精品解析:湖南省邵阳市武冈市2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题
2025-06-20
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内容正文:
湖南省邵阳市武冈市2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题
一、单选题(每题只有一个正确答案,每题4分,共6小题,共24分)
1. 常山胡柚是衢州特产,近似球形,为了筛选大小大致相同的胡柚,某农户采用如图所示的简易筛选装置,两根共面但不平行的直杆倾斜放置(与水平面夹角相等),胡柚沿两杆向下加速运动,大小不同的胡柚会落入不同筐中,则( )
A. 杆对胡柚的弹力是因为胡柚发生形变产生的
B. 杆对胡柚的作用力大于胡柚对杆的作用力
C. 胡柚在运动过程中一直处于超重状态
D. 同一个胡柚在不同位置对单根杆的压力大小不同
【答案】D
【解析】
【详解】A.杆对胡柚的弹力是因为杆发生形变产生的,故A错误;
B.根据牛顿第三定律可知,杆对胡柚的作用力等于胡柚对杆的作用力,故B错误;
C.胡柚沿两杆向下加速运动,加速度有竖直向下的分量,所以胡柚在运动过程中一直处于失重状态,故C错误;
D.胡柚受到每根杆的弹力的方向都与杆垂直,但由于两杆不平行,两杆对胡柚的弹力方向不断变化,但由于两杆对胡柚的弹力的合力始终与胡柚所受重力垂直于杆方向的分量相等,所以同一个胡柚在不同位置对单根杆的压力大小不同,故D正确。
故选D。
2. 为备战2022年北京冬奥会,教练指导运动员开展滑雪训练,运动情境可简化为如下模型:将运动员(包括滑板)简化为质量m=50kg的质点,运动员以某一初速度从倾角为37°的山坡底端向上冲,山坡足够长取坡底为重力势能零势能面。运动员的机械能E总和重力势能Ep随离开坡底的高度h的变化规律如图所示。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6。则( )
A. 运动员的初速度=25m/s B. 运动员与山坡间的动摩擦因数为0.03
C. 运动员在山坡上运动的时间为s D. 运动员再次回到坡底时的动能为375J
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于坡底为重力势能为零,则有
解得,运动员的初速度为
故A错误;
B.由图可知,当时,物块运动到最高点,此时高度为
根据能量守恒有
解得,运动员与山坡间的动摩擦因数为
故B错误;
C.运动员从山坡底端向上冲时,根据牛顿第二定律有
则运动员从山坡底端向上冲到最高点所用的时间为
由于
可知运动员到达最高点后将会再次回到坡底,则运动员在山坡上运动的时间不为s,故C错误;
D.运动员从最高点回到坡底,根据能量守恒有
可得,运动员再次回到坡底时的动能为375J,故D正确。
故选D。
3. 表面光滑的四分之一圆柱体紧靠墙角放置,其横截面如图所示。细绳一端固定在竖直墙面上Р点,另一端与质量为m的小球连接,小球在圆柱体上保持静止。已知圆柱体的半径为R,悬点Р与圆柱体圆心О的距离为2.5R,重力加速度大小为g,则圆柱体对小球的支持力大小为( )
A. mg B. mg C. mg D. mg
【答案】A
【解析】
【详解】对小球受力分析,如图所示
利用力的合成法则,可知拉力和支持力的合力与重力等大反向,根据相似三角形原理
解得
故A正确。
4. 图甲为沿顺时针方向转动的水平传送带,将一可视为质点的质量m=1kg的小物块轻放在传送带左端A处,t=6s时恰好到达右端B处,其v-t图如图乙(g=10m/s2),则( )
A. AB间距离为24m
B. 小物块对传送带做功为-16J
C. 传送带对小物块做功为16J
D. 小物块与传送带间因摩擦而产生的热量为16J
【答案】B
【解析】
【详解】A.传送带AB长度即为物块在6s内发生的位移,即图乙0~6s图线与坐标轴所围区域的面积,所以
故A错误;
B.物块对传送带只在加速过程中做功,所以
