内容正文:
辽宁省普通高中2025~2026学年上学期10月月考调研试题(1)
高三物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 2019年1月3日,“嫦娥四号”探测器在月球背面软着陆,这是人类制造的探测器第一次登陆月球背面.如图所示,当着陆后的“嫦娥四号”探测器静止在月球表面时,下列说法正确的是( )
A. 探测器对月球表面的压力大于月球表面对探测器的支持力
B. 探测器对月球表面的压力小于月球表面对探测器的支持力
C. 探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力大小相等
D. 探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力方向相同
2. 如图所示,三个固定的斜面底边长度都相等,斜面倾角分别为 30°、45°、60°, 斜面的表面情况都一样.完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中
A. 物体 A克服摩擦力做的功最多
B. 物体 B克服摩擦力做的功最多
C. 物体 C克服摩擦力做的功最多
D. 三物体克服摩擦力做的功一样多
3. 滑雪者以某一初速度从斜面底端冲上斜面做匀减速直线运动,到达斜面顶端时的速度为0,已知滑雪者通过斜面中点时的速度为,则下列说法正确的是( )
A. 滑雪者的初速度为
B. 滑雪者在整个斜面上运动的平均速度为
C. 前一半位移和后一半位移所需时间之比为
D. 斜面长度为
4. 如图所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA,光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动。现将一重力为G的圆球放在斜面与挡板之间,挡板与水平面的夹角。下列说法正确的是( )
A. 若保持挡板不动,则球对斜面的压力大小为0.8G
B. 若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60°,则球对挡板的压力逐渐减小
C. 若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60°,则球对斜面的压力逐渐减小
D. 若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,则球对挡板的压力不可能为零
5. 如图所示,人造卫星以速度v1在圆轨道I上做匀速圆周运动,当其运动到P点时点火加速,使其速度瞬间增加到v2。随后卫星在椭圆轨道Ⅱ上运动,到达Q点的速度大小为v3。以下说法正确的是( )
A. 卫星的速度大小关系为v2>v3>v1
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过P点的加速度大于轨道I上P点的加速度
C. 卫星在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道I上的周期
D. 卫星在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中机械能守恒
6. 如图甲,MN是倾角θ=37°传送带的两个端点,一个质量m=5kg的物块(可看作质点),以4m/s的初速度自M点沿传送带向下运动。物块运动过程的v-t图像如图乙所示,取g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 物块最终从N点离开传送带
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.6
C. 物块在第6s时回到M点
D. 传送带的速度v=2m/s,方向沿斜面向下
7. 在2025年全国室内田径大奖赛中,巩立姣获得铅球金牌。她在某次训练中将铅球从距地面某高度以大小为的速度斜向上抛出,速度与水平方向成角,铅球落地时速度的大小为v且与水平方向成角。不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 在运动过程中铅球的速度与水平方向的夹角先增大后减小
B. 铅球的水平射程为
C. 当时铅球的水平射程最大,其值为
D. 若,铅球在空中的运动时间为
8. 2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100秒时,它们间的距离为r,绕两者连线上的某点每秒转动n圈,将两颗中子星都看作质量均匀分布的球体,忽略其他星体的影响,已知引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 两颗中子星转动的周期均为n秒
B. 两颗中子星转动时所需向心力与它们的转动半径成正比
C. 两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比
D. 两颗中子星的质量之和为
9. 如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩0.4m后锁定,t=0时解除锁定释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的图像如图乙所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线,倾斜直线Od是t=0时的速度图线的切线,已知滑块质量m=2.0kg,取g=10m/s2。则以下说法正确的是( )
A. 滑块与地面间的动摩擦因数为0.3 B. 滑块与地面间的动摩擦因数为0.5
C. 弹簧的劲度系数为175N/m D. 弹簧的劲度系数为150N/m
10. 如图所示,水平转台上有一个质量为m的小物块,用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上,细绳与竖直转轴的夹角为θ,系统静止时细绳绷直但张力为零.物块与转台间动摩擦因数为μ(),设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.物块随转台由静止开始缓慢加速转动,在物块离开转台前( )
A. 物块对转台的压力大小等于物块的重力
B. 转台加速转动的过程中物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴
C. 绳中刚出现拉力时,转台的角速度为
D. 物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学利用图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”.图中装有砝码的小车放在长木板上,左端拴有一不可伸长的细绳,跨过固定在木板边缘的定滑轮与一砝码盘相连.在砝码盘的牵引下,小车在长木板上做匀加速直线运动,图乙是该同学做实验时打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带,已知纸带上每相邻两个计数点间还有一个点没有画出,相邻两计数点之间的距离分别是x1、x2、x3、x4、x5、x6,打点计时器所接交流电的周期为T,小车及车中砝码的总质量为m1,砝码盘和盘中砝码的总质量为m2,当地重力加速度为g.
