精品解析:浙江省台州市第一中学2023-2024学年高一上学期入学分班考试物理试卷
2024-08-27
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2023-2024 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | 台州市 |
| 地区(区县) | 椒江区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.28 MB |
| 发布时间 | 2024-08-27 |
| 更新时间 | 2025-10-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-08-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47035626.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2023 年学科素养测试物理试卷
提示:本卷定量计算中 g 取 10N/kg
一、单项选择题(每题 3 分,共 21 分)
1. 2023年5月30日,神舟十六号载人飞船与空间站组合体交会对接,30日18时22分神十六航天员乘组带着“快递”进入空间站。照片中一个大质量的包裹悬浮在空间站中,针对这一情景,下列同学的观点中错误的是( )
A. 悬浮的包裹仍然受到地球的吸引力
B. 若推动包裹,在碰撞发生前包裹在空间站内的轨迹近似直线
C. 若推动包裹,航天员所需的推力几乎为零
D. 空间站在运行过程中机械能保持不变
2. “倒立”可以利用地球引力对人体进行牵引和拉伸,可以帮助青少年保持良好体形,有助于增高,促进大脑发育,提高记忆力。照片展示的是我市某中学一位学生在宿舍中练习“靠墙倒立”的情景,宿舍的地面水平粗糙,墙面光滑竖直。针对照片下列同学的分析判断中正确的是( )
A. 人体的重心位置可能在身体的外部
B. 地面对人的作用力和人所受的重力是一对平衡力
C. 人对地面的压力是因为地面发生形变产生的
D. 地面对人的作用力与人对地面的压力是一对相互作用力
3. 在粗糙水平面上有质量为m的物体,被一劲度系数为k的轻弹簧连在左侧墙上,物体在O点静止时,弹簧恰为自然长度;物体只有在A、B之间才能处于静止状态,则下列说法中正确的是( )
A. 物体在AO之间运动时,受到的摩擦力方向一定向左
B. 物体静止在AB之间时,离O越近,受到的摩擦力越大
C. 物体静止在OB之间时,受到的摩擦力方向一定向左
D. 用水平拉力将物体快速从A拉到B,在此过程中物体受到的地面摩擦力保持不变
4. 一位摄影爱好者在网球比赛现场拍到一张球拍击球的照片,由于选用的曝光时间(十五分之一秒)太长,照片非常模糊,现把把照片中球拍部位用黑线圈出来。请你估算并判断下列哪组数据能大致能反映运动员当时的挥拍速度大小( )
A. 6km/h B. 60km/h C. 200km/h D. 360km/h
5. 以平面镜MO和NO为两个侧面的一个黑盒子里有一个点光源S,黑盒子的另一侧面EN上开有一个小孔P,如图所示。一位观察者在盒外沿与EN平行的方向走过时,通过P孔能几次被S所发出的光照射到( )
A. 2次 B. 3次 C. 4次 D. 5次
6. 如图所示的立方体型电路,电路中十三个电阻的阻值都是66Ω,连接导线的电阻不计,其中AB连线处在立方体的对角线上,电源内阻不计,电压为12.1V,下列同学的分析计算中错误的是( )
A. 电键K打开时,AB两点间等效电阻是55Ω
B. 电键K闭合后,电路的总电阻是121Ω
C. 闭合电键后,AB两点间的电压大小为5.5V
D. 闭合电键后,电路总的电功率为12.1W
7. 为了实现“碳达峰、碳中和”环保目标,浙江省内多个城市的快速公交BRT相继采用了纯电动车辆。若车辆的质量为m,某次在平直的专用通道上以恒定功率P启动,经过时间t秒,前进了s米距离,速度达到最大值v,若在此过程中,车辆所受阻力恒为f,四位同学对这段时间内发动机所做的功的计算得出了四种不同的结果。甲:Pt,乙:fs,丙:fvt,丁:,你的评判是( )
A. 有三位同学正确
B. 有两位同学正确
C. 只有一位同学正确
D. 四位同学都正确
二、填空题(每空 3 分,36 分)
8. 如图所示,A为橡胶圆盘,其盘面竖直。B为紧贴A的毛皮。在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置。当沿图中箭头的方向转动把手C时,橡胶圆盘因与毛皮摩擦而带上________(填正电荷或负电荷),小磁针偏转稳定后________将指向右方。(填N极或S极)
