河南省洛阳市2016届高三上学期期中考试物理试卷(A)（解析版）(1)

【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．

【专题】实验题；定性思想；实验分析法；牛顿运动定律综合专题． 【分析】（1）电火花打点计时器工作电压为220V交流电压，每隔0.02s打一个点； （2）该实验必须要平衡摩擦； （3）根据作差法求解加速度． 【解答】解：（1）电火花打点计时器工作电压为220V交流电压；

（2）为了让绳子的拉力等于小车受到的合力，该实验首先必须要平衡摩擦力，把长木板不带定滑轮的那一端适当垫高，根据图象可知重要的疏漏为没有平衡摩擦力；

（3）每两个相邻计数点间有四个点没有画出，则两个相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，

根据作差法得：加速度a==0.43m/s

2

故答案为：（1）220；（2）没有平衡摩擦力；（3）0.43

【点评】这个是课本参考实验的改进版，用这种方法可以准确得到小车受到的合外力，而不需要用重物的重力来近似代替，是一个比课本参考方案更好的办法，题目价值很高，但同样要平衡摩擦力，难度适中．

三、计算题（本题共4小题，共44分．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 17．（10分）（2015秋?洛阳期中）如图所示，重力为G1=8N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上，PA偏离竖直方向37°角，PB沿水平方向且连在重力为G2=10N的木块上，木块静止于倾角为37°的斜面上，试求： （1）木块与斜面间的摩擦力； （2）木块所受斜面的弹力．

【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用． 【专题】共点力作用下物体平衡专题．

【分析】先以结点P为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出BP绳的拉力大小，再以G2为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解斜面对木块的摩擦力和弹力． 【解答】解：对结点P受力分析，由平衡条件得： FB=G1tan37°=6N

对木块G2，由平衡条件可得： f=G2sin37°+FBcos37° 得：f=10.8N

N+FBsin37°=G2 cos37° 解得：N=4.4N 答：（1）木块与斜面间的摩擦力是10.8N； （2）木块所受斜面的弹力是4.4N．

【点评】本题是通过绳子连接的物体平衡问题，采用隔离法研究是基本方法．要作好力图，这是解题的基础． 18．（10分）（2015秋?洛阳期中）据外媒报道，“火星一号”移民计划即将启动候选人筛选，头4名火星居民将在2025年登陆火星，虽然踏上火星之后将不能够返回地球，但这一移民计划还是收到了超过20万人的申请，假若某志愿者登上火星后，在水平面上将一小球从高为L的地方以速度Vo水平抛出，测得抛出点和落地点相距2L，不计空气阻力，求： （1）火星表面的重力加速度口的大小．

（2）若已知火星半径为R，则卫星在距火星表面高为h处做圆周运动的线速度为多大？ 【考点】万有引力定律及其应用． 【专题】万有引力定律的应用专题． 【分析】（1）根据几何关系求出水平位移，从而求出运动的时间，根据位移时间公式求出火星表面的重力加速度．

（2）根据万有引力提供向心力，结合万有引力等于重力求出线速度的大小．

【解答】解：（1）根据几何关系知，水平位移x=根据L=

，

，

，

解得g=．

（2）根据万有引力提供向心力有：，

又GM=gR， 解得v=

．

2

答：（1）火星表面的重力加速度为．

．

（2）卫星在距火星表面高为h处做圆周运动的线速度为

【点评】本题考查了万有引力定律理论与平抛运动的综合，通过平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度是关键，掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个重要理论，并能灵活运用． 19．（10分）（2015秋?洛阳期中）某高速公路的一个出口路段如图所示，情景简化：轿车从出口A进入匝道，先匀减速直线通过下坡路段至B点（通过B点前后速率不变），再匀速率通过水平圆弧路段至C点，最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下．已知轿车在A点的速度vo=72km/h，AB长L1=150m；BC为四分之一水平圆弧段，限速（允许通过的最大速度）v=36km/h，轮胎与BC段路面间的动摩擦因数u=0.5，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，

