内容正文:
广元市实验中学高三物理第二次月考试题
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分;每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 以下关于所用物理学的研究方法叙述正确的是( )
A. 伽利略通过研究“实验+逻辑推理”的方法得到自由落体运动的速度与时间成正比
B. 探究二力合成规律实验,采用等效替代法
C. 研究小船过河时,运用了控制变量法
D. 加速度公式,运用了比值定义法
【答案】AB
【解析】
【详解】A.伽利略先通过斜面实验直接得到的是位移与时间的平方成正比,并推理当斜面倾角增大到,小球的运动就是自由落体运动,在的基础上,通过数学推导得出速度与时间成正比的结论,故A正确;
B.探究二力合成规律实验中,用一个合力替代两个分力的共同作用效果(将橡皮条拉到同一结点),采用等效替代法,故B正确;
C.研究小船过河时,将小船的合运动分解为沿河岸、垂直河岸的两个独立分运动,运用的是运动合成与分解的等效思想,不是控制变量法,故C错误;
D.比值定义法的核心是被定义的物理量与定义所用的物理量无决定关系,加速度的比值定义式为,而是加速度的决定式,反映加速度由合外力和质量共同决定,不属于比值定义法,故D错误。
故选AB。
2. 2025年4月19日,全球首个人形机器人半马在北京亦庄举行,天工机器人(如图1)冲线完赛,夺得冠军。在比赛中,甲、乙两台机器人在某段直线赛道上的位移-时间图像如图2所示,关于0~t1时间内两台机器人的运动情况,以下说法正确的是( )
A. t=0时刻,甲、乙两台机器人在同一位置
B. t1时刻,机器人乙的速度大于机器人甲的速度
C. 0~t1时间内,甲、乙两台机器人的距离增大
D. 0~t1时间内,机器人甲的平均速度大于机器人乙的平均速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图2可知,时刻,甲、乙两台机器人相距,故A错误;
B.位移-时间图像斜率表示速度,由图2可知,时刻,机器人乙的速度大于机器人甲的速度,故B正确;
C.由图2可知,时间内,甲、乙两台机器人的距离减小,故C错误;
D.由图2可知,时间内,机器人甲的位移较小,则平均速度小于机器人乙的平均速度,故D错误。
故选B。
3. 如图,套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连。轻环A在外力作用下沿杆匀速上升,从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置过程中( )
A. 重物B匀速下降 B. 重物B加速下降
C. 绳对B的拉力小于B的重力 D. 绳对B的拉力大于B的重力
【答案】D
【解析】
【详解】AB.设轻环A在外力作用下沿杆匀速上升时绳与竖直方向的夹角为,由绳关联的速度关系有
因逐渐增大,则减小,可知减小,即重物B减速下降,故AB错误;
CD.因重物B减速下降,由牛顿第二定律可知所受合外力向上,即绳对B的拉力大于B的重力,故C错误,D正确。
故选D。
4. 如图所示,一轻杆竖直固定在水平天花板上,杆的另一端装一轻光滑滑轮;一根轻绳跨过滑轮一端挂质量为m的物体,另一端固定在天花板上A点,且绳与天花板的夹角为30°,绳与杆在同一竖直平面内.重力加速度为g.关于轻杆对滑轮的作用力F,下列说法正确的是( )
A. F大小为mg,方向斜向右上与杆夹角60°
B. F大小为,方向水平向右
C. 仅将A点左移少许,F大小减小
D. 仅将A点左移少许,F方向不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB.对m受力分析可知,物体受重力及绳子的拉力而静止,故绳子的拉力T=mg;绳子对滑轮的作用力应为两股绳拉力的合力,如图所示,
由几何关系可知,绳子对滑轮的作用力为mg,方向与AC夹120°角斜向下;滑轮受到绳子的力和轻杆的力二平衡,轻杆对滑轮的作用力F与两绳子对滑轮的合力等大反向,所以轻杆对滑轮的作用力F的大小为mg,,方向斜向右上与杆夹角60°.故A正确,B错误.
CD.仅将A点左移少许,两绳子的张力大小不变,夹角减小,所以两股绳拉力的合力大小变大,方向也改变.滑轮受到绳子的力和轻杆的力二平衡,轻杆对滑轮的作用力F与两绳子对滑轮的合力等大反向,所以轻杆对滑轮的作用力大小变大,方向改变.故C项错误,D项错误.
