内容正文:
成都石室中学2025-2026学年度上期高2026届10月月考
物理试卷
试卷说明:本试卷分选择题和非选择题两部分。第Ⅰ卷(选择题),第Ⅱ卷(非选择题),满分100分,考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、单项选择题(共7小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。)
1. 2025年5月22日,神舟二十号乘组航天员在空间站(距地面高度约400km)机械臂支持下,第一次圆满完成出舱活动的全部既定任务,关于空间站下列说法正确的是( )
A. 周期大于24小时
B. 线速度大于7.9km/s
C. 加速度小于9.8m/s2
D. 仅知道空间站的运行周期、距离地面的高度和引力常量G,可求出地球的质量
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
空间站距地面高度约400km低于同步卫星距地面的高度,故周期小于24小时,故A错误;
B.根据
7.9km/s是近地卫星的线速度,是最大的环绕速度,大于空间站的线速度,故B错误;
C.根据
地球表面的加速度为9.8m/s2,空间站距地面上方高度400km处,加速度小于9.8m/s2,故C正确;
D.根据,不知道地球半径R,不能求出地球的质量,故D错误。
故选C。
2. 两车A、B从同一位置由静止开始沿相同方向同时开始做直线运动,其运动的v-t图象如图所示。对A、B运动情况的分析,下列结论正确的是( )
A. A车减速时的加速度比B车减速时的加速度大
B. 在前,A、B两车间的距离一直在减小
C. 在前,B车已经追上A车
D. B车停下前不可能撞上A车
【答案】D
【解析】
【详解】A.v-t图象斜率等于加速度,由图可知,在减速阶段,两车加速度分别为
,
则A车减速时的加速度等于B车减速时的加速度,A错误;
BC.v-t图象面积等于位移,两车在之间的某时刻速度相等。该时刻前,两车间距逐渐增大。时,A车与B车位移分别为
,
此时B车还没有追上A车,则速度相等到过程中,两车间距逐渐减小,故在前,A、B两车间的距离先增大后减小,BC错误;
D.B车停下时位移为
时两车恰好相遇,则B车停下前不可能撞上A车,D正确。
故选D。
3. 消毒柜的金属架可以将圆柱形杯子水平放置于两条金属杆之间,杯底所在平面竖直,如图所示,取杯子侧视图,其中a、b分别为两光滑水平金属杆,下列说法正确的是( )
A. 若减小a、b间距,杯子仍保持水平静止,杯子受到杆的作用力会减小
B. 若减小a、b间距,杯子仍保持水平静止,a杆受到的弹力不变
C. 若将半径相同、质量更大的杯子水平放置于a、b杆之间,杯子受到杆的作用力不变
D. 若将质量相同、半径更大的杯子水平放置于a、b杆之间,a杆受到的弹力变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.若减小a、b间距,杯子仍保持水平静止,杯子的合力仍为零,杯子受到杆的作用力与杯子自身的重力相平衡,故杯子受到杆的作用力不变,故A错误;
B.对杯子受力分析如图
设a,b点对杯子的弹力之间的夹角为,则有;
若减小a、b间距,则减小,a杆受到的弹力减小,故B错误;
D.把质量相同,半径更大的杯子水平放置于a、b杆之间,a,b点对杯子的弹力之间的夹角变小,a杆受到的弹力减小,故D正确;
C.杆对杯子的作用力与杯子自身的重力等大反向,则将半径相同、质量更大的杯子水平放置于a、b杆之间,则杯子受到杆的作用力变大,故C错误.
