǎng)為4m,可視為質(zhì)點(diǎn)的小煤塊以w=4m/s的速度沖上傳送帶的A

端，與此同時(shí)傳送帶由靜止開始做2mH的同向勻加速運(yùn)動(dòng)，f=ls后，傳送帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

小煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,g=10m/s2,小煤塊從傳送帶A端滑至B端的過程中()

A.小煤塊運(yùn)動(dòng)全過程的時(shí)間為IsB.小煤塊運(yùn)動(dòng)全過程的時(shí)間為2s

C.小煤塊在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)度為2mD.小煤塊在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)度

為3m

【答案】C

【解析】

【詳解】傳送帶由靜止到勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為

v=at=2m/s

運(yùn)動(dòng)的位移為

x=—af2=lm

2

小煤塊沖上傳送帶后做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為

a-4g=2mzs2

設(shè)小煤塊達(dá)到與傳送帶共同速度的時(shí)間為h,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v=v0+劭得

%=1s

在力時(shí)間內(nèi)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式y(tǒng)―％2=2叼，得小煤塊運(yùn)動(dòng)位移為

士=3m

距離傳送帶末端還有1m,此后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)工=02,需要的時(shí)間殳為

t2=0.5s

小煤塊運(yùn)動(dòng)全過程的總時(shí)間為

，總=4+f2=L5s

小煤塊在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)度為

Ax=%-x=2m

綜上所述，C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

8.如圖所示，在某行星表面上有一傾斜的勻質(zhì)圓盤，盤面與水平面的夾角為30。，圓盤繞垂直

于盤面的固定對(duì)稱軸以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離心處有一小物體與圓盤保持相

對(duì)靜止.已知能使小物塊與圓盤保持相對(duì)靜止的最大角速度為小物體與盤面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

為正（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），該星球的半徑為R,引力常量為G,下列說法正

2

確的是

A.

G

B.這個(gè)行星的同步衛(wèi)星的周期是工

co

C.這個(gè)行星的第一宇宙速度八=2。依

D.離行星表面距離為2R的地方的重力加速度為c^L

【答案】C

【解析】

【分析】

當(dāng)物體轉(zhuǎn)到圓盤的最低點(diǎn)，由重力沿斜面向下的分力和最大靜摩擦力的合力提供向心力時(shí)，

角速度最大，由牛頓第二定律求出重力加速度，然后結(jié)合萬(wàn)有引力提供向心力即可求出.

【詳解】物體在圓盤上受到重力、圓盤的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度；可知當(dāng)物

體轉(zhuǎn)到圓盤的最低點(diǎn)，所受的靜摩擦力沿斜面向上達(dá)到最大時(shí)，角速度最大，由牛頓第二定

r

0022

律得：/zm(gcos30-m(gsin30=7m)L,所以g=---------------=4coL.

4cos30°-sin30°

A、繞該行星表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的萬(wàn)有引力提供向心力，則:

2

尸MmPR4#R七,,..

G一廠=根。2R=mg,可得M—=-------；故AA錯(cuò)ti誤.a

R~GG

B、不知道同步衛(wèi)星的高度，所以不能求出同步衛(wèi)星的周期;故B錯(cuò)誤.

C、這個(gè)行星的第一宇宙速度H=廂=26/1］；故C正確.

D、離行星表面距離為2R的地方的重力加速度為g=QR+R)2=j=§OY；故D錯(cuò)誤.

故選C.

【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要分析向心力的來(lái)源，明確角速度在什么位置最大，由牛頓第二定律進(jìn)行

解題.

二、多選題

9.如圖所示，一端固定在地面上的豎直輕彈簧，在彈簧的正上方高為，處有一個(gè)小球自由落

下，將彈簧壓縮至最短。設(shè)小球落到彈簧上將彈簧壓縮的過程中獲得最大動(dòng)能是EK，在具有

最大動(dòng)能時(shí)刻的重力勢(shì)能是EP，則（）

A.若增大”，取隨之增大B.若增大“，殊不變

C.若增大H,EP隨之增大D.若增大H,4不變

【答案】AD

【解析】

【詳解】CD.小球壓縮彈簧的過程中，受重力和支持力，在平衡位置，速度最大，動(dòng)能最大,

根據(jù)平衡條件，有

kx=mg

解得：

遐

A-

k

即壓縮量恒定，即動(dòng)能最大時(shí)是固定的位置，則外不變；故C錯(cuò)誤，D正確；

AB.從越高的地方釋放，減小的重力勢(shì)能越大，而增加的彈性勢(shì)能相同，故

在具有最大動(dòng)能時(shí)刻的動(dòng)能越大，則A正確，B錯(cuò)誤。

故選AD。

10.在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)的某恒星a的質(zhì)量為太陽(yáng)系質(zhì)量的0.3倍，該恒星的一顆行星b的質(zhì)量是

