内容正文:
一轮反馈检测(一)
物理试题
考试时间:75分钟
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(每题4分)
1. “判天地之美,析万物之理”,领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要。关于物理课本中四幅插图,以下说法中正确的是( )
A. 甲图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了理想模型法
B. 乙图中,在观察桌面的形变时,运用了微元法
C. 丙图中,研究力的合成和分解时,运用了放大法
D. 丁图中,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,运用了极限思想
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了微元法,故A错误;
B.乙图中,在观察桌面的形变时,运用了放大法,故B错误;
C.丙图中,研究力的合成和分解时,运用了等效法,故C错误;
D.丁图中,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,运用了极限思想,故D正确。
故选D。
2. 2025年9月22日,中国海军宣布歼-15T、歼-35和空警-600三型舰载机已成功完成在福建舰上的首次弹射起飞和着舰训练,如图所示,则( )
A. 研究舰载机弹射起飞过程的轨迹时,可将其视为质点
B. 舰载机“翻筋斗”至最高点时,其受到的合力为0
C. 舰载机在水平面内匀速转弯时,其加速度保持不变
D. 舰载机在空中下降的着舰过程中,舰载机处于失重状态
【答案】A
【解析】
【详解】A.研究舰载机弹射起飞过程的轨迹时,舰载机的大小和形状对轨迹的描述没有显著影响,可以忽略不计,可将其视为质点,故A正确;
B.舰载机“翻筋斗”至最高点时,速度为0,合力不为0,否则舰载机应在最高点静止不动,故B错误;
C.舰载机在水平面内匀速转弯时,由可知其加速度大小不变,方向时刻指向圆心,所以加速度是变化的,故C错误;
D.舰载机在空中下降的着舰过程中,做匀减速直线运动,加速度向上,所以舰载机处于超重状态,故D错误。
故选A。
3. 如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在3s时加速度方向改变
B. 乙图中,0时刻物体的初速度大小为
C. 丙图中,阴影面积表示时间内物体的速度
D. 丁图中,时物体的速度大小为15m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.图斜率表示加速度,由甲图像可知内,图像斜率不变,故物体在3s时加速度方向不变,故A错误;
B.图斜率表示速度,由图乙可知时物体速度为0,则内有
解得初速度大小,故B正确;
C.图面积表示物体速度变化量,可知丙图中,阴影面积表示时间内物体速度的变化量,故C错误;
D.根据
整理得
将图丁中坐标(1,0)、(3,10)代入上式可得,联立解得,
则t=3时物体速度,故D错误。
故选B。
4. 2025年4月,我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道)的地月空间三星星座。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道,该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b,卫星的运行周期为T;卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道,周期也为T。月球的质量为M,半径为R,引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对于环月椭圆轨道和环月圆轨道,根据开普勒第三定律有
可得,故AB错误;
CD.对于环月圆轨道,根据万有引力提供向心力可得
可得,故C正确,D错误。
故选C。
5. 如图甲所示为古代榨油场景,图乙是简化原理图,快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为θ的等腰三角形,撞击木楔的力为F,忽略木楔与木块间的摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 木楔挤压木块过程中,木楔对木块的压力大于木块对木楔的压力
B. 为了提高榨油的效率,θ通常设计得较大
C. 木楔对单侧木块的压力大小为
