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光学教程第二版习题答案（一至七章）
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光学教程第二版习题答案（一至七章）
关注微信公众号高中的物理大题全都做不出来怎么办？看到像小短文一样的题目真是无奈，受力分析完了就不知怎么下一步了？ - 知乎196被浏览35825分享邀请回答218139 条评论分享收藏感谢收起3917 条评论分享收藏感谢收起查看更多回答3 个回答被折叠（）湖南师大附中2017届高三（上）第一次月考物理试卷（解析版）
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湖南师大附中2017届高三（上）第一次月考物理试卷（解析版）
参考答案与试题解析
一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分．其中1～7小题为单选题，8～12为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．结果填到答题卡上）
1．以下说法正确的是（ ）
A．做直线运动的物体，所受合力一定为定值
B．当物体的速度为零时，它所受的合力一定等于零
C．一个物体甲受到滑动摩擦力f的作用，该滑动摩擦力f一定对物体甲做了功
D．具有加速度a（a不等于零）的物体，该物体的速率不一定会改变
【考点】功的计算；加速度与力、质量的关系式．
【专题】定性思想；推理法；功的计算专题．
【分析】明确力和运动的关系，知道速度为零时，物体可以受力的作用，同时明确加速度与速度的关系，加速度不为零时，速度变化但速率可以不变．
根据功的公式进行分析，明确只有同时具有力和力的方向上的位移时才能做功；
【解答】解：A、做直线运动的物体可能受到变力的作用，即物体做变加速运动，故A错误；
B、当物体的速度为零时，加速度不一定为零，即合外力也不一定为零，故B错误；
C、物体受滑动摩擦力时，摩擦力不一定做功，只要物体没有位移即可，故C错误；
D、具有加速度的物体，其速率不一定变化，如匀速圆周运动，受向心加速度的作用，但速率不变，故D正确；
【点评】本题考查加速度和力以及加速度和速度之间的关系，要求能正确理解力和运动的关系，知道力是产生加速度的原因，同时明确一些特例的应用，如平抛和圆周运动等．
2．）我国的成熟的高铁技术正在不断的走向世界，当今，高铁专家正设想一种“遇站不停式匀速循环运行”列车，如a站→b站→c站→d站→e站→f站→g站→a站，构成7站铁路圈，建两条靠近的铁路环线．列车A以恒定速率以360km/h运行在一条铁路上，另一条铁路上有“伴驳列车”B，如某乘客甲想从a站上车到e站，先在a站登上B车，当A车快到a站且距a站路程为s处时，B车从静止开始做匀加速运动，当速度达到360km/h时恰好遇到A车，两车连锁并打开乘客双向通道，A、B列车交换部分乘客，并连体运动一段时间再解锁分离，B车匀减速运动后停在b站并卸客，A车上的乘客甲可以中途不停站直达e站．则下列说法正确的是（
A．无论B车匀加速的加速度值为多少，s是相同的
B．该乘客节约了五个站的减速、停车、提速时间
C．若B车匀加速的时间为1 min，则s为4 km
D．若B车匀减速的加速度大小为5 m/s2则当B车停下时A车已距b站路程为1 km
【考点】匀变速直线运动规律的综合运用；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题．
【分析】B加速度越大，加速度到360km/h的时间越短，相应A的运动时间越短．从襄阳到潜江间隔四个站．由匀变速规律可得B的减速时间，进而可得A的运动位移．由匀速运动可算出s．
【解答】解：A、B加速度越大，加速度到360km/h的时间越短，相应A的运动时间越短，由于A是匀速运动，故时间越短s越小，故A错误．
B、从襄阳到潜江间一共间隔四个站，故一共节约4个站的减速、停车、提速时间，故B错误．
C、若B车匀加速的时间为1min，则此时间内A的运动位移为：s=vt=100×60m=6000m，故C错误．
D、B由360km/h=100m/s减速到0的时间为：t=s=20s，位移x==1000m，A运动的位移x=vt=100×20m=2000m，A的运动位移为：x=vt=100×20=2000m，故则当B车停下时A车已距b站路程为△x=x2﹣x1=1km，故D正确．
【点评】该题的关键是要抓住AB的运动状态，A一直是匀速直线运动，B经历匀加速，匀速，匀减速三个阶段，完成乘客的上车下车．
3．我们学校对升旗手的要求是：国歌响起时开始升旗，当国歌结束时国旗恰好升到旗杆顶端．已知国歌从响起到结束的时间是48s，红旗上升的高度是17.6m．若国旗先向上做匀加速运动，时间持续4s，然后做匀速运动，最后做匀减速运动，减速时间也为4s，红旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零．则国旗匀加速运动时加速度a及国旗匀速运动时的速度v，正确的是（
A．a=0.2 m/s2，v=0.1 m/s B．a=0.4 m/s2，v=0.2
C．a=0.1 m/s2，v=0.4 m/s D．a=0.1 m/s2，v=0.2
【考点】匀变速直线运动规律的综合运用；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题．
【分析】红旗经历了匀加速、匀速和匀减速直线运动过程，抓住三段的位移之和等于17.6m，总时间为48s，匀加速和匀减速直线运动的加速度大小相等，运用运动学公式联立方程组求出加速度和匀速运动时的速度．
