高考物理一輪復(fù)習(xí) 階段綜合檢測(cè)（二）第一-五章驗(yàn)收（含解析）-人教版高三物理試題

第一~五章驗(yàn)收(時(shí)間：100分鐘滿分：120分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題3分，共計(jì)21分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．(2018·汕頭一模)一騎行者所騎自行車(chē)前后輪軸的距離為L(zhǎng)，在水平道路上勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)看到道路前方有一條減速帶時(shí)，立刻剎車(chē)使自行車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，自行車(chē)垂直經(jīng)過(guò)該減速帶時(shí)，對(duì)前、后輪造成的兩次顛簸的時(shí)間間隔為t。利用以上數(shù)據(jù)，可以求出前、后輪經(jīng)過(guò)減速帶這段時(shí)間內(nèi)自行車(chē)的()A．初速度 B．末速度C．平均速度 D．加速度解析：選C在只知道時(shí)間t和這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移x的前提下，由eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)可知能求平均速度eq\x\to(v)，C項(xiàng)正確。2.(2018·武漢模擬)一段圓環(huán)固定在豎直面內(nèi)，O為圓心，輕繩的兩端分別系在圓環(huán)上的P、Q兩點(diǎn)，P、Q兩點(diǎn)等高，一物體通過(guò)光滑的輕質(zhì)掛鉤掛在繩上，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)保持輕繩的Q端位置不變，使P端在圓環(huán)上沿逆時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)，至PO水平。此過(guò)程中輕繩的張力()A．一直減小 B．一直增大C．先增大后減小 D．先減小后增大解析：選B物體通過(guò)光滑的掛鉤掛在繩上，繩各處張力相等。P端沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，兩繩夾角變大，合力大小、方向不變，故兩分力都變大，即輕繩的張力一直增大，選項(xiàng)B正確。3.我國(guó)成功發(fā)射“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，然后發(fā)射“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”對(duì)接，如圖所示，假設(shè)“天宮二號(hào)”與“神舟十一號(hào)”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接，下列措施可行的是()A．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接B．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接C．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接D．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接解析：選C飛船在同一軌道上加速追趕空間實(shí)驗(yàn)室時(shí)，速度增大，所需向心力大于萬(wàn)有引力，飛船將做離心運(yùn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同理，空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上減速等待飛船時(shí)，速度減小，所需向心力小于萬(wàn)有引力，空間實(shí)驗(yàn)室將做近心運(yùn)動(dòng)，也不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)飛船在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速時(shí)，飛船做離心運(yùn)動(dòng)，逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，可實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)C正確；當(dāng)飛船在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速時(shí)，飛船將做近心運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離空間實(shí)驗(yàn)室，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.(2019·溫州九校調(diào)研)環(huán)球飛車(chē)是一場(chǎng)將毫無(wú)改裝的摩托車(chē)文化與舞臺(tái)進(jìn)行演繹的特技炫幻表演。如圖在舞臺(tái)中固定一個(gè)直徑為6.5m的球形鐵籠，其中有一輛摩托車(chē)在與球心共面的水平圓面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A．摩托車(chē)受摩擦力、重力、彈力和向心力的作用B．摩托車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由彈力來(lái)提供C．在此圓周運(yùn)動(dòng)中摩托車(chē)受到的彈力不變D．摩托車(chē)受到水平圓面內(nèi)與運(yùn)動(dòng)方向相同的摩擦力解析：選B摩托車(chē)受摩擦力、重力、彈力的作用，向心力是效果力，受力分析時(shí)不需要分析，故A錯(cuò)誤；摩托車(chē)受摩擦力、重力、彈力的作用，豎直方向重力與摩擦力平衡，所以摩擦力方向豎直向上，彈力提供向心力，所以彈力方向改變，故B正確，C、D錯(cuò)誤。