内容正文:
重庆市第七中学校2025—2026学年度上期
高2026届第二次月考 物理试卷
满分100分 时间75分钟
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图是筷子夹鹅卵石时的动作示意图,图中的筷子处于倾斜方向,与水平面成一定夹角。鹅卵石处于静止状态,则( )
A. 鹅卵石受到三个力的作用
B. 下方筷子对鹅卵石的弹力大于鹅卵石对其的弹力
C. 当缓慢增大筷子与水平方向的夹角,鹅卵石受到筷子对它的作用力不变
D. 若筷子夹着鹅卵石一起向上匀速运动,鹅卵石受到摩擦力方向沿筷子向下
【答案】C
【解析】
【详解】A.题图中的鹅卵石受重力、两个弹力和两个静摩擦力,共五个力,A错误;
B.下方筷子对鹅卵石的弹力与鹅卵石对其的弹力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,B 错误;
C.当缓慢增大筷子与水平方向的夹角时,鹅卵石始终处于平衡状态,鹅卵石受到筷子对它的作用力始终与重力等大反向,C正确;
D.筷子夹着鹅卵石一起向上匀速运动,合力为0,筷子对鹅卵石的摩擦力属于接触力,方向沿筷子方向,鹅卵石有沿筷子下滑的趋势,所受摩擦力沿筷子向上,D错误;
故选C。
2. 两质点由静止开始做直线运动,它们的位移x与时间t的图像均为抛物线。t0时刻它们的速度分别为vI和vII,加速度分别为aI和aII。则( )
A. vI>vII,aI>aII B. vI>vII,aI<aII
C. vI<vII,aI>aII D. vI<vII,aI<aII
【答案】A
【解析】
【详解】根据位移图线切线的斜率表示瞬时速度可知,在t0时刻,图像I对应的速度大于图像II对应的速度,即
vI>vII
根据题述它们的位移x与时间t的图像均为抛物线,可知两质点均做初速度为零的匀加速直线运动,由
v=at
可知,图像I对应的加速度大于图像II对应的加速度,即
aI>aII
故选A。
3. 如图所示,滑块a、b用绳跨过定滑轮相连,a套在水平杆上。现使a以速度v从P位置匀速运动到Q位置。则滑块b( )
A. 做匀速运动,速度大于v
B. 做减速运动,速度小于v
C. 做加速运动,速度小于v
D. 做加速运动,速度大于v
【答案】C
【解析】
【详解】a沿绳方向的分速度和b的速度大小相等,设连接a的绳与杆的夹角为,可得
随a向右运动,减小,b的速度增大,则b做加速运动,速度小于v,故C正确,ABD错误。
故选C。
4. 一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前4s内做匀加速直线运动,4s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为,重力加速度g取,则下列说法正确的是( )。
A. 汽车在2s时的牵引力为 B. 汽车的额定功率为72kW
C. 汽车的最大速度为20m/s D. 当汽车的速度为12m/s时,其加速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题可知汽车所受阻力
由图像可知前内的加速度为
前内汽车做匀加速运动,由牛顿第二定律可得
代入数据得
故A错误;
B.由题可知汽车在时达到额定功率,其额定功率为
故B错误;
C.当汽车受力平衡时速度最大,其最大速度为
故C错误;
D.当汽车的速度为12m/s时,此时的牵引力为
根据牛顿第二定律得
解得
故D正确。
故选D。
5. 在利用频闪相机研究自由下落物体的运动时,将一可视为质点的小球由O点静止释放的同时频闪相机第一次曝光,再接下来经连续三次曝光,得到了如图所示的频闪相片,已知曝光时间间隔为,不考虑一切阻力。如果将小球由照片中的A点静止释放,则下列说法正确的是( )
A. 小球由A到B以及由B到C的时间小于
B. 小球通过B点和C点速度的关系为
C. 小球由A到B以及由B到C的过程中平均速度的关系为
D. 小球通过B点速度和由A到C的平均速度的关系为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.由题意知,小球从O点静止下落,经过各段的时间都是,所以段的高度之比为,如果小球从A点开始静止下滑,则间距离大于间距离,所以通过段的时间均大于,故A错误;
B.设间距离为,则间的距离为,所以间的距离为,小球下落的加速度为g,小球从A点开始静止下落,所以通过B点的速度为
小球通过C点的速度为
