内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)、老校(文化街校区)
2025-2026学年高一期07月期末
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 图甲为使用风簸的情景。风簸是清谷的农用工具,主要用于筛选精谷粒和瘪谷粒。图乙为其工作原理示意图:匀速摇动扇叶(图中未画出),在AB和CD间形成持续稳定的风力场,风速水平向左,开启斗仓下方的狭缝S1,轻重显著不同的谷粒由狭缝进入风力场,在风力和重力作用下经由具有一定宽度的出谷口S₂或S3离开风力场后被收集。现考查同时进入风力场的精谷粒a和瘪谷粒b这两粒谷子,设它们所受风力相同,忽略初速度和空气阻力的影响,那么( )
A. a比b先到达出谷口
B. 到达出谷口时a的速度较大,b的速度较小
C. a经由S₃离开风力场,b经由S₂离开风力场
D. 离开出谷口时,a的机械能增量较小,b的机械能增量较大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由竖直方向运动学关系式可得
因竖直方向高度相同,谷粒在风力场中运动的时间相同,与质量无关。A错误;
B.设精谷粒a质量为ma,瘪谷粒b质量为mb,风力为F,则谷粒水平方向加速度为
由题知,则
谷粒a、b在风力场运动下落时间相同,设为t,则到达出谷口速度
代入得
到达出谷口时b的速度较大,a的速度较小,B错误;
C.因竖直方向高度相同,在风力场中运动的时间相同,由牛顿第二定律可知质量大的精谷粒a水平加速度较小,则相同时间内的水平位移较小,即质量大的精谷粒a会从S2离开风力场,质量小的瘪谷粒b会从S3离开风力场。C错误;
D.精谷粒a会从S2离开风力场,水平方向风力做功少,机械能增量较小,瘪谷粒b会从S3离开风力场,水平方向风力做功多,机械能增量较大。D正确;
故选D。
2. 如图所示,两挂钩可沿固定水平横梁滑动到任意位置后锁定。一挎包质量为m,其轻质包带长度约为4d,a、b为包与包带的连接点,相距为d。将挎包悬挂在两挂钩上,两挂钩相距为x时,锁定挂钩。挎包静止时,a、b在同一水平直线上,包带的张力大小为FT,重力加速度为g,不计包带与挂钩之间的摩擦及两挂钩尺寸。能正确反映随x变化的图像是()
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设挎包带与竖直方向的夹角为θ。对挎包受力分析,竖直方向受重力mg和两股包带的拉力FT,由平衡条件2FTcosθ=mg
根据几何关系有单侧包带长度
单侧包带水平投影长度
则
故
代入特殊点x = 0,
x = d,
x = 2d,
故选D。
3. 一家无人机快递公司需要将包裹从配送站点送到客户所在地点。若、在同一水平面,直线距离,点在点的正北方向,此时有稳定的西风,风速向东。已知无人机在无风时正常飞行速度(相对空气的速度),现要求操控无人机沿直线将包裹准确送达点,下列说法中正确的是( )
A. 应调整指向正北方向
B. 应调整指向北偏西
C. 无人机从点飞行到点的时间有可能是
D. 若风速增加到,则无法操控无人机沿直线将包裹准确送达点
【答案】B
【解析】
【详解】A.若指向正北,没有向西的分量抵消向东的风速,合速度会偏东北方向,无法到达B点,故A错误;
B.设方向为北偏西,需要西向分量抵消风速,即
代入数据得
解得
即指向北偏西,故B正确;
C.若无人机以正常飞行速度,沿直线从点飞行到,用时为
但实际飞行中,有风速为的西风,无人机沿方向的合速度一定小于,因此无人机从点飞行到点的时间一定大于,故C错误;
D.若风速增加到,仍满足,向西的分量可以抵消向东的风速,无人机可以沿直线将包裹送达点,故D错误。
故选B。
4. 一半径为R的四分之一圆弧轨道固定于竖直平面内,圆心为O,最高点A与O等高,如图所示,其中P为OB的中点,M、N是OB的3等分点,现在OB竖直线上各点水平抛出小球,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 从OP段水平抛出的小球,都不可能垂直落于AB圆弧轨道上