5.如圖所示，在高1.5m的光滑平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為2kg的小球被一細(xì)線拴在墻上，球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)燒斷細(xì)線時(shí)，小球被彈出，小球落地時(shí)的速度方向與水平方向成60°角。下列判斷正確的是(g取10m/s2)()A．彈簧的最大彈性勢(shì)能為10JB．彈簧的最大彈性勢(shì)能為15JC．運(yùn)動(dòng)時(shí)間為eq\f(\r(3),10)sD．落地點(diǎn)到桌子邊緣的距離是eq\r(30)m解析：選A小球離開(kāi)平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，由h＝eq\f(1,2)gt2得，t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\f(\r(30),10)s;則落地時(shí)豎直方向上的分速度vy＝gt＝eq\r(30)m/s。據(jù)題：小球落地時(shí)的速度方向與水平方向成60°角，則有tan60°＝eq\f(vy,v0)，解得v0＝eq\r(10)m/s。所以彈簧被壓縮時(shí)具有的最大彈性勢(shì)能Ep＝eq\f(1,2)mv02＝10J；小球落地點(diǎn)到桌子邊緣的距離是x＝v0t＝eq\r(3)m，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。6.伽利略曾利用對(duì)接斜面研究“力與運(yùn)動(dòng)”的關(guān)系。如圖所示，固定在水平地面上的傾角均為θ的兩斜面，以光滑小圓弧相連接。左側(cè)斜面頂端的小球與兩斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。小球從左側(cè)頂端滑到最低點(diǎn)的時(shí)間為t1，滑到右側(cè)最高點(diǎn)的時(shí)間為t2。規(guī)定兩斜面連接處所在水平面為參考平面，則小球在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的大小v、加速度的大小a、動(dòng)能Ek及機(jī)械能E隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線正確的是()解析：選B小球在兩斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力大小相等，可得小球在左側(cè)斜面下滑時(shí)的加速度大小a1＝gsinθ－μgcosθ，在右側(cè)斜面上滑時(shí)的加速度大小a2＝gsinθ＋μgcosθ，a1<a2，故A錯(cuò)誤，B正確；小球的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2，與速度的二次方成正比，因此，動(dòng)能與時(shí)間關(guān)系圖像是曲線，故C錯(cuò)誤；小球在左側(cè)斜面下滑時(shí)機(jī)械能E＝E0－μmgcosθ·eq\f(1,2)a1t2(0<t≤t1)，在右側(cè)斜面上滑時(shí)機(jī)械能E＝E0－μmgcosθ·eq\f(1,2)a1t12－μmgcosθ·eq\f(1,2)a2(t－t1)2(t1<t≤t2)，小球機(jī)械能與時(shí)間的關(guān)系圖像均為開(kāi)口向下的拋物線，且由于a1<a2，圖像在t1時(shí)刻不是連續(xù)曲線，故D錯(cuò)誤。7．(2017·江蘇高考)如圖所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過(guò)輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細(xì)桿上。物塊質(zhì)量為M，到小環(huán)的距離為L(zhǎng)，其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F。小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動(dòng)。整個(gè)過(guò)程中，物塊在夾子中沒(méi)有滑動(dòng)。小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計(jì)，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是()A．物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩中的張力等于2FB．小環(huán)碰到釘子P時(shí)，繩中的張力大于2FC．物塊上升的最大高度為eq\f(2v2,g)D．速度v不能超過(guò)eq\r(\f(2F－MgL,M))解析：選D物塊受到的摩擦力小于最大靜摩擦力，即Mg<2F。物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊處于平衡狀態(tài)，繩子中的張力T＝Mg≤2F，故A錯(cuò)誤。小環(huán)碰到釘子時(shí)，物塊做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式有：T－Mg＝eq\f(Mv2,L)，T＝Mg＋eq\f(Mv2,L)，所以繩子中的張力與2F大小關(guān)系不確定，B錯(cuò)誤。若物塊做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)的高度低于P點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理有－Mgh＝0－eq\f(1,2)Mv2，則最大高度h＝eq\f(v2,2g)；若物塊做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)的高度高于P點(diǎn)，則根據(jù)動(dòng)能定理有－Mgh＝eq\f(1,2)Mv′2－eq\f(1,2)Mv2，則最大高度h<eq\f(v2,2g)，C錯(cuò)誤。