精品解析:湖南部分名校2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷
2026-05-08
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内容正文:
2026年上学期高一期中校内检测
物理
试卷满分:100分,考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,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2B铅笔把答题卡上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,用0.5 mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 关于圆周运动的概念与规律,下列说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动的物体所受合力完全提供向心力
B. 匀速圆周运动的线速度保持不变
C. 匀速圆周运动是一种匀变速运动
D. 做匀速圆周运动的物体所受合力增大将做离心运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动切向力等于0,合力指向圆心完全提供向心力,故A正确;
B.匀速圆周运动的线速度大小不变,但方向时刻发生变化,故B错误;
C.匀速圆周运动的加速度大小不变,但方向时刻发生变化,是一种变加速曲线运动,故C错误;
D.做匀速圆周运动的物体所受合力增大,则合力大于所需的向心力,将做近心运动,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,小木块沿着倾角的传送带向上做匀速直线运动,传送带以恒定速率顺时针转动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 小木块的速度可能比传送带的速度快
B. 小木块可能不受摩擦力
C. 小木块一定受沿传送带向上的滑动摩擦力
D. 小木块与传送带间的动摩擦因数至少为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.小木块沿传送带向上做匀速直线运动,受力平衡,因小木块所受重力有沿传送带向下的分力,则小木块必然受沿传送带向上的摩擦力,所以,小木块的速度不可能比传送带速度快,故AB错误;
C.小木块所受的沿传送带向上的摩擦力可能是静摩擦力,也可能是滑动摩擦力,故C错误;
D.小木块沿传送带向上做匀速直线运动,须满足传送带对小木块的最大静摩擦力大于等于重力沿传送带向下的分力,即
解得,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,物块甲套在倾斜固定的细直杆上,杆与水平方向的夹角为,轻质细线跨过定滑轮,与物块甲、乙(均可视为质点)相连。物块乙悬在空中,细线伸直,在点给甲一个沿斜面向下的初速度,当甲运动到点时,与甲连接的细线沿水平方向。当甲运动到点时,与甲连接的细线与杆垂直。已知甲在、两点的速度大小分别为、,乙始终未落地。,,下列说法正确的是( )
A. 甲从运动到的过程中,甲、乙的速度大小有可能相等
B. 甲从运动到的过程中,乙一直下降
C. 甲运动到点时,乙的速度大小为0
D. 甲运动到点时,乙的速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.把甲的速度分别沿着绳和垂直绳分解,沿绳方向的分速度小于甲的速度,乙的速度等于甲沿绳方向的分速度,所以甲从A到B的运动过程中,乙的速度小于甲的速度,故A错误;
B.甲从A到C的运动过程中,滑轮与杆间细线长度一直减小,则滑轮与乙之间的细线一直增加,乙一直下降,故B正确;
C.甲运动到B点时,乙的速度大小,故C错误;
D.甲运动到点时,滑轮与甲之间的绳与杆垂直,则甲的速度沿绳方向的分速度等于0,即乙的速度为0,故D错误。
故选B。
4. 如图甲所示,人类用太空望远镜观测到某颗球形星体周围存在着环状物质。为了测定环状物质是星体的组成部分,还是环绕该星体的卫星群,对其做了精确的观测,发现环状物质到星体中心距离的三次方与环状物质绕星体运行周期的平方的关系图像如图乙所示,将环状物质的运动视为匀速圆周运动。已知图像的斜率为,引力常量为,下列说法正确的是( )
A. 环状物质是球形星体的组成部分
B. 可求出球形星体的半径
C. 可求出球形星体的密度
D. 球形星体的质量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.若环状物质是球形星体的组成部分,则环状物质随着球形星体自转,周期是定值,与乙图不符,若环状物质绕球形星体公转,则满足开普勒第三定律,即环状物质到星体中心距离的三次方与环状物质周期的平方的关系图像是倾斜直线,与乙图相符,故A错误;