地球的4倍，直徑是地球的1.5倍，公轉(zhuǎn)周期為10天.設(shè)該行星與地球均為質(zhì)量分布均勻的

球體，且分別繞其中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）

A.行星b的第一宇宙速度與地球相同

B.行星b繞恒星a運(yùn)行的角速度大于地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的角速度

C.如果將物體從地球搬到行星b上，其重力是在地球上重力的與

D.行星b與恒星a的距離是日地距離的倍

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.當(dāng)衛(wèi)星繞行星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度即為行星的第一宇宙速度，由

〃MmV2

G——=m—

R2R

得

GM

v=

~R^

M是行星的質(zhì)量，R是行星的半徑，則得該行星與地球的第一宇宙速度之比為

4GMGM

1.5R'下

故A錯(cuò)誤;

2萬(wàn)

B.行星b繞恒星a運(yùn)行的周期小于地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期；根據(jù)。=——可知，行星b繞恒

星a運(yùn)行的角速度大于地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的角速度，選項(xiàng)B正確;

C.由g=爺"，則

M行R地16

g行：8地=瓦廠用=亍

則如果將物體從地球搬到行星b上，其重力是在地球上重力的華，則C正確;

D.由萬(wàn)有引力提供向心力:

Mm4/

G不~=加產(chǎn)R

得:

IGMT2

則

%予叵豆尸叵z

&地帆琮V3602

則D錯(cuò)誤;

故選BC。

11.如圖所示，用跨過光滑滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩將小船沿直線拖向岸邊，己知拖動(dòng)細(xì)繩的電動(dòng)機(jī)功

率恒為P,電動(dòng)機(jī)卷繞繩子的輪子的半徑寵=25cm,輪子邊緣的向心加速度與時(shí)間滿足

。=[2（2+夜川2,小船的質(zhì)量機(jī)=3kg,小船受到阻力大小恒為/=IOX（6+I）N，小船

經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度大小％=2恒m/s，滑輪與水面豎直高度h

1.5m,貝！J()

3

A.小船過B點(diǎn)時(shí)速度為4m/s

B.小船從A點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間為（、歷+l）s

C.電動(dòng)機(jī)功率P=50W

D.小船過B點(diǎn)時(shí)的加速度為25及一206+5m/s2

6

【答案】AD

【解析】

2

【詳解】八8.由。=二得，沿繩子方向上的速度為：

v=\[aR=（2+>/2）t

小船經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)沿繩方向上的速度為：

6

%=%cos30°Tv°

小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)沿繩方向上的速度為:

o

v2=vncos45=—vR

作出沿繩速度的內(nèi)圖象，直線的斜率為:

夜V3

=2+72

A到B圖象與橫軸所夾面積即為沿繩的位移：

V2-73

以%

2----2）=（2-6力

2

聯(lián)立可解得：vB=4m/s；r=（V2-l）s

選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；

C.小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理有：

由幾何知識(shí)可知：

S-(.y/3—1)/?

聯(lián)立可解得：

P=50(72+1)W

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.小船在B處，由牛頓第二定律得：

P

-----------cos45°—f=ma

RB

vBms-45°---------------------

解得：

250-206+5,,

aR=-------------------m/s'

選項(xiàng)D正確。

故選ADo

12.如圖所示，將質(zhì)量為2相的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為，〃的環(huán)，環(huán)

套在豎直固定的光滑直桿上，光滑的輕小定滑輪與直桿的距離為d,桿上的A點(diǎn)與定滑輪等高,

桿上的8點(diǎn)在A點(diǎn)下方距離為d處。現(xiàn)將環(huán)從A處由靜止釋放，不計(jì)一切摩擦阻力，下列說

法正確的是（）

A.環(huán)到達(dá)B處時(shí)，重物上升的高度”

B.環(huán)到達(dá)B處時(shí)，環(huán)的速度大小是重物的血倍

C.環(huán)從A到B過程中，環(huán)的機(jī)械能是減少的

4

D.環(huán)能下降的最大高度為

【答案】BCD

【解析】

【詳解】A.環(huán)到達(dá)B處時(shí)，重物上升的高度由幾何關(guān)系可知

h=y/2d-d

故A錯(cuò)誤

B.環(huán)和重物體在沿著繩子方向上的速度相同，因此

咻cos45=丫物

整理得

咻=也v物

故B正確；

C.由于繩子拉力對(duì)環(huán)做負(fù)功，因此環(huán)的機(jī)械能減少，故C正確;

D.環(huán)與重物組成的系統(tǒng)滿足機(jī)械能守恒

mgH-2mg(-JH2+d2—J)

整理得

H=-d

3

故D正確。

故選BCD,

第n卷(非選擇題60分)

三、實(shí)驗(yàn)題(2X9=18)

13.某同學(xué)利用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證由小車與鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

紙帶JL2三細(xì)線滑輪

n

均勻長(zhǎng)木板點(diǎn)

水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)鉤碼

(1)現(xiàn)提供如下器材：

A.小車B.鉤碼C.一端帶滑輪的長(zhǎng)木板D.細(xì)繩E.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器F.紙帶G,毫

米刻度尺H.游標(biāo)卡尺I.低壓交流電源J.220V交流電源

實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是(填寫器材前的字母)，還需要的器材是.