小環(huán)碰到釘子后，物塊做圓周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)，物塊與夾子間的靜摩擦力達(dá)到最大值，由牛頓第二定律知：2F－Mg＝eq\f(Mv2,L)，故最大速度v＝eq\r(\f(2F－MgL,M))，D正確。二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題4分，共計(jì)20分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，錯(cuò)選或不答的得0分)8.2018年5月25日21時(shí)46分，探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)“鵲橋”中繼衛(wèi)星成功實(shí)施近月制動(dòng)，進(jìn)入月球至地月拉格朗日L2點(diǎn)的轉(zhuǎn)移軌道。當(dāng)“鵲橋”位于拉格朗日點(diǎn)(如圖中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人們稱(chēng)為地月系統(tǒng)拉格朗日點(diǎn))上時(shí)，會(huì)在月球與地球的共同引力作用下，幾乎不消耗燃料而保持與月球同步繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(月球的自轉(zhuǎn)周期等于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期)()A．“鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的周期和月球的自轉(zhuǎn)周期相等B．“鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度C．L3點(diǎn)和L2點(diǎn)到地球中心的距離相等D．“鵲橋”在L2點(diǎn)所受月球和地球引力的合力比在其余四個(gè)點(diǎn)都要大解析：選ABD“鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，由于“鵲橋”與月球同步繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，所以“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的周期和月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期相等，又月球的自轉(zhuǎn)周期等于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期，故選項(xiàng)A正確；“鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，由于“鵲橋”與月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，“鵲橋”的軌道半徑大，根據(jù)公式a＝eq\f(4π2,T2)r分析可知，“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度，故選項(xiàng)B正確；若L3點(diǎn)和L2點(diǎn)到地球中心的距離相等，則“鵲橋”在L2點(diǎn)受到月球與地球引力的合力更大，加速度更大，所以周期更短，故L2點(diǎn)到地球中心的距離大于L3點(diǎn)到地球中心的距離，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在5個(gè)點(diǎn)中，L2點(diǎn)離地球最遠(yuǎn)，所以在L2點(diǎn)“鵲橋”所受合力最大，故選項(xiàng)D正確。9.如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，一端系在豎直放置的半徑為R的圓環(huán)頂點(diǎn)P，另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球穿在圓環(huán)上做無(wú)摩擦的運(yùn)動(dòng)。設(shè)開(kāi)始時(shí)小球置于A點(diǎn)，彈簧處于自然狀態(tài)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速率為v，對(duì)圓環(huán)恰好沒(méi)有壓力。下列分析正確的是()A．從A到B的過(guò)程中，小球的機(jī)械能守恒B．從A到B的過(guò)程中，小球的機(jī)械能減少C．小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為mg＋meq\f(v2,R)D．小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為mg＋meq\f(v2,2R)解析：選BC從A到B的過(guò)程中，因彈簧對(duì)小球做負(fù)功，小球的機(jī)械能將減少，A錯(cuò)誤，B正確；在B點(diǎn)對(duì)小球應(yīng)用牛頓第二定律可得：FB－mg＝meq\f(v2,R)，解得FB＝mg＋meq\f(v2,R)，C正確，D錯(cuò)誤。10．(2018·宿遷期末)如圖所示，質(zhì)量相等的兩小球a、b分別從斜面頂端A和斜面中點(diǎn)B沿水平方向拋出，恰好都落在斜面底端。不計(jì)空氣阻力，則有()A．a(chǎn)、b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間滿足ta＝eq\r(2)tbB．a(chǎn)、b的初速度大小滿足va＝2vbC．a(chǎn)、b到達(dá)斜面底端時(shí)速度方向相同D．