北京市清華附中高三物理上學(xué)期摸底測試試題含解析

1、清華附中2019屆高三診斷測試物理一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。把你認(rèn)為正確的答案填涂在答題紙上。1.一位同學(xué)從操場a點(diǎn)出發(fā)，向西走了30m，到達(dá)b點(diǎn)，然后又向北走了40m，達(dá)到c點(diǎn)。在從a點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，該同學(xué)的位移大小是a. 30m b. 40m c. 50m d. 70m【答案】c【解析】【詳解】位移的大小等于首末位置的距離，兩段位移相互垂直，所以總位移是大小為，故c正確2.如圖所示，在光滑墻壁上用網(wǎng)兜把足球掛在a點(diǎn)，足球與墻壁的接觸點(diǎn)

2、為b 。足球的質(zhì)量為m，懸繩與墻壁的夾角為， 網(wǎng)兜的質(zhì)量不計(jì)。 則懸繩對(duì)球的拉力f的大小為a. f = mgtan b. f = mgsin c. f=mg/tan d. f=mg/cos【答案】d【解析】【分析】足球受重力、墻壁的支持力和繩子的拉力處于平衡，根據(jù)合力為零，運(yùn)用平行四邊形定則求出懸繩的拉力【詳解】足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如圖所示；根據(jù)平行四邊形定則，繩子對(duì)球的拉力f=mgcos，d正確【點(diǎn)睛】本題考查共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用，注意求解共點(diǎn)力平衡的方法有多種，可以采取合成法、分解法和正交分解法等，一般三力平衡時(shí)優(yōu)先考慮合成法3.如圖所示，某同學(xué)站在體重計(jì)上觀察超重與失重現(xiàn)象

3、。由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過程；由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過程。她穩(wěn)定站立時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)為a0，關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法正確的是 a. “下蹲”過程，體重計(jì)的示數(shù)一直小于a0b. “起立”過程，體重計(jì)的示數(shù)一直大于a0c. “起立”的過程，先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象d. “起立”、“下蹲”過程，都能出現(xiàn)體重計(jì)的示數(shù)大于a0的現(xiàn)象【答案】cd【解析】【分析】下蹲過程中，人先向下做加速運(yùn)動(dòng)，后向下做減速運(yùn)動(dòng)；人從下蹲狀態(tài)站起來的過程中，先向上做加速運(yùn)動(dòng)，后向上做減速運(yùn)動(dòng)，最后回到靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)加速度方向，來判斷人處于超重還是失重狀態(tài)【詳解】下蹲過程中，人先向下做加速

4、運(yùn)動(dòng)，后向下做減速運(yùn)動(dòng)，所以先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)；人從下蹲狀態(tài)站起來的過程中，先向上做加速運(yùn)動(dòng)，后向上做減速運(yùn)動(dòng)，最后回到靜止?fàn)顟B(tài)，人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，所以“起立”、“下蹲”過程，都能出現(xiàn)體重計(jì)的示數(shù)大于a0的現(xiàn)象，cd正確【點(diǎn)睛】對(duì)于超重還是失重的判斷，關(guān)鍵取決于加速度的方向：當(dāng)物體的加速度向上時(shí)，處于超重狀態(tài)；當(dāng)加速度方向向下時(shí)，處于失重狀態(tài)4.用圖所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律，把木塊放在水平長木板上，在彈簧測力計(jì)的指針下輕放一個(gè)小紙團(tuán)，它只能被指針向左推動(dòng)。用彈簧測力計(jì)沿水平方向拉木塊，使拉力由零緩慢增大。下列說法正確的是 a. 木塊開始運(yùn)動(dòng)前，摩擦力逐漸增大b. 木

