内容正文:
物理参考答案
题号
1
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7
8
9
10
答案
D
D
B
C
A
B
C
AD
AC
BD
10【答案】BD
【详解】A.设弹簧的劲度系数为k,初始时刻弹簧的压缩长度为,则B沿斜面方向受力平衡,则
小球A沿圆弧运动到最低点N时,物块C即将离开挡板时,设弹簧的拉伸长度为,则C沿斜面方向受力平衡,则
易得
当小球A沿圆弧运动到最低点N时,B沿斜面运动的位移为
所以
解得, 故A错误;
BC.设小球A到达N点时的速度为,对进行分解,在沿绳子方向的速度
由于沿绳子方向的速度处处相等,所以此时B的速度也为,对A、B、C和弹簧组成的系统,在整个过程中,只有重力和弹簧弹力做功,且A在M和N处,弹簧的形变量相同,故弹性势能不变,弹簧弹力做功为0,重力对A做正功,对B做负功,A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒,可知
解得 故B正确,C错误;
D.小球A由M运动到N的过程中,A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒,则小球A和物块B的机械能之和与弹簧和C的能量之和不变,C一直处于静止状态,弹簧一开始处于压缩状态,之后变为原长,后开始拉伸,则弹性势能先减小后增大,故小球A和物块B的机械能之和先增大后减小,故D正确。
故选BD。
11.【答案】 AB
【解析】(1)[1]根据能量转化可知,设窄片的宽度d,A、B两点间的距离x,弹性势能为Ep,有
,故AB正确CD错误。
(2)[2][3]根据以上分析可知
结合图像可知 ,
弹簧对木块做的总功等于弹性势能,结合图像可知
所以
12.【答案】 ①. 5.50 ②. 2.11 ③. 0.512 ④. ⑤.
(1)[1]由题图可知,相邻计数点间时间间隔为
根据逐差公式可得,系统运动的加速度为
[2]打5点时的速度为
(2)[3]对Q、Z整体分析,根据牛顿第二定律有
对P分析,根据牛顿第二定律有
联立解得,物块Z质量的测量值为
(3)[4]重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于
[5]系统动能的增加量等于
13.【答案】(1)14m/s;(4分)(2)4m/s2;(3分)(3)40.5m(3分)
【解】汽车经历两段运动,斜坡上的匀加速直线运动和水平面上的匀减速直线运动。斜坡上匀加速下滑t1=40s时,由速度时间关系式得--------------------------------------2分
由匀变速直线运动平均速度规律得--------------------------------------2分
(2)水平面上匀减速直线运动t2=3s时,由位移时间关系式---------------------------2分
得
所以匀减速直线运动的加速度大小为4m/s2--------------------------------------1分
(3)制动后,减速时间--------------------------------------1分
因,所以5s时,汽车已经停止运动--------------------------------------3分
14【答案】(1);(3分)(2)当时,;(4分)(3)(6分)
【详解】(1)小球运动到最低点时,由牛顿第二定律------------------------------2分
解得,小球拉断时的速度为--------------------------------------1分
(2)设细线的长为d,小球运动到最低点细线刚好拉断,这时小球的速度为v,则--------------------------------------1分
小球做平抛运动的时间--------------------------------------1分
小球落地点离O点的距离--------------------------------------1分
由数学知识,当时,小球落地点离O点的水平距离为最大,其值为-----------------1分
(3)小球做圆锥摆运动时,设悬线与竖直方向的夹角为时,细线刚好拉断,此时竖直方向--------------------------------------1分
水平方向--------------------------------------1分
细线断时,小球离地面的高度 其中--------------------------------------1分
所以,做平抛运动的水平位移为--------------------------------------1分
小球落地时,离O点的水平距离为--------------------------------------2分
15.【答案】(1),;(3分)(2);(5分)(2)(7分)
【解】(1)物体放上传送带以后,根据牛顿第二定律
解得---------------------------------------1分
根据运动学公式 解得--------------------------------------1分
此时物块的速度为--------------------------------------1分
(2)物体反弹后速度大小为,方向沿着斜面向上,大于传送第的速度,根据牛顿第二定
解得--------------------------------------2分
根据运动学公式
解得第一次反弹后物体速度与传送带相等过程的位移--------------------------------------1分
物体再以加速度为做匀减速运动,继续运动的距离为--------------------------------------1分
