精品解析:山东省临沂市临沭县临沭第一中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题
2024-10-30
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 临沂市 |
| 地区(区县) | 临沭县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.23 MB |
| 发布时间 | 2024-10-30 |
| 更新时间 | 2026-05-05 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-10-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48311731.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:
临沭一中2024-2025学年第一学期
高三教学质量检测—物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
分值:100分 时间:90分钟
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的有( )
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫等效替代
B. 定义加速度时,采用了比值定义法,因此加速度与速度的变化量成正比
C. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
D. 牛顿采用了科学实验和逻辑推理相结合的方法研究自由落体运动的规律
2. 如图所示,一小球从一足够长的固定粗糙斜面底端冲上斜面,速度减到0后又返回到底端。其速率用v表示,路程用s表示,此过程中小球的图像可能为( )
A. B.
C. D.
3. 如图,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平向右的力F作用于C物体,使A、B、C以相同的速度向右匀速运动,则关于摩擦力的说法正确的是( )
A. B受到的摩擦力向右
B. C受到的摩擦力向右
C. A受到两个摩擦力作用
D. 不知A与水平桌面之间是否光滑,无法判断A与水平桌面间是否存在摩擦力
4. 将一斜面固定在水平地面上,在斜面上放一小滑块A,如图甲在小滑块A上放一小物体B,物体B始终与A保持相对静止如图乙;或在小滑块A上施加一竖直向下的作用力F,如图丙则下列说法正确的是
A. 若甲图中A可沿斜面匀速下滑,加物体B后将加速下滑
B. 若甲图中A可沿斜面匀速下滑,加力F后将加速下滑
C. 若甲图中A可沿斜面匀加速下滑,加物体B后加速度将增大
D. 若甲图中A可沿斜面匀加速下滑,加力F后加速度将增大
5. 如图,质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为( )
A. g, B. 2g, C. 2g, D. g,
6. 如图所示,运动员将铅球(可视为质点)从A点以方向与水平方向夹角为30°、大小的初速度抛出,经过最高点B后铅球落到水平地面,已知铅球从A点到落地运动的总时间为1s,取重力加速度大小,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 铅球经过B点时的速度大小为3m/s
B. A点距离水平地面的高度为2.45m
C. 铅球落地时的速度大小为7m/s
D. 铅球落地点离A点的水平距离为
7. 用两根轻绳连接两个球A和B,其中一根绳的另一端固定在一个竖直转轴上,如图所示,当两球随转轴一起匀速转动时两球所处的位置可能是图中的哪一个( )
A. B. C. D.
8. 加快发展新质生产力是新时代可持续发展的必然要求,我国新能源汽车的迅猛发展就是最好的例证。某新能源汽车生产厂家在平直公路上测试汽车性能,t=0时刻驾驶汽车由静止启动,时汽车达到额定功率,时汽车速度达到最大,如图是车载电脑生成的汽车牵引力F随速率倒数变化的关系图像。已知汽车和司机的总质量m=2000kg,所受阻力与总重力的比值恒为,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 汽车启动后做匀加速直线运动,直到速度达到最大
B. 汽车在BC段做匀加速直线运动,在AB段做匀速运动
C. 汽车达到的最大速度大小为15m/s
D. 从启动到速度达到最大过程中汽车通过的距离为150m
二、多项选择题:本题共4小题,共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,一质量为m的火星探测器,在圆轨道l上做匀速圆周运动。经过P点时动力装置短暂工作,使探测器进入椭圆轨道2。经过远火点Q时,动力装置再次短暂工作,使探测器进入圆轨道3。已知轨道1的半径为,轨道3的半径为,忽略空气阻力,以下说法正确的是( )
A. 探测器在轨道1上经过P点时的加速度与在轨道2上经过P点时的加速度相等
B. 探测器在椭圆轨道上由P点运动到Q点的过程中,机械能不守恒
C. 探测器在轨道2上运行时,若经过P点时的速度大小为v,则经过Q点时的速度大小为
