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湖南省衡阳市八中2013届高三上学期第三次教学质量检测物理试题


湖南省衡阳市八中 2013 届高三上学期第三次教学质量检测物理 试题(解析版)
【总评】:本套试卷没有难度较大的题目,以考查物理力学知识为主。本套试卷注重(1)、 图形结合题的考查:题目能否成功解答的关键往往在于对图形信息的把握,如:v-t 图像, w-x 图像,以及极难见到的 p-t 图像在本试卷中也有机会一见;(2)、天体力学中的卫星的 各种变轨问题是本试卷天体力学考查的重点;(3)本试卷的压轴题为弹力的突变问题,此 类题目作为大题还是第一次出现,很有研究价值。 一、不定项选择题(每小题 4 分,共 48 分.在每小题给出的四个选项中有一个或几个选项正 确,全部选对的得 4 分,选对部分的得 2 分,有选错或不选的得 0 分,并把答案填写在答 卷表格里) 1.伽利略为了研究自由落体的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,从而创造了 一种科学研究的方法.利用斜面实验主要是考虑到( A.实验时便于测量小球运动的速度 C. 实验时便于测量小球运动的路程 体的运动规律 【答案】B 【解析】物体在斜面运动时的加速度减小,所用时间增加,所以其时间更容易测量。 伽利略通过数学推算并用斜面实验验证了小球在斜面上从静止开始运动的位移与 所用时间的平方成正比。 【考点定位】自由落体运动 2. 在一辆静止在水平地面上的汽车里有一个小球从高处自由下落,下落一半高度时汽车突 然向右匀加速运动,站在车厢里的人观测到小球的运动轨迹是图中的( ) )

B. 实验时便于测量小球运动的时间 D. 斜面实验可以通过观察与计算直接得到落

【答案】C 【解析】在小球下落的前半段,以车上的人为参照物,小球做自由落体运动,轨迹为直线; 在小球下落的后半段,以车上的人为参照物,小球具有水平向左的加速度,做类平

抛运动,轨迹如图 C 所示。 根据物体运动状态判断物体的运动轨迹或是物体加速度的变化轨迹是对学生迁移能力的 考察,近年有增加的趋势,如: (2012 江苏卷).14.将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度 的大小成正比,下列描绘皮球在上升过程中加速度大小 a 与时间 t 关系图象,可能正确的是

【解析】加速度 a ? g ? 小得越慢,所以选 C. 【答案】C 【考点定位】 运动学

kv m

,随着 v 的减小, a 减小,但最后不等于 0.加速度越小,速度减

3. 一物体自 t=0 时开始做直线运动,其速度图线如图所示.下列选项正确的是( A.在 0~6 s 内,物体离出发点最远为 30 m B.在 0~4s 内,物体的平均速率为 7.5 m/s C.在 0~6 s 内,物体经过的路程为 35m D.在 5~6 s 内,物体所受的合外力做负功 【答案】B 【解析】由 v-t 图像可知,图形与时间轴围成的面积为物体运动的位移。 在 0~6 s 内,物体离出发点最远为 35 m; 在 0~4s 内,物体的位移为 30 m,v 平均=x 总/t 总=30m/4s=7.5m/s; 在 0~6 s 内,物体为路程为物体运动轨迹的长度为 40m;



在 5~6 s 内,根据图像可知,物体的加速度为负值,F 合=ma;位移 x 为负值;W 合 =F 合*x 为正值,所以做正功。 选项 B 正确。 v-t 图像题近年高考热点:如: (2012 山东卷).1,、将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过 程中, v ? t 图像如图所示。以下判断正确的是