BCD.由万有引力充当向心力可得
则有
可知图像的斜率为
解得球形星体的质量为
根据
可知无法求出球形星体的半径,球形星体的密度,故BC错误,D正确。
故选D。
5. 在坐标系中,从0时刻起,一质量为的物体(视为质点)沿轴、轴的分位移与时间的关系图像如图甲、乙所示,已知甲图像在0时刻和乙图像在时刻的切线斜率均为0,两图像中倾斜虚线的斜率均为,两图像均为抛物线,下列说法正确的是( )
A. 物体在时刻的速度大于 B. 物体沿轴方向的分加速度大小为
C. 物体受到的合力大小为 D. 0至时间内物体的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.两图像均为抛物线,说明物体沿x轴和y轴方向的分运动均为匀变速直线运动,根据题意可知,0时刻x轴方向的速度为零,时刻y轴方向的分速度为零,物体沿x轴和y轴方向在0~t0时间内的平均速度大小相等,加速度大小相等,则物体在时刻的速度
又
可得,
则,故AB错误;
C.物体的合加速度大小
根据牛顿第二定律可知,物体受到的合力大小,故C错误;
D.0至时间内物体沿x轴和y轴方向的位移大小相等,则
所以,0至时间内物体的位移大小,故D正确。
故选D。
6. 2025年12月26日,我国成功将卫星互联网低轨17组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。卫星发射过程中,为了到达预定轨道,通常需要进行多次变轨,如图所示,某卫星发射后先进入停泊轨道Ⅰ,并在此轨道上以稳定的周期运行。随后,卫星会通过转移轨道Ⅱ进行轨道调整,最终进入圆轨道Ⅲ,并在圆轨道Ⅲ上以周期稳定运行。已知引力常量为,地球半径为,停泊圆轨道Ⅰ距地面高度为,圆轨道Ⅲ距地面高度为,则( )
A. 卫星从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ需点火减速
B. 卫星在Ⅰ、Ⅲ两个轨道上稳定运行时周期之比为
C. 卫星在Ⅰ、Ⅲ两个轨道上稳定运行时线速度大小之比为
D. 根据题目条件可以求出地球密度的表达式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.卫星在转移轨道Ⅱ的远地点Q点时,万有引力大于卫星做圆周运动所需的向心力,要变轨到圆轨道Ⅲ,需要点火加速,增大所需向心力,使万有引力等于向心力,才能进入圆轨道,故A错误;
B.Ⅰ、Ⅲ都是圆轨道,根据开普勒第三定律
整理得周期比
故B错误;
C.圆轨道上,万有引力提供向心力
得
其中,
因此线速度之比:
故C正确;
D.对Ⅰ轨道的卫星,由万有引力提供向心力
得地球质量
地球密度
故D错误。
故选C。
7. 如图所示,一辆小车(只画了车厢)正沿水平面向左直线运动,高台上的人水平抛出一个小球,能将球抛入小车内。假设小车和小球在同一平面内运动。已知抛球点与小车上表面竖直高度差,小车的长度为。当小车左端运动至距离高台处时,小车的速度,其将以大小为的加速度向高台做匀减速运动,同时高台上的人将手上的小球水平抛出,结果小球落入小车中。重力加速度g取,小球大小和空气阻力可忽略不计,则小球抛出时的初速度大小范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可得,小球从抛出到落入小车所用时间为
设小球抛出时的初速度为v,则小球的水平位移为,小车向左运动的位移为
当小球恰好落入小车左端时,满足
解得
当小球恰好落入小车右端时,满足
解得
所以小球抛出时的初速度大小范围为,故D正确,ABC错误。
故选D。
二、选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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。
8. 如图所示,在一条宽、水流速度为的河流的岸边有甲、乙两条小船,两船的出发点相距,甲船在静水中的速度为,乙船在静水中的速度为,某时刻甲、乙两船同时出发,甲船沿时间最短的路径运动,乙船沿垂直河岸的路径运动,两侧河岸平行,则下列说法正确的是( )
A. 甲船过河所用时间更短
B. 甲、乙两船过河经过的路程之比为
C. 甲、乙两船在运动过程中可能相撞
D. 甲、乙两船在运动过程中会相撞
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由题意可知,甲船应船头垂直河岸过河,乙船应合速度垂直河岸过河。则甲船过河用时为
乙船过河用时为
所以甲船过河所用时间更短,故A正确;
B.甲船过河的路程为
乙船过河的路程为
所以甲、乙两船过河经过的路程之比为,故B正确;
CD.甲船从出发开始沿河岸运动20m的时间为
此时甲船垂直河岸的位移为
此时乙船垂直河岸的位移为
所以甲、乙两船在运动过程中不会相撞,故CD 错误。
故选AB。