D. 当θ一定时,F越大,木楔对单侧木块的压力越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据牛顿第三定律可知,相互作用力等大反向,故木楔对木块的压力等于木块对木楔的压力,故A错误;
BC.如图所示,由力的分解可知
木楔对单侧木块的压力为
可知当越大,越大,越小,故BC错误;
D.当一定时,F越大,木楔对单侧木块的压力越大,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,光滑水平桌面上放置一个倾角为37°的光滑楔形滑块A,质量为。一细线的一端固定于楔形滑块A的顶端O处,细线另一端拴一质量为的小球。若滑块与小球在外力F作用下,一起以加速度a向左做匀加速运动。取;;,则下列说法错误的是( )
A. 当时,滑块对球的支持力不为零
B. 当时,滑块对球的支持力为0N
C. 当时,外力F的大小为4N
D. 当时,地面对A的支持力为10N
【答案】C
【解析】
【分析】首先分析小球刚好离开斜面时的临界加速度。当小球刚好离开斜面时,斜面对小球的支持力,小球只受重力和细线的拉力。由于细线固定在斜面顶端处,当小球在斜面上时,细线与水平方向夹角为。
根据牛顿第二定律:竖直方向:
水平方向:
解得临界加速度:
【详解】A.当时,因为,小球未离开斜面,滑块对球的支持力,故A正确;
B.当时,因为,小球已经离开斜面飘起,滑块对球的支持力,故B正确;
C.当时,小球和滑块相对静止,对整体应用牛顿第二定律,外力,故C错误;
D.当时,虽然小球飘起,但系统在竖直方向上没有加速度(整体相对静止或稳态),竖直方向受力平衡。地面对的支持力等于整体的重力,即,故D正确。
故选C。
7. 汽车的安全气囊是有效保护乘客的装置。如图甲所示,在安全气囊的性能测试中,可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动,与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点,气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律,可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量M=20kg,H=3.2m,重力加速度大小取,则( )
A. 碰撞过程中F的冲量大小为440N·s
B. 碰撞过程中F的冲量方向竖直向下
C. 碰撞过程中头锤的动量变化量大小为120kg·m/s
D. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为0.2m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.图像与坐标轴围成的面积表示冲量,由图像可知碰撞过程中F的冲量大小为
方向竖直向上,故AB错误;
C.头锤落到气囊上时的速度大小为
与气囊作用过程由动量定理(向上为正方向)有
解得
碰撞过程中头锤的动量变化量
故C错误;
D.碰撞结束后头锤上升的最大高度
故D正确。
故选D。
二、多选题(每题6分,部分得分8分)
8. 战绳运动是健身房设计用来减脂的一项爆发性运动,人们在做战绳运动时,用手抓紧绳子,做出用绳子的动作,使得绳子呈波浪状向前推进,形成横波(可视为简谐横波)。时波形图如图1所示,图2是绳上某质点的振动图像,下列说法中正确的是( )
A. 该波的波速为 B. 波源开始振动的方向向下
C. 该质点与波源的距离为 D. 时间内该质点通过的路程为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图1可知该波的波长为,由图2可知该波的周期为
故A错误;
B.由质点开始振动的方向向下可知,波源开始振动的方向向下,故B正确;
C.质点开始振动的时刻为,由
可知质点与波源的距离为,故C错误;
D.一个周期内质点通过的路程为,内该质点运动,故内质点通过的路程
故D正确。
故选BD。
9. 有长度均为的两段水平路面,段光滑,段粗糙。在处静止的小物体质量为(可视为质点)在水平恒力作用下,从点开始运动,到点恰好停下,段动摩擦因数自左往右逐渐增大,具体变化如图所示,重力加速度为。下列判断正确的是( )
A. 水平恒力的大小
B. 水平恒力在两段路面上做功不相等
C. 水平恒力在段的平均功率等于段的平均功率
D. 水平恒力在段中间时刻瞬时功率小于在段中间时刻瞬时功率
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由到点恰好停下,在段力做的功等于克服摩擦力做的功,根据动能定理得