【解答】解：对于红旗加速上升阶段：x1=a1t12，
对于红旗匀速上升阶段：v2=at1，x2=v2t2，
对于红旗减速上升阶段：x3=v2t3﹣a3t32，
对于全过程：a1=a3，x1+x2+x3=17.6
m，t1+t2+t3=48
s，t1=t3=4 s，
由以上各式可得：a1=0.1 m/s2，v2=0.4
m/s．故C正确，A、B、D错误．
【点评】本题也可以运用平均速度的推论，运用，t1=t3，求出匀速直线运动的速度，从而结合速度时间公式求出加速度的大小．
4．如图所示，有5
000个质量均为m的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止．若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45°．则第2
016个小球与第2 017个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于（ ）
A． B． C． D．
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题．
【分析】先以整体为研究对象，由平衡条件求出F的大小；再以2017个到5000个小球组成的整体为研究对象，根据平衡条件求出第2016个小球与2016个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值．
【解答】解：以5000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图1所示，根据平衡条件得：
F=5000mg；
再以2017个到5000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2所示，则有：
【点评】本题的解题关键是选择研究对象，采用整体法与隔离法相结合进行研究，用质点代替物体，作图简单方便．
5．两个完全相同的条形磁铁放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示．开始时平板及磁铁均处于水平位置上，且静止不动．
（1）现将AB突然竖直向上平移（平板与磁铁之间始终接触），并使之停在A′B′处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起．
（2）如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在A″B″处，结果发现两条磁铁也吸在了一起．则下列说法正确的是（ ）
A．开始时两磁铁静止不动，说明磁铁间的作用力是排斥力
B．开始时两磁铁静止不动，说明磁铁间的吸引力小于静摩擦力
C．第（1）过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速
D．第（2）过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速
【考点】牛顿第二定律．
【专题】定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题．
【分析】开始时两块磁铁在底板上处于静止，说明磁铁间的吸引力不大于最大静摩擦力．突然竖直向上平移时，先加速上升后减速上升，先处于超重状态，后处于失重状态，失重时磁铁所受的最大静摩擦力减小，两块磁铁可能碰在一起．同样，分析突然竖直向下平移的情形．
【解答】解：A、由于突然向上或向下运动两条磁铁都会吸在一起，说明磁铁间的作用力为吸引力，故A错误．
B、开始磁铁静止不动，说明磁铁受力平衡，磁铁间的吸引力等于静摩擦力，故B错误．
C、磁铁原来静止，后开始滑动，说明最大静摩擦力减小，则磁铁与平板AB间的弹力减小，磁铁处于失重状态，加速度方向向下，即向上减速或向下加速，故C错误，D正确．
【点评】本题关键在于：不管向上还是向下，磁体都是先加速后减速，同时要明确加速度向上时物体处于超重状态，加速度向下时物体处于失重状态．
6．如图所示，在水平地面上叠放着A、B、C三个完全相同的物块，今用水平力F作用于B时，A、B、C均处于静止状态，则下列判断正确的是（
A．B对A的摩擦力大小一定等于零
B．A对B的摩擦力大小可能等于
C．地对C的摩擦力大小不一定等于F
D．B对C的摩擦力大小可能等于
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题．
【分析】分别以A、AB整体和ABC整体为研究对象，根据平衡条件研究A与B间，B与C间、C与地面间的摩擦力．
【解答】解：A、以A为研究对象，根据平衡条件得知，B对A没有摩擦力，则A对B的摩擦力等于零，故A正确；
B、由牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力也为零；故B错误；
C、以ABC三个物体组成的整体为研究对象，根据平衡条件得到，地面对C的摩擦力大小等于F，方向水平向左，C对地面的摩擦力等于F，方向水平向右，故C错误；
D、以AB组成的整体为研究对象，根据平衡条件得知，C对B的摩擦力大小等于F，方向水平向左，则B对C的摩擦力等于F方向向右，故D错误；
【点评】本题是连接体问题，关键是根据整体法和隔离法灵活选择研究对象；
整体法与隔离法的选择原则：通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法，尽量选择受力少的物体进行分析．