9. 如图所示,工人们利用两根间距的钢管和从货车上卸载圆柱形油桶,当两根钢管与水平地面的夹角为时,半径为、质量为的油桶恰好能沿两根钢管组成的轨道匀速下滑。已知,,不计钢管、粗细,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 油桶与钢管之间的压力为
B. 油桶与钢管之间的摩擦力为
C. 油桶与钢管、之间的动摩擦因数均为0.5
D. 若增大钢管、与水平地面间的夹角,油桶将加速下滑
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC.将油桶所受重力沿平行于钢管方向和垂直两钢管所在平面方向正交分解,其中沿平行于钢管方向和垂直两钢管所在平面方向的分力大小分别为,
根据几何关系可知,,则有,
解得,,,故AC错误,B正确;
D.若增大钢管、与水平地面间的夹角,则油桶所受重力沿平行钢管的分力增大,油桶所受摩擦力减小,所以
则油桶将加速下滑,故D正确。
故选BD。
10. 如图1所示,紧靠在一起的甲、乙两木块在和的作用下,从斜面底部由静止开始沿斜面上滑,、与时间的关系如图2所示,后,撤去、的大小不再发生变化。当木块甲再次回到与木块乙分离的位置时,木块乙恰好运动到斜面顶端。已知木块甲、乙的质量分别为,,斜面倾角且表面光滑,重力加速度g取,,,木块甲、乙可视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两木块分离前加速度大小均为
B. 甲、乙两木块分离前一起运动了
C. 时,甲、乙两木块间的相互作用力为
D. 斜面总长度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图2可知,在内、与时间的关系分别为,
则在内,与的大小之和始终为
以木块甲、乙整体为研究对象,在分离前,根据牛顿第二定律,有
联立解得,故A错误;
C.设甲、乙两木块间的相互作用力大小为,当时,两木块正好分离。
以木块甲为研究对象,根据牛顿第二定律,有
解得,
因此时,甲、乙两木块正好分离,两木块间的相互作用力为0,故C错误;
B.根据匀变速直线运动位移与时间的关系,甲、乙两木块分离前一起运动了,故B正确;
D.根据匀变速直线运动速度与时间的关系,甲、乙两木块分离前的共同速度大小为
分离后,甲先匀减速至速度为0再匀加速回到分离位置,根据牛顿第二定律,有
解得
根据运动的对称性和匀变速直线运动速度与时间的关系,甲从分离到再次回到分离处,运动的时间为
分离后,乙做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,有
解得
从分离后到甲再次回到分离位置,根据匀变速直线运动位移与时间的关系,乙的位移为
斜面总长度为,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 利用如图甲所示的实验装置可以测量当地的重力加速度,其中小钢珠可被吸引在电磁铁A的下端,电磁铁A固定不动,光电门B、C可上下移动。断开电磁铁后,小钢珠由静止下落并通过两光电门B、C的时间分别记为、,光电门B、C之间的距离记为h。已知小钢珠的直径为d。
(1)若要使小钢珠通过光电门的平均速度更接近瞬时速度,应选用直径d______(填“较大”或“较小”)的小钢珠;
(2)小钢珠通过光电门B时的速度大小______(用题中所给物理量的符号表示);
(3)改变h的值,得到对应的多组、,以h为纵坐标,为横坐标,作出的关系图像如图乙所示,若图像的斜率为k,则当地的重力加速度大小______(用k、d表示)。
【答案】(1)较小 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小钢珠的直径越小,小钢珠通过光电门的平均速度越接近瞬时速度。
【小问2详解】
小钢珠通过光电门B时的速度大小
【小问3详解】
小钢珠通过光电门B、C时,由自由落体运动规律则有
解得
结合图像可得,其斜率为
解得
12. 用如图所示的装置来探究与向心力有关的问题,轻质细线的上端与铁架台上的力传感器相连,下端悬挂一个直径为d、质量为m的小钢球,小钢球静止时位于光电门的正中央。将钢球拉到合适的高度(细线伸直)由静止释放,钢球运动到最低点时,读出钢球通过光电门的遮光时间为,传感器的示数为F,已知重力加速度为g,悬点到球心的距离为L,回答下列问题:
(1)钢球通过光电门的线速度大小v=______,根据向心力公式,钢球通过最低点的向心力大小Fn=______(用m、d、L、表示);
(2)通过受力分析,可得钢球通过最低点的合力大小F合=______(用F、m、g表示),比较Fn与F合在误差允许范围内是否相等;
(3)改变钢球静止释放的高度,多次测量与F相应的值,若Fn与F合在误差允许范围内相等,则作出的F与______(填“”“”“”或“”)关系图像是一条倾斜直线,图像的斜率为______(用m、d、L表示)。
【答案】(1) ①. ②.
