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1、第四、五章 (90分鐘 100分) 第Ⅰ卷(選擇題 共50分) 一、單項選擇題(本大題共5小題，每小題5分，共25分，每小題只有一個選項符合題意) 1.(2011·四川高考)如圖是“神舟”系列航天飛船返回艙返回地面的示意圖，假定其過程可簡化為：打開降落傘一段時間后，整個裝置勻速下降，為確保安全著陸，需點燃返回艙的緩沖火箭，在火箭噴氣過程中返回艙做減速直線運動，則( ) A.火箭開始噴氣瞬間傘繩對返回艙的拉力變小 B.返回艙在噴氣過程中減速的主要原因是空氣阻力 C.返回艙在噴氣過程中所受合外力可能做正功 D.返回艙在噴氣過程中處于失重狀態(tài) 2.(滾動單獨考查)酒后駕駛會

2、導致許多安全隱患,是因為駕駛員的反應時間變長,反應時間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間.表中“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間內(nèi)汽車行駛的距離,“制動距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離(假設汽車制動時的加速度大小都相同). 速度 (m/s) 思考距離/m 制動距離/m 正常 酒后 正常 酒后 15 7.5 15.0 22.5 30.0 20 10.0 20.0 36.7 46.7 25 12.5 25.0 54.2 x 分析表格可知,下列說法不正確的是( ) A.駕駛員酒后反應時間比正常情況下多0.5 s B

3、.若汽車以20 m/s的速度行駛時,發(fā)現(xiàn)前方40 m處有險情,酒后駕駛不能安全停車 C.汽車制動時,加速度大小為10 m/s2 D.表中x為66.7 3.(滾動單獨考查)如圖所示,頂端裝有定滑輪的斜面體放在粗糙水平面上,A、B兩物體通過細繩相連，并處于靜止狀態(tài)(不計繩的質量和繩與滑輪間的摩擦).現(xiàn)用水平向右的力F作用于物體B上,將物體B緩慢拉高一定的距離,此過程中斜面體與物體A仍然保持靜止.在此過程中( ) A.水平力F一定變小 B.斜面體所受地面的支持力一定變大 C.物體A所受斜面體的摩擦力一定變大 D.地面對斜面體的摩擦力一定變大 4.如圖所示,用一根長桿和兩個定滑

4、輪的組合裝置來提升重物M,長桿的一端放在地上通過鉸鏈連結形成轉軸,其端點恰好處于左側滑輪正下方O點處,在桿的中點C處拴一細繩,繞過兩個滑輪后掛上重物M.C點與O點距離為l,現(xiàn)在桿的另一端用力使其逆時針勻速轉動,由豎直位置以角速度ω緩緩轉至水平位置(轉過了90°角),此過程中下列說法正確的是( ) A.重物M做勻速直線運動 B.重物M做勻變速直線運動 C.重物M的最大速度是ωl D.重物M的速度先減小后增大 5.(滾動單獨考查)已知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的7倍,某行星的同步衛(wèi)星軌道半徑約為該行星半徑的3倍,該行星的自轉周期約為地球自轉周期的一半,那么該行星的平均密度與地

5、球平均密度之比約為( ) A. B. C. D. 二、不定項選擇題(本大題共5小題，每小題5分，共25分，每小題至少一個選項符合題意) 6.如圖所示,現(xiàn)有兩個完全相同的可視為質點的物塊都從靜止開始運動,一個自由下落,一個沿光滑的固定斜面下滑,最終它們都到達同一水平面上,空氣阻力忽略不計,則( ) A.重力做的功相等,重力做功的平均功率相等 B.它們到達水平面上時的動能相等 C.重力做功的瞬時功率相等 D.它們的機械能都是守恒的 7.(2012·杭州模擬)如圖所示的水平傳送帶靜止時,一個小物塊A以某一水平初速度從傳送帶左端沖上傳送帶,然后從傳送帶右端以一個較小

