上海市七宝中学2016-2017学年高二（上）开学物理试卷（解析版）

2016-2017学年上海市七宝中学高二（上）开学物理试卷
　
一、单项选择题
1．下列各组物理量单位中，全属于国际单位制中基本单位的是（　　）
A．N、A、s
B．kg、A、s
C．kg、T、N
D．kg、V、m/s
2．关于加速度和速度的关系，下列几种说法中正确的是（　　）
A．物体的加速度不为零，速度一定不为零
B．物体的加速度不为零，速度的大小一定改变
C．物体的加速度方向不变，速度的方向可能不断改变
D．物体的加速度减小，速度一定不断减小
3．在一个标准大气压下，把粗细均匀玻璃管开口向下竖直地压入水中，管中共有部分充满了水，假设温度不变，则此时管内空气压强相当于（　　）
A．3个大气压
B．1个大气压
C．个大气压
D．个大气压
4．一质量为m的物体，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑行到h高处时，该物体的机械能一定是（以斜面底端所在水平面为零势能面）（　　）
A．
mv02
B．mgh
C．
mv02+mgh
D．
mv02﹣mgh
5．同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图，以下说法正确的是（　　）
A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线
B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线
C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线
D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线
6．用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g取10m/s2）（　　）
A．
B．
C．
D．
7．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．
B．
C．
D．
8．两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在0～0.4s时间内的v﹣t图象如图所示．若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为（　　）
A．和0.30s
B．3和0.30s
C．和0.28s
D．3和0.28s
　
二、填空题
9．甲、乙两个物体作简谐振动，甲振动20次时，乙振动了40次，则甲、乙振动周期之比是　　，若甲的振幅增大了2倍而乙振幅不变，则甲、乙周期之比又是　　．
10．一圆环，其圆心为O，若以它的直径AB为轴做匀速转动，如图所示：
（1）圆环上P、Q两点的线速度大小之比是　　；
（2）若圆环的半径是20cm，绕AB轴转动的周期是πs，环上Q点的向心加速度大小是　　m/s2．
11．以20m/s的初速度竖直上抛一质量为0.5kg的小球，小球上升的最大高度是18m，上升过程中空气阻力对小球做的功为　　J；小球落回抛出点时的动能为　　J．
　
三、实验题
12．在“用单摆测重力加速度”的实验中，
（1）某同学的操作步骤为：
a．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上
b．用米尺量得细线长度L
c．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
d．用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期T=
e．用公式g=4π2L/T2计算重力加速度
①如果上述方法中单摆完成50次全振动时，秒表指针的位置如图1所示，则周期为　　s；
②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比　　（选填“偏大”、“相同”或“偏小”）．
（2）两个同学分别在北大和南大探究了“单摆周期T与摆长L关系”的规律．多次改变摆长，记录多组摆长和周期数据，并绘制了T2﹣L图象，如图2所示，从中可以判断，北大的实验结果对应图线是　　（填“A”或“B”）．北大的同学求出图线的斜率k，则用斜率k求重力加速度的表达式为g=　　．
