内容正文:
2025-2026学年山东省菏泽市一类校高三(上)期中联考
物理试卷A
一、单选题:本大题共8小题,共24分。
1. 某同学用手托着手机并打开加速度传感器,手掌迅速向下运动,让手机脱离手掌而自由下落,然后接住手机,手机屏幕上得到如图所示的加速度随时间变化的图线,以竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A. 时刻手机做匀速运动
B. 时刻手机做加速运动
C. 手机下落过程最大速度约为
D. 手掌对手机的最大作用力约为手机重力的7倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.时刻手机的加速度为负值,不为0,所以手机不可能做匀速运动,A错误;
B.时刻手机加速度大约为,手机开始运动显然加速度为负,速度方向也应该为负,然后加速度为正,所以加速度为正时,手机做减速运动,B错误;
C.由图可知,手机自由落体运动的时间大约为,所以最大速度约为,C正确;
D.手机加速度大约为,且方向竖直向上,由牛顿第二定律得
代入数据解得,此时手掌对手机的最大作用力约为手机重力的8倍,故D错误。
故选C。
2. 如图所示, AB的长度为3m。一质点经过2s由A点匀减速运动到B点,则质点运动过程中的加速度大小可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】质点在这段时间的平均速度
等于中间时刻的瞬时速度,因为B点的速度不小于零,所以加速度的最大值 ,故ABC错误,D正确。
故选 D。
3. 如图所示为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况,实线表示波峰,虚线表示波谷。 Q点是波峰与波谷相遇的点, M点是波谷与波谷相遇的点, N点是波峰与波峰相遇的点,P点是MN连线的中点。下列说法正确的是( )
A. P点是振动加强点 B. M点的振幅大于P点的振幅
C. 由图中时刻经过时,M质点运动至P点 D. 任意时刻,M点的位移都大于Q点的位移
【答案】A
【解析】
【详解】AB.因M点是谷谷相遇点,N点是峰峰相遇点,则两点振动加强,则在其连线上的P点也是振动加强点,即图中M、N、P都是振动加强点,振幅相同,都等于两列波的振幅之和,A正确,B错误;
C.各个质点只在自己平衡位置附近振动,不会运动到其他位置,C错误;
D.各个质点的位移都在随时间周期性变化,没有固定值,D错误。
故选 A。
4. 如图所示,固定的倾角为的光滑斜面上放置物块A、B,A与B通过轻质细线相连。A通过轻质弹簧与斜面上的挡板相连,B与C通过绕过斜面顶端定滑轮的轻质细线相连,细线与弹簧都与斜面平行。物块A、B的质量均为m,C的质量为2m,重力加速度为g。物块A、B、C均保持静止,,,则下列说法正确的是( )
A. 剪断弹簧的瞬间,A、B间的细线拉力为
B. 剪断B、C间的细线瞬间,物块A的加速度为0
C. 剪断A、B间的细线瞬间,B、C间的细线拉力为
D. 剪断A、B间的细线后,A运动到最低点时弹簧弹力为
【答案】C
【解析】
【详解】A.剪断弹簧的瞬间,A、B、C的加速度大小相等,对C有
对A、B有
解得
对A有
解得A、B间的细线拉力为,故A错误;
B.对A,剪断B、C间的细线前,沿斜面方向,物块A受A、B间的细线拉力、弹簧弹力和重力沿斜面方向的分力,剪断B、C间的细线瞬间,A、B间的细线拉力突变为零,弹簧弹力保持不变,可知物块A的合力大小为A、B间的细线拉力,可知物块A的加速度不为0,故B错误;
C.剪断A、B间的细线瞬间,B、C的加速度大小相等,对C有
对B有
解得,故C正确;
D.剪断A、B间的细线前,B、C间的细线拉力为
对A、B有
可得
根据简谐运动的对称性可知A运动到最低点时的加速度大小和剪断A、B间的细线瞬间时相等,有
可知此时弹簧弹力为,故D错误。
故选C。
5. 2025年9月22日,海军相关部门透露,歼-35舰载机已完成在福建舰上首次弹射起飞。电磁弹射可以根据速度变化精确控制输出的力,减少对飞行员和飞机的冲击。某架歼-35质量为,发动机输出动力为,飞机受到的平均阻力约为。加速3s后完成弹射,飞机达到起飞速度,则弹射系统对飞机的平均作用力约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据运动学公式,可得加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
代入数据解得弹射系统对飞机的平均作用力为
故选B。
6. 如图所示,斜面顶端安装一轻质定滑轮,一轻绳一端固定在天花板上,另一端绕过滑轮拴在斜面上的滑块上,斜面在水平向右的推力 F作用下,由图示位置缓慢向右运动。不计一切摩擦,滑块沿斜面向上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 绳上拉力逐渐变大 B. 水平推力逐渐变大
C. 地面对斜面体的支持力保持不变 D. 滑轮对斜面体的作用力保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.以斜面上的滑块为研究对象,绳的拉力始终等于滑块重力沿斜面方向的分力,绳上拉力大小不变,A错误;
BC.
