内容正文:
南宁二中2025年9月高三月考
物理
(时间:75分钟,共100分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 用物理量之比定义新的物理量是物理学中常用的方法。下列哪一个使用的是该方法( )
A. 加速度 B. 万有引力
C. 电阻 D. 电容
【答案】A
【解析】
【详解】A.加速度是通过速度变化量与时间变化量的比值定义的,属于比值定义法,故A正确;
B.万有引力是万有引力定律的表达式,描述引力与质量、距离的关系,并非比值定义,故B错误;
C.电阻是电阻的决定式,反映材料、几何形状的影响,而电阻的定义式为,故C错误;
D.电容是平行板电容器的决定式,而电容的定义式为,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,POQ是由水平细杆和竖直光滑细杆组成的固定支架,小球A、B用轻质细绳连接,A球固定在OP上,B球用轻质细绳与轻环C连接,环C套在OQ上,系统处于静止状态时,∠OAB=60°,则轻绳AB与轻绳BC中的张力大小的比值为( )
A. B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【详解】根据已知条件可知,系统处于静止状态时,轻绳BC水平,根据B球受力平衡可得
故选D。
3. 如图所示是一个玩具陀螺,a、b和c是陀螺表面上的三个点.当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是( )
A. a、b和c三点的线速度大小相等
B. b、c两点的线速度始终相同
C. b、c两点的角速度比a点的大
D. b、c两点的加速度比a点的大
【答案】D
【解析】
【详解】ABC. 陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,a、b和c三点的角速度相同,a半径小,根据
v=rω
可知,a的线速度要比b、c的小,b、c的半径相等,线速度大小相等,但方向不同,故ABC错误;
D. 根据公式
a=ω2r
可知,a半径小,向心加速度小;b、c的半径相等,向心加速度大小相等,故D正确。
故选D。
4. 2025年2月28日,太阳系的七大行星上演“七星连珠”的天文现象。已知太阳系的八大行星基本运行在同一平面上,地球绕太阳运行的公转轨道半径是火星公转轨道半径的 倍,则火星的公转周期大约为( )
A. 0.5年 B. 1.8年 C. 2.2年 D. 3.7年
【答案】B
【解析】
【详解】根据开普勒第三定律可得
可得
故选B。
5. 近年来,中国军力发展很快,即直-19和直-20等直升机以及歼-20等战斗机入列,大大提高中国空军的综合作战能力。如图为直升飞机抢救伤员的情景,飞机水平飞行的同时用轻绳把伤员提升到飞机上,在此过程中轻绳始终保持竖直,不计伤员受到的空气阻力,则下列判断正确的是( )
A. 伤员运动的轨迹一定是一条曲线
B. 伤员运动的轨迹一定是一条倾斜直线
C. 飞机一定做匀速直线运动
D. 轻绳对伤员的拉力大小始终大于伤员的重力
【答案】C
【解析】
【详解】AB.伤员沿竖直方向的运动未知,所以不能判断出运动的轨迹是否是一条倾斜线,若伤员向上做变速运动,则运动的轨迹是曲线,故AB错误;
C.由题,绳索始终保持竖直,可知伤员沿水平方向受到的合力为零,由于不计伤员受到的空气阻力,可知伤员沿水平方向一定是做匀速直线运动,则飞机沿水平方向做匀速直线运动,故C正确;
D.伤员沿竖直方向的运动未知,若伤员先向上加速,快到达飞机的时候向上减速,则绳索对伤员的拉力大小先大于伤员的重力,伤员快到达飞机的时候向上减速,绳索对伤员的拉力大小小于伤员的重力,故D错误。
故选C。
6. 甲、乙两列机械波在同一种介质中沿轴相向传播,甲波源位于点,乙波源位于处,两波源均沿轴方向振动,在时刻甲形成的波形如图a所示,此时乙波源开始振动,其振动图像如图b所示。已知乙波的传播速度,质点的平衡位置处于处。若两波源一直振动,则下列说法正确的是( )
A. 甲波的周期为2s
B. 甲波的波速为
C. 两列波无法发生稳定的叠加
