精品解析:辽宁本溪市某校2026-2027学年高三上学期开学考物理试卷
2026-09-18
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内容正文:
高三物理试题
考试时间:75分钟满分:100分
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、选择题:(本大题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 关于教材中的插图,下列理解不正确的是( )
A. 甲图是用微元法探究匀变速直线运动的位移,所有小矩形面积之和近似等于物体的位移大小,分得越多则越接近
B. 乙图是伽俐略在做铜球沿斜面运动的实验,其中斜面的作用是“冲淡”重力,方便测时间,随着斜面倾角的增大,伽俐略观察到铜球的运动规律相同,合理外推得到自由落体运动规律
C. 丙图桌面上的装置可以放大桌面的微小形变
D. 丁图是物体由静止状态被拉动,直到物体匀速运动起来,用力的传感器测得拉力的变化过程,说明物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力
2. 吊坠是日常生活中极为常见的饰品,深受人们喜爱。现将一“心形”金属吊坠穿在一根细线上,吊坠可沿细线自由滑动。在佩戴过程中,某人手持细线两端,让吊坠静止在空中,如图所示,现保持其中一只手不动,另一只手捏住细线缓慢竖直下移,不计吊坠与细线间的摩擦,则在此过程中,细线中张力大小变化情况为( )
A. 保持不变 B. 逐渐减小
C. 逐渐增大 D. 无法确定
3. 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示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),则下列说法中正确的是( )
A. 甲图可求出物体的加速度大小为
B. 乙图可求出物体的加速度大小为
C. 丙图可求出物体的加速度大小为
D. 丁图可求出前内的速度变化量大小为
4. 如图所示,半径为R的光滑圆环竖直固定,轻弹簧一端固定在圆环的最高点A,另一端与套在圆环上的小球相连。小球的质量为m,静止在B点时弹簧与竖直方向的夹角θ=37°,重力加速度为g。若换用原长相同、劲度系数更大的某轻质弹簧,小球能静止于圆环上的C点(图中未画出,但不在圆环最低点)。下列说法中正确的是( )
A. 小球静止在B点时,弹簧的弹力大小为1.2mg
B. 小球静止在B点时,圆环对小球的作用力指向圆心
C. 换用弹簧后,弹簧的弹力将变小
D. 换用弹簧后,圆环对小球的作用力将变大
5. 道路千万条,安全第一条,交通安全关乎千家万户的幸福安宁。一司机驾驶汽车行驶在平直公路上,当距十字路口停止线52m时,绿灯显示还有13s就要变成黄灯,导航上显示此时汽车行驶的速度为36km/h,由于前方有缓慢行驶车辆,司机决定踩刹车,汽车开始做匀减速直线运动,司机的反应时间为1s,当绿灯显示还有6s时,汽车随着前方缓慢行驶车辆通过停止线。若不考虑车身长度,则汽车做匀减速运动的加速度大小为( )
A. 1.0m/s2 B. 1.5m/s2 C. 2.0m/s2 D. 2.5m/s2
6. 倾角分别为、的两个光滑直角三角形斜面体固定在水平地面上,斜面体等高,顶端均固定相同的轻质光滑滑轮。两根轻绳绕过滑轮,其中一端分别与放在斜面上的物块A、B相连,A、B质量均为m,另一端都与质量为4m的物块C连接。现用外力托住物块A、B、C,使细线均处于伸直状态且平行于斜面体表面,A、B、C、滑轮在同一竖直面内,侧视图如图所示。撤去外力后,物块C开始向下运动。在整个运动过程中,细线始终不会脱离滑轮,物块A、B不会与滑轮相碰。不计一切摩擦,重力加速度大小取,,则在下落过程中物块C的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
7. 如图1所示,物块A、B紧靠在一起放置在水平地面上,水平轻弹簧一端与A拴接,另一端固定在竖直墙壁上。开始时弹簧处于原长,物块A、B保持静止。时刻,给B施加一水平向左的恒力F,使A、B一起向左运动,当A、B的速度为零时,立即撤去恒力。物块B的图像如图2所示,其中至时间内图像为直线。弹簧始终在弹性限度内,A、B与地面间的动摩擦因数相同。下列说法正确的是( )
A. 时刻A、B分离
B. 改变水平恒力F大小,的时间不变
C. 时间内图像满足同一正弦函数规律
D. 和时间内图2中阴影面积相等
8. 如图所示,斜面体固定在水平面上,一轻质细线绕过滑轮1和滑轮2,两端分别与物体和轻环连接,轻环穿在水平横杆上,滑轮2下吊一物体。物体和滑轮1间的细线平行于斜面,系统静止。现将向右移动少许,物体始终静止,系统再次静止,不计滑轮质量和滑轮与绳间的摩擦。则( )
A. 细线拉力将变大
B. 地面对斜面体的支持力将变大
