2019-2020学年北京市顺义区牛栏山一中高三(上)期中物理试卷(含答案解析)

2019-2020学年北京市顺义区牛栏山一中高三（上）期中物
理试卷
一、单选题（本大题共13小题，共39.0分）
1.真空中有两个相距O.lm、带电量相等的点电荷，它们间的静电力的大小为9.0X10-
3N,已知静
电力常量k = 9.0 X 109N・加2/。

2.则每个点电荷所带的电荷量为（）
A. 1 x 10-14c
B. lx 10-7。

C. lx 10-6。

D.无法确定
如图所示，直杆8c的一端用钱链固定于竖直墙壁，另一端固定一个小滑轮C，细绳
下端挂一重物，细绳的AC段水平.不计直杆、滑轮及细绳的质量，忽略所有摩擦.
若将细绳的端点A稍向下移至H点，使之重新平衡，则此时滑轮C 的位置（）
A.在力⑷之间
B.与⑷点等高
C.在H点之下
D.在A点之上
如图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电
粒子的运动轨迹.粒子先经过M点，再经过N点，可以判定
（）
A.粒子在M点的电势能大于粒子在N点的电势能
B.M点的电势小于N点的电势
C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D.粒子带负电
4.关于地球和太阳，下列说法中正确的是（）
A.地球对太阳的引力比太阳对地球的引力小得多
B.地球围绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的万有引力
C.太阳对地球的作用力有引力和向心力
D.在地球对太阳的引力作用下，太阳绕地球运动
5.如图所示，小车B静止于水平轨道上，其左端固定一根劲度系数为K的轻弹簧，小
车8的质量为加2•小车A的质量为从高出水平轨道人处由静止开始沿曲轨道滑
下，在水平轨道上与小车5发生相互作用.若轨道是光滑的，则弹簧压缩量最大
时，A车的速度以和弹簧的弹性势能力分别为（）
A・% = 0Ep= m19h B.以=鬻篙, Ep =黄翳
C.以=巴旦,Ep = 3
nt£ + m2P 2
6.轻杆长L = 0.5m,杆的一端固定着质量m = 0.Mg的小球，小球在杆的带动下，绕水平轴在竖直
平而内作圆周运动，，时刻小球运动到最高点时速度为2m/s, g取
10m/s2,则，时刻细杆对小球的作用力大小和方向分别为（）
A.1.8N,向上
B. 1.67V,向下
C.0.2N,向上
D. 如图所示，用静
电计可以测量己充电的平行板电容器两极板之间的电势差U,静电计
指针张角会随电势差U的变大而变大，现使电容器带电并保持总电量不
变，下列哪次操作能让静电计指针张角变大（）
2.
7.
D・v A =(2gh，
0.2N,向下
A.仅减小两极板之间的距离
B.仅将A板稍微上移
C.仅将玻璃板插入两板之间
D.条件不足无法判断
8.甲、乙两物体的加速度分别为% = lm/s?、a? =-1巾/$2.则（）
A.甲物体的速度增加了lm/s
B.乙物体的速度减少了lm/s
C.甲物体比乙物体的速度变化快
D.两物体的速度变化快慢相同
9.如图所示，A、B、C为电场中某电场线上的三点，且AB = BC,设A、 ------------ _
C两点场强的大小分别为蜃、Ec，A、5两点和8、C两点间的电势差
分别为3、/c.则（）一1
A. E A=E C
B. E A>E C
C. U AB = U BC
D. ---------------------------------------
U AB V U BC
10.在平直的公路上，静止的汽车启动后先匀加速开始运动，达到额定功率后保持额定功率不变继续
运动。

设汽车所受阻力恒定，则关于汽车运动全过程中的加速度大小随时间变化图象可能是下图中的（）
11.在第二十九届奥运会上“绿色、科技、人文”的理念深入人心.如在奥运村及奥运场馆内大量使用
太阳能路灯，其光电转换装置在阳光照射下把太阳能转换为电能储存起来，供夜晚照明使用.在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达20%,可产生24V电压，产生2.5A的电流，则每秒该路灯可转化的太阳能为（）
A. 120J
B. 300J
C. 600 J
D. 1200J
12. 2019年4月10日人类史上第一张黑洞照片在全球六地同步发布。

