浙江省2026-2027学年高二上学期开学摸底考试物理自编模拟卷(四)
2026-08-14
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摘要:
**基本信息**
2026年浙江专用高二开学摸底物理卷,覆盖必修一、二及必修三静电场,90分钟100分,通过蹦床、抗疫礼盒等真实情境和分层设问,考查物理观念与科学思维,适配开学学情检测。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题Ⅰ|10/30|质点模型、重力做功、库仑定律|结合v-t图像分析(题4)、超重失重判断(题5),基础概念辨析|
|选择题Ⅱ|3/12|圆周运动、圆盘转动、动态平衡|多过程分析(题12倾斜圆盘)、临界条件探究(题13角速度关联)|
|实验题|2/14|机械能守恒、平抛运动|实验操作正误判断(题14)、图像斜率应用(题14(4)),科学探究能力|
|解答题|4/44|传送带运动、电场能量、圆周运动临界|战士拉车胎训练(题16)、带电小球在异种电荷场中运动(题18),综合应用与模型建构|
内容正文:
绝密★启用前
2026年秋季高二开学摸底考试卷四(浙江专用)
考试时间90分钟,满分100分
考生注意:
1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2 .答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2
5.考试范围:必修一、必修二、必修三第九章静电场
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不给分)
1.下列叙述正确的是( )
A.在不考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫“理想模型法”
B.根据速度定义式 ,当 t 非常小时,就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度,该定义选用了“控制变量法”
C.在探究加速度、合力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该探究运用了“假设法”
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程等分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里运用了“极限思想”
2.如图所示,静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上,轨道高度为h,桌面距地面高为H,小球质量为m,则以下说法正确的是( )
A.小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程,重力做功最少
B.小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程,重力做功最多
C.小球的重力势能的减少量为mgh
D.以地面为参考面,小球的重力势能的减少量为mg(H+h)
3.如图是研究电荷之间相互作用力的实验装置。带电量为Q的金属小球A用绝缘杆固定在地面上,带电量为q、质量为m的金属小球B用绝缘细线悬挂在可移动支架上,两者均可看作点电荷,且处于同一水平线上。将两小球的距离增大一倍,调整支架,使两小球仍处于同一水平线上,下列说法正确的是( )
A.两小球可能带异种电荷
B.距离增大一倍后小球B的电势能增大
C.距离增大前与距离增大一倍后,细线与竖直方向夹角θ的正切值之比为2:1
D.距离增大一倍后,小球B在小球A处产生的电场强度大小可表示为
4.质量为m = 2kg的物体沿水平面向右做直线运动,t = 0时刻受到一个水平向左的恒力F,如图甲所示,此后物体的v − t图像如图乙所示,取水平向右为正方向,g = 10m/s2,则( )
A.物体与水平面间的动摩擦因数为μ = 0.5
B.10s末恒力F的功率为6 W
C.10s末物体恰好回到计时起点位置
D.10s内物体克服摩擦力做功34 J
5.图甲是我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,运动员的脚在接触蹦床过程中,蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律,如图乙所示。g取10m/s2,不计空气阻力,根据F—t图像可知,以下说法错误的是( )
A.运动员在4.8s ~ 5.4s内处于超重状态
B.运动员在11s ~ 12s内先处于失重状态再处于超重状态再处于失重状态
C.跳跃节奏稳定后,处于完全失重状态持续的最长时间为1.6s
D.运动员重心离开蹦床上升的最大高度是12.8m
6.如图所示,在竖直方向运动的升降机内,放置用轻杆相连的A、B两小球,两球质量分别为m、3m,杆与竖直方向的夹角为30°。只考虑B球与升降机底板间摩擦,且最大静摩擦力与正压力之比为k。升降机以不同加速度a(a<g)向上运动时两球静止。以竖直向上为正方向,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.当和时,轻杆对小球A的作用力大小相等