C. 横杆对轻环的摩擦力将变小
D. 斜面体对物体的摩擦力可能变小
9. 张家口怀来大桥作为交通大动脉,与京张高铁跨官厅湖大桥交相辉映(如图甲)。其简化模型如下:吊桥由六对钢杆悬吊,六对钢杆在桥面上分列两排,其上端挂在两根钢缆上,如图乙所示为其一侧面图。已知图中相邻两钢杆间距离为8m,靠桥面中心的钢杆长度为2m(即),,,又已知两端钢缆、与水平方向夹角均为37°,若钢杆、钢缆自重不计,每根钢杆承受拉力相同,桥面总质量为,则下列说法正确的是( )
A. 每根钢杆的拉力大小为 B. 钢缆中的拉力大小为
C. , D. ,
10. 如图甲所示,一倾斜的传送带以恒定速率v1=4m/s沿顺时针方向转动,传送带的倾角为θ。一煤块以大小v0=12m/s的初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的加速度大小与时间的关系图像如图乙所示。已知煤块到传送带顶端时速度恰好为零,重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 煤块运动到传送带顶端所用的时间为3s B. 倾角θ的正切值
C. 煤块与传送带间的动摩擦因数为 D. 煤块在传送带上留下的黑色痕迹长为4m
二、实验题:(本题共2小题,11题6分,12题8分,共14分。)
11. 甲、乙两同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度线与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1 mm)上位置的放大图,在弹簧下端分别挂2个、 3个、4个、5个相同的钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。
(1)由图2知刻度尺的读数l1=___________ cm,若已知每个钩码质量是50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2=___________ N(当地重力加速度g取10 m/s2)。
(2)甲同学以弹簧的长度l为横坐标,以钩码受到的重力G为纵坐标建立了G-l图像,如图3所示,则由图知弹簧的原长为___________ cm,该弹簧的劲度系数为___________ N/m。
(3)乙同学先将弹簧平放在桌面上,测出了弹簧的原长l0,并以弹簧的伸长量x=l-l0为横坐标,以钩码受到的重力G为纵坐标作出了G-x图像,如图4所示,则图线不过原点的原因是___________。
12. 某同学在实验室取两个完全相同的木盒,来测量木盒与木板之间的动摩擦因数。由于实验室中的天平损坏,无法称量质量,他采用“对调法”完成测量。如图甲所示,一端装有定滑轮的长木板固定在水平桌面上,木盒1放置在长木板上,左端与穿过打点计时器的纸带相连,右端用细线跨过定滑轮与木盒2相连。
(1)实验前,___________调整定滑轮的高度使细线与长木板平行,___________将长木板左侧垫高来平衡摩擦力。(均填“需要”或“不需要”)
(2)实验时,木盒1不放细沙,在木盒2中装入适量的细沙,接通电源,释放两木盒,打点计时器打出一条纸带,加速度记为a1;随后将木盒1与木盒2(含细沙)位置互换,换一条纸带再次实验,打出第二条纸带,加速度记为a2;两纸带编号为第一组,改变木盒2中细沙的多少,重复上述过程,得到多组纸带。如图乙为某组实验中获得的两条纸带中的一条,其中相邻两计数点间还有4个计时点未画出,已知交流电源的频率为50Hz,则该纸带运动的加速度a=___________m/s2(保留3位有效数字)。
(3)将实验测得的加速度绘制在丙图中,得到a2-a1关系图像,已知当地重力加速度为9.80m/s2,由图像可得木盒与长木板间的动摩擦因数为___________(保留2位有效数字)。
(4)实验过程中,有时“对调法”两次实验不能全部完成,导致实验数据无效,下列能解决此问题的实验方案是( )
A. 逐步减少木盒2的细沙开展后续实验 B. 逐步增多木盒2的细沙开展后续实验
C. 开始时直接将细沙放入木盒1中开展实验 D. 用密度更大的铁砂代替细沙开展实验
三、计算题(本大题共40分,13题10分,14题12分,15题18分)
13. 泥石流是很严重的自然灾害,严重影响人们的生产和生活,如图甲所示。现将泥石流运动的过程进行简化,如图乙所示,泥石流从 A点由静止开始沿斜面匀加速直线下滑,加速度达到,A距斜面底端B的长度为40m,泥石流经过 B点时没有速度损失,然后在水平面上做匀减速直线运动,加速度大小为,一辆车停在 B点右侧40m处的C点,当泥石流到达 B点时,车由静止开始以的加速度向右做匀加速直线运动,以求逃生。
(1)求泥石流到达B点时的速度大小。
(2)求车行驶过程中,泥石流距离车的最小距离。
(3)车的加速度大小可以调整,为确保安全,车的最小加速度是多大?
