精品解析:江西省宜春市丰城市第九中学2024-2025学年高三上学期第一次月考物理试题(日新班)
2024-10-23
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内容正文:
2024-2025学年上学期高一日新班第一次段考
物理试卷
总分:100分 考试时间:75分钟
一、选择题(1-7为单选题,每题4分;8-10为多选题,每题6分,共46分。)
1. 关于万有引力定律,下列说法中正确的是( )
A. 万有引力只存在于天体与天体之间,教室内两位同学之间没有万有引力
B. 地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近
C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力
D. 一个苹果由于其质量很小,所以它给地球的万有引力几乎可以忽略
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】依据万有引力定律可知,万有引力是四个基本相互作用之一,存在于一切物体之间,两物体之间的万有引力是一对相互作用,因为地球的质量很大,所以苹果和大气层与地球之间有着较大的万有引力。所以A、C、D项错误,B项正确。
故选B。
2. 质量为m的物体,水平放置在火星探测器内部的压力传感器上,该火星探测器离开火星表面竖直向上加速运动到距火星表面高度为火星半径的时,加速度大小为a,压力传感器的示数为F。不考虑火星的自转,则火星表面的重力加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】对火星探测器内的物体受力分析,有火星对其的万有引力和压力传感器对其的支持力。由牛顿第二定律可得
其中
又在火星表面,根据
可得
化简可得火星表面的重力加速度大小为
故选D。
3. 如图,一倾斜均质圆盘,绕垂直于盘面过圆心的轴以角速度做匀速圆周运动,盘面上距离轴d处有一小物块与圆盘始终保持相对静止,物块与盘面的动摩擦因数为,盘面与水平面夹角为,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则的最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当转速最大时,当小物块在最低点时恰好不产生相对滑动,则由牛顿第二定律可知
解得
故选B。
4. 如图所示,ABCD为竖直面内一正方形的四个顶点,其中AB连线水平,E是CD的中点,F是BE的中点,在A点分两次平抛一个小球,不计空气阻力,第一次小球经过E点,第二次小球经过F点,则这两次平抛的初速度大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】画出抛物线轨迹并分解如图
由几何关系可知
则两次飞行的时间之比
又因为水平位移之比
,
则两次平抛的初速度大小之比为
选项A正确,BCD错误。
故选A。
5. 如图,沿倾角为的固定斜面向上推一个质量为的木箱,推力沿水平方向,木箱沿斜面向上移动的距离为,木箱与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为,则关于木箱所受各力做功情况的说法中正确的是( )
A. 木箱克服重力做功
B. 推力做功为
C. 做功为
D. 支持力做功为
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,对木箱受力分析,如图所示
由平衡条件可得
则摩擦力为
木箱沿斜面向上移动的距离为,则木箱上升的高度为
A.木箱克服重力做功为
故A错误;
B.由几何关系可知,推力与位移的夹角为,则推力做功为
故B正确;
C.摩擦力做功为
故C错误;
D.物块在支持力方向没有位移,则支持力不做功,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,质量为的小球沿高度为、倾角为的光滑斜面静止滑下.质量为小球自相同高度由静止落下,两球分别落地.下列说法正确的是( )
A. 重力对两球做的功相同
B. 落地前的瞬间球的速度等于球的速度
C. 落地前的瞬间球重力的瞬时功率大于球重力的瞬时功率
D. 两球重力的平均功率相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意可知,两球的质量不同,下落的高度相同,根据重力做功的特点可知,重力对两球做功不相同。故A错误;
B.根据动能定理对球有
对球有
则可得两球落地前瞬间的速度大小均为