7．电动车是不是新能源车值得思考，但电动车是人们出行方便的重要工具，某品牌电动自行车的铭牌如下：
车型：20（车轮直径：500mm）
电池规格：36V 12Ah（蓄电池）
整车质量：40kg
额定转速：240r/min（转/分）
外形尺寸：L 1 800 mm×W 650 mm
×H 1 100 mm
充电时间：2～8h
电机：后轮驱动、直流永磁式电机
额定工作电压/电流：36V/5A
根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速约为（ ）
A．15 km/h B．18 km/h C．10 km/h D．22 km/h
【考点】线速度、角速度和周期、转速．
【专题】定量思想；推理法；匀速圆周运动专题．
【分析】根据电动车的额定转速，求出1h转多少圈，求出1圈的周长，即可知道电动车在1h内运行的距离，即时速．
【解答】解：电动车在1h内转过的圈数n=240×60=14400，
所以电动车在1h内运动的距离s=π×0.500×14400m≈22608m≈22.6km，所以该车的额定时速v=22.6km/h≈22km/h．故D正确，A、B、C错误．
【点评】解决本题的关键求出1h内电动车行走的路程，通过额定转速求出1h内转过的圈数，从而求出1h内行走的路程．
8．如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在水平力F1和力F的作用下一起沿水平方向做直线运动（m1在地面，m2在空中），力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力N及其他的运动情况说法正确的是（
A．一定有N=m1g+m2g﹣Fsin θ且不等于零
B．N可能等于零
C．如果Fcos θ＜F1可能做匀速直线运动
D．F1=Fcos θ一定做匀速直线运动
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题．
【分析】对两个物体的整体受力分析，受已知拉力F1、F2、重力，可能有支持力和摩擦力，也可能只有两个拉力，沿着水平方向做匀变速直线运动．
【解答】解：AB、对整体受力分析，受两个已知拉力、重力，地面可能对整体同时有支持力和摩擦力，也可能没有，竖直方向平衡，故N=m1g+m2g﹣Fsinθ，但支持力可能为零，故A错误，B正确；
C、对两个物体整体，如果Fcosθ＜F1，可能向左做匀速直线运动，故C正确；
D、如果F1=Fcos
θ，水平方向可以有摩擦力，不一定是匀速，除非N=m1g+m2g﹣Fsin
θ=0，故D错误；
【点评】本题关键是采用整体法进行分析，不难；
整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解．在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力．
隔离法：从系统中选取一部分（其中的一个物体或两个物体组成的整体，少于系统内物体的总个数）进行分析．隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析．
9．如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=100kg的物体．不可伸长的细绳的一端与物体相连（与斜面平行），另一端经摩擦不计的轻定滑轮被一人拉住缓慢向左移动（物体缓慢上移），拉力恒为500N（取g=10m/s2），下列说法正确的是（
A．斜面对物体的摩擦力大小为零
B．斜面对地面的压力保持不变
C．人与地面的摩擦力大小保持不变
D．人、斜面对地面的压力之和保持不变
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力；牛顿第三定律．
【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题．
【分析】先隔离物体受力分析，受拉力、重力、支持力，假设有摩擦力，根据平衡条件列式求解摩擦力大小，判断有无；
再对斜面和物体的整体进行分析，受拉力、重力、支持力和摩擦力，根据平衡条件分析支持力情况；
同时要对人受力分析，受重力、拉力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件分析地面对人摩擦力的变化；
最后对人、物体、斜面体整体受力分析，根据平衡条件分析整体受支持力变化情况．
【解答】解：A、对物体受力分析，受重力、支持力、拉力，可能有摩擦力，重力的下滑分力为mgsin30°=100×10×=50N，等于拉力，故无摩擦力，故A正确；
B、再对物体和斜面体整体受力分析，受重力、支持力、拉力和地面的静摩擦力，由于物体的移动，绳子拉力的方向会改变，故支持力会改变，根据牛顿第三定律，压力也就会改变，故B错误；
C、对人受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，拉力的水平分力等于静摩擦力的大小，由于拉力大小不变化，方向改变，故静摩擦力大小改变，故C错误；
D、对人、物体、斜面体整体受力分析，受重力、支持力、地面的摩擦力，其中地面对整体的两个摩擦力是平衡的，竖直方向支持力等于整体的重力，根据牛顿第三定律，人、斜面对地面的压力之和保持不变，故D正确；
【点评】本题关键是根据整体法和隔离法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件分析；
通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法；有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用．
