精品解析:四川省绵阳市绵阳润禾实验高级中学2025-2026学年高三上学期入学考试物理试卷
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内容正文:
润禾实验高级中学高2023级2025-2026学年度上期
高三年级入学考试物理试卷
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3、考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 物体的空间位置随时间的变化称为运动,关于运动下列说法正确的是( )
A. 将运动物体看成质点,运用了等效替代的科学方法
B. 位移是矢量,路程是标量;二者都是描述物体位置变化的物理量
C. 加速度描述速度变化的快慢。由可知,与成正比,与成反比
D. 平均速度公式;当趋近时,这个平均速度就叫做某个时刻的瞬时速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.将运动物体看成质点,运用了理想化模型的科学方法,故A错误
B.位移是矢量,路程是标量,位移是描述物体位置变化的物理量,而路程是描述物体运动轨迹的物理量,故B错误
C.加速度描述速度变化的快慢,是比值定义式,则由可知,与无关,与也无关,故C错误
D.平均速度公式,当趋近时,这个平均速度就叫做某个时刻的瞬时速度,故 D正确。
故选D。
2. 如图所示,在粗糙水平面上有一个小物块,在拉力F的作用下向右匀速直线运动,物块与水平面之间的动摩擦因数,拉力与水平面之间的夹角θ,当θ从0逐渐增大到60°的过程中,物块的速度不变,力F始终在竖直平面内,则以下说法错误的是( )
A. 物块受到的摩擦力变小
B. 物块受到的支持力变小
C. 拉力F先变小后变大
D. 拉力F一直减小
【答案】D
【解析】
【详解】CD.以物体为研究对象,受到重力、支持力、拉力和摩擦力,如图所示。
物块在F的作用下向右做匀速直线运动,根据平衡条件可得摩擦力f=Fcosθ
竖直方向有mg=Fsinθ+FN
由于f=μFN
联立解得
令 ,则
代入μ解得:β=60°
所以有
当sin(θ+β)=1,即θ+β=90°,θ=30°时F最小;
当θ从0逐渐增大到60°的过程中,F先减小后增大,故C正确、D错误;
AB.摩擦力
根据数学知识可知,当θ从0逐渐增大到60°的过程中,tanθ逐渐增大、则摩擦力逐渐减小;根据摩擦力的计算公式f=μFN可知,物块的支持力逐渐减小,故AB正确。
此题选择不正确的,故选D。
3. 如图所示,倾角为的传送带顺时针匀速转动,其底部与水平面平滑连接。质量不同的小物体甲、乙先后由传送带上的A点静止释放,甲、乙与传送带、水平面间的动摩擦因数均为,已知,则甲、乙( )
A. 均沿传送带向下先加速、后匀速运动
B. 在传送带上运动时均处于超重状态
C. 均停止在水平面上的同一位置
D. 若增大传送带的速度,则到达传送带底端时的速度均减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.小物体释放后,沿传送带方向受到重力沿传送带向下的分力和沿传送带向上的滑动摩擦力,因,即
故小物体甲、乙在传送带上均一直沿传送带向下匀加速运动,加速度沿传送带向下,竖直方向具有向下的加速度,故均处于失重状态,故AB错误;
C.小物体甲、乙在传送带上匀加速运动的加速度大小均为
在水平面上匀减速运动的加速度大小均为
故小物体甲、乙均停止在水平面上的同一位置,故C正确;
D.若增大传送带的速度,小物体甲、乙沿传送带向下匀加速运动的加速度不变,则到达传送带底端时的速度不变,故D错误。
故选C。
4. 科技公司为研究新型无人机在载重情况下的运动性能。以空中某位置为坐标原点O并开始计时,选定水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系。无人机在平面内运动,每间隔记录一次无人机的位置坐标,获得了无人机的轨迹如图所示。则无人机( )
A. 处于失重状态
B. 做匀变速曲线运动
C. 加速度大小为
D. 在时的速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知,无人机竖直方向上连续相等 的1s内位移的差值都为0.5m,故无人机竖直方向上做匀变速直线运动。因为相同时间内 竖直方向上的位移逐渐增加,所以无人机竖 直方向上的加速度向上,无人机处于超重状 态,故A错误;
B.由图像可知,无人机水平方向连续相等的 1s内位移相等,故无人机水平方向做匀速直 线运动,所以无人机的合运动为匀变速曲线 运动,故B正确;
C.根据
其中T=1s,代入解得
故C错误;
D.根据
取y=0.75m、t=1s代入,解得
在时无人机竖直方向速度
无人机水平方向速度
则在时的速度大小
故D错误。
故选B。
5. 如图为某种型号自行车的传动装置示意图,大齿轮通过链条带动小齿轮转动,后轮随小齿轮一起转动。已知大齿轮的齿数为36,小齿轮的齿数为16,小齿轮的半径为5cm,后轮半径为30cm,A为大齿轮边缘的点,B为小齿轮边缘的点,C为后轮边缘上的一点,关于自行车传动过程下列说法正确的是( )