B. 从PB段水平抛出的小球,都可能垂直落于AB圆弧轨道上
C. 从M点水平抛出的小球,要使其能垂直落于AB圆弧轨道上,其初速度应为
D. 从N点水平抛出的小球,要使其能垂直落于AB圆弧轨道上,其初速度应为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB.设在OB上某点C水平抛出正好垂直落于圆弧上D点,可知速度反向延长线交于水平位移中点,如图所示,可见
故PB段水平抛出的小球,都不可能垂直落于AB圆弧轨道上,故A、B错误;
CD.从M点水平抛出,可见竖直位移为,水平位移为,可得水平速度为,故C正确、D错误。
故选C。
5. 如图所示,家用小石磨的圆盘上放着一堆总质量为m的黄豆。转动把手,使圆盘由静止开始绕中心加速转动,黄豆堆与圆盘始终相对静止。转动一周时黄豆堆的速度大小变为v,黄豆堆视为质点,圆盘视为水平面,黄豆堆与中心的距离为r,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 黄豆堆所受合力做的功为
B. 黄豆堆所受的摩擦力一定指向中心
C. 黄豆堆的速度大小为v时,黄豆堆所受的摩擦力一定小于
D. 黄豆堆的速度大小为v时,圆盘的角速度为vr
【答案】A
【解析】
【详解】A.合力做功等于动能的变化量,故A正确;
B.黄豆堆从静止到运动,不是做匀速圆周运动,因此摩擦力除了提供向心力,还提供速度增大的力,两个分力的合力不指向中心,故B错误;
C.黄豆堆的速度大小为v时,不知是否是匀速圆周运动,因此摩擦力除了提供向心力,大小为,可能还提供速度增大的力,大小为,两个分力垂直,摩擦力,故C错误;
D.角速度,故D错误。
故选A。
6. 八大行星绕太阳的运动可近似视为匀速圆周运动,研究发现,行星与太阳中心的连线在单位时间内扫过的面积与行星轨道半径的平方根满足线性关系,某行星的图像如图所示。引力常量为,图中、已知,忽略行星间的相互作用,则太阳的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】 设太阳的质量为,行星的质量为,轨道半径为,线速度为。 行星绕太阳做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得行星的线速度为
行星与太阳中心的连线在单位时间内扫过的面积(即面积速度)为
将的表达式代入上式,可得
由图像可知,图像是一条过原点的直线,且经过点(q,p),即当 时,。
代入上述关系式得
解得太阳的质量为
故选 B。
7. 当下中国新能源汽车在全球已经处于绝对领先地位,除了核心技术带来的节能优势外,其节能理念已渗透到许多细节里。某型号的新能源汽车正在平直测试场地上进行智驾测试。汽车以速度匀速行驶,感知到本车道正前方有一缓行车辆后,立即进入经济驾驶模式,汽车的牵引力功率立即减小为原来的一半。经过时间t,汽车再次做匀速运动。已知该汽车行驶时所受的阻力恒为f,汽车的质量为m。关于该汽车的功率减半后的运动,下列说法正确的是( )
A. 减速过程中,汽车的牵引力不断变大
B. 汽车车速减为时,加速度的大小为
C. 减速过程中,汽车的位移为
D. 减速过程中,汽车克服阻力做功
【答案】A
【解析】
【详解】A.汽车以匀速运动,牵引力,额定功率
减速过程中,功率变为
减速过程中,功率保持不变,速度逐渐减小,由,可知汽车的牵引力不断变大,故A正确;
B.当车速时,牵引力大小为
根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为,故B错误;
C.经过时间t,汽车再次做匀速运动,牵引力,此时汽车速度为
减速过程中,若汽车做匀减速直线运动,则汽车的位移为
实际上汽车做加速度减小的减速运动,所以汽车的位移不等于,故C错误;
D.减速过程中,由动能定理可得
其中,
解得汽车克服阻力做功,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,古代起重的一个辘轳由两个直径不同,固定在同一轴上的圆柱体组成,一根轻绳绕在两圆柱上,摇把匀速转动时,小圆柱体上绳子下降,大圆柱体上绳子上升,从而提起重物,不计摩擦、滑轮和摇把重力的影响,已知重物重力大小为G,小圆柱和大圆柱体的半径分别是r和R,摇把的半径为L,摇把匀速转动的角速度为ω,则( )
