精品解析:山东济宁市第一中学2025-2026学年高一下学期期中物理试题
2026-05-12
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内容正文:
高一物理
注意事项:
1、答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用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。
3、回答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸,试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠,不破损。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示,小球甲在真空中做自由落体运动,另一同样的小球乙在黏性较大的油液中由静止开始下落,它们都由高度为的位置下落到高度为的位置。在这两种情况下,下列说法正确的是( )
A. 甲球的重力势能变化大
B. 甲球的末动能大
C. 乙球的机械能守恒
D. 乙球重力的平均功率大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意,由重力势能表达式可知,重力势能的变化量为
可知,下落过程中,甲球he 乙球重力势能变化相同,故A错误;
B.根据题意,由动能定理可得,甲球的末动能为
乙球的末动能为
可知,甲球的末动能大,故B正确;
C.乙球下落过程中,阻力做功,机械能不守恒,故C错误;
D.根据题意,由牛顿第二定律可知,乙球下落过程中有阻力,加速度小,则下落相同高度所用时间长,由公式可知,由于下落过程中,甲球和乙球的重力做功相同,则乙球重力的平均功率小,故D错误。
故选B。
2. a、b为空中竖直方向上的两点,c为连线中点。将钢球从a点由静止释放,到达c点所用时间为t;将钢球从b点竖直向上抛出,到达c点所用时间也为t。不计空气阻力,已知重力加速度大小为g,则钢球从b点抛出时的速度大小和间的距离分别为( )
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
【答案】B
【解析】
【详解】钢球从a点由静止释放,到达c点所用时间为t,则
可知间的距离为
钢球从b点竖直向上抛出,到达c点所用时间也为t,设钢球从b点抛出时的速度大小为,则有
联立解得
故选B。
3. 如图所示,半径为的倾斜圆盘倾角为,绕过圆心O且垂直于盘面的转轴匀速转动。将一质量为m的小物块(可视为质点)放在圆盘边缘,并能随圆盘一起转动。已知小物块与圆盘间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。则圆盘匀速转动的最大角速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】物块随圆盘做匀速圆周运动,在最低点时受到的摩擦力最先达到最大,小物块与圆盘间的动摩擦因数为,则有
解得
故选B。
4. 两颗人造卫星甲、乙绕地球做匀速圆周运动,轨道半径分别为、,线速度大小分别为、,则下列关系式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,即
解得
故
即
故选C。
5. 如图所示,竖直轻弹簧固定在水平地面上,弹簧劲度系数为,原长为。质量为的铁球由弹簧的正上方高处自由下落,与弹簧接触后压缩弹簧,当弹簧的压缩量为时,铁球下落到最低点。不计空气阻力,重力加速度为,则此过程中( )
A. 铁球的最大动能为
B. 铁球减少的机械能为
C. 弹簧增加的弹性势能为
D. 弹簧与铁球组成的系统增加的机械能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,铁球下落过程中,当铁球刚接触弹簧时,由机械能守恒定律可知,此时铁球的动能为
由于铁球重力大于弹簧的弹力,则铁球继续加速,则铁球的最大动能大于,故A错误;
BCD.根据题意可知,铁球下落过程中,铁球和弹簧组成的系统机械能守恒,则铁球减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能,铁球下落到最低点,机械能减少量等于铁球重力势能的减少量,则弹簧增加的弹性势能为,故BD错误,C正确。
故选C。
6. 应用于机场和火车站的安全检查仪,其传送装置可简化为如图所示的模型。传送带在电动机驱动下始终保持的速率逆时针方向运行,A、B间的距离为3m。已知行李(可视为质点)质量,与传送带之间的动摩擦因数,旅客把行李无初速度地放在A处,行李从B点离开传送带,重力加速度大小取,下列说法正确的是( )