a(chǎn)、b到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能滿足Eka＝2Ekb解析：選ACD由題意可知兩球下落的高度之比為2∶1，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))，高度之比為2∶1，則ta＝eq\r(2)tb，A正確；兩球的水平位移之比為2∶1，時(shí)間滿足ta＝eq\r(2)tb，根據(jù)v0＝eq\f(x,t)知va＝eq\r(2)vb，B錯(cuò)誤；因?yàn)樵诘锥藘烧呶灰婆c水平方向的夾角相同，故兩者的速度方向相同，C正確；根據(jù)動(dòng)能定理可知，到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能之比Eka∶Ekb＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)mva2＋mgha))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)mvb2＋mghb))＝2∶1，故Eka＝2Ekb，D正確。11．(2019·揚(yáng)州月考)某馬戲團(tuán)演員做滑桿表演，已知豎直滑桿上端固定，下端懸空，滑桿的重力為200N，在桿的頂部裝有一拉力傳感器，可以顯示桿頂端所受拉力的大小。從演員在滑桿上端做完動(dòng)作時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，演員先在桿上靜止了0.5s，然后沿桿下滑，3.5s末剛好滑到桿底端，并且速度恰好為零。整個(gè)過(guò)程演員的v-t圖像和傳感器顯示的拉力隨時(shí)間的變化情況分別如圖甲、乙所示。g取10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()A．演員的體重為800NB．演員在最后2s內(nèi)一直處于超重狀態(tài)C．傳感器顯示的最小拉力為600ND．滑桿長(zhǎng)4.5m解析：選BD由兩題圖結(jié)合可知，靜止時(shí)，傳感器示數(shù)為800N，除去桿的重力200N，演員的重力就是600N，故A錯(cuò)誤；由題圖可知最后2s內(nèi)演員向下減速，故加速度向上，處于超重狀態(tài)，故B正確；在演員加速下滑階段，處于失重狀態(tài)，桿受到的拉力最小，此階段的加速度為：a1＝eq\f(3,1.5－0.5)m/s2＝3.0m/s2，由牛頓第二定律得：mg－F1＝ma1，解得：F1＝420N，加上桿的重力200N，可知桿受的最小拉力為620N，故C錯(cuò)誤；v-t圖像的面積表示位移，則可知，滑桿的總長(zhǎng)度x＝eq\f(1,2)×3×3m＝4.5m，故D正確。12．(2018·齊魯名校協(xié)作體聯(lián)考)如圖甲所示，為測(cè)定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系，將某一物體沿足夠長(zhǎng)的斜面每次以不變的初速率v0向上推出，調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角θ，實(shí)驗(yàn)測(cè)得x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2，根據(jù)圖像可求出(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()A．物體的初速率v0＝3m/sB．物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.75C．取不同的傾角θ，物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值xmin＝1.44mD．當(dāng)某次θ＝30°時(shí)，物體達(dá)到最大位移后將沿斜面下滑解析：選BC由題圖乙可知，當(dāng)傾角θ＝0時(shí)，位移為2.40m，而當(dāng)傾角為90°時(shí)，位移為1.80m，則由豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得v0＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×1.80)m/s＝6m/s，故A錯(cuò)誤；當(dāng)傾角為0時(shí)，由動(dòng)能定理可得－μmgx＝0－eq\f(1,2)mv02，解得μ＝0.75，故B正確；取不同的傾角θ，由動(dòng)能定理得－mgxsinθ－μmgxcosθ＝0－eq\f(1,2)mv02，解得x＝eq\f(v02,2gsinθ＋μcosθ)＝eq\f(36,2×10×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sinθ＋\f(3,4)cosθ)))m＝eq\f(36,25×sinθ＋α)m，當(dāng)θ＋α＝90°時(shí)位移最小，xmin＝1.44m，故C正確；若θ＝30°時(shí)，重力沿斜面向下的分力為mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，摩擦力Ff＝μmgcos30°＝eq\f(3\r(3),8)mg，又因最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，故物體達(dá)到最高點(diǎn)后，不會(huì)沿斜面下滑，故D錯(cuò)誤。三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共18分)13．(8分)光電門(mén)在測(cè)量物體的瞬時(shí)速度方面有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，比如在探究加速度和力的關(guān)系時(shí)就省去了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分析紙帶的不便，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)雖然少了計(jì)算的麻煩，卻必須要測(cè)量遮光條的寬度，游標(biāo)卡尺測(cè)量的結(jié)果如圖乙所示，我們可以發(fā)現(xiàn)游標(biāo)尺上每一分度與主尺上的最小刻度相差________cm，遮光條寬度d為_(kāi)_______cm。(2)某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，已經(jīng)得到AB之間的距離l和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t和力傳感器的示數(shù)F，若要完成探究目的，還需要滿足的條件是______________。