2019-2020年高二上学期入学物理试卷 含解析

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2019-2020年高二上学期入学物理试卷含解析　一.单项选择题（共7个小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题意）1．下列说法正确的是（　　）A．绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船，其速度可能大于7.9km/sB．在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，一细线一端固定，另一端系一小球，小球可以在以固定点为圆心的平面内做匀速圆周运动C．人造地球卫星返回地球并安全着陆的过程中一直处于失重状态D．嫦娥三号在月球上着陆的过程中可以用降落伞减速2．物体做下列几种运动，其中一定符合机械能守恒的运动是（　　）A．自由落体运动B．在竖直方向做匀速直线运动C．匀变速直线运动D．在竖直平面内做匀速圆周运动3．孔明灯又叫天灯，俗称许愿灯，中国很多地方有放孔明灯的习俗，如图所示某质量为m的孔明灯升空后与竖直方向夹角为θ斜向上匀速运动，则此孔明灯所受空气的作用力大小是（　　）A．mgB．mgtanθC．D．4．如图所示，两楔形物块A、B两部分靠在一起，接触面光滑，物块B放置在地面上，物块A上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，A、B两物块均保持静止．则（　　）A．绳子的拉力不为零B．地面受的压力大于物块B的重力C．物块B受到地面的摩擦力水平向右D．物块B受到地面的摩擦力水平向左5．如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的v﹣t图象，以水平向右的方向为正方向．以下判断正确的是（　　）A．在0～3.0s时间内，合力对质点做功为10JB．在4.0s～6.0s时间内，质点的平均速度为3m/s C．在1.0s～5.0s时间内，合力的平均功率为4WD．在t=6.0s时，质点加速度为零6．我国于xx12月发射了携带月球车的“嫦娥三号”卫星，并将月球车软着路到月球表面进行勘察．假设“嫦娥三号”卫星绕月球做半径r的匀速圆周运动，其运动周期为T，已知月球的半径为R，月球车的质量为m，则月球车在月球表面上所受到的重力为（　　）A．B．C．D．7．如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动，以下物理量大小关系正确的是（　　）A．速度υA＞υBB．角速度ωA＞ωBC．向心力aA＞aBD．向心加速度aA＞aB　二.多项选择题（共3个小题．每小题4分，共12分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分）．8．如右图所示，木块a、b用一轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力F使弹簧压缩，当撤去外力后，下列说法中正确的是（　　）A．a尚未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统机械能不守恒C．a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统动量守恒D．a离开墙壁后，a、b组成的系统机械能守恒9．如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速率υ0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，g取10m/s2，根据图象可求出（　　）A．物体的初速率υ0=3m/sB．物体与斜面间的动摩擦因数为0.5C．当某次θ=30°时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑D．取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin=1.44m10．如图所示，在倾角为θ的光滑的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M的平板A连接，一个质量为m的物体B靠在平板的右侧．开始时用手按住物体B，现放手A和B沿斜面向上运动的距离为L时，同时达到最大速度v，重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　） A．A和B达到最大速度v时，弹簧是自然长度B．A和B达到最大速度v时A和B恰要分离C．从释放到A和B达到最大速度v的过程中，弹簧对A所做的功等于Mv2+MLsinθD．从释放到和B达到最大速度v的过程中A受到的合力对A所做的功等于Mv2　三、实验题（共19分）11．