精品解析:四川成都市实验外国语学校2026-2027学年高三上学期9月学情自测物理试题
2026-09-25
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内容正文:
成都市实验外国语学校高2024级高三9月月考
物理
本试卷满分100分,考试时间75分钟
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 2024年5月,嫦娥六号探测器发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。将采得的样品带回地球,飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的。下列说法正确的是( )
A. 在环月飞行时,样品所受合力为零
B. 若将样品放置在月球正面,它对月球表面压力等于零
C. 样品在不同过程中受到的引力不同,所以质量也不同
D. 样品放置在月球背面时对月球的压力,比放置在地球表面时对地球的压力小
【答案】D
【解析】
【详解】A.在环月飞行时,样品所受合力提供所需的向心力,不为零,故A错误;
BD.若将样品放置在月球正面,它对月球表面压力大小等于它在月球表面的重力大小;由于月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的,则样品在地球表面的重力大于在月球表面的重力,所以样品放置在月球背面时对月球的压力,比放置在地球表面时对地球的压力小,故B错误,D正确;
C.样品在不同过程中受到的引力不同,但样品的质量相同,故C错误。
故选D。
2. 一小车沿直线运动,从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻,此后做匀减速运动,到t = t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】x—t图像的斜率表示速度,小车先做匀加速运动,因此速度变大即0—t1图像斜率变大,t1—t2做匀减速运动则图像的斜率变小,在t2时刻停止图像的斜率变为零。
故选D。
3. 氘核可通过一系列聚变反应释放能量,总的反应效果可用表示,式中x、y的值分别为( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】根据反应前后质量数和电荷数守恒可得
解得
,
故选C。
4. 雨滴相对伞的速度方向沿伞柄时挡雨面积最大,挡雨效果最好。一无风的下雨天,雨滴下落速度为2.0m/s,某同学打着伞匀速行走,行进速度为1.5m/s,以下伞柄的方向挡雨效果最好的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】已知雨滴落在伞上时,相对于伞的速度垂直时人淋雨最少,设伞柄与竖直方向的夹角为,则根据速度合成关系可得
解得
故选B。
5. 如图,轻质细杆上穿有一个质量为的小球,将杆水平置于相互垂直的固定光滑斜面上,系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成角,则左侧斜面对杆支持力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对轻杆和小球组成的系统进行受力分析,如图
设左侧斜面对杆AB支持力的大小为,由平衡条件有
得
故选B。
6. 如图,矩形平板的边固定在水平面上,平板与水平面的夹角为。质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下,沿对角线方向斜向下匀速运动,与边的夹角为,物块与平板间的动摩擦因数,重力加速度大小为g,则拉力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】依题意,物块所受摩擦力沿ca方向,大小为
物块所受重力的下滑分力大小为
由几何关系可知摩擦力与重力下滑分力的夹角为120°,有
由于物块做匀速直线运动,所以拉力大小为
故选C。
7. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,安装在其顶端的电动机通过不可伸长轻绳与小车相连,小车上静置一物块。小车与物块质量均为m,两者之间动摩擦因数为。电动机以恒定功率P拉动小车由静止开始沿斜面向上运动。经过一段时间,小车与物块的速度刚好相同,大小为。运动过程中轻绳与斜面始终平行,小车和斜面均足够长,重力加速度大小为g,忽略其他摩擦。则这段时间内( )
A. 物块的位移大小为 B. 物块机械能增量为
