江苏南通中学2026-2027学年高三上学期周练物理试题（9.14）

南通中学高三物理9月14日周测 一、单选题 1.如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法正确的是() ↑以ms) v21m2.s2) 4a/(m·s2) (m.s) o →t/s 07.515 →x/m t/s t/s 0t1t2 13 甲 乙 丙 A.甲图中，物体在0~6这段时间内的平均速度为 2 B.乙图中，物体的加速度大小为2m/s2 C.丙图中，阴影面积表示，~t,时间内物体的加速度变化量 D.丁图中，0~3秒内物体的位移大小为30m 2.如图甲所示，质量为=2g的物块挂在弹簧秤的下端，在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做 直线运动。取竖直向上为正方向，物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示，弹簧秤始终在弹性限度内， 8取10n/s2。下列说法正确的是() a/m·s) 177 甲 乙 A.2s6s内物块先失重后超重，弹簧秤的示数一直减小 B.0~6s内物块先超重后失重，速度变化量大小为3m/s C.0~6s内物块先失重后超重，6s时物块的速度为6m/s D.0~6s内物块先失重后超重，弹簧秤6s末的示数为24N 3.如今我国物流运输事业发展迅猛，送件速度的提高离不开运输工具的高效率。已知一辆质量为2×10kg 的载物货车由静止开始沿平直公路行驶，货车牵引力F和车速倒数'的关系如图所示。货车行驶过程中阻 1 力恒定，最大车速为30m/s,则下列说法正确的是() 试卷第1页（共8页） FN 6×103 B A 2×10-- 01 T:m 30 A.AB段货车做匀减速直线运动，BC段货车做加速度增大的加速运动 B.货车启动过程最大功率为6000W C.货车做匀加速运动的时间为5s D.货车速度为20ms时的加速度为1m/s2 4.如图所示，某星球可以视为均匀圆球，绕AB轴自转，O点为其球心，半径OE与赤道平面的夹角为0。 已知该星球的半径为R,赤道上D处的重力加速度大小为g,北极点A处的重力加速度大小为2g,则E处 的自转线速度大小为() B A.=gRcos0 B.v=gR sin0 5.在某次训练中，乒乓球运动员将A、B两个相同的乒乓球从同一位置先后水平击出。A球以初速度y水 平击出后直接落到点；B球以初速度2水平击出后先落到本方场地后弹起，并再次反弹后也落到e点。己 知两球与地面发生弹性碰撞，两球的运动轨迹如图所示，忽略空气阻力，且两球在空中的运动互不影响。 下列说法正确的是() A.两球一定会在b点相遇 B.两球的初速度之比为上=} C.a、b两点的水平距离小于d、e两点的水平距离 D.a、b两点的竖直距离与c、d两点的竖直距离之比为4：7 试卷第2页（共8页） 6.如图，某次模拟投弹演习中，一可视为质点、质量为的仿真手榴弹从某高度P处斜向上抛出，初速度 大小为。，落地点为2。QP连线与水平地面的夹角a=30°，与V所在方向的夹角阝=60°。重力加速度大 小为8，不计空气阻力，则仿真手榴弹() 0 A.从P运动到的时间为 B.从P运动到0的时间为2 8 C.离PQ最远时，重力的瞬时功率为mgYo PQ最远时，重力的瞬时功率为 7.如图所示，质量为的滑块静止在水平面上，并通过一长为1的轻绳与水平面上的O点相连。现对滑块 施加一个平行于水平面且大小不变的拉力F,使滑块从A点运动到B点，整个过程中轻绳始终绷紧。已知 OA与OB的夹角为60°，拉力F的方向始终与滑块的运动方向成37°角，滑块可看作质点且与水平面间的动 摩擦因数为4，重力加速度为g,不计空气阻力，sin37°=0.6。在该过程中() 60° A537 A.拉力F对滑块做的功为V5FI 2 B.拉力F对滑块做的功为4F 15 C.滑块克服摩擦力做的功为 -umgl D.滑块克服摩擦力做的功为umgl 8.