内容正文:
树德中学2024级高三上学期9月阶段性测试物理试题
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
一、单项选择题:本题共7小题,每题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 带有振动马达的浮标漂浮于水面,在竖直方向做简谐运动并激发向四周传播的水波,离浮标不远处的小树叶随水波振动。则( )
A. 水面上的树叶将远离浮标运动
B. 树叶振动的周期小于浮标振动的周期
C. 若浮标振动频率增大,则水波的波速变大
D. 若浮标振动频率增大,则水波波长变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.水波传播时,介质中的质点只在平衡位置附近振动,不随波迁移,所以水面上的树叶不会远离浮标运动,故A错误;
B.波在传播过程中,各质点的振动周期等于波源的振动周期,所以树叶振动的周期等于浮标振动的周期,故B错误;
C.水波的波速由介质决定,与浮标振动频率无关,频率增大时波速不变,故C错误;
D.波速不变,根据波长与频率的关系有
频率增大时,波长变小,故D正确。
故选D。
2. 质量为的物体以从地面点竖直向上抛出,至最高点。该运动过程的时间为,第一个时间内物体位移大小为,最后两个时间内的总位移大小为,空气阻力恒定,则为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】物体上升过程受恒定重力和空气阻力,做加速度大小为的匀减速直线运动,到最高点速度为0,可逆向等效为初速度为0、加速度为的匀加速直线运动,总运动时间为
原运动第一个的位移对应逆向匀加速的第6个的位移。初速度为0的匀加速直线运动,连续相等时间内位移比为,因此第6个的位移为,为比例系数,即
原运动最后两个的总位移对应逆向匀加速前2个的总位移,为,即
因此
故选A。
3. 潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域,浮力顿减,称之为掉深。如图甲所示,某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。t=0时,该潜艇掉深,随后采取措施成功脱险,在0~30s时间内潜艇竖直方向的v-t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。不计水的粘滞阻力,则( )
A. 潜艇在掉深时的加速度为1m/s2
B. t=30s时潜艇回到初始高度
C. 潜艇竖直向下的最大位移为100m
D. 潜艇在10~30s时间内处于超重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.潜艇在“掉深”时向下加速,则由图像可知加速度为
故A错误;
B.在30s内先向下加速后向下减速,则潜艇向下到达最大深度,故B错误;
C.由图像可知潜艇竖直向下的最大位移为
故C错误;
D.由图可知,潜艇在10~30s时间内向下减速,加速度向上,则处于超重状态,故D正确。
故选D。
4. 打印机在正常工作的情况下,进纸系统每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示,若图中有10张相同的纸,每张纸的质量为,搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为,工作时搓纸轮对第1张纸压力大小为。打印机正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 第2张纸与第3张纸之间的摩擦力为滑动摩擦力
B. 第5张纸与第6张纸之间的摩擦力大小为
C. 第10张纸与摩擦片之间的摩擦力大小为
D. 若,只要够大,则进纸系统仍能正常进纸
【答案】B
【解析】
【详解】正常工作条件下,只有最上面的第1张纸被搓纸轮带向右运动,第2~10张纸保持静止。第1张纸相对第2张纸发生滑动,二者之间为滑动摩擦力,其大小为
该摩擦力作为驱动力传入静止的纸堆。因第2~9张纸各自平衡(左右两侧摩擦力等大反向),此力沿纸堆逐层传递,故任意相邻静止纸张之间、以及第10张纸与底部摩擦片之间的静摩擦力大小均为
第i张纸与第i+1张纸之间能提供的最大静摩擦力为
要使第1张纸能被单独搓出,搓纸轮对第1张纸的驱动力必须大于第1、2张纸之间的阻力,即
可得
A.第2张纸与第3张纸均静止,二者之间无相对滑动,为静摩擦力而非滑动摩擦力,故A错误;