D. 两列波可以发生稳定的叠加,且点为振动加强点
【答案】D
【解析】
【详解】AB.同一介质中两列波的波速相等,则甲波的波速为,甲波的波长为λ甲=2m,则周期为,AB错误;
CD.由乙的振动图像可知,乙的周期,两列波频率相同,则两列波可以发生稳定的叠加,因P点到x=1m和到x=8m处的位移之差为1m,为半波长的奇数倍,且在时刻两波源振动方向相反,可知点为振动加强点,C错误,D正确。
故选D。
7. 电子设备之间在一定距离范围内可以通过蓝牙连接进行数据交换,已经配对过的两电子设备,当距离小于某一值时,会自动连接;一旦超过该值时,蓝牙信号便会立即中断,无法正常通讯。某次实验中,分别安装在甲、乙两小车上的两电子设备已通过蓝牙配对成功,其正常通讯的有效距离为。两车运动路线在同一条直线上(两车略微错开,不会相撞)。如图所示,甲车以的初速度经过点,向右做加速度大小的匀加速直线运动。同时乙车以初速度向右经过点左侧6m处,并立即以的加速度刹车。以此时刻为计时起点,忽略蓝牙信号连接延迟。下列说法正确的是( )
A. 时信号第一次中断
B. 时信号第一次恢复
C. 信号第二次中断时,甲在点右边49m处
D. 从信号第一次恢复到信号第二次中断,甲的位移为29m
【答案】C
【解析】
【详解】A.依题意,乙车做匀减速直线运动,设其运动时间为t刹,则有
计时时刻乙车速度比甲车速度大,且二者距离小于10m,所以当乙车甲车右边10m处时信号第一次中断,则有:x乙-x甲=d+x0,其中:x0=6m
,
联立解得:t=4s,t=16s(舍去)
即t=4s时信号第一次中断,故A错误;
B.根据A选项的分析,当t=4s时两车速度大小分别为v甲=v1+a1t,v乙=v2-a2t
解得v甲=1.4m/s,v乙=4.4m/s
可知4s后两车距离继续增大,当两车共速时距离最大,之后二者间距减小。设乙车停止时在O点右侧x处,则有
解得x=39m
此时甲车距离O点的距离为
解得x′=26.25m
可得x=x-x′=39m-26.25m=12.75m>10m,可知乙车停止时,二者之间信号仍未恢复。
设经过t′时间信号才能第一次恢复,则有
解得t′≈16.08s,故B错误;
C.根据B选项的分析,当甲车运动至乙车停止位置右边10m处信号第二次中断,可知信号第二次中断时,甲在O右边39m+10m=49m处,故C正确;
D.根据上面分析可知从信号第一次恢复到信号第二次中断的过程,乙车的位置未动,所以该过程甲的位移为20m,故D错误。
故选C。
8. 疲劳驾驶具有一定的危害,疲劳驾驶时,不仅反应时间延长,且刹车时产生的加速度也将变小。如图所示的A图线为正常行驶时刹车的速度—时间图像,B图线为疲劳驾驶时刹车的速度—时间图像。下列说法正确的是( )
A. 刹车减速过程,正常行驶与疲劳驾驶的位移大小之比为
B. 刹车减速过程,疲劳驾驶的平均速度更大
C. 刹车减速过程,正常行驶与疲劳驾驶的加速度大小之比为
D. 从到汽车停止,疲劳驾驶的平均速度更大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图像与坐标轴围成的面积等于位移可知,正常行驶时刹车减速过程的位移
疲劳驾驶刹车减速过程的位移
刹车减速过程,正常行驶与疲劳驾驶的位移大小之比为,选项A正确;
B.刹车减速过程,两种情况下的平均速度均为
即两种情况下的平均速度相同,选项B错误;
C.刹车减速过程,正常行驶与疲劳驾驶的加速度大小之比为
选项C错误;
D.从到汽车停止,正常驾驶的平均速度
疲劳驾驶的平均速度
疲劳驾驶的平均速度更大,选项D正确。
故选AD。
9. 如图所示,一放置在水平地面上的篮球收纳架由矩形底座、竖直细立柱和倾斜细挡杆等组成,倾斜挡杆与竖直方向间的夹角均为60°,已知篮球A的质量为,半径为,两同层倾斜挡杆间、两竖直立柱间的距离均为,现以底座边为转轴,将篮球架缓慢转到倾斜挡杆接近水平,重力加速度为,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 初始时一根倾斜挡杆对篮球A的弹力大小为
B. 初始时一根倾斜挡杆对篮球A的弹力大小为
C. 转动过程一根竖直立柱对篮球A的弹力逐渐减小