13．某实验小组拟用如图1所示装置研究滑块的运动．实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等．实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带带下留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置．
（1）在图2中，从　　纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致；
（2）（多选）用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有　　
A．摆长测量．
B．滑块质量的测量
C．漏斗重心的变化
D．滑块受摩擦阻力作用．
　
四、计算题
14．如图所示，A，B两个固定的气缸，缸内气体均被活塞封闭着，A缸内活塞的面积是B缸内活塞面积的2倍，两个活塞之间被一根细杆连接．当大气压强为p0，A缸内气体压强为1.5p0时，两个活塞恰好静止不动，求此时B缸内气体的压强．（活塞和缸壁间的摩擦不计）
15．在倾角为30°的斜面底端，木块A以某一速度沿斜面向上运动，若木块与斜面间的动摩擦因数为，试求：
（1）木块A在斜面上向上运动时的加速度的大小及方向；
（2）木块A在斜面上离开出发点时和回到出发点时的动能之比．
　
五、多项选择题
16．一定质量的理想气体，当体积不变时（　　）
A．温度每升高1oC时，增加的压强是原来压强的
B．温度每升高1K时，增加的压强是它在273K的压强的
C．压强与摄氏温度成正比
D．压强与热力学温度成正比
17．如图所示，重为3N的物体置于倾角为37°的斜面上，用平行于斜面的大小为5N的力F作用于物体，物体恰在斜面上做匀速直线运动，而斜面相对于地面保持静止，则下列说法中正确的是（　　）（cos37°=0.8，sin37°=0.6
）
A．物体可能沿斜面向下运动
B．斜面对物体有摩擦力的作用
C．斜面对地面没有摩擦力的作用
D．斜面对物体的作用力水平向左
18．如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s=30m，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置，经过3s，波传播了30m，并且a经过平衡位置，b恰好到达最高点，那么（　　）
A．这列波的速度一定是10m/s
B．这列波的周期可能是0.8s
C．这列波的周期可能是3s
D．这列波的波长可能是24m
　
六、填空题
19．汽车以15m/s的初速度作匀减速直线运动，若在第二秒内通过的位移是7.5m，则汽车的加速度大小为　　m/s2，在刹车之后的1s内、2s内、3s内汽车通过的位移之比为　　．
20．将20kg的物体从静止开始以2m/s2的加速度竖直提升4m，拉力做功的平均功率为　　W，到达4m末端时拉力的瞬时功率为　　W．
　
七、计算题
21．如图所示，长为1.8m的轻绳，上端悬挂在离地面3.6m高的天花板上，下端系一个质量为2kg的小球．现将球拉到天花板上，放手后球自由下落，在轻绳绷紧时，绳断球落地，从放手到球落地整个时间为1.2s．若小球与绳作用时间及绳的伸长均可忽略不计，求：
（1）绳绷紧瞬间小球的速度；
（2）小球克服绳的拉力所损失的机械能为多少？
22．某潜艇发生碰撞后失去控制，在10秒内从海面沉入110m深的海底，艇上有128名官兵必须营救．
（1）如果只研究潜艇在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动，则潜艇在竖直方向产生多大的加速度？又设潜艇上的官兵各自站在潜艇舱内，则平均质量为60kg的官兵对舱底的压力为多大？
（2）潜艇沉入海底时舱内官兵所需的氧气是有储存氧气的氧气瓶供氧的，假如每个官兵1min需氧气约1.5L，艇上共有320瓶压强为6.0×106Pa、体积为90L的氧气瓶，则成功救援的最长时间为多大？
　
2016-2017学年上海市七宝中学高二（上）开学物理试卷
参考答案与试题解析
　
一、单项选择题
1．下列各组物理量单位中，全属于国际单位制中基本单位的是（　　）
A．N、A、s
B．kg、A、s
C．kg、T、N
D．kg、V、m/s
【考点】力学单位制．
【分析】国际基本单位一共七个：长度
l
米m
质量
m
千克kg
时间
t
秒
s
电流
I
安[培]A
热力学温度
T
开[尔文]K
物质的量
n
摩[尔]mol
发光强度
Iv
坎[德拉]cd
【解答】解：
国际基本单位一共七个，由，m，kg，s，A，T，n，Iv，由此可知B正确
