内容正文:
衡阳县一中2024-2025学年上学期高一创新实验班
期末质量检测物理试卷
考生注意:
1.本卷共三大题,15小题,满分100分,考试时量75分钟。
2.试卷分为试题卷和答题卡两个部分;答题前,考生务必将自己的姓名、考号、
学校填在试题卷和答题卡上。
3.将答案写在答题卡上,写在试题卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡上交。
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 某同学在教室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处落下的一个小石子摄在照片中,已知本次摄影的曝光时间是0.01s。测得照片中石子运动痕迹的长度为0.80cm,实际长度为100cm的窗框在照片中的长度为4.00cm。g取10m/s2,根据照片不可以估算出( )
A. 曝光时间内石子下落的距离
B. 曝光时刻石子下落的速度
C. 石子开始下落的位置到窗户的高度
D. 石子下落过程中的机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据比例关系可知曝光时间内石子下落的距离
选项A不符合题意;
B.根据
可得曝光时刻石子下落的速度,选项B不符合题意;
C.根据
可得石子开始下落的位置到窗户的高度,选项C不符合题意;
D.因石子质量不确定,无法计算石子下落过程中的机械能,选项D符合题意。
故选D。
2. 汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动,如图所示为牵引力F随速度v变化的图像,加速过程共经历的时间t=8s,加速过程通过的路程s=50m,在图中的N点结束加速,之后汽车做匀速直线运动,汽车运动过程中所受的阻力始终不变,则汽车的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图像可知汽车的功率为
由题可得加速过程在N点结束,汽车做匀速直线运动,则有
匀速运动时的牵引力等于阻力,由图可知
解得
根据动能定理得
代入数据解得汽车的质量为
故选D。
3. 如图为自行车气嘴灯及其结构图,弹簧一端固定在A端,另一端拴接重物,当车轮高速旋转时,LED灯就会发光。下列说法正确的是( )
A. 只要轮子转动起来,气嘴灯就能发光
B. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光
C. 安装时A端比B端更远离圆心
D. 匀速行驶时,若LED灯转到最低点时能发光,则在最高点时也一定能发光
【答案】B
【解析】
【详解】A.车轮转动时,重物随车轮做圆周运动,所需要的向心力由弹簧弹力与重力的合力提供,车轮转速越大,弹簧长度越长,重物上的触点M与固定在B端的触点N越近,当车轮达到一定转速时,重物上的触点M与固定在B端的触点N接触后气嘴灯就会被点亮,故A错误;
B.灯在最低点时,对重物有
解得
故增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光,故B正确;
C.要使重物做离心运动,M、N接触,则A端应靠近圆心,安装时 A端比 B端更靠近圆心,故C错误;
D.灯在最低点时,有
即
灯在最高点时,有
即
故,即匀速行驶时,在最低点时弹簧比在最高点时长,因此匀速行驶时,若LED灯转到最低点时能发光,则在最高点时不一定能发光,故D错误。
故选B。
4. 2023年10月26日消息,韦伯望远镜首次检测到恒星合并后碲(tellurium)等重元素的存在,可以帮助天文学家探究地球生命起源的奥秘。韦伯望远镜位于“拉格朗日点”上,跟随地球一起围绕太阳做圆周运动,图中的虚线圆周表示地球和韦伯望远镜绕太阳运动的轨道,韦伯望远镜和地球相对位置总是保持不变。已知太阳质量为、地球质量为,地球到太阳的距离为R,用l表示韦伯望远镜到地球的距离,把太阳、地球都看作是质点。由于的值很小,根据数学知识可以解出,你可能不知道这个解是用怎样的数学方法求出的,但根据物理知识你可以得出这个解对应的方程式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】以地球为研究对象,设地球围绕太阳运转的角速度为,地球和太阳之间的万有引力充当向心力,得
以韦伯望远镜为研究对象,由题意知,韦伯望远镜跟随地球一起围绕太阳做圆周运动,所以韦伯望远镜的角速度也等于,太阳和地球对韦伯望远镜引力之和等于韦伯望远镜的向心力,所以
根据以上两个方程化简可得到
故选A。