则小球通过B点和C点速度的关系为
故B错误;
C.由A选项的分析可知段的位移之比为,但是通过两段的时间不再相等,根据
可知,平均速度之比不是,故C错误;
D.对匀变速直线运动来说,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,对初速度为零的匀加速直线运动来说,连续相等时间内的位移之比为,所以小球经过的时间大于从A到C时间的二分之一,故通过B点的速度大于段的平均速度,故D正确。
故选D。
6. 体育考试中有个项目是双手垫排球,双手以大小为的初速度竖直向上垫出一个质量为m的排球,若排球运动过程中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,排球运动的速度随时间变化的规律如图所示,时刻排球到达最高点,再落回垫出点时的速度大小为,且落回垫出点前排球已经做匀速运动,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 排球上升过程中的加速度逐渐减小,下降过程中的加速度逐渐增大
B. 排球在运动的全过程中,上升时超重,下降时失重
C. 排球垫出瞬间的加速度大小为
D. 排球下降过程中的平均速率小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.上升过程,排球受到重力和阻力,根据牛顿第二定律,有
解得
由于排球减速上升,阻力逐渐减小,故加速度不断减小;下降过程,排球受到重力和阻力,根据牛顿第二定律,有
解得
由于速度增大,阻力增大,故加速度减小,最后匀速运动,加速度为零,选项A错误;
B.排球在运动的全过程中,上升和下降时的加速度均竖直向下,均处于失重状态,选项B错误;
C.排球受到的空气阻力与其速率成正比,最终以匀速下降,有
排球垫出瞬间,有
解得
选项C错误;
D.由于机械能损失,排球上升过程中的平均速率大于下降过程中的平均速率,上升过程与下降过程的位移大小相等,故排球在运动的全过程,上升的时间小于下降的时间,速度一时间图像与时间轴围成的面积表示位移,从图像可以看出,上升的位移小于阴影部分面积,而阴影部分面积是匀减速直线运动的位移,匀减速直线运动的平均速度等于,故排球上升过程的平均速度小于,排球下降过程的平均速率更加小于,选项D正确。
故选D。
7. 如图,将一质量为、长度为的长方形硬纸板放在水平桌面上,右端一小部分伸出桌外。将一质量也为的橡皮擦(可视为质点)置于纸板的正中间,用手指将纸板水平弹出,纸板瞬间获得初速度。已知橡皮擦与纸板、桌面间的动摩擦因数均为,纸板与桌面间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。则( )
A. 弹出纸板后瞬间,纸板的加速度大小为
B. 橡皮擦与纸板达到相同速度后,一直与纸板相对静止
C. 最终橡皮擦不会脱离纸板
D. 橡皮擦最终离纸板中点的距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A.弹出纸板后瞬间,对纸板受力分析可知橡皮擦给纸板水平向右的摩擦力为
桌面给纸板水平向右的摩擦力为
由牛顿第二定律可知弹出纸板后瞬间,纸板的加速度大小为
橡皮擦的加速度大小为,故A错误;
B.橡皮擦与纸板达到相同速度后,假设纸板和橡皮擦相对静止,则整体受到的加速度为
而橡皮擦开始做减速运动的加速度最大值为
故此时橡皮擦将相对纸板向左运动,橡皮擦的加速度为
纸板的加速度为,故B错误;
CD.结合AB选项,设橡皮擦与纸板经过t时间速度相同,则有
代入数据解得
此时二者向左共速的速度为
橡皮擦的位移为
纸板的位移为
则二者相对位移为
可知橡皮擦未滑出纸板,接着二者由相同的速度开始以不同加速度做减速运动,由于
所以纸板先减速为0,保持静止,橡皮擦继续以减速为0,规定向左为正方向则橡皮的位移为
纸板的位移为
则二者相对位移为
可知橡皮擦最终距离纸板中点的距离为
即最终橡皮擦不会脱离纸板,故C正确,D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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,有错选的得0分。
8. 节能电梯在无人时缓慢运行或静止不动,有人上电梯后,电梯先加速后匀速运行。一乘客坐电梯下楼,始终与电梯保持相对静止,如图所示,则( )
A. 加速时乘客所受的摩擦力方向水平向左
