内容正文:
濮阳市一高(2023级)高三上学期开学质量检测
物理试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,总分100分;考生作答时,将答案答在答题卡上,在本试卷上答题无效;考试时间为75分钟。
第Ⅰ卷 选择题部分(46分)
一、单项选择题(本题共7道小题,每小题4分,共28分;每小题只有一个选项符合题意)
1. 汽车在平直的公路上行驶,发现险情紧急刹车,汽车立即做匀减速直线运动直到停车。已知汽车刹车时第1秒内的位移为13m,在最后1秒内的位移为2m,则下列说法正确的是( )
A. 汽车加速度大小是
B. 汽车的初速度大小是
C. 汽车前4秒内的位移是28m
D. 汽车在第1秒末的速度是
【答案】D
【解析】
【详解】A.汽车在最后1秒内的位移为2m。将刹车逆过程视为初速度为0的匀加速运动,由公式 ()
整理得,故加速度大小为4m/s2,A错误。
B.第1秒内的位移为13m,由匀减速公式 ,代入、,解得,B错误。
C.刹车总时间
前4秒的位移等于总位移,与28m不符,C错误。
D.第1秒末的速度 ,D正确。
故选D。
2. 如图所示,A、B两球质量相等,光滑斜面的倾角为。图甲中A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻杆相连。系统静止时,挡板C与斜面垂直,弹簧、轻杆均与斜面平行,重力加速度为g。在突然撤去挡板的瞬间,则下列说法中正确的是( )
A. 图甲中B球的加速度为
B. 图甲中A球的加速度为
C. 图乙中AB两球间杆的作用力不为零
D. 图乙中A球的加速度为零
【答案】A
【解析】
【详解】AB.撤去挡板前,挡板对B球的弹力大小为2mgsinθ,因弹簧弹力不能突变,而杆的弹力会突变,所以撤去挡板瞬间,图甲中A球所受合力为零,加速度为零,B球所受合力为2mgsinθ,加速度为2gsinθ;故A正确B错误;
CD.图乙中杆的弹力突变为零,A、B球所受合力均为mgsinθ,加速度均为gsinθ,故CD错误。
故选A。
3. 一小船在静水中的速度为,它在一条河宽150m,流速为的河流中渡河,则下列说正确的是( )
A. 小船渡河时间不少于60s
B. 小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为150m
C. 小船以最短位移渡河时,位移大小为250m
D. 小船以最短位移渡河时,时间为60s
【答案】C
【解析】
【详解】A.当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短
故A错误;
B.船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移
即它沿水流方向的位移大小为250m,故B错误;
C.因为水流速度大于船的静水速度,所以船不能垂直渡河,如图所示
当合速度与静水速度的方向垂直时,合速度与水流速度的夹角最大,渡河位移最小,则
则渡河的最小位移
故C正确;
D.若船以最短位移渡河时,时间为
故D错误。
故选C。
4. 如图所示,桌面上固定一个光滑的竖直挡板,现将一个质量一定的重球A与截面为三角形的垫块B叠放在一起,用水平外力F缓慢向左推动B,使球慢慢升高,设各接触面均光滑,则该过程中,下列说法中正确是( )
A. A和B均受三个力作用而平衡
B. 推力F的大小越来越大
C. A对B的压力恒定不变
D. B对桌面的压力逐渐变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.球A受到的力有自身的重力、挡板的弹力和垫块B的支持力共三个,处于平衡;但垫块B除自身重力和桌面对它的支持力外,还受推力F和球A对它的压力,共四个力作用,故A错误;
B.对垫块B受力分析,设球A对垫块的压力为(其方向斜向右下)。根据平衡条件可知,水平方向则有
再对球A受力分析,竖直方向则有
解得
由牛顿第三定律可知
联立可得
可见F为常量,故B错误。
C.根据上述分析可知,球A对B的压力
与球上升高度无关,恒定不变,故C正确。
D.根据题意,对整体受力分析,竖直方向上则有
根据牛顿第三定律可知,B对桌面的压力大小也为,即B对桌面的压力不变,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,足够长的质量的木板静止在粗糙的水平地面上,质量1kg的物块静止在长木板的左端,物块和长木板之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,长木板和地面之间的动摩擦因数,重力加速度g取。现对物块施加一水平向右的恒力F,则下列说法中正确的是( )
A. 若,物块和长木板发生相对滑动