B.当时,B球与底板间的摩擦力为零
C.为保证轻杆与厢壁始终相对静止,k的最小值为
D.若,升降机向上加速运动的最大加速度为
7.如图所示,A、B都是重物,A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,B放在粗糙的水平桌面上;滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点;O′是三根线的结点,bO′水平拉着B物体,cO′沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态。若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是20N,取g=10m/s2。则下列说法中错误的是( )
A.弹簧的弹力为10N
B.重物A的质量为2kg
C.桌面对B物体的摩擦力为10N
D.OP与竖直方向的夹角为60°
8.使A、B、C一起匀速运动,各接触面间的摩擦力的情况是( )
A.A对C有向左的摩擦力
B.C对B有向左的摩擦力
C.物体C受到三个摩擦力的作用
D.物体C对地有向右的摩擦力
9.蹦极是一项户外极限活动。体验者站在约40米以上高度的位置,用原长为20米的弹性绳固定住后跳下,落地前弹起,反复弹起落下。忽略空气阻力的影响,在人的整个运动过程中,以下说法正确的是( )
A.第一次下落过程中,游客能体验失重感的位移为20m
B.第一次下落20m后,游客开始做减速运动
C.当游客下落到最低点时,游客的重力势能最小
D.第一次到达最低点的瞬间,人的重力势能为零
10.学习物理知识可以帮助我们分析一些生活中的实际问题。在抗击新冠肺炎疫情居家学习期间,某同学用手托礼盒进行表演。若礼盒的质量为m,手与礼盒之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,手掌一直保持水平。则下列说法中正确的是( )
A.若手托着礼盒一起向上匀加速运动,则手对礼盒的作用力大于礼盒对手的作用力
B.若手托着礼盒一起向右匀速运动,则礼盒受到水平向右的静摩擦力
C.若手托着礼盒一起向右匀加速运动,则手对礼盒的作用力大小为μmg
D.若手托着礼盒一起向右匀减速运动,则手对礼盒的作用力大小不会超过
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有
一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.“荡秋千”是小孩常玩的游戏之一、小孩在荡秋千的过程中,若空气阻力忽略不计,小孩的质量为25kg,重心距悬点的距离为2.5m,小孩运动到最低点的速度为2m/s,(g取10m/s2)则下列说法正确的是( )
A.小孩所受合外力不是始终指向其做圆周运动的圆心
B.小孩运动到最高点时加速度为零
C.小孩运动过最低点时秋千对小孩的作用力为290N
D.小孩运动过最低点时秋千对小孩的作用力为210N
12.如图所示,倾角为、半径为R的倾斜圆盘,绕圆心O处的转轴匀速转动(转轴垂直于盘面)。一个质量为m的小物块(可视为质点)放在圆盘的边缘,当小物块与圆盘间的动摩擦因数时,恰好随着圆盘一起匀速转动。图中A、B分别为小物块转动过程中所经过的最高点和最低点,OC与OB的夹角为60°。小物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.小物块在A点时受到的摩擦力最大
B.圆盘转动的角速度为
C.小物块在C点时受到的摩擦力大小为
D.小物块从B运动到A的过程,摩擦力做功为
13.如图所示,装置BO′O可绕竖直轴O′O转动,可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点,装置静止时细线AB水平,细线AC与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球的质量m=1kg,细线AC长L=1m,B点距C点的水平和竖直距离相等(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),则( )
A.若装置匀速转动的角速度为rad/s时,细线AB上的张力为零而细线AC与竖直方向夹角仍为37°
B.若装置可以以不同的角速度匀速转动,且角速度rad/s时,细线AC张力T=N
C.若装置可以以不同的角速度匀速转动,且角速度rad/s时,细线AC上张力T与角速度的平方成线性关系
D.若装置可以以不同的角速度匀速转动,且角速度rad/s时,细线AB上张力不变
三、实验题(本题共2小题,共14分)
14.将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始下落,某实验小组利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,操作正确的是( )
