内容正文:
广东仲元中学2023学年第一学期高三9月月考卷
物理
一、单选题:(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 如图为广泛应用于“双11”的智能快递分拣机器人简化图,派件员在分拣场内将包裹放在机器人的水平托盘上后,机器人可以将不同类别的包裹自动送至不同的位置,则下列说法正确的是( )
A. 包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,包裹不受摩擦力的作用
B. 包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,包裹没有惯性
C. 包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时,包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力
D. 包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时,机器人对包裹的作用力等于包裹的重力
2. 如图所示,水平地面上放着一个画架,它的前支架是固定的,而后支架可前后移动,画架上静止放着一幅重为G的画。下列说法正确的是( )
A. 画架对画的作用力大于G B. 画架对画的作用力等于G
C. 若后支架缓慢向后退则画架对画作用力变大 D. 若后支架缓慢向后退则画架对画作用力变小
3. 如图所示,一个小朋友牵着气球,当水平风速变大时,下列说法正确的是( )
A. 小朋友对绳的拉力可能不变
B. 绳与水平方向的夹角θ将会变大
C. 地面对小朋友的支持力不变
D. 地面对小朋友的作用力不变
4. 某实验小组的同学为了模拟卫星的发射,自制了一个小火箭,小火箭升空后的v-t图像如图所示。假设空气的阻力以及小火箭的推力大小恒定不变,6s末推力消失,重力加速度取g=10m/s²。下列说法正确的是( )
A. 第6s末小火箭到达最高点
B. 0~6s与6s~6.6s的平均速度之比为2:3
C. 小火箭上升的最大高度为66m
D. 小火箭的推力与重力之比为11:6
5. 在北京时间7月30日下午结束的东京奥运会蹦床女子决赛中,中国名将朱雪莹夺得金牌,其中位置表示床面未受压力时的平衡位置,位置是她从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置.若床面始终在弹性限度内,空气阻力及床面的质量均可忽略不计,对于朱雪莹从最高点下落到最低点的过程,下列说法中正确的是( )
A. 床面从A位置下降到位置过程中,朱雪莹的速度不断变小
B. 床面在位置时,朱雪莹所受弹力大于重力
C. 朱雪莹接触床面前处于失重状态,接触床面后处于超重状态
D. 加速度方向改变发生在之间的某位置
6. 如图所示,水平地面上有一根固定的竖直光滑细杆,杆上套有一个小球B,现用一根轻绳,绕过滑轮后将物体A连接于小球上,滑轮通过另一根轻绳连接在墙壁上,当系统稳定时,已知图中所示,滑轮质量不计,则A、B两物体的质量之比为( )
A. B. C. D. 2:1
7. 高铁已成为重要的“中国名片”,领跑世界。一辆由8节车厢编组的列车,从车头开始的第2、3、6和7共四节为动力车厢,其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时,若每节动力车厢牵引力大小均为F,每节车厢质量都为m,每节车厢所受阻力均为车厢重力的k倍,重力加速度为g。则( )
A. 启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上
B. 启动时乘客对车厢的作用力大小等于乘客的重力大小
C. 第7节车厢对第8节车厢的作用力大小为
D. 第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为0
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分。漏选得3分,多选不得分)
8. 对于一定质量的理想气体,若设法使其温度升高而压强减小,则在这一过程中,下列说法正确的是:
A. 气体体积可能不变
B. 气体必定从外界吸收热量
C. 气体分子的平均动能必定增大
D. 单位时间内,气体分子撞击器壁单位面积的次数一定减少
9. 几个水球可以挡住子弹?《国家地理频道》2019年节目中实验证实:四个水球就足够!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第四个水球,则可以判定( )
A. 子弹在每个水球中运动的时间不相同
B. 由题干信息可以确定子弹穿过每个水球的时间比为1:3:5:7
C. 子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
D. 子弹在每个水球中速度变化相同
10. 某物体在水平地面上做直线运动,图中x、t分别表示物体运动的位移和时间,如图所示为的关系图,则以下说法正确的是( )
A. 物体做匀加速直线运动
B. 物体的加速度为
C. 当时,物体的速度为6m/s
D. 当时,物体的位移为16m
三、非选择题(本题共5小题,共54分。考生根据要求作答)
11. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中:
(1)该实验中建立理想化模型,下列说法正确的是___________。
A.将油膜看成单分子层油膜
B.油酸分子间的间隙不可忽略