A.前 3s 内货物处于超重状态 B.最后 2s 内货物只受重力作用 C.前 3s 内与最后 2s 内货物的平均速度相同 D.第 3s 末至第 5s 末的过程中,货物的机械能守恒 答案:AC (2012 上海卷) .2、质点做直线运动,其 s-t 关系如图所示, 质点在 0-20s 内的平均速度大小为_________m/s 质点在_________时的瞬时速度等于它在 6-20s 内的平均速度。 答案:0.8,10s 和 14s, 【考点定位】 v-t 图像、功 4.质量为 2kg 的物体,放在动摩擦因数为 0.1 的水平面上,在水平拉力的作用下,由静止 开始运动, 水平拉力做的功 W 和物体发生的位移 x 之间 的关系如图所示,则( ) 27 A.此物体在 AB 段做匀加速直线运动 15 B.此物体在 AB 段做匀速直线运动 C.此物体在 OA 段做匀加速直线运动 D.此物体在 OA 段做匀速直线运动 【答案】B、C f 【解析】对物体进行受力分析: 根据公式 f=umg=2N ,结合 W-x 图像可知: 0A 段:WOA=FOA*3 , FOA=5N ,F 合=3N,物体做匀加速直线运; AB 段: WAB=FAB*6 , FAB=2N , F 合=0,物体做匀速直线运动。选项 BC 正确。 【考点定位】 功 5. 近年来测重力加速度 g 值的一种方法叫“对称自由下落法”。具体做法是:将真空长直管 沿竖直方向放置,自其中 O 点向上抛小球又落至原处所用时间为 t2,在小球运动过程中经 过比 O 点高 h 的 B 点,小球离开 B 点至又回到 B 点所用时间为 t1,测得 t1、t2、h,则重力 加速度的表达式为( A.
2h t 2 ? t1
2 2
0 10 20 t/s 10 s/m 20

W/J B A 0

0

3

9

x/m

F

) B.
4h t 2 ? t1
2 2

C.

8h t 2 ? t1
2 2

D.

16h t 2 ? t1
2 2

【答案】C 【解析】根据自由落体公式:h=gt /2,小球在整个过程中做自由落体运动。 g'*(t2/2)2/2-g'*(t1/2)2/2=h 解得:g'=8h/(t22-t12) 【考点定位】 自由落体运动 t2
2

A t1

B

h o

6.一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,飞船原来的线速度是 v1,周期是 T1,机械能是 E1, 假设在某时刻它向后喷气做加速运动后,进入新轨道做匀速圆周运动,运动的线速度是 v2, 周期是 T2,机械能是 E2.则( A.v1>v2 C.v1<v2 【答案】B 【解析】飞船向后喷气做加速运动,飞船做圆周运动的半径 R 增大,在新的轨道达到新平 衡,继续做匀速圆周运动。根据公式:v2=GM/R,T2=4∏2R3/GM 可知,当 R 变大,v 变 小,T 变大。在飞船向后喷气做加速运动过程中,外界对飞船做功,飞船的机械能增加。 选项 B 正确。 卫星变轨问题是天体力学重点内容,近年多次涉及,通过卫星运行轨道的变化,进而确 定卫星线速度、角速度、周期、频率等物理量的变化情况。 (2012 上海)22B.人造地球卫星做半径为 r,线速度大小为 v 的匀速圆周运动。当其角 速度变为原来的 【解析】由 G 2 倍后,运动半径为_________,线速度大小为_________。 4
2

) B.v1>v2 D.v1<v2 T1<T2 T1<T2 E1<E2 E1<E2

T1>T2 T1>T2

E1>E2 E1=E2

Mm r

? m? r 可知,角速度变为原来的
2

2 倍后,半径变为 2r,由 v ? ? r 可知, 4

角速度变为原来的 【答案】2r, 2 v 2

2 2 倍后,线速度大小为 v。 4 2

(2012 广东)21.如图 6 所示,飞船从轨道 1 变轨至轨道 2。若飞船在两轨道上都做匀速 圆周运动,不考虑质量变化,相对于在轨道 1 上,飞船在轨道 2 上的

A.动能大 B.向心加速度大 C.运行周期长 D.角速度小 【答案】CD

7.如图所示为水平面上的物体在水平拉力 F 作用下的 v-t 图线和拉力 F 的功率—时间图线, 则物体跟水平面间的动摩擦因数为(g=10m/s )( A.1/10 C.5/27 【答案】B 【解析】结合 v-t 图像可知,物体在 0-2s 内作加速度 a=3m/s2 的匀加速直线运动,在 2-6s 内作 v=6m/s 的匀速直线运动。在 p-t 图像中,结合公式:p=Fv,在 0-2s 内, p=Fv=Fat,F1=5N;在 2-6s 内,F2=p2/v=10/6N。 F1-umg=ma F2=umg 带入数据,消去 m 可得:u=3/20 【考点定位】 摩擦力 8.2012 年我国宣布北斗导航系统正式商业运行。北斗导航系统又被称为“双星定位系统”, 具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作星均绕地心 O 做匀速圆周运动,轨道半径 为 r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的 A、B 两位置(如图所示).若卫星均顺时针
卫星 1
2

