内容正文:
大庆实验中学2024级高二下学期期末考试
物理学科试题
说明:1.请将答案填涂在答题卡的指定区域内。
2.满分100分,考试时间75分钟。
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题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 阴极射线中粒子的实质是( )
A. 核外电子 B. β粒子 C. 正电子 D. 光子
【答案】A
【解析】
【详解】A.阴极射线由阴极在高压下发射的带负电粒子组成,本质是原子的核外电子,故A正确;
B.β粒子虽为电子,但特指核衰变产生的电子,与阴极射线来源不同,故B错误;
CD.正电子带正电,光子不带电,均不符合阴极射线的带电特性,故CD错误。
故选A。
2. ETC是电子不停车收费系统的简称,常见于高速公路出入口,只要在车挡风玻璃上安装一个打卡装置,就能实现快速收费,提高通行效率。如图所示是一辆汽车通过ETC通道运动过程的速度—时间图像,其中时间内的图线是一条平行于轴的直线,则( )
A. 汽车在时间内速度的瞬时变化率逐渐减小
B. 汽车在时间内处于静止状态
C. 汽车在和时间内的加速度方向相反
D. 汽车在和时间内的速度方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知在时间内速度随时间均匀减小,所以汽车在时间内速度的瞬时变化率保持不变,故A错误;
B.由题图可知汽车在时间内处于匀速直线运动,故B错误;
C.根据图像的斜率表示加速度,由题图可知汽车在和时间内的加速度方向相反,故C正确;
D.由题图可知汽车在和时间内的速度方向相同,均为正方向,故D错误。
故选C。
3. 如图所示为明代画家倪端所画的《捕鱼图》的一部分,和渔网连接的四根竹竿系在跨过支架的轻绳上,渔翁拉动轻绳即可向上提起渔网,若某次渔网(含鱼和网中水)的总质量为10 kg,竹竿与渔网连接的末端的切线与竖直方向的夹角均为,,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 渔网匀速上升时,每根竹竿对渔网的作用力大小均为
B. 鱼对渔网的压力和渔网对鱼的支持力作用效果相互抵消
C. 渔网加速上升时,渔网对鱼的支持力大于鱼的重力
D. 渔网减速上升时,渔网中的鱼处于超重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.渔网匀速上升时,受力平衡,四根竹竿对渔网的作用力的合力与渔网的总重力等大反向,有
解得每根竹竿对渔网的作用力大小均为,故A错误;
B.鱼对渔网的压力、渔网对鱼的支持力是一对相互作用力,分别作用在渔网和鱼两个不同物体上,无法相互抵消(只有作用在同一物体上的平衡力才能抵消作用效果),故B错误;
C.渔网加速上升时,鱼的加速度方向向上,对鱼受力分析有
所以
即渔网对鱼的支持力大于鱼的重力,故C正确;
D.渔网减速上升时,加速度方向向下,鱼处于失重状态,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,纵坐标表示压强、横坐标表示气体的体积、一定质量的理想气体经历完成循环过程,该过程由两个绝热和两个等容过程组成。下列说法正确的是( )
A. 整个过程中温度最高的是状态
B. 在过程中,所有气体分子的热运动速率减小
C. 在过程中,气体放出热量
D. 从状态经一个循环又回到的全过程中,气体吸收的热量大于放出的热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.在过程中,气体发生等容变化,则有,由于气体压强增大,所以气体温度升高,即,故A错误;
B.在过程中,气体发生等容变化,则有,由于气体压强减小,所以气体温度降低,气体分子的平均速率减小,但不是所有气体分子的热运动速率减小,故B错误;
C.在过程中,气体发生等容变化,外界对气体做功为0,气体温度升高,气体内能增加,根据热力学第一定律可知,气体吸收热量,故C错误;
D.从状态经一个循环又回到的全过程中,气体内能不变;根据图像与横轴围成的面积表示做功的大小,由题图可知,整个循环过程中,外界对气体做负功,根据热力学第一定律可知,气体吸收的热量大于放出的热量,故D正确。
故选D。
