精品解析:河南南阳市方城县第一高级中学2026-2027学年高三上学期9月第二次学情检测物理试题
2026-09-24
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内容正文:
方城县第一高级中学2026-2027学年高三上学期9月第二次物理学情检测试题
学校∶___________姓名:___________班级:___________考号:___________
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 乒乓球运动员击出的上旋球在飞行的同时,球本身还在做高速旋转,旋转方向如图中虚线标示。某次上旋球的运动轨迹如图,乒乓球落到表面粗糙的球桌瞬间,关于球桌对球的作用力的方向,下列示意图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】乒乓球落到桌面上时,将受到桌面竖直向上的弹力;同时由于乒乓球顺时针转动,相对桌面有向后运动的趋势,则桌面对乒乓球的摩擦力水平向右,所以根据平行四边形定则可知,球桌对球的作用力的方向斜向右上方,结合选项内容分析,ABD错误,C正确;
故选C。
2. 如图所示是高中物理人教版教材选择性必修第三册研究光电效应的实验插图,开始时把一块带负电的锌板与一验电器相连,验电器指针张开。用紫外线灯照射锌板后,指针张角变小,忽略锌板自发漏电的因素,下列说法正确的是( )
A. 若用黄光照射锌板,指针张角可能不变
B. 增加紫外线灯光线的强度,光电子的最大初动能也变大
C. 发生光电效应时,光照到金属板的一面上,电子从金属板的另一面飞出
D. 若用黄光照射另外一种带负电的金属板,指针张角变小,则用紫光照射该金属板指针张角可能不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于黄光波长更长,频率更低,由光电效应方程
可知,可能不发生光电效应,指针可能不动,故A正确;
B.由光电效应方程
可知,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与光照强度无关,故B错误;
C.紫外线灯照射后发生光电效应,电子从金属板表面逸出,即从光照射到的金属表面逸出,故C错误;
D.根据光电效应方程
可知,若黄光照射金属板发生光电效应,则紫光一定也会发生光电效应,故D错误。
故选A。
3. 我国蛟龙号的继任者全海深潜载人探测器,在启航仪式结束后,将赶往马里亚纳海沟,进行蛟龙号以外的深度探测。假设在一次模拟探测中,探测器由静止从海面上以0.4m/s2的加速度匀加速下潜一段时间,速度达到8m/s后保持匀速运动了140s;最后以0.2m/s2的加速度做匀减速运动,当速度减为零时,探测器恰好到达模拟探测的海底。已知探测器在整个过程中始终在同一竖直线上运动,下列说法正确的是( )
A. 探测器匀加速下潜的位移大小为64m B. 模拟探测的海底深度为1360m
C. 模拟下潜的总时间为240s D. 整个模拟探测过程的平均速度大小为7m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.探测器匀加速下潜的位移大小为,故A错误;
B.探测器匀速下潜的位移大小为
匀减速下潜的位移大小为
所以模拟探测的海底深度为,故B正确;
C.模拟下潜的总时间为,故C错误;
D.整个模拟探测过程的平均速度大小为,故D错误。
故选B。
4. 图示为研究小组通过无动力轨道小车在直线轨道约束下的运动来模拟帆船逆风行驶的俯视图。虚线为小车轨道,通过调节小车上帆的方向,能实现小车从静止开始沿轨道中箭头方向逆风行驶的选项是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】风会对帆面造成一个垂直于帆面的作用力F,将作用力分解为沿着轨道小车的分力和垂直于轨道小车的分力,为实现“顶风逆行”,沿着轨道小车的分力必须与轨道小车运动方向相同,如图所示
可知只有C选项符合题意。
故选C。
5. 图(a)所示的油纸伞是我国古人智慧的结晶。图(b)为其结构示意图,ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨,伞撑两端分别与ON中点M和滑环P铰接。保持伞柄不动,向上推滑环P,使得伞骨ON以恒定角速度开伞,则( )
