精品解析:河南省信阳高级中学2025-2026学年高三上学期9月月考物理试题
2025-10-13
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内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2025-2026学年高三上期09月测试(二)
物理试题
一、单选题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 综合实践活动中,科创小组进行了水火箭制作与放飞比赛,如图1。图2甲是其设计图,图2乙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像(不考虑空气阻力,时刻水火箭中的水恰好喷完)。下列说法正确的是( )
A. 向下喷水的过程中,水火箭对水向下的作用力大于水对它向上的作用力
B. 由图像可知,时刻水火箭受到平衡力
C. 由图像可知,时刻水火箭到达最高点
D. 由图像可知,与时刻机械能的大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.向下喷水的过程中,水火能对水向下的作用力与水对它向上的作用力是一对相互作用力,根据相互作用力的特点,这两个力大小相等,故A错误;
B.由图像可知,t2时刻水火箭的速度为0,但此时水火箭受到重力作用,合力不为0,不是受到平衡力,故B错误;
C.由图像可知,在t1时刻之后水火箭的速度开始减小,说明t1时刻水火箭的速度达到最大,此后向上做减速运动,t2时刻水火箭的速度为0,所以t2时刻水火箭到达最高点,故C错误;
D.不考虑空气阻力,喷完水后水火箭整个运动过程只有动能和势能之间的相互转化,所以t2与t3时刻机械能的大小相等,故D正确。
故选D。
2. 甲、乙两辆汽车在同一平直的公路上同向行驶,从时刻开始,甲、乙两汽车的位移-时间图像如图中、所示,时两图线相切,图线是抛物线,下列说法正确的是( )
A. 时,甲、乙两车的速度大小均为
B. 时,甲、乙两车相距的距离最大
C. 甲车的加速度大小为
D. 时,甲车的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像的斜率等于速度,则时,甲、乙两车的速度大小均为,则A错误;
B.时,甲、乙位移相等,则两车刚好相遇,则B错误;
CD.时,设甲车的速度大小为,则
解得
甲车的加速度大小为,则C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,甲、乙两辆汽车从同一位置出发沿平直的公路运动,通过速度传感器描绘出了两汽车的图像,则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙汽车的加速度之比为
B. 时两辆汽车具有相同的速度
C. 两辆汽车在前的某时刻相遇
D. 两辆汽车再次相遇前间隔的最大距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像的斜率表示加速度,由图像可知汽车甲的加速度为
汽车乙的加速度为
则甲、乙汽车的加速度之比为
故A错误;
B.由图可知,在时两辆汽车的速度均为,即该时刻两辆汽车的速度相同,故B错误;
C.在的时间内,汽车甲的速度一直大于汽车乙的速度,所以两辆汽车之间的距离一直增大,且时两汽车的距离最大,后汽车乙的速度大于汽车甲的速度,汽车乙开始追赶汽车甲,则两汽车相遇的时间一定在以后,故C错误;
D.在图像中,图像与坐标轴围成的面积表示汽车的位移,时两汽车的距离最大,由图像可知汽车甲的位移为
汽车乙的位移为
则两辆汽车的最大距离为
故D正确。
故选D。
4. 如图,在竖直平面内固定一个四分之一光滑圆弧支架,O点为圆弧的圆心,OA、OB为圆弧的半径,OA沿竖直方向,支架圆弧上和半径OA上分别穿着a、b小球,a、b两小球的质量分别为和,两小球之间用一轻绳连接,平衡时小球a、b分别位于P、Q两点已知,,两小球均可视为质点,设支架对小球a的弹力为,对小球b的弹力为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,分别对小球a、b受力分析,如图所示
由平衡条件有,,,
又有
联立解得,
即,
故选A。