第一次反弹物体所能到达距挡板的最大距离--------------------------------------1分
(3)第一次反弹后物体沿着传送带达到最高点后,沿着传送带向下运动,根据运动学公式
挡板反弹后速度大小不变,根据运动学公式--------------------------------------1分
解得第二次反弹后物体速度与传送带相等过程的位移
同理--------------------------------------1分
可得第二次反弹物体所能到达距挡板的最大距离-----------------------------------1分
第二次反弹后物体沿着传送带达到最高点后,沿着传送带向下运动,根据运动学公式
挡板反弹后速度大小不变,根据运动学公式--------------------------------------1分
解得第三次反弹后物体速度与传送带相等过程的位移
同理--------------------------------------1分
可得第二次反弹物体所能到达距挡板的最大距离------------------------------1分
以此类推可知第100次碰撞后物体上升最大距离-----------------------1分
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2024-2025学年下学期初三创新班期末考试试卷
物 理
考试范围:必修一 必修二 考试时间:75分钟
一.单项选择题:(本题共7小题,每小题4分,共28分。)
1. 关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A. 速度发生变化的运动,一定是曲线运动
B. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
C. 做匀速圆周运动的物体,其线速度不变
D. 做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向其轨迹的凹侧
2. 如图为我国高速铁路使用的“复兴号”动车组,假设动车组运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比。若动车以120km/h的速度匀速行驶,发动机的功率为P。 当动车以速度240km/h匀速行驶,则发动机的功率为( )
A. P B. 2P
C. 4P D. 8P
3.如图,两个学生课间玩球,忽略空气阻力,能正确表达球从右边小女孩手中抛出后,到碰到左边小男孩手的过程中,加速度(取竖直向上为正)与动能随时间变化关系正确的图像是( )
A. B. C. D.
4. 一只黄苇鳽双爪紧扣在荷花叶柄上休息,如图所示。某时刻叶柄处于竖直状态,随着一阵微风掠过,鸟和叶柄缓缓倾斜,在此过程中( )
A. 鸟所受合力减小
B. 叶柄所受弹力不变
C. 鸟所受摩擦力减小
D. 叶柄对鸟的力增大
(
D
C
A
B
)5.某飞机用绳索悬挂救援物资赶往火灾现场救援。已知飞机沿水平方向匀速飞行,绳索柔软不可伸长且质量不计。绳索单位长度受到的空气阻力相同,物资受到的空气阻力可忽略。稳定时,绳索的形态最接近( )
6.图甲为某砖坯切割机,原理如图乙所示。工作时,砖坯随水平传送带一起沿直线运动,钢丝在长为R的力臂作用下绕O点转动切割,两者配合保证砖坯的切割面竖直。已知某切割瞬间,传送带的速度为v,钢丝转动的角速度为,力臂与竖直方向的夹角为,则( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,物体A、B质量分别为m、2m,叠放在轻质弹簧上(弹簧下端固定于地面上,上端和物体A拴接)。对B施加一竖直向下、大小为F的外力,使弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处于弹性限度内)后物体A、B处于平衡状态。已知重力加速度为g,F>3mg。现突然撤去外力F,设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN,则在A、B分离前,下列说法正确的是( )
A. 刚D 弹簧恢复原长时FN=2mg
B.撤去外力F时,
C. 弹簧弹力等于F时,
D. 两物体A、B在弹簧恢复原长之前分离
二.多项选择题:(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 2024年11月04日凌晨,神舟十八号载人飞船成功返回地面,叶光富、李聪和李广苏三位航天员圆满完成任务,从神舟十八号与空间站对接算起,航天组成员在轨共计192天。神舟飞船返回过程简化如图所示,椭圆轨道1为载人飞船返回时的运行轨道,圆形轨道2为空间站运行轨道,为轨道切点,为轨道1近地点,离地高度不计。已知轨道2的半径为,地球表面重力加速度为,地球半径为,轨道1的周期为,引力常量为,下列分析或结论正确的是( )
A. 轨道1上点加速度等于轨道2上点加速度
B. 载人飞船在轨道1上经过点时速度为
C. 地球质量
D. 载人飞船运行周期和空间站运行周期之比为
9. “辘轳”是中国古代取水的重要设施,通过转动手柄将轻绳缠绕到半径为R的转筒上,就可以把水桶从井中提起。若某次转动手柄的角速度随时间t变化的图像如图乙所示,经时间把水桶从井底提升到井口,水桶和桶中水的总质量为m,重力加速度大小为g,水桶可看成质点,下列说法正确的是( )
A. 水井的深度为
B. ,水桶做初速度为零的匀加速直线运动
C. 把水桶从井底提升到井口的过程中合力对水桶和桶中水做功为
D. 把水桶从井底提升到井口的过程中克服重力做功的平均功率为