B. 若,长木板的加速度为
C. 若,物块和长木板之间的摩擦力为1N
D. 若,物块的加速度为
【答案】C
【解析】
【详解】长木板和物块之间的最大摩擦力大小为
长木板和地面之间的最大静摩擦力大小
当时,长木板和物块均保持静止;设当二者恰好发生相对滑动时的拉力为,加速度为,则对物块,有
对长木板和物块整体,有,
解得
故当时,物块相对于长木板静止,二者以共同的加速度开始运动;当时,长木板相对于物块滑动。
A.当,物块和长木板不会发生相对滑动,A错误;
B.当,物块和长木板发生相对滑动,长木板的加速度为
解得,B错误;
C.,物块和长木板之间发生了相对滑动,物块和长木板之间的摩擦力为,C正确;
D.若,根据牛顿第二定律,物块的加速度为
解得,D错误。
故选C。
6. 如图所示,某同学在距离篮筐一定距离的地方起跳投篮,篮球在A点出手时与水平方向成60°角,速度大小为v0,在C点入框时速度与水平方向成角。现将篮球简化成质点,忽略空气阻力,取重力加速度为g,则下列分析正确的是( )
A. 篮球在空中飞行过程中,单位时间内的速度变化量大小改变
B. AC两点的高度差大小为
C. 篮球在最高点时重力势能的大小是动能大小的2倍
D. 篮球在C点时候的速度大小为v0
【答案】B
【解析】
【详解】A.篮球在空中飞行过程中,仅受重力作用,做匀变速曲线运动,故单位时间内的速度变化量大小不变,A错误;
B.A点竖直方向上和水平方向上的分速度分别为
,
C点竖直方向上分速度为
竖直方向上可视为竖直上爬运动,根据运动学关系可得AC两点的高度差大小为
B正确;
C.未确定重力势能的零势能面,故篮球在最高点时重力势能的大小与动能大小的无法比较,C错误;
D.篮球在C点时候的速度大小为
D错误。
故选B。
7. 如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为l的轻质细线悬于B点,使小球在水平面内做匀速圆周运动,轨迹圆圆心为O,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 细线与竖直方向夹角为时,小球运动的角速度大小为
B. 保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时,细线越长,小球运动的周期越短
C. 保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时,细线越长,小球运动的周期越长
D. 保持细线与竖直方向夹角不变时,细线越短,小球运动的角速度越大
【答案】D
【解析】
【详解】AD.细线与竖直方向夹角为时,有
解得
保持细线与竖直方向夹角不变时,细线越短,小球运动的角速度越大,故A错误,D正确;
BC.保持轨迹圆的圆心到悬点B的距离不变,改变绳长,根据牛顿第二定律得
解得
则周期
可知周期T与细线长度无关,故BC错误。
故选D。
二、多项选择题(本题共3道小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)
8. A、B两个物体(可以看作质点)沿x轴正方向运动,其中A物体从坐标原点由静止开始运动,它的位置坐标随时间的变化关系如图甲所示(曲线为抛物线;O为抛物线的顶点),B物体从处开始运动,速度—时间图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. B的加速度小于A的加速度
B. 相遇前A、B距离最大时A的速度为
C. 在时A、B相遇
D. A、B可能相遇两次
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设的加速度为,结合图甲可知,A做初速度为零的匀加速直线运动,满足
解得
设B的加速度为,结合图乙可知
解得,
所以,A正确;
B.当、B速度相等时,、B距离最大,即满足
解得,,B错误;
C.B物体发生的位移
当、B相遇时有
解得,C正确;
D.共速时还没有追上B,共速后追上B,此时的速度大于B的速度,且的加速度大于B的加速度,所以、B只能相遇一次,D错误。
故选AC。
9. 由于地球自转的影响,地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。已知地球表面两极处的重力加速度大小为,在赤道处的重力加速度大小为g,地球自转的周期为T,引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体。下列说法不正确的是( )
A. 质量为m的物体在地球北极受到的重力大小为
B. 质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为mg
C. 地球的半径为
