内容正文:
淮南二中2026-2027学年度高三上学期开学考物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 在某次伐木工攀爬大赛中,伐木工甲和乙同时开始攀爬,伐木工甲率先爬到顶端,结果却是乙第一个返回到出发点.则( )
A. 向上爬的过程中,经过中点时甲的速度一定大于乙的速度
B. 甲在最高点的速度一定大于乙在最高点的速度
C. 从顶端返回的过程中,甲的平均速度一定大于乙的平均速度
D. 全过程中,甲、乙的平均速度一样大
【答案】D
【解析】
【详解】A.我们仅能知道甲向上的平均速率大于乙,无法确定中点位置的瞬时速度一定更大,故A错误;
B.甲、乙在最高点的速度都为零,则甲在最高点的速度等于乙在最高点的速度,故B错误;
C.根据
返回过程位移大小均相同,因乙先返回,因此甲的平均速度一定小于乙的平均速度,故C错误;
D.平均速度等于总位移除以总时间,全过程甲乙都回到出发点,总位移均为,因此平均速度都为,大小相等,故D正确。
故选D。
2. 利用图像法研究物理量之间的关系是一种常用的数学物理方法。下图为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像(、、、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间),则下列说法正确的是( )
A. 根据甲图可求出物体的加速度为2m/s2
B. 根据乙图可求出物体的加速度为2m/s2
C. 根据丙图可求出物体的加速度为-8m/s2
D. 根据丁图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为8m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图线的斜率表示速度,甲图可求出物体的速度为,故A错误;
B.根据匀变速直线运动位移与速度的关系
可知图线的斜率表示,乙图可求出物体的加速度为,故B错误;
C.根据匀变速直线运动位移与时间的关系
变式得
可知图线的纵截距表示,丙图可求出物体的加速度为,故C正确;
D.根据图线与时间轴所围图形的面积表示速度变化量的大小,丁图可求出物体在前内的速度变化量大小为,故D错误。
故选C。
3. 某同学利用物理课本搭建了一个倾角为的斜面(简化模型如图所示)。将一重力大小为的橡皮置于斜面上,对其施加一个与斜面底边平行的水平推力,橡皮恰好在斜面上做匀速直线运动。已知橡皮与斜面间的动摩擦因数,则推力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】从侧面视角观察,所受重力和支持力如图所示
由平衡条件可知,垂直斜面方向有
从俯视的视角观察,沿斜面方向受推力、重力分力和摩擦力如图所示
重力沿斜面方向分力为,在水平推力作用下,橡皮恰好在斜面上向下做匀速直线运动,因此橡皮所受合外力为0,故有
又
代入,联立解得
故选B。
4. 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。
5. 如图所示,飞镖a、b从同一位置O水平向左掷出,分别打在镖盘上A、B两点,镖盘上的C点与O在同一条水平线上,a、b与竖直镖盘的夹角分别为60°和。已知AB=2AC,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 飞镖a、b在空中飞行的时间之比为
B. 飞镖a、b的初速度大小之比为
C. 飞镖a、b打在镖盘上时的速度大小之比为
D. 飞镖b与镖盘的夹角的正切值为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设,由于点与点等高,飞镖和的竖直位移大小分别为和,由竖直方向的匀变速直线运动规律有,
解得
飞行时间关系已确定,水平方向位移相同,由匀速直线运动有
解得,故AB错误。