A. 摇把匀速转动时,重物上升的速度为
B. 摇把匀速转动时,重物上升克服重力做功的功率为
C. 摇把匀速转动时,作用在摇把上的力最小为
D. 摇把上的力对摇把做的功等于重物动能的增加量
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由题可知大圆柱体绳子上升的速度
小圆柱体绳子下降的速度
故绳子实际上升的速度
故重物上升的速度
A错误;
B.根据功率的公式
可知,物体克服重力的功率
B正确;
C.摇把转动一周所做的功为,施加在摇把上的力为,克服重力所做的功为,则有
摇把转动一周,绳子上升的距离
则重物上升的高度
故克服重力所做的功
由功能原理可知
所以最小力为
C正确;
D.摇把上的力所做的功,除了使重物的动能增加,还使重物的重力势能也增加了,D错误。
故选BC。
9. 如图所示,“L”形的木板A置于水平面上,其质量为m,初始时刻静止,木板与地面间的动摩擦因数为μ,另一质量也为m的滑块B初始紧贴木板A的左侧面且B的下表面距平板A的上表面高度为h,滑块B与A的左侧面间的动摩擦因数也为μ。在t=0时刻,将B从静止释放,并在B上施加一水平向左、大小为mg(g为重力加速度)的恒力F,在t1时刻,物块B下落至木板的上表面后不反弹。在0~t1时间内,木板A的加速度大小为,下列选项正确的是( )
A. μ=0.5
B. 0~t1时间内B在竖直方向上的加速度大小为
C. t1时刻之后,整个系统将向左做加速度小于的匀加速直线运动
D. 物块B落在A的上表面前的瞬间,其速度大小为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.在水平方向上,对A、B组成的系统由牛顿第二定律有
对B,有,
可得动摩擦因数为μ=0.5
A正确;
B.对B在竖直方向上分析有mg-
可得B在竖直方向上的加速度大小
B正确;
C.t1时刻之后,μ·2mg= mg=F
整个系统水平方向受力平衡,整个系统将向左做匀速直线运动,C错误;
D.物块B落在A的上表面前的瞬间,在竖直方向有
则其竖直方向分速度大小为
B还有水平方向上的分速度,其合速度大于,D错误。
故选AB。
10. 如图,在竖直平面内,斜面ABCD倾角为,AC段光滑,CD段粗糙,DE段是半径为R、圆心角为的光滑圆弧,E点处切线水平。现有n个质量为m的相同小物块依次紧挨,第1个物块置于B点,第n个物块置于A点,AB=BC=CD=L。当每个小物块运动到CD段时,其与CD间的动摩擦因数均为。研究单个小物块时可视为质点。n个小物块静止释放,则( )
A. 第1个物块到达C点时的速度大小
B. 第1个物块到达D点的过程中,摩擦力对n个物块所做的功
C. 第1个物块到达D点时的速度大小
D. 第n个物块到达E点时的速度大小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由A点到C点由机械能守恒,有
解得 ,故 A 正确;
B.摩擦力随这些物块进入CD段的距离 x 的变化规律为
摩擦力做功为,故 B 错误;
C.小物块 1 到D点时这些物块的速度满足
解得 ,故 C 正确;
D.第 n 个小物块匀速通过CD段,在DE段由机械能守恒定律得
解得,故 D 错误。
故选AC。
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 用图1装置做“探究平抛运动特点”的实验时,用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下。某次实验,频闪照相记录两小球在不同时刻的位置如图2所示。
(1)为了减小中空气阻力的影响,实验所用的小球应选小______(选填“钢”或“塑料”)球。
(2)实验时,有以下两个步骤:a、用小锤击打弹性金属片,b、打开频闪仪。正确的操作顺序是______(选填“先a后b”“先b后a”或“a和b同时”)。
(3)利用图2,根据任意时刻A、B两球______相同,可判断A球竖直方向做自由落体运动,根据______,可判断A球水平方向做匀速直线运动。