如图所示，该图像的许多特征
与爱因斯坦广义相对论的预言完全一致，在强引力极端环境下进一步验证了广义相对论。

黑洞是宇宙空间内存在的一种超高密度的天体，它产生的引力场极强，以至于它的逃逸速度大于光速，光都不能逃逸。

已知逃逸速度是近地卫星环绕速度的6倍，光在真空中的传播速度。

= 3 X 108m/s,地球的质量M = 6X102”g,引力常量G = 6.67 X如一门"•m2/如2,若地球能收缩成黑洞，则地球半径大约要收缩到（）
13 . 一艘宇宙飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，下列实验能够进行的是（）
r 血浆与血细胞自然分层实验
一血细电
二、多选题（本大题共1小题，共3.0分）
14 .如图所示，光滑水平地而上静止放置由弹簧相连的木块A 和从开始时弹簧处于原长，现给A
一个向右的瞬时冲量，让A 开始以速度向右运动，若mA>aB ，则（）
A.当弹簧被压缩到最短时，B 的速度达到最大值
B.在以后运动过程中8的速度还可能为零
C.当弹簧再次恢复为原长时，A 的速度可能大于8的速度
D.当弹簧再次恢复为原长时，A 的速度一定小于5的速度
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
15 .在“验证力的平行四边形定则”实验中
（1）部分实验步骤如下，请完成有关内容：
A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端拴上两根细线
8.其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图中所示，记录钩码个数、结点O 的位置，以及橡皮绳的伸长方向
C 将步骤8中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒8、 C 使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整3、C 的位置，使，记录 和.
A. 9 mm
B. 9 m
C. 9 km
D. 90 km
宇航员生活废水过滤处理实验
A. D.
（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中cosa：c”6=.
16 .下图是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验装置，打点计时器的电源为f =
(1)打点计时器有电磁打点计时器和电火花打点计时器两种。

为了减小误差，最好选 ___________ 打 点计时器。

(2)某同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图所示，其中。

点为重物刚下落时打点 计时器打下的第一个点，A 、B 、。

为三个计数点，用刻度尺测得04=儿，0B = h 2, 0C = h 3, 在计数点A 和8、8和。

之间还各有一个点。

己知重物的质量为重力加速度为外在段 运动过程中，重物重力势能的减少量4Ep =:重物的动能增加量4Ek = (结 果均用字母表示)。

四、简答题(本大题共2小题，共18.0分)
17 .自由落体运动的运动性质是什么？有哪些基本规律？
18 .如图所示，竖直放置的半圆形绝缘光滑轨道半径A = 40cm,下端与绝缘光滑的水平面平滑连接, 整个
装置处于方向竖直向下，大小为E = 1X103I 7TH 的匀强电场中，一质量为m = 10g 、带电 量为q =+1X10-纪的小物块(可视为质点)，从水平面上的A 点以初速度外水平向左运动，沿 半圆形轨道恰好能通过最高点C,取g = 10m/s2,试求： (1)小物块从C 点抛出后落地点与3点间的水平距离； (2)外的大小和过B 点时轨道对小物块的支持力大小
.
50”z 的交流电。

五、计算题(本大题共2小题，共22.0分)
19.如图所示，质量mi = 0.3处的小车静止在光滑的水平而上，车长L = 2.0m,现有质量m2 = 0.2kg
可视为质点的物块，以水平向右的速度% = 2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。

物块与车而间的动摩擦因数〃 =0.5,取g = 10m/s2,求
(1)物块在车面上滑行的时间
(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度I，不超过多少？
(3)物块仍以水平向右的速度/ = 2m/s从左端滑上小车，要使物块从小车右端滑出，则物块刚滑上
小车左端时需加一个至少多大的水平恒力F-
20.如图甲所示，竖直放置的轻质弹簧一端固定，另一端与质量为机的小物块连接，在竖直向上的拉
力丁作用下，物块静止于。

点.此时，T = 2mg,弹簧的伸长量为反现撤去拉力7,物块竖直向下运动直至最低点，此过程中弹簧始终未超出弹性限度.
T=2mg
眩
iisr
2g
-2g
7g
甲乙
(1)求物块静止于。