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C段长L2=50m，重力加速度g取10m/s．

（1）若轿车到达B点时速度为v1=18km/h，求轿车在AB段加速度的大小； （2）为保证行车安全，车轮不侧滑，求水平圆弧段BC半径R的最小值； （3）轿车从A点到D点所用的最短时间为多少？

【考点】向心力；匀变速直线运动的速度与位移的关系． 【专题】匀速圆周运动专题． 【分析】（1）轿车在AB段做匀减速直线运动，已知初速度、位移和末速度，根据速度位移关系公式求解加速度．

（2）轿车在BC段做匀速圆周运动，由静摩擦力充当向心力，为保证行车安全，车轮不打滑，所需要的向心力不大于最大静摩擦力，据此列式求解半径R的最小值． （3）分三段，分别由运动学公式求解时间，即可得到所用的最短总时间． 【解答】解：（1）v0=72km/h=20m/s，v1=18km/h=5m/s，

根据速度位移公式得，

．

，解得轿车在AB段的加速度大小

（2）汽车在BC段做圆周运动，静摩擦力提供 向心力，

，

为了确保安全，则须满足F1≤μmg， 代入数据解得R≥20m，即Rmin=20m．

（3）设AB段时间为t1，BC段时间为t2，CD段时间为t3，全程的最短时间为t，

， ， ，

总时间t=t1+t2+t3，

代入数据解得t=23.14s．

2

答：（1）轿车在AB段加速度的大小为1.25m/s； （2）水平圆弧段BC半径R的最小值为20m；

（3）轿车从A点到D点所用的最短时间为23.14s．

【点评】本题是运动学与动力学综合题，能结合物体的运动情况，灵活选择运动学的公式形式是关键，当不涉及加速度而要求时间时，可用位移等于平均速度乘以时间来求． 20．（14分）（2015秋?洛阳期中）如图1所示，质量为M=2kg，左端带有挡板的长木板放在水平地面上，板上中点处放有一个质量m=1kg的物块，现用一个水平向右大小为7.5N的拉力F拉长木板，物块和长木板间的动摩擦因数为u1=0.1，长木板和水平面之间的动摩擦因数为u2=0.2，运动一段时间后撤去F，最后物块恰好能运动到木板的右端，木板长L=9.6m，物

2

块可视为质点，不计挡板厚度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s． （1）求小物块开始运动时的加速度． （2）撤去拉力F时木板的速度．

（3）若从撤去拉力开始计时，在如图2坐标系中画出物块和长木板的v﹣t图线．

【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系． 【专题】计算题；定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题． 【分析】（1）假设保持相对静止，通过整体法求出加速度，隔离对小物块分析，求出摩擦力的大小，与最大静摩擦力比较，判断能否保持相对静止，若能保持相对静止，则物块的加速度等于整体的加速度． （2）通过整体法和隔离法判断出物块和木板发生相对滑动，根据牛顿第二定律分别求出木块和木板的加速度大小，结合速度位移公式，抓住位移关系求出撤去F时木板的速度． （3）根据木板和木块的运动规律，作出速度时间图线． 【解答】解：（1）假设小物块和木板保持相对静止，一起做匀加速直线运动，整体加速度为：

a==0.5m/s，

2

隔离对小物块分析，f=ma=1×0.5N=0.5N＜μ1mg，可知假设成立．

2

则小物块开始运动的加速度为：a=0.5m/s． （2）假设撤去F后一起做匀减速运动，有：a=

，

隔离对小物块分析，有：f=ma=1×2N=2N＞μ1mg，可知假设不成立，二者发生相对滑动． 小物块的加速度为：

对木板有：μ2（M+m）g﹣μ1mg=Ma2，

2

代入数据解得：a2=2.5m/s． 因为

，

，

代入数据解得：v=4m/s．

（3）撤去拉力后，物块和长木板均做匀减速直线运动，速度时间图线如图所示．木板速度减为零的时间为：

木块速度减为零的时间为：

，

．

2

答：（1）小物块开始运动时的加速度为0.5m/s． （2）撤去拉力F时木板的速度为4m/s． （3）物块和长木板的v﹣t图线如图所示．

【点评】解决本题的关键理清物块和木板的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，通过整体法和隔离法判断木块和木板是否发生相对滑动是关键．