2024屆湖北省武漢市華中師大一附中高三上學(xué)期期中物理試題及答案

華中師大一附中2023—2024學(xué)年度上學(xué)期高三期中檢測物理試題考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分一、選擇題：本大題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求；第8~11題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.小明同學(xué)將手中的空可樂罐水平扔向垃圾桶，可樂罐的軌跡如圖所示。不計(jì)空氣阻力，為把可樂罐扔進(jìn)垃圾桶，小明可以（??）A.只減小扔可樂罐的初速度B.只減小扔出可樂罐時(shí)的高度C.只減小扔出可樂罐時(shí)人與垃圾桶的水平距離D.以上說法均不可能實(shí)現(xiàn)2.一不可伸長的細(xì)線套在兩光滑且大小不計(jì)的定滑輪上，質(zhì)量為m的圓環(huán)穿過細(xì)線，如圖所示。若AC段豎直，BC段水平，AC長度等于BC長度，重力加速度為g，細(xì)線始終有張力作用，現(xiàn)施加一作用力F使圓環(huán)保持靜止?fàn)顟B(tài)，則力F的最小值為（??）2A.mgB.mgC.2mgD.2mg23.2023年4月24日，國家航天局和中國科學(xué)院聯(lián)合發(fā)布了我國首張火星全球影像圖。它是天問一號環(huán)繞器攜帶的中分辨率相機(jī)獲取的14757幅影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后繪制而成的。綜合考慮環(huán)繞器全球遙感探測和火星車中繼通信需求，工程研制團(tuán)隊(duì)為環(huán)繞器優(yōu)化了軌道設(shè)計(jì)，確定了近火點(diǎn)約265千米、遠(yuǎn)火點(diǎn)約1.07萬千米、周期約7.08小時(shí)的橢圓軌道方案，如圖所示。若只考慮環(huán)繞器和火星之間的相互作用，引力常數(shù)為G，下列說法正確的是（??）A.環(huán)繞器從Q到N階段，速率逐漸變小B.環(huán)繞器從Q到N階段，機(jī)械能逐漸變大C.題目信息可以估測火星的質(zhì)量D.題目信息可以估測火星的第一宇宙速度xt4.一物體從坐標(biāo)原點(diǎn)豎直向上拋出，運(yùn)動過程中受大小恒定的阻力，則該物體的圖像可大致表示為（??）A.C.B.D.5.如圖所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速度4m/s順時(shí)針運(yùn)行，質(zhì)量為1kg的小物塊以6m/s的初速度從傳送帶右端滑上傳送帶，經(jīng)一段時(shí)間后小物塊離開傳送帶。已知小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為g10m/s2，對上述過程，下列說法正確的是（??）0.2，傳送帶的長度為10m，重力加速度A.小物塊對傳送帶做功為20JB.小物塊對傳送帶做功為48JC.帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機(jī)多做的功為40JD.帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機(jī)多做的功為50J6.如圖所示，質(zhì)量為1kg的木塊（視為質(zhì)點(diǎn)）被水平向左的力F壓在豎直墻壁上，其壓力F=kx（k為常數(shù)，x5m處靜止釋放，到達(dá)地面時(shí)速度恰減為0。若木塊與墻面之間的動摩擦因數(shù)0.2，重力加速度大小為10m/s，則（??）2A.k=4B.k=20C.木塊下滑過程中，在x=1.25m處速度最大，且最大值為5m/sD.木塊下滑過程中，在x=2.50m處速度最大，且最大值為10m/s7.如圖甲所示，質(zhì)量分別為1kg、2kg、3kg的三個(gè)物塊A、B、C疊放在水平面上，現(xiàn)對物塊B施加一水平向右的拉力F，物塊A、B、C物塊A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，物塊B、C間的動摩擦因數(shù)為μ，物塊C與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，123g10m/s2，重力加速度下列說法正確的是（??）??0.4D.A.μ1=0.1B.μ1=0.2C.8.如圖所示，傾角為30°的光滑斜面A上放置一小球B，小球B在高為h處。給A一個(gè)水平向右的外力F使A、B恰分離。不計(jì)摩擦阻力和空氣阻力，重力加速度為g，已知A、B的質(zhì)量分別是3m、m，在B下降h的過程中，下列說法正確的是（??）A.A3gB.B的加速度為gC.外力F的大小D.外力F的做功9mgh9.某景區(qū)的彩虹滑梯如圖所示，由兩段傾角不同的直軌道（第一段傾角較大）組成，同種材料制成的粗糙斜面AB和BC高度相同，以底端C所在水平直線為x軸，頂端A在x軸上的投影O為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系。一游客靜止開始從頂端A下滑到底端，若規(guī)定x軸所在的水平面為零勢能面，則物體在兩段斜面上運(yùn)動過程中動能E?