A. B.
C. D.
(2)关于本实验,下列说法中错误的是( )
A.应选择质量大、体积小的重锤进行实验
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.先接通电源,待打点稳定后再释放纸带
D.为测量重锤的动能,需要先根据公式v= 或v=gt计算重锤的速度v
(3)甲同学用50Hz的打点计时器打出的一条纸带,如下图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,选取的计数点A、B、C、D到O点的距离在图中已标出,重锤的质量为1.00kg,g取9.80m/s2。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到C点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J;此时重锤的动能Ek=____________ J(结果均保留两位有效数字);
(4)乙同学利用打出的纸带,测出各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,计算出各计数点对应的速度v,画出v2随h变化的图像如上图,图线的斜率为k(k<g),则重物下落过程中所受阻力大小f=__________(用重物质量m,重力加速度g和斜率k表示)
15.一兴趣小组在学习了平抛运动后,进行了“探究平抛运动的特点”实验,实验中,以小球离开轨道末端时的球心位置为坐标原点O,建立水平(x)与竖直(y)坐标轴。让质量为m的小球从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放,使其水平抛出,通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹如图甲所示。
(1)以下实验操作合理且必要的是________(填正确答案标号)
A.调整斜槽末端,必须使末端保持水平
B.小球每次都从斜槽上不同的位置由静止释放
C.以球心为坐标原点,借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系
D.用砂纸打磨斜槽轨道,尽量使斜槽轨道光滑一些
(2)某同学在实验过程中,记录了小球平抛运动轨迹的一部分,如图乙所示。取,由图中所给的数据可判断出图中坐标原点O________(选填“是”或“不是”)抛出点;小球从A点运动到B点的时间为________s;平抛运动的初速度是________m/s。
四、解答题(本题共4小题,共44分)
16.战士拉车胎进行100m赛跑训练体能,车胎的质量m=8.5kg,战士拉车胎的绳子与水平方向的夹角,车胎与地面间的滑动摩擦力系数μ=0.7,某次比赛中,一名战士拉着车胎从静止开始全力加速,跑出20m达到最大速度,(这一过程可看作匀加速直线运动),然后以最大速度匀速跑道终点,共用时15s,重力加速度,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求
(1)战士加速所用的时间和达到的最大速度v
(2)战士匀加速阶段对车胎的拉力F
17.如图所示,光滑倾斜轨道AB和水平轨道BC平滑连接(小球经过时速度大小不变),轨道AB距地面高h的A点有一个质量m=1kg的小球无初速释放,小球从C点向右进入半径R=1m的光滑圆形轨道,圆形轨道底部C处前后错开,小球可以从C点向右离开圆形轨道,在水平轨道上继续前进。已知小球与水平轨道间的动摩擦因数,水平轨道BC长L=1m,不计其它阻力,重力加速度。
(1)若释放点A高度h=3m,求小球到达B点的速度大小;
(2)要使小球完成圆周运动,则释放点A的高度h需要满足什么条件;
(3)若小球恰好不脱离轨道,求小球最后静止的位置到圆轨道最低点C的距离。
18.如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-Q,A、B相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布.),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v.已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g.求:
(1)C、O间的电势差UCO;
(2)O点处的电场强度E的大小及小球p经过O点时的加速度;