B. 加速时乘客处于失重状态
C. 下楼过程中电梯对乘客的作用力大于乘客对电梯的作用力
D. 下楼过程中乘客受到的摩擦力始终做负功
【答案】AB
【解析】
【详解】A.电梯加速向下运动时,人有水平向左的加速度,由牛顿第二定律可知,乘客所受的摩擦力方向水平向左,故A正确;
B.电梯加速向下运动时,人有向下的加速度,则乘客处于失重状态,故B正确;
C.电梯对乘客的作用力与乘客对电梯的作用力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故C错误;
D.当电梯匀速运行时,乘客不受摩擦力,摩擦力做功为零,故D错误。
故选AB。
9. “飞车走壁”是一项传统的杂技表演艺术,演员骑车在倾角很大的锥形桶面上做圆周运动而不掉下来.简化后的模型如图所示,若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变,在水平面内做圆周运动的半径为R,摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零,轨道平面离地面的高度为H,侧壁倾斜角度不变.则下列说法正确的是( )
A. 杂技演员和摩托车整体受力平衡
B. 摩托车做圆周运动的H越高,运动的线速度越大
C. 摩托车做圆周运动的H越高,摩托车对侧壁的压力越小
D. 杂技演员和摩托车的角速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.摩托车做匀速圆周运动,合外力不为零,故A错误;
B.作出受力图
则有合力提供向心力,根据牛顿第二定律得
得
H越高,R越大,则v越大,故正确;
C.根据题意,由平衡条件可得
由牛顿第三定律可知,摩托车对侧壁的压力
可知,摩托车对侧壁的压力与H无关,故C错误;
D.由牛顿第二定律
得
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,一质量为1 kg可视为质点的小物块自斜面上A点由静止开始下滑,斜面AB的倾角为37°,A、B间距离为4 m,经2 s运动到B点后通过一小段光滑的衔接弧面恰好滑上与地面等高的传送带,传送带以6 m/s的恒定速率顺时针运行,传送带B、C间距离为8 m,小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,不计衔接弧面的运动时间和空气阻力,取,,。下列说法正确的是( )
A. 小物块与斜面AB间的动摩擦因数为0.2
B. 小物块在传送带上B、C之间的运动时间为1.5 s
C. 小物块在传送带上B、C之间的运动过程,相对传送带滑动的距离为1 m
D. 全过程摩擦力对小物块的总功为-16 J
【答案】BC
【解析】
【详解】A.物块在斜面上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有,,联立运动学公式,解得,,A错误;
B.根据运动学公式,物体在B点的速度,在传送带上,物体的加速度为,与传送带达到共速的时间为,物块的位移为,距离传送带右端的距离,此后做匀速直线运动,还需要的时间为,则小物块在传送带上B、C两点之间的运动时间为,B正确;
C.传送带达到共速时,传送带的位移为,则相对位移为,C正确;
D.对小物块分析,由动能定理,解得全过程摩擦力对小物块的总功为,D错误。
故选 BC。
三、实验题:本题共2小题,第11题6分,第12题9分,共14分。
11. 如图甲所示为向心力演示仪,某同学探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度a和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为,该同学设计了如图乙所示的三种组合方式,变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为、和。
(1)本实验的目的是探究向心力的大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系,实验中采用的实验方法是__________;
A. 理想模型法
B. 等效替代法
C. 控制变量法
(2)在某次实验中,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第______层塔轮(选填“一”、 “二”或“三”);