以整体为研究对象,斜面受到固定在天花板上的绳的拉力T,地面支持力N,水平推力F、重力G,在四力作用下平衡,如图所示,由平衡关系可得 ,
缓慢向右运动过程中,在减小,拉力T的大小不变,所以F在增大,N也在增大,B正确,C错误;
D.滑轮对斜面体的作用力,就是两段轻绳对滑轮的作用力,T的大小不变,两绳夹角在减小,合力在增大,滑轮对斜面体的作用力增大,D错误。
故选 B。
7. 一轿车在平直公路上以的速度匀速行驶,司机发现前方有一辆匀速行驶的货车,为了避免相撞,立即刹车。如图所示为轿车在刹车过程中的加速度随位置变化的关系,从轿车刹车19 m时,轿车的加速度稳定为,此时轿车离货车8 m。若恰好没有相撞,货车的速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】轿车刹车,根据速度—位移公式
结合图像与坐标轴围成的面积可知19m时,轿车的速度为
此时其与货车相距8 m,且轿车开始匀减速,设货车的速度为,若二者恰好没有相撞,则有
根据位移—时间公式有
联立解得
故选C。
8. 如图所示,A、B、C三个物体静止叠放在光滑水平桌面上,物体A的质量为4kg,C的质量的2kg, A、C与B间的动摩擦因数均为。设B足够长, A、C不会从B上滑落,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为 g。现对A施加一水平向右的拉力F,拉力 F与时间t的数值关系为式中各物理量均为国际单位,则下列说法正确的是( )
A. 当B为轻质板时,5 s时A与B开始相对滑动
B. 当B为轻质板时,B板的最大加速度为
C. 当B的质量为4kg时,物体C的最大加速度为
D. 当B的质量为4kg时,10s时物体C的速度为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.当B为轻质板时,当C与B的静摩擦力达到最大时,有
可得C的最大加速度为
对整体,当整体的加速度为时,有
解得,此时
即8s时,C与B开始相对滑动。B为轻质板,可知其合外力恒为零,因为可知B与A保持相对静止,加速度不受限制,故AB错误;
C.当B的质量为4kg时,因为
对B、C整体,可知当A、B的静摩擦力达到最大值,有
解得
可知物体C的最大加速度为,故C错误;
D.当B的质量为4kg时,对A、B、C整体,加速度为时,有
解得
可得此时
则,整体做加速运动,物体C做加速度为的匀加速运动,可知,根据动量定理有
开始拉力大小为,则拉力F的冲量为
可得
可得10s时物体C的速度为,故D正确。
故选D。
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
9. 近年来,我国发射了多颗互联网技术试验卫星,卫星组网后可将互联网覆盖至地球任一角落。某颗试验卫星运行在中地球轨道上,该轨道为圆形,半径约为地球静止轨道半径的,则( )
A. 该卫星线速度约为地球同步卫星线速度的
B. 该卫星线速度约为地球同步卫星线速度的2倍
C. 该卫星周期约为3小时
D. 该卫星周期约为6小时
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.卫星绕地球做圆周运动,引力提供向心力
可得
试验卫星半径约为地球静止轨道半径的,线速度约为地球同步卫星线速度的2倍,A错误;B正确。
CD.根据开普勒第三定律,,地球同步卫星的周期为24小时,可得试验卫星的周期约为3小时,C正确,D错误。
故选 BC。
10. 如图甲所示,电动机固定在地面上,通过绕过光滑轻质定滑轮的轻细绳与倾角为的固定斜面上的物块相连,斜面足够长,轻细绳与斜面平行,物块的质量为2kg,与斜面的摩擦因数为。如图乙所示为启动电动机后物块运动的图像,物块沿斜面做匀加速直线运动,时电动机达到额定功率,保持功率不变,时刻后物块以速度做匀速直线运动。重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 电动机的额定功率为180W