5、塊開始運(yùn)動(dòng)前，拉力小于摩擦力c. 該實(shí)驗(yàn)裝置可以記錄最大靜摩擦力的大小d. 當(dāng)拉力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)木塊開始移動(dòng)，此時(shí)拉力會(huì)突然變小【答案】acd【解析】【詳解】開始時(shí)木塊保持不動(dòng)，木塊受靜摩擦力，根據(jù)平衡條件可知摩擦力始終等于拉力，故摩擦力大小隨拉力的增大而增大；而當(dāng)增大拉力達(dá)到某一大小時(shí)，木塊開始滑動(dòng)，此時(shí)說明木塊恰好達(dá)到最大靜摩擦力；而由于滑動(dòng)摩擦力要小于最大靜摩擦力，所以木塊移動(dòng)后拉力將減小，根據(jù)紙團(tuán)的位置即可記錄下最大靜摩擦力，acd正確b錯(cuò)誤【點(diǎn)睛】本題考查靜摩擦力的性質(zhì)，知道物體保持不動(dòng)時(shí)，拉力大小等于摩擦力，而物體剛好開始滑動(dòng)時(shí)，拉力等于最大靜摩擦力，一般情況下滑動(dòng)摩擦力要小于最大

6、靜摩擦力5.一個(gè)彈簧振子沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，取平衡位置o為x軸坐標(biāo)原點(diǎn)。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過二分之一的周期，振子具有沿x軸負(fù)方向的最大加速度。圖4中能正確反映該彈簧振子的位移x與時(shí)間t關(guān)系的圖像是a. b. c. d. 【答案】b【解析】【詳解】根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的特征a=kxm，可知，經(jīng)過二分之一周期，振子具有沿x軸負(fù)方向的最大加速度，則此時(shí)振子的位移為正向最大，根據(jù)對(duì)稱性可知計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)，位移為負(fù)向最大，b正確6.物體a做平拋運(yùn)動(dòng)，以物體被拋出的位置為原點(diǎn)o，以初速度 v0 的方向?yàn)閤軸的方向、豎直向下的方向?yàn)閥軸的方向，建立平面直角坐標(biāo)系。如圖5所示，沿兩坐標(biāo)軸分別放置兩個(gè)光屏。兩束平行光分別沿

7、著與坐標(biāo)軸平行的方向照射，物體a 在兩個(gè)光屏上分別留下物體的兩個(gè)“影子”的坐標(biāo)分別為x、y，則圖6中兩個(gè)影子的坐標(biāo)隨時(shí)間變化關(guān)系正確的是 a. b. c. d. 【答案】ad【解析】a、因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以影子在x方向做勻速運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間成正比，位移時(shí)間圖線為過原點(diǎn)的傾斜直線，故a正確，b錯(cuò)誤；c、平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以影子在y軸方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，位移時(shí)間圖線是拋物線的分支，位移與時(shí)間的平方成正比，位移時(shí)間平方的圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線，故c錯(cuò)誤，d正確。故選：ad。點(diǎn)睛：平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，結(jié)合水平方向和

8、豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析判斷。7.圖是某繩波形成過程的示意圖。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2、3、4， 各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端。t=t/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5剛要開始運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是a. tt/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5開始向下運(yùn)動(dòng)b. tt/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)3的加速度方向向下c. 從tt/2開始的一小段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)8的速度正在減小d. 從tt/2開始的一小段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)8的加速度正在減小【答案】bc【解析】a、tt/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5開始向上運(yùn)動(dòng)，a錯(cuò)誤；b、tt/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)3受到指向平衡位置的回復(fù)力的作用，加速度方向向下，b正確；cd、從tt/2開始的一小段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)8正在