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量　　（填选项前的符号），间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是　　．（填选项前的符号）A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM、ON（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为　　用（2）中测量的量表示．12．一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，进行了如下实验：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一个小钢球接触．当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示．让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s．（1）小钢球离开桌面时的速度大小为v0=　　，弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式为Ep=　　．（2）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：弹簧的压缩量x（cm）1.001.502.002.503.003.50小钢球飞行的水平距离s（m）2.013.004.014.966.017.00由实验数据，可确定弹性势能Ep与弹簧的压缩量x的关系为　　（式中k为比例系数）． A．Ep=kxB．Ep=kC．Ep=kx2D．Ep=k．　四、计算题（共51分）13．我国歼15舰载机在“辽宁号”航母上起降已具备相当水平．若歼15飞机以v0=50m/s的水平速度着陆甲板所受其他水平阻力（包括空气和摩擦阻力）恒为1×105N，歼15飞机总质量m=2.0×104kg．设歼15在起、降训练中航母始终静止，取g=10m/s2．求：（1）飞机着舰后，若仅受水平阻力作用，航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里？（2）“辽宁号”航母飞行甲板水平，但前端上翘，水平部分与上翘部分平滑连接，连接处D点可看做圆弧上的一点，圆弧半径为R=100m，飞机起飞时速度大容易升空，但也并非越大越好．已知飞机起落架能承受的最大作用力为飞机自重的11倍，求飞机安全起飞经过圆弧处D点的最大速度？14．钓鱼岛是我国固有领土，决不允许别国侵占，近期，为提高警惕保卫祖国，我国海军为此进行了登陆演练．如图所示，假设一艘战舰因吨位大吃水太深，只能停锚在离海岸登陆点s=1km处．登陆队员需要从较高的军舰甲板上，利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标，若绳索两端固定好后，与竖直方向的夹角θ=30°，为保证行动最快，队员甲先无摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦匀减速滑至快艇，速度刚好为零，在队员甲开始下滑时，队员乙在甲板上同时开始向快艇以速度v0=3m/s平抛救生圈，第一个刚落到快艇，接着抛第二个，结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇，若人的质量为m，重力加速度g=10m/s2，问：（1）军舰甲板到快艇的竖直高度H及队员甲在绳索上运动的时间t0；（2）若加速过程与减速过程加速度大小相等，则队员甲在何处速度最大？最大速度是多大？（3）若快艇额定功率为5kW，载人后连同装备总质量为103kg，从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近，到达岸边时刚好能达到最大速度10m/s，快艇在水中受到的阻力恒定，求快艇运动的时间t′． 15．如图所示，三个可视为质点的滑块质量分别为mA=m，mB=2m，mC=3m，放在光滑水平面上，三滑块均在同一直线上．一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，B、C均静止．现滑块A以速度v0=与滑块B发生碰撞（碰撞时间极短）后粘在一起，并压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平面上匀速运动，求：被压缩弹簧的最大弹性势能．16．如图所示，上表面光滑，长度为3m、质量M=10kg的木板，在F=50N的水平拉力作用下，以v0=5m/s的速度沿水平地面向右匀速运动．现将一个质量为m=3kg的小铁块（可视为质点）无初速度地放在木板最右端，当木板运动了L=1m时，又将第二个同样的小铁块无初速度地放在木板最右端，以后木板每运动1m就在其最右端无初速度地放上一个同样的小铁块．