联立可得
故B正确;
C.传送带对小物块做功为
故C错误;
D.小物块与传送带间因摩擦而产生的热量为
故D错误。
故选B。
5. 如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为的光滑弧形槽静止在足够大的光滑水平面上,底部与水平面平滑相切,一个质量也为的小球从槽顶部由静止下滑,假设小球与弹簧组成的系统在相互作用的全过程无机械能损失,则( )
A. 在下滑过程中,小球对槽的作用力做正功
B. 在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒
C. 被弹簧反弹前后,小球动量大小和方向均发生改变
D. 被弹簧反弹后,小球一定能返回到槽上
【答案】A
【解析】
【详解】A.在下滑过程中,槽的动能增加,重力势能不变,机械能增加,小球对槽的作用力做正功,故A正确;
B.在以后的运动过程中,小球和槽的水平方向动量始终守恒,故B错误;
C.小球与弹簧组成的系统在相互作用的全过程无机械能损失,被弹簧反弹前后,小球速度大小不变,方向相反,小球动量大小不变,方向发生改变,故C错误;
D.小球和槽的水平方向动量守恒,小球和槽分离时小球的速度若小于等于槽的速度,被弹簧反弹后,小球速度大小和与槽分离时的速度大小相等,则小球不能返回到槽上,故D错误。
故选A。
6. 有三根长度皆为的不可伸长的轻绳,其中两根的一端固定在天花板上的O点,另一端分别固定质量均为的小球P和Q,间拴第三根轻绳,两球在恒定的水平外力F让连接的轻绳恰好拉直,如图所示,现将绳剪断,由于阻力,两球将会在新的位置保持平衡,。则下列说法正确的是( )
A.
B. 绳与竖直方向夹角为45°
C. 两球系统机械能减少了
D. F做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】A.对P或Q小球受力分析,受到重力、绳子的拉力、外力F,由受力平衡可解得
A错误;
B.将O、Q间的线烧断后达到新的平衡状态时,对整体进行研究可知,整体受到重力、绳子的拉力、两个等大反向的外力,如图所示
根据水平方向受力平衡可知,对P的拉力的方向竖直向上,沿竖直方向;Q小球受重力、绳的拉力、外力F,由于外力F没有变化,所以绳方向与竖直方向夹角还和原来一样大为30°,B错误;
C.由于系统初、末状态均静止,故系统机械能的减少量等于重力势能的减少量,重力势能的减少量为
故C正确;
D.F对P做负功,对Q不做功,故F对系统做负功,故D错误。
故选C。
二、多选题(每小题5分,共20分。全对的得5分,选对不全得3分,有错选得0分)
7. 一台额定功率为P的起重机从静止开始提升质量为m的重物,重物运动的图像如图所示,图中线段除AB段是曲线外,其余线段都是直线,已知在时刻拉力的功率达到额定功率,之后功率保持不变。下列说法错误的是( )
A. 图像中曲线AB段起重机的加速度越来越大
B. 图像中直线OA段起重机的功率保持不变
C. 在时刻,起重机的拉力最大且为
D. 在时刻,起重机的拉力最大且为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.图像斜率表示加速度,图像中曲线AB段,斜率越来越小,即加速度越来越小,故A项错误,符合题意;
B.图像中直线OA段重物匀加速上升,其加速度不变,有
又因为
功率有
所以其功率在增加,故B项错误,符合题意;
CD.时间内,起重机做匀加速直线运动,拉力为定值,时刻达到额定功率
此后速度增加,功率不变,所以拉力减小,即在时刻起重机的拉力最大,为。
故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选ABD。
8. “双星系统”是指在相互间万有引力的作用下,绕连线上某点做匀速圆周运动的两个孤立星球组成的系统。假设在太空中有星球A、B组成的双星系统绕点做顺时针匀速圆周运动,如图所示,两星球的间距为,公转周期为。为探索该双星系统,向星球B发射一颗人造卫星C,C绕B运行的周期为,轨道半径为,忽略C的引力对双星系统的影响,万有引力常量为。则以下说法正确的是( )
