精品解析:2027届安徽安庆市岳西县汤池中学高三上学期调研性监测物理试题
2026-09-09
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内容正文:
2027届高三调研性监测
物理
时间:75分钟 分值:100分
注意事项:
1、答卷前,务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,务必擦净后再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、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. 某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩两辆汽车在平直公路上行驶,甲车内一同学看见乙车向西移动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面为参考系,那么,上述观察说明( )
A. 甲车不动乙车向东运动
B. 乙车不动,甲车向东运动
C. 甲、乙两车以相同的速度都向东运动
D. 甲乙两车均向东运动甲车速度大于乙车
【答案】D
【解析】
【详解】因为甲车看乙车向西运动,而乙车的人看到路旁的树木向西运动,说明乙车相对路旁的树木向东运动,甲车也向东运动,如果以大地为参考系,则甲、乙两车均向东运动,且甲车速度大于乙车,故ABC错误,D正确。
故选D。
2. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在时并排行驶,则( )
A. 在时,甲车在乙车后
B. 在时,甲车在乙车前
C. 两车另一次并排行驶的时刻是
D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.由图像,图线斜率表示加速度,甲车加速度,甲车初速度;乙车加速度,乙车初速度为0
时,甲车
乙车位移
又时并排行驶,则说明时,乙在甲前方处。
时,甲车位移
乙车位移
两车间距
因此时,两车并排,故ABC错误;
D.第一次并排时,甲车位移;第二次并排时,甲车位移
因此两次并排位置间距,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,玩偶与塑料吸盘通过轻绳AB连接,吸盘吸附在竖直墙壁上,玩偶静止悬挂,忽略玩偶与墙壁之间的摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 吸盘受到3个力的作用
B. 细绳AB越短,玩偶对墙壁的压力越大
C. 细绳AB越长,吸盘受到墙壁的摩擦力越小
D. 吸盘与墙壁之间压得越紧,吸盘受到墙壁的摩擦力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.吸盘受到重力、大气对其的压力、墙壁的弹力、细绳对吸盘的拉力和摩擦力五个力的作用,故A错误;
B.玩偶的受力分析如图所示,墙壁对玩偶的支持力
细绳AB越短,θ越大,支持力越大,由牛顿第三定律可知,玩偶对墙壁的压力越大,故B正确;
CD.对吸盘与玩偶整体分析竖直方向只受重力与静摩擦力,所以吸盘受到墙壁的静摩擦力总是等于重力,与细绳的长短无关,与吸盘与墙壁之间的挤压力无关,故CD错误。
故选B。
4. 如图所示,物块放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力作用,即、和摩擦力,物块处于静止状态,其中,,若撤去,则物块受到的( )
A. 合力大小是10N,方向向右 B. 合力大小是10N,方向向左
C. 摩擦力大小是2N,方向向右 D. 摩擦力大小是2N,方向向左
【答案】C
【解析】
【详解】物块开始处于静止状态,、的合力大小为
所以此时物块与水平桌面之间的摩擦力大小为
若撤去,因为,所以物块仍处于静止状态,合力为0
根据平衡条件可知此时物块所受摩擦力大小为
方向与的方向相反,水平向右。
故选C。
5. 学校景观水池新安装了喷泉,从同一出口O喷出的甲、乙两水柱形成如图所示的形状。若A、B两点到出口O的距离相同,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 甲在空中运动的时间一定大于乙在空中运动的时间
B. 甲在空中运动的加速度一定大于乙在空中运动的加速度
C. 甲在最高点的速度一定大于乙在最高点的速度