14. 如图所示,固定的倾斜木板上,有物块A、B(均可视为质点)通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。物块A、B质量分别为3m和m,A与B间、B与木板间的动摩擦因数相等,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。木板与水平面的夹角为,重力加速度为g。
(1)求倾斜木板对物块B的支持力大小;
(2)若物块A恰好不沿斜面向下滑动,求物块A与B间的动摩擦因数;
(3)对物块A施加平行轻绳的力F,要使物块A、B都静止,当接触面间动摩擦因数,求F的最大值。
15. 如图所示,在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板,在长木板的中点放有一质量为(可视为质点)的小物块A,开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B,重力加速度。求:
(1)当小物块A刚好相对长木板开始滑动时,水平拉力的大小;
(2)若水平拉力,小物块A所受到的摩擦力大小;
(3)若水平拉力,要使小物块刚好不滑离长木板,则作用多长时间;当A、B最终都停止运动时,小物块A到木板中点的距离。
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高三物理试题
考试时间:75分钟满分:100分
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、选择题:(本大题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 关于教材中的插图,下列理解不正确的是( )
A. 甲图是用微元法探究匀变速直线运动的位移,所有小矩形面积之和近似等于物体的位移大小,分得越多则越接近
B. 乙图是伽俐略在做铜球沿斜面运动的实验,其中斜面的作用是“冲淡”重力,方便测时间,随着斜面倾角的增大,伽俐略观察到铜球的运动规律相同,合理外推得到自由落体运动规律
C. 丙图桌面上的装置可以放大桌面的微小形变
D. 丁图是物体由静止状态被拉动,直到物体匀速运动起来,用力的传感器测得拉力的变化过程,说明物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图是用微元法探究匀变速直线运动的位移,所有小矩形面积之和近似等于物体的位移大小,分得越多则越接近,A正确,不符合题意;
B.乙图是伽俐略在做铜球沿斜面运动的实验,其中斜面的作用是“冲淡”重力,方便测时间,随着斜面倾角的增大,伽俐略观察到铜球的运动规律相同,合理外推得到自由落体运动规律,B正确,不符合题意;
C.丙图桌面上的装置可以放大桌面的微小形变,C正确,不符合题意;
D.丁图是物体由静止状态被拉动,直到物体匀速运动起来,用力的传感器测得拉力的变化过程,说明物体所受的最大静摩擦力大于滑动摩擦力,D错误,符合题意。
故选D。
2. 吊坠是日常生活中极为常见的饰品,深受人们喜爱。现将一“心形”金属吊坠穿在一根细线上,吊坠可沿细线自由滑动。在佩戴过程中,某人手持细线两端,让吊坠静止在空中,如图所示,现保持其中一只手不动,另一只手捏住细线缓慢竖直下移,不计吊坠与细线间的摩擦,则在此过程中,细线中张力大小变化情况为( )
A. 保持不变 B. 逐渐减小
C. 逐渐增大 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】因为吊坠可沿细线自由滑动,细线的长度不变,保持其中一只手不动,另一只手捏住细线缓慢竖直下移的过程中,细线与竖直方向的夹角不变,设为α,设细线的拉力为F,由平衡条件得
由上式可知,α不变,F不变,A正确,BCD错误。
故选A。
证明:细线与竖直方向的夹角α不变
OE是BO的延长线,做CD平行于EB,交点为D,OM是∠AOB的角分线,因为平行线的内错角相等
因为角的两边互相平行
因为OM是角分线
由以上得
所以得
又因为细线长度不变
所以四边形CDOE是平行四边形,则
所以当另一支手向下移动的过程中,两段细线的夹角保持不变,即细线与竖直的夹角保持不变。
3. 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示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),则下列说法中正确的是( )