很多小孩子都喜欢滑滑梯，如图所示，设一小孩由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜 面和地面平滑连接，且小孩与斜面、地面间的动摩擦因数相同，取地面为势能面，则该过程中，小孩的 动能E、机械能E与水平位移x的关系图像正确的是() 0 试卷第3页（共8页） E. D 9.如图所示，A是静止在赤道上的物体，线速度大小为y,B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离 地高度等于地球半径的圆形轨道上，线速度大小为'，C是地球静止卫星，周期为T。。已知地球自转周期为 T,B的运行周期为T,地球半径为R,引力常量为G。则以下判断正确的是() A.卫星C的运行速度大小大于地球的第一宇宙速度 B.A、B的线速度大小关系为V>E C.周期大小关系为T。>T>T D.由题中的已知条件可以求出地球的密度为p= 24π GT2 10.如图所示，水平地面上固定着四个内壁光滑的容器甲、乙、丙、丁，它们的中心轴线均和水平地面垂 直。其中甲的内表面为半球面，乙的内表面为圆锥面，丙的内表面为旋转抛物面（将抛物线绕其对称轴旋 转一周所得到的曲面)，丁为喇叭面。四个容器中均有两个完全相同且可视为质点的小球贴着内壁在水平面 内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是() 图甲 图乙 图丙 图丁 A.容器甲中，上面小球的角速度较小 B.容器乙中，上面小球的加速度较大 C.容器丙中，两小球的周期相等 试卷第4页（共8页） D.容器丁中，上面小球的角速度较大 11.如图所示，某人欲乘坐小船横跨一条河流，己知河水流速为2s,河中央有一圆形漩涡，出发点与漩 涡的两条切线与河岸的夹角分别为53°、37°，取sn37°=0.6，cos37°-0.8。若小船船头指向始终垂直河岸， 且不会掉入漩涡，则小船相对河水的速度不可能是() 520 1379 A.1m/s B.2m/s C.3m/s D.4m/s 二、实验题 12.(12分)某小组的同学通过探讨设计了一套方案来测量动摩擦因数，实验装置如图甲所示，将足够长的 木板固定在水平面上，固定有遮光条的滑块从光电门的右侧以某初速度向左运动，经过一段时间滑块静止 在光电门的左侧某位置，测出遮光条经过光电门时的遮光时间t和滑块静止时遮光条到光电门的距离x,改 变滑块的初速度，重复以上操作，己知重力加速度大小为8。 光电门遮光条 7777777777777777777777777777777 甲 乙 (I)实验前测得遮光条的宽度为d,含遮光条的滑块质量为，则滑块经过光电门时的动能E,=(用给 定的物理量符号表示)。 (2)下列关于本实验的说法正确的是_。 A.多次实验时一定要确保滑块从同一位置开始运动 B.实验时可以不用测量含遮光条的滑块质量 C.遮光条的宽度宽些能减小实验误差 3)实验时获得多组数据后，得出的图像如图乙所示，该图像的纵坐标为飞，则横坐标为（填”或 “京”)。若直线的斜率为k,则滑块与木板之间的动摩擦因数4=（用题中物理量的符号d,k和g表示）。 三、解答题 试卷第5页（共8页） 13.(8分)如图所示，某行星周围有一宽为d的卫星环，卫星环中有大量绕行星做圆周运动的卫星。已知 卫星环中的卫星最大线速度为”，最小周期为T,引力常量为G,求： 卫星环 (1)卫星环中卫星的最小半径片及行星的质量M: (2)卫星环中卫星的最小线速度。 14.(10分)如图，人重600N,木块A重400N,人与A、A与地面间的动摩擦因数均为0.2，现人用水平 力拉绳，使他与木块一起向右匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求： A (1)人对绳的拉力大小： (2)人脚给A的摩擦力方向和大小大小： (3)若人和木块一起向右以1m/s2加速，求此时人脚对A的摩擦力. 试卷第6页（共8页） 15.