19.如图所示,质量M=0.3kg的物体B通过平行传送带的轻质绳及光滑定滑轮协助传送带将量m=0.2kg煤块A(可视为质点)运送到传送带顶端,已知传送带倾角θ=30°,与煤块间动摩擦因数,传送带以v=5m/s的速度顺时针转动,物体B离地高度h=9m(传送带长度大于9m,且B落地的瞬间绳子断裂)。某时刻将煤块A由静止释放,恰好能到达传送带顶端,煤块与传送带间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略空气阻力和煤块滑动过程中质量的变化,g取10 m/s2.求:
(1)释放后瞬间煤块A受到的摩擦力f大小和方向;
(2)煤块A向上运动过程中产生的痕迹长度l;
(3)由于运送煤块A,传送带电动机多消耗的电能E多。
试卷第8页,共11页
试卷第1页,共11页
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《2026年秋季高二开学摸底考试卷四(浙江专用)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
D
D
D
C
D
A
C
D
题号
11
12
13
答案
AC
BD
ABC
1.A
【详解】A.在不考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫“理想模型法”,选项A正确;
B.根据速度定义式 ,当 t 非常小时,就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度,该定义选用了“极限法”,选项B错误;
C.在探究加速度、合力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该探究运用了“控制变量法”,选项C错误;
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程等分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里运用了“微元法”,选项D错误。
故选A。
2.C
【详解】AB.静止的小球沿不同的轨道由同一高度滑到水平桌面上,由于高度差相同,所以重力做的功相同,故AB错误;
CD.重力势能的变化量与零势能面的选取无关,重力做的正功等于重力势能的减小量,重力做功为mgh,则重力势能减小mgh,故C正确,D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.由于B球向右摆,则两球间为排斥力,说明两小球一定带同种电荷,故A错误;
B.两球距离增大的过程中,电场力对小球B做正功,小球B的电势能减小,故B错误;
C.对小球受力分析且由平衡可得
结合库仑定律
可知距离增大一倍,小球间的库仑力F减小原来的四分之一,则距离增大前与距离增大一倍后,细线与竖直方向夹角θ的正切值之比为4:1,故C错误;
D.对小球受力分析且由平衡可得
由牛顿第三定律可知,小球A与小球B间的库仑力大小相等,方向相反,则
得
故D正确。
故选D。
4.D
【详解】A.设物体向右做匀减速直线运动的加速度大小为a1,则由v − t图得,加速度大小
方向与初速度方向相反,设物体向左做匀加速直线运动的加速度大小为a2,则由v − t图得,加速度大小
方向与初速度方向相反,根据牛顿第二定律,有
,
联立上述各式得
,
故A错误;
B.10s末恒力F的瞬时功率
故B错误;
C.根据v − t图与横轴所围的面积表示位移得
负号表示物体在起点以左,故C错误;
D.10s内克服摩擦力做功
故D正确。
故选D。
【点睛】本题关键先根据运动情况求解加速度,确定受力情况后求解出动摩擦因数,根据v − t图与横轴所围的面积表示位移求解位移。
5.D
【详解】A.由图像可知,0 ~ 3.6s内,弹力等于重力,运动员在4.8s ~ 5.4s内,弹力大于重力,故运动员处于超重状态,故A正确,不符合题意;
B.由图乙可知,运动员在11s ~ 12s内,运动员受到的弹力先小于重力,再大于重力,然后再小于重力,故运动员先处于失重状态再处于超重状态再处于失重状态,故B正确,不符合题意;
C.由图像可知运动员离开蹦床后做竖直上抛运动,离开蹦床的时刻为6.8s或9.4s,再下落到蹦床上的时刻为8.4s或11s,它们的时间间隔均为1.6s,故处于完全失重状态的最长时间为1.6s,故C正确,不符合题意;
D.由图像可知,离开蹦床的最长时间为1.6s,由对称性可知,上升时间为0.8s,则上升的最大高度为
故D错误,符合题意。
故选D。
6.C
【详解】A.根据牛顿第二定律 ,当和时,轻杆对小球A的作用力大小不相等,加速度越大,轻杆对小球A的作用力越大,A错误;
B.只有当时,系统处于完全失重状态,B球与底板间无压力,B球与底板间的摩擦力为零,其他情况摩擦力不为零,B错误;