(1)根据纸带上的数据可得小车运动的加速度表达式为a=__________ (要求结果尽可能准确).
(2)该同学探究在合力不变的情况下,加速度与物体质量的关系.下列说法正确的是__________
A.平衡摩擦力时,要把空砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上,纸带通过打点计时器与小车相连,再把木板不带滑轮的一端用小垫块垫起,移动小垫块,直到小车恰好能匀速滑动为止
B.平衡摩擦后,还要调节定滑轮的高度,使滑轮与小车间的细绳保持水平
C.若用m2g表示小车受到的拉力,则为了减小误差,本实验要求m1>>m2
D.每次改变小车上砝码的质量时,都要重新平衡摩擦力
(3)该同学探究在m1和m2的总质量不变情况下,加速度与合力的关系时.他平衡摩擦力后,每次都将小车中的砝码取出一个放在砝码盘中,并通过打点计时器打出的纸带求出加速度.得到多组数据后,绘出如图丙所示的a-F图象,发现图象是一条过坐标原点的倾斜直线.图象中直线的斜率为__________ (用本实验中相关物理量的符号表示).
(4)该同学在这个探究实验中采用的物理学思想方法为___________(选填“控制变量”“等效替代”或“放大”)法.
12. 用如图甲所示装置验证滑块(含遮光片)和重物组成的系统机械能守恒。光电门固定在气垫导轨上B点。实验步骤如下:
①用天平测滑块(含遮光片)质量M和重物质量m,用螺旋测微器测遮光片宽度d。测得M=3.0kg,m=l.0kg。
②正确安装装置,并调整气垫导轨使其水平,调整滑轮,使细线与导轨平行。
③在气垫导轨上确定点A,让滑块由静止从A点释放,记录滑块通过光电门遮光片的挡光时间;并用刻度尺测A、B两点间距离s。
④改变A点位置,重复第③步,得到如下表数据:
1
2
3
4
5
6
s/cm
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
/()
2.19
1.78
1.55
1.38
1.26
1.17
回答下列问题:
(1)测遮光片的宽度d时的情况如图乙所示,则d=___________mm。
(2)只将滑块放在导轨上,给气垫导轨充气,调整气垫导轨,当滑块___________时,可以认为导轨水平了。
(3)某同学分析处理表中第3组数据,则他算得系统减少的重力势能△Ep=___________J,系统增加的动能△Ek=___________J。根据计算结果,该同学认为在误差范围内系统机械能守恒。(g取9.80m/s2,计算结果保留3位有效数字)
(4)另一位同学认为前面同学只选择了一组数据,他尝试利用上表中全部数据,做出了函数关系图像,图像是一条过坐标原点的直线___________。
A. B. C. D.
13. 一辆汽车以5m/s的速度在平直公路上匀速行驶,从某时刻起,它以的加速度加速10s时,因前方交通事故,立即刹车使汽车做匀减速直线运动至停止(忽略反应时间),刹车时的加速度大小是,求:
(1)汽车加速10s末的速度大小;
(2)汽车从刹车至停止所用的时间;
(3)汽车从开始加速至停止通过的位移大小。
14. 如图所示,一固定足够长的粗糙面与水平面夹角θ=30°。一个质量m=1kg的小物体(可视为质点),在F=10N的沿斜面向上的拉力作用下,由静止开始沿斜面向上运动。已知斜面与物体间的动摩擦因数为,g取10m/s2。则:
(1)求物体在拉力F作用下运动的加速度a1;
(2)若力F作用1.2s后撤去,求物体在上滑过程中距出发点的最大距离。
15. 如图所示,水平平台上一轻弹簧左端固定在A点,原长时在其右端B处放置一质量为m=2kg的小滑块(可视为质点),平台AB段光滑,BC段长x=2m,与滑块间的动摩擦因数μ1=0.25。平台右端与水平传送带相接于C点,传送带长L=5m,与滑块间的动摩擦因数μ₂=0.4。传送带右端D点与一光滑竖直圆形轨道相切,圆形轨道半径R=0.4m,最高点E处有一弹性挡板,滑块碰撞挡板前后无机械能损失。现将滑块向左压缩弹簧后突然释放,滑块可在静止的传送带上滑行至距C点1.5m处停下。已知传动带只可顺时针转动,重力加速度。求:
(1)释放滑块时弹簧的弹性势能Ep;
(2)若在相同位置释放滑块,要使滑块恰好上升到E点,传送带的速度v为多少;
(3)若在相同位置释放滑块,要使滑块不脱离圆弧形轨道,且不再返回压缩弹簧,传送带的速度大小范围。
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辽宁省普通高中2025~2026学年上学期10月月考调研试题(1)
高三物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 2019年1月3日,“嫦娥四号”探测器在月球背面软着陆,这是人类制造的探测器第一次登陆月球背面.如图所示,当着陆后的“嫦娥四号”探测器静止在月球表面时,下列说法正确的是( )
A. 探测器对月球表面的压力大于月球表面对探测器的支持力
B. 探测器对月球表面的压力小于月球表面对探测器的支持力
C. 探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力大小相等
D. 探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,是相互作用力和反作用力;故ABD错误,C正确。
2. 如图所示,三个固定的斜面底边长度都相等,斜面倾角分别为 30°、45°、60°, 斜面的表面情况都一样.完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中
A. 物体 A克服摩擦力做的功最多
B. 物体 B克服摩擦力做的功最多
C. 物体 C克服摩擦力做的功最多
D. 三物体克服摩擦力做的功一样多
【答案】D