A. M点的线速度方向总是沿PM方向
B. M点的向心加速度方向沿MP方向
C. N点线速度大小是M点的2倍
D. N点的向心加速度大小是M点的4倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,M点做匀速圆周运动,线速度方向始终沿圆周的切线方向,始终与ON垂直,而非沿PM方向,故A错误;
B.由题意可知,ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨,M点以O点为圆心做匀速圆周运动,所以向心加速度方向始终沿M指向圆心O,不是沿MP方向,故B错误;
C.由匀速圆周运动规律可知
由于,
所以有
所以N点线速度大小是M点的2倍,故C正确;
D.由向心加速度公式可知
由于,
所以有
所以N点的向心加速度大小是M点的2倍,故D错误。
故选C。
6. 如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1.0kg,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,g取10m/s2,则在乙下落的过程中:( )
A. 甲对木箱的摩擦力方向向左
B. 地面对木箱的摩擦力方向向右
C. 甲运动的加速度大小为5m/s2
D. 乙受到绳子的拉力大小为5.0N
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于乙拉着甲从静止开始运动,可知甲相对木箱向右运动。因此,木箱对甲的滑动摩擦力方向向左;根据牛顿第三定律(作用力与反作用力),甲对木箱的摩擦力方向必定向右,故A错误;
B.将甲、乙、木箱视为一个系统,在水平方向上,只有甲具有向右的加速度。根据牛顿第二定律,系统在水平方向的合外力必须向右。而系统在水平方向上只受地面对木箱的摩擦力,因此该摩擦力方向必然向右。故B正确;
CD.设绳子的弹力大小为,对甲受力分析有
对乙受力分析有
联立解得,,故CD错误。
故选B。
7. 如图所示,长为的不可伸长的轻绳,穿过一光滑的轻圆环,两端固定在水平天花板上相距为的、两点,轻圆环下悬吊一重为的物块。现用一水平力缓慢地拉圆环,当时,细绳的张力等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当时,圆环所受重物的拉力及水平拉力的合力大小
合力与水平方向的夹角,圆环平衡时的状态如图所示
、两点沿垂直方向的距离
设绳子张力为,轻绳与合力方向的夹角为,由图可知,则
联立解得
对圆环受力分析可知,细绳的张力满足
解得
故选B。
二、多项选择题(第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分,共18分)
8. 如图所示,光滑斜面倾角分别为α、β,,两小物体用细线相连,绕过光滑小滑轮静止放在斜面上,两边细线分别与斜面平行,P和Q高度相同。现在把细线剪断,则下列说法正确的是( )
A. 从开始到落地,P和Q的运动时间相同
B. 从开始到落地,重力做功相同
C. 从开始到落地,重力做功的平均功率相同
D. P和Q运动到同一高度时重力做功的功率总相同
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由于斜面光滑,设斜面倾角为θ,有
设斜面高度为h,斜面长度为
由匀变速直线运动有
整理有
由于两物块的下落高度相同,,所以其物块P运动时间长,故A项错误;
B.从开始到落地,重力做功为
由于初始时两物块静止,所以有
又因为,所以两物块的质量不相等,即两物块从开始到落地,重力做功不相同,故B项错误;
C.由公式
将之前的数据带入整理有
对于物体P有
对于物体Q有
由于
所以两物体从开始到落地,重力做功的平均功率相同,故C项正确;
D.物体沿斜面下滑某一高度有
所以两物体下落同一高度,其速度大小相同,改位置重力的功率为
对于物体P有
对于物体Q有
由于
所以P和Q运动到同一高度时重力做功的功率总相同,故D项正确。
故选CD。
9. 甲、乙两辆小车在一条平直的车道上行驶,它们速度随时间变化的图像如图所示,其中甲的图线为两段相同的圆弧,乙的图线为直线,则下列说法正确的是( )
A. 时两车的加速度大小不等
B. 时两车一定相遇
C. 在内,两小车的平均速度相同