B. 当物块的速度为时,轻细绳的拉力为36N
C. 在内,电动机对物块做的功为936J
D. 在内,物块与斜面间产生的摩擦热为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.电动机的额定功率,,
联立可得 ,A正确;
B.在匀加速运动阶段,设轻绳的拉力为F,物块的速度为a,匀加速阶段的最大速度为,
,,
解得,,
当物块的速度为时,物体正处于匀加速阶段,轻细绳的拉力为30N,B错误;
C.内,电动机做功
内,电动机做功
在内,电动机对物块做的功 ,C错误;
D.在内,根据动能定理 ,
解得 ,物体与斜面间产生的摩擦热等于克服摩擦力做功也是,D正确。
故选 AD。
11. 如图所示,水平圆台中央O点固定着一根竖直细杆,一轻质细管管底通过光滑铰链固定在细杆P点,细管可绕P点在竖直面内转动,OP间距离为d,管长为,管口靠在圆台上。细管内有一根原长为的轻质弹簧,弹簧一端固定在管底,另一端连接一质量为m的小球,现让整个装置绕竖直杆缓慢加速转动。已知细管内壁光滑,弹簧始终在弹性限度内,劲度系数为,重力加速度为g,则( )
A. 当转动的角速度为时,管口刚好离开台面
B. 当转动的角速度为时,管口刚好离开台面
C. 当转动的角速度为时,小球到达管口
D. 当转动的角速度为时,小球到达管口
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.开始时弹簧与竖直方向的夹角为,则
当弹簧弹力竖直分力等于小球重力,水平分力提供向心力时,管口刚好离开台面,则,
其中
解得,故A正确,B错误;
CD.小球到达管口时,弹簧与竖直方向的夹角为,此时弹簧的弹力大小为
则,
其中
解得,故C正确,D错误。
故选AC。
12. 如图所示,质量均为m的小球A、B穿在一光滑细杆上,A、B之间用长为2l的轻质细线相连,在轻质细线的中间有一轻质光滑滑轮,滑轮上悬挂一质量为2m的小球C。开始时,用外力托举小球C,细线恰好水平伸直,整体处于静止。现释放小球C,重力加速度为 g,小球A、B、C均看作质点,则在小球C的下降过程中,下列说法正确的是( )
A. 当细线与水平方向成夹角时,小球A速度与小球C的速度之比
B. 当细线与水平方向成夹角时,小球C的速度
C. 当小球C的下落高度时,小球C的动能最大
D. 小球A、B的最大速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当细线与水平方向成夹角时,根据速度关联可知小球A的速度与小球C的速度沿绳的分量大小相等,可知
可得,故A错误;
B.当细线与水平方向成夹角时,根据能量守恒可得
A、B的速度大小相等,解得小球C的速度,故B正确;
C.当小球C下落的高度为时,速度最大,有
根据几何关系有
根据
可得
根据数学知识可得
而且仅当时取等,可知当时取等,即取最大,小球C的动能最大,故C错误;
D.当小球C下落到最低点时,速度为零,小球A、B的速度最大,有
解得小球A、B的最大速度为,故D正确。
故选BD。
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
13. 某实验小组用单摆测量当地重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、秒表、铁架台等。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时,游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示,则摆球的直径 d为__________;
