内容正文:
定安县2025-2026学年第一学期高三联考物理学
(考试时间:90分钟满分100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
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. 书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则( )
A. 该过程位移为0 B. 该过程路程为0
C. 两次过a点时速度方向相同 D. 两次过a点时摩擦力方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.笔尖由a点经b点回到a点过程,初位置和末位置相同,位移为零,故A正确;
B.笔尖由a点经b点回到a点过程,轨迹长度不为零,则路程不为零,故B错误;
C.两次过a点时轨迹的切线方向不同,则速度方向不同,故C错误;
D.摩擦力方向与笔尖的速度方向相反,则两次过a点时摩擦力方向不同,故D错误。
故选A 。
2. 我国自主研发的CR450动车组试验时的速度可达450km/h。若以120m/s的初速度在平直轨道上行驶的CR450动车组,匀减速运行14.4km后停止,则减速运动中其加速度的大小为( )
A. 0.1m/s2 B. 0.5m/s2 C. 1.0m/s2 D. 1.5m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】根据速度位移关系
其中,
代入数据可得减速运动中其加速度的大小
故选B。
3. 春晚上转手绢的机器人,手绢上有、两点,圆心为,,手绢做匀速圆周运动,则( )
A. 、角速度之比为
B. 、向心加速度之比为
C. 、周期之比为
D. 、线速度之比为
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,P、Q两点的轨迹半径之比为
A.手绢做匀速圆周运动,由图可知P、Q属于同轴传动模型,故角速度相等,即角速度之比为1:1,故A错误;
B.根据
所以,故B错误;
C.根据
由A选项分析可知,两点的角速度相等,所以周期也相等,即周期之比为1:1,故C错误;
D.根据
可得,故D正确。
故选D。
4. 长征途中,为了突破敌方关隘,战士爬上陡峭的山头,居高临下向敌方工事内投掷手榴弹。战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量相同的手榴弹,手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为,在空中的运动可视为平抛运动,轨迹如图所示。下列说法正确的是( )
A. 甲在空中的运动时间比乙的长
B. 甲的初速度大于乙的初速度
C. 落地瞬间,甲乙速度大小相等
D. 落地瞬间,甲的竖直分速度大于乙的竖直分速度
【答案】B
【解析】
【详解】AD.平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动,甲、乙下落的高度相等,则在空中运动的时间相等,落地瞬间竖直方向的分速度相等,故AD错误;
B.平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动,甲、乙在空中运动时间相等,水平方向的位移大的初速度大,故甲的初速度大于乙的初速度,故B正确;
C.落地时,甲水平方向的速度比乙的大,竖直方向的分速度相等,根据
可知落地瞬间,甲的速度大于乙的速度,故C错误;
故选B。
5. ETC是电子不停车收费系统的简称,常见于高速公路出入口,只要在车挡风玻璃上安装一个打卡装置,就能实现快速收费,提高通行效率。如图所示是一辆汽车通过ETC通道运动过程的速度—时间图像,其中时间内的图线是一条平行于轴的直线,则( )
A. 汽车在时间内做匀减速直线运动
B. 汽车在时间内处于静止状态
C. 汽车在和时间内的加速度方向相同
D. 汽车在和时间内的速度方向相反
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知图像的斜率表示加速度,时间内加速度为负且恒定,速度为正,加速度方向与速度方向相反,故时,汽车做匀减速直线运动,故A正确;
B.内,汽车做匀速直线运动,故B错误;
C.内加速度为负,内加速度为正,故和内,汽车加速度方向相反,故C错误;
D.和内,汽车速度方向相同,均为正,故D错误。
故选A。