(4)若实验所用小球直径为D,用刻度尺测得图2中小球直径为d,B球三个相邻时刻的竖直高度差分别为、,A球两个相邻时刻水平距离x,重力加速度为g。利用这些数据计算A球平抛初速度为______。
【答案】 ①. 钢 ②. 先后 ③. 竖直高度 ④. 相邻两位置水平距离相等 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]为了减小空气阻力影响,小球应选用质量大、体积小的,即选用密度大的小球,可知,为了减小中空气阻力的影响,实验所用的小球应选小钢球。
(2)[2]为了避免频闪照片记录区域上方出现大量的空白,实验时,应先打开频闪仪,再用小锤击打弹性金属片,即先b后a。
(3)[3]B球做自由落体运动,利用图2,根据任意时刻A、B两球竖直高度相同,可判断A球竖直方向做自由落体运动;
[4]A球做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,根据相邻两位置水平距离相等,可判断A球水平方向做匀速直线运动。
(4)[5]若实验所用小球直径为D,用刻度尺测得图2中小球直径为d,则实际长度与频闪照片上长度的比例为
则B球三个相邻时刻的竖直高度差、,A球两个相邻时刻水平距离x,实际值分别为,,,令相邻小球之间的时间间隔为T,则有
,
解得
12. 某实验小组设计如图甲所示的装置来验证由小球和轻弹簧组成的系统机械能守恒。竖直杆上固定一标尺,弹簧上端与杆的顶端相连,下端悬挂一质量为m的小球。小球可沿竖直方向上下振动,杆上标尺的零点与弹簧原长时小球的球心位置对齐。已知重力加速度大小为g,弹簧劲度系数为k,弹性势能为,其中x为弹簧的形变量。回答下列问题:
(1)实验时,先用游标卡尺测出小球的直径D,其目的是为了_______。
(2)将小球从弹簧原长位置由静止释放,利用光电门传感器和数字计时器测出小球下落高度h时通过光电门的时间t。该过程中,系统减少的重力势能为_______,系统增加的弹性势能与动能之和为_______。(均选用题中所给字母m,g,h,t,k,D表示)
(3)该小组多次改变光电门的位置,测得不同高度h及其对应的速度v,并绘制了图像,如图乙所示。若系统机械能守恒,且测得图像斜率的绝对值为β,则弹簧的劲度系数k=_______。(用m,β表示)
【答案】(1)便于计算小球通过光电门的瞬时速度
(2) ①. ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
本实验用光电门测小球速度时,利用平均速度近似代替瞬时速度,速度大小等于小球直径除以挡光时间,因此测量小球直径是为了得到小球通过光电门的瞬时速度。
【小问2详解】
[1]小球下落高度,重力势能减少量为
[2]下落时弹簧形变量为,弹性势能为,小球速度,动能为
因此系统增加的弹性势能与动能之和为
【小问3详解】
若系统机械能守恒,满足
整理得
可知图像的斜率绝对值
因此
三、解答题(共计38分)
13. 如图所示,一儿童在房间内向地面上的O点投掷弹力球(可视为质点),弹力球从O点反弹到右侧竖直墙壁上的M点后,又直接反弹到左侧竖直墙壁上的N点。已知两竖直墙壁间的距离 L=10.8m,O点距右侧墙壁d=2.7m,M点与N点等高,弹力球在空中离水平地面的最大高度H=4.05m。弹力球与墙壁碰撞前后瞬间沿墙壁的速度不变,垂直于墙壁的速度大小不变,方向相反。不计空气阻力,忽略弹力球与墙壁的碰撞时间,取 g=10m/s2。
(1)弹力球在O点弹起时的速度大小v0;
(2)弹力球与M点碰撞后瞬间速度与竖直方向夹角的正切值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在竖直方向
得
竖直方向的速度为
水平方向做匀速直线运动,有
得
联立解得弹力球在O点弹起时的速度大小
【小问2详解】
从O点到M点的过程中,水平方向做匀速直线运动,有
得
竖直方向的速度为
在M点碰撞后瞬间速度与竖直方向夹角的正切值
解得
