内容正文:
2025-2026学年度贵州师范大学附属中学高2025级高一下6月月考
物理学科试卷
注意事项:
1.开始作答前,请先将自己的姓名、准考证号、座位号涂写在试卷和答题卡上。
2.选择题部分请用2B铅笔填涂,非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写,作答时注意不要超出答题卡的矩形边框。
3.考试结束后,将试卷,答题卡,草稿纸一并交回。
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 下列说法中正确的是( )
A. 运动物体(质量不变)所受的合力不为零,物体的动能一定变化
B. 平抛运动任意相等时间内速度变化量一定相同
C. 匀速圆周运动虽然不是匀变速运动,但任意相等时间内速度变化仍相同
D. 两个互相垂直的匀变速直线运动的合运动一定为匀变速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.合力不为零,若合力与速度方向垂直,则合力不做功,动能不变(如匀速圆周运动),故A错误;
B.平抛运动加速度恒为重力加速度,由可知,任意相等时间内速度变化量大小和方向均相同,故B正确;
C.匀速圆周运动中,速度方向时刻变化,加速度(向心加速度)方向也时刻变化,故任意相等时间内速度变化量方向不同,故C错误;
D.两个互相垂直的匀变速直线运动的合运动,若合加速度与合速度方向不共线,则为曲线运动;只有当二者共线时才是直线运动,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,弹珠发射器(可视为质点)固定于足够高的支架顶端,支架沿着与竖直墙壁平行的方向以速度水平运动,同时弹珠发射器可在水平面内沿不同方向发射相对发射器速度大小为的弹珠。弹珠从发射到击中墙壁的过程中水平方向位移为,竖直方向位移为y。已知发射器到墙壁的垂直距离为L,重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
C. 的最小值为 D. 的最小值为
【答案】C
【解析】
【详解】CD.弹珠在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,当v2垂直于竖直墙壁射出时,弹珠运动时间最短
y的最小值为,故C正确,D错误;
AB.由于则弹珠水平方向的合速度可以垂直于竖直墙壁,合速度大小为
此时x的最小值为L,故AB错误。
故选C。
3. 如图甲为自动计数的智能呼啦圈,水平固定的圆形腰带外侧有轨道,配重通过轻绳与轨道上的滑轮P连接。锻炼中,配重的运动简化为绕腰带的中心轴在水平面内匀速转动,其模型如图乙所示。已知配重的质量为m,轻绳长为l,与竖直方向的夹角为θ,圆形腰带的半径为r,重力加速度为g,配重可视为质点,则配重( )
A. 受到的拉力大小为 B. 稳定转动时,线速度大小为
C. 稳定转动时,转动的角速度为 D. 稳定转动时,转动的角速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.对配重,竖直方向上受力平衡可得
解得
故A错误;
BCD.水平方向根据牛顿第二定律可得
解得
因为
故BC错误,D正确。
故选D。
4. 为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点),A为终端皮带轮,如图所示,已知皮带轮半径为,传送带与皮带轮间不会打滑,当可被水平抛出时( )
A. 皮带的最小速度为
B. 皮带的最小速度为
C. 轮每秒的转数最少是
D. 轮每秒的转数最少是
【答案】A
【解析】
【详解】AB.传送带与皮带轮间不会打滑,小物体可被水平抛出,则有
解得
可知皮带的最小速度为,故A正确,B错误;
CD.A轮每秒的转数满足
可得A轮每秒的转数最少为
故CD错误。
故选A。
5. 年月日时分,我国成功利用长征运载火箭将“鹊桥二号”中继星送入环月轨道飞行,该中继星进入周期为的环月大椭圆使命轨道,按计划开展与“嫦娥四号”和“嫦娥六号”的通信测试。如图是中继星沿逆时针方向环绕月球的示意图,已知月球半径为R,P点为近月点,与月球表面距离为R,Q点为远月点,与月球表面距离为,M、N为椭圆的短轴点,万有引力常量为G,则( )
A. 该中继星从Q点运动到M点的时间等于
B. 该中继星在P点的速度小于Q点的速度
C. 月球表面重力加速度
D. 月球的质量
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,该中继星与月球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等,段连线扫过的面积大于椭圆面积,所以该中继星从Q点运动到M点的时间大于,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知,概中继星在近地点的速度大于其在远地点的速度,所以该中继星在P点的速度大于Q点的速度,故B错误;
CD.设近月轨道卫星的旋转周期为,由开普勒第三定律与天体圆周运动的规律有
万有引力提供向心力有
联立解得,,故C错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示,某景区的滑梯由两段倾角不同的直轨道组成,游客与滑梯间的动摩擦因数相同且小于 。一游客由静止开始从顶端下滑到底端,若用E,、、分别表示物体的机械能、动能、水平位移和所用时间,下列图像中正确的是取地面为零势能面( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.游客下滑过程中机械能的变化等于摩擦力做的功