A. 星球A、B的质量之和为
B. 星球A做圆周运动的半径为
C. 星球B做圆周运动的半径为
D. 若A也有一颗周期为的卫星,则其轨道半径一定大于
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力
其中
得两星球质量之和为
故A错误;
BC.C围绕B做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力有
解得
,
故B正确,C错误;
D.若A也有一颗周期为的卫星,则
解得
由于
则
可知其轨道半径一定大于,故D正确;
故选BD。
9. 甲、乙两列简谐横波在时刻的波形如图所示,传播速度均为1cm/s。下列说法正确的是( )
A. 甲的周期为2s
B. 甲与乙的频率之比为
C. 时刻,质点P的位移为零
D. 时刻,质点Q的速度沿y轴正方向
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据左图,可得
又
其中,解得
故A错误;
B.同理,根据右图,可得
又
可得
根据可得
故B正确;
C.由图可知,时刻,质点P在平衡位置,位移为零,故C正确;
D.根据同侧法可知时刻,质点Q的速度沿y轴负方向,故D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示,长木板A静止在光滑水平面上,另一质量为的物体B(可看作质点)以水平速度滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦,之后的运动过程中A、B的速度-时间图像如图乙所示。g取,下列说法正确的是( )
A. 长木板A、物体B所受的摩擦力均与各自运动方向相反
B. A、B之间的动摩擦因数
C. A长度至少为
D. 长木板A的质量是
【答案】BD
【解析】
【详解】A.摩擦力与物体的相对运动方向相反,由题意可知,A木板的运动方向与其摩擦力方向相同,物块B运动方向与其摩擦力方向相反,故A错误;
B.由图像知B的加速度为
可知物块的加速度大小为。对B进行分析有
可解
故B正确;
C.由乙图可知内二者相对运动,位移差为,则A板长度至少为,故C错误;
D.长木板A的加速度大小为
又
联立,解得
即A物体的质量是B物体的两倍,长木板A的质量是,故D正确。
故选BD。
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共18分)
11. 请完成下列实验:
(1)图甲为用单摆测量重力加速度的实验装置。
①实验中的摆球和摆线选用___________(填选项前的字母)。
A.长约1m的细线
B.长约1m的橡皮绳
C.直径约的匀质铁球
D.直径约的匀质木球
②为了提高实验的准确度,多次改变摆线长度进行实验,并测出相应的周期,根据得出的多组数值,以为横坐标、为纵坐标作出图线,得到的图像应是图乙中的___________(填"①""②"或"③"),利用该图线斜率求解重力加速度对测量的结果___________(填“有影响”或“无影响”)。
(2)图丙是利用气垫导轨验证滑块碰撞过程是否动量守恒的实验装置。
①用天平测得两滑块、(包含挡光片)的质量、,用游标卡尺测得两挡光片的宽度均为。
②实验前应调节气垫导轨底部的调节旋钮,使导轨___________;充气后,使滑块由导轨的一侧以一定初速度运动至另一侧,当滑块在导轨上通过光电门1时的挡光时间和通过光电门2时的挡光时间___________时,说明气垫导轨已经调节好。
③将滑块放在两个光电门之间,滑块以一定初速度由光电门1左侧开始向右运动,通过光电门1时的挡光时间为,与滑块相撞后,它们通过光电门1和光电门2时的挡光时间分别为、,则在实验误差允许的范围内,只需验证表达式___________(用测得的物理量表示)成立,就说明滑块碰撞过程中动量守恒。
【答案】(1) ①. AC ②. ① ③. 无影响
(2) ①. 水平 ②. 相等 ③.