、重力勢能E、機(jī)械能E、產(chǎn)生的熱量Q隨物體在x軸上投影位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系圖像中正確的是（??）A.B.C.D.10.如圖所示，一彈簧一端固定在傾角為θ=37°的足夠長的光滑固定斜面的底端，另一端拴住質(zhì)量為1kg的物體P，Q為一質(zhì)量為2kg的物體，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)給物體Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的恒力F，此后P、Q一起運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)恰好未分離。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s，則有（??）A.恒力F的大小為36NB.恒力F剛施加給P的瞬間，P、Q間彈力大小為9.6NC.物塊P的速度最大時(shí)，P、Q間彈力大小為2ND.物塊P運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧彈力大小為3.6N二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.用如圖所示的演示裝置來探究小球做圓周運(yùn)動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。勻速轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)小球也隨著做勻速圓周運(yùn)動。橫臂的擋板對球的彈力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值。請回答相關(guān)問題：（1）在探究向心力與半徑、質(zhì)量、角速度的關(guān)系時(shí)，用到的實(shí)驗(yàn)方法是______。A．微元法B．等效替代法C．控制變量法D．理想化模型法（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，A、C到塔輪中心距離相同，將皮帶處于左右塔輪的半徑不等的層上。勻速轉(zhuǎn)動手柄，觀察左右露出的刻度，左邊標(biāo)尺露出1格，右邊標(biāo)尺露出2格，則皮帶連接的左、右塔輪半徑之比為______。（3）在（2）的實(shí)驗(yàn)中，其他條件不變，若減小手柄勻速轉(zhuǎn)動的速度，則下列符合實(shí)驗(yàn)實(shí)際的是______。A．左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變大，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值變大B．左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變大，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值變小C．左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變小，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值變小D．左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變小，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值不變12.某實(shí)驗(yàn)小組用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶由靜止開始下落。（1）對于該實(shí)驗(yàn)，下列操作中對減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是______。A．重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B．兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正C．精確測量出重物的質(zhì)量D．用手托穩(wěn)重物，接通電源后，再釋放重物（2）實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖所示。紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測量，圖中給出這三個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h、h和hc的值。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為ABg9.80ms2，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重物速度50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹镋的大小vB=______m/s。從紙帶上打出O點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，重物減少的重力勢能，與增加的動能△E?pEpEk100%可知其相對誤差為______。