内容正文:
成都市郫都一中2026-2027学年度高2025级高二上入学测试
物理学科试题
注意事项:
1、本试卷考试时间一共75分钟,试卷满分为100分;
2、选择题部分请用2B铅笔填涂,非选择题部分请用0.5mm黑色墨迹签字笔书写;
3、考试结束后,将你的试卷,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. 如图所示的光滑固定斜面长为l,宽为b,倾角为,物块1从斜面左上方顶点A沿水平方向射入,物块2从斜面左方中间处B点水平方向射入,最后均从底端右侧C点离开斜面。物块均可看成质点,则( )
A. 物块1的速度变化量大于物块2的速度变化量
B. 物块1与物块2的运动时间相等
C. 改变初速度大小,物块1与物块2能在斜面上相遇
D. 物块1与物块2射入的初速度相等
【答案】A
【解析】
【详解】物块在斜面上做类平抛运动,沿斜面向下方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度,沿水平方向做匀速直线运动。
A.物块在斜面上运动时只受重力和支持力,合力沿斜面向下,加速度恒定。速度变化量。物块1沿斜面向下的位移
物块2沿斜面向下的位移
由
得
可知,所以,故A正确;
B.由
得,
则,运动时间不相等,故B错误;
C.若两物块同时射入,沿斜面向下方向加速度相同,初速度均为零,两者在沿斜面方向相对静止,距离始终保持,不可能在斜面上相遇,与初速度大小无关,故C错误;
D.沿水平方向位移均为,由
得
因为,所以,初速度不相等,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,竖直平面内有一“V”型光滑细杆,杆与水平面间夹角均为,杆上套有形状相同质量不同的小球A、B。现让杆绕底部O点所在的竖直轴匀速转动,下列说法不正确的是( )
A. 两球的角速度大小相同
B. 两球的向心加速度大小不同
C. 两球始终处于同一高度
D. 若杆瞬间停止转动,则停转后两球的加速度大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球A、B绕竖直轴匀速转动,属于同轴转动,故两球的角速度大小相同,故A正确;
B.根据牛顿第二定律
可得
故两球的向心加速度大小相同,故B错误;
C.根据牛顿第二定律
其中
可得两球始终处于同一高度,故C正确;
D.若杆瞬间停止转动,根据牛顿第二定律
可得
故停转后两球的加速度大小相等,故D正确。
本题选择不正确的,故选B。
4. 如图所示,把一个可视为质点的小球放在光滑的球形容器中,使小球沿容器壁在某一水平面内做半径为的匀速圆周运动。已知圆周运动的角速度大小为,小球所在位置切面与水平面夹角,小球质量为,重力加速度。关于小球的下列说法正确的是( )
A. 轨道半径
B. 线速度大小为5m/s
C. 向心加速度大小为
D. 所受支持力大小为1N
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球在水平面内做匀速圆周运动,由合力提供向心力,对小球受力分析,由牛顿第二定律可得
解得,A错误;
B.线速度大小为,B正确;
C.向心加速度大小为,C错误;
D.所受支持力大小为,D错误。
故选B。
5. 我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索,其后将建造月球科研试验站,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验。假设飞船在距离月球表面的高度等于月球半径处绕月球做匀速圆周运动,周期为T;已知月球的半径为R,引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 该飞船在轨的速度大小为 B. 月球的质量为
C. 月球两极的重力加速度为 D. 月球的第一宇宙速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.该飞船在轨的速度大小为
故A错误;
B.根据
解得月球的质量为
故B错误;
C.根据
可得月球两极的重力加速度为
故C正确;
D.根据
月球的第一宇宙速度为
故D错误。
故选C。