5. 如图所示,竖直放置、半径为R的半圆轨道直径边在水平地面上,O为圆心,A、B在轨道上,A是轨道最左端,OB与水平面夹角为60°. 在A点正上方P处将可视为质点的小球水平抛出,小球过B点且与半圆轨道相切,重力加速度为g,小球抛出时的初速度为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球做平抛运动,在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点,则知速度与水平方向的夹角为30°,则有:,又,则得:, ①
水平方向上小球做匀速直线运动,则有:R+Rcos60°=v0t ②
联立①②解得:.
A. ,与结论不相符,选项A错误;
B. ,与结论相符,选项B正确;
C. ,与结论不相符,选项C错误;
D. ,与结论不相符,选项D错误;
6. 如图所示,放在水平转台上的物体、能随转台一起以角速度匀速转动,、的质量分别为、,、与转台间的动摩擦因数均为,、离转台中心的距离分别为、。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当地重力加速度为,下列说法中正确的是( )
A. 物体受到的摩擦力一定为
B. 物体与转台间的摩擦力大于物体与转台间的摩擦力
C. 转台的角速度一定满足
D. 转台的角速度一定满足
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体与转台间的摩擦力不一定为最大静摩擦力,故A错误;
B.当物体A、B一同随转台运动时,静摩擦提供向心力,则有,
此过程A、B所受到的摩擦力大小相等,故B错误;
CD.当物体A刚要滑动时,根据牛顿第二定律可得
解得
即转台的角速度一定满足,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,学校门口水平地面上有一质量为m的石墩,石墩与水平地面间的动摩擦因数为,工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时,两平行轻绳与水平面间的夹角均为,则下列说法正确的是( )
A. 轻绳的合拉力大小为
B. 轻绳的合拉力大小为
C. 减小夹角,轻绳的合拉力一定减小
D. 轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力也最小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.对石墩受力分析,由平衡条件可知
联立解得
故A错误,B正确;
C.拉力的大小为
其中,可知当时,拉力有最小值,即减小夹角,轻绳的合拉力不一定减小,故C错误;
D.摩擦力大小为
可知增大夹角,摩擦力一直减小,当趋近于90°时,摩擦力最小,故轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力不是最小,故D错误;
故选B。
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分;每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A.
B. 如图,汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力
C. 如图所示是一圆锥摆,增大,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度不变
D. 如图,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的、位置先后分别做匀速圆周运动,则小球在位置的角速度等于在位置时的角速度
E. 如图,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨和轮缘间会有挤压作用
【答案】BD
【解析】
【详解】A.题图中,汽车通过拱桥最高点时重力和支持力的合力提供向心力,即
所以此时汽车对桥的压力小于重力,故A错误;
B.题图中,设圆锥摆的角速度为,高度为,则根据牛顿第二定律有
解得
所以当增大且不变时,不变,故B正确;
C.题图中,小球在、两位置做匀速圆周运动,由合力提供向心力,则根据牛顿第二定律有(为锥体顶角的一半)
解得
因为相同且不同,故不相等,故C错误;
D.题图中,火车转弯超过规定速度行驶时,所需的向心力增大,重力和轨道支持力的合力不足以提供向心力,此时还需要外轨对车轮的作用力提供一部分向心力,所以外轨和轮缘之间存在挤压作用,故D正确。
故选BD。
9. 蓝牙技术是一种非常实用的短距离低功耗无线通信技术,当物体间的距离小于等于某一值时蓝牙设备会立即自动连接,超过该距离时会立即自动断开。可视为质点的甲、乙两辆模型小车并排紧靠,停在一条平直的赛道上,蓝牙信号已连接。从开始,乙车以的速度匀速向前运动,时蓝牙连接刚好断开,甲车立即启动追赶乙车。两车运动的关系图像如图所示,则( )
A. 甲车追上乙车前,两车在时相距最近
B. 甲车追上乙车前,两车的最大距离为
C. 时两车的蓝牙信号刚好再次连接上
D. 从开始,两车处于蓝牙连接状态的总时间为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.甲车加速追赶,当时距离继续拉大,当时距离缩小,速度相等时两车相距最远,由图可知,此时,故A错误;
B.图中,图线与坐标轴围成面积即为位移大小,时距离最大,此时,
两车距离,故B正确;
C.乙车以的速度匀速向前运动,时蓝牙连接刚好断开,故蓝牙最大连接距离
后,两车距离持续减小,时,由图,
两车距离
故蓝牙信号刚好再次连接上,故C正确;
D.图中,图线斜率表示加速度,则甲车加速度
甲车超越乙车后,两车距离满足
当两车间距时,蓝牙断开。
代入解得(舍去)
故再次连接后,到甲车追上乙车并超越,时再次断开。
故连接时段、,总连接时间,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,一质量、倾角为的斜面体放在光滑水平地面上,斜面体上有一质量为的光滑楔形物体.用一水平向左的恒力F作用在斜面体上,系统恰好保持相对静止地向左运动.重力加速度为,下列判断正确的是( )