(12分)如图所示，在倾角为=37°的足够长的斜面上，有质量为=2kg的长木板.开始时，长木板上 有一质量为2=1kg的小铁块（视为质点）以相对地面的初速度o=2/s从长木板的中点沿长木板向下滑动， 同时长木板在沿斜面向上的拉力作用下始终做速度为=1/s的匀速运动，小铁块最终与长木板一起沿斜面 向上做匀速运动.己知小铁块与长木板、长木板与斜面间的动摩擦因数均为0.9，重力加速度为g10m/s, sin37°=0.6，c0s37°=0.8，试求： vo (1)小铁块在长木板上滑动时的加速度； (2)长木板至少多长？ (3)在小铁块从木板中点运动到与木板速度相同的过程中拉力做了多少功？ 试卷第7页（共8页） 16.(14分)如图甲为某款玩具，其主要配件有小物块、弹射器、三连环、滑跃板及部分直线轨道等。如图 乙为其结构示意图，其中三连环是由三个半径不同的光滑圆轨道舡、Ⅱ、Ⅲ组成，且三个圆轨道平滑连接但 不重叠。其圆心分别为O、O,、O3,半径分别为R=0.4m、R=0.3m、R=0.2m。OA、AC为光滑水平 轨道，滑跃板CD为足够长的粗糙倾斜轨道，轨道倾角0可调(0≤0<90°)。某次游戏中弹射器将小物块 自O点以一定初速度弹出，小物块先后通过圆轨道缸、Ⅱ、Ⅲ后冲上滑跃板。小物块视为质点，其质量m=02kg, 与滑跃板CD间动摩擦因数-5，弹0系数k=10ON/m,轨道各部分平滑连按。已知辨筑弹性势能 x为(x形变量)，重力加速度大小g=10ms2,若小物块恰好能够通过三连环、求： E,2 连环 圆轨道1 圆轨道Ⅱ -0 圆轨道Ⅲ 03 弹射器 滑跃板 w.2 0 A 甲 乙 (1)弹簧的最小压缩量： (2)小物块第一次经过圆轨道Ⅲ最高点时所受的弹力大小： (3)调整滑跃板CD的倾角O,求小物块第一次在CD轨道上向上滑行的最小距离。 试卷第8页（共8页）南通中学高三物理9月14日周测 一、单选题 1.如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法正确的是() ↑以ms) v21m2.s2) 4a/(m·s2) (m.s) t 15 o →t/s 07.515 →x/m t/s 0t1t2 13 甲 乙 丙 A.甲图中，物体在0~6这段时间内的平均速度为 2 B.乙图中，物体的加速度大小为2m/s2 C.丙图中，阴影面积表示，~t,时间内物体的加速度变化量 D.丁图中，0~3秒内物体的位移大小为30m 【答案】D 【详解】A.根据v-t图像与横轴围成的面积表示位移，甲图中，物体在0~时间内的位移满足x> 26 则平均速度y=>2,故A错误： B.根据速度与位移的关系v2-=2ax 整理得v2=2ar+ 15 则图乙中图像的斜率为k=2a=3m/s2=1m/s2 15 解得a=0.5m/s2,故B错误； C.根据△v=a△1可知，丙图中，阴影面积表示t~t,时间内物体的速度变化量，故C错误： D.根据位移与时间的关系x=W+2心 整理可得=+，ad 1 t 2 110 结合图像可得。a= m/s2=5m/s2 2 3-1 解得a=10m/s2 将t=3s, x=10m/s代入可得=-5m/s 试卷第1页（共17页） 则t=3s时物体的速度大小为v=,+at=（-5+10×3)m/s=25m/s 0~3秒内物体的位移大小为x=5+25 ×3m=30m,故D正确。 2 故选D。 2.如图甲所示，质量为=2kg的物块挂在弹簧秤的下端，在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做 直线运动。取竖直向上为正方向，物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示，弹簧秤始终在弹性限度内， 8取10m/s2。下列说法正确的是() 4alm·s3 0 t/s 2 6 m 甲 乙 A.2g6s内物块先失重后超重，弹簧秤的示数一直减小 B.0~6s内物块先超重后失重，速度变化量大小为3m/s C.0~6s内物块先失重后超重，6s时物块的速度为6m/s D.06s内物块先失重后超重，弹簧秤6s末的示数为24N 【答案】B 【详解】CD.0~4s:心0，加速度向上，全程超重；4~6s:<0,加速度向下，全程失重。 