（g取10m/s2）求：（1）木板与地面间的动摩擦因数μ．（2）刚放第三个铁块时木板的速度．（3）从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离．　 xx重庆市万州二中高二（上）入学物理试卷参考答案与试题解析　一.单项选择题（共7个小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题意）1．下列说法正确的是（　　）A．绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船，其速度可能大于7.9km/sB．在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，一细线一端固定，另一端系一小球，小球可以在以固定点为圆心的平面内做匀速圆周运动C．人造地球卫星返回地球并安全着陆的过程中一直处于失重状态D．嫦娥三号在月球上着陆的过程中可以用降落伞减速【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力提供向心力表示出线速度求解．地球的第一宇宙速度7.9km/s，是人造卫星的最小发射速度，是卫星环绕地球运动的最大速度．卫星在降落过程中向下减速时，根据加速度方向判断所处的状态．月球上没有空气，不可以用降落伞减速．【解答】解：A、地球的第一宇宙速度7.9km/s，是人造卫星的最小发射速度，是卫星环绕地球运动的最大速度．故A错误．B、在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，物体处于完全失重状态，一细线一端固定，另一端系一小球，小球可以在以固定点为圆心的平面内做匀速圆周运动，绳子的拉力提供向心力，故B正确．C、卫星在降落过程中向下减速时，加速度方向向上，处于超重状态，故C错误．D、月球上没有空气，不可以用降落伞减速，故D错误．故选：B．　2．物体做下列几种运动，其中一定符合机械能守恒的运动是（　　）A．自由落体运动B．在竖直方向做匀速直线运动C．匀变速直线运动D．在竖直平面内做匀速圆周运动【考点】机械能守恒定律．【分析】机械能守恒的条件：物体只有重力或弹簧的弹力做功则机械能守恒；根据条件可以判断是否守恒．【解答】解：A、物体做自由落体运动，只有重力做功，机械能守恒，故A正确；B、物体在竖直方向做匀速直线运动，动能不变，重力势能减小，机械能不守恒，故B错误；C、做匀变速直线运动的物体机械能不一定守恒，如沿粗糙斜面匀加速下滑的物体由于克服摩擦力做功，机械能减小，机械能不守恒，故C错误；D、在竖直平面内做匀速圆周运动的物体动能不变，重力势能发生变化，物体机械能不守恒，故D错误；故选A．　 3．孔明灯又叫天灯，俗称许愿灯，中国很多地方有放孔明灯的习俗，如图所示某质量为m的孔明灯升空后与竖直方向夹角为θ斜向上匀速运动，则此孔明灯所受空气的作用力大小是（　　）A．mgB．mgtanθC．D．【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】孔明灯做匀速运动，加速度为零，合力为零；只受重力和空气的作用力，根据平衡条件得到空气的作用力的大小和方向．【解答】解：孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速直线运动，加速度为零，合力为零；只受重力和空气的作用力，根据平衡条件得到空气的作用力的大小为mg，方向竖直向上；故选：A．　4．如图所示，两楔形物块A、B两部分靠在一起，接触面光滑，物块B放置在地面上，物块A上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，A、B两物块均保持静止．则（　　）A．绳子的拉力不为零B．地面受的压力大于物块B的重力C．物块B受到地面的摩擦力水平向右D．物块B受到地面的摩擦力水平向左【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【分析】先隔离A分析，根据平衡条件判断绳子拉力的有无；再对B受力分析，判断地面有无摩擦力以及对地面的压力与重力关系．【解答】解：A、由题：AB接触面光滑，AB间没有摩擦力，对A分析知，A受到重力和绳子的拉力，二力平衡，B对A没有支持力，否则三个力不可能平衡，故A正确．BCD、对B分析知，B受到重力、地面的支持力，根据平衡条件知，地面对B的支持力等于物块B的重力，地面对B没有摩擦力，故B错误，C错误，D错误．故选：A　5．如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的v﹣t图象，以水平向右的方向为正方向．以下判断正确的是（　　）A．在0～3.0s时间内，合力对质点做功为10J B．在4.0s～6.0s时间内，质点的平均速度为3m/sC．