BC.结合前面分析可知,第5张纸与第6张纸之间的静摩擦力大小、第10张纸与摩擦片之间的静摩擦力大小均等于传递的驱动力,为,故B正确,C错误;
D.由条件,若,则,增大F只会使左边更小,打印机正常工作时条件不成立,进纸系统不能正常工作,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,甲、乙两光滑小球(均可视为质点)用铰链与刚性轻直杆连接,乙球处于光滑水平地面上,甲球套在光滑的竖直杆上,初始时轻杆竖直,杆长为5 m。无初速度释放,使得乙球沿水平地面向右滑动,当乙球距离起点时,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球的速度大小之比为3∶5
B. 甲、乙两球的速度大小之比为4∶3
C. 甲球即将落地时,乙球的速度为零
D. 甲球落至地面过程中,乙球速度一直增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.刚性轻杆连接的两球,沿杆方向的分速度大小相等。当乙距离起点3m时,由勾股定理得甲的竖直高度为
杆与水平方向的夹角为,将甲的竖直速度、乙的水平速度分别向杆的方向投影,可得沿杆分速度满足
整理可得,故AB错误;
CD.当甲球即将落地时,即,此时甲球的速度达到最大,而乙球的速度为零。初始时乙球速度为0,速度应是先增大后减小的,故C正确,D错误。
故选C。
6. 如图所示,一根不可伸长的轻绳固定在天花板上的点,另一端拴着一质量为的小球,上表面光滑的挡板一端用铰链固定在水平地面上的点。用手托住挡板让系统处于静止状态,此时轻绳与竖直方向的夹角为,挡板与水平地面的夹角为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 轻绳的拉力大小为
B. 剪断轻绳的瞬间,挡板对小球的弹力大小不变
C. 释放挡板的瞬间,小球的加速度大小为
D. 剪断轻绳的瞬间,小球的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球静止时,轻绳拉力与挡板弹力的方向关于竖直方向对称。设轻绳拉力和挡板弹力大小分别为和,由水平方向平衡可知二者大小相等,由竖直方向平衡得
解得,故A错误;
BD.剪断轻绳时,挡板仍保持原位置。沿垂直挡板方向由牛顿第二定律得
解得,与初态弹力比较可知,挡板弹力大小发生改变。沿挡板向下方向由牛顿第二定律得
解得,故B错误,D正确;
C.释放挡板后,挡板向下转动并与小球分离,小球仅受重力和轻绳拉力。小球初速度为零,沿轻绳方向的加速度为零,沿垂直轻绳方向由牛顿第二定律得
解得,故C错误。
故选D。
7. 如图所示,倾角为的传送带以恒定的速率逆时针转动,将一可视为质点的工件轻放在传送带上端,经时间从下端以速率滑出且,传送带上留下了一段长度为的划痕。现清除划痕,将传送带逆时针匀速转动的速率增大为,再次将该工件轻放在传送带上端,经时间从下端以速率滑出,传送带上留下的划痕长度为。已知工件与传送带间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 一定大于 B. 可能等于
C. 一定小于 D. 可能小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.工件滑出时的速度,说明共速后仍加速下滑,则有
解得,故A错误;
B.传送带的速度为时,工件的图像如图1,先加速,共速后加速度;传送带的速度为时,工件的图像如图2一直匀加速,或者如图3先匀加速到后再做加速度较小的加速运动直到滑出,因工件的位移一定,即两次图线与时间轴夹的面积相等,则一定有,故B错误;
C.工件的速度达到前,工件两次在传送带上运动的位移大小相等、时间相等,当传送带以速度运动时,若工件一直匀加速运动,剩下的一段位移
当传送带以速度运动时,剩下的一段位移
由于,所以,故C错误;
D.划痕长度为工件与传送带的相对位移,传送带的速度为时,若工件一直匀加速运动恰好达到到达低端滑出,则划痕长度等于传送带的长度,传送带的速度为时,工件速度小于时,划痕在工件前方,划痕一定小于传送带的长度,工件速度大于时,划痕在工件后方,出现覆盖,若较小,则后一段划痕较长会将前一段全部覆盖,为
可知可能大于、小于、等于,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示是工人把货物运送到房屋顶端的场景简化图,绳子跨过定滑轮拉动货物A,沿倾角为的玻璃棚缓慢向上移动,忽略货物所受摩擦阻力,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 货物对玻璃棚的压力变小 B. 货物对玻璃棚的压力不变