5. 如图a所示,在2024年世界泳联跳水世界杯西安超级总决赛中,陈艺文夺得女子单人3米板冠军。将3米板跳水运动简化为如下情境:运动员(视为质点)在空中做竖直上抛运动,在水中做匀减速直线运动,以竖直向上为正方向,其速度—时间()图像如图b所示。已知跳板到水面的高度为,重力加速度为,忽略跳板的振动,不计空气阻力,以下说法正确的是( )
A. 运动员入水速度为 B. 运动员入水速度为
C. 运动员离跳板的最大高度为 D. 运动员入水的最大深度为
【答案】D
【解析】
【详解】AC.面积表示位移,由题图b可知,运动员在时刻入水,入水前向上运动的位移大小是向下运动的位移大小的,设运动员离跳板最大高度为,则有
解得
运动员在空中向下运动的位移
设运动员入水速度为,由自由落体运动规律
解得
故AC错误;
B.运动员从至时间内做自由落体运动,由自由落体运动规律可知,入水速度应为
故B错误;
D.由题图b可知,入水前后加速度大小之比为,即水中加速度大小
由逆向思维可知,入水最大深度
故D正确。
故选D。
6. 如图所示为某建筑工地的传送装置,长为、倾角的传送带倾斜地固定在水平面上,以恒定的速率顺时针转动,质量的工件可视为质点无初速地放在传送带的顶端,经过一段时间工件运动到传动带的底端,工件与传送带之间的动摩擦因数为,取,,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 工件由顶端到底端的时间为
B. 若工件与传送带共速时立马将传送带改为逆时针转动,则工件由顶端到底端的时间将变长
C. 工件在传送带上留下的痕迹长度为
D. 调整转速,工件从顶端到底端的最短时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.工件刚放在传送带上时相对于传送带向上滑动,对工件,由牛顿第二定律得
代入数据解得
工件加速到与传送带速度相等需要的时间
该过程的位移
由于,则工件与传送带速度相等后相对传送带静止,与传送带一起做匀速直线运动,工件做匀速直线运动的时间
工件由顶端到底端的时间,故A错误;
B.若工件与传送带共速后立马改为逆时针转动,工件相对于传送带向下滑动,工件所受滑动摩擦力沿斜面向上,滑动摩擦力大小
传送带顺时针转动时工件所受静摩擦力沿传送带向上,大小
则,传送带逆时针方向转动与顺时针方向转动工件受力情况不变,工件都做匀速直线运动,工件的运动时间不变,故B错误;
C.工件在传送带上留下痕迹的长度,故C错误;
D.工件在传送带上一直做匀加速直线运动,工件的运动时间最短,则
代入数据解得,最短运动时间,故D正确。
故选D。
7. 某同学设计的一种发电装置,如图所示,在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为,磁场均沿半径方向,矩形线圈的匝数为,边长、长度分别为、。线圈以角速度绕中心轴匀速转动,和边同时进出磁场。在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为、方向始终与两边的运动方向垂直、线圈的总电阻为,外接电阻为。则( )
A. 线圈在磁场中运动时产生的是正弦交流电
B. 线圈在磁场中运动时产生电动势的有效值大小为
C. 回路中电流的有效值
D. 回路中电流的有效值
【答案】D
【解析】
【详解】A.因磁感应强度方向始终与两边的运动方向垂直,可知线圈在磁场中运动时产生的感应电动势为,大小不变,则不是正弦交流电,A错误;
BCD.线圈转动一周,在总圆心角的两磁场区域内产生感应电动势,对应的时间
根据有效值的概念可知
可得线圈在磁场中运动时产生电动势的有效值大小为
回路中电流的有效值,C错误,D正确。
故选D。
8. 在日常生活中有很多生活小常识可以用物理知识进行推理解释,以下说法正确的是( )
A. 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量杯,若200滴溶液的体积是2mL,则1滴溶液中含有纯油酸小于
B. 物体吸收热量其内能一定增加
C. 某小学生给已经充满气的篮球打气时,气筒压下后反弹是由分子间的斥力造成的
D. 水黾被喻为“池塘中的溜冰者”,它能像溜冰运动员一样优雅地在水面跳跃和玩耍,是因为水的表面张力原因
【答案】AD
【解析】