14. 探测车在某行星上执行科研任务时突然失去动力,从倾角为θ的固定斜坡上静止滑下,从车上传感器获取其速度平方v2与位移x的关系如图所示,且图像斜率为k。已知该行星半径为R,不计一切摩擦和该行星的自转影响。
(1)求该行星表面的重力加速度;
(2)已知第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍,求质量为m的卫星脱离该行星所需的最小动能。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
探测车在斜坡上有
由牛顿第二定律,得
且
联立解得
【小问2详解】
设行星质量为M,第一宇宙速度为,则第二宇宙速度为
由万有引力定律,得
同时有
脱离该行星的最小动能为
联立解得
15. 如图所示,长度的水平传送带顺时针转动,B端左侧固定有半径的光滑圆弧轨道CDE和半径的光滑圆管轨道EFG。O1、E、O2、G在同一直线上且与足够长的直轨道GH垂直,D点与O1等高,F与O2等高,GH轨道倾角。质量m=1 kg的小物块以水平初速度从A端滑入传送带,BC之间的开口正好可容纳小物块通过,小物块与传送带动摩擦因数。GH轨道由特殊材料制成,小物块沿直轨道向上运动时动摩擦因数,向下运动时动摩擦因数。(传送带轮轴半径足够小,不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,)。求小物块
(1)运动到B点时的速度大小;
(2)第一次运动到G点时的速度大小;
(3)通过F点的次数(写出必要的计算过程);
(4)在GH轨道上经过的总路程。
【答案】(1)
(2)
(3)5 (4)
【解析】
【小问1详解】
从A到B,小物块匀减速,加速度大小有
由运动学公式有
得
【小问2详解】
由C(或B)到G,由动能定理
得
【小问3详解】
第1次从G点滑到最高点,由动能定理
第1次从最高点滑到G点,由动能定理
得
易知第n次从最高点滑到G点速度
则,,
若从G点恰好滑到F点有
得
若从G点恰好滑到D点
得
小物块从冲入传送带到第1次滑到GH最高点的过程:第1次过F点;
小物块第1次从GH的最高点滑到G点速度:,说明小物块能过F点,且到不了D点,不脱轨,有2次过F点;
小物块第2次从GH的最高点滑到G点速度:,说明小物块能过F点,且到不了D点,不脱轨,有2次过F点;
小物块第3次从GH的最高点滑到G点速度:,不脱轨,小物块到不了F点。
综上,整个过程共有5次过F点。
【小问4详解】
小物块在GH上时,因,所以小物块每次在GH上升到最高点后一定会下滑,最终小物块在G与其等高点间往复运动。
小物块每次在GH上向上运动和向下运动的距离相等,设在GH上经过的总路程位,有
得
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河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)、老校(文化街校区)
2025-2026学年高一期07月期末
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 图甲为使用风簸的情景。风簸是清谷的农用工具,主要用于筛选精谷粒和瘪谷粒。图乙为其工作原理示意图:匀速摇动扇叶(图中未画出),在AB和CD间形成持续稳定的风力场,风速水平向左,开启斗仓下方的狭缝S1,轻重显著不同的谷粒由狭缝进入风力场,在风力和重力作用下经由具有一定宽度的出谷口S₂或S3离开风力场后被收集。现考查同时进入风力场的精谷粒a和瘪谷粒b这两粒谷子,设它们所受风力相同,忽略初速度和空气阻力的影响,那么( )
A. a比b先到达出谷口
B. 到达出谷口时a的速度较大,b的速度较小
C. a经由S₃离开风力场,b经由S₂离开风力场
D. 离开出谷口时,a的机械能增量较小,b的机械能增量较大
2. 如图所示,两挂钩可沿固定水平横梁滑动到任意位置后锁定。一挎包质量为m,其轻质包带长度约为4d,a、b为包与包带的连接点,相距为d。将挎包悬挂在两挂钩上,两挂钩相距为x时,锁定挂钩。挎包静止时,a、b在同一水平直线上,包带的张力大小为FT,重力加速度为g,不计包带与挂钩之间的摩擦及两挂钩尺寸。能正确反映随x变化的图像是()