C. 绳子的拉力先减小后增大 D. 绳子的拉力变大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.以货物A为研究对象,货物缓慢向上移动,处于动态平衡状态,合力为零,设绳子和玻璃棚的夹角为,对A进行受力分析,在沿斜面方向有,垂直斜面方向有
则有绳子的拉力
根据牛顿第三定律又有货物对玻璃棚的压力
随着货物沿斜面缓慢向上移动,绳子与玻璃棚的夹角增大,的值增大,则货物对玻璃棚的压力变小,故A正确,B错误;
CD.由AB选项,绳子的拉力
随着货物沿斜面缓慢向上移动,绳子与玻璃棚的夹角增大,的值减小,则绳子的拉力变大,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 如图所示的足球场上,甲球员以的速度将足球踢向乙球员。踢出球后,甲球员立即以的加速度追赶足球,速度达到后保持该速度匀速前进。在甲球员踢出球的瞬间,在前方50 m处的乙球员,以的速度匀速向足球方向跑动。已知足球向前滚动的过程可视为匀减速直线运动,加速度大小为,忽略人的反应时间,且甲、乙球员和足球始终在同一直线上运动。下列说法正确的是( )
A. 在减速运动过程中,足球的惯性逐渐减小
B. 足球被踢出后,与甲球员之间的最远距离为18 m
C. 如果不考虑乙球员的干扰,甲球员在踢出球后经过可以追上足球
D. 足球被踢出后,乙一定比甲先追上足球
【答案】BD
【解析】
【详解】A.惯性只与物体的质量有关与速度无关,足球的惯性不变,故A错误;
B.当足球与甲球员速度相等时,距离最远,设经时间t两者速度相等,有
最大距离为
代入数据解得t=3s,,故B正确;
C.设甲球员经过追上足球
解得
足球减速的时间为
说明甲追上足球时足球早就停下了,故上述解不合理,甲追上足球的时间为,故C错误;
D.乙追上足球有
解得,乙一定比甲先追上足球,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,A为L形框架,滑轮1固定在A上方,滑轮2、3固定在竖直墙面上,滑轮1和滑轮2处于同一水平线上,滑轮2和滑轮3处于同一竖直线上。物体B被一根细线通过三个定滑轮与L形框架A相连,连线始终处于竖直或者水平。初始状态系统静止,物体B距离A底板上表面为d,已知A的质量为3m,B的质量为m,当地重力加速度为g,所有接触面均光滑,不计定滑轮的质量。从物体B下落到恰与A底板上表面接触的过程中,则( )
A. B的竖直位移是A的水平位移的2倍 B. 物体B下落的时间为
C. 物体B的最大动能为 D. 物体A的最大动能为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设 A 水平向右位移为x,A与滑轮3之间的距离减小x,滑轮 1 与滑轮 2之间的距离也减小x,因总绳长不变,B 向下落的位移,即 B 竖直位移是 A 水平位移的 2 倍,故A正确;
B.由A项的分析可知:速度关系;B 水平方向和 A 一起运动,。 加速度关系
对A受力分析,根据牛顿第二定律
对 B受力分析,水平方向:根据牛顿第二定律
对B受力分析,竖直方向
联立可得,
B物体竖直方向,位移,解得,故B错误;
CD.B到达底板时速度最大,动能最大。
B 的合速度:
所以B物体的动能
A物体的最大动能,故C正确,D错误。
故选 AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图甲所示,把铜片和锌片相隔约1 cm,较深地插入一个梨中,制成一个水果电池,铜片是电池的正极,锌片是负极。该水果电池电动势较低(约1 V),内阻约几百欧姆。某实验小组利用以下器材测量该电池的电动势和内阻。
电压表V:量程1.5 V,内阻约9 kΩ
电阻箱R:阻值范围0~9999 Ω
开关、导线若干
(1)按图乙中的电路连接好实物电路,将电阻箱调到阻值最大,闭合开关。改变电阻箱的阻值,记录相应的电阻箱阻值R和电压表示数U。图丙是某次测量时的电压表指针位置,其读数为U=________V;
(2)利用(1)中测得的7组R和U的数据,作出图像如图丁所示,由图像可以求出水果电池的电动势E=________V和内阻r=________Ω。(结果均保留2位有效数字)
(3)考虑电压表的内阻影响,用这种方法测量得出的电动势E与真实值相比较,测量值E________(选填“偏大”“相等”或“偏小”)
【答案】(1)0.80
(2) ①. ②.