(3)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为_______。
A. B. C. D.
【答案】 ①. C ②. 一 ③. B
【解析】
【详解】(1)[1]本实验探究向心力的大小F与小球质量m关系时,保持r、ω不变,探究向心力的大小F与角速度ω的关系时,保持r、m不变,探究向心力的大小F和半径r之间的关系时,保持m、ω不变,所以实验中采用的实验方法是控制变量法。
故选C;
(2)[2]在某次实验中,探究向心力的大小与半径的关系时,保持m、ω不变,则需要将传动皮带调至第一层塔轮;
(3)[3]在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,则r、m相同,传动皮带位于第二层,角速度比值为
当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比表示向心力的比值,约为
故选B。
12. 小明和小华同学准备用图甲所示器材测量小车质量M,所用交流电频率为50Hz,共6个槽码,每个槽码的质量m均为10g。
实验步骤如下:
a.安装好实验器材,跨过定滑轮的细线一端连接在小车上,另一端悬挂着6个槽码。调整轨道的倾角,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列_________的点,表明小车沿倾斜轨道匀速下滑;
b.保持轨道倾角不变,取走1个槽码,让小车拖着纸带沿轨道下滑,根据纸带上打的点迹测出加速度a;
c.逐个减少细线下端悬挂的槽码数量,重复步骤b;
d.以取走槽码的总个数的倒数为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出关系图线。
已知重力加速度大小m/s2,计算结果均保留三位有效数字,请完成下列填空:
(1)步骤a中,横线部分应为__________________。
(2)下列说法正确的是_________
A. 先将小车从靠近打点计时器处释放,再接通电源
B. 小车下滑时,位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
C. 实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量
D. 若细线下端悬挂着2个槽码,则小车在下滑过程中受到的合外力小于
(3)某次实验获得如图乙所示的纸带,相邻计数点间均有4个点未画出,则小车的加速度大小为__________________m/s2。
(4)测得关系图线的斜率为3.00s2/m,则小车质量M=_________kg。
【答案】(1)间距均匀
(2)BD (3)0.820
(4)0.234
【解析】
【小问1详解】
小车沿倾斜轨道匀速下滑时,打点计时器在纸带上打出一系列间距均匀的点。
【小问2详解】
A.先接通电源,后释放小车,小车应从靠近打点计时器处释放,故A错误;
B.小车下滑时,为保证实验的准确性,应使细线始终与轨道平行,故B正确;
C.由于该实验每个槽码的质量已知道,故不需要使质量远小于小车质量,故C错误;
D.若细线下端悬挂着2个槽码,小车加速下滑,槽码加速上升,槽码超重,故细线对小车的拉力大于2个槽码的重力,所以小车下滑过程中受到的合外力小于,故D正确。
故选BD。
【小问3详解】
由逐差法可得加速度为
=0.820
【小问4详解】
由平衡条件得
减小n个槽码后,对小车和槽码分别有
则
即
可得斜率
解得
四、计算题:本题共3小题,第13题10分,第14题14分,第15题18分,共43分。
13. 2020年6月23日9时43分,我国在西昌卫星发射中心成功发射了第五十五颗北斗导航卫星。假设该卫星在距离地球表面高为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,地球的体积为V=πR3,忽略地球自转的影响。求:
(1)地球的平均密度ρ;
(2)该人造卫星绕地球运动的周期T。
【答案】(1); (2)
【解析】
【详解】(1)在地球表面附近,有
G=mg
解得
M=
又
ρ=,V=πR3
得
(2)根据万有引力提供向心力,有
G=m(R+h)
解得
又知
GM=gR2
所以
14. 如图所示,粗糙的水平面AB与光滑的竖直圆轨道BCD在B点相切,圆轨道BCD的半径R=0.40m,D是轨道的最高点,一质量m=1.0kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F=7.0N的水平恒力作用在物体上,使它在水平面上做匀加速直线运动,当物体到达B点时撤去力F,之后物体沿圆轨道BCD运动,物体恰好能通过D点。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物体通过D点时速度vD的大小;
(2)物体刚进入圆轨道B点时所受支持力FN的大小;
(3)A与B之间的距离x。
【答案】(1);(2)60N;(3)2.0m
【解析】
【详解】(1)物体恰好能通过D点,根据牛顿第二定律
可得
(2)根据动能定理,物体由B点运动到D点的过程中,有
物体经B点时
得
(3)物体在水平面上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律
根据匀变速直线运动公式,有
得
15. 如图所示,高度的光滑导轨AB位于竖直平面内,其末端与光滑水平导轨BC相连,BC与竖直放置内壁光滑的半圆形管道CD相连,半圆的圆心O在C点的正下方,C点离地面的高度。一个质量的小球(可视为质点),从A点由静止下滑,重力加速度g取,不计空气阻力。
(1)若半圆的半径,求小球离开圆管后运动的水平距离;
(2)若半圆形管道半径可以变化,改变圆形轨道半径可使小球离开圆管后水平位移最大,求此时半径的大小;