5. 水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度,属于角度传感器的一种,其作用就是测量载体的水平度,又叫倾角传感器。如图为一个简易模型,截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形,内部有一个小球,其半径略小于内接圆半径,三角形各边有压力传感器,分别感受小球对三边压力的大小,根据压力的大小,信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。如果图中此时BC边恰好处于水平状态,将其以C为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AC边水平,则在转动过程中( )
A. 当BC边与AC边所受压力大小相等时,AB没有处于水平状态
B. 球对AC边的压力先增大后减小
C. 球对BC边的压力一直减小。
D. BC边所受压力不可能大于球的重力
【答案】B
【解析】
【详解】对正三角形内部的小球受力分析,如图所示
由几何关系可知,随着角度θ从0°到120°增大过程中,角α与角θ之和保持不变,且α+θ=120°,所以角β也保持不变,β=60°,由平衡条件和正弦定理得
所以球对AC边压力
球对BC边的压力
A.当BC边与AC边所受压力大小相等时,即N'AC=N'BC,则θ=60°,此时AB处于水平状态,故A错误;
BC.角度θ从0°到120°增大过程中,sinθ和sin(120°-θ)都是先增大后减小,所以球对AC边的压力和球对BC边的压力都是先增大后减小,B正确,C错误;
D.当0<θ<60°时,N'BC>G,即BC边所受压力有可能大于球的重力,故D错误。
故选B。
6. 如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为M的物体A、B(B物体与弹簧连接),弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上,使物体A开始向上做加速度为(a<g)的匀加速运动,测得两个物体的v-t图像如图乙所示。已知重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 施加外力F大小恒为M(g+a)
B. A、B分离时,弹簧弹力恰好为零
C. A、B分离时,A上升的距离为
D. 弹簧恢复到原长时,物体B的速度达到最大值
【答案】C
【解析】
【详解】A.分离前整体分析有
由于a不变,x减小,则F增大。故A错误;
B.A、B分离时,对B有
解得
A、B分离时,弹簧弹力不为零,故B错误;
C.施加F前,物体A、B整体平衡,根据平衡条件,有
2Mg=kx1
解得
A、B分离时,A上升的距离为
故C正确;
D.A、B分离后,B将做加速度减小的加速运动,当时,B达到最大速度,故D错误。
故选C。
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示,甲车在后,乙车在前,若两车发生追尾,则以下判断正确的是( )
A. 两车发生追尾一定是在12s至16s之间的某时刻
B. 两车可能在6s时发生追尾
C. t=0时刻两车间距一定不大于24m
D. 甲车刹车的加速度大小是乙车的2倍
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.8s时两车速度相等,所以两车发生追尾应发生在8s前的某时刻,故A错误,B正确;
C.内两车的图像所夹的面积为
因两车发生追尾,所以t=0时刻两车间距一定不大于24m,故C正确;
D.两车刹车的加速度大小分别为,
即
故D正确。
故选BCD。
8. 如图所示,甲为水平平台,乙为与甲处在同一水平面的传送带。传送带在电机带动下以速度v匀速运转。某时刻质量为m的货物自平台上以垂直于传送带运行方向的速度冲上传动带,货物刚冲上传送带时速度也为v。已知货物与传送带之间的动摩擦因数为μ,货物与传动带相对静止之前未脱离传动带,重力加速度为g,关于自货物冲上传送带至货物与传送带相对静止过程中下列描述正确的是( )
A. 货物相对于地面做曲线运动
B. 货物在传送带上的划痕为直线
C. 摩擦力对货物做功为mv2
D. 货物在传送带上留下的划痕长度为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.设货物刚冲上传送带时速度方向为x轴正方向,传送带运行方向为y轴正方向,货物沿x轴正方向做匀减速运动,直至速度为零,沿y轴正方向做匀加速运动,直至速度为0,可知货物受到合力与x轴负方向呈角,故货物所受合外力方向与速度方向不在同一直线上,货物相对于地面做曲线运动,故A正确;
