精品解析:海南部分学校2025-2026学年高三上学期第二次月考物理试卷
2025-11-12
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内容正文:
2025-2026学年高三年级第二次月考
物理
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上可认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。重心的定义所使用的物理方法是( )
A. 理想模型法 B. 等效法 C. 假设法 D. 类比法
【答案】B
【解析】
【详解】A.理想模型法是通过建立理想化模型简化问题(如质点),而重心是将实际重力作用等效为一点,并非建立模型,故A错误;
B.一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上可认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心,利用了等效法,故B正确;
C.假设法需要先假设某种条件成立再推导,题干未涉及假设,故C错误;
D.类比法是通过相似性推理,题干未比较不同事物,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,自然伸长的轻弹簧竖直固定在水平面上,现将一个小球从弹簧的上端由静止释放,不计空气阻力,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 小球由静止释放的瞬间处于完全失重状态
B. 小球向下运动的过程中一直处于失重状态
C. 小球在最高点和最低点时的加速度相同
D. 小球能够脱离弹簧再上升一定高度
【答案】A
【解析】
【详解】A.小球由静止释放瞬间,弹簧弹力为零,小球只受重力,加速度为g,方向竖直向下,处于完全失重状态,故A正确;
B.小球向下运动时,先做加速运动(重力大于弹力,加速度向下,失重);当弹力等于重力后,继续向下运动时弹力大于重力,加速度向上,处于超重状态,并非一直失重,故B错误;
C.根据简谐运动的对称性,小球在最高点和最低点时的加速度大小相等、方向相反,故C错误;
D.根据简谐运动的对称性,小球向上运动到速度减为零时位于弹簧上端,即小球不会脱离弹簧再上升一定高度,故D错误。
故选A。
3. 如图1所示,足够长的斜面固定在水平地面上,一质量为的光滑小球静止在水平面和斜面的连接处。时刻对小球施加沿斜面向上的拉力,拉力随时间变化的图像如图2所示。已知重力加速度为,则下列关于小球的加速度、速度、位移随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.对光滑小球受力分析,根据牛顿第二定律有
解得
由图2可知,在时间内力与的关系式为
在以后
则在时间内与的关系式为
即在这段时间内图像存在横截距,在后,加速度
即在这段时间内加速度保持不变,故A错误;
B.由A可知,在时间内与的关系式为
可知随着时间的增大而增大,根据速度时间图像的斜率表示加速度,可知在时间内图像是开口向上的曲线,且速度不断增大;在后,因加速度不变,故小球做匀加速直线运动,速度越来越大,v-t图像是一条倾斜的直线,故B错误;
CD.根据图像的斜率表示速度,由B项,可知在时间内速度越来越大,则x-t图像的斜率不断增大;在后,小球做匀加速直线运动,速度也越来越大,则x-t图像的斜率仍不断增大,故C正确,D错误。
故选C。
4. 如图所示,材料相同的甲、乙两个盘子放置在匀速旋转的餐桌上,并相对餐桌保持静止,其中甲盘比乙盘距离餐桌中心远。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙两个盘子的质量相等,则两盘受到的摩擦力大小相等
B. 甲、乙两个盘子的线速度大小相等
C. 盘子的质量越小,越容易相对餐桌滑动
D. 若餐桌的转速逐渐增加,甲盘先相对餐桌滑动