10．如图所示AB是半径为R的四分之一圆弧，与水平面相切于B点，PB是架设在圆弧上的光滑的薄板，B点与地面圆滑相连接，一个物体从P点静止开始下滑，达B点的速度为v0，然后匀减速运动停在C点，且BC的长度为L，那么以下说法正确的是（
A．可以求出物体从P点到C点的运动时间t
B．可以求出物体在BC段运动的加速度a
C．可以求出物体达BC中点时的速度v
D．如果将PB薄板加长，按同样方式从A点架设到B点，那么物体从A点静止开始运动到最后停止运动，其运动时间与原来一样为t
【考点】匀变速直线运动规律的综合运用；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题．
【分析】根据牛顿第二定律求出物体在PB上的加速度大小，结合位移时间公式求出PB上的运动时间，结合平均速度的推论求出在水平面上的时间，从而得出运动的总时间．根据速度位移公式求出匀减速直线运动的加速度．根据速度位移公式，联立方程求出物体到达BC中点的速度．
【解答】解：A、设PB与水平面的夹角为θ，物体在PB上下滑的加速度a=gsinθ，根据得，物体从P到B的时间，物体在BC上做匀减速直线运动的加速度，根据平均速度的推论知，L=，解得物体在BC段匀减速直线运动的时间，则物体从P到C的时间t=，故A、B正确．
C、设BC中点的速度为v，根据速度位移公式得，，，解得v=，故C正确．
D、如果将PB薄板加长，在PB上运动的时间不变，到达底端的速度变大，在水平面上的运动时间变长，则总时间变长，故D错误．
故选：ABC．
【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，本题的关键之处得出PB和半径的关系．
11．一辆摩托车行驶的最大速度为30m/s．现让该摩托车从静止出发，要在4min内追上它前方相距1km、正以25m/s的速度在平直公路上行驶的汽车，则（
A．摩托车的最小加速度为0.24 m/s2
B．摩托车的最小加速度为2.25 m/s2
C．以最小加速度追上时摩托车的速度为25 m/s
D．以最小加速度追上时摩托车的速度为30 m/s
【考点】匀变速直线运动规律的综合运用；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题．
【分析】摩托车追上汽车，根据位移关系，求出加速度，然后讨论摩托车有无超过最大速度，若超过最大速度，知摩托车先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动进行追赶，根据位移关系，从而求出摩托车的最小加速度．
【解答】解：假设摩托车一直匀加速追赶汽车，则at2=v0t+s0，代入数据得，a=0.24
m/s2．摩托车追上汽车时的速度：v=at=0.24×240 m/s=57.6 m/s＞30
m/s，所以摩托车不能一直匀加速追赶汽车，应先匀加速到最大速度30 m/s再匀速追赶.at12+vm（t﹣t1）=s0+v0t，vm=at1，解得t1= s，则a==2.25 m/s2，故摩托车的最小加速度为2.25
m/s2．选项BD正确
【点评】本题属于追及问题，抓住两车的位移关系，运用匀变速直线运动的公式进行求解，注意摩托车的速度不能超过其最大速度．
12．如图所示，MON是固定的光滑绝缘直角杆，MO沿水平方向，NO沿竖直方向，A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球．用一指向竖直杆的水平力F作用在A球上，使两球均处于静止状态．现将A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后，A、B两小球可以重新平衡．则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较，下列说法正确的是（
A．A、B两小球间的库仑力变大，B球对NO杆的压力变大
B．A、B两小球间的库仑力变小，B球对NO杆的压力变小
C．A、B两小球间的库仑力变小，A球对MO杆的压力不变
D．A、B两小球间的库仑力变大，A球对MO杆的压力不变
【考点】库仑定律；共点力平衡的条件及其应用．
【专题】应用题；学科综合题；定性思想；图析法；电场力与电势的性质专题．
【分析】对A、B两球分别受力分析，根据平衡条件结合正交分解法列方程求解出各个力的表达式，然后分析讨论．
【解答】解：AB、对A球受力分析，受重力mg、拉力F、支持力N1，静电力F1，如图，根据平衡条件，有x方向：F=F1sin
θ ①，y方向：N1=mg+F1cos θ
②，再对B球受力分析，受重力Mg、静电力F1、杆对其向左的支持力N2，如图，根据平衡条件，有x方向：F1sin
θ=N2 ③，y方向：F1cos θ=Mg
④．由上述四式得到F1= ⑤，N1=mg+Mg
⑥，N2=Mgtan θ ⑦．由于新位置两球连线与竖直方向夹角θ变小，sin θ变小，cos
θ变大，由⑤⑦式知，静电力F1变小，N2变小，根据牛顿第三定律可知，B球对NO杆的压力变小，故B正确，A错误；
CD、由⑥式知，水平杆对A球的支持力等于两个球的重力之和，N1不变，根据牛顿第三定律知，A球对MO杆的压力不变，故C正确，D错误．
故选：BC．
【点评】本题关键是对两个球分别受力分析，然后根据平衡条件并运用正交分解法列方程求解出各个力的表达式进行讨论．
二、实验题（本题包括2小题.13题6分，14题8分，每空2分，共14分）
13．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，