因此06s先超重、后失重，故CD错误； A.2~4s内，加速度a>0(超重)，4~6s内，加速度a<0(失重)，先超重后失重。 根据牛顿第二定律F-mg=ma 可得F=m(g+),加速度一直减小，因此拉力F一直减小，故A错误； B.根据加速度的物理意义，a-1图像与时间轴围成的面积表示速度变化量△v。 0-2s是梯形，面积为0+2)x2=3ms 2 2s是三角形，面积为×2x2=2m6 46s是时间轴下方的三角形，面积为)×2×(-2)=-2ms 总速度变化量△v=3+2-2=3m/s,速度变化量大小为3/s,且0-6s先超重后失重，故B正确。 故选B。 试卷第2页（共17页） 3.如今我国物流运输事业发展迅猛，送件速度的提高离不开运输工具的高效率。己知一辆质量为2×10kg 的载物货车由静止开始沿平直公路行驶，货车牵引力F和车速倒数二的关系如图所示。货车行驶过程中阻 1) 力恒定，最大车速为30/s,则下列说法正确的是() ◆FN 6×10 C 2×10 0 m 30 A.AB段货车做匀减速直线运动，BC段货车做加速度增大的加速运动 B.货车启动过程最大功率为6000W C.货车做匀加速运动的时间为5s D.货车速度为20m/s时的加速度为1m/s2 【答案】C 【详解】A,由图像可知AB段牵引力F不变，加速度恒定，因此AB段货车做匀加速直线运动；BC段牵引 力F减小，所以加速度减小，因此BC段做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，故A错误： B.当货车匀速运动时，最大车速为30m/s,牵引力和阻力相等，由图像可知 F=f=2×103N 则最大功率为 Pn=Fvm=2×103×30W=6×104W 故B错误： C.货车匀加速运动过程中，由图像可知牵引力大小为6×103N,由牛顿第二定律可得 a=F-f=6x103-2x10 m/s2=2m/s2 m 2×103 货车刚达到额定功率时的速度为 v=B=6×10 F6x10m/s=10m/s 所以货车做匀加速运动的时间 1=-=5s a 故C正确： D.货车速度为20m/s时，此时牵引力为 试卷第3页（共17页） F_P_6x10N=3x10N v20 由牛顿第二定律可得 F'-f=ma' 解得 d=F'-f=3x103-2×10 m/s2=0.5m/s2 m 2×103 故D错误。 故选C。 4.如图所示，某星球可以视为均匀圆球，绕AB轴自转，O点为其球心，半径OE与赤道平面的夹角为0。 己知该星球的半径为R,赤道上D处的重力加速度大小为g,北极点A处的重力加速度大小为2g,则E处 的自转线速度大小为() B A.=gR cos0 B.v=gRsin0 C.=R g cos0 D.R 【答案】A 【详解】由题意可知，在北极点A处有GM=2mg R2 在赤道上D处有 GMm-mg+ma'R 联立解得，该星球自转的角速度w= VR 因此E处的自转线速度大小v=@Rcos0=√Rgcos0 BCD错误，A正确。 故选A。 5.在某次训练中，乒乓球运动员将A、B两个相同的乒乓球从同一位置先后水平击出。A球以初速度y水 平击出后直接落到e点；B球以初速度y2水平击出后先落到本方场地后弹起，并再次反弹后也落到e点。已 知两球与地面发生弹性碰撞，两球的运动轨迹如图所示，忽略空气阻力，且两球在空中的运动互不影响。 试卷第4页（共17页） 下列说法正确的是() a A.两球一定会在b点相遇 B.两球的初速度之比为= C.a、b两点的水平距离小于d、e两点的水平距离 D.a、b两点的竖直距离与c、d两点的竖直距离之比为4：7 【答案】D 【详解】A.设从a到，A球在空中运动的时间是t,则B球在空中运动的时间是5t,由于A先抛出先到 达b,两球不会在b点相遇，A错误； B.