5. 如图所示,一正方形物块内挖有一光滑竖直圆槽,O为圆心。现将一小球置于槽内,并将整个装置放在倾角为θ的足够长的粗糙斜面上,小球与物块一起沿斜面下滑,已知物块与斜面间的动摩擦因数,不计空气阻力。则稳定后,下列选项中小球与物块的相对位置正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设小球的质量为m,物块的质量为M,小球和物块下滑的加速度为a,木块和斜面间的滑动摩擦因数为μ。
对整体根据牛顿第二定律得
解得
小球和物块一起沿斜面匀速下滑,小球处于平衡状态,合力等于0,圆槽对小球的支持力的方向竖直向上,大小等于小球的重力,所以小球一定位于圆心的正下方。A正确,BCD错误。
故选A。
6. 如图所示,甲、乙两传送带与水平面的夹角相同,都以恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v;在乙传送带上到达离B处竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v,已知B处离地面的高度均为H。则在小物体从A到B的过程中( )
A. 两传送带消耗的电能相等
B. 两传送带对小物体做功不相等
C. 小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小
D. 两种情况下因摩擦产生的热量相等
【答案】C
【解析】
【详解】AD.甲图中,根据动能定理得
乙图中,根据动能定理得
因为物体最终均与传送带共速,所以物体的平均速度为传送带速度的一半,根据可知其位移也是传送带位移的一半,所以物体相对传送带的位移与物体的对地位移相等,因摩擦产生的热量与摩擦力对物体做的功相等,即,所以甲产生的热量较多,根据能量守恒,传送带消耗的电能转化为物体的机械能及系统的热能,甲产生的热能较多,所以甲消耗的电能较多。故AD错误;
B.根据功能关系,传送带对物体做的功等于其机械能的增量,到传送带顶端时,小物体的机械能相等,所以传送带对物体做的功相等,故B错误;
C.根据可知
根据牛顿第二定律可知
可得,故C正确。
故选C。
7. 如图甲所示,质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块以初速度滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2。在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F,当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到的关系如图乙所示。其中AB与横轴平行,且AB段的纵坐标为。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. DE段表示滑块最终与滑板共速
B. F=0时,滑块离开滑板的速度v=2m/s
C. B点的坐标为(,)
D. C点的坐标为(,)
【答案】D
【解析】
【详解】A.在AB段,拉力F较小,物体在木板上相对于木板滑动的路程保持不变,说明物块会从板右侧滑离木板;在BC段,物块滑上木板后,物块减速、木板加速,两者在木板上某一位置具有共同速度,之后保持相对静止一起以相同加速度做匀加速运动;在DE段,物块滑上木板后,物块减速、木板加速,两者在木板上某一位置具有共同速度,物块相对于木板向左滑动,最终物块会从板左侧滑离木板;故A错误;
B.时,根据牛顿第二定律可得,物块的加速度大小为
木板的加速度大小为
由图像AB段可知,滑块相对木板的路程为
联立解得或(舍去,此时滑块的速度小于木板的速度)
则物块滑离木板时的速度大小为
故B错误;
C.在AB段,F较小,物块将从木板右端滑下,其中B点,对应物块恰好到达木板的右端,且两者具有共同速度,设此时对应的恒力为,由牛顿第二定律得
由速度关系得
由位移关系得
联立解得
由图乙可知,B点对应的相对路程,代入解得
故B点的坐标为(,),故C错误;
D.在BC段,物块滑上木板后,物块减速、木板加速,两者在木板上某一位置具有共同速度,之后保持相对静止一起以相同加速度做匀加速运动;C点时物块与木板间的静摩擦力刚好达到最大,设此时对应的恒力为,以物块与木板为整体,由牛顿第二定律得
以物块为对象,由牛顿第二定律得
联立解得,
由C选项分析同理可得
代入,可得
故C点的坐标为(,),故D正确。
故选D。