的大小關(guān)系是ΔE______ΔE（“>”“=”“<pkEp為了進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)精度，該實(shí)驗(yàn)小組改用光電計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。讓鋼球吸附器吸附小鋼球并測量小鋼球中部到光電門的高度h。小鋼球由靜止釋放，記錄小鋼球通過光電門所用的時(shí)間t；改變光電門的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄多組關(guān)于h、t的數(shù)據(jù)。（3）小鋼球直徑d為_____cm（4）為驗(yàn)證機(jī)械能守恒，要驗(yàn)證的表達(dá)式為_____（已知h，t，d及當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭）13.如圖所示，小院里的一條葫蘆藤上結(jié)了三只葫蘆，葫蘆藤視為輕質(zhì)，三個(gè)葫蘆質(zhì)量均為m，藤的最下一段水平纏繞在瓜架立柱上，最上一段纏繞在橫梁上，與豎直方向夾角為30，重力加速度為g，求藤上各段拉力的大?。◤纳系较聦⑻偕细鞫尉幪枮?、2、3、414.在某次自動駕駛測試中，測試車輛在平直、雙車道公路（如圖）上右側(cè)車道正中間以54km/h的速度勻速行駛，某時(shí)刻探測到前方有一大型動物從左向右橫穿公路，然后停在右側(cè)車道上，恰好占據(jù)整個(gè)車道，此時(shí)車輛離動物x=36m左側(cè)車道無來車。車載電腦經(jīng)過0.4s的分析和模擬計(jì)算，開始執(zhí)行應(yīng)對措施。設(shè)車身寬度d=2.5m，車道寬度D=3.5m，車身在地面投影為矩形，路面與車胎間動摩擦因數(shù)0.75可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，忽略車身各部分間運(yùn)動情況的差異，g10m/s2求：（1）若測試車輛采取減速措施，在離動物5m以外剎停，剎車加速度至少為多大；（2）若測試車輛不減速而是通過圓弧、直線、圓弧的軌跡進(jìn)入左側(cè)車道來避讓前方的動物，為防止側(cè)滑，轉(zhuǎn)向過程中車輛做圓周運(yùn)動半徑R的最小值；（3）在情況（2）下，為防止車輛失控，每次轉(zhuǎn)向角度要盡量小，而且經(jīng)過動物時(shí)留有最大距離，求左轉(zhuǎn)向過程中速度方向變化量θ15.如圖所示，底部帶有擋板的固定斜面，傾角為30，上有質(zhì)量為2m的長木板A，其下端距擋板間3的距離為L，質(zhì)量為m的小物塊B置于木板A的頂端，B與木板A之間的動摩擦因數(shù)為1木板A232無初速度釋放二者，當(dāng)木板滑到斜面底端時(shí)，與底部的擋板發(fā)生彈性與斜面間的動摩擦因數(shù)為6碰撞，且碰撞時(shí)間極短。小物塊B全程沒有脫離木板A且沒有與擋板接觸，可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g（1）木板A與小物塊B運(yùn)動過程中各階段加速度大?。唬?）從釋放到A與擋板發(fā)生第二次碰撞前A與斜面摩擦產(chǎn)生的熱量；（3）木板A長度的最小值。華中師大一附中2023—2024學(xué)年度上學(xué)期高三期中檢測物理試題考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分一、選擇題：本大題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求；第8~11題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.小明同學(xué)將手中的空可樂罐水平扔向垃圾桶，可樂罐的軌跡如圖所示。不計(jì)空氣阻力，為把可樂罐扔進(jìn)垃圾桶，小明可以（??）A.只減小扔可樂罐的初速度B.只減小扔出可樂罐時(shí)的高度C.只減小扔出可樂罐時(shí)人與垃圾桶的水平距離D.以上說法均不可能實(shí)現(xiàn)【答案】C【解析】【詳解】A．可樂罐做平拋運(yùn)動，設(shè)初速度為v0，拋出點(diǎn)距桶的高度為h，水平位移為x，則有平拋運(yùn)動的時(shí)間為2htg水平位移為2hx0t0g拋出點(diǎn)的位置不變，高度不變，增大初速度，可增大水平位移，從而把可樂罐扔進(jìn)垃圾桶，A錯(cuò)誤；BA變，初速度不變，水平位移會減小，從而不會把可樂罐扔進(jìn)垃圾桶，B錯(cuò)誤；CD．可樂罐拋出時(shí)的高度不變，初速度不變，只減小扔出可樂罐時(shí)人與垃圾桶的水平距離，由題圖可知，會把可樂罐扔進(jìn)垃圾桶，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。2.一不可伸長的細(xì)線套在兩光滑且大小不計(jì)的定滑輪上，質(zhì)量為m的圓環(huán)穿過細(xì)線，如圖所示。若AC段豎直，BC段水平，AC長度等于BC長度，重力加速度為g，細(xì)線始終有張力作用，現(xiàn)施加一作用力F使圓環(huán)保持靜止?fàn)顟B(tài)，則力F的最小值為（??）2A.mgB.mgC.2mgD.2mg2【答案】A【解析】【詳解】兩細(xì)繩對圓環(huán)的拉力大小相等，則合力方向斜向左上方，則當(dāng)作用力F與該合力垂直時(shí)，作用力F最小，即F的最小值為2F452故選A。