即
所以图像如图所示,故A正确;
B.游客下滑过程中动能的变化等于合外力做的功
即
下滑过程中,倾角不变时,图像的斜率不变,倾角变小,图像斜率变小,故B错误;
C.根据牛顿第二定律可得,游客下滑时有
可得
结合项的分析可知,与的关系为
即
当不变时,与成线性关系,则图像为两段抛物线,故C错误;
D.游客的速度大小为
即
若不变,图像为一抛物线,当发生变化时,图像为另一抛物线,故D错误。
故选A。
7. 滑块a、b的质量均为,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距,b放在地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为。则( )
A. a落地前,轻杆对b一直做正功
B. a落地时速度大小小于
C. a下落过程中,其加速度大小始终不大于
D. a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为杆对滑块b的限制,a落地时b的速度为零,所以b的运动为先加速后减速,杆对b的作用力对b做的功即为b所受合外力做的总功,由动能定理可知,杆对b先做正功后做负功。故A错误。
B.a运动到最低点时,b的速度为零,根据系统机械能守恒定律得
解得,故B错误;
C.b的速度在整个过程中,先增大后减小,所以杆对b的作用力先是动力后是阻力,所以杆对a的作用力就先是阻力后是动力,所以在b减速的过程中,杆对a是向下的拉力,此时a的加速度大于重力加速度,故C错误;
D.ab整体的机械能守恒,当a的机械能最小时,b的速度最大,此时b受到杆的推力为零,b在竖直方向上受重力和地面的支持力平衡,即。根据牛顿第三定律,b对地面的压力大小为,故D正确。
故选。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。(全选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 一质量为2kg的物体在如图甲所示的平面内运动,在x轴方向上的速度—时间图像和在y轴方向上的位移—时间图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A. 前2s内物体做匀变速曲线运动
B. 物体的初速度为8m/s
C. 1.25s末物体的速度大小为5m/s
D. 前2s内物体所受的合外力为16N
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图像可知,前内,物体沿x轴做匀减速运动,沿y轴做匀速运动,因此前内物体做匀变速曲线运动,故A正确;
B.物体沿x轴方向的初速度为,沿y轴方向的速度为
因此物体的初速度,故B错误;
C.由图乙可知,沿x轴方向物体的加速度
在末物体沿x轴方向的速度大小为
因此末物体的速度,故C正确;
D.物体沿y轴方向做匀速运动,不受力或受平衡力作用,物体沿x轴方向的加速度大小为,因此所受的合外力,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,一倾角为的漏斗状转动装置中,表演者紧贴内壁随装置以恒定角速度做匀速圆周运动。已知表演者可看成质点旋转的半径为,表演者与筒壁间的动摩擦因数为,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 表演者和C点的线速度之比为
B. 当表演者和内壁间摩擦力为零时,装置的角速度为
C. 装置转动的最大角速度为
D. 若装置转动的角速度增大,表演者受到的支持力和摩擦力都将增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.整个装置是同轴转动,角速度相等,则根据可知,表演者和点的线速度之比为 ,故A正确;
B.当表演者和内壁间的摩擦力为零时,其重力和支持力 的合力提供向心力,沿着水平方向和竖直方向建立直角坐标系,则竖直方向根据平衡关系有
水平方向根据牛顿第二定律有
联立解得此时装置的角速度为 ,故B错误;
C.由分析可知,当表演者有上滑的趋势,且所受静摩擦力达到最大静摩擦力时,装置的角速度有最大值。此时对表演者进行受力分析,沿着水平方向和竖直方向建立直角坐标系,则竖直方向根据平衡关系有
水平方向根据牛顿第二定律有
又因为
联立解得装置转动的最大角速度为 ,故C正确;
D.若 足够大,让装置从静止开始转动,表演者受到的支持力增大,摩擦力先减小后增大,故D错误。
故选AC。
10. 竖直平面内固定一半径为R的光滑圆环,两个质量均为m的小球A、B用长为R的轻杆连接,且套在大圆环上,开始时A静止在大圆环的最高点,如图所示,现将A由静止释放,则在A从最高点运动到最低点的过程中,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. A、B、轻杆组成的系统机械能守恒
B. 轻杆处于竖直位置时,A、B速度大小相等
C. 从开始运动到轻杆处于竖直位置,轻杆对B球做的功为
D. 滑到最低点时的速度大小为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.圆环光滑,只有重力和系统内杆的弹力做功,没有其他外力做功,所以A、B、轻杆组成的系统机械能守恒,故A正确;