C.设杆的弹力为FN,升降机向上运动的加速度为a,升降机壁对A的弹力为FNA1,对A在竖直方向上 ,对A在水平方向上
对系统水平方向
解得,C正确;
D.因为 ,即升降机向上加速运动时,无论加速度取何值,B球受到的静摩擦力均大于壁对A球的弹力,所以,若,升降机向上加速运动的加速度可以取任意值,D错误。
故选C。
7.D
【详解】B.由题可知,绳子aO′与绳子aA夹角为60o,而这两段绳子是一根,拉力大小相等,滑轮处于平衡状态,因此OP处于角平分线上,设绳子aO′拉力大小为,根据共点力平衡
可得
因此物体A的重量为2kg,B正确;
A.弹簧的弹力大小为
A正确;
C.由于B物体处于静止状态,桌面对B物体的摩擦力为
C正确;
D.由于OP处于 的角平分线上,因此OP与竖直方向夹角为30o,D错误。
故错误的应选D。
8.A
【详解】A.对A受力分析,受拉力F、重力、支持力和向右的静摩擦力,由牛顿第三定律可知A对C有向左的静摩擦力。故A正确;
B.对B受力分析,由于匀速运动,合力为零,故受重力和支持力,不受摩擦力。故B错误;
C.对C受力分析,受重力、A对C压力、B对C压力,地面对C支持力,A对C向左的静摩擦力和地面对C向右的滑动摩擦力,即物体C受到两个摩擦力的作用。故C错误;
D.对整体受力分析,受拉力F、重力、支持力和向右的滑动摩擦力,所以地面对C有向右的滑动摩擦力,那么物体C对地有向左的摩擦力。故D错误。
故选A。
9.C
【详解】AB.当游客下落20m时弹性绳到达原长,以后继续下落时,弹力先小于重力,游客继续加速下落,此过程中,游客能体验失重;以后弹力大于重力,游客加速度向上,开始减速,选项AB错误;
C.由功能关系可知,当游客下落到最低点时,游客所处高度最小,重力势能最小,选项C正确;
D.因不确定零重力势能点,故无法知道第一次到达最低点的重力势能,选项D错误。
故选C。
10.D
【详解】A.根据牛顿第三定律,若手托着礼盒一起向上匀加速运动,则手对礼盒的作用力等于礼盒对手的作用力,A错误;
B.若手托着礼盒一起向右匀速运动,则礼盒和手之间没有摩擦力,B错误;
C.若手托着礼盒一起向右匀加速运动,因为加速度未知,无法求出手对礼盒的作用力大小,C错误;
D.若手托着礼盒一起向右匀减速运动,则手对礼盒的最大摩擦力大小为μmg,手对礼盒的最大作用力大小为
若手托着礼盒一起向右匀减速运动,则手对礼盒的作用力大小不会超过小,D正确。
故选D。
11.AC
【详解】A.小孩所受合外力是重力和秋千拉力的合力,根据平行四边形定则分析可知,小孩所受合外力方向并不是始终指向其做圆周运动的圆心,故A正确;
B.小孩运动到最高点时,速度为零,向心力为零,即重力沿绳子方向的分力和拉力的合力为零,则小孩的合力为重力沿轨迹切线方向的分力,因此,小孩运动到最高点时合力不为零,则加速度不为零,故B错误;
CD.小孩运动过最低点时,对小孩,由牛顿第二定律得
F−mg=
据题知r=2.5m,m=25kg,v=2m/s,解得秋千对小孩的作用力
F=290N
故C正确,D错误。
故选AC。
12.BD
【详解】A.设物块在B点时受到的摩擦力为,则由牛顿第二定律可得
设物块在A点时受到的摩擦力为,方向有可能指向圆心,也可能背离圆心,则由牛顿第二定律可得
或
联立可得: ,因此小物块在B点时受到的摩擦力最大,A错误;
B.物块在B点时受到的摩擦力最大,当小物块与圆盘间的动摩擦因数时,恰好随着圆盘一起匀速转动,则有
解得:,B正确;
C.物块在C点时所需的向心力为
由三角形定则可得,小物块在C点时受到的摩擦力大小为
C错误;
D.物块从B运动到A的过程,由动能定理可得
解得:,D正确;
故选BD。
13.ABC
【详解】A.若细线AB上张力恰为零且细线AC与竖直方向夹角仍为37°时,根据牛顿第二定律得
解得
rad/s
故A正确;
B.若装置可以以不同的角速度匀速转动,且角速度rad/s时,此时对小球,在竖直方向有
TACcos37°=mg
解得
TAC=N
故B正确;
CD.当角速度rad/s且逐渐增大时,对于小球,在水平方向上有
即
即细线AC上的张力T与角速度ω的平方成线性关系;当角速度rad/srad/s时,根据牛顿第二定律可得
解得
此时细线AB恰好竖直,且张力为零;当rad/s时,细线AB上有张力,对小球做分析,水平方向上有
竖直方向上有
则
即细线AC上的张力T与角速度ω的平方成线性关系;TAB随角速度ω的增加也增大。故C正确,D错误。
故选ABC。
14.(1)B
(2)D
(3) 1.2 1.1
(4)
【详解】(1)打点计时器必须接交流电源,释放纸带前,让重锤靠近打点计时器,并用手将纸带拉直以减小重锤下落时纸带与打点计时器间的摩擦阻力。