A. 甲图可求出物体的加速度大小为
B. 乙图可求出物体的加速度大小为
C. 丙图可求出物体的加速度大小为
D. 丁图可求出前内的速度变化量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中图像为正比关系图像,根据公式可知,此图像斜率为
则加速度为
A错误;
B.乙图中图像为正比关系图像,根据公式可知,此图像斜率为
则加速度为
B正确;
C.根据公式整理得,,根据丙图图中为一次函数关系图像,则图像的斜率为
解得
则加速度的大小为,C错误;
D.根据公式可知,在图像的图线与坐标轴所围成的面积表示这段时间内物体的速度变化量,则丁图中图可求出在前内的速度变化量大小为
D错误。
故选B。
4. 如图所示,半径为R的光滑圆环竖直固定,轻弹簧一端固定在圆环的最高点A,另一端与套在圆环上的小球相连。小球的质量为m,静止在B点时弹簧与竖直方向的夹角θ=37°,重力加速度为g。若换用原长相同、劲度系数更大的某轻质弹簧,小球能静止于圆环上的C点(图中未画出,但不在圆环最低点)。下列说法中正确的是( )
A. 小球静止在B点时,弹簧的弹力大小为1.2mg
B. 小球静止在B点时,圆环对小球的作用力指向圆心
C. 换用弹簧后,弹簧的弹力将变小
D. 换用弹簧后,圆环对小球的作用力将变大
【答案】C
【解析】
【详解】B.若弹簧处于压缩状态,对小球受力分析可知,此时无论圆环对小球的弹力方向指向圆心还是背离圆心,小球的合力均不为0,即弹簧不可能处于压缩状态。弹簧只可能处于拉伸状态,且圆环对小球的弹力方向背离圆心,小球所受外力的合力才可能为0小球才能处于静止状态,B错误;
A.根据上述,对小球进行受力分析如图所示
根据相似三角形有
又由于
解得
,
A错误;
D.根据上述分析可知,换用弹簧后,小球受力如图所示
根据相似三角形有
又由于
解得
D错误;
C.令弹簧原长为L,根据上述可解得
,
即有
,
由分析可知,当若换用原长相同、劲度系数更大的某轻质弹簧时,小球静止时弹簧与竖直方向的夹角变大,即C点位置处于圆环上B点的上方,即换用弹簧后,弹簧的弹力将变小,C正确。
故选C。
5. 道路千万条,安全第一条,交通安全关乎千家万户的幸福安宁。一司机驾驶汽车行驶在平直公路上,当距十字路口停止线52m时,绿灯显示还有13s就要变成黄灯,导航上显示此时汽车行驶的速度为36km/h,由于前方有缓慢行驶车辆,司机决定踩刹车,汽车开始做匀减速直线运动,司机的反应时间为1s,当绿灯显示还有6s时,汽车随着前方缓慢行驶车辆通过停止线。若不考虑车身长度,则汽车做匀减速运动的加速度大小为( )
A. 1.0m/s2 B. 1.5m/s2 C. 2.0m/s2 D. 2.5m/s2
【答案】A
【解析】
【详解】由题知,汽车的初速度为,反应时间,反应时间内汽车做匀速运动的位移为
汽车做匀减速运动的时间为
汽车做匀减速运动的位移为
根据位移时间公式有
代入数据解得加速度为
故选A。
6. 倾角分别为、的两个光滑直角三角形斜面体固定在水平地面上,斜面体等高,顶端均固定相同的轻质光滑滑轮。两根轻绳绕过滑轮,其中一端分别与放在斜面上的物块A、B相连,A、B质量均为m,另一端都与质量为4m的物块C连接。现用外力托住物块A、B、C,使细线均处于伸直状态且平行于斜面体表面,A、B、C、滑轮在同一竖直面内,侧视图如图所示。撤去外力后,物块C开始向下运动。在整个运动过程中,细线始终不会脱离滑轮,物块A、B不会与滑轮相碰。不计一切摩擦,重力加速度大小取,,则在下落过程中物块C的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A、B、C通过细绳链接,则加速度大小相等,设为a,绳的拉力分别为T1和T2,根据牛顿第二定律,对A
对B
对C
联立解得
故选A。
7. 如图1所示,物块A、B紧靠在一起放置在水平地面上,水平轻弹簧一端与A拴接,另一端固定在竖直墙壁上。开始时弹簧处于原长,物块A、B保持静止。时刻,给B施加一水平向左的恒力F,使A、B一起向左运动,当A、B的速度为零时,立即撤去恒力。物块B的图像如图2所示,其中至时间内图像为直线。弹簧始终在弹性限度内,A、B与地面间的动摩擦因数相同。下列说法正确的是( )
A. 时刻A、B分离
B. 改变水平恒力F大小,的时间不变
C. 时间内图像满足同一正弦函数规律