从a到e,两球的水平位移相等，由t=y5可得兰= 2i,B错误： C.设A球水平击出后经过4到达b点，则B球水平击出后经过2-41到达b点，根据两球水平位移相等有 4=y2(2t-41) 解得4-号 同理A球到c点的时间为42，根据t2=(2t+2) 解得=2 同理A球到d点的时间为4，根据4=y2(41-43) 解得5，=3 2t 则A球d到e点的时间1-5-背，与A球从a到b点相等，a,b两点的水平距离等于de两点的水平距离 故C错误； 1 D.ab两点的竖直距离y=28斯 1 1 c、1两点的竖直距离为-285-285 解得上4 为7，故D正确。 试卷第5页（共17页） 故选D。 6.如图，某次模拟投弹演习中，一可视为质点、质量为m的仿真手榴弹从某高度P处斜向上抛出，初速度 大小为。，落地点为Q。QP连线与水平地面的夹角α=30°，与。所在方向的夹角B=60°。重力加速度大 小为8，不计空气阻力，则仿真手榴弹() Q A.从P运动到的时间为 8 B.从P运动到Q的时间为2 8 C.离PQ最远时，重力的瞬时功率为mgY D.离PQ最远时，重力的瞬时功率为 2mgvo 【答案】B 【详解】AB.由几何关系，初速度方向与水平面夹角为B-:=30°，取P点为原点，水平向右为x轴，竖 直向上为y轴，经过时间t,水平方向位移为x=,cos30t 竖直方向位移为y=,sin301-1 到达2点时y=-xtan30 代入并舍去1=0的解，得1=2%，故A错误，B正确。 CD.取垂直于直线PQ且指向轨迹一侧的方向为正方向，初速度和重力加速度在该方向的分量分别为 sin60°、-gsin60°，离直线P9最远时该方向速度分量为零，有v,sin60°-gsin60°t=0 整理得1=，此时竖直分速度为y,=,sin30-g=-今 2 1 重力的瞬时功率为-mg,=2mg%,故C错误，D错误。 故选B。 7.如图所示，质量为m的滑块静止在水平面上，并通过一长为1的轻绳与水平面上的O点相连。现对滑块 施加一个平行于水平面且大小不变的拉力F,使滑块从A点运动到B点，整个过程中轻绳始终绷紧。已知 OA与OB的夹角为60°，拉力F的方向始终与滑块的运动方向成37°角，滑块可看作质点且与水平面间的动 摩擦因数为'，重力加速度为g,不计空气阻力，sin37°=0.6。在该过程中() 试卷第6页（共17页) 60° A白37 A.拉力F对滑块做的功为 2 B.拉力P对滑块做的功为4 15 C.滑块克服摩擦力做的功为y umgl D.滑块克服摩擦力做的功为umgl 【答案】B 【详解】AB.拉力F大小始终不变，且方向始终与速度的夹角为37°。根据微元法，拉力做的功等于力在 速度方向的分力与路程的乘积，其中路程为=1：0= 3 则拉力F对滑块做的功为W=Fcos37°.3=4Fπl 15， 故A错误，B正确： CD.滑块在水平面上运动，摩擦力大小始终为∫=mg 摩擦力方向始终与运动方向相反，滑块克服摩擦力做的功W,=5=4g ,故CD错误。 3 故选B。 8.很多小孩子都喜欢滑滑梯，如图所示，设一小孩由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜 面和地面平滑连接，且小孩与斜面、地面间的动摩擦因数相同，取地面为零势能面，则该过程中，小孩的 动能Ek、机械能E与水平位移x的关系图像正确的是() 0 A B 试卷第7页（共17页） E 【答案】A 【详解】BD.设斜面的倾角为O,小物块的质量为m,物块与斜面，物块与地面间的动摩擦因数均为·， 小物块由静止开始沿斜面运动的过程中，水平位移为x时，由动能定理得 mg-x tan o-timg coso.oE0 整理得 E=(mg tan0-umg)x 假设在斜面底端动能为E。,此时小物块水平位移为x,,在水平面上运动的过程中，由动能定理得 -jmg(x-xo)=Ek-Eto 整理得小物块动能E,与水平位移x的关系为 E=Eo+μmgxo-mgx 所以小物块的动能E与水平位移x关系的图像为正比关系和一次函数关系，BD错误； AC.