在1.0s～5.0s时间内，合力的平均功率为4WD．在t=6.0s时，质点加速度为零【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】先根据速度时间图象得到物体的运动规律，然后根据动能定理判断合力的做功情况，根据速度时间图线与时间轴包围的面积表示位移来计算物体的位移大小，根据平均速度的定义求平均速度，根据平均功率的定义来求解平均功率．【解答】解：A、根据动能定理，在0～3.0s时间内，合力对质点做功等于动能的增加量，故=，故A错误；B、由于速度时间图线与时间轴包围的面积表示位移，故物体在4.0s～6.0s时间内的位移为，故平均速度为，故B正确；C、根据动能定理，在1s～5.0s时间内，合力对质点做功等于动能的增加量，故=，，故合力的平均功率为，故C错误；D、在t=6.0s时，质点速度为零，但从5s到7s物体做匀变速直线运动，加速度不变，故该时刻物体的加速度不为零，故D错误；故选B．　6．我国于xx12月发射了携带月球车的“嫦娥三号”卫星，并将月球车软着路到月球表面进行勘察．假设“嫦娥三号”卫星绕月球做半径r的匀速圆周运动，其运动周期为T，已知月球的半径为R，月球车的质量为m，则月球车在月球表面上所受到的重力为（　　）A．B．C．D．【考点】万有引力定律及其应用．【分析】研究“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量．忽略月球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式．【解答】解：“嫦娥三号”卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得．在月球表面上的物体受到的重力等于万有引力，所以，故D正确，ABC错误．故选：D．　7．如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动，以下物理量大小关系正确的是（　　）A．速度υA＞υBB．角速度ωA＞ωBC．向心力aA＞aBD．向心加速度aA＞aB【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】小球做匀速圆周运动，因此合外力提供向心力，对物体正确进行受力分析，然后根据向心力公式列方程求解即可．【解答】解：物体受力如图：将FN沿水平和竖直方向分解得：FNcosθ=ma①，FNsinθ=mg②． 根据牛顿第二定律，合外力提供向心力，合外力相等，则向心力相等．由①②可得：mgcotθ=ma=m=mω2R．可知半径大的线速度大，角速度小．则A的线速度大于B的线速度，A的角速度小于B的角速度，A、B的向心加速度相等．故A正确，B、C、D错误．故选A．　二.多项选择题（共3个小题．每小题4分，共12分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分）．8．如右图所示，木块a、b用一轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力F使弹簧压缩，当撤去外力后，下列说法中正确的是（　　）A．a尚未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统机械能不守恒C．a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统动量守恒D．a离开墙壁后，a、b组成的系统机械能守恒【考点】动量守恒定律；传感器在生产、生活中的应用．【分析】判断系统动量是否守恒看系统所受的外力之和是否为零．当撤去外力F后，a尚未离开墙壁前，系统受到墙壁的作用力，系统所受的外力之和不为零．a离开墙壁后，系统所受的外力之和为0．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功．由此分析即可．【解答】解：A、当撤去外力F后，a尚未离开墙壁前，系统竖直方向受力平衡，系统受到墙壁向右的作用力，所以系统所受的外力之和不为零．所以、b与弹簧组成的系统的动量不守恒．故A错．B、以a、b及弹簧组成的系统为研究对象，在a离开墙壁前，除了系统内弹力做功外，无其他力做功，系统机械能守恒，故B错误；C、a离开墙壁后，系统所受的外力之和为0，所以a、b与弹簧组成的系统动量守恒．故C正确；D、在a离开墙壁后，除了系统内弹力做功外，无其他力做功，a、b与弹簧组成的系统机械能守恒，而a、b组成的系统机械能不守恒，故D错误．故选：C　9．如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速率υ0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，g取10m/s2，根据图象可求出（　　） A．物体的初速率υ0=3m/sB．物体与斜面间的动摩擦因数为0.5C．