D. 和时间内图2中阴影面积相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意结合题图2可知,时刻弹簧弹力与物块A、B所受的摩擦力大小相等,弹簧处于压缩状态,时刻弹簧刚好恢复原长,A、B刚要分离,故A错误;
CD.t=0时刻弹簧处于原长,时刻弹簧刚好恢复原长,根据图像与坐标轴围成的面积代表位移可知,和时间内图2中阴影面积相等,不满足同一正弦函数规律,故D正确,C错误;
B.改变水平恒力F大小,则弹簧压缩量变化,两物体分开时B的速度变化,则的时间变化,故B错误;
故选D。
8. 如图所示,斜面体固定在水平面上,一轻质细线绕过滑轮1和滑轮2,两端分别与物体和轻环连接,轻环穿在水平横杆上,滑轮2下吊一物体。物体和滑轮1间的细线平行于斜面,系统静止。现将向右移动少许,物体始终静止,系统再次静止,不计滑轮质量和滑轮与绳间的摩擦。则( )
A. 细线拉力将变大
B. 地面对斜面体的支持力将变大
C. 横杆对轻环的摩擦力将变小
D. 斜面体对物体的摩擦力可能变小
【答案】AD
【解析】
【详解】A. 以滑轮2为研究对象,若将c向右移动少许,两个绳子之间的夹角 增大,由于b对滑轮的拉力不变,两个绳子之间的夹角增大,则绳子拉力一定变大,A正确;
B. 对斜面体、物体、物体整体受力分析,受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力,如图所示
根据平衡条件,有
与角度无关,恒定不变,B错误;
C.以为研究的对象
水平方向
向右移动少许,F变大,变大,变大,横杆对轻环的摩擦力将变大,C错误;
D.若原来物块有下降趋势,绳子拉力增大,可能有上升趋势,因摩擦力大小和方向都不能确定,D正确;
故选AD。
9. 张家口怀来大桥作为交通大动脉,与京张高铁跨官厅湖大桥交相辉映(如图甲)。其简化模型如下:吊桥由六对钢杆悬吊,六对钢杆在桥面上分列两排,其上端挂在两根钢缆上,如图乙所示为其一侧面图。已知图中相邻两钢杆间距离为8m,靠桥面中心的钢杆长度为2m(即),,,又已知两端钢缆、与水平方向夹角均为37°,若钢杆、钢缆自重不计,每根钢杆承受拉力相同,桥面总质量为,则下列说法正确的是( )
A. 每根钢杆的拉力大小为 B. 钢缆中的拉力大小为
C. , D. ,
【答案】BC
【解析】
【详解】A.桥面总质量为,每根钢杆拉力均为,由平衡条件可得
解得
A错误;
B.对左边的悬索受力分析如图1所示,
由平衡条件可得
,
即钢缆中的拉力大小为,B正确;
CD.对点受力分析如图2所示,
由平衡条件可得
由几何关系可得
对两点整体受力分析如图3所示,
由平衡条件可得
C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示,一倾斜的传送带以恒定速率v1=4m/s沿顺时针方向转动,传送带的倾角为θ。一煤块以大小v0=12m/s的初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的加速度大小与时间的关系图像如图乙所示。已知煤块到传送带顶端时速度恰好为零,重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 煤块运动到传送带顶端所用的时间为3s B. 倾角θ的正切值
C. 煤块与传送带间的动摩擦因数为 D. 煤块在传送带上留下的黑色痕迹长为4m
【答案】ACD
【解析】
【详解】ABC.由题图乙可知,煤块先以大小a1=8m/s2的加速度做匀减速运动,而后以大小a2=2m/s2的加速度做匀减速运动,根据牛顿第二定律,在0~t1时间内,有,
在t1~t2时间内,有,
联立解得,,,
所以,故AC正确,B错误;
D.在0~t1时间内,煤块比传送带多运动的位移大小为
在t1~t2时间内,传送带比煤块多运动的位移
故黑色痕迹长为4m,故D正确。
故选ACD。
二、实验题:(本题共2小题,11题6分,12题8分,共14分。)
11. 甲、乙两同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度线与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1 mm)上位置的放大图,在弹簧下端分别挂2个、 3个、4个、5个相同的钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。