D. 在内,甲车的加速度方向改变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图像中直线或曲线某处切线的斜率表示加速度,由图像知时甲车的加速度大于乙车的加速度,故A正确;
B.在内两车运动的位移相同,但不知两车的初位置情况,故不能判断两车在时是否相遇,故B错误;
C.在内,两车的平均速度大小相等,方向相同,故C正确;
D.内,甲车做加速度先逐渐增大后逐渐减小的加速直线运动,加速度方向不变,故D错误。
故选AC。
10. 如右图所示,三个物体、和放在水平圆盘上,用两根不可伸长的轻绳分别连接、和、。物体、、与圆心距离分别为、和,已知,,物体、、在一条过圆心的直线上且与圆盘间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘以不同角速度绕过圆心的轴匀速转动时,、之间绳中弹力和、之间绳中弹力随的变化关系如下图所示,取,下列说法正确的是( )
A. 物体的质量
B. 物体与圆心距离
C. 当角速度为时,圆盘对的静摩擦力大小为
D. 当角速度为时,、即将与圆盘发生相对滑动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对物块A分析,根据牛顿第二定律
可得
由图像可得,
解得,,故A正确;
B.由图乙可知,B、C绳中先出现弹力,根据
当时,
当时,
代入数据解得,,故B错误;
C.当角速度为时,
由图可知
A、B与B、C间绳的拉力均为1N,对B只有摩擦力提供向心力有,故C错误;
D.根据题图可得,
A、B即将与圆盘发生滑动时,满足
代入、可得
解得为,故D正确。
故选 AD。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 小华同学设计图甲装置来探究合力一定时,加速度与质量的关系。木板一端放在桌面的左端,另一端用高度可调且带有旋钮的支架固定。轻绳一端连接小车,小车最左端固定一个遮光条,另一端跨过滑轮连接一个质量为的物块A,调整定滑轮使滑轮左侧轻绳与斜木板平行,测得两光电门间的距离为L,遮光条的宽度为d。
(1)反复调整木板的倾角,向下轻推小车,直到遮光条通过两个光电门的遮光时间相等。
(2)取下物块A,让小车从木板顶端滑下,记录遮光条分别通过光电门1、2的遮光时间,则小车的加速度大小为________(用题中所给的已知物理量符号表示)。
(3)在小车上添加钩码以改变小车的总质量,重新挂上步骤(1)中的物块A,重复(1)(2)操作,求出小车放上不同砝码时对应的加速度大小a。
(4)若小车及车上钩码的总质量用M表示,以小车的加速度大小a为纵轴,若在坐标纸上作出图乙所示的图像,其图线为一条直线,则图像中横轴为________
A.M B. C. D.
(5)图乙中直线的斜率表示________。
A.小车受到的重力大小
B.小车受到的重力沿斜木板向下的分力大小
C.小车受到的摩擦阻力大小
D.物块A受到的重力大小
【答案】 ①. ②. B ③. D
【解析】
【详解】(2)[1]遮光条分别通过光电门1、2的遮光时间,则小车通过的光电门1、2的速度大小分别为,
光电门1、2的距离为,则
求得小车的加速度大小
(4)[2]由题意步骤1中有
若小车及车上钩码的总质量用M表示,此时小车的合力为
则根据牛顿第二定律有
整理得
以小车的加速度大小a为纵轴,若在坐标纸上作出图乙所示的图像,其图线为一条直线,则图像中横轴为。
故选B。
(5)[3]根据
可知图乙中直线的斜率,表示的是物块A受到的重力大小。
故选D。
12. 如图甲所示是某兴趣小组设计的验证向心力大小表达式的实验装置原理图。用一刚性细绳悬挂一体积很小、质量为m的小球,小球的下方连接一轻质的遮光片,细绳上方的悬点处安装有一个力传感器,悬点的正下方固定一个光电门,两装置连接到同一数据采集器上,可以采集小球经过光电门的遮光时间和此时细绳拉力的大小,重力加速度为g。实验过程如下:
①用刻度尺测量出悬点到球心的距离L;
②将小球拉升到一定高度(细绳始终伸直)后释放,记录小球第一次经过最低点时遮光片的遮光时间和力传感器示数F;
③改变小球拉升的高度,重复步骤②,测6~10组数据;
④根据测量得到的数据在坐标纸上绘制图像;
⑤改变悬点到球心的距离L,重复上述步骤,绘制得到的图像如图乙所示。
(1)图乙中横坐标表示的物理量为________(填正确答案的对应字母);
