内容正文:
六安一中2025届高三年级第三次月考
物理试卷
时间:75分钟 分值:100分
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 我国女子短道速滑队曾在世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 甲的动量变化量与乙的动量变化量相同 B. 甲、乙运动员组成的系统机械能守恒
C. 若推出后甲比乙动量大,则甲也一定比乙动能大 D. 甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足动量守恒定律,甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反,故A错误;
B.由于乙推甲的过程中,要消耗体内的化学能转化为系统的机械能,所以系统的机械能增加,故B错误;
C.根据,由于不知道甲乙的质量关系,则不能确定甲的和乙动能大小的关系,故C错误;
D.根据牛顿第三定律可知,在乙推甲的过程中甲对乙的作用力大小等于乙对甲的作用力大小,作用时间相等,根据可知,甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量等大反向,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,半径为的半球形容器固定在水平转台上,转台可绕过容器球心的竖直轴线匀速转动,物块(可视为质点)随容器转动且相对器壁静止。当物块与点的连线和竖直方向的夹角为,且转台的角速度大小为时,物块受到的摩擦力恰好为零。重力加速度大小为,物块的质量为,下列说法正确的是( )
A. 若转台的角速度由缓慢增大,则一定增大
B. 角速度
C. 物块对容器壁的压力大小为
D. 若转台的角速度由缓慢增大,则物块的摩擦力方向沿容器壁向上
【答案】B
【解析】
【详解】BC.水平方向根据牛顿第二定律可得
解得
转台的角速度大小为时,物块受到的摩擦力恰好为零,此时竖直方向根据受力平衡可得
解得
可知此时物块对容器壁的压力大小为,故B正确,C错误;
AD.若转台的角速度由缓慢增大,则物块所需的向心力增大,重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力,物块有沿容器壁向上运动的趋势,所以物块受到的摩擦力方向沿容器壁向下,当摩擦力未到达最大值时,物块与器壁仍相对静止,角不变,故AD错误。
故选B。
3. 北京时间2024年5月3日17时27分,长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空,嫦娥六号顺利发射。如图所示,嫦娥六号探测器进行多次变轨修正之后,“着陆器、上升器组合体”降落月球表面,下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是( )
A. 在轨道2上运行时经过Q点时的速度大于经过轨道1上的运行速度
B. 在轨道1与轨道2上经过P点时,速度相同
C. 在轨道1与轨道2上经过P点时,机械能相同
D. 在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.通过引入过Q的辅助圆轨道可知,在轨道2上运行时经过Q点时的速度大于经过辅助圆轨道速度,而辅助圆轨道又大于圆轨道1上的运行速度,所以在轨道2上运行时经过Q点时的速度大于经过轨道1上的运行速度,故A正确;
BC.嫦娥六号从轨道1到轨道2经过P点时,要减速做向心运动,机械能减小,故BC错误;
D.嫦娥六号没有脱离地球的引力范围,则在地球上的发射速度小于第二宇宙速度,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,小车静止在光滑水平面上,小车段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,从B到小车右端挡板平滑连接一段光滑水平轨道,在右端固定一轻弹簧,弹簧处于自然状态,自由端在C点。一质量为m、可视为质点的滑块从圆弧轨道的最高点A由静止滑下,而后滑入水平轨道,小车(含挡板)质量为,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 滑块到达B点时的速度大小为