D. 地球的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.地球表面两极处的重力加速度大小为,质量为m的物体在地球北极受到的重力大小为。故A正确;
B.质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小等于其在地球两极受到的万有引力,大小为mg0,故B错误;
C.设地球半径为R,在地球赤道上随地球自转物体的质量为m,由牛顿第二定律可得
故C正确;
D.设地球质量为M,地球半径为R,质量为m的物体在地球表面两极处受到的地球引力等于其重力,可得
又
则有
故D正确。
选不正确的,故选B。
10. 长3L的轻杆两端分别固定有质量均为2m的小铁球,杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置,然后由静止释放,当杆到达竖直位置时,下列说法中正确的是( )
A. 球1的速度为
B. 球2的速度为
C. 轻杆对球2的作用力F的大小
D. 轻杆对球2做功为
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.系统机械能守恒,可得
根据,可得
联立解得,
故AB正确。
C.对球2受力分析,由牛顿第二定律可得
解得,故C错误。
D.由动能定理,可得
解得,故D错误。
故选AB。
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
三、实验探究题:(本题共2小题,第11题6分,第12题10分,总共16分)
11. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,要用到电火花打点计时器,其电源频率为50Hz。
某同学在实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻计数点之间还有四个点未画出:
(1)实验时纸带的_________端与小车相连;(选填“左”或“右”)
(2)计算打下E点时小车的瞬时速度为_________(计算结果保留两位有效数字);
(3)计算出小车的加速度为_________(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)左 (2)0.64
(3)0.80
【解析】
【小问1详解】
从左到右,点间距逐渐增大,说明物体加速运动,所以实验时纸带的左端与小车相连。
【小问2详解】
纸带上两相邻计数点之间还有4个点未画出,则两个计数点的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上E点时小车的瞬时速度
【小问3详解】
根据匀变速直线运动的推论,得
12. 某小组利用如图所示的气垫导轨实验装置探究“物体受力一定时加速度与物体质量的关系”。已知滑块(包括拉力传感器、遮光条)的质量。请回答下列问题:
(1)不挂托盘,开启气源,反复调节导轨下方的螺丝,直至推动滑块后,遮光条通过光电门1的挡光时间__________(选填“大于”“等于”或“小于”)通过光电门2的挡光时间。
(2)挂上托盘,调节定滑轮的高度,使导轨上方细线与导轨平行。移动滑块,让遮光条从光电门1的右侧恰好不遮光的位置由静止释放,滑块向左滑动,拉力传感器的示数为0.42N,记录遮光条从光电门1运动到光电门2的时间,__________(选填“需要”或“不需要”)满足托盘及砝码的总质量远小于滑块的质量。
(3)在滑块上添加已知质量的钩码,在托盘中应适当__________(选填“增大”或“减小”)砝码质量,重新让遮光条从光电门1的右侧恰好不遮光的位置由静止释放,运动过程中拉力传感器的示数应保持为__________N,记录遮光条从光电门1运动到光电门2的时间。
(4)保持光电门1到光电门2的距离L不变,多次实验,可获得多组遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t、滑块及钩码的总质量M的数据,作出t2−M图像如图所示,根据如图可以得出结论:物体受力一定时,加速度与物体质量成反比。还可以求出两个光电门之间的距离L=__________m。
【答案】(1)等于 (2)不需要
(3) ①. 减小 ②. 0.42
(4)0.63
【解析】
【小问1详解】
不挂托盘的情况下,开启气源,反复调节导轨下方的螺丝,推动滑块后遮光条通过两个光电门的遮光时间相等,说明导轨水平。
【小问2详解】
由于细线的拉力大小是通过拉力传感器测出的,不需要满足托盘及砝码的总质量远小于滑块的质量。
【小问3详解】