(2)实验中多次改变摆长L并测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数据,并作出图线如图丙所示,根据图线上A、B两点的坐标可求得重力加速度g为__________(保留3位有效数字,);
(3)该小组同学发现通过步骤(2)得到的重力加速度值总是偏大,可能的原因是 。
A. 误将摆线长度与小球直径的和作为摆长
B. 秒表走时不准,测得的周期偏小
C. 摆球的质量偏大
D. 摆动的偏角偏小
【答案】(1)19.10
(2)9.96 (3)B
【解析】
【小问1详解】
50分度游标卡尺的精确值为,由图甲可知摆球的直径为
【小问2详解】
根据单摆周期公式,可得
可知图像的斜率为
解得
【小问3详解】
A.该小组同学发现通过步骤(2)得到的重力加速度值总是偏大,误将摆线长度与小球直径的和作为摆长,则图线整体向上平移,不影响图像的斜率,所以不影响重力加速度的测量,故A错误;
B.秒表走时不准,测得的周期偏小,根据,可知重力加速度测量值偏大,故B正确;
C.摆球的质量偏大,不影响重力加速度的测量,故C错误;
D.摆动的偏角偏小,不影响重力加速度的测量,故D错误。
故选B。
14. 某学校物理实验小组利用“验证牛顿第二定律”的实验器材测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。实验步骤如下:
①按如图甲所示安装实验装置,带滑轮的长木板水平放置,力传感器固定在墙上,轻绳分别跨过固定在滑块上的滑轮和固定在长木板左端的滑轮,一端与力传感器连接,另一端竖直悬挂一砂桶,滑块右侧连接通过打点计时器的纸带;
②在砂桶重力作用下滑块沿长木板做匀加速直线运动,滑块右侧纸带通过打点计时器打出一系列点迹,测出加速度,由传感器直接读出细绳上的拉力;
③改变砂桶重力,重复步骤②,分别测出加速度,由传感器直接读出细绳上的拉力;
④利用步骤③测出的数据,画出加速度 a与拉力F的图像,根据图像和当地重力加速度 g,得出动摩擦因数。
(1)实验时,一定要进行的操作是 ;
A. 需要测出砂和砂桶的总质量
B. 保证砂和砂桶的总质量远小于滑块质量
C. 必需将长木板右端垫高以平衡摩擦力
D. 轻绳与长木板平行
(2)若滑块与长木板的动摩擦因数为,力传感器示数为F,滑块的质量为M,重力加速度为g,用a表示滑块的加速度,则滑块的加速度a与拉力F的关系__________用、F、M、g表示
(3)如图乙所示为实验小组利用实验数据得出的图像,当地重力加速度,根据图像可知滑块的质量__________,滑块与长木板的动摩擦因数__________。结果保留两位小数
【答案】(1)D (2)##
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
AB.用力传感器测量绳子拉力大小,可得滑块受到的拉力,不需要使砂和砂桶的总质量远小于滑块质量,也不需要用天平测砂和砂桶的总质量,故AB错误;
C.实验目的是测量滑块和长木板之间的动摩擦因数,不需要平衡摩擦力,故C错误;
D.轻绳与长木板平行,才能保证拉力沿木板方向,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
对滑块,根据牛顿第二定律有
解得
【小问3详解】
[1][2]根据
并结合乙图,可知图像的斜率为
解得
图像的纵截距为
解得
四、计算题:本大题共4小题,共46分。
15. 两列简谐横波甲、乙分别沿x轴负方向和正方向传播,波速大小相同,振幅均为,甲波的周期。两列波在时刻的波形曲线如图所示,P点位于处,求:
(1)从时刻开始,甲波的波峰首次传播到 P点经历的时间;
(2)从时刻开始,最短经过多长时间P点偏离平衡位置的位移为。
【答案】(1)1s (2)2s
【解析】
【小问1详解】
由图可知甲波的波长为
则波速
甲波的波峰首次传播到P点经历的时间为
【小问2详解】
甲波的波峰传播到P点经历的时间为
由图可知乙波的波长为
乙波波峰传播到P点经历时间为