D. 转动过程一根倾斜挡杆对篮球A的弹力逐渐增大
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.篮球A受到重力、两倾斜挡杆弹力和两竖直立柱的弹力,将两倾斜挡杆的弹力合成一个力,将两竖直立柱的弹力合成一个力,受力分析如图1所示
根据三角形法则,有,
根据几何关系可知两倾斜挡杆对篮球的弹力与夹角的余弦值均为
则有
同理有
联立解得,,故A错误,B正确;
CD.以MN为转轴,将篮球架缓慢转到倾斜挡杆接近水平的过程,与竖直方向的夹角逐渐减小,与水平方向的夹角逐渐增大,但两力的夹角始终不变,如图2所示
可以发现和均逐渐减小,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 一如下闯关游戏:将一帆布带大部分置于桌面上,另一小部分置于桌外,设置于桌面的AB部分长0.6m(设桌面外的部分其质量远小于AB部分的质量),O为AB中点,整条带的质量为m = 200g。将一质量为M = 0.500kg、可看成质点的砖块置于AB部分的中点处,砖块与帆布带、帆布带与桌面、砖块与桌面的滑动摩擦因数都为μ = 0.15。游戏时闯关者用恒定水平拉力F拉帆布带,若能使帆布带与砖块分离且砖块不从桌面掉落下来,则算闯关成功。设砖块未脱落帆布带时帆布带受的滑动摩擦力不变,则下列说法正确的是( )
A. 砖块滑动时的加速度大小为1.5m/s2
B. 帆布带所受到的滑动摩擦力最大只能是1.8N
C. 若砖块与帆布带分离时的速度为m/s,闯关恰好成功
D. 闯关者用F = 2.4N的力拉帆布带时,则闯关成功
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】A.当帆布带相对砖块运动时,所受的摩擦力
f2 = μ(M + m)g + μMg
砖块受到的摩擦力为
f1 = μMg
设砖块的加速度为a1,帆布带的加速度为a2,则有
f1 = Ma1,F - f2 = ma2
发生相对运动需要
a2 > a1
代入数据解得
F > 2μ(M + m)g = 2 × 0.15 × (0.500 + 0.200) × 10 = 2.1N,a1 = 1.5m/s2
A正确;
B.当帆布带与桌面、砖都发生相对运动时,此时帆布带所受到的滑动摩擦力最大,为
f2 = μ(M + m)g + μMg = 1.8N
B正确;
C.若砖块与帆布带分离时的速度为,砖块匀加速运动的位移为
匀减速运动的位移为
则总位移为0.3m,砖块恰好不从桌面掉下,C正确;
D.当F = 2.4N时,砖块未脱离时的加速度
a1 = μg = 1.5m/s2
帆布带的加速度
根据
a2t2 - a1t2 = L
解得
则此时砖块的速度
v = a1t = 1.5 × m/s = 0.95m/s
砖块脱离帆布带后做匀减速运动,匀减速运动的加速度大小为
a1 = μg = 1.5m/s2
则匀减速运动的位移
而匀加速运动的位移
可见砖块已经离开桌面,所以闯关失败,D错误。
故选ABC。
二、非选择题(本题共5小题,共54分。第11题8分,第12题8分,第13题10分,第14题12分,第15题16分。其中13—15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程不得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
11. 有一新型圆柱形的导电材料,电阻阻值在之间,为了测量该导电材料的电阻率,实验室提供了以下实验器材:
A、20分度的游标卡尺
B、螺旋测微器
C、电流表(,内阻约为)
D、电流表(,内阻约为)
E、电压表(,内阻约为)
F、电压表(,内阻约为)
G、直流电源(,内阻不计)
H、滑动变阻器(,2A)
I、开关及导线若干
(1)用螺旋测微器测量待测金属丝的直径,测量结果如图所示,其示数为______mm;
(2)本次实验的电流表选用的是______,电压表选用的是______(填写器材前的字母);