B. 当弹簧压缩到最短时,滑块和小车具有向右的共同速度
C. 弹簧获得的最大弹性势能为
D. 滑块从A点运动到B点的过程中,小车运动的位移大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.滑块从A滑到B时,满足水平方向动量守恒,机械能守恒,则有
解得
故A错误;
BC.弹簧弹性势能最大时滑块与小车共速,设共速时的速度大小为v,则有
即弹簧弹性势能最大时,两者速度均为零,则根据能量守恒可知
故B错误、C正确;
D.从A到B滑下的过程,由人船模型
解得小车的位移是
故D错误。
故选C。
5. 如图所示,平面内直线AB和MN垂直相交于O点,A、B关于O点对称。M、N关于O点对称,C是AO的中点,D是OB的中点,则下列说法正确的是( )
A. 若将电荷量为+Q的点电荷放置在O点,则C、M、D、N四点的电场强度相同
B. 若将电荷量为+Q和−Q的点电荷分别放置在A点和B点,则C、D两点电场强度方向相反
C. 若在C点和D点分别放置等量同种点电荷,一电子从O点沿直线运动到N点的过程中,所受静电力一定一直增大
D. 若在C点和D点分别放置等量正点电荷,一电子从M点由静止释放,电子将在M、N间做往返运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.若将电荷量为+Q的点电荷放置在O点则C、M、D、N四点的电场强度方向不同,故A错误;
B.若将电荷量为+Q和−Q的点电荷分别放置在A点和B点,由等量异种点电荷电场中电场线分布可知,C、D两点的电场强度方向相同,均由A指向B,故B错误;
C.若在C点和D点分别放置等量同种点电荷,从O点向上和向下电场强度的大小先增大后减小,一电子从O点沿直线运动到N点的过程中所受静电力的大小可能是一直增大的,也可能是先增大后减小,故C错误;
D.若在C点和D点分别放置等量正点电荷,则CD连线的中垂线上,关于O点对称的两点电场强度等大反向,所以电子在MO间与ON间受力具有对称性,都指向O点所以将一电子从M点由静止释放,电子将在M、N间做往返运动,故D正确。
故选D。
6. 今年3月,顺丰在深圳及附近城市推出无人机物流产品,其自主研发的垂直起降无人机在物流运输、应急救援等场景都适用。某次工作时,无人机自身总质量为,负重质量为。在垂直起飞过程中受到的空气阻力的大小始终是速度大小的倍,该无人机垂直地面静止起飞,若电动机的牵引力恒为,上升高度时恰好达到最大速度,此工作过程中电动机未超过额定功率。重力加速度为。则( )
A. 速度最大时的阻力为
B. 最大速率为
C. 速度最大时牵引力的功率为
D. 上升高度的过程中,阻力做功为
【答案】C
【解析】
【详解】A.当无人机速度达到最大时,合力为零,阻力最大,则
解得速度最大时的阻力为
故A错误;
B.空气阻力的大小始终是速度大小的倍,则
解得最大速率为
故B错误;
C.速度最大时牵引力的功率为
故C正确;
D.上升高度的过程中,对无人机由动能定理得
解得阻力做的功为
故D错误。
故选C。
7. 如图所示,在竖直平面内有一半径为R的四分之一圆弧轨道BC,与竖直轨道AB和水平轨道CD相切,轨道均光滑。现有长也为R的轻杆,两端固定质量均为m的相同小球a、b(可视为质点),用某装置控制住小球a,使轻杆竖直且小球b与B点等高,然后由静止释放,杆将沿轨道下滑。设小球始终与轨道接触,重力加速度为g。则( )
A. 下滑过程中a球机械能增大
B. 下滑过程中b球机械能守恒
C. a球到达水平面时,b球的速度小于
D. 从释放至a球到滑过C点的过程中,轻杆对b球做正功为
【答案】D
【解析】
【详解】D.最终a、b都滑至水平轨道时(即小球a滑过C点后,)速度相等,设为v,下滑过程中只有重力对a、b组成的系统做功,则根据机械能守恒定律有
解得
设从释放至a球到滑过C点的过程中,轻杆对b球做功为W,对b根据动能定理有
解得
故D正确;
AB.根据前面分析可知,系统机械能守恒,下滑过程中,杆对b球做正功,对a球做负功,所以a球机械能减少,b球机械能增加,故AB错误;
C.a球到达水平面时,b球的速度大于,选项C错误。
故选D。