【解析】
【详解】设斜面底边长度为s,倾角为,那么的斜边长为 ,对物体受力分析,那么物体受到的滑动摩擦力为
那么物体克服摩擦力做的功为
即物体克服摩擦力做的功与倾角无关.所以三物体克服摩擦力做的功一样多,故ABC错;D正确。
故选D.
3. 滑雪者以某一初速度从斜面底端冲上斜面做匀减速直线运动,到达斜面顶端时的速度为0,已知滑雪者通过斜面中点时的速度为,则下列说法正确的是( )
A. 滑雪者的初速度为
B. 滑雪者在整个斜面上运动的平均速度为
C. 前一半位移和后一半位移所需时间之比为
D. 斜面长度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.设滑雪者在斜面上的加速度大小为,斜面的长度为,滑雪者的初速度为,滑雪者通过斜面中点时的速度为,则有
解得
A错误;
B.滑雪者在斜面上做匀变速运动,则平均速度为
B正确;
C.前一半位移和后一半位移所需时间分别、,则有
则
C错误;
D.斜面的位移为
滑雪者的加速度、运动时间未知,则无法计算斜面的长度,D错误。
故选B。
4. 如图所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA,光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动。现将一重力为G的圆球放在斜面与挡板之间,挡板与水平面的夹角。下列说法正确的是( )
A. 若保持挡板不动,则球对斜面的压力大小为0.8G
B. 若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60°,则球对挡板的压力逐渐减小
C. 若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60°,则球对斜面的压力逐渐减小
D. 若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,则球对挡板的压力不可能为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.保持挡板不动,车静止,对球受力分析如图
由平衡条件可得
解得
据牛顿第三定律可得:球对斜面的压力大小为G,故A错误;
BC.挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60°,画出转动过程中的受力示意图如图
则斜面对球的支持力减小,挡板对球的支持力先减小后增大,据牛顿第三定律可得:球对斜面的压力逐渐减小,球对挡板的压力先减小后增大,故B错误,C正确;
D.挡板不动,小车水平向右做匀加速直线运动,对球受力分析如图
设小车的加速度为,将力沿水平方向和竖直方向分解可得
解得
当时,挡板对球的支持力为零;据牛顿第三定律可得此时球对挡板的压力为零,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,人造卫星以速度v1在圆轨道I上做匀速圆周运动,当其运动到P点时点火加速,使其速度瞬间增加到v2。随后卫星在椭圆轨道Ⅱ上运动,到达Q点的速度大小为v3。以下说法正确的是( )
A. 卫星的速度大小关系为v2>v3>v1
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过P点的加速度大于轨道I上P点的加速度
C. 卫星在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道I上的周期
D. 卫星在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中机械能守恒
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.卫星在椭圆轨道Ⅱ上运动根据近地点速度大于远地点则有v2>v3,由椭圆轨道Ⅱ上近地点进入轨道I,根据卫星变轨规律由高轨道进入低轨道必须点火减速,则v2> v1,但是根据卫星的线速度 可知v1>v3,所以卫星的速度大小关系为v2>v1>v3,则A错误;
B.卫星在轨道Ⅱ上经过P点的加速度等于轨道I上P点的加速度,因为同一点万有引力相同,则加速度相同,所以B错误;
C.根据卫星的周期公式 ,轨道半径越大的周期越大,则卫星在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道I上的周期,所以C错误;
D.卫星在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程只的引力做功所以机械能守恒,则D正确;
故选D。
6. 如图甲,MN是倾角θ=37°传送带的两个端点,一个质量m=5kg的物块(可看作质点),以4m/s的初速度自M点沿传送带向下运动。物块运动过程的v-t图像如图乙所示,取g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 物块最终从N点离开传送带
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.6
C. 物块在第6s时回到M点
D. 传送带的速度v=2m/s,方向沿斜面向下
【答案】C
【解析】
【详解】AD.从图象可知,物体速度减为零后反向沿斜面向上运动,最终的速度大小为2m/s,方向沿斜面向上,所以没从N点离开,从M点离开;并且可以推出传送带沿斜面向上运动,速度大小为2m/s,故AD错误;
B.速度图象中斜率表示加速度,可知物块沿传送带下滑时的加速度
根据牛顿第二定律
解得
故B错误;
C.速度图象与时间轴围成的面积表示位移,由图可知,时,物块的速度为0,之后物块沿斜面向上运动,所以物块沿斜面向下运动的位移
到t2=6s时,物块沿斜面向上运动的位移