故选D。
4. 无人机产业是当前我国战略性新兴产业之一。近年来,我国在无人机技术、产品、应用和市场上都取得了巨大的成就。技术人员可以通过机载传感器操控无人机的运动轨迹。图1是某无人机沿水平方向运动的图像,图2是其沿竖直方向运动的图像,则该无人机的运动轨迹近似为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图1的图像可知无人机在水平方向做匀速直线运动,图2的图像是可知在竖直方向先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动,则合成两分运动可得两段时间做匀变速曲线运动,合外力(加速度)需指向凹侧,则第一段凹侧向上,第二段凹侧向下,最终竖直速度减为零,只剩下水平速度,则轨迹趋于水平线。
故选B。
5. 如图所示,质量为3kg的物体A静止在劲度系数为100N/m的竖直轻弹簧上方。质量为2kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,下列说法正确的是(g取)( )
A. 轻弹簧的压缩量为0.2m B. 物体A的瞬时加速度为0
C. 物体B的瞬时加速度为 D. 物体B对物体A的压力为12N
【答案】D
【解析】
【详解】A.A、B紧挨在一起但A、B之间无压力,对A根据受力平衡可得
解得弹簧压缩量为
故A错误;
BC.细线剪断瞬间,弹簧弹力不变,对AB整体,由牛顿第二定律得
解得AB的瞬时加速度为
故BC错误;
D.对物体A,由牛顿第二定律得
解得物体B对物体A的压力为
故D正确。
故选D。
6. 如图所示,将小球从斜面顶端分别以v、2v、3v、4v、5v水平抛出,不计空气阻力,小球落点位置分别标为1、2、3、4、5。如图中标示小球落点位置可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球做平抛运动,设斜面倾角为,小球落在斜面上时,有
解得
小球抛出点与落地点间的距离
小球落在水平面上时,小球的运动时间相等,有
故选A。
7. 如图所示,足够长水平传送带逆时针转动的速度大小为,一小滑块从传送带左端以初速度大小滑上传送带,小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ,小滑块最终又返回到左端。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小滑块的加速度向右,大小为μg
B. 若,小滑块返回到左端的时间为
C. 若,小滑块返回到左端的时间为
D. 若,小滑块返回到左端的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小滑块相对于传送带向右滑动,滑动摩擦力向左,加速度向左,根据牛顿第二定律得
解得
故A错误;
B.若,小滑块的速度从先向右减速到0再返回加速到,刚好返回到左端,时间为
故B错误;
CD.若,小滑块的速度从先向右减速到0的时间
位移为
然后加速返回,速度加速到的时间
位移为
最后以速度匀速回到左端,时间为
小滑块返回到左端的时间
解得
故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题(共3小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目要求。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. 2024年7月,安徽省寄递物流无人化应用场景试点工作正式启动。某次测试无人机寄快递时,无人机下方固定有质量为的快递,无人机沿竖直方向运动,无人机运动的位移时间(x-t)图像如图所示,竖直向上为正方向,和段图线均为抛物线的一部分且均在处斜率为0,已知重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 快递在时处于超重状态
B. 快递在时处于失重状态
C. 快递在时的速度大小为
D. 快递在时、时的加速度大小之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像的斜率对应速度,可知内无人机竖直向上做匀减速直线运动,相对无人机静止的快递在时加速度方向竖直向下,处于失重状态,故A错误;
B.内无人机竖直向下做匀加速直线运动,相对无人机静止的快递在时加速度方向竖直向下,处于失重状态,故B正确;
C.处斜率为0,说明此时速度为零,根据逆向思维可得
解得上升时的加速度大小为
根据速度时间关系,快递在时的速度大小为,故C错误;
D.段,根据
其中,解得
可得快递在时、时的加速度大小之比为,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,原长为l的轻质弹簧,一端固定在O点,另一端与一个质量为m的有孔小球相连。小球套在竖直固定、足够长的光滑杆上。杆上M、N两点与O点的距离均为2l,P点到O点的距离为l,OP与杆垂直。现将小球由M点静止释放,小球运动到N点时速度达到最大,继续向下运动直至最低点Q。整个运动过程中,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 小球从M点到P点的过程中,弹簧弹力的功率逐渐增大
C. 小球从M点到P点的过程中重力的平均功率小于小球从P点到N点的过程中重力的平均功率
D. 小球从N点向下运动到最低点Q的过程中,弹簧增加的弹性势能为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.在N点有