C.不考虑各油酸分子间相互作用力
D.将油酸分子看成立方体模型
(2)某同学在本实验中,计算结果明显偏小,可能是由于___________。
A.油酸未完全散开
B.油酸酒精溶液的体积算作一滴纯油酸的体积
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格方格
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴
(3)该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉的水槽中,待油膜充分散开后,在玻璃板上描出油膜的轮廓,该油膜的面积是:已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%,400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2ml,则油酸分子直径为___________m。(结果保留两位有效数字)
12. 某同学用轻弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验(如图甲)。该同学先测量轻弹簧OC的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来(如图丙),在自由端挂上砝码盘。通过增加盘中砝码,测得几组砝码的质量m和对应的弹簧伸长量x,画出m-x图线(如图丁),对应点已在图上标出(如图乙所示)。
(1)由图丁可知,该弹簧的劲度系数为___________N/m(取g=10m/s2,结果保留两位有效数字)
(2)该同学用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长20.00cm不变的条件下:
①关于该实验,下列操作必要的是___________。
A.要保证连接弹簧C端的两根细线长度相等
B.实验时需要注意保证各弹簧秤、轻弹簧及细线在同一水平面内
C.每次拉伸弹簧时只需保证弹簧的伸长量相同,C点位置可任意变化
D.记录弹簧秤的示数的同时,必须记录各拉力的方向
②弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是___________N(图乙中所示),则弹簧秤b的读数为___________N。(第二空保留2位小数)
(3)若实验结果如图戊所示,则F与F'两个力中,方向一定沿OC方向的是___________。
13. 用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V=355mL。假设在室温(17℃)罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为100kPa。若易拉罐承受的压强为120kPa,则保存温度不能超过多少?
14. 某日一辆警车正停在高速公路边执勤,10时12分50秒,警员发现有一辆非法改装的油罐车正以v=20m/s的速度从他旁边匀速驶过,于是他决定开车前去拦截;10时12分54秒警车从静止开始以4m/s2的恒定加速度启动,警车达到最大速度=24m/s后,保持该速度匀速行驶。假设追赶过程中油罐车的速度保持不变。试问:
(1)警车在追赶非法改装油罐车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)警车启动后需多长时间才能追上该非法改装油罐车?
15. 如图甲所示,一倾角为光滑斜面,长度为L=11.5m。在斜面上从最底端开始依次均匀安装了一些减速带,相邻减速带间的距离均为d,减速带的宽度远小于d,可以忽略不计;一质量为m的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带L0处由静止释放。观察发现,小车在相邻减速带间的运动时间均相同。已知小车通过每个减速带后的速度大小都减为到达减速带时的速度的。小车通过斜面底端的减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面,此后小车运动的速度-时间图像(v-t图像)如图乙所示。已知小车与水平地面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g=10m/s2.求:
(1)小车刚滑上水平地面上时的速度大小v0;
(2)相邻两个减速带之间的距离d;
(3)斜面上安装的减速带的条数n。
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广东仲元中学2023学年第一学期高三9月月考卷
物理
一、单选题:(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 如图为广泛应用于“双11”的智能快递分拣机器人简化图,派件员在分拣场内将包裹放在机器人的水平托盘上后,机器人可以将不同类别的包裹自动送至不同的位置,则下列说法正确的是( )
A. 包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,包裹不受摩擦力的作用
B. 包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,包裹没有惯性
C. 包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时,包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力