10. 如图所示,挡板P固定在倾角为的斜面左下端,斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道MN连接其圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮,。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接(弹簧平行于斜面),其中物块C紧靠在挡板P处,物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连,初始时刻小球A锁定在M点,细绳与斜面平行,且恰好绷直而无张力,B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定,当小球A沿圆弧运动到最低点N时(物块B未到达M点),物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是( BD )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 小球A到达N点时的速度大小为
C. 小球A到达N点时的速度大小为
D. 小球A由M运动到N的过程中,小球A和物块B的机械能之和先增大后减小
三.实验题(本小题共2小题,共16分)
11.(6分)如图甲所示为某探究小组设计的“用DIS测定动摩擦因数”的实验装置示意图。一长木板固定在水平桌面上,长木板上表面水平,轻弹簧水平放置在长木板上,其右端固定在长木板的C处,左端连一木块,木块上方固定有窄片P,当弹簧处于原长时,木块在A点处,光电门(未画出,用以测量窄片的遮光时间)固定在A点。第一次,将木块向右压缩弹簧使木块移到B点处并由静止释放,记下木块通过A处时窄片的遮光时间t1测出木块的质量m1;第二次,在木块上方增加砝码后,向右压缩弹簧使木块再次移到B点处并由静止释放,木块通过A处记下窄片的遮光时间t2。测出木块和砝码的总质量m2;如此反复多次实验。请回答下列问题:(已知重力加速度大小为g)
(1)为了测量木块与长木板间的动摩擦因数,实验中还需要测量的物理量有_______。
A.窄片的宽度d
B.A、B两点间的距离x
C.木块从B点运动到A点的时间t0
D.弹簧的劲度系数k
(2)在坐标纸上作出窄片遮光时间t的平方的倒数随木块质量的倒数变化的关系图象,如图乙所示,根据图线,求得木块与长木板间的动摩擦因数μ =__________,木块从B点运动到A点的过程,弹簧对木块做的总功WF =_____________。(用含a、b、g及还需要测量的物理量字母表示)
12.(10分). 某同学利用下面方法间接测量物体质量M,并利用此装置验证系统机械能守恒。装置如图甲所示,一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连,重物P、Q质量均为m=200g,在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z,重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连,已知当地重力加速度为g=9.8m/s2。
(1)某次实验中,先接通频率为50Hz的交流电源,再由静止释放系统,得到如图乙所示的纸带,其中s1=4.47cm,s2=5.34cm,s3=6.21cm,s4=7.10cm,s5=7.98cm,s6=8.86cm。则系统运动的加速度a=_____________m/s2,5点的速度v5=_________m/s(保留三位有效数字);
(2)忽略各类阻力,求出物块Z质量的测量值为M=____________kg(保留三位有效数字);
(3)利用纸带还可以验证系统机械能守恒,测量纸带得出1点到5点的距离为h,求出1点速度为v1,5点的速度为v5,根据以上数据,可求重物由1点运动到5点时系统重力势能减少量等于________,系统动能的增加量等于_______,通过数据可得出在误差允许的范围内系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量,则系统机械能守恒(表达式用题中M、m、v1、v5、g、h字母表示)。
四.计算题(共3小题,38分)
13.(10分) 以 36km/h 速度行驶的汽车开始下坡,在坡路上的加速度等于 0.2m/s2。经过 40s 到达坡底,到达在水平面上立即制动,做匀减速直线运动,在制动后的前 3s 前进了 36m.。求:
(1)坡路上行驶的平均速度;
(2)匀减速直线运动的加速度大小;
(3)制动后 5s 发生的位移大小。
14.(13分) 如图所示,质量为m的小球用长为的细线悬于O点,O点离地高度为,细线能承受的最大拉力为,重力加速度为。求:
(1)将小球拉至如图所示的位置,由静止释放小球,小球运动到最低点时细线刚好拉断,则小球拉断时的速度为多少?
(2)在(1)问中,改变细线的长,同时改变小球释放的位置,每次小球到最低点时细线均刚好拉断,则当细线为多长时,小球落地点离O点的水平距离最大,最大为多少?
(3)若悬线长改为L,让小球做圆锥摆运动,改变小球做圆周运动的角速度,使小球做圆锥摆运动时细线刚好拉断,细线断后小球落地点离O点的水平距离为多少?
15. (15分)如图所示,倾斜传送带与水平面的夹角为,底端有一个弹性挡板(物体与挡板碰撞前后速度等大、反向),皮带轮顺时针转动,皮带速度恒为,一个质量为可看成质点的物体,与传送带的摩擦因数,从距挡板处静止释放,试求:(取)
(1)经多长时间物体到达底端与挡板相碰?碰前速度多大?
(2)第一次反弹后物体所能到达的距挡板的最大距离;
(3)第100次碰撞后物体上升的最大距离。
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