3.2023年4月24日，國家航天局和中國科學(xué)院聯(lián)合發(fā)布了我國首張火星全球影像圖。它是天問一號環(huán)繞器攜帶的中分辨率相機(jī)獲取的14757幅影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后繪制而成的。綜合考慮環(huán)繞器全球遙感探測和火星車中繼通信需求，工程研制團(tuán)隊(duì)為環(huán)繞器優(yōu)化了軌道設(shè)計(jì)，確定了近火點(diǎn)約265千米、遠(yuǎn)火點(diǎn)約1.07萬千米、周期約7.08小時(shí)的橢圓軌道方案，如圖所示。若只考慮環(huán)繞器和火星之間的相互作用，引力常數(shù)為G，下列說法正確的是（??）A.環(huán)繞器從Q到N階段，速率逐漸變小B.環(huán)繞器從Q到N階段，機(jī)械能逐漸變大C.題目信息可以估測火星的質(zhì)量D.題目信息可以估測火星的第一宇宙速度【答案】C【解析】【詳解】A．環(huán)繞器從Q到N階段，引力做正功，則速率逐漸變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．環(huán)繞器從Q到N階段，只有引力做功，機(jī)械能逐漸不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)題中數(shù)據(jù)可知橢圓長軸的長度a，根據(jù)開普勒第三定律，相當(dāng)于探測器繞半徑為a的原軌道運(yùn)動時(shí)的周期也為T，則根據(jù)2Gmrr2T2可以估測火星的質(zhì)量，選項(xiàng)C正確；D．因火星的半徑未知，則不能估測火星的第一宇宙速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。xt4.一物體從坐標(biāo)原點(diǎn)豎直向上拋出，運(yùn)動過程中受大小恒定的阻力，則該物體的圖像可大致表示為（??）A.C.B.D.【答案】B【解析】【詳解】一物體從坐標(biāo)原點(diǎn)豎直向上拋出，運(yùn)動過程中受大小恒定的阻力，可知物體先向上做勻減速直線xt運(yùn)動，到達(dá)最高點(diǎn)后，再向下做勻加速直線運(yùn)動；根據(jù)圖像的切線斜率絕對值表示速度大小可知，xt圖像的切線斜率絕對值先逐漸減小到0，再逐漸增大。故選B。5.如圖所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速度4m/s順時(shí)針運(yùn)行，質(zhì)量為1kg的小物塊以6m/s的初速度從傳送帶右端滑上傳送帶，經(jīng)一段時(shí)間后小物塊離開傳送帶。已知小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為g10m/s2，對上述過程，下列說法正確的是（??）0.2，傳送帶的長度為10m，重力加速度A.小物塊對傳送帶做功為20JB.小物塊對傳送帶做功為48JC.帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機(jī)多做的功為40JD.帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機(jī)多做的功為50J【答案】C【解析】【詳解】AB．物塊的加速度大小為a2m/s2m物塊向左減速至0v202ax9m物塊向左運(yùn)動的時(shí)間為向右運(yùn)動至共速的時(shí)間為小物塊對傳送帶做功為0a1vt2aWmgvtt40J12AB錯(cuò)誤；CD．全程物塊與傳送帶的相對位移為v202a1xat2225m122根據(jù)功能關(guān)系，帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機(jī)多做的功為1212mgx2240JW0C正確，D錯(cuò)誤。故選C。6.如圖所示，質(zhì)量為1kg的木塊（視為質(zhì)點(diǎn)）被水平向左的力F壓在豎直墻壁上，其壓力F=kx（k為常數(shù)，x5m處靜止釋放，到達(dá)地面時(shí)速度恰減為0。若木塊與墻面之間的動摩擦因數(shù)0.2，重力加速度大小為10m/s，則（??）2A.k=4B.k=20C.木塊下滑過程中，在x=1.25m處速度最大，且最大值為5m/sD.木塊下滑過程中，在x=2.50m處速度最大，且最大值為10m/s【答案】B【解析】【詳解】AB．彈力隨位移均勻變化，根據(jù)動能定理mghh02得k20A錯(cuò)誤，B正確；CD．當(dāng)重力與摩擦力相等時(shí)，木塊加速度為0，速度最大，即得x2.50m根據(jù)動能定理1mgxx222得v5m/sCD錯(cuò)誤。故選B。7.如圖甲所示，質(zhì)量分別為1kg、2kg、3kg的三個(gè)物塊A、B、C疊放在水平面上，現(xiàn)對物塊B施加一水平向右的拉力F，物塊A、B、C物塊A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，物塊B、C間的動摩擦因數(shù)為μ，物塊C與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，123g10m/s2，重力加速度下列說法正確的是（??）