6. 如图所示,一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上,另一端与质量为m的滑块P连接,P穿在杆上,一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来,重物Q的质量M=6m,把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动,当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等,已知OA与水平面的夹角θ=53°,OB长为L,与AB垂直,不计滑轮的摩擦力,重力加速度为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6,滑块P从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 对于滑块Q,其重力的功率一直减小
B. P与Q的机械能之和先减小后增加
C. 轻绳对滑块P做功为4mgL
D. 滑块P运动到位置B处速度达到最大,且大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.重物Q释放瞬间的速度为零,当滑块P运动至B点时,根据运动的合成与分解,可知重物Q的速度也为零,所以P从A点运动至B点的过程中,重物Q的速度先增加后减小,重物Q的重力的功率先增加后减小,故A错误;
B.对于P、Q系统,竖直杆不做功,系统的机械能变化只与弹簧对P的做功有关,由题知,P经过A、B两点时弹簧弹力大小相等,则P在A处时弹簧被压缩,P在B处时弹簧被拉伸,故P从A到B的过程中,弹簧对P先做正功,后做负功,所以系统的机械能先增加后减小,故B错误;
C.设P从A到B过程中,轻绳拉力对Q做功为W,P到达B点时Q的速度为0,对Q用动能定理得
解得
则轻绳对P做功为
故C正确;
D.由于滑块P在A、B两点处弹簧的弹力大小相等,所以滑块P在A点时受到弹簧向上的弹力,运动至B点时受到弹簧向下的弹力,对P受力分析可知,滑块P运动到B点时所受合力竖直向下,则加速度竖直向下,所以滑块P从A到B过程中,开始时加速最后减速,即在A、B间某位置速度最大,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,两根轻绳连接小球P,右侧绳一端固定于A点,左侧绳通过光滑定滑轮B连接物体Q,物体Q、N通过轻弹簧竖直连接,Q、N的质量均为m。整个系统初始静止时,小球P位于图示位置,两绳与水平方向的夹角分别为37°和53°,此时物体N与地面间的弹力恰好为零。现将小球P托至与A、B两点等高的水平线上,两绳均拉直且无弹力,由静止释放小球P。已知右侧绳AP的长为L,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g,不计空气阻力与滑轮摩擦。下列说法正确的是( )
A. 小球P的质量为
B. 小球P运动到图示位置时,物体Q的速度大小为
C. 小球P从释放到图示位置的过程中,轻绳对物体Q做的功为
D. 小球P从释放到图示位置的过程中,弹簧的弹性势能增加了
【答案】B
【解析】
【详解】A.初始图示位置静止时,N与地面弹力为零,对Q受力分析,弹簧对Q向下的弹力等于,Q重力为,因此左侧绳子拉力
对P受力平衡,水平方向
代入,
得
竖直方向
代入得
得
故A错误;
B.AP长为L,由几何关系
得图示位置
AB间距
释放P时P在AB水平线上,初始
因此Q上升高度
P下降高度
由于AP与BP夹角为
AP长度不变,P速度垂直于AP,因此沿BP方向,Q的速度
释放P时绳子无弹力,对Q受力分析,弹簧弹力向上等于Q重力,弹簧压缩量
图示位置弹簧伸长量
形变量大小相等,因此初末弹性势能相等
由系统机械能守恒
代入、、、
得
化简得
故B正确;
C.对Q由动能定理
代入得
故C错误;
D.初态弹簧压缩
末态弹簧伸长
形变量大小相等,弹性势能相等,因此弹性势能增加量为0,故D错误。
故选B。
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0分)
8. 如图所示,光滑斜面长为l,宽为b,顶角为θ,一物块从斜面左上方顶点P以平行于底边的初速度水平射入,沿斜面运动,恰好从底端Q离开斜面,物块可看成质点,则( )
A. 物块的初速度
B. 物块的初速度
C. 物块到达Q点时的速度
D. 物块到达Q点时的速度