8. 如图所示的空间直角坐标系中,面为水平面,竖直向上为轴正方向,水平面与面之间的区域为横风区。在面上有一点,物体以某一初速度从点沿平行轴正方向抛出,一段时间后进入横风区,受到沿轴正向的恒定风力,最后落到平面上。物体运动轨迹在两个坐标平面的投影,可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】CD.无论是在横风区内还是横风区外,小球在zOx面上的投影均做平抛运动,则轨迹为抛物线,则选项C正确,D错误;
AB.在进入横风区之前小球做平抛运动,则在xOy平面内的投影为一段直线;进入横风区后沿y方向在风力作用下做匀加速运动,在x方向做匀速直线运动,则轨迹为抛物线,则选项A正确,B错误。
故选AC。
9. 古代传说黄河鲤鱼跳过龙门,就会变化成龙,比喻中举、升官等飞黄腾达之事,也比喻逆流前进,奋发向上。如图所示为鲤鱼在空中运动的轨迹,鲤鱼以的速度在M点跃出水面,轨迹最高点为N,为轨迹上一点,与水面的夹角,垂直于,不计空气阻力,鲤鱼可视为质点。鲤鱼从M点运动到P点过程,下列说法正确的是( )
A. 鲤鱼从M点运动至P点的过程中先处于超重状态后处于失重状态
B. 鲤鱼运动的最小速度小于
C. 鲤鱼在段运动时间为在段运动时间的3倍
D. 鲤鱼在段位移大小为在段位移大小的6倍
【答案】BC
【解析】
【详解】A.鲤鱼在M点跃出水面之后,从M点运动至P点的过程中只受重力,加速度方向始终竖直向下,大小为g,始终处于完全失重状态,故A错误;
B.鲤鱼运动的最小速度为在M点的水平分速度,由于与水平方向的夹角大于,鲤鱼运动的最小速度小于,故B正确;
C.将MN段等效为反向平抛运动,由平抛运动规律得
其中,
解得
由几何关系知NP与水平方向的夹角为30°,则,故C正确;
D.由可知,鲤鱼在MN段竖直位移大小为在NP段的9倍,由几何关系,可得鲤鱼在段位移大小为在段位移大小的倍,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,竖直放置的圆筒内壁光滑,圆筒半径为R,高为h。P、Q为圆筒上、下底面圆上的两点,且连线竖直,一可视为质点的小球由P点沿筒内侧与半径垂直方向水平抛出,小球质量为m,初速度大小为。小球的运动轨迹与的交点依次为上的A、B、C三点,重力加速度为g,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A. 小球到达C点时下落高度为
B. 小球在A、B、C三点时对筒壁的压力大小之比为1∶1∶1
C. A、B间距离为
D. 小球在P点时所受合力大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小球在水平方向上做匀速圆周运动,圆周运动周期为
小球在竖直方向上做自由落体运动,小球到达C点时,经历时间为,则有
解得
故A错误;
B.小球在水平方向上做匀速圆周运动,由筒壁对小球的支持力提供向心力,则有
根据牛顿第三定律有
解得
可知,小球在A、B、C三点时对筒壁的压力大小之比为1∶1∶1
故B正确;
C.小球在竖直方向上做自由落体运动,小球到达A点、B点经历时间分别为T、,则有
结合上述解得
故C正确;
D.小球在水平方向上做匀速圆周运动,由筒壁对小球的支持力提供向心力,则有
小球所受外力的合力
故D错误。
故选BC。
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 为了“探究物体质量一定时加速度与力的关系”,某同学设计了如图所示的实验装置,其中M为小车和小车上的滑轮的总质量,m为沙和沙桶的总质量,力传感器可测出轻绳的拉力大小。
(1)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为___________m/s2(结果保留两位有效数字);
(2)该同学根据实验数据作出小车的加速度a与力传感器的示数F的关系图像,与本实验相符合的是___________;
A. B.
C. D.
(3)若a-F图像的斜率为k,则M为___________。
A. B. C. D.
【答案】(1)0.81 (2)A (3)C
【解析】
【小问1详解】
打点计时器频率
则周期
相邻两计数点间还有四个计时点,所以计数点间时间间隔
根据逐差法公式
代入数据得
【小问2详解】
实验已经平衡摩擦力,且力传感器直接测绳子的拉力F,小车质量M一定,但注意到实验装置中轻绳拉力通过滑轮作用,小车实际受合外力为2F。根据牛顿第二定律
有
所以a与F成正比,图像应为过原点的倾斜直线。
故选A。
【小问3详解】
根据以上分析
可知图像斜率
即
故选C。
12.