A. 行李从A到B过程中传送带对行李做功为60J
B. 行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08m
C. 行李从A到B过程中与传送带因摩擦产生热量为1.6J
D. 行李从A到B过程中电动机额外消耗的电能为1.6J
【答案】D
【解析】
【详解】A.行李先向左做匀加速直线运动,就牛顿第二定律有
解得
令行李加速至与传送带速度相等,则有
解得
之后行李向左做匀速直线运动,则行李从A到B过程中传送带对行李做功为
故A错误;
B.行李匀加速直线运动过程有
则行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为
故B错误;
C.行李从A到B过程中与传送带因摩擦产生热量为
故C错误;
D.行李从A到B过程中电动机额外消耗的电能
故D正确。
故选D。
7. 如图所示,置于竖直面内的光滑矩形框ABCD,一个带孔的小球穿在竖直边BC上,并与一根细绳相连,细绳另一端固定于上边AB的中点O。矩形框绕竖直对称轴匀速转动,则( )
A. 细绳的拉力可能为零 B. 竖直边BC对小球的弹力可能为零
C. 转速越大,细绳的拉力越大 D. 转速越大,竖直边BC对小球的弹力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球随矩形框在水平面内做匀速转动时,小球受合外力提供向心力,竖直边BC光滑,小球在竖直方向受力平衡,即细绳在竖直向上方向的分力大小等于重力,因此细绳的拉力不可能是零,A错误;
B.小球在水平面内做匀速转动,受合外力提供向心力,当转动的角速度较小时,竖直边BC对小球的弹力向外,细绳在水平方向的分力与竖直边BC的弹力的合力提供向心力,当角速度较大时,竖直边BC对小球的弹力向里,细绳在水平方向的分力与竖直边BC的弹力的合力提供向心力,因此当角速度合适时,竖直边BC对小球的弹力可能是零,B正确;
CD.由于细绳在竖直方向的分力大小等于小球的重力,即小球在竖直方向保持平衡,因此细绳的拉力不变。设细绳与竖直转轴间的夹角为α,转动半径为r,若光滑矩形框做匀速转动的转速ω较小,则竖直边BC对小球的弹力方向垂直BC向外,如图所示,在水平方向上,由牛顿第二定律可得
解得
可知,转速ω变大,其它量不变,则有竖直边BC对小球的弹力FN变小,CD错误。
故选B。
8. 滑草是一项使用滑草车沿倾斜草地滑行的运动,深受青年人喜爱,甲图为滑草运动场地鸟瞰图。某滑草运动场地由倾斜滑道AB和水平滑道BC两部分组成,B点处平滑连接,如图乙所示。倾斜滑道AB长100m,与水平面夹角为18°。某游客乘坐滑草车从A点由静止开始沿滑道下滑,滑草车在AB段做匀加速直线运动。取倾斜滑道底端为零势能面,游客与滑草车在AB上运动的机械能、重力势能随着位移x的变化情况如图丙所示。重力加速度大小取,,下列说法正确的是( )
A. 游客和滑草车总质量为186kg
B. 游客到达B点时的速度为10m/s
C. 滑草车与倾斜滑道间的动摩擦因数为0.26
D. 游客在倾斜滑道上的加速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.游客和滑草车开始下滑时的重力势能为
总质量为
m=60kg
选项A错误;
B.游客到达B点时的动能等于机械能为3000J,则根据
可得速度为
vB=10m/s
选项B正确;
C.滑草车下滑过程中由能量关系
解得与倾斜滑道间的动摩擦因数为
μ=0.274
选项C错误;
D.游客在倾斜滑道上的加速度为
选项D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 2024年6月2日,我国“嫦娥六号”成功着陆在月球背面,正式开始采样工作,这是人类第一次从月球背面采集月壤。如图所示为“嫦娥六号”发射活动的部分轨迹演示图,“嫦娥六号”经地月转移轨道,从B点进入环月轨道1,再经变轨,从B点进入环月轨道2,在近月点C动力下降后成功落月。已知环月轨道1是半径为的圆轨道,环月轨道2为椭圆轨道,近月点C离月球球心的距离为。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥六号”的发射速度小于11.2km/s
B. “嫦娥六号”在轨道1与轨道2的B点处速率相同
C. “嫦娥六号”在环月轨道1与环月轨道2的周期之比为