CD.飞镖击中镖盘时,速度方向与竖直方向的夹角为,由速度分解有
所以
其中为飞镖击中时的竖直速度。由竖直方向的速度公式有
其中为飞镖击中时的竖直速度。由前述初速度关系得,这一结果用于计算两飞镖的入射速度。击中镖盘时飞镖的速度大小为
击中镖盘时飞镖的速度大小为
又有
且由前述两式知两飞镖速度大小相等,故C正确,D错误。
故选C。
6. 如图所示,一水平放置的木板上放有一质量的砝码,现让木板在竖直平面内做半径,速度大小的匀速圆周运动,运动中木板始终保持水平,砝码相对木板始终保持静止,取,则下列说法正确的是( )
A. 砝码运动到最高点时受到木板的摩擦力为零
B. 砝码运动到与圆心等高位置时受到木板的摩擦力大小为
C. 砝码运动到最低点时对木板的压力大小为
D. 砝码运动到最低点时对木板的摩擦力大小为
【答案】A
【解析】
【详解】A.砝码随木板一起做匀速圆周运动,向心加速度大小;砝码质量,所需向心力大小
最高点向心加速度竖直向下,水平方向无加速度分量,所以摩擦力,故A正确;
B.此时向心加速度水平指向圆心,竖直方向无加速度。水平方向只有摩擦力提供向心力,故B错误;
C.最低点向心加速度竖直向上,设支持力为,方向向上,有
解得
由牛顿第三定律,砝码对木板的压力大小等于支持力,为,故C错误;
D.最低点向心加速度竖直向上,水平方向无加速度分量,所以摩擦力,故D错误。
故选A。
7. 小行星“阿波菲斯星”被视为可能撞击地球的最危险的小行星之一。已知地球的公转圆轨道半径为1 AU(AU为天文单位),小行星“阿波菲斯星”椭圆轨道的半长轴也为1 AU,且两轨道共面。如图所示,a、b分别为两轨道的交点,ab恰好为椭圆的短轴。当“阿波菲斯星”运动到远日点时,恰与地球和太阳共线。若忽略地球与小行星之间的万有引力,下列说法正确的是( )
A. “阿波菲斯星”的公转周期比地球的大
B. “阿波菲斯星”和地球在点的速度相同
C. “阿波菲斯星”在近日点的速率大于地球公转的速率
D. “阿波菲斯星”、地球各自与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意,根据开普勒第三定律可知“阿波菲斯星”与地球公转周期相同,故A错误;
B.速度为矢量,二者在点的速度方向不同,故B错误;
C.假设有以“阿波菲斯星”近日点到日心连线为半径做圆周运动的另一行星,可知地球速率小于该行星的速率,又由于在近日点小行星速率大于该行星的速率,可推知“阿波菲斯星”在近日点的速率大于地球公转的速率,故C正确;
D.由开普勒第二定律可知,同一个天体和太阳连线相等时间扫过面积相等。不同天体,面积速率不相等。“阿波菲斯星”和地球是两个不同天体,扫过面积不相等,D错误;
故选C。
8. 地球和哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示,彗星从a运行到b、从c运行到d的过程中,与太阳连线扫过的面积分别为和,且。彗星在近日点与太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的0.6倍,则彗星( )
A. 在远日点的速度大于地球的速度
B. 从b运行到c的过程中动能一直减小
C. 从a运行到b的时间等于从c运行到d的时间
D. 在近日点加速度约为地球的加速度的0.36倍
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律,彗星在远日点时速度最慢。图中可以看出彗星的远日点距离远大于地球的公转轨道半径,根据圆周运动规律,距离太阳越远,环绕速度越小,彗星在远日点的速度不仅要小于距离等于的圆轨道速度,必然小于地球在半径轨道上的速度,故A错误;
B.从运行到的过程中,彗星从近日点向远日点运动,距离太阳越来越远,在这个过程中,太阳的万有引力对彗星做负功,导致彗星的动能一直减小(同时引力势能增加,机械能守恒),故B正确;