A. B. C. D.
(2)理想情况下,图乙中图像与纵轴的交点的物理意义是____________________;A、B、C三组实验中,悬点到球心距离最小的是________(填对应字母);
(3)通过对数据的进一步分析发现,利用力传感器测出的拉力和小球重力计算出的向心力,总是略小于利用瞬时速度和悬点到球心的距离计算出的向心力,造成该误差可能的原因是________(填选项前面字母)。
A. 小钢球的质量偏大 B. 小钢球释放时初速度不为零
C. 实际测得小钢球的速度偏大 D. 存在空气阻力
【答案】(1)D (2) ①. 小球的重力 ②. (3)C
【解析】
【小问1详解】
根据题意,设遮光片的宽度为,可知,小球到达最低点的速度为
由牛顿第二定律有
整理可得
图乙中图像为倾斜直线,则图乙中横坐标表示的物理量为。
故选D。
【小问2详解】
[1]由上述分析可知,图像的解析式为
则图乙中图像与纵轴的交点的物理意义是小球的重力。
[2]悬点到球心距离越小,图像的斜率越大,则悬点到球心距离最小的是。
【小问3详解】
利用力传感器测出的拉力和小球重力计算出的向心力为真实向心力,利用瞬时速度和悬点到球心的距离计算出的向心力,实验现象为
A.小钢球的质量偏大,质量在两个表达式中都存在,不是造成二者差异的原因,故A错误;
B.释放初速度不为零和存在空气阻力,只会改变小球到达最低点速度的大小,不影响速度大小测量准确性,不会造成向心力计算值的偏差,故BD错误;
C.由于挡光片在小球下方,则小球速度的测量值偏大,通过瞬时速度和悬点到球心的距离计算出的向心力就会偏大,故C正确。
故选C。
四、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图,导热性能良好的汽缸(不计缸壁厚度)竖直放置,汽缸上端有一卡口,卡口距缸底的距离为,一质量、横截面积的活塞在汽缸内密封了一定质量的理想气体。初始时环境温度,活塞与缸底的距离为;当环境温度逐渐升高至过程中,汽缸内气体吸收的热量为。已知大气压,重力加速度大小取,不计活塞与汽缸间的摩擦力。求:
(1)稳定后汽缸内气体的压强p;
(2)此过程中气体内能的增量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设当活塞刚好到达卡口时气体的温度为,根据盖-吕萨克定律有
解得气体的温度
因为,活塞会运动至卡口
初始时对活塞进行受力分析,根据平衡条件有
解得初始时汽缸内气体压强
根据理想气体状态方程有
解得稳定后汽缸内气体的压强
【小问2详解】
此过程中气体对外做功为
气体吸收的热量为
根据热力学第一定律有
解得
14. 2026年2月8日,在米兰冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中,我国参赛的选手苏翊鸣获得铜牌,这是我国体育代表团在本届冬奥会获得的首枚奖牌。雪上跳台项目可以看成在斜面上的抛体运动,如图所示,假设斜面倾角为,苏翊鸣从点以初速度沿与斜面夹角起跳,落在斜面上的点,忽略空气阻力,重力加速度为,求:
(1)苏翊鸣离斜面的最大距离;
(2)、间的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在垂直于斜面方向,离斜面距离最大时,垂直于斜面方向的分速度为
垂直于斜面方向初速度
垂直于斜面方向加速度
离斜面最远时满足速度位移方程
解得
【小问2详解】
当其再次回到斜面时,总共用时
沿斜面方向初速度
沿斜面方向加速度
则沿斜面运动距离
解得
15. 如图所示,倾角为且足够长的固定斜面上有两个相距为L的滑块A、B,滑块A的质量为m,滑块B的质量为3m,滑块A的下表面光滑,滑块B与斜面间的动摩擦因数。由静止同时释放滑块A和B,此后,若A、B发生碰撞,碰撞时间都极短且碰撞为弹性碰撞。重力加速度大小为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)滑块A、B第一次碰撞后瞬间,滑块A的速度及滑块B的速度;
(2)从滑块A、B第一次碰撞到滑块A、B第二次碰撞所经历的时间t;
(3)从滑块A开始运动到两滑块刚发生第n次碰撞,滑块B的位移大小x。
【答案】(1)-,
(2)2
(3)n(n-1)L
【解析】
【小问1详解】
滑块B恰好能静止在斜面上,滑块A下滑过程,根据机械能守恒定律则有
解得
滑块A、B发生弹性碰撞,根据动量守恒则有
根据能量守恒可得
解得,
【小问2详解】
碰后滑块B匀速下滑,下滑距离为x时,两滑块第二次相撞,则有
对滑块A则有
解得
【小问3详解】
第二次碰撞前瞬间,滑块A相对于滑块B的速度大小vAB=
以B为参考系,则有mvAB=mvA2+3mvB2
碰后B相对于碰前的速度变化量ΔvB=
碰后B相对于斜面有vB2=vB1+ΔvB=
且每次碰撞后B的速度大小都增加ΔvB=
两滑块间相对速度依然是vAB=
碰撞间隔时间依然是Δt=t=2
从第一次碰撞到第二次碰撞,滑块B的位移大小x1=vB1t=2L
从第二次碰撞到第三次碰撞,滑块B的位移大小x2=vB2·Δt=4L
依此类推,有则x=2L+4L+6L+…+2(n-1)L
解得x=n(n-1)L
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方城县第一高级中学2026-2027学年高三上学期9月第二次物理学情检测试题
学校∶___________姓名:___________班级:___________考号:___________