B.当轻杆处于竖直位置时,它们的速度方向都是圆环的切线方向,且此时杆与两球的速度方向夹角均等于30°,由于两球沿杆方向速度相等,即
所以,故B正确;
C.以B球为研究对象,从初始位置到杆竖直位置,B下降的高度为R,下降的高度为,根据系统机械能守恒定律可得
对B球,根据动能定理可得
联立解得,故C错误;
D.当A滑到最低点时,根据系统机械能守恒
由于两球沿杆方向速度相等,则
联立解得,故D正确。
故选ABD。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 图1为探究平抛运动特点的装置,其斜槽位置固定且末端水平,固定坐标纸的背板处于竖直面内,钢球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出,落在倾斜的挡板上挤压复写纸,在坐标纸上留下印迹.某同学利用此装置通过多次释放钢球,得到了如图2所示的印迹,坐标纸的y轴对应竖直方向,坐标原点对应平抛起点.
①每次由静止释放钢球时,钢球在斜槽上的高度____________(填“相同”或“不同”)。
②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。____________
③根据轨迹,求得钢球做平抛运动的初速度大小为____________(当地重力加速度g为,保留2位有效数字)。
【答案】 ①. 相同 ②. ③. 0.71
【解析】
【详解】[1]为保证钢球每次平抛运动的初速度相同,必须让钢球在斜槽上同一位置静止释放,故高度相同;
[2]描点连线用平滑曲线连接,钢球做平抛运动的轨迹如图所示
[3]因为抛出点在坐标原点,为方便计算,在图线上找到较远的点,在图线上找到坐标为19.6cm的点为研究位置,该点坐标为,根据平抛运动规律,
解得
12. 随着科技发展,智能手机不仅为我们的生活带来了便利,也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中,利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验:
(1)将摆线上端固定在铁架台上,下端系在小球上,做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长,再用游标卡尺测得摆球的直径为(读数如图2所示)。从图2可知,摆球的直径为__________。
(2)将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方,打开智能手机的磁传感器,准备测量磁感应强度的变化。将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度,由静止释放,手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图3所示。由图3可知,单摆的周期为___________。
(3)经测量得到6组不同的摆长和对应的周期,画出图线,然后在图线上选取、两个点,坐标如图4所示。则当地重力加速度的表达式__________。图4中图像不过原点的原因是___________。
A.计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径
B.计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径
C. 所选小球的密度过大
D.没有在最低点开始计时
(4)另一同学只通过一次实验测量出重力加速度,但由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在水平面内做圆周运动,如图5所示,这时如果测出摆球做这种运动的周期,仍用单摆的周期公式求出重力加速度,则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比 。
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 都有可能
【答案】(1)10.70
(2)
(3) ①. ②. A (4)A
【解析】
【小问1详解】
20分度游标卡尺的精确值为,由图2可知摆球的直径为
【小问2详解】
实验中,磁性小球经过最低点时测得的磁感应强度最大,由图3可知单摆的周期为
【小问3详解】
[1]根据
解得
结合图像,可得
解得
[2]A.若计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径,则有
可得
可知图像有负的纵轴截距,满足图4中的图像,故A正确;
B.计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径,则有
可得
可知图像有正的纵轴截距,故B错误;
C.所选小球的密度过大,不会使图像不过原点,故C错误;
D.没有在最低点开始计时,不会使图像不过原点,故D错误。
故选A。
【小问4详解】
但由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在一个水平面内做圆周运动,如图所示
由牛顿第二定律可得
解得
可知单摆周期测量值偏小,则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比偏大。
故选A。
四、计算题:本大题共3小题,共38分。(请写出详细的解答过程,只有最后答案的一律不给分!)