【答案】D
【解析】
【详解】A.盘子做匀速圆周运动,甲、乙角速度ω相同,甲的转动半径r更大,分析可知二者的静摩擦力提供向心力,则有
可知若二者质量相等,甲受到的摩擦力更大,故A错误;
B.根据线速度
由于甲的转动半径更大,所以甲的线速度更大,故B错误;
C.当盘子即将滑动时,最大静摩擦力提供向心力,即
解得临界角速度
可见临界角速度与质量m无关,因此盘子是否容易滑动与质量无关,故C错误;
D.因为临界角速度
可知转动半径r越大,临界角速度越小。甲的转动半径更大,所以当餐桌转速逐渐增加时,甲先达到临界角速度,先相对餐桌滑动,故D正确。
故选D。
5. 人工心肺机里的磁流泵可为输送血液提供动力。若某磁流泵输送血液时,出口血液平均速度大小为,垂直冲击动脉管壁后平行于管壁流动。已知磁流泵的流量(单位时间内流过管道的流体体积),血液密度为,则血液垂直管壁的冲击力大小约为( )
A. 0.10N B. 0.25N C. 0.45N D. 0.68N
【答案】C
【解析】
【详解】根据动量定理,流体对管壁的冲击力等于单位时间内流体动量的变化,流量
每秒的质量流量
则血液动量变化率为
根据动量定理,血液垂直管壁的冲击力大小约为
故选C。
6. 某动车组由9节车厢编组而成,总质量为,每节车厢所受阻力大小恒为。动车组先从静止以的恒定加速度启动,达到额定功率后保持功率不变,直到达到最大速度,之后保持匀速。下列说法正确的是( )
A. 动车组能达到的最大速度为
B. 在匀加速阶段,牵引力做的功为
C. 当动车组的速度大小为时,加速度大小为
D. 动车组从开始运动到达到最大速度所用的时间为160s
【答案】B
【解析】
【详解】A.每节车厢的阻力为,所以动车组的总阻力为
当动车组达到最大速度时,满足
代入数据解得,故A错误;
B.动车组匀加速运动阶段的牛顿第二定律方程为
解得动车组匀加速阶段的牵引力为
所以动车组匀加速结束时的速度为
由运动学公式可得动车组匀加速运动阶段的运动时间为
故动车组匀加速阶段的位移为
所以在匀加速阶段,牵引力做的功为,故B正确;
C.当速度时,因(匀加速阶段的最大速度),故动车组仍处于匀加速阶段,其加速度为,故C错误;
D.动车组匀加速阶段用时为,设其以恒定功率行驶阶段所需时间为,则对动车组以恒功率行驶阶段列动能定理方程有
根据已知信息,无法得出具体时间,故D错误。
故选B。
7. 甲、乙两颗靠近的恒星通过彼此的引力绕着共同的中心做匀速圆周运动,组成双星系统,其中甲的质量与乙的质量之比为。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两颗恒星转动的轨道半径之比为
B. 甲、乙两颗恒星的动量大小之比为
C. 若仅两颗恒星之间的距离增大,则恒星转动的角速度增大
D. 若仅两颗恒星之间的距离变为原来的4倍,则恒星转动的周期变为原来的8倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.双星系统中,两星向心力相等且角速度相同,即
得,故A错误;
B.动量,
则,
由
得
动量大小之比为,故B错误;
C.设两星距离
由
化简得
增大时减小,故C错误;
D.周期
则,
变为4倍时,变为倍,故D正确;
故选D。
8. 如图所示,小明同学乘坐冰车静止在光滑的水平冰面上,冰车上有10个质量均为的雪球。打雪仗时,小明同学不断将雪球以相对地面为的水平速度向右抛出。已知小明与冰车的总质量为,下列说法正确的是( )
A. 第5个雪球抛出的瞬间,冰车的速度大小为
B. 第10个雪球抛出的瞬间,冰车的速度大小为
C. 第5个雪球抛出的瞬间,雪球相对冰车的速度大小为
D. 第10个雪球抛出的瞬间,雪球相对冰车的速度大小为
【答案】A
【解析】
【详解】A.第5个雪球抛出瞬间,系统水平方向动量守恒,初始总动量为0。抛出5个雪球后,5个雪球的总动量向右,大小为,剩下的系统小明、冰车及剩余5个雪球总质量为,设其速度大小为,方向向左。根据动量守恒
解得,故A正确;
