内容正文:
宿城一中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. 2026年4月19日在北京亦庄举办机器人半马,起点为北京亦庄通明湖畔科创十七街,终点为南海子公园,全程21.0975公里。荣耀公司“齐天大圣”队的“闪电”机器人以50分26秒夺冠,是全球首个人形机器人半马赛事的历史性突破,下列说法正确的是( )
A. 50分26秒是指时间间隔
B. 以“闪电”机器人为参考系,路旁的陪跑运动员一定向后运动
C. “闪电”机器人的平均速度约为
D. 研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时,不可以将它视为质点
【答案】A
【解析】
【详解】A.50分26秒对应的是机器人跑完半程马拉松这一过程所用的时间长度,是指时间间隔,故A正确;
B.以“闪电”机器人为参考系,若陪跑运动员的速度小于机器人的速度,则陪跑运动员向后运动;若陪跑运动员的速度大于机器人的速度,则陪跑运动员向前运动,故B错误;
C.全程21.0975公里是指路程,则
平均速度等于位移与时间的比值,由于半马赛道不是直线,位移大小小于路程,故平均速度大小小于25km/h,故C错误;
D.研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时,机器人的大小和形状相对于21公里的路程可以忽略不计,可以将它视为质点,故D错误。
故选A。
2. 如图甲所示,汽车在平直公路上行驶,路边有等间距的树木,车载摄像机记录了沿途景色。某同学根据一段视频绘制了图乙,横坐标N为树木序号,纵坐标t为对应树木出现的时刻,内汽车通过隧道。关于汽车的运动,下列说法合理的是( )
A. 内的路程等于内的路程
B. 图线上某点的斜率代表瞬时速度的大小
C. 内的平均速度大于内的平均速度
D. 内,汽车先做减速运动,再做加速运动,最后减速运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.设相邻树木之间的距离为,由图乙可知,时间内的路程为,时间内的路程为,故A错误;
B.树木是等间距的,故图像可类比图像,根据
可知图像斜率的倒数表示速度大小,故B错误;
C.由于汽车在同一方向上做直线运动,其位移大小等于路程,根据上述分析可知,时间内的位移为,时间内的位移为,由图乙时间内的时间间隔小于时间内的时间间隔,根据平均速度
可知,内的平均速度大于内的平均速度,故C正确;
D.由图乙可知,时间内图线的斜率逐渐增大,表明汽车的速度逐渐减小,时间内,汽车在隧道内行驶,没有树木,无法确定汽车的速度变化,汽车驶出隧道,图线的斜率逐渐减小,表明汽车的速度逐渐增大,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,健身爱好者保持靠墙静蹲姿势静止不动,背部竖直贴紧光滑的墙面,双脚踩在粗糙水平地面上。下列说法正确的是( )
A. 墙面对人的弹力是由于墙面的形变产生的
B. 地面对人的摩擦力可能为零
C. 地面对人的作用力与人的重力大小相等,方向相反
D. 墙面和地面对人的合力的大小和方向均无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】A.墙面对人水平向左的弹力,墙面是施力物体,人是受力物体,施力物体形变对受力物体产生弹力,故A正确;
B.墙面对人水平向左的弹力和地面对人向右的静摩擦力等大反向,摩擦力一定不为零,故B错误;
C.根据平衡状态可知,地面对人的支持力和人的重力等大反向,而地面对人的作用力是支持力和摩擦力的合力,故C错误;
D.人处于静止的平衡状态,自身重力与墙面、地面对人的总合力是一对平衡力,因此墙面和地面对人的合力大小一定等于人的重力大小,方向竖直向上,是确定的,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,一辆装满石块的货车在水平道路上匀速行驶,发现前面有路障,以加速度a匀减速行驶,货箱中石块A的质量为m,重力加速度为g,则( )
A. 车匀速行驶时,A受到货箱对它的支持力为mg
B. 车匀速行驶时,A受到周围与它接触物体的合力为0
C. 车匀减速行驶时,A受到货箱对它的支持力变小
D. 车匀减速行驶时,A受到周围与它接触物体的合力大于ma
【答案】D
【解析】
【详解】AC.车匀速行驶时,石块A受到的合力为0,由于石块A与周围石块作用力未知(例如有可能悬空恰好脱离货箱底板的情况),所以无法确定货箱对它的支持力大小,若匀减速行驶时,由于无法确定初始货箱支持力,所以也无法判断货箱支持力变化情况,故AC错误;