当时两列波的波峰相遇,P点位移为,即
联立解得
最短时间时则有,
可得
16. 如图所示为某一游戏的简化模型,参与者将一可看作质点的小球从高度的平台边缘水平踢出。平台前方固定A、B两个高度均为的薄挡板不计厚度,平台边缘到挡板A的水平距离,两块挡板之间的距离也为。有一个宽度、高度不计的盒子,紧靠挡板 A放置。小球与挡板的碰撞为弹性碰撞,碰撞前后竖直方向速度不变,水平方向速度大小不变,方向相反,不计空气阻力,重力加速度,求:
(1)若要小球落入两挡板之间,则从平台边缘飞出的速度取值范围;
(2)若要小球落入盒子,则从平台边缘飞出的速度取值范围。
【答案】(1)
(2)
【解析】
小问1详解】
要落入两挡板之间,时间满足
最小速度为,则
得
最大速度为,则
得
若要小球落入两挡板之间,则从平台边缘飞出的速度取值范围:
【小问2详解】
要落入盒子,时间满足
水平距离为
所以小球要落入盒子,设最小速度为,则
解得
最大速度为,则
解得
若要小球落入盒子,则从平台边缘飞出的速度取值范围
17. 如图,一倾斜传送带在电动机带动下以速度沿顺时针方向匀速转动,传送带与水平方向的夹角,质量的物块A和质量的物块B由跨过定滑轮的轻绳连接, A与定滑轮间的绳子与传送带平行。将物块A拉至传送带底端,静置于传送带上,物块 A、B恰好能够静止,此时物块 B距地面高度。现同时让物块A获得沿传送带向上、B获得竖直向下的初速度,大小均为,B落地后,物块A继续沿传送带运动,恰好能运动到传送带顶端。已知物块B落地后立即静止,轻绳松弛后未影响物块A运动,不计滑轮的质量与摩擦,重力加速度。求:
(1)物块A与传送带间的动摩擦因数;
(2)传送带的长度;
(3)与传送带上无物块相比较,物块 A从传送带底端运动到最高点,整个过程中电动机少做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
刚开始、B处于静止状态,对 A、B整体分析,根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
物块A上行时,对 A、B分析,根据牛顿第二定律有
解得
设物块A上行时速度为,根据运动学公式有
解得
物块B落地时,A与传送带共速,由于
故A与传送带共速之后做匀减速直线运动。
则在匀减速阶段,根据牛顿第二定律有
解得
匀减速阶段位移为,有
解得
则传送带长度
【小问3详解】
重物未落地以前,运动时间
传送带位移
摩擦力对传送带做的正功为
重物落地以后,运动时间
传送带位移
摩擦力对传送带做的负功为
传送带匀速转动,所以电动机少消耗的电能为
解得
18. 如图所示,在水平台面上静置一质量的光滑斜面A,斜面的底边,高度。斜面底端右侧处有一质量的木板B紧靠平台静置,上表面与台面相平,木板右侧处有一固定挡板。质量物块C从斜面A顶端由静止释放,滑到斜面底端时,物块C与台面发生相互作用时间极短,竖直速度减为零,水平速度不变。物块C滑到木板B上后,带动木板与挡板相碰,碰撞为弹性碰撞。木板 B只与挡板碰撞一次,并恰好不与水平台面相碰,整个过程C未从木板B上滑落。斜面A与水平台面、木板B与地面间均无摩擦,物块C与水平台面、木板B间的滑动摩擦因数分别为、,重力加速度。求:
(1)木板B的最小长度
(2)物块C刚到达水平台面时的水平速度
(3)若物块C在斜面A上运动时,A、C相对地面都是做匀变速直线运动,则斜面A高度h。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
碰撞完后,木板B加速度大小为
物块C的加速度大小
根据匀变速直线运动
木板与挡板相碰,碰撞为弹性碰撞,则木板碰撞前后速度大小不变,木板B只与挡板碰撞一次,则碰撞后物块C动量和木板B的动量大小恰好相等,则有
从物块C滑到木板B上,到最后停下,能量守恒
解得木板B的最小长度
【小问2详解】
物块C与斜面A水平方向为人船模型,根据动量守恒有
