精品解析:湖南省衡阳市衡阳县2025-2026学年高一上学期1月期末物理试题
2026-06-12
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 衡阳市 |
| 地区(区县) | 衡阳县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.50 MB |
| 发布时间 | 2026-06-12 |
| 更新时间 | 2026-06-12 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58315462.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
衡阳县2025年下学期高一创新实验班期末质量检测试题
物理
考生注意:
1.本卷共三大题,15小题,满分100分,考试时量75分钟。
2.试卷分为试题卷和答题卡两个部分;答题前,考生务必将自己的姓名、考号、学校填在答题卡上。
3.将答案写在答题卡上,写在试题卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡上交。
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 一物体做匀加速直线运动,依次经过A、B、C三点,B为AC的中点,已知物体在AB段的平均速度为,在BC段的平均速度为,物体在A点速度为,在C点速度为,则下列说法正确的是( )
A. 物体在B点的速度为
B. 物体通过AB段和BC段所用时间之比为
C. 物体在AC段的平均速度为
D. 可能等于
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据匀变速直线的运动规律可得,
其中
解得物体在B点速度为,故A错误;
B.设AB段和BC段位移均为x,物体通过AB段时间为
物体通过BC段时间为
所以物体通过AB段和BC段所用时间之比为,故B正确;
C.物体在段的平均速度为,故C错误;
D.因为物体做匀加速直线运动,所以一定小于,故D错误。
故选B。
2. 两个大小均为10N的共点力,它们的合力大小范围为10N~20N,则它们的夹角不可能是( )
A. 130° B. 90° C. 50° D. 20°
【答案】A
【解析】
【详解】当这两个等大的力夹角为120°时,合力恰好为10N,在两分力夹角不断减小至0时,合力增大至20N,故夹角范围在0-120°之间,不可能为130°。
故选A。
3. 如图所示,水平细水管到水平地面的距离为水桶高的两倍,在地面上平移水桶,水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底边沿A。已知桶高为,直径为,重力加速度为,则水离开出水口的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】令桶高为h,桶直径为d,水离开出水口的速度大小为v0,出水口到桶口中心的水平间距为x,由于水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底边沿A,水到达桶口中心过程,根据平抛运动规律有,
水到达桶底A点过程,根据平抛运动规律有,
联立解得
故选B。
4. A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动,它们之间的距离随时间变化的关系如图所示。已知地球的半径为0.8r,万有引力常量为G,卫星A的线速度大于卫星B的线速度,不考虑A、B之间的万有引力,则下列说法正确的是( )
A. 卫星A的加速度小于卫星B的加速度
B. 卫星A与B的周期之比为1:4
C. 地球的质量为
D. 地球的第一宇宙速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,设轨道半径为r,则有
解得
故半径越小,线速度越大,因为卫星A的线速度大于卫星B的线速度,故。又因为
解得
因为,所以,故A错误;
BC.由图像可知
联立可得
,
由图像可知每隔时间T两卫星距离最近,设A、B的周期分别为TA、TB,则有
由开普勒第三定律
联立可得
,
可知
由
故地球质量为
故C正确,B错误;
D.第一宇宙速度是最大的运行速度,由
可得
故D错误。
故选C。
5. 如图所示,倾角的光滑斜面上有一光滑轨道,它是由长为的直轨道和半径为的圆弧轨道平滑连接而成。已知斜面边缘的点与点等高,,,是的中点。一小球以某一初速度发射后沿轨道运动,下列说法正确的是( )
A. 若,小球一定会从边离开斜面
B. 若,小球一定会从边离开斜面
C. 若,小球可能会从边离开斜面
D. 若,小球可能会从边离开斜面
【答案】C
【解析】
【详解】A.若小球恰能通过C点
解得
从A到C机械能守恒
解得
若,小球通过C点后做类平抛运动,也有可能是从DF边离开斜面,故A错误;
B.若,小球到达C点以前就离开轨道做类斜抛运动,也有可能是从FG边离开斜面,故B错误;
C.设小球通过C点后做类平抛运动恰能通过F点,
解得
机械能守恒
解得
若,小球可能会从DE边离开斜面,故C正确;