B.货物刚冲上传送带时相对于传送带的速度大小为,方向与x轴正方向成角,与y轴负方向也成角,之后相对于传送带做匀减速直线运动直到相对于传送带静止,故货物在传送带上的划痕为直线,故B正确;
C.最终货物与传送带共速,根据动能定理摩擦力对货物做功为
故C错误;
D.以传送带为参考系,货物的初速度大小为,加速度大小为
划痕长度即整个过程中货物相对于传送带的位移大小,设为l,则
故D正确。
故选ABD。
9. 如图,三个质量均为的物体放置在光滑的水平面上, 斜面体的倾角为 的上表面水平, 现对A施加水平向左的力,三个物体向左匀加速运动 并保持相对静止, 重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 间的摩擦力大小为
B. 间的摩擦力大小为
C. 若A、B间, B、C间动摩擦因数相同,则逐渐增大,间先滑动
D. 若 间, 间动摩擦因数相同,则逐渐增大, 间先滑动
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.对整体根据牛顿第二定律可得
解得
则B和C沿斜面向上的加速度为,以BC为研究对象,沿斜面向上根据牛顿第二定律可得
解得
故 A错误,B 正确;
CD.若B、C 间刚打滑,则加速度,此时若A、B间不打滑,则A和B间的摩擦力应为
说明此时A和B已经相对滑动,所以若A、B间,B、C间动摩擦因数相同,则F逐渐增大,A、B间先滑动,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,水平传送带以速度v1=6m/s向右匀速运动,小物体P、Q质量均为1kg,由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有向右的速度v2=10m/s,P与定滑轮间的绳水平,不计定滑轮质量和摩擦。小物体P与传送带之间的动摩擦因数μ=0.6,传送带长度L=15m,绳足够长,g=10m/s2。关于小物体P的描述正确的是( )
A. 小物体P在传送带上运动的全过程中,绳子张力不变
B. 小物体P在传送带上经3.5s速度减为0
C. 小物体P离开传送带时速度大小为m/s
D. 小物体P在传送带上运动的全过程中,绳子拉力对P做功48J
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.开始时,物体P的速度大于传送带的速度,P受到的滑动摩擦力向左,P相对于传送带向右运动时,对P、Q整体,由牛顿第二定律得μmg+mg=2ma1
解得a1=8m/s2
对Q,由牛顿第二定律得:mg-T1=ma1
解得绳子张力T1=2N
小物体P在传送带上速度减到与传送到速度相等所用时间
此过程中P的位移为
物块P继续向右减速,此时P所受的滑动摩擦力向右,对P、Q整体,由牛顿第二定律得mg-μmg=2ma2
解得a2=2m/s2
对Q,由牛顿第二定律得mg-T2=ma2
解得绳子张力T2=8N
可知两个过程中绳子张力不等。
小物体P从v1=6m/s减速到零的时间为
则t=t1+t2=0.5s+3s=3.5s
即小物体P在传送带上经3.5s速度减为0,故A错误,B正确;
C.物体P从v1=6m/s减速到零继续向右运动的距离为
则物体从开始运动到速度为零沿传送到向右运动的距离为x=x1+x2=4m+9m=13m<L
没有从传送带右端滑出,则以加速度大小为a2=2m/s2向左加速运动,根据运动学公式可得v2=2a2x
解得小物体P离开传送带时速度大小v=2m/s
故C正确;
D.小物体P在传送带上运动的全过程中,绳子拉力对P做功W=-T1x1-T2x2+T2x
解得W=24J
故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 在“探究平抛运动的特点”实验中,实验小组从不同角度进行实验。(g取)
(1)采用如图所示的装置做实验。在此实验中,下列操作或说法正确的是________。
A. 将斜槽轨道的末端调成水平
B. 本实验不需要用天平测出小球的质量,也不需要配备铅垂线
C. 小球释放的初始位置越高越好
D. 图甲中挡条每次必须等间距下移
(2)实验中探究物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为θ,其正切值随时间t变化的图像如图所示,则初速度_______m/s。(结果保留两位有效数字)