??0.4D.A.μ1=0.1B.μ1=0.2C.【答案】C【解析】F6N1【詳解】由圖可知，當(dāng)時(shí)B開始有加速度，此時(shí)應(yīng)該是ABC整體一起相對地面開始滑動，所以此時(shí)的F大小應(yīng)等于整體與地面的最大靜摩擦力，即有6NF1ABmgC3得30.1當(dāng)F=12N，a=1m/s2時(shí)，此時(shí)應(yīng)該是AB一起與C發(fā)生相對的滑動，即有22Ama2AmgB2B2得20.3當(dāng)F=21N，a=4m/s2時(shí)，此時(shí)應(yīng)該是B與A，B與C都發(fā)生相對的滑動，即有33AmgB3F3Ag1B2得10.4故選C8.如圖所示，傾角為30°的光滑斜面A上放置一小球B，小球B在高為h處。給A一個(gè)水平向右的外力F使A、B恰分離。不計(jì)摩擦阻力和空氣阻力，重力加速度為g，已知A、B的質(zhì)量分別是3m、m，在B下降h的過程中，下列說法正確的是（??）A.A的加速度為3gB.B的加速度為gC.外力F的大小D.外力F的做功9mgh【答案】ABD【解析】【詳解】AB．由題意可知，A向右做勻加速直線運(yùn)動，B做自由落體運(yùn)動，設(shè)A的加速度為a，可知A、B的運(yùn)動應(yīng)滿足121at2tan30gt22解得a3gAB正確；C．由牛頓第二定律可得FAam3g3C錯(cuò)誤；D．由自由落體運(yùn)動位移時(shí)間公式，對B可得1h222h2tg則有A的位移112hxat23gh22g由功的計(jì)算公式，可得外力F的做功WFx9mghD正確。故選ABD。9.某景區(qū)的彩虹滑梯如圖所示，由兩段傾角不同的直軌道（第一段傾角較大）組成，同種材料制成的粗糙斜面AB和BC高度相同，以底端C所在水平直線為x軸，頂端A在x軸上的投影O為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系。一游客靜止開始從頂端A下滑到底端，若規(guī)定x軸所在的水平面為零勢能面，則物體在兩段斜面上運(yùn)動過程中動能E?、重力勢能E、機(jī)械能E、產(chǎn)生的熱量Q隨物體在x軸上投影位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系圖像中正確的是（??）A.B.C.D.【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)動能定理xEkmgxtantanx由于第一段斜面傾角大于第二段?？芍?，則Ek-x圖像的斜率先大后小，A錯(cuò)誤；B．重力勢能為EEmgxtanptan則Ep-x圖像斜率大小等于C．產(chǎn)生的熱量Q為，由于第一段斜面傾角大于第二段，則圖像的斜率先大后小，B正確；xQcosmgxcosQ-x圖像為正比例關(guān)系，C正確；D．機(jī)械能為EEQEmgx圖線斜率不變，D錯(cuò)誤。故選C。10.如圖所示，一彈簧一端固定在傾角為θ=37°的足夠長的光滑固定斜面的底端，另一端拴住質(zhì)量為1kg的物體P，Q為一質(zhì)量為2kg的物體，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)給物體Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的恒力F，此后P、Q一起運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)恰好未分離。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s，則有（??）A.恒力F的大小為36NB.恒力F剛施加給P的瞬間，P、Q間彈力大小為9.6NC.物塊P的速度最大時(shí)，P、Q間彈力大小為2ND.物塊P運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧彈力大小為3.6N【答案】BD【解析】【詳解】AD.由題可知，由于P、Q一起運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)恰好未分離，所以P、Q全程在做簡諧運(yùn)動，因此在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的加速度大小相同，方向相反，大小設(shè)為a，在最低點(diǎn)時(shí)，彈簧彈力和P、Q總重力大小相等，因此有PFmmaQ在最高點(diǎn)時(shí)，由于P、Q剛分離，分別對P、Q進(jìn)行分析有Pgsin37彈2Pamgsin37FmaQQ聯(lián)立上述式子得5FN12am/s25F彈23.6N故A錯(cuò)誤，D正確；B.恒力F剛施加給P的瞬間，P、Q間彈力大小設(shè)為F1，對Q有FFsin37ma1Q得19.6N故B正確；C.物塊P的速度最大時(shí)，P、Q整體處于簡諧運(yùn)動平衡位置，即加速度為0，此時(shí)有FFmgsin370NQ得N4.8N故C錯(cuò)誤。故選BD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.用如圖所示的演示裝置來探究小球做圓周運(yùn)動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。