D.若,小球一定会从FG边离开斜面,不可能从EF边离开,故D错误。
故选C。
6. 如图,质量为m的长木板静止在粗糙的水平地面上,质量为3m且可视为质点的物块以水平向右的初速度v0从左端冲上木板,最终两者均静止且物块仍在木板上。物块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。下列判断正确的是( )
A. 若,则木板长度至少为
B. 若,则木板长度至少为
C. 若,则在整个运动过程中,木板运动的总时间为
D. 若,则在整个运动过程中,地面与木板间因摩擦产生的热量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.若,则木板所受地面的最大静摩擦力为
所受物块的滑动摩擦力为
故木板不动,对物块由动能定理有
解得
故A错误;
BCD.若,则f1 > f2,木板将先向右做匀加速直线运动直至达到共同速度v,此后两者一起做减速运动直至停止。
对过程一,设物块和木板的加速度分别为a1和a2,由牛顿第二定律得
由运动学规律有
解得
,
故相对滑动的距离,即木板最短长度为
木板发生的位移为
对过程二,设时间t2,位移x3,设两者的加速度大小为a3,由牛顿第二定律得
由运动学规律有
解得
,
整个过程中,木板运动的总时间为
地面与木板间因摩擦产生的热量为
故BC错误,D正确。
故选D。
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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。
7. 下列所述涉及的物理思想及方法,正确的是( )
A. 重心概念的建立体现了等效替代的思想
B. 定义加速度a=,用到比值法,加速度与Δt成反比
C. 通过平面镜观察桌面的微小形变运用了放大的思想
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了类比法
【答案】AC
【解析】
【详解】A.重心可认为是重力的等效作用点,体现了等效替代的思想,A正确;
B.加速度a=,用到比值法,加速度大小与和均无关,B错误;
C.通过平面镜观察桌面的微小形变变时运用了放大的思想,C正确;
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法,D错误。
故选AC。
8. 如图所示,不可伸长的轻绳通过光滑定滑轮连接物块B,绳的另一端和套在固定竖直杆上的圆环A连接。A在外力作用下沿杆向上运动,带动B向下运动,左侧绳与竖直向上方向夹角为,则( )
A.
B. 若A匀速上升,B一定减速下降
C. 若A减速上升,B可能匀速下降
D. 若A匀速上升,B在下落过程中处于超重状态
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据题意,分解A的速度,如图所示,则有
故A错误。
BCD.根据,若A匀速上升,增大,减小,故减小,故B减速下降,加速度向上,处于超重状态:若A减速上升,增大,减小,故减小,故B减速下降,故B、D正确,C错误。
故选BD。
9. 随着科技的进步,科学家们对太空的研究也日趋成熟,空间站是人类深空探索的重要平台,通过在空间站长期居住和研究,我们可以更好地了解太空环境对人类的影响,发展适应长期太空任务的技术和方法。空间站也是一个地球卫星,处于空间站内的物体完全失重,一切和重力有关的现象都会受到影响.某同学设想在空间站内完成如图所示实验,质量为的箱子内有质量为和的小球,两球之间用轻质弹簧相连,小球与箱子之间用轻质细线相连,在拉力作用下一起相对于空间站做匀加速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 弹簧和细线的拉力大小分别为
B. 由于处于完全失重状态,所以弹簧和细线拉力均为零
C. 某时刻若将细线剪断,剪断细线瞬间小球和箱子相对于空间站的加速度大小分别为、
D. 若将弹簧在处剪断,则剪断瞬间小球和箱子相对于空间站的加速度大小分别为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据题意,由牛顿第二定律,对整体有
F=(m1+m2+m3)a
解得
对小球m1可得,弹簧的拉力
对小球m1和m2整体可得,细线拉力
故A正确,B错误;
C.某时刻若将细线剪断,弹簧弹力瞬间不变,小球m1的加速度不变,m1的加速度为
细线的拉力消失,则m2的合力为弹簧的弹力,则m2的加速度为
对箱子有
故C错误;
D.某时刻若将弹簧从c处剪断,轻质弹簧的弹力为零,小球m1的加速度为零,小球m2和箱子有共同的加速度
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在足够长斜面的顶端,另一端与物块A栓接,且与斜面平行,O点为弹簧原长位置。斜面的倾角为θ,物块A与斜面之间的动摩擦因数,物块B叠放在A上。将两物块从O点上方处由静止释放,运动过程中A、B始终相对静止。已知两物块可视为质点、质量均为m,重力加速度为g。则物块从释放到第一次返回最高点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块下滑的最大速度出现在O点下方距离为位置