6、的速度v滑出傳送帶;若傳送帶在皮帶輪帶動下運動時,A物塊仍以相同的水平速度沖上傳送帶,且傳送帶的速度小于A的初速度,則( ) A.若皮帶輪逆時針方向轉動,A物塊仍以速度v離開傳送帶 B.若皮帶輪逆時針方向轉動,A物塊不可能到達傳送帶的右端 C.若皮帶輪順時針方向轉動,A物塊離開傳送帶的速度仍可能為v D.若皮帶輪順時針方向轉動,A物塊離開傳送帶右端的速度一定大于v 8.(滾動交匯考查)山東電視臺“快樂向前沖”欄目最后一關,選手需要抓住固定在支架上的繩子向上攀登,才可沖上領獎臺,如圖所示.如果某選手剛剛勻速攀爬到接近繩子頂端時，突然因抓不住繩子而加速滑下，對該過程進行分析(不考慮

7、腳蹬墻壁的作用)，下述說法正確的是( ) A.上行時,人受到繩子的拉力與重力和摩擦力平衡 B.上行時,繩子拉力對人做的功等于人重力勢能的增加量 C.下滑時,人受到的重力大于摩擦力,加速度小于g D.下滑時,重力勢能的減少量大于動能的增加量,機械能的減少量等于克服摩擦力做的功 9.(2012·臺州模擬)一個做勻加速直線運動的物體,先后經(jīng)過a、b兩點時的速度分別為v和7v,經(jīng)過ab的時間是t,則下列判斷正確的是( ) A.經(jīng)過ab中點的速度是4v B.經(jīng)過ab中間時刻的速度是4v C.前時間通過的位移比后時間通過的位移少1.5vt D.前一半位移所用的時間是后一半位移所

8、用時間的2倍 10.(滾動交匯考查)如圖所示為汽車在水平路面上啟動過程中的速度圖象,Oa為過原點的傾斜直線,ab段表示以額定功率行駛時的加速階段,bc段是與ab段相切的水平直線,則下述說法正確的是( ) A.0～t1時間內(nèi)汽車做勻加速運動且功率恒定 B.t1～t2時間內(nèi)汽車牽引力做功為mv22-mv12 C.t1～t2時間內(nèi)的平均速度為(v1+v2) D.在全過程中t1時刻的牽引力及其功率都是最大值,t2～t3時間內(nèi)牽引力最小 第Ⅱ卷(非選擇題 共50分) 三、實驗題(本大題共2小題,共12分) 11.(滾動交匯考查)(2012·揚州模擬)(6分)(1)驗證機械能是否

9、守恒時,實驗中計算某一點的速度,甲同學用v=gt來計算,乙同學用vn=來計算.其中___________同學的計算方法更符合實驗要求.重力加速度g的數(shù)值,甲同學用9.8 m/s2代入,乙同學用通過對紙帶分析計算出重物下落的實際加速度代入,丙同學用當?shù)氐膶嶋H重力加速度代入,其中__________同學的做法是正確的. (2)甲同學計算實驗結果時發(fā)現(xiàn)重物重力勢能的減少量ΔEp略大于動能的增加量ΔEk,乙同學發(fā)現(xiàn)ΔEp<ΔEk,實驗過程中肯定存在錯誤的是同學.本實驗中引起誤差的主要原因是___________________________________________________. (3

10、)在一次實驗中,重物自由下落時紙帶上打出一系列的點,如圖所示,紙帶中相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.04 s,那么重物下落過程中的實際加速度a=__________ m/s2.(結果保留三位有效數(shù)字) 12.(2012·德州模擬)(6分)某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、滑塊、細沙.當滑塊連接上紙帶,用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處于靜止狀態(tài). 若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗,則 (1)你認為還需要的實驗器材有__________________. (