6. 乌贼靠自身的漏斗状体管喷射海水推动身体运动,被称为“水中火箭”。一只悬浮在水中的乌贼,当外套膜吸满水后,它的总质量为2kg,遇到危险时,通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出,从而以40m/s的速度迅速逃窜,喷出水的质量为0.5kg,则喷出水的速度大小为( )
A. 80m/s B. 100m/s C. 120m/s D. 160m/s
【答案】C
【解析】
【详解】根据动量守恒定律,系统初始总动量为零(乌贼悬浮在水中)。取乌贼逃窜方向为正方向,喷射前总质量为m,喷出质量为m0的水后乌贼剩余质量为m-m0=1.5kg,以速度v1=40m/s运动;喷出水质量为m0=0.5kg,以速度向后运动。动量守恒方程为
解得v2=120m/s
因此喷出水的速度大小为120m/s。
故选C。
7. 如图所示,某同学将一皮球放在斜坡上用竖直挡板挡住来探究三力静态平衡和动态平衡。她先挡住皮球让它处于静止状态,然后缓慢地把挡板绕其与坡面的接触轴沿逆时针方向转至水平。已知皮球的重力为,斜坡的倾角为,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 皮球处于静止状态时,挡板对皮球的弹力大小为
B. 皮球处于静止状态时,斜坡对皮球的弹力大小为
C. 在缓慢转动挡板的过程中,挡板对皮球的弹力先减小后增大
D. 在缓慢转动挡板的过程中,斜坡对皮球的弹力逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.皮球处于静止状态时,对皮球受力分析,如图所示
设挡板对皮球的弹力大小为,斜坡对皮球的弹力大小为,根据受力分析,有,,故AB错误;
CD.在缓慢转动挡板的过程中,皮球的受力如图所示
由图可知,先减小后增大,一直减小,故C正确,D错误。
故选C。
8. 高压水枪在生活中的应用越来越广泛,高速水流射到物体上会产生强大的作用力,可以达到非常好的清洗效果。已知水枪出水口的直径为d,水流从枪口冲出的速度为v,水的密度为ρ,水流水平射出,忽略水流竖直方向的运动且水射到物体上后速度可认为变为零,则水流对物体的平均作用力为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】在Δt时间内,水的质量为
由动量定理
解得
故选D。
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. 飞船与空间站交会对接前绕地球做匀速圆周运动的位置如图所示,虚线为各自的轨道,则( )
A. 的周期大于的周期
B. 的角速度大于的角速度
C. 的运行速度大于的运行速度
D. 的加速度小于的加速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力有
解得,依题意,故的周期大于的周期,A正确;
B.根据万有引力提供向心力有
解得,依题意,故的角速度小于的角速度,B错误;
C.根据万有引力提供向心力有
解得,依题意,故的运行速度小于的运行速度,C错误;
D.根据万有引力提供向心力有
解得,依题意,的加速度小于的加速度,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,两个质量分别是、小球和之间用轻弹簧连接,然后用细线悬挂起来,剪断细线的瞬间,A、B两球的加速度大小分别是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】剪断细线前,根据B球受力平衡可知,弹簧的弹力大小为
剪断细线瞬间,弹簧的弹力不变,故A球的加速度大小为
B球所受合力仍为零,故,故选BC。
11. 如图所示,小车以速度v匀速向右运动,通过滑轮拖动物体A上升,不计滑轮摩擦和绳子质量,当绳子与水平面的夹角为θ时,下列说法正确的是( )
A. 物体A的速度大小为vsinθ
B. 物体A的速度大小为vcosθ
C. 物体A处于失重状态
D. 物体A处于超重状态
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.物体A的速度等于车速沿绳方向的分量,则,故A错误,B正确;
CD.由于车向右运动过程中θ不断减小,cosθ不断增大,车速不变,则物体A的速度不断增大,即物体向上做加速运动,加速度向上,物体A处于超重状态,故C错误,D正确。
故选BD。
12. “北斗”是我国自主研发的高精度导航系统,如图为某款手机利用“北斗”系统绘制出某电动汽车在平直路段行驶的速度-时间图像,电动汽车先由静止以恒定的加速度启动,达到额定功率后继续加速至最大速度,随即关闭发动机向前减速,已知电动汽车和人的总质量为,所受阻力恒定,重力加速度,则该电动汽车( )