D. “嫦娥六号”在环月轨道2上B点和C点的速度之比为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.11.2km/s是第二宇宙速度,逃逸地球的速度,月球还在地球引力范围内,则“嫦娥六号”的发射速度小于11.2km/s。故A正确;
B.“嫦娥六号”在轨道1的B点进入轨道2要点火减速,所以“嫦娥六号”在轨道1与轨道2的B点处速率不相同。故B错误;
C.轨道2的半长轴要大于,所以“嫦娥六号”在环月轨道1与环月轨道2的周期之比不为。故C错误;
D.“嫦娥六号”在环月轨道2上B点和C点,由开普勒第二定律得
解得速度之比为
故D正确。
故选AD。
10. 在修筑铁路时,弯道处外轨会略高于内轨,如图所示为某段铁轨转弯处的截面图,铁轨平面与水平地面夹角为θ。当火车以规定的行驶速度v转弯时,内、外轨均不受到轮缘的侧向挤压力。关于火车在该转弯处转弯时,下列说法正确的是( )
A. 火车转弯时,实际转弯速度越小越好
B. 火车转弯速度大于v时,外轨将受到轮缘的侧向挤压力
C. 当火车质量改变时,规定的行驶速度v大小也随之变化
D. 当火车以速度v转弯时,铁轨对火车的支持力大于其重力
【答案】BD
【解析】
【详解】D.火车以速度转弯时,对火车受力分析,如图所示
由图可知矢量三角形斜边大于其直角边,故铁轨对火车的支持力大于其重力,故D正确;
C.由牛顿第二定律有
解得
可知规定行驶的速度与质量无关,当火车质量改变时,规定的行驶速度不变,故C错误;
AB.结合上述分析可知,当火车的转弯速度适当时,对内、外轨均没有弹力,速度较小时,对内轨有压力,容易造成轮缘的损坏,火车转弯速度大于v时,外轨将受到轮缘的侧向挤压力,故A错误,B正确。
故选BD。
11. 如图所示,一个半径为R=1.8m的金属圆环竖直固定放置,环上套有一个质量为m的小球,小球可在环上自由滑动,小球与环间的动摩擦因数为0.4,某时刻小球经过环的最高点时,环对小球的滑动摩擦力大小为mg(不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2),则该时刻小球的速率可能为( )
A. 2m/s B. 3m/s C. m/s D. 3m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】根据滑动摩擦力表达式
又
联立,解得
分两种情况,第一种情况方向竖直向上,由牛顿第二定律可得
解得
第二种情况方向竖直向下,由牛顿第二定律可得
解得
故选BD。
12. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,滑块甲、乙、丙质量均为,其中甲、乙用劲度系数为的轻弹簧连接,乙、丙用不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,滑轮左侧轻绳竖直,右侧轻绳与斜面平行。初始时用手托住甲,使弹簧处于原长,丙在地面上,整个系统处于静止状态。某时刻由静止释放甲,甲运动到最低点时,丙刚要离开地面。已知弹簧始终在弹性限度内,弹性势能表达式为(为弹簧的劲度系数,为形变量)。从甲释放到运动到最低点的过程中(已知重力加速度为g)( )
A. 甲的加速度先减小后增大 B. 甲、乙组成的系统机械能守恒
C. 甲运动到最低点时,弹簧伸长量为 D. 甲的最大动能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.初始时刻弹簧弹力为0,设沿斜面向下为正方向,物体的牛二定律列式为
随着x的增加,加速度先减小后反向增大,故A正确;
B.运动中甲、乙和弹簧组成的系统机械能守恒,不是甲与乙机械能守恒,故B错误;
C.甲运动到最低点时速度为0,过程中能量守恒,有
解得,故C错误;
D.当弹簧弹力大小为时,甲的速度最大
此时
解得,故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分,计算题要求写出主要的方程、结果和必要的文字说明。
13. 某探究小组用如图甲所示的装置来探究向心力大小的表达式,挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为,标尺显示格数表示向心力的大小;图乙是左、右塔轮的三种组合方式,从第一层到第三层的左、右半径之比分别为、和。请回答以下问题:
(1)若选择第一层的左、右塔轮组合方式,将两个质量相等的钢球分别放在B、C位置,可探究向心力的大小与___________(选填“质量”、“半径”或“角速度”)的关系;
(2)若选择第一层的左、右塔轮组合方式,将两个质量不相等的小球分别放在挡板C和挡板___________(选填“A”或“B”)处,可探究向心力大小与小球质量的关系;