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 乒乓球运动员击出的上旋球在飞行的同时,球本身还在做高速旋转,旋转方向如图中虚线标示。某次上旋球的运动轨迹如图,乒乓球落到表面粗糙的球桌瞬间,关于球桌对球的作用力的方向,下列示意图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示是高中物理人教版教材选择性必修第三册研究光电效应的实验插图,开始时把一块带负电的锌板与一验电器相连,验电器指针张开。用紫外线灯照射锌板后,指针张角变小,忽略锌板自发漏电的因素,下列说法正确的是( )
A. 若用黄光照射锌板,指针张角可能不变
B. 增加紫外线灯光线的强度,光电子的最大初动能也变大
C. 发生光电效应时,光照到金属板的一面上,电子从金属板的另一面飞出
D. 若用黄光照射另外一种带负电的金属板,指针张角变小,则用紫光照射该金属板指针张角可能不变
3. 我国蛟龙号的继任者全海深潜载人探测器,在启航仪式结束后,将赶往马里亚纳海沟,进行蛟龙号以外的深度探测。假设在一次模拟探测中,探测器由静止从海面上以0.4m/s2的加速度匀加速下潜一段时间,速度达到8m/s后保持匀速运动了140s;最后以0.2m/s2的加速度做匀减速运动,当速度减为零时,探测器恰好到达模拟探测的海底。已知探测器在整个过程中始终在同一竖直线上运动,下列说法正确的是( )
A. 探测器匀加速下潜的位移大小为64m B. 模拟探测的海底深度为1360m
C. 模拟下潜的总时间为240s D. 整个模拟探测过程的平均速度大小为7m/s
4. 图示为研究小组通过无动力轨道小车在直线轨道约束下的运动来模拟帆船逆风行驶的俯视图。虚线为小车轨道,通过调节小车上帆的方向,能实现小车从静止开始沿轨道中箭头方向逆风行驶的选项是( )
A. B.
C. D.
5. 图(a)所示的油纸伞是我国古人智慧的结晶。图(b)为其结构示意图,ON是一条可绕伞顶O转动的伞骨,伞撑两端分别与ON中点M和滑环P铰接。保持伞柄不动,向上推滑环P,使得伞骨ON以恒定角速度开伞,则( )
A. M点的线速度方向总是沿PM方向
B. M点的向心加速度方向沿MP方向
C. N点线速度大小是M点的2倍
D. N点的向心加速度大小是M点的4倍
6. 如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1.0kg,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,g取10m/s2,则在乙下落的过程中:( )
A. 甲对木箱的摩擦力方向向左
B. 地面对木箱的摩擦力方向向右
C. 甲运动的加速度大小为5m/s2
D. 乙受到绳子的拉力大小为5.0N
7. 如图所示,长为的不可伸长的轻绳,穿过一光滑的轻圆环,两端固定在水平天花板上相距为的、两点,轻圆环下悬吊一重为的物块。现用一水平力缓慢地拉圆环,当时,细绳的张力等于( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分,共18分)
8. 如图所示,光滑斜面倾角分别为α、β,,两小物体用细线相连,绕过光滑小滑轮静止放在斜面上,两边细线分别与斜面平行,P和Q高度相同。现在把细线剪断,则下列说法正确的是( )
A. 从开始到落地,P和Q的运动时间相同
B. 从开始到落地,重力做功相同
C. 从开始到落地,重力做功的平均功率相同
D. P和Q运动到同一高度时重力做功的功率总相同
9. 甲、乙两辆小车在一条平直的车道上行驶,它们速度随时间变化的图像如图所示,其中甲的图线为两段相同的圆弧,乙的图线为直线,则下列说法正确的是( )
A. 时两车的加速度大小不等
B. 时两车一定相遇
C. 在内,两小车的平均速度相同
D. 在内,甲车的加速度方向改变
10. 如右图所示,三个物体、和放在水平圆盘上,用两根不可伸长的轻绳分别连接、和、。物体、、与圆心距离分别为、和,已知,,物体、、在一条过圆心的直线上且与圆盘间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘以不同角速度绕过圆心的轴匀速转动时,、之间绳中弹力和、之间绳中弹力随的变化关系如下图所示,取,下列说法正确的是( )
A. 物体的质量
B. 物体与圆心距离
C. 当角速度为时,圆盘对的静摩擦力大小为
D. 当角速度为时,、即将与圆盘发生相对滑动
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 小华同学设计图甲装置来探究合力一定时,加速度与质量的关系。木板一端放在桌面的左端,另一端用高度可调且带有旋钮的支架固定。轻绳一端连接小车,小车最左端固定一个遮光条,另一端跨过滑轮连接一个质量为的物块A,调整定滑轮使滑轮左侧轻绳与斜木板平行,测得两光电门间的距离为L,遮光条的宽度为d。
(1)反复调整木板的倾角,向下轻推小车,直到遮光条通过两个光电门的遮光时间相等。
(2)取下物块A,让小车从木板顶端滑下,记录遮光条分别通过光电门1、2的遮光时间,则小车的加速度大小为________(用题中所给的已知物理量符号表示)。
(3)在小车上添加钩码以改变小车的总质量,重新挂上步骤(1)中的物块A,重复(1)(2)操作,求出小车放上不同砝码时对应的加速度大小a。
(4)若小车及车上钩码的总质量用M表示,以小车的加速度大小a为纵轴,若在坐标纸上作出图乙所示的图像,其图线为一条直线,则图像中横轴为________
A.M B. C. D.