(3)由(2)中实验测得落点和平抛起点连线与水平方向夹角为45°,则经过的时间为_______s,位移为_______m。(结果均保留两位有效数字)
(4)在此实验中,每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下,但小球与斜槽间有摩擦力,这个摩擦力_______(选填“会”或“不会”)使实验的误差增大。
【答案】(1)A (2)1.0
(3) ① 0.20 ②. 0.28
(4)不会
【解析】
【小问1详解】
A.为了保证小球沿水平方向飞出,应将斜槽轨道的末端调成水平,A正确;
B.本实验不需要天平测出小球的质量,但需要配备铅垂线以确定竖直方向,B错误;
C.实验中需要小球每次从斜槽上同一位置由静止释放,小球释放的初始位置适合即可,不是越高越好,释放位置过高,会导致初速度较大,小球经过纸面的时间较短,竖直方向下落的高度较低,描绘的轨迹不便于数据计算,C错误;
D.图甲中挡条每次不需要等间距下移,D错误。
故选A。
【小问2详解】
由
可得随时间t变化的图像斜率为
解得
【小问3详解】
[1]由
解得
[2]水平分位移、竖直分位移分别为
故位移为
【小问4详解】
斜槽轨道不需要光滑,只要保证小球每次从同一位置释放即可,因为小球每次从同一位置释放,路径相同,每次损失的机械能相同,到达斜面底端时速度相等。
12. 一学习小组的同学们,想用实验来验证机械能守恒定律,其所用实验装置如图1所示,重力加速度g取。请回答下列问题:
(1)本实验用的电火花打点计时器所接交流电源电压为__________;两物块的质量分别为,则物块应选用质量为__________的物块,物块B选用另一物块。
(2)某次实验所得纸带如图2,纸带上所标点皆为连续的记录点,经测量第一个点到点间的距离,而与相邻的前后两点间的距离,所用交流电的频率。由此可知:由至的过程中,系统减小的重力势能为__________J,增加的动能为__________J(均保留2位有效数字)。
(3)学习小组中的一位同学认为,仅由(2)中一组数据不足以说明问题,于是又换了一条纸带重新测量,并在纸带上选取了若干点,测出其对应的速度及其到“第一个点”的距离,进而依据数据得到了如图3所示的图像。经理论分析,若图3中图线的斜率__________(保留两位有效数字),则系统机械能守恒得以验证。然而,实际测量发现图线斜率较理论值要大一些,造成这一结果的原因可能是__________(答出一条即可)。
【答案】 ①. 220 ②. 200 ③. 0.65 ④. 0.61 ⑤. 0.15 ⑥. 存在阻力使得系统机械能有所损失
【解析】
【详解】(1)[1]电火花打点计时器所接交流电源电压为220V;
[2]实验中物块A下降,物块B上升,从而验证机械能守恒定律,所以物块A应选用质量较大的m2,所以A的质量为200g;
(2)[3]系统减小的机械能为
[4]P点的速度大小为
系统增加的动能为
(3)[5]若系统机械能守恒,则有
所以
所以斜率为
[6]实际测量发现图线斜率较理论值要大一些,造成这一结果的原因可能是存在阻力使得系统机械能有所损失。
13. 壁虎的飞檐走壁功夫令人惊奇。下面是某一只壁虎捕捉虫子的场景,如图所示,在竖直墙面上,一只壁虎静止在某处A点,注视着正上方一只虫子P(假设虫子始终静止),虫子位置P到A的连线直线距离d为0.7m,壁虎沿直线冲向虫子,将虫子捕捉,假设壁虎冲到虫子位置P时速度必需为零,壁虎加速阶段和减速阶段均看做加速度大小为a=10m/s2的匀变速直线运动,且最大速度为vm=2m/s,壁虎在位置P时一定要停留0.5s,然后离开区域PB,已知AB的总竖直长度为1.5m。(可将壁虎作为质点考虑)求
(1)壁虎从静止加速到最大速度vm=2m/s所用的时间t1及通过的竖直距离h1;
(2)壁虎从A运动到B所需要的最短时间;
【答案】(1)0.2s,0.2m
(2)155s
【解析】
【小问1详解】
壁虎从静止加速到最大速度所用的时间及通过的竖直距离,则,
【小问2详解】
壁虎从运动到所需要时间最短时的速度图像如图所示,对应的时间如图所示
壁虎在位置时一定要停留0.5s,
虫子位置到的连线直线距离为0.7m,
因为长度是0.8m,
壁虎从运动到的最短时间为
14. 如图所示,一上表面光滑、质量的斜面体ABC锁定于水平地面上,斜面体的高,底边长。若将斜面体放置在点离竖直墙壁的距离为时,将一质量为的小物块从斜面顶端点由静止释放,正好能到达竖直墙壁处(不考虑小物块经过点前后速度大小的变化),小物块、斜面体与地面间的动摩擦因数均为。现解除锁定,将斜面体放置在点离竖直墙壁的位置,将小物块放在A处,小明沿水平方向推斜面体向前匀加速运动,并保持小物块与斜面相对静止,运动一定距离后抓住斜面体使它立即停止运动,则:
(1)斜面体底端点到竖直墙壁的距离多大;
(2)小明沿水平方向推斜面体的推力多大;
(3)为使物块能落在水平地面上,小明推动斜面体前进的距离范围是多少。
【答案】(1)8m;(2)6N;(3)
【解析】
【详解】(1)设小物块运动到B点时速度为vB,由动能定理
解得
在水平面上减速运动,由牛顿第二定律
得
(2)小物块与斜面相对静止一起向右匀加速运动,对小物块,由牛顿第二定律
解得
对和m整体,同理有
,
解得推力
(3)小物块从A点飞出到落在水平面上由
设小明推斜面体前进的距离为S,斜面体突然停止时小物块的速度为v,由
得
①水平方向最短飞行距离等于长度L,则由平抛规律
得S的最小值
②水平方向最长飞行距离
得S的最大值
或(舍去)
综上可知,小明推动斜面体前进的距离范围是。
15. 如图所示,某装置固定在水平面。AB为水平长直轨道,右端与一传送带相连,CD为水平长直轨道,左端与该传送带相连,右端与半径为的竖直的光滑半圆轨道DE相切,半圆轨道最高点左侧有一无限长直轨道EF,AB、CD轨道以及传送带长度均为。质量为的小物块(可视为质点)由弹簧发射装置在A点进行弹射,A点左侧区域光滑,物块与AB、CD以及传送带之间的动摩擦因数均为,重力加速度,不计空气阻力,若物块能到达E点则可以进入轨道EF。
(1)若传送带逆时针转动,物块恰好到达E点,求释放时弹簧的弹性势能;
(2)若释放时弹簧弹性势能为20J,传送带顺时针转动且速度为5m/s,物块到达D点时,求物块对D点的压力大小;
(3)若传送带以11m/s的速度顺时针转动,改变弹簧的弹性势能,为了使物块能够到达D点且始终不脱离轨道,求释放弹簧时弹簧弹性势能的取值范围。
【答案】(1)65J (2)17.5N
(3)或
【解析】
【小问1详解】
由题意知物块恰好到达E点,则
解得
若传送带逆时针转动,物块从A点到E点,根据能量守恒定律有
解得释放时弹簧的弹性势能为
【小问2详解】
根据能量守恒定律有
,
解得
物块在传送带上的加速度大小
若物块以此加速度做匀减速运动至与传送带共速的位移大小为x,则
解得
可知物块在传送带上先减速,后和传送带一起共速运动,到达C点时的速度大小为
物块从C点到D点有
在D点,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律,物块对D点的压力大小为
小问3详解】
若物块能够到达D点且始终不脱离轨道,有以下两种情况:
第一种情况,物块能通过E点,当物块恰能通过E点时,物块从C点到E点,根据动能定理有
解得
弹簧弹性势能最小时释放弹簧,根据能量守恒定律有
解得
第二种情况,物块能够到达D点,且在光滑半圆轨道DE上的最大高度不超过O点的高度,物块恰能到达D点,根据能量守恒定律有
解得
物块从A点恰好到达光滑半圆轨道上与O点等高处,根据能量守恒定律有
解得
综上所述,为使物块能到达D点且始终不脱离轨道,释放弹簧时弹簧弹性势能的取值范围为
或
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衡阳县一中2024-2025学年上学期高一创新实验班
期末质量检测物理试卷
考生注意:
1.本卷共三大题,15小题,满分100分,考试时量75分钟。
2.试卷分为试题卷和答题卡两个部分;答题前,考生务必将自己的姓名、考号、
学校填在试题卷和答题卡上。
3.将答案写在答题卡上,写在试题卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡上交。
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 某同学在教室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外从高处落下的一个小石子摄在照片中,已知本次摄影的曝光时间是0.01s。测得照片中石子运动痕迹的长度为0.80cm,实际长度为100cm的窗框在照片中的长度为4.00cm。g取10m/s2,根据照片不可以估算出( )
A. 曝光时间内石子下落的距离
B. 曝光时刻石子下落的速度
C. 石子开始下落的位置到窗户的高度
D. 石子下落过程中的机械能
2. 汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动,如图所示为牵引力F随速度v变化的图像,加速过程共经历的时间t=8s,加速过程通过的路程s=50m,在图中的N点结束加速,之后汽车做匀速直线运动,汽车运动过程中所受的阻力始终不变,则汽车的质量为( )