A. 所受阻力为
B. 额定功率为
C. 在匀加速阶段的牵引力大小为
D. 内,通过的位移大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.17-23s内加速度大小
根据牛顿第二定律
牵引力等于阻力时,汽车匀速,根据
解得,,A正确,B错误;
C.在匀加速阶段
根据牛顿第二定律
解得,C正确;
D.如果5-17s是匀变速运动,根据速度图像的面积代表位移可知,而实际面积大于匀变速面积,所以实际位移大于300m,D错误。
故选AC。
13. 如图所示,倾角为α的光滑固定斜面底端有一固定挡板P,两个用轻弹簧连接在一起的滑块M、N置于斜面上处于静止状态。现给滑块M一个沿斜面向上的瞬时冲量使之沿斜面向上运动,当滑块N刚要离开挡板时滑块M的速度为v。已知M、N的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g,。则关于从物块M开始运动到物块N刚要离开挡板的过程,下列说法中正确的是( )
A. 滑块M的位移为
B. 滑块N刚要离开挡板的瞬间,滑块M的加速度大小为
C. 重力对滑块M做的功为
D. 滑块M获得瞬时冲量的大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.滑块M、N置于斜面上处于静止状态时,弹簧处于压缩状态,根据胡克定律有
物块N刚要离开挡板时,弹簧处于拉伸状态,根据胡克定律有
滑块M的位移为
解得
故A错误;
B.滑块N刚要离开挡板的瞬间,对滑块M进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
故B正确;
C.重力对滑块M做的功为
解得
故C错误;
D.结合上述可知,滑块M向上运动过程中,弹簧初始时刻的压缩量大小等于末时刻的拉伸量,即弹簧始末状态的弹性势能相等,对M进行分析有
滑块M获得瞬时冲量的大小
解得
故D正确。
故选BD。
三、实验题:本题共2小题,共20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. 如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片,金属片把P球沿水平方向抛出,同时Q球被松开而自由下落,P、Q两球同时开始运动,则
(1)多次实验均观测到P、Q两球同时落地,上述现象说明________;
(2)实验测得P球做平抛运动的竖直、水平位移分别为、,重力加速度大小为,则P球抛出时的速度________(用、、表示);
【答案】(1)平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动
(2)
【解析】
【小问1详解】
两球同时落地,上述现象说明平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动。
【小问2详解】
根据平抛运动的规律可得,
可得P球平抛运动的初速度大小为
15. 弹簧是熄火保护装置中的一个元件,其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数,其中压力传感器水平放置,弹簧竖直放在传感器上,螺旋测微器竖直安装,测微螺杆正对弹簧。
(1)某次测量时,螺旋测微器的示数如图2所示,此时读数为______mm。
(2)对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示,由图可得弹簧的劲度系数为_______N/m,弹簧原长为_______mm(均保留3位有效数字)。
【答案】(1)7.412##7.411##7.413
(2) ①. 184 ②. 17.6
【解析】
【小问1详解】
根据螺旋测微器的读数法则有7mm+41.2 × 0.01mm = 7.412mm
【小问2详解】
[2]当弹力为零时弹簧处于原长为17.6mm
[1]将题图反向延长与纵坐标的交点为2.50N,则根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为
16. 用落体法“探究机械能守恒定律”的实验装置如图所示。打点计时器所用电源频率为,当地重力加速度大小为,测得所用重物的质量为。下图是按实验要求正确地选出的纸带(打点的时间间隔为)。
