内容正文:
2025-2026学年度四川省棠湖中学高2025级高一下6月月考
物理学科试题
考试时间:75分钟 试卷满分:100
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试,测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后,落到海面上。调整弹射装置,使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。忽略空气阻力,则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的( )
A. 0.25倍 B. 0.5倍 C. 2倍 D. 4倍
【答案】C
【解析】
【详解】动能表达式为
由题意可知小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍,则离开甲板时速度变为调整前的2倍;小车离开甲板后做平抛运动,从离开甲板到到达海面上时间不变,根据
可知小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的2倍。
故选C。
2. 如图所示静止的水平圆盘上,沿直径方向放着用轻绳相连可视为质点的物体和,的质量为,的质量为。它们分居圆心两侧,到圆心的距离分别为,,A、B与盘间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。与圆盘一起绕中轴线由静止缓慢转动且角速度不断增大;绳子出现张力时角速度为,与圆盘一起绕中轴线匀速转动的最大角速度为。转动过程中轻绳未断,则为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当绳中开始出现张力时,摩擦力提供向心力且达到最大值,即
解得
当A、B与圆盘一起绕中轴线匀速转动达到最大角速度ω2时,对B有
对A有
解得
则有
故选C。
3. 如图所示,在竖直平面内固定一刚性轻质的圆环形细管管道内径极小,一质量为的小球放置于管内顶端点,其直径略小于管道内径。现给小球一微小扰动,使之顺时针沿管道下滑。管内的点与管道的圆心等高,点是管道的最低点,若不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 小球不可能回到点
B. 小球对细管的作用力不可能为零
C. 从点运动到点,小球对细管的作用力一直增大
D. 从点运动到点,小球对细管的作用力先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于圆环形细管光滑且不计一切摩擦,小球在运动过程中只有重力做功,机械能守恒,故小球可以重新回到A点,故A错误;
B.设圆环形细管的半径为,小球下滑到某位置时与圆心连线跟竖直向上方向的夹角为,小球速度大小为,细管对小球的作用力为,规定指向圆心为正方向,根据机械能守恒定律和牛顿第二定律分别有,
联立解得
当时,,由牛顿第三定律可知此时小球对细管的作用力为零,故B错误; C.由B选项的分析可知,从A点运动到C点的过程中,夹角由增大到,由减小到,的值由逐渐增大到,则细管对小球的作用力大小先减小后增大,由牛顿第三定律可知小球对细管的作用力先减小后增大,故C错误;
D.由B选项的分析可知,从A点运动到B点的过程中,夹角由增大到,由减小到,的值由逐渐增大到,则细管对小球的作用力大小先减小后增大,由牛顿第三定律可知小球对细管的作用力先减小后增大,故D正确。
故选D。
4. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台A处沿水平方向飞出,在斜坡B处着陆,如图所示。测得A、B间的竖直高度差为20m,斜坡与水平方向的夹角为30°,不计空气阻力,g取。则下列说法错误的是( )
A. 运动员在A处的速度大小为
B. 运动员在空中飞行的时间为2s
C. 运动员在空中离坡面的最大距离为
D. 运动以从A到B速度变化量为10m/s
【答案】D
【解析】
【详解】B.运动员做平抛运动,在竖直方向
解得
B正确;
A.在水平方向
则水平速度为
A正确;
C.运动员沿斜面方向的分加速度为
在垂直斜面方向的分加速度为
当运动员运动方向与斜面平行时,离斜面最远。此时垂直斜面方向的分速度为零,可得,运动员离斜面最远为
其中
解得
C正确;
D.运动以从A到B速度变化量为
D错误。
本题选择错误的,故选D。
5. 2022年2月27日11时06分,我国在文昌发射场使用长征八号运载火箭,以“1箭22星”方式,成功将22颗卫星发射升空。若其中一颗卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星的质量为m,距地面的高度为h,地球半径为R,引力常量为G,测得其飞行n圈所用时间为t。下列说法正确的是( )
A. 地球的质量为
B. 地球对卫星的万有引力大小为
C. 地球表面的重力加速度为
D. 卫星做匀速圆周运动的线速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.对卫星绕地球做圆周运动,根据牛顿第二定律
由题意知卫星的周期为
代入可得地球质量为
故A错误;
B.地球对卫星的万有引力大小为
故B错误;
C.设一物体的质量为,在地球表面附近,万有引定律等于重力
代入A中地球质量表达式可得
故C正确;
D.卫星做匀速圆周运动的线速度大小为
故D错误。
故选C。
6. 如图,AB等高,B为可视为质点的光滑定滑轮,C为大小可忽略的轻质光滑动滑轮。AB之间距离为2d,一根足够长的轻质不可伸长的细绳一端系在A点,穿过光滑动滑轮C再绕过定滑轮B,动滑轮下挂着质量为m的小球P,绳另一端吊着质量为m的小球Q。初始时整个系统都静止,然后在外力作用下,将动滑轮C缓慢上移到与AB等高并由静止释放。已知重力加速度为g,整个过程中Q未与滑轮B相撞,不计空气阻力和一切摩擦则下列说法正确的是( )
A. 初始时刻,AC与BC夹角为60°
B. C可以下降的最大高度为2d