A. B. C. D.
3. 如图为自行车气嘴灯及其结构图,弹簧一端固定在A端,另一端拴接重物,当车轮高速旋转时,LED灯就会发光。下列说法正确的是( )
A. 只要轮子转动起来,气嘴灯就能发光
B. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光
C. 安装时A端比B端更远离圆心
D. 匀速行驶时,若LED灯转到最低点时能发光,则在最高点时也一定能发光
4. 2023年10月26日消息,韦伯望远镜首次检测到恒星合并后碲(tellurium)等重元素的存在,可以帮助天文学家探究地球生命起源的奥秘。韦伯望远镜位于“拉格朗日点”上,跟随地球一起围绕太阳做圆周运动,图中的虚线圆周表示地球和韦伯望远镜绕太阳运动的轨道,韦伯望远镜和地球相对位置总是保持不变。已知太阳质量为、地球质量为,地球到太阳的距离为R,用l表示韦伯望远镜到地球的距离,把太阳、地球都看作是质点。由于的值很小,根据数学知识可以解出,你可能不知道这个解是用怎样的数学方法求出的,但根据物理知识你可以得出这个解对应的方程式为( )
A. B.
C. D.
5. 水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度,属于角度传感器的一种,其作用就是测量载体的水平度,又叫倾角传感器。如图为一个简易模型,截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形,内部有一个小球,其半径略小于内接圆半径,三角形各边有压力传感器,分别感受小球对三边压力的大小,根据压力的大小,信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。如果图中此时BC边恰好处于水平状态,将其以C为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AC边水平,则在转动过程中( )
A. 当BC边与AC边所受压力大小相等时,AB没有处于水平状态
B. 球对AC边的压力先增大后减小
C. 球对BC边的压力一直减小。
D. BC边所受压力不可能大于球的重力
6. 如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为M的物体A、B(B物体与弹簧连接),弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上,使物体A开始向上做加速度为(a<g)的匀加速运动,测得两个物体的v-t图像如图乙所示。已知重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 施加外力F大小恒为M(g+a)
B. A、B分离时,弹簧弹力恰好为零
C. A、B分离时,A上升的距离为
D. 弹簧恢复到原长时,物体B的速度达到最大值
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示,甲车在后,乙车在前,若两车发生追尾,则以下判断正确的是( )
A. 两车发生追尾一定是在12s至16s之间的某时刻
B. 两车可能在6s时发生追尾
C. t=0时刻两车间距一定不大于24m
D. 甲车刹车的加速度大小是乙车的2倍
8. 如图所示,甲为水平平台,乙为与甲处在同一水平面传送带。传送带在电机带动下以速度v匀速运转。某时刻质量为m的货物自平台上以垂直于传送带运行方向的速度冲上传动带,货物刚冲上传送带时速度也为v。已知货物与传送带之间的动摩擦因数为μ,货物与传动带相对静止之前未脱离传动带,重力加速度为g,关于自货物冲上传送带至货物与传送带相对静止过程中下列描述正确的是( )
A. 货物相对于地面做曲线运动
B. 货物在传送带上的划痕为直线
C. 摩擦力对货物做功为mv2
D. 货物在传送带上留下划痕长度为
9. 如图,三个质量均为的物体放置在光滑的水平面上, 斜面体的倾角为 的上表面水平, 现对A施加水平向左的力,三个物体向左匀加速运动 并保持相对静止, 重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 间的摩擦力大小为
B. 间的摩擦力大小为
C. 若A、B间, B、C间动摩擦因数相同,则逐渐增大,间先滑动
D. 若 间, 间动摩擦因数相同,则逐渐增大, 间先滑动
10. 如图所示,水平传送带以速度v1=6m/s向右匀速运动,小物体P、Q质量均为1kg,由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有向右的速度v2=10m/s,P与定滑轮间的绳水平,不计定滑轮质量和摩擦。小物体P与传送带之间的动摩擦因数μ=0.6,传送带长度L=15m,绳足够长,g=10m/s2。关于小物体P的描述正确的是( )
A. 小物体P在传送带上运动的全过程中,绳子张力不变