故选B
　
2．关于加速度和速度的关系，下列几种说法中正确的是（　　）
A．物体的加速度不为零，速度一定不为零
B．物体的加速度不为零，速度的大小一定改变
C．物体的加速度方向不变，速度的方向可能不断改变
D．物体的加速度减小，速度一定不断减小
【考点】加速度；速度．
【分析】加速度等于单位时间内的速度变化量，反映速度变化快慢的物理量，当加速度的方向与速度方向相同，物体做加速运动，当加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动．
【解答】解：A、物体的加速度不为零，速度可能为零，比如自由落体运动的初始时刻，加速度不为零，速度为零，故A错误．
B、加速度不为零，速度一定变化，但是速度的大小不一定变化，比如匀速圆周运动，故B错误．
C、物体的加速度方向不变，速度方向可能不断改变，比如平抛运动，故C正确．
D、当加速度方向与速度方向相同，加速度减小，速度增大，故D错误．
故选：C．
　
3．在一个标准大气压下，把粗细均匀玻璃管开口向下竖直地压入水中，管中共有部分充满了水，假设温度不变，则此时管内空气压强相当于（　　）
A．3个大气压
B．1个大气压
C．个大气压
D．个大气压
【考点】封闭气体压强；气体的等温变化．
【分析】管中气体经历等温压缩过程，已知初始状态的长度和压强、末状态的长度，根据玻意耳定律列式求解压缩后气体的压强．
【解答】解：管子中的气体的初始压强为P0，体积为SL，
压缩后的压强未知，体积为SL，
根据玻意耳定律，有：P0SL=P SL，
解得：P=3P0；
故选：A
　
4．一质量为m的物体，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑行到h高处时，该物体的机械能一定是（以斜面底端所在水平面为零势能面）（　　）
A．
mv02
B．mgh
C．
mv02+mgh
D．
mv02﹣mgh
【考点】机械能守恒定律．
【分析】物体在上滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒，求出初位置的机械能，从而得出高度h处的机械能．
【解答】解：物体上滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒，所以滑到h高处时具有的机械能等于物体在斜面底端时的机械能
以斜面底端所在水平面为零势能面，则滑行到h高处时，该物体的机械能一定是
E=mv02．
故选：A
　
5．同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图，以下说法正确的是（　　）
A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线
B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线
C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线
D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线
【考点】波的形成和传播；横波的图象；波长、频率和波速的关系．
【分析】根据波长、频率及波速的关系可分析声波在水和空气中的波长的关系，即可判断其相应的波形．
【解答】解：同一音叉发出的声波，声源相同，频率f相同、周期T相同，故CD均错；
又声波在水中传播的传播速度比在空气中快、速度V大，根据波长λ=VT可知声波在水中波长较大；由图波形曲线可知b比a的波长长，故b是水中声波的波形曲线，故A正确、B错误．
故选A．
　
6．用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g取10m/s2）（　　）
A．
B．
C．
D．
【考点】力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．
【分析】将重力按照力的效果进行分解，即沿两细线的方向分解，求出绳子即将断开时的临界角度（两细线夹角）即可得出画框上两个挂钉的最大间距．
【解答】解：一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；
画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．
绳子与竖直方向的夹角为θ=60°，绳子长为L0=1m，则有mg=2Fcosθ，两个挂钉的间距离，解得m，A项正确；