(1)由图2知刻度尺的读数l1=___________ cm,若已知每个钩码质量是50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2=___________ N(当地重力加速度g取10 m/s2)。
(2)甲同学以弹簧的长度l为横坐标,以钩码受到的重力G为纵坐标建立了G-l图像,如图3所示,则由图知弹簧的原长为___________ cm,该弹簧的劲度系数为___________ N/m。
(3)乙同学先将弹簧平放在桌面上,测出了弹簧的原长l0,并以弹簧的伸长量x=l-l0为横坐标,以钩码受到的重力G为纵坐标作出了G-x图像,如图4所示,则图线不过原点的原因是___________。
【答案】 ①. 11.50 ②. 1.00 ③. 11.00 ④. 100 ⑤. 弹簧自身存在重力
【解析】
【详解】(1)[1][2]因刻度尺的最小分度为1 mm,读数时应估读到最小分度的,所以刻度尺的读数为11.50 cm;挂2个钩码时,弹簧弹力等于此时钩码受到的重力,即
(2)[3][4]当弹簧下端不挂钩码时,弹簧的长度即弹簧的原长,由题图3知弹簧的原长为11.00 cm;图像的斜率表示弹簧的劲度系数,即
(3)[5]由于弹簧自身存在重力,故不挂钩码时弹簧处于伸长状态。
12. 某同学在实验室取两个完全相同的木盒,来测量木盒与木板之间的动摩擦因数。由于实验室中的天平损坏,无法称量质量,他采用“对调法”完成测量。如图甲所示,一端装有定滑轮的长木板固定在水平桌面上,木盒1放置在长木板上,左端与穿过打点计时器的纸带相连,右端用细线跨过定滑轮与木盒2相连。
(1)实验前,___________调整定滑轮的高度使细线与长木板平行,___________将长木板左侧垫高来平衡摩擦力。(均填“需要”或“不需要”)
(2)实验时,木盒1不放细沙,在木盒2中装入适量的细沙,接通电源,释放两木盒,打点计时器打出一条纸带,加速度记为a1;随后将木盒1与木盒2(含细沙)位置互换,换一条纸带再次实验,打出第二条纸带,加速度记为a2;两纸带编号为第一组,改变木盒2中细沙的多少,重复上述过程,得到多组纸带。如图乙为某组实验中获得的两条纸带中的一条,其中相邻两计数点间还有4个计时点未画出,已知交流电源的频率为50Hz,则该纸带运动的加速度a=___________m/s2(保留3位有效数字)。
(3)将实验测得的加速度绘制在丙图中,得到a2-a1关系图像,已知当地重力加速度为9.80m/s2,由图像可得木盒与长木板间的动摩擦因数为___________(保留2位有效数字)。
(4)实验过程中,有时“对调法”两次实验不能全部完成,导致实验数据无效,下列能解决此问题的实验方案是( )
A. 逐步减少木盒2的细沙开展后续实验 B. 逐步增多木盒2的细沙开展后续实验
C. 开始时直接将细沙放入木盒1中开展实验 D. 用密度更大的铁砂代替细沙开展实验
【答案】(1) ①. 需要 ②. 不需要
(2)1.20 (3)0.54 (4)AC
【解析】
【小问1详解】
[1]调整定滑轮的高度,使细线与长木板平行,保证细线的拉力沿水平方向;
[2]不需要将长木板左侧垫高来平衡摩擦力,因为摩擦力不会影响该实验对动摩擦因数的测量。
【小问2详解】
由于交流电源的频率为50Hz,且相邻两计数点间还有4个计时点未标出,则相邻计数点间的时间间隔为
根据逐差法可得加速度大小为
【小问3详解】
设木盒1的质量为m1,木盒2和细沙的质量为m2,对整体分析,有
位置互换后,有
联立可得
结合图线可得
所以
【小问4详解】
逐步减少木盒2的细沙开展后续实验或直接将细沙放入木盒1中开展实验,可以确保对调后能完成实验。
故选AC。
三、计算题(本大题共40分,13题10分,14题12分,15题18分)
13. 泥石流是很严重的自然灾害,严重影响人们的生产和生活,如图甲所示。现将泥石流运动的过程进行简化,如图乙所示,泥石流从 A点由静止开始沿斜面匀加速直线下滑,加速度达到,A距斜面底端B的长度为40m,泥石流经过 B点时没有速度损失,然后在水平面上做匀减速直线运动,加速度大小为,一辆车停在 B点右侧40m处的C点,当泥石流到达 B点时,车由静止开始以的加速度向右做匀加速直线运动,以求逃生。
(1)求泥石流到达B点时的速度大小。
(2)求车行驶过程中,泥石流距离车的最小距离。
(3)车的加速度大小可以调整,为确保安全,车的最小加速度是多大?