(1)为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,用如图所示装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落。关于该实验,下列说法正确的有___________。
A. 应改变该装置的高度多次实验
B. 只做一次实验发现两球同时落地,即可以得到实验结论
C. 本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
(2)用如下图所示装置来定量研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
①关于该实验的一些做法,合理的是___________。
A.尽可能使用密度大、体积小的球进行实验
B.斜槽末端切线应当保持水平
C.本实验需要用到的器材里有刻度尺和秒表
②在研究小球平抛运动的实验中,某同学记录了A、B、C三点(A不是抛出点),建立了如图所示的坐标系,平抛轨迹上的三点坐标值:A点的坐标为,B点的坐标为,C点的坐标为。重力加速度取,则小球平抛的初速度为___________m/s;小球抛出点的纵坐标___________。
【答案】(1)A (2) ①. AB##BA ②. 1##1.0 ③. 3.75
【解析】
【小问1详解】
AB.为得到一般性的结论,则应改变该装置的高度多次实验,而不是只做一次实验发现两球同时落地,即得到实验结论,选项A正确,B错误;
C.本实验中两球总是同时落地,说明两球在竖直方向的运动完全相同,说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动,但不能说明A球在水平方向上做匀速直线运动,选项C错误。
故选A。
【小问2详解】
①[1]A.尽可能使用密度大、体积小的球进行实验,以减小阻力的影响,选项A正确;
B.斜槽末端切线应当保持水平,以保证小球做平抛运动,选项B正确;
C.本实验需要用到的器材里有刻度尺,不需要秒表,选项C错误。
故选AB。
③[2][3]因三点的水平距离相等,可知时间相同,竖直方向根据
解得
则水平速度
打B点时竖直速度
则从抛出到B点的时间
则抛出点的纵坐标
三、解答题(共计38分)
13. 如图所示,横截面积分别为的两个上部开口的柱形导热气缸中装有同种气体,通过一段体积可忽略的细管相连接,在细管中间安装有一个阀门D,两气缸中各有一个轻质的活塞,气缸B中的活塞一端与轻弹簧相连接,另一端固定在气缸正上方的水平面板上.阀门D关闭时,轻弹簧处于原长并保持竖直,气缸中的活塞均处于静止状态,气缸A中气柱高度为,气缸B气柱高度为L,将一个质量为的重物C轻轻地放到气缸A中的活塞上,稳定后A中气柱高度变为,打开阀门D,保持环境温度不变,待系统稳定后,关闭阀门D.已知弹簧的劲度系数,重力加速度为g,活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气,求:
(1)大气压强;
(2)最后关闭阀门D时,进入B中的气体与打开阀门前B中气体的质量比值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对气缸A中活塞,由平衡条件可得
由玻意耳定律可得
解得
【小问2详解】
阀门D未打开时,由平衡条件可知B中气体压强为
打开阀门D,稳定后设弹簧的压缩量为x,对气缸B中活塞,由平衡条件可知
解得
稳定后气缸B中气柱的高度为
设A进入B中气柱的高度为,对B中气体有
解得
进入B中的气体质量与打开阀门前B中气体的质量m之比为
14. 游乐场中的大型娱乐设施旋转飞椅的简化示意图如图所示,圆形旋转支架半径为,悬挂座椅的绳子长为,游客坐在座椅上随支架一起匀速旋转时可将其和座椅组成的整体看成质点,旋转飞椅以角速度匀速旋转时,绳子与竖直方向的夹角为,不计绳子的重力,重力加速度为。
(1)旋转飞椅以角速度匀速旋转时,分析角速度与夹角的关系(关系式用、g、R、l、等符号表示);
(2)当旋转飞椅以最大角速度旋转时,绳子与竖直方向的夹角,求圆形旋转支架边缘游客运动的线速度大小(,计算结果可用根式表示);
(3)为防止游客携带的物品掉落伤人,需以支架的轴心为圆心修建圆形栅栏,圆形栅栏的半径为,求旋转飞椅角速度最大时,绳子悬点到地面的垂直距离H。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)游客和座椅组成的整体受到绳子拉力和重力作用做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律可得
解得
(2)当旋转飞椅以最大角速度旋转时,绳子与竖直方向的夹角,根据牛顿第二定律可得
解得
(3)游客携带的物品掉落后做平抛运动,物品的落点在以轴心为圆心的一个圆周上,竖直方向有
平抛运动的水平距离为
由数学知识有
联立解得
15. 如图甲所示,在水平地面上放置一个质量为1kg的木板A,木板A的最左端处放置一个质量也为1kg的物块B(可视为质点),木板A与地面的滑动摩擦因数为μ1,物块B与木板A之间的滑动摩擦因数为μ2。现给物块B施加一个水平向右的作用力F,F随时间t的变化如图乙所示。从时刻开始计时,物块B所受摩擦力随时间t变化关系如图丙所示。已知当时,木板A与物块B间恰好相对滑动,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度取,求:
(1)μ1、μ2
(2)乙图中F1和丙图中的t1
(3)若在时刻撤去F,要保证物块B不脱离木板A,木板A的最小长度是多少?