解得
A正确;
B.释放瞬间,小球速度为0,弹簧弹力的功率为0,到P点时,弹簧弹力为0,弹簧弹力功率也为0,故弹力的功率先增大后减小,B错误;
C.由M点到N点的过程小球一直向下做加速运动,由M点到P点过程和由P点到N点过程,位移相等,故小球由M点到P点过程的运动时间大于小球由P点到N点过程的运动时间,因此从M点到P点过程小球重力的平均功率小于小球从P点到N点过程重力的平均功率,C正确;
D.从M到N的过程,弹簧的弹性势能不变,由动能定理有
从N到Q的过程,由能量守恒有
h为N、Q间的距离,由此可知
D错误。
故选AC。
10. 如图所示,可视为质点、质量为的遥控动力玩具车在竖直面内沿圆周轨道内壁以恒定的速率做完整的圆周运动,A、B为圆轨道上某一竖直方向上的两点,点与圆心的连线与竖直方向的夹角为。已知圆轨道的半径为,玩具车与轨道间的摩擦力与轨道对车的支持力成正比,且比例系数为,重力加速度为,不计空气阻力。玩具车在一次完整的圆周运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 玩具车在点对轨道的压力方向沿半径指向圆心
B. 玩具车在点所受轨道支持力的大小为
C. 玩具车通过、两点时对轨道的压力大小之和为
D. 玩具车由最低点到最高点克服摩擦力做功为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.在A、B两点的受力如图所示
玩具车在A点受轨道所给支持力沿半径指向圆心,由牛顿第三定律可得,玩具车在A点对轨道的压力沿半径背离圆心,故A错误;
B.在B点,由向心力公式有
解得,故B正确;
C.在A点,由向心力公式有
两式相加可得
根据牛顿第三定律,玩具车通过A、B两点时对轨道的压力大小之和为,故C错误;
D.将圆轨道分成N段,每段的长度为
因玩具车在不同位置与圆轨道间的压力不同,所以摩擦力是一个变力,在轨道上下关于水平直径对称的位置上取两小段P、Q,根据C选项可知在P、Q两小段的压力之和为定值,可得克服摩擦力做功之和为
解得
所以玩具车从最低点到最高点克服摩擦力做功为,故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某同学用图甲所示的装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。
(1)实验时,刻度尺应保持竖直,为了便于直接读出弹簧的长度,在不挂钩码时刻度尺的零刻度应与弹簧的________(填“上端”或“下端”)对齐;某次挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示,则此时弹簧的长度为________。
(2)改变所挂钩码的个数,进行多次实验,记录每次弹簧受到的拉力F及弹簧的伸长量x,作图像,如图丙所示,由图像可得出弹簧的劲度系数为________(结果保留一位小数)。
(3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略,即不可视为轻质弹簧,若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂,则弹簧呈现的形态如图中的________。
【答案】(1) ①. 上端 ②. 14.45##14.44##14.46
(2)312.5 (3)A
【解析】
【小问1详解】
[1]实验时,刻度尺应保持竖直,为了便于直接读出弹簧的长度,在不挂钩码时刻度尺的零刻度应与弹簧的上端对齐;
[2]某次挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示,则此时弹簧的长度为。
【小问2详解】
由图丙,根据胡克定律可得弹簧的劲度系数为
【小问3详解】
实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略,即不可视为轻质弹簧,若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂,则越靠近悬挂点处的弹簧部位受到下面部分的拉力越大,拉伸越明显;越靠近下端的弹簧部位受到下面部分的拉力越小,拉伸也就越小。则弹簧呈现的形态如图中的A。
12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图所示的实验装置,其中为小车的质量,为砂和砂桶的总质量,为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时,下列操作描述正确的是_____;
A. 将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
B. 因绳的拉力可由力传感器读出,所以细绳不需要保持和木板平行
C. 小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D. 为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(2)甲同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为的交流电,根据纸带可求出小车的加速度_____(保留3位有效数字);
(3)甲同学以力传感器的示数为横轴,加速度为纵轴,画出的图线是一条直线,如图所示,图线与横轴的夹角为,求得图线的斜率为,则小车的质量_____;
A. B. C. D.