C.根据开普勒第二定律,行星和太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积,已知,说明扫过面积所用的时间大于扫过面积所用的时间,所以从到的时间大于从到的时间,故C错误;
D.根据万有引力定律和牛顿第二定律有,
因此加速度
由题意,彗星在近日点的距离 (为地球轨道半径)
则加速度
即彗星在近日点的加速度约为地球的2.78倍,故D错误。
故选B。
二、多选题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,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,有选错的得0分。
9. 如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,有一质量为M=2kg、长度L=9.6m的长木板正以v0=6m/s的速度沿斜面向下运动,此时将一质量m=1kg的小物块(大小可忽略)轻放在长木板正中央,已知小物块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与斜面间的动摩擦因数μ2=0.75,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 放上小物块后,木板的加速度大小是2m/s2
B. 放上小物块后,木板的加速度大小是5m/s2
C. 经时间t=2.1s小物块最终从长木板上端滑出
D. 经时间t=2.4s小物块最终从长木板下端滑出
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.小物块与长木板间的滑动摩擦力为
长木板与斜面间的滑动摩擦力为
对小物块,根据牛顿第二定律可得
解得
对长木板,根据牛顿第二定律可得
解得
可知小物块做加速度为的加速运动,长木板做加速度大小为的减速运动,故A错误,B正确;
CD.设共速时间为,有
解得,
此时小物块位移为
长木板位移为
可知小物块相对长木板向上运动了,此时距离下端
共速后,假设整体相对静止,有
解得加速度
对小物块,若加速度为零,有
又,可知二者不可能相对静止,此时对小物块有
解得
对长木板有
解得
即长木板做加速度大小为的减速运动,设又经时间小物块最终从长木板下端滑出,有
解得,
经时间t=2.4s小物块最终从长木板下端滑出,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图,a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平抛出,已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等为R且在同一竖直面内,斜面底边长是其竖直高度的2倍,若小球b能落到斜面上,下列说法正确的是( )
A. a、b两球不可能同时落在半圆轨道和斜面上
B. 改变初速度的大小,b球速度方向和斜面的夹角保持不变
C. 改变初速度的大小,a球可能垂直撞在半圆轨道上
D. 当时,b球一定先落在斜面上
【答案】BD
【解析】
【详解】A.将半圆轨道和斜面重合在一起,如图所示
设交点为A,如果初速度合适,可使小球做平抛运动落在A点,即两球可能同时落在半圆轨道和斜面上,故A错误;
B.改变初速度的大小,b球位移偏向角不变,则速度偏向角也不变,即b球的速度方向和斜面的夹角不变,故B正确,
C.若a球垂直撞在半圆轨道上,如图所示
则此时a球的速度方向的反向延长线过半圆轨道的圆心,且有
与平抛运动规律矛盾,a球不可能垂直撞在半圆轨道上,故C错误;
D.当两球同时落在半圆轨道和斜面上,如图所示
设,则,
设,则
由几何知识可得
解得
又因为
解得
联立可得
由此可知,当时,b球一定先落在斜面上,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:共5题。共58分。