【解析】
【小问1详解】
①[1]AB应尽量减小摆线的弹性,以保证摆长不变,故A项正确,B错误;
CD应尽量减小空气阻力的影响,应选择质量大体积小的铁球,故C项正确,D错误。
故选AC。
②[2][3]根据周期公式可得
变形得
斜率,纵截距为,图像应是图乙中的①,利用该图线斜率求解重力加速度对测量的结果无影响。
【小问2详解】
②[1][2]实验前应调节气垫导轨底部的调节旋钮,使导轨水平,当滑块A在导轨上通过光电门1的挡光时间和通过光电门2的挡光时间相等时,说明气垫导轨已经调节好。
③[3]若滑块A、B碰撞过程中动量守恒,则满足
即
两边消去,可得
12. 某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)把木板的一侧垫高,调节木板的倾斜度,使木块在不受牵引力时能拖动纸带沿木板做匀速运动。此处采用的科学方法是_________(填正确答案标号)。
A. 理想化模型法 B. 阻力补偿法 C. 等效替代法 D. 控制变量法
(2)已知交流电源频率为50Hz,启动打点计时器,释放木块,木块在砝码桶的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图乙所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。打B点时木块的速度_________m/s,木块的加速度大小为a=_________(结果保留2位有效数字)
(3)实验时改变砝码桶内砝码的质量,分别测量木块在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a-F关系图像,如图丙所示。此图像的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是_________(填正确答案标号)。
A. 木块与木板之间存在摩擦
B. 木板倾斜角度过大
C. 所用木块的质量过大
D. 所挂的砝码桶及桶内砝码的总质量过大
【答案】 ①. B ②. ③. ④. D
【解析】
【详解】(1)[1]把木板的一侧垫高,调节木板的倾斜度,使木块在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的科学方法是阻力补偿法。
故选B。
(2)[2] 交流电源频率为50Hz,相邻两点间有4个点未画出,相邻两计数点打点周期为
根据中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度,可得打B点时木块的速度为
[3]根据,可得木块的加速度大小为
(3)[4]ABC.由以上分析可知,当木块与木板之间存在摩擦,木板倾斜角度过大,所用木块的质量过大,都不会影响关系图,AB段明显偏离直线,故ABC错误;
D.当所挂的砝码桶内及桶内砖码的总质量太大时,则有木块所受的合外力
造成此现象的主要原因可能是当有砝码桶内及桶内砝码的总质量接近木块及木块上砝码的总质量时,木块受到的合外力小于砝码桶及桶内砝码的总重力,木块的加速度就不成线性增大,实验误差增大,则有图像的AB段明显偏离直线,故D正确。
故选D。
四、解答题(本题3小题,共38分,其中13题10分,14题12分,15题16分。)
13. 随着科技的发展,在科幻小说中出现的星际移民的情节有可能得到实现。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星表面,模拟地球的地理名称,在该行星的“两极”测得重力加速度为g0,在“赤道”表面测得重力加速度为g。已知该行星半径为R,引力常量为G,行星为质量分布均匀球体,求:
(1)该行星的密度;
(2)若给该行星发射一颗静止卫星,求静止卫星的轨道半径r。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)在该行星的“两极”测得重力加速度为g0,则有
又
联立可得该行星的密度为
(2)设该行星自转周期为,在“赤道”表面测得重力加速度为g,则有
联立可得
若给该行星发射一颗静止卫星,根据万有引力提供向心力可得
联立解得静止卫星的轨道半径为
14. “动能回收”是指智能电动汽车在刹车或下坡过程中把机械能转化为电能,其基本原理是车轮带动电机内线圈转动,向动力电池反向充电。某智能电动汽车质量为,以的初动能沿斜坡向下做直线运动。第一次关闭发动机,让车自由滑行,始终受到一个外界施加的阻力,其动能与位移关系如图直线①所示;第二次关闭发动机同时开启“动能回收”装置,比第一次自由滑行时多受到一个线圈提供的阻力,其动能与位移关系如图线②所示。重力加速度为。
(1)第一次关闭发动机,求滑行到时车所受重力的瞬时功率P;