(3)若小球每次与地面撞击后,竖直速度变为原来的,水平速度不变,调整半圆形管道的半径,求小球离开圆管后到停止跳动前水平位移的最大值。
【答案】(1)
(2)0.2m (3)3.4m
【解析】
【小问1详解】
根据题意,小球从A到D过程中,由动能定理有
解得
小球从点飞出后做平抛运动,则有,
解得
【小问2详解】
小球从A到C过程,由动能定理有
解得
设平抛运动的时间为t,则有,
从C到D的过程,由动能定理有
联立解得
由数学知识可知,当时水平射程最远。
【小问3详解】
根据题意,结合上述分析可知,第1次撞击地面前,
第1次撞击地面后
第1次撞击后至第2次撞击前,小球做斜抛运动,
同理,第n次撞击后至第n+1次撞击前,
小球第n+1次撞击前,位移大小为
当时
由数学知识可知,当时,x总有最大值,此时,最大位移为。
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重庆市第七中学校2025—2026学年度上期
高2026届第二次月考 物理试卷
满分100分 时间75分钟
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图是筷子夹鹅卵石时的动作示意图,图中的筷子处于倾斜方向,与水平面成一定夹角。鹅卵石处于静止状态,则( )
A. 鹅卵石受到三个力的作用
B. 下方筷子对鹅卵石的弹力大于鹅卵石对其的弹力
C. 当缓慢增大筷子与水平方向的夹角,鹅卵石受到筷子对它的作用力不变
D. 若筷子夹着鹅卵石一起向上匀速运动,鹅卵石受到摩擦力方向沿筷子向下
2. 两质点由静止开始做直线运动,它们的位移x与时间t的图像均为抛物线。t0时刻它们的速度分别为vI和vII,加速度分别为aI和aII。则( )
A. vI>vII,aI>aII B. vI>vII,aI<aII
C. vI<vII,aI>aII D. vI<vII,aI<aII
3. 如图所示,滑块a、b用绳跨过定滑轮相连,a套在水平杆上。现使a以速度v从P位置匀速运动到Q位置。则滑块b( )
A. 做匀速运动,速度大于v
B. 做减速运动,速度小于v
C. 做加速运动,速度小于v
D. 做加速运动,速度大于v
4. 一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前4s内做匀加速直线运动,4s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为,重力加速度g取,则下列说法正确的是( )。
A. 汽车在2s时的牵引力为 B. 汽车的额定功率为72kW
C. 汽车的最大速度为20m/s D. 当汽车的速度为12m/s时,其加速度为
5. 在利用频闪相机研究自由下落物体的运动时,将一可视为质点的小球由O点静止释放的同时频闪相机第一次曝光,再接下来经连续三次曝光,得到了如图所示的频闪相片,已知曝光时间间隔为,不考虑一切阻力。如果将小球由照片中的A点静止释放,则下列说法正确的是( )
A. 小球由A到B以及由B到C的时间小于
B. 小球通过B点和C点速度的关系为
C. 小球由A到B以及由B到C的过程中平均速度的关系为
D. 小球通过B点速度和由A到C的平均速度的关系为
6. 体育考试中有个项目是双手垫排球,双手以大小为的初速度竖直向上垫出一个质量为m的排球,若排球运动过程中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,排球运动的速度随时间变化的规律如图所示,时刻排球到达最高点,再落回垫出点时的速度大小为,且落回垫出点前排球已经做匀速运动,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 排球上升过程中的加速度逐渐减小,下降过程中的加速度逐渐增大
B. 排球在运动的全过程中,上升时超重,下降时失重
C. 排球垫出瞬间的加速度大小为
D. 排球下降过程中的平均速率小于
7. 如图,将一质量为、长度为的长方形硬纸板放在水平桌面上,右端一小部分伸出桌外。将一质量也为的橡皮擦(可视为质点)置于纸板的正中间,用手指将纸板水平弹出,纸板瞬间获得初速度。已知橡皮擦与纸板、桌面间的动摩擦因数均为,纸板与桌面间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。则( )
A. 弹出纸板后瞬间,纸板的加速度大小为
B. 橡皮擦与纸板达到相同速度后,一直与纸板相对静止
C. 最终橡皮擦不会脱离纸板
D. 橡皮擦最终离纸板中点的距离为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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,有错选的得0分。
8. 节能电梯在无人时缓慢运行或静止不动,有人上电梯后,电梯先加速后匀速运行。一乘客坐电梯下楼,始终与电梯保持相对静止,如图所示,则( )
A. 加速时乘客所受的摩擦力方向水平向左
B. 加速时乘客处于失重状态
C. 下楼过程中电梯对乘客的作用力大于乘客对电梯的作用力
D. 下楼过程中乘客受到的摩擦力始终做负功
9. “飞车走壁”是一项传统的杂技表演艺术,演员骑车在倾角很大的锥形桶面上做圆周运动而不掉下来.简化后的模型如图所示,若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变,在水平面内做圆周运动的半径为R,摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零,轨道平面离地面的高度为H,侧壁倾斜角度不变.则下列说法正确的是( )
A. 杂技演员和摩托车整体受力平衡