当某次θ=30°时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑D．取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin=1.44m【考点】动能定理的应用；匀变速直线运动的图像．【分析】由题意明确图象的性质，则可得出位移的决定因素；根据竖直方向的运动可求得初速度；由水平运动关系可求得动摩擦因数；再由数学关系可求得位移的最小值．【解答】解：A、由图可知，当夹角θ=0时，位移为2.40m；而当夹角为90°时，位移为1.80m；则由竖直上抛运动规律可知：v02=2gh，代入数据解得：v0=6m/s，故A错误．B、当夹角为0度时，由动能定理可得：﹣μmgx=0﹣mv02，代入数据解得：μ=0.75，故B错误．C、若θ=30°时，物体受到的重力的分力为mgsin30°=mg，摩擦力f=μmgcos30°=0.75×mg×=mg＞mgsinθ，小球达到最高点后，不会下滑，故C错误；D、由动能定理得：﹣mgxsinθ﹣μmgcosθx=0﹣mv02，解得：x===，当θ+α=90°时，sin（θ+α）=1；此时位移最小，x=1.44m；故D正确；故选：D．　10．如图所示，在倾角为θ的光滑的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M的平板A连接，一个质量为m的物体B靠在平板的右侧．开始时用手按住物体B，现放手A和B沿斜面向上运动的距离为L时，同时达到最大速度v，重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　）A．A和B达到最大速度v时，弹簧是自然长度B．A和B达到最大速度v时A和B恰要分离C．从释放到A和B达到最大速度v的过程中，弹簧对A所做的功等于Mv2+MLsinθD．从释放到和B达到最大速度v的过程中A受到的合力对A所做的功等于Mv2【考点】动能定理；功的计算．【分析】AB速度最大时，对应的加速度为零，即弹簧的弹力恰好与AB重力沿斜面的分力平衡．A和B恰好分离时，AB间的弹力为0，A和B具有共同的加速度．从释放到A和B达到最大速度v的过程中，根据动能定理求解弹簧对A所做的功．从释放到A和B达到最大速度v的过程中，对于B，根据动能定理求解B受到的合力对它做的功．【解答】解：A、A和B达到最大速度v时，A和B的加速度为零． 对AB整体：由平衡条件知kx﹣（m+M）gsinθ=0，所以此时弹簧处于压缩状态．故A错误．B、A和B恰好分离时，AB间的弹力为0，B的加速度为gsinθ，与上题对比可知AB的速度不是最大．故B错误．C、从释放到A和B达到最大速度v的过程中，对于AB整体，根据动能定理得﹣（m+M）gLsinθ+W弹=（m+M）v2弹簧对A所做的功W弹=（m+M）v2+（m+M）gLsinθ，故C错误．D、从释放到A和B达到最大速度v的过程中，对于A，根据动能定理得A受到的合力对它做的功W合=△Ek=Mv2，故D正确．故选：D．　三、实验题（共19分）11．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量　C　（填选项前的符号），间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是　ADE　．（填选项前的符号）A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM、ON（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为　m1•OM+m2•ON=m1•OP　用（2）中测量的量表示．【考点】验证动量守恒定律．【分析】（1）根据实验原理分析答题．（2）由动量守恒定律求出需要验证的表达式，根据表达式确定需要测量的量；（3）根据动量守恒定律进行分析确定需要验证的关系式 【解答】解：（1）小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即测量射程，故C正确．（2）要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1=m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t，得：m1OP=m1OM+m2ON，因此实验需要过程为：测量两球的质量、确定落点从而确定小球的水平位移，故选：ADE．（3）由（2）可知，实验需要验证：m1OP=m1OM+m2ON；故答案为：（1）C；（2）ADE；（3）m1•OM+m2•ON=m1•OP　12．一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，进行了如下实验：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一个小钢球接触．