11、2)實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質量應滿足的實驗條件是____________________________________,實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力. (3)在(2)的基礎上,某同學用天平稱量滑塊的質量為M.往沙桶中裝入適量的細沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運動.用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和滑塊通過這兩點的速度大小v1與v2(v1

12、_________________. (用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量) 四、計算題(本大題共4小題，共38分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 13.(8分)如圖所示，水平軌道AB與位于豎直面內(nèi)半徑為R=0.90 m的半圓形光滑軌道BCD相連，半圓形軌道的BD連線與AB垂直.質量為m=1.0 kg可看做質點的小滑塊在恒定外力F作用下從水平軌道上的A點由靜止開始向右運動，滑塊與水平軌道AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.到達水平軌道的末端B點時撤去外力，滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運動，且恰好能通過軌道最高點D，滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到A點.g取10 m/s2，求：

13、 (1)滑塊經(jīng)過B點進入半圓形軌道時對軌道的壓力大小. (2)滑塊在AB段運動過程中恒定外力F的大小. 14.(10分)如圖所示,質量為m=1 kg的滑塊,在水平力作用下靜止在傾角為θ= 30°的光滑斜面上,斜面的末端B與水平傳送帶相接(滑塊經(jīng)過此位置滑上傳送帶時速度大小不變),傳送帶的運行速度為v0=3 m/s,長為L=1.4 m;今將水平力撤去,當滑塊滑到傳送帶右端C時,恰好與傳送帶速度相同.滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25，g=10 m/s2,求: (1)水平作用力F的大??； (2)滑塊下滑的高度. 15.(滾動交匯考查)(10分)為了研究過山車的原理，物理

14、小組提出了下列設想：取一個與水平方向夾角為37°、長為L=2.0 m的粗糙的傾斜軌道AB，通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個軌道除AB段以外都是光滑的.其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個小物塊以初速度v0= 4.0 m/s,從某一高處水平拋出,到A點時速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下.已知小物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)μ=0.5(g取10 m/s2,sin37°=0.60, cos37°=0.80)求: (1)小物塊的拋出點和A點的高度差; (2)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑應該滿足什么條件. (3)

15、要使小物塊不離開軌道,并從水平軌道DE滑出,求豎直圓軌道的半徑應該滿足什么條件. 16.(2012·玉溪模擬)(10分)如圖所示，固定斜面的傾角θ=30°，物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時上端位于C點，用一根不可伸長的輕繩通過輕質光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側繩子與斜面平行，A的質量為2m，B的質量為m，初始時物體A到C點的距離為L.現(xiàn)給A、B一初速度v0使A開始沿斜面向下運動，B向上運動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能回到C點.已知重力加速度為g，不計空氣阻力，求此過程中： (1)物體A向下運動剛到達C點時的速度. (2)彈簧的最大

16、壓縮量. (3)彈簧中的最大彈性勢能. 答案解析 1.【解析】選A.點火前，降落傘和返回艙做勻速直線運動.對返回艙,返回艙的重力等于傘繩拉力F;點火后瞬間,返回艙立刻獲得向上的反沖力,使傘繩對返回艙的拉力變小,選項A正確;返回艙做減速運動的主要原因是反沖力,選項B錯誤;返回艙所受合力向上,處于超重狀態(tài),選項D錯誤;由于噴氣過程中,動能減小,由動能定理可知合力做負功,選項C錯誤. 2.【解析】選C.“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間內(nèi)汽車行駛的距離,這段時間車是勻速運動的,駕駛員酒后反應時間t1= =1 s,駕駛員正常反應時間t2==0.5 s,所以駕駛員

17、酒后反應時間比正常情況下多0.5 s,A對;“制動距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離,由表格可知,速度為20 m/s時,制動距離為46.7 m,故B對;汽車制動時的加速度大小都相同,按速度為15 m/s時計算:a= =7.5 m/s2,故C錯;表中x=+25.0 m=66.7 m,因此D對. 3.【解析】選D.這是典型的相互作用中的靜力學問題,取物體B為研究對象,分析其受力情況如圖所示.則有F=mgtanθ, FT=,在物體B緩慢拉高的過程中,θ增大,則水平力F隨之變大,A錯誤;對A、B兩物體與斜面體這個整體而言，由于斜面體與物體A仍然保持靜止，則地面對斜面體的摩擦力一定變大，但