D. 探测器在轨道3上经过Q点时的速度大于在轨道2上经过P点时的速度
10. 如图(a)所示,一质量为的长木板静置于粗糙水平面上,其上放置一质量未知的小滑块,且长木板与小滑块之间接触面粗糙。小滑块受到水平拉力作用时,用传感器测出小滑块的加速度与水平拉力的关系如图(b)实线所示。已知地面与长木板的动摩擦因数为0.2,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.6
B. 当水平拉力增大时,小滑块比长木板先相对地面发生滑动
C. 小滑块的质量为
D. 当水平拉力时,长木板的加速度大小为
11. 如图甲所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处自由释放,接触弹簧后继续竖直向下运动。若以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下建立坐标轴Ox,则小球的速度的二次方v2随坐标x的变化图像如图乙所示。其中OA段为直线,ABCD是平滑的曲线,AB段与OA相切于A点,C点与A点关于BE对称,空气阻力不计,重力加速度为g。关于小球在A、B、C、D各点对应的位置坐标xA、xB、xC、xD及加速度大小aA、aB、aC、aD的判断正确的是( )
A. ,,此时小球处于失重状态
B. ,
C. ,,此时小球处于失重状态
D. ,,此时小球处于超重状态
12. 如图,光滑管形固定圆轨道半径为R(管径远小于R),小球a、b大小相同,质量均为m,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动。两球先后以相同速度v通过轨道最低点,且当小球a在最低点时,小球b在最高点,(重力加速度为g)以下说法正确的是( )
A. 速度v应满足,才能使两球在管内做圆周运动
B. 当时,小球b在轨道最高点对轨道无压力
C. 当小球b在最高点对轨道无压力时,小球a比小球b所需向心力大5mg
D. 只要,小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大6mg
三、非选择题;本题共6小题,共60分。
13. 如图所示是某同学“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,其中小车的质量为M,托盘和砝码的质量为m。
(1)要研究加速度a跟合外力F和质量M两个因素的关系,需采用的实验方法是__________。该实验使用的电源为_________(填“交流”或“直流”)电源。
(2)为了使小车的合外力近似等于绳子拉力,还需要用小垫块将木板靠近电源的一侧适当垫高,其目的是__________。
(3)图是某次实验中得到的纸带。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,其中x1=2.80cm、x2=4.40cm、x3=5.95cm、x4=7.57cm、x5=9.10cm、x6=10.71cm,利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度为_________m/s2。(结果保留三位有效数字)
(4)实验中描绘出a-F图像如图所示,图像不过坐标原点的原因是_________________。
14. 某兴趣小组利用斜槽和多个相同小球来研究平抛运动的特点,部分实验装置如图甲所示。
主要实验步骤如下:
①将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁,调节木板竖直(方格纸中的竖线也竖直);
②依次将多个相同小球从斜槽上同一位置由静止释放;
③小球运动过程中,用手机对小球进行拍摄,选择满意的照片进行分析处理。某次实验所拍照片中同时出现了三个小球,如图乙所示。
(1)在该实验中,下列说法正确的是______。
A. 斜槽末端切线水平
B. 应选质量小、体积大的小球
C. 图乙中的三个小球,小球A是最先释放的
D. 小球尽可能从靠近斜槽的水平部分由静止释放
(2)已知该方格纸每小格的边长为10cm,取当地重力加速度大小,忽略空气阻力,则小球做平抛运动的水平初速度______m/s,图中小球B所在位置到斜槽末端的水平距离______m。(结果均保留两位有效数字)
15. 过年挂灯笼的习俗起源于1800多年前的西汉时期,已经成为中国人喜庆的象征之一。如图所示,OA、AB、BC、CD、DP五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量均为m的灯笼,中间的细绳BC是水平的,另外OA、AB两根细绳与水平方向所成的角分别为θ1和θ2,其中θ1已知,θ2未知,重力加速度大小为g,求:
(1)OA绳和BC绳中的张力大小;
(2)tanθ1与tanθ2的比值。
16. 篮球比赛中,一同学某次跳起投篮,出手点与篮板的水平距离为,离地面高度为,篮球垂直打在竖直篮板上的位置离地面的高度为。将篮球看成质点,忽略空气阻力,取。求:
(1)篮球从出手到垂直打在篮板上的运动时间;
(2)出手时篮球速度的大小。
17. 如图所示,质量M为2kg的长木板B静止在水平面上。某时刻质量m=6kg的小物块A,以大小的初速度,从木板的左侧沿木板上表面滑上木板。已知A与B上表面之间的动摩擦因数,B与水平面间的动摩擦因数,重力加速度(木板足够长)。求:
(1)物块A刚滑上木板时,物块A的加速度大小、木板B的加速度大小;
(2)物块A经多长时间和木板B速度相等;
(3)木板B在地面上滑行的总位移x。
18. 如图所示,一足够长的倾斜传送带以速度 顺时针匀速运动,传送带与水平方向的夹角 。底部有墨粉且质量为 的小物块 P 和质量为 的小物块Q 由跨过光滑定滑轮不可伸长的轻绳连接,小物块 P 与定滑轮间的轻绳与传送带平行。某时刻小物块P 从传送带上端以速度 冲上传送带(此时P、Q的速率相等),已知物块 P 与传送带间的动摩擦因数 ,不计滑轮的质量,整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。已知 ,,重力加速度为 。求∶
(1) 小物块 P 刚冲上传送带时轻绳的拉力为多大;
(2) 小物块 P 速度减为零时的加速度大小;
(3)小物块P从刚冲上传送带到运动到最低点的过程中在传送带上留下的墨迹长度。
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临沭一中2024-2025学年第一学期
高三教学质量检测—物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
分值:100分 时间:90分钟
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的有( )
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫等效替代
B. 定义加速度时,采用了比值定义法,因此加速度与速度的变化量成正比
C. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
D. 牛顿采用了科学实验和逻辑推理相结合的方法研究自由落体运动的规律
【答案】C
【解析】
【详解】A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点代替物体的方法,采用了理想化的物理模型的思想,故A错误;
B.定义加速度时,采用了比值定义法,但是加速度与速度的变化量无关,故B错误;
C.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加求整个过程的位移,采用了微元法,故C正确;
D.伽利略采用了科学实验和逻辑推理相结合的方法研究自由落体运动的规律,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,一小球从一足够长的固定粗糙斜面底端冲上斜面,速度减到0后又返回到底端。其速率用v表示,路程用s表示,此过程中小球的图像可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设斜面的摩擦因数为,斜面倾斜角为,小球的初速度为,上滑的最远的距离为,对小球从斜面底端冲上斜面的过程列动能定理
化简可得
对小球从斜面顶端滑下的过程列动能定理
化简可得
又因为从底端冲上斜面后又滑下,全过程的摩擦力都做负功,则下滑回来的速度会比初速度要小。
故选D。
3. 如图,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平向右的力F作用于C物体,使A、B、C以相同的速度向右匀速运动,则关于摩擦力的说法正确的是( )
A. B受到的摩擦力向右
B. C受到的摩擦力向右
C. A受到两个摩擦力作用
D. 不知A与水平桌面之间是否光滑,无法判断A与水平桌面间是否存在摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于B做匀速运动,根据受力平衡可知,水平方向B不可能受到摩擦力作用,故A错误;
B.以C为对象,根据受力平衡可知,C受到的摩擦力方向水平向左,与力F平衡,故B错误;
CD.以A、B、C为整体,根据受力平衡可知,地面对A一定有水平向左的摩擦力作用,与力F平衡;则A受到C的摩擦力和地面的摩擦力,共2个摩擦力作用,故C正确,D错误。
故选C。
4. 将一斜面固定在水平地面上,在斜面上放一小滑块A,如图甲在小滑块A上放一小物体B,物体B始终与A保持相对静止如图乙;或在小滑块A上施加一竖直向下的作用力F,如图丙则下列说法正确的是
A. 若甲图中A可沿斜面匀速下滑,加物体B后将加速下滑
B. 若甲图中A可沿斜面匀速下滑,加力F后将加速下滑
C. 若甲图中A可沿斜面匀加速下滑,加物体B后加速度将增大
D. 若甲图中A可沿斜面匀加速下滑,加力F后加速度将增大
【答案】D
【解析】
【分析】加物体B时,可以把AB看出一个整体处理,对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律列式求解即可,但是加力F之后,需要酌情分析;
【详解】设斜面倾角为,A的质量为m,B的质量为M,
A、若甲图中A可沿斜面匀速下滑,则A重力沿斜面的分量与滑动摩擦力相等,即,加上B后,把AB看成一个整体,则仍然满足,所以仍然做匀速下滑,故A错误;
B、加力F后与加物体B是一样的情况,故B错误;
C、若甲图中A可沿斜面匀加速下滑,则根据牛顿第二定律得:,加物体B后加速度,则加速度不变,故C错误;
D、加力F后加速度,则加速度变大,故D正确.