点时，弹簧弹力的大小F.
(2)取。

为坐标原点，竖直向下为正方向建立坐标系，在乙图中作出物块向下运动到位移％ = 4九
过程中的加速度“与X关系图线.
(3)求向下运动过程中，物块动能的最大值几皿
答案与解析
L 答案：B
解析：解：根据库仑定律可得：F = k 。

r-
所以有：Q=尽=
/O-O-"：1C=1X1。

-7「
工
7 k N 9.0X10。

故选及 根据库仑定律的公式F = & 列出方程即可求得电荷的电荷量.
r 2
本题就是对库仑定律F =
的考查，计算时要认真仔细，同时要注意库仑定律的使用条件是真空中
的点电荷. 2 .答案：D
解析：解：由于杆一直平衡，对两根细绳拉力的合力沿杆的方向向下，又由于同一根绳子的张力处 处相等，而且两根细绳的拉力大小相等且等于物体的重力G,根据平行四边形定则，合力一定在角 平分线上， 若将细绳的端点A 稍向下移至4点，若杆不动，则乙VCBV 乙BCG,则不能平衡，若要杆再次平衡， 则两绳的合力一定还在角平分线上，所以8C 杆应向上转动一定的角度，此时C 在A 点之上，故。

正确C 故选：D.
由于杆一直平衡，对两根细绳拉力的合力沿杆的方向向下，两根细绳的拉力大小相等且等于物体的 重力G,根据平行四边形定则分析即可.
本题是动态平衡问题，关键要抓住滑轮的力学特性，根据对称性进行分析，注意两绳的合力一定沿 着杆子方向.
3 .答案：A
解析：解：A 、由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，M 到N 的过程中，对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M 点的电势能大于在N 点的电势 能，故A 正确.
B 、正电荷电势能大处，电势高，故M 点的电势高于N 点的电势，故3错误.
C 、电场线的疏密表示电场强度的强弱，由图可知，A1点的场强小于N 的场强，故电荷在M 的电场 力小于N 点的电场力，故。

错误.。

、由电场力方向应指向轨迹的内侧得知.粒子所受电场力方向大致斜向左下方，电场线的方向也 是向左下方，所以粒子带正电.故。

错误.
故选:A.
电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向.不计重力的粒子 在电场力作用下从M 到N,运动与力关系可知，电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边，且电 场力偏向轨
迹的内侧.
本题是电场中轨迹问题，关犍要根据轨迹的弯曲方向判断出粒子所受的电场力方向，再抓住电场线的物理意义判断场强、电势等的大小.
4.答案：B 解析：解：A、地球对太阳的引力和太阳对地球的引力是一对作用力与反作用力，大小相等，故A 错误：
8、地球困绕太阳运转时由太阳对地球的万有引力提供向心力，不是太阳对地球的作用力有引力和向心力，故3正确，C错误：
C、是地球绕太阳转动，不是太阳绕地球运动，故。

错误。

故选:B。

地球对太阳的引力和太阳对地球的引力是一对作用力与反作用力，大小相等，地球围绕太阳运转时由太阳对地球的万有引力提供向心力.
本题主要考查了天体运动中，由万有引力提供向心力，注意不是除了万有引力还有向心力作用，向心力是效果力.
5.答案：B 解析：
【分析】
由机械能守恒定律可以求出A到达水平而的速度，当两球速度相等时，弹簧的弹性势能最大，两小车碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出弹簧的最大弹性势能.
分析清楚物体运动过程，应用机械能守恒、动量守恒定律即可正确解题.
【解答】
设A小车到达圆弧底端时的速度为％,
根据机械能守恒定律有：诏①，
当A、B两小车速度相同时，弹簧的弹性势能最大，设共同速度为u
根据动量守恒定律有：m L v0 = （m1 +加2）以②，
所以以=叫旦
力工+小？
根据机械能守恒定律有:Ep =:恤诏—+ m2）v^③, 联立①②③解得：Ep=M 故8正确，ACQ错误。

故选瓦
6.答案：C 解析：解：设小球通过最高点时杆对小球的作用力方向向下，大小为F.根据牛顿第二定律得: 则得：尸=处/-9）= 0.1乂（||一10）3=一0.2可，负号表示杆对小球的作用力方向向上，故杆对
小球施加向上的支持力，大小为0.2N.
故选：C
小球通过最高点时，由重力和杆对小球的作用力的合力提供向心力，以小球为研窕对象，根据牛顿第二定律求解.
解决圆周运动的动力学问题，关键分析物体受力，确定向心力的来源，再运用牛顿第二定律求解.
7.答案：B 解析：解：A、根据得，减小两极板之间的距离，则电容增大，根据U = £知，电荷量不变，则电势差减小，静电计指针张角变小.故A错误.
8。