C. P下降高度为d时系统的动能最大
D. 系统运动过程中最大动能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.初始时刻静止,绳子中拉力T=mg,对动滑轮C进行受力分析可得,AC与BC夹角为120°,故A错误;
B.设C可以下降的最大高度为h,由能量守恒可得,,联立可得,故B错误;
CD.P和Q总动能最大时系统的总势能最小,即总势能取极小值,对应系统静止时的平衡位置,即AC与BC夹角为120°,此时P下降高度,Q上升高度,由机械能守恒定律,此时总动能。
故C错误,D正确。
故选D。
7. 在一水平向右匀速运动的长传送带的左端A点,每隔相同的时间轻放上一个相同的工件。经测量,发现前面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为。已知传送带的速率恒为,工件与传送带间动摩擦因数为,工件质量为,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 工件在传送带上加速运动的时间一定等于
B. 传送带对每个工件做的功为+
C. 每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量一定等于
D. 传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.工件在传送带上先做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动每个工件划伤传送带后运动的规律相同,由此可知:
解得将相邻两个物块放到传送带上的时间间隔为
而不能确定加速时间,故A错误;
B.传送带对每个工件做的功为:
故B错误;
C.设工件加速运动的时间为,工件与传送带相对滑动的路程为:
摩擦产生的热量为:
加速时间不确定,无法得出每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量,故C错误;
D.根据能量守恒得,传送带传送一个工件多消耗的能量为:
对于工件加速过程,有:
整理得:
故D正确。
故选D。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。(全选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处.如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为,末速度v沿x轴正方向.在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AC.小鱼在运动过程中只受重力作用,则小鱼在水平方向上做匀速直线运动,即为定值,则有水平位移
故A正确,C错误;
BD.小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动,则
,
且最高点时竖直方向的速度为0,故B错误,D正确。
故选AD。
9. 游乐场中的空中飞椅项目如图所示。空中飞椅结构示意图如图所示,转动轴带动顶部圆盘转动,悬绳一端系在圆盘边缘,另一端系着椅子。若所有椅子质量相等,悬绳长短不一定相等,忽略悬绳质量与空气阻力,则坐在椅子上的游客与椅子整体随圆盘匀速转动的过程中( )
A. 任一时刻,所有游客的线速度都相同
B. 所有游客做圆周运动的周期都相同
C. 悬绳越长,悬绳与竖直方向的夹角就越小
D. 悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.设游客做圆周运动的半径为R,根据题意可知,所有游客为同轴转动,则所有游客做圆周运动的角速度相同,由
可知游客做圆周运动的半径不同,线速度大小不同,游客的线速度方向也不同,由
可知所有游客做圆周运动的周期都相同,故错误,正确;
CD.根据题意,设绳长为,悬绳与竖直方向的夹角为,则有
解得
可知悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关,悬绳越长,越大,即悬绳越长,悬绳与竖直方向的夹角就越大,故错误,正确。
故选BD。
10. 如图所示,一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系质量为和的物体和,用手压住物体,使、均处于静止状态,不考虑一切阻力,重力加速度为。由静止释放物体,在其向右运动的过程中 未与滑轮碰撞且未落地下列选项正确的是( )
A. 、间拉力大小为
B. 物体减少的重力势能等于体增加的动能
C. 物体减少的重力势能为
D. 物体减少的机械能为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.对物体分析,有
对物体分析,有
解得 ,故错误
B.由于物体、构成的系统机械能守恒,减少的重力势能等于、增加的动能之和,故错误
C.物体的重力做正功,大小 ,故物体减少的重力势能为 ,故正确
D.拉力对物体做负功,机械能减少,物体减少的机械能 ,故正确。
故选CD。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 小明学完平抛运动知识后,尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时,先将白纸和复写纸固定在墙上,并用支架将弹射器固定好,装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸,弹丸通过碰撞复写纸片在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动,每次移动的距离为。通过几次重复实验,挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸,如图乙所示。取。
(1)下列实验步骤必要的是__________(填正确答案标号)。
A.在安装时,必须确保弹射器水平放置