当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示．让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s．（1）小钢球离开桌面时的速度大小为v0=　s　，弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式为Ep=　．　．（2）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：弹簧的压缩量x（cm）1.001.502.002.503.003.50小钢球飞行的水平距离s（m）2.013.004.014.966.017.00由实验数据，可确定弹性势能Ep与弹簧的压缩量x的关系为　C　（式中k为比例系数）．A．Ep=kxB．Ep=kC．Ep=kx2D．Ep=k．【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．【分析】（1）根据平抛运动规律可以求出钢球离开桌面时的速度大小，根据功能关系可以求出弹性势能的表达式．（2）先从实验数据得出弹簧的压缩量与小球的射程的关系，再结合第一小问中结论得到弹性势能与小球的射程的关系，最后综合出弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系【解答】解：（1）设桌子高度为h，小球离开桌面后做平抛运动，水平方向：s=v0t，竖直方向有：h，联立解得：v0=s，根据功能关系可知弹簧弹性势能转化为小球平抛的初动能，有： EP=，解得：EP=．（2）Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为：Ep与x2成正比．猜测的理由：由于，可知Ep与s2成正比，由表中数据可看出，在误差范围内，x正比于s，猜测可能Ep与x2也成正比，故答案为：（1）s；．（2）C　四、计算题（共51分）13．我国歼15舰载机在“辽宁号”航母上起降已具备相当水平．若歼15飞机以v0=50m/s的水平速度着陆甲板所受其他水平阻力（包括空气和摩擦阻力）恒为1×105N，歼15飞机总质量m=2.0×104kg．设歼15在起、降训练中航母始终静止，取g=10m/s2．求：（1）飞机着舰后，若仅受水平阻力作用，航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里？（2）“辽宁号”航母飞行甲板水平，但前端上翘，水平部分与上翘部分平滑连接，连接处D点可看做圆弧上的一点，圆弧半径为R=100m，飞机起飞时速度大容易升空，但也并非越大越好．已知飞机起落架能承受的最大作用力为飞机自重的11倍，求飞机安全起飞经过圆弧处D点的最大速度？【考点】牛顿第二定律；向心力．【分析】（1）根据运动学公式求出匀减速运动的加速度，根据运动学公式求滑行距离．（2）根据竖直方向上的合力提供向心力，通过牛顿第二定律求出最大速度的大小．【解答】解：（1）由牛顿第二定律知：f=ma得：a==5m/s2滑行的距离为：S==250m（2）由牛顿第二定律的方程得：FN﹣mg=m代入数据得：v=100m/s答：（1）飞机着舰后，若仅受水平阻力作用，航母甲板至少250m才能保证飞机不滑到海里；（2）“辽宁号”航母飞行甲板水平，但前端上翘，水平部分与上翘部分平滑连接，连接处D点可看作圆弧上的一点，圆弧半径为R=100m，飞机起飞时速度大容易升空，但也并非越大越好．已知飞机起落架能承受的最大作用力为飞机自重的11倍，飞机安全起飞经过圆弧处D点的最大速度为100m/s．　14．钓鱼岛是我国固有领土，决不允许别国侵占，近期，为提高警惕保卫祖国，我国海军为此进行了登陆演练．如图所示，假设一艘战舰因吨位大吃水太深，只能停锚在离海岸登陆点s=1km处．登陆队员需要从较高的军舰甲板上，利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标，若绳索两端固定好后，与竖直方向的夹角θ=30°，为保证行动最快，队员甲先无摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦匀减速滑至快艇，速度刚好为零，在队员甲开始下滑时，队员乙在甲板上同时开始向快艇以速度v0 =3m/s平抛救生圈，第一个刚落到快艇，接着抛第二个，结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇，若人的质量为m，重力加速度g=10m/s2，问：（1）军舰甲板到快艇的竖直高度H及队员甲在绳索上运动的时间t0；（2）若加速过程与减速过程加速度大小相等，则队员甲在何处速度最大？最大速度是多大？（3）若快艇额定功率为5kW，载人后连同装备总质量为103kg，从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近，到达岸边时刚好能达到最大速度10m/s，快艇在水中受到的阻力恒定，求快艇运动的时间t′．