故选：A．
　
7．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．
B．
C．
D．
【考点】自由落体运动．
【分析】解决本题的关键是将竖直上抛运动分解成向上的匀减速运动和向下的匀加速，所以从最高点落到O点的时间为，落到B点的时间为，可以求出VP和VO，根据OP之间可得H=×（﹣）可求出g．
【解答】解：将小球的运动分解为竖直向上的匀减速直线运动和竖直向下的自由落体运动，根据t上=t下
则从最高点下落到O点所用时间为，
故V0=g
从最高点下落到P点所用时间为，
则VP=g，
则从P点下落到O点的过程中的平均速度为=
从P点下落到O点的时间为t=﹣
根据H=t可得
H=（）（﹣）=（g+g）×（T2﹣T1）
解得g=
故选：C．
　
8．两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在0～0.4s时间内的v﹣t图象如图所示．若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为（　　）
A．和0.30s
B．3和0.30s
C．和0.28s
D．3和0.28s
【考点】匀变速直线运动的图像．
【分析】先根据三角形相似知识求出t1，再根据速度图象的斜率等于加速度求出甲乙的加速度大小，由牛顿第二定律和第三定律求解两物体质量之比．
【解答】解：根据三角形相似得：
=，得t1=0.3s．
根据速度图象的斜率等于加速度，得到：
甲的加速度大小为a甲==，乙的加速度大小为a乙==10m/s2
据题，仅在两物体之间存在相互作用，根据牛顿第三定律得知，相互作用力大小相等，由牛顿第二定律F=ma得：两物体的加速度与质量成反比，则有质量之比为m甲：m乙=a乙：a甲=3：1．
故选：B．
　
二、填空题
9．甲、乙两个物体作简谐振动，甲振动20次时，乙振动了40次，则甲、乙振动周期之比是　2：1　，若甲的振幅增大了2倍而乙振幅不变，则甲、乙周期之比又是　2：1　．
【考点】简谐运动的振幅、周期和频率．
【分析】先根据频率是单位时间内完成全振动的次数，求解频率之比，再根据周期与频率互为倒数，求解周期之比．
【解答】解：根据频率是单位时间内完成全振动的次数，可知甲乙的频率之比为：
f甲：f乙=20：40=1：2；
由T=可得：振动周期之比为：
T甲：T乙=f乙：f甲=2：1
弹簧振子的周期与频率与弹簧振子的振幅无关，所以甲的振幅加倍而乙的不变时，它们的周期之比仍然是：
T甲：T乙=2：1；
故答案为：2：1，2：1．
　
10．一圆环，其圆心为O，若以它的直径AB为轴做匀速转动，如图所示：
（1）圆环上P、Q两点的线速度大小之比是　　；
（2）若圆环的半径是20cm，绕AB轴转动的周期是πs，环上Q点的向心加速度大小是　0.4　m/s2．
【考点】线速度、角速度和周期、转速．
【分析】（1）同一圆环以直径为轴做匀速转动时，环上的点的角速度相同，根据几何关系可以求得Q、P两点各自做圆周运动的半径，根据v=ωr即可求解线速度之比；
（2）根据a=即可求得Q点的向心加速度大小．
【解答】解：P、Q两点以它的直径AB为轴做匀速转动，它们的角速度相同都为ω，
所以Q点转动的半径r1=Rsin30°=R，
P点转动的半径r2=Rsin60°=R
根据v=ωr得：
=
即圆环上P、Q两点的线速度大小之比是：1
根据a=得：
Q点的向心加速度大小为：a=0.4m/s2．
故答案为：：1，0.4
　
11．以20m/s的初速度竖直上抛一质量为0.5kg的小球，小球上升的最大高度是18m，上升过程中空气阻力对小球做的功为　﹣10　J；小球落回抛出点时的动能为　80　J．
【考点】动能定理的应用．
【分析】小球受到重力和向下的阻力，根据动能定理列方程求空气阻力对小球做的功；对落回过程再根据动能定理求解小球落回抛出点时的动能．
【解答】解：上升过程中，设空气阻力对小球做的功为Wf，根据动能定理有：
﹣mgh+Wf=0﹣mv02
得：Wf=mgh﹣mv02=0.5×10×18﹣×0.5×202=﹣10J
（2）设小球落回抛出点时的动能为Ek．根据动能定理则：
mgh+Wf=Ek﹣0
得：Ek=80J
故答案为：﹣10，80．
　
三、实验题
12．在“用单摆测重力加速度”的实验中，
（1）某同学的操作步骤为：
a．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上
b．用米尺量得细线长度L