C. 小车的位移大小为 D. 小车机械能增量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.对物块根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有
解得物块的位移大小为
故A错误;
B.物块机械能增量为
故B错误;
C.对小车根据动能定理有
其中
联立解得
故C正确;
D.小车机械能增量为
故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。
8. 如图,一定量理想气体的循环由下面4个过程组成:1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),2→3为等压过程,3→4为绝热过程,4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是( )
A. 1→2过程中,气体内能增加 B. 2→3过程中,气体向外放热
C. 3→4过程中,气体内能减少 D. 4→1过程中,气体从外界吸热
【答案】AC
【解析】
【详解】A.1→2是绝热过程,所以;对于绝热压缩过程,因气体体积减小,所以外界对气体做功,
根据,可得,所以气体内能增加,A正确;
B.2→3过程为等压过程,体积增大,;根据盖-吕萨克定律(等压变化):,体积增大,温度升高,,根据,可得,气体从外界吸热,B错误;
C.3→4是绝热过程,。从图像看,3→4过程中,体积 V增大,压强 p减小(绝热膨胀)。
气体对外做功,。根据热力学第一定律,可得,所以内能减少,C正确;
D.4→1是等容过程,体积 V不变,所以气体不做功,。从图像看,4→1过程中,压强 p减小。
根据查理定律,温度降低,。根据,可得,所以气体向外界放热,D错误。
故选 AC。
9. 如图,轻质弹簧上端固定,下端悬挂质量为的小球A,质量为m的小球B与A用细线相连,整个系统处于静止状态。弹簧劲度系数为k,重力加速度为g。现剪断细线,下列说法正确的是( )
A. 小球A运动到弹簧原长处的速度最大 B. 剪断细线的瞬间,小球A的加速度大小为
C. 小球A运动到最高点时,弹簧的伸长量为 D. 小球A运动到最低点时,弹簧的伸长量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.剪断细线后,弹力大于A的重力,则A先向上做加速运动,随弹力的减小,则向上的加速度减小,当加速度为零时速度最大,此时弹力等于重力,弹簧处于拉伸状态,选项A错误;
B.剪断细线之前则
剪断细线瞬间弹簧弹力不变,则对A由牛顿第二定律
解得A的加速度
选项B正确;
C.剪断细线之前弹簧伸长量
剪断细线后A做简谐振动,在平衡位置时弹簧伸长量
即振幅为
由对称性可知小球A运动到最高点时,弹簧伸长量为,选项C正确;
D.由上述分析可知,小球A运动到最低点时,弹簧伸长量为,选项D错误。
故选BC。
10. 中国古代建筑的门闩凝结了劳动人民的智慧。如图是一种竖直门闩的原理图:当在水平槽内向右推动下方木块A时,使木块B沿竖直槽向上运动,方可启动门闩。水平槽、竖直槽内表面均光滑;A、B间的接触面与水平方向成45°角,A、B间的动摩擦因数为0.2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知B质量为m,重力加速度大小为g。现对A施加水平向右作用力F,启动门闩,则以下说法正确的是( )
A. B向上运动的过程中,受到5个力的作用;
B. A水平向右运动的过程中,受到5个力的作用;
C. 为了使门闩刚好能被启动,则施加在A上的水平力F最小应为2mg
D. 当A、B间的动摩擦因数大于1,则无论F为多大,都无法启动门闩
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.对A、B受力分析如图所示,所以B向上运动的过程中,受到4个力的作用,A水平向右运动的过程中,受到5个力的作用,故A错误,B正确;
C.门闩刚好启动时,对A在水平方向上有
对于B在竖直方向上有
由分析可知,当A、B间的摩擦力为最大静摩擦力时,施加在A上的水平力最小,则有
联立解得此时,故C错误;
D.当A、B间的动摩擦因数大于1时,A、B间的最大静摩擦力
假设门闩刚好启动,A、B间的摩擦力应为最大静摩擦力
则对于B在竖直方向上有
即B在竖直方向上合力向下,假设不成立,所以无论F为多大,都无法启动门闩,故D正确。
故选BD。
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件,否则称为非线性电阻元件。