B.车匀速行驶时,由于石块所受合外力为零,所以周围与它接触物体的合力与石块重力mg合力为零,所以周围与它接触物体的合力为mg,方向竖直向上,故B错误;
D.车匀减速行驶时,A受到周围与它接触物体的合力和自身重力,这两个力的合力提供其减速运动的加速度,周围与它接触物体的合力为,故D正确。
故选D。
5. 将长的弹性绳左端固定,右端以的恒定速度带动弹性绳均匀伸长。一只蚂蚁从左端开始相对绳子以的速度向右爬行,这就是著名的网红蚂蚁爬绳问题。关于蚂蚁和弹性绳的运动,下列说法正确的是( )
A. 蚂蚁相对绳子速度为不变,用时爬到右端
B. 蚂蚁相对绳左端速度为不变,永远爬不到右端
C. 蚂蚁相对于绳子右端有向左的加速度
D. 绳子中点的速度始终为
【答案】D
【解析】
【详解】A.蚂蚁相对所在位置的绳子速度不改变,均为,但弹性绳长度变长,时间大于,故A错误;
B.弹性绳左端固定,蚂蚁相对绳左端速度增大,能爬到右端,故B错误;
C.蚂蚁相对所在位置绳子速度不变,而越往右绳子速度越大,故蚂蚁对地向右加速,相对绳右端越来越近,则对绳子右端有向右的加速度,故C错误;
D.弹性绳左端固定,绳子均匀伸长,绳子中点的速度始终为右端速度的一半,故D正确;
故选D。
6. 如图(a)所示,“筋膜枪”利用高速电机带动枪头,产生的高频振动可以作用到肌肉深层,以达到缓解疼痛的作用。如图(b)所示为某款筋膜枪的内部结构简化图,连杆以角速度绕垂直于纸面的轴匀速转动,带动连杆,使套在横杆上的滑块左右滑动。已知连杆长为,连杆长为,下列说法正确的是( )
A. 当时,滑块的速度最大,且为
B. 当时,滑块的速度最大,且为
C. 当时,滑块的速度最大,且为
D. 当时,滑块的速度最大,且为
【答案】D
【解析】
【详解】当 时,点速度方向沿杆方向的分量不是最大,滑块速度不是最大;当 时,点线速度的方向与杆平行,沿杆方向的分速度最大。根据关联速度关系
在中
解得
此时滑块速度最大。
故选D。
7. 银河系的恒星中大约四分之一是双星系统,某双星系统由质量分别为M和m的两个星体构成,两者中心之间距离为L,在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做固定周期的匀速圆周运动。我国发射的天问一号探测器在距火星表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动,周期是上述双星系统周期的k倍,已知引力常量为G,火星的半径为R,则火星的质量为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设天问一号绕火星的周期为,由万有引力提供向心力,有
可得
设质量为,的两星到点的距离分别为,,则
对两星分别应用牛顿第二定律,得,
两式相加可得
由
整理得
故选B。
8. 如图所示,一倾角为θ=37°的足够长斜面体固定在水平地面上,质量为M=2 kg的长木板B沿着斜面以速度v0=9 m/s匀速下滑,现把质量为m=1 kg 的铁块A无初速度放在长木板B的左端,铁块最终恰好没有从长木板上滑下。已知A与B之间、B与斜面之间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则下列判断错误的是( )
A. 动摩擦因数μ=0.75
B. 铁块A和长木板B共速后的速度大小为6 m/s
C. 长木板的长度为2.25 m
D. 从铁块放上长木板到铁块和长木板共速的过程中,铁块A和长木板B减少的机械能等于A、B之间摩擦产生的热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.木板B沿着斜面以速度匀速下滑,根据平衡条件得
解得动摩擦因数μ=0.75,A正确,不符合题意;
B.铁块做匀加速直线运动,加速度大小为a1,长木板做匀减速直线运动,加速度大小为a2,根据牛顿第二定律得,
解得,
达到共同速度所需要的时间,解得
共同速度为,B正确,不符合题意;
C.长木板的长度为,C正确,不符合题意。
D.从铁块放上长木板到铁块和长木板共速的过程中,铁块A和长木板B减少的机械能,等于A、B之间摩擦产生的热量与长木板和斜面之间摩擦产生的热量之和,D错误,符合题意。
故选D。
