内容正文:
德阳五中高2024级2025年秋期入学考试
物理试题
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)组成,共6页;答题卡共3页。满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。
2、选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦干净后再选涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3、考试结束后将答题卡收回。
第I卷(选择题,共46分)
一、本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 由于地球的自转,地球表面上各点均做匀速圆周运动,所以( )
A. 地球表面各处具有相同大小的线速度
B. 地球表面各处具有相同大小的角速度
C. 地球表面各处具有相同大小的向心加速度
D. 地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心
2. 汽车上坡性能主要取决于发动机功率、传动系统效率、轮胎抓地力以及悬挂系统的性能。这些因素共同决定了汽车在爬坡时的表现。如图所示,汽车在圆形拱形桥上进行相关性能测试,若图中汽车正在减速上坡,则汽车此时所受合力F的画法合理的是( )
A. B.
C. D.
3. 物体在恒定的合力F作用下,做直线运动,在时间△t1内速度由0增大到v,在时间△t2内速度由v增大到2v,设F在△t1内做功是W1,冲量是I1,在△t2内做的功是W2,冲量是I2,那么( )
A. , B. ,
C. , D. ,
4. 地球同步卫星的发射过程可以简化如下:卫星先在近地圆形轨道Ⅰ上运动,在点A时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的远地点B时,再次点火进入同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。设卫星质量保持不变,下列说法中正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点时的速率小于
B. 卫星在轨道Ⅱ上A点的机械能小于轨道Ⅱ上B点的机械能
C. 卫星在轨道Ⅱ上A点的速度大于卫星在轨道Ⅲ上B点的速度
D. 卫星在轨道Ⅱ上的运动周期大于在轨道Ⅲ上的运动周期
5. 如图所示,一物块以一定初速度沿粗糙的固定斜面上滑,运动时间t后,回到原位置,已知运动过程中摩擦力大小恒定,初位置为重力势能零势能点,则下列表示物体运动时间t的过程中,关于物体动能,重力势能,机械能,重力功率随时间变化的关系图中正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 贵州首条无人驾驶公交花溪大学城专线于2025年5月4日正式开通。若无人驾驶公交在平直公路上启动后的速度一时间图像如图所示,其中段为直线,段为曲线,段为平行于时间轴的直线。已知段机车的功率保持不变,运动过程中机车所受阻力大小恒定。关于机车的牵引力,下列说法正确的是( )
A. 过程中机车的牵引力越来越大
B. 过程中机车的牵引力保持不变
C. 过程中机车的牵引力一直减小
D. 过程中机车的牵引力大于过程中机车的牵引力
7. 如图所示,排球运动员第一次在点将排球水平击出,排球击中地面上的点;第二次在点将即将落地的排球斜向上击出,排球也击中点。点在点的正下方,第二次排球运动的最高点与点等高,排球两次运动轨迹交点恰好为排球网上端点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 排球两次在空中运动时间相等
B. 排球两次落到点的速度大小相等
C. 、两点的高度差与、两点的高度差之比为
D. 、两点的水平距离与、两点的水平距离之比为
二、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。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 质量为m的物体,由静止开始下落,下落过程的加速度大小为。物体下落h的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 物体的动能增加了 B. 物体的机械能减少了
C. 物体克服阻力所做的功为 D. 物体的重力势能减少了
9. 如图所示,细绳穿过竖直的管子拴住一个小球,用力F拉住细绳,先让小球在A位置所在水平面内做匀速圆周运动,再让小球在B位置所在水平面内做匀速圆周运动。A、B位置在同一竖直线上,不计一切摩擦。则( )
A. 拉力 B. 拉力
C. 小球的角速度 D. 小球的角速度
10. 如图甲所示,两个完全相同的物块A和B(均可视为质点)放在水平圆盘上,它们分居圆心两侧,用不可伸长的轻绳相连,两物块质量均为1 kg。与圆心距离分别为RA和RB,其中RA<RB且RA=1 m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘以不同角速度ω绕轴OO′匀速转动时,绳中弹力FT与ω2的关系如图乙所示,重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A. 物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.1
B. 物块B与圆心距离RB=2 m
C. 当角速度为1 rad/s时,圆盘对A的静摩擦力指向圆心
D. 当角速度为rad/s时,A恰好要相对圆盘发生滑动
第II卷(非选择题,共54分)
三、本大题2小题,每空2分,共16分。
11. 根据公式和,某同学设计如下实验来感受向心力。如图甲所示,用一根细绳(可视为轻绳)一端拴一个小物体,绳上离小物体处标为点,处标为点。将此装置放在光滑水平桌面上(如图乙所示)抢动细绳,使小物体做匀速圆周运动,请另一位同学帮助用秒表计时。