9. 某同学的重力大小为5G,双脚站立在水平地面上时对地面的压强大小为p,现该同学正在操作如图所示升降装置,若滑轮与绳子的质量和摩擦不计,平板的重力大小为G,要使人和平板一起匀速下降,人对绳的拉力大小为________,人对平板的压强大小为________p。
10. 上面的照片记录了校园足球联赛的一次射门,运动员快速抢入正对球门飞起一脚,安装在横梁上的传感器记录显示:足球在距离地面2.4米的高度贴着横梁以10m/s的速度射入球网。如果忽略空气阻力,取足球的质量为0.4千克,那么运动员对足球做的功大小为________焦耳,足球飞离草坪时的速度大小为________m/s。
11. 实验室各种量程的电压表都是通过灵敏电流表改装的。如图所示的是一个量程分别为10V和100V的双量程电压表,图中灵敏电流表的内阻为,允许通过的最大电流为1mA,则所选用的电阻大小为________千欧,所选用的电阻大小为________千欧。
12. 研究小组为了得到如图所示稳定的细水流用以研究水流运动的轨迹,拟采用A、B、C三种方案,你认为科学合理的是________方案(选填字母A、B、C),稳定时出口与外界大气压的差值大小为________(其中水的密度大小为ρ)。
13. 雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备,它可以向一定方向发射不连续的电磁波,当遇到障碍物时要发生反射。雷达在发射和接收电磁波时,在荧光屏上分别呈现出一个尖形波。某型号防空雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为。现在雷达正在跟踪一个匀速直线移动的目标,t时刻在雷达监视屏上显示的雷达波形如图甲所示,30s后在同一方向上监视屏显示的雷达波形如图乙所示。已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为,电磁波在空气中的传播速度,则t时刻被监视目标与雷达的距离约为_______m,被监视目标的移动速度约为________m/s。
三、实验探究题(每空 3 分,共 15 分)
14. 当实验老师从液氮中取出一块“钇钡铜氧”合金并将它靠近一块永磁体时,合金块能悬浮在磁体的上方,情景如左下照片所示;当老师又从液氮中取出一块外形相似、质量更小的铝块并将它靠近同一块永磁体时,“悬浮”却没有发生。你认为“合金块悬浮”现象可以用________原理来解释,铝块和合金块实验现象对比差异明显的原因是________。
15. 小明准备用电学方法测量一捆不超过50m的电线的具体长度。首先,小明从产品说明书上查得待测电线铜芯的直径为1.00mm,铜的电阻率为,选用的实验器材如下:①量程为3V,内阻约为3kΩ的电压表;②量程为0.6A,内阻约为0.1Ω的电流表;③阻值为的滑动变阻器;④内阻可忽略,输出电压为3V的电源;⑤阻值为的定值电阻,开关和导线若干。小明采用伏安法测量电线电阻,设计的电路如右上图所示,图中P点应该________(选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”),Q点应该________(选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”)。正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表的示数从0开始增加,当示数为0.50A时,电压表示数为2.50V。根据测量的信息小明测得的电线长度为________m。
四、解答题(第 15 题 14 分,第 16 题 14 分)
16. 如图所示,容器中的液体深度为H,液体密度从表面的到容器底的随深度线性增大。在液体里浸入两个体积同为V的小球,小球间用长为L、不可伸长的轻细绳连接,第一个小球的密度为,第二个小球的密度为,经过一段时间后,两小球悬浮在图中所示的位置上,求:
(1)液面下深度为x处的液体密度的表达式为;
(2)液体对容器底部的压强大小为帕斯卡;
(3)求轻细绳的张力大小。
17. 如右图所示,横截面为四分之一圆(半径为R)的柱体放在水平地面上,一根匀质木棒OA长为4R,重为G,木棒的O端与地面上的铰链连接,木棒搁在柱体上。在OA上表面,从O端往上依次放着四个形状完全相同的、大小可以忽略的物块,物块的重力大小分别为G、2G、3G和4G,四个物块将木棒OA等距离均分,OA棒上表面粗糙,装置其余各处摩擦均不计。现用一水平推力F作用在柱体竖直面上,使柱体沿着水平地面向左缓慢移动,物块与木棒始终保持相对静止。求:
(1)当木棒与地面的夹角时,木棒对重为3G的物块的作用力大小为;
(2)当木棒与地面夹角时,木棒对柱体的作用力大小;
(3)当木棒与地面的夹角从缓慢变到的过程中,推力F做了多少功?