(3)偏小
【解析】
【小问1详解】
电压量程为1.5V,最小刻度为0.05V,则示数为0.80V。
【小问2详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律
可得
由图像可知,
解得,
【小问3详解】
若考虑电压表内阻影响,则表达式为
可得
则
而
可知
12. 在“探究一定质量下小车加速度与力关系的实验”中,小川同学按照图甲所示实验装置安装好实验器材。实验中,可以通过增加或减少钩码来改变细线拉力的大小,利用弹簧测力计可以测量拉力的大小。
(1)实验中正确的操作是_________(填正确答案标号);
A. 实验前需要将带滑轮的长木板左端适当垫高,以补偿阻力
B. 若钩码质量标注不清,实验需要用天平测出钩码的质量
C. 为减小系统误差,实验中一定要保证钩码的质量远小于小车的质量
D. 实验时小车应靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车
(2)小川按(1)中正确操作平衡摩擦力后,某次实验中让小车做匀加速运动,打出一条纸带,他选取了连续的几个点,依次标记为A、B、C、D、E、F、G,如图乙所示,D点周围有一块脏污,看不清楚,于是他只测量了四段间距,测得,,,,已知打点计时器的频率为,为了尽可能减小实验误差,则此次实验小车的加速度的表达式为_________(用、、、以及表示);
(3)小川同学根据实验数据作出了小车的加速度与弹簧测力计示数的关系图像如图丙所示。该直线不过坐标原点的原因是平衡摩擦力_________(填“过度”或“不足”);若直线斜率为,则小车的质量_________。
(4)后续实验中,小川同学发现弹簧测力计损坏无法读数,因此改变实验方案:他在小车上放上适量钩码,每增加一个悬挂的钩码,小车上同时减少钩码个数,每个钩码的质量均为;实验中测量小车的加速度,记录悬挂的钩码个数,重复该实验多次。要使绘制的图像为线性的,当悬挂钩码质量增加时,小车上钩码质量应减少_________(用题中字母表示)。
【答案】(1)AD (2)
(3) ①. 过度 ②.
(4)
【解析】
【小问1详解】
本实验用弹簧测力计直接测量细线的拉力,因此不需要通过钩码重力近似拉力,也就不必测钩码质量、也不必满足钩码质量远小于小车质量。
A.实验前将长木板远离滑轮一端适当垫高,以补偿(平衡)阻力,故A正确;
B.弹簧测力计已直接测出拉力,无需用天平测钩码质量,故B错误;
C.拉力已被弹簧测力计直接测量,不需保证钩码质量远小于小车质量,故C错误;
D.小车应靠近打点计时器,先接通电源、再释放小车,以充分利用纸带,故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
相邻计数点的时间间隔
采用逐差法,取相隔四段的位移差(利用相隔四段、间隔4T的两段位移差等于),
为充分利用数据、减小偶然误差,取两式平均
代入求得
【小问3详解】
[1]图丙中图像在a轴有正截距,说明时小车已有加速度,这是平衡摩擦力过度造成的
[2]设时,小车加速度为,以小车为研究对象,由牛顿第二定律得
整理得
图像斜率
求得
【小问4详解】
设小车(含车上钩码)的质量为,悬挂钩码总质量为,细线拉力为T。对小车和悬挂钩码分别列牛顿第二定律方程
对悬挂钩码有
两式相加得
要使a与悬挂钩码个数x成线性关系,应使分母中的总质量保持不变。因此每增加一个质量为的悬挂钩码,小车上钩码质量应减少。
13. 血压测量是日常体检的重要项目,传统水银血压计的核心部件为橡胶充气袖带,通过向袖带内充入空气,改变内部封闭气体的压强,挤压动脉血管,配合听诊器可以读取收缩压与舒张压。袖带由弹性橡胶材料制成,导热性能良好,正常使用时内部气体温度与环境室温保持一致,气体可视为理想气体。
(1)已知袖带腔内气体的体积为,密度为,摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,试求袖带腔内气体的分子个数及分子间的平均距离;