操作一:手握点,使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周,体会此时绳子拉力的大小;
操作二:手握点,使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周,体会此时绳子拉力的大小。
(1)小物体做匀速圆周运动的向心力由_____________提供;
(2)操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同,是为了控制小物体运动的____________相同;
(3)在上述操作中采用的研究方法是____________。
12. 在“验证动量守恒定律”的实验中,先让质量为的球从斜槽轨道上某一固定位置由静止开始滚下,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为的球放在斜槽轨道末端,让球仍从位置由静止滚下,与球碰撞后,在复写纸下面的白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。、、为三个落点的平均位置,点是轨道末端在白纸上的竖直投影点,如图甲所示,并测出、、三点与点间距离分别是、、。回答问题:
(1)实验中,通过测量______间接地测定小球A、B碰撞前后的速度。(填选项前的字母)
A. 小球开始释放的高度h
B. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的水平距离
(2)下列要求,正确的是______。(填选项前的字母)
A. 必须测量小球A开始释放的高度h
B. 斜槽轨道末端的切线必须水平
C. 天平、刻度尺、停表都是本实验必须使用的器材
(3)为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足,若关系式___________成立,则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒;若关系式___________同时成立,则可以认为两球的碰撞为弹性碰撞。(用所测物理量符号表示)
(4)实验时,若斜槽轨道光滑,两小球发生弹性碰撞,且,图乙中的C、D、E是小球三个落点的平均位置,并测出C、D、E三点与O点间距离分别是LC、LD、LE。若关系式___________成立,则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒。(用所测物理量表示)
四、本大题3小题,共38分,要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
13. 滑板运动由冲浪运动演变而来,已被列为奥运会正式比赛项目。如图所示,某滑板爱好者从斜坡上距平台高处由静止开始下滑,水平离开A点后越过壕沟落在水平地面的B点,A、B两点高度差,水平距离。已知人与滑板的总质量,取重力加速度,不计空气阻力,求:
(1)人与滑板从A点运动到B点重力做功的平均功率;
(2)人与滑板从斜坡下滑到A点过程克服阻力做的功。
14. 如图所示,桌面上固定有一半径为R的水平光滑圆轨道,M、N为轨道上的两点,且位于同一直径上,P为MN段的中点。在P点处有一加速器(大小可忽略),小球每次经过P点后,其速度大小都增加v0。质量为m的小球1从N处以初速度v0沿轨道逆时针运动,与静止在M处的小球2发生第一次弹性碰撞,碰后瞬间两球速度大小相等。忽略每次碰撞时间。求:
(1)球1第一次经过P点后瞬间向心力的大小;
(2)球2的质量;
(3)两球从第一次碰撞到第二次碰撞所用时间。
15. 如图所示,m的长木板静置于光滑水平地面上,光滑斜面固定在水平地面上,的右端与斜面平滑连接。可视为质点的小滑块、静止在长木板的中点位置,两滑块之间有弹性势能为J的微型压缩轻弹簧,弹簧左端固定在上,右端与接触但不拴接。瞬间释放弹簧,滑块到达斜面最高点时速度恰好为零(滑块从右侧离开斜面)。已知滑块下表面光滑,质量kg;滑块与长木板质量均为kg,二者间的动摩擦因数,重力加速度取。
(1)求释放弹簧瞬间,滑块、速度大小;
(2)求、两点的竖直高度差;
(3)若改变两滑块的初始位置,使初始位置与长木板右端的距离为(),求释放弹簧后,滑块运动过程中克服摩擦力做的功(不会再次与碰撞)。
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德阳五中高2024级2025年秋期入学考试
物理试题
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)组成,共6页;答题卡共3页。满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。
2、选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦干净后再选涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3、考试结束后将答题卡收回。
第I卷(选择题,共46分)
一、本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 由于地球的自转,地球表面上各点均做匀速圆周运动,所以( )
A. 地球表面各处具有相同大小的线速度
B. 地球表面各处具有相同大小的角速度
C. 地球表面各处具有相同大小的向心加速度
D. 地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心
【答案】B
【解析】
【详解】AB.地球的自转时,地球表面上各点的角速度相同,而线速度v=ωr,v与r成正比,赤道上各点线速度最大,故A错误B正确;
C.根据向心加速度公式,知道向心加速度与半径成正比,赤道上向心加速度最大,故C错误;
D.地球表面各处的向心加速度方向指向地轴方向,只有赤道上指向地心,故D错误.