【点睛】解决本题的关键能够正确地进行受力分析,运用牛顿第二定律进行求解,注意加上力F之后,求解加速度时,物块的质量不变,但是受力发生变化,则加速度会发生变化.
5. 如图,质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为( )
A. g, B. 2g, C. 2g, D. g,
【答案】A
【解析】
【详解】剪断前,对BCD分析
对D
剪断后,对B
解得
方向竖直向上;对C
解得
方向竖直向下。
故选A。
6. 如图所示,运动员将铅球(可视为质点)从A点以方向与水平方向夹角为30°、大小的初速度抛出,经过最高点B后铅球落到水平地面,已知铅球从A点到落地运动的总时间为1s,取重力加速度大小,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 铅球经过B点时的速度大小为3m/s
B. A点距离水平地面的高度为2.45m
C. 铅球落地时的速度大小为7m/s
D. 铅球落地点离A点的水平距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.铅球经过B点时的速度大小为
故A错误;
B.铅球从抛出点到达最高点的时间
铅球从最高点落地的时间
A点距离水平地面的高度为
故B错误;
C.铅球落地时的竖直速度大小为
铅球落地时的速度大小为
故C错误;
D.铅球落地点离A点的水平距离为
故D正确。
故选D。
7. 用两根轻绳连接两个球A和B,其中一根绳的另一端固定在一个竖直转轴上,如图所示,当两球随转轴一起匀速转动时两球所处的位置可能是图中的哪一个( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设与球A相连的轻绳与竖直方向的夹角为,对整体分析,根据牛顿第二定律得
解得上面细绳与竖直方向的夹角与角速度的关系为
设与球B相连的轻绳与竖直方向的夹角为,隔离对B球分析,可得
解得下面细绳与竖直方向夹角与角速度的关系为
A、B两球的角速度相等,又
则
故选C。
8. 加快发展新质生产力是新时代可持续发展的必然要求,我国新能源汽车的迅猛发展就是最好的例证。某新能源汽车生产厂家在平直公路上测试汽车性能,t=0时刻驾驶汽车由静止启动,时汽车达到额定功率,时汽车速度达到最大,如图是车载电脑生成的汽车牵引力F随速率倒数变化的关系图像。已知汽车和司机的总质量m=2000kg,所受阻力与总重力的比值恒为,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 汽车启动后做匀加速直线运动,直到速度达到最大
B. 汽车在BC段做匀加速直线运动,在AB段做匀速运动
C. 汽车达到的最大速度大小为15m/s
D. 从启动到速度达到最大过程中汽车通过的距离为150m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图可知汽车在AB段汽车牵引力不变,根据牛顿第二定律
解得
可知汽车在AB段做匀加速直线运动,汽车在BC段牵引力逐渐减小,做加速度减小的加速运动,故汽车启动后先做匀加速直线运动,后做加速度减小的加速运动,直到速度达到最大,故AB错误;
C.时汽车的速度为
汽车额定功率为
汽车达到的最大速度大小为
故C错误;
D.汽车做匀加速直线运动的位移为
从启动到速度达到最大过程中,根据动能定理
解得
汽车通过的距离为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共4小题,共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,一质量为m的火星探测器,在圆轨道l上做匀速圆周运动。经过P点时动力装置短暂工作,使探测器进入椭圆轨道2。经过远火点Q时,动力装置再次短暂工作,使探测器进入圆轨道3。已知轨道1的半径为,轨道3的半径为,忽略空气阻力,以下说法正确的是( )
A. 探测器在轨道1上经过P点时的加速度与在轨道2上经过P点时的加速度相等
B. 探测器在椭圆轨道上由P点运动到Q点的过程中,机械能不守恒
C. 探测器在轨道2上运行时,若经过P点时的速度大小为v,则经过Q点时的速度大小为
D. 探测器在轨道3上经过Q点时的速度大于在轨道2上经过P点时的速度
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据题意,由万有引力提供向心力有