【详解】A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量杯,若200滴溶液的体积是2mL,则1滴溶液的体积为,则其中含有纯油酸小于,选项A正确;
B.物体吸收热量,若对外做功,则其内能不一定增加,选项B错误;
C.某小学生给已经充满气的篮球打气时,气筒压下后反弹是由于气体压强作用的缘故,与分子间的斥力无关,选项C错误;
D.水黾被喻为“池塘中的溜冰者”,它能像溜冰运动员一样优雅地在水面跳跃和玩耍,是因为水的表面张力原因,选项D正确。
故选AD。
9. 如图,放置于粗糙水平面上的半球体P与竖直墙壁之间夹着一个质量为的刚性球体Q,通过绕过固定于圆心正上方点的光滑定滑轮的轻绳对施加一拉力,初始时轻绳与P、Q球心的连线垂直。从0开始增大,直到Q沿半球面向上运动,再调整的大小使开始沿半球面缓慢上升到半球面的顶点,忽略除地面以外的接触面之间的摩擦力。关于整个过程,下列说法错误的是( )
A. P对Q的支持力先减小后不变
B. 竖直墙壁对Q的弹力先增大后减小为0
C. 先增大后不变
D. 地面对P的摩擦力先不变再减小
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.设P对Q的支持力,竖直墙壁对Q的弹力,Q的受力如图
在Q未离开墙壁前,对小球进行受力分析并构成矢量四边形,如下图
上图可知,在F从0开始增大的过程,均减小;Q沿半球面缓慢上升的过程中,Q的受力如图
根据相似三角形可得
可知h不变、R不变、x减小,因此大小不变、F减小,故A正确,不符合题意;
B.由A选项分析可知,竖直墙壁对Q的弹力一直减小直至减为0,故B错误,符合题意;
C.由A选项分析可知,F先增大后减小,故C错误,符合题意;
D.在Q未离开墙壁前,减小、不变,则地面对P的摩擦力减小减小;Q沿半球面缓慢上升的过程中,大小不变,增大,地面对P的摩擦力减小减小,综上可知地面对P的摩擦力一直减小,故D错误,符合题意;
故选BCD。
10. 如图所示,长度、质量的木板静止在光滑的水平面上,时刻有一质量为的物块(可视为质点)从木板的最左端以的初速度冲上木板,物块与木板间的动摩擦因数。为使物块不从木板上掉下,在时对木板施加一个水平向右的恒力,并且作用一段时间后撤去,重力加速度取,则的作用时间有可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】物块相对于木板向右滑动时,根据牛顿第二定律
解得
物块做减速运动;
木板受向右摩擦力,根据牛顿第二定律
解得
当物块与木板共速时,有
解得
此时物块与木板发生的相对位移为
刚好等于木板长度,说明若,撤去后最终相对位移大于木板长度,物块从右端掉落,因此;
在的情况下,共速后,物块相对木板向左运动,物块受到向右摩擦力,加速度大小仍为 ,物块做加速运动;木板的加速度变为
木板仍向右加速,仍比物块快,相对位移逐渐减小;设(是后继续作用的时间),在时间内物块相对木板向左运动的位移大小为
在撤去时,物块相对木板向左的速度为
撤去后,物块继续以加速度大小向右加速;木板的加速度大小变为
方向向左,木板做减速运动;当物块与木板再次共速时,即相对速度为0时,物块相对木板向左运动的位移大小为
为了保证物块不从木板左端滑落,则有
联立可得
解得
综上分析可知的范围为
故选BC。
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 某实验小组想测量一根橡皮绳的劲度系数k,设计了如图所示的实验装置,将橡皮绳的一端固定在O点,另一端拴接两个绳套,其中一个绳套挂钩码,用手水平拉动另一个绳套,使橡皮绳与竖直方向的夹角成53°,记录橡皮绳的长度L和钩码的重力G。,。
(1)增加钩码的个数,为了使橡皮绳与竖直方向的夹角不变,需要_________(填“增大”或“减小”)手对绳套的水平拉力。当橡皮绳与竖直方向的夹角回到53°时,再次记录橡皮绳的长度L和钩码的总重力G。
(2)多次重复步骤(1),利用记录的多组数据,在直角坐标系中描绘橡皮绳的长度L随钩码的总重力G变化的关系图线,根据图像可得图线的斜率为a,截距为b,则橡皮绳的原长为______,橡皮绳的劲度系数______。
(3)由于橡皮绳的劲度系数较小,在逐个增加钩码个数时,发现橡皮绳的长度变化太明显。为了使增加钩码时,橡皮绳的长度变化更合理,可以______(填“增大”或“减小”)橡皮绳与竖直方向的夹角。
【答案】(1)增大 (2) ①. b ②.