18、是因為整體豎直方向并沒有其他力，故斜面體所受地面的支持力不變,B錯誤,D正確；在這個過程中盡管繩子張力變大，但是由于物體A所受斜面體的摩擦力開始并不知道其方向，故物體A所受斜面體的摩擦力的變化情況無法確定，C錯誤. 4.【解析】選C.由題意知，C點的速度大小為vC=ωl，設vC與繩之間的夾角為θ，把vC沿繩和垂直繩方向分解可得，v繩=vCcosθ，在轉動過程中θ先減小到零再增大，故v繩先增大后減小，重物M做變加速運動，其最大速度為ωl，C正確. 5.【解析】選A.設地球和該行星的半徑分別為r地、r行，質量分別為M地、M行，兩者的同步衛(wèi)星的周期分別為T地、T行，對地球的同步衛(wèi)星有：= ·7

19、r地，地球的平均密度：ρ地=，可得：ρ地=，同理有：ρ行=，再考慮到T地=2T行，故該行星的平均密度與地球的平均密度之比約為，A對. 6.【解析】選B、D.兩物塊從同一高度下落,根據(jù)機械能守恒定律知,它們到達水平面上時的動能相等,自由下落的物塊先著地,重力做功的平均功率大,而著地時重力做功的瞬時功率等于重力與重力方向上的速度的乘積,故重力做功的瞬時功率不相等,選B、D. 7.【解析】選A、C.皮帶輪逆時針方向轉動時,物塊A在傳送帶上一直受滑動摩擦力,與傳送帶靜止時A的運動情況完全相同,A仍能以速度v離開傳送帶右端,A對,B錯.當皮帶輪順時針轉動時,若傳送帶速度小于或等于v,則物塊A仍以速度

20、v離開傳送帶右端,若傳送帶速度大于v,物塊A離開傳送帶右端時的速度大于v,C對,D錯. 8.【解析】選C、D.選手勻速向上攀爬時,人受到繩子的拉力與人的重力是一對平衡力,A錯誤;此過程中人對自身做功,繩子的拉力并不對人做功,B錯誤;加速下滑時,人受到的重力大于摩擦力,其加速度豎直向下,小于g,C正確;重力勢能的減少一部分用于克服摩擦力做功,另一部分轉化為人的動能,故D正確. 9.【解析】選B、C、D.若物體的加速度為a,經(jīng)ab中點的速度為.中間時刻的速度.則 故 ,A錯； ,B對; 前時間內(nèi)的位移 x1= 后時間內(nèi)的位移 x2= C對；由于a=.前一半位移用時 t1=后一

21、半位移用時 t2=t1=2t2,D對. 10.【解析】選D.0～t1時間內(nèi)汽車做勻加速運動,牽引力恒定,但速度增加,故功率增加,A錯;汽車水平方向受到牽引力和阻力作用,根據(jù)動能定理,t1～t2時間內(nèi)合力做功為mv22-mv12,故B錯;公式 (v1+v2)適用于勻變速直線運動,故C錯;t1時刻達到額定功率,不再增加,t1～t2時間內(nèi)功率恒定,但牽引力減小,t2～t3時間內(nèi)牽引力最小,與阻力相等,所以D對. 11.【解析】(1)因有阻力作用，重物下落的實際加速度a