(5)图乙中直线的斜率表示________。
A.小车受到的重力大小
B.小车受到的重力沿斜木板向下的分力大小
C.小车受到的摩擦阻力大小
D.物块A受到的重力大小
12. 如图甲所示是某兴趣小组设计的验证向心力大小表达式的实验装置原理图。用一刚性细绳悬挂一体积很小、质量为m的小球,小球的下方连接一轻质的遮光片,细绳上方的悬点处安装有一个力传感器,悬点的正下方固定一个光电门,两装置连接到同一数据采集器上,可以采集小球经过光电门的遮光时间和此时细绳拉力的大小,重力加速度为g。实验过程如下:
①用刻度尺测量出悬点到球心的距离L;
②将小球拉升到一定高度(细绳始终伸直)后释放,记录小球第一次经过最低点时遮光片的遮光时间和力传感器示数F;
③改变小球拉升的高度,重复步骤②,测6~10组数据;
④根据测量得到的数据在坐标纸上绘制图像;
⑤改变悬点到球心的距离L,重复上述步骤,绘制得到的图像如图乙所示。
(1)图乙中横坐标表示的物理量为________(填正确答案的对应字母);
A. B. C. D.
(2)理想情况下,图乙中图像与纵轴的交点的物理意义是____________________;A、B、C三组实验中,悬点到球心距离最小的是________(填对应字母);
(3)通过对数据的进一步分析发现,利用力传感器测出的拉力和小球重力计算出的向心力,总是略小于利用瞬时速度和悬点到球心的距离计算出的向心力,造成该误差可能的原因是________(填选项前面字母)。
A. 小钢球的质量偏大 B. 小钢球释放时初速度不为零
C. 实际测得小钢球的速度偏大 D. 存在空气阻力
四、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图,导热性能良好的汽缸(不计缸壁厚度)竖直放置,汽缸上端有一卡口,卡口距缸底的距离为,一质量、横截面积的活塞在汽缸内密封了一定质量的理想气体。初始时环境温度,活塞与缸底的距离为;当环境温度逐渐升高至过程中,汽缸内气体吸收的热量为。已知大气压,重力加速度大小取,不计活塞与汽缸间的摩擦力。求:
(1)稳定后汽缸内气体的压强p;
(2)此过程中气体内能的增量。
14. 2026年2月8日,在米兰冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中,我国参赛的选手苏翊鸣获得铜牌,这是我国体育代表团在本届冬奥会获得的首枚奖牌。雪上跳台项目可以看成在斜面上的抛体运动,如图所示,假设斜面倾角为,苏翊鸣从点以初速度沿与斜面夹角起跳,落在斜面上的点,忽略空气阻力,重力加速度为,求:
(1)苏翊鸣离斜面的最大距离;
(2)、间的距离。
15. 如图所示,倾角为且足够长的固定斜面上有两个相距为L的滑块A、B,滑块A的质量为m,滑块B的质量为3m,滑块A的下表面光滑,滑块B与斜面间的动摩擦因数。由静止同时释放滑块A和B,此后,若A、B发生碰撞,碰撞时间都极短且碰撞为弹性碰撞。重力加速度大小为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)滑块A、B第一次碰撞后瞬间,滑块A的速度及滑块B的速度;
(2)从滑块A、B第一次碰撞到滑块A、B第二次碰撞所经历的时间t;
(3)从滑块A开始运动到两滑块刚发生第n次碰撞,滑块B的位移大小x。
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