【考点】功率、平均功率和瞬时功率；匀变速直线运动规律的综合运用．【分析】（1）根据平抛运动规律与几何知识，可得高度与时间；（2）由几何关系可得绳索长度，根据运动的对称性分析得出速度最大处，由位移与平均速度关系即可求解；（3）由动能定理与达到最大速度时功率与阻力的关系，可联合求得结果．【解答】解：（1）设救生圈做平抛运动的时间为t，有：H=gt2…①Htanθ=v0t…②设人下滑时间为t0，由题意知：t0=2t…③联立①②③得：H=16.2m，t0=3.6s．（2）由几何关系得：绳索长L==18.7m．因加速过程与减速过程的加速度大小相等，所以，甲在绳索中点处速度最大，由：amt′2×2=L，m/s2得：vm=amt′=9m/s（3）加速过程有：Pt′﹣f（s﹣Htanθ）=Mvm′2…④加速到匀速时：vm′=…⑤联立④⑤解得：t′=1.1×102s答：（1）军舰甲板到快艇的竖直高度H=16.2m，队员甲在绳索上运动的时间t0=3.6s．（2）若加速过程与减速过程中的加速度大小相等，则队员甲在绳索中点处速度最大，最大速度是9m/s．（3）若快艇额定功率为5kW，载人后连同装备总质量为103kg，从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近，到达岸边时刚好能达到最大速度10m/s，快艇在水中受到的阻力恒定，快艇运动的时间t′=1.1×102s．　 15．如图所示，三个可视为质点的滑块质量分别为mA=m，mB=2m，mC=3m，放在光滑水平面上，三滑块均在同一直线上．一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，B、C均静止．现滑块A以速度v0=与滑块B发生碰撞（碰撞时间极短）后粘在一起，并压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平面上匀速运动，求：被压缩弹簧的最大弹性势能．【考点】动量守恒定律；功能关系．【分析】A与B碰撞粘在一起，由动量守恒求得共同速度，AB与C一起压缩弹簧过程中，三滑块速度相同时弹性势能最大，根据动量守恒和机械能守恒求解．【解答】解：A与B碰撞后的速度为v1，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：（mA+mB）v1=mAv0得：v1==AB与C一起压缩弹簧过程中，三滑块速度相同时弹性势能最大，设三滑块共同速度是v2．规定向右为正方向，由系统动量守恒得：（mA+mB+mC）v2=mAv0，解得：v2==由系统的机械能守恒得：弹簧的最大弹性势能Epm=（mA+mB）﹣（mA+mB+mC）解得：Epm=答：被压缩弹簧的最大弹性势能是．　16．如图所示，上表面光滑，长度为3m、质量M=10kg的木板，在F=50N的水平拉力作用下，以v0=5m/s的速度沿水平地面向右匀速运动．现将一个质量为m=3kg的小铁块（可视为质点）无初速度地放在木板最右端，当木板运动了L=1m时，又将第二个同样的小铁块无初速度地放在木板最右端，以后木板每运动1m就在其最右端无初速度地放上一个同样的小铁块．（g取10m/s2）求：（1）木板与地面间的动摩擦因数μ．（2）刚放第三个铁块时木板的速度．（3）从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动规律的综合运用．【分析】（1）根据木板在拉力F作用下做匀速直线运动，结合共点力平衡和滑动摩擦力公式求出动摩擦因数的大小．（2）每放一个小铁块，木板所受的摩擦力增加μmg，对木板从放第一块铁块到刚放第三块铁块的过程运用动能定理，求出刚放第三个铁块时木板的速度．（3）对放上第三块木块开始到停止过程运用动能定理，求出木板运动的距离．【解答】解：（1）木板做匀速直线运动时，受到地面的摩擦力为f，由平衡条件得：F=f…①f=μMg…②联立并代入数据得：μ=0.5…③（2）每放一个小铁块，木板所受的摩擦力增加μmg，令刚放第三块铁块时木板速度为v1，对木板从放第一块铁块到刚放第三块铁块的过程，由动能定理得： …④联立代入数据得：v1=4m/s…⑤（3）从放第三个铁块开始到木板停下之前，木板所受的合力均为3μmg从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离为x，对木板由动能定理得：﹣3μmgx=0﹣…⑥联立并代入数据得：x==1.78m＞1m，则根据动能定理得：﹣4μmgx﹣3μmgL=0﹣代入数据解得：x=则木板运动的距离为：x′=x+1m==1.58m．答：（1）木板与地面间的动摩擦因数为0.5．（2）刚放第三个铁块时木板的速度为4m/s．（3）从放第三个铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离为1.58m．　 xx11月12日