)

B.3/20 D.5/18

运行,地球表面处的重力加速度为 g,地球半径为 R,不计卫星间的相互作用力.则以下判 A
卫星 2

断中正确的是(


R g r
2 2

60° 地球

B

A.这两颗卫星的加速度大小相等,均为

B.卫星 l 由位置 A 运动至位置 B 所需的时间为 C.卫星 l 向后喷气就一定能追上卫星 2

2?r 3R

r g

D.卫星 1 由位置 A 运动到位置 B 的过程中万有引力做正功 【答案】A

【解析】卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。m 卫 g'=GM 地 m 卫/r2 得:g'=GM 地/r2, 根据万有引力黄金代换公式:GM=gR2 带入后 g'=R2g/r2; 卫星圆周运动的周期

T= 2?r

r GM
?r
6R

2?r
,带入代换公式得:T=

r g

R

,卫星 1 由位置 A 运动至位置 B 所需的时

间 t=T/6=

r g

;卫星 l 向后喷气后,卫星线速度增加,卫星将做离心运动,其轨道半径

增大,卫星 1 与卫星 2 将不在同一个轨道上,所以无法追上卫星 2; 卫星 1 由位置 A 运动 到位置 B 的过程中万有引力与卫星运动方向垂直,万有引力不做功。选项 A 正确。 【考点定位】 万有引力

9. 2012 年伦敦奥运会跳水比赛首先进行的女子单人 3 米板比赛中,中国队派出了夺得双人 项目金牌的吴敏霞和何姿。最终,吴敏霞以总分 414 分摘金。现假设她的质量为 m,她进入 水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对她的阻力大小恒为 F,那么在她减速下降高度为 h 的过程中,下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度) ( A.她的动能减少了 Fh C.她的机械能减少了(F-mg)h 【答案】B、D 【解析】在运动员减速下降过程中,只有重力和阻力做功,其重力做正功,重力势能减小, WG=?EP。根据动能定理:WG+WF=?EK 而机械能 E=WG+EK,所以运动员机械能减少了 WF.选项 BD 正确。 【考点定位】 机械能守恒定律 10.如右图, M、N 和 P 是以 MN 为直径的半圈弧上的三点,O 点为半圆弧的圆心,
?MOP ? 60? .电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于 M、N 两点,这时 O 点电场强



B.她的重力势能减少了 mgh D.她的机械能减少了 Fh

度的大小为 E1;若将 N 点处的点电荷移至 P 点,则 O 点的场场强 大小变为 E2,E1 与 E2 之比为( A.1:2 B.2:1 ) D. 4 : 3 M 60° P E1=KQM/R2+KQN/R2 O N

C. 2 : 3

【答案】B 【解析】当两个等量点电荷分别置于 M、N 两点时:E1=2KQM/R2, 当 N 点处的点电荷移至 P 点时,E2= KQM/R2 E1:E2=2:1 EN= KQN/R2 【考点定位】 电场强度 O EM= KQM/R2

O 1200 O0

E2= KQM/R2

11.风洞实验室可产生水平方向大小可调节的风力。实验室中有两个质量不等的球 A、B,用 一轻质绳连接。把 A 球套在水平细杆上如图所示,对 B 球施加水平风力作用, 使 A 球与 B 球一起向右匀加速运动。若把 A、B 两球位置互换,重复实验,让两 球仍一起向右做匀加速运动,已知两次实验过程中球的加速度相同,A、B 两球 与细杆的动摩擦因数相同。则两次运动过程中,下列物理量一定不变的是 ( ) B.轻绳拉力的大小 D.风给小球的水平力 FN F风 【解析】对整体进行受力分析: F 风-F 摩=(mA+mB)a F 摩=uFN FN=(mA+mB)g mAg+mBg F摩

A.细绳与竖直方向的夹角 C.细杆对球的支持力 【答案】C、D

【考点定位】 摩擦力 牛顿第二定律 12、将三个木板 1、2、3 固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所 示,其中 1 与 2 底边相同,2 和 3 高度相同。现将一个可以视为质 点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放, 并沿木板下滑到底端, 物块与木板之间的动摩擦因数 μ 均相同。在这三个过程中,下列说 法正确的是( )

A.沿着 1 和 2 下滑到底端时,物块的速度不同;沿着 2 和 3 下滑到底端时,物块的速度相同 B.沿着 1 下滑到底端时,物块的速度最大 C.物块沿着 3 下滑到底端的过程中,产生的热量是最多的 D.物块沿着 1 和 2 下滑到底端的过程中,产生的热量是一样多的