B.第10个雪球抛出瞬间,10个雪球总动量为,剩余系统质量为,设速度为,则
得,故B错误;
C.第5个抛出瞬间,雪球相对冰车的速度为雪球对地速度与冰车对地速度之和,故C错误;
D.第10个抛出瞬间,雪球相对冰车速度为,故D错误;
故选A。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示为第一届机器人运动会中机器人跑步的情景,下列说法正确的是( )
A. 机器人摔倒被反弹时,地面对机器人的作用力大于机器人对地面的作用力
B. 机器人受到地面的支持力作用,这是由于地面的形变产生的力
C. 机器人加速奔跑时容易摔倒,说明速度越大时惯性越大
D. 机器人冲过终点后继续向前跑一段距离才能停下,是由于惯性作用
【答案】BD
【解析】
【详解】A.机器人摔倒被反弹时,地面对机器人的作用力与机器人对地面的作用力为相互作用力,大小相等,故A错误;
B.机器人受到地面的支持力作用,这是由于地面的形变产生的力,故B正确;
C.惯性大小只与物体质量有关,与速度无关,故C错误;
D.由于惯性,机器人冲过终点后继续向前跑一段距离才能停下,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,水平轨道的段光滑,段粗糙。物块甲以大小为的初速度从点向右运动与静止在点的物块乙发生正碰,碰撞时间极短。已知甲、乙的质量之比为,与粗糙水平轨道之间的动摩擦因数均为,重力加速度为,两物块均可视为质点,则碰后物块乙滑行的距离可能为( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【解析】
【详解】设甲的质量为,乙的质量为,分析碰撞的两种极端情况,完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞,确定乙碰撞后的速度范围。由完全弹性碰撞,动量守恒
动能守恒
联立解得乙的最大速度
完全非弹性碰撞动量守恒
解得乙的最小速度
乙在粗糙面滑行时,摩擦力做功等于动能变化
化简得
最大距离
最小距离
故乙滑行距离范围
故选ABC。
11. 如图所示,一表面粗糙、顶端装有光滑定滑轮的斜面体放置在水平地面上,跨过定滑轮的轻绳一端与斜面上的物块P连接,另一端固定在墙壁上。光滑挂钩将钩码Q挂在定滑轮与墙壁之间的轻绳上。物块P和定滑轮之间的轻绳与斜面平行,整个装置处于静止状态。将轻绳的右端从点沿着墙壁缓慢向上移动到墙壁拐角点,再从点缓慢向左移动到点,物块P和斜面体保持静止,绳的总长不变,则轻绳的右端( )
A. 从的过程中,物块P受到的摩擦力一定保持不变
B. 从的过程中,斜面体对地面的压力一定逐渐增大
C. 从的过程中,物块P受到的摩擦力一定逐渐减小
D. 从的过程中,地面对斜面体的摩擦力一定逐渐减小
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.将a端沿缓慢向上移动一小段距离,滑轮与a点间的绳长不变,滑轮与a点间的水平距离不变,根据,可知绳与竖直方向的夹角不变,则细绳的拉力不会变,则物块P受到的摩擦力一定保持不变;对斜面体和物块P的整体分析可知,因细绳斜向下的拉力大小和方向都不变,则斜面体对地面的压力一定不变,故A正确,B错误;
C.从的过程中,细绳与竖直方向的夹角θ变小,根据
可知细绳的拉力T减小,若开始时物块P受斜面的摩擦力方向向上,可知
则物块P受到的摩擦力f逐渐增加,C错误;
D.从的过程中,对斜面体和物块P的整体分析可知,地面对斜面体的摩擦力
因T和θ均减小,可知地面对斜面体的摩擦力一定逐渐减小,D正确。
故选AD。
12. 如图所示,一可视为质点的小物块从点以大小为的初速度,沿着固定的粗糙斜面向上做匀减速直线运动,到达点时速度减为零,再次回到点时速度大小为。已知,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小物块向上运动到点时的速度大小为