(1)利用伏安法测量某元件的电阻,电流表和电压表的示数分别记为和。若将电流表内接,则___________元件两端的电压,___________元件的电阻;将电流表外接,则___________流过元件的电流,___________元件的电阻。(均选填“小于”或“大于”)
(2)图是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线,由图可知,所测元件是___________(选填“线性”或“非线性”)电阻元件。随着电流的增加,元件的电阻___________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1) ①. 大于 ②. 大于 ③. 大于 ④. 小于
(2) ①. 非线性 ②. 减小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]若将电流表内接,电流表与元件串联,电流表的示数为流过元件的真实电流,而电压表测量的是电流表和元件两端的总电压,所以U大于元件两端的电压。根据可知,此时U偏大,I为真实值,所以大于元件的电阻。
[3][4]将电流表外接,电压表与元件并联,电压表的示数为元件两端的真实电压,而电流表测量的是通过电压表和元件的总电流,所以I大于流过元件的电流。根据可知,此时U为真实值,I偏大,所以小于元件的电阻。
【小问2详解】
[1]根据线性元件与非线性元件的定义由图可知,所测元件的伏安特性曲线不是直线,所以所测元件是非线性电阻元件。
[2]根据,可知曲线上某点与原点连线的斜率表示,随着电流的增加,曲线某点与原点连线的斜率逐渐增大,所以元件的电阻减小。
12. 某同学探究加速度与物体受力、物体质量的关系。
(1)为达到实验目的,下列说法正确的是___________。(选填选项前的字母)
A. 可以用天平测物体的质量
B. 必须用弹簧秤测物体受力
C. 同时研究某个物理量与另外两个物理量的关系,可采用控制变量的方法
(2)为了测量(或比较)出物体运动的加速度,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是___________。(选填选项前的字母)
A. 小车做初速度为0的匀加速直线运动,用刻度尺测量其移动的位移,用秒表测出发生这段位移所用的时间,由计算出加速度
B. 将打点计时器的纸带连在小车上,通过纸带上打出的点来测量加速度
C. 让两辆相同的小车同时做初速度为零且加速度不同的匀加速直线运动,并同时停下,那么它们的位移之比就等于加速度之比,测量(或比较)加速度就转换为测量(或比较)位移了
(3)实验中用图1所示的装置,补偿打点计时器对小车的阻力和其他阻力的具体做法是:将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做___________(选填“匀速”或“匀加速”)直线运动。
(4)该实验中“细线作用于小车的拉力等于砂和桶所受的总重力”是有“条件”的。已知小车和车上砝码的总质量为、砂和桶的质量为,不计摩擦阻力与空气的阻力,请将小车和车上砝码的加速度与砂和桶的加速度的大小关系、拉力的表达式以及该“条件”的内容填在表格相应的位置中。
与的大小关系
拉力的表达式
“条件”
___________
___________
(5)在研究与的关系时,已经补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力。理论上也可以以小车加速度的倒数为纵轴、小车和车上砝码的总质量为横轴,可作出图像。请在图2所示的坐标系中画出图像的示意图并在图中标出截距数值___________。
【答案】(1)AC (2)BC
(3)匀速 (4) ①. ②.
(5)
【解析】
【小问1详解】
A.研究加速度与物体质量的关系,需要测量小车及车上砝码的质量,可用天平测量,故A正确;
B.可用砂和桶通过细线牵引小车,无须用弹簧测力计测量拉力,故B错误;
C.分别研究加速度与受力、质量的关系时,需保持另一个量不变,采用控制变量法,故C正确。
故选AC。
【小问2详解】
A.小车从静止出发后的运动时间较短,用秒表人工计时难以准确确定起止时刻,所得加速度误差较大,故A错误;
B.打点计时器在纸带上留下等时间间隔的点迹,测出各段位移可利用匀变速直线运动规律求加速度,故B正确;
C.两车均从静止同时运动,停止时经过相同时间。由匀变速直线运动位移公式,两车的且运动时间相同,得,故C正确。
故选BC。
【小问3详解】
不施加细线拉力时调节木板倾角,使重力沿木板向下的分力恰好抵消小车及纸带所受阻力,小车应能拖动纸带做匀速直线运动。
【小问4详解】