A. 系统做匀速直线运动 B.
C. 斜面体对物体的作用力 D. 增大F,楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.对整体受力分析如图甲所示,由牛顿第二定律有
对楔形物体受力分析如图乙所示.由牛顿第二定律有
可得
故A错误,B正确;
C.斜面体对楔形物体的作用力
故C错误;
D.外力F增大,则斜面体加速度增大,斜面体对楔形物体的支持力也增大,则支持力在竖直方向的分力大于重力,有向上的加速度,所以楔形物体将会相对斜面体沿斜面上滑,故D正确.
三、实验探究题(本大题共2个小题,共16分)
11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图,其中A为固定橡皮条的图钉,O为标记出的小圆环的位置,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
(1)图甲所示弹簧测力计读数为___________N
(2)图乙中的力F和力F',一定沿橡皮条AO方向的是___________(选填“F”或“F'”)
(3)在另一次实验中,该同学用两个弹簧测力计,通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用,两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点,且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计,小圆环平衡时,橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为F1、F2和F3,关于这三个力的大小关系,正确的是___________。
A. F1> F2> F3 B. F3> F1> F2 C. F2> F3> F1 D. F3> F2> F1
【答案】(1)1.90
(2)F (3)A
【解析】
【小问1详解】
图中弹簧测力计的分度值为,读数为。
【小问2详解】
由图乙可知,力F'是由做平行四边形得到的合力理论值,由于存在一定的误差,F'的方向不一定沿橡皮条AO方向;力F是通过一个力拉橡皮筋得到的合力实验值,根据二力平衡可知,F的方向一定沿橡皮条AO方向。
【小问3详解】
对O点进行受力分析,与的合力与等大反向,如图
根据几何关系可知
故选A。
12. 某研究性学习小组分别用如下图所示的装置进行以下实验:
(1)“探究加速度与合外力的关系”装置中,小车质量为M,砂桶和砂子的总质量为m,通过改变m来改变小车所受的合外力大小,小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出.现保持小车质量M不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验,得到多组a、F值(F为弹簧秤的示数).
①为了减小实验误差,下列做法正确的是( )
A.只需平衡小车的摩擦力
B.滑轮摩擦足够小,绳的质量要足够轻
C.砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量
D.先释放小车,后接通打点计时器的电源
②某同学根据实验数据画出了如图所示的一条过坐标原点的倾斜直线,其中纵轴为小车的加速度大小,横轴应为________.
A.
B.
C.mg
D.F
③当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时,图线______(填选项前的字母).
A.逐渐偏向纵轴
B.逐渐偏向横轴
C.仍保持原方向不变
(2)下图为上述实验中打下的一条纸带,A点为小车刚释放时打下的起始点,每两点间还有四个计时点未画出,测得AB=2.0 cm、AC=8.0 cm、AD=18.0 cm、AE=32.0 cm,打点计时器的频率为50 Hz,则C点的速度为________ m/s,小车的加速度为________ m/s2.(保留2位有效数字)
【答案】 ①. B; ②. D; ③. C; ④. 0.8; ⑤. 4;
【解析】
【详解】(1) ①本实验中弹簧秤的示数即为绳子的拉力,不需要用砂和砂桶的总重力代替绳子拉力,所以不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量;但滑轮摩擦和绳子的重力会影响示数,所以滑轮摩擦足够小,绳的质量要足够轻;实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作,以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力;实验时,若先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,同时平衡摩擦力时纸带应穿过打点计时器,故B正确,ACD错误.