(2)F-mg (3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]根据光电门的测速原理可知,钢球通过光电门的线速度大小
[2]钢球通过最低点的向心力
结合上述解得
【小问2详解】
对钢球进行受力分析,钢球通过最低点的合力大小
【小问3详解】
[1][2]若Fn与F合在误差允许范围内相等,结合上述有
变形得
可知,作出的F与关系图像是一条倾斜直线,图像的斜率为。
13. 假设一探测器在到达火星表面附近时,先以速度匀速直线竖直下落,后匀减速直线运动直到速度为0,做匀减速运动的加速度大小等于火星表面的重力加速度,两个过程下落的总高度为,总时间为,已知火星的质量为,万有引力常量为,忽略星球自转的影响。求:
(1)火星表面的重力加速度大小;
(2)火星的半径及第一宇宙速度的大小。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
设匀减速直线运动的时间为,则匀速运动的时间为;则有,
联立解得
【小问2详解】
设火星的半径为,在火星表面有
设火星的第一宇宙速度为,则有
联立解得,
14. 如图所示,半径均为R的圆心为O1的圆轨道和圆心为O2的圆形管状轨道在同一竖直平面内固定,与水平地面分别相切于B、D点,现让质量均为m的小球(均可视为质点)在两轨道内运动,小球直径略小于管内径,管内径远小于轨道半径R,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)若小球刚好能通过圆轨道最高点C,求此时小球的速度大小;
(2)若小球在圆轨道内向上运动至F点时恰好脱离轨道,此时连线与水平方向间的夹角为,,求此后小球运动的最高点到水平地面的距离(结果保留分数形式);
(3)若小球通过圆形管状轨道最高点E时,对轨道的压力大小为,求此时小球在E点的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
小球恰好到达最高点C,此时满足
解得
【小问2详解】
在F点恰好脱离轨道,则有
解得
此后小球斜抛运动,在竖直方向上有
上升高度为
故小球离地面的最大高度为
【小问3详解】
在E点小球与轨道上侧有弹力时,有
解得
在E点小球与轨道下侧有弹力时,有
解得
15. 如图所示,固定斜面的倾角,底端与水平传送带左端平滑相连,绷紧的水平传送带在电动机带动下以恒定速度逆时针运行.质量的滑块(可视为质点)从斜面上高处由静止滑下,经B点滑上传送带从C点以的速度水平飞出,飞行一段时间后撞在右侧斜面上的E点,速度方向与斜面成角。已知右侧斜面的倾角也为,E点距右侧斜面底部的高度为,小滑块与斜面间的动摩擦因数为,滑块与传送带间的动摩擦因数,,,重力加速度大小,不计空气阻力,求:
(1)滑块在左侧斜面上受到摩擦力的大小及刚滑到左侧斜面底端时速度的大小;
(2)传送带的长度以及滑块从C到E在空中飞行的时间;
(3)滑块撞击右侧斜面时的速度大小以及C点距右侧斜面底端D的水平距离。
【答案】(1);
(2);
(3);
【解析】
【小问1详解】
滑块在左侧斜面上受到摩擦力的大小
滑块在左侧斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,设刚滑到左侧斜面底端时的速度大小为,在左侧斜面上的加速度大小为,由牛顿第二定律有
解得
又
解得滑块刚滑到左侧斜面底端时的速度大小
【小问2详解】
由题知,传送带沿逆时针方向运行,故滑块在传送带上做匀减速直线运动。对滑块,根据牛顿第二定律有
解得
又,根据速度位移公式,可得
速度方向与斜面方向成,可知滑块撞在斜面上时速度与水平方向的夹角为,设滑块飞行的时间为t,根据平抛运动规律有,
解得滑块从C到E在空中飞行的时间
【小问3详解】
滑块撞击斜面时的速度大小为
滑块飞行的水平位移为
C点距斜面底端D的水平距离为
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2026年上学期高一期中校内检测
物理