【答案】B、C、D 【解析】建立物理模型:质量为 m 的物块在倾角为θ 的斜面运动时,斜面与物体的动摩擦 因数为u,斜面长 L,高为 h,水平面长为 s; f摩 FNc mgsinθ -f 摩=ma FN=mgcosθ , f 摩=uFN 推出:a=mgsinθ -umgcosθ mg θ 根据运动学公式:物体在斜面底端的速度 v2=2aL v =2(mgsinθ -umgcosθ )L v =2(mgh-umgs) Wf=f 摩*L=umgLcosθ =umgs 结合图像可知:h2=h3,s1=s2;所以选项 B、C、D 正确。 此类题目可以通过物理模型的建立得到普遍规律在进行求解,如: (2012 全国新课标).如图,x 轴在水平地面内,y 轴沿竖直方向。图中画出了从 y 轴上沿 x 轴 正向抛出的三个小球 a、b 和 c 的运动轨迹,其中 b 和 c 是从同 一点抛出的,不计空气阻力,则 A.a 的飞行时间比 b 的长 B.b 和 c 的飞行时间相同 C.a 的水平速度比 b 的小 D.b 的初速度比 c 的大 [答案]BD [解析]平抛运动的时间是由下落高度决定的,高度相同,时间一样,高度高,飞行时间长。 A 错,B 正确。水平位移由速度和高度决定,由 x ? v 【考点定位】 牛顿定律 功 二、实验题(16 分:第 13 题 4 分;第 14 题每空 2 分共 12 分) 13.如图所示,在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,下列说法正确的是( A. 为减小实验误差,长木板应水平放置 B. 通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加 C. 小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动,当橡皮筋拉恢复原长 )
g 2h
2 2

得 C 错 D 正确。

后小车做匀速运动 D. 应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度 【答案】B、D 【解析】为减小实验误差,木板应倾斜放置,补偿阻力的损失。因为 F 弹=k(L-L 原),橡皮 筋的长度在逐渐较小,所以弹力也在逐渐减小,小车作加速度减小的加速运动,在橡皮筋恢 复原长后,小车受力平衡,将做匀速直线运动。 【考点定位】 动能定理 14.在验证机械能守恒定律的实验中,质量为 m 的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的 点,如下图所示,相邻记数点时间间隔为 0.02s,长度单位是 cm,g 取 9.8m/s 。求:
2

(1)该实验所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子 的重物,此外还需 A.直流电源、天平及砝码 C.交流电源、天平及砝码 (填字母代号)中的器材。 B.直流电源、毫米刻度尺 D.交流电源、毫米刻度尺 m/s(保留两位有效数字); J,动能

(2)打点计时器打下记数点 B 时,物体的速度 VB =

(3)从点 O 到打下记数点 B 的过程中,物体重力势能的减小量△EP = 的增加量△EK = J(保留两位有效数字);

(4)根据题中提供的条件,可求出重锤实际下落的加速度 a= 效数字)

m/s 。 (保留两位有

2

(5)即使在实验操作规范,数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验测得的△EP 也一定 略大于△EK ,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因为

【答案】(1)D

(2)0.96

(3) 0.47m(J), 0.46m(J)

(4) 9.5m/s2

(5) 重锤和纸带都受到阻力的作用,因此机械能有损失。 【解析】试验中,不需要知道 m 的大小,所以不需要天平,打点计时器使用交流电; 在匀加速直线运动中:v 中间时刻=v 平均速度=(v 初+v 末)/2=x 总/t 总,

vB=(6.91-3.07)*10-2 /0.04=0.96m/s; △Ep=mghB, △EK=vB /m,带入数据得△Ep=0.47m(J)△EK =0.46m(J);
2

根据推论:匀变速直线运动中,在相等的时间间隔 T 内位移的差值是个定值:△x=aT ,
2

带入数据:△x=(6.91-4.08)*10 m-(4.80-3.07)*10 m,T=0.02s 得 a=9.5m/s ; 重锤和纸带都受到空气阻力和纸带运动过程中的摩擦力的作用,因此机械能有损失。 【考点定位】 机械能守恒定律 三.计算题(共 36 分:每题 12 分) 15.滑沙游戏中,游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下.为了安全,滑沙车上通常装有刹车 手柄,游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力 F,从而控 制车速.为便于研究,作如下简化:游客从顶端 A 点由静止滑下 8s 后,操纵刹车手柄使滑 沙车匀速下滑至底端 B 点,在水平沙道上继续滑行直至停止.已知游客和滑沙车的总质量 m=70kg,倾斜滑道 AB 长 =128m,倾角 θ =37°,滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数

-2

-2

2

μ =0.5.滑沙车经过 B 点前后的速度大小不变,重力加速度 g取 ,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力.