故选B.
②对小车分析,应有F=ma,解得:a=F,由于图线经过坐标原点,因此应作出a与F图像,纵轴为小车的加速度大小,横轴应为F,故ABC错误,D正确.
故选D
③由于图象的斜率为k=1/M,所以增大沙和沙桶质量,k不变,仍保持原方向不变,所以C正确.
故选C
(2)纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s,且每两个记数点间还有四个计时点未画出,所以T=0.1s.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小.
vC==0.8m/s,
连续相等时间内的位移差为△x=4cm=0.04m,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得:
a=△x/T2=0.04/0.01=4m/s2
【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项;其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚;对小车列出牛顿第二定律方程和平衡方程,解出加速度a的函数表达式,然后即可得出横轴坐标与斜率与什么物理量有关,从而得出结论.根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
四、计算题(本大题共3个小题,共38分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 2025年春节期间,重庆“两江四岸”2025架无人机腾空而起,将夜空装点得美轮美奂(如图1)。如图2所示,两架无人机a、b分别悬停在空中A、B处,A点在B点正上方且。时刻,a沿与水平方向夹角的方向匀速运动,同时b做初速度为零的匀加速直线运动。时刻,a、b在C点相遇,且。a、b均可视为质点,求:
(1)a飞行的速度大小;
(2)b飞行的加速度大小,以及b刚到达C处时的速度大小。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
设a飞飞行的速度大小为,由
解得
【小问2详解】
设b飞行的加速度大小为a,从B点运动到C点的位移大小为x
由几何关系可得
解得
又由
解得
因此,b刚到达C点时的速度大小
14. 如图甲所示,水平轨道AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BC相切于B点,一质量为m的小滑块(视为质点),从A点由静止开始受水平拉力F作用,F随位移的变化规律如图乙所示(水平向右为F的正方向).已知AB长为4L,圆弧轨道对应的圆心角为60°,半径为L,滑块与AB间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.求:
(1)滑块对轨道的最大压力;
(2)滑块相对水平轨道上升的最大高度.
【答案】(1) 9mg,方向竖直向下(2)
【解析】
【详解】(1)小滑块运动到B点时对轨道的压力最大,从A到B,由动能定理得:
4mg×2L-mg×2L-4μmgL=mvB2-0
解得.在B点由牛顿第二定律得:
解得N=9mg,由牛顿第三定律可知对轨道压力大小为9mg,方向竖直向下.
(2)对小滑块,从B到C,由动能定理得:
其中 ,解得,C点竖直速度:
从C到最高点的过程:
vy2=2gh2
解得,上升的最大高度:
答:(1) 9mg,方向竖直向下(2)
15. 一弹射游戏装置竖直截面如图所示,固定的光滑水平直轨道、半径为的光滑螺旋圆形轨道、光滑水平直轨道平滑连接。长为、质量为的平板紧靠长为的固定凹槽侧壁放置,平板上表面与齐平。将一质量为的小滑块从端弹射,经过轨道后滑上平板并带动平板一起运动,平板到达即被锁定。已知,,,,平板与滑块间的动摩擦因数、与凹槽水平底面间的动摩擦因数为。滑块视为质点,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)滑块恰好能通过圆形轨道最高点时,求滑块离开弹簧时速度的大小;
(2)若,滑块恰好过点后,求平板加速至与滑块共速时两者相对运动位移;
(3)若,滑块能到达点,求其离开弹簧时的最大速度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时,重力提供向心力
A点到C点机械能守恒,A、C高度差,根据动能定理
解得
【小问2详解】
滑块滑上平板时速度,平板底面光滑,系统动量守恒,设共速速度为,即
解得
滑块加速度
平板加速度
相对加速度
由运动学公式
解得相对位移
【小问3详解】
滑块从A到D机械能守恒,到达平板时的速度等于离开弹簧的速度,滑块滑上平板后,平板受底面摩擦力,滑块与平板间摩擦力
平板加速度,滑块加速度
设经时间两者共速,即
解得,
共速前相对位移
共速时,应满足临界条件,滑块不滑出平板,要求
解得
同时应满足平板可到达锁定,滑块能到达点。
共速后,整体加速度
平板从开始到到达的总位移需为
共速前平板位移
共速后位移
整体末速度满足
解得
平板锁定后,滑块以在平板上滑行,加速度大小
要继续滑行到达右端。要求
解得
综上
因此最大速度