11. 小杨同学每天都会乘坐10路公交车到万州二中上学,有一天他对乘车问题做了如下思考:假设在一条平直的道路上有两个红绿灯A、B,其中AB间距L2=430m,C为公交车站台,10路车的停靠时间为8s,18路公交车不停靠,BC间距L3=180m。两个灯都是绿灯持续10s,红灯持续20s,假设红绿灯切换不需要时间。有可视为质点的10路、18路两辆公交车行驶在路上依次经过A、B、C。两车加速时加速度大小均为a1=2.5m/s2,减速时加速度大小均为a2=5m/s2。当18路车以v0=10m/s的速度走到A处时,10路车以同样速度v0走到距离A处L1=80m的地方,此时A显示绿灯还有4s,B显示红灯还剩1s。当两车不能够匀速通过红绿灯时,就会匀减速运动刚好停到红绿灯处;绿灯亮起,公交车马上从静止做匀加速直线运动,加速到v0保持匀速直线行驶。不计站台大小,试求:
(1)10路公交车从A前80m的地方运动到A所需要的时间;
(2)10路、18路公交车在A、B之间的最大距离;
(3)若小杨同学在距站台右侧50m处看到18路车刚刚离开站台时,立刻先匀加速直线运动再匀减速直线运动最终到达站台时速度为零,试求小杨要赶上10路公交车,其加速度要满足什么条件?(设人加速和减速时加速度大小相同)
【答案】(1)9s (2)260m
(3)大于等于m/s2
【解析】
【小问1详解】
若10路车从A前50m以匀速运动到A 所需时间为
所以10路车不能够匀速通过红绿灯,则在到达A之前做匀减速运动;刹车距离为
刹车时间为
匀速时间为
解得10路车从A前50m的地方运动到A所需要的时间为
【小问2详解】
A变绿灯时,10路车开始做匀加速运动,此时18路车已到达离A灯的距离为
当两车共速时距离最大,由
解得
18车在4s时间内匀速前进的距离为
10车在4s时间内匀加速前进的距离为
所以甲、乙两车在A、B之间的最大距离为
【小问3详解】
对18路车, 若从A到B为匀速直线运动
B灯显示绿灯结束时间
所以18路车不能够匀速通过B灯,则在到达B之前做匀减速运动;刹车距离为
刹车时间为
匀速时间为
18路车从A 灯到B灯的总时间为
所以18车会在 B灯处等17s红灯。
对10路车, A灯变绿灯后先匀加速所用时间为
加速位移为
假设之后匀速通过B,则有
10路车从A灯到B灯的总时间为
在A 灯处10路车比18路车滞后24s,A到B过程10路车比18路车慢1s,在B灯处18路车等17s后显示绿灯,所以10车在18车离开B灯
后到达 B灯,此时B灯为绿灯10路车直接通过。所以两辆车通过B灯的时间差为8s。
B灯到站台C:18路先加速后匀速,则有
B灯到站台C: 10路先匀速后减速,则有
所以两辆车到达站台C的时间差为
根据题意得小杨到达站台时间不超过
由图可得
解得
则加速度为
则加速度大于等于。
12. 如图所示,光滑圆柱体的质量为m,置于倾角θ=53°、质量均为M的两个斜面体上。两斜面体与水平地面间的动摩擦因数均为μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)每个斜面体对地面压力的大小;
(2)为了不让斜面体出现滑动,的最大值。
【答案】(1)mg+Mg
(2)
【解析】
【小问1详解】
对圆柱体和两个斜面体整体受力分析,根据平衡条件有2Mg+mg=2FN
解得地面对每个斜面体的支持力为
根据牛顿第三定律得,每个斜面体对地面的压力大小为
【小问2详解】
对其中一个斜面体受力分析,如图所示
当斜面体恰好不发生滑动时最大,根据平衡条件有Ff=FN1sin θ
又Ff=μFN,
对圆柱体受力分析有mg=2FN1cos θ
联立以上各式,代入数据解得。
13. 一辆大型货车正在平直公路上以的速度匀速行驶,车厢载有一小箱货物,货物与车厢之间的动摩擦因数,货物与车厢前壁的距离。某时刻,司机突然发现有一个横穿马路的行人,并立即减速,此时货车前端与行人的距离,不考虑反应时间,重力加速度取,求:
(1)为保证货车不会撞上行人,货车的加速度最小值?