A. A、B、C三点的线速度大小之比为9∶9∶24
B. A、B、C三点的角速度大小之比为9∶4∶4
C. A、B、C三点的向心加速度大小之比为4∶9∶54
D. 若某同学骑该自行车使大齿轮每分钟转20圈,则自行车行驶的平均速率约为0.62m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,、两点线速度相等,即
、两点角速度相等,即
又
由题意
解得、、三点的线速度大小之比为
A错误;
B.由上述分析,、、三点的角速度大小之比为
B错误;
C.由向心加速度
解得、、三点的向心加速度大小之比为
C正确;
D.若大齿轮的转速为
则自行车行驶的平均速率约为
D错误。
故选C 。
6. 如图所示,长为的轻绳一端固定在点,另一端连接质量为的小球。先把绳子拉直且处于水平位置,然后由静止释放小球,设点所在的水平面为重力势能的零势面,不计空气阻力。当细绳与水平方向夹角为时(小于90°),下列说法正确的是( )
A. 一定时,越大,小球的机械能越大
B. 一定时,越大,小球的向心加速度越大
C. 一定时,绳的拉力与绳长无关
D. 一定时,越大,小球所受重力的瞬时功率越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球在摆动过程中,只有重力做功,所以机械能守恒,始终等于零,故A错误;
B.根据动能定理
小球的向心力
解得
所以一定时,小球的向心加速度与无关,故B错误;
C.根据
解得
所以一定时,绳的拉力与绳长无关,故C正确;
D.小球重力的瞬时功率
当时重力的瞬时功率为零,当接近90°时重力的瞬时功率接近零,所以一定时,越大,小球所受重力的瞬时功率先增大后减小,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,某景区的彩虹滑梯由两段倾角不同的直轨道组成,游客与两段滑梯间的动摩擦因数相同。一游客由静止开始从顶端下滑到底端,若用E、Ek、x、t分别表示物体的机械能、动能、水平位移和所用时间,下列图像中正确的是(取地面为零势能面)( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.游客下滑过程中机械能的变化等于摩擦力做的功
即
所以图像如图A所示,故A正确;
B.游客下滑过程中动能的变化等于合外力做的功
即
下滑过程中,倾角不变时,图像的斜率不变,倾角变小,图像斜率变小,故B错误;
C.根据牛顿第二定律可得,游客下滑时有
可得
结合A项的分析可知,E与的关系为
即
当不变时,E与成线性关系,故C错误;
D.游客的速度大小为
即
若不变,图像为一抛物线,当发生变化时,图像为另一抛物线,故D错误。
故选A。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图所示是一张在真空实验室里拍摄的羽毛与苹果同时下落的局部频闪照片。已知频闪照相机的频闪周期为T,已知重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A. 不一定满足
B. 羽毛下落到B点的速度大小为
C. 苹果在C点的速度大小为
D. 羽毛下落的加速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.羽毛和苹果在真空中均作自由落体运动,而自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,若照片中A点为初始下落点,则根据初速度为零的匀加速直线运动的规律可知,,若照片中A点不是初始下落点,则不满足,故A正确;
B.根据匀变速直线运动的规律,某段位移的平均速度等于发生该段位移所用时间中间时刻的瞬时速度,则可知羽毛下落到B点时的速度大小为
故B错误;
C.若苹果是从A点开始做自由落体运动的,则可知苹果在C点的速度大小为
若苹果不是从A点开始做自由落体运动的,设A点的速度为,则可知苹果在C点的速度大小为
故C错误;
D.根据连续相等时间间隔内的位移差公式可得
,
解得
,
充分利用数据,可得加速度的平均值为
故D正确。
故选AD。
9. 在物流运输的过程中经常使用传送带,如图所示,倾角为30°的足够长的传送带以恒定的速率v稳定运行。质量为m的物体由A点到达B点,传送带和物体间的动摩擦因数为μ,则在物体随传送带稳定运行的过程中( )
A. 运动的物体受到摩擦力一定为mgsin30°
B. 物体受到3个力的作用
C. 物体对传送带的作用力垂直传送带向下
D. 物体受到合力沿传送带向上
【答案】AB
【解析】
【详解】B.物体随传送带稳定运行的过程中,物体与传送带保持相对静止,物体受到重力、垂直于传送带的支持力与沿传送带向上的静摩擦力,即物体受到3个力的作用,故B正确;
A.物体随传送带稳定运行的过程中,物体向上做匀速直线运动,根据平衡条件可知,运动的物体受到摩擦力一定为mgsin30°,故A正确;