(2)袖带腔内原有气体体积为,压强等于大气压,某次测量时袖带腔内气体体积变为,压强为,求此次测量过程中充入气体的质量与袖带腔内原有气体质量的比值。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
由密度定义,袖带内气体的质量为
由物质的量定义,气体的物质的量为
由阿伏加德罗常数的含义,气体分子总数为
把每个分子平均占据的空间近似为边长为的立方体,则平均每个分子占据的体积满足
因此分子间的平均距离为
【小问2详解】
初态和末态温度相同,气体的摩尔质量不变。由理想气体状态方程,初态满足
末态为原有气体和充入气体的总和,满足
题给压强、体积关系为和
两式相除得
同种气体摩尔质量相同,质量比等于物质的量之比,因此
充入气体的质量为
所以
14. 如图所示,倾角α = 37°的斜面固定在水平地面上。质量分别为m1 = 2.6 kg、m2 = 1.4 kg的物块A、B置于斜面上,B的上表面水平,物块A、B之间用跨过光滑定滑轮(滑轮固定在竖直固定杆上)的轻质细线连接,物块A、B与左侧滑轮间的两段细线均保持水平。物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上,A与C之间用跨过光滑定滑轮的轻质细线连接,滑轮左侧的细线与斜面平行,滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角β = 53°。当物块C的质量m3 = 0.6 kg时,A恰好相对于B静止且A与左侧滑轮间的细线绷直但无弹力。已知物块B与斜面间的动摩擦因数μ2 = 0.5,各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8。
(1)求物块A、B间的动摩擦因数μ1;
(2)求物块B对斜面的摩擦力大小f和方向;
(3)为确保A、B、C均静止,求物块C的质量m的取值范围。
【答案】(1)0.4 (2)14 N,方向平行于斜面向下
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物块C受力分析,竖直方向上有
对物块A受力分析,水平方向上有
竖直方向上有
其中
联立,代入相关已知数据解得
【小问2详解】
对物块A、B构成的整体受力分析,由于
斜面对物块B的摩擦力沿斜面向上,平行于斜面方向上有
根据牛顿第三定律可知,物块B对斜面的摩擦力大小
解得
方向平行于斜面向下。
【小问3详解】
设物块C的质量为m4时,物块A、B构成的整体恰好不下滑,对物块C有
对物块A、B构成的整体,垂直于斜面方向上有
平行于斜面方向上有
解得
即物块C的质量应满足
设物块C的质量为m5时,物块A、B恰好要被拉动,此时连接物块A、B的细线上的拉力大小为T,对物块C有
对物块A受力分析,有
对物块A、B构成的系统,平行于斜面方向上有
垂直于斜面方向上有
解得
,,
即物块C的质量应满足
因此物块C的质量m的取值范围为
15. 如图,木板A质量M=2kg,长度L=1m,放在倾角θ=30°的光滑斜面上。质量m=1kg的物块B(可视为质点)叠放在长木板A的最上端,A、B之间的动摩擦因数。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2。
(1)若给B一沿斜面向下的初速度,同时静止释放A,求释放瞬间A、B的加速度。
(2)若让A、B整体由木板下端距离挡板d1处静止释放,A撞击挡板时立即被锁定,之后B恰好到达挡板处,求d1;
(3)若A与斜面间的动摩擦因数,让A、B整体由木板下端距离挡板d2处静止释放,木板A与挡板发生碰撞,碰撞后以原速率沿斜面向上反弹。多次碰撞后,物块B恰好停在挡板P处,求d2。
【答案】(1)9m/s2,方向沿斜面向下,3m/s2,方向沿斜面向上
(2)0.6m (3)
【解析】
【小问1详解】
A、B间的滑动摩擦力
对B进行受力分析,由牛顿第二定律可得
解得
方向沿斜面向上,对A进行受力分析,由牛顿第二定律可得
解得
方向沿斜面向下;
【小问2详解】
沿斜面向下为正方向,对整体,由牛顿第二定律可得
代入数据解得
设A下端碰挡板前瞬间的速度大小为v0,由匀变速直线运动速度与位移的关系得