(1)求游客匀速下滑时的速度大小. (2)求游客匀速下滑的时间. (3)若游客在水平滑道 BC 段的最大滑行距离为 16m,则他在此处滑行时,需对滑沙车施加多 大的水平制动力? 【答案】(1)16 m/s (2)4 s (3)210 N f1 FN

(1) 游客在 AB 段刚开始运动时的受力情况如右图 1 所示: mgsinθ -f1=ma1 f1=umgcosθ 带入数据得:a1=2m/s2 v1=a1*t1=2*8=16m/s (2) 游客匀加速运动的位移 x1=a1t2/2=(2*82)/2=64m 游客匀速运动的位移 x2=x 总-x1=128-64=64m 游客匀速运动的时间 t2=x2/v1=64/16=4s (3)游客在 BC 段运动时受力如右图 2 所示: F 制动+f2=ma2; f2=umg F
动 制

mg

θ

V1 f2

游客在 BC 段做匀减速直线运动: v12=2a2xBC 代入数据解得:F 制动=210N 【解析】 对游客运动过程中的正确的受力分析是解决此类问题的关键, 需特别注意游客运动 过程中摩擦力的变化;对运动学公式灵活使用往往是关键。 本题难度较低,高考中很少出现;但是在学业水平测试中经常出现,属于中等难度试题,是 要求学生必须掌握的知识点。 牛顿定律的综合应用在计算题中往往一第一道大题出现,难度中等,属于得分题。解决 此类问题的关键是进行正确的受力分析,受力分析的一般步骤: 1) 明确研究对象; 2)按顺序进行受力分析;重力 3)检查是否多力、少力。 16.(2012 重庆卷) 25.(19 分)某校举行托乒乓球跑步比赛, 赛道为水平直道,比赛距离为 S,比赛时, 某同学将球置于球拍中心,以大小 a 的加 速度从静止开始做匀加速运动,当速度达 到 v0 时,再以 v0 做匀速直线运动跑至终点。 整个过程中球一直保持在球中心不动。比赛 中,该同学在匀速直线运动阶级保持球拍的 倾角为θ 0 ,如题 25 图所示。设球在运动过 程中受到的空气阻力与其速度大小成正比, 方向与运动方向相反,不计球与球拍之间 的摩擦,球的质量为 m,重力加速度为 g ⑴空气阻力大小与球速大小的比例系数 k ⑵求在加速跑阶段球拍倾角θ 随球速 v 变化的关系式 ⑶整个匀速跑阶段,若该同学速率仍为 v0 ,而球拍的倾角比θ 0 大了β 并保持不变,不计球 在球拍上的移动引起的空气阻力的变化, 为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为 r 的下 边沿掉落,求β 应满足的条件。 解:⑴在匀速运动阶段有, mg tan ? 0 ? kv0 弹力 摩擦力 电场力(磁场力) 外力

得 k ? mg tan ? 0 v 0 ⑵加速阶段,设球拍对球的支持力为 N ? ,有
N ? sin ? ? kv ? ma
N ? cos ? ? mg

得 tan ? ? a g ? v tan ? 0 v 0 ⑶以速度 v0 匀速运动时,设空气的阻力与重力的合力为 F,有
F ? mg cos ? 0

球拍倾角为 ? 0 ? ? 时,空气阻力与重力的合力不变,设球沿球拍面下滑的加速度大小为 a ? , 有 F sin ? ? ma ? 设匀速跑阶段所用时间为 t,有 t ? s v 0 ? v 0 2a 球不从球拍上掉落的条件 得 sin ? ?
2r cos ? 0 ? s v0 ? ? g? ? ? ? 2a ? ? v0
2