8. 如图甲,某同学手持电吹风垂直向电子秤的托盘吹风,圆形出风口与托盘距离较近且风速恒定,吹在托盘上的风会从平行于托盘方向向四周散开,简化图如图乙。当电吹风设置在某挡位(吹风功率一定)垂直向托盘吹风时,电子秤示数与放上一质量为的砝码时一致,出风口半径为,空气密度为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 设出风口的风速为,则单位时间内出风口吹出气体的质量为
B. 电吹风出风口的风速为
C. 电吹风吹风的平均功率为
D. 使用出风口面积越大的电吹风,电子秤示数一定也越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.单位时间内出风口吹出气体的质量
故A错误;
B.根据题意可知,风与托盘间的相互作用力大小
根据动量定理
解得
故B正确;
C.电吹风吹风的平均功率为
解得
故C错误;
D.当电吹风设置在某挡位垂直向托盘吹风时,功率相同,对于时间内吹出的风,则
与托盘作用过程,根据动量定理
解得
又因
则在P一定时,r越大,v越小,则F越大,故D错误。
故选B。
二、多项选择题(本题共2小题,每小题5分,共10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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
9. 如图所示为一缓冲模拟装置。质量分别为m、的物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻质定滑轮两侧,开始时用手托着物体A在距地面高h处静止,此时细绳恰伸直无弹力,弹簧轴线沿竖直方向,物体B静止在地面上,放手后经时间t物体A下落至地面,落地前瞬间物体A的速度为零,此时物体B对地面恰好无压力,不计一切摩擦及空气阻力,两物体均可视为质点,弹簧始终处于弹性限度内,弹簧的弹性势能,k为劲度系数,x为形变量,重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是( )
A. 物体A在下落过程中其机械能减小
B. 弹簧的劲度系数为
C. 物体A从静止下落到落地的t时间内,地面对物体B的冲量大小为
D. 将物体A的质量改为,再将物体A从原位置释放,物体A下落过程的最大速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体A在下落过程中,除了重力做功之外,绳的拉力对物体A做负功,故机械能减小,故A正确;
B.由题意可知,初始状态弹簧无弹力,物体A落地前瞬间,弹簧的形变量等于h,弹簧与A组成的系统机械能守恒,有
可得
故B错误;
C.设整个过程中,绳子对A的冲量大小为,则绳子对B和弹簧的冲量大小也为,对A由动量定理得
对B和弹簧由动量定理得
可得物体A从静止下落到落地的t时间内,地面对B物体的冲量大小为
故C正确;
D.将A物体质量改为1.5m,当弹簧弹力恰好等于1.5mg时,A受力平衡,加速度为零,速度最大,此时弹簧形变量
对A和弹簧的系统,根据机械能守恒
解得
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,倾角为的斜面体固定在水平面上,一横截面半径为的半圆柱体丙放在水平面上,可视为质点的光滑小球乙质量为,用轻绳拴接置于半圆柱上;质量为的物块甲用轻绳拴接放在斜面体上,拴接小球乙与拴接物块甲的轻绳与竖直的轻绳系于点,且点位于半圆柱圆心的正上方。已知点到水平面的高度为,拴接小球乙的轻绳长度为,整个装置处于静止状态,重力加速度为。则下列说法正确的是( )
A. 小球乙对半圆柱体的压力大小为 B. 拴接物块甲的轻绳拉力大小为
C. 物块甲所受的摩擦力大小为 D. 半圆柱体所受的摩擦力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.对小球乙受力分析如图所示
由相似三角形知识得
解得拴接小球乙的轻绳拉力大小为
小球乙受到的支持力大小为
根据牛顿第三定律可知,小球乙对半圆柱体的压力大小为,故A错误;
B.设拴接小球乙的轻绳与竖直方向的夹角为,由几何关系可知
所以连接乙球的轻绳与半圆柱体相切,且
解得
以结点为研究对象,对其受力分析如图所示
拉力和的合力与等大反向,由平衡条件得
代入数据解得
故B正确;
C.物块甲的重力沿斜面向下的分力大小为