（1）下列说法错误的是 A
A．打点计时器不一定要使用交流电
B．在释放小车前，小车应紧挨在打点计时器旁
C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车
D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动
（2）某次实验中得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个点作为计数点，分别标作0、1、2、3、4．量得2、3两计数点间的距离s3=30.0mm，3、4两计数点间的距离s4=48.0mm，则小车在3计数点时的速度为
0.39 m/s，小车的加速度为 1.8 m/s2．
【考点】探究小车速度随时间变化的规律．
【专题】实验题；定量思想；方程法；直线运动规律专题．
【分析】（1）正确解答本题需要掌握：打点计时器的使用以及简单构造等，明确《探究小车速度随时间变化的规律》实验中一些简单操作细节等；
（2）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用平均速度的定义可以求出两点之间的平均速度，利用匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出某点的瞬时速度，根据逐差法可以得出加速度．
【解答】解：（1）A、打点计时器一定要使用交流电，故A错误；
B、在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，以能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小，故B正确；
C、实验中为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车，C正确；
D、要在小车到达定滑轮前使小车停止运动，防止小车落地摔坏，故D正确；
本题选择错误的，故选：A．
（2）每隔五个打印点取一个计数点，所以相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，
小根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有打点3时小车的速度为：
v3===0.39m/s
根据△x=aT2解得：a====1.8m/s2．
故答案为：（1）A；（2）0.39； 1.8．
【点评】本题比较简单，考查了有关纸带处理的基本知识，平时要加强基础实验的实际操作，提高操作技能和数据处理能力．要注意单位的换算，及当心第一问，要求选择错误的．
14.某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图．长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上．在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间．
实验步骤如下：
①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；
②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；
③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t；
④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos α；
用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）：
（1）斜面倾角的余弦cos α=
（2）滑块通过光电门时的速度v=
（3）滑块运动时的加速度a=
（4）滑块运动时所受到的摩擦阻力f= mg﹣m ．
【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．
【专题】实验题；定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题．
【分析】根据题意应用数学知识求解正余弦函数值；
滑块在通过光电门时，平均速度等于遮光片的宽度d与其通过的时间之比，
由于宽度较小，时间很短，所以瞬时速度接近平均速度；
熟练应用运动学公式v2﹣v02=2ax求解物体的加速度大小；
对滑块受力分许，由牛顿第二定律列方程可以求出摩擦阻力
【解答】解：（1）、由数学知识可知：cosα=；
（2）、滑块通过光电门时的速度：v=；
（3）、由v2﹣v02=2ax可得：v2=2as，即：，
解得，加速度：a=；
（4）、由牛顿第二定律得：mgsinθ﹣f=ma，
其中sinθ=，
解得f=mg﹣m；
故答案为：（1）、；（2）、；（3）、；（4）、mg﹣m
【点评】熟练应用数学知识、对滑块进行受力分析、熟练应用顿第二定律以及运动学公式是正确解题的关键
三、计算题（本题包括4小题，其中15题10分，16题11分，17题12分．共33分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
15．日，中国海警编队依法对一艘非法进入中国钓鱼岛领海船只进行维权执法．在执法过程中，发现非法船只位于图1中的A处，预计在80s的时间内将到达图1的C处，海警执法人员立即调整好航向，沿直线BC由静止出发恰好在运动了80s后到达C处，而此时该非法船只也恰好到达C处，我国海警立即对该非法船只进行了驱赶．非法船只一直做匀速直线运动且AC与BC距离相等，我国海警船运动的v﹣t图象如图2所示．