(2)若货车以(1)中加速度刹车,货物相对车厢静止时与车厢前壁的距离;(结果保留三位有效数字)
(3)假如货车以的加速度减速,货物相对车厢静止时与车厢前壁的距离。(假设碰撞为弹性碰撞,且货车质量远远大于货物质量。结果保留三位有效数字)
【答案】(1)
(2)2.33m (3)2.67m
【解析】
【小问1详解】
货车做匀减速运动,经的位移后,速度恰好减为零,此时加速度最小,设为
根据速度位移公式有
解得
【小问2详解】
对货物受力分析,货物也做匀减速运动,根据牛顿第二定律有
解得
因,故货车先停止运动,之后再货物停止运动
则货车从减速到零的位移为
货物从减速到零的位移为
故最终货物相对车厢静止时与车厢前壁的距离为
【小问3详解】
当货车以的加速度减速,则有,故货车先停止运动,之后货物再停止运动,则货车减速到零的时间为
此时货车的位移为
则货物内的位移为
则货物相对货车车厢前壁的距离为
此时货车的速度为零,货物的速度为
则货物与货车发生弹性碰撞,由于货车质量远远大于货物质量,所以碰撞后货物的速度大小不变,方向相反,即以的初速度向右做匀减速直线运动,因所受滑动摩擦力大小不变,故做匀减速运动的加速度大小仍为,则货物向左减速到零的位移为
故货物相对车厢静止时与车厢前壁的距离
14. 某游乐场有一款喷泉,喷泉喷口右侧有一条道路,路宽,路右侧水池宽,如图所示。喷泉向水池喷水,喷水速度大小一定,方向可调,与水平方向的夹角为,。已知喷口面积,水的密度,重力加速度大小取,水流所在平面与道路垂直,喷口、路面、水池水面可视为相平,不计空气阻力。
(1)若水流的最高点在道路中点的正上方处,求水流在最高点的速度大小。
(2)不同值时,空中水流的质量不同。若喷水速度大小为,求空中水流的最小质量。
(3)若不同值时水流均需落入水池,求满足条件的喷水速度的最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设喷口到路最左侧距离为,路宽为,水从喷口到最高点时间为,最高点高度为,水在最高点时速度大小为。由运动学公式得,
联立并代入题给数据得
【小问2详解】
设此时喷水速度为,在空中运动时间为,有
空中水流的质量
联立解得⑥
当时,最小,空中水流的质量最小为,代入题给数据得
【小问3详解】
设喷水速度为,水从喷口到落入水池用时为,水平位移为,则,
联立解得
喷口到水池最右侧距离为,有
即
对于所有角度均成立,应小于等于的最小值,代入题给数据得
所以。
15. 如图为一游戏装置的示意图,两水平直轨道Ⅰ和Ⅱ在同一竖直平面内,直轨道Ⅰ与半径的圆轨道相切于点。直轨道Ⅰ上的弹射装置是由插销、轻质弹簧、插销构成,调节位置可以改变弹簧的压缩量。直轨道Ⅱ上放置一厚度不计的木板,已知段的长度,圆轨道上与水平方向的夹角,两水平直轨道间距,滑块与轨道间的动摩擦因数、与木板间的动摩擦因数,木板与直轨道Ⅱ间的动摩擦因数,轨道其余部分均光滑,滑块的质量,木板的质量,木板的最左端点恰好在中点的正上方。(重力加速度)
(1)调节位置,释放滑块,若滑块恰好运动到位置返回,求滑块返回到圆轨点时受到的弹力;
(2)调节位置,释放滑块,若滑块运动到点时对轨道恰好没有压力,求滑块弹出前,弹簧的弹性势能;
(3)调节位置,释放滑块,若滑块从点飞出后恰好以水平速度从木板左端冲上木板,求木板的长度至少为多长时,滑块不会从上脱离。
【答案】(1)6N (2)3.5J
(3)0.5m
【解析】
【小问1详解】
滑块恰好运动到位置返回,则从C到B由机械能守恒定律
在B点时
解得
【小问2详解】
若滑块运动到点时对轨道恰好没有压力,则在D点时
由能量关系可知弹簧的弹性势能
解得
【小问3详解】
滑块从点飞出后恰好以水平速度从木板左端冲上木板,则,
解得t=0.4s,vD1=5m/s
滑块到达E点的速度
滑块滑上木板时,滑块做减速运动的加速度大小
木板加速运动的加速度大小
两者共速时
解得,
木板长度最小值
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淮南二中2026-2027学年度高三上学期开学考物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 在某次伐木工攀爬大赛中,伐木工甲和乙同时开始攀爬,伐木工甲率先爬到顶端,结果却是乙第一个返回到出发点.则( )
A. 向上爬的过程中,经过中点时甲的速度一定大于乙的速度
B. 甲在最高点的速度一定大于乙在最高点的速度
C. 从顶端返回的过程中,甲的平均速度一定大于乙的平均速度
D. 全过程中,甲、乙的平均速度一样大
2. 利用图像法研究物理量之间的关系是一种常用的数学物理方法。下图为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像(、、、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间),则下列说法正确的是( )
A. 根据甲图可求出物体的加速度为2m/s2
B. 根据乙图可求出物体的加速度为2m/s2
C. 根据丙图可求出物体的加速度为-8m/s2
D. 根据丁图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为8m/s
3. 某同学利用物理课本搭建了一个倾角为的斜面(简化模型如图所示)。将一重力大小为的橡皮置于斜面上,对其施加一个与斜面底边平行的水平推力,橡皮恰好在斜面上做匀速直线运动。已知橡皮与斜面间的动摩擦因数,则推力的大小为( )