则物块甲所受的摩擦力沿斜面向上,大小为
故C错误;
D.以小球乙和半圆柱体丙整体为研究对象,由平衡条件可知,半圆柱体丙所受的摩擦力方向水平向左,大小等于拉力沿水平向右方向的分力,即
故D正确。
故选BD。
三、填空题(每空2分,共14分)
11. 某小组利用下图所示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律,主要实验步骤如下:
A.将桌面上的气垫导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离l
D.由静止释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间
E.秤出托盘和砝码总质量m、滑块(含遮光条)的质量M
已知当地重力加速度为g,回答以下问题(用题中所给的字母表示):
(1)本实验中_______(选填“需要”或“不需要”)满足m远小于M;
(2)遮光条由静止运动至光电门的过程,系统动能增加了________;若系统机械能守恒,应满足__________。
【答案】(1)不需要 (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
本实验以钩码、滑块、遮光条组成的系统为研究对象,实验中不需要满足钩码重力等于绳子的拉力,则不需要满足遮光条和滑块的总质量M远大于钩码质量m,故填不需要。
【小问2详解】
[1] 挡光条通过光电门的速度为
遮光条由静止运动至光电门的过程,系统动能增加了
[2] 根据题意,钩码、滑块、遮光条等组成的系统减小的重力势能为
则为了验证该系统机械能守恒,需满足的关系为
12. 某科学兴趣小组同学用如图甲所示的装置验证“动量守恒定律”。
实验步骤如下:
①用绳子将大小相同、质量分别为和的小球A和B悬挂在天花板上;
②在A、B两球之间放入少量炸药,引爆炸药,两球反方向摆起,用量角器记录两球偏离竖直方向的最大夹角分别为、β;
回答下列问题:
(1)实验中所用两绳长度应________(填“相等”或“不相等”)。
(2)若两球动量守恒,应满足的表达式为______(用mA、mB、α、β表示)。
另一小组同学用该实验装置想验证两小球间的碰撞是弹性碰撞,实验步骤如下:
①小球B竖直静止,将小球A拉起一定角度α,从静止释放;
②小球A和小球B发生正碰之后,小球A被弹回,用量角器测出小球B能摆起的与竖直方向的最大角度β;
③多次改变初始α的值,使得小球B摆起的最大角度发生变化,记录多组α、β值,以为纵轴,为横轴,绘制图像,如图乙所示
(3)该小组实验中需保证两小球的质量满足______(选填“”、“”或“=”)。
(4)图乙中图像的斜率为k,则A、B两球的质量之比为_________。
【答案】 ①. 相等 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]实验需要两小球发生碰撞,则两小球绳长必须相同。
(2)[2]设绳长为,对A、B球爆炸后由动能定理得
,
由动量守恒定律得
联立解得
(3)[3] 小球A和小球B发生正碰之后,小球A被弹回,则A的质量小于B的质量,A才会反弹。
[4]小球A与B碰撞前根据动能定理可得
小球A和小球B发生正碰,则
B上升到最大高度,此过程中根据动能定理可得
解得
整理可得
则A、B两球的质量之比为
三、计算题
13. 如图甲所示,物块A、B的质量分别是和,用轻弹簧栓接相连放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触。另有一物块C从时以一定速度向右运动,在时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开。物块C的图像如图乙所示,求:
(1)物块C的质量;
(2)弹簧对物块A、C的弹力在4s到12s的时间内冲量的大小和方向;
(3)在B离开墙壁之后的运动过程中,物块AC整体的最小速度。
【答案】(1)
(2)大小,方向向左
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图知,C与A碰前速度为,碰后速度为,C与A碰撞过程根据动量守恒可得
解得
【小问2详解】