但两球的速度方向不一样,所以落地前瞬间两球的速度不相等,故B错误;
C.球落地前瞬间重力的瞬时功率为
球的重力的瞬时功率为
则可知落地前的瞬间球重力的瞬时功率等于球重力的瞬时功率,故C错误;
D.在斜面上下滑的过程中,球重力的平均功率为
球重力的平均功率为
则可知两球重力的平均功率相同,故D正确。
故选D。
7. 我国新能源汽车发展迅猛,从技术到生产都已经走在世界最前列。某辆新能源汽车在某测试场的水平路面上由静止启动做直线运动,汽车先做加速度为的匀加速直线运动.达到额定功率后保持功率不变继续运动,最后做匀速直线运动,已知汽车的质量,汽车受到的阻力为所受重力的,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A. 汽车从启动到最大速度的过程中,牵引力一直不变
B. 汽车的最大速度为
C. 汽车从启动到最大速度所经历的时间为12.5s
D. 汽车做匀加速直线运动的时间为2.5s
【答案】D
【解析】
【详解】A.汽车做匀加速直线运动过程,牵引力保持不变;当汽车功率达到额定功率后,保持功率不变,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,则牵引力逐渐减小,故A错误;
B.汽车受到的阻力为
当牵引力等于阻力时,汽车速度达到最大,则有
故B错误;
D.汽车做匀加速直线运动时,根据牛顿第二定律可得
解得牵引力大小为
汽车刚达到额定功率时的速度为
则汽车做匀加速直线运动的时间为
故D正确;
C.若汽车从启动到最大速度一直做匀加速直线运动,则所有时间为
但汽车做匀加速到后,开始做加速度逐渐减小的加速运动,所以汽车从启动到最大速度所经历的时间一定大于12.5s,故C错误。
故选D。
8. 如图所示,质量均匀分布且的长方体物体放在水平面上,规定水平面为零势能面,长方体的长为、宽为、高为,重力加速度g取。则下列说法正确的是( )。
A. 物体的重力势能为
B. 物体向右翻转,物体的重力势能增加
C. 物体向外翻转,物体的重力势能减少
D. 物体向外翻转,物体的重力势能减少
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图可知,物体的中心到零势能面的高度为
则物体的重力势能为
故A正确;
B.物体向右翻转,物体的中心到零势能面的高度为
则物体的重力势能为
物体的重力势能增加量为
故B错误;
CD.物体向外翻转,物体的中心到零势能面的高度为
则物体的重力势能为
物体的重力势能增加量为
该过程物体的重力势能减少,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图,固定斜面倾角为θ,物体以一定的初速度从斜面底端A点沿斜面向上运动,到达最高点B点后沿原路程返回;取A点所在水平面为零势能面,物体上升时在C点的动能与重力势能相等,返回时在D点(图中未画出)动能与重力势能相等,物体与斜面间动摩擦因数为μ,已知AC∶AB=4:7,则( )
A. B.
C. AD∶AB=2∶5 D. AD∶AB=1∶3
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设物体在C点的速度为,C点到最高点B点根据动能定理可得
物体上升在C点时动能与重力势能相等,有
联立可得
故A正确,B错误;
CD.设物体在D点的速度为,最高点B点返回到D点根据动能定理可得
动能与重力势能相等
联立可得
可得
AD∶∶5
故C正确,D错误。
故选AC。
10. 一小球可以停在光滑水平面的任意位置。从力的角度讲,小球受力平衡;从能量的角度讲,小球在光滑水平面的任意位置的重力势能相等。现有一根光滑的细杆被弯成如图所示的形状,并被固定在竖直平面xOy内,其形状曲线方程为(a为正的常数)。杆上套有一质量为m的小环,当杆绕y轴以恒定角速度转动时,环在杆上任何位置均能相对杆静止,这一现象依旧可以用等势面解释。建立一个随杆一起转动的参考系,杆和小环均在参考系中静止。在此参考系中,小环除受重力、支持力外,还多受到一个“力”,同时环还将具有一个与这个“力”对应的“势能”。质量为m的小环(可视为质点)在这个坐标系下具有的“势能”可表示为。该“势能”与小环的重力势能(以x所在平面为重力势能零面)之和为小环的总势能,小环能稳定在杆上的任何位置,说明稳定时小环在杆上任何位置总势能是相同的。下列说法正确的是( )
A. 细杆旋转的角速度
B. 与该“势能”对应的“力”的方向平行x轴指向正方向
C. 与该“势能”对应的“力”的大小随x的增加而减小
D. 该“势能”的表达式是选取了y轴处“势能”为零