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.小球在斜面上做类平抛运动
小球在斜面上的加速度为
联立解得物块的初速度
故A错误,B正确;
CD.在Q点的平行斜面方向的分速度为
物块到达Q点时的速度
故C正确,D错误。
故选BC。
9. 如图所示(俯视图),用自然长度为,劲度系数为的轻质弹簧,将质量均为的两个小物块、连接在一起,放置于能绕点在水平面内转动的圆盘上,。已知小物块、和圆盘间的最大静摩擦力均为,现使圆盘带动两个物体做匀速圆周运动,则( )
A. 当圆盘的角速度时,物块、刚要滑动
B. 当圆盘的角速度为时,圆盘对的摩擦力最小
C. 当圆盘的角速度为时,圆盘对的摩擦力的大小等于所受向心力的大小
D. 当圆盘的角速度为时,圆盘对的摩擦力的大小等于所受向心力的大小
【答案】AC
【解析】
【详解】设,。由几何关系(等腰三角形),弹簧弹力在径向(指向圆心)的分量大小为,切向分量为
对每个物块,径向方程
切向方程
故摩擦力大小
其中,
A.当时,
则
等于最大静摩擦力,故刚要滑动,故A正确;
B.摩擦力最小当,即
得
所以,故B错误;
C.当时,
则,
而向心力,两者相等,故C正确;
D.当时,
则
向心力,二者不等,故D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,固定斜面的倾角为,以为原点、沿斜面向下为正方向建立轴,、点的坐标分别为、。质量为的滑块由点静止释放,恰好能运动到点,滑块与斜面间的动摩擦因数随坐标变化的图像如图乙所示。已知重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 滑块进入段立即做减速运动
B. 滑块经过点时重力的功率为
C. 点处的动摩擦因数
D. 若滑块从处由静止释放,它将不能到达处
【答案】BC
【解析】
【详解】A.沿斜面向下为正方向,滑块在段运动时,由牛顿第二定律得
刚进入段时较小,故,滑块仍做加速运动;随着增大,增大,加速度逐渐减小,之后才可能转为减速运动,故A错误;
B.段斜面光滑,滑块由点静止运动到点,由动能定理得
解得
重力方向与速度方向的夹角为,由功率定义式,滑块经过点时重力的功率为,故B正确;
C.图乙中从到的范围内,图线下方的面积为
滑块从点静止运动到点又静止,由动能定理得
整理得,故C正确;
D.从到,由重力做功公式得
只有从到的路段存在摩擦,由图线面积得
由滑动摩擦力做功关系得
因此合功为
滑块在该段先加速后减速,到达时动能仍为正,能够到达,故D错误。
故选BC。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某同学做探究平抛运动特点的实验,并测当地重力加速度的大小。如图(a)所示,在水平桌面右端附近竖直固定一金属弹片,桌面右侧用木板搭建倾角为的斜面,木板上固定有白纸,白纸上有复写纸,将一小钢球轻放在水平桌面右端紧靠竖直弹片,一智能手机置于木板下方的桌面上。打开手机的录音功能,用手向左拨弹片后释放,弹片击打小球,小球获得水平初速度向右抛出,落在斜面上,通过复写纸记下小球在斜面上落点的位置,手机记下声音的图像,通过声音图像可知小球平抛运动的时间,用刻度尺测出小球在斜面上落点位置与桌面右端的距离x。改变向左拨弹片的力度,多次重复实验。,。
(1)某次实验中测出小球落点位置与桌面右端的距离为,手机记下的声音图像如图(b)所示,则小球做平抛运动的初速度大小为__________。
(2)多次实验测出了每次小球运动的x与t的值,采用线性图像处理实验数据,以x为纵轴,__________(填“”“”或“”)为横轴作出如图(c)所示的图像。测出直线的斜率为k,则当地的重力加速度大小的表达式为__________(用、表示)。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由图(b)可知,小球平抛运动的时间为
水平方向有
解得
【小问2详解】
小球在竖直方向做自由落体运动,故有
整理得
为使与横坐标所示物理量成正比,横轴应取,图线斜率为
解得
12. 某中学物理实验兴趣小组设计了一个用最简单的实验器材(一个轻弹簧与一把刻度尺)测量滑块与水平桌面间的动摩擦因数的实验,具体操作步骤如下:
(1)选择一根带有箭头的轻弹簧P,上端固定,下端箭头正好与固定的刻度尺零刻度线对齐(如图甲所示);
(2)当弹簧下端悬挂一托盘时,如图乙所示,托盘静止后读出弹簧下端箭头对应刻度数为;