由图知,12s末A和C的速度为,到12s的时间内,根据动量定理可知,弹簧对物块A、C的冲量为
解得
可知冲量大小为,方向向左。
【小问3详解】
此后运动过程中,弹簧第一次恢复原长时,物块AC整体的速度最小,则
联立解得
即AC整体速度最小值为。
14. 如图所示,一轻质弹簧竖直固定,其原长位置恰好位于竖直固定的圆管型轨道底端,圆管轨道顶端切线水平,内部光滑,半径,在其右侧某位置有一倾角的倾斜传送带,传送带长度,以的速度逆时针方向转动。现将质量的小物块放在弹簧上,用外力继续向下压缩至某一位置,然后由静止释放物块,物块飞离圆管时,对圆管顶部的压力,最后恰好从传动带上端沿切线方向滑上传送带。物块与传送带间的动摩擦因数,重力加速度取,,,物块可看作质点,圆管内径很小忽略不计,求:
(1)物块进入圆管轨道时的动能;
(2)物块在传送带上运动过程中,因摩擦产生的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在圆管最高点有
由圆管底端到顶端过程有
解得
【小问2详解】
设物块滑上传送带的速度为,则
物块滑到底端的过程有
,
这段时间内传动带运动的位移为
相对位移为
产生的热量为
解得
15. 如图所示,真空中,与水平面成37°角的固定绝缘长细杆,垂直穿过一固定均匀带正电圆环的圆心O,套在细杆上的带正电小球从杆上的a点以某一初速度沿杆向上运动,恰好能运动到杆上d点,已知圆环半径为R,电荷量为Q,小球质量为m、电荷量为q,小球半径远小于R,,,静电力常量为k,重力加速度大小为g,绝缘细杆与小球间的动摩擦因数,,。求
(1)小球在c点受到的电场力的大小;
(2)小球在b点的加速度大小;
(3)小球在a点的动能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
将圆环等分为n段小圆弧,每段小圆弧均可视为电荷量为的点电荷,有
在c点,由库仑定律,对小球的电场力
由几何关系
在c点,整个圆环对小球的电场力设为,有
联立,解得
【小问2详解】
由对称性,小球在b点所受的电场力与在c点所受的电场力方向相反,大小相等,有
在b点,对小球,由牛顿第二定律,有
联立,解得
【小问3详解】
小球从a到d,由对称性,电场力做功
对小球,由动能定理,有
联立,解得
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物理试卷
时间:75分钟 分值:100分
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 我国女子短道速滑队曾在世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 甲的动量变化量与乙的动量变化量相同 B. 甲、乙运动员组成的系统机械能守恒
C. 若推出后甲比乙动量大,则甲也一定比乙动能大 D. 甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量大小
2. 如图所示,半径为的半球形容器固定在水平转台上,转台可绕过容器球心的竖直轴线匀速转动,物块(可视为质点)随容器转动且相对器壁静止。当物块与点的连线和竖直方向的夹角为,且转台的角速度大小为时,物块受到的摩擦力恰好为零。重力加速度大小为,物块的质量为,下列说法正确的是( )
A. 若转台的角速度由缓慢增大,则一定增大
B. 角速度
C. 物块对容器壁的压力大小为
D. 若转台的角速度由缓慢增大,则物块的摩擦力方向沿容器壁向上
3. 北京时间2024年5月3日17时27分,长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空,嫦娥六号顺利发射。如图所示,嫦娥六号探测器进行多次变轨修正之后,“着陆器、上升器组合体”降落月球表面,下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是( )
A. 在轨道2上运行时经过Q点时的速度大于经过轨道1上的运行速度
B. 在轨道1与轨道2上经过P点时,速度相同
C. 在轨道1与轨道2上经过P点时,机械能相同
D. 在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度