解得
故A正确;
B.在两段路程相等,大小相等,做的功相同,故B错误;
C.小物体在段做匀加速直线运动,在段先做加速度减小的加速运动再做加速度增加的减速运动,故段运动的时间大于在段运动的时间,水平恒力在段的平均功率小于段的平均功率, 故C错误;
D.小物体在段做匀加速直线运动,则小物体在段中间时刻的瞬时速度等于平均速度,即
段的平均摩擦力为
则平均合力与段等大反向,所以假设以平均合力做匀减速运动,则小物体在段中间时刻的瞬时速度等于平均速度,即
但由图知,段摩擦因数由小变大,所以减速效果逐渐变大,可知小物体在段中间时刻的瞬时速度大于平均速度;即小物体在段中间时刻的瞬时速度小于在段中间时刻的瞬时速度,则水平恒力在段中间时刻瞬时功率小于在段中间时刻瞬时功率,故 D正确。
故选AD。
10. 如图所示,质量为m的小球甲穿过竖直固定的光滑杆拴在下端固定的轻弹簧上,质量为的物块乙放在倾角为53°的光滑固定斜面上。乙用轻绳跨过斜面顶端的光滑小滑轮与甲连接,开始时用手托住物块乙,轻绳刚好伸直,滑轮右侧绳与水平方向的夹角为53°,小球甲静止于P点。现由静止释放物块乙,经过一段时间小球甲由P点运动到Q点,两点的连线水平,。已知小球甲在P、Q两点时弹簧弹力大小相等,重力加速度为g,,。则( )
A. 小球甲处于P点时,弹簧的压缩量为
B. 弹簧的劲度系数为
C. 滑轮右侧绳与水平方向夹角为30°时,甲、乙的速度大小之比为
D. 小球甲到达Q点时,甲、乙的速度均为零
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由几何关系得
因为小球甲在P、Q两点时弹簧弹力大小相等,所以在P、Q两点弹簧的形变量相等,根据对称性可知,小球甲处于P点时,弹簧的压缩量为
故A正确;
B.在P点对小球甲受力分析,由平衡条件
可得弹簧的劲度系数为
故B错误;
C.滑轮右侧绳与水平方向夹角为30°时,由关联速度知识得
可得
故C错误;
D.小球甲到达Q点时,由关联速度知识得
所以乙的速度为零,从P点运动到Q点的过程中,小球甲的重力势能增加了
小球乙的重力势能减小了
对小球甲、乙组成的系统由能量守恒定律,P、Q两点的弹性势能相同,所以
解得
故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(每空2分)
11. 杨同学设计了如图所示的一个简易实验来验证动量守恒定律,将一个弹射装置固定在长水平板上,弹射器的弹簧原长时右端在点。物块A和物块B的质量分别为和,两者与长水平板间的动摩擦因数相同且较小。先不放物块B,用物块A压缩弹簧右端至Q点后由静止释放,物块A运动到长水平板上的P点后停下。在长水平板上点右侧某处标记点O,将物块B放置在O点后,再次用物块A压缩弹簧右端至Q点后由静止释放,两物块发生对心正碰,最终分别停在M点和N点。多次重复实验,确定P、M、N的平均位置,得到OP、OM、ON的长度分别为、、,、、的长度分别为、、。两物块体积较小,重力加速度为g。
(1)在实验时,物块A和物块B的质量应符合________(填“”“”或“”)。
(2)杨同学需要验证的关系式为________(从、、、、、、、当中选择你认为必需的物理量表示)。
(3)将O点的标记位置适当________(填“左移”或“右移”),可以进一步减小实验的误差。
【答案】(1)
(2)
(3)左移
【解析】
【小问1详解】
为保证物块A碰撞物块B后一定不反弹,物块A和物块B的质量应符合;
【小问2详解】
物块A从点到点,根据动能定理得
得碰撞前物块A到点时速度的大小
同理可得,碰撞后物块A和物块B的速度分别为
,
若动量守恒定律成立,则应满足
即
【小问3详解】
将O点的标记位置适当左移,碰撞的初速度较大,碰后减速的位移较大,有利于减小测量的偶然误差。
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M为小车的质量,m为砂和砂桶的总质量,m0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m远小于小车的质量M
(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50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度________m/s2(结果保留3位有效数字)。
(3)甲同学以力传感器的示数F为横轴,加速度a为纵轴,画出的a-F图线是一条直线,如图所示,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量M=____。