A. B. C. D.
4. 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
5. 如图所示,飞镖a、b从同一位置O水平向左掷出,分别打在镖盘上A、B两点,镖盘上的C点与O在同一条水平线上,a、b与竖直镖盘的夹角分别为60°和。已知AB=2AC,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 飞镖a、b在空中飞行的时间之比为
B. 飞镖a、b的初速度大小之比为
C. 飞镖a、b打在镖盘上时的速度大小之比为
D. 飞镖b与镖盘的夹角的正切值为
6. 如图所示,一水平放置的木板上放有一质量的砝码,现让木板在竖直平面内做半径,速度大小的匀速圆周运动,运动中木板始终保持水平,砝码相对木板始终保持静止,取,则下列说法正确的是( )
A. 砝码运动到最高点时受到木板的摩擦力为零
B. 砝码运动到与圆心等高位置时受到木板的摩擦力大小为
C. 砝码运动到最低点时对木板的压力大小为
D. 砝码运动到最低点时对木板的摩擦力大小为
7. 小行星“阿波菲斯星”被视为可能撞击地球的最危险的小行星之一。已知地球的公转圆轨道半径为1 AU(AU为天文单位),小行星“阿波菲斯星”椭圆轨道的半长轴也为1 AU,且两轨道共面。如图所示,a、b分别为两轨道的交点,ab恰好为椭圆的短轴。当“阿波菲斯星”运动到远日点时,恰与地球和太阳共线。若忽略地球与小行星之间的万有引力,下列说法正确的是( )
A. “阿波菲斯星”的公转周期比地球的大
B. “阿波菲斯星”和地球在点的速度相同
C. “阿波菲斯星”在近日点的速率大于地球公转的速率
D. “阿波菲斯星”、地球各自与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等
8. 地球和哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示,彗星从a运行到b、从c运行到d的过程中,与太阳连线扫过的面积分别为和,且。彗星在近日点与太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的0.6倍,则彗星( )
A. 在远日点的速度大于地球的速度
B. 从b运行到c的过程中动能一直减小
C. 从a运行到b的时间等于从c运行到d的时间
D. 在近日点加速度约为地球的加速度的0.36倍
二、多选题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,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,有选错的得0分。
9. 如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,有一质量为M=2kg、长度L=9.6m的长木板正以v0=6m/s的速度沿斜面向下运动,此时将一质量m=1kg的小物块(大小可忽略)轻放在长木板正中央,已知小物块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与斜面间的动摩擦因数μ2=0.75,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 放上小物块后,木板的加速度大小是2m/s2
B. 放上小物块后,木板的加速度大小是5m/s2
C. 经时间t=2.1s小物块最终从长木板上端滑出
D. 经时间t=2.4s小物块最终从长木板下端滑出
10. 如图,a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平抛出,已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等为R且在同一竖直面内,斜面底边长是其竖直高度的2倍,若小球b能落到斜面上,下列说法正确的是( )
A. a、b两球不可能同时落在半圆轨道和斜面上