4. 如图所示,小车静止在光滑水平面上,小车段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,从B到小车右端挡板平滑连接一段光滑水平轨道,在右端固定一轻弹簧,弹簧处于自然状态,自由端在C点。一质量为m、可视为质点的滑块从圆弧轨道的最高点A由静止滑下,而后滑入水平轨道,小车(含挡板)质量为,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 滑块到达B点时的速度大小为
B. 当弹簧压缩到最短时,滑块和小车具有向右的共同速度
C. 弹簧获得的最大弹性势能为
D. 滑块从A点运动到B点的过程中,小车运动的位移大小为
5. 如图所示,平面内直线AB和MN垂直相交于O点,A、B关于O点对称。M、N关于O点对称,C是AO的中点,D是OB的中点,则下列说法正确的是( )
A. 若将电荷量为+Q的点电荷放置在O点,则C、M、D、N四点的电场强度相同
B. 若将电荷量为+Q和−Q的点电荷分别放置在A点和B点,则C、D两点电场强度方向相反
C. 若在C点和D点分别放置等量同种点电荷,一电子从O点沿直线运动到N点的过程中,所受静电力一定一直增大
D. 若在C点和D点分别放置等量正点电荷,一电子从M点由静止释放,电子将在M、N间做往返运动
6. 今年3月,顺丰在深圳及附近城市推出无人机物流产品,其自主研发的垂直起降无人机在物流运输、应急救援等场景都适用。某次工作时,无人机自身总质量为,负重质量为。在垂直起飞过程中受到的空气阻力的大小始终是速度大小的倍,该无人机垂直地面静止起飞,若电动机的牵引力恒为,上升高度时恰好达到最大速度,此工作过程中电动机未超过额定功率。重力加速度为。则( )
A. 速度最大时的阻力为
B. 最大速率为
C. 速度最大时牵引力的功率为
D. 上升高度的过程中,阻力做功为
7. 如图所示,在竖直平面内有一半径为R的四分之一圆弧轨道BC,与竖直轨道AB和水平轨道CD相切,轨道均光滑。现有长也为R的轻杆,两端固定质量均为m的相同小球a、b(可视为质点),用某装置控制住小球a,使轻杆竖直且小球b与B点等高,然后由静止释放,杆将沿轨道下滑。设小球始终与轨道接触,重力加速度为g。则( )
A. 下滑过程中a球机械能增大
B. 下滑过程中b球机械能守恒
C. a球到达水平面时,b球的速度小于
D. 从释放至a球到滑过C点的过程中,轻杆对b球做正功为
8. 如图甲,某同学手持电吹风垂直向电子秤的托盘吹风,圆形出风口与托盘距离较近且风速恒定,吹在托盘上的风会从平行于托盘方向向四周散开,简化图如图乙。当电吹风设置在某挡位(吹风功率一定)垂直向托盘吹风时,电子秤示数与放上一质量为的砝码时一致,出风口半径为,空气密度为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 设出风口的风速为,则单位时间内出风口吹出气体的质量为
B. 电吹风出风口的风速为
C. 电吹风吹风的平均功率为
D. 使用出风口面积越大的电吹风,电子秤示数一定也越小
二、多项选择题(本题共2小题,每小题5分,共10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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
9. 如图所示为一缓冲模拟装置。质量分别为m、的物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻质定滑轮两侧,开始时用手托着物体A在距地面高h处静止,此时细绳恰伸直无弹力,弹簧轴线沿竖直方向,物体B静止在地面上,放手后经时间t物体A下落至地面,落地前瞬间物体A的速度为零,此时物体B对地面恰好无压力,不计一切摩擦及空气阻力,两物体均可视为质点,弹簧始终处于弹性限度内,弹簧的弹性势能,k为劲度系数,x为形变量,重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是( )
A. 物体A在下落过程中其机械能减小
B. 弹簧的劲度系数为
C. 物体A从静止下落到落地的t时间内,地面对物体B的冲量大小为
D. 将物体A的质量改为,再将物体A从原位置释放,物体A下落过程的最大速度为