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. 2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京隆重举行。图为中国人民解放军空军航空兵八一飞行表演队歼-10SY表演机1架,歼-10C表演机6架组成的教练机梯队飞过天坛上空。假设空中梯队在地面上空某高度A位置处于静止状态待命,要求空中梯队零时刻由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,经过AB段加速后,进入BC段的受阅区做匀速直线运动,经过t时间到达C位置,已知AB段长为,BC段长为,下列说法正确的是( )
A. 空中梯队到达B点时的速度为
B. 空中梯队在AB段的平均速度为
C. 空中梯队在AC段的平均速度为
D. 空中梯队在AB段的加速度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.空中梯队的运动示意图如图所示,
设空中梯队在B点的速度为v,则在AB段的平均速度为,根据
解得
故A正确;
B.空中梯队在AB段运动的时间小于t,在AB段运动的平均速度大于,故B错误;
C.由于时间t与对应,故空中梯队在AC段的平均速度为
故C正确;
D.根据
解得
故D正确。
故选ACD。
10. 在水平力F的作用下质量为 2kg的物体由静止开始在水平地面上做直线运动,水平力F随时间t变化的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度g取10m/s²。则( )
A. 6s时物块的动能为零
B. 4s时物块离初始位置最远,距离为12m
C. 0~6s时间内合外力对物块所做的功为16J
D. 0~6s时间内水平力F对物块所做的功为128J
【答案】BC
【解析】
【详解】A.前3s内,根据牛顿第二定律有
又
可得
则3s时的速度
3s内的位移
3s~6s时间内F反向,根据牛顿第二定律有
解得
减速到速度为零的时间
即4s时速度减为零。减速运动的位移
然后反向匀加速,加速时间
此阶段
6s时的
加速运动的位移
可见6s末的速度不为零,则物块的动能不为零,A错误;
B.4s时,物块距离初始位置最远,为,B正确;
C.0~6s时间内合外力对物块所做的功为,C正确;
D.0~6s时间内水平力F对物块所做的功,D错误。
故选BC。
三、非选择题:共5题。共58分。
11. 倾角、长 的固定斜面上放置一质量的物块,物块与斜面间的动摩擦因数。用一方向、大小可调的力作用于物块上。已知重力加速度,。
(1)若,求物块运动的加速度大小;
(2)若方向水平向右,则取多少的时候,物块由静止开始从斜面顶端沿斜面到达底端时的速度最大,并求出最大速度;
(3)若物块沿斜面向上做匀速运动,求所需施加力的最小值以及与斜面夹角的正弦值。
【答案】(1)
(2),
(3),
【解析】
【小问1详解】
物块受到的力
根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
沿斜面运动,当摩擦力为零时速度最大,则有
得
根据动能定理
解得
【小问3详解】
沿斜面正交分解有
垂直斜面正交分解有
摩擦力为
解得
设
可得
时,最小,最小值为
方向:
或直接受力分析,夹角为定值,重力恒定,故外力垂直于支持力与摩擦力的合力时,最小,则有
12. 如图所示,工人师傅自房檐向水平地面运送瓦片,他将两根完全一样的直杆平行固定在房檐和地面之间当成轨道,瓦片沿轨道滑动时,其垂直于直杆的截面外侧是半径为0.1m的圆弧。已知两直杆之间的距离为,房檐距地面的高度为2.5m,两直杆在房檐和地面之间的长度L=5m,忽略直杆的粗细,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。工人师傅将瓦片无初速度地放置在轨道顶端,只有瓦片与直杆间的动摩擦因数小于(未知)时,瓦片才能开始沿轨道下滑,g取。
(1)求;
(2)若直杆与瓦片间的动摩擦因数为,忽略瓦片沿着轨道方向的长度,工人师傅将一瓦片无初速度地放置在轨道顶端,求该瓦片经过多长时间落地。
【答案】(1)
(2)2s
【解析】
【小问1详解】
由几何知识
可知两直杆形成的轨道与水平面的夹角为30°;两直杆对瓦片的弹力之间的夹角为90°,受力分析如图所示
垂直于轨道方向有
沿着导轨方向有
联立解得
【小问2详解】
瓦片在轨道上运动时,在范围内,根据牛顿第二定律可得
解得
则
解得。