(4)乙同学还做了如下实验:如图所示,平衡好摩擦力后,不改变小车质量和槽码个数,撤去打点计时器及小车后面的纸带,用具有加速度测量软件的智能手机固定在小车上来测量加速度,测量的结果比在丙图中不放手机,用打点计时器测得的要小。这是因为_____。
A. 在小车上放置了智能手机后,没有重新平衡摩擦力
B. 在小车上放置了智能手机后,细线的拉力变小了
C. 在小车上放置了智能手机后,整体的质量变大了
【答案】(1)AC (2)2.98 (3)C (4)C
【解析】
【小问1详解】
ABD.用力传感器测量绳子的拉力,则力传感器示数的2倍等于小车受到的合外力大小,不用保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量,需要将细绳保持和木板平行,同时应平衡摩擦力,应将带滑轮的长木板右端垫高,故A正确,BD错误;
C.为获得更多的点迹,小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数,故C正确。
故选AC。
【小问2详解】
根据题意,相邻计数点时间间隔为
由逐差法计算加速度
解得
【小问3详解】
对小车与滑轮组成的系统,由牛顿第二定律得
根据图线的斜率可知
故小车的质量为
故选C。
【小问4详解】
A.平衡摩擦力后,根据平衡条件有
解得
由此可知,木板的倾角与小车质量无关,在小车上放置了智能手机后,相当于小车的质量增大,上式仍成立,不用重新平衡摩擦力,故A错误;
B.对槽码有
a减小,则绳上拉力F增大,故B错误;
C.在小车上放置了智能手机后,整体的质量变大了,不改变小车质量和槽码个数,则整体合力不变;对槽码、小车和手机的整体,根据牛顿第二定律
化简得
M增大,a减小,故C正确。
故选C。
四、计算题(本题共3小题,共40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. 水平公路上甲、乙两车在不同车道上沿同一方向直线行驶,甲车在前,乙车在后,两车均可看作质点,甲车的速度大小,乙车的速度大小,当甲、乙两车沿行驶方向相距时,甲车因前方突发情况紧急刹车做加速度大小的匀减速直线运动,两者车道平行,不会相撞,从刹车时开始计时。求:
(1)从甲车开始刹车到停止运动所需时间。
(2)从甲车开始刹车到甲车停止运动,甲、乙两车间的最大距离。
【答案】(1)10s (2)136m
【解析】
【小问1详解】
甲车从开始刹车到停止所用时间为
【小问2详解】
设甲车开始刹车到两车速度相等时,经过的时间为,则有
代入相关已知数据求得
在时间段内,甲车发生的位移为
乙车在时间段内发生的位移为
在时间段内,甲、乙两车间的最大距离
14. 如图所示是一种电动机工作的模型示意图,物体放在足够长、倾角为37°的粗糙斜面上,并由跨过固定滑轮的足够长轻绳与电动机相连,物体的质量为1.5kg。物体在电动机牵引下由静止开始做匀加速运动,加速度大小为2m/s2,已知电动机额定功率为36W,不计空气阻力及滑轮摩擦,物体与斜面间的动摩擦因数为0.5,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,在物体沿斜面向上运动过程中,求:
(1)物体做匀加速运动的时间;
(2)物体运动过程中的最大速度;
(3)若已知物体从静止开始运动到恰好达到最大速度所用时间为1.8s,求此过程中物体通过的位移大小。
【答案】(1)1.0s;(2)2.4m/s;(3)2.832m
【解析】
【详解】(1)物块由静止开始做匀加速运动,由牛顿第二定律可得
代入数据得
根据可知,物块做匀加速直线运动能达到的最大速度v为
根据运动学公式,物体做匀加速运动的时间t为
(2)当电动机的牵引力减小到与外力相等时,物体的速度达到最大,即
代入数据可得
则物体的最大速度为
(3)物体做匀加速运动的位移为
设物体在整个过程中通过的位移大小s,物体做匀加速运动时牵引力F不变,做变加速运动时功率不变,做变加速运动的时间为
整个过程,根据动能定理得
代入数据解得
15. 如图所示,一游戏装置由弹射器、光滑水平直轨道、,水平凹槽,圆心为的四分之一细圆管竖直轨道,圆心为的四分之一圆弧竖直轨道,足够长粗糙水平直轨道组成。连线水平,和竖直,静止在水平凹槽的滑板左端紧靠竖直侧壁,上表面与AB、CD平齐。游戏时,可视为质点的滑块从点水平弹出,经点滑上滑板,随后带动滑板一起运动,滑板到达竖直侧壁后即被锁定。滑块继续滑过轨道、DE、后,静止在某处视为游戏成功。已知滑块和滑板质量分别为,,长,滑板右端距的距离,滑块与滑板间的动摩擦因数,滑块与间的动摩擦因数,和的半径,其余各处均光滑,轨道间平滑连接,弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能,取。
(1)若滑块恰好能滑上,求滑块在圆管轨道的点时受到的作用力;
(2)求滑块不从滑板上掉下去能滑上CD的最大速度;
(3)要使游戏成功,求滑块静止的区域以及相应的弹簧弹性势能范围。
【答案】(1)1.8N
(2)4m/s (3),
【解析】
【小问1详解】
恰好过点,此时只要重力提供向心力,则有
从到点,由功能关系可得
解得
结合牛顿第二定律
联立解得
【小问2详解】
滑板一直在加速
解得
根据牛顿第二定律则有
解得滑板的加速度
则滑板此阶段加速的时间
此过程,滑块一直在做减速运动,由动能定理可得
结合动量定理则有
解得为最大值,对应
【小问3详解】
①在时,根据能量守恒可得
解得
恰好能过最高点时,则有
解得
滑块静止的区域距点的距离
②当时,对应,由功能关系可得
恰好能过最高点时,对应,滑块与滑板达到共速,随后两者匀速至滑板锁定。由