A. B.
C. D.
(4)乙同学还做了如下实验:如图丙所示,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
(5)若乙同学没有严格控制好小车质量M与沙和沙桶质量m的大小关系,其它操作规范合理,结果在某次实验结果发现小车加速度的实验值(利用纸带求的值)只有理论值()的,若不考虑其它因素的影响,可估算__________。
【答案】(1)AC (2)2.98
(3)C (4)C
(5)
【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m远小于小车的质量M,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
s=0.1s
由逐差法计算加速度
【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
化简得
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。
【小问5详解】
乙同学没有严格控制好小车质量M与沙和沙桶质量m的大小关系,据牛顿第二定律有
由题意其值只有理论值()的,所以
解得
四、解答题
13. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动,它需要利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖,在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出,在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆,如图所示。已知可视为质点的运动员从A点水平飞出的速度,山坡可看成倾角为37°的斜面,不考虑空气阻力(,,),求:
(1)运动员在空中的飞行时间;
(2)运动员落到斜面上时的速度大小;
(3)运动员何时离斜面最远。
【答案】(1)3s (2)
(3)1.5s
【解析】
【小问1详解】
运动员从A点到B点做平抛运动,水平方向的位移
竖直方向的位移
又有
代入数据解得
【小问2详解】
运动员落在斜面上时速度的竖直分量
运动员落到斜面上时的速度大小
【小问3详解】
如图
运动员距离斜面最远时,合速度方向与斜面平行,有
即
解得
14. 如图所示,半径均为R、质量均为m、内表面光滑的两个完全相同的圆槽A和B并排放在光滑的水平面上,图中a、c分别为A、B槽的最高点,b、分别为A、B槽的最低点,A槽的左端紧靠着竖直墙壁,一个质量为M的小球C从圆槽A顶端的a点无初速度释放.重力加速度为g,求
(1)小球C从a点运动到b点时的速度大小及A槽对地面的压力大小;
(2)小球C在B槽内运动所能达到的最大高度;
(3)B的最大速度的大小。
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由动能定理可知
解得
根据小球在b点的受力可知
解得
故A槽对地面的压力大小为
(2)当小球与槽B的速度相同时达到最大高度,即
解得
(3)当小球回到槽B最低点时B的速度最大,根据动量守恒定律可知
解得
15. 如图所示,在光滑平台上放置一长度,质量的薄板,在薄板最右端放有可视为质点的物块,其质量,物块与薄板间动摩擦因数。开始时两者均静止,现对薄板施加、水平向右的恒力,待脱离(尚未露出平台)后,将取走。离开平台后由点沿切线落入半径的竖直光滑圆弧轨道,圆弧轨道的圆心角为60°,其中过点的切线水平,其右侧有一被电磁铁吸住而静止的小球,球质量且与地面及左侧墙面相距足够远,当球被碰撞时电磁铁立即失去磁性,不计空气阻力,重力加速度取。求:
(1)物块脱离薄板前物块和薄板加速度及物块在薄板上运动的时间;
(2)物块经过点的速度大小;
(3)若初始时一不可伸长的轻绳一端系着小球,另一端系于球正下方的点,此时绳子刚好伸直无拉力,已知点与球相距为,当绳子拉力达到时绳子断开。物块从点水平正碰球瞬间无能量损失,为使细绳断开时球开始做平抛运动,则必须满足什么条件?
【答案】(1)2m/s2;3m/s2;1s;(2)5m/s;(3)或
【解析】
【详解】(1)设物块脱离薄板前,物块的加速度为,薄板的加速度为,物块脱离薄板的时间为,则由牛顿第二定律有
代入数据解得
由物块与薄板之间的位移关系可得
代入数据解得
(2)设物块离开薄板时的速度为,则有
设物块从A点滑入时的速度为,由于物块滑出平台后做平抛运动,则由速度关系可得
物块进入圆弧轨道后做圆周运动,设到达B点时的速度为,则从A到B由动能定理有
联立解得
(3)设碰撞后瞬间物块的速度为,小球的速度为,则由动量守恒定律和能量守恒有
联立解得
,
要使连接小球的绳子断裂后小球做平抛运动,则必然是在最高点或最低点,若在最高点绳子断裂,则由牛顿第二定律有
解得
若在最低点绳子恰好断裂则有
解得
而若,小球做圆周运动恰好通过最高点时有
解得
则可知,绳子在最低点恰好满足断裂条件,综上可知,保证小球被碰后做平抛运动,绳长应满足的条件为
或
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物理试题
考试时间:75分钟
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(每题4分)
1. “判天地之美,析万物之理”,领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要。关于物理课本中四幅插图,以下说法中正确的是( )
A. 甲图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了理想模型法
B. 乙图中,在观察桌面的形变时,运用了微元法
C. 丙图中,研究力的合成和分解时,运用了放大法
D. 丁图中,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,运用了极限思想
2. 2025年9月22日,中国海军宣布歼-15T、歼-35和空警-600三型舰载机已成功完成在福建舰上的首次弹射起飞和着舰训练,如图所示,则( )
A. 研究舰载机弹射起飞过程的轨迹时,可将其视为质点
B. 舰载机“翻筋斗”至最高点时,其受到的合力为0
C. 舰载机在水平面内匀速转弯时,其加速度保持不变
D. 舰载机在空中下降的着舰过程中,舰载机处于失重状态
3. 如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在3s时加速度方向改变
B. 乙图中,0时刻物体的初速度大小为
C. 丙图中,阴影面积表示时间内物体的速度
D. 丁图中,时物体的速度大小为15m/s
4. 2025年4月,我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道)的地月空间三星星座。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道,该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b,卫星的运行周期为T;卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道,周期也为T。月球的质量为M,半径为R,引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力,则( )
