優秀原創試題選登

本刊編輯部整理

【作者單位、姓名】河南省信陽市羅山高級中學老校區 周正剛

【例1】如圖1所示，一定質量的理想氣體被長度為76 cm水銀柱封閉在玻璃管中，玻璃管開口朝上，放在斜面上處于靜止狀態。當斜面的傾角為30°時，氣體的長度為l0，現緩慢轉動斜面，逐漸增大斜面的傾角，直到斜面的傾角為37°時，玻璃管在斜面上還未滑動。已知大氣壓強為p0=76 cm Hg，玻璃管的橫截面積為S，重力加速度為g，玻璃管的厚度不計，導熱良好，環境溫度不變，下列說法正確的是

( )

圖1

A.玻璃管與斜面之間的動摩擦因數可能為0.6

B.當斜面的傾角為37°時，大氣對玻璃管底部的支持力為0.6p0S

C.被水銀柱封閉的氣體長度先增大后減小

【答案】D

【命題意圖】本題考查氣體動態平衡，考查物理觀念。

【解析】斜面的傾角為37°時，對水銀柱和玻璃管內含有理想氣體組成的整體受力分析可知μmgcos37°≥mgsin37°解得μ≥tan37°=0.75，選項A錯誤；

大氣對玻璃管底部的支持力與斜面傾角無關，一直為p0S，選項B錯誤；

根據玻意耳定律pV=C，可知當壓強增大時，體積變小，橫截面積不變，長度減小，選項C錯誤；

當斜面的傾角為30°時，p=p0+0.5p0

當斜面的傾角為37°時，p′=p0+0.6p0

【例2】如圖2甲所示，A、B兩木塊與輕質彈簧粘連置于光滑水平面上，當處于彈簧原長時，A的速度向右正好為v0，B的速度正好為0；圖乙是兩木塊運動過程的v-t振動圖象，時間具有對稱性和周期性，v0與v1關于v共對稱，根據題中的提示結合圖象的特點，分析下列結論，其中正確的是

( )

甲

乙

【答案】C

【命題意圖】本題考查彈性碰撞中動量的應用。

通過圖象觀察得到每經過t3，運動就完成一個周期，即運動的周期或曲線的周期為t3，選項D錯誤。

【例3】如圖3所示的甲、乙兩個實驗模型，光滑的水平桌面足夠長，不計滑輪的各種摩擦，不計細線的質量。甲模型兩個木塊的質量分別是M、m，乙模型木塊的質量為M，乙模型滑輪下面細線的拉力豎直向下為F，且F=mg。系統運動穩定時，連接M物塊的細線水平拉力分別是FT1、FT2，質量為M的木塊加速度分別是a1、a2(a1≠0，a2≠0)。下列說法正確的是

( )

甲

乙

A.FT1=FT2=mg

D.對于甲模型當m、M，可認為木塊M所受合力的大小趨近于木塊m的重力。

【答案】CD

【命題意圖】本題考查整體法與隔離法的應用。

【解析】對甲模型，如果整體是勻速運動則有FT1=mg，但是整體做勻加速運動，故木塊m處于失重狀態，FT1

【例4】如圖4甲為“用牛頓第二定律測小車與木板間動摩擦因數以及小車質量”的實驗裝置。連接在小車后面的紙帯穿過打點計時器，足夠長的木板水平放置在桌面，輕質細線連接彈簧測力計與沙桶，不計細線與滑輪間的摩擦，滑輪的質量忽略不計，重力加速度為g。實驗時調換不同的小車來做實驗。改變小桶和沙子的總重力，讀出彈簧測力計的讀數F，用紙帯測出對應的加速度a。實驗用到三個不同小車，做出了如圖乙相對應的三條a-F函數關系圖象。

甲

乙

(1)下列說法正確的是

( )

A.實驗時細線必須與木板平行

B.實驗時不需要平衡摩擦力，木板始終水平放置

C.實驗不需要滿足沙桶的質量遠遠小于小車的質量

(2)設小車的質量為M，小車與木板間動摩擦因數為μ，則a-F函數關系圖象的斜率為________，橫軸的截距為________，縱軸的截距為________。

【命題意圖】本題考查牛頓第二定律實驗。

【解析】(1)為了保證繩子的拉力與滑動摩擦力在一條線上，實驗時必須保證繩子與木板平行，選項A正確；實驗的目的就是要測量動摩擦因數與小車質量，要保證木板水平，不需要平衡摩擦力，選項B正確；實驗中繩的拉力可由彈簧測力計直接讀出，沙桶的質量遠遠小于小車的質量沒有必要，選項C正確；小車在加速運動時，沙桶向下加速，處于失重狀態，根據牛頓第二定律，沙桶失重，只能說明彈簧測力計的示數比沙桶重力小，無法說明彈簧測力計的示數等于沙桶重力的二分之一，選項D錯誤。

【點撥】牛頓第二定律與動摩擦因數的關系在a-F函數關系圖象中的體現，注意斜率、截距的含義。