D. 甲从出口O喷出的速度一定大于乙从出口O喷出的速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.斜抛运动的运动时间由竖直方向最大高度决定。由
得总运动时间
甲的最大高度大于乙,因此甲在空中运动的时间一定大于乙,故A正确;
B.不计空气阻力,甲、乙的加速度均为重力加速度g,加速度相等,故B错误;
C.斜抛运动最高点只有水平分速度,且水平方向匀速,最高点速度等于水平分速度
二者水平位移相等,则甲在最高点的速度一定小于乙在最高点的速度,故C错误;
D.喷出的初速度
由于,则无法判断从出口O喷出的速度大小,故D错误;
故选A。
6. “长征七号A”运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞,托举“实践二十三号”卫星直冲云霄,随后卫星进入预定轨道,发射取得圆满成功。已知地球表面的重力加速度大小为g,地球的半径为R,“实践二十三号”卫星距地面的高度为h,入轨后绕地球做匀速圆周运动,该卫星的( )
A. 线速度大小为 B. 角速度大小为
C. 向心加速度大小为g D. 周期为
【答案】A
【解析】
【详解】地球表面物体万有引力等于重力,可得
卫星绕地球做匀速圆周运动,轨道半径,万有引力提供向心力,满足
A.联立上述公式得线速度,故A正确;
B.联立得角速度,故B错误;
C.联立得向心加速度,故C错误;
D.联立得周期,故D错误。
故选A。
7. 2025年11月1日,神舟二十一号载人飞船成功对接空间站天和核心舱。将载人飞船的变轨过程简化为以下模型:飞船变轨前绕地球运行在圆形轨道Ⅰ上,椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道,核心舱绕地球沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上,轨道Ⅰ和Ⅱ、轨道Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点,下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道Ⅱ运行时经过B点的加速度和核心舱在轨道Ⅲ运行时经过B点的加速度大小相等
B. 飞船在轨道Ⅰ运行时经过A点的速率小于核心舱在轨道Ⅲ运行时经过B点的速率
C. 飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积相等
D. 飞船在轨道Ⅰ上运行时的速率可能为9.0 km/s
【答案】A
【解析】
【详解】A.加速度由万有引力提供,满足,飞船在B点时,无论沿哪个轨道运动,离地心的距离相同,因此加速度相等,故A正确;
B.根据牛顿第二定律
解得
由于飞船在轨道Ⅰ上的半径小于天和核心舱在轨道Ⅲ上的半径,所以飞船在轨道Ⅰ上的速度大于天和核心舱在轨道Ⅲ上的速度,故B错误;
C.根据开普勒第二定律得卫星在同一轨道上绕地球运动时,单位时间内与地心连线扫过的面积相等,不同轨道该面积不相等,故C错误;
D.绕地球做圆周运动的物体的最大速度为第一宇宙速度,第一宇宙速度是近地卫星圆周运动的环绕速度(7.9km/s),是卫星圆周运动的最大环绕速度,故飞船在轨道Ⅰ上运行时的速率一定小于7.9km/s,不可能达到9.0 km/s,故D错误。
故选A。
8. 2026年是中国航天事业创建70周年,70年来中国航天始终坚持自主探索之路,目前我国航天技术已达到世界领先水平。1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示,椭圆轨道近地点、远地点到地心的距离分别为、,人造地球卫星运行周期为T,引力常量为G,下列有关说法正确的是( )
A. 卫星在地球表面的发射速度小于第一宇宙速度
B. 根据题中信息可以求出地球的质量
C. 卫星从近地点向远地点运动过程中机械能逐渐增加
D. 卫星在近地点、远地点的速度大小之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.第一宇宙速度是绕地球运行卫星的最小发射速度,能绕地球运动的卫星,发射速度一定不小于第一宇宙速度,故A错误;
B.椭圆轨道的半长轴
根据开普勒第三定律
整理得地球质量,题中均已知,因此可以求出地球质量,故B正确;
C.卫星绕地球运动过程中,只有万有引力做功,机械能守恒,因此从近地点到远地点机械能不变,故C错误;
D.根据开普勒第二定律(面积定律),取极短时间,卫星扫过面积相等
得速度比,故D错误。
故选B。
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10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,有选错的得0分。