(3)将滑块Q放入托盘,如图丙所示,托盘静止后读出弹簧下端箭头对应的刻度数;
(4)将轻弹簧P取下放在水平桌面上,不带箭头端固定在桌面上的某固定挡板上(如图丁所示),把刻度尺固定在弹簧P旁边,弹簧自然伸长,箭头正对刻度尺某刻度并记录为;
(5)让滑块Q紧靠轻弹簧P右端(不相连),向左轻推滑块Q至M点,记录此时轻弹簧箭头正对刻度尺的刻度数,则弹簧压缩量为________;
(6)由静止释放滑块Q,最后滑块停在N点,记录滑块最左端对应的刻度,则释放弹簧后,滑块的位移为________;
(7)多次重复实验步骤(5)和(6),得到多组和,画出的图像,计算出图线斜率为,已知弹簧弹性势能表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量;最终可得滑块与水平桌面的动摩擦因数为________(用、、表示);
(8)因实验过程没有考虑弹簧的质量,动摩擦因数的测量值________真实值。(选填“大于”或“小于”或“等于”)
【答案】 ①. ②. ③. ④. 大于
【解析】
【详解】[1]弹簧自然伸长时箭头刻度为,压缩后箭头刻度为,压缩量为原长位置减去压缩后位置,即
[2]滑块初始最左端对应刻度,停止后最左端对应刻度,向右运动的位移为末位置减初,即
[3]由胡克定律,挂托盘时
挂托盘+滑块时
两式相减得滑块重力
释放弹簧后,弹性势能全部克服摩擦力做功,由能量守恒
整理得,因此图线斜率
解得动摩擦因数
[4]弹簧本身有质量,释放后弹簧运动过程中自身也会克服桌面摩擦力消耗能量。相同下,滑块停止位移比无弹簧质量时更小,测得的斜率偏大,因此动摩擦因数测量值大于真实值。
【点睛】
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示摩托车做腾跃特技表演,沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台,接着以4m/s水平速度离开平台,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑,A、B为圆弧两端点,其连线水平,已知圆弧半径为2m,人和车的总质量为200kg,特技表演的全过程中,空气阻力不计。(计算中取g=10m/s2)。求:
(1)从平台飞出到A点,人和车运动的水平距离s;
(2)从平台飞出到达A点时的速度大小;
(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力。
【答案】(1)1.6m;(2);(3)5600N
【解析】
【详解】(1)车做的是平抛运动,根据平抛运动的规律,在竖直方向上和水平方向分别有
解得
(2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度为
到达A点时速度大小为
(3)对摩托车受力分析可以知道,支持力与重力的合力为其圆周运动的向心力,设其支持力为F,则有
当时,计算得出
由牛顿第三定律可知,人和车在最低点O时对轨道的压力为5600N,方向竖直向下。
14. 如图所示,质量m=1 kg的小滑块静止在粗糙水平转盘上,一根长L=1 m的细线一端连接在滑块上,另一端连接在圆盘竖直转轴上的A点,细线刚好伸直时与竖直方向的夹角θ=37°,使转盘绕转轴在水平面内转动,并缓慢增大转速,已知滑块与转盘间的动摩擦因数μ=0.6,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)当ω1为多少时,绳子恰好有拉力大小;
(2)当ω2为多少时,滑块恰好与转盘脱离;
(3)在角速度从ω1逐渐增大到ω2的过程中,转盘对小滑块做的功?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据最大静摩擦力等于向心力可得
由几何关系可知
解得
【小问2详解】
滑块恰好脱离转盘时滑块与转盘作用力为0,由牛顿运动定律
解得
【小问3详解】
在角速度从ω1逐渐增大到ω2的过程中,转盘对小滑块做的功即为摩擦力做功,全过程由动能定理知:
角速度为ω2时的线速度:
角速度为ω1时的线速度:
解得转盘对小滑块做的功