试卷满分:100分,考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,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2B铅笔把答题卡上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,用0.5 mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 关于圆周运动的概念与规律,下列说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动的物体所受合力完全提供向心力
B. 匀速圆周运动的线速度保持不变
C. 匀速圆周运动是一种匀变速运动
D. 做匀速圆周运动的物体所受合力增大将做离心运动
2. 如图所示,小木块沿着倾角的传送带向上做匀速直线运动,传送带以恒定速率顺时针转动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 小木块的速度可能比传送带的速度快
B. 小木块可能不受摩擦力
C. 小木块一定受沿传送带向上的滑动摩擦力
D. 小木块与传送带间的动摩擦因数至少为
3. 如图所示,物块甲套在倾斜固定的细直杆上,杆与水平方向的夹角为,轻质细线跨过定滑轮,与物块甲、乙(均可视为质点)相连。物块乙悬在空中,细线伸直,在点给甲一个沿斜面向下的初速度,当甲运动到点时,与甲连接的细线沿水平方向。当甲运动到点时,与甲连接的细线与杆垂直。已知甲在、两点的速度大小分别为、,乙始终未落地。,,下列说法正确的是( )
A. 甲从运动到的过程中,甲、乙的速度大小有可能相等
B. 甲从运动到的过程中,乙一直下降
C. 甲运动到点时,乙的速度大小为0
D. 甲运动到点时,乙的速度大小为
4. 如图甲所示,人类用太空望远镜观测到某颗球形星体周围存在着环状物质。为了测定环状物质是星体的组成部分,还是环绕该星体的卫星群,对其做了精确的观测,发现环状物质到星体中心距离的三次方与环状物质绕星体运行周期的平方的关系图像如图乙所示,将环状物质的运动视为匀速圆周运动。已知图像的斜率为,引力常量为,下列说法正确的是( )
A. 环状物质是球形星体的组成部分
B. 可求出球形星体的半径
C. 可求出球形星体的密度
D. 球形星体的质量为
5. 在坐标系中,从0时刻起,一质量为的物体(视为质点)沿轴、轴的分位移与时间的关系图像如图甲、乙所示,已知甲图像在0时刻和乙图像在时刻的切线斜率均为0,两图像中倾斜虚线的斜率均为,两图像均为抛物线,下列说法正确的是( )
A. 物体在时刻的速度大于 B. 物体沿轴方向的分加速度大小为
C. 物体受到的合力大小为 D. 0至时间内物体的位移大小为
6. 2025年12月26日,我国成功将卫星互联网低轨17组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。卫星发射过程中,为了到达预定轨道,通常需要进行多次变轨,如图所示,某卫星发射后先进入停泊轨道Ⅰ,并在此轨道上以稳定的周期运行。随后,卫星会通过转移轨道Ⅱ进行轨道调整,最终进入圆轨道Ⅲ,并在圆轨道Ⅲ上以周期稳定运行。已知引力常量为,地球半径为,停泊圆轨道Ⅰ距地面高度为,圆轨道Ⅲ距地面高度为,则( )
A. 卫星从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ需点火减速
B. 卫星在Ⅰ、Ⅲ两个轨道上稳定运行时周期之比为
C. 卫星在Ⅰ、Ⅲ两个轨道上稳定运行时线速度大小之比为
D. 根据题目条件可以求出地球密度的表达式为
7. 如图所示,一辆小车(只画了车厢)正沿水平面向左直线运动,高台上的人水平抛出一个小球,能将球抛入小车内。假设小车和小球在同一平面内运动。已知抛球点与小车上表面竖直高度差,小车的长度为。当小车左端运动至距离高台处时,小车的速度,其将以大小为的加速度向高台做匀减速运动,同时高台上的人将手上的小球水平抛出,结果小球落入小车中。重力加速度g取,小球大小和空气阻力可忽略不计,则小球抛出时的初速度大小范围为( )