1 2

a ?t

2

?r

(2012 浙江卷).23.(16 分)为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明 同学用石腊做成两条质量均为 m、形状不同的“A 鱼”和“B 鱼”,如图所示。 在高出水面 H 处分别静止释放“A 鱼”和“B 鱼”,“A 鱼”竖直下潜 hA 后速 度减为零,“B 鱼”竖直下潜 hB 后速度减为零。“鱼”在水中运动时,除受重 力外,还受浮力和水的阻力。已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的 10/9 倍, 重力加速度为 g,“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度。假设“鱼”运动时所受水的阻 力恒定,空气阻力不计。求: (1)“A 鱼”入水瞬间的速度 VA1; (2)“A 鱼”在水中运动时所受阻力 fA; (3)“A 鱼”与“B 鱼”在水中运动时所受阻力之比 fA:fB。 【考点】匀变速运动、牛顿定律 【解析】(1)A 从 H 处自由下落,机械能守恒 mgH ?
1 2 mv A1 ,解得 v A1 ?
2

2 gH

(2)小鱼 A 入水后做匀减速运动, 2 gH ? 2a A hA 得减速加速度: a A ?

H hA

g,

F浮 A ?

10 9

mg 由牛顿第二定律: F浮 A +f A ? mg ? ma A 解得: f A ? mg (

H hA

?

1 9

)

(3)同理可得 f B ? mg (

H hB

?

1 9

) ,得: f A : f B ?

(9 H ? hA ) hB (9 H ? hB ) hA

16.在 2012 年 “电动车十大品牌”评选中,由江苏雅迪科技有限公司生产的雅迪电动车凭 借其卓越的品质和良好的性能摘取桂冠.图甲为该电动车启动时的加速度随时间变化的图 象,与之对应的牵引力 F 与 1/v 图如图乙所示。已知该电动车的质量为 m=200kg,能达到的 最大速度 vm=20m/s

a(m/s ) 2 o t1

求:(1)该电动车的额定功率 (2))该电动车匀加速持续的时间 t1 (3)若在 t1 到 t2 的时间内电动车的位移为 5m.求图甲中 t2 的值 【考点定位】 牛顿定律 【答案】(1) 8000 w (2) 5 s (3) 9 s

2

F/N

400

t/s t2

1

o

1 20

1 v

(s/m)

V



1

(1)由图像可知,当电动车速度达到最大 20m/s 时,对应的牵引力 F=400N. P 额=F*Vm=400*20=8000w (2)在 0-t1s 内,F 不变,F 牵-f 阻=ma,p=F*V,随着 v 的增加,p 在逐渐增加; F1-f=ma 在匀加速阶段,因为 F=p/v,当 p=p 额时,加速的最大速度 v1=p 额/F1 在 t1-t2s 内,随着 v 的增加,F 在逐渐减小,加速度在逐渐减小。

在 t2s 时,F=f,a=0,v 达到最大 20m/s,电动车以匀速运动下去。 F2=f=400N 带入数据:a=2m/s2,得: v1=10m/s v1=at t=v1/a=10/2=5s

(3)根据能量守恒定律: W 牵-Wf=?EK W 牵=p 额*(t2-t1) 机车在以额定的功率做变速运动; Wf=f*s ?EK=mvM2-mv12 机车受到的阻力恒定,位移 s=5m. v1=10m/s,vM=20m/s

带入数据后解得:t2-t1=4s, t1=5s, t2=9s 【解析】机车恒定加速度启动。机车加速运动的最终速度不是机车的最大速度。机车在匀加 速运动结束后作加速度减小的加速运动直至达到最大速度。 在解决变力做功的问题时, 动能 定理的灵活使用往往能起到意想不到的效果。 图形结合题是近几年高考热点,解题前,一定要对图像有整体的认识,如图形的斜率, 截距、图形与坐标轴所围成的面积、图像的交点,在结合物理公式,准确找到各表示的物理 意义,进而进行求解。 机车常见的两种启动方式: 1、机车以恒定功率启动的运动过程 由公式 P=Fv 和 F-Ff=ma 知,由于 P 恒定,随着 v 的增大,F 必将减小,a 也必将减 小,汽车做加速度不断减小的加速运动,直到 F=Ff,a=0,这时 v 达到最大值
ν ? Pm F ? Pm Ff

m

。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能

用 W=Pt 计算,不能用 W=Fs 计算(因为 F 为变力)。 这一启动过程的 P-t、ν -t 关系如图所示

2.机车以恒定加速度启动的运动过程 由公式 P=Fv 和 F-Ff=ma 知,由于 F 恒定,所以 a 恒定,汽车做匀加速运动,而随 着 v 的增大,P 也将不断增大,直到 P 达到额定功率 Pm,功率不能再增大了。这时匀
Pm F Pm Ff

ν

m

’ ?