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当小环在细杆的最低点时,小环的总势能为零,由于小环可以相对静止于环上的任何位置,所以,在任何位置的总势能为零
即
解得
故A正确;
B.由
公式可知,在曲线左右等高点(y相同)该“势能”相同,说明从O点到两侧对称点该力做的功相同,说明力是平行于x轴,但左右力的方向相反,故B错误;
C.假设x增加相同的情形下,重力势能增加变大,总势能不变,故该“力”增加,故C错误;
D.由
公式可知
,
故D正确。
故选AD。
二、实验题(每空2分,共18分)
11. “频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次,因此拍摄到物体的图像是不连续的,但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。
按顺序进行实验操作;
①将A、B球放置实验装置甲上
②调整频闪摄像机位置,将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置
③打开摄像机,开始摄像
④敲击弹片,让A、B球同时开始运动
⑤小球落在实验台上时停止摄像
(1)实验中,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,图乙为某次实验的频闪照片,分析该照片,可得出的实验结论是______。
A. 仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B. 仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C. 可判断A球竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动
(2)测得乙图中A球连续3个位置的距离如图丙所示,已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比值为k,重力加速度为g,则A球平拋的初速度表达式______。
【答案】(1)C (2)
【解析】
【小问1详解】
小球B做自由落体运动,小球A与小球B始终处于同一高度,说明小球A竖直方向做自由落体运动;小球A相邻两个位置间的水平距离相等,说明小球A水平方向做匀速直线运动。
故选C。
【小问2详解】
设频闪的时间间隔为,则水平方向
竖直方向
以上两式联立,求得
12. 传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用传感研究“小车(含拉力传感器)质量一定时,加速度与合外力关系”,实验步骤如下:
(1)细绳一端绕在电动机上,另一端系在拉力传感器上。将小车放在长板的P位置,调整细绳与长板平行,启动电动机,使小车沿长板向下做匀速运动,记录此时拉力传感器的示数;
(2)撤去细绳,让小车从P位置由静止开始下滑,设此时小车受到的合外力为F,通过位移传感器可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像,并求出小车的加速度a。
(3)某段时间内小车的图像如图乙,根据图像可得小车的加速度大小为______(计算结果保留两位小数)。
(4)实验中(不增加实验器材)只需要改变图甲中______,重复步骤①②可得多组F、a的数据,就能完成相关实验内容。
【答案】 ①. 2.60 ②. 垫块的位置(或长板与水平面的夹角)
【解析】
【详解】(3)[1]小车内的位移为
小车内的位移为
小车相邻相等时间内的位移差为
根据匀变速直线运动的推论
得小车的加速度大小为
(4)[2]略。
13. 某兴趣小组利用如图所示的实验装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数,将滑块置于水平长木板上,再将遮光条安装在滑块上,用天平测出遮光条和滑块总质量M、钩码质量m,用游标卡尺测出遮光条
宽度d。实验时,将滑块系在绕过光滑定滑轮挂有钩码的细线上。
(1)开始实验前,是否需要将长木板一端垫高来补偿阻力使滑块能匀速下滑?______(选填“需要”或“不需要”);
(2)实验中,将滑块由静止释放,数字计时器记录下遮光条通过光电门1和光电门2的遮光时间和,以及这两次开始遮光的时间间隔,据此可计算出滑块经过两光电门速度的变化量______;
(3)多次改变光电门2的位置进行测量,得到多组关于和的数据,以为横坐标,以为纵坐标,在坐标纸上描点,拟合图线,得到的图像最合理的是______;