[1]细线不可伸长,小车与砂桶的加速度大小相等。取小车沿木板运动方向、砂桶向下为各自的正方向。对已补偿阻力的小车,由牛顿第二定律得
对砂桶,由牛顿第二定律得
联立两式得
[2]当时,砂桶质量相对小车质量可忽略,细线拉力才可近似等于砂和桶的总重力。
【小问5详解】
固定砂和桶的质量,由第(4)问小车与砂桶的动力学方程相加,得
整理得
以为横轴、为纵轴的关系图像是一条正斜率直线,其纵轴截距为。
四、计算题:本大题共3小题,共36分。
13. 如图所示,将一橡皮球(视为质点)从离地高度处由静止释放,橡皮球落地后第一次反弹至最高点时离地高度。已知橡皮球被释放后下落所用的时间,橡皮球即将落地瞬间的速度大小,橡皮球与地面碰撞所用的时间,碰撞后瞬间橡皮球向上的速度大小,反弹至最高点所用的时间。求:
(1)橡皮球从被释放到第一次反弹至最高点的过程中的位移和平均速度;
(2)橡皮球在与地面碰撞过程中的加速度。
【答案】(1),,方向均竖直向下。
(2)(以竖直向下为正方向,实际方向竖直向上)。
【解析】
【小问1详解】
取竖直向下为正方向,从释放点到第一次反弹的最高点,橡皮球的位移为
全过程经历下落、碰撞和上升,总时间为
由平均速度的定义,得
位移和平均速度的方向均竖直向下。
【小问2详解】
仍取竖直向下为正方向,碰撞前瞬间的速度为,碰撞后瞬间的速度为。由加速度的定义,碰撞阶段的平均加速度为
负号表明其方向竖直向上。
14. 如图所示,半径的光滑半圆形轨道固定于竖直平面内,下端与传送带相切于点,水平传送带上、两端点间距,传送带以的速度顺时针运动,将质量的小滑块(可视为质点)放到传送带上,滑块与传送带间的动摩擦因数,取。
(1)将滑块在传送带端由静止释放,求滑块由释放到第一次经过端时的速度大小;
(2)若滑块仍由静止释放,要想滑块能通过圆轨道的最高点,求滑块在传送带上释放的位置范围;
(3)若将滑块在传送带中点处释放,同时沿水平方向给滑块一初速度,使滑块能通过圆轨道的最高点,求此初速度满足的条件。
【答案】(1)
(2)滑块在距端小于等于7.5m的范围内任何一个位置释放
(3)若初速度水平向右,满足;若初速度水平向左,满足
【解析】
【小问1详解】
对滑块,由牛顿第二定律得
设滑块相对地面运动时,与传送带共速,由运动学公式得
解得
则滑块运动后将与传送带保持相对静止一起做匀速直线运动,故滑块由释放到第一次经过端时的速度大小
【小问2详解】
滑块恰能通过圆轨道的最高点,由牛顿第二定律有
由机械能守恒得
由运动学公式得
联立解得,
故滑块在距端小于等于7.5m的范围内任何一个位置释放均可到达半圆轨道的最高点处
【小问3详解】
①给滑块一水平向右的初速度,要让滑块运动到点,需满足
解得
则当给滑块一水平向右的初速度时,需满足
②若给滑块一水平向左的初速度,滑块先向左减速滑行直至速度为零,然后反向向右做加速度相同的匀加速直线运动,根据对称性,滑块返回到传送带中点时速度仍为,方向向右。故有
解得
又不能太大,不能让滑块从左侧滑出传送带,则有
解得
所以给滑块一水平向左的初速度且需满足的条件
15. 避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23m/s时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4m时,车头距制动坡床顶端38m,再过一段时间,货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板,取cosθ=1,sinθ=0.1,g=10m/s2。求:
(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;
(2)货物在车厢内滑动的时间;
(3)制动坡床的长度。
【答案】(1)5m/s2
(2)4.18s (3)98m
【解析】
【小问1详解】
设货物的质量为m,货物在车厢内滑动过程中,货物与车厢的动摩擦因数,加速度大小为,由牛顿第二定律
解得
方向沿制动坡床向下。
【小问2详解】
对货车受力分析得
其中M=4m,解得
因初速度相同,,故货车比货物先停下来;又对货物有,货物停下后不会下滑;且二者停下来,发生的位移差,货物不会与货车车头发生碰撞,根据运动学公式,有
解得货物在车厢内滑动的时间
【小问3详解】
当货物在车厢内滑动了4m时,设货物相对制动坡床的运动距离为s1,货车相对制动坡床的运动距离为s2,车头距制动坡床顶端s0,根据运动学公式可知,,
制动坡床的长度
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成都市实验外国语学校高2024级高三9月月考
物理
本试卷满分100分,考试时间75分钟