B. 小物块向上运动通过段和段所用的时间之比为
C. 小物块向上运动通过段和向下运动通过段的平均速度大小之比为
D. 小物块向上运动通过段和向下运动通过段的平均速度大小之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设每段长度为,上滑加速度
上滑到点位移,由
代入得,,故A错误;
B.上滑段:,
段逆向为匀加速,,,故B正确;
CD.上滑平均速度,下滑平均速度,,故C正确,D错误;
故选BC。
13. 如图所示,轻质弹簧的两端分别连接物块,,物块叠放在上,跨过光滑定滑轮的轻绳两端分别连接物块和悬挂物块,此时轻弹簧处于原长,手托物块使定滑轮两边的轻绳刚好伸直且无拉力,与滑轮之间轻绳水平,整个系统处于静止状态。已知、与水平台面之间的动摩擦因数均为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,a、b、c、d质量均为m。放手后,与始终相对静止且未碰到滑轮,不计空气阻力,水平台面足够高,下列说法正确的是( )
A. 放手瞬间,的加速度大小为
B. 放手瞬间,受到的摩擦力大小为0
C. 恰好要运动时,的加速度大小为
D. 恰好要运动时,受到的摩擦力大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.放手瞬间,对bd整体、c,根据牛顿第二定律分别有
联立解得,故A正确;
B.放手瞬间,对d有,故B错误;
CD.恰好要运动时,对a,由平衡条件可知
对bd整体、c分别有
联立解得
对d有,故C错误,D正确。
故选AD。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
14. 某同学利用如图1所示的装置探究滑块(含传感器,下同)的加速度与质量之间的变化规律,已知水平桌面上的轻绳与桌面平行。
①实验过程中,力传感器的示数________(选填“需要”或“不需要”)保持不变,多次改变滑块的质量,得到滑块的加速度与质量的倒数的关系图像,如图2所示。
②由图像可得滑块与水平桌面之间的动摩擦因数________。(重力加速度取)
【答案】 ①. 需要 ②. 0.2
【解析】
【详解】①[1]实验过程中,研究加速度与质量之间的变化规律需保持牵引力F不变,即力传感器的示数需要保持不变。
②[2]由牛顿第二定律
可得
由图像可知
可得μ=0.2
15. 某物理学习小组通过实验验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。
①实验时,让重物靠近打点计时器,先接通电源再释放纸带。
②该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带如图乙所示,点是重物开始下落时打下的起始点,选取纸带上连续的计时点、、作为计数点,并测出各计数点到点的距离依次为、、。已知打点计时器所用电源的频率为,重物的质量为,重力加速度为。当重物减少的重力势能为时,增加的动能为________(用题中给出的字母表示),若在误差允许的范围内________成立,则重物下落的过程中机械能守恒。
③根据纸带算出重物在打下各个计数点时的速度,建立平面直角坐标系,以为纵轴、以重物下落的高度为横轴画出如图丙所示的图像。若图线的斜率,则重物下落过程中受到的阻力大小为重力的________倍。
【答案】 ①. ②. ③. 0.1
【解析】
【详解】①[1]纸带上打B点时重物速度大小
故该过程增加的动能
[2]若在误差允许的范围内有
联立整理得
若以上关系式成立,则重物下落的过程中机械能守恒。
③[3]根据动能定理有
整理得
根据题意有图像斜率
解得阻力
即重物下落过程中受到的阻力大小为重力的0.1倍。
16. 在智能手机中下载可测量手机速度的相关软件,借助其可以直接描绘手机的速度随着时间变化规律的图线。小明同学利用下载该相关软件的智能手机验证碰撞中的动量守恒。(橡皮泥和弹性材料的质量均可忽略不计)