设最开始的高度为h,最初的机械能mgh,机械能变化等于除重力以外的力做功，外力做负功，机械 能减小，在斜面上向下运动时 f=umg cos0 8=-t cos 损失的机械能为摩擦力做功，则有 E=mgh-jmg cos0.x -=mgh-umgx cos 在水平面上运动时 f=umg E'=E-umgx 联立得 E=mgh-2umgx C错误，A正确。 试卷第8页（共17页） 故选A。 9.如图所示，A是静止在赤道上的物体，线速度大小为'A,B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离 地高度等于地球半径的圆形轨道上，线速度大小为'，C是地球静止卫星，周期为T。。己知地球自转周期为 T,B的运行周期为T,地球半径为R,引力常量为G。则以下判断正确的是() A.卫星C的运行速度大小大于地球的第一宇宙速度 B.A、B的线速度大小关系为va> C.周期大小关系为T。>T>T 24π D.由题中的已知条件可以求出地球的密度为P= GT2 【答案】D 【详解】A.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，轨道半径近似为地球半径。根据万有引力提供向心力得 GMm 一=n r 可知v= GM r 则轨道半径越大，线速度越小，所以卫星C的运行速度小于第一字宙速度，故A错误； 由于v= GM B. ,则>e A物体随地球自转，C为同步卫星，两者角速度相等，根据v=r0可知，C的线速度较大，则有>e>Va, 故B错误； 心.根据同步卫星特点及开普勒第三定律只=k可知，飞=T>?,故C错误， GMm D.对B分析可知 (2R)2 =mx2R4 T 地球密度为P= TR3 3 24π 解得p= G7, 故D正确； 故选D。 试卷第9页（共17页） 10.如图所示，水平地面上固定着四个内壁光滑的容器甲、乙、丙、丁，它们的中心轴线均和水平地面垂 直。其中甲的内表面为半球面，乙的内表面为圆锥面，丙的内表面为旋转抛物面（将抛物线绕其对称轴旋 转一周所得到的曲面)，丁为喇叭面。四个容器中均有两个完全相同且可视为质点的小球贴着内壁在水平面 内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是() 图甲 图乙 图丙 图丁 A.容器甲中，上面小球的角速度较小 B.容器乙中，上面小球的加速度较大 C.容器丙中，两小球的周期相等 D.容器丁中，上面小球的角速度较大 【答案】C 【详解】A.对甲容器，由牛顿第二定律，有ng tan0=mo'Rsin0 可得0=】 其中h为球心到圆周轨迹平面的距离，由于上面小球的圆周平面到球心更近，所以上面小球的角速度比较 大，故A错误： B.设容器乙对小球弹力方向与竖直方向夹角为0，对乙容器，由牛顿第二定律mg tan0=ma 可得a=gtan0,即两小球的加速度一样大，故B错误； C.对丙容器，由牛顿第二定律ng tan 0=m 4π2 由几何关系知，tan0为抛物线上该点切线斜率，设抛物线方程为y=c 由平抛推论或数学求导均可得tan0=2x 可得T= √2π kg 可知，周期与位置无关，即两小球的周期相等，故C正确： D.对丁容器，由牛顿第二定律mg tan0=mor,其中0为切线与水平面的夹角 解得0= g tan 上面的球半径r大，小，即角速度较小，故D错误。 试卷第10页（共17页） 故选C。 11.如图所示，某人欲乘坐小船横跨一条河流，已知河水流速为2s,河中央有一圆形漩涡，出发点与漩 涡的两条切线与河岸的夹角分别为53°、37°，取sn37°=0.6，cos37°-0.8。若小船船头指向始终垂直河岸， 且不会掉入漩涡，则小船相对河水的速度不可能是() 539 个37 A.1m/s B.2m/s C.3m/s D.4m/s 【答案】B 【详解】小船若从左边绕过漩涡，则合速度方向与河岸夹角至少为53°，可得ta53°=- V水 解得oVx tan53=2×3ms3m的 小船若从右边绕过漩涡，则合速度方向与河岸夹角最大为37°，可得am37°=也 V水 3 解得v2=vk tan37°=2×m/s=1.5m/s 4 可知使小船不会掉入漩涡，小船相对河水的速度范国为v≥8ms或者v≤15ms。 