(3)为尽量精确测量新型圆柱形的导电材料的电阻,应采用下图中的______(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图。
【答案】(1)0.400
(2) ①. D ②. E
(3)甲
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器示数为
【小问2详解】
[1][2]电源电动势为4V,若选择电压表V2,则电压表的指针偏转过小,不够准确,所以电压表选择V1,故选E。电路中最大电流
则电流表选A2,故选D。
【小问3详解】
滑动变阻器最大阻值略小于待测电阻阻值,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压式接法。又因电压表内阻远大于待测电阻阻值,则电流表应采用外接法,选择图甲所示电路。
12. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作:
(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示,可读出摆球的直径为___cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L。
(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=1,单摆每经过最低点记一次数,当数到n=65时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T=_____s(结果保留三位有效数字)。
(3)测量出多组周期T、摆长L的数值后,画出T2-L图线如图丙所示,此图线斜率的物理意义是_____
A. g B. C. D.
(4)在(3)中,描点时若误将摆线长当作摆长,那么画出的直线将不通过原点,由图线斜率得到的重力加速度与原来相比,其大小____
A. 偏大 B. 不变 C. 偏小 D. 都有可能
【答案】(1)2.06
(2)2.11 (3)C
(4)B
【解析】
【小问1详解】
10分度游标卡尺的精确度为,由图甲可知,摆球的直径为
【小问2详解】
单摆全振动的次数为次
由图乙可知秒表示数为,则该单摆的周期为
【小问3详解】
由单摆的周期公式
可得
可知图像的斜率为
故选C。
【小问4详解】
在(3)中,描点时若误将摆线长当作摆长,设小球的半径为,由单摆的周期公式可得
可得
可知图像的斜率不变,由图线斜率得到的重力加速度与原来相比,其大小不变。
故选B。
13. 如图甲所示,“天鲲号”不仅是我国疏浚装备制造技术的巅峰之作,更是综合国力提升的重要象征。不计空气阻力,“天鲲号”在吹沙填海工程中喷出的泥沙的运动可视为斜上抛运动,以排泥管口为坐标原点,建立图乙所示坐标系。排泥管口的仰角为,距海面的高度,泥沙喷出的初速度大小为,在排泥过程中“天鲲号”始终保持静止。重力加速度为。求:
(1)喷出的泥沙相对于海平面的最大高度;
(2)泥沙从排泥管口喷出到落至海平面所用的时间;
(3)喷出的泥沙在空中运动的轨迹方程。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
小问1详解】
喷出的泥沙做斜上抛运动,抛出时在竖直方向的分速度为
竖直方向做竖直上抛运动,由运动学知识可知喷出的泥沙上升的最大高度为
所以喷出的泥沙相对于海平面的最大高度为
【小问2详解】
由运动学知识可知泥沙上升过程的时间为
泥沙下落过程在竖直方向做自由落体运动,由运动学知识有
解得泥沙下落过程的时间为
则泥沙从排泥管口喷出到落至海平面所用的时间为
【小问3详解】
喷出的泥沙在水平方向做匀速直线运动,其速度为
所以时间内水平方向的位移为
竖直方向做竖直上抛运动,时间内竖直方向的位移为
联立解得喷出的泥沙在空中运动的轨迹方程为
14. 半径为R的透明玻璃球切去底面半径的球冠成为一个大球冠,如图所示,玻璃的折射率,一束半径光束垂直球冠的切面照射到球冠上,进入球冠的光线有部分从球面射出而使球面发光,已知光在真空中的传速速度为c,(球冠不含底面的表面积公式为,R为球的半径,h为球冠的高度)。不考虑光在球冠内的反射,求:
(1)发光球面的面积;