因为x1=x2,所以物块在第6s时回到M点,故C正确;
故选C。
7. 在2025年全国室内田径大奖赛中,巩立姣获得铅球金牌。她在某次训练中将铅球从距地面某高度以大小为的速度斜向上抛出,速度与水平方向成角,铅球落地时速度的大小为v且与水平方向成角。不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 在运动过程中铅球的速度与水平方向的夹角先增大后减小
B. 铅球的水平射程为
C. 当时铅球的水平射程最大,其值为
D. 若,铅球在空中的运动时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.在最高点铅球的速度方向沿水平方向,则在运动过程中铅球的速度与水平方向的夹角先减小后增大,故A错误;
B.由斜抛运动规律,水平方向有
其中
规定竖直方向为正方向,竖直方向有
落地时
则
解得
所以铅球的水平射程为
故B错误;
C.因为铅球的水平射程为
则当时,铅球的水平射程最大,其值为
故C错误;
D.若,则铅球从抛出到落地的过程中,速度的变化量为
根据
解得铅球在空中运动的时间为
故D正确。
故选D。
8. 2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100秒时,它们间的距离为r,绕两者连线上的某点每秒转动n圈,将两颗中子星都看作质量均匀分布的球体,忽略其他星体的影响,已知引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 两颗中子星转动的周期均为n秒
B. 两颗中子星转动时所需向心力与它们的转动半径成正比
C. 两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比
D. 两颗中子星的质量之和为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.两颗中子星转动过程中角速度相等,周期也相等,根据题意绕两者连线上的某点每秒转动n圈,则周期
故A错误;
B.设两颗星的质量分别为、,两颗中子星转动时所需的向心力由二者之间的万有引力提供,即向心力大小均为
故B错误;
CD.设两颗星的轨道半径分别为、,相距r,根据万有引力提供向心力可知
可知
即两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比。同时上述向心力公式化简可得
故CD正确。
故选CD。
9. 如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩0.4m后锁定,t=0时解除锁定释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的图像如图乙所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线,倾斜直线Od是t=0时的速度图线的切线,已知滑块质量m=2.0kg,取g=10m/s2。则以下说法正确的是( )
A. 滑块与地面间的动摩擦因数为0.3 B. 滑块与地面间的动摩擦因数为0.5
C. 弹簧的劲度系数为175N/m D. 弹簧的劲度系数为150N/m
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB.根据v-t图线的斜率表示加速度,由题中图象知,滑块脱离弹簧后的加速度大小
由牛顿第二定律得,摩擦力大小为
所以
故A错误,B正确;
CD.刚释放时滑块的加速度为
由牛顿第二定律得
代入数据解得
故C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,水平转台上有一个质量为m的小物块,用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上,细绳与竖直转轴的夹角为θ,系统静止时细绳绷直但张力为零.物块与转台间动摩擦因数为μ(),设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.物块随转台由静止开始缓慢加速转动,在物块离开转台前( )
A. 物块对转台的压力大小等于物块的重力
B. 转台加速转动的过程中物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴
C. 绳中刚出现拉力时,转台的角速度为
D. 物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.当转台达到一定转速后,物块竖直方向受到绳的拉力,重力和支持力,故A错误;
B.转台加速转动的过程中,物块做非匀速圆周运动,故摩擦力不指向圆心,B错误;
C.当绳中刚好要出现拉力时,
故,C正确;
D.当物块和转台之间摩擦力为0时,物块开始离开转台,故
角速度为,故D正确;
故选CD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学利用图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”.图中装有砝码的小车放在长木板上,左端拴有一不可伸长的细绳,跨过固定在木板边缘的定滑轮与一砝码盘相连.在砝码盘的牵引下,小车在长木板上做匀加速直线运动,图乙是该同学做实验时打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带,已知纸带上每相邻两个计数点间还有一个点没有画出,相邻两计数点之间的距离分别是x1、x2、x3、x4、x5、x6,打点计时器所接交流电的周期为T,小车及车中砝码的总质量为m1,砝码盘和盘中砝码的总质量为m2,当地重力加速度为g.