(3)根据实验结论,若选择第二层的左、右塔轮组合方式,将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处,匀速摇动手柄,则左、右两标尺显示的格数之比为___________。
【答案】(1)半径 (2)A
(3)
【解析】
【小问1详解】
两个塔轮线速度相等,实验选择第一层塔轮组合,两个塔轮半径之比为,根据可知两个塔轮的角速度相等。两个质量相等的钢球分别放在B、C位置,两个钢球到转轴的距离不同,即转动半径不同,根据可知探究的是向心力的大小与半径的关系。
【小问2详解】
实验探究向心力大小与小球质量的关系,根据可知需要让两个小球质量不同,而角速度和转动半径相同,实验选择第一层塔轮组合,两个塔轮半径之比为,而两个塔轮线速度相同,根据可知两个塔轮的角速度相等,保证了角速度相同。挡板C到转轴的距离和挡板A到转轴的距离相等,而挡板C到转轴的距离和挡板B到转轴的距离不相等,因此要保证转动半径相同,需要将小球放到挡板A的位置。
【小问3详解】
由题可知,两塔轮线速度相等,根据可得
转动半径之比
两个小球质量相等,根据可得
14. 某物理兴趣小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,该小组同学让质量为m的重物带动纸带从静止开始自由下落,按正确操作步骤得到了一条完整的纸带如图乙所示。
(1)除图示器材外,下列器材中一定需要的是___________;
A. 交流电源(8V) B. 交流电源(220V)
C. 秒表 D. 刻度尺
(2)在图乙所示的纸带中,A、B、C为三个连续打出的点,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T。从O点到B点的过程中,重物的重力势能减少量______,动能增加量___________。
(3)该小组尝试求解实验中受到的阻力,他们作出纸带上各点速度的平方v2与各点到起始点O的距离h的关系图像恰好为一倾斜直线,如图丙所示,该图线的斜率为k,当地重力加速度为g,则该实验中重物和纸带所受到的阻力为______。(计算时不考虑纸带质量)
【答案】(1)BD (2) ①. ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
电火花打点计时器需要连接交流电源(220V);需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离;通过打点计时器可以知道计数点间的时间间隔,所以不需要秒表。
故选BD。
【小问2详解】
[1]从O点到B点的过程中,重物的重力势能减少量为
[2]打B点时重物的速度为
则从O点到B点的过程中,重物的动能增加量为
【小问3详解】
设该实验中重物和纸带所受到的阻力为,根据动能定理可得
整理可得
可知图像的斜率为
解得
15. 某款新能源工程车在平直道路上由静止启动,已知启动功率恒为P=24kW,该车质量m=2×10³kg,所受阻力f大小恒为车重的0.1倍,g取10m/s2,求:
(1)该车行驶的最大速度vm;
(2)若该车从启动至达到最大速度用时t=10s,求此过程中该车行驶的距离s。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
工程车达到最大速度vm后匀速行驶,设牵引力为F
,,
代入数据解得
【小问2详解】
工程车自静止到达最大速度过程中,牵引力做功
由动能定理得
解得
16. 如图所示,我国发射的“天问一号”携带的“祝融号”火星车已成功着陆火星,为减小沾在火星车太阳能板上的尘土对火星车的影响,“祝融号”火星车的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时,沾在太阳能板边缘、距火星地面高度为h的某块尘土无初速下落,经过时间t落在地面上。已知引力常量为G,火星可视为半径为R、质量分布均匀的球体,忽略火星大气的影响。求:
(1)火星的质量;
(2)火星的第一宇宙速度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)尘土做自由落体运动有
在火星表面有
联立解得
(2)在火星表面有
解得火星的第一宇宙速度大小