(2)光束正中间的光线通过大球冠的时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意,设光发生全反射的临界角为C,由解得
画出光路图,如图所示
光线①恰好发生全反射,发光区域是一个小的球冠,设小球冠高为h,由几何关系有
解得
发光球面面积
(2)如图由题意,球冠底面所对的圆心角为,光束正中间的光线②直接穿过球冠,通过玻璃球的路程为
光在玻璃球内的速度
所以,该光束正中间的光线通过玻璃球的时间为
15. 航天技术的发展是当今各国综合国力的直接体现,近年来,我国的航天技术取得了让世界瞩目的成绩,也引领科技爱好者思索航天技术的发展,有人就提出了一种不用火箭发射人造地球卫星的设想。其设想如下:如图所示,在地球上距地心h处沿一条弦挖一光滑通道,在通道的两个出口处A和B分别将质量为的物体和质量为的待发射卫星同时自由释放,,在中点弹性正撞后,质量为的物体,即待发射的卫星就会从通道口B冲出通道,设置一个装置,卫星从B冲出就把速度变为沿地球切线方向,但不改变速度大小,这样就有可能成功发射卫星。已知地球可视为质量分布均匀的球体,且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,地球半径为,表面的重力加速度为。
(1)求地球的第一宇宙速度;
(2)求在地球内部距球心h处的重力加速度大小;
(3)试证明:若单独释放物体,则物体将以为平衡位置作简谐运动;
(4)求卫星成功发射时,h的最大值。
【答案】(1);(2);(3)见解析;(4)
【解析】
【详解】(1)地球的第一宇宙速度即卫星绕地球表面做圆周运动的速度,即
又因为在地球表面
联立解得地球的第一宇宙速度为
(2)由题意知,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,所以在地球内部距球心h处满足
其中
又
联立解得
所以在地球内部距球心h处的重力加速度大小为
(3)位于通道内的物体距离地心距离为r时,如图
受到地球的引力为
是以地心为球心,以r为半径的那部分地球的质量,设地球密度为,即
则
引力在通道分力为
x为物体到通道中心的距离,又因为
所以
所以
设
x的方向为由通道中点指向物体,所以f与位移x方向相反,所以满足
即若单独释放物体,则物体将以为平衡位置作简谐运动。
(4)取x=0处为引力势能的零点,则位于通道出口处静止的物体到达x=0处的速度为,则由能量守恒得
解得
可见到达通道中点的速度与物体质量无关,由(3)知物体做简谐运动的周期为
所以M与m同时到达通道中点,且速度大小均为,方向相反,之后发生弹性碰撞。设碰撞后速度分别为v1,v,则
解得
设之后物体回到出口处的速度为u,则
解得
又因为
所以
之后卫星上的装置改变速度u的方向,使之沿着地球上该点的切线方向,若物体恰好可以以u绕地球做匀速圆周运动,则
解得
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南宁二中2025年9月高三月考
物理
(时间:75分钟,共100分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 用物理量之比定义新的物理量是物理学中常用的方法。下列哪一个使用的是该方法( )
A. 加速度 B. 万有引力
C. 电阻 D. 电容
2. 如图所示,POQ是由水平细杆和竖直光滑细杆组成固定支架,小球A、B用轻质细绳连接,A球固定在OP上,B球用轻质细绳与轻环C连接,环C套在OQ上,系统处于静止状态时,∠OAB=60°,则轻绳AB与轻绳BC中的张力大小的比值为( )
A. B. C. D. 2
3. 如图所示是一个玩具陀螺,a、b和c是陀螺表面上三个点.当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是( )
A. a、b和c三点的线速度大小相等
B. b、c两点线速度始终相同
C. b、c两点的角速度比a点的大
D. b、c两点的加速度比a点的大