[1][2]由于本实验的目的是探究物体受力一定时加速度与物体质量的关系,所以应保证滑块受到的合力恒定,即应保证拉力传感器的示数仍为0.42N。若在滑块上添加已知质量的钩码后,托盘及砝码的加速度减小,细线的拉力将变大,所以应减小托盘中的砝码质量。
【小问4详解】
由牛顿第二定律可得
又由运动学公式有
联立可得
结合题图得
又
解得两个光电门之间的距离为
四、计算题(本题有3个小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图,重物A和B的质量分别为mA=3kg、mB=2kg,斜面体质量为M=4kg,滑轮和绳质量及其之间的摩擦不计,整个装置均静止,g取10m/s2,试求:
(1)地面给斜面体的支持力大小,以及地面给斜面体的摩擦力f大小和方向;
(2)设A与斜面动摩擦因数为0.5,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求在A保持静止的情况下,重物B的质量的取值范围。
【答案】(1)80N,,方向向左;(2)
【解析】
【详解】(1)对滑轮受力分析
根据平衡条件可得
解得绳中张力F的大小
将斜面体和A及其上面的滑轮视为整体,根据平衡条件可得
竖直方向
水平方向
方向向左。
(2)对A受力分析,A受到重力、斜面的支持力、绳子的拉力以及斜面的摩擦力,根据平衡条件可得,当摩擦力向下时
解得
当摩擦力向上时
解得
则重物B的质量的取值范围
14. 在某次对新型汽车性能测试中,一辆质量的小汽车在水平路面上由静止开始沿直线运动,末达到额定功率,之后保持额定功率运动。汽车的图像如图所示,其中除时间段图像是曲线外,其余时间段图像均为直线,汽车受到地面的阻力为车重力的0.1倍,重力加速度,求:
(1)汽车在前内的牵引力大小;
(2)汽车运动速度的最大值;
(3)内汽车运动的位移大小。
【答案】(1)
(2)
(3)200m
【解析】
【小问1详解】
由图像可知前内汽车做匀加速直线运动,则加速度为
由题意可得
由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
汽车时功率达到额定功率,则额定功率
由图像可知在时刻汽车的速度达到最大值,此时牵引力等于阻力,则有
【小问3详解】
由图像可知汽车在至做加速度减小的加速运动,则时速度
时速度
加速时间为
由动能定理可得
代入数据解得x = 200m
【点睛】本题考查了汽车恒定加速度启动的问题,理清整个过程中的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解,知道牵引力等于阻力时,汽车的速度最大。
15. 如图所示,竖直平面内固定半径R=7.6m的光滑圆弧轨道,轨道的M处与水平传送带相切。传送带与左侧紧靠的水平台面等高,台面的PN部分粗糙,PN的长度s=2.5m,P点左侧光滑。水平放置的轻质弹簧左端固定、处于原长状态。质量m=1.0kg的小物块(可视为质点)从A点由静止沿圆弧轨道下滑。O为圆心,半径OM竖直,OA与OM的夹角θ=60°,已知传送带的长度L=5.0m,始终以速度v=6.0m/s顺时针转动,物块与台面PN部分、物块与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.2,取重力加速度g=10m/s2,弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)物块第一次下滑到圆弧末端M处对轨道的压力大小;
(2)弹簧被压缩后具有的最大弹性势能Ep;
(3)物块在PN部分通过的总路程x0。
【答案】(1)20N (2)23J
(3)9m
【解析】
【详解】(1)设物块下滑到M处的速度为,由动能定理有
解得
在圆弧末端M处,有
解得
又由牛顿第三定律可知对轨道压力
(2)小物块滑上传送带到弹簧被压缩最短,根据动能定理有
解得
则弹簧被压缩后具有的最大弹性势能
(3)物块被弹簧弹回,设滑到N点时的速度为v1,则有
解得
则物块在PN部分通过的路程
由于
则物块滑上传送带后,与传送带保持相对静止,直至M点再滑上右侧圆弧轨道,又以原速率返回到传送带上,物块向左运动能通过传送带,设通过后的速度为v2,则有
解得
物块滑出传送带继续向左运动,直至最终静止,设在PN部分通过的路程为,则有
解得
则物块在PN部分通过的总路程
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物理试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,总分100分;考生作答时,将答案答在答题卡上,在本试卷上答题无效;考试时间为75分钟。
第Ⅰ卷 选择题部分(46分)
一、单项选择题(本题共7道小题,每小题4分,共28分;每小题只有一个选项符合题意)