(3)减小
【解析】
【小问1详解】
对结点受力分析,由平衡条件可得水平拉力
橡皮绳与竖直方向夹角不变,当钩码重力增大时,水平拉力增大,因此需要增大手对绳套的水平拉力。
【小问2详解】
[1][2]由竖直方向平衡可得橡皮绳拉力
结合胡克定律有
联立可得
可知图线的纵轴截距就是橡皮绳原长,即
图线斜率
解得劲度系数
【小问3详解】
根据
可得重力变化对应橡皮绳长度变化
要让橡皮绳的长度变化更合理,需要增大,即减小夹角,因此需要减小橡皮绳与竖直方向的夹角。
12. 某同学用如图甲所示这套装置探究钩码与小车加速度的大小与力的关系。运用控制变量法,不改变钩码和小车的总质量,但每次把小车上的钩码逐个悬挂,从而改变力的大小,并分别打出纸带计算加速度,从而研究质量一定时,加速度大小与力的关系。
(1)为减小实验误差,实验过程中,___________(填“需要”或“不需要”)补偿阻力,小车的质量____________(填“需要”或“不需要”)远大于悬挂的钩码的质量。
(2)图丙为某次实验得到的纸带,图中相邻计数点间还有4个计时点未画出,打点计时器电源的频率为,由纸带记录的数据可得小车运动的加速度大小为________。(结果保留3位有效数字)
(3)实验小组的小王和小李同学在不改变小车及车上钩码总质量的前提下分别做了一次实验,以左端悬挂钩码的重力代表轻绳的拉力,小王同学根据实验数据作出的图像为图3中的D,小李同学根据实验数据作出的图像为图3中的E,若两位同学将测得的至之间的几组、数据也描点作图,作出的图像最有可能会出现弯曲现象的是________(填“D”或“E”)图像。
【答案】(1) ①. 需要 ②. 不需要
(2)1.26 (3)D
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验需要让绳子拉力等于小车的合外力,因此需要补偿阻力;
[2]本实验中,小车和所有钩码(含车上、悬挂)的总质量保持不变,对整体分析可得,其中就是悬挂钩码的总重力,因此不需要满足小车质量远大于悬挂钩码的质量。
【小问2详解】
相邻计数点间有4个点未画出,因此相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得加速度大小为
【小问3详解】
实验小组的小王和小李同学在不改变小车及车上钩码总质量的前提下分别做了一次实验,以左端悬挂钩码的重力代表轻绳的拉力,设小车及车上钩码总质量为,左端悬挂钩码的质量为,根据牛顿第二定律可得,
联立可得
可知当较小,即较小时,图像的斜率可认为等于,保持不变;由题图可知D图像对应斜率较大,即较小;所以当继续增大,即继续增大时,D图像先出现不满足远小于的条件,则作出的图像最有可能会出现弯曲现象的是D图像。
13. 如图甲所示,质量m=2kg的木块放在水平固定的木板上,在F1=10N的水平拉力作用下恰好能沿水平木板匀速滑行,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,求:
(1)木块与木板之间的动摩擦因数为多少?
(2)若将木板垫成倾角为θ=37°的斜面,如图乙所示,要使木块仍能静止在斜面上,则施加沿水平向右的拉力F2的最大值?