9、從平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，速度正在減小，加速度正在增大，c正確，d錯(cuò)誤。故選：bc。8.與嫦娥1號(hào)、2號(hào)月球探測器不同，嫦娥3號(hào)是一次性進(jìn)入距月球表面100km高的圓軌道（不計(jì)地球?qū)μ綔y器的影響），運(yùn)行一段時(shí)間后再次變軌，從100km的環(huán)月圓軌道，降低到距月球15km的近月點(diǎn)b、距月球100km的遠(yuǎn)月點(diǎn)a的橢圓軌道，如圖所示，為下一步月面軟著陸做準(zhǔn)備。關(guān)于嫦娥3號(hào)探測器下列說法正確的是 a. 探測器在軌道經(jīng)過a點(diǎn)的速度小于經(jīng)過b點(diǎn)的速度b. 探測器沿軌道運(yùn)動(dòng)過程中，探測器中的科考儀器對(duì)其支持面沒有壓力c. 探測器從軌道變軌到軌道，在a點(diǎn)應(yīng)加速d. 探測器在軌道經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的加速度小于在軌道經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的

10、加速度【答案】ab【解析】a. 探測器在軌道從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程，萬有引力做正功，動(dòng)能增大，經(jīng)過a點(diǎn)的速度小于經(jīng)過b點(diǎn)的速度，a正確；b、探測器沿軌道運(yùn)動(dòng)過程中，科考儀器受到的萬有引力充當(dāng)向心力，處于完全失重狀態(tài)，對(duì)其支持面沒有壓力，b正確；c、在軌道經(jīng)過a點(diǎn)的速度小于在軌道經(jīng)過a點(diǎn)的速度，探測器從軌道變軌到軌道，在a點(diǎn)應(yīng)減速，c錯(cuò)誤；d、萬有引力提供向心力，探測器在軌道經(jīng)過a點(diǎn)在軌道經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)受到的萬有引力相同，加速度相同，d錯(cuò)誤。故選：ab。9.用豆粒模擬氣體分子，可以模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原理。如圖所示，從距秤盤80 cm高度把1000 粒的豆粒連續(xù)均勻地倒在秤盤上，持續(xù)作用時(shí)間為1s，豆粒彈

11、起時(shí)豎直方向的速度變?yōu)榕銮暗囊话?。若每個(gè)豆粒只與秤盤碰撞一次，且碰撞時(shí)間極短（在豆粒與秤盤碰撞極短時(shí)間內(nèi)，碰撞力遠(yuǎn)大于豆粒受到的重力），已知1000 粒的豆粒的總質(zhì)量為100g。則在碰撞過程中秤盤受到的壓力大小約為a. 0.2n b. 0.6n c. 1.0n d. 1.6n【答案】b【解析】豆粒從80cm高處落下時(shí)速度為v，v2=2gh ，則v=2gh=2×10×0.8m/s=4m/s 設(shè)向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理：ft=mv2mv1 f=mv2mv1t=0.1×20.1×(4)1n=0.6n b正確，acd錯(cuò)誤。故選：b。10.如圖甲所示，輕彈簧豎直

12、放置，下端固定在水平地面上，一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h(yuǎn)處由靜止釋放某同學(xué)在研究小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程，他以小球開始下落的位置為原點(diǎn)，沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸ox，做出小球所受彈力f大小隨小球下落的位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g以下判斷正確的是（）a. 當(dāng)x=h+x0，重力勢能與彈性勢能之和最小b. 最低點(diǎn)的坐標(biāo)為x=h+2x0c. 小球受到的彈力最大值大于2mgd. 小球動(dòng)能的最大值為mgh+mgx02【答案】acd【解析】a、小球、地球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)x=h+x0，彈力等于重力，加速度為零，速度最大，重力勢能與彈性勢能之

13、和最小，a正確；b、根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性， x=h+2x0與x=h處速度相等，x=h+2x0處不是最低點(diǎn)，b錯(cuò)誤；c、根據(jù)胡克定律，彈簧壓縮x0時(shí)彈力等于mg，x=h+2x0處彈力等于2mg，但不是最低點(diǎn)，所以小球受到的彈力最大值大于2mg，c正確；d、在x=h+x0處速度最大。由圖知，mg=kx0，根據(jù)動(dòng)能定理：mg(h+x0)kx02×x0=ek，ek=mgh+12mgx0，d正確。故選：acd。二、本題共2小題，共15分。11.如圖所示，某同學(xué)借用“探究加速度與力、質(zhì)量之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想、原理及操作，進(jìn)行“研究合外力做功和物體動(dòng)能變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。（1）為達(dá)到平衡阻