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2023 年学科素养测试物理试卷
提示:本卷定量计算中 g 取 10N/kg
一、单项选择题(每题 3 分,共 21 分)
1. 2023年5月30日,神舟十六号载人飞船与空间站组合体交会对接,30日18时22分神十六航天员乘组带着“快递”进入空间站。照片中一个大质量的包裹悬浮在空间站中,针对这一情景,下列同学的观点中错误的是( )
A. 悬浮的包裹仍然受到地球的吸引力
B. 若推动包裹,在碰撞发生前包裹在空间站内的轨迹近似直线
C. 若推动包裹,航天员所需的推力几乎为零
D. 空间站在运行过程中机械能保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.悬浮的包裹处于失重状态,但它们随空间站一起做圆周运动地球的引力为其做圆周运动提供向心力,A正确,不符题意;
B.推动包裹,由于不受其它外力的作用,在碰撞发生前包裹,包裹在空间站内的轨迹近似直线,B正确,不符题意;
C.虽然空间站和包裹都处于失重状态,但不意味着推动包裹不需要力,由于包裹有质量,根据牛顿第二定律,要产生加速度,就必须一定的力,C错误,符合题意;
D.空间站运行过程中,没有其它外力对其做功,机械能守恒,D正确,不符题意。
故选C。
2. “倒立”可以利用地球引力对人体进行牵引和拉伸,可以帮助青少年保持良好体形,有助于增高,促进大脑发育,提高记忆力。照片展示的是我市某中学一位学生在宿舍中练习“靠墙倒立”的情景,宿舍的地面水平粗糙,墙面光滑竖直。针对照片下列同学的分析判断中正确的是( )
A. 人体的重心位置可能在身体的外部
B. 地面对人的作用力和人所受的重力是一对平衡力
C. 人对地面的压力是因为地面发生形变产生的
D. 地面对人的作用力与人对地面的压力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】
【详解】A.重心是物体重力等效作用点,与物体的形状、质量分布有关,故人体的重心位置可能在身体的外部,故A正确;
B.地面对人作用力包括支持力和摩擦力,与人所受的重力不是一对平衡力,故B错误;
C.人对地面的压力是因为人发生形变产生的,故C错误;
D.地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
3. 在粗糙水平面上有质量为m的物体,被一劲度系数为k的轻弹簧连在左侧墙上,物体在O点静止时,弹簧恰为自然长度;物体只有在A、B之间才能处于静止状态,则下列说法中正确的是( )
A. 物体在AO之间运动时,受到的摩擦力方向一定向左
B. 物体静止在AB之间时,离O越近,受到的摩擦力越大
C. 物体静止在OB之间时,受到的摩擦力方向一定向左
D. 用水平拉力将物体快速从A拉到B,在此过程中物体受到的地面摩擦力保持不变
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A. 依题意,物体只有在A、B之间才能处于静止状态,则物体在A、B两位置时,所受静摩擦力达到最大,当物体在AO之间运动时,若物体向左运动,受到的摩擦力方向向右,故A错误.