?

加速运动结束, 其最大速度为

,此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率

的变加速运动了。 可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。 这种加速过程发动机做的 功只能用 W=F?L 计算,不能用 W=P?t 计算(因为 P 为变值)。 这一启动过程的 P-t、ν -t 关系如图所示

特别提示:图象中的 V0 为机车以恒定加速度启动时,匀加速运动的末速度,但并非是加速 过程的最大速度,因为此后还有一个变加速运动过程。而 Vm 为机车一额定功率运动时所 能达到的最大速度。 【考点定位】 功、功率 17.如图,长度均为 L=5m 的三根细线 OA、AB、BC 一端均与质量为 m=2kg 的 A 球连接,另一 端分别固定于 O、B、C 三点且 B、C 两点在同一水平线上,整个 装置处于竖直平面内。小球静止时 ?BAC ? 60 且细线 OA
0

B

C

恰无弹力.取 g=10m/s .求: (1)此时细线 AB 的弹力大小 (2)若同时烧断细线 AB、AC,与此同时给 A 球一个水平向右的 初速度 v0=5m/s.求小球运动到最低点时对细线 OA 的拉力大小 【答案】(1)
20 3 3N

2

A

O

(2)100 N

(1)对小球进行受力分析: FAB 600 FAC

FABcos300+FACcos300=mg FABsin300=FABsin300 解得:FAB=FAB=
3mg 3
20 3

=

3N

mg V0

(2)当同时烧断细线 AB、AC 时,小球先做平抛运动,如右图: 设:在小球运动 t1 后,细线 OA 拉直, X 水平=v0t1 Y 竖直=gt12/2 XOA2=X 水平 2+Y 竖直 2 代入数据,t1=1s 此时小球刚好运动到水平位置:v1= vx 2 ? vy 2 =10m/s mg

FOA O FO
A

A Vx V1 Vy

D

小球继续运动,细线 0A 已经拉直,小球继续运动将受到细线的拉力, 小球速度发生突变,水平速度突变为零,竖直方向速度大小方向均不变,mg 与拉力垂直,小球做圆周运动。 小球运动到最低点 D 过程中,机械能守恒: mghOD=mvD2/2-mv12/2 解得:vD=10 2 m/s 小球在 D 点做圆周运动的向心力由其受到的合力提供,对 D 点进行受力分析: FOA-mg=mvD2/r 解得:FOA=100N 【解析】在 OA 未拉直之前,细线对小球的作用力为零,所以,小球作平抛运动直到细线 OA 拉直。当细线 0A 拉直时,小球受到细线的拉力作用,此时小球恰好运动到水平位置, 因为拉力作用,小球速度发生突变,水平方向速度 vx 突变为零,竖直方向上因为没有力的 作用,所以 vy 大小和方向均不发生改变,物体在拉力作用下作圆周运动,运动过程中只有 重力做功, 根据机械能守恒求出物体在最低点时的速度; 物体在最低点作圆周运动的向心力 由绳的拉力和重力的合力提供。 关于弹力的突变问题: 细绳,细杆等发生微小形变的物体的弹力可以突变; 弹簧等发生明显形变的物体的弹力不能发生突变。

【考点定位】 弹力

衡阳市八中 2013 届高三第三次质量检测 物理答案 一、不定项选择题(每小题 4 分,共 60 分.在每小题给出的四个选项中有一个或几个选项正 确,全部选对的得 4 分,选对部分的得 2 分,有选错或不选的得 0 分,并把答案填写在答 卷表格里) 1.B 7.B 2.C 8.A 3.B 9.BD 4.BC 10.B 5.C 11.CD 6.B 12.BCD

二、实验题(共 16 分) 13.(4 分) 14.(1) D (3)0.47m (J) (4)a=9.5 (5)原因是重锤和纸带都受到阻力的作用,因此机械能有损失 BD (2)0.96 0.46m (J)

三.计算题(共 36 分) 15.(1)16 m/s (2)4 s (3)210 N (每小题 4 分)

16.(1) 8000 w 17. (1)

(2) 5 s

(3) 9 s (每小题 4 分) (2)100 N (8 分)

20 3

3N (4 分)


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