14、力的目的，取下細(xì)繩及托盤，通過調(diào)整墊塊的位置，改變長木板傾斜程度，根據(jù)紙帶打出點(diǎn)的間隔判斷小車是否做_運(yùn)動(dòng)。（2）按上圖所示裝置，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由靜止釋放小車，打出若干條紙帶，從中挑選一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如下圖所示。紙帶上打出相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為t，o點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，從o點(diǎn)到a、b、c、d、e、f點(diǎn)的距離依次為s1、s2、s3、s4、s5、s6。已知小車的質(zhì)量為m，盤和砝碼的總質(zhì)量為m。由此可求得紙帶上由o點(diǎn)到e點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)過程中，盤和砝碼受到的重力所做功的表達(dá)式w_，該小車動(dòng)能改變量的表達(dá)式ek_。由于實(shí)驗(yàn)中存在誤差，所以，w_ek。（選填“小于”、“等于”或“大

15、于”）?！敬鸢浮?(1). 勻速直線 (2). mgs5 (3). ms6s428t2 (4). 大于【解析】為保證拉力等于小車受到的合力，需平衡摩擦力，即將長木板左端適當(dāng)墊高，輕推小車，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)；盤和砝碼受到的重力所做功為：w=mgs5；打d點(diǎn)時(shí)的速度為：vd=s6s42t，由o點(diǎn)到e點(diǎn)小車增加的動(dòng)能為：ek=12mvd2=m(s6s4)28t2；由于盤和砝碼也有動(dòng)能，且有阻力做功，盤和砝碼受到的重力所做功小于小車增加的動(dòng)能。點(diǎn)睛：為保證拉力等于小車受到的合力，需平衡摩擦力，使小車不受拉力時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)；盤和砝碼受到的重力所做功等于重力與位移的乘積；d點(diǎn)速度等于ce段的平均速度，求解

16、出速度后再求解動(dòng)能；由于盤和砝碼也有動(dòng)能，且有阻力做功，盤和砝碼受到的重力所做功小于小車增加的動(dòng)能。12.在用圖所示單擺“測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的操作步驟如下：a取一根細(xì)線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺(tái)上；b用米尺測量細(xì)線長度為l，l與小球半徑之和記為擺長；c緩慢拉動(dòng)小球，使細(xì)線偏離豎直方向約為5°位置由靜止釋放小球；d用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)所用的總時(shí)間t，計(jì)算單擺周期tt/n；e用公式g=42l/t2計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋籪. 改變細(xì)線長度，重復(fù)b、c、d、e步驟，進(jìn)行多次測量。（1）在上述步驟中，錯(cuò)誤的是_（寫出該步驟的字母）；改正后正確的應(yīng)該是:_。

17、（2）該同學(xué)為了減少誤差，利用上述未改正錯(cuò)誤測量中的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出了l-t2圖像，該圖像對(duì)應(yīng)圖中的_圖。（3）在“用單擺測定重力加速度”的正確實(shí)驗(yàn)中，下列做法有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是_。a.適當(dāng)加長擺線b.質(zhì)量相同，體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的c.單擺偏離平衡位置的角度不能太大d.當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺振動(dòng)的周期（4）北京時(shí)間2005年5月22日上午10點(diǎn)05分，中國女子登山隊(duì)首次登上珠穆朗瑪峰頂峰，五星紅旗再一次在珠峰峰頂飄揚(yáng)。若登山隊(duì)員利用單擺來確定珠峰的高度，測得該單擺在海平面處的周期是0，在峰頂?shù)闹芷谑莟，則珠峰頂峰的海拔高度h