B. 摩托车做圆周运动的H越高,运动的线速度越大
C. 摩托车做圆周运动的H越高,摩托车对侧壁的压力越小
D. 杂技演员和摩托车的角速度为
10. 如图所示,一质量为1 kg可视为质点的小物块自斜面上A点由静止开始下滑,斜面AB的倾角为37°,A、B间距离为4 m,经2 s运动到B点后通过一小段光滑的衔接弧面恰好滑上与地面等高的传送带,传送带以6 m/s的恒定速率顺时针运行,传送带B、C间距离为8 m,小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,不计衔接弧面的运动时间和空气阻力,取,,。下列说法正确的是( )
A. 小物块与斜面AB间的动摩擦因数为0.2
B. 小物块在传送带上B、C之间的运动时间为1.5 s
C. 小物块在传送带上B、C之间的运动过程,相对传送带滑动的距离为1 m
D. 全过程摩擦力对小物块的总功为-16 J
三、实验题:本题共2小题,第11题6分,第12题9分,共14分。
11. 如图甲所示为向心力演示仪,某同学探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度a和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为,该同学设计了如图乙所示的三种组合方式,变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为、和。
(1)本实验的目的是探究向心力的大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系,实验中采用的实验方法是__________;
A. 理想模型法
B. 等效替代法
C. 控制变量法
(2)在某次实验中,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第______层塔轮(选填“一”、 “二”或“三”);
(3)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为_______。
A. B. C. D.
12. 小明和小华同学准备用图甲所示器材测量小车质量M,所用交流电频率为50Hz,共6个槽码,每个槽码的质量m均为10g。
实验步骤如下:
a.安装好实验器材,跨过定滑轮的细线一端连接在小车上,另一端悬挂着6个槽码。调整轨道的倾角,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列_________的点,表明小车沿倾斜轨道匀速下滑;
b.保持轨道倾角不变,取走1个槽码,让小车拖着纸带沿轨道下滑,根据纸带上打的点迹测出加速度a;
c.逐个减少细线下端悬挂的槽码数量,重复步骤b;
d.以取走槽码的总个数的倒数为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出关系图线。
已知重力加速度大小m/s2,计算结果均保留三位有效数字,请完成下列填空:
(1)步骤a中,横线部分应为__________________。
(2)下列说法正确的是_________
A. 先将小车从靠近打点计时器处释放,再接通电源
B. 小车下滑时,位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
C. 实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量
D. 若细线下端悬挂着2个槽码,则小车在下滑过程中受到的合外力小于
(3)某次实验获得如图乙所示的纸带,相邻计数点间均有4个点未画出,则小车的加速度大小为__________________m/s2。
(4)测得关系图线的斜率为3.00s2/m,则小车质量M=_________kg。
四、计算题:本题共3小题,第13题10分,第14题14分,第15题18分,共43分。
13. 2020年6月23日9时43分,我国在西昌卫星发射中心成功发射了第五十五颗北斗导航卫星。假设该卫星在距离地球表面高为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,地球的体积为V=πR3,忽略地球自转的影响。求:
(1)地球的平均密度ρ;
(2)该人造卫星绕地球运动的周期T。
14. 如图所示,粗糙的水平面AB与光滑的竖直圆轨道BCD在B点相切,圆轨道BCD的半径R=0.40m,D是轨道的最高点,一质量m=1.0kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F=7.0N的水平恒力作用在物体上,使它在水平面上做匀加速直线运动,当物体到达B点时撤去力F,之后物体沿圆轨道BCD运动,物体恰好能通过D点。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物体通过D点时速度vD的大小;
(2)物体刚进入圆轨道B点时所受支持力FN的大小;
(3)A与B之间的距离x。
15. 如图所示,高度的光滑导轨AB位于竖直平面内,其末端与光滑水平导轨BC相连,BC与竖直放置内壁光滑的半圆形管道CD相连,半圆的圆心O在C点的正下方,C点离地面的高度。一个质量的小球(可视为质点),从A点由静止下滑,重力加速度g取,不计空气阻力。
(1)若半圆的半径,求小球离开圆管后运动的水平距离;
(2)若半圆形管道半径可以变化,改变圆形轨道半径可使小球离开圆管后水平位移最大,求此时半径的大小;
(3)若小球每次与地面撞击后,竖直速度变为原来的,水平速度不变,调整半圆形管道的半径,求小球离开圆管后到停止跳动前水平位移的最大值。
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