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湖南省株洲市茶陵三中高二（上）开学物理试卷
高中物理考试
考试时间：
分钟
满分：
25 分
*注意事项：
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题（共2题，共10分）
1、 下列说法中正确的是（ ） A.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法 B.牛顿在对自由落体运动的研究中，首次采用以实验检验猜想和假设的科学方法 C.法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场 D.哥白尼大胆反驳地心说，提出了日心说，并发现行星沿椭圆轨道运行的规律 2、 如图所示，一质量为M、倾角为θ的斜面体置于水平地面上，质量为m的小木块（可视为质点）放在斜面上．现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小木块上，拉力在以斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和小木块始终保持静止状态，下列说法中正确的是（ ）
A.小木块受到斜面的最大摩擦力为 B.小木块受到斜面的最大摩擦力为F﹣mg sin θ C.斜面体受到水平地面的最大摩擦力为F D.斜面体受到水平地面的最大摩擦力为F cos θ
二、实验题（共1题，共5分）
3、 小明通过实验验证力的平行四边形定则． （1）实验记录纸如图1所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点．三个力的大小分别为：F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N．请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力．
（2）仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果．他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响． 实验装置如图2所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物．用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹．重复上述过程，再次记录下N的轨迹． 两次实验记录的轨迹如3图所示．过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为______ ． （3）根据（2）中的实验，可以得出的实验结果有哪些？____________（填写选项前的字母） A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比 B.两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长 C.两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大 D.两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大 （4）根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项．
三、解答题（共2题，共10分）
4、 如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R=0.5m，物块A以V0=6m/s的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨上P处静止的物块B碰撞，碰后粘在一起运动．P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段，光滑段交替排列，每段长度都为L=0.1m．物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=0.1，A、B的质量均为m=1kg（重力加速度g取10m/s2；A、B视为质点，碰撞时间极短）．
（1）求A滑过Q点时的速度大小V和受到的弹力大小F； （2）若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值； （3）求碰后AB滑至第n个（n＜k）光滑段上的速度VAB与n的关系式． 5、 一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示，物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止．g取10m/s2 ．
（1）求物块与地面间的动摩擦因数μ； （2）若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F； （3）求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W． |
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湖南省株洲市茶陵三中高二（上）开学物理试卷
1、
下列说法中正确的是（ ）
A.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法
B.牛顿在对自由落体运动的研究中，首次采用以实验检验猜想和假设的科学方法
C.法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场
D.哥白尼大胆反驳地心说，提出了日心说，并发现行星沿椭圆轨道运行的规律
A,C
解：A、用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法，故A正确；
B、伽利略在对自由落体运动的研究中，首次采用以实验检验猜想和假设的科学方法，故B错误；
C、法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，故C正确；
D、哥白尼大胆反驳地心说，提出了日心说，开普勒发现行星沿椭圆轨道运行的规律，故D错误；
故选：AC．
2、
如图所示，一质量为M、倾角为θ的斜面体置于水平地面上，质量为m的小木块（可视为质点）放在斜面上．现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小木块上，拉力在以斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和小木块始终保持静止状态，下列说法中正确的是（ ）
A.小木块受到斜面的最大摩擦力为 
+（mgsinθ）2
B.小木块受到斜面的最大摩擦力为F﹣mg sin θ
C.斜面体受到水平地面的最大摩擦力为F
D.斜面体受到水平地面的最大摩擦力为F cos θ
C
解：A、对小木块分析可知，当力F绕小木块旋转一周的过程中，F沿斜面向下时小木块受到的静摩擦力最大，小木块受到的最大静摩擦力fm=mg sin θ+F，故A、B错误．
C、对M、m整体受力分析可知，水平地面对斜面体的摩擦力与F的水平分力大小相等，所以最大静摩擦力为F，此时F与水平地面平行，所以C项正确，D项错误．
故选：C
【考点精析】掌握向心力是解答本题的根本，需要知道向心力总是指向圆心，产生向心加速度，向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小；向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时，千万不可在物体受力之外再添加一个向心力．
3、
小明通过实验验证力的平行四边形定则．
（1）实验记录纸如图1所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点．三个力的大小分别为：F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N．请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力．