9. 如图所示,长度、质量的木板静止在光滑的水平面上,时刻有一质量为的物块(可视为质点)从木板的最左端以的初速度冲上木板,物块与木板间的动摩擦因数。为使物块不从木板上掉下,在时对木板施加一个水平向右的恒力,并且作用一段时间后撤去,重力加速度取,则的作用时间有可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】物块相对于木板向右滑动时,根据牛顿第二定律
解得
物块做减速运动;
木板受向右摩擦力,根据牛顿第二定律
解得
当物块与木板共速时,有
解得
此时物块与木板发生的相对位移为
刚好等于木板长度,说明若,撤去后最终相对位移大于木板长度,物块从右端掉落,因此;
在的情况下,共速后,物块相对木板向左运动,物块受到向右摩擦力,加速度大小仍为 ,物块做加速运动;木板的加速度变为
木板仍向右加速,仍比物块快,相对位移逐渐减小;设(是后继续作用的时间),在时间内物块相对木板向左运动的位移大小为
在撤去时,物块相对木板向左的速度为
撤去后,物块继续以加速度大小向右加速;木板的加速度大小变为
方向向左,木板做减速运动;当物块与木板再次共速时,即相对速度为0时,物块相对木板向左运动的位移大小为
为了保证物块不从木板左端滑落,则有
联立可得
解得
综上分析可知的范围为
故选BC。
10. 图甲是游乐场中的“旋转飞椅”项目。“旋转飞椅”简化结构装置如图乙,转动轴带动顶部圆盘转动,长为L的轻质悬绳一端系在圆盘上,另一端系着椅子。悬点分别为A、B的两绳与竖直方向夹角分别为,椅子与游客总质量分别为,绳子拉力分别为,向心加速度分别为。
忽略空气阻力,则椅子和游客随圆盘匀速转动的过程中( )
A. 由重力与绳子拉力的合力提供向心力
B.
C.
D. 悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对游客与椅子的整体受力分析可知,受重力,绳子拉力,是这两个力的合力提供向心力,故A正确;
BC.重力和拉力的合力提供向心力,由矢量三角形可得
向心加速度为
故BC错误;
D.设游客做匀速圆周运动的半径为,根据
可得
由此可知,悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关,故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 如图甲所示,倾角的足够长的光滑斜面固定在水平地面上。斜面底端有一挡板,轻弹簧的一端固定在挡板上,另一端与质量为m的物体a连接,紧挨着物体a放置质量为2m的物体b(二者不粘连)。现对物体b施加一个沿斜面向上的拉力,使b由静止开始沿着斜面向上做匀加速直线运动,从施加拉力开始计时,物体a的速度随时间变化的图像如图乙所示,的时间内为倾斜直线,之后为曲线,时刻速度最大。已知g为重力加速度,两物体均可视为质点,弹簧始终在弹性限度内。求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)时刻拉力的功率P;
(3)时间内,物体a的位移。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由图乙得的时间内,两物体的加速度
位移
t=0时,弹簧的压缩量为x,有
时,两物体之间的作用力为零,a受到弹簧的弹力
对a,由牛顿第二定律有
解得
(2)设时拉力为F,对b由牛顿第二定律有
时刻拉力的功率
解得
(3)时刻物体a的速度最大,则有
则的时间内物体a的位移
12. 甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。当重物提升到一定高度后,两工人保持位置不动,工人甲始终保持手中绳的方向不变(即绳子甲端与竖直方向夹角不变),并通过缓慢释放绳子,使工人乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动,最后将工件运送至乙所在位置,完成工件的运送。绳的重力及滑轮的摩擦不计,滑轮大小忽略不计,设工件的质量为m,如图所示,在水平向左运送的过程中工件移动到某位置时(即绳子乙端与竖直方向夹角为),求:
(1)工人甲、乙施加的拉力、分别为多少;
(2)工人甲、乙受到楼顶对他们的摩擦力、分别为多少;
(3)若甲、乙两工人的质量均为,工人与楼顶之间的动摩擦因数均为,,g取。当时,刚好将工件运送到乙处。为了保证运送过程中人在楼顶不滑动,则工件的质量m应不超过多少?