B. 物体在O点静止时,弹簧恰为自然长度,此时静摩擦力为零;当物体静止在AB之间时,所受的静摩擦力与弹簧的弹力平衡,离O越近,弹簧的压缩量越小,根据胡克定律知,弹力越小,则物体受到的摩擦力越小,故B错误;
C. 物体静止在OB之间时,弹簧处于伸长状态,拉力方向向左,则物体受到的摩擦力方向一定向右,故C错误;
D.物体从A位置快速拉到B位置的过程中,受到的是滑动摩擦力,由于物体对地面的压力不变,动摩擦因数不变,由公式知,在此过程中,物体受到地面的摩擦力大小保持不变,方向向左,也不变,则在此过程中物体受到的地面摩擦力保持不变,故D正确。
故选D。
4. 一位摄影爱好者在网球比赛现场拍到一张球拍击球的照片,由于选用的曝光时间(十五分之一秒)太长,照片非常模糊,现把把照片中球拍部位用黑线圈出来。请你估算并判断下列哪组数据能大致能反映运动员当时的挥拍速度大小( )
A. 6km/h B. 60km/h C. 200km/h D. 360km/h
【答案】B
【解析】
【详解】从图中可看出,球拍模糊的轨迹长度约等于运动员身高的一半,即0.9 m,球拍的速度
可知球拍的速度约为。
故选B。
5. 以平面镜MO和NO为两个侧面的一个黑盒子里有一个点光源S,黑盒子的另一侧面EN上开有一个小孔P,如图所示。一位观察者在盒外沿与EN平行的方向走过时,通过P孔能几次被S所发出的光照射到( )
A. 2次 B. 3次 C. 4次 D. 5次
【答案】C
【解析】
【详解】S发出的光线,从小孔P射出,有以下四种情况:由点光源S发出的光线直接从小孔P射出,如下图
由S发出,经过平面镜MO反射后,直接通过小孔P的光线,如下图
由S发出,经过平面镜NO反射后,直接通过小孔P的光线,如下图
由S发出,经过平面镜MO反射后再经过平面镜NO反射通过P的光线,如下图
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6. 如图所示的立方体型电路,电路中十三个电阻的阻值都是66Ω,连接导线的电阻不计,其中AB连线处在立方体的对角线上,电源内阻不计,电压为12.1V,下列同学的分析计算中错误的是( )
A. 电键K打开时,AB两点间的等效电阻是55Ω
B. 电键K闭合后,电路的总电阻是121Ω
C. 闭合电键后,AB两点间的电压大小为5.5V
D. 闭合电键后,电路总的电功率为12.1W
【答案】D
【解析】
【详解】A.电键K打开时,根据对称性,AB两点之间等效电路如图所示
可知,此时电路的总电阻为
故A正确,不符合题意;
B.电键K闭合后,结合上述可知,电路的总电阻是
55Ω+66Ω=121Ω
故B正确,不符合题意;
C.结合上述,闭合电键后,干路电流
AB两点间的电压
故C正确,不符合题意;
D.结合上述,闭合电键后,电路总电功率为
故D错误,符合题意
故选D。
7. 为了实现“碳达峰、碳中和”的环保目标,浙江省内多个城市的快速公交BRT相继采用了纯电动车辆。若车辆的质量为m,某次在平直的专用通道上以恒定功率P启动,经过时间t秒,前进了s米距离,速度达到最大值v,若在此过程中,车辆所受阻力恒为f,四位同学对这段时间内发动机所做的功的计算得出了四种不同的结果。甲:Pt,乙:fs,丙:fvt,丁:,你的评判是( )
A. 有三位同学正确
B. 有两位同学正确
C. 只有一位同学正确
D. 四位同学都正确
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,甲同学根据功率是恒定的,由功率的定义,计算出这段时间内发动机所做的功为
所以甲同学的答案是正确的;
乙同学认为发动机所做的功等于阻力所做的功,即
这是不正确的。因为在这个过程中,车辆不仅克服阻力做了功,还增加了动能。即
则发动机所做的功大于阻力所做的功,所以乙同学的答案是不正确的;
丙同学认为速度达到最大值v时受力平衡,阻力等于牵引力,即
功率为
所做的功为
所以丙同学的答案是正确的;
丁同学根据动能定理
解得这段时间内发动机所做的功为
所以丁同学的答案是正确的。
故选A。
二、填空题(每空 3 分,36 分)
8. 如图所示,A为橡胶圆盘,其盘面竖直。B为紧贴A的毛皮。在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置。当沿图中箭头的方向转动把手C时,橡胶圆盘因与毛皮摩擦而带上________(填正电荷或负电荷),小磁针偏转稳定后________将指向右方。(填N极或S极)