2. 汽车上坡性能主要取决于发动机功率、传动系统效率、轮胎抓地力以及悬挂系统的性能。这些因素共同决定了汽车在爬坡时的表现。如图所示,汽车在圆形拱形桥上进行相关性能测试,若图中汽车正在减速上坡,则汽车此时所受合力F的画法合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AD.物体做曲线运动时,合外力及加速度指向运动轨迹凹的一侧,故AD错误;
BC.汽车做减速曲线运动,合力与速度夹角为钝角,故C正确,B错误。
故选C。
3. 物体在恒定的合力F作用下,做直线运动,在时间△t1内速度由0增大到v,在时间△t2内速度由v增大到2v,设F在△t1内做功是W1,冲量是I1,在△t2内做的功是W2,冲量是I2,那么( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【分析】根据动能定理研究功的关系,根据动量定理研究冲量的关系.
【详解】根据动能定理:,,则.
根据动量定理:,,知,故D正确,ABC错误.
【点睛】根据动能的变化由动能定理求合力的功、根据动量的变化由动量定理求合力的冲量是这两大定理基本的应用.
4. 地球同步卫星的发射过程可以简化如下:卫星先在近地圆形轨道Ⅰ上运动,在点A时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的远地点B时,再次点火进入同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。设卫星质量保持不变,下列说法中正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点时的速率小于
B. 卫星在轨道Ⅱ上A点的机械能小于轨道Ⅱ上B点的机械能
C. 卫星在轨道Ⅱ上A点的速度大于卫星在轨道Ⅲ上B点的速度
D. 卫星在轨道Ⅱ上的运动周期大于在轨道Ⅲ上的运动周期
【答案】C
【解析】
【详解】A.7.9km/s 是第一宇宙速度,是近地卫星的环绕速度,也是卫星绕地球做圆周运动的最大速度。卫星在轨道Ⅰ上运动时速度约为 7.9km/s,从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ,在A点需要点火加速,所以卫星在轨道 Ⅱ 上经过A点时的速率大于 7.9km/s,故A错误;
B.卫星在椭圆轨道Ⅱ上运动时,只有万有引力做功,机械能守恒,所以卫星在轨道Ⅱ上 A 点的机械能等于轨道Ⅱ上B点的机械能,故B错误;
C.根据
解得
可知
又因为卫星在I轨道A点需要加速才能到II轨道,故有
综合可知,故卫星在轨道Ⅱ上A点的速度大于卫星在轨道Ⅲ上B点的速度,故C正确;
D.根据开普勒第三定律,轨道半长轴越大,周期越长。轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅲ的半径,所以卫星在轨道Ⅱ上的运动周期小于在轨道 Ⅲ 上的运动周期,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,一物块以一定初速度沿粗糙的固定斜面上滑,运动时间t后,回到原位置,已知运动过程中摩擦力大小恒定,初位置为重力势能零势能点,则下列表示物体运动时间t的过程中,关于物体动能,重力势能,机械能,重力功率随时间变化的关系图中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.已知物体向上做匀减速运动,加速度为
物体向上速度与时间的关系
物体向下做的匀加速运动,加速度为
物体向下速度与时间的关系
物体动能为
显然与时间不是线性变化,故A错误;
B.物体向上时重力势能
应为开口向下的抛物线,故B错误;
C.物体机械能为
物体向上与向下过程速度与位移变化规律不同,故C错误;
D.物体重力功率为
与时间呈线性关系,向上过程图线斜率大于向下过程图线斜率,故D正确。
故选D。
6. 贵州首条无人驾驶公交花溪大学城专线于2025年5月4日正式开通。若无人驾驶公交在平直公路上启动后的速度一时间图像如图所示,其中段为直线,段为曲线,段为平行于时间轴的直线。已知段机车的功率保持不变,运动过程中机车所受阻力大小恒定。关于机车的牵引力,下列说法正确的是( )
A. 过程中机车的牵引力越来越大
B. 过程中机车的牵引力保持不变
C. 过程中机车的牵引力一直减小
D. 过程中机车的牵引力大于过程中机车的牵引力
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题可知,段为直线,说明机车的加速度不变,根据牛顿第二定律