可得
可得
根据几何关系可得
物块C在水平台面做匀减速直线运动,物块的加速度
物块的位移与速度关系
联立解得
【小问3详解】
物块C,水平方向有
竖直方向有
物块C与斜面A水平方向动量守恒
物块C与斜面A的系统机械能守恒
解得或9m
因为,所以m
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2025-2026学年山东省菏泽市一类校高三(上)期中联考
物理试卷A
一、单选题:本大题共8小题,共24分。
1. 某同学用手托着手机并打开加速度传感器,手掌迅速向下运动,让手机脱离手掌而自由下落,然后接住手机,手机屏幕上得到如图所示的加速度随时间变化的图线,以竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A. 时刻手机做匀速运动
B. 时刻手机做加速运动
C. 手机下落过程最大速度约为
D. 手掌对手机的最大作用力约为手机重力的7倍
2. 如图所示, AB的长度为3m。一质点经过2s由A点匀减速运动到B点,则质点运动过程中的加速度大小可能是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况,实线表示波峰,虚线表示波谷。 Q点是波峰与波谷相遇的点, M点是波谷与波谷相遇的点, N点是波峰与波峰相遇的点,P点是MN连线的中点。下列说法正确的是( )
A. P点是振动加强点 B. M点的振幅大于P点的振幅
C. 由图中时刻经过时,M质点运动至P点 D. 任意时刻,M点位移都大于Q点的位移
4. 如图所示,固定的倾角为的光滑斜面上放置物块A、B,A与B通过轻质细线相连。A通过轻质弹簧与斜面上的挡板相连,B与C通过绕过斜面顶端定滑轮的轻质细线相连,细线与弹簧都与斜面平行。物块A、B的质量均为m,C的质量为2m,重力加速度为g。物块A、B、C均保持静止,,,则下列说法正确的是( )
A. 剪断弹簧瞬间,A、B间的细线拉力为
B. 剪断B、C间的细线瞬间,物块A的加速度为0
C. 剪断A、B间的细线瞬间,B、C间的细线拉力为
D. 剪断A、B间细线后,A运动到最低点时弹簧弹力为
5. 2025年9月22日,海军相关部门透露,歼-35舰载机已完成在福建舰上首次弹射起飞。电磁弹射可以根据速度变化精确控制输出的力,减少对飞行员和飞机的冲击。某架歼-35质量为,发动机输出动力为,飞机受到的平均阻力约为。加速3s后完成弹射,飞机达到起飞速度,则弹射系统对飞机的平均作用力约为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,斜面顶端安装一轻质定滑轮,一轻绳一端固定在天花板上,另一端绕过滑轮拴在斜面上的滑块上,斜面在水平向右的推力 F作用下,由图示位置缓慢向右运动。不计一切摩擦,滑块沿斜面向上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 绳上拉力逐渐变大 B. 水平推力逐渐变大
C. 地面对斜面体的支持力保持不变 D. 滑轮对斜面体的作用力保持不变
7. 一轿车在平直公路上以的速度匀速行驶,司机发现前方有一辆匀速行驶的货车,为了避免相撞,立即刹车。如图所示为轿车在刹车过程中的加速度随位置变化的关系,从轿车刹车19 m时,轿车的加速度稳定为,此时轿车离货车8 m。若恰好没有相撞,货车的速度为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,A、B、C三个物体静止叠放在光滑水平桌面上,物体A的质量为4kg,C的质量的2kg, A、C与B间的动摩擦因数均为。设B足够长, A、C不会从B上滑落,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为 g。现对A施加一水平向右的拉力F,拉力 F与时间t的数值关系为式中各物理量均为国际单位,则下列说法正确的是( )