10. 如图所示,倾角为的斜面体固定在水平面上,一横截面半径为的半圆柱体丙放在水平面上,可视为质点的光滑小球乙质量为,用轻绳拴接置于半圆柱上;质量为的物块甲用轻绳拴接放在斜面体上,拴接小球乙与拴接物块甲的轻绳与竖直的轻绳系于点,且点位于半圆柱圆心的正上方。已知点到水平面的高度为,拴接小球乙的轻绳长度为,整个装置处于静止状态,重力加速度为。则下列说法正确的是( )
A. 小球乙对半圆柱体的压力大小为 B. 拴接物块甲的轻绳拉力大小为
C. 物块甲所受的摩擦力大小为 D. 半圆柱体所受的摩擦力大小为
三、填空题(每空2分,共14分)
11. 某小组利用下图所示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律,主要实验步骤如下:
A.将桌面上的气垫导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离l
D.由静止释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间
E.秤出托盘和砝码总质量m、滑块(含遮光条)的质量M
已知当地重力加速度为g,回答以下问题(用题中所给的字母表示):
(1)本实验中_______(选填“需要”或“不需要”)满足m远小于M;
(2)遮光条由静止运动至光电门的过程,系统动能增加了________;若系统机械能守恒,应满足__________。
12. 某科学兴趣小组同学用如图甲所示的装置验证“动量守恒定律”。
实验步骤如下:
①用绳子将大小相同、质量分别为和的小球A和B悬挂在天花板上;
②在A、B两球之间放入少量炸药,引爆炸药,两球反方向摆起,用量角器记录两球偏离竖直方向的最大夹角分别为、β;
回答下列问题:
(1)实验中所用两绳长度应________(填“相等”或“不相等”)。
(2)若两球动量守恒,应满足的表达式为______(用mA、mB、α、β表示)。
另一小组同学用该实验装置想验证两小球间的碰撞是弹性碰撞,实验步骤如下:
①小球B竖直静止,将小球A拉起一定角度α,从静止释放;
②小球A和小球B发生正碰之后,小球A被弹回,用量角器测出小球B能摆起的与竖直方向的最大角度β;
③多次改变初始α的值,使得小球B摆起的最大角度发生变化,记录多组α、β值,以为纵轴,为横轴,绘制图像,如图乙所示
(3)该小组实验中需保证两小球的质量满足______(选填“”、“”或“=”)。
(4)图乙中图像的斜率为k,则A、B两球的质量之比为_________。
三、计算题
13. 如图甲所示,物块A、B的质量分别是和,用轻弹簧栓接相连放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触。另有一物块C从时以一定速度向右运动,在时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开。物块C的图像如图乙所示,求:
(1)物块C的质量;
(2)弹簧对物块A、C的弹力在4s到12s的时间内冲量的大小和方向;
(3)在B离开墙壁之后的运动过程中,物块AC整体的最小速度。
14. 如图所示,一轻质弹簧竖直固定,其原长位置恰好位于竖直固定的圆管型轨道底端,圆管轨道顶端切线水平,内部光滑,半径,在其右侧某位置有一倾角的倾斜传送带,传送带长度,以的速度逆时针方向转动。现将质量的小物块放在弹簧上,用外力继续向下压缩至某一位置,然后由静止释放物块,物块飞离圆管时,对圆管顶部的压力,最后恰好从传动带上端沿切线方向滑上传送带。物块与传送带间的动摩擦因数,重力加速度取,,,物块可看作质点,圆管内径很小忽略不计,求:
(1)物块进入圆管轨道时的动能;
(2)物块在传送带上运动过程中,因摩擦产生的热量。
15. 如图所示,真空中,与水平面成37°角的固定绝缘长细杆,垂直穿过一固定均匀带正电圆环的圆心O,套在细杆上的带正电小球从杆上的a点以某一初速度沿杆向上运动,恰好能运动到杆上d点,已知圆环半径为R,电荷量为Q,小球质量为m、电荷量为q,小球半径远小于R,,,静电力常量为k,重力加速度大小为g,绝缘细杆与小球间的动摩擦因数,,。求
(1)小球在c点受到的电场力的大小;
(2)小球在b点的加速度大小;
(3)小球在a点的动能。
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