A. B.
C. D.
5. 如图甲所示为古代榨油场景,图乙是简化原理图,快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为θ的等腰三角形,撞击木楔的力为F,忽略木楔与木块间的摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 木楔挤压木块过程中,木楔对木块的压力大于木块对木楔的压力
B. 为了提高榨油的效率,θ通常设计得较大
C. 木楔对单侧木块的压力大小为
D. 当θ一定时,F越大,木楔对单侧木块的压力越大
6. 如图所示,光滑水平桌面上放置一个倾角为37°的光滑楔形滑块A,质量为。一细线的一端固定于楔形滑块A的顶端O处,细线另一端拴一质量为的小球。若滑块与小球在外力F作用下,一起以加速度a向左做匀加速运动。取;;,则下列说法错误的是( )
A. 当时,滑块对球的支持力不为零
B. 当时,滑块对球的支持力为0N
C. 当时,外力F的大小为4N
D. 当时,地面对A的支持力为10N
7. 汽车的安全气囊是有效保护乘客的装置。如图甲所示,在安全气囊的性能测试中,可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动,与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点,气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律,可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量M=20kg,H=3.2m,重力加速度大小取,则( )
A. 碰撞过程中F的冲量大小为440N·s
B. 碰撞过程中F的冲量方向竖直向下
C. 碰撞过程中头锤的动量变化量大小为120kg·m/s
D. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为0.2m
二、多选题(每题6分,部分得分8分)
8. 战绳运动是健身房设计用来减脂的一项爆发性运动,人们在做战绳运动时,用手抓紧绳子,做出用绳子的动作,使得绳子呈波浪状向前推进,形成横波(可视为简谐横波)。时波形图如图1所示,图2是绳上某质点的振动图像,下列说法中正确的是( )
A. 该波的波速为 B. 波源开始振动的方向向下
C. 该质点与波源的距离为 D. 时间内该质点通过的路程为
9. 有长度均为的两段水平路面,段光滑,段粗糙。在处静止的小物体质量为(可视为质点)在水平恒力作用下,从点开始运动,到点恰好停下,段动摩擦因数自左往右逐渐增大,具体变化如图所示,重力加速度为。下列判断正确的是( )
A. 水平恒力的大小
B. 水平恒力在两段路面上做功不相等
C. 水平恒力在段的平均功率等于段的平均功率
D. 水平恒力在段中间时刻瞬时功率小于在段中间时刻瞬时功率
10. 如图所示,质量为m的小球甲穿过竖直固定的光滑杆拴在下端固定的轻弹簧上,质量为的物块乙放在倾角为53°的光滑固定斜面上。乙用轻绳跨过斜面顶端的光滑小滑轮与甲连接,开始时用手托住物块乙,轻绳刚好伸直,滑轮右侧绳与水平方向的夹角为53°,小球甲静止于P点。现由静止释放物块乙,经过一段时间小球甲由P点运动到Q点,两点的连线水平,。已知小球甲在P、Q两点时弹簧弹力大小相等,重力加速度为g,,。则( )
A. 小球甲处于P点时,弹簧的压缩量为
B. 弹簧的劲度系数为
C. 滑轮右侧绳与水平方向夹角为30°时,甲、乙的速度大小之比为
D. 小球甲到达Q点时,甲、乙的速度均为零
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(每空2分)
11. 杨同学设计了如图所示的一个简易实验来验证动量守恒定律,将一个弹射装置固定在长水平板上,弹射器的弹簧原长时右端在点。物块A和物块B的质量分别为和,两者与长水平板间的动摩擦因数相同且较小。先不放物块B,用物块A压缩弹簧右端至Q点后由静止释放,物块A运动到长水平板上的P点后停下。在长水平板上点右侧某处标记点O,将物块B放置在O点后,再次用物块A压缩弹簧右端至Q点后由静止释放,两物块发生对心正碰,最终分别停在M点和N点。多次重复实验,确定P、M、N的平均位置,得到OP、OM、ON的长度分别为、、,、、的长度分别为、、。两物块体积较小,重力加速度为g。