【答案】 ①. 负电荷 ②. N极
【解析】
【详解】[1]橡胶圆盘与毛皮相比更容易得到电子,所以二者摩擦过程中橡胶圆盘带上负电荷;
[2]由于圆盘转动过程中形成顺时针方向的电流(从左往右看),根据右手螺旋定则可知,小磁针所在处磁场方向水平向右,所以小磁针偏转稳定后N极将指向右方。
9. 某同学的重力大小为5G,双脚站立在水平地面上时对地面的压强大小为p,现该同学正在操作如图所示升降装置,若滑轮与绳子的质量和摩擦不计,平板的重力大小为G,要使人和平板一起匀速下降,人对绳的拉力大小为________,人对平板的压强大小为________p。
【答案】 ①. 3G ②. 1.6
【解析】
【详解】[1]先把板、人、绳子和滑轮看成整体,它们受到总的重力和天花板的拉力作用,所以天花板所受的拉力大小为
而人拉着的绳子与大滑轮下的两根绳子是同根绳子、拉力大小相等,所以人对绳子的拉力大小为
[2]取人为研究对象,受到重力、板的支持力N和绳子向下的拉力T作用,根据平衡条件可得
人双脚的截面积为
则人对平板的压强大小为
10. 上面的照片记录了校园足球联赛的一次射门,运动员快速抢入正对球门飞起一脚,安装在横梁上的传感器记录显示:足球在距离地面2.4米的高度贴着横梁以10m/s的速度射入球网。如果忽略空气阻力,取足球的质量为0.4千克,那么运动员对足球做的功大小为________焦耳,足球飞离草坪时的速度大小为________m/s。
【答案】 ①. 29.6 ②.
【解析】
【详解】[1]根据功能关系得
[2]根据动能定理得
解得
11. 实验室各种量程的电压表都是通过灵敏电流表改装的。如图所示的是一个量程分别为10V和100V的双量程电压表,图中灵敏电流表的内阻为,允许通过的最大电流为1mA,则所选用的电阻大小为________千欧,所选用的电阻大小为________千欧。
【答案】 ①. 9.5 ②. 90
【解析】
【详解】[1][2]由
所以两端电压
所以
同理
12. 研究小组为了得到如图所示的稳定的细水流用以研究水流运动的轨迹,拟采用A、B、C三种方案,你认为科学合理的是________方案(选填字母A、B、C),稳定时出口与外界大气压的差值大小为________(其中水的密度大小为ρ)。
【答案】 ①. B ②.
【解析】
【详解】[1][2]竖直管内与大气相通,为外界大气压强,竖直管在水面下保证竖直管上出口处的压强为大气压强,因而另一出水管的上端口处压强与竖直管上出口处的压强有恒定的压强差,保证另一出水管出水压强恒定,从而水速度恒定。如果竖直管上出口在水面上则水面上为恒定大气压强,因而随水面下降,出水管上口压强降低,出水速度减小。综上所述,应选择方案B,稳定时出口与外界大气压的差值大小为。
13. 雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备,它可以向一定方向发射不连续的电磁波,当遇到障碍物时要发生反射。雷达在发射和接收电磁波时,在荧光屏上分别呈现出一个尖形波。某型号防空雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为。现在雷达正在跟踪一个匀速直线移动的目标,t时刻在雷达监视屏上显示的雷达波形如图甲所示,30s后在同一方向上监视屏显示的雷达波形如图乙所示。已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为,电磁波在空气中的传播速度,则t时刻被监视目标与雷达的距离约为_______m,被监视目标的移动速度约为________m/s。
【答案】 ①. ②. 500
【解析】
【详解】[1]已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为,从左图中可以看出两次时间间隔为4个刻度线,即
利用公式可得刚开始相距
[2]30s后监视目标与雷达的距离
被监视的目标的速度
三、实验探究题(每空 3 分,共 15 分)
14. 当实验老师从液氮中取出一块“钇钡铜氧”合金并将它靠近一块永磁体时,合金块能悬浮在磁体的上方,情景如左下照片所示;当老师又从液氮中取出一块外形相似、质量更小的铝块并将它靠近同一块永磁体时,“悬浮”却没有发生。你认为“合金块悬浮”现象可以用________原理来解释,铝块和合金块实验现象对比差异明显的原因是________。