(2)第二次关闭发动机,开启“动能回收”装置运行过程中,共回收的电能。求机械能回收效率(机械能回收效率是指回收的电能占用于发电的机械能的百分比)。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)斜坡的角度为θ,有
汽车的动能有
则重力的瞬时功率为
解得
(2)运行200m,则运动的第一次同样位置,即两次到该位置,汽车的重力势能相等,由题意可知,在车自由滑行时,有
开启动能回收装置后,有
所以用于发电的机械能为
则发电效率为
15. 某种弹射装置的结构如图所示,该装置由三部分组成,传送带左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量的物块A。装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动,使传送带上表面以匀速运动。传送带的右边是一半径、位于竖直平面内的光滑圆轨道。质量的物块B从圆轨道的最高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数,传送带两轴之间的距离。设物块A、B之间发生的是正对弹性碰撞,第一次碰撞前,物块A静止,取。求:
(1)物块B滑到圆轨道的最低点时对轨道的压力大小;
(2)物块B第一次经过传送带末端点时的速度;
(3)物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能;
(4)如果物块A、B每次碰撞后,物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定,而当它们再次碰撞前锁定被解除,求物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间。
【答案】(1)60N;(2)4m/s;(3)12J;(4)8s
【解析】
【详解】(1)设物块B下滑到最低点时的速度大小为,根据动能定理有
解得
物块B滑到最低点时受到的支持力大小为,则有
解得
由牛顿第三定律得,物块B对轨道的压力大小为
(2)设物块B在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为,则由牛顿第二定律得
设物块B通过传送带后运动速度大小为,则有
联立解得
由于
所以物块B的速度
(3)设物块A、B第一次碰撞后的速度大小分别为、,取向左为正方向,根据
,
解得
,
弹簧具有的最大弹性势能等于物块A的初动能
(4)碰撞后物块B沿水平台面向右匀速运动,设物块B在传送带上向右运动的最大位移为,由动能定理得
解得
所以物块B不能通过传送带运动到右边的光滑圆轨道上。当物块B在传送带上向右运动的速度为零后将会沿传送带向左加速运动。根据对称性可以判断,物块B运动到左边台面时的速度大小为
继而与物块A发生第二次碰撞;设第一次碰撞到第二次碰撞之间,物块B在传送带上运动的时间为,由动量定理得
解得
设物块A、B第二次碰撞后的速度大小分别为、,取向左为正方向,根据
,
解得
同理,当物块B在传送带上向右运动的速度为零后,将会沿传送带向左加速运动。可以判断,物块B运动到左边台面时的速度大小为
继而与物块A发生第三次碰撞。则第二次碰撞到第三次碰撞之间,物块B在传送带运动的时间为,由动量定理得
解得
同理计算可知,物块B与物块A第次碰撞后,物块B在传送带上运动的时间为
结合上述有
可知,当时,解得
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湖南省邵阳市武冈市2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题
一、单选题(每题只有一个正确答案,每题4分,共6小题,共24分)
1. 常山胡柚是衢州特产,近似球形,为了筛选大小大致相同的胡柚,某农户采用如图所示的简易筛选装置,两根共面但不平行的直杆倾斜放置(与水平面夹角相等),胡柚沿两杆向下加速运动,大小不同的胡柚会落入不同筐中,则( )
A. 杆对胡柚的弹力是因为胡柚发生形变产生的
B. 杆对胡柚的作用力大于胡柚对杆的作用力
C. 胡柚在运动过程中一直处于超重状态
D. 同一个胡柚在不同位置对单根杆的压力大小不同
2. 为备战2022年北京冬奥会,教练指导运动员开展滑雪训练,运动情境可简化为如下模型:将运动员(包括滑板)简化为质量m=50kg的质点,运动员以某一初速度从倾角为37°的山坡底端向上冲,山坡足够长取坡底为重力势能零势能面。运动员的机械能E总和重力势能Ep随离开坡底的高度h的变化规律如图所示。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6。则( )