【答案】(1)20m/s
(2)20m (3)3m/s2
【解析】
【小问1详解】
泥石流到达B时的速度大小,则有
代入数据解得
【小问2详解】
车行驶过程中,泥石流与车速度相等时,距离最小,设速度相等时的时间为t,则有
根据位移—时间公式有
解得
【小问3详解】
若泥石流与车相遇,有
m
为确保安全
得
即最小加速度为。
14. 如图所示,固定的倾斜木板上,有物块A、B(均可视为质点)通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。物块A、B质量分别为3m和m,A与B间、B与木板间的动摩擦因数相等,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。木板与水平面的夹角为,重力加速度为g。
(1)求倾斜木板对物块B的支持力大小;
(2)若物块A恰好不沿斜面向下滑动,求物块A与B间的动摩擦因数;
(3)对物块A施加平行轻绳的力F,要使物块A、B都静止,当接触面间动摩擦因数,求F的最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物块A、B整体受力分析,垂直斜面方向上受力平衡,有
解得
【小问2详解】
当物块A恰好不下滑时,此时物块B恰好不上滑,设A、B间的弹力大小为,B与斜面间的弹力大小为,轻绳拉力为,对物块A受力分析
沿斜面方向受力平衡有
垂直斜面方向受力平衡有
对物块B受力分析,得沿斜面方向受力平衡有
垂直斜面方向受力平衡有
联立解得
【小问3详解】
物块A施加平行轻绳的力F,要使物块A、B都静止
其中一种情况是外力沿斜面向上推物块A时物块A恰好不上滑,物块B不动且细绳弯曲。对A此时受力分析
由沿斜面方向受力平衡得
得
另一种情况是外力沿斜面向下推物块A时且物块A恰好不下滑,物块B恰好不上滑。分别对A、B受力分析沿斜面方向均受力平衡有
其中
得
故在两种情况下得到的外力最大值均相同,为
15. 如图所示,在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板,在长木板的中点放有一质量为(可视为质点)的小物块A,开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B,重力加速度。求:
(1)当小物块A刚好相对长木板开始滑动时,水平拉力的大小;
(2)若水平拉力,小物块A所受到的摩擦力大小;
(3)若水平拉力,要使小物块刚好不滑离长木板,则作用多长时间;当A、B最终都停止运动时,小物块A到木板中点的距离。
【答案】(1);(2)0.5N;(3)1s,4.5m
【解析】
【详解】(1)当A与B刚要相对滑动时,A、B之间为最大静摩擦力,对A有
则
当A、B刚要相对滑动时,设拉力大小为,对A、B有
解得
(2)因
故A、B一起做匀加速运动,对A、B整体
解得
对A有
(3)因水平拉力
故A、B相对滑动,对A有
解得
对B有
解得
设拉力作用时最终小物块刚好没有滑离长木板,则时小物块速度和位移为
则时木板的速度和位移为
则此过程中A相对B向左滑动距离
水平拉力撤去后,设再经时间,A、B刚好共速,因A的受力不变,故A继续加速,加速度
B做减速运动,有
解得
则
此过程中A相对B向左滑动
因A、B间动摩擦因数小,故共速后A相对B向右滑动,此时A刚好滑到B最左端,则
联立解得
A、B共速后,A做减速运动的加速度
B继续做减速运动,有
解得
A、B停止时,A相对B向右滑动的距离为
此时A到点的距离为
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