18、 _。(地球可看作質(zhì)量均勻分布的半徑為r的球體)【答案】 (1). e (2). g=42(l+d/2)/t2 (3). c (4). ac (5). h=tt01r【解析】（1）擺長為l與小球半徑之和，即l+d2，根據(jù)單擺的周期公式：t=2l+d2g，g=42(l+d2)t2，e錯(cuò)誤；（2）用公式g=42(l+d2)t2計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。?）由上式得，l=g42t2d2，l與t2成線性關(guān)系，l等于零時(shí)，t2不等于零，故選：c。（4）a、適當(dāng)加長擺線，周期增大，周期的測量更準(zhǔn)確一些，a正確；b、質(zhì)量相同，體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較小的，可以減小阻力的影響，b錯(cuò)誤；c、細(xì)線偏離豎直方向應(yīng)在

19、約為5°以內(nèi)，c正確；d、應(yīng)用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)所用的總時(shí)間，計(jì)算單擺周期，d錯(cuò)誤。故選：ac。（5）根據(jù)t=2lg，t0=2lg0；又根據(jù)萬有引力等于重力：gmmr2=mg0，gmm(r+h)2=mg；聯(lián)立解得：h=(tt01)r點(diǎn)睛：擺長應(yīng)為擺線與小球半徑之和，三、本題包括6小題，共55分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13.商場工作人員推著質(zhì)量m=20kg的貨箱沿水平地面滑行。若用力f1=100n沿水平方向推貨箱，貨箱恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)；現(xiàn)改用f2=120n水平推力把貨箱從靜止開

20、始推動(dòng)。（g取10m/s2）。（1）求貨箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）f2作用在貨箱上時(shí)，求貨箱運(yùn)動(dòng)的加速度大小；（3）在f2作用下，貨箱運(yùn)動(dòng)4.0s時(shí)撤掉推力，求貨箱從靜止開始運(yùn)動(dòng)的總位移大小?！敬鸢浮浚?）0.5（2）1.0m/s2（3）9.6m【解析】（1）木箱在水平拉力下勻速運(yùn)動(dòng)：f1-mg=0 =fmg 10020×10=0.5（2）由牛頓第二定律：f2-mg=maa=f2-mgm 120-10020=1.0m/s2（3）設(shè)在f2作用下木箱的位移為x1，撤掉推力時(shí)木箱速度大小為v，撤掉推力后木箱加速度大小為a1，移動(dòng)的位移為x2，總位移為x，則x1=12at212

21、5;1.0×16=8.0m v=at=×44.0m/smg=ma1 ， a1= 5.0m/s20-v2=2 a1x2x2=1.6m總位移：x=x1+x2=9.6m14.如圖所示為一滑梯的實(shí)物圖，滑梯的斜面段長度l=5.0m，傾角=37 º ，水平段與斜面段平滑連接。某小朋友從滑梯頂端由靜止開始滑下，經(jīng)斜面底端后水平滑行一段距離，停在滑道上。已知小朋友質(zhì)量為20kg，小朋友與滑梯軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.3，不計(jì)空氣阻力。已知sin37º=0.60，cos37º=0.80。（g取10m/s2）。求小朋友：（1）沿滑梯下滑時(shí)所受摩擦力的大小；（2）滑

22、到斜面底端時(shí)的速度大?。唬?）在水平段滑行至停止過程中摩擦力做的功?！敬鸢浮浚?）48n（2）6m/s（3）-360j【解析】（1）小孩在斜面上滑行時(shí)所受的摩擦力大小為ff =mgcos=48n （2）小孩在斜面上滑行時(shí)，由牛頓第二定律得mgsin-mgcos=ma1 解得a1=gsin-gcos=3.6m/s2 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2=2al 解得小孩滑至b點(diǎn)時(shí)的速度大小為v=2al=6m/s （3）小孩在水平段滑行時(shí)，由動(dòng)能定理得wf =0-12mv2= -360j 15.2017年9月12日晚上11時(shí)58分，中國“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船順利完成與“天宮二號(hào)”太空實(shí)驗(yàn)室的自主快速交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)，此次試