可知此阶段机车的牵引力大小不变,故A错误;
B.由题可知,阶段机车以恒定功率运行,根据可知,当功率不变时,速度增大,机车的牵引力减小,故B错误;
C.由题可知阶段机车的牵引力减小,阶段机车匀速行驶,牵引力的大小不变,因此,过程中机车的牵引力先减小后不变,故C错误;
D.根据上述分析可知过程中,机车匀加速启动,此时机车受到的牵引力为
阶段,机车匀速行驶。此阶段机车的牵引力
显然,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,排球运动员第一次在点将排球水平击出,排球击中地面上的点;第二次在点将即将落地的排球斜向上击出,排球也击中点。点在点的正下方,第二次排球运动的最高点与点等高,排球两次运动轨迹交点恰好为排球网上端点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 排球两次在空中运动时间相等
B. 排球两次落到点的速度大小相等
C. 、两点的高度差与、两点的高度差之比为
D. 、两点的水平距离与、两点的水平距离之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.第二次排球运动的最高点d与a点等高,故比较第一次排球从a到b的过程和第二次排球从d到b的过程,这两个过程都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,下落高度一样,运动时间一样,根据运动的对称性可知,第二次从c到d的运动时间也等于第一次从a到b的运动时间,因此两次排球在空中运动时间不相等,故A错误;
B.设a到b的高度差为H,根据平抛运动规律可知,水平方向
由题可知
解得
竖直方向则有
则第一次排球到达b点的速度为
第二次排球到达b点的速度为
显然第一次排球到达b点的速度大于第二次排球到达b点的速度,故B错误;
C.由题可知,排球从a到f的时间和从d到g的时间相等,设为,如下图所示
根据上述分析可知,则有
根据平抛运动的规律可知,从d点平抛运动的物体,在和所用的时间之比为,即
根据运动的独立性可知,
故有,
解得,故C正确;
D.结合上图所示可知
结合上述结论
解得
则、两点的水平距离与、两点的水平距离之比为,故D错误。
故选C。
二、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。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 质量为m的物体,由静止开始下落,下落过程的加速度大小为。物体下落h的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 物体的动能增加了 B. 物体的机械能减少了
C. 物体克服阻力所做的功为 D. 物体的重力势能减少了
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体所受的合力为
由动能定理可得动能的改变量,合力做功为
所以动能增加,故A正确;
BD.物体下降h,则重力势能减小mgh,动能增加,则机械能减小,故BD错误;
C.因为除重力以外其它力做功等于机械能的变化量,机械能减小,可知物体克服阻力做功为,故C正确。
故选AC。
9. 如图所示,细绳穿过竖直的管子拴住一个小球,用力F拉住细绳,先让小球在A位置所在水平面内做匀速圆周运动,再让小球在B位置所在水平面内做匀速圆周运动。A、B位置在同一竖直线上,不计一切摩擦。则( )
A. 拉力 B. 拉力
C. 小球的角速度 D. 小球的角速度
【答案】BC
【解析】
【详解】CD.设绳子与竖直方向夹角为θ,绳子长度为l,小球所在平面距离顶点的竖直高度为h,对小球分析有
解得角速度
其中
联立有
由题意可知,小球从A处到达B处,h减小,则ωA < ωB,故C正确,D错误;
AB.设绳子与竖直方向夹角为θ,小球质量为m,对小球分析有
由题意可知,小球从A处到达B处,变大,轻绳的拉力大小变大,即,故A错误,B正确。
故选BC。
10. 如图甲所示,两个完全相同的物块A和B(均可视为质点)放在水平圆盘上,它们分居圆心两侧,用不可伸长的轻绳相连,两物块质量均为1 kg。与圆心距离分别为RA和RB,其中RA<RB且RA=1 m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘以不同角速度ω绕轴OO′匀速转动时,绳中弹力FT与ω2的关系如图乙所示,重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A. 物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.1