D. 包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时,机器人对包裹的作用力等于包裹的重力
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,包裹受重力和支持力作用,水平方向不受摩擦力的作用,A正确;
B.一切物体在任何情况下都有惯性,惯性是物体的一个基本属性,B错误;
C.包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对相互作用力,C错误;
D.包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时,机器人对包裹的作用力有竖直方向的支持力和水平方向的摩擦力,只有竖直方向的支持力与包裹的重力大小相等,因此机器人对包裹的作用力不等于包裹的重力,D错误。
故选A。
2. 如图所示,水平地面上放着一个画架,它的前支架是固定的,而后支架可前后移动,画架上静止放着一幅重为G的画。下列说法正确的是( )
A. 画架对画的作用力大于G B. 画架对画的作用力等于G
C. 若后支架缓慢向后退则画架对画作用力变大 D. 若后支架缓慢向后退则画架对画作用力变小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.画处于静止状态,受力平衡,受到重力和画架对画的作用力,则画架对画的作用力大小等于重力G,故A错误,B正确;
CD.无论后支架缓慢向后退或向前移动,画仍然处于平衡状态,画架对画的作用力大小仍然等于重力G,不变,故CD错误。
故选B。
3. 如图所示,一个小朋友牵着气球,当水平风速变大时,下列说法正确的是( )
A. 小朋友对绳的拉力可能不变
B. 绳与水平方向的夹角θ将会变大
C. 地面对小朋友的支持力不变
D. 地面对小朋友的作用力不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB.风速变大,气球受到的水平向右的力变大,重力和空气浮力不变,所以绳子的拉力一定要变大,且θ角变小,所以AB错误;
CD.对气球和人整体受力分析可知,竖直方向上的力不变,所以地面对小朋友的支持力不变,而绳子拉力变大,地面对小朋友的摩擦力变大,则地面对小朋友的作用力变大,所以C正确,D错误。
故选C。
4. 某实验小组的同学为了模拟卫星的发射,自制了一个小火箭,小火箭升空后的v-t图像如图所示。假设空气的阻力以及小火箭的推力大小恒定不变,6s末推力消失,重力加速度取g=10m/s²。下列说法正确的是( )
A. 第6s末小火箭到达最高点
B. 0~6s与6s~6.6s的平均速度之比为2:3
C. 小火箭上升的最大高度为66m
D. 小火箭推力与重力之比为11:6
【答案】D
【解析】
【详解】A.时间内的速度始终为正值,则小火箭在该时间内始终向上运动,且在第末运动到最高点,故A错误;
B.内小火箭向上做匀加速直线运动,则平均速度为
内小火箭向上做匀减速直线运动,则平均速度为
则与的平均速度之比为,故B错误;
C.速度-时间图像的面积表示位移,则小火箭上升的最大高度为
故C错误;
D.小火箭向上加速时,由牛顿第二定律得
又由图像可知
小火箭向上减速时,由牛顿第二定律得
又由图像可知
整理得
故D正确。
故选D。
5. 在北京时间7月30日下午结束的东京奥运会蹦床女子决赛中,中国名将朱雪莹夺得金牌,其中位置表示床面未受压力时的平衡位置,位置是她从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置.若床面始终在弹性限度内,空气阻力及床面的质量均可忽略不计,对于朱雪莹从最高点下落到最低点的过程,下列说法中正确的是( )
A. 床面从A位置下降到位置的过程中,朱雪莹的速度不断变小
B. 床面在位置时,朱雪莹所受弹力大于重力
C. 朱雪莹接触床面前处于失重状态,接触床面后处于超重状态
D. 加速度方向改变发生在之间的某位置
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.朱雪莹刚接触床面时,蹦床对朱雪莹的弹力小于重力,合力向下,继续向下加速,其动能变大,然后弹力大于重力,合力向上,继续向下减速。故A错误;
B.床面在B位置时,速度为零,弹力大于重力,合外力向上。故B正确;
C.朱雪莹接触床面前处于失重状态,刚接触床面到弹力与重力大小相等之前,弹力小于重力,合力向下,仍然处于失重状态。故C错误;
D.朱雪莹在重力等于弹力的位置,加速度为零,此位置之后加速度改变方向,此位置在AB之间的某位置,故D正确。
故选BD。
6. 如图所示,水平地面上有一根固定的竖直光滑细杆,杆上套有一个小球B,现用一根轻绳,绕过滑轮后将物体A连接于小球上,滑轮通过另一根轻绳连接在墙壁上,当系统稳定时,已知图中所示,滑轮质量不计,则A、B两物体的质量之比为( )
A. B. C. D. 2:1
【答案】D
【解析】
【详解】跨过定滑轮的绳子为自由绳,故此绳的张力为mAg,对定滑轮做受力分析如图所示
由于定滑轮静止,故有
故有
对B进行受力分析有
由原图可知
B球静止,故有
可得
故选D。
7. 高铁已成为重要的“中国名片”,领跑世界。一辆由8节车厢编组的列车,从车头开始的第2、3、6和7共四节为动力车厢,其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时,若每节动力车厢牵引力大小均为F,每节车厢质量都为m,每节车厢所受阻力均为车厢重力的k倍,重力加速度为g。则( )