1. 汽车在平直的公路上行驶,发现险情紧急刹车,汽车立即做匀减速直线运动直到停车。已知汽车刹车时第1秒内的位移为13m,在最后1秒内的位移为2m,则下列说法正确的是( )
A. 汽车加速度大小是
B. 汽车的初速度大小是
C. 汽车前4秒内的位移是28m
D. 汽车在第1秒末的速度是
2. 如图所示,A、B两球质量相等,光滑斜面的倾角为。图甲中A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻杆相连。系统静止时,挡板C与斜面垂直,弹簧、轻杆均与斜面平行,重力加速度为g。在突然撤去挡板的瞬间,则下列说法中正确的是( )
A. 图甲中B球的加速度为
B. 图甲中A球的加速度为
C. 图乙中AB两球间杆的作用力不为零
D. 图乙中A球的加速度为零
3. 一小船在静水中的速度为,它在一条河宽150m,流速为的河流中渡河,则下列说正确的是( )
A. 小船渡河时间不少于60s
B. 小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为150m
C. 小船以最短位移渡河时,位移大小为250m
D. 小船以最短位移渡河时,时间为60s
4. 如图所示,桌面上固定一个光滑的竖直挡板,现将一个质量一定的重球A与截面为三角形的垫块B叠放在一起,用水平外力F缓慢向左推动B,使球慢慢升高,设各接触面均光滑,则该过程中,下列说法中正确是( )
A. A和B均受三个力作用而平衡
B. 推力F的大小越来越大
C. A对B的压力恒定不变
D. B对桌面的压力逐渐变大
5. 如图所示,足够长的质量的木板静止在粗糙的水平地面上,质量1kg的物块静止在长木板的左端,物块和长木板之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,长木板和地面之间的动摩擦因数,重力加速度g取。现对物块施加一水平向右的恒力F,则下列说法中正确的是( )
A. 若,物块和长木板发生相对滑动
B. 若,长木板的加速度为
C. 若,物块和长木板之间的摩擦力为1N
D. 若,物块的加速度为
6. 如图所示,某同学在距离篮筐一定距离的地方起跳投篮,篮球在A点出手时与水平方向成60°角,速度大小为v0,在C点入框时速度与水平方向成角。现将篮球简化成质点,忽略空气阻力,取重力加速度为g,则下列分析正确的是( )
A. 篮球在空中飞行过程中,单位时间内的速度变化量大小改变
B. AC两点的高度差大小为
C. 篮球在最高点时重力势能的大小是动能大小的2倍
D. 篮球在C点时候的速度大小为v0
7. 如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为l的轻质细线悬于B点,使小球在水平面内做匀速圆周运动,轨迹圆圆心为O,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 细线与竖直方向夹角为时,小球运动的角速度大小为
B. 保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时,细线越长,小球运动的周期越短
C. 保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时,细线越长,小球运动的周期越长
D. 保持细线与竖直方向夹角不变时,细线越短,小球运动的角速度越大
二、多项选择题(本题共3道小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)
8. A、B两个物体(可以看作质点)沿x轴正方向运动,其中A物体从坐标原点由静止开始运动,它的位置坐标随时间的变化关系如图甲所示(曲线为抛物线;O为抛物线的顶点),B物体从处开始运动,速度—时间图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. B的加速度小于A的加速度
B. 相遇前A、B距离最大时A的速度为
C. 在时A、B相遇
D. A、B可能相遇两次
9. 由于地球自转的影响,地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。已知地球表面两极处的重力加速度大小为,在赤道处的重力加速度大小为g,地球自转的周期为T,引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体。下列说法不正确的是( )
A. 质量为m的物体在地球北极受到的重力大小为
B. 质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为mg
C. 地球的半径为
D. 地球的密度为