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广元市实验中学高三物理第二次月考试题
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分;每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 以下关于所用物理学的研究方法叙述正确的是( )
A. 伽利略通过研究“实验+逻辑推理”的方法得到自由落体运动的速度与时间成正比
B. 探究二力合成规律实验,采用等效替代法
C. 研究小船过河时,运用了控制变量法
D. 加速度公式,运用了比值定义法
2. 2025年4月19日,全球首个人形机器人半马在北京亦庄举行,天工机器人(如图1)冲线完赛,夺得冠军。在比赛中,甲、乙两台机器人在某段直线赛道上的位移-时间图像如图2所示,关于0~t1时间内两台机器人的运动情况,以下说法正确的是( )
A. t=0时刻,甲、乙两台机器人在同一位置
B. t1时刻,机器人乙的速度大于机器人甲的速度
C. 0~t1时间内,甲、乙两台机器人的距离增大
D. 0~t1时间内,机器人甲的平均速度大于机器人乙的平均速度
3. 如图,套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连。轻环A在外力作用下沿杆匀速上升,从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置过程中( )
A. 重物B匀速下降 B. 重物B加速下降
C. 绳对B的拉力小于B的重力 D. 绳对B的拉力大于B的重力
4. 如图所示,一轻杆竖直固定在水平天花板上,杆的另一端装一轻光滑滑轮;一根轻绳跨过滑轮一端挂质量为m的物体,另一端固定在天花板上A点,且绳与天花板的夹角为30°,绳与杆在同一竖直平面内.重力加速度为g.关于轻杆对滑轮的作用力F,下列说法正确的是( )
A. F大小为mg,方向斜向右上与杆夹角60°
B. F大小为,方向水平向右
C. 仅将A点左移少许,F大小减小
D. 仅将A点左移少许,F方向不变
5. 如图所示,竖直放置、半径为R的半圆轨道直径边在水平地面上,O为圆心,A、B在轨道上,A是轨道最左端,OB与水平面夹角为60°. 在A点正上方P处将可视为质点的小球水平抛出,小球过B点且与半圆轨道相切,重力加速度为g,小球抛出时的初速度为
A. B.
C. D.
6. 如图所示,放在水平转台上的物体、能随转台一起以角速度匀速转动,、的质量分别为、,、与转台间的动摩擦因数均为,、离转台中心的距离分别为、。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当地重力加速度为,下列说法中正确的是( )
A. 物体受到的摩擦力一定为
B. 物体与转台间的摩擦力大于物体与转台间的摩擦力
C. 转台的角速度一定满足
D. 转台的角速度一定满足
7. 如图所示,学校门口水平地面上有一质量为m的石墩,石墩与水平地面间的动摩擦因数为,工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时,两平行轻绳与水平面间的夹角均为,则下列说法正确的是( )
A. 轻绳的合拉力大小为
B. 轻绳的合拉力大小为
C. 减小夹角,轻绳的合拉力一定减小
D. 轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力也最小
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分;每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A.
B. 如图,汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力
C. 如图所示是一圆锥摆,增大,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度不变
D. 如图,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的、位置先后分别做匀速圆周运动,则小球在位置的角速度等于在位置时的角速度
E. 如图,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨和轮缘间会有挤压作用
9. 蓝牙技术是一种非常实用的短距离低功耗无线通信技术,当物体间的距离小于等于某一值时蓝牙设备会立即自动连接,超过该距离时会立即自动断开。可视为质点的甲、乙两辆模型小车并排紧靠,停在一条平直的赛道上,蓝牙信号已连接。从开始,乙车以的速度匀速向前运动,时蓝牙连接刚好断开,甲车立即启动追赶乙车。两车运动的关系图像如图所示,则( )
A. 甲车追上乙车前,两车在时相距最近
B. 甲车追上乙车前,两车的最大距离为
C. 时两车的蓝牙信号刚好再次连接上
D. 从开始,两车处于蓝牙连接状态的总时间为
10. 如图所示,一质量、倾角为的斜面体放在光滑水平地面上,斜面体上有一质量为的光滑楔形物体.用一水平向左的恒力F作用在斜面体上,系统恰好保持相对静止地向左运动.重力加速度为,下列判断正确的是( )