(1)根据纸带上的数据可得小车运动的加速度表达式为a=__________ (要求结果尽可能准确).
(2)该同学探究在合力不变的情况下,加速度与物体质量的关系.下列说法正确的是__________
A.平衡摩擦力时,要把空砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上,纸带通过打点计时器与小车相连,再把木板不带滑轮的一端用小垫块垫起,移动小垫块,直到小车恰好能匀速滑动为止
B.平衡摩擦后,还要调节定滑轮的高度,使滑轮与小车间的细绳保持水平
C.若用m2g表示小车受到的拉力,则为了减小误差,本实验要求m1>>m2
D.每次改变小车上砝码的质量时,都要重新平衡摩擦力
(3)该同学探究在m1和m2的总质量不变情况下,加速度与合力的关系时.他平衡摩擦力后,每次都将小车中的砝码取出一个放在砝码盘中,并通过打点计时器打出的纸带求出加速度.得到多组数据后,绘出如图丙所示的a-F图象,发现图象是一条过坐标原点的倾斜直线.图象中直线的斜率为__________ (用本实验中相关物理量的符号表示).
(4)该同学在这个探究实验中采用的物理学思想方法为___________(选填“控制变量”“等效替代”或“放大”)法.
【答案】 ①. ②. C ③. ④. 控制变量
【解析】
【详解】(1)[1]因为每相邻两计数点间还有一个点没有标出,则有
x6-x3=3a(2T)2,x5-x2=3a(2T)2,x4-x1=3a(2T)2
解得
a=
(2)[2]平衡摩擦力时不用挂空砝码盘;调节滑轮的高度时细绳应与木板平行;实验是用砝码盘和盘中砝码受到的总重力代替小车受到的拉力的,所以要求m1>>m2.每次改变小车的质量时不用重新平衡摩擦力,故C正确ABD错误.
(3)[3]由公式
F=(m1+m2)a
可得
a=
即斜率为.
(4)[4]该同学在这个探究实验中采用的物理学思想方法为控制变量法.
12. 用如图甲所示装置验证滑块(含遮光片)和重物组成的系统机械能守恒。光电门固定在气垫导轨上B点。实验步骤如下:
①用天平测滑块(含遮光片)质量M和重物质量m,用螺旋测微器测遮光片宽度d。测得M=3.0kg,m=l.0kg。
②正确安装装置,并调整气垫导轨使其水平,调整滑轮,使细线与导轨平行。
③在气垫导轨上确定点A,让滑块由静止从A点释放,记录滑块通过光电门遮光片的挡光时间;并用刻度尺测A、B两点间距离s。
④改变A点位置,重复第③步,得到如下表数据:
1
2
3
4
5
6
s/cm
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
/()
2.19
1.78
1.55
1.38
1.26
1.17
回答下列问题:
(1)测遮光片的宽度d时的情况如图乙所示,则d=___________mm。
(2)只将滑块放在导轨上,给气垫导轨充气,调整气垫导轨,当滑块___________时,可以认为导轨水平了。
(3)某同学分析处理表中第3组数据,则他算得系统减少的重力势能△Ep=___________J,系统增加的动能△Ek=___________J。根据计算结果,该同学认为在误差范围内系统机械能守恒。(g取9.80m/s2,计算结果保留3位有效数字)