【答案】(1);
(2);
(3)5m
【解析】
【小问1详解】
在t1时,将木板A、物块B看成一个整体,此时他们刚好开始运动,有,解得
8s后物块B受到的摩擦力恒定为6N,则有,解得
【小问2详解】
在时刻木板A与物块B刚好发生相对运动,由牛顿第二运动定律可知,解得
根据分析t1时刻A与地面刚好相对滑动,此时,又,解得
【小问3详解】
从到时间内,物块B与木板A相对静止一起加速,由乙图可知F与t关系
对AB整体,其加速度a与t的关系,其图像如图:
由图中阴影部分面积可得撤去F时A、B的速度v:
在到时间内,木板加速度,物块B加速度
10s末A的速度,B的速度
A的位移
B的位移
撤去F后A继续加速,加速度,B减速,加速度
经t'时AB共速,因,共速后AB一起减速,
解得,
,
木板A的最小长度
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河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2025-2026学年高三上期09月测试(二)
物理试题
一、单选题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 综合实践活动中,科创小组进行了水火箭制作与放飞比赛,如图1。图2甲是其设计图,图2乙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像(不考虑空气阻力,时刻水火箭中的水恰好喷完)。下列说法正确的是( )
A. 向下喷水的过程中,水火箭对水向下的作用力大于水对它向上的作用力
B. 由图像可知,时刻水火箭受到平衡力
C. 由图像可知,时刻水火箭到达最高点
D. 由图像可知,与时刻机械能的大小相等
2. 甲、乙两辆汽车在同一平直的公路上同向行驶,从时刻开始,甲、乙两汽车的位移-时间图像如图中、所示,时两图线相切,图线是抛物线,下列说法正确的是( )
A. 时,甲、乙两车的速度大小均为
B. 时,甲、乙两车相距的距离最大
C. 甲车的加速度大小为
D. 时,甲车的速度大小为
3. 如图所示,甲、乙两辆汽车从同一位置出发沿平直的公路运动,通过速度传感器描绘出了两汽车的图像,则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙汽车的加速度之比为
B. 时两辆汽车具有相同的速度
C. 两辆汽车在前的某时刻相遇
D. 两辆汽车再次相遇前间隔的最大距离为
4. 如图,在竖直平面内固定一个四分之一光滑圆弧支架,O点为圆弧的圆心,OA、OB为圆弧的半径,OA沿竖直方向,支架圆弧上和半径OA上分别穿着a、b小球,a、b两小球的质量分别为和,两小球之间用一轻绳连接,平衡时小球a、b分别位于P、Q两点已知,,两小球均可视为质点,设支架对小球a的弹力为,对小球b的弹力为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,一正方形物块内挖有一光滑竖直圆槽,O为圆心。现将一小球置于槽内,并将整个装置放在倾角为θ的足够长的粗糙斜面上,小球与物块一起沿斜面下滑,已知物块与斜面间的动摩擦因数,不计空气阻力。则稳定后,下列选项中小球与物块的相对位置正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,甲、乙两传送带与水平面的夹角相同,都以恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v;在乙传送带上到达离B处竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v,已知B处离地面的高度均为H。则在小物体从A到B的过程中( )
A. 两传送带消耗的电能相等
B. 两传送带对小物体做功不相等
C. 小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小
D. 两种情况下因摩擦产生的热量相等
7. 如图甲所示,质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块以初速度滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2。在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F,当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到的关系如图乙所示。其中AB与横轴平行,且AB段的纵坐标为。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. DE段表示滑块最终与滑板共速
B. F=0时,滑块离开滑板的速度v=2m/s
C. B点的坐标为(,)
D. C点的坐标为(,)
8. 如图所示的空间直角坐标系中,面为水平面,竖直向上为轴正方向,水平面与面之间的区域为横风区。在面上有一点,物体以某一初速度从点沿平行轴正方向抛出,一段时间后进入横风区,受到沿轴正向的恒定风力,最后落到平面上。物体运动轨迹在两个坐标平面的投影,可能的是( )