B.为了减小实验误差,应选用体积小密度大的弹丸
C.每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸
D.第一次实验时,需要测量弹射器开口到墙壁的距离
(2)根据测量的数据,可知弹丸离开弹射器的速度大小为__________,弹丸打到点时的速度大小为__________。(结果均保留2位有效数字)
【答案】 ①. ABC##ACB##BAC##BCA##CAB##CBA ②. 2.0 ③. 2.8
【解析】
【详解】(1)[1]A.要保证每次弹丸都做平抛运动,则必须确保弹射器水平放置,A正确;
B.为了减小实验误差,应选用体积小密度大的弹丸,B正确;
C.为保证弹丸的初速度相同,每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸,C正确;
D.第一次实验时,不需要测量弹射器开口到墙壁的距离,D错误。
故选ABC。
(2)[2]由竖直方向上是自由落体运动,得
解得点迹间的时间间隔为
弹丸离开弹射器的速度大小为
[3]弹丸打到点时的竖直方向速度分量大小为
弹丸打到点时的速度大小为
12. 某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”,让小球从A点自由下落,下落过程中经过A点正下方的光电门B时,光电计时器记录下小球通过光电门时间t,当地的重力加速度为 g.
(1)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量_________.
A.小球的质量m
B.AB之间的距离H
C.小球从A到B的下落时间tAB
D.小球的直径d
(2)小球通过光电门时的瞬时速度v =_________(用题中所给的物理量表示).
(3)调整AB之间距离H,多次重复上述过程,作出随H的变化图象如图所示,当小球下落过程中机械能守恒时,该直线斜率k0=__________.
(4)在实验中根据数据实际绘出—H图象的直线斜率为k(k<k0),则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值= _______________(用k、k0表示).
【答案】 ①. BD; ②. ; ③. ; ④. ;
【解析】
【分析】该题利用自由落体运动来验证机械能守恒,因此需要测量物体自由下落的高度hAB,以及物体通过B点的速度大小,在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据;由题意可知,本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度;则根据机械能守恒定律可知,当减小的机械能应等于增大的动能;由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容.
【详解】(1)根据机械能守恒的表达式可知,方程两边可以约掉质量,因此不需要测量质量,故A错误;根据实验原理可知,需要测量的是A点到光电门B的距离H,故B正确;利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,不需要测量下落时间,故C错误;利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时,需要知道挡光物体的尺寸,因此需要测量小球的直径,故D正确.故选BD.
(2)已知经过光电门时的时间小球的直径;则可以由平均速度表示经过光电门时的速度;
故;
(3)若减小的重力势能等于增加的动能时,可以认为机械能守恒;则有:mgH=mv2;
即:2gH=()2
解得:,那么该直线斜率k0=.
(4)乙图线=kH,因存在阻力,则有:mgH-fH=mv2;
所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为;
【点睛】考查求瞬时速度的方法,理解机械能守恒的条件,掌握分析的思维,同时本题为创新型实验,要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解.
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示,质量都为1kg的两个物体A、B,用轻绳跨过定滑轮相连接,在水平力作用下,物体B沿水平地面向右运动,物体A恰以速度2m/s匀速上升,已知物体B与水平面间的动摩擦因数为0.1,重力加速度为g=10m/s²。当物体B运动到使斜绳与水平方向成α=37°时。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)物体B所受摩擦力的大小;
(2)物体B的速度大小。
【答案】(1)0.4N;(2)2.5m/s
【解析】
【详解】(1)A物体匀速运动可得
T=mg
当斜绳与水平方向成α角时
,
解得
f=0.4N
(2)如图根据平行四边形定则,将B物体的速度沿绳子方向和垂直绳子方向进行分别有
解得B物体的速度大小
14. 如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴以恒定角速度转动,盘面上离转轴距离处有一质量、可视为质点的物体与圆盘始终保持相对静止。盘面与水平面的夹角为,且P是轨迹圆上的最高点,Q是轨迹圆上的最低点,物体与盘面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,,。
(1)当圆盘角速度时,求物体受到的向心力大小;
(2)当圆盘角速度时,为维持物体相对圆盘静止,求物体与盘面间的动摩擦因数的最小值。
【答案】(1);
(2)
【解析】
【小问1详解】
当角速度时,由
代入数据解得
【小问2详解】
当物体转到圆盘的最低点恰好不下滑,此时为的最小值,受力分析如图
代入数据解得
