高三物理力学综合测试

14.在实验操作前应该对实验进行适当的思考和分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次是x1，x2，x3，机械能的变化量依次为△E1，△E2，△E3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是A．x2-x1=x3-x2,,△E1=△E2=△E3B．x2-x1x3-x2,,△E1=△E2=△E3C．x2-x1x3-x2,,△E1△E2△E3D．x2-x1x3-x2,,△E1△E2△E3答案：B15、如图所示，放在水平面上质量为m的物体，在水平恒力F1的作用下能够做匀速直线运动，现在若再对物体施加一个恒力F，F1、F在同一竖直面内，要使物体仍做匀速直线运动，则F与F1的夹角必须等于：B（A）mgFctg1arg（B）mgFarcctg1（C）120°（D）无法判断。16、2006年5月的天空是相当精彩的，木星冲日、火星合月、木星合月等景观美不胜收，而流星雨更是热闹非凡，宝瓶座流星雨非常壮丽，值得一观.在太阳系中，木星是九兄弟中“最魁梧的巨人”，5月4日23时，发生木星冲日现象.所谓的木星冲日是指地球、木星在各自轨道上运行时与太阳重逢在一条直线上，也就是木星与太阳黄经相差180度的现象，天文学上称为“冲日”.冲日前后木星距离地球最近，也最明亮.下列说法正确的是（）DA．2006年5月4日23时，木星的线速度大于地球的线速度B．2006年5月4日23时，木星的加速度大于地球的加速度C．2007年5月4日23时，必将产生下一个“木星冲日”D．下一个“木星冲日”必将在2007年5月4日之后的某天发生17、如图所示，两个质量分别为m1=2kg、m2=3kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（）DA．弹簧秤的示数是25NB．弹簧秤的示数是50NC．在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为15m/s2D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为13m/s218、在光滑的绝缘水平面上，固定三个带电小球a、b、c，它们的质量相等，排列在一条直线上，如图8所示。取向右为正方向，若将a球释放，它的初始加速度为－1m/s2；若将c球释放，c的初始加速度为3m/s2。那么若释放b球,b球的初始加速度是（）F2F1m1m2（A）－2m/s2（B）－1m/s2（C）2m/s2（D）1m/s2A19、A、B两球做匀速圆周运动时,向心加速度的大小随半径变化的关系图像如图所示,图中A是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线,B为过原点的直线,则由图像可知().(A)A球运动时,线速度大小保持不变(B)A球运动时,角速度大小保持不变(C)B球运动时,线速度大小保持不变(D)B球运动时,角速度大小保持不变BC20、原先静止在光滑水平面上的物体，受一个水平拉力F的作用，F随时间变化情况如图7所示。则（）（A）拉力F在前6s内对物体做的总功为零（B）拉力F在前6s内对物体的总冲量为零（C）6s末物体又回到了出发点（D）2s末物体的动能最大AB21、如图，轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山坡上的目标A。已知A点高度为h，山坡倾角为θ，由此可算出(A)轰炸机的飞行高度(B)轰炸机的飞行速度(C)炸弹的飞行时间(D)炸弹投出时的动能答案：ABC二、实验题（本题有2题，共20分）22.（一）（12分）(1)如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在图示状态下，开始做实验，该同学有装置和操作中的主要错误______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)．在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重量，通常采用如下两个措施：(A)平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；(B)调整沙的多少，使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M．请问：①以上哪一个措施中有何重大错误?答：______________________________________________________________________②在改正了上述错误之后,保持小车及砝码质量M不变．反复改变沙的质量，并测得一系列数据，结果发现小车受到的合外力(小桶及砂重量)与加速度的比值略大于小车及砝码质量M，经检查发现滑轮非常光滑，打点计时器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么?答：___________________________________________________________________________（3）图乙是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02s，结合图乙给出的数据，求出小车运动加速度的大小为________________m/s2，并求出纸带中P点瞬时速度大小为_____________m/s（计算结果均保留2位有效数字）11．(1)主要错误是：A.长木板右端未垫高以平衡摩撩力；B.电源应改用6V交流C.牵引小车的细线没有与木板平行；D.开始实验时，小车离打点计时器太远。（2）①(A)中平衡摩擦力时，不应用小桶拉动小车做匀速运动，应让小车自身下滑来平衡摩擦力即可．②由于小桶及砂的失重，拉小车的合外力Fmg，而处理数据时又将F=mg处理．因此，amgaFM。（3）2/0.4sm2.6m/s（二）．(8分)如图，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移。保持水平槽口距底板高度h＝0.420m不变。