若要以F為橫坐標(biāo)，做出一條傾斜的直線來(lái)判斷加速度和力成正比，那么縱坐標(biāo)的物理量應(yīng)該是________eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(選填“t2”或“\f(1,t2)”))。解析：(1)游標(biāo)尺共計(jì)20個(gè)分度，總長(zhǎng)19mm，每個(gè)分度長(zhǎng)0.95mm，主尺的最小刻度是1mm，相差0.005cm。d＝2mm＋5×0.05mm＝2.25mm＝0.225cm。(2)要測(cè)量加速度，已經(jīng)知道滑塊在B點(diǎn)的速度，AB之間的距離，根據(jù)v2－v02＝2ax，必須知道初速度，而A點(diǎn)沒(méi)有光電門(mén)，所以滑塊在A點(diǎn)必須從靜止開(kāi)始釋放。由F＝ma，a＝eq\f(v2,2l)＝eq\f(d2,2lt2)可得，F(xiàn)＝eq\f(md2,2lt2)∝eq\f(1,t2)，所以處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出eq\f(1,t2)-F圖像。答案：(1)0.0050.225(2)滑塊在A點(diǎn)靜止釋放eq\f(1,t2)14．(10分)(2018·泰州中學(xué)月考)如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德(G·Atwood1746－1807)創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來(lái)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如圖乙所示。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)進(jìn)行了如下步驟：①將質(zhì)量均為M(A的含擋光片、B的含掛鉤)的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。測(cè)量出______________(填“A的上表面”“A的下表面”或“擋光片中心”)到光電門(mén)中心的豎直距離h。②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)中的物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，光電門(mén)記錄擋光片擋光的時(shí)間為Δt。③測(cè)出擋光片的寬度d，計(jì)算有關(guān)物理量，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(2)如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為_(kāi)___________(已知重力加速度為g)。(3)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的原因有__________________________________(寫(xiě)一條即可)。(4)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，該同學(xué)突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機(jī)械能守恒，不斷增大物塊C的質(zhì)量m，重物B的加速度a也將不斷增大，那么a與m之間有怎樣的定量關(guān)系？a隨m增大會(huì)趨于一個(gè)什么值？請(qǐng)你幫該同學(xué)解決。①寫(xiě)出a與m之間的關(guān)系式(還要用到M和g)：________________。②a的值會(huì)趨于________。解析：(1)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的原理是系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，即需要測(cè)量系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量，則應(yīng)該測(cè)量出擋光片中心到光電門(mén)中心的距離。(2)系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量ΔEp＝mgh，系統(tǒng)的末速度為：v＝eq\f(d,Δt)，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為：ΔEk＝eq\f(1,2)(2M＋m)v2＝eq\f(1,2)(2M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2，若系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有：mgh＝eq\f(1,2)(2M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2。(3)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件是只有重力做功，引起實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能有：繩子有質(zhì)量、滑輪與繩子之間有摩擦、重物運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力等。(4)根據(jù)牛頓第二定律得，系統(tǒng)所受的合力為mg，由牛頓第二定律：mg＝(2M＋m)a，則系統(tǒng)加速度為：a＝eq\f(mg,2M＋m)＝eq\f(g,\f(2M,m)＋1)，當(dāng)m不斷增大，則a趨向于g。答案：(1)①擋光片中心(2)mgh＝eq\f(1,2)(2M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2繩子有質(zhì)量、滑輪與繩子之間有摩擦、重物運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力等(4)a＝eq\f(mg,2M＋m)重力加速度g四、計(jì)算題(本題共4小題，共61分)15．