（1）B、C间的距离是多少？
（2）若海警船加速与减速过程的加速度大小不变，海警船从B处由静止开始若以最短时间准确停在C处，求需要加速的时间．
【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【专题】计算题；图析法；运动学中的图像专题．
【分析】（1）根据速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移求出B、C的距离，由几何知识求出BC间的距离．
（2）要使运动时间最短，海警船应先匀加速再匀减速，由速度公式及位移公式列式，联立可求得加速的时间．
【解答】解：（1）根据据速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移，得：
B、C间的距离是 SBC=m=1200m
（2）海警船匀加速时加速度为：a1===
匀减速时加速度大小为：a2=||==2m/s2；
要使所需时间最短，必有先匀加速再匀减速，设加速和减速的时间分别为：和．
则有：a1=a2．
解得：=30s
（1）B、C间的距离是1200m．
（2）需要加速的时间是30s．
【点评】本题考查了速度时间图象的应用，关键要明确海警船先匀加速再匀减速用时最短，并要知道速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移．
16．一个质量为m=10g，带电量为+q=10﹣8C的小球从某高处A点自由下落，不考虑一切阻力，测得该小球着地前最后2s内的下落高度为60m，试求：（g取10m/s2）
（1）A点距地面的高度h为多少？总的下落时间是多少？
（2）如果当小球下落的高度为总高度的时，加一个竖直向上的匀强电场，小球落地的速度恰好为零，那么小球从开始到落地的时间是多少？电场强度多大？
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．
【专题】计算题；定量思想；方程法；电场力与电势的性质专题．
【分析】（1）求出最后2s内的平均速度，根据平均速度等于中间时刻瞬时速度，求出下落总时间，根据求出下落总高度；
（2）先求出自由下落60m的末速度，再根据速度位移公式求出匀减速下降的加速度，根据运动学公式求出总时间，由牛顿第二定律求电场强度E
【解答】解：（1）设总时间为t，最后两秒的平均速度为v则为（t﹣1）时的瞬时速度，
v=g（t﹣1）==30m/s，所以t=4s
A点距地面的高度为h=gt2=80m
（2）下落60m时的速度为v1==20 m/s
经历20m速度减为零，所以有：v12=2ah2
所以经历的时间为== s
根据牛顿第二定律：Eq﹣mg=ma
E=（g+a）=4×107 N/C
答：（1）A点距地面的高度h为80m，总的下落时间是4s；
（2）如果当小球下落的高度为总高度的时，加一个竖直向上的匀强电场，小球落地的速度恰好为零，那么小球从开始到落地的时间是，电场强度
【点评】本题首先要分析小球的运动过程，抓住两个过程之间的联系，运用牛顿第二定律、运动学规律结合进行研究．
17．如图所示，物体A、B叠放在倾角θ=37°的斜面上（斜面保持不动，质量为M=10kg），并通过跨过光滑滑轮的细线相连，细线与斜面平行．两物体的质量分别mA=2kg，mB=1kg，B与斜面间的动摩擦因数μ2=0.2，已知g取10m/s2，sin
37°=0.6，cos 37°=0.8，求：
（1）如果A、B间动摩擦因数μ1=0.1，为使A能平行于斜面向下做匀速运动，应对A施加一平行于斜面向下的多大F的拉力？此时斜面对地面的压力N多大？
（2）如果AB间摩擦因数不知，为使AB两个物体一起静止在斜面上，AB间的摩擦因数μ1应满足什么条件．（认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力）
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题．
【分析】（1）先物体A受力分析，受重力、拉力、支持力、细线的拉力、滑动摩擦力，根据平衡条件列式；再对B物体受力分析，受重力、压力、支持力、细线的拉力、物体A对B的滑动摩擦力和斜面的滑动摩擦力，根据平衡条件列式；联立求解拉力F；再对ABC整体分析，受重力、重力、支持力和地面的静摩擦力，根据平衡条件，对竖直方向列式求解支持力，根据牛顿第三定律得到压力大小；
（2）AB间的摩擦因数如果过大，则AB一定不会发生相对滑动，故应该是得到该动摩擦因数的最小值，当动摩擦因数最小时，应该是A有下滑趋势，然后分别对A、B减小受力分析，根据平衡条件列式分析．
【解答】解：（1）对A，根据平衡条件，有：F+mAgsin
θ=T+μ1mAgcos θ，
对B，同样根据平衡条件，有：T=mBgsin
θ+μ1mAgcos
θ+μ2（mA+mB）gcos θ，
可解得：F=2N；
利用整体法：N=（M+mA+mB）g+Fsin θ=131.2N；
根据牛顿第三定律得到压力大小为131.2N；
（2）由受力分析可知，一定存在A有下滑趋势，B有上滑趋势．
对A：mAgsin θ=μ1mAgcos θ+T，
对B：t=μ1mAgcos
θ+μ2（mA+mB）gcos
θ+mBgsin θ，
解得最小值：μ1min==0.0375，
则：μ1≥0.0375；
答：（1）应对A施加一平行于斜面向下的2N的拉力，此时斜面对地面的压力N为131.2N；
（2）为使AB两个物体一起静止在斜面上，AB间的摩擦因数μ1应满足μ1≥0.0375．