（2）仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果．他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响．
实验装置如图2所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物．用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹．重复上述过程，再次记录下N的轨迹．
两次实验记录的轨迹如3图所示．过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为______ ．
（3）根据（2）中的实验，可以得出的实验结果有哪些？____________（填写选项前的字母）
A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
B.两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长
C.两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大
D.两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大
（4）根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项．
（1）
解：根据平行四边形定则求F2与F1的合力，作图如下，
F1和F2的合力F=4.70N．
（2）Fa=Fb
（3）B,D
（4）
解：根据小明的上述实验探究，对验证力的平行四边形定则实验注意事项有橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋
解： （2）过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的方向相同，
由于缓慢地移动N，根据平衡条件得Fa、Fb的大小关系为Fa=Fb ． （3）A、两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长，不成正比；故A错误，B正确；
C、两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较小，故C错误；
D、从开始缓慢地移动N，橡皮筋受到的拉力增大，从图3中发现两次实验记录的轨迹间距在增大，所以两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大，故D正确；
故选：BD．
所以答案是：（1）如图；4.70N；（2）Fa=Fb ；（3）BD；（4）橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮条．
【考点精析】掌握力的合成是解答本题的根本，需要知道求几个已知力的合力，叫做力的合成；共点的两个力（F 1 和F 2 ）合力大小F的取值范围为:|F 1 -F 2 |≤F≤F 1 +F 2．
4、
如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R=0.5m，物块A以V0=6m/s的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨上P处静止的物块B碰撞，碰后粘在一起运动．P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段，光滑段交替排列，每段长度都为L=0.1m．物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=0.1，A、B的质量均为m=1kg（重力加速度g取10m/s2；A、B视为质点，碰撞时间极短）．
（1）求A滑过Q点时的速度大小V和受到的弹力大小F；
（2）若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值；
（3）求碰后AB滑至第n个（n＜k）光滑段上的速度VAB与n的关系式．
（1）
解：由机械能守恒定律可得：
mv02=mg（2R）+ mv2；
解得：v=4m/s；
由F+mg=m 
可得：
F=22N
（2）
解：AB碰撞前A的速度为vA，由机械能守恒定律可得：
mv02= mvA2
得vA=v0=6m/s；
AB碰撞后以共同速度vP前进，设向右为正方向，由动量守恒定律可得：
mv0=（m+m）vp
解得：vP=3m/s；
故总动能EK= （m+m）vP2= ×2×9=9J；
滑块每经过一段粗糙段损失的机械能△EK=fL=μ（m+m）gL=0.1×20×0.1=0.2J；
k= 
= 
=45
（3）
解：AB整体滑到第n个光滑段上损失的能量；
E损=nE=0.2nJ
从AB碰撞后运动到第n个光滑段的过程中，由能量守恒定律可得：
（m+m）vP2﹣ （m+m）vAB2=n△E，
代入解得：vAB= 
m/s
（1）由机械能守恒定律可求得A滑过Q点的速度，由向心力公式可求得弹力大小；（2）由机械能守恒定律可求得AB碰撞前A的速度，再对碰撞过程由动量守恒定律可求得碰后的速度；则可求得总动能，再由摩擦力做功求出每段上消耗的机械能；即可求得比值；（3）设总共经历了n段，根据每一段上消耗的能量，由能量守恒可求得表达式．
【考点精析】解答此题的关键在于理解向心力的相关知识，掌握向心力总是指向圆心，产生向心加速度，向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小；向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时，千万不可在物体受力之外再添加一个向心力，以及对机械能守恒及其条件的理解，了解在只有重力（和弹簧弹力）做功的情形下，物体动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变．
5、
一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示，物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止．g取10m/s2 ．
（1）求物块与地面间的动摩擦因数μ；
（2）若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；
（3）求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W．
（1）
解：物块从A到B过程，由动能定理得：
﹣μmgsAB= 
mvB2﹣ mv02，代入数据解得：μ=0.32
（2）
解：以向右为正方向，物块碰撞墙壁过程，
由动量定理得：Ft=mv﹣mvB，即：
F×0.05=0.5×（﹣6）﹣0.5×7，
解得：F=﹣130N，负号表示方向向左
（3）
解：物块向左运动过程，由动能定理得：
W=0﹣ mv2=﹣ ×0.5×62=﹣9J；
所以克服摩擦力做功为9J
（1）对物块应用动能定理可以求出动摩擦因数．（2）对物块应用动量定理可以求出作用力大小．（3）应用动能定理可以求出物块反向运动过程克服摩擦力做的功．
【考点精析】关于本题考查的动能定理的综合应用和动量定理，需要了解应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷；动量定理的研究对象可以是单个物体，也可以是物体系统.对物体系统，只需分析系统受的外力，不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量；动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力.对于变力，动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值才能得出正确答案．