A. 运动员的初速度=25m/s B. 运动员与山坡间的动摩擦因数为0.03
C. 运动员在山坡上运动的时间为s D. 运动员再次回到坡底时的动能为375J
3. 表面光滑的四分之一圆柱体紧靠墙角放置,其横截面如图所示。细绳一端固定在竖直墙面上Р点,另一端与质量为m的小球连接,小球在圆柱体上保持静止。已知圆柱体的半径为R,悬点Р与圆柱体圆心О的距离为2.5R,重力加速度大小为g,则圆柱体对小球的支持力大小为( )
A. mg B. mg C. mg D. mg
4. 图甲为沿顺时针方向转动的水平传送带,将一可视为质点的质量m=1kg的小物块轻放在传送带左端A处,t=6s时恰好到达右端B处,其v-t图如图乙(g=10m/s2),则( )
A. AB间距离为24m
B. 小物块对传送带做功为-16J
C. 传送带对小物块做功为16J
D. 小物块与传送带间因摩擦而产生的热量为16J
5. 如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为的光滑弧形槽静止在足够大的光滑水平面上,底部与水平面平滑相切,一个质量也为的小球从槽顶部由静止下滑,假设小球与弹簧组成的系统在相互作用的全过程无机械能损失,则( )
A. 在下滑过程中,小球对槽的作用力做正功
B. 在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒
C. 被弹簧反弹前后,小球动量大小和方向均发生改变
D. 被弹簧反弹后,小球一定能返回到槽上
6. 有三根长度皆为的不可伸长的轻绳,其中两根的一端固定在天花板上的O点,另一端分别固定质量均为的小球P和Q,间拴第三根轻绳,两球在恒定的水平外力F让连接的轻绳恰好拉直,如图所示,现将绳剪断,由于阻力,两球将会在新的位置保持平衡,。则下列说法正确的是( )
A.
B. 绳与竖直方向夹角为45°
C. 两球系统机械能减少了
D. F做的功为
二、多选题(每小题5分,共20分。全对的得5分,选对不全得3分,有错选得0分)
7. 一台额定功率为P的起重机从静止开始提升质量为m的重物,重物运动的图像如图所示,图中线段除AB段是曲线外,其余线段都是直线,已知在时刻拉力的功率达到额定功率,之后功率保持不变。下列说法错误的是( )
A. 图像中曲线AB段起重机的加速度越来越大
B. 图像中直线OA段起重机的功率保持不变
C. 在时刻,起重机的拉力最大且为
D. 在时刻,起重机的拉力最大且为
8. “双星系统”是指在相互间万有引力的作用下,绕连线上某点做匀速圆周运动的两个孤立星球组成的系统。假设在太空中有星球A、B组成的双星系统绕点做顺时针匀速圆周运动,如图所示,两星球的间距为,公转周期为。为探索该双星系统,向星球B发射一颗人造卫星C,C绕B运行的周期为,轨道半径为,忽略C的引力对双星系统的影响,万有引力常量为。则以下说法正确的是( )
A. 星球A、B的质量之和为
B. 星球A做圆周运动的半径为
C. 星球B做圆周运动的半径为
D. 若A也有一颗周期为的卫星,则其轨道半径一定大于
9. 甲、乙两列简谐横波在时刻的波形如图所示,传播速度均为1cm/s。下列说法正确的是( )
A. 甲的周期为2s
B. 甲与乙的频率之比为
C. 时刻,质点P的位移为零
D. 时刻,质点Q的速度沿y轴正方向
10. 如图甲所示,长木板A静止在光滑水平面上,另一质量为的物体B(可看作质点)以水平速度滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦,之后的运动过程中A、B的速度-时间图像如图乙所示。g取,下列说法正确的是( )
A. 长木板A、物体B所受的摩擦力均与各自运动方向相反
B. A、B之间的动摩擦因数
C. A长度至少为
D. 长木板A的质量是
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共18分)
11. 请完成下列实验:
(1)图甲为用单摆测量重力加速度的实验装置。
①实验中的摆球和摆线选用___________(填选项前的字母)。
A.长约1m的细线
B.长约1m的橡皮绳
C.直径约的匀质铁球
D.直径约的匀质木球
②为了提高实验的准确度,多次改变摆线长度进行实验,并测出相应的周期,根据得出的多组数值,以为横坐标、为纵坐标作出图线,得到的图像应是图乙中的___________(填"①""②"或"③"),利用该图线斜率求解重力加速度对测量的结果___________(填“有影响”或“无影响”)。
(2)图丙是利用气垫导轨验证滑块碰撞过程是否动量守恒的实验装置。