15. 如图所示,倾角的固定光滑斜面上固定着挡板,轻弹簧下端与挡板相连,弹簧处于原长时上端位于D点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A和B,使滑轮左侧绳子始终与斜面平行,初始时用手按住物体A,使其静止在斜面的C点,C、D两点间的距离为L,现由静止释放物体A,物体A沿斜面向下运动,将弹簧压缩到最短的位置为E点,D、E两点间距离为,若物体A、B的质量分别为4m和m,不计空气阻力,重力加速度为g,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求:
(1)物体A从静止释放后下滑到D点时的速度大小;
(2)弹簧被压缩后的最大弹性势能;
(3)查阅资料可知弹性限度内,弹簧弹性势能的表达式为,其中k为劲度系数,x为弹簧的形变量。若物体A下滑到E点时剪断细绳,请通过计算判断物体A能否脱离弹簧,若能脱离弹簧,求离开弹簧后距离D点的最远距离。
【答案】(1)
(2)
(3)能,
【解析】
【小问1详解】
物体A从静止释放后下滑到D点的过程中,对物体A、B,根据机械能守恒定律得
解得
【小问2详解】
物体A从静止释放后下滑到E点的过程中,对物体A、B和弹簧组成系统,根据机械能守恒定律得
解得
【小问3详解】
根据题意,物体A在E点时有
解得
所以物体A能够回弹,设物体A回弹过程能离开弹簧,根据机械能守恒定律有
解得
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2025-2026学年度四川省棠湖中学高2025级高一下6月月考
物理学科试题
考试时间:75分钟 试卷满分:100
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试,测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后,落到海面上。调整弹射装置,使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。忽略空气阻力,则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的( )
A. 0.25倍 B. 0.5倍 C. 2倍 D. 4倍
2. 如图所示静止的水平圆盘上,沿直径方向放着用轻绳相连可视为质点的物体和,的质量为,的质量为。它们分居圆心两侧,到圆心的距离分别为,,A、B与盘间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。与圆盘一起绕中轴线由静止缓慢转动且角速度不断增大;绳子出现张力时角速度为,与圆盘一起绕中轴线匀速转动的最大角速度为。转动过程中轻绳未断,则为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,在竖直平面内固定一刚性轻质的圆环形细管管道内径极小,一质量为的小球放置于管内顶端点,其直径略小于管道内径。现给小球一微小扰动,使之顺时针沿管道下滑。管内的点与管道的圆心等高,点是管道的最低点,若不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 小球不可能回到点
B. 小球对细管的作用力不可能为零
C. 从点运动到点,小球对细管的作用力一直增大
D. 从点运动到点,小球对细管的作用力先减小后增大
4. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台A处沿水平方向飞出,在斜坡B处着陆,如图所示。测得A、B间的竖直高度差为20m,斜坡与水平方向的夹角为30°,不计空气阻力,g取。则下列说法错误的是( )
A. 运动员在A处的速度大小为
B. 运动员在空中飞行的时间为2s
C. 运动员在空中离坡面的最大距离为
D. 运动以从A到B速度变化量为10m/s
5. 2022年2月27日11时06分,我国在文昌发射场使用长征八号运载火箭,以“1箭22星”方式,成功将22颗卫星发射升空。若其中一颗卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星的质量为m,距地面的高度为h,地球半径为R,引力常量为G,测得其飞行n圈所用时间为t。下列说法正确的是( )
A. 地球的质量为
B. 地球对卫星的万有引力大小为
C. 地球表面的重力加速度为
D. 卫星做匀速圆周运动的线速度大小为
6. 如图,AB等高,B为可视为质点的光滑定滑轮,C为大小可忽略的轻质光滑动滑轮。AB之间距离为2d,一根足够长的轻质不可伸长的细绳一端系在A点,穿过光滑动滑轮C再绕过定滑轮B,动滑轮下挂着质量为m的小球P,绳另一端吊着质量为m的小球Q。初始时整个系统都静止,然后在外力作用下,将动滑轮C缓慢上移到与AB等高并由静止释放。已知重力加速度为g,整个过程中Q未与滑轮B相撞,不计空气阻力和一切摩擦则下列说法正确的是( )
A. 初始时刻,AC与BC夹角为60°
B. C可以下降的最大高度为2d
C. P下降高度为d时系统的动能最大
D. 系统运动过程中最大动能为
7. 在一水平向右匀速运动的长传送带的左端A点,每隔相同的时间轻放上一个相同的工件。经测量,发现前面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为。已知传送带的速率恒为,工件与传送带间动摩擦因数为,工件质量为,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 工件在传送带上加速运动的时间一定等于
B. 传送带对每个工件做的功为+
C. 每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量一定等于
D. 传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为
二、多选题:本大题共3小题,共18分。(全选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处.如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为,末速度v沿x轴正方向.在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