A碰挡板停止后,B向下滑动,所受滑动摩擦力向上,则之后B的加速度
B恰好滑到挡板P处时速度减为零,由匀变速直线运动速度与位移的关系得
联立可得
【小问3详解】
开始AB一起向下加速,加速度为
设A第一次碰挡板的速度大小为v1,由运动规律得
碰撞瞬间,A速度反向且大小不变,B速度不变,A向上滑动阶段,对A受力分析,根据牛顿第二定律可得
沿斜面向下,A向下滑动阶段,对A受力分析,根据牛顿第二定律可得
沿斜面向下,对B,加速度大小为
沿斜面向上,设A上滑时间为t1,则
设A上滑距离为xA1,则
A上升到最高点时B的速度
设再经过t2,AB共速,则
解得,
此阶段设A下滑距离为xA2,则
之后AB一起向下加速,加速度为
则A第二次碰撞挡板前瞬间,有
解得
A第一次反弹到第二次碰撞前B相对于A下滑的距离为
同理,A第二次反弹到第三次碰撞前B相对于A下滑的距离
则由递推关系可得多次碰撞后,B相对于A下滑的总距离
依题
解得
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树德中学2024级高三上学期9月阶段性测试物理试题
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
一、单项选择题:本题共7小题,每题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 带有振动马达的浮标漂浮于水面,在竖直方向做简谐运动并激发向四周传播的水波,离浮标不远处的小树叶随水波振动。则( )
A. 水面上的树叶将远离浮标运动
B. 树叶振动的周期小于浮标振动的周期
C. 若浮标振动频率增大,则水波的波速变大
D. 若浮标振动频率增大,则水波波长变小
2. 质量为的物体以从地面点竖直向上抛出,至最高点。该运动过程的时间为,第一个时间内物体位移大小为,最后两个时间内的总位移大小为,空气阻力恒定,则为( )
A. B. C. D.
3. 潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域,浮力顿减,称之为掉深。如图甲所示,某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。t=0时,该潜艇掉深,随后采取措施成功脱险,在0~30s时间内潜艇竖直方向的v-t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。不计水的粘滞阻力,则( )
A. 潜艇在掉深时的加速度为1m/s2
B. t=30s时潜艇回到初始高度
C. 潜艇竖直向下的最大位移为100m
D. 潜艇在10~30s时间内处于超重状态
4. 打印机在正常工作的情况下,进纸系统每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示,若图中有10张相同的纸,每张纸的质量为,搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为,工作时搓纸轮对第1张纸压力大小为。打印机正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 第2张纸与第3张纸之间的摩擦力为滑动摩擦力
B. 第5张纸与第6张纸之间的摩擦力大小为
C. 第10张纸与摩擦片之间的摩擦力大小为
D. 若,只要够大,则进纸系统仍能正常进纸
5. 如图所示,甲、乙两光滑小球(均可视为质点)用铰链与刚性轻直杆连接,乙球处于光滑水平地面上,甲球套在光滑的竖直杆上,初始时轻杆竖直,杆长为5 m。无初速度释放,使得乙球沿水平地面向右滑动,当乙球距离起点时,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球的速度大小之比为3∶5
B. 甲、乙两球的速度大小之比为4∶3
C. 甲球即将落地时,乙球的速度为零
D. 甲球落至地面过程中,乙球速度一直增大