A. 当B为轻质板时,5 s时A与B开始相对滑动
B. 当B为轻质板时,B板的最大加速度为
C. 当B的质量为4kg时,物体C的最大加速度为
D. 当B的质量为4kg时,10s时物体C的速度为
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
9. 近年来,我国发射了多颗互联网技术试验卫星,卫星组网后可将互联网覆盖至地球任一角落。某颗试验卫星运行在中地球轨道上,该轨道为圆形,半径约为地球静止轨道半径的,则( )
A. 该卫星线速度约为地球同步卫星线速度的
B. 该卫星线速度约为地球同步卫星线速度的2倍
C. 该卫星周期约为3小时
D. 该卫星周期约为6小时
10. 如图甲所示,电动机固定在地面上,通过绕过光滑轻质定滑轮的轻细绳与倾角为的固定斜面上的物块相连,斜面足够长,轻细绳与斜面平行,物块的质量为2kg,与斜面的摩擦因数为。如图乙所示为启动电动机后物块运动的图像,物块沿斜面做匀加速直线运动,时电动机达到额定功率,保持功率不变,时刻后物块以速度做匀速直线运动。重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 电动机的额定功率为180W
B. 当物块的速度为时,轻细绳的拉力为36N
C. 在内,电动机对物块做的功为936J
D. 在内,物块与斜面间产生的摩擦热为
11. 如图所示,水平圆台中央O点固定着一根竖直细杆,一轻质细管管底通过光滑铰链固定在细杆P点,细管可绕P点在竖直面内转动,OP间距离为d,管长为,管口靠在圆台上。细管内有一根原长为的轻质弹簧,弹簧一端固定在管底,另一端连接一质量为m的小球,现让整个装置绕竖直杆缓慢加速转动。已知细管内壁光滑,弹簧始终在弹性限度内,劲度系数为,重力加速度为g,则( )
A. 当转动的角速度为时,管口刚好离开台面
B. 当转动的角速度为时,管口刚好离开台面
C. 当转动的角速度为时,小球到达管口
D. 当转动的角速度为时,小球到达管口
12. 如图所示,质量均为m的小球A、B穿在一光滑细杆上,A、B之间用长为2l的轻质细线相连,在轻质细线的中间有一轻质光滑滑轮,滑轮上悬挂一质量为2m的小球C。开始时,用外力托举小球C,细线恰好水平伸直,整体处于静止。现释放小球C,重力加速度为 g,小球A、B、C均看作质点,则在小球C的下降过程中,下列说法正确的是( )
A. 当细线与水平方向成夹角时,小球A的速度与小球C的速度之比
B. 当细线与水平方向成夹角时,小球C的速度
C. 当小球C的下落高度时,小球C的动能最大
D. 小球A、B的最大速度为
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
13. 某实验小组用单摆测量当地重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、秒表、铁架台等。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时,游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示,则摆球的直径 d为__________;
(2)实验中多次改变摆长L并测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数据,并作出图线如图丙所示,根据图线上A、B两点的坐标可求得重力加速度g为__________(保留3位有效数字,);
(3)该小组同学发现通过步骤(2)得到的重力加速度值总是偏大,可能的原因是 。
A. 误将摆线长度与小球直径的和作为摆长
B. 秒表走时不准,测得的周期偏小
C. 摆球的质量偏大
D. 摆动的偏角偏小