c．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
d．用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期T=
e．用公式g=4π2L/T2计算重力加速度
①如果上述方法中单摆完成50次全振动时，秒表指针的位置如图1所示，则周期为　1.96　s；
②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比　偏小　（选填“偏大”、“相同”或“偏小”）．
（2）两个同学分别在北大和南大探究了“单摆周期T与摆长L关系”的规律．多次改变摆长，记录多组摆长和周期数据，并绘制了T2﹣L图象，如图2所示，从中可以判断，北大的实验结果对应图线是　B　（填“A”或“B”）．北大的同学求出图线的斜率k，则用斜率k求重力加速度的表达式为g=　　．
【考点】用单摆测定重力加速度．
【分析】（1）减小空气阻力的影响，摆球的直径应远小于摆线的长度，选择密度较大的实心金属小球作为摆球．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径．
秒表分针与秒针示数之和是秒表的示数．
（2）根据单摆的周期公式变形得到重力加速度g的表达式，分析T2与L的关系．北京的重力加速度大于南京的重力加速度，根据图象的斜率的意义求出g的表达式
【解答】解：（1）①由图1所示秒表可知，分针示数为1.5min=90s，秒针示数为8s，则秒表示数90s+8.0s=98.0s；则周期为=1.96S
②摆长应为细线长度与球的半径之和，若用L作为摆长，则会使摆长小于真实值．由g=知测量值偏小．
（2）由单摆的周期公式T=2得
T2=L
则根据数学知识得知，T2﹣L图象的斜率k=
因北京的重力加速度大于南京的重力加速度，故知北大的实验结果对应图线是B．由上式得：g=
故答案为：（1）1.96
偏小
（2）B
　
13．某实验小组拟用如图1所示装置研究滑块的运动．实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等．实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带带下留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置．
（1）在图2中，从　B　纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致；
（2）（多选）用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有　ACD　
A．摆长测量．
B．滑块质量的测量
C．漏斗重心的变化
D．滑块受摩擦阻力作用．
【考点】探究单摆的周期与摆长的关系．
【分析】根据纸带上痕迹和图示的纸带的运动方向判断物体运动性质．
从实验需要测得的物理量入手，找出测量过程中会产生的误差
【解答】解：（1）①由于摆的周期不变，根据纸带上痕迹和图示的纸带的运动方向，可以判断A纸带表示物体做匀速运动；B纸带表示物体做加速运动；C纸带表示物体做减速运动．所以正确选项是B．
②要测量物体的加速度，必须要测量时间，通过单摆测量时间，摆长的（测量）变化、漏斗重心的变化都会对时间的测量产生一定的误差；液体的痕迹粗细不均，滑块所受阻力的变化也都会对实验结果产生误差．则ACD正确
故答案为：（1）B
（2）ACD
　
四、计算题
14．如图所示，A，B两个固定的气缸，缸内气体均被活塞封闭着，A缸内活塞的面积是B缸内活塞面积的2倍，两个活塞之间被一根细杆连接．当大气压强为p0，A缸内气体压强为1.5p0时，两个活塞恰好静止不动，求此时B缸内气体的压强．（活塞和缸壁间的摩擦不计）
【考点】理想气体的状态方程．
【分析】以AB两活塞组成的整体为研究对象进行受力分析，即可求出B缸内气体的压强．
【解答】解：活塞处于平衡状态，用整体法求解，受力图如图所示
…①
…②
…③
联立①②③得：
答：此时B缸内气体的压强
　
15．在倾角为30°的斜面底端，木块A以某一速度沿斜面向上运动，若木块与斜面间的动摩擦因数为，试求：
（1）木块A在斜面上向上运动时的加速度的大小及方向；
（2）木块A在斜面上离开出发点时和回到出发点时的动能之比．
【考点】功能关系；牛顿第二定律．
【分析】（1）物块在斜面上向上运动时受到重力、支持力和滑动摩擦力作用，根据力的合成和分解求出物块所受合力，从而根据牛顿第二定律求出加速度；