(2)為盡可能消除摩擦力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響，使驗(yàn)證結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，則小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量

機(jī)的關(guān)系應(yīng)該滿足

(3)小明和小軍同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明認(rèn)為只要采用平衡摩擦力的方法將摩擦力平衡掉就可

以了，無(wú)須滿足(2)問中小車質(zhì)量例和鉤碼質(zhì)量，”的關(guān)系，而小軍卻否認(rèn)小明的看法，你認(rèn)為

小明的看法是否正確并說明理由._____________________________________________

(4)兩位同學(xué)統(tǒng)一觀點(diǎn)后完成實(shí)驗(yàn)，得到一條紙帶，去掉前面比較密集的點(diǎn)，選擇點(diǎn)跡清晰且

便于測(cè)量的連續(xù)7個(gè)點(diǎn)(標(biāo)號(hào)為。?6),測(cè)出相關(guān)距離如圖所示，要驗(yàn)證在第2點(diǎn)與第5點(diǎn)時(shí)

系統(tǒng)的機(jī)械能相等，則應(yīng)滿足關(guān)系式(設(shè)小車質(zhì)量鉤

碼質(zhì)量根，打點(diǎn)周期為

【答案】⑴.⑴H、L(2).天平；(3).(2)M?m；(4).(3)小明的看法不正

確，因?yàn)槠胶饽Σ亮?，摩擦力還做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒.(5).(4)/ng(45—■(例

+m)(4&尸_J_(M+M).->

2T22T

【解析】

【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)不需要游標(biāo)卡尺，距離由刻度尺測(cè)量；電火花計(jì)時(shí)器直接使用220V,不需要

低壓交流電源，不需要的器材是H,I；還需要天平測(cè)量小車的質(zhì)量；

(2)為盡可能消除摩擦力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響，使驗(yàn)證結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，則小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量

m的關(guān)系應(yīng)該滿足這樣能使摩擦力做的功相對(duì)少些，以減小機(jī)械能的損失；

(3)小明的看法不正確，因?yàn)槠胶饽Σ亮?，摩擦力還做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒；

(4)利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：

4—

v=^-----，

22T

、，一4-

2T

第2點(diǎn)與第5點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能增加;("+機(jī))(心港)2-；("+機(jī))(冬薩)2,第2點(diǎn)與第

5點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的重力勢(shì)能減小量：mg(d5-d2)

應(yīng)滿足關(guān)系式mg(d=d2)=+加)(有夕戶,加+加)(第@)2

14.如圖所示，某同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門固定在水平軌道上

的8點(diǎn)，用不同重物通過細(xì)線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放。

—I遮光條n

—4---------UF]Jm,],],

0IL_________TF-dI11I1111IIIIIIIII11III11I11

cfi|iiii]iil[[[rn[rrn|

甲010z,20

(1)若用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條寬度d如圖乙所示，則gcm：

(2)實(shí)驗(yàn)中可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力與重物重力大小相等，則重物的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量

M間應(yīng)滿足的關(guān)系為一；

(3)測(cè)出多組重物的質(zhì)量力和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間加，并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時(shí)

的速度V,通過描點(diǎn)作出線性圖像，研究小車加速度與力的關(guān)系。處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出______(選

填av-mn或“落”，，)圖像；

(4)某同學(xué)在(3)中作出的線性圖像不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，其原因是一。

【答案】(1).1.140(2).M遠(yuǎn)大于機(jī)(3).^-m(4).小車與水平軌道間存在摩擦

力(或未平衡摩擦力)

【解析】

【詳解】(1)口]游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為主尺的讀數(shù)再加游標(biāo)尺的讀數(shù)，故其讀數(shù)為

d=11inm+8x0.05nim=11.40mm=1.140cm

(2)[2]以m為對(duì)象:

mg-F=ma

以M為對(duì)象:

F=Ma

解得：

?mM

F=--------g

m+M

所以當(dāng)小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量膽，可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力與重物重力大小相

等。

(3)⑶測(cè)出多組重物的質(zhì)量機(jī)和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間Z,并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門