B. 物块B与圆心距离RB=2 m
C. 当角速度为1 rad/s时,圆盘对A的静摩擦力指向圆心
D. 当角速度为rad/s时,A恰好要相对圆盘发生滑动
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.角速度较小时,物块各自受到的静摩擦力f充当向心力,绳中无拉力。根据牛顿第二定律得
因为RA<RB,所以物块B与圆盘间的静摩擦力先达到最大值,随着角速度增大,轻绳出现拉力,拉力和最大静摩擦力的合力充当向心力。对物块B分析
整理得
则根据图像中斜率和截距的数据可得
联立解得,故AB正确;
C.当ω=1rad/s时,由上述方程得绳子中拉力大小
对A,由牛顿第二定律得
解得,故C错误;
D.当A恰好要相对圆盘发生滑动时,其摩擦力为最大值且方向沿半径向外,对A分析有
此时对B分析有
联立解得,故D正确。
故选ABD。
第II卷(非选择题,共54分)
三、本大题2小题,每空2分,共16分。
11. 根据公式和,某同学设计如下实验来感受向心力。如图甲所示,用一根细绳(可视为轻绳)一端拴一个小物体,绳上离小物体处标为点,处标为点。将此装置放在光滑水平桌面上(如图乙所示)抢动细绳,使小物体做匀速圆周运动,请另一位同学帮助用秒表计时。
操作一:手握点,使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周,体会此时绳子拉力的大小;
操作二:手握点,使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周,体会此时绳子拉力的大小。
(1)小物体做匀速圆周运动的向心力由_____________提供;
(2)操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同,是为了控制小物体运动的____________相同;
(3)在上述操作中采用的研究方法是____________。
【答案】(1)绳子拉力
(2)周期(或角速度、转速)
(3)控制变量法
【解析】
【小问1详解】
小物体做匀速圆周运动的向心力由绳子的拉力提供;
【小问2详解】
操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同,是为了控制小物体运动的周期(或角速度、转速)相同;
【小问3详解】
在上述操作中研究向心力与几个物理量之间的关系,采用的研究方法是控制变量法;
12. 在“验证动量守恒定律”的实验中,先让质量为的球从斜槽轨道上某一固定位置由静止开始滚下,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为的球放在斜槽轨道末端,让球仍从位置由静止滚下,与球碰撞后,在复写纸下面的白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。、、为三个落点的平均位置,点是轨道末端在白纸上的竖直投影点,如图甲所示,并测出、、三点与点间距离分别是、、。回答问题:
(1)实验中,通过测量______间接地测定小球A、B碰撞前后的速度。(填选项前的字母)
A. 小球开始释放的高度h
B. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的水平距离
(2)下列要求,正确的是______。(填选项前的字母)
A. 必须测量小球A开始释放的高度h
B. 斜槽轨道末端的切线必须水平
C. 天平、刻度尺、停表都是本实验必须使用的器材
(3)为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足,若关系式___________成立,则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒;若关系式___________同时成立,则可以认为两球的碰撞为弹性碰撞。(用所测物理量符号表示)
(4)实验时,若斜槽轨道光滑,两小球发生弹性碰撞,且,图乙中的C、D、E是小球三个落点的平均位置,并测出C、D、E三点与O点间距离分别是LC、LD、LE。若关系式___________成立,则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒。(用所测物理量表示)
【答案】(1)C (2)B
(3) ①. ②.