A. 系统做匀速直线运动 B.
C. 斜面体对物体的作用力 D. 增大F,楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
三、实验探究题(本大题共2个小题,共16分)
11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图,其中A为固定橡皮条的图钉,O为标记出的小圆环的位置,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
(1)图甲所示弹簧测力计读数为___________N
(2)图乙中的力F和力F',一定沿橡皮条AO方向的是___________(选填“F”或“F'”)
(3)在另一次实验中,该同学用两个弹簧测力计,通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用,两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点,且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计,小圆环平衡时,橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为F1、F2和F3,关于这三个力的大小关系,正确的是___________。
A. F1> F2> F3 B. F3> F1> F2 C. F2> F3> F1 D. F3> F2> F1
12. 某研究性学习小组分别用如下图所示的装置进行以下实验:
(1)“探究加速度与合外力的关系”装置中,小车质量为M,砂桶和砂子的总质量为m,通过改变m来改变小车所受的合外力大小,小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出.现保持小车质量M不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验,得到多组a、F值(F为弹簧秤的示数).
①为了减小实验误差,下列做法正确的是( )
A.只需平衡小车的摩擦力
B.滑轮摩擦足够小,绳的质量要足够轻
C.砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量
D.先释放小车,后接通打点计时器的电源
②某同学根据实验数据画出了如图所示的一条过坐标原点的倾斜直线,其中纵轴为小车的加速度大小,横轴应为________.
A.
B.
C.mg
D.F
③当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时,图线______(填选项前的字母).
A.逐渐偏向纵轴
B.逐渐偏向横轴
C.仍保持原方向不变
(2)下图为上述实验中打下的一条纸带,A点为小车刚释放时打下的起始点,每两点间还有四个计时点未画出,测得AB=2.0 cm、AC=8.0 cm、AD=18.0 cm、AE=32.0 cm,打点计时器的频率为50 Hz,则C点的速度为________ m/s,小车的加速度为________ m/s2.(保留2位有效数字)
四、计算题(本大题共3个小题,共38分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 2025年春节期间,重庆“两江四岸”2025架无人机腾空而起,将夜空装点得美轮美奂(如图1)。如图2所示,两架无人机a、b分别悬停在空中A、B处,A点在B点正上方且。时刻,a沿与水平方向夹角的方向匀速运动,同时b做初速度为零的匀加速直线运动。时刻,a、b在C点相遇,且。a、b均可视为质点,求:
(1)a飞行的速度大小;
(2)b飞行的加速度大小,以及b刚到达C处时的速度大小。
14. 如图甲所示,水平轨道AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BC相切于B点,一质量为m的小滑块(视为质点),从A点由静止开始受水平拉力F作用,F随位移的变化规律如图乙所示(水平向右为F的正方向).已知AB长为4L,圆弧轨道对应的圆心角为60°,半径为L,滑块与AB间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.求:
(1)滑块对轨道的最大压力;
(2)滑块相对水平轨道上升的最大高度.
15. 一弹射游戏装置竖直截面如图所示,固定的光滑水平直轨道、半径为的光滑螺旋圆形轨道、光滑水平直轨道平滑连接。长为、质量为的平板紧靠长为的固定凹槽侧壁放置,平板上表面与齐平。将一质量为的小滑块从端弹射,经过轨道后滑上平板并带动平板一起运动,平板到达即被锁定。已知,,,,平板与滑块间的动摩擦因数、与凹槽水平底面间的动摩擦因数为。滑块视为质点,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)滑块恰好能通过圆形轨道最高点时,求滑块离开弹簧时速度的大小;
(2)若,滑块恰好过点后,求平板加速至与滑块共速时两者相对运动位移;
(3)若,滑块能到达点,求其离开弹簧时的最大速度。
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