6. 如图所示,一根不可伸长的轻绳固定在天花板上的点,另一端拴着一质量为的小球,上表面光滑的挡板一端用铰链固定在水平地面上的点。用手托住挡板让系统处于静止状态,此时轻绳与竖直方向的夹角为,挡板与水平地面的夹角为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 轻绳的拉力大小为
B. 剪断轻绳的瞬间,挡板对小球的弹力大小不变
C. 释放挡板的瞬间,小球的加速度大小为
D. 剪断轻绳的瞬间,小球的加速度大小为
7. 如图所示,倾角为的传送带以恒定的速率逆时针转动,将一可视为质点的工件轻放在传送带上端,经时间从下端以速率滑出且,传送带上留下了一段长度为的划痕。现清除划痕,将传送带逆时针匀速转动的速率增大为,再次将该工件轻放在传送带上端,经时间从下端以速率滑出,传送带上留下的划痕长度为。已知工件与传送带间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 一定大于 B. 可能等于
C. 一定小于 D. 可能小于
二、多项选择题:本题共3小题,每题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示是工人把货物运送到房屋顶端的场景简化图,绳子跨过定滑轮拉动货物A,沿倾角为的玻璃棚缓慢向上移动,忽略货物所受摩擦阻力,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 货物对玻璃棚的压力变小 B. 货物对玻璃棚的压力不变
C. 绳子的拉力先减小后增大 D. 绳子的拉力变大
9. 如图所示的足球场上,甲球员以的速度将足球踢向乙球员。踢出球后,甲球员立即以的加速度追赶足球,速度达到后保持该速度匀速前进。在甲球员踢出球的瞬间,在前方50 m处的乙球员,以的速度匀速向足球方向跑动。已知足球向前滚动的过程可视为匀减速直线运动,加速度大小为,忽略人的反应时间,且甲、乙球员和足球始终在同一直线上运动。下列说法正确的是( )
A. 在减速运动过程中,足球的惯性逐渐减小
B. 足球被踢出后,与甲球员之间的最远距离为18 m
C. 如果不考虑乙球员的干扰,甲球员在踢出球后经过可以追上足球
D. 足球被踢出后,乙一定比甲先追上足球
10. 如图所示,A为L形框架,滑轮1固定在A上方,滑轮2、3固定在竖直墙面上,滑轮1和滑轮2处于同一水平线上,滑轮2和滑轮3处于同一竖直线上。物体B被一根细线通过三个定滑轮与L形框架A相连,连线始终处于竖直或者水平。初始状态系统静止,物体B距离A底板上表面为d,已知A的质量为3m,B的质量为m,当地重力加速度为g,所有接触面均光滑,不计定滑轮的质量。从物体B下落到恰与A底板上表面接触的过程中,则( )
A. B的竖直位移是A的水平位移的2倍 B. 物体B下落的时间为
C. 物体B的最大动能为 D. 物体A的最大动能为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图甲所示,把铜片和锌片相隔约1 cm,较深地插入一个梨中,制成一个水果电池,铜片是电池的正极,锌片是负极。该水果电池电动势较低(约1 V),内阻约几百欧姆。某实验小组利用以下器材测量该电池的电动势和内阻。
电压表V:量程1.5 V,内阻约9 kΩ
电阻箱R:阻值范围0~9999 Ω
开关、导线若干
(1)按图乙中的电路连接好实物电路,将电阻箱调到阻值最大,闭合开关。改变电阻箱的阻值,记录相应的电阻箱阻值R和电压表示数U。图丙是某次测量时的电压表指针位置,其读数为U=________V;
(2)利用(1)中测得的7组R和U的数据,作出图像如图丁所示,由图像可以求出水果电池的电动势E=________V和内阻r=________Ω。(结果均保留2位有效数字)
(3)考虑电压表的内阻影响,用这种方法测量得出的电动势E与真实值相比较,测量值E________(选填“偏大”“相等”或“偏小”)
12. 在“探究一定质量下小车加速度与力关系的实验”中,小川同学按照图甲所示实验装置安装好实验器材。实验中,可以通过增加或减少钩码来改变细线拉力的大小,利用弹簧测力计可以测量拉力的大小。
(1)实验中正确的操作是_________(填正确答案标号);