A. 启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上
B. 启动时乘客对车厢的作用力大小等于乘客的重力大小
C. 第7节车厢对第8节车厢的作用力大小为
D. 第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为0
【答案】D
【解析】
【详解】A.启动时车厢对乘客竖直方向有竖直向上的支持力,水平方向有沿动车运动方向的水平摩擦力两个力的合力方向斜向上方,故A错误;
B.启动时车厢对乘客的作用力斜向上方与重力的合力方向沿动车运动方向,由平行四边形定则可知,启动时车厢对乘客的作用力大于重力,根据牛顿第三定律可知,乘客对车厢的作用力大于重力,故B错误;
C.对8节车箱整体由牛顿第二定律有
对第8节车箱由牛顿第二定律有
联立解得
故C错误;
D.对后4节车箱由牛顿第二定律有
解得
故D正确。
故选D
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分。漏选得3分,多选不得分)
8. 对于一定质量的理想气体,若设法使其温度升高而压强减小,则在这一过程中,下列说法正确的是:
A. 气体的体积可能不变
B. 气体必定从外界吸收热量
C. 气体分子的平均动能必定增大
D. 单位时间内,气体分子撞击器壁单位面积的次数一定减少
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.气体温度T升高而压强p减小,由理想气体状态方程
可知,气体体积V增大,故A错误;
B.气体体积变大,气体对外做功,气体温度升高,内能增大,由热力学第一定律
可知,气体要从外界吸收热量,故B正确;
C.气体温度升高,分子平均动能增大,故C正确;
D.气体体积增大,分子数密度减小,单位时间内,气体分子撞击器壁单位面积的次数一定减少,故D正确。
故选BCD。
9. 几个水球可以挡住子弹?《国家地理频道》2019年节目中实验证实:四个水球就足够!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第四个水球,则可以判定( )
A. 子弹在每个水球中运动的时间不相同
B. 由题干信息可以确定子弹穿过每个水球的时间比为1:3:5:7
C. 子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
D. 子弹在每个水球中速度变化相同
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据逆向思维法,子弹的运动可看成初速度为零做匀加速直线运动,子弹穿过水球时,相当于通过四个连续相等的位移。根据匀变速直线运动的规律,子弹依次穿过4个水球的时间之比为,所以子弹在每个水球中运动的时间不相同,故A正确,B错误;
C.由A项分析可知,子弹穿过前3个水球的时间与穿过第四个水球的时间是相等的,即此时刻为中间时刻,由匀变速直线运动的规律可知,子弹穿出第三个水球时的瞬时速度与全程的平均速度相等,故C正确;
D.子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,加速度不变,由
可知运动的时间不相同,则速度的变化量不相同,故D错误。
故选AC。
10. 某物体在水平地面上做直线运动,图中x、t分别表示物体运动的位移和时间,如图所示为的关系图,则以下说法正确的是( )
A. 物体做匀加速直线运动
B. 物体的加速度为
C. 当时,物体的速度为6m/s
D. 当时,物体的位移为16m
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.根据题图结合数学知识,可以解得其函数解析式为
根据匀变速直线运动的位移与时间关系有
整理后有
结合上述分析可知,该运动是初速度为2m/s,加速度为1m/s2的匀加速直线运动,故A正确,B错误;
C.根据匀变速直线运动的速度与时间关系,4s时的速度为
故C项正确;
D.根据匀变速直线运动的位移与时间关系,4s时的位移为
故D项正确。
故选ACD。
三、非选择题(本题共5小题,共54分。考生根据要求作答)
11. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中:
(1)该实验中建立理想化模型,下列说法正确的是___________。
A.将油膜看成单分子层油膜
B.油酸分子间的间隙不可忽略
C.不考虑各油酸分子间相互作用力
D.将油酸分子看成立方体模型
(2)某同学在本实验中,计算结果明显偏小,可能是由于___________。
A.油酸未完全散开
B.油酸酒精溶液的体积算作一滴纯油酸的体积
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴
(3)该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉的水槽中,待油膜充分散开后,在玻璃板上描出油膜的轮廓,该油膜的面积是:已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%,400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2ml,则油酸分子直径为___________m。(结果保留两位有效数字)
【答案】 ①. A ②. D ③.