A. B.
C. D.
3. 一家无人机快递公司需要将包裹从配送站点送到客户所在地点。若、在同一水平面,直线距离,点在点的正北方向,此时有稳定的西风,风速向东。已知无人机在无风时正常飞行速度(相对空气的速度),现要求操控无人机沿直线将包裹准确送达点,下列说法中正确的是( )
A. 应调整指向正北方向
B. 应调整指向北偏西
C. 无人机从点飞行到点的时间有可能是
D. 若风速增加到,则无法操控无人机沿直线将包裹准确送达点
4. 一半径为R的四分之一圆弧轨道固定于竖直平面内,圆心为O,最高点A与O等高,如图所示,其中P为OB的中点,M、N是OB的3等分点,现在OB竖直线上各点水平抛出小球,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 从OP段水平抛出的小球,都不可能垂直落于AB圆弧轨道上
B. 从PB段水平抛出的小球,都可能垂直落于AB圆弧轨道上
C. 从M点水平抛出的小球,要使其能垂直落于AB圆弧轨道上,其初速度应为
D. 从N点水平抛出的小球,要使其能垂直落于AB圆弧轨道上,其初速度应为
5. 如图所示,家用小石磨的圆盘上放着一堆总质量为m的黄豆。转动把手,使圆盘由静止开始绕中心加速转动,黄豆堆与圆盘始终相对静止。转动一周时黄豆堆的速度大小变为v,黄豆堆视为质点,圆盘视为水平面,黄豆堆与中心的距离为r,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 黄豆堆所受合力做的功为
B. 黄豆堆所受的摩擦力一定指向中心
C. 黄豆堆的速度大小为v时,黄豆堆所受的摩擦力一定小于
D. 黄豆堆的速度大小为v时,圆盘的角速度为vr
6. 八大行星绕太阳的运动可近似视为匀速圆周运动,研究发现,行星与太阳中心的连线在单位时间内扫过的面积与行星轨道半径的平方根满足线性关系,某行星的图像如图所示。引力常量为,图中、已知,忽略行星间的相互作用,则太阳的质量为( )
A. B. C. D.
7. 当下中国新能源汽车在全球已经处于绝对领先地位,除了核心技术带来的节能优势外,其节能理念已渗透到许多细节里。某型号的新能源汽车正在平直测试场地上进行智驾测试。汽车以速度匀速行驶,感知到本车道正前方有一缓行车辆后,立即进入经济驾驶模式,汽车的牵引力功率立即减小为原来的一半。经过时间t,汽车再次做匀速运动。已知该汽车行驶时所受的阻力恒为f,汽车的质量为m。关于该汽车的功率减半后的运动,下列说法正确的是( )
A. 减速过程中,汽车的牵引力不断变大
B. 汽车车速减为时,加速度的大小为
C. 减速过程中,汽车的位移为
D. 减速过程中,汽车克服阻力做功
8. 如图所示,古代起重的一个辘轳由两个直径不同,固定在同一轴上的圆柱体组成,一根轻绳绕在两圆柱上,摇把匀速转动时,小圆柱体上绳子下降,大圆柱体上绳子上升,从而提起重物,不计摩擦、滑轮和摇把重力的影响,已知重物重力大小为G,小圆柱和大圆柱体的半径分别是r和R,摇把的半径为L,摇把匀速转动的角速度为ω,则( )
A. 摇把匀速转动时,重物上升的速度为
B. 摇把匀速转动时,重物上升克服重力做功的功率为
C. 摇把匀速转动时,作用在摇把上的力最小为
D. 摇把上的力对摇把做的功等于重物动能的增加量
9. 如图所示,“L”形的木板A置于水平面上,其质量为m,初始时刻静止,木板与地面间的动摩擦因数为μ,另一质量也为m的滑块B初始紧贴木板A的左侧面且B的下表面距平板A的上表面高度为h,滑块B与A的左侧面间的动摩擦因数也为μ。在t=0时刻,将B从静止释放,并在B上施加一水平向左、大小为mg(g为重力加速度)的恒力F,在t1时刻,物块B下落至木板的上表面后不反弹。在0~t1时间内,木板A的加速度大小为,下列选项正确的是( )
A. μ=0.5
B. 0~t1时间内B在竖直方向上的加速度大小为
C. t1时刻之后,整个系统将向左做加速度小于的匀加速直线运动
D. 物块B落在A的上表面前的瞬间,其速度大小为
10. 如图,在竖直平面内,斜面ABCD倾角为,AC段光滑,CD段粗糙,DE段是半径为R、圆心角为的光滑圆弧,E点处切线水平。现有n个质量为m的相同小物块依次紧挨,第1个物块置于B点,第n个物块置于A点,AB=BC=CD=L。当每个小物块运动到CD段时,其与CD间的动摩擦因数均为。研究单个小物块时可视为质点。n个小物块静止释放,则( )