【答案】 ①. 电磁感应 ②. 低温状态下,合金块的电阻率几乎为零
【解析】
【详解】[1][2]“钇钡铜氧”合金在液氨温度下接近超导体,电阻几乎为零,所以在“钇钡铜氧”合金产生的电流很大,且电流持续的时间很长,所以电流激发的磁场也很强且持续时间长,根据电磁感应原理,故在磁场的相互作用下“钇钡铜氧”合金能够悬浮在磁体上方,但质量更小的铝块由于在液氨温度下不能产生超导现象,所以电阻不能忽略,产生的感应电流通过电阻时做功,电能很快转化为内能,所以当铝块靠近永磁体时不会产生磁悬浮现象。
15. 小明准备用电学方法测量一捆不超过50m的电线的具体长度。首先,小明从产品说明书上查得待测电线铜芯的直径为1.00mm,铜的电阻率为,选用的实验器材如下:①量程为3V,内阻约为3kΩ的电压表;②量程为0.6A,内阻约为0.1Ω的电流表;③阻值为的滑动变阻器;④内阻可忽略,输出电压为3V的电源;⑤阻值为的定值电阻,开关和导线若干。小明采用伏安法测量电线电阻,设计的电路如右上图所示,图中P点应该________(选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”),Q点应该________(选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”)。正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表的示数从0开始增加,当示数为0.50A时,电压表示数为2.50V。根据测量的信息小明测得的电线长度为________m。
【答案】 ①. b ②. a ③. 31.4
【解析】
【详解】[1][2]被测量电阻属于小电阻,电流表应该外接,P点应接b,题中要求电流表能从0开始变化,故采取分压接法,Q点应接a。
[3]根据电阻定律可得
根据欧姆定律可得
解得小明测得的电线长度为
四、解答题(第 15 题 14 分,第 16 题 14 分)
16. 如图所示,容器中的液体深度为H,液体密度从表面的到容器底的随深度线性增大。在液体里浸入两个体积同为V的小球,小球间用长为L、不可伸长的轻细绳连接,第一个小球的密度为,第二个小球的密度为,经过一段时间后,两小球悬浮在图中所示的位置上,求:
(1)液面下深度为x处的液体密度的表达式为;
(2)液体对容器底部的压强大小为帕斯卡;
(3)求轻细绳的张力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
液体密度从表面的到容器底的随深度线性增大,液面下深度为x处的液体密度的表达式为
【小问2详解】
液体对容器底部的压强大小为
【小问3详解】
小球1处受到的浮力
小球1受力平衡,则
小球2处的液体密度
小球2处受到的浮力
小球2受力平衡,则
联立解得
17. 如右图所示,横截面为四分之一圆(半径为R)的柱体放在水平地面上,一根匀质木棒OA长为4R,重为G,木棒的O端与地面上的铰链连接,木棒搁在柱体上。在OA上表面,从O端往上依次放着四个形状完全相同的、大小可以忽略的物块,物块的重力大小分别为G、2G、3G和4G,四个物块将木棒OA等距离均分,OA棒上表面粗糙,装置其余各处摩擦均不计。现用一水平推力F作用在柱体竖直面上,使柱体沿着水平地面向左缓慢移动,物块与木棒始终保持相对静止。求:
(1)当木棒与地面的夹角时,木棒对重为3G的物块的作用力大小为;
(2)当木棒与地面的夹角时,木棒对柱体的作用力大小;
(3)当木棒与地面的夹角从缓慢变到的过程中,推力F做了多少功?
【答案】(1)3G (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,由平衡条件可知,木棒对重为3G的物块的作用力与物块的重力等大、反向,则大小为。
小问2详解】
对棒和四个物块整体分析,设重心在距中点右侧处,如图所示
由杠杆平衡条件得
解得
令柱体对棒的作用力为,如图所示
由杠杆平衡条件得
解得
【小问3详解】
当木棒与地面的夹角从缓慢变到的过程中,整体重心上升的高度为
由功能关系可知,则推力F做的功
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