、根据C 匚得，将A板稍微上移，S减小，则电容减小，根据U = *知，电荷量不变，则电势4nka C
差增大，静电计指针张角变大.故8正确，。

错误.
C、根据c = S匚得，将玻璃板插入两板之间，则电容增大，根据U= 5知，电荷量不变，则电势差4nka
C
减小，静电计指针张角变小.故C错误.
故选：B.
静电计测量的是电容器两端的电势差，根据电容的决定式确定电容的变化，从而根据U=5判断电势差的
变化.
解决本题的关键掌握电容的决定式C = 品和电容的定义式U =［并能灵活运用.
8.答案：D 解析：解：甲、乙两物体的加速度的大小分别为lm/s2, B的加速度的大小为-1m％2,它们的
大小相等，即速度变化快慢相同，不过它们的方向不同，若它们的初速度方向相同，且与甲物体加速度
的方向相同，甲做匀加速直线运动，乙做匀减速直线运动，所以A8C错误，。

正确。

故选：
通过求加速度的绝对值来比较两物体的加速度的大小，通过加速度是描述速度变化快慢的物理量，从而即可求解.
加速度的正负代表了加速度的方向，为正表示与规定的正方向相同，为负表示与规定的正方向相反.加速度的大小应取加速度的绝对值，与正负无关.
9.答案：D 解析：解：电场线的密的地方表示电场的强，所以场强大小顺序为：E A<E B<E C,
电势差与场强的关系：U = Ed, E大处，U也大，所以电势差为8 V •故ABC错误，。

正确：
故选：。

根据电场强度与电势差的关系：U = Ed.电场强度大的地方，电势差也大，电场强度小的地方，电势差也小。

根据点电荷场强分布的特点，判断A3、8C处的场强大小，从而可以判断A3、处的电势差的大小。

电场线的疏密表示电场的强弱。

解决本题的关键知道电场线的疏密表示电场的强弱，知道U = Ed适用于匀强电场的计算，但是对于非匀强电场，可以进行定性分析。

10.答案：A
解析：解：汽车开始启动时，先匀加速行驶，当达到额定功率之后，由「=尸^可知，速度增大时，牵引力减小，由牛顿第二定律尸—f = ma,加速度将逐渐减小，因为速度变化慢了，月变化慢了，加速度减小的越来越慢，当牵引力等于阻力时，速度达到最大，加速度为零，之后将做匀速运动，故A正确，BCD错误：
故选:故
当汽车以恒定的加速度匀加速运动到额定功率之后，汽车将在额定功率下做加速度逐渐减小的变加速度运动，当牵引力等于阻力时，加速度为零，速度达到最大，之后将做匀速运动。

解决本题的关键掌握功率与牵引力的关系：P=Fv,知道当汽车牵引力等于阻力时，车速最大，加速度为零。

1L答案：B
解析：
【分析】
根据电流做功公式计算路灯正常工作消耗的电功率，然后结合太阳能电池的光电转换效率为20%计算电池板吸收太阳能的功率，即每秒该路灯可转化的太阳能.
本题考查学生综合运用欧姆定律，功率公式，电功公式及效率公式灵活计算有关物理量的能力，知识的
系统化很重要.
【解答】
路灯正常工作消耗电功率：
p = U[ = 24 X 2.5 = 60W
若设电池组吸收太阳能的功率为：P',则有：
p = 20% P1,
即：p' = 300W：
W' = P't = 300 X 1 = 3007
即：每秒该路灯可转化的太阳能为300/
故选
12.答案：A
解析：
【分析】
根据万有引力提供向心力，再根据题目要求即可求解。

解决本题的关键是掌握万有引力等于向心力和万有引力等于重力这两条基本思路，要认真读题，搞清两种宇宙速度的关系。

【解答】
解：设地球半径缩小为「，由G等=小二得：地球近地卫星的环绕速度为沙=严，根据题意可知逃
逸速度eb>c，则有rv警怒8.89X107^,故BCD错误，A正确。