10. 长3L的轻杆两端分别固定有质量均为2m的小铁球,杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置,然后由静止释放,当杆到达竖直位置时,下列说法中正确的是( )
A. 球1的速度为
B. 球2的速度为
C. 轻杆对球2的作用力F的大小
D. 轻杆对球2做功为
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
三、实验探究题:(本题共2小题,第11题6分,第12题10分,总共16分)
11. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,要用到电火花打点计时器,其电源频率为50Hz。
某同学在实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻计数点之间还有四个点未画出:
(1)实验时纸带的_________端与小车相连;(选填“左”或“右”)
(2)计算打下E点时小车的瞬时速度为_________(计算结果保留两位有效数字);
(3)计算出小车的加速度为_________(计算结果保留两位有效数字)。
12. 某小组利用如图所示的气垫导轨实验装置探究“物体受力一定时加速度与物体质量的关系”。已知滑块(包括拉力传感器、遮光条)的质量。请回答下列问题:
(1)不挂托盘,开启气源,反复调节导轨下方的螺丝,直至推动滑块后,遮光条通过光电门1的挡光时间__________(选填“大于”“等于”或“小于”)通过光电门2的挡光时间。
(2)挂上托盘,调节定滑轮的高度,使导轨上方细线与导轨平行。移动滑块,让遮光条从光电门1的右侧恰好不遮光的位置由静止释放,滑块向左滑动,拉力传感器的示数为0.42N,记录遮光条从光电门1运动到光电门2的时间,__________(选填“需要”或“不需要”)满足托盘及砝码的总质量远小于滑块的质量。
(3)在滑块上添加已知质量的钩码,在托盘中应适当__________(选填“增大”或“减小”)砝码质量,重新让遮光条从光电门1的右侧恰好不遮光的位置由静止释放,运动过程中拉力传感器的示数应保持为__________N,记录遮光条从光电门1运动到光电门2的时间。
(4)保持光电门1到光电门2的距离L不变,多次实验,可获得多组遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t、滑块及钩码的总质量M的数据,作出t2−M图像如图所示,根据如图可以得出结论:物体受力一定时,加速度与物体质量成反比。还可以求出两个光电门之间的距离L=__________m。
四、计算题(本题有3个小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图,重物A和B的质量分别为mA=3kg、mB=2kg,斜面体质量为M=4kg,滑轮和绳质量及其之间的摩擦不计,整个装置均静止,g取10m/s2,试求:
(1)地面给斜面体的支持力大小,以及地面给斜面体的摩擦力f大小和方向;
(2)设A与斜面动摩擦因数为0.5,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求在A保持静止的情况下,重物B的质量的取值范围。
14. 在某次对新型汽车性能测试中,一辆质量的小汽车在水平路面上由静止开始沿直线运动,末达到额定功率,之后保持额定功率运动。汽车的图像如图所示,其中除时间段图像是曲线外,其余时间段图像均为直线,汽车受到地面的阻力为车重力的0.1倍,重力加速度,求:
(1)汽车在前内的牵引力大小;
(2)汽车运动速度的最大值;
(3)内汽车运动的位移大小。
15. 如图所示,竖直平面内固定半径R=7.6m的光滑圆弧轨道,轨道的M处与水平传送带相切。传送带与左侧紧靠的水平台面等高,台面的PN部分粗糙,PN的长度s=2.5m,P点左侧光滑。水平放置的轻质弹簧左端固定、处于原长状态。质量m=1.0kg的小物块(可视为质点)从A点由静止沿圆弧轨道下滑。O为圆心,半径OM竖直,OA与OM的夹角θ=60°,已知传送带的长度L=5.0m,始终以速度v=6.0m/s顺时针转动,物块与台面PN部分、物块与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.2,取重力加速度g=10m/s2,弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)物块第一次下滑到圆弧末端M处对轨道的压力大小;
(2)弹簧被压缩后具有的最大弹性势能Ep;
(3)物块在PN部分通过的总路程x0。
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