A. 实验前需要将带滑轮的长木板左端适当垫高,以补偿阻力
B. 若钩码质量标注不清,实验需要用天平测出钩码的质量
C. 为减小系统误差,实验中一定要保证钩码的质量远小于小车的质量
D. 实验时小车应靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车
(2)小川按(1)中正确操作平衡摩擦力后,某次实验中让小车做匀加速运动,打出一条纸带,他选取了连续的几个点,依次标记为A、B、C、D、E、F、G,如图乙所示,D点周围有一块脏污,看不清楚,于是他只测量了四段间距,测得,,,,已知打点计时器的频率为,为了尽可能减小实验误差,则此次实验小车的加速度的表达式为_________(用、、、以及表示);
(3)小川同学根据实验数据作出了小车的加速度与弹簧测力计示数的关系图像如图丙所示。该直线不过坐标原点的原因是平衡摩擦力_________(填“过度”或“不足”);若直线斜率为,则小车的质量_________。
(4)后续实验中,小川同学发现弹簧测力计损坏无法读数,因此改变实验方案:他在小车上放上适量钩码,每增加一个悬挂的钩码,小车上同时减少钩码个数,每个钩码的质量均为;实验中测量小车的加速度,记录悬挂的钩码个数,重复该实验多次。要使绘制的图像为线性的,当悬挂钩码质量增加时,小车上钩码质量应减少_________(用题中字母表示)。
13. 血压测量是日常体检的重要项目,传统水银血压计的核心部件为橡胶充气袖带,通过向袖带内充入空气,改变内部封闭气体的压强,挤压动脉血管,配合听诊器可以读取收缩压与舒张压。袖带由弹性橡胶材料制成,导热性能良好,正常使用时内部气体温度与环境室温保持一致,气体可视为理想气体。
(1)已知袖带腔内气体的体积为,密度为,摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,试求袖带腔内气体的分子个数及分子间的平均距离;
(2)袖带腔内原有气体体积为,压强等于大气压,某次测量时袖带腔内气体体积变为,压强为,求此次测量过程中充入气体的质量与袖带腔内原有气体质量的比值。
14. 如图所示,倾角α = 37°的斜面固定在水平地面上。质量分别为m1 = 2.6 kg、m2 = 1.4 kg的物块A、B置于斜面上,B的上表面水平,物块A、B之间用跨过光滑定滑轮(滑轮固定在竖直固定杆上)的轻质细线连接,物块A、B与左侧滑轮间的两段细线均保持水平。物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上,A与C之间用跨过光滑定滑轮的轻质细线连接,滑轮左侧的细线与斜面平行,滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角β = 53°。当物块C的质量m3 = 0.6 kg时,A恰好相对于B静止且A与左侧滑轮间的细线绷直但无弹力。已知物块B与斜面间的动摩擦因数μ2 = 0.5,各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8。
(1)求物块A、B间的动摩擦因数μ1;
(2)求物块B对斜面的摩擦力大小f和方向;
(3)为确保A、B、C均静止,求物块C的质量m的取值范围。
15. 如图,木板A质量M=2kg,长度L=1m,放在倾角θ=30°的光滑斜面上。质量m=1kg的物块B(可视为质点)叠放在长木板A的最上端,A、B之间的动摩擦因数。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2。
(1)若给B一沿斜面向下的初速度,同时静止释放A,求释放瞬间A、B的加速度。
(2)若让A、B整体由木板下端距离挡板d1处静止释放,A撞击挡板时立即被锁定,之后B恰好到达挡板处,求d1;
(3)若A与斜面间的动摩擦因数,让A、B整体由木板下端距离挡板d2处静止释放,木板A与挡板发生碰撞,碰撞后以原速率沿斜面向上反弹。多次碰撞后,物块B恰好停在挡板P处,求d2。
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