A. B.
C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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。
8. 如图所示,在一条宽、水流速度为的河流的岸边有甲、乙两条小船,两船的出发点相距,甲船在静水中的速度为,乙船在静水中的速度为,某时刻甲、乙两船同时出发,甲船沿时间最短的路径运动,乙船沿垂直河岸的路径运动,两侧河岸平行,则下列说法正确的是( )
A. 甲船过河所用时间更短
B. 甲、乙两船过河经过的路程之比为
C. 甲、乙两船在运动过程中可能相撞
D. 甲、乙两船在运动过程中会相撞
9. 如图所示,工人们利用两根间距的钢管和从货车上卸载圆柱形油桶,当两根钢管与水平地面的夹角为时,半径为、质量为的油桶恰好能沿两根钢管组成的轨道匀速下滑。已知,,不计钢管、粗细,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 油桶与钢管之间的压力为
B. 油桶与钢管之间的摩擦力为
C. 油桶与钢管、之间的动摩擦因数均为0.5
D. 若增大钢管、与水平地面间的夹角,油桶将加速下滑
10. 如图1所示,紧靠在一起的甲、乙两木块在和的作用下,从斜面底部由静止开始沿斜面上滑,、与时间的关系如图2所示,后,撤去、的大小不再发生变化。当木块甲再次回到与木块乙分离的位置时,木块乙恰好运动到斜面顶端。已知木块甲、乙的质量分别为,,斜面倾角且表面光滑,重力加速度g取,,,木块甲、乙可视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两木块分离前加速度大小均为
B. 甲、乙两木块分离前一起运动了
C. 时,甲、乙两木块间的相互作用力为
D. 斜面总长度为
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 利用如图甲所示的实验装置可以测量当地的重力加速度,其中小钢珠可被吸引在电磁铁A的下端,电磁铁A固定不动,光电门B、C可上下移动。断开电磁铁后,小钢珠由静止下落并通过两光电门B、C的时间分别记为、,光电门B、C之间的距离记为h。已知小钢珠的直径为d。
(1)若要使小钢珠通过光电门的平均速度更接近瞬时速度,应选用直径d______(填“较大”或“较小”)的小钢珠;
(2)小钢珠通过光电门B时的速度大小______(用题中所给物理量的符号表示);
(3)改变h的值,得到对应的多组、,以h为纵坐标,为横坐标,作出的关系图像如图乙所示,若图像的斜率为k,则当地的重力加速度大小______(用k、d表示)。
12. 用如图所示的装置来探究与向心力有关的问题,轻质细线的上端与铁架台上的力传感器相连,下端悬挂一个直径为d、质量为m的小钢球,小钢球静止时位于光电门的正中央。将钢球拉到合适的高度(细线伸直)由静止释放,钢球运动到最低点时,读出钢球通过光电门的遮光时间为,传感器的示数为F,已知重力加速度为g,悬点到球心的距离为L,回答下列问题:
(1)钢球通过光电门的线速度大小v=______,根据向心力公式,钢球通过最低点的向心力大小Fn=______(用m、d、L、表示);
(2)通过受力分析,可得钢球通过最低点的合力大小F合=______(用F、m、g表示),比较Fn与F合在误差允许范围内是否相等;
(3)改变钢球静止释放的高度,多次测量与F相应的值,若Fn与F合在误差允许范围内相等,则作出的F与______(填“”“”“”或“”)关系图像是一条倾斜直线,图像的斜率为______(用m、d、L表示)。
13. 假设一探测器在到达火星表面附近时,先以速度匀速直线竖直下落,后匀减速直线运动直到速度为0,做匀减速运动的加速度大小等于火星表面的重力加速度,两个过程下落的总高度为,总时间为,已知火星的质量为,万有引力常量为,忽略星球自转的影响。求:
(1)火星表面的重力加速度大小;
(2)火星的半径及第一宇宙速度的大小。
14. 如图所示,半径均为R的圆心为O1的圆轨道和圆心为O2的圆形管状轨道在同一竖直平面内固定,与水平地面分别相切于B、D点,现让质量均为m的小球(均可视为质点)在两轨道内运动,小球直径略小于管内径,管内径远小于轨道半径R,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)若小球刚好能通过圆轨道最高点C,求此时小球的速度大小;
(2)若小球在圆轨道内向上运动至F点时恰好脱离轨道,此时连线与水平方向间的夹角为,,求此后小球运动的最高点到水平地面的距离(结果保留分数形式);
(3)若小球通过圆形管状轨道最高点E时,对轨道的压力大小为,求此时小球在E点的速度大小。
15. 如图所示,固定斜面的倾角,底端与水平传送带左端平滑相连,绷紧的水平传送带在电动机带动下以恒定速度逆时针运行.质量的滑块(可视为质点)从斜面上高处由静止滑下,经B点滑上传送带从C点以的速度水平飞出,飞行一段时间后撞在右侧斜面上的E点,速度方向与斜面成角。已知右侧斜面的倾角也为,E点距右侧斜面底部的高度为,小滑块与斜面间的动摩擦因数为,滑块与传送带间的动摩擦因数,,,重力加速度大小,不计空气阻力,求:
(1)滑块在左侧斜面上受到摩擦力的大小及刚滑到左侧斜面底端时速度的大小;
(2)传送带的长度以及滑块从C到E在空中飞行的时间;
(3)滑块撞击右侧斜面时的速度大小以及C点距右侧斜面底端D的水平距离。
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