(1)纸带的________(选填“左”或“右”)端与重物相连。
(2)打点计时器打下计数点时,重物的速度________。
(3)从起点到打下计数点的过程中重物重力势能的减少量________,此过程中重物动能的增加量________。(计算结果均保留2位有效数字)
(4)通过计算,________(选填“>”“=”或“<”),这是因为________________。
(5)实验的结论是:在实验误差允许的范围内,重物的机械能守恒。
【答案】 ①. 左 ②. ③. ④. ⑤. > ⑥. 实验中存在阻力
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]由图可得,纸带上O点靠近重物,所以左端与重物相连。
(2)[2]打下计数点时
(3)[3]从起点到打下计数点的过程中重物重力势能的减少量
[4]此过程中重物动能的增加量
(4)[5]通过计算,>;
[6]因为实验中存在阻力。
四、计算题:本题共3小题,共36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. 中国“天问一号”自2021年进入环火轨道以来,持续开展火星全球遥感探测,其搭载的高分辨率相机已获取分辨率达米级的火星表面影像,为行星物理研究提供了精准数据。已知:天问一号探测器在火星表面附近的圆轨道运行周期为,火星表面重力加速度为,引力常量为,忽略火星自转影响,求:
(1)火星的半径;
(2)火星的平均密度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
天问一号探测器在火星表面附近的圆轨道运行时火星的引力充当向心力,则根据
而火星表面的物体的重力等于火星的引力
解得火星的半径
【小问2详解】
忽略火星自转影响,火星表面物体的重力大小等于火星的万有引力大小,可得
而火星的质量为
解得火星的平均密度
18. 某兴趣小组设计了一传送装置,其竖直截面如图所示。AB是固定在水平面上倾角为的光滑斜轨道,BC是以恒定速率顺时针转动的水平传送带,传送带BC和水平面处于同一高度,连接处平滑过渡。现有一质量为的物块,从轨道AB上与B相距的P点由静止下滑。物块与传送带间的动摩擦因数。不计空气阻力,物块可视为质点,传送带足够长,取。求物块
(1)滑到B点处的速度大小;
(2)从B点运动到C点过程中摩擦力对其做的功;
(3)在传送带上滑动过程中产生的滑痕长度。
【答案】(1)
(2)
(3)0.2m
【解析】
【小问1详解】
物块从P点到B点由动能定理
解得到达B点的速度
【小问2详解】
物块滑上传送带后做加速运动直到与传送带共速,摩擦力对其做的功
【小问3详解】
物块在传送带上加速运动的加速度为
加速到共速时用时间
在传送带上滑动过程中产生的滑痕长度
19. 如图所示,光滑圆弧形轨道固定在水平面上,静止在光滑水平地面上的木板C紧靠圆弧轨道末端,并与其水平相切,物块B静止放置于木板左端。现将物块A从圆弧形轨道最上端无初速度释放,沿轨道滑至最低点时与物块B发生弹性正碰,碰后立即将A取走,物块B在木板上运动且恰好未从木板上掉落。已知圆弧半径,对应圆心角,物块A质量,物块B、木板C的质量均为,物块与木板上表面的动摩擦因数。物块可视为质点,不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)物块A滑至最低点时对圆弧轨道的压力大小;
(2)物块A、B碰撞后B的速度大小;
(3)木板C的长度。
【答案】(1)
(2)3.2m/s (3)
【解析】
【小问1详解】
物块A从圆弧轨道的最高点滑下第一次运动到圆弧轨道最低点过程有
解得
在最低点,由牛顿第二定律得
根据牛顿第三定律可知,物块A滑至最低点时对圆弧轨道的压力
【小问2详解】
物块A与物块B的碰撞过程为弹性碰撞,设碰后物块A的速度大小为,物块B的速度大小为,由系统动量守恒定律得
由系统机械能守恒定律得
解得
【小问3详解】
物块B在木板上运动加速度
木板运动加速度
到达共速有
解得,
物块B在木板上运动且恰好未从木板上掉落,木板C的长度
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定安县2025-2026学年第一学期高三联考物理学
(考试时间:90分钟满分100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
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. 书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则( )