時(shí)的速度丫，由牛頓第二定律有

Ci——

MM

設(shè)小車到光電門的位移為L(zhǎng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系2奴=v2可知

即

2mgL

2v------

M

故處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出v-m圖線。

(4)[4]如果在v2-m中作出的線性圖像不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，其原因是小車與水平軌道間存在摩擦力

(或未平衡摩擦力)。

四、解答題

15.汽艇在寬為400m、水流速度為2m/s的河中橫渡河面，已知它在靜水中的速度為4m/s.求:

(1)如果要在最短時(shí)間內(nèi)過河，船頭應(yīng)取什么航向？最短時(shí)間為多少？

(2)若水流速度為4m/s,船在靜水中的速度為2m/s,求出船能過河的最短航程？

【答案】(1)100s(2)800m

【解析】

【詳解】(1)由合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性及分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性知，在船速一定的情況下，船

d

頭應(yīng)垂直指向?qū)Π堕_渡河時(shí)間最短.則：匚一=100s(其中d為河寬).

(2)由于河水的流速大于船速，故小船不可能垂直于河岸過河，如圖，設(shè)船從A點(diǎn)開始渡河,

按題意作出速度矢量三角形，若要航程最短，只需船的合速度M方向與4B間的夾角a最小，

由于丹的大小恒定，所以當(dāng)K與圓周相切，即％'，"時(shí)航程最短.由相似三角形關(guān)系知最短航

程為X=2d=800m.

%

BC

16.汽車在水平直線公路上行駛，額定功率為尸=80kW,汽車行駛過程中所受阻力恒為

>2.5x103N,汽車的質(zhì)量M=2.0xl()3kg.若汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小

為a=1.0m/s2,汽車達(dá)到額定功率后，保持額定功率不變繼續(xù)行駛.求：

(1)汽車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所能達(dá)到的最大速度；

(2)勻加速運(yùn)動(dòng)能保持多長(zhǎng)時(shí)間；

(3)當(dāng)汽車的速度為5m/s時(shí)的瞬時(shí)功率；

(4)當(dāng)汽車的速度為20m/s時(shí)的加速度.

【答案】(1)32m/s；(2)17.8s；(3)22.5kw；(4)0.75m/s2.

【解析】

【詳解】(I)汽車達(dá)到最大速度時(shí)，勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力/力，由「=尸”，得

P

Vm=7=32m/s

(2)由牛頓第二定律有：Q-戶由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：也=3，由尸=代必可得勻加速過程所

用的時(shí)間：

Z=2k?i7.8s

a

(3)當(dāng)％=5m/s時(shí)，vt<vm,故汽車仍做勻加速運(yùn)動(dòng).所求

4

P2^FIvt=2.25x10W=22.5kW

(4)當(dāng)v/=20m/s時(shí)，由于v；>vm,故汽車不做勻加速運(yùn)動(dòng)了，但功率仍為額定功率，由P=Fl'vl'

有：

P3

F：=—=4.0x103N

匕

又由E'-戶5〃'，可得

。'=0.75m/s**

17.如圖所示，厚0.2m、長(zhǎng)為2m木板A8靜止在粗糙水平地面上，C為其中點(diǎn)，木板上表

面4C部分光滑，CB部分粗糙，下表面與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)出=0.1,木板右端靜止放

置一個(gè)小物塊(可看成質(zhì)點(diǎn))，它與木板CB部分的動(dòng)摩擦因數(shù)〃2=02已知木板和小物塊的

質(zhì)量均為2kg,重力加速度g取lOm/sz,現(xiàn)對(duì)木板施加一個(gè)水平向右的恒力凡

(1)為使小物塊與木板保持相對(duì)靜止，求恒力的最大值Fm；

(2)當(dāng)尸=20N時(shí)，小物塊經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間滑到木板中點(diǎn)C?

(3)接第(2)問，當(dāng)小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)撤去F,求小物塊落地時(shí)與木板A端的距離。

【答案】⑴12N；(2)2L±S；(3)038m

2

【解析】

【詳解】(1)小物塊能夠達(dá)到的最大加速度為〃m，由牛頓第二定律有

從2mg=ma,n

解得

2

am=2m/s

對(duì)整體進(jìn)行受力分析

片“一從(M+m)g=(M+m)am

解得

E,,=12N

(2)此時(shí)小物塊相對(duì)于長(zhǎng)木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)長(zhǎng)木板受力分析

F—+ni)g—/Li^ng=Max

得

2

a}=6m/s

小物塊加速度

m

則有

（3）撤掉外力時(shí)各自速度分別為0、玲，則有

V,=砧=6x^^m/s=30m/s

v2=?i=2x--m/s=5/2m/s

撤掉外力后，物塊勻速，木板勻減速加速度為“3,則

4（/+m）g=Ma?

得