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
对结点分析,由平衡条件有,
【小问2详解】
对甲进行受力分析,有
对乙进行受力分析,有
【小问3详解】
甲的最大静摩擦力为
乙的最大静摩擦力为
因为,有且。故甲先滑动,当甲刚好滑动时,有
代入数据解得,故工件的质量不超过
13. 如图所示,足够长的长方体木板乙静止在水平桌面上,物块甲与物块丙通过跨过光滑、轻质定滑轮用不可伸长的轻绳连接。用手托住丙,轻绳恰伸直,物块丙离地面的高度为,连接甲的轻绳水平,甲、乙、丙均保持静止。已知甲与乙之间的动摩擦因数为,乙与水平桌面之间的动摩擦因数为,甲、乙的质量均为,甲、丙均可视为质点,重力加速度为,木板乙右端离定滑轮足够远。
(1)若撤去手,释放物块丙,物块甲与木板乙间发生相对滑动,求丙的质量的取值范围;
(2)若撤去手,释放物块丙,若物块丙的质量为,求物块丙由静止释放到落地的时间。
【答案】(1)丙的质量大于;(2)
【解析】
【详解】(1)当甲乙共速且甲乙间静摩擦力达到最大值,此时对于乙有
解得
对于丙可得
对于甲有
联立解得
所以可得丙的质量的取值范围为大于。
(2)根据前面分析可得此时甲在乙上相对滑动,对于丙有
对于甲有
同时有
联立解得
14. 某同学设计了贯通地球的弦线列车隧道:质量为m的列车不需要引擎,从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点,为隧道的中点,与地心O的距离为,地球是半径为R的质量均匀分布的球体,地球表面的重力加速度为g。已知质量均匀分布的球壳对球内物体引力为0,P点到的距离为x,不计空气阻力与摩擦,忽略地球自转。求:
(1)列车在隧道中A点时受到的合力的大小;
(2)列车运动到P点时受到的合力的大小;
(3)列车运动过程中的最大速度v。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设列车在点时,
列车在点受到地球引力为
列车在点受到的合力,根据几何关系有
代入数据可得
【小问2详解】
设地球的质量为,列车运动到点时距地心为,,根据几何关系有
列车运动到点时
地球为均匀球体,则
又因为
代入数据可得
【小问3详解】
列车在隧道内距的距离为时合力
随均匀变化,列车在点有最大速度。
根据动能定理有
代入数据可得
15. 如图所示,倾角为的斜面AB与水平面BE在B点平滑连接,半径为R的竖直光滑圆轨道与水平面在C点平滑连接,EN为半径为r的内壁光滑的四分之一圆管,管口N正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧,弹簧下端固定,原长时上端恰好与N端齐平。一质量为m的小物块可看成质点从A点由静止释放,P沿斜面下滑并从C点进入圆轨道,恰好通过轨道最高点D后进入水平面,最后通过EN后压缩弹簧,压缩过程中小物块速度最大时弹簧弹性势能为已知B、C间光滑,小物块P与斜面间的动摩擦因数,小物块P与水平面C、E间的动摩擦因数,C、E间的距离为4R,重力加速度大小为g,小物块P可看作质点,不计空气阻力,求:
(1)A点距水平面BE的高度;
(2)小物块P对圆轨道最低点C的压力大小;
(3)小物块P运动到E点时的速度大小和向下压缩弹簧过程中小物块的最大动能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块P在圆轨道最高点,有
小物块P从开始释放到圆弧最高点过程,有
解得
【小问2详解】
小物块从最高点到最低点的过程,有
在最低点,有
由牛顿第三定律,有
【小问3详解】
小物块P从C运动到E点过程,有
解得小物块P运动到E点与Q碰撞前的速度大小v
速度最大时,小物块加速度为0,设弹簧压缩量为x由胡克定律
解得
由E点到速度最大时,小物块和弹簧构成的系统机械能守恒设速度最大时的位置为零势能面,有
解得小物块P向下压缩弹簧过程中的最大动能
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2027届高三调研性监测
物理
时间:75分钟 分值:100分
注意事项:
1、答卷前,务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,务必擦净后再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、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. 某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩两辆汽车在平直公路上行驶,甲车内一同学看见乙车向西移动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面为参考系,那么,上述观察说明( )
A. 甲车不动乙车向东运动
B. 乙车不动,甲车向东运动
C. 甲、乙两车以相同的速度都向东运动