B. 改变初速度的大小,b球速度方向和斜面的夹角保持不变
C. 改变初速度的大小,a球可能垂直撞在半圆轨道上
D. 当时,b球一定先落在斜面上
三、非选择题:共5题。共58分。
11. 小杨同学每天都会乘坐10路公交车到万州二中上学,有一天他对乘车问题做了如下思考:假设在一条平直的道路上有两个红绿灯A、B,其中AB间距L2=430m,C为公交车站台,10路车的停靠时间为8s,18路公交车不停靠,BC间距L3=180m。两个灯都是绿灯持续10s,红灯持续20s,假设红绿灯切换不需要时间。有可视为质点的10路、18路两辆公交车行驶在路上依次经过A、B、C。两车加速时加速度大小均为a1=2.5m/s2,减速时加速度大小均为a2=5m/s2。当18路车以v0=10m/s的速度走到A处时,10路车以同样速度v0走到距离A处L1=80m的地方,此时A显示绿灯还有4s,B显示红灯还剩1s。当两车不能够匀速通过红绿灯时,就会匀减速运动刚好停到红绿灯处;绿灯亮起,公交车马上从静止做匀加速直线运动,加速到v0保持匀速直线行驶。不计站台大小,试求:
(1)10路公交车从A前80m的地方运动到A所需要的时间;
(2)10路、18路公交车在A、B之间的最大距离;
(3)若小杨同学在距站台右侧50m处看到18路车刚刚离开站台时,立刻先匀加速直线运动再匀减速直线运动最终到达站台时速度为零,试求小杨要赶上10路公交车,其加速度要满足什么条件?(设人加速和减速时加速度大小相同)
12. 如图所示,光滑圆柱体的质量为m,置于倾角θ=53°、质量均为M的两个斜面体上。两斜面体与水平地面间的动摩擦因数均为μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)每个斜面体对地面压力的大小;
(2)为了不让斜面体出现滑动,的最大值。
13. 一辆大型货车正在平直公路上以的速度匀速行驶,车厢载有一小箱货物,货物与车厢之间的动摩擦因数,货物与车厢前壁的距离。某时刻,司机突然发现有一个横穿马路的行人,并立即减速,此时货车前端与行人的距离,不考虑反应时间,重力加速度取,求:
(1)为保证货车不会撞上行人,货车的加速度最小值?
(2)若货车以(1)中加速度刹车,货物相对车厢静止时与车厢前壁的距离;(结果保留三位有效数字)
(3)假如货车以的加速度减速,货物相对车厢静止时与车厢前壁的距离。(假设碰撞为弹性碰撞,且货车质量远远大于货物质量。结果保留三位有效数字)
14. 某游乐场有一款喷泉,喷泉喷口右侧有一条道路,路宽,路右侧水池宽,如图所示。喷泉向水池喷水,喷水速度大小一定,方向可调,与水平方向的夹角为,。已知喷口面积,水的密度,重力加速度大小取,水流所在平面与道路垂直,喷口、路面、水池水面可视为相平,不计空气阻力。
(1)若水流的最高点在道路中点的正上方处,求水流在最高点的速度大小。
(2)不同值时,空中水流的质量不同。若喷水速度大小为,求空中水流的最小质量。
(3)若不同值时水流均需落入水池,求满足条件的喷水速度的最大值。
15. 如图为一游戏装置的示意图,两水平直轨道Ⅰ和Ⅱ在同一竖直平面内,直轨道Ⅰ与半径的圆轨道相切于点。直轨道Ⅰ上的弹射装置是由插销、轻质弹簧、插销构成,调节位置可以改变弹簧的压缩量。直轨道Ⅱ上放置一厚度不计的木板,已知段的长度,圆轨道上与水平方向的夹角,两水平直轨道间距,滑块与轨道间的动摩擦因数、与木板间的动摩擦因数,木板与直轨道Ⅱ间的动摩擦因数,轨道其余部分均光滑,滑块的质量,木板的质量,木板的最左端点恰好在中点的正上方。(重力加速度)
(1)调节位置,释放滑块,若滑块恰好运动到位置返回,求滑块返回到圆轨点时受到的弹力;
(2)调节位置,释放滑块,若滑块运动到点时对轨道恰好没有压力,求滑块弹出前,弹簧的弹性势能;
(3)调节位置,释放滑块,若滑块从点飞出后恰好以水平速度从木板左端冲上木板,求木板的长度至少为多长时,滑块不会从上脱离。
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