运动学规律可得,,
解得
滑板恰好匀加速至锁定时,滑块与滑板达到共速,即不存在匀速运动状态。则有,
综上所述,滑块静止时相应的弹簧弹性势能范围
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成都石室中学2025-2026学年度上期高2026届10月月考
物理试卷
试卷说明:本试卷分选择题和非选择题两部分。第Ⅰ卷(选择题),第Ⅱ卷(非选择题),满分100分,考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、单项选择题(共7小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。)
1. 2025年5月22日,神舟二十号乘组航天员在空间站(距地面高度约400km)机械臂支持下,第一次圆满完成出舱活动的全部既定任务,关于空间站下列说法正确的是( )
A. 周期大于24小时
B. 线速度大于7.9km/s
C. 加速度小于9.8m/s2
D. 仅知道空间站的运行周期、距离地面的高度和引力常量G,可求出地球的质量
2. 两车A、B从同一位置由静止开始沿相同方向同时开始做直线运动,其运动的v-t图象如图所示。对A、B运动情况的分析,下列结论正确的是( )
A. A车减速时的加速度比B车减速时的加速度大
B. 在前,A、B两车间的距离一直在减小
C. 在前,B车已经追上A车
D. B车停下前不可能撞上A车
3. 消毒柜的金属架可以将圆柱形杯子水平放置于两条金属杆之间,杯底所在平面竖直,如图所示,取杯子侧视图,其中a、b分别为两光滑水平金属杆,下列说法正确的是( )
A. 若减小a、b间距,杯子仍保持水平静止,杯子受到杆的作用力会减小
B. 若减小a、b间距,杯子仍保持水平静止,a杆受到的弹力不变
C. 若将半径相同、质量更大的杯子水平放置于a、b杆之间,杯子受到杆的作用力不变
D. 若将质量相同、半径更大的杯子水平放置于a、b杆之间,a杆受到的弹力变小
4. 无人机产业是当前我国战略性新兴产业之一。近年来,我国在无人机技术、产品、应用和市场上都取得了巨大的成就。技术人员可以通过机载传感器操控无人机的运动轨迹。图1是某无人机沿水平方向运动的图像,图2是其沿竖直方向运动的图像,则该无人机的运动轨迹近似为( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,质量为3kg的物体A静止在劲度系数为100N/m的竖直轻弹簧上方。质量为2kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,下列说法正确的是(g取)( )
A. 轻弹簧的压缩量为0.2m B. 物体A的瞬时加速度为0
C. 物体B的瞬时加速度为 D. 物体B对物体A的压力为12N
6. 如图所示,将小球从斜面顶端分别以v、2v、3v、4v、5v水平抛出,不计空气阻力,小球落点位置分别标为1、2、3、4、5。如图中标示小球落点位置可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,足够长水平传送带逆时针转动的速度大小为,一小滑块从传送带左端以初速度大小滑上传送带,小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ,小滑块最终又返回到左端。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小滑块的加速度向右,大小为μg
B. 若,小滑块返回到左端的时间为
C. 若,小滑块返回到左端的时间为
D. 若,小滑块返回到左端的时间为
二、多项选择题(共3小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目要求。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. 2024年7月,安徽省寄递物流无人化应用场景试点工作正式启动。某次测试无人机寄快递时,无人机下方固定有质量为的快递,无人机沿竖直方向运动,无人机运动的位移时间(x-t)图像如图所示,竖直向上为正方向,和段图线均为抛物线的一部分且均在处斜率为0,已知重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 快递在时处于超重状态
B. 快递在时处于失重状态
C. 快递在时的速度大小为
D. 快递在时、时的加速度大小之比为
9. 如图所示,原长为l的轻质弹簧,一端固定在O点,另一端与一个质量为m的有孔小球相连。小球套在竖直固定、足够长的光滑杆上。杆上M、N两点与O点的距离均为2l,P点到O点的距离为l,OP与杆垂直。现将小球由M点静止释放,小球运动到N点时速度达到最大,继续向下运动直至最低点Q。整个运动过程中,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 小球从M点到P点的过程中,弹簧弹力的功率逐渐增大
C. 小球从M点到P点的过程中重力的平均功率小于小球从P点到N点的过程中重力的平均功率
D. 小球从N点向下运动到最低点Q的过程中,弹簧增加的弹性势能为
10. 如图所示,可视为质点、质量为的遥控动力玩具车在竖直面内沿圆周轨道内壁以恒定的速率做完整的圆周运动,A、B为圆轨道上某一竖直方向上的两点,点与圆心的连线与竖直方向的夹角为。已知圆轨道的半径为,玩具车与轨道间的摩擦力与轨道对车的支持力成正比,且比例系数为,重力加速度为,不计空气阻力。玩具车在一次完整的圆周运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 玩具车在点对轨道的压力方向沿半径指向圆心