C.物体随传送带稳定运行的过程中,传送带对物体的摩擦力和支持力的合力与重力平衡,即传送带对物体的作用力方向竖直向上,根据牛顿第三定律可知,物体对传送带的作用力方向竖直向下,故C错误;
D.物体随传送带稳定运行的过程中,物体向上做匀速直线运动,物体受到合力为零,故D错误。
故选AB。
10. 某学校的机动车出入口采用如图所示的曲杆道闸,道闸由转动杆OM与横杆MN链接而成,M、N为横杆的两个端点。某天中午快递员将快递袋子挂在了校门口道闸的横杆MN上,由于门卫没有及时将快递袋取下,在道闸抬起过程中,快递袋始终与横杆MN保持相对静止,且杆MN始终水平,此过程中杆OM绕O点从水平方向匀速转动到接近竖直方向。若快递袋可视为质点,与横杆之间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,转动杆OM长度为L,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. M、N两点的加速度不同
B. N点的加速度始终沿ON方向
C. M、N两点都在做匀速圆周运动
D. 快递袋能够与横杆MN保持相对静止一起运动的最大速率
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC.依题意,杆MN始终保持水平,M、N两点相对静止,二者具有相同的加速度,杆MN绕O点匀速转动,则M、N两点都在做匀速圆周运动,它们的加速度均沿OM方向,故AB错误,C正确;
D.快递袋受摩擦力、支持力、重力的合力提供向心力,当摩擦力达到最大时,有最大速率,则有
其中
化简可得
根据数学方法设
可知当
时取得最大值,此时速度最大,代入解得
故D正确;
故选CD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 如图所示,一个小球沿斜面向下运动,用每间隔曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为,测得小球在几个连续相等时间内的位移(数据见表),则
8.20
9.30
10.40
11.50
(1)小球在连续相等时间内的位移之差______(选填“相等”或“不相等”),小球的运动性质属于______直线运动。
(2)甲、乙两位同学计算小球加速度的方法如下:
甲同学:,,,;
乙同学:,,。
你认为甲、乙两位同学中哪位同学的计算方法较准确?______,加速度为______。
(3)图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球的瞬时速度为______m/s。
【答案】(1) ①. 相等 ②. 匀加速
(2) ①. 乙 ②. 1.1
(3)0.875
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由表中数据可知
x4-x3=x3-x2=x2-x1=1.10cm
即小球在连续相等时间内的位移之差相等,小球做匀加速直线运动。
【小问2详解】
[1][2]甲得到的加速度
乙得到的加速度
乙同学用到了所有数据,故所求加速度较准确,加速度为
【小问3详解】
匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球的瞬时速度为
12. 某兴趣小组利用自制“向心力定量探究仪”研究向心力F与物体质量m、转动半径R、角速度ω的关系,装置如图:可调速电机驱动水平旋转杆匀速转动,旋转杆的一端固定光滑有机玻璃圆管,另一端固定拉力传感器。质量为m、半径为的小球通过不可伸长细绳与传感器连接,手机可实时读取细绳拉力F。旋转杆上反光纸配合铁架台上竖直固定的红外转速计测得转速n。实验中保持旋转杆中心到小球距离和到传感器距离不变。
(1)小球做匀速圆周运动的转动半径_______(用题中物理量符号表示);
(2)在探究向心力大小与角速度的关系时,保持小球质量m和转动半径R不变,根据实验数据分别做和图像如下:
实验结论:由和图像可知,向心力F与_______(选填“”或“”)成正比。
(3)在探究向心力大小与小球转动半径的关系时,以向心力F为纵坐标,以为横坐标作出图像如右图所示,则图像的斜率_______,横截距_______。(结果均选用m、n、和表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
小球做匀速圆周运动的转动半径
【小问2详解】
根据和图像可知,可知向心力F与成正比
【小问3详解】
[1][2]小球转动的角速度为
根据向心力公式有
变形可得
可知图像的斜率
结合图像可知
联立解得
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 一质量为2kg的质点在某xy平面上做匀加速曲线运动,在该平面上建立直角坐标系并将运动分解在x轴和y轴上进行研究,在x方向的位移-时间图线为抛物线,类似于自由落体,如图甲;在y方向的位移-时间图像为直线,如图乙,求:
(1)t=0时,质点在x方向的速度,y方向的速度,初速度v;
(2)2s内质点的位移大小;
(3)质点运动的加速度是多少?所受的合力多大?