9. 游乐场中的空中飞椅项目如图所示。空中飞椅结构示意图如图所示,转动轴带动顶部圆盘转动,悬绳一端系在圆盘边缘,另一端系着椅子。若所有椅子质量相等,悬绳长短不一定相等,忽略悬绳质量与空气阻力,则坐在椅子上的游客与椅子整体随圆盘匀速转动的过程中( )
A. 任一时刻,所有游客的线速度都相同
B. 所有游客做圆周运动的周期都相同
C. 悬绳越长,悬绳与竖直方向的夹角就越小
D. 悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关
10. 如图所示,一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系质量为和的物体和,用手压住物体,使、均处于静止状态,不考虑一切阻力,重力加速度为。由静止释放物体,在其向右运动的过程中 未与滑轮碰撞且未落地下列选项正确的是( )
A. 、间拉力大小为
B. 物体减少的重力势能等于体增加的动能
C. 物体减少的重力势能为
D. 物体减少的机械能为
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 小明学完平抛运动知识后,尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时,先将白纸和复写纸固定在墙上,并用支架将弹射器固定好,装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸,弹丸通过碰撞复写纸片在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动,每次移动的距离为。通过几次重复实验,挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸,如图乙所示。取。
(1)下列实验步骤必要的是__________(填正确答案标号)。
A.在安装时,必须确保弹射器水平放置
B.为了减小实验误差,应选用体积小密度大的弹丸
C.每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸
D.第一次实验时,需要测量弹射器开口到墙壁的距离
(2)根据测量的数据,可知弹丸离开弹射器的速度大小为__________,弹丸打到点时的速度大小为__________。(结果均保留2位有效数字)
12. 某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”,让小球从A点自由下落,下落过程中经过A点正下方的光电门B时,光电计时器记录下小球通过光电门时间t,当地的重力加速度为 g.
(1)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量_________.
A.小球的质量m
B.AB之间的距离H
C.小球从A到B的下落时间tAB
D.小球的直径d
(2)小球通过光电门时的瞬时速度v =_________(用题中所给的物理量表示).
(3)调整AB之间距离H,多次重复上述过程,作出随H的变化图象如图所示,当小球下落过程中机械能守恒时,该直线斜率k0=__________.
(4)在实验中根据数据实际绘出—H图象的直线斜率为k(k<k0),则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值= _______________(用k、k0表示).
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示,质量都为1kg的两个物体A、B,用轻绳跨过定滑轮相连接,在水平力作用下,物体B沿水平地面向右运动,物体A恰以速度2m/s匀速上升,已知物体B与水平面间的动摩擦因数为0.1,重力加速度为g=10m/s²。当物体B运动到使斜绳与水平方向成α=37°时。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)物体B所受摩擦力的大小;
(2)物体B的速度大小。
14. 如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴以恒定角速度转动,盘面上离转轴距离处有一质量、可视为质点的物体与圆盘始终保持相对静止。盘面与水平面的夹角为,且P是轨迹圆上的最高点,Q是轨迹圆上的最低点,物体与盘面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,,。
(1)当圆盘角速度时,求物体受到的向心力大小;
(2)当圆盘角速度时,为维持物体相对圆盘静止,求物体与盘面间的动摩擦因数的最小值。
15. 如图所示,倾角的固定光滑斜面上固定着挡板,轻弹簧下端与挡板相连,弹簧处于原长时上端位于D点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A和B,使滑轮左侧绳子始终与斜面平行,初始时用手按住物体A,使其静止在斜面的C点,C、D两点间的距离为L,现由静止释放物体A,物体A沿斜面向下运动,将弹簧压缩到最短的位置为E点,D、E两点间距离为,若物体A、B的质量分别为4m和m,不计空气阻力,重力加速度为g,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求:
(1)物体A从静止释放后下滑到D点时的速度大小;
(2)弹簧被压缩后的最大弹性势能;
(3)查阅资料可知弹性限度内,弹簧弹性势能的表达式为,其中k为劲度系数,x为弹簧的形变量。若物体A下滑到E点时剪断细绳,请通过计算判断物体A能否脱离弹簧,若能脱离弹簧,求离开弹簧后距离D点的最远距离。
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