D. 甲乙两车均向东运动甲车速度大于乙车
2. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在时并排行驶,则( )
A. 在时,甲车在乙车后
B. 在时,甲车在乙车前
C. 两车另一次并排行驶的时刻是
D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为
3. 如图所示,玩偶与塑料吸盘通过轻绳AB连接,吸盘吸附在竖直墙壁上,玩偶静止悬挂,忽略玩偶与墙壁之间的摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 吸盘受到3个力的作用
B. 细绳AB越短,玩偶对墙壁的压力越大
C. 细绳AB越长,吸盘受到墙壁的摩擦力越小
D. 吸盘与墙壁之间压得越紧,吸盘受到墙壁的摩擦力越大
4. 如图所示,物块放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力作用,即、和摩擦力,物块处于静止状态,其中,,若撤去,则物块受到的( )
A. 合力大小是10N,方向向右 B. 合力大小是10N,方向向左
C. 摩擦力大小是2N,方向向右 D. 摩擦力大小是2N,方向向左
5. 学校景观水池新安装了喷泉,从同一出口O喷出的甲、乙两水柱形成如图所示的形状。若A、B两点到出口O的距离相同,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 甲在空中运动的时间一定大于乙在空中运动的时间
B. 甲在空中运动的加速度一定大于乙在空中运动的加速度
C. 甲在最高点的速度一定大于乙在最高点的速度
D. 甲从出口O喷出的速度一定大于乙从出口O喷出的速度
6. “长征七号A”运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞,托举“实践二十三号”卫星直冲云霄,随后卫星进入预定轨道,发射取得圆满成功。已知地球表面的重力加速度大小为g,地球的半径为R,“实践二十三号”卫星距地面的高度为h,入轨后绕地球做匀速圆周运动,该卫星的( )
A. 线速度大小为 B. 角速度大小为
C. 向心加速度大小为g D. 周期为
7. 2025年11月1日,神舟二十一号载人飞船成功对接空间站天和核心舱。将载人飞船的变轨过程简化为以下模型:飞船变轨前绕地球运行在圆形轨道Ⅰ上,椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道,核心舱绕地球沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上,轨道Ⅰ和Ⅱ、轨道Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点,下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道Ⅱ运行时经过B点的加速度和核心舱在轨道Ⅲ运行时经过B点的加速度大小相等
B. 飞船在轨道Ⅰ运行时经过A点的速率小于核心舱在轨道Ⅲ运行时经过B点的速率
C. 飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积相等
D. 飞船在轨道Ⅰ上运行时的速率可能为9.0 km/s
8. 2026年是中国航天事业创建70周年,70年来中国航天始终坚持自主探索之路,目前我国航天技术已达到世界领先水平。1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示,椭圆轨道近地点、远地点到地心的距离分别为、,人造地球卫星运行周期为T,引力常量为G,下列有关说法正确的是( )
A. 卫星在地球表面的发射速度小于第一宇宙速度
B. 根据题中信息可以求出地球的质量
C. 卫星从近地点向远地点运动过程中机械能逐渐增加
D. 卫星在近地点、远地点的速度大小之比为
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10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,有选错的得0分。
9. 如图所示,长度、质量的木板静止在光滑的水平面上,时刻有一质量为的物块(可视为质点)从木板的最左端以的初速度冲上木板,物块与木板间的动摩擦因数。为使物块不从木板上掉下,在时对木板施加一个水平向右的恒力,并且作用一段时间后撤去,重力加速度取,则的作用时间有可能是( )
A. B. C. D.
10. 图甲是游乐场中的“旋转飞椅”项目。“旋转飞椅”简化结构装置如图乙,转动轴带动顶部圆盘转动,长为L的轻质悬绳一端系在圆盘上,另一端系着椅子。悬点分别为A、B的两绳与竖直方向夹角分别为,椅子与游客总质量分别为,绳子拉力分别为,向心加速度分别为。
忽略空气阻力,则椅子和游客随圆盘匀速转动的过程中( )
A. 由重力与绳子拉力的合力提供向心力
B.