15. 如图所示,倾角为的固定斜面、与倾斜传送带平滑相接,圆心为、半径为的光滑圆弧在点与斜面相切,为圆弧最高点,圆弧上的点与圆心等高。压缩并锁定的轻弹簧的一端固定在点,另一端位于斜面上的点,质量的物块紧靠弹簧静止在点。,,间光滑,传送带与物块间的动摩擦因数,斜面与物块间的动摩擦因数。现解除弹簧的锁定,物块向上运动到B点时速度大小。已知物块到达B点前已离开弹簧,重力加速度,物块可视为质点,。
(1)若传送带保持静止状态,求初始状态弹簧储存的弹性势能及物块运动到点的速度大小;
(2)若传送带顺时针转动且转动速度大小。
①判断物块能否到达点,若能,求出点速度大小,若不能,请说明理由;
②求物块第一次上滑过程中与传送带之间的摩擦热。
(3)若传送带转动方向、速度大小均可调节。为使物块可以进入圆弧轨道(即),又不会中途脱离圆轨道,求传送带转动方向及对应速度取值范围。
【答案】(1);
(2)物块能到达点,点速度大小为;
(3)若传送带顺时针转动,其速度小于等于或大于等于时满足题意;若逆时针转动,任何速度均满足题意。
【解析】
【小问1详解】
对物块由A到B由机械能守恒有
解得
对物块由A到C由能量守恒有
联立解得
【小问2详解】
①传送带的速度
对物块在传送带上受力分析可得
解得
物块先做匀减速直线运动,由于
所以物块与传送带共速后不能一起运动,此时再次对物块受力分析可得
解得
即物块继续以做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动规律有,,
联立解得
设物块到的速度为,从到的过程,由动能定理有
解得
即恰好到达点,到达点的速度为0
②物块在传送带上运动分为两个阶段,第一阶段物块减速到共速的时间为
物块位移
相对位移
第二阶段物块相对传送带沿斜面向下运动,时间为
相对位移
摩擦热为
【小问3详解】
若传送带逆时针转动,由第(1)问可知物块运动至C点速度为
由动能定理可得
解得,无论传送带速度多大,均满足题意;
若传送带顺时针转动且速度小于,情景同上,满足题意;
设当传送带速度为时,恰使物块刚好到点,则在E点满足
物块从C点到E点,由动能定理有
解得
物块在传送带上先以再以做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动规律有,,
联立解得
由第(2)问可知当传送带速度为时,恰使物块刚好到点;
综上所述,若传送带顺时针转动,其速度小于等于或大于等于时满足题意;若逆时针转动,任何速度均满足题意。
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成都市郫都一中2026-2027学年度高2025级高二上入学测试
物理学科试题
注意事项:
1、本试卷考试时间一共75分钟,试卷满分为100分;
2、选择题部分请用2B铅笔填涂,非选择题部分请用0.5mm黑色墨迹签字笔书写;
3、考试结束后,将你的试卷,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. 如图所示的光滑固定斜面长为l,宽为b,倾角为,物块1从斜面左上方顶点A沿水平方向射入,物块2从斜面左方中间处B点水平方向射入,最后均从底端右侧C点离开斜面。物块均可看成质点,则( )
A. 物块1的速度变化量大于物块2的速度变化量
B. 物块1与物块2的运动时间相等
C. 改变初速度大小,物块1与物块2能在斜面上相遇
D. 物块1与物块2射入的初速度相等
3. 如图所示,竖直平面内有一“V”型光滑细杆,杆与水平面间夹角均为,杆上套有形状相同质量不同的小球A、B。现让杆绕底部O点所在的竖直轴匀速转动,下列说法不正确的是( )
A. 两球的角速度大小相同
B. 两球的向心加速度大小不同
C. 两球始终处于同一高度
D. 若杆瞬间停止转动,则停转后两球的加速度大小相等
4. 如图所示,把一个可视为质点的小球放在光滑的球形容器中,使小球沿容器壁在某一水平面内做半径为的匀速圆周运动。已知圆周运动的角速度大小为,小球所在位置切面与水平面夹角,小球质量为,重力加速度。关于小球的下列说法正确的是( )
A. 轨道半径
B. 线速度大小为5m/s
C. 向心加速度大小为
D. 所受支持力大小为1N
5. 我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索,其后将建造月球科研试验站,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验。假设飞船在距离月球表面的高度等于月球半径处绕月球做匀速圆周运动,周期为T;已知月球的半径为R,引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 该飞船在轨的速度大小为 B. 月球的质量为