(4)
【解析】
【小问1详解】
由于平抛运动的高度H相同,则小球空中运动时间t相同,根据平抛运动规律可知平抛运动初速度
即可通过小球平抛运动的射程x间接表示速度的大小。
故选C。
【小问2详解】
A.为了保证小球到达斜槽末端时的速度相同,需要保证小球从同一高度h释放,但不需要测量h,故A错误;
B.斜槽轨道末端切线必须水平,这样小球才能做平抛运动,故B正确;
C.不需要停表,因为平抛运动时间由高度决定,用天平测质量、刻度尺测距离即可,故C错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]分析可知未放B球前,A球落点为P,放上B球发生碰撞后,A球、B球落地分别为M、N,规定向右为正方向,根据动量守恒有
整理得
[2]若为弹性碰撞,则有
整理得
可知若以上两个表达式同时成立,则可以认为两球的碰撞为弹性碰撞。
【小问4详解】
实验时,若斜槽轨道光滑、两小球发生弹性碰撞,由于,可知碰撞后要反弹,故未放B球前,A球落点为E,放上B球发生碰撞后,A球、B球落地分别为C、D,规定向右为正方向,有
整理得
四、本大题3小题,共38分,要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
13. 滑板运动由冲浪运动演变而来,已被列为奥运会正式比赛项目。如图所示,某滑板爱好者从斜坡上距平台高处由静止开始下滑,水平离开A点后越过壕沟落在水平地面的B点,A、B两点高度差,水平距离。已知人与滑板的总质量,取重力加速度,不计空气阻力,求:
(1)人与滑板从A点运动到B点重力做功的平均功率;
(2)人与滑板从斜坡下滑到A点过程克服阻力做的功。
【答案】(1)
(2)420J
【解析】
【小问1详解】
人与滑板从A点运动到B点做平抛运动,在竖直方向
解得运动时间为
重力做功为
则重力做功的平均功率为
【小问2详解】
人与滑板从A点运动到B点做平抛运动,在水平方向
解得
人与滑板从斜坡下滑到A点过程,根据动能定理
解得
14. 如图所示,桌面上固定有一半径为R的水平光滑圆轨道,M、N为轨道上的两点,且位于同一直径上,P为MN段的中点。在P点处有一加速器(大小可忽略),小球每次经过P点后,其速度大小都增加v0。质量为m的小球1从N处以初速度v0沿轨道逆时针运动,与静止在M处的小球2发生第一次弹性碰撞,碰后瞬间两球速度大小相等。忽略每次碰撞时间。求:
(1)球1第一次经过P点后瞬间向心力的大小;
(2)球2的质量;
(3)两球从第一次碰撞到第二次碰撞所用时间。
【答案】(1);(2)3m;(3)
【解析】
【详解】(1)球1第一次经过P点后瞬间速度变为2v0,所以
(2)球1与球2发生弹性碰撞,且碰后速度大小相等,说明球1碰后反弹,则
联立解得
,
(3)设两球从第一次碰撞到第二次碰撞所用时间为Δt,则
所以
15. 如图所示,m的长木板静置于光滑水平地面上,光滑斜面固定在水平地面上,的右端与斜面平滑连接。可视为质点的小滑块、静止在长木板的中点位置,两滑块之间有弹性势能为J的微型压缩轻弹簧,弹簧左端固定在上,右端与接触但不拴接。瞬间释放弹簧,滑块到达斜面最高点时速度恰好为零(滑块从右侧离开斜面)。已知滑块下表面光滑,质量kg;滑块与长木板质量均为kg,二者间的动摩擦因数,重力加速度取。
(1)求释放弹簧瞬间,滑块、速度大小;
(2)求、两点的竖直高度差;
(3)若改变两滑块的初始位置,使初始位置与长木板右端的距离为(),求释放弹簧后,滑块运动过程中克服摩擦力做的功(不会再次与碰撞)。
【答案】(1)
(2)h=0.1m (3)或
【解析】
【小问1详解】
设释放弹簧瞬间,滑块A、B瞬间获得的速度大小分别为,,规定向右为正方向,根据动量守恒有
因为
代入题中数据,联立解得,
【小问2详解】
由于滑块A下表面光滑,在滑块B被弹开后,长木板静止,B运动到Q点的过程中,由动能定理
解得h=0.1m
【小问3详解】
小滑块A、B放在长木板C的中央时,小物块B恰好能到达最高点Q,此时k=0.5
①若,B能达到Q点并飞出不会返回,故B克服摩擦力做的功为
②若,则B先滑上斜面后返回长木板,在长木板上滑动,最后再与长木板C共速,设释放弹簧后滑块B向右运动到长木板最右端时的速度为,则由动能定理
B从斜面返回到长木板右端时,其速度大小仍为,B与C共速前,B不会与A碰撞,设B与C共速时的速度大小为v,有
滑块B运动过程中克服摩擦力做的功为
联立解得
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