(4)另一位同学认为前面同学只选择了一组数据,他尝试利用上表中全部数据,做出了函数关系图像,图像是一条过坐标原点的直线___________。
A. B. C. D.
【答案】 ①. 2. 150 ②. 静止 ③. 3. 92 ④. 3. 85 ⑤. D
【解析】
【详解】(1)[1].测遮光片的宽度d =2mm+0.01mm×15.0=2.150mm;
(2)[2].只将滑块放在导轨上,给气垫导轨充气,调整气垫导轨,当滑块静止时,可以认为导轨水平了;
(3)[3][4].分析处理表中第3组数据,则算得系统减少的重力势能
△Ep=mgs=1.0×9.8×0.40J=3.92J
滑块的速
系统增加的动能
(4)[5].要验证的关系是
即
则为得到的图像是一条过坐标原点的直线,则要做,故选D。
13. 一辆汽车以5m/s的速度在平直公路上匀速行驶,从某时刻起,它以的加速度加速10s时,因前方交通事故,立即刹车使汽车做匀减速直线运动至停止(忽略反应时间),刹车时的加速度大小是,求:
(1)汽车加速10s末的速度大小;
(2)汽车从刹车至停止所用的时间;
(3)汽车从开始加速至停止通过的位移大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设汽车匀速时的速度为,加速运动时的加速度为,加速运动时间后速度为,位移为,则根据
代入得
(2)设汽车刹车时的加速度为,运动时间后停止,运动的位移为,则
代入得
(3)汽车加速运动过程中,由
代入得
汽车刹车过程中
代入得
设汽车全程运动的总位移为,则
14. 如图所示,一固定足够长的粗糙面与水平面夹角θ=30°。一个质量m=1kg的小物体(可视为质点),在F=10N的沿斜面向上的拉力作用下,由静止开始沿斜面向上运动。已知斜面与物体间的动摩擦因数为,g取10m/s2。则:
(1)求物体在拉力F作用下运动的加速度a1;
(2)若力F作用1.2s后撤去,求物体在上滑过程中距出发点的最大距离。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)物体在拉力F作用下加速上滑过程,根据牛顿第二定律可得
解得物体的加速度为
a1=2.5m/s2
(2)力F作用t0=1.2s后,物体的速度大小为
v=a1t0=3m/s
物体向上滑行的距离为
此后物体减速上滑,其加速度大小为
减速上滑的最大距离为
距出发点的最大距离为
x=x1+x2=2.4m
15. 如图所示,水平平台上一轻弹簧左端固定在A点,原长时在其右端B处放置一质量为m=2kg的小滑块(可视为质点),平台AB段光滑,BC段长x=2m,与滑块间的动摩擦因数μ1=0.25。平台右端与水平传送带相接于C点,传送带长L=5m,与滑块间的动摩擦因数μ₂=0.4。传送带右端D点与一光滑竖直圆形轨道相切,圆形轨道半径R=0.4m,最高点E处有一弹性挡板,滑块碰撞挡板前后无机械能损失。现将滑块向左压缩弹簧后突然释放,滑块可在静止的传送带上滑行至距C点1.5m处停下。已知传动带只可顺时针转动,重力加速度。求:
(1)释放滑块时弹簧的弹性势能Ep;
(2)若在相同位置释放滑块,要使滑块恰好上升到E点,传送带的速度v为多少;
(3)若在相同位置释放滑块,要使滑块不脱离圆弧形轨道,且不再返回压缩弹簧,传送带的速度大小范围。
【答案】(1);(2);(3)或
【解析】
【详解】(1)滑块从释放到在传送带上静止,由能量守恒定律得:
其中解得
(2)滑块恰好到达E点,有
得
分析得物块在传送带经历了加速过程,设物块在传送带上加速的位移为,
由动能定理得
解得=1m,又因<L=5m故滑块在传送带先加速后匀速。从D到E,由动能定理
联立得:传送带速度为
(3)情况一:滑块恰好上升至圆心等高处时,设传送带速度为,由动能定理:
解得
假设返回经过传送带速度减为零时,与D点相距距离为,则有:
解得
故物块不会冲过C点,在传送带与圆心等高处往复运动,
则此情况要滑块不脱离圆弧轨道
情况二:物块上到最高点E后再恰好返回B点,设物块在传送带上的加速位移为s,
对全程分析由动能定理
解得
设此时传送带速度为,则由动能定理
解得
故此情况滑块不脱离圆弧轨道只需:
总结:要使滑块不脱离圆弧轨道,传送带的速度需满足的条件:或
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