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 2024年5月,嫦娥六号探测器发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。将采得的样品带回地球,飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的。下列说法正确的是( )
A. 在环月飞行时,样品所受合力为零
B. 若将样品放置在月球正面,它对月球表面压力等于零
C. 样品在不同过程中受到的引力不同,所以质量也不同
D. 样品放置在月球背面时对月球的压力,比放置在地球表面时对地球的压力小
2. 一小车沿直线运动,从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻,此后做匀减速运动,到t = t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 氘核可通过一系列聚变反应释放能量,总的反应效果可用表示,式中x、y的值分别为( )
A. , B. , C. , D. ,
4. 雨滴相对伞的速度方向沿伞柄时挡雨面积最大,挡雨效果最好。一无风的下雨天,雨滴下落速度为2.0m/s,某同学打着伞匀速行走,行进速度为1.5m/s,以下伞柄的方向挡雨效果最好的是( )
A. B. C. D.
5. 如图,轻质细杆上穿有一个质量为的小球,将杆水平置于相互垂直的固定光滑斜面上,系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成角,则左侧斜面对杆支持力的大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图,矩形平板的边固定在水平面上,平板与水平面的夹角为。质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下,沿对角线方向斜向下匀速运动,与边的夹角为,物块与平板间的动摩擦因数,重力加速度大小为g,则拉力大小为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,安装在其顶端的电动机通过不可伸长轻绳与小车相连,小车上静置一物块。小车与物块质量均为m,两者之间动摩擦因数为。电动机以恒定功率P拉动小车由静止开始沿斜面向上运动。经过一段时间,小车与物块的速度刚好相同,大小为。运动过程中轻绳与斜面始终平行,小车和斜面均足够长,重力加速度大小为g,忽略其他摩擦。则这段时间内( )
A. 物块的位移大小为 B. 物块机械能增量为
C. 小车的位移大小为 D. 小车机械能增量为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。
8. 如图,一定量理想气体的循环由下面4个过程组成:1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),2→3为等压过程,3→4为绝热过程,4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是( )
A. 1→2过程中,气体内能增加 B. 2→3过程中,气体向外放热
C. 3→4过程中,气体内能减少 D. 4→1过程中,气体从外界吸热
9. 如图,轻质弹簧上端固定,下端悬挂质量为的小球A,质量为m的小球B与A用细线相连,整个系统处于静止状态。弹簧劲度系数为k,重力加速度为g。现剪断细线,下列说法正确的是( )
A. 小球A运动到弹簧原长处的速度最大 B. 剪断细线的瞬间,小球A的加速度大小为
C. 小球A运动到最高点时,弹簧的伸长量为 D. 小球A运动到最低点时,弹簧的伸长量为
10. 中国古代建筑的门闩凝结了劳动人民的智慧。如图是一种竖直门闩的原理图:当在水平槽内向右推动下方木块A时,使木块B沿竖直槽向上运动,方可启动门闩。水平槽、竖直槽内表面均光滑;A、B间的接触面与水平方向成45°角,A、B间的动摩擦因数为0.2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知B质量为m,重力加速度大小为g。现对A施加水平向右作用力F,启动门闩,则以下说法正确的是( )
A. B向上运动的过程中,受到5个力的作用;
B. A水平向右运动的过程中,受到5个力的作用;
C. 为了使门闩刚好能被启动,则施加在A上的水平力F最小应为2mg
D. 当A、B间的动摩擦因数大于1,则无论F为多大,都无法启动门闩