【答案】(1)0.5 (2)40N
【解析】
【小问1详解】
物体在水平面上匀速滑动,根据平衡条件,有
其中
联立解得
【小问2详解】
当F2最大值时,木块在斜面上受沿斜面向下的最大静摩擦力,沿水平竖直方向建立坐标系,有
联立解得
=40N
14. 空气悬挂减震(气体弹簧)正在广泛应用于各类车辆悬挂减震,不断提升汽车乘坐舒适性。某新型国产轿车上的气体弹簧减震装置简化结构如图所示。直立圆柱形密闭汽缸导热良好,缸内气体温度与环境温度保持一致,横截面积为S的活塞通过连杆与车轮轴连接。初始时汽缸内密闭一段长度为L0,压强为p1的理想气体。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。某次汽车检测时,车辆载重,相当于在汽缸顶部加一个重物(图中未画出),活塞固定不动,稳定时汽缸下降了0.5L0。已知环境温度保持不变,重力加速度为g。
(1)汽缸下降过程中,缸内气体是吸热还是放热,请说明你的判断依据;
(2)求重物的质量;
(3)为使汽缸升到原位置,需向缸内充入与缸内气体温度相同、压强为p1、体积为多少的空气?(此过程气体温度保持不变)
【答案】(1)放热;(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)缸内气体温度不变,则气体内能不变,则有
体积减小,外界对气体做功,则有
根据热力学第一定律有
可知
故气体放热。
(2) 设汽缸下降0.5L0后, 缸内气体压强为p2,对缸内气体,根据玻意耳定律有
解得
设大气压强为p0、汽缸质量为m0,未载重时,对汽缸有
载重时,对汽缸和重物有
解得
(3)设充入的气体体积为V,将充入的气体和汽缸中气体视为整体,根据玻意耳定律有
解得
15. 如图甲所示,长、质量为的长木板B放在倾角的光滑固定斜面上,处于锁定状态而保持静止。斜面底端固定一弹性挡板,B与之相碰后立即原速率反弹。另有一质量也为m、可视为质点的小物块A,A与长木板B之间的动摩擦因数,取、、。
(1)若B下端到挡板距离,解除对B的锁定后,求B下端到达挡板处所用的时间;
(2)如图乙所示,将A轻放在B上端的同时,解除对B的锁定,求B与挡板首次碰撞后瞬间A、B的加速度大小;
(3)在(2)中情境下,发现A滑至B的下端时,B刚好与挡板发生第3次碰撞,求解除锁定时B下端到挡板的距离。
【答案】(1)1s (2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
以B为研究对象,由牛顿第二定律,得
解得
由匀变速直线运动位移与时间的关系,得
解得
【小问2详解】
碰撞前,A、B整体相对静止一起下滑,碰撞后,分别以A、B为研究对象进行分析。
以小物块A为研究对象,由牛顿第二定律,得
解得A的加速度大小
以长木板B为研究对象,由牛顿第二定律,得
解得B的加速度大小
【小问3详解】
B第一次碰撞前,以A、B整体为研究对象,由牛顿第二定律,得
解得
B第一次碰撞时,A、B具有相同的速度,根据匀变速直线运动速度与位移的关系,有
B每次撞击挡板时间间隔
A一直向下匀加速下滑,在B碰第三次时,根据匀变速直线运动位移与时间的关系,有
联立解得
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
大庆实验中学2024级高二下学期期末考试
物理学科试题
说明:1.请将答案填涂在答题卡的指定区域内。
2.满分100分,考试时间75分钟。
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题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 阴极射线中粒子的实质是( )
A. 核外电子 B. β粒子 C. 正电子 D. 光子
2. ETC是电子不停车收费系统的简称,常见于高速公路出入口,只要在车挡风玻璃上安装一个打卡装置,就能实现快速收费,提高通行效率。如图所示是一辆汽车通过ETC通道运动过程的速度—时间图像,其中时间内的图线是一条平行于轴的直线,则( )
A. 汽车在时间内速度的瞬时变化率逐渐减小
B. 汽车在时间内处于静止状态
C. 汽车在和时间内的加速度方向相反
D. 汽车在和时间内的速度方向相反