17. 某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示,AB为水平直轨道,上面安装有电动悬挂器,可以载人运动,下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘,转盘轴心在AB正下方且离平台的水平距离为L,平台与转盘平面的高度差为H,A点位于平台边缘的正上方,水平直轨道与平台间的高度差可忽略不计。选手抓住悬挂器后,按动开关,在电动机的带动下从A点沿轨道做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,起动后2s人脱离悬挂器。设人的质量为m(人可看成质点),人与转盘间的最大静摩擦力为,重力加速度为g。求:
(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零,为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘,转盘的角速度最大值;
(2)当时选手离开悬挂器的速度大小;
(3)若,,,取,选手要想成功落在转盘上,加速度a的范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设人落在转盘边缘处恰好不被甩下,此时最大静摩擦力提供向心力,则有
解得
【小问2详解】
人处于匀加速过程
【小问3详解】
分析知最小时人落在转盘左端,最大时人落在转盘右端,由
人落在转盘左端时
解得
人落在转盘右端时
解得
故加速度的范围是
18. 如图所示,在竖直平面内,一过山车轨道模型与传送带平滑连接。过山车轨道模型由三部分组成,AB段为倾角的直轨道,BCDE段为半径的光滑圆形轨道,EF段为光滑水平轨道,三部分之间平滑连接。传送带的长度为,与水平面的夹角也为。一质量为的滑块(可视为质点)从倾斜轨道上的A点由静止开始下滑,并恰好能通过圆形轨道的最高点D,最终可滑上传送带。已知滑块和倾斜轨道、传送带间的动摩擦因数分别为、,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,传送带顺时针转动的速率,重力加速度大小,,。求:
(1)滑块经过圆形轨道最低点C时对轨道的压力FN的大小;
(2)A点距B点的高度差h;
(3)电动机因传送滑块多消耗的电能。
【答案】(1)30N (2)2.3m
(3)2J
【解析】
【小问1详解】
在点,
从到D由机械能守恒,
解得
滑块经过点时,由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律可得滑块经过C点时对轨道的压力
【小问2详解】
从到的过程中
解得
【小问3详解】
滑块在传送带上减速运动时
滑块与传送带达到共速所用时间为,则
因为
所以滑块和传送带共速后一起匀速运动,滑块相对于传送带的位移
因摩擦产生的内能
电动机因传送滑块多消耗的电能
解得
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高一物理
注意事项:
1、答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用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。
3、回答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸,试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠,不破损。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示,小球甲在真空中做自由落体运动,另一同样的小球乙在黏性较大的油液中由静止开始下落,它们都由高度为的位置下落到高度为的位置。在这两种情况下,下列说法正确的是( )
A. 甲球的重力势能变化大
B. 甲球的末动能大
C. 乙球的机械能守恒
D. 乙球重力的平均功率大
2. a、b为空中竖直方向上的两点,c为连线中点。将钢球从a点由静止释放,到达c点所用时间为t;将钢球从b点竖直向上抛出,到达c点所用时间也为t。不计空气阻力,已知重力加速度大小为g,则钢球从b点抛出时的速度大小和间的距离分别为( )
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
3. 如图所示,半径为的倾斜圆盘倾角为,绕过圆心O且垂直于盘面的转轴匀速转动。将一质量为m的小物块(可视为质点)放在圆盘边缘,并能随圆盘一起转动。已知小物块与圆盘间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。则圆盘匀速转动的最大角速度为( )