4. 2025年2月28日,太阳系的七大行星上演“七星连珠”的天文现象。已知太阳系的八大行星基本运行在同一平面上,地球绕太阳运行的公转轨道半径是火星公转轨道半径的 倍,则火星的公转周期大约为( )
A. 0.5年 B. 1.8年 C. 2.2年 D. 3.7年
5. 近年来,中国军力发展很快,即直-19和直-20等直升机以及歼-20等战斗机入列,大大提高中国空军的综合作战能力。如图为直升飞机抢救伤员的情景,飞机水平飞行的同时用轻绳把伤员提升到飞机上,在此过程中轻绳始终保持竖直,不计伤员受到的空气阻力,则下列判断正确的是( )
A. 伤员运动的轨迹一定是一条曲线
B. 伤员运动的轨迹一定是一条倾斜直线
C. 飞机一定做匀速直线运动
D. 轻绳对伤员的拉力大小始终大于伤员的重力
6. 甲、乙两列机械波在同一种介质中沿轴相向传播,甲波源位于点,乙波源位于处,两波源均沿轴方向振动,在时刻甲形成的波形如图a所示,此时乙波源开始振动,其振动图像如图b所示。已知乙波的传播速度,质点的平衡位置处于处。若两波源一直振动,则下列说法正确的是( )
A. 甲波的周期为2s
B. 甲波的波速为
C. 两列波无法发生稳定的叠加
D. 两列波可以发生稳定的叠加,且点为振动加强点
7. 电子设备之间在一定距离范围内可以通过蓝牙连接进行数据交换,已经配对过的两电子设备,当距离小于某一值时,会自动连接;一旦超过该值时,蓝牙信号便会立即中断,无法正常通讯。某次实验中,分别安装在甲、乙两小车上的两电子设备已通过蓝牙配对成功,其正常通讯的有效距离为。两车运动路线在同一条直线上(两车略微错开,不会相撞)。如图所示,甲车以的初速度经过点,向右做加速度大小的匀加速直线运动。同时乙车以初速度向右经过点左侧6m处,并立即以的加速度刹车。以此时刻为计时起点,忽略蓝牙信号连接延迟。下列说法正确的是( )
A. 时信号第一次中断
B. 时信号第一次恢复
C. 信号第二次中断时,甲在点右边49m处
D. 从信号第一次恢复到信号第二次中断,甲的位移为29m
8. 疲劳驾驶具有一定危害,疲劳驾驶时,不仅反应时间延长,且刹车时产生的加速度也将变小。如图所示的A图线为正常行驶时刹车的速度—时间图像,B图线为疲劳驾驶时刹车的速度—时间图像。下列说法正确的是( )
A. 刹车减速过程,正常行驶与疲劳驾驶的位移大小之比为
B. 刹车减速过程,疲劳驾驶的平均速度更大
C. 刹车减速过程,正常行驶与疲劳驾驶的加速度大小之比为
D. 从到汽车停止,疲劳驾驶的平均速度更大
9. 如图所示,一放置在水平地面上的篮球收纳架由矩形底座、竖直细立柱和倾斜细挡杆等组成,倾斜挡杆与竖直方向间的夹角均为60°,已知篮球A的质量为,半径为,两同层倾斜挡杆间、两竖直立柱间的距离均为,现以底座边为转轴,将篮球架缓慢转到倾斜挡杆接近水平,重力加速度为,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 初始时一根倾斜挡杆对篮球A的弹力大小为
B. 初始时一根倾斜挡杆对篮球A的弹力大小为
C. 转动过程一根竖直立柱对篮球A的弹力逐渐减小
D. 转动过程一根倾斜挡杆对篮球A的弹力逐渐增大
10. 一如下闯关游戏:将一帆布带大部分置于桌面上,另一小部分置于桌外,设置于桌面的AB部分长0.6m(设桌面外的部分其质量远小于AB部分的质量),O为AB中点,整条带的质量为m = 200g。将一质量为M = 0.500kg、可看成质点的砖块置于AB部分的中点处,砖块与帆布带、帆布带与桌面、砖块与桌面的滑动摩擦因数都为μ = 0.15。游戏时闯关者用恒定水平拉力F拉帆布带,若能使帆布带与砖块分离且砖块不从桌面掉落下来,则算闯关成功。设砖块未脱落帆布带时帆布带受的滑动摩擦力不变,则下列说法正确的是( )
A. 砖块滑动时的加速度大小为1.5m/s2
B. 帆布带所受到的滑动摩擦力最大只能是1.8N
C. 若砖块与帆布带分离时的速度为m/s,闯关恰好成功
D. 闯关者用F = 2.4N的力拉帆布带时,则闯关成功
二、非选择题(本题共5小题,共54分。第11题8分,第12题8分,第13题10分,第14题12分,第15题16分。其中13—15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程不得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