故选B。 二、实验题 12.(12分)某小组的同学通过探讨设计了一套方案来测量动摩擦因数，实验装置如图甲所示，将足够长的 木板固定在水平面上，固定有遮光条的滑块从光电门的右侧以某初速度向左运动，经过一段时间滑块静止 在光电门的左侧某位置，测出遮光条经过光电门时的遮光时间t和滑块静止时遮光条到光电门的距离x,改 变滑块的初速度，重复以上操作，己知重力加速度大小为g。 光电门 遮光条 777777777777777777777777777777777 分 (I)实验前测得遮光条的宽度为d,含遮光条的滑块质量为，则滑块经过光电门时的动能E.=(用给 定的物理量符号表示)。 试卷第11页（共17页） (2)下列关于本实验的说法正确的是。 A.多次实验时一定要确保滑块从同一位置开始运动 B.实验时可以不用测量含遮光条的滑块质量 C.遮光条的宽度宽些能减小实验误差 (3)实验时获得多组数据后，得出的图像如图乙所示，该图像的纵坐标为x,则横坐标为（填“二“2”或 “片)，若直线的斜率为太，则滑块与木板之间的动摩擦因数丛一（用题中物理量的符号dk和g表示)。 【答案】a)md 2 (2)B (3) d 2 2gk 【详解】（1)由公式知 E=mv? 2 代入得 md2 22 (2)AB.根据动能定理有 -limg=01 整理得 1 d2 mgx 2gxt2 故实验时不需要确保滑块从同一位置开始运动，只需要实验操作时测量出滑块静止时遮光条到光电门的距 离，不用测量含遮光条的滑块质量，A错误，B正确： C.实验中用平均速度代表瞬时速度，故遮光条的宽度宽些能增大实验误差，C错误： 故选B。 (3)[1]由公式知 d2 u= 2gxt2 变形得 试卷第12页（共17页) x= 284t2 由表达式可知，横坐标为下。 [2]若直线的斜率为k,根据表达式可知，则滑块与木板之间的动摩擦因数为 d2 μ-2g 三、解答题 13.(8分)如图所示，某行星周围有一宽为d的卫星环，卫星环中有大量绕行星做圆周运动的卫星。已知 卫星环中的卫星最大线速度为y,最小周期为工，引力常量为G,求： 卫星环 (1)卫星环中卫星的最小半径片及行星的质量M: (2)卫星环中卫星的最小线速度。 【答案】(1)r= ,M=☑ 2元 2πG 江 (2)v2= VvI+2πd 【详解】1)根据万有引力提供圆周运动的向心力，则有GMm=m上 r2 .=m 结合v= 2π T 可知半径越小，线速度越大，周期越小，将、T代入解得M=名 2πG 卫星环最内侧卫星的半径片=马 2元 (2)最外侧卫星的半径？=片+d 根据GMm、2 r=m 1 可得v2c r 2 即 V2 5+d 试卷第13页（共17页） 解得2= 江 VyI+2πd 14.(10分)如图，人重600N,木块A重400N,人与A、A与地面间的动摩擦因数均为0.2，现人用水平 力拉绳，使他与木块一起向右匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求： 777777777777777777777 (1)人对绳的拉力大小： (2)人脚给A的摩擦力方向和大小大小： (3)若人和木块一起向右以1m/s2加速，求此时人脚对A的摩擦力. 【答案】(1)100N;(2)100N,水平向右；(3)90N 【详解】(1)以整体为研究对象，整体在水平方向受拉力和摩擦力，由共点力的平衡可知 2F=4(G人+G) 解得 F=100N (2)以人为研究对象，人水平方向受拉力及摩擦力而处于平衡，拉力向右，则摩擦力向左，则得人所受的 摩擦力大小为 f=F=100N 而人对木板的摩擦力与木板对人的摩擦力大小相等，方向相反，故人的脚给木板的摩擦力方向水平向右. (3)根据牛顿第二定律得：对整体 2F'-4(G人+G)=(m+m人)a 对人 F-F入=m人a 解得 F入=90N 【名师点睛】先以整体为研究对象，对整体进行受力分析，由共点力的平衡可求得人拉绳子的力；再对人 受力分析，可求得人与地板间的摩擦力： 15.