A. B. C. D.
4. 两颗人造卫星甲、乙绕地球做匀速圆周运动,轨道半径分别为、,线速度大小分别为、,则下列关系式成立的是( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,竖直轻弹簧固定在水平地面上,弹簧劲度系数为,原长为。质量为的铁球由弹簧的正上方高处自由下落,与弹簧接触后压缩弹簧,当弹簧的压缩量为时,铁球下落到最低点。不计空气阻力,重力加速度为,则此过程中( )
A. 铁球的最大动能为
B. 铁球减少的机械能为
C. 弹簧增加的弹性势能为
D. 弹簧与铁球组成的系统增加的机械能为
6. 应用于机场和火车站的安全检查仪,其传送装置可简化为如图所示的模型。传送带在电动机驱动下始终保持的速率逆时针方向运行,A、B间的距离为3m。已知行李(可视为质点)质量,与传送带之间的动摩擦因数,旅客把行李无初速度地放在A处,行李从B点离开传送带,重力加速度大小取,下列说法正确的是( )
A. 行李从A到B过程中传送带对行李做功为60J
B. 行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08m
C. 行李从A到B过程中与传送带因摩擦产生热量为1.6J
D. 行李从A到B过程中电动机额外消耗的电能为1.6J
7. 如图所示,置于竖直面内的光滑矩形框ABCD,一个带孔的小球穿在竖直边BC上,并与一根细绳相连,细绳另一端固定于上边AB的中点O。矩形框绕竖直对称轴匀速转动,则( )
A. 细绳的拉力可能为零 B. 竖直边BC对小球的弹力可能为零
C. 转速越大,细绳的拉力越大 D. 转速越大,竖直边BC对小球的弹力越大
8. 滑草是一项使用滑草车沿倾斜草地滑行的运动,深受青年人喜爱,甲图为滑草运动场地鸟瞰图。某滑草运动场地由倾斜滑道AB和水平滑道BC两部分组成,B点处平滑连接,如图乙所示。倾斜滑道AB长100m,与水平面夹角为18°。某游客乘坐滑草车从A点由静止开始沿滑道下滑,滑草车在AB段做匀加速直线运动。取倾斜滑道底端为零势能面,游客与滑草车在AB上运动的机械能、重力势能随着位移x的变化情况如图丙所示。重力加速度大小取,,下列说法正确的是( )
A. 游客和滑草车总质量为186kg
B. 游客到达B点时的速度为10m/s
C. 滑草车与倾斜滑道间的动摩擦因数为0.26
D. 游客在倾斜滑道上的加速度为
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 2024年6月2日,我国“嫦娥六号”成功着陆在月球背面,正式开始采样工作,这是人类第一次从月球背面采集月壤。如图所示为“嫦娥六号”发射活动的部分轨迹演示图,“嫦娥六号”经地月转移轨道,从B点进入环月轨道1,再经变轨,从B点进入环月轨道2,在近月点C动力下降后成功落月。已知环月轨道1是半径为的圆轨道,环月轨道2为椭圆轨道,近月点C离月球球心的距离为。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥六号”的发射速度小于11.2km/s
B. “嫦娥六号”在轨道1与轨道2的B点处速率相同
C. “嫦娥六号”在环月轨道1与环月轨道2的周期之比为
D. “嫦娥六号”在环月轨道2上B点和C点的速度之比为
10. 在修筑铁路时,弯道处外轨会略高于内轨,如图所示为某段铁轨转弯处的截面图,铁轨平面与水平地面夹角为θ。当火车以规定的行驶速度v转弯时,内、外轨均不受到轮缘的侧向挤压力。关于火车在该转弯处转弯时,下列说法正确的是( )
A. 火车转弯时,实际转弯速度越小越好
B. 火车转弯速度大于v时,外轨将受到轮缘的侧向挤压力
C. 当火车质量改变时,规定的行驶速度v大小也随之变化
D. 当火车以速度v转弯时,铁轨对火车的支持力大于其重力
11. 如图所示,一个半径为R=1.8m的金属圆环竖直固定放置,环上套有一个质量为m的小球,小球可在环上自由滑动,小球与环间的动摩擦因数为0.4,某时刻小球经过环的最高点时,环对小球的滑动摩擦力大小为mg(不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2),则该时刻小球的速率可能为( )
A. 2m/s B. 3m/s C. m/s D. 3m/s
12. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,滑块甲、乙、丙质量均为,其中甲、乙用劲度系数为的轻弹簧连接,乙、丙用不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,滑轮左侧轻绳竖直,右侧轻绳与斜面平行。初始时用手托住甲,使弹簧处于原长,丙在地面上,整个系统处于静止状态。某时刻由静止释放甲,甲运动到最低点时,丙刚要离开地面。已知弹簧始终在弹性限度内,弹性势能表达式为(为弹簧的劲度系数,为形变量)。从甲释放到运动到最低点的过程中(已知重力加速度为g)( )
A. 甲的加速度先减小后增大 B. 甲、乙组成的系统机械能守恒
C. 甲运动到最低点时,弹簧伸长量为 D. 甲的最大动能为