(1)他先将手机A固定在滑块1上并放在气垫导轨的左侧,轻推一下使其获得向右的速度,发现手机A向右减速到零后又返回,则应该将气垫导轨左支点调________(选填“高”或“低”)。
(2)气垫导轨调节水平后,他再次将手机A固定在滑块1上并置于导轨的左侧,左侧粘有橡皮泥的滑块2上固定有手机B并静置于导轨中间,如图1所示。给滑块1向右的初速度去碰撞滑块2,碰后两滑块粘在一起,手机描绘出碰撞前后的图像如图2所示(图中小方格边长均相等)。若滑块1(包含手机A)的质量为,滑块2(包含手机B)的质量为,则碰撞后系统的动量________(用题中和图中所给的字母表示)。如果碰撞过程满足动量守恒,则________。
(3)用天平测得与,与的比值在误差允许的范围内满足(2)中的结论,说明碰撞过程动量守恒。
(4)现将滑块2左侧的橡皮泥换成弹性材料(发生弹性碰撞),重复(2)的实验步骤,请将图3中碰撞后的图像补充完整____。(只画图线即可)
【答案】 ①. 高 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]发现手机A向右减速到零后又返回,可知气垫导轨左端低于右端,则应该将气垫导轨左支点调高。
(2)[2]由图2比例关系可知碰后两滑块粘在一起运动的速度为
则碰撞后系统的动量为
[3]如果碰撞过程满足动量守恒,则有
可得
(4)[4]现将滑块2左侧的橡皮泥换成弹性材料(发生弹性碰撞),根据动量守恒和机械能守恒可得,
联立解得,
则碰撞后的图像如图所示
四、计算题:本题共3小题,共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图所示,将一小球从点水平抛出,、为其运动轨迹上的两点,两点间的竖直距离为。已知小球在点时速度方向与水平方向的夹角为,小球运动到点时速度方向与水平方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度为。求:
(1)小球的初速度大小;
(2)、两点间的水平距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设小球做平抛运动的初速度大小为,小球在点时的速度大小为
小球在点时的速度大小为
小球从点运动到点的过程中,根据动能定理有
联立解得
【小问2详解】
小球从点运动到点的过程中,速度的变化量大小为
小球从点运动到点所用的时间为
小球从点运动到点的过程中,水平方向的位移大小为
18. 如图所示,相互接触的个相同的刚性珠子穿过水平固定的圆柱杆处于静止状态。0时刻在左侧第1颗珠子上施加水平向右的恒定外力,珠子向右做匀加速运动,经过,珠子的位移为。此过程中,左侧第2颗珠子对左侧第3颗珠子的作用力大小为,右侧第3颗珠子对右侧第2颗珠子的作用力大小为。已知每颗珠子所受的摩擦力相等,求:
(1)的值;
(2)外力的大小;
(3)末,左侧第10颗珠子对左侧第11颗珠子作用力的瞬时功率。
【答案】(1)20 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设每个珠子的质量为,所受的摩擦力大小为,选左侧第3颗珠子到第颗珠子为整体作为研究对象进行受力分析,根据牛顿第二定律有
同理,以右侧第2颗珠子和右侧第1颗珠子为整体,根据牛顿第二定律有
联立解得
【小问2详解】
设水平外力大小为,对20颗珠子整体,根据牛顿第二定律有
联立解得
【小问3详解】
设末珠子的速度大小为,左侧第10颗珠子对左侧第11颗珠子的作用力大小为,根据位移公式可得
以左侧第11颗珠子到第20颗珠子整体为研究对象,根据牛顿第二定律有
瞬时功率
联立解得
19. 如图所示,光滑的水平面上静止有一质量为的物体,其上表面部分为粗糙的水平直轨道,部分是半径为的光滑圆弧轨道。长为的轻绳一端固定在圆心点,另一端悬挂一质量为的物块,在圆弧轨道最低点的正上方且恰好不与轨道接触。为与点等高的一固定长钉,。将质量为的物块从点正上方高处由静止释放,与碰撞(视为弹性碰撞)前的瞬间,恰好到达点。碰撞后,第一次到达点正上方时轻绳恰好无弹力。已知、均可视为质点,与部分之间的动摩擦因数为,重力加速度取,忽略空气阻力,不计轻绳与长钉碰撞的能量损失。求:
(1)与碰撞后的瞬间,的速度大小;
(2)的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
到达点正上方时,根据牛顿第二定律有
解得到达点正上方时的速度大小
设与碰撞后的瞬间,的速度大小为,由最低点到达点正上方的过程,根据机械能守恒定律有
解得
【小问2详解】
如图所示
由题意可知,与发生弹性碰撞,设碰撞前瞬间的速度为,碰撞后瞬间的速度为,规定水平向左为正方向,碰撞过程中,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有,
联立解得,
设滑到圆弧轨道的最低点时,的水平位移为,速度为,的水平位移为,速度为,与组成的系统,水平方向满足动量守恒,有
对时间累计求和可得
且
联立解得,
根据能量守恒定律有
设从圆弧轨道最低点继续向左减速运动直至与碰撞时的位移为,根据几何关系可知
根据动能定理有
联立解得
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2025-2026学年高三年级第二次月考
物理
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上可认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。重心的定义所使用的物理方法是( )
A. 理想模型法 B. 等效法 C. 假设法 D. 类比法
2. 如图所示,自然伸长的轻弹簧竖直固定在水平面上,现将一个小球从弹簧的上端由静止释放,不计空气阻力,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 小球由静止释放的瞬间处于完全失重状态
B. 小球向下运动的过程中一直处于失重状态
C. 小球在最高点和最低点时的加速度相同
D. 小球能够脱离弹簧再上升一定高度
3. 如图1所示,足够长的斜面固定在水平地面上,一质量为的光滑小球静止在水平面和斜面的连接处。时刻对小球施加沿斜面向上的拉力,拉力随时间变化的图像如图2所示。已知重力加速度为,则下列关于小球的加速度、速度、位移随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,材料相同的甲、乙两个盘子放置在匀速旋转的餐桌上,并相对餐桌保持静止,其中甲盘比乙盘距离餐桌中心远。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙两个盘子的质量相等,则两盘受到的摩擦力大小相等
B. 甲、乙两个盘子的线速度大小相等
C. 盘子的质量越小,越容易相对餐桌滑动
D. 若餐桌的转速逐渐增加,甲盘先相对餐桌滑动
5. 人工心肺机里的磁流泵可为输送血液提供动力。若某磁流泵输送血液时,出口血液平均速度大小为,垂直冲击动脉管壁后平行于管壁流动。已知磁流泵的流量(单位时间内流过管道的流体体积),血液密度为,则血液垂直管壁的冲击力大小约为( )
A. 0.10N B. 0.25N C. 0.45N D. 0.68N
6. 某动车组由9节车厢编组而成,总质量为,每节车厢所受阻力大小恒为。动车组先从静止以的恒定加速度启动,达到额定功率后保持功率不变,直到达到最大速度,之后保持匀速。下列说法正确的是( )
A. 动车组能达到的最大速度为
B. 在匀加速阶段,牵引力做的功为
C. 当动车组的速度大小为时,加速度大小为
D. 动车组从开始运动到达到最大速度所用的时间为160s
7. 甲、乙两颗靠近的恒星通过彼此的引力绕着共同的中心做匀速圆周运动,组成双星系统,其中甲的质量与乙的质量之比为。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两颗恒星转动的轨道半径之比为