14. 某学校物理实验小组利用“验证牛顿第二定律”的实验器材测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。实验步骤如下:
①按如图甲所示安装实验装置,带滑轮的长木板水平放置,力传感器固定在墙上,轻绳分别跨过固定在滑块上的滑轮和固定在长木板左端的滑轮,一端与力传感器连接,另一端竖直悬挂一砂桶,滑块右侧连接通过打点计时器的纸带;
②在砂桶重力作用下滑块沿长木板做匀加速直线运动,滑块右侧纸带通过打点计时器打出一系列点迹,测出加速度,由传感器直接读出细绳上的拉力;
③改变砂桶重力,重复步骤②,分别测出加速度,由传感器直接读出细绳上的拉力;
④利用步骤③测出的数据,画出加速度 a与拉力F的图像,根据图像和当地重力加速度 g,得出动摩擦因数。
(1)实验时,一定要进行的操作是 ;
A. 需要测出砂和砂桶总质量
B. 保证砂和砂桶的总质量远小于滑块质量
C. 必需将长木板右端垫高以平衡摩擦力
D. 轻绳与长木板平行
(2)若滑块与长木板动摩擦因数为,力传感器示数为F,滑块的质量为M,重力加速度为g,用a表示滑块的加速度,则滑块的加速度a与拉力F的关系__________用、F、M、g表示
(3)如图乙所示为实验小组利用实验数据得出的图像,当地重力加速度,根据图像可知滑块的质量__________,滑块与长木板的动摩擦因数__________。结果保留两位小数
四、计算题:本大题共4小题,共46分。
15. 两列简谐横波甲、乙分别沿x轴负方向和正方向传播,波速大小相同,振幅均为,甲波的周期。两列波在时刻的波形曲线如图所示,P点位于处,求:
(1)从时刻开始,甲波的波峰首次传播到 P点经历的时间;
(2)从时刻开始,最短经过多长时间P点偏离平衡位置的位移为。
16. 如图所示为某一游戏的简化模型,参与者将一可看作质点的小球从高度的平台边缘水平踢出。平台前方固定A、B两个高度均为的薄挡板不计厚度,平台边缘到挡板A的水平距离,两块挡板之间的距离也为。有一个宽度、高度不计的盒子,紧靠挡板 A放置。小球与挡板的碰撞为弹性碰撞,碰撞前后竖直方向速度不变,水平方向速度大小不变,方向相反,不计空气阻力,重力加速度,求:
(1)若要小球落入两挡板之间,则从平台边缘飞出的速度取值范围;
(2)若要小球落入盒子,则从平台边缘飞出的速度取值范围。
17. 如图,一倾斜传送带在电动机带动下以速度沿顺时针方向匀速转动,传送带与水平方向的夹角,质量的物块A和质量的物块B由跨过定滑轮的轻绳连接, A与定滑轮间的绳子与传送带平行。将物块A拉至传送带底端,静置于传送带上,物块 A、B恰好能够静止,此时物块 B距地面高度。现同时让物块A获得沿传送带向上、B获得竖直向下的初速度,大小均为,B落地后,物块A继续沿传送带运动,恰好能运动到传送带顶端。已知物块B落地后立即静止,轻绳松弛后未影响物块A运动,不计滑轮的质量与摩擦,重力加速度。求:
(1)物块A与传送带间的动摩擦因数;
(2)传送带的长度;
(3)与传送带上无物块相比较,物块 A从传送带底端运动到最高点,整个过程中电动机少做的功。
18. 如图所示,在水平台面上静置一质量的光滑斜面A,斜面的底边,高度。斜面底端右侧处有一质量的木板B紧靠平台静置,上表面与台面相平,木板右侧处有一固定挡板。质量物块C从斜面A顶端由静止释放,滑到斜面底端时,物块C与台面发生相互作用时间极短,竖直速度减为零,水平速度不变。物块C滑到木板B上后,带动木板与挡板相碰,碰撞为弹性碰撞。木板 B只与挡板碰撞一次,并恰好不与水平台面相碰,整个过程C未从木板B上滑落。斜面A与水平台面、木板B与地面间均无摩擦,物块C与水平台面、木板B间的滑动摩擦因数分别为、,重力加速度。求:
(1)木板B的最小长度
(2)物块C刚到达水平台面时的水平速度
(3)若物块C在斜面A上运动时,A、C相对地面都是做匀变速直线运动,则斜面A的高度h。
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