A. 第1个物块到达C点时的速度大小
B. 第1个物块到达D点的过程中,摩擦力对n个物块所做的功
C. 第1个物块到达D点时的速度大小
D. 第n个物块到达E点时的速度大小
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 用图1装置做“探究平抛运动特点”的实验时,用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下。某次实验,频闪照相记录两小球在不同时刻的位置如图2所示。
(1)为了减小中空气阻力的影响,实验所用的小球应选小______(选填“钢”或“塑料”)球。
(2)实验时,有以下两个步骤:a、用小锤击打弹性金属片,b、打开频闪仪。正确的操作顺序是______(选填“先a后b”“先b后a”或“a和b同时”)。
(3)利用图2,根据任意时刻A、B两球______相同,可判断A球竖直方向做自由落体运动,根据______,可判断A球水平方向做匀速直线运动。
(4)若实验所用小球直径为D,用刻度尺测得图2中小球直径为d,B球三个相邻时刻的竖直高度差分别为、,A球两个相邻时刻水平距离x,重力加速度为g。利用这些数据计算A球平抛初速度为______。
12. 某实验小组设计如图甲所示的装置来验证由小球和轻弹簧组成的系统机械能守恒。竖直杆上固定一标尺,弹簧上端与杆的顶端相连,下端悬挂一质量为m的小球。小球可沿竖直方向上下振动,杆上标尺的零点与弹簧原长时小球的球心位置对齐。已知重力加速度大小为g,弹簧劲度系数为k,弹性势能为,其中x为弹簧的形变量。回答下列问题:
(1)实验时,先用游标卡尺测出小球的直径D,其目的是为了_______。
(2)将小球从弹簧原长位置由静止释放,利用光电门传感器和数字计时器测出小球下落高度h时通过光电门的时间t。该过程中,系统减少的重力势能为_______,系统增加的弹性势能与动能之和为_______。(均选用题中所给字母m,g,h,t,k,D表示)
(3)该小组多次改变光电门的位置,测得不同高度h及其对应的速度v,并绘制了图像,如图乙所示。若系统机械能守恒,且测得图像斜率的绝对值为β,则弹簧的劲度系数k=_______。(用m,β表示)
三、解答题(共计38分)
13. 如图所示,一儿童在房间内向地面上的O点投掷弹力球(可视为质点),弹力球从O点反弹到右侧竖直墙壁上的M点后,又直接反弹到左侧竖直墙壁上的N点。已知两竖直墙壁间的距离 L=10.8m,O点距右侧墙壁d=2.7m,M点与N点等高,弹力球在空中离水平地面的最大高度H=4.05m。弹力球与墙壁碰撞前后瞬间沿墙壁的速度不变,垂直于墙壁的速度大小不变,方向相反。不计空气阻力,忽略弹力球与墙壁的碰撞时间,取 g=10m/s2。
(1)弹力球在O点弹起时的速度大小v0;
(2)弹力球与M点碰撞后瞬间速度与竖直方向夹角的正切值。
14. 探测车在某行星上执行科研任务时突然失去动力,从倾角为θ的固定斜坡上静止滑下,从车上传感器获取其速度平方v2与位移x的关系如图所示,且图像斜率为k。已知该行星半径为R,不计一切摩擦和该行星的自转影响。
(1)求该行星表面的重力加速度;
(2)已知第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍,求质量为m的卫星脱离该行星所需的最小动能。
15. 如图所示,长度的水平传送带顺时针转动,B端左侧固定有半径的光滑圆弧轨道CDE和半径的光滑圆管轨道EFG。O1、E、O2、G在同一直线上且与足够长的直轨道GH垂直,D点与O1等高,F与O2等高,GH轨道倾角。质量m=1 kg的小物块以水平初速度从A端滑入传送带,BC之间的开口正好可容纳小物块通过,小物块与传送带动摩擦因数。GH轨道由特殊材料制成,小物块沿直轨道向上运动时动摩擦因数,向下运动时动摩擦因数。(传送带轮轴半径足够小,不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,)。求小物块
(1)运动到B点时的速度大小;
(2)第一次运动到G点时的速度大小;
(3)通过F点的次数(写出必要的计算过程);
(4)在GH轨道上经过的总路程。
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