解得
可知,探测器在轨道1上经过P点时的加速度与在轨道2上经过P点时的加速度相等,故A正确;
B.探测器在椭圆轨道上由P点运动到Q点的过程中,只有引力做功,机械能守恒,故B错误;
C.探测器在轨道2上运行时,根据开普勒第二定律有
解得
故C正确;
D.根据题意,由万有引力提供向心力有
解得
可知,探测器在轨道3上经过Q点时的速度小于在轨道1上经过P点时的速度,探测器在轨道1上经过P点时,需加速做离心运动进入轨道2,则在轨道2上经过P点时的速度大于在轨道1上经过P点时的速度,则有
即探测器在轨道3上经过Q点时的速度小于在轨道2上经过P点时的速度,故D错误。
故选AC。
10. 如图(a)所示,一质量为的长木板静置于粗糙水平面上,其上放置一质量未知的小滑块,且长木板与小滑块之间接触面粗糙。小滑块受到水平拉力作用时,用传感器测出小滑块的加速度与水平拉力的关系如图(b)实线所示。已知地面与长木板的动摩擦因数为0.2,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.6
B. 当水平拉力增大时,小滑块比长木板先相对地面发生滑动
C. 小滑块的质量为
D. 当水平拉力时,长木板的加速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设小滑块质量为,小滑块与长木板之间的动摩擦数为,当小滑块与长木板发生相对滑动时,对小滑块由牛顿第二定律有
得
由(b)图可得
A正确;
BC.从图(b)知,当拉力为时,小滑块与长木板恰好发生相对滑动,此时两物体具有共同加速度,对长木板分析,由牛顿第二定律有
得
对小滑块,有
得
因为
所以小滑块和长木板相对地面同时发生相对滑动,B错误,C正确;
D.由于
所以此时长木板的加速度未达到,D错误。
故选AC。
11. 如图甲所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处自由释放,接触弹簧后继续竖直向下运动。若以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下建立坐标轴Ox,则小球的速度的二次方v2随坐标x的变化图像如图乙所示。其中OA段为直线,ABCD是平滑的曲线,AB段与OA相切于A点,C点与A点关于BE对称,空气阻力不计,重力加速度为g。关于小球在A、B、C、D各点对应的位置坐标xA、xB、xC、xD及加速度大小aA、aB、aC、aD的判断正确的是( )
A. ,,此时小球处于失重状态
B. ,
C. ,,此时小球处于失重状态
D. ,,此时小球处于超重状态
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图乙所示图像中,OA段是直线,小球从O运动到A过程加速度不变,小球做自由落体运动,小球到达A时,下落高度为h,小球的加速度为g,此时小球处于失重状态,故A正确;
B.由图示所示图像可知,在B点小球速度最大,此时重力和弹力相等,合力为0,加速度为
在B点,重力和弹力平衡,则
可得
故B错误;
C.由于C点与A点关于BE对称,则
在C点的弹簧弹力竖直向上,大小为
小球在C点由牛顿第二定律
解得
此时小球处于超重状态,故C错误;
D.小球到达D点时速度为零,则D点在C点的下方,小球到达D点时形变量
小球在D点由牛顿第二定律
可得加速度
此时小球处于超重状态,故D正确。
故选AD。
12. 如图,光滑管形固定圆轨道半径为R(管径远小于R),小球a、b大小相同,质量均为m,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运动。两球先后以相同速度v通过轨道最低点,且当小球a在最低点时,小球b在最高点,(重力加速度为g)以下说法正确的是( )
A. 速度v应满足,才能使两球在管内做圆周运动
B. 当时,小球b在轨道最高点对轨道无压力
C. 当小球b在最高点对轨道无压力时,小球a比小球b所需向心力大5mg
D. 只要,小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大6mg
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.当小球经过最高点的速度为0时,根据动能定理可得
解得小球在最低点的速度为
则速度v应满足,才能使两球在管内做圆周运动,故A正确;