B. 甲、乙两颗恒星的动量大小之比为
C. 若仅两颗恒星之间的距离增大,则恒星转动的角速度增大
D. 若仅两颗恒星之间的距离变为原来的4倍,则恒星转动的周期变为原来的8倍
8. 如图所示,小明同学乘坐冰车静止在光滑的水平冰面上,冰车上有10个质量均为的雪球。打雪仗时,小明同学不断将雪球以相对地面为的水平速度向右抛出。已知小明与冰车的总质量为,下列说法正确的是( )
A. 第5个雪球抛出的瞬间,冰车的速度大小为
B. 第10个雪球抛出的瞬间,冰车的速度大小为
C. 第5个雪球抛出的瞬间,雪球相对冰车的速度大小为
D. 第10个雪球抛出的瞬间,雪球相对冰车的速度大小为
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示为第一届机器人运动会中机器人跑步的情景,下列说法正确的是( )
A. 机器人摔倒被反弹时,地面对机器人的作用力大于机器人对地面的作用力
B. 机器人受到地面的支持力作用,这是由于地面的形变产生的力
C. 机器人加速奔跑时容易摔倒,说明速度越大时惯性越大
D. 机器人冲过终点后继续向前跑一段距离才能停下,是由于惯性作用
10. 如图所示,水平轨道的段光滑,段粗糙。物块甲以大小为的初速度从点向右运动与静止在点的物块乙发生正碰,碰撞时间极短。已知甲、乙的质量之比为,与粗糙水平轨道之间的动摩擦因数均为,重力加速度为,两物块均可视为质点,则碰后物块乙滑行的距离可能为( )
A. B. C. D.
11. 如图所示,一表面粗糙、顶端装有光滑定滑轮的斜面体放置在水平地面上,跨过定滑轮的轻绳一端与斜面上的物块P连接,另一端固定在墙壁上。光滑挂钩将钩码Q挂在定滑轮与墙壁之间的轻绳上。物块P和定滑轮之间的轻绳与斜面平行,整个装置处于静止状态。将轻绳的右端从点沿着墙壁缓慢向上移动到墙壁拐角点,再从点缓慢向左移动到点,物块P和斜面体保持静止,绳的总长不变,则轻绳的右端( )
A. 从的过程中,物块P受到的摩擦力一定保持不变
B. 从的过程中,斜面体对地面的压力一定逐渐增大
C. 从的过程中,物块P受到的摩擦力一定逐渐减小
D. 从的过程中,地面对斜面体的摩擦力一定逐渐减小
12. 如图所示,一可视为质点的小物块从点以大小为的初速度,沿着固定的粗糙斜面向上做匀减速直线运动,到达点时速度减为零,再次回到点时速度大小为。已知,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小物块向上运动到点时的速度大小为
B. 小物块向上运动通过段和段所用的时间之比为
C. 小物块向上运动通过段和向下运动通过段的平均速度大小之比为
D. 小物块向上运动通过段和向下运动通过段的平均速度大小之比为
13. 如图所示,轻质弹簧的两端分别连接物块,,物块叠放在上,跨过光滑定滑轮的轻绳两端分别连接物块和悬挂物块,此时轻弹簧处于原长,手托物块使定滑轮两边的轻绳刚好伸直且无拉力,与滑轮之间轻绳水平,整个系统处于静止状态。已知、与水平台面之间的动摩擦因数均为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,a、b、c、d质量均为m。放手后,与始终相对静止且未碰到滑轮,不计空气阻力,水平台面足够高,下列说法正确的是( )
A. 放手瞬间,的加速度大小为
B. 放手瞬间,受到的摩擦力大小为0
C. 恰好要运动时,的加速度大小为
D. 恰好要运动时,受到的摩擦力大小为
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
14. 某同学利用如图1所示的装置探究滑块(含传感器,下同)的加速度与质量之间的变化规律,已知水平桌面上的轻绳与桌面平行。
①实验过程中,力传感器的示数________(选填“需要”或“不需要”)保持不变,多次改变滑块的质量,得到滑块的加速度与质量的倒数的关系图像,如图2所示。