B. 物体B所受静摩擦力的最大值为
C. 物体B重力势能减少量为
D. 系统因摩擦产生的热量为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当物块合力为零时,速度最大,则
最大速度的位置在O点下方距离为
故A正确;
B.整体加速度最大时,B所受摩擦力最大。整体运动至最低点过程中,根据能量守恒
得
对整体,即将运动至最低点时,由牛顿第二定律
得
对B,根据牛顿第二定律
得物体B所受静摩擦力的最大值为
故B错误;
C.从最低点到最高点过程,根据能量守恒
得
物体B重力势能减少量为
故C正确;
D.系统因摩擦产生的热量为
故D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 利用超声波遇到物体发生反射的特性,可测定物体运动的有关参量。图甲中仪器A和B通过电缆线连接,B为超声波发射与接收一体化装置,仪器A提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形。现固定装置B,并将它对准匀加速行驶的小车C,使其每隔固定时间6T发射一短促的超声波脉冲,图乙中1、2、3为B发射的超声波信号,1'、2'、3'为对应的反射波信号。接收的反射波滞后时间已在图中标出,已知超声波在空气中的速度为v,则
(1)如图丙。以B为坐标原点,车运动方向为正,三次反射超声波时车尾的位置坐标分别是xI、xII、xIII。以乙图中峰值“1”为计时起点,三次反射超声波的时刻为tI、tII、tIII。完成下表:
反射超声波时,车尾坐标
xI=__________
xII=__________
xIII=__________
反射超声波的时刻
tII=__________
tII=__________
tIII=__________
(2)结合上表数据,计算汽车在此过程中的加速度大小为__________(结果不必小数表示)。
【答案】(1) ①. ②. ③. ④. ⑤. ⑥.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]反射超声波时,车尾坐标就是接收到超声波时距离超声波信号源的距离,小车第一次反射超声波时,车尾坐标
[2]小车第二次反射超声波时,车尾坐标
[3]小车第二次反射超声波时,车尾坐标
[4]由图乙可知,从发出超声波到小车第一次反射超声波的时刻为
[5]从第一次接受到超声波带第二次接受到超声波的时间间隔
从发出超声波到小车第二次反射超声波的时刻为
[6]从第二次接受到超声波带第三次接受到超声波的时间间隔
从发出超声波到小车第三次反射超声波的时刻为
【小问2详解】
从第一次接受到超声波到第二次接收到超声波行驶的距离
从第一次接受到超声波到第三次接收到超声波行驶的距离
根据匀变速运动的公式可知
联立解得
12. 某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前,细线与弹簧和物块的栓接点(A、B)在同一水平线上,且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油。以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计,细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为,弹簧的劲度系数为,弹性势能(为弹簧形变量),重力加速度为,遮光条的宽度为,小物块释放点与光电门之间的距离为(远远小于)。现将小物块由静止释放,记录物块通过光电门的时间。
(1)物块通过光电门时的速度为________;
(2)改变光电门的位置,重复实验,每次滑块均从点静止释放,记录多组l和对应的时间,做出图像如图所示,若在误差允许的范围内,满足关系式________时,可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒;
(3)在(2)中条件下,和时,物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为、,则________(用、、、表示);
(4)在(2)中条件下,取某个值时,可以使物块通过光电门时的速度最大,速度最大值为________(、、表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
遮光条的宽度为,通过光电门的时间,则物块通过光电门时的速度为
【小问2详解】
若系统机械能守恒,则有
变式为
所以图像若能在误差允许的范围内满足
即可验证弹簧和小物块组成的系统机械能守恒。
【小问3详解】
由图像可知和时,时间相等,则物块的速度大小相等,动能相等,可得,
联立可得
【小问4详解】
由图像可知时遮光条挡光时间最短,此时物块通过光电门时的速度最大,可得
又
联立可得
13. 如图所示,一同学玩拖拉游戏,水平地面上两物块 A、B 质量分别为,,两物块用不可伸长的水平细线连接,用与水平方向成斜向上的恒力拉物块A,使两物块一起沿水平面匀速运动。已知两物块与地面间的动摩擦因数均为,取,,。求:
(1)细线的拉力大小;
(2)恒力的大小;
(3)若仅改变物块B的质量和恒力的大小,在拉动时使物块A不脱离水平面,两者一起沿水平面匀速运动,则物块B的最大质量。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)以B为研究对象,根据受力平衡,水平方向有
竖直方向有
联立解得细线的拉力大小为
(2)以A为研究对象,根据受力平衡,竖直方向有
水平方向有
又
联立解得
(3)以A为研究对象,当其对地面的压力为0时,拉力达到最大值,此时B的质量最大;此时对整体,竖直方向有
水平方向有
联立解得物块B的最大质量为
14. 如图所示。倾角为的光滑斜面体固定在水平面上,可视为质点的物体A、B、C质量分别为,用质量不计的细线拴接,跨过顶端的光滑定滑轮,物体C放在斜面体上,A、B间细线的长度也为,开始A距离水平面的高度为,将整个装置由静止释放,假设物体落地后立即静止在水平面上,整个过程中物体C始终不会碰到滑轮,重力加速度取求:
(1)释放瞬间,物体C的加速度大小;
(2)整个过程中,物体C的最大速度以及沿斜面体上滑的最大距离。
【答案】(1);(2),2.1m
【解析】
【详解】(1)释放瞬间对物体A、B由牛顿第二定律得
对物体C由牛顿第二定律得
代入数据解得
(2)物体A落到水平面上后,物体C沿斜面体向下的分力大于物体B的重力,此后物体C开始做减速运动,因此物体A落地的瞬间,物体C的速度最大。从释放到物体A落地的瞬间,系统的机械能守恒,则由机械能守恒定律得
解得
假设A落地后当C的速度减为零时,物体B未落在水平面上,C沿斜面体继续上滑的距离为,对BC组成的系统由机械能守恒定律得
解得
显然当物体B落地后,物体C继续沿斜面体上滑,此后速度减为零;从A落地到B落地的过程,由
解得
物体B落地后,物体C沿斜面体上滑直到速度减为零。则由
解得
整个过程物体C沿斜面体上滑的距离为
15. 如图所示的简化模型,主要由光滑曲面轨道、光滑竖直圆轨道、水平轨道、水平传送带和足够长的落地区组成,各部分平滑连接,圆轨道最低点B处的入、出口靠近但相互错开,滑块落到区域时马上停止运动。现将一质量为的滑块从轨道上某一位置由静止释放,若已知圆轨道半径,水平面的长度,传送带长度,距离落地区的竖直高度,滑块始终不脱离圆轨道,且与水平轨道和传送带间的动摩擦因数均为,传送带以恒定速度逆时针转动(不考虑传送带轮的半径对运动的影响)。
(1)要使滑块恰能运动到E点,求滑块释放点的高度;
(2)若,则滑块最终停于何处?
(3)求滑块静止时距B点的水平距离x与释放点高度h的关系。
【答案】(1) ;(2) B点;(3)见解析
【解析】
【详解】(1)若滑块恰好能过最高点,则最高点时有
从A到C,根据动能定理有
解得
要使滑块恰能运动到E点,则滑块到E点的速度,从A到E,根据动能定理有
解得
显然
要使滑块恰能运动到E点,则滑块释放点的高度
(2)若设物体在传送带上向左运动,速度减为0,有
得
之后返回轨道,根据动能定理有
得
所以,恰停在B点处。
(3)①若滑块刚好停在D点,则
得
当滑块释放点的高度范围满足时,滑块不能运动到D点,最终停在上,设其在上滑动的路程为x,根据动能定理有
可得
②当滑块释放点的高度范围满足时,滑块从传送带返回D点,最终停在上,在上滑动的路程为,根据动能定理有
可得
③当滑块释放点的高度范围满足时,滑块从传送带返回D点,重回圆轨道,最终停在上,分析可知滑块在上滑动的路程为,根据动能定理有
可得
④当滑块释放点的高度时,滑块从E点飞出,根据动能定理有
由平抛运动知识可知,平抛运动的时间
可得
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衡阳县2025年下学期高一创新实验班期末质量检测试题
物理
考生注意:
1.本卷共三大题,15小题,满分100分,考试时量75分钟。
2.试卷分为试题卷和答题卡两个部分;答题前,考生务必将自己的姓名、考号、学校填在答题卡上。
3.将答案写在答题卡上,写在试题卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡上交。
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 一物体做匀加速直线运动,依次经过A、B、C三点,B为AC的中点,已知物体在AB段的平均速度为,在BC段的平均速度为,物体在A点速度为,在C点速度为,则下列说法正确的是( )
A. 物体在B点的速度为
B. 物体通过AB段和BC段所用时间之比为
C. 物体在AC段的平均速度为
D. 可能等于
2. 两个大小均为10N的共点力,它们的合力大小范围为10N~20N,则它们的夹角不可能是( )
A. 130° B. 90° C. 50° D. 20°
3. 如图所示,水平细水管到水平地面的距离为水桶高的两倍,在地面上平移水桶,水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底边沿A。已知桶高为,直径为,重力加速度为,则水离开出水口的速度大小为( )