(1)在实验时,物块A和物块B的质量应符合________(填“”“”或“”)。
(2)杨同学需要验证的关系式为________(从、、、、、、、当中选择你认为必需的物理量表示)。
(3)将O点的标记位置适当________(填“左移”或“右移”),可以进一步减小实验的误差。
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M为小车的质量,m为砂和砂桶的总质量,m0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m远小于小车的质量M
(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50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度________m/s2(结果保留3位有效数字)。
(3)甲同学以力传感器的示数F为横轴,加速度a为纵轴,画出的a-F图线是一条直线,如图所示,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量M=____。
A. B.
C. D.
(4)乙同学还做了如下实验:如图丙所示,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
(5)若乙同学没有严格控制好小车质量M与沙和沙桶质量m的大小关系,其它操作规范合理,结果在某次实验结果发现小车加速度的实验值(利用纸带求的值)只有理论值()的,若不考虑其它因素的影响,可估算__________。
四、解答题
13. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动,它需要利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖,在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出,在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆,如图所示。已知可视为质点的运动员从A点水平飞出的速度,山坡可看成倾角为37°的斜面,不考虑空气阻力(,,),求:
(1)运动员在空中的飞行时间;
(2)运动员落到斜面上时的速度大小;
(3)运动员何时离斜面最远。
14. 如图所示,半径均为R、质量均为m、内表面光滑的两个完全相同的圆槽A和B并排放在光滑的水平面上,图中a、c分别为A、B槽的最高点,b、分别为A、B槽的最低点,A槽的左端紧靠着竖直墙壁,一个质量为M的小球C从圆槽A顶端的a点无初速度释放.重力加速度为g,求
(1)小球C从a点运动到b点时的速度大小及A槽对地面的压力大小;
(2)小球C在B槽内运动所能达到的最大高度;
(3)B的最大速度的大小。
15. 如图所示,在光滑平台上放置一长度,质量的薄板,在薄板最右端放有可视为质点的物块,其质量,物块与薄板间动摩擦因数。开始时两者均静止,现对薄板施加、水平向右的恒力,待脱离(尚未露出平台)后,将取走。离开平台后由点沿切线落入半径的竖直光滑圆弧轨道,圆弧轨道的圆心角为60°,其中过点的切线水平,其右侧有一被电磁铁吸住而静止的小球,球质量且与地面及左侧墙面相距足够远,当球被碰撞时电磁铁立即失去磁性,不计空气阻力,重力加速度取。求:
(1)物块脱离薄板前物块和薄板加速度及物块在薄板上运动的时间;
(2)物块经过点的速度大小;
(3)若初始时一不可伸长的轻绳一端系着小球,另一端系于球正下方的点,此时绳子刚好伸直无拉力,已知点与球相距为,当绳子拉力达到时绳子断开。物块从点水平正碰球瞬间无能量损失,为使细绳断开时球开始做平抛运动,则必须满足什么条件?
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