13. 风洞被称为飞行器的摇篮,我国的风洞技术世界领先。如图所示,在一个竖直方向的直径的圆柱形固定风洞中,将质量为的小球从风洞左侧壁上的A点以的速度沿其直径方向水平抛入风洞。关闭风洞时,小球刚好落在风洞口的中心点,开启风洞时,小球受到竖直向上的恒定风力作用,可运动到风洞右侧壁上的点。已知到A、的竖直距离相等,取,求:
(1)A、两点的竖直距离;
(2)开启风洞时,小球受到的风力大小;
(3)若欲使小球刚好落在风洞口右侧的点,求风洞最少要开启多长时间(用根号表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球从A运动到的时间为
A、两点的竖直距离为
【小问2详解】
小球从A运动到,在竖直方向
其中,
可解得加速度大小为
由牛顿第二定律可得
小球受到的风力大小
【小问3详解】
小球在竖直方向的速度一时间图像如图所示
小球从A到的运动时间为,竖直方向的位移为,均为定值,为使风洞的开启时间最短,应在小球刚被抛入风洞时开启风洞,设经过时间关闭风洞,小球刚好落在点,小球在竖直方向的位移
可解得风洞开启的最短时间为
14. 现在很多健身设备智能化,一种自动计数的呼啦圈深受人们欢迎,如图甲,腰带外侧带有轨道,轨道内有一滑轮,滑轮与细绳连接。细绳的另一端连接配重,其模型简化如图乙所示,已知配重质量为,绳长为,悬挂点到腰带中心的距离为,水平固定好腰带、通过人体微小扭动、使配重在水平面内做匀速圆周运动。不计一切阻力、配重可视为质点,绳子与竖直方向夹角,配重距离地面高度为,取,,。
(1)求绳的拉力大小;
(2)求配重做圆周运动的角速度;
(3)若配重不慎脱落,求其落地位置到腰带中心的水平距离(结果可用根式和分式表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对配重进行受力分析,在竖直方向上受力平衡,有
解得绳的拉力大小为
【小问2详解】
由题意知,配重做匀速圆周运动,配重做圆周运动的半径满足
水平方向受到的合外力提供向心力,则有
解得
【小问3详解】
配重做圆周运动的线速度满足
代入数据得
配重不慎脱落后做平抛运动,平抛的初速度等于做圆周运动的线速度,在竖直方向上有
解得
平抛的水平位移
解得
落地位置到腰带中心的水平距离
解得
15. 一游戏装置如图所示,弹射装置固定在光滑水平面AB上,水平传送带BC与CD平滑连接,传送带右侧紧接有等高的光滑水平面CD。现有一可视为质点的小滑块被弹射,通过传送带BC和水平面CD冲上半径为R的光滑二分之一圆管轨道。已知,,,CD长,传送带BC长,以速度顺时针匀速转动,小滑块与传送带间的动摩擦因数,弹射装置的弹性势能满足(为弹簧的形变量),忽略空气阻力。
(1)若小滑块恰能到达E点,求小滑块:
①在E点的速度;
②在D点处对轨道压力的大小和方向;
③被弹射前弹簧的压缩量。
(2)若在CD段铺上不同材料,小滑块与该材料的动摩擦因数为,现将小滑块自弹簧压缩量处静止释放:
①若(其中x是小滑块到C点的距离),小滑块将停在何处;
②若为某一定值,小滑块最终停在CD中点,试讨论所有可能取值。
【答案】(1)①;②,竖直向下;③
(2)①停在距离C点0.5m;②当,、、、;当,(n取5,7,9……)
【解析】
【小问1详解】
①根据题意要求,小滑块恰能到达E点,可知小滑块在E点速度
②从D至E过程,满足机械能守恒定律
解得
在D点受力分析,根据向心力公式
联立可得
根据牛顿第三定律可得小滑块对轨道压力的大小,竖直向下。
③从出发点至D点,根据功能关系有
代入数据可得压缩量
【小问2详解】
①根据题意要求,设从出发点作单向运动至停止,根据功能关系
由图可知
联立可得
可知小滑块将停在距离C点0.5m。
②根据
求出第一次到C点的动能,进行讨论:
第一次向右在中点直接停下
解得
第一次向左返回到中点停下
解得
若返回C点时,有(对应的速度为)
解得
当,返回C点的动能已经小于0.1 J,则向右经过C点的动能小于0.1 J。从第一次到C点至停下全过程有(n取1,3,5,……),
验证可得n取1、3成立,即、
当,则经过传送带返回C点的动能确定(速度等于传送带速度),从此时开始至停止,根据动能定理(n取1,3,5,……)
验证可得(n取5,7,9,……)
综合得时,、、、
当,得(n取5,7,9,……)
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2025-2026学年度贵州师范大学附属中学高2025级高一下6月月考
物理学科试卷
注意事项:
1.开始作答前,请先将自己的姓名、准考证号、座位号涂写在试卷和答题卡上。
2.选择题部分请用2B铅笔填涂,非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写,作答时注意不要超出答题卡的矩形边框。
3.考试结束后,将试卷,答题卡,草稿纸一并交回。
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 下列说法中正确的是( )
A. 运动物体(质量不变)所受的合力不为零,物体的动能一定变化
B. 平抛运动任意相等时间内速度变化量一定相同