A. B. C. D.
(4)根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k,点查得当地的重力加速度g,则滑块与长木板之间的动摩擦因数表达式为______;
(5)实验结果发现,滑块与长木板之间的动摩擦因数的实验值与理论值不相等,产生这一误差的原因可能是______。(多选)
A.实验中空气阻力的影响 B.选用的遮光条宽度过大
C.每次释放滑块的位置不同 D.钩码质量未远小于遮光条和滑块总质量
【答案】 ①. 不需要 ②. ③. B ④. ⑤. AB##BA
【解析】
【详解】(1)[1]由于本试验的目的是测量动摩擦因数,因此不需要将一端垫高去平衡摩擦力。
(2)[2]由题可知
(3)[3]由于
可知
v = at
即v与t成正比,v—t图像为过坐标原点的直线。
故选B。
(4)[4]根据牛顿第二定律
mg-μMg = (m+M)a
而图线的斜率
k = a
解得
(5)[5]A.实验中空气阻力的影响会使物体的加速度减小,从而使动摩擦因数的测量值偏大,A正确;
B.若选用的遮光条宽度过大,遮光条通过光电门的平均速度与遮光条中心位置通过光电门的瞬时速度有偏差,从而动摩擦因数测量不准,B正确;
C.释放位置不同不会影响v和t的测量值,从而不会影响实验结果,C错误;
D.本试验计算总质量时,将钩码质量计算在内,因此不必满足钩码质量远小于遮光条和滑块总质量的条件,D错误。
故选AB。
三、计算题(36分)
14. 一物体放在水平地面上,如图甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求:
(1)0~6s时间内水平拉力F对物体所做的功;
(2)0~10s时间内物体克服摩擦力所做功的平均功率;
(3)0~4s时间内合力对物体所做的功。
【答案】(1)18J;(2)3W;(3)1.5J
【解析】
【详解】(1)由图乙和图丙可知,时间内水平拉力做功为
由题图丙可知时间内物体的位移为
水平拉力做功为
则时间内水平拉力对物体所做的功为
(2)由题图丙可知,在时间内,物体做匀速运动,则此时摩擦力f的大小等于拉力F的大小,由题图乙可知摩擦力大小为
时间内物体的总位移为
则时间内物体克服摩擦力所做的功为
物体克服摩擦力所做的功的平均功率为
(3)由丙图可知在时间内,物体发生的位移为
则时间内合力对物体所做的功为
15. 如图所示,有一质量为m、长为L的均匀金属链条,一半长度在光滑斜面上,斜面倾角为θ,另一半长度沿竖直方向下垂在空中,当链条从静止开始释放后链条滑动,以斜面顶点为重力势能零点,求:
(1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大?
(2)此过程中重力做了多少功?
【答案】(1)-mgL(1+sinθ),-mgL;(2)mgL(3-sinθ)
【解析】
【分析】
【详解】(1)开始时,左边一半链条重力势能为
Ep1=
右边一半的重力势能
Ep2=-
左右两部分总的重力势能为
Ep=Ep1+Ep2=-mgL(sinθ+1)
链条从右侧刚好全部滑出时,重力势能为
Ep′=-
(2)此过程重力势能减少了
ΔEp=Ep-Ep′=mgL(3-sinθ)
故重力做的功为
WG=mgL(3-sinθ)
16. 如图所示,一根轻质橡皮绳固定于O点,通过定滑轮A与质量为m的物块B相连接,物块B静止在A正下方的粗糙水平面上。OA间距恰好为橡皮绳的原长,A到物块的距离为L,现对物块施加一个水平向右的恒力F=0.5mg的作用,物块立刻获得0.25g的初始加速度开始向右运动,g为重力加速度。物块与地面的动摩擦因数,橡皮绳产生的弹力满足胡克定律,物块B、定滑轮A可作为质点且不考虑其他摩擦。求:
(1)橡皮绳的劲度系数k;
(2)物块向右运动到与初始位置相距为x时,其加速度a与x的关系式;
(3)物块向右运动的最大速度及物块从静止运动到最大速度的过程中橡皮绳增加的弹性势能。
【答案】(1);(2);(3);
【解析】
【详解】(1)水平方向上,由牛顿第二定律得
代入数据解得
竖直方向上受力分析得
联立解得
(2)物块向右运动到与初始位置相距为x时,弹性绳伸长量为L1,绳与水平方向夹角为θ,可得
由牛顿第二定律得
由几何关系得
联立解得
(3)物块向右运动至最大速度时,加速度为0,此时水平位移为
对物块受力分析,由(2)中关系式知,物块运动过程中的摩擦力为恒力,且为
这一过程中摩擦力做功为
弹力在这一过程中由形变量L增加到
则此过程中弹力做的功为
因此橡皮绳增加的弹性势能为
由动能定理得
解得
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2024-2025学年上学期高一日新班第一次段考
物理试卷
总分:100分 考试时间:75分钟
一、选择题(1-7为单选题,每题4分;8-10为多选题,每题6分,共46分。)
1. 关于万有引力定律,下列说法中正确的是( )
A. 万有引力只存在于天体与天体之间,教室内两位同学之间没有万有引力
B. 地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近
C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力
D. 一个苹果由于其质量很小,所以它给地球的万有引力几乎可以忽略
2. 质量为m的物体,水平放置在火星探测器内部的压力传感器上,该火星探测器离开火星表面竖直向上加速运动到距火星表面高度为火星半径的时,加速度大小为a,压力传感器的示数为F。不考虑火星的自转,则火星表面的重力加速度大小为( )