A. 该过程位移为0 B. 该过程路程为0
C. 两次过a点时速度方向相同 D. 两次过a点时摩擦力方向相同
2. 我国自主研发的CR450动车组试验时的速度可达450km/h。若以120m/s的初速度在平直轨道上行驶的CR450动车组,匀减速运行14.4km后停止,则减速运动中其加速度的大小为( )
A. 0.1m/s2 B. 0.5m/s2 C. 1.0m/s2 D. 1.5m/s2
3. 春晚上转手绢的机器人,手绢上有、两点,圆心为,,手绢做匀速圆周运动,则( )
A. 、角速度之比为
B. 、向心加速度之比为
C. 、周期之比为
D. 、线速度之比为
4. 长征途中,为了突破敌方关隘,战士爬上陡峭的山头,居高临下向敌方工事内投掷手榴弹。战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量相同的手榴弹,手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为,在空中的运动可视为平抛运动,轨迹如图所示。下列说法正确的是( )
A. 甲在空中的运动时间比乙的长
B. 甲的初速度大于乙的初速度
C. 落地瞬间,甲乙速度大小相等
D. 落地瞬间,甲的竖直分速度大于乙的竖直分速度
5. ETC是电子不停车收费系统的简称,常见于高速公路出入口,只要在车挡风玻璃上安装一个打卡装置,就能实现快速收费,提高通行效率。如图所示是一辆汽车通过ETC通道运动过程的速度—时间图像,其中时间内的图线是一条平行于轴的直线,则( )
A. 汽车在时间内做匀减速直线运动
B. 汽车在时间内处于静止状态
C. 汽车在和时间内的加速度方向相同
D. 汽车在和时间内的速度方向相反
6. 乌贼靠自身的漏斗状体管喷射海水推动身体运动,被称为“水中火箭”。一只悬浮在水中的乌贼,当外套膜吸满水后,它的总质量为2kg,遇到危险时,通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出,从而以40m/s的速度迅速逃窜,喷出水的质量为0.5kg,则喷出水的速度大小为( )
A. 80m/s B. 100m/s C. 120m/s D. 160m/s
7. 如图所示,某同学将一皮球放在斜坡上用竖直挡板挡住来探究三力静态平衡和动态平衡。她先挡住皮球让它处于静止状态,然后缓慢地把挡板绕其与坡面的接触轴沿逆时针方向转至水平。已知皮球的重力为,斜坡的倾角为,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 皮球处于静止状态时,挡板对皮球的弹力大小为
B. 皮球处于静止状态时,斜坡对皮球的弹力大小为
C. 在缓慢转动挡板的过程中,挡板对皮球的弹力先减小后增大
D. 在缓慢转动挡板的过程中,斜坡对皮球的弹力逐渐增大
8. 高压水枪在生活中的应用越来越广泛,高速水流射到物体上会产生强大的作用力,可以达到非常好的清洗效果。已知水枪出水口的直径为d,水流从枪口冲出的速度为v,水的密度为ρ,水流水平射出,忽略水流竖直方向的运动且水射到物体上后速度可认为变为零,则水流对物体的平均作用力为( )
A. B.
C. D.
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. 飞船与空间站交会对接前绕地球做匀速圆周运动的位置如图所示,虚线为各自的轨道,则( )
A. 的周期大于的周期
B. 的角速度大于的角速度
C. 的运行速度大于的运行速度
D. 的加速度小于的加速度
10. 如图所示,两个质量分别是、小球和之间用轻弹簧连接,然后用细线悬挂起来,剪断细线的瞬间,A、B两球的加速度大小分别是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,小车以速度v匀速向右运动,通过滑轮拖动物体A上升,不计滑轮摩擦和绳子质量,当绳子与水平面的夹角为θ时,下列说法正确的是( )
A. 物体A的速度大小为vsinθ
B. 物体A的速度大小为vcosθ
C. 物体A处于失重状态
D. 物体A处于超重状态
12. “北斗”是我国自主研发的高精度导航系统,如图为某款手机利用“北斗”系统绘制出某电动汽车在平直路段行驶的速度-时间图像,电动汽车先由静止以恒定的加速度启动,达到额定功率后继续加速至最大速度,随即关闭发动机向前减速,已知电动汽车和人的总质量为,所受阻力恒定,重力加速度,则该电动汽车( )
A. 所受阻力为
B. 额定功率为