(12分)如图所示，在倾角为=37°的足够长的斜面上，有质量为=2kg的长木板.开始时，长木板上 试卷第14页（共17页） 有一质量为=1kg的小铁块（视为质点）以相对地面的初速度o=2/s从长木板的中点沿长木板向下滑动， 同时长木板在沿斜面向上的拉力作用下始终做速度为=1/s的匀速运动，小铁块最终与长木板一起沿斜面 向上做匀速运动.已知小铁块与长木板、长木板与斜面间的动摩擦因数均为=0.9，重力加速度为g=10/s2, sin37°=0.6，cos37°=0.8，试求： Vo (1)小铁块在长木板上滑动时的加速度； (2)长木板至少多长？ (3)在小铁块从木板中点运动到与木板速度相同的过程中拉力做了多少功？ 【答案】(1)1.2m/s2,方向沿斜面向上：(2)7.5m:(3)102J 【详解】(1)设小铁块的加速度大小为α，取沿斜面向上方向为正方向，根据牛顿第二定律得 万-2gsin0曰lla 又 fuN:umzgcose 解得 ag (ucos0-sine)=1.2m/s2 方向沿斜面向上。 (2)小铁块先沿斜面向下做匀减速运动至速度为零，再沿斜面向上做匀加速运动，最终以速度ⅴ与长木板一 起沿斜面向上做匀速运动.设经过时间t后小铁块达到速度ⅴ，则 v-（-o)=t 解得 =2.5s 设此段时间内小铁块的位移为51，木板的位移为S2,则有 2 方向沿斜面向下 52=1t 方向沿斜面向上，因为 试卷第15页（共17页） Lz5+52 所以 L≥2(s1+52)=7.5m (3)对木板，根据平衡条件 F-fi+f+migsine fi-uN 则中拉力做功为 W=Fs2=102J 16.(14分)如图甲为某款玩具，其主要配件有小物块、弹射器、三连环、滑跃板及部分直线轨道等。如图 乙为其结构示意图，其中三连环是由三个半径不同的光滑圆轨道缸、Ⅱ、Ⅲ组成，且三个圆轨道平滑连接但 不重叠。其圆心分别为O、O2、O,半径分别为R=0.4m、R2=0.3m、=0.2m。OA、AC为光滑水平 轨道，滑跃板CD为足够长的粗糙倾斜轨道，轨道倾角O可调(0≤0<90°)。某次游戏中弹射器将小物块 自O点以一定初速度弹出，小物块先后通过圆轨道缸、Ⅱ、I后冲上滑跃板。小物块视为质点，其质量m=0.2kg, 与滑跃板CD间动摩擦因数4=5 弹簧系数k=100N/m,轨道各部分平滑连接。已知弹簧弹性势能 E。=。ar2为(x形变量)，重力加速度大小g=l0m/s2,若小物块恰好能够通过三连环、求： 2 三连环 圆轨道1 圆轨道Ⅱ D 02 圆轨道川 弹射器 滑跃板 w2 乙 (1)弹簧的最小压缩量： (2)小物块第一次经过圆轨道Ⅲ最高点时所受的弹力大小： (3)调整滑跃板CD的倾角O,求小物块第一次在CD轨道上向上滑行的最小距离。 【答案】(1)0.2m (2)10N 2 m 【详解】(1)由于小物块恰好能够通过三连环，即小物块通过圆轨道的最高点时，恰好由重力提供向心力， 试卷第16页（共17页) 则有mg=m上 父 令弹簧最小压缩量为x,则有，r2=mg·2R+m2 2 解得x=0.2m (②小物块第一次从圆轨道的最高点到达圆轨道最高点过程有mg(2R-2R)上)m,2 2 在圆轨道Ⅲ最高点，根据牛顿第二定律有N+mg=m冬 解得N=10N 1 ③)小物块第一次从圆轨道的最高点到达AC轨道过程，根据动能定理有mg2R,m 2m2 解得y=2√5ms 物块冲上滑跃板CD后将减速至0，则有。m%,2=mgxsin+mgx cos0 1 解得七 -m sin0+V -cos0 3 令y=sin0+ 3 -cos0 由于y=os0-V -sin0 当该导数为0时，解得0=60 1 可知，当0=60时，物块向上运动距离最小，则有m sin60°+V m=3 -c0s60 试卷第17页（共17页）