C.
D. 悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 如图甲所示,倾角的足够长的光滑斜面固定在水平地面上。斜面底端有一挡板,轻弹簧的一端固定在挡板上,另一端与质量为m的物体a连接,紧挨着物体a放置质量为2m的物体b(二者不粘连)。现对物体b施加一个沿斜面向上的拉力,使b由静止开始沿着斜面向上做匀加速直线运动,从施加拉力开始计时,物体a的速度随时间变化的图像如图乙所示,的时间内为倾斜直线,之后为曲线,时刻速度最大。已知g为重力加速度,两物体均可视为质点,弹簧始终在弹性限度内。求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)时刻拉力的功率P;
(3)时间内,物体a的位移。
12. 甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶。当重物提升到一定高度后,两工人保持位置不动,工人甲始终保持手中绳的方向不变(即绳子甲端与竖直方向夹角不变),并通过缓慢释放绳子,使工人乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动,最后将工件运送至乙所在位置,完成工件的运送。绳的重力及滑轮的摩擦不计,滑轮大小忽略不计,设工件的质量为m,如图所示,在水平向左运送的过程中工件移动到某位置时(即绳子乙端与竖直方向夹角为),求:
(1)工人甲、乙施加的拉力、分别为多少;
(2)工人甲、乙受到楼顶对他们的摩擦力、分别为多少;
(3)若甲、乙两工人的质量均为,工人与楼顶之间的动摩擦因数均为,,g取。当时,刚好将工件运送到乙处。为了保证运送过程中人在楼顶不滑动,则工件的质量m应不超过多少?
13. 如图所示,足够长的长方体木板乙静止在水平桌面上,物块甲与物块丙通过跨过光滑、轻质定滑轮用不可伸长的轻绳连接。用手托住丙,轻绳恰伸直,物块丙离地面的高度为,连接甲的轻绳水平,甲、乙、丙均保持静止。已知甲与乙之间的动摩擦因数为,乙与水平桌面之间的动摩擦因数为,甲、乙的质量均为,甲、丙均可视为质点,重力加速度为,木板乙右端离定滑轮足够远。
(1)若撤去手,释放物块丙,物块甲与木板乙间发生相对滑动,求丙的质量的取值范围;
(2)若撤去手,释放物块丙,若物块丙的质量为,求物块丙由静止释放到落地的时间。
14. 某同学设计了贯通地球的弦线列车隧道:质量为m的列车不需要引擎,从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点,为隧道的中点,与地心O的距离为,地球是半径为R的质量均匀分布的球体,地球表面的重力加速度为g。已知质量均匀分布的球壳对球内物体引力为0,P点到的距离为x,不计空气阻力与摩擦,忽略地球自转。求:
(1)列车在隧道中A点时受到的合力的大小;
(2)列车运动到P点时受到的合力的大小;
(3)列车运动过程中的最大速度v。
15. 如图所示,倾角为的斜面AB与水平面BE在B点平滑连接,半径为R的竖直光滑圆轨道与水平面在C点平滑连接,EN为半径为r的内壁光滑的四分之一圆管,管口N正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧,弹簧下端固定,原长时上端恰好与N端齐平。一质量为m的小物块可看成质点从A点由静止释放,P沿斜面下滑并从C点进入圆轨道,恰好通过轨道最高点D后进入水平面,最后通过EN后压缩弹簧,压缩过程中小物块速度最大时弹簧弹性势能为已知B、C间光滑,小物块P与斜面间的动摩擦因数,小物块P与水平面C、E间的动摩擦因数,C、E间的距离为4R,重力加速度大小为g,小物块P可看作质点,不计空气阻力,求:
(1)A点距水平面BE的高度;
(2)小物块P对圆轨道最低点C的压力大小;
(3)小物块P运动到E点时的速度大小和向下压缩弹簧过程中小物块的最大动能。
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