故选B。
(2)A.为了减小空气阻力,应选择质量大、体积小的重锤进行实验,A正确,不符合题意;
B.为了减小纸带与限位孔间的摩擦阻力,应使两限位孔在同一竖直面内上、下对正,B正确,不符合题意;
C.为了更多的利用纸带,实验时应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,C正确,不符合题意;
D.为测量重锤的动能,应利用纸带上打出的点,计算出打某个点的瞬时速度v,再利用刻度尺测量出下落的高度,比较是否等于来验证机械能是否守恒,而如果用公式v= 计算,该公式变形后直接变成,相当于直接承认了机械能守恒;同理若用v=gt而同样也会推出都是不合理的,D错误,符合题意。
故选D。
(3)[1]重力势能的减小量
[2]打C点的速度为BD间的平均速度
因此打C点时的动能
(4)利用定能定理
整理得
可知
从而
15.(1)AC
(2) 不是 0.1 2
【详解】(1)A.该实验中要求斜槽末端的切线保持水平以保证小球做平抛运动。故A正确;
B.小球每次必须从相同的高度位置滚下,以保证小球水平抛出时的速度相同。故B错误;
C.以球心为坐标原点,借助重垂线确定竖直方向并建立直角坐标系。故C正确;
D.只要小球每次从相同的高度位置滚下,以相同的水平速度抛出即可,钢球与斜槽间的摩擦对实验没影响。故D错误。
故选AC。
(2)[1]由平抛运动的水平位移可知,OA段和AB段的时间相等,若O为抛出点,则OA段和AB段的竖直位移之比为1:3,而实际竖直位移之比是1:2,可知O点不是抛出点。
[2] 在竖直上有
解得
即小球从A点运动到B点的时间为0.1s。
[3] 平抛运动的初速度是
16.(1)(2),沿绳与水平方向成37°
【详解】(1)设匀加速运动的时间为,则匀加速阶段位移为
匀速阶位移为
联解得
(2)由速度公式
得
车胎受力如图并正交分解
在x方向有
在y方向有
且
代入数据联解得:,沿绳与水平方向成37°
17.(1);(2)不小于2.9m;(3)C点的左侧0.5m处或在C点右侧6.25m处
【详解】(1)从A到B,根据动能定理有
解得
(2)要使小球完成圆周运动,则小球在最高点时最小速度需重力提供向心力,则有
根据动能定理有
解得
则可知要使小球完成圆周运动,则释放点A的高度h需要不小于2.9m;
(3)若小球恰好不脱离轨道,第一种情况是,即小球从2.9m高处滑下,过圆最高点后,从C点向右离开圆形轨道,小球最后静止的位置到圆轨道最低点C的距离为x,根据动能定理
解得
即小球最后静止的位置在C点的右侧,距圆轨道最低点C的距离为6.25m;
若小球恰好不脱轨道,第二情况是,小球从斜面滑下后最高点只刚好到与圆心等高处,然后滑回来过C点向左滑,根据动能定理有
解得
即小球最后静止的位置在C点的左侧,因BC长L=1m,所以小球最后停在BC中点处、距圆轨道最低点点C的距离为0.5m。
综上所述,小球最后静止的位置可能在C点的左侧0.5m处或在C点右侧6.25m处。
18.(1) (2);
【详解】(1)小球p由C运动到O的过程,由动能定理得
所以
(2)小球p经过O点时受力如图
由库仑定律得
它们的合力为
F=F1cos 45°+F2cos 45°=Eq
所以O点处的电场强度
由牛顿第二定律得:
mg+qE=ma
所以
19.(1)0.5N,方向沿传送带向上
(2)5.4m
(3)4J
【详解】(1)刚开始由于物体A的速度小于传送带速度,摩擦力沿传送带向上,大小为
解得
(2)刚开始由于物体A的速度小于传送带速度,由牛顿第二定律,对A、B两物体分析,可得
联立解得
从开始到物体A与传送带第一次共速所用时间为
发生的位移为
此过程物体A相对传送带向下发生的相对位移大小为
物体A与传送带共速后,由于
A继续加速,传送带给物体A向下的滑动摩擦力,对A、B两物体分析,可得
解得
从物体A与传送带共速到物体B落地过程,设物体B落地瞬间速度大小为,则有
其中
解得
从物体A与传送带共速到物体B落地过程,所用时间为
此过程物体A相对传送带向上发生的相对位移大小为
物体B落地后,物体A向上做匀减速的加速度大小为
物体A从速度减速到再次与传送带共速,所用时间为
此过程物体A相对传送带向上发生的相对位移大小为
物体A再次与传送带共速后,物体A继续向上做匀减速的加速度大小为
物体A从再一次与传送带共速到刚好到达顶端,所用时间为
此过程物体A相对传送带向下发生的相对位移大小为
则过程中产生的划痕长度为
(3)由于运送煤块A,摩擦力对传送带做功为
故传送带电动机多消耗的电能为
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