23、驗(yàn)將中國太空交會(huì)對(duì)接的兩天的準(zhǔn)備時(shí)間縮短至6.5小時(shí)，為中國太空站工程后續(xù)研制建設(shè)奠定更加堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。圖是“天舟”與“天宮”對(duì)接過程示意圖，已知“天舟1號(hào)”與“天宮2號(hào)”成功對(duì)接后，組合體沿圓形軌道運(yùn)行。經(jīng)過時(shí)間t，組合體繞地球轉(zhuǎn)過的角度為，地球半徑為r，地球表面重力加速度為g，引力常量為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)。求 （1）地球質(zhì)量m；（2）組合體運(yùn)動(dòng)的周期t；（3）組合體所在圓軌道離地面高度h。【答案】（1）m=gr2g（2）t=2t（3）h=3gr2t22r【解析】（1）地球表面的萬有引力等于重力，gmmr2=mg所以m=gr2g設(shè)組合體角速度為，依題意=t 故周期t=2=2t 根據(jù)牛頓第二

24、定律：gmm(r+h)2=m2(r+h)h=3gr2t22r16.暑假里，小明去游樂場游玩，坐了一次名叫“搖頭飛椅”的游藝機(jī)，如左圖所示，該游藝機(jī)頂上有一個(gè)半徑為r=4.5m的“傘蓋”，“傘蓋”在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中帶動(dòng)下面的懸繩轉(zhuǎn)動(dòng)，其示意圖如右圖所示?！皳u頭飛椅”高h(yuǎn)=5.8m，繩長l=5m。小明挑選了一個(gè)懸掛在“傘蓋”邊緣的最外側(cè)的椅子坐下，他與座椅的總質(zhì)量為m=40kg。小明和椅子的轉(zhuǎn)動(dòng)可簡化為如右圖所示的圓周運(yùn)動(dòng)。在某段時(shí)間內(nèi)，“傘蓋”保持在水平面內(nèi)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，繩與豎直方向夾角為37º。g=10m/s2 ，在此過程中，求： （1）座椅受到繩子的拉力大??；（2）小明運(yùn)動(dòng)的線速度大小；（3

25、）小明隨身帶的玻璃球從座椅上不慎滑落，求落地點(diǎn)與游藝機(jī)轉(zhuǎn)軸（即右圖中o1點(diǎn)）的距離?！敬鸢浮浚?）500n （2）7.5m/s （3）3234m或 8.9m【解析】（1）向心力沿水平方向，由平行四邊形定則，得拉力：t=mgcos37° =500n（2）由牛頓第二定律，得：mgtan37°=v2r0，其中  r0=7.5m解得，v=7.5m/s（3）由幾何關(guān)系，座椅離地高度h=2m由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得：x=vth=12gt2解得，x=4.5m由勾股定理，落地點(diǎn)與游藝機(jī)中心距離為：r'=r02+x21.534m=8.9m點(diǎn)睛：飛椅做的是圓周運(yùn)動(dòng)，確定圓

26、周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力是解題的關(guān)鍵，向心力都是有物體受到的某一個(gè)力或幾個(gè)力的合力來提供，在對(duì)物體受力分析時(shí)一定不能分析出物體受向心力這么一個(gè)單獨(dú)的力17.我國高速鐵路使用的和諧號(hào)動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車編組而成，提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車，不提供動(dòng)力的車廂叫拖車。某列動(dòng)車組由8節(jié)車廂組成，其中車頭第1節(jié)、車中第5節(jié)為動(dòng)車，其余為拖車，假設(shè)每節(jié)動(dòng)車和拖車的質(zhì)量均為m=2×104kg，每節(jié)動(dòng)車提供的最大功率p=600kw。（1）假設(shè)行駛過程中每節(jié)車廂所受阻力f大小均為車廂重力的0.01倍，若該動(dòng)車組從靜止以加速度a=0.5m/s2加速行駛。a求此過程中，第5節(jié)和第6節(jié)車廂間作用力大??；b以此加速度行