改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d，记录在表中。(1)由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移d与其初速度v0成＿＿＿＿关系，与＿＿＿＿无关。v0(m/s)0.7411.0341.3181.584t(ms)292.7293.0292.8292.9d(cm)21.730.338.646.4(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值220.420=289.8ms10htg理发现理论值与测量值之差约为3ms。经检查，实验及测量无误，其原因是＿＿＿＿。(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竞发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t理，但二者之差在3－7ms之间，且初速度越大差值越小。对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是＿＿＿＿。斜槽轨道光电门传感器小球碰撞传感器28答案.（1）正比飞行时间t（2）计算时重力加速度取值（10m/s2）大于实际值（3）小球直径过大、小球飞过光电门需要时间（或光电门安装在斜槽端口的内侧了）23.(12分)一辆轿车违章行驶，以108km/h的速度驶入左侧逆行车道，猛然发现正前方80m处有一辆卡车正以72km/h的速度迎面驶来，卡车司机同时发现了轿车。若两车紧急刹车的加速度大小都是10m/s2，两司机的反应时间（即司机从发现险情到实施刹车所经历的时间）都是△t，试求△t最大为多大时，才能保证两车不相撞？13.0.3s提示：甲车刹车至停车所需的时间t1=11av=3s，乙车刹车至停车所需的时间t2=22av=2s，根据两车从发现险情到刹车至停止所经过的位移和为80m列出等式v1△t+21vt1+v2△t+22vt2=80m，解得△t=0.3s。24．（18分）如图甲所示，质量为M＝3.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上，在t＝0时，两个质量均为1.0kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车，1.0s内它们的v—t图象如图乙所示，g取10m/s2.⑴小车在1.0s内所受的合力为多大？⑵要使A、B在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？⑶假设A、B两物体在运动过程中不会相碰，试在图乙中画出A、B在t=1.0s～3.0s时间内的v—t图象．18(解：⑴由v－t图可知，在第1s内，物体A、B的加速度大小相等为0.2am/s2物体A、Ｂ所受摩擦力大小均为2.0fmaN，方向相反根据牛顿第三定律，车C受A、B的摩擦力也大小相等、方向相反，合力为零⑵设系统最终的速度为v，由系统的动量守恒得：ACBv1v2图甲图乙ABt/sv/m·s－14.02.00－2.01.02.03.0vMmmvmvBA)2(代入数据得：smv/4.0方向向右由系统能量守恒得：222111()(2)222ABABfssmvmvmMv解得A、B之间的相对位移，即车的最小长度为：4.8ABsssm⑶1s后A继续向右减速滑行，小车与B一起向右加速运动，最终达到共同速度v.在该过程中对物体A，由动量定理得：ftmv解得：8.0ts即系统在8.1ts时达到共同速度，此后一起做匀速运动.1.0s～3.0s的v—t图如下所示.25.[物理—选修3-4](15分)(1)(6分)如图，a.b,c.d是均匀媒质中x轴上的四个质点.相邻两点的间距依次为2m、4m和6m一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是(填正确答案标号。选对I个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错I个扣3分，最低得分为0分)A．在t=6s时刻波恰好传到质点d处B．在t=5s时刻质点c恰好到达最高点C.质点b开始振动后，其振动周期为4sD.在4st6s的时间间隔内质点c向上运动E.当质点d向下运动时，质点b一定向上运动答案:ACD解析：当t=6时,波传播的距离△x=vt=2×6m=12m,A选项正确；t=0时刻质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点，所以T=4s，C选项正确；质点c恰好到达最高点的时间t=3s+6/2s=6s,B选项错误；t=4s时，质点C位于波谷，D项正确；由λ=vT知λ=2×4m=8m,bd=10m=411,所以当质点d从最高点向下运动时，质点b从平衡位置图乙ABt/sv/m·s－14.02.00－2.01.02.03.00.41.8向下运动，E选项错误。(2)(9分)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c.(i)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；(ii)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。解析：（i）设光线在端面AB上C点（如上图）的入射角为i,折射角为r,由折射定律有sini=nsinr①设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为α,为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有α≥θ②式中θ是光线在玻璃丝内发生全反射的临界角，它满足nsinθ=1③由几何关系得α+r=900④由①②③④得sini≤12n⑤(iii)光在玻璃丝中传播速度的大小为nCv⑥光速在玻璃丝轴线上的分量为sinvvx⑦光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为xvLT⑧光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长，由②③⑥⑦⑧式得CLnT2max⑨