C. 匀速圆周运动虽然不是匀变速运动,但任意相等时间内速度变化仍相同
D. 两个互相垂直的匀变速直线运动的合运动一定为匀变速直线运动
2. 如图所示,弹珠发射器(可视为质点)固定于足够高的支架顶端,支架沿着与竖直墙壁平行的方向以速度水平运动,同时弹珠发射器可在水平面内沿不同方向发射相对发射器速度大小为的弹珠。弹珠从发射到击中墙壁的过程中水平方向位移为,竖直方向位移为y。已知发射器到墙壁的垂直距离为L,重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
C. 的最小值为 D. 的最小值为
3. 如图甲为自动计数的智能呼啦圈,水平固定的圆形腰带外侧有轨道,配重通过轻绳与轨道上的滑轮P连接。锻炼中,配重的运动简化为绕腰带的中心轴在水平面内匀速转动,其模型如图乙所示。已知配重的质量为m,轻绳长为l,与竖直方向的夹角为θ,圆形腰带的半径为r,重力加速度为g,配重可视为质点,则配重( )
A. 受到的拉力大小为 B. 稳定转动时,线速度大小为
C. 稳定转动时,转动的角速度为 D. 稳定转动时,转动的角速度为
4. 为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点),A为终端皮带轮,如图所示,已知皮带轮半径为,传送带与皮带轮间不会打滑,当可被水平抛出时( )
A. 皮带的最小速度为
B. 皮带的最小速度为
C. 轮每秒的转数最少是
D. 轮每秒的转数最少是
5. 年月日时分,我国成功利用长征运载火箭将“鹊桥二号”中继星送入环月轨道飞行,该中继星进入周期为的环月大椭圆使命轨道,按计划开展与“嫦娥四号”和“嫦娥六号”的通信测试。如图是中继星沿逆时针方向环绕月球的示意图,已知月球半径为R,P点为近月点,与月球表面距离为R,Q点为远月点,与月球表面距离为,M、N为椭圆的短轴点,万有引力常量为G,则( )
A. 该中继星从Q点运动到M点的时间等于
B. 该中继星在P点的速度小于Q点的速度
C. 月球表面重力加速度
D. 月球的质量
6. 如图所示,某景区的滑梯由两段倾角不同的直轨道组成,游客与滑梯间的动摩擦因数相同且小于 。一游客由静止开始从顶端下滑到底端,若用E,、、分别表示物体的机械能、动能、水平位移和所用时间,下列图像中正确的是取地面为零势能面( )
A. B.
C. D.
7. 滑块a、b的质量均为,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距,b放在地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为。则( )
A. a落地前,轻杆对b一直做正功
B. a落地时速度大小小于
C. a下落过程中,其加速度大小始终不大于
D. a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为
二、多选题:本大题共3小题,共18分。(全选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 一质量为2kg的物体在如图甲所示的平面内运动,在x轴方向上的速度—时间图像和在y轴方向上的位移—时间图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A. 前2s内物体做匀变速曲线运动
B. 物体的初速度为8m/s
C. 1.25s末物体的速度大小为5m/s
D. 前2s内物体所受的合外力为16N
9. 如图所示,一倾角为的漏斗状转动装置中,表演者紧贴内壁随装置以恒定角速度做匀速圆周运动。已知表演者可看成质点旋转的半径为,表演者与筒壁间的动摩擦因数为,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 表演者和C点的线速度之比为
B. 当表演者和内壁间摩擦力为零时,装置的角速度为
C. 装置转动的最大角速度为
D. 若装置转动的角速度增大,表演者受到的支持力和摩擦力都将增大
10. 竖直平面内固定一半径为R的光滑圆环,两个质量均为m的小球A、B用长为R的轻杆连接,且套在大圆环上,开始时A静止在大圆环的最高点,如图所示,现将A由静止释放,则在A从最高点运动到最低点的过程中,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. A、B、轻杆组成的系统机械能守恒
B. 轻杆处于竖直位置时,A、B速度大小相等
C. 从开始运动到轻杆处于竖直位置,轻杆对B球做的功为
D. 滑到最低点时的速度大小为
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 图1为探究平抛运动特点的装置,其斜槽位置固定且末端水平,固定坐标纸的背板处于竖直面内,钢球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出,落在倾斜的挡板上挤压复写纸,在坐标纸上留下印迹.某同学利用此装置通过多次释放钢球,得到了如图2所示的印迹,坐标纸的y轴对应竖直方向,坐标原点对应平抛起点.