13. 惠州中学科技节上,设置了这样一款抛射游戏,装置如图所示。有一倾角为α的固定光滑斜面,斜面上有一轻质弹簧,其下端固定在挡板上,小球(可看成质点)置于弹簧上端,用外力沿斜面缓慢推动小球压缩弹簧,然后释放,小球在斜面上运动一段时间后从D点脱离斜面,在空中运动一段时间后打在竖直墙面AB上,游戏规则是小球要无碰撞进入水平圆筒C中才算通关。已知斜面顶端D与竖直墙面的水平距离为L,水平圆筒C距离D的高度,sin53°=0.8,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求斜面的倾角α;
(2)若小球离开弹簧瞬间的速度,从D点脱离斜面时速度。求离开弹簧后小球在斜面上运动的路程x和时间t;
(3)要使游戏通关,求小球离开弹簧时的速度v与到D点的高度h满足的关系式。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球从D点离开斜面后在空中做斜上抛运动,若小球无碰撞进入水平圆筒,即其到圆筒处时速度水平,逆向可看作从C到D的平抛运动,设小球在C点的速度为,从C到D的运动时间为,则水平方向
竖直方向
又有,
联立解得
【小问2详解】
小球离开弹簧后在斜面上做匀减速直线运动,设小球的加速度大小为,由牛顿运动定律可得
由运动学公式有
由速度与位移关系式有
联立解得,
【小问3详解】
要使游戏通关,则小球通过D点的速度
离开弹簧到D点的运动可看作反向匀加速直线运动,对小球由速度与位移关系式有,
联立解得
14. 如图所示,水平转盘上静置有质量为的小物块,和质量为的小物块,小物块和转盘间的动摩擦因数为,小物块和转盘间的动摩擦因数为,小物块、与转盘圆心的距离分别为和,A、B两物块由一过圆心的轻质细绳相连,初始时刻轻绳恰好伸长且无拉力。使转盘由静止开始绕圆心做角速度缓慢增加的圆周运动。物体间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为。
(1)求轻绳无拉力时角速度的取值范围;
(2)在小物块B与转盘间的摩擦力达到最大静摩擦力之前,求轻绳拉力与角速度的关系;
(3)当A、B两物块相对转盘静止,且A所受摩擦力大小为时,求转盘的角速度。
【答案】(1)
(2)当时,;当时,
(3)或
【解析】
【小问1详解】
圆周运动的向心力由静摩擦力单独提供,当物体所需向心力超过自身最大静摩擦力时,绳子才会产生拉力。对小物块A,最大静摩擦力提供向心力
解得临界角速度
对小物块B,最大静摩擦力提供向心力
解得临界角速度
轻绳无拉力的条件是两物体的静摩擦都未达最大值,因此角速度范围为
【小问2详解】
当时,轻绳上有拉力,小物块A的摩擦力为最大静摩擦力。在小物块A、B与转盘间的摩擦力均为最大静摩擦力之前,A、B与转盘间的摩擦力均指向圆心。小物块A由拉力和摩擦力的合力提供向心力,对于小物块B由拉力和摩擦力提供向心力。设拉力为,则对小物块A有
解得
对小物块B有
可得
又
解得
结合第1问可得,当时,;当时,
【小问3详解】
小物块A的摩擦力存在两种指向的可能,当A的摩擦力指向圆心时,此时
此时两物体的静摩擦都未达最大值,轻绳无拉力,对小物块A有
解得
当角速度继续增大,当小物块B达到最大静摩擦力后,由于小物块B所需向心力大于小物块A所需向心力,因此小物块A的静摩擦力指向圆心先达到最大值静摩擦力后,会反向背离圆心,此时
对小物块A有
对小物块B有
联立解得
15. 如图甲,一辆小汽车以的速度从水平路段的点,以恒定功率沿平直公路AB段行驶,在斜坡底处瞬时换挡,以的恒定功率沿倾角为30°的BC段斜坡上行,用通过整个ABC路段,其图像如图乙,乙图像上处水平虚线与曲线相切,,假设小汽车在AB段和BC段受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)大小相等,换挡时小汽车的速率不变。,求:
。
(1)小汽车受到的阻力
(2)小汽车的质量m;
(3)小汽车在4~12s时间段运动的路程。(结果保留整数)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
水平路段上小汽车做匀速直线运动,牵引力与速度同向。由功率公式,水平方向合力为零,故牵引力等于阻力。有
代入数值得
【小问2详解】
取斜坡上行方向为正方向。斜坡段牵引力为,由牛顿第二定律,对小汽车沿斜面方向列牛顿第二定律
图乙在处切线水平,故此时且,由此得到
沿用小问1结果,代入数值得
【小问3详解】
从到,小汽车在斜坡上运动。换挡时初速度为,末速度为,时间间隔为。对小汽车应用动能定理,牵引力的功为恒功率乘时间,阻力和重力沿斜面的分力做负功。有
代入前两问结果得
按题意保留整数,路程为。