11. 有一新型圆柱形的导电材料,电阻阻值在之间,为了测量该导电材料的电阻率,实验室提供了以下实验器材:
A、20分度的游标卡尺
B、螺旋测微器
C、电流表(,内阻约为)
D、电流表(,内阻约为)
E、电压表(,内阻约为)
F、电压表(,内阻约)
G、直流电源(,内阻不计)
H、滑动变阻器(,2A)
I、开关及导线若干
(1)用螺旋测微器测量待测金属丝的直径,测量结果如图所示,其示数为______mm;
(2)本次实验的电流表选用的是______,电压表选用的是______(填写器材前的字母);
(3)为尽量精确测量新型圆柱形的导电材料的电阻,应采用下图中的______(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图。
12. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作:
(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示,可读出摆球的直径为___cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L。
(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=1,单摆每经过最低点记一次数,当数到n=65时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T=_____s(结果保留三位有效数字)。
(3)测量出多组周期T、摆长L的数值后,画出T2-L图线如图丙所示,此图线斜率的物理意义是_____
A. g B. C. D.
(4)在(3)中,描点时若误将摆线长当作摆长,那么画出的直线将不通过原点,由图线斜率得到的重力加速度与原来相比,其大小____
A. 偏大 B. 不变 C. 偏小 D. 都有可能
13. 如图甲所示,“天鲲号”不仅是我国疏浚装备制造技术的巅峰之作,更是综合国力提升的重要象征。不计空气阻力,“天鲲号”在吹沙填海工程中喷出的泥沙的运动可视为斜上抛运动,以排泥管口为坐标原点,建立图乙所示坐标系。排泥管口的仰角为,距海面的高度,泥沙喷出的初速度大小为,在排泥过程中“天鲲号”始终保持静止。重力加速度为。求:
(1)喷出的泥沙相对于海平面的最大高度;
(2)泥沙从排泥管口喷出到落至海平面所用的时间;
(3)喷出的泥沙在空中运动的轨迹方程。
14. 半径为R的透明玻璃球切去底面半径的球冠成为一个大球冠,如图所示,玻璃的折射率,一束半径光束垂直球冠的切面照射到球冠上,进入球冠的光线有部分从球面射出而使球面发光,已知光在真空中的传速速度为c,(球冠不含底面的表面积公式为,R为球的半径,h为球冠的高度)。不考虑光在球冠内的反射,求:
(1)发光球面的面积;
(2)光束正中间的光线通过大球冠的时间。
15. 航天技术的发展是当今各国综合国力的直接体现,近年来,我国的航天技术取得了让世界瞩目的成绩,也引领科技爱好者思索航天技术的发展,有人就提出了一种不用火箭发射人造地球卫星的设想。其设想如下:如图所示,在地球上距地心h处沿一条弦挖一光滑通道,在通道的两个出口处A和B分别将质量为的物体和质量为的待发射卫星同时自由释放,,在中点弹性正撞后,质量为的物体,即待发射的卫星就会从通道口B冲出通道,设置一个装置,卫星从B冲出就把速度变为沿地球切线方向,但不改变速度大小,这样就有可能成功发射卫星。已知地球可视为质量分布均匀的球体,且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,地球半径为,表面的重力加速度为。
(1)求地球的第一宇宙速度;
(2)求在地球内部距球心h处的重力加速度大小;
(3)试证明:若单独释放物体,则物体将以为平衡位置作简谐运动;
(4)求卫星成功发射时,h的最大值。
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