【点评】本题是力平衡问题，关键是通过隔离法和整体法灵活选择研究对象进行分析，第（2）是临界问题，考虑动摩擦因数最小的临界情况即可；
隔离法与整体法：
①整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解．在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力；
②隔离法：从系统中选取一部分（其中的一个物体或两个物体组成的整体，少于系统内物体的总个数）进行分析．隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析；
③通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法．有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用．
四、选做题（三个题任意选做一个，如果多做或全做的，按18题阅卷）【物理--选修3-3】（15分）
18．下列说法正确的是（ ）
A．给农作物松土，是破坏土壤的毛细管从而保存土壤中的水份
B．空气相对湿度越大，空气中的水分子含量就越高
C．第二类永动机不能做成，是因为其违背了能量守恒
D．在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行
E．电能、焦炭、蒸汽属于二次能源
F．一个物体的内能增大，它的温度一定升高
【考点】热力学第二定律；热力学第一定律．
【专题】定性思想；推理法；分子间相互作用力与分子间距离的关系．
【分析】明确热力学第一定律内容，知道做功和热传递均可以改变物体的内能；
绝对湿度指大气中水蒸汽的实际压强，相对湿度是指水蒸汽的实际压强与该温度下水蒸汽的饱和压强之比；
掌握热力学第二定律，知道在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行，明确方向性，并会解释第二类永动机无法实现的原因；
知道能源的种类，会区分一次能源和二次能源．
【解答】解：A、给农作物松土壤为了破坏土壤中的毛细管，防止水分快速蒸发，故A正确；
B、相对湿度是指水蒸汽的实际压强与该温度下水蒸汽的饱和压强之比，空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压；但空气澡的水分子含量不一定高，故B错误；
C、第二类永动机不能做成，是因为其违背了热力学第二定律，它是遵循能量守恒定律的，故C错误；
D、由热力学第二定律可知，在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行；故D正确；
E、一次能源经过加工或转换得到的能源，如煤气、焦碳、汽油、煤油、电力、热水氢能等，故E正确；
F、一个物体的内能增大可能是分子势能增大，也可能是分子动能增大，其温度不一定升高，故F错误．
故选：ADE．
【点评】本题考查热学中较多的知识点，但大多数属于识记内容，要求重点掌握的是热力学第一定律和热力学第二定律，并会用它们来解释生活中所遇到的基本现象，同时要关注能源方面的相关问题．
19．如图所示，两端封闭的试管竖直放置，中间一段24cm的水银柱将气体分成相等的两段，温度均为27℃，气柱长均为22cm，其中上端气柱的压强为76cmHg．现将试管水平放置，求：
①水银柱如何移动（向A还是向B移动）？移动了多远？
②保持试管水平，将试管温度均匀升高100℃，那么水银柱如何移动？试管内气体的压强分别多大？
【考点】理想气体的状态方程．
【专题】计算题；定量思想；方程法；理想气体状态方程专题．
【分析】（1）对A、B两部分气体分别运用玻意耳定律列式，求出水平放置时的A、B两部分气体的长度，即可取出移动的距离
（2）可以采用假设法，假设气体不移动，发生等容变化，看两边气体的△p是否相等，如果，将向B移动；如果，水银柱不移动；如果，向A移动，然后对某一部分气体由理想气体状态方程列式求解最终气体的压强；
【解答】解：（1）根据玻意耳定律得：
联立以上各式解得：
即水银柱向A端移动了3cm
（2）假设水银柱不移动，则有
因为左右压强相等，所以
所以升温后，仍然平衡，水银不移动
对气体A根据理想气体状态方程，有
答：①水银柱向A端移动了3 cm
②不移动，两边压强均为115.7cmHg
【点评】本题考查气体实验定律和理想气体状态方程，第二问用假设法，先假设水银柱不移动，气体等容过程求解，因为水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的，而它的受力改变又是两段空气柱压强的增量的不同造成的，必须从压强的变化入手分析．
【物理--选修3-4】
20．一复色光中只含有a、b两种单色光，在真空中a光的波长大于b光的波长．
①在真空中，a光的速度 等于 （填“大于”、“等于”或“小于”）b光的速度．
②若用此复色光通过半圆形玻璃砖且经圆心O射向空气时，下列四个光路图中可能符合实际情况的是 BC ．
【考点】光的折射定律．
【专题】比较思想；图析法；光的折射专题．
【分析】①在真空中所有色光的速度都相等；
②在真空中a光的波长大于b光的波长，分析它们频率关系，从而确定出玻璃对两种色光折射率的大小．光在分界面上会发生折射和反射，根据折射率的大小确定a、b两种单色光，以及注意当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，根据折射率的大小，判断谁先会发生全反射．
【解答】解：①在真空中所有色光的速度都相等，故在真空中，a光的速度等于b光的速度；