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(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. 2026年4月19日在北京亦庄举办机器人半马,起点为北京亦庄通明湖畔科创十七街,终点为南海子公园,全程21.0975公里。荣耀公司“齐天大圣”队的“闪电”机器人以50分26秒夺冠,是全球首个人形机器人半马赛事的历史性突破,下列说法正确的是( )
A. 50分26秒是指时间间隔
B. 以“闪电”机器人为参考系,路旁的陪跑运动员一定向后运动
C. “闪电”机器人的平均速度约为
D. 研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时,不可以将它视为质点
2. 如图甲所示,汽车在平直公路上行驶,路边有等间距的树木,车载摄像机记录了沿途景色。某同学根据一段视频绘制了图乙,横坐标N为树木序号,纵坐标t为对应树木出现的时刻,内汽车通过隧道。关于汽车的运动,下列说法合理的是( )
A. 内的路程等于内的路程
B. 图线上某点的斜率代表瞬时速度的大小
C. 内的平均速度大于内的平均速度
D. 内,汽车先做减速运动,再做加速运动,最后减速运动
3. 如图所示,健身爱好者保持靠墙静蹲姿势静止不动,背部竖直贴紧光滑的墙面,双脚踩在粗糙水平地面上。下列说法正确的是( )
A. 墙面对人的弹力是由于墙面的形变产生的
B. 地面对人的摩擦力可能为零
C. 地面对人的作用力与人的重力大小相等,方向相反
D. 墙面和地面对人的合力的大小和方向均无法确定
4. 如图所示,一辆装满石块的货车在水平道路上匀速行驶,发现前面有路障,以加速度a匀减速行驶,货箱中石块A的质量为m,重力加速度为g,则( )
A. 车匀速行驶时,A受到货箱对它的支持力为mg
B. 车匀速行驶时,A受到周围与它接触物体的合力为0
C. 车匀减速行驶时,A受到货箱对它的支持力变小
D. 车匀减速行驶时,A受到周围与它接触物体的合力大于ma
5. 将长的弹性绳左端固定,右端以的恒定速度带动弹性绳均匀伸长。一只蚂蚁从左端开始相对绳子以的速度向右爬行,这就是著名的网红蚂蚁爬绳问题。关于蚂蚁和弹性绳的运动,下列说法正确的是( )
A. 蚂蚁相对绳子速度为不变,用时爬到右端
B. 蚂蚁相对绳左端速度为不变,永远爬不到右端
C. 蚂蚁相对于绳子右端有向左的加速度
D. 绳子中点的速度始终为
6. 如图(a)所示,“筋膜枪”利用高速电机带动枪头,产生的高频振动可以作用到肌肉深层,以达到缓解疼痛的作用。如图(b)所示为某款筋膜枪的内部结构简化图,连杆以角速度绕垂直于纸面的轴匀速转动,带动连杆,使套在横杆上的滑块左右滑动。已知连杆长为,连杆长为,下列说法正确的是( )
A. 当时,滑块的速度最大,且为
B. 当时,滑块的速度最大,且为
C. 当时,滑块的速度最大,且为
D. 当时,滑块的速度最大,且为
7. 银河系的恒星中大约四分之一是双星系统,某双星系统由质量分别为M和m的两个星体构成,两者中心之间距离为L,在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做固定周期的匀速圆周运动。我国发射的天问一号探测器在距火星表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动,周期是上述双星系统周期的k倍,已知引力常量为G,火星的半径为R,则火星的质量为( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,一倾角为θ=37°的足够长斜面体固定在水平地面上,质量为M=2 kg的长木板B沿着斜面以速度v0=9 m/s匀速下滑,现把质量为m=1 kg 的铁块A无初速度放在长木板B的左端,铁块最终恰好没有从长木板上滑下。已知A与B之间、B与斜面之间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则下列判断错误的是( )
A. 动摩擦因数μ=0.75
B. 铁块A和长木板B共速后的速度大小为6 m/s
C. 长木板的长度为2.25 m
D. 从铁块放上长木板到铁块和长木板共速的过程中,铁块A和长木板B减少的机械能等于A、B之间摩擦产生的热量