三、非选择题:本题共6小题,共60分,计算题要求写出主要的方程、结果和必要的文字说明。
13. 某探究小组用如图甲所示的装置来探究向心力大小的表达式,挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为,标尺显示格数表示向心力的大小;图乙是左、右塔轮的三种组合方式,从第一层到第三层的左、右半径之比分别为、和。请回答以下问题:
(1)若选择第一层的左、右塔轮组合方式,将两个质量相等的钢球分别放在B、C位置,可探究向心力的大小与___________(选填“质量”、“半径”或“角速度”)的关系;
(2)若选择第一层的左、右塔轮组合方式,将两个质量不相等的小球分别放在挡板C和挡板___________(选填“A”或“B”)处,可探究向心力大小与小球质量的关系;
(3)根据实验结论,若选择第二层的左、右塔轮组合方式,将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处,匀速摇动手柄,则左、右两标尺显示的格数之比为___________。
14. 某物理兴趣小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,该小组同学让质量为m的重物带动纸带从静止开始自由下落,按正确操作步骤得到了一条完整的纸带如图乙所示。
(1)除图示器材外,下列器材中一定需要的是___________;
A. 交流电源(8V) B. 交流电源(220V)
C. 秒表 D. 刻度尺
(2)在图乙所示的纸带中,A、B、C为三个连续打出的点,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T。从O点到B点的过程中,重物的重力势能减少量______,动能增加量___________。
(3)该小组尝试求解实验中受到的阻力,他们作出纸带上各点速度的平方v2与各点到起始点O的距离h的关系图像恰好为一倾斜直线,如图丙所示,该图线的斜率为k,当地重力加速度为g,则该实验中重物和纸带所受到的阻力为______。(计算时不考虑纸带质量)
15. 某款新能源工程车在平直道路上由静止启动,已知启动功率恒为P=24kW,该车质量m=2×10³kg,所受阻力f大小恒为车重的0.1倍,g取10m/s2,求:
(1)该车行驶的最大速度vm;
(2)若该车从启动至达到最大速度用时t=10s,求此过程中该车行驶的距离s。
16. 如图所示,我国发射的“天问一号”携带的“祝融号”火星车已成功着陆火星,为减小沾在火星车太阳能板上的尘土对火星车的影响,“祝融号”火星车的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时,沾在太阳能板边缘、距火星地面高度为h的某块尘土无初速下落,经过时间t落在地面上。已知引力常量为G,火星可视为半径为R、质量分布均匀的球体,忽略火星大气的影响。求:
(1)火星的质量;
(2)火星的第一宇宙速度。
17. 某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示,AB为水平直轨道,上面安装有电动悬挂器,可以载人运动,下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘,转盘轴心在AB正下方且离平台的水平距离为L,平台与转盘平面的高度差为H,A点位于平台边缘的正上方,水平直轨道与平台间的高度差可忽略不计。选手抓住悬挂器后,按动开关,在电动机的带动下从A点沿轨道做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,起动后2s人脱离悬挂器。设人的质量为m(人可看成质点),人与转盘间的最大静摩擦力为,重力加速度为g。求:
(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零,为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘,转盘的角速度最大值;
(2)当时选手离开悬挂器的速度大小;
(3)若,,,取,选手要想成功落在转盘上,加速度a的范围。
18. 如图所示,在竖直平面内,一过山车轨道模型与传送带平滑连接。过山车轨道模型由三部分组成,AB段为倾角的直轨道,BCDE段为半径的光滑圆形轨道,EF段为光滑水平轨道,三部分之间平滑连接。传送带的长度为,与水平面的夹角也为。一质量为的滑块(可视为质点)从倾斜轨道上的A点由静止开始下滑,并恰好能通过圆形轨道的最高点D,最终可滑上传送带。已知滑块和倾斜轨道、传送带间的动摩擦因数分别为、,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,传送带顺时针转动的速率,重力加速度大小,,。求:
(1)滑块经过圆形轨道最低点C时对轨道的压力FN的大小;
(2)A点距B点的高度差h;
(3)电动机因传送滑块多消耗的电能。
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