3. 如图所示为明代画家倪端所画的《捕鱼图》的一部分,和渔网连接的四根竹竿系在跨过支架的轻绳上,渔翁拉动轻绳即可向上提起渔网,若某次渔网(含鱼和网中水)的总质量为10 kg,竹竿与渔网连接的末端的切线与竖直方向的夹角均为,,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 渔网匀速上升时,每根竹竿对渔网的作用力大小均为
B. 鱼对渔网的压力和渔网对鱼的支持力作用效果相互抵消
C. 渔网加速上升时,渔网对鱼的支持力大于鱼的重力
D. 渔网减速上升时,渔网中的鱼处于超重状态
4. 如图所示,纵坐标表示压强、横坐标表示气体的体积、一定质量的理想气体经历完成循环过程,该过程由两个绝热和两个等容过程组成。下列说法正确的是( )
A. 整个过程中温度最高的是状态
B. 在过程中,所有气体分子的热运动速率减小
C. 在过程中,气体放出热量
D. 从状态经一个循环又回到的全过程中,气体吸收的热量大于放出的热量
5. 如图a所示,在2024年世界泳联跳水世界杯西安超级总决赛中,陈艺文夺得女子单人3米板冠军。将3米板跳水运动简化为如下情境:运动员(视为质点)在空中做竖直上抛运动,在水中做匀减速直线运动,以竖直向上为正方向,其速度—时间()图像如图b所示。已知跳板到水面的高度为,重力加速度为,忽略跳板的振动,不计空气阻力,以下说法正确的是( )
A. 运动员入水速度为 B. 运动员入水速度为
C. 运动员离跳板的最大高度为 D. 运动员入水的最大深度为
6. 如图所示为某建筑工地的传送装置,长为、倾角的传送带倾斜地固定在水平面上,以恒定的速率顺时针转动,质量的工件可视为质点无初速地放在传送带的顶端,经过一段时间工件运动到传动带的底端,工件与传送带之间的动摩擦因数为,取,,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 工件由顶端到底端的时间为
B. 若工件与传送带共速时立马将传送带改为逆时针转动,则工件由顶端到底端的时间将变长
C. 工件在传送带上留下的痕迹长度为
D. 调整转速,工件从顶端到底端的最短时间为
7. 某同学设计的一种发电装置,如图所示,在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为,磁场均沿半径方向,矩形线圈的匝数为,边长、长度分别为、。线圈以角速度绕中心轴匀速转动,和边同时进出磁场。在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为、方向始终与两边的运动方向垂直、线圈的总电阻为,外接电阻为。则( )
A. 线圈在磁场中运动时产生的是正弦交流电
B. 线圈在磁场中运动时产生电动势的有效值大小为
C. 回路中电流的有效值
D. 回路中电流的有效值
8. 在日常生活中有很多生活小常识可以用物理知识进行推理解释,以下说法正确的是( )
A. 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量杯,若200滴溶液的体积是2mL,则1滴溶液中含有纯油酸小于
B. 物体吸收热量其内能一定增加
C. 某小学生给已经充满气的篮球打气时,气筒压下后反弹是由分子间的斥力造成的
D. 水黾被喻为“池塘中的溜冰者”,它能像溜冰运动员一样优雅地在水面跳跃和玩耍,是因为水的表面张力原因
9. 如图,放置于粗糙水平面上的半球体P与竖直墙壁之间夹着一个质量为的刚性球体Q,通过绕过固定于圆心正上方点的光滑定滑轮的轻绳对施加一拉力,初始时轻绳与P、Q球心的连线垂直。从0开始增大,直到Q沿半球面向上运动,再调整的大小使开始沿半球面缓慢上升到半球面的顶点,忽略除地面以外的接触面之间的摩擦力。关于整个过程,下列说法错误的是( )
A. P对Q的支持力先减小后不变
B. 竖直墙壁对Q的弹力先增大后减小为0
C. 先增大后不变
D. 地面对P的摩擦力先不变再减小
10. 如图所示,长度、质量的木板静止在光滑的水平面上,时刻有一质量为的物块(可视为质点)从木板的最左端以的初速度冲上木板,物块与木板间的动摩擦因数。为使物块不从木板上掉下,在时对木板施加一个水平向右的恒力,并且作用一段时间后撤去,重力加速度取,则的作用时间有可能是( )