【解析】
【详解】(1)[1]用油膜法估测分子的大小的实验中,所做的理想化假设包括:不考虑分子间的间隙,将油膜看成单分子层油膜,以及将油分子看成球形等,分子间的作用力使油酸在水面上形成油膜,所以分子间的相互作用力需要考虑,故BCD错误,A正确;
(2)[2]计算油酸分子直径的公式是,是纯油酸的体积,是油酸的面积。
A.油酸未完全散开,偏小,故得到的分子直径将偏大,故A错误;
B.油酸酒精溶液的体积算作一滴纯油酸的体积,则偏大则直径将偏大,故B错误;
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,则偏小直径将偏大,故C错误;
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴,由可知,油酸的体积将偏小,则计算得到的直径将偏小,故D正确;
故选D。
(3)[3]纯油酸的的体积为
一滴纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
12. 某同学用轻弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验(如图甲)。该同学先测量轻弹簧OC的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来(如图丙),在自由端挂上砝码盘。通过增加盘中砝码,测得几组砝码的质量m和对应的弹簧伸长量x,画出m-x图线(如图丁),对应点已在图上标出(如图乙所示)。
(1)由图丁可知,该弹簧的劲度系数为___________N/m(取g=10m/s2,结果保留两位有效数字)
(2)该同学用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长20.00cm不变的条件下:
①关于该实验,下列操作必要的是___________。
A.要保证连接弹簧C端的两根细线长度相等
B.实验时需要注意保证各弹簧秤、轻弹簧及细线在同一水平面内
C.每次拉伸弹簧时只需保证弹簧的伸长量相同,C点位置可任意变化
D.记录弹簧秤的示数的同时,必须记录各拉力的方向
②弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是___________N(图乙中所示),则弹簧秤b的读数为___________N。(第二空保留2位小数)
(3)若实验结果如图戊所示,则F与F'两个力中,方向一定沿OC方向的是___________。
【答案】 ①. 50 ②. BD##DB ③. 8.00 ④. 6.00 ⑤. F'
【解析】
【详解】(1)[1]由图丁可知,该弹簧的劲度系数为
(2)①[2]A.连接弹簧C端的两根细线尽量长些,但是不一定要长度相等,选项A错误;
B.实验时需要注意保证各弹簧秤、轻弹簧及细线在同一水平面内,选项B正确;
C.为保证等效性,则每次拉伸弹簧时必须要把C点拉到相同的位置,选项C错误;
D.记录弹簧秤的示数的同时,必须记录各拉力的方向,选项D正确。
故选BD
②[3]弹簧秤最小刻度为0.1N,则a的读数是8.00N;
[4]根据胡克定律,在保持弹簧伸长20.00cm的情况下,弹簧弹力为
F=kx=50×0.2N=10.0N
两弹簧秤夹角为90°,根据几何关系,可知b的读数为
(3)[5]若实验结果如图戊所示,则F与F'两个力中,F是两个分力合力的理论值,F'是合力的实验值,则方向一定沿OC方向的是F'。
13. 用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积V=355mL。假设在室温(17℃)罐内装有0.9V的饮料,剩余空间充满CO2气体,气体压强为100kPa。若易拉罐承受的压强为120kPa,则保存温度不能超过多少?
【答案】75℃
【解析】
【详解】取CO2气体为研究对象,则有
初态:p1=100kPa,T1=(273+17)K=290K
末态:p2=120kPa,T2为未知量
气体发生等容变化,由查理定律
得
T2=T1=K=348K
t=(348-273)℃=75℃
14. 某日一辆警车正停在高速公路边执勤,10时12分50秒,警员发现有一辆非法改装的油罐车正以v=20m/s的速度从他旁边匀速驶过,于是他决定开车前去拦截;10时12分54秒警车从静止开始以4m/s2的恒定加速度启动,警车达到最大速度=24m/s后,保持该速度匀速行驶。假设追赶过程中油罐车的速度保持不变。试问:
(1)警车在追赶非法改装油罐车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)警车启动后需多长时间才能追上该非法改装油罐车?
【答案】(1)130m;(2)38s
【解析】
【详解】(1)两车速度相等时,两车距离最大,设此刻警车已加速时间为t1,则
警车位移
油罐车位移
x2=v(t1+4)
两车最大距离
Δx﹦x2-x1
联立解得
Δx=130m
(2)设警车经过t时间追上该非法改装的油罐车,则警车的总位移
油罐车的总位移
x2′=v(t+4)
追上,则有
x1′= x2′
联立代入数据得
t=38s
15. 如图甲所示,一倾角为的光滑斜面,长度为L=11.5m。在斜面上从最底端开始依次均匀安装了一些减速带,相邻减速带间的距离均为d,减速带的宽度远小于d,可以忽略不计;一质量为m的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带L0处由静止释放。观察发现,小车在相邻减速带间的运动时间均相同。已知小车通过每个减速带后的速度大小都减为到达减速带时的速度的。小车通过斜面底端的减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面,此后小车运动的速度-时间图像(v-t图像)如图乙所示。已知小车与水平地面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g=10m/s2.求:
(1)小车刚滑上水平地面上时的速度大小v0;
(2)相邻两个减速带之间的距离d;
(3)斜面上安装的减速带的条数n。
【答案】(1)4m/s;(2)0.9m;(3)11
【解析】
【详解】(1)由图乙可知小车在水平地面上运动的时间为
根据牛顿第二定律有
得
由速度公式有
0=v0+a1t
得
(2)由题意知小车光滑斜面上滑行时根据牛顿第二定律有
解得
设小车通过减速带后瞬间的速度为,到达减速带前瞬间的速度为,由题意知
由运动学公式有
解得
(3)由题意可知,小车到达斜面最上面第一个减速带时的速度大小为
由运动学公式
解得
安装有减速带的斜面长度为
所以减速带的条数
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