故选A。

13.答案：C
解析：解：由于过滤水时水要借助重力向下流，在太空中无法实现；同理，也无法研究物体的重力势能，故血浆与血细胞分层实验，故错误：
只有。

中感应电流的产生和重力无关，在太空中可以完成，故。

正确：故选C.
宇宙飞船在运行时，万有引力充当向心力而处于失重状态，凡是利用重力作用的实验均无法完成. 本题考查超重与失重的应用，注意在完全失重状态下，凡是地面上利用重力的实验在失重状态下均无法实验.但是要注意弹簧秤在宇宙飞船上式可以使用的.
14.答案：BD
解析：
【分析】
A压缩弹簧，所受的合力与速度方向相反，做减速运动，B所受的合力与速度方向相同，做加速运动，
速度相等时相距最近，弹簧的压缩量最大，然后B继续做加速运动，A做减速运动，弹簧恢复原长时，B 的速度达到最大，结合动量守恒和能量守恒分析判断.解决本题的关键理清A、8的运动规律，知道A、8速度相等时，弹簧压缩量最大，此时8的速度不是最大，当弹簧第一次恢复原长时， 8的速度最大.
解析：
A、A开始压缩弹簧，A做减速运动，3做加速运动，当两者速度相等时，弹簧压缩最短，然后8继续做加速运动，A继续做减速运动，所以弹簧压缩到最短时，B的速度不是达到最大，A错误；BCD,弹簧压缩到最短时，两者速度相等，然后B继续做加速，A继续做减速运动，直到弹簧恢复原长，此时3的速度达到最大，大于A的速度，接着A加速，8减速，弹簧被拉伸，当弹簧被拉伸到最长时，AB共速，A继续加速，B继续减速，再次恢复原长时，A的速度增加到外，此时B的速度为零，B正确：。

错误：。

正确；
故选BD。

15.答案：结点。

的重合；钩码个数；细绳的方向：!
解析：解：（1）该实验采用“等效代替”法，因此在用两个绳套拉橡皮筋时，要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤B中结点位置重合，同时记录钩码个数和对应的细线方向.
（2）根据。

点处于平衡状态，正交分解有：竖直方向：4mgsina + 3mgsin（3 = Smg ① 水平方向：Atmgcosa = 3mgcosf^ ② 联立①②解得：箫/
故答案为：（1）结点。

的重合、钩码个数、细绳的方向；（2）：
“验证力的平行四边形定则”的实验原理是：记录两个分力以及合力的大小和方向后，选用相同的标度将这三个力画出来，画出来的合力是实际值，然后根据平行四边形画出合力的理论值，通过比较实际值和理论值的关系来进行验证，明确了实验原理即可知知道实验中需要记录的物理量和具体的操作.
要闱绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行理解，正确理解“等效代替”的含义.
16.答案：（1）电火花；（2）加加2： ^^产干乎
解析：
【分析】
（1）电火花打点计时器对质点的阻力小，故选电火花打点计时器：
（2）根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量；
解决本题的关键知道实验的原理，知道重力势能的减小量略大于动能增加量的原因，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解重力势能的减小量，通过平均速度推论求出瞬时速度的大小，从而得出动能的增加量。

【解答】
（1）电火花打点计时器对质点的阻力小，故选电火花打点计时器：
（2）在计数点A和8、8和。

之间还各有一个点，T = j
B点的速度：%=答=色产在段运动过程中，重物重力势能的减少量△Ep=mgh2,则动能
）12。

的增加量= ^mv B2 = 学尸="一3,
故填：（1）电火花：（2）mg%；件子
17.答案：不受其他外力作用，只有重力作用的物体所做的运动，初速度为0,加速度为g的匀加速
直线运动；速度公式：〃=gt，位移公式：h = \gt\
解析：
【分析】
不受其他外力作用，只有重力作用的物体所做的运动就叫做自由落体运动，基本特征是运动加速度为重力加速度。

【解答】
物体开始下落时是静止的即初速度为0,如果物体的初速度不为0,就算是竖直下落，也不能算是自由落体，物体下落过程中，除受重力作用外，不再受其他任何外界的作用力（包括空气阻力）或外力的合力为0：任何物体在相同高度做自由落体运动时，下落时间相同。

故答案为：不受其他外力作用，只有重力作用的物体所做的运动，初速度为0,加速度为力的匀加
速直线运动；速度公式：v = gt,位移公式：h = ^gt20
18.答案：解：（1）根据牛顿第二定律得：mg + qE=m^- R
% = v c t
1 ?
2R = -at2
2
根据牛顿第二定律得加速度：。

=0空=2°
771
则解得：X = 2R = 0.8m.
(2)小球从B至。

的过程中，根据动能定理得，一(mg+qE) X 2R = 诏一诺
对B受力分析有：F c— mg — qE = m — R
v0 = v B
解得 % = v B = 2\/10m/s 答：(1)小物块从。