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 用伏安法可以研究电学元件的伏安特性。阻值不随电流、电压变化的元件称为线性电阻元件,否则称为非线性电阻元件。
(1)利用伏安法测量某元件的电阻,电流表和电压表的示数分别记为和。若将电流表内接,则___________元件两端的电压,___________元件的电阻;将电流表外接,则___________流过元件的电流,___________元件的电阻。(均选填“小于”或“大于”)
(2)图是某实验小组用电流表内接法测得的某元件的伏安特性曲线,由图可知,所测元件是___________(选填“线性”或“非线性”)电阻元件。随着电流的增加,元件的电阻___________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
12. 某同学探究加速度与物体受力、物体质量的关系。
(1)为达到实验目的,下列说法正确的是___________。(选填选项前的字母)
A. 可以用天平测物体的质量
B. 必须用弹簧秤测物体受力
C. 同时研究某个物理量与另外两个物理量的关系,可采用控制变量的方法
(2)为了测量(或比较)出物体运动的加速度,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是___________。(选填选项前的字母)
A. 小车做初速度为0的匀加速直线运动,用刻度尺测量其移动的位移,用秒表测出发生这段位移所用的时间,由计算出加速度
B. 将打点计时器的纸带连在小车上,通过纸带上打出的点来测量加速度
C. 让两辆相同的小车同时做初速度为零且加速度不同的匀加速直线运动,并同时停下,那么它们的位移之比就等于加速度之比,测量(或比较)加速度就转换为测量(或比较)位移了
(3)实验中用图1所示的装置,补偿打点计时器对小车的阻力和其他阻力的具体做法是:将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做___________(选填“匀速”或“匀加速”)直线运动。
(4)该实验中“细线作用于小车的拉力等于砂和桶所受的总重力”是有“条件”的。已知小车和车上砝码的总质量为、砂和桶的质量为,不计摩擦阻力与空气的阻力,请将小车和车上砝码的加速度与砂和桶的加速度的大小关系、拉力的表达式以及该“条件”的内容填在表格相应的位置中。
与的大小关系
拉力的表达式
“条件”
___________
___________
(5)在研究与的关系时,已经补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力。理论上也可以以小车加速度的倒数为纵轴、小车和车上砝码的总质量为横轴,可作出图像。请在图2所示的坐标系中画出图像的示意图并在图中标出截距数值___________。
四、计算题:本大题共3小题,共36分。
13. 如图所示,将一橡皮球(视为质点)从离地高度处由静止释放,橡皮球落地后第一次反弹至最高点时离地高度。已知橡皮球被释放后下落所用的时间,橡皮球即将落地瞬间的速度大小,橡皮球与地面碰撞所用的时间,碰撞后瞬间橡皮球向上的速度大小,反弹至最高点所用的时间。求:
(1)橡皮球从被释放到第一次反弹至最高点的过程中的位移和平均速度;
(2)橡皮球在与地面碰撞过程中的加速度。
14. 如图所示,半径的光滑半圆形轨道固定于竖直平面内,下端与传送带相切于点,水平传送带上、两端点间距,传送带以的速度顺时针运动,将质量的小滑块(可视为质点)放到传送带上,滑块与传送带间的动摩擦因数,取。
(1)将滑块在传送带端由静止释放,求滑块由释放到第一次经过端时的速度大小;
(2)若滑块仍由静止释放,要想滑块能通过圆轨道的最高点,求滑块在传送带上释放的位置范围;
(3)若将滑块在传送带中点处释放,同时沿水平方向给滑块一初速度,使滑块能通过圆轨道的最高点,求此初速度满足的条件。
15. 避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23m/s时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4m时,车头距制动坡床顶端38m,再过一段时间,货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板,取cosθ=1,sinθ=0.1,g=10m/s2。求:
(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;
(2)货物在车厢内滑动的时间;
(3)制动坡床的长度。
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