27、駛時(shí)所能持續(xù)的時(shí)間。（2）若行駛過程中動(dòng)車組所受阻力與速度成正比，兩節(jié)動(dòng)車帶6節(jié)拖車的動(dòng)車組所能達(dá)到的最大速度為v1。為提高動(dòng)車組速度，現(xiàn)將動(dòng)車組改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車，則動(dòng)車組所能達(dá)到的最大速度為v2，求v1與v2的比值?！敬鸢浮浚?）a f=3.6×104n b.25s （2）v1v2=12【解析】（1）a以第6、7、8三節(jié)車廂為整體分析，總質(zhì)量為3m，所受拉力為f，據(jù)牛頓第二定律有f-3f=3ma f=0.01mg代入數(shù)據(jù)解得f=3.6×104n b. 設(shè)每個(gè)動(dòng)車提供最大功率為p，提供的牽引力為f，動(dòng)車勻加速行駛能達(dá)到的最大速度為vm，對(duì)整個(gè)動(dòng)車組進(jìn)行分析，據(jù)牛頓第二

28、定律，有2f-8f=8ma2p=2fvm 2pvm-8f=8ma代入數(shù)據(jù)解得vm=12.5m/s 持續(xù)時(shí)間 t=vma=25s （2）動(dòng)車組以最大速度行駛時(shí)有f牽=f阻=kv，依據(jù)公式p=f牽×v 2p=kv1×v14p=kv2×v2 兩式相比得 v1v2=12 18.如圖所示為某種彈射裝置的示意圖，該裝置由三部分組成，傳送帶左邊是足夠長的光滑水平面，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接著質(zhì)量m=6.0kg的物塊a。裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺(tái)面等高，并能平滑對(duì)接。傳送帶的皮帶輪逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使傳送帶上表面以u(píng)=2.0m/s勻速運(yùn)動(dòng)。傳送帶的右邊是一半徑r=

29、1.25m位于豎直平面內(nèi)的光滑1/4圓弧軌道。質(zhì)量m=2.0kg的物塊b從1/4圓弧的最高處由靜止釋放。已知物塊b與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1，傳送帶兩軸之間的距離l=4.5m。設(shè)物塊a、b之間發(fā)生的是正對(duì)彈性碰撞，第一次碰撞前，物塊a靜止。取g=10m/s2。求：（1）物塊b滑到1/4圓弧的最低點(diǎn)c時(shí)對(duì)軌道的壓力；（2）物塊b與物塊a第一次碰撞后彈簧的最大彈性勢能；（3）如果物塊a、b每次碰撞后，物塊a再回到平衡位置時(shí)彈簧都會(huì)被立即鎖定，而當(dāng)它們?cè)俅闻鲎睬版i定被解除，求物塊b經(jīng)第一次與物塊a碰撞后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間?！敬鸢浮浚?）f1=60n，方向豎直向下（2）12j（3）8s【解析】（1）設(shè)物塊b沿光滑曲面下滑到水平位置時(shí)的速度大小為v0由機(jī)械能守恒知：mgr=12mv02得v0=2gr=5m/s設(shè)物塊b滑到14圓弧的最低點(diǎn)c時(shí)受到的支持力大小為f，由牛頓第二定律得：f-mg=mv02r解得：f=60n由牛頓第三定律得：物塊b滑到14圓弧的最低點(diǎn)c時(shí)受到的支持力大小為f'=60n，方向豎直向下。（2）設(shè)物塊b在傳送帶上滑動(dòng)過程中因受摩擦力