【答案】(1)0,4m/s,4m/s,方向沿y轴负方向
(2)
(3)4m/s2,8N
【解析】
【小问1详解】
由题图且抛物线的顶点为(0,0),可知质点在x轴方向上做初速度为零的匀加速运动,初速度vx0=0
质点在y轴方向上做匀速直线运动,速度大小vy=4m/s
则质点的初速度等于y方向的分速度,大小v=vy=4m/s,方向沿y轴负方向;
【小问2详解】
2s内质点在沿x轴方向的位移x=8m;沿y轴方向位移的大小y=8m
则质点2s内位移的大小
【小问3详解】
t=0时刻沿x方向的位移为零,t=2s时刻沿x方向的为8m,由x=at2知,质点的加速度
质点所受的合力大小F合=ma=2×4N=8N
合力方向沿x轴正方向。
14. 如图所示,质量为的小滑块静止在足够大的粗糙水平转盘上,一根长为的细线一端连接在滑块上,另一端连接在圆盘竖直转轴上的点,细线刚好伸直时与竖直方向的夹角,重力加速度为。现使转盘绕转轴在水平面内转动,并缓慢增大转动的角速度,滑块与转盘间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若细线恰好有拉力,求此刻的角速度大小。
(2)若滑块恰好与转盘脱离,求此刻的角速度大小。
(3)当时,细线恰好断裂,求此时小球离转盘的高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据最大静摩擦力等于向心力可得
解得
【小问2详解】
滑块恰好脱离转盘时滑块与转盘作用力为,根据牛顿第二定律则有
解得
【小问3详解】
当时滑块已脱离转盘,设细线与转轴夹角,根据牛顿第二定律则有
解得
此时小球离转盘高度
15. 如图所示,一实验小车静止在光滑水平面上,其上表面有粗糙水平轨道与半径R=0.25m的光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点,一物块静止于小车最左端,一小球用不可伸长的轻质细线竖直悬挂于O点正下方,并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时,静止释放小球,小球运动到最低点时与物块在同一水平高度上发生弹性碰撞。已知细线长m。小球质量kg。物块、小车质量均为kg,小车上的水平轨道长m。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。
(1)求小球与物块碰撞后的瞬间,物块速度的大小;
(2)若物块与水平轨道的动摩擦因数为,求物块能离开圆弧轨道最高点的最大距离;
(3)为使物块能进入圆弧轨道,且不会脱离小车,求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。
【答案】(1)4m/s
(2)0.05m (3)
【解析】
【小问1详解】
设小球与物块碰撞前速度为,碰撞后小球速度为,物块速度为,小球从释放到与物块碰撞前,由动能定理得
设水平向右为正方向,小球与物块弹性碰撞,根据动量守恒得
根据能量守恒得
解得
【小问2详解】
物块到达圆弧轨道最高点时在水平方向上与圆弧轨道共速,有
由机械能守恒定律得
物块飞出后在竖直方向上做匀减速运动,则有
解得
m
【小问3详解】
物块滑到水平轨道最右端刚好与小车共速,此时最大(但不能取),设水平向右为正方向,则小球与小车水平方向动量守恒,有
解得
m/s
根据能量守恒得
解得
物块刚好滑到圆弧最高点,即在最高点与小车共速,此时最小,设水平向右为正方向,小球与小车水平方向动量守恒,依然有
解得