(14分)光滑水平面上放著質(zhì)量mA＝1kg的物塊A與質(zhì)量mB＝2kg的物塊B，A與B均可視為質(zhì)點(diǎn)，A靠在豎直墻壁上，A、B間夾一個(gè)被壓縮的輕彈簧(彈簧與A、B均不拴接)，用手擋住B不動(dòng)，此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能Ep＝49J。在A、B間系一輕質(zhì)細(xì)繩，細(xì)繩長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度，如圖所示。放手后B向右運(yùn)動(dòng)，繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷，之后B沖上與水平面相切的豎直半圓光滑軌道，其半徑R＝0.5m，B恰能到達(dá)最高點(diǎn)C。g取10m/s2，求：(1)繩拉斷后物塊B到達(dá)半圓軌道最低點(diǎn)的速度大??；(2)繩拉斷過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能大小。解析：(1)設(shè)物塊B到達(dá)C點(diǎn)的速率為vC，根據(jù)物塊B恰能到達(dá)最高點(diǎn)C有：mBg＝mBeq\f(vC2,R)物塊B由最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C這一過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理：－2mBgR＝eq\f(1,2)mBvC2－eq\f(1,2)mBv2解得：v＝5m/s。(2)設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)物塊B的速率為v1，取向右為正方向，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物塊B的動(dòng)能，Ep＝eq\f(1,2)mBv12，繩拉斷過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能大?。害＝Ep－eq\f(1,2)mv2＝24J。答案：(1)5m/s(2)24J16．(15分)如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過(guò)陶罐球心O的對(duì)稱(chēng)軸OO′重合。一小物塊置于陶罐內(nèi)壁上，它和O點(diǎn)的連線與OO′之間的夾角θ＝53°。已知物塊與陶罐內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，重力加速度大小為g，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。(1)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止不動(dòng)時(shí)，小物塊放置后開(kāi)始沿內(nèi)壁下滑時(shí)的加速度大??；(2)轉(zhuǎn)臺(tái)以一定角速度勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)罐壁靜止。求轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的角速度ω在什么范圍內(nèi)？解析：(1)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止不動(dòng)時(shí)，小物塊放置后，有mgsinθ－μmgcosθ＝ma，代入數(shù)據(jù)解得物塊的加速度大小a＝0.5g。(2)小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度最小為ω1，此時(shí)摩擦力方向沿切線向上，有N1sinθ－f1cosθ＝mω12r，N1cosθ＋f1sinθ＝mg，f1＝μN(yùn)1，r＝Rsinθ，聯(lián)立解得ω1＝eq\r(\f(5g,8R))小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度最大為ω2，此時(shí)摩擦力方向沿切線向下，有N2sinθ＋f2cosθ＝mω22r，N2cosθ－f2sinθ＝mg，f2＝μN(yùn)2，聯(lián)立解得ω2＝eq\r(\f(55g,8R))轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的角速度的取值范圍為eq\r(\f(5g,8R))≤ω≤eq\r(\f(55g,8R))。答案：(1)0.5g(2)eq\r(\f(5g,8R))≤ω≤eq\r(\f(55g,8R))17．(16分)如圖甲所示，一傾角為37°的傳送帶以恒定速度運(yùn)行?，F(xiàn)將一質(zhì)量m＝1kg的小物體拋上傳送帶，物體相對(duì)地面的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。取沿傳送帶向上為正方向，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)0～8s內(nèi)物體位移的大??；(2)物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)0～8s內(nèi)物體機(jī)械能增量及因與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q。解析：(1)由題圖乙可知，0～8s內(nèi)物體位移的大小等于0～8s內(nèi)圖線與時(shí)間軸所圍面積的大小，即為：x＝－eq\f(1,2)×2×2m＋eq\f(1,2)×(2＋6)×4m＝14m。(2)由題圖乙可知，物體相對(duì)傳送帶滑動(dòng)時(shí)加速度為：a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(2,2)m/s2＝1m/s2由牛頓第二定律，得：μmg