C. 月球两极的重力加速度为 D. 月球的第一宇宙速度为
6. 如图所示,一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上,另一端与质量为m的滑块P连接,P穿在杆上,一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来,重物Q的质量M=6m,把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动,当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等,已知OA与水平面的夹角θ=53°,OB长为L,与AB垂直,不计滑轮的摩擦力,重力加速度为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6,滑块P从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 对于滑块Q,其重力的功率一直减小
B. P与Q的机械能之和先减小后增加
C. 轻绳对滑块P做功为4mgL
D. 滑块P运动到位置B处速度达到最大,且大小为
7. 如图所示,两根轻绳连接小球P,右侧绳一端固定于A点,左侧绳通过光滑定滑轮B连接物体Q,物体Q、N通过轻弹簧竖直连接,Q、N的质量均为m。整个系统初始静止时,小球P位于图示位置,两绳与水平方向的夹角分别为37°和53°,此时物体N与地面间的弹力恰好为零。现将小球P托至与A、B两点等高的水平线上,两绳均拉直且无弹力,由静止释放小球P。已知右侧绳AP的长为L,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g,不计空气阻力与滑轮摩擦。下列说法正确的是( )
A. 小球P的质量为
B. 小球P运动到图示位置时,物体Q的速度大小为
C. 小球P从释放到图示位置的过程中,轻绳对物体Q做的功为
D. 小球P从释放到图示位置的过程中,弹簧的弹性势能增加了
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0分)
8. 如图所示,光滑斜面长为l,宽为b,顶角为θ,一物块从斜面左上方顶点P以平行于底边的初速度水平射入,沿斜面运动,恰好从底端Q离开斜面,物块可看成质点,则( )
A. 物块的初速度
B. 物块的初速度
C. 物块到达Q点时的速度
D. 物块到达Q点时的速度
9. 如图所示(俯视图),用自然长度为,劲度系数为的轻质弹簧,将质量均为的两个小物块、连接在一起,放置于能绕点在水平面内转动的圆盘上,。已知小物块、和圆盘间的最大静摩擦力均为,现使圆盘带动两个物体做匀速圆周运动,则( )
A. 当圆盘的角速度时,物块、刚要滑动
B. 当圆盘的角速度为时,圆盘对的摩擦力最小
C. 当圆盘的角速度为时,圆盘对的摩擦力的大小等于所受向心力的大小
D. 当圆盘的角速度为时,圆盘对的摩擦力的大小等于所受向心力的大小
10. 如图甲所示,固定斜面的倾角为,以为原点、沿斜面向下为正方向建立轴,、点的坐标分别为、。质量为的滑块由点静止释放,恰好能运动到点,滑块与斜面间的动摩擦因数随坐标变化的图像如图乙所示。已知重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 滑块进入段立即做减速运动
B. 滑块经过点时重力的功率为
C. 点处的动摩擦因数
D. 若滑块从处由静止释放,它将不能到达处
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某同学做探究平抛运动特点的实验,并测当地重力加速度的大小。如图(a)所示,在水平桌面右端附近竖直固定一金属弹片,桌面右侧用木板搭建倾角为的斜面,木板上固定有白纸,白纸上有复写纸,将一小钢球轻放在水平桌面右端紧靠竖直弹片,一智能手机置于木板下方的桌面上。打开手机的录音功能,用手向左拨弹片后释放,弹片击打小球,小球获得水平初速度向右抛出,落在斜面上,通过复写纸记下小球在斜面上落点的位置,手机记下声音的图像,通过声音图像可知小球平抛运动的时间,用刻度尺测出小球在斜面上落点位置与桌面右端的距离x。改变向左拨弹片的力度,多次重复实验。,。