22、的大小不一定為9.8 m/s2,但一定大于重物下落的實際加速度,故丙同學做法正確. (2)因阻力對重物做負功,故ΔEp一定大于ΔEk,乙同學出現(xiàn)ΔEp<ΔEk的結果一定是實驗過程中存在錯誤,實驗引起誤差的主要原因是重物下落過程存在阻力. (3)由xCD-xBC=aT2可得:a= = =9.38 m/s2 答案：(1)乙 丙 (2)乙 重物下落過程中存在著阻力作用 (3)9.38 12.【解析】該實驗中的研究對象是滑塊,目的是比較合外力對滑塊所做的功與滑塊動能的增量的關系.要分別測出沙和沙桶的質量、滑塊的質量，還要測出滑塊移動的距離，便于計算做的功和速度.實驗時

23、應注意平衡摩擦力，以減小誤差，從實驗方便性上考慮要把沙和沙桶的重力看做滑塊的合外力，故m遠遠小于M，故實驗表達式為 答案：(1)天平、刻度尺 (2)沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量(3)mgL= 13.【解析】(1)滑塊恰好通過最高點,則有:mg= (1分) 設滑塊到達B點時的速度為vB,滑塊由B到D過程由動能定理得: -2mgR= (1分) 對B點:FN-mg= (1分) 聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得:FN=60 N 由牛頓第三定律知滑塊對軌道的壓力大小為60 N. (1分) (2)滑塊從D點離

24、開軌道后做平拋運動, 則2R= xAB=vDt (1分) 滑塊從A運動到B有:vB2=2axAB (1分) 由牛頓第二定律有:F-μmg=ma (1分) 聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得:F=17.5 N. (1分) 答案：(1)60 N (2)17.5 N 14.【解析】(1)滑塊受到水平推力F、重力mg和支持力FN處于平衡，如圖所示， 水平推力F=mgtanθ (2分) F= (1分) (2)設滑塊從高為h處下滑，到達

25、斜面底端速度為v 下滑過程機械能守恒：mgh=，所以v= (1分) 若滑塊沖上傳送帶時的速度小于傳送帶速度，則滑塊在帶上由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運動；根據(jù)動能定理有：μmgL= (2分) 所以h=-μL,h=0.1 m (1分) 若滑塊沖上傳送帶時的速度大于傳送帶的速度，則滑塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運動；根據(jù)動能定理：-μmgL= (2分) h= +μL，h=0.8 m (1分) 答案：(1) (2)0.1 m或0.8 m 15.【解析】(1)設從拋出點到A點的高度差為h,到A點時豎直方向

26、的速度為vy,則有:h=gt2 ①(1分) tan37°= ②(1分) 聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)解得h=0.45 m ③(1分) (2)小物塊到達A點時的速度: vA= =5 m/s ④(1分) 從A到B,由動能定理: mgLsin37°-μmgLcos37°=mv B 2-mvA2 ⑤(1分) 要使小物塊不離開軌道并且能夠滑回傾斜軌道AB,則小物塊沿圓軌道上升的最大高度不能超過圓心,即: mvB2≤mgR′ ⑥(1分)

27、 所以R′≥1.65 m ⑦(1分) (3)小物塊從B到豎直圓軌道最高點,由機械能守恒: mvB2=mvP2+2mgR ⑧(1分) 在最高點有:≥mg ⑨(1分) 由以上幾式解得R≤0.66 m ⑩(1分) 答案：(1)0.45 m (2)大于等于1.65 m (3)小于等于0.66 m 16.【解析】(1)A和斜面間的滑動摩擦力Ff=2μmgcosθ (1分) 物體A向下運動到C點的過程中，根據(jù)能量守恒有 2mgLsinθ+·3mv02=·3mv2+mgL+FfL (2分) 得v= (1分) (2)從物體A接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短后又恰好回到C點，對系統(tǒng)應用動能定理 -Ff·2x=0-·3mv2 (2分) x= (1分) (3)彈簧從壓縮到最短到恢復原長的過程中，根據(jù)能量守恒有 Ep+mgx=2mgxsinθ+Ffx (2分) 又因為mgx=2mgxsinθ 所以Ep=Ffx= (1分) 答案：(1) (2) (3)