A. B. C. D.
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 某实验小组想测量一根橡皮绳的劲度系数k,设计了如图所示的实验装置,将橡皮绳的一端固定在O点,另一端拴接两个绳套,其中一个绳套挂钩码,用手水平拉动另一个绳套,使橡皮绳与竖直方向的夹角成53°,记录橡皮绳的长度L和钩码的重力G。,。
(1)增加钩码的个数,为了使橡皮绳与竖直方向的夹角不变,需要_________(填“增大”或“减小”)手对绳套的水平拉力。当橡皮绳与竖直方向的夹角回到53°时,再次记录橡皮绳的长度L和钩码的总重力G。
(2)多次重复步骤(1),利用记录的多组数据,在直角坐标系中描绘橡皮绳的长度L随钩码的总重力G变化的关系图线,根据图像可得图线的斜率为a,截距为b,则橡皮绳的原长为______,橡皮绳的劲度系数______。
(3)由于橡皮绳的劲度系数较小,在逐个增加钩码个数时,发现橡皮绳的长度变化太明显。为了使增加钩码时,橡皮绳的长度变化更合理,可以______(填“增大”或“减小”)橡皮绳与竖直方向的夹角。
12. 某同学用如图甲所示这套装置探究钩码与小车加速度的大小与力的关系。运用控制变量法,不改变钩码和小车的总质量,但每次把小车上的钩码逐个悬挂,从而改变力的大小,并分别打出纸带计算加速度,从而研究质量一定时,加速度大小与力的关系。
(1)为减小实验误差,实验过程中,___________(填“需要”或“不需要”)补偿阻力,小车的质量____________(填“需要”或“不需要”)远大于悬挂的钩码的质量。
(2)图丙为某次实验得到的纸带,图中相邻计数点间还有4个计时点未画出,打点计时器电源的频率为,由纸带记录的数据可得小车运动的加速度大小为________。(结果保留3位有效数字)
(3)实验小组的小王和小李同学在不改变小车及车上钩码总质量的前提下分别做了一次实验,以左端悬挂钩码的重力代表轻绳的拉力,小王同学根据实验数据作出的图像为图3中的D,小李同学根据实验数据作出的图像为图3中的E,若两位同学将测得的至之间的几组、数据也描点作图,作出的图像最有可能会出现弯曲现象的是________(填“D”或“E”)图像。
13. 如图甲所示,质量m=2kg的木块放在水平固定的木板上,在F1=10N的水平拉力作用下恰好能沿水平木板匀速滑行,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,求:
(1)木块与木板之间的动摩擦因数为多少?
(2)若将木板垫成倾角为θ=37°的斜面,如图乙所示,要使木块仍能静止在斜面上,则施加沿水平向右的拉力F2的最大值?
14. 空气悬挂减震(气体弹簧)正在广泛应用于各类车辆悬挂减震,不断提升汽车乘坐舒适性。某新型国产轿车上的气体弹簧减震装置简化结构如图所示。直立圆柱形密闭汽缸导热良好,缸内气体温度与环境温度保持一致,横截面积为S的活塞通过连杆与车轮轴连接。初始时汽缸内密闭一段长度为L0,压强为p1的理想气体。汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。某次汽车检测时,车辆载重,相当于在汽缸顶部加一个重物(图中未画出),活塞固定不动,稳定时汽缸下降了0.5L0。已知环境温度保持不变,重力加速度为g。
(1)汽缸下降过程中,缸内气体是吸热还是放热,请说明你的判断依据;
(2)求重物的质量;
(3)为使汽缸升到原位置,需向缸内充入与缸内气体温度相同、压强为p1、体积为多少的空气?(此过程气体温度保持不变)
15. 如图甲所示,长、质量为的长木板B放在倾角的光滑固定斜面上,处于锁定状态而保持静止。斜面底端固定一弹性挡板,B与之相碰后立即原速率反弹。另有一质量也为m、可视为质点的小物块A,A与长木板B之间的动摩擦因数,取、、。
(1)若B下端到挡板距离,解除对B的锁定后,求B下端到达挡板处所用的时间;
(2)如图乙所示,将A轻放在B上端的同时,解除对B的锁定,求B与挡板首次碰撞后瞬间A、B的加速度大小;
(3)在(2)中情境下,发现A滑至B的下端时,B刚好与挡板发生第3次碰撞,求解除锁定时B下端到挡板的距离。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$