（2）物体块在上滑和下滑的过程中摩擦力做功等于物块动能的变化，从而可以求出物体返回到出发点时的动能，即得出初末动能之比．
【解答】解：（1）物块A在斜面上向上运动时物块受力如图所示：
由图知物块所受合力：F合=mgsinθ+μmgcosθ
根据牛顿第二定律有：a1==gsinθ+μgcosθ=7.5m/s2
方向沿斜面向下．
（2）同理，当物块沿斜面向下运动时，所受摩擦力沿斜面向上，则此时
a2=gsinθ﹣μgcosθ=2.5m/s2
令物块初速度为v，则物块的初动能为：
Ek0=mv2
物块在斜面上上升的最大距离
x==
物块上升和下滑的整个过程中只有摩擦力对物块做负功，根据动能定理有
﹣2μmgcosθx=EK﹣mv2；
代入数据得：回到出发点时的动能
EK=mv2；
所以=
答：
（1）木块A在斜面上向上运动时的加速度的大小为7.5m/s2，方向沿斜面向下．
（2）木块A在斜面上离开出发点时和回到出发点时的动能之比是3：1．
　
五、多项选择题
16．一定质量的理想气体，当体积不变时（　　）
A．温度每升高1oC时，增加的压强是原来压强的
B．温度每升高1K时，增加的压强是它在273K的压强的
C．压强与摄氏温度成正比
D．压强与热力学温度成正比
【考点】理想气体的状态方程．
【分析】气体体积不变，根据查理定律公式分析即可．
【解答】解：A、根据查理定律公式，有，气体温度每升高1℃，增加的压强为0℃压强的，故A错误；
B、根据查理定律公式，有，温度每升高1k，增加的压强为273K的，故B正确；
C、根据查理定律公式和T=t+273得到，t℃的压强，气体的压强与摄氏温度成线性关系，但不是正比关系，故C错误；
D、根据查理定律，气体的压强跟热力学温度成正比，故D正确；
故选：BD
　
17．如图所示，重为3N的物体置于倾角为37°的斜面上，用平行于斜面的大小为5N的力F作用于物体，物体恰在斜面上做匀速直线运动，而斜面相对于地面保持静止，则下列说法中正确的是（　　）（cos37°=0.8，sin37°=0.6
）
A．物体可能沿斜面向下运动
B．斜面对物体有摩擦力的作用
C．斜面对地面没有摩擦力的作用
D．斜面对物体的作用力水平向左
【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
【分析】先对物体受力分析，根据共点力平衡条件求出支持力和摩擦力；再对整体体受力分析，再次根据共点力平衡条件列式求解．
【解答】解：A、B、D对物体受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，若物体沿斜面向上匀速运动，摩擦力沿斜面向下，如图
根据共点力平衡条件，有
F﹣mgsin37°﹣f=0
①
N﹣mgcos37°=0
②
解得
N=mgcosθ=3×0.8N=2.4N，f=3.2N．
若物体沿斜面向下匀速运动，摩擦力沿斜面向上，同理可知：N=2.4N，
根据共点力平衡条件应有：mgsin37°=F+f
由于F＞mgsin37°，所以上面方程不成立，说明物体不可能沿斜面向下运动．
斜面对物体的作用力是N和f的合力，设方向与水平方向的夹角为α，则tanα===，则得α=37°，等于斜面的倾角，由几何知识得知方向水平向左．
故A错误，B正确．
C、D对整体受力分析，整体必定受到受重力、支持力、推力，如下图，根据水平方向合力为零可知，地面对斜面一定有摩擦力的作用，则斜面对地面也一定有摩擦力的作用．故C错误．
　
18．如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s=30m，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置，经过3s，波传播了30m，并且a经过平衡位置，b恰好到达最高点，那么（　　）
A．这列波的速度一定是10m/s
B．这列波的周期可能是0.8s
C．这列波的周期可能是3s
D．这列波的波长可能是24m
【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．
【分析】由v=可直接求得波速，由a、b两点的振动情况可知波的周期的表达式，则由波速公式可求得波速的表达式，则可求得波速的可能值．
【解答】解：由v=可得，波速一定为=10m/s，故A正确；
由题意知，3s后a点回到平衡位置，则有+=3s（n=1，2，3﹣﹣﹣），得T=，T=3s无解，当n=7时，T=0.8s，故B正确，C错误；
由v=可得：
λ=vT=