勻速轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)小球也隨著做勻速圓周運(yùn)動。橫臂的擋板對球的彈力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值。請回答相關(guān)問題：（1）在探究向心力與半徑、質(zhì)量、角速度的關(guān)系時(shí)，用到的實(shí)驗(yàn)方法是______。A．微元法B．等效替代法C．控制變量法D．理想化模型法（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，A、C到塔輪中心距離相同，將皮帶處于左右塔輪的半徑不等的層上。勻速轉(zhuǎn)動手柄，觀察左右露出的刻度，左邊標(biāo)尺露出1格，右邊標(biāo)尺露出2格，則皮帶連接的左、右塔輪半徑之比為______。（3）在（2）的實(shí)驗(yàn)中，其他條件不變，若減小手柄勻速轉(zhuǎn)動的速度，則下列符合實(shí)驗(yàn)實(shí)際的是______。A．左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變大，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值變大B．左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變大，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值變小C．左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變小，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值變小D．左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變小，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值不變【答案】【解析】①.C②.2:1③.D1）[1]在探究向心力大小F與半徑r、質(zhì)量m、角速度ω的關(guān)系時(shí)，需要先控制某些量不變，探究其中的兩個(gè)物理量的關(guān)系，即用控制變量法，ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。（2）[2]由Fr2可知，兩球的向心力之比為1∶2，兩球的質(zhì)量相等，轉(zhuǎn)動半徑相同，則有轉(zhuǎn)動的角速度之比為1∶2，因用皮帶連接的左、右塔輪，輪緣的線速度大小相等，由v=ωr可知，左、右塔輪半徑之比為2∶1。（3）[3]其他條件不變，若減小手柄轉(zhuǎn)動的速度，則有兩鋼球所需的向心力都減小，左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變小，可是向心力之比不變，即兩標(biāo)尺示數(shù)的比值不變，因此ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。12.某實(shí)驗(yàn)小組用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶由靜止開始下落。（1）對于該實(shí)驗(yàn)，下列操作中對減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是______。A．重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B．兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正C．精確測量出重物的質(zhì)量D．用手托穩(wěn)重物，接通電源后，再釋放重物（2）實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖所示。紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測量，圖中給出這三個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h、h和hc的值。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為ABg9.80ms2，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重物速度50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹镋的大小vB=______m/s。從紙帶上打出O點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，重物減少的重力勢能，與增加的動能△E?pEpEk100%可知其相對誤差為______。的大小關(guān)系是ΔE______ΔE（“>”“=”“<pkEp為了進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)精度，該實(shí)驗(yàn)小組改用光電計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。