②由图像可得滑块与水平桌面之间的动摩擦因数________。(重力加速度取)
15. 某物理学习小组通过实验验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。
①实验时,让重物靠近打点计时器,先接通电源再释放纸带。
②该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带如图乙所示,点是重物开始下落时打下的起始点,选取纸带上连续的计时点、、作为计数点,并测出各计数点到点的距离依次为、、。已知打点计时器所用电源的频率为,重物的质量为,重力加速度为。当重物减少的重力势能为时,增加的动能为________(用题中给出的字母表示),若在误差允许的范围内________成立,则重物下落的过程中机械能守恒。
③根据纸带算出重物在打下各个计数点时的速度,建立平面直角坐标系,以为纵轴、以重物下落的高度为横轴画出如图丙所示的图像。若图线的斜率,则重物下落过程中受到的阻力大小为重力的________倍。
16. 在智能手机中下载可测量手机速度的相关软件,借助其可以直接描绘手机的速度随着时间变化规律的图线。小明同学利用下载该相关软件的智能手机验证碰撞中的动量守恒。(橡皮泥和弹性材料的质量均可忽略不计)
(1)他先将手机A固定在滑块1上并放在气垫导轨的左侧,轻推一下使其获得向右的速度,发现手机A向右减速到零后又返回,则应该将气垫导轨左支点调________(选填“高”或“低”)。
(2)气垫导轨调节水平后,他再次将手机A固定在滑块1上并置于导轨的左侧,左侧粘有橡皮泥的滑块2上固定有手机B并静置于导轨中间,如图1所示。给滑块1向右的初速度去碰撞滑块2,碰后两滑块粘在一起,手机描绘出碰撞前后的图像如图2所示(图中小方格边长均相等)。若滑块1(包含手机A)的质量为,滑块2(包含手机B)的质量为,则碰撞后系统的动量________(用题中和图中所给的字母表示)。如果碰撞过程满足动量守恒,则________。
(3)用天平测得与,与的比值在误差允许的范围内满足(2)中的结论,说明碰撞过程动量守恒。
(4)现将滑块2左侧的橡皮泥换成弹性材料(发生弹性碰撞),重复(2)的实验步骤,请将图3中碰撞后的图像补充完整____。(只画图线即可)
四、计算题:本题共3小题,共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图所示,将一小球从点水平抛出,、为其运动轨迹上的两点,两点间的竖直距离为。已知小球在点时速度方向与水平方向的夹角为,小球运动到点时速度方向与水平方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度为。求:
(1)小球的初速度大小;
(2)、两点间的水平距离。
18. 如图所示,相互接触的个相同的刚性珠子穿过水平固定的圆柱杆处于静止状态。0时刻在左侧第1颗珠子上施加水平向右的恒定外力,珠子向右做匀加速运动,经过,珠子的位移为。此过程中,左侧第2颗珠子对左侧第3颗珠子的作用力大小为,右侧第3颗珠子对右侧第2颗珠子的作用力大小为。已知每颗珠子所受的摩擦力相等,求:
(1)的值;
(2)外力的大小;
(3)末,左侧第10颗珠子对左侧第11颗珠子作用力的瞬时功率。
19. 如图所示,光滑的水平面上静止有一质量为的物体,其上表面部分为粗糙的水平直轨道,部分是半径为的光滑圆弧轨道。长为的轻绳一端固定在圆心点,另一端悬挂一质量为的物块,在圆弧轨道最低点的正上方且恰好不与轨道接触。为与点等高的一固定长钉,。将质量为的物块从点正上方高处由静止释放,与碰撞(视为弹性碰撞)前的瞬间,恰好到达点。碰撞后,第一次到达点正上方时轻绳恰好无弹力。已知、均可视为质点,与部分之间的动摩擦因数为,重力加速度取,忽略空气阻力,不计轻绳与长钉碰撞的能量损失。求:
(1)与碰撞后的瞬间,的速度大小;
(2)的大小。
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