(1)某次实验中测出小球落点位置与桌面右端的距离为,手机记下的声音图像如图(b)所示,则小球做平抛运动的初速度大小为__________。
(2)多次实验测出了每次小球运动的x与t的值,采用线性图像处理实验数据,以x为纵轴,__________(填“”“”或“”)为横轴作出如图(c)所示的图像。测出直线的斜率为k,则当地的重力加速度大小的表达式为__________(用、表示)。
12. 某中学物理实验兴趣小组设计了一个用最简单的实验器材(一个轻弹簧与一把刻度尺)测量滑块与水平桌面间的动摩擦因数的实验,具体操作步骤如下:
(1)选择一根带有箭头的轻弹簧P,上端固定,下端箭头正好与固定的刻度尺零刻度线对齐(如图甲所示);
(2)当弹簧下端悬挂一托盘时,如图乙所示,托盘静止后读出弹簧下端箭头对应刻度数为;
(3)将滑块Q放入托盘,如图丙所示,托盘静止后读出弹簧下端箭头对应的刻度数;
(4)将轻弹簧P取下放在水平桌面上,不带箭头端固定在桌面上的某固定挡板上(如图丁所示),把刻度尺固定在弹簧P旁边,弹簧自然伸长,箭头正对刻度尺某刻度并记录为;
(5)让滑块Q紧靠轻弹簧P右端(不相连),向左轻推滑块Q至M点,记录此时轻弹簧箭头正对刻度尺的刻度数,则弹簧压缩量为________;
(6)由静止释放滑块Q,最后滑块停在N点,记录滑块最左端对应的刻度,则释放弹簧后,滑块的位移为________;
(7)多次重复实验步骤(5)和(6),得到多组和,画出的图像,计算出图线斜率为,已知弹簧弹性势能表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量;最终可得滑块与水平桌面的动摩擦因数为________(用、、表示);
(8)因实验过程没有考虑弹簧的质量,动摩擦因数的测量值________真实值。(选填“大于”或“小于”或“等于”)
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示摩托车做腾跃特技表演,沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台,接着以4m/s水平速度离开平台,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑,A、B为圆弧两端点,其连线水平,已知圆弧半径为2m,人和车的总质量为200kg,特技表演的全过程中,空气阻力不计。(计算中取g=10m/s2)。求:
(1)从平台飞出到A点,人和车运动的水平距离s;
(2)从平台飞出到达A点时的速度大小;
(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力。
14. 如图所示,质量m=1 kg的小滑块静止在粗糙水平转盘上,一根长L=1 m的细线一端连接在滑块上,另一端连接在圆盘竖直转轴上的A点,细线刚好伸直时与竖直方向的夹角θ=37°,使转盘绕转轴在水平面内转动,并缓慢增大转速,已知滑块与转盘间的动摩擦因数μ=0.6,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)当ω1为多少时,绳子恰好有拉力大小;
(2)当ω2为多少时,滑块恰好与转盘脱离;
(3)在角速度从ω1逐渐增大到ω2的过程中,转盘对小滑块做的功?
15. 如图所示,倾角为的固定斜面、与倾斜传送带平滑相接,圆心为、半径为的光滑圆弧在点与斜面相切,为圆弧最高点,圆弧上的点与圆心等高。压缩并锁定的轻弹簧的一端固定在点,另一端位于斜面上的点,质量的物块紧靠弹簧静止在点。,,间光滑,传送带与物块间的动摩擦因数,斜面与物块间的动摩擦因数。现解除弹簧的锁定,物块向上运动到B点时速度大小。已知物块到达B点前已离开弹簧,重力加速度,物块可视为质点,。
(1)若传送带保持静止状态,求初始状态弹簧储存的弹性势能及物块运动到点的速度大小;
(2)若传送带顺时针转动且转动速度大小。
①判断物块能否到达点,若能,求出点速度大小,若不能,请说明理由;
②求物块第一次上滑过程中与传送带之间的摩擦热。
(3)若传送带转动方向、速度大小均可调节。为使物块可以进入圆弧轨道(即),又不会中途脱离圆轨道,求传送带转动方向及对应速度取值范围。
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