B.当时,从最低点到最高点过程,根据动能定理可得
解得小球b在轨道最高点的速度大小为
此时重力刚好提供向心力
可知小球b在轨道最高点对轨道无压力,故B正确;
C.当小球b在最高点对轨道无压力时,此时小球b在最高点的速度为,小球a在最低点的速度为,则有
故C错误;
D.只要,可知两球在管内可以做完整的圆周运动,且此时小球b在最高点的速度为,设小球a在轨道最低点的速度为,根据牛顿第二定律可得
小球b在轨道最高点的速度为,根据牛顿第二定律可得
根据动能定理可得
联立可得
可知小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大6mg,故D正确。
故选ABD。
三、非选择题;本题共6小题,共60分。
13. 如图所示是某同学“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,其中小车的质量为M,托盘和砝码的质量为m。
(1)要研究加速度a跟合外力F和质量M两个因素的关系,需采用的实验方法是__________。该实验使用的电源为_________(填“交流”或“直流”)电源。
(2)为了使小车的合外力近似等于绳子拉力,还需要用小垫块将木板靠近电源的一侧适当垫高,其目的是__________。
(3)图是某次实验中得到的纸带。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,其中x1=2.80cm、x2=4.40cm、x3=5.95cm、x4=7.57cm、x5=9.10cm、x6=10.71cm,利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度为_________m/s2。(结果保留三位有效数字)
(4)实验中描绘出a-F图像如图所示,图像不过坐标原点的原因是_________________。
【答案】 ①. 控制变量法 ②. 交流 ③. 用小车重力沿斜面方向的分力平衡小车运动过程中受到的摩擦力 ④. 1.58 ⑤. 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
【解析】
【详解】(1)[1][2]在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,要研究a与F和M的关系,采用的是控制变量法,打点计时器使用的电源为交流电源。
(2)[3]为了使小车的合外力近似等于绳子拉力,用小垫块将木板靠近电源的一侧适当垫高,目的是用小车重力沿斜面方向的分力平衡小车运动过程中受到的摩擦力。
(3)[4]打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,则相邻计数点间的时间间隔为
小车下滑的加速度为
(4)[5]由a-F图线可知,拉力F达到一定值之后小车才产生加速度,原因是未平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足。
14. 某兴趣小组利用斜槽和多个相同小球来研究平抛运动的特点,部分实验装置如图甲所示。
主要实验步骤如下:
①将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁,调节木板竖直(方格纸中的竖线也竖直);
②依次将多个相同小球从斜槽上同一位置由静止释放;
③小球运动过程中,用手机对小球进行拍摄,选择满意的照片进行分析处理。某次实验所拍照片中同时出现了三个小球,如图乙所示。
(1)在该实验中,下列说法正确的是______。
A. 斜槽末端切线水平
B. 应选质量小、体积大的小球
C. 图乙中的三个小球,小球A是最先释放的
D. 小球尽可能从靠近斜槽的水平部分由静止释放
(2)已知该方格纸每小格的边长为10cm,取当地重力加速度大小,忽略空气阻力,则小球做平抛运动的水平初速度______m/s,图中小球B所在位置到斜槽末端的水平距离______m。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)A (2) ①. 2.0 ②. 0.50
【解析】
【小问1详解】
A.为了确保小球飞出线槽末端时速度方向水平,实验中需要调节斜槽末端切线必须水平,故A正确;
B.为了减小空气阻力影响,实验中应选择质量大、体积小的小球,故B错误;