B. 玩具车在点所受轨道支持力的大小为
C. 玩具车通过、两点时对轨道的压力大小之和为
D. 玩具车由最低点到最高点克服摩擦力做功为
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某同学用图甲所示的装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。
(1)实验时,刻度尺应保持竖直,为了便于直接读出弹簧的长度,在不挂钩码时刻度尺的零刻度应与弹簧的________(填“上端”或“下端”)对齐;某次挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示,则此时弹簧的长度为________。
(2)改变所挂钩码的个数,进行多次实验,记录每次弹簧受到的拉力F及弹簧的伸长量x,作图像,如图丙所示,由图像可得出弹簧的劲度系数为________(结果保留一位小数)。
(3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略,即不可视为轻质弹簧,若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂,则弹簧呈现的形态如图中的________。
12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图所示的实验装置,其中为小车的质量,为砂和砂桶的总质量,为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时,下列操作描述正确的是_____;
A. 将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
B. 因绳的拉力可由力传感器读出,所以细绳不需要保持和木板平行
C. 小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D. 为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(2)甲同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为的交流电,根据纸带可求出小车的加速度_____(保留3位有效数字);
(3)甲同学以力传感器的示数为横轴,加速度为纵轴,画出的图线是一条直线,如图所示,图线与横轴的夹角为,求得图线的斜率为,则小车的质量_____;
A. B. C. D.
(4)乙同学还做了如下实验:如图所示,平衡好摩擦力后,不改变小车质量和槽码个数,撤去打点计时器及小车后面的纸带,用具有加速度测量软件的智能手机固定在小车上来测量加速度,测量的结果比在丙图中不放手机,用打点计时器测得的要小。这是因为_____。
A. 在小车上放置了智能手机后,没有重新平衡摩擦力
B. 在小车上放置了智能手机后,细线的拉力变小了
C. 在小车上放置了智能手机后,整体的质量变大了
四、计算题(本题共3小题,共40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. 水平公路上甲、乙两车在不同车道上沿同一方向直线行驶,甲车在前,乙车在后,两车均可看作质点,甲车的速度大小,乙车的速度大小,当甲、乙两车沿行驶方向相距时,甲车因前方突发情况紧急刹车做加速度大小的匀减速直线运动,两者车道平行,不会相撞,从刹车时开始计时。求:
(1)从甲车开始刹车到停止运动所需时间。
(2)从甲车开始刹车到甲车停止运动,甲、乙两车间的最大距离。
14. 如图所示是一种电动机工作的模型示意图,物体放在足够长、倾角为37°的粗糙斜面上,并由跨过固定滑轮的足够长轻绳与电动机相连,物体的质量为1.5kg。物体在电动机牵引下由静止开始做匀加速运动,加速度大小为2m/s2,已知电动机额定功率为36W,不计空气阻力及滑轮摩擦,物体与斜面间的动摩擦因数为0.5,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,在物体沿斜面向上运动过程中,求:
(1)物体做匀加速运动的时间;
(2)物体运动过程中的最大速度;
(3)若已知物体从静止开始运动到恰好达到最大速度所用时间为1.8s,求此过程中物体通过的位移大小。
15. 如图所示,一游戏装置由弹射器、光滑水平直轨道、,水平凹槽,圆心为的四分之一细圆管竖直轨道,圆心为的四分之一圆弧竖直轨道,足够长粗糙水平直轨道组成。连线水平,和竖直,静止在水平凹槽的滑板左端紧靠竖直侧壁,上表面与AB、CD平齐。游戏时,可视为质点的滑块从点水平弹出,经点滑上滑板,随后带动滑板一起运动,滑板到达竖直侧壁后即被锁定。滑块继续滑过轨道、DE、后,静止在某处视为游戏成功。已知滑块和滑板质量分别为,,长,滑板右端距的距离,滑块与滑板间的动摩擦因数,滑块与间的动摩擦因数,和的半径,其余各处均光滑,轨道间平滑连接,弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能,取。
(1)若滑块恰好能滑上,求滑块在圆管轨道的点时受到的作用力;
(2)求滑块不从滑板上掉下去能滑上CD的最大速度;
(3)要使游戏成功,求滑块静止的区域以及相应的弹簧弹性势能范围。
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