C. 在匀加速阶段的牵引力大小为
D. 内,通过的位移大小为
13. 如图所示,倾角为α的光滑固定斜面底端有一固定挡板P,两个用轻弹簧连接在一起的滑块M、N置于斜面上处于静止状态。现给滑块M一个沿斜面向上的瞬时冲量使之沿斜面向上运动,当滑块N刚要离开挡板时滑块M的速度为v。已知M、N的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g,。则关于从物块M开始运动到物块N刚要离开挡板的过程,下列说法中正确的是( )
A. 滑块M的位移为
B. 滑块N刚要离开挡板的瞬间,滑块M的加速度大小为
C. 重力对滑块M做的功为
D. 滑块M获得瞬时冲量的大小为
三、实验题:本题共2小题,共20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. 如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片,金属片把P球沿水平方向抛出,同时Q球被松开而自由下落,P、Q两球同时开始运动,则
(1)多次实验均观测到P、Q两球同时落地,上述现象说明________;
(2)实验测得P球做平抛运动的竖直、水平位移分别为、,重力加速度大小为,则P球抛出时的速度________(用、、表示);
15. 弹簧是熄火保护装置中的一个元件,其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数,其中压力传感器水平放置,弹簧竖直放在传感器上,螺旋测微器竖直安装,测微螺杆正对弹簧。
(1)某次测量时,螺旋测微器的示数如图2所示,此时读数为______mm。
(2)对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示,由图可得弹簧的劲度系数为_______N/m,弹簧原长为_______mm(均保留3位有效数字)。
16. 用落体法“探究机械能守恒定律”的实验装置如图所示。打点计时器所用电源频率为,当地重力加速度大小为,测得所用重物的质量为。下图是按实验要求正确地选出的纸带(打点的时间间隔为)。
(1)纸带的________(选填“左”或“右”)端与重物相连。
(2)打点计时器打下计数点时,重物的速度________。
(3)从起点到打下计数点的过程中重物重力势能的减少量________,此过程中重物动能的增加量________。(计算结果均保留2位有效数字)
(4)通过计算,________(选填“>”“=”或“<”),这是因为________________。
(5)实验的结论是:在实验误差允许的范围内,重物的机械能守恒。
四、计算题:本题共3小题,共36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. 中国“天问一号”自2021年进入环火轨道以来,持续开展火星全球遥感探测,其搭载的高分辨率相机已获取分辨率达米级的火星表面影像,为行星物理研究提供了精准数据。已知:天问一号探测器在火星表面附近的圆轨道运行周期为,火星表面重力加速度为,引力常量为,忽略火星自转影响,求:
(1)火星的半径;
(2)火星的平均密度。
18. 某兴趣小组设计了一传送装置,其竖直截面如图所示。AB是固定在水平面上倾角为的光滑斜轨道,BC是以恒定速率顺时针转动的水平传送带,传送带BC和水平面处于同一高度,连接处平滑过渡。现有一质量为的物块,从轨道AB上与B相距的P点由静止下滑。物块与传送带间的动摩擦因数。不计空气阻力,物块可视为质点,传送带足够长,取。求物块
(1)滑到B点处的速度大小;
(2)从B点运动到C点过程中摩擦力对其做的功;
(3)在传送带上滑动过程中产生的滑痕长度。
19. 如图所示,光滑圆弧形轨道固定在水平面上,静止在光滑水平地面上的木板C紧靠圆弧轨道末端,并与其水平相切,物块B静止放置于木板左端。现将物块A从圆弧形轨道最上端无初速度释放,沿轨道滑至最低点时与物块B发生弹性正碰,碰后立即将A取走,物块B在木板上运动且恰好未从木板上掉落。已知圆弧半径,对应圆心角,物块A质量,物块B、木板C的质量均为,物块与木板上表面的动摩擦因数。物块可视为质点,不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)物块A滑至最低点时对圆弧轨道的压力大小;
(2)物块A、B碰撞后B的速度大小;
(3)木板C的长度。
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