A. B. C. D.
4. A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动,它们之间的距离随时间变化的关系如图所示。已知地球的半径为0.8r,万有引力常量为G,卫星A的线速度大于卫星B的线速度,不考虑A、B之间的万有引力,则下列说法正确的是( )
A. 卫星A的加速度小于卫星B的加速度
B. 卫星A与B的周期之比为1:4
C. 地球的质量为
D. 地球的第一宇宙速度为
5. 如图所示,倾角的光滑斜面上有一光滑轨道,它是由长为的直轨道和半径为的圆弧轨道平滑连接而成。已知斜面边缘的点与点等高,,,是的中点。一小球以某一初速度发射后沿轨道运动,下列说法正确的是( )
A. 若,小球一定会从边离开斜面
B. 若,小球一定会从边离开斜面
C. 若,小球可能会从边离开斜面
D. 若,小球可能会从边离开斜面
6. 如图,质量为m的长木板静止在粗糙的水平地面上,质量为3m且可视为质点的物块以水平向右的初速度v0从左端冲上木板,最终两者均静止且物块仍在木板上。物块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。下列判断正确的是( )
A. 若,则木板长度至少为
B. 若,则木板长度至少为
C. 若,则在整个运动过程中,木板运动的总时间为
D. 若,则在整个运动过程中,地面与木板间因摩擦产生的热量为
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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。
7. 下列所述涉及的物理思想及方法,正确的是( )
A. 重心概念的建立体现了等效替代的思想
B. 定义加速度a=,用到比值法,加速度与Δt成反比
C. 通过平面镜观察桌面的微小形变运用了放大的思想
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了类比法
8. 如图所示,不可伸长的轻绳通过光滑定滑轮连接物块B,绳的另一端和套在固定竖直杆上的圆环A连接。A在外力作用下沿杆向上运动,带动B向下运动,左侧绳与竖直向上方向夹角为,则( )
A.