B. 小物体P在传送带上经3.5s速度减为0
C. 小物体P离开传送带时速度大小为m/s
D. 小物体P在传送带上运动的全过程中,绳子拉力对P做功48J
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 在“探究平抛运动的特点”实验中,实验小组从不同角度进行实验。(g取)
(1)采用如图所示装置做实验。在此实验中,下列操作或说法正确的是________。
A. 将斜槽轨道的末端调成水平
B. 本实验不需要用天平测出小球的质量,也不需要配备铅垂线
C. 小球释放的初始位置越高越好
D 图甲中挡条每次必须等间距下移
(2)实验中探究物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为θ,其正切值随时间t变化的图像如图所示,则初速度_______m/s。(结果保留两位有效数字)
(3)由(2)中实验测得落点和平抛起点连线与水平方向夹角为45°,则经过的时间为_______s,位移为_______m。(结果均保留两位有效数字)
(4)在此实验中,每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下,但小球与斜槽间有摩擦力,这个摩擦力_______(选填“会”或“不会”)使实验的误差增大。
12. 一学习小组的同学们,想用实验来验证机械能守恒定律,其所用实验装置如图1所示,重力加速度g取。请回答下列问题:
(1)本实验用的电火花打点计时器所接交流电源电压为__________;两物块的质量分别为,则物块应选用质量为__________的物块,物块B选用另一物块。
(2)某次实验所得纸带如图2,纸带上所标点皆为连续的记录点,经测量第一个点到点间的距离,而与相邻的前后两点间的距离,所用交流电的频率。由此可知:由至的过程中,系统减小的重力势能为__________J,增加的动能为__________J(均保留2位有效数字)。
(3)学习小组中的一位同学认为,仅由(2)中一组数据不足以说明问题,于是又换了一条纸带重新测量,并在纸带上选取了若干点,测出其对应的速度及其到“第一个点”的距离,进而依据数据得到了如图3所示的图像。经理论分析,若图3中图线的斜率__________(保留两位有效数字),则系统机械能守恒得以验证。然而,实际测量发现图线斜率较理论值要大一些,造成这一结果的原因可能是__________(答出一条即可)。
13. 壁虎飞檐走壁功夫令人惊奇。下面是某一只壁虎捕捉虫子的场景,如图所示,在竖直墙面上,一只壁虎静止在某处A点,注视着正上方一只虫子P(假设虫子始终静止),虫子位置P到A的连线直线距离d为0.7m,壁虎沿直线冲向虫子,将虫子捕捉,假设壁虎冲到虫子位置P时速度必需为零,壁虎加速阶段和减速阶段均看做加速度大小为a=10m/s2的匀变速直线运动,且最大速度为vm=2m/s,壁虎在位置P时一定要停留0.5s,然后离开区域PB,已知AB的总竖直长度为1.5m。(可将壁虎作为质点考虑)求
(1)壁虎从静止加速到最大速度vm=2m/s所用的时间t1及通过的竖直距离h1;
(2)壁虎从A运动到B所需要的最短时间;
14. 如图所示,一上表面光滑、质量的斜面体ABC锁定于水平地面上,斜面体的高,底边长。若将斜面体放置在点离竖直墙壁的距离为时,将一质量为的小物块从斜面顶端点由静止释放,正好能到达竖直墙壁处(不考虑小物块经过点前后速度大小的变化),小物块、斜面体与地面间的动摩擦因数均为。现解除锁定,将斜面体放置在点离竖直墙壁的位置,将小物块放在A处,小明沿水平方向推斜面体向前匀加速运动,并保持小物块与斜面相对静止,运动一定距离后抓住斜面体使它立即停止运动,则:
(1)斜面体底端点到竖直墙壁的距离多大;
(2)小明沿水平方向推斜面体的推力多大;
(3)为使物块能落在水平地面上,小明推动斜面体前进的距离范围是多少。
15. 如图所示,某装置固定在水平面。AB为水平长直轨道,右端与一传送带相连,CD为水平长直轨道,左端与该传送带相连,右端与半径为的竖直的光滑半圆轨道DE相切,半圆轨道最高点左侧有一无限长直轨道EF,AB、CD轨道以及传送带长度均为。质量为的小物块(可视为质点)由弹簧发射装置在A点进行弹射,A点左侧区域光滑,物块与AB、CD以及传送带之间的动摩擦因数均为,重力加速度,不计空气阻力,若物块能到达E点则可以进入轨道EF。
(1)若传送带逆时针转动,物块恰好到达E点,求释放时弹簧的弹性势能;
(2)若释放时弹簧弹性势能为20J,传送带顺时针转动且速度为5m/s,物块到达D点时,求物块对D点的压力大小;
(3)若传送带以11m/s的速度顺时针转动,改变弹簧的弹性势能,为了使物块能够到达D点且始终不脱离轨道,求释放弹簧时弹簧弹性势能的取值范围。
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