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. 2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京隆重举行。图为中国人民解放军空军航空兵八一飞行表演队歼-10SY表演机1架,歼-10C表演机6架组成的教练机梯队飞过天坛上空。假设空中梯队在地面上空某高度A位置处于静止状态待命,要求空中梯队零时刻由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,经过AB段加速后,进入BC段的受阅区做匀速直线运动,经过t时间到达C位置,已知AB段长为,BC段长为,下列说法正确的是( )
A. 空中梯队到达B点时的速度为
B. 空中梯队在AB段的平均速度为
C. 空中梯队在AC段的平均速度为
D. 空中梯队在AB段的加速度为
10. 在水平力F的作用下质量为 2kg的物体由静止开始在水平地面上做直线运动,水平力F随时间t变化的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度g取10m/s²。则( )
A. 6s时物块的动能为零
B. 4s时物块离初始位置最远,距离为12m
C. 0~6s时间内合外力对物块所做的功为16J
D. 0~6s时间内水平力F对物块所做的功为128J
三、非选择题:共5题。共58分。
11. 倾角、长 的固定斜面上放置一质量的物块,物块与斜面间的动摩擦因数。用一方向、大小可调的力作用于物块上。已知重力加速度,。
(1)若,求物块运动的加速度大小;
(2)若方向水平向右,则取多少的时候,物块由静止开始从斜面顶端沿斜面到达底端时的速度最大,并求出最大速度;
(3)若物块沿斜面向上做匀速运动,求所需施加力的最小值以及与斜面夹角的正弦值。
12. 如图所示,工人师傅自房檐向水平地面运送瓦片,他将两根完全一样的直杆平行固定在房檐和地面之间当成轨道,瓦片沿轨道滑动时,其垂直于直杆的截面外侧是半径为0.1m的圆弧。已知两直杆之间的距离为,房檐距地面的高度为2.5m,两直杆在房檐和地面之间的长度L=5m,忽略直杆的粗细,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。工人师傅将瓦片无初速度地放置在轨道顶端,只有瓦片与直杆间的动摩擦因数小于(未知)时,瓦片才能开始沿轨道下滑,g取。
(1)求;
(2)若直杆与瓦片间的动摩擦因数为,忽略瓦片沿着轨道方向的长度,工人师傅将一瓦片无初速度地放置在轨道顶端,求该瓦片经过多长时间落地。
13. 惠州中学科技节上,设置了这样一款抛射游戏,装置如图所示。有一倾角为α的固定光滑斜面,斜面上有一轻质弹簧,其下端固定在挡板上,小球(可看成质点)置于弹簧上端,用外力沿斜面缓慢推动小球压缩弹簧,然后释放,小球在斜面上运动一段时间后从D点脱离斜面,在空中运动一段时间后打在竖直墙面AB上,游戏规则是小球要无碰撞进入水平圆筒C中才算通关。已知斜面顶端D与竖直墙面的水平距离为L,水平圆筒C距离D的高度,sin53°=0.8,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求斜面的倾角α;
(2)若小球离开弹簧瞬间的速度,从D点脱离斜面时速度。求离开弹簧后小球在斜面上运动的路程x和时间t;
(3)要使游戏通关,求小球离开弹簧时的速度v与到D点的高度h满足的关系式。
14. 如图所示,水平转盘上静置有质量为的小物块,和质量为的小物块,小物块和转盘间的动摩擦因数为,小物块和转盘间的动摩擦因数为,小物块、与转盘圆心的距离分别为和,A、B两物块由一过圆心的轻质细绳相连,初始时刻轻绳恰好伸长且无拉力。使转盘由静止开始绕圆心做角速度缓慢增加的圆周运动。物体间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为。
(1)求轻绳无拉力时角速度的取值范围;
(2)在小物块B与转盘间的摩擦力达到最大静摩擦力之前,求轻绳拉力与角速度的关系;
(3)当A、B两物块相对转盘静止,且A所受摩擦力大小为时,求转盘的角速度。
15. 如图甲,一辆小汽车以的速度从水平路段的点,以恒定功率沿平直公路AB段行驶,在斜坡底处瞬时换挡,以的恒定功率沿倾角为30°的BC段斜坡上行,用通过整个ABC路段,其图像如图乙,乙图像上处水平虚线与曲线相切,,假设小汽车在AB段和BC段受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)大小相等,换挡时小汽车的速率不变。,求:
。
(1)小汽车受到的阻力
(2)小汽车的质量m;
(3)小汽车在4~12s时间段运动的路程。(结果保留整数)
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