B. 若A匀速上升,B一定减速下降
C. 若A减速上升,B可能匀速下降
D. 若A匀速上升,B在下落过程中处于超重状态
9. 随着科技的进步,科学家们对太空的研究也日趋成熟,空间站是人类深空探索的重要平台,通过在空间站长期居住和研究,我们可以更好地了解太空环境对人类的影响,发展适应长期太空任务的技术和方法。空间站也是一个地球卫星,处于空间站内的物体完全失重,一切和重力有关的现象都会受到影响.某同学设想在空间站内完成如图所示实验,质量为的箱子内有质量为和的小球,两球之间用轻质弹簧相连,小球与箱子之间用轻质细线相连,在拉力作用下一起相对于空间站做匀加速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 弹簧和细线的拉力大小分别为
B. 由于处于完全失重状态,所以弹簧和细线拉力均为零
C. 某时刻若将细线剪断,剪断细线瞬间小球和箱子相对于空间站的加速度大小分别为、
D. 若将弹簧在处剪断,则剪断瞬间小球和箱子相对于空间站的加速度大小分别为
10. 如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在足够长斜面的顶端,另一端与物块A栓接,且与斜面平行,O点为弹簧原长位置。斜面的倾角为θ,物块A与斜面之间的动摩擦因数,物块B叠放在A上。将两物块从O点上方处由静止释放,运动过程中A、B始终相对静止。已知两物块可视为质点、质量均为m,重力加速度为g。则物块从释放到第一次返回最高点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块下滑的最大速度出现在O点下方距离为位置
B. 物体B所受静摩擦力的最大值为
C. 物体B重力势能减少量为
D. 系统因摩擦产生的热量为
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 利用超声波遇到物体发生反射的特性,可测定物体运动的有关参量。图甲中仪器A和B通过电缆线连接,B为超声波发射与接收一体化装置,仪器A提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形。现固定装置B,并将它对准匀加速行驶的小车C,使其每隔固定时间6T发射一短促的超声波脉冲,图乙中1、2、3为B发射的超声波信号,1'、2'、3'为对应的反射波信号。接收的反射波滞后时间已在图中标出,已知超声波在空气中的速度为v,则
(1)如图丙。以B为坐标原点,车运动方向为正,三次反射超声波时车尾的位置坐标分别是xI、xII、xIII。以乙图中峰值“1”为计时起点,三次反射超声波的时刻为tI、tII、tIII。完成下表:
反射超声波时,车尾坐标
xI=__________
xII=__________
xIII=__________
反射超声波的时刻
tII=__________
tII=__________
tIII=__________
(2)结合上表数据,计算汽车在此过程中的加速度大小为__________(结果不必小数表示)。
12. 某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前,细线与弹簧和物块的栓接点(A、B)在同一水平线上,且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油。以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计,细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为,弹簧的劲度系数为,弹性势能(为弹簧形变量),重力加速度为,遮光条的宽度为,小物块释放点与光电门之间的距离为(远远小于)。现将小物块由静止释放,记录物块通过光电门的时间。
(1)物块通过光电门时的速度为________;
(2)改变光电门的位置,重复实验,每次滑块均从点静止释放,记录多组l和对应的时间,做出图像如图所示,若在误差允许的范围内,满足关系式________时,可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒;
(3)在(2)中条件下,和时,物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为、,则________(用、、、表示);
(4)在(2)中条件下,取某个值时,可以使物块通过光电门时的速度最大,速度最大值为________(、、表示)。
13. 如图所示,一同学玩拖拉游戏,水平地面上两物块 A、B 质量分别为,,两物块用不可伸长的水平细线连接,用与水平方向成斜向上的恒力拉物块A,使两物块一起沿水平面匀速运动。已知两物块与地面间的动摩擦因数均为,取,,。求:
(1)细线的拉力大小;
(2)恒力的大小;
(3)若仅改变物块B的质量和恒力的大小,在拉动时使物块A不脱离水平面,两者一起沿水平面匀速运动,则物块B的最大质量。
14. 如图所示。倾角为的光滑斜面体固定在水平面上,可视为质点的物体A、B、C质量分别为,用质量不计的细线拴接,跨过顶端的光滑定滑轮,物体C放在斜面体上,A、B间细线的长度也为,开始A距离水平面的高度为,将整个装置由静止释放,假设物体落地后立即静止在水平面上,整个过程中物体C始终不会碰到滑轮,重力加速度取求:
(1)释放瞬间,物体C的加速度大小;
(2)整个过程中,物体C的最大速度以及沿斜面体上滑的最大距离。
15. 如图所示的简化模型,主要由光滑曲面轨道、光滑竖直圆轨道、水平轨道、水平传送带和足够长的落地区组成,各部分平滑连接,圆轨道最低点B处的入、出口靠近但相互错开,滑块落到区域时马上停止运动。现将一质量为的滑块从轨道上某一位置由静止释放,若已知圆轨道半径,水平面的长度,传送带长度,距离落地区的竖直高度,滑块始终不脱离圆轨道,且与水平轨道和传送带间的动摩擦因数均为,传送带以恒定速度逆时针转动(不考虑传送带轮的半径对运动的影响)。
(1)要使滑块恰能运动到E点,求滑块释放点的高度;
(2)若,则滑块最终停于何处?
(3)求滑块静止时距B点的水平距离x与释放点高度h的关系。
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