当n=2时，波长为24m，故D正确；
故选ABD．
　
六、填空题
19．汽车以15m/s的初速度作匀减速直线运动，若在第二秒内通过的位移是7.5m，则汽车的加速度大小为　5　m/s2，在刹车之后的1s内、2s内、3s内汽车通过的位移之比为　5：8：9　．
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【分析】根据平均速度推论求出第2s内中间时刻的瞬时速度，结合速度时间公式求出汽车的加速度大小．根据速度时间公式求出汽车速度减为零的时间，判断汽车是否停止，再结合位移公式求出刹车后的位移，从而得出位移之比．
【解答】解：第2s内的位移为7.5m，则第2s内的平均速度为7.5m/s，根据平均速度推论知，1.5s末的速度为7.5m/s，
汽车的加速度a=．
汽车速度减为零的时间．
则汽车刹车后1s内的位移=，
刹车后2s内的位移==20m，
刹车后3s内的位移，
在刹车之后的1s内、2s内、3s内汽车通过的位移之比为5：8：9．
故答案为：5，5：8：9．
　
20．将20kg的物体从静止开始以2m/s2的加速度竖直提升4m，拉力做功的平均功率为　480　W，到达4m末端时拉力的瞬时功率为　960　W．
【考点】功率、平均功率和瞬时功率．
【分析】对物体受力分析，由牛顿第二定律可以求得拉力的大小，根据恒力做功公式求出拉力做的功，由求解平均功率，由运动学的规律可以求得瞬时速度的大小，再由瞬时功率的公式可以求得拉力的瞬时功率．
【解答】解：对物体受力分析，由牛顿第二定律可得，
F﹣mg=ma
所以拉力
F=mg+ma=20×10+20×2N=240N．
根据x=
解得；t=2s
所以=
由
v2=2ax
得
v=4m/s
由瞬时功率的公式，
P=Fv=240×4W=960W，
故答案为：480；960
　
七、计算题
21．如图所示，长为1.8m的轻绳，上端悬挂在离地面3.6m高的天花板上，下端系一个质量为2kg的小球．现将球拉到天花板上，放手后球自由下落，在轻绳绷紧时，绳断球落地，从放手到球落地整个时间为1.2s．若小球与绳作用时间及绳的伸长均可忽略不计，求：
（1）绳绷紧瞬间小球的速度；
（2）小球克服绳的拉力所损失的机械能为多少？
【考点】功能关系．
【分析】（1）根据自由落体运动的规律求出绳子绷紧时小球的速度与下落的时间；
（2）求出绳子断后到落地的时间，然后求出绳子断后小球的速度，即可求解．
【解答】解：（1）设绳绷紧瞬间小球的速度为v0，绳子绷紧时小球的下落的时间t，则：
s
绳子绷紧时小球的速度：v0=gt=10×0.6=6m/s
（2）绳子断后到落地的时间：t′=t0﹣t=1.2s﹣0.6s=0.6s
绳子断后小球的速度v：
代入数据得：v=0
所以小球损失的机械能：
J
答：（1）绳绷紧瞬间小球的速度是6m/s；
（2）小球克服绳的拉力所损失的机械能为36J．
　
22．某潜艇发生碰撞后失去控制，在10秒内从海面沉入110m深的海底，艇上有128名官兵必须营救．
（1）如果只研究潜艇在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动，则潜艇在竖直方向产生多大的加速度？又设潜艇上的官兵各自站在潜艇舱内，则平均质量为60kg的官兵对舱底的压力为多大？
（2）潜艇沉入海底时舱内官兵所需的氧气是有储存氧气的氧气瓶供氧的，假如每个官兵1min需氧气约1.5L，艇上共有320瓶压强为6.0×106Pa、体积为90L的氧气瓶，则成功救援的最长时间为多大？
【考点】理想气体的状态方程；匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与位移的关系；牛顿第二定律．
【分析】（1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度，再根据牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出官兵对舱底的压力．
（2）结合理想气体状态方程求出成功救援的最长时间．
【解答】解：（1）根据位移时间公式得，a=．
根据牛顿第二定律得，mg﹣N=ma，解得N=mg﹣ma=456N．
则压力为456N．
（2）根据P0V0nt=NPV
1.0×105×1.5×128t=320×6.0×106×90
解得t=9000min．
答：（1）潜艇在竖直方向产生的加速度为2.2m/s2，官兵对舱底的压力为456N．
（2）成功救援的最长时间为9000min．
　
2016年10月25日