m/s
根据能量守恒得
解得
综合上面分析,可得满足要求的动摩擦因数取值范围为
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润禾实验高级中学高2023级2025-2026学年度上期
高三年级入学考试物理试卷
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3、考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 物体的空间位置随时间的变化称为运动,关于运动下列说法正确的是( )
A. 将运动物体看成质点,运用了等效替代的科学方法
B. 位移是矢量,路程是标量;二者都是描述物体位置变化的物理量
C. 加速度描述速度变化的快慢。由可知,与成正比,与成反比
D. 平均速度公式;当趋近时,这个平均速度就叫做某个时刻的瞬时速度
2. 如图所示,在粗糙水平面上有一个小物块,在拉力F的作用下向右匀速直线运动,物块与水平面之间的动摩擦因数,拉力与水平面之间的夹角θ,当θ从0逐渐增大到60°的过程中,物块的速度不变,力F始终在竖直平面内,则以下说法错误的是( )
A. 物块受到的摩擦力变小
B. 物块受到的支持力变小
C. 拉力F先变小后变大
D. 拉力F一直减小
3. 如图所示,倾角为的传送带顺时针匀速转动,其底部与水平面平滑连接。质量不同的小物体甲、乙先后由传送带上的A点静止释放,甲、乙与传送带、水平面间的动摩擦因数均为,已知,则甲、乙( )
A. 均沿传送带向下先加速、后匀速运动
B. 在传送带上运动时均处于超重状态
C. 均停止在水平面上的同一位置
D. 若增大传送带的速度,则到达传送带底端时的速度均减小
4. 科技公司为研究新型无人机在载重情况下的运动性能。以空中某位置为坐标原点O并开始计时,选定水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系。无人机在平面内运动,每间隔记录一次无人机的位置坐标,获得了无人机的轨迹如图所示。则无人机( )
A. 处于失重状态
B. 做匀变速曲线运动
C. 加速度大小为
D. 在时的速度大小为
5. 如图为某种型号自行车的传动装置示意图,大齿轮通过链条带动小齿轮转动,后轮随小齿轮一起转动。已知大齿轮的齿数为36,小齿轮的齿数为16,小齿轮的半径为5cm,后轮半径为30cm,A为大齿轮边缘的点,B为小齿轮边缘的点,C为后轮边缘上的一点,关于自行车传动过程下列说法正确的是( )
A. A、B、C三点的线速度大小之比为9∶9∶24
B. A、B、C三点的角速度大小之比为9∶4∶4
C. A、B、C三点的向心加速度大小之比为4∶9∶54
D. 若某同学骑该自行车使大齿轮每分钟转20圈,则自行车行驶的平均速率约为0.62m/s
6. 如图所示,长为的轻绳一端固定在点,另一端连接质量为的小球。先把绳子拉直且处于水平位置,然后由静止释放小球,设点所在的水平面为重力势能的零势面,不计空气阻力。当细绳与水平方向夹角为时(小于90°),下列说法正确的是( )
A. 一定时,越大,小球的机械能越大
B. 一定时,越大,小球的向心加速度越大
C. 一定时,绳的拉力与绳长无关
D. 一定时,越大,小球所受重力的瞬时功率越大
7. 如图所示,某景区的彩虹滑梯由两段倾角不同的直轨道组成,游客与两段滑梯间的动摩擦因数相同。一游客由静止开始从顶端下滑到底端,若用E、Ek、x、t分别表示物体的机械能、动能、水平位移和所用时间,下列图像中正确的是(取地面为零势能面)( )