A. B. C. D.
3. 如图,一倾斜均质圆盘,绕垂直于盘面过圆心的轴以角速度做匀速圆周运动,盘面上距离轴d处有一小物块与圆盘始终保持相对静止,物块与盘面的动摩擦因数为,盘面与水平面夹角为,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则的最大值为( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,ABCD为竖直面内一正方形的四个顶点,其中AB连线水平,E是CD的中点,F是BE的中点,在A点分两次平抛一个小球,不计空气阻力,第一次小球经过E点,第二次小球经过F点,则这两次平抛的初速度大小之比为( )
A. B. C. D.
5. 如图,沿倾角为的固定斜面向上推一个质量为的木箱,推力沿水平方向,木箱沿斜面向上移动的距离为,木箱与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为,则关于木箱所受各力做功情况的说法中正确的是( )
A. 木箱克服重力做功
B. 推力做功为
C. 做功为
D. 支持力做功为
6. 如图所示,质量为的小球沿高度为、倾角为的光滑斜面静止滑下.质量为小球自相同高度由静止落下,两球分别落地.下列说法正确的是( )
A. 重力对两球做的功相同
B. 落地前的瞬间球的速度等于球的速度
C. 落地前的瞬间球重力的瞬时功率大于球重力的瞬时功率
D. 两球重力的平均功率相同
7. 我国新能源汽车发展迅猛,从技术到生产都已经走在世界最前列。某辆新能源汽车在某测试场的水平路面上由静止启动做直线运动,汽车先做加速度为的匀加速直线运动.达到额定功率后保持功率不变继续运动,最后做匀速直线运动,已知汽车的质量,汽车受到的阻力为所受重力的,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A. 汽车从启动到最大速度的过程中,牵引力一直不变
B. 汽车的最大速度为
C. 汽车从启动到最大速度所经历的时间为12.5s
D. 汽车做匀加速直线运动的时间为2.5s
8. 如图所示,质量均匀分布且的长方体物体放在水平面上,规定水平面为零势能面,长方体的长为、宽为、高为,重力加速度g取。则下列说法正确的是( )。
A. 物体的重力势能为
B. 物体向右翻转,物体的重力势能增加
C. 物体向外翻转,物体的重力势能减少
D. 物体向外翻转,物体的重力势能减少
9. 如图,固定斜面倾角为θ,物体以一定的初速度从斜面底端A点沿斜面向上运动,到达最高点B点后沿原路程返回;取A点所在水平面为零势能面,物体上升时在C点的动能与重力势能相等,返回时在D点(图中未画出)动能与重力势能相等,物体与斜面间动摩擦因数为μ,已知AC∶AB=4:7,则( )