A. B.
C. D.
9. 古代传说黄河鲤鱼跳过龙门,就会变化成龙,比喻中举、升官等飞黄腾达之事,也比喻逆流前进,奋发向上。如图所示为鲤鱼在空中运动的轨迹,鲤鱼以的速度在M点跃出水面,轨迹最高点为N,为轨迹上一点,与水面的夹角,垂直于,不计空气阻力,鲤鱼可视为质点。鲤鱼从M点运动到P点过程,下列说法正确的是( )
A. 鲤鱼从M点运动至P点的过程中先处于超重状态后处于失重状态
B. 鲤鱼运动的最小速度小于
C. 鲤鱼在段运动时间为在段运动时间的3倍
D. 鲤鱼在段位移大小为在段位移大小的6倍
10. 如图所示,竖直放置的圆筒内壁光滑,圆筒半径为R,高为h。P、Q为圆筒上、下底面圆上的两点,且连线竖直,一可视为质点的小球由P点沿筒内侧与半径垂直方向水平抛出,小球质量为m,初速度大小为。小球的运动轨迹与的交点依次为上的A、B、C三点,重力加速度为g,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A. 小球到达C点时下落高度为
B. 小球在A、B、C三点时对筒壁的压力大小之比为1∶1∶1
C. A、B间距离为
D. 小球在P点时所受合力大小为
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 为了“探究物体质量一定时加速度与力的关系”,某同学设计了如图所示的实验装置,其中M为小车和小车上的滑轮的总质量,m为沙和沙桶的总质量,力传感器可测出轻绳的拉力大小。
(1)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为___________m/s2(结果保留两位有效数字);
(2)该同学根据实验数据作出小车的加速度a与力传感器的示数F的关系图像,与本实验相符合的是___________;
A. B.
C. D.
(3)若a-F图像的斜率为k,则M为___________。
A. B. C. D.
12.
(1)为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,用如图所示装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落。关于该实验,下列说法正确的有___________。
A. 应改变该装置的高度多次实验
B. 只做一次实验发现两球同时落地,即可以得到实验结论
C. 本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
(2)用如下图所示装置来定量研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
①关于该实验的一些做法,合理的是___________。
A.尽可能使用密度大、体积小的球进行实验
B.斜槽末端切线应当保持水平
C.本实验需要用到的器材里有刻度尺和秒表
②在研究小球平抛运动的实验中,某同学记录了A、B、C三点(A不是抛出点),建立了如图所示的坐标系,平抛轨迹上的三点坐标值:A点的坐标为,B点的坐标为,C点的坐标为。重力加速度取,则小球平抛的初速度为___________m/s;小球抛出点的纵坐标___________。
三、解答题(共计38分)
13. 如图所示,横截面积分别为的两个上部开口的柱形导热气缸中装有同种气体,通过一段体积可忽略的细管相连接,在细管中间安装有一个阀门D,两气缸中各有一个轻质的活塞,气缸B中的活塞一端与轻弹簧相连接,另一端固定在气缸正上方的水平面板上.阀门D关闭时,轻弹簧处于原长并保持竖直,气缸中的活塞均处于静止状态,气缸A中气柱高度为,气缸B气柱高度为L,将一个质量为的重物C轻轻地放到气缸A中的活塞上,稳定后A中气柱高度变为,打开阀门D,保持环境温度不变,待系统稳定后,关闭阀门D.已知弹簧的劲度系数,重力加速度为g,活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气,求:
(1)大气压强;
(2)最后关闭阀门D时,进入B中的气体与打开阀门前B中气体的质量比值。
14. 游乐场中的大型娱乐设施旋转飞椅的简化示意图如图所示,圆形旋转支架半径为,悬挂座椅的绳子长为,游客坐在座椅上随支架一起匀速旋转时可将其和座椅组成的整体看成质点,旋转飞椅以角速度匀速旋转时,绳子与竖直方向的夹角为,不计绳子的重力,重力加速度为。
(1)旋转飞椅以角速度匀速旋转时,分析角速度与夹角的关系(关系式用、g、R、l、等符号表示);
(2)当旋转飞椅以最大角速度旋转时,绳子与竖直方向的夹角,求圆形旋转支架边缘游客运动的线速度大小(,计算结果可用根式表示);
(3)为防止游客携带的物品掉落伤人,需以支架的轴心为圆心修建圆形栅栏,圆形栅栏的半径为,求旋转飞椅角速度最大时,绳子悬点到地面的垂直距离H。
15. 如图甲所示,在水平地面上放置一个质量为1kg的木板A,木板A的最左端处放置一个质量也为1kg的物块B(可视为质点),木板A与地面的滑动摩擦因数为μ1,物块B与木板A之间的滑动摩擦因数为μ2。现给物块B施加一个水平向右的作用力F,F随时间t的变化如图乙所示。从时刻开始计时,物块B所受摩擦力随时间t变化关系如图丙所示。已知当时,木板A与物块B间恰好相对滑动,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度取,求:
(1)μ1、μ2
(2)乙图中F1和丙图中的t1
(3)若在时刻撤去F,要保证物块B不脱离木板A,木板A的最小长度是多少?
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