讓鋼球吸附器吸附小鋼球并測量小鋼球中部到光電門的高度h。小鋼球由靜止釋放，記錄小鋼球通過光電門所用的時(shí)間t；改變光電門的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄多組關(guān)于h、t的數(shù)據(jù)。（3）小鋼球直徑d為_____cm（4）為驗(yàn)證機(jī)械能守恒，要驗(yàn)證的表達(dá)式為_____（已知h，t，d及當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭）d2【答案】【解析】①.AB##BA②.3.9③.>④.1.3%⑤.1.165⑥.ght21）[1]A．重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘，這樣會減小空氣阻力的影響，對減小實(shí)驗(yàn)誤差有利，A正確；B．兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正，這樣重物帶動紙帶下落時(shí)會減小紙帶與兩限位孔間的摩擦力，對減小實(shí)驗(yàn)誤差有利，B正確；C．在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，其表達(dá)式為1mgh22上式質(zhì)量可以消去，因此不需精確測量出重物的質(zhì)量，C錯(cuò)誤；D．用手托穩(wěn)重物，接通電源后，再釋放重物，這樣紙帶在下落時(shí)會彎曲，增大與限位孔間的摩擦力，不利于減小實(shí)驗(yàn)誤差，D錯(cuò)誤。故選AB。（2）[2]已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，則有打點(diǎn)周期為11Tsf50由某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，可得打B點(diǎn)時(shí)，重物速度的大小hhh86.5970.99vBCA10ms3.9ms2tT20.02[3]重物減少的重力勢能EpBm9.8078.59107.7m2重物增加的動能可知11E2B0m3.927.6mk22ΔEp>ΔEkEpEk100%，可得其相對誤差為[4]由公式Ep7.7m7.6m7.7m100%1.3%（3）[5]由題圖可知，游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為1.1cm，游標(biāo)尺的第13條刻度線與主尺的某刻度線對齊，則游標(biāo)尺的讀數(shù)為0.05×13mm=0.65mm=0.065cm可得小鋼球直徑d為d=1.1cm+0.065cm=1.165cm（4）[6]時(shí)間極短的平均速度代替瞬時(shí)速度，可得小鋼球中心位置經(jīng)光電門時(shí)的速度dv中t為驗(yàn)證機(jī)械能守恒，要驗(yàn)證的表達(dá)式為211dmmgh2中2t2整理可得d2ght213.如圖所示，小院里的一條葫蘆藤上結(jié)了三只葫蘆，葫蘆藤視為輕質(zhì)，三個(gè)葫蘆質(zhì)量均為m，藤的最下一段水平纏繞在瓜架立柱上，最上一段纏繞在橫梁上，與豎直方向夾角為30，重力加速度為g，求藤上各段拉力的大?。◤纳系较聦⑻偕细鞫尉幪枮?、2、3、4F2F7F32F，【答案】【解析】，，124【詳解】將三個(gè)葫蘆視為整體，由平衡得12Ftan30，4cos30設(shè)藤2與豎直夾角為，對1、2之間的葫蘆分析得FsinFsinFcosFcos，1212解得27設(shè)藤3與豎直夾角為，對2、3之間的葫蘆分析得3sinFFmg，43解得3214.在某次自動駕駛測試中，測試車輛在平直、雙車道公路（如圖）上右側(cè)車道正中間以54km/h的速度勻速行駛，某時(shí)刻探測到前方有一大型動物從左向右橫穿公路，然后停在右側(cè)車道上，恰好占據(jù)整個(gè)車道，此時(shí)車輛離動物x=36m左側(cè)車道無來車。車載電腦經(jīng)過0.4s的分析和模擬計(jì)算，開始執(zhí)行應(yīng)對措施。設(shè)車身寬度d=2.5m，車道寬度D=3.5m，車身在地面投影為矩形，路面與車胎間動摩擦因數(shù)0.75可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，忽略車身各部分間運(yùn)動情況的差異，g10m/s2求：（1）若測試車輛采取減速措施，在離動物5m以外剎停，剎車加速度至少為多大；（2）若測試車輛不減速而是通過圓弧、直線、圓弧的軌跡進(jìn)入左側(cè)車道來避讓前方的動物，為防止側(cè)滑，轉(zhuǎn)向過程中車輛做圓周運(yùn)動半徑R的最小值；（3）在情況（2）下，為防止車輛失控，每次轉(zhuǎn)向角度要盡量小，而且經(jīng)過動物時(shí)留有最大距離，求左轉(zhuǎn)向過程中速度方向變化量θ【答案】（1）4.5m/s22）30m3）sin0.262【解析】1）車的運(yùn)動速度為15m/s，根據(jù)v202ax0t5得a4.5m/s2剎車加速度至少為4.5m/s2。（2）設(shè)有最大靜摩擦力提供向心力，則v20Rm車輛做圓周運(yùn)動半徑R的最小值為R30m（3）由題意可知，車經(jīng)過左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，方向不變，左