①用天平测得两滑块、(包含挡光片)的质量、,用游标卡尺测得两挡光片的宽度均为。
②实验前应调节气垫导轨底部的调节旋钮,使导轨___________;充气后,使滑块由导轨的一侧以一定初速度运动至另一侧,当滑块在导轨上通过光电门1时的挡光时间和通过光电门2时的挡光时间___________时,说明气垫导轨已经调节好。
③将滑块放在两个光电门之间,滑块以一定初速度由光电门1左侧开始向右运动,通过光电门1时的挡光时间为,与滑块相撞后,它们通过光电门1和光电门2时的挡光时间分别为、,则在实验误差允许的范围内,只需验证表达式___________(用测得的物理量表示)成立,就说明滑块碰撞过程中动量守恒。
12. 某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)把木板的一侧垫高,调节木板的倾斜度,使木块在不受牵引力时能拖动纸带沿木板做匀速运动。此处采用的科学方法是_________(填正确答案标号)。
A. 理想化模型法 B. 阻力补偿法 C. 等效替代法 D. 控制变量法
(2)已知交流电源频率为50Hz,启动打点计时器,释放木块,木块在砝码桶的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图乙所示(图中相邻两点间有4个点未画出)。打B点时木块的速度_________m/s,木块的加速度大小为a=_________(结果保留2位有效数字)
(3)实验时改变砝码桶内砝码的质量,分别测量木块在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a-F关系图像,如图丙所示。此图像的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是_________(填正确答案标号)。
A. 木块与木板之间存在摩擦
B. 木板倾斜角度过大
C. 所用木块的质量过大
D. 所挂的砝码桶及桶内砝码的总质量过大
四、解答题(本题3小题,共38分,其中13题10分,14题12分,15题16分。)
13. 随着科技的发展,在科幻小说中出现的星际移民的情节有可能得到实现。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星表面,模拟地球的地理名称,在该行星的“两极”测得重力加速度为g0,在“赤道”表面测得重力加速度为g。已知该行星半径为R,引力常量为G,行星为质量分布均匀球体,求:
(1)该行星的密度;
(2)若给该行星发射一颗静止卫星,求静止卫星的轨道半径r。
14. “动能回收”是指智能电动汽车在刹车或下坡过程中把机械能转化为电能,其基本原理是车轮带动电机内线圈转动,向动力电池反向充电。某智能电动汽车质量为,以的初动能沿斜坡向下做直线运动。第一次关闭发动机,让车自由滑行,始终受到一个外界施加的阻力,其动能与位移关系如图直线①所示;第二次关闭发动机同时开启“动能回收”装置,比第一次自由滑行时多受到一个线圈提供的阻力,其动能与位移关系如图线②所示。重力加速度为。
(1)第一次关闭发动机,求滑行到时车所受重力的瞬时功率P;
(2)第二次关闭发动机,开启“动能回收”装置运行过程中,共回收的电能。求机械能回收效率(机械能回收效率是指回收的电能占用于发电的机械能的百分比)。
15. 某种弹射装置的结构如图所示,该装置由三部分组成,传送带左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量的物块A。装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动,使传送带上表面以匀速运动。传送带的右边是一半径、位于竖直平面内的光滑圆轨道。质量的物块B从圆轨道的最高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数,传送带两轴之间的距离。设物块A、B之间发生的是正对弹性碰撞,第一次碰撞前,物块A静止,取。求:
(1)物块B滑到圆轨道的最低点时对轨道的压力大小;
(2)物块B第一次经过传送带末端点时的速度;
(3)物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能;
(4)如果物块A、B每次碰撞后,物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定,而当它们再次碰撞前锁定被解除,求物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间。
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