A. B.
C. AD∶AB=2∶5 D. AD∶AB=1∶3
10. 一小球可以停在光滑水平面的任意位置。从力的角度讲,小球受力平衡;从能量的角度讲,小球在光滑水平面的任意位置的重力势能相等。现有一根光滑的细杆被弯成如图所示的形状,并被固定在竖直平面xOy内,其形状曲线方程为(a为正的常数)。杆上套有一质量为m的小环,当杆绕y轴以恒定角速度转动时,环在杆上任何位置均能相对杆静止,这一现象依旧可以用等势面解释。建立一个随杆一起转动的参考系,杆和小环均在参考系中静止。在此参考系中,小环除受重力、支持力外,还多受到一个“力”,同时环还将具有一个与这个“力”对应的“势能”。质量为m的小环(可视为质点)在这个坐标系下具有的“势能”可表示为。该“势能”与小环的重力势能(以x所在平面为重力势能零面)之和为小环的总势能,小环能稳定在杆上的任何位置,说明稳定时小环在杆上任何位置总势能是相同的。下列说法正确的是( )
A. 细杆旋转的角速度
B. 与该“势能”对应的“力”的方向平行x轴指向正方向
C. 与该“势能”对应的“力”的大小随x的增加而减小
D. 该“势能”的表达式是选取了y轴处“势能”为零
二、实验题(每空2分,共18分)
11. “频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次,因此拍摄到物体的图像是不连续的,但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。
按顺序进行实验操作;
①将A、B球放置实验装置甲上
②调整频闪摄像机位置,将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置
③打开摄像机,开始摄像
④敲击弹片,让A、B球同时开始运动
⑤小球落在实验台上时停止摄像
(1)实验中,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,图乙为某次实验的频闪照片,分析该照片,可得出的实验结论是______。
A. 仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B. 仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C. 可判断A球竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动
(2)测得乙图中A球连续3个位置的距离如图丙所示,已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比值为k,重力加速度为g,则A球平拋的初速度表达式______。
12. 传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用传感研究“小车(含拉力传感器)质量一定时,加速度与合外力关系”,实验步骤如下:
(1)细绳一端绕在电动机上,另一端系在拉力传感器上。将小车放在长板的P位置,调整细绳与长板平行,启动电动机,使小车沿长板向下做匀速运动,记录此时拉力传感器的示数;
(2)撤去细绳,让小车从P位置由静止开始下滑,设此时小车受到的合外力为F,通过位移传感器可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像,并求出小车的加速度a。
(3)某段时间内小车的图像如图乙,根据图像可得小车的加速度大小为______(计算结果保留两位小数)。
(4)实验中(不增加实验器材)只需要改变图甲中______,重复步骤①②可得多组F、a的数据,就能完成相关实验内容。
13. 某兴趣小组利用如图所示的实验装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数,将滑块置于水平长木板上,再将遮光条安装在滑块上,用天平测出遮光条和滑块总质量M、钩码质量m,用游标卡尺测出遮光条
宽度d。实验时,将滑块系在绕过光滑定滑轮挂有钩码的细线上。
(1)开始实验前,是否需要将长木板一端垫高来补偿阻力使滑块能匀速下滑?______(选填“需要”或“不需要”);
(2)实验中,将滑块由静止释放,数字计时器记录下遮光条通过光电门1和光电门2的遮光时间和,以及这两次开始遮光的时间间隔,据此可计算出滑块经过两光电门速度的变化量______;
(3)多次改变光电门2的位置进行测量,得到多组关于和的数据,以为横坐标,以为纵坐标,在坐标纸上描点,拟合图线,得到的图像最合理的是______;
A. B. C. D.
(4)根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k,点查得当地的重力加速度g,则滑块与长木板之间的动摩擦因数表达式为______;
(5)实验结果发现,滑块与长木板之间的动摩擦因数的实验值与理论值不相等,产生这一误差的原因可能是______。(多选)
A.实验中空气阻力的影响 B.选用的遮光条宽度过大
C.每次释放滑块的位置不同 D.钩码质量未远小于遮光条和滑块总质量
三、计算题(36分)
14. 一物体放在水平地面上,如图甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求:
(1)0~6s时间内水平拉力F对物体所做的功;
(2)0~10s时间内物体克服摩擦力所做功的平均功率;
(3)0~4s时间内合力对物体所做的功。
15. 如图所示,有一质量为m、长为L的均匀金属链条,一半长度在光滑斜面上,斜面倾角为θ,另一半长度沿竖直方向下垂在空中,当链条从静止开始释放后链条滑动,以斜面顶点为重力势能零点,求:
(1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大?
(2)此过程中重力做了多少功?
16. 如图所示,一根轻质橡皮绳固定于O点,通过定滑轮A与质量为m的物块B相连接,物块B静止在A正下方的粗糙水平面上。OA间距恰好为橡皮绳的原长,A到物块的距离为L,现对物块施加一个水平向右的恒力F=0.5mg的作用,物块立刻获得0.25g的初始加速度开始向右运动,g为重力加速度。物块与地面的动摩擦因数,橡皮绳产生的弹力满足胡克定律,物块B、定滑轮A可作为质点且不考虑其他摩擦。求:
(1)橡皮绳的劲度系数k;
(2)物块向右运动到与初始位置相距为x时,其加速度a与x的关系式;
(3)物块向右运动的最大速度及物块从静止运动到最大速度的过程中橡皮绳增加的弹性势能。
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