C.由于将多个相同小球从斜槽上同一位置由静止释放,小球飞出线槽末端速度大小相等,C小球下降高度大一些,可知,小球C是最先释放的,故C错误;
D.释放小球时,小球若离斜槽的水平部分太近,则离开斜槽的速度太小,这不利于实验,即小球尽可能从远离斜槽的水平部分由静止释放,故D错误。
故选A。
【小问2详解】
[1]小球在水平方向做匀速直线运动,故在题图乙中,由小球A运动到小球B所在位置所用的时间和由小球B运动到小球C所在位置所用的时间相等,设小球A运动到小球B所在位置所用的时间为T,正方形小方格的边长L=10cm
则在竖直方向上有
解得T=0.ls
在水平方向上有
解得
[2]设小球B所在位置的竖直分速度为,则有
由自由落体运动的速度公式有
解得t=0.25s
小球B所在位置到斜槽末端的水平距离为
15. 过年挂灯笼的习俗起源于1800多年前的西汉时期,已经成为中国人喜庆的象征之一。如图所示,OA、AB、BC、CD、DP五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量均为m的灯笼,中间的细绳BC是水平的,另外OA、AB两根细绳与水平方向所成的角分别为θ1和θ2,其中θ1已知,θ2未知,重力加速度大小为g,求:
(1)OA绳和BC绳中的张力大小;
(2)tanθ1与tanθ2的比值。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
由对称性,对B点受力分析有
解得
对A点受力分析有
解得
【小问2详解】
根据上面各式可得
解得
16. 篮球比赛中,一同学某次跳起投篮,出手点与篮板的水平距离为,离地面高度为,篮球垂直打在竖直篮板上的位置离地面的高度为。将篮球看成质点,忽略空气阻力,取。求:
(1)篮球从出手到垂直打在篮板上的运动时间;
(2)出手时篮球速度的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
篮球从出手到垂直打在篮板上的逆过程可视为平抛运动,则
解得
【小问2详解】
由题意可知,水平初速度
竖直初速度
初速度
解得
17. 如图所示,质量M为2kg的长木板B静止在水平面上。某时刻质量m=6kg的小物块A,以大小的初速度,从木板的左侧沿木板上表面滑上木板。已知A与B上表面之间的动摩擦因数,B与水平面间的动摩擦因数,重力加速度(木板足够长)。求:
(1)物块A刚滑上木板时,物块A的加速度大小、木板B的加速度大小;
(2)物块A经多长时间和木板B速度相等;
(3)木板B在地面上滑行的总位移x。
【答案】(1)2m/s2,2m/s2;(2)1s;(3)3m
【解析】
【详解】(1)对A由牛顿第二定律得
解得
对B由牛顿第二定律得
解得
(2)设经过时间t1后,A、B速度相等
解得
B的位移为
(3)设A、B速度相等后一起做匀减速运动,对A、B整体由牛顿第二定律得
解得
对A由牛顿第二定律得
小于最大静摩擦力,假设成立
解得
18. 如图所示,一足够长的倾斜传送带以速度 顺时针匀速运动,传送带与水平方向的夹角 。底部有墨粉且质量为 的小物块 P 和质量为 的小物块Q 由跨过光滑定滑轮不可伸长的轻绳连接,小物块 P 与定滑轮间的轻绳与传送带平行。某时刻小物块P 从传送带上端以速度 冲上传送带(此时P、Q的速率相等),已知物块 P 与传送带间的动摩擦因数 ,不计滑轮的质量,整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。已知 ,,重力加速度为 。求∶
(1) 小物块 P 刚冲上传送带时轻绳的拉力为多大;
(2) 小物块 P 速度减为零时的加速度大小;
(3)小物块P从刚冲上传送带到运动到最低点的过程中在传送带上留下的墨迹长度。
【答案】(1)35N;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)物块P刚冲上传送带时相对传送带向下运动,所以P所受摩擦力方向沿传送带倾斜向上,受力分析知,对则有
对P则有
联立解得加速度大小为
(2)设此时的加速度为,对有
对有
联立解得加速度大小为
(3)对小物块减速到与传送带共速过程分析,对研究
解得
此过程,传送带位移为
则
与传送带共速到减速到0的过程中,对有
解得
此过程,传送带位移
小物块从刚冲上传送带到运动到最低点的过程中在传送带上留下的墨迹长度为。
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