A. B.
C. D.
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图所示是一张在真空实验室里拍摄的羽毛与苹果同时下落的局部频闪照片。已知频闪照相机的频闪周期为T,已知重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A. 不一定满足
B. 羽毛下落到B点的速度大小为
C. 苹果在C点的速度大小为
D. 羽毛下落的加速度大小为
9. 在物流运输的过程中经常使用传送带,如图所示,倾角为30°的足够长的传送带以恒定的速率v稳定运行。质量为m的物体由A点到达B点,传送带和物体间的动摩擦因数为μ,则在物体随传送带稳定运行的过程中( )
A. 运动的物体受到摩擦力一定为mgsin30°
B. 物体受到3个力的作用
C. 物体对传送带的作用力垂直传送带向下
D. 物体受到合力沿传送带向上
10. 某学校的机动车出入口采用如图所示的曲杆道闸,道闸由转动杆OM与横杆MN链接而成,M、N为横杆的两个端点。某天中午快递员将快递袋子挂在了校门口道闸的横杆MN上,由于门卫没有及时将快递袋取下,在道闸抬起过程中,快递袋始终与横杆MN保持相对静止,且杆MN始终水平,此过程中杆OM绕O点从水平方向匀速转动到接近竖直方向。若快递袋可视为质点,与横杆之间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,转动杆OM长度为L,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. M、N两点的加速度不同
B. N点的加速度始终沿ON方向
C. M、N两点都在做匀速圆周运动
D. 快递袋能够与横杆MN保持相对静止一起运动的最大速率
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 如图所示,一个小球沿斜面向下运动,用每间隔曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为,测得小球在几个连续相等时间内的位移(数据见表),则
8.20
9.30
10.40
11.50
(1)小球在连续相等时间内的位移之差______(选填“相等”或“不相等”),小球的运动性质属于______直线运动。
(2)甲、乙两位同学计算小球加速度的方法如下:
甲同学:,,,;
乙同学:,,。
你认为甲、乙两位同学中哪位同学的计算方法较准确?______,加速度为______。
(3)图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球的瞬时速度为______m/s。
12. 某兴趣小组利用自制“向心力定量探究仪”研究向心力F与物体质量m、转动半径R、角速度ω的关系,装置如图:可调速电机驱动水平旋转杆匀速转动,旋转杆的一端固定光滑有机玻璃圆管,另一端固定拉力传感器。质量为m、半径为的小球通过不可伸长细绳与传感器连接,手机可实时读取细绳拉力F。旋转杆上反光纸配合铁架台上竖直固定的红外转速计测得转速n。实验中保持旋转杆中心到小球距离和到传感器距离不变。
(1)小球做匀速圆周运动的转动半径_______(用题中物理量符号表示);
(2)在探究向心力大小与角速度的关系时,保持小球质量m和转动半径R不变,根据实验数据分别做和图像如下:
实验结论:由和图像可知,向心力F与_______(选填“”或“”)成正比。
(3)在探究向心力大小与小球转动半径的关系时,以向心力F为纵坐标,以为横坐标作出图像如右图所示,则图像的斜率_______,横截距_______。(结果均选用m、n、和表示)。
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 一质量为2kg的质点在某xy平面上做匀加速曲线运动,在该平面上建立直角坐标系并将运动分解在x轴和y轴上进行研究,在x方向的位移-时间图线为抛物线,类似于自由落体,如图甲;在y方向的位移-时间图像为直线,如图乙,求:
(1)t=0时,质点在x方向的速度,y方向的速度,初速度v;
(2)2s内质点的位移大小;
(3)质点运动的加速度是多少?所受的合力多大?
14. 如图所示,质量为的小滑块静止在足够大的粗糙水平转盘上,一根长为的细线一端连接在滑块上,另一端连接在圆盘竖直转轴上的点,细线刚好伸直时与竖直方向的夹角,重力加速度为。现使转盘绕转轴在水平面内转动,并缓慢增大转动的角速度,滑块与转盘间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若细线恰好有拉力,求此刻的角速度大小。
(2)若滑块恰好与转盘脱离,求此刻的角速度大小。
(3)当时,细线恰好断裂,求此时小球离转盘的高度。
15. 如图所示,一实验小车静止在光滑水平面上,其上表面有粗糙水平轨道与半径R=0.25m的光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点,一物块静止于小车最左端,一小球用不可伸长的轻质细线竖直悬挂于O点正下方,并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时,静止释放小球,小球运动到最低点时与物块在同一水平高度上发生弹性碰撞。已知细线长m。小球质量kg。物块、小车质量均为kg,小车上的水平轨道长m。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。
(1)求小球与物块碰撞后的瞬间,物块速度的大小;
(2)若物块与水平轨道的动摩擦因数为,求物块能离开圆弧轨道最高点的最大距离;
(3)为使物块能进入圆弧轨道,且不会脱离小车,求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。
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