点抛出后落地点与3点间的水平距离为0.8m.
则小=mg + qE + m=12mg = 1.27V.
(2)%的大小为2VHm/s,过B点时轨道对小物块的支持力大小为L2N.
解析：(1)小物块恰好通过最高点，知重力和电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出在最高点的速度，结合平抛运动的规律求出水平距离.
(2)对8到C段运用动能定理，抓住初速度与3点的速度相同，求出初速度的大小.根据牛顿第二定律求出小物块在B点所受的支持力的大小.
本题考查圆周运动和平抛运动的综合，知道圆周运动在最低点和最高点向心力的来源，结合动能定理和牛顿第二定律进行求解.
19.答案：解：(1)设共速时速度为由 ,对物块与小车，
以向右为正方向，由动量守恒定律得；m2v Q = + m2)vi»
对小车，由动量定理得：nm2gt = m1v1,
代入数据解得：t = 0.24s；
(2)物块不从小车右端滑出，则在末端共速，设共同速度为内,
以向右为正方向，对物块与小车组成的系统，
由动量守恒定律得：m2v = +m2)v2>
由能量守恒定律得：^rn2v2 = "硝+ m2)vl +nm2gL t
代入数据解得：v = ^m/s,即物块划上小车左端的速度不能超过!； =
3 3
(3)设恰好能使物块滑出小车的拉力为凡由题意，物块应在小车末端共速，
对物块，由牛顿第二定律得：F — nm2g = m2a2^
对小车：由牛顿第二定律得：^rn2g = m1a2«
由运动学，共速有：a L t = v0 + a2l
由位移关系，得：为t + 2t* — 2。

1产=心，
代入数据解得：F 彩L47N,即当F > 1.47N时物块可以滑出小车：
答：(1)物块在车而上滑行的时间，为0.24s：
(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度-不超过"巨m/s:
(3)物块仍以水平向右的速度% = 2m/s从左端滑上小车，要使物块从小车右端滑出，则物块刚滑上小车左端时需加一个至少为1.47N的水平恒力Fo
解析：(1)由动量守恒定律求出物块与车的共同速度，对小车应用动量定理可以求出时间。

(2)应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的速度v o
(3)应用牛顿第二定律求出加速度，然后应用运动学公式解题。

本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程是解题的关键，应用动量定理、动量守恒定律与能量守恒定律可以解题。

20.答案：解：(1)物块静止于。

点时，在重力、拉力和弹簧弹力作用下，处于平衡状态，设弹力为
F,则：
由平衡条件可得：mg + F = T,即尸=7—mg = 2mg - mg = mg；
(2)撤去拉力后，物体做简谐运动.当在撤去拉力的瞬间，设弹簧的劲度系数为K由胡克定律可得：
mg = kh,解得：K =詈，
此时，加速度为：a1 = m3 = 2g,方向向下:
m
向下运动过程中，由牛顿第二定律得："，形变量X减小，物体向下做加速度减小的加速运m
动，当弹簧恢复原长，下降高度为近02=9,方向向下；
当弹簧恢复原长后，继续向下运动，弹力向上，由。

=驾士可知，形变量增大，物体向下做加速度m
减小的加速运动，当弹力等于重力时，kh' = mg, h' = h, a3 = 0；
当弹力等于重力时，此位置为简谐运动的平衡位置.前两个过程物体下降总的高度为2从此后物体
继续向下运动，弹力大于重力，由。

=七型可知，形变量增大，物体做加速度增大的减速运动，由m
对称性可知，下降到最低点，此过程向下运动的距离为2/?,加速度为：。

4=2人方向向上：
由表达式可知a与X是线性变化，综上分析，物块向下运动到位移x = 4/i过程中的加速度“与x关系图线如图示： (3)当物体下降到弹力等于重力时，合力为零，速度最大，动能最大，因为弹性势能只与形变量有关，由以上分析可知, 弹性势能变化量为0,所以：
由功能关系可得：E Km = 2mgh.
答：(1)求物块静止于。

点时，弹簧弹力的大小为机g。

(2)物块向下运动到位移x = 4日过程中的加速度a与x关系
图线如图所示；
(3)向下运动过程中，物块动能的最大值为解析：(1)根据力的
平衡条件求解物块静止于O点时，弹簧
弹力的大小；
(2)由胡克定律和牛顿第二定律结合分析向下运动过程中加速度
随距离的变化情况，再作加速度"与 x关系图线：
(3)利用功能关系求解物块动能的最大值。

解答此题的关键是：①理清物体的运动过程：②由胡克定律和牛顿第二定律结合分析向下运动过程中加速度随距离的变化情况；③弹性势能只与形变量和劲度系数有关。