②AB、由题，在真空中a光的波长大于b光的波长，则a光的频率小于b光的频率，玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，当光在分界面上同时发生折射和反射时，由折射定律得知，b光的折射角大于a光的折射角，B可能符合实际．故A错误，B正确．
CD、当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，由于b光的折射率大，其临界角小，先发生全反射，故C可能符合实际．故C正确，D错误．
故答案为：①等于；②BC．
【点评】本题可将两种色光与红光、紫光类比，即可得到折射率关系，轻松分析可能发生的光现象．
21．一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图所示．已知介质中质点P的振动周期为2s，此时P质点所在位置的纵坐标为2cm，横坐标为0.5m．试求从图示时刻开始在哪些时刻质点P会出现在波峰？
【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．
【分析】由图读出波长和振幅，由波速公式v=求出波速．题中此时刻质点P向下振动，写出P点的振动方向，即可进一步分析P点到达波峰的时刻，得到时刻的通项．
【解答】解：P质点振动方程为y=Asin（ωt+φ）
由题意知此时刻P向下振动，t=0时，φ=﹣
所以P向下振动到平衡位置（令上述振动方程中y=0）所用时为
第一次到达波峰需时为
考虑到周期性，图示位置开始在t=kT+（式中k∈N）时刻，质点P会出现在波峰位置．
答：从图示时刻开始在（式中k∈N）时刻质点P会出现在波峰．
【点评】本题书写振动方程是关键，也可以运用波形平移法分析即可进一步分析P点第一次到达波峰的时刻，结合波的周期性，得到时刻的通项．
【物理--选修3-5】（15分）
22．下列说法正确的是 （ ）
A．居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象
B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大
C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性
D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成
E．赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象﹣﹣光电效应
F．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能
【考点】物理学史．
【专题】常规题型．
【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
【解答】解：A、贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，故A错误；
B、氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小，故B正确；
C、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性，故C正确；
D、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出原子核式结构学说，故D错误；
E、赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象﹣﹣光电效应，故E正确；
F、比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，释放核能．故F错误；
【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
23．排球运动是一项同学们喜欢的体育运动．为了了解排球的某些性能，某同学让排球从距地面高h1=1.8m处自由落下，测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用时间为t=1.3s，第一次反弹的高度为h2=1.25m．已知排球的质量为m=0.4kg，g取10m/s2，不计空气阻力．求：
①排球与地面的作用时间．
②排球对地面的平均作用力的大小．
【考点】动量定理；自由落体运动．
【专题】动量定理应用专题．
【分析】根据自由落体运动公式求作用时间，根据自由落体运动的速度公式求出落地瞬间的速度和反弹后瞬间的速度，根据动量定理求平均作用力．
【解答】解：①设排球第一次落至地面经历的时间为t1，第一次离开地面至反弹到最高点经历的时间为t2，
则有h1=gt12，h2=gt22
解得t1=0.6s，t2=0.5s
所以，排球与地面的作用时间为t3=t﹣t1﹣t2=0.2s
②设排球第一次落地时的速度大小为v1，第一次反弹离开地面时的速度大小为v2，
有v1=gt1=6m/s，v2=gt2=5m/s
设地面对排球的平均作用力为F，选排球为研究对象，以向上的方向为正方向，则在它与地面碰撞的过程中，由动量定理有
（F﹣mg）t3=mv2﹣m（﹣v1）
代入数据解得F=26N
根据牛顿第三定律，排球对地面的平均作用力F′=26N
答：①排球与地面的作用时间0.2s．
②排球对地面的平均作用力的大小26N．
【点评】本题是道综合题，考查了自由落体运动和动量定理的应用．
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