①每次由静止释放钢球时,钢球在斜槽上的高度____________(填“相同”或“不同”)。
②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。____________
③根据轨迹,求得钢球做平抛运动的初速度大小为____________(当地重力加速度g为,保留2位有效数字)。
12. 随着科技发展,智能手机不仅为我们的生活带来了便利,也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中,利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验:
(1)将摆线上端固定在铁架台上,下端系在小球上,做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长,再用游标卡尺测得摆球的直径为(读数如图2所示)。从图2可知,摆球的直径为__________。
(2)将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方,打开智能手机的磁传感器,准备测量磁感应强度的变化。将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度,由静止释放,手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图3所示。由图3可知,单摆的周期为___________。
(3)经测量得到6组不同的摆长和对应的周期,画出图线,然后在图线上选取、两个点,坐标如图4所示。则当地重力加速度的表达式__________。图4中图像不过原点的原因是___________。
A.计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径
B.计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径
C. 所选小球的密度过大
D.没有在最低点开始计时
(4)另一同学只通过一次实验测量出重力加速度,但由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在水平面内做圆周运动,如图5所示,这时如果测出摆球做这种运动的周期,仍用单摆的周期公式求出重力加速度,则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比 。
A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D. 都有可能
四、计算题:本大题共3小题,共38分。(请写出详细的解答过程,只有最后答案的一律不给分!)
13. 风洞被称为飞行器的摇篮,我国的风洞技术世界领先。如图所示,在一个竖直方向的直径的圆柱形固定风洞中,将质量为的小球从风洞左侧壁上的A点以的速度沿其直径方向水平抛入风洞。关闭风洞时,小球刚好落在风洞口的中心点,开启风洞时,小球受到竖直向上的恒定风力作用,可运动到风洞右侧壁上的点。已知到A、的竖直距离相等,取,求:
(1)A、两点的竖直距离;
(2)开启风洞时,小球受到的风力大小;
(3)若欲使小球刚好落在风洞口右侧的点,求风洞最少要开启多长时间(用根号表示)。
14. 现在很多健身设备智能化,一种自动计数的呼啦圈深受人们欢迎,如图甲,腰带外侧带有轨道,轨道内有一滑轮,滑轮与细绳连接。细绳的另一端连接配重,其模型简化如图乙所示,已知配重质量为,绳长为,悬挂点到腰带中心的距离为,水平固定好腰带、通过人体微小扭动、使配重在水平面内做匀速圆周运动。不计一切阻力、配重可视为质点,绳子与竖直方向夹角,配重距离地面高度为,取,,。
(1)求绳的拉力大小;
(2)求配重做圆周运动的角速度;
(3)若配重不慎脱落,求其落地位置到腰带中心的水平距离(结果可用根式和分式表示)。
15. 一游戏装置如图所示,弹射装置固定在光滑水平面AB上,水平传送带BC与CD平滑连接,传送带右侧紧接有等高的光滑水平面CD。现有一可视为质点的小滑块被弹射,通过传送带BC和水平面CD冲上半径为R的光滑二分之一圆管轨道。已知,,,CD长,传送带BC长,以速度顺时针匀速转动,小滑块与传送带间的动摩擦因数,弹射装置的弹性势能满足(为弹簧的形变量),忽略空气阻力。
(1)若小滑块恰能到达E点,求小滑块:
①在E点的速度;
②在D点处对轨道压力的大小和方向;
③被弹射前弹簧的压缩量。
(2)若在CD段铺上不同材料,小滑块与该材料的动摩擦因数为,现将小滑块自弹簧压缩量处静止释放:
①若(其中x是小滑块到C点的距离),小滑块将停在何处;
②若为某一定值,小滑块最终停在CD中点,试讨论所有可能取值。
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