内容正文:
高三上学期第一次学情检测模拟试题20260923
高三 物理
班级__________姓名__________考号__________
(考试时间:75分钟;全卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的考号、姓名、班级填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于下列四幅图的叙述正确的是( )
A. 图甲中,公路上对各类汽车都有限速,是因为汽车速度越大惯性越大
B. 图乙中,顾客乘有台阶的自动扶梯经过先加速再匀速的两个阶段始终受摩擦力的作用
C. 图丙中,伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律,是为了“冲淡”重力,便于测量运动时间
D. 图丁中,伽利略利用“斜面实验”装置,结合逻辑推理,来验证力是维持物体运动的原因
2. 某同学站在力的传感器上连续完成多次下蹲起立。某时刻作为计时起点,传感器与计算机连接,经计算机处理后得到力的传感器示数随时间变化的情况,如图所示。已知重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 完成了一次起立过程
B. 该同学向下的最大加速度约为
C. 该同学向上的最大加速度约为
D. 该同学向上速度达到最大
3. 甲、乙同时从A处由静止出发,沿直线AB运动,甲先以加速度a1做匀加速运动,经一段时间后,改以加速度a2做匀加速运动,到达B的速度为v0,乙一直以加速度a做匀加速运动,到达B的速度也为v0。已知a1>a,则( )
A. a2=a B. 从A到B,甲、乙平均速度相等
C. 经过AB间任一点时甲的速度一定大于乙的速度 D. 经过AB间某一点时,甲的速度可能小于乙的速度
4. 如图所示,一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0、加速度a沿中线匀减速滑向另一端,经过1s从另一端滑落。下列v0、a值可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图,AOB为夹角固定的V形槽,开始时槽板OB位于竖直平面内,光滑小球静置槽中。槽板OA 受到的压力为NA,槽板OB 受到的压力为NB。在 V 形槽沿顺时针方向缓慢旋转至OB 水平的过程中( )
A. NA逐渐减小,NB逐渐增大
B. NA先增大后减小,NB逐渐增大
C. NA逐渐减小,NB先增大后减小
D. NA先增大后减小,NB先增大后减小
6. 旋转秋千游戏是小朋友们爱玩的项目,其简化图如图所示,旋转秋千绕竖直轴在水平面内匀速转动,其中两位质量相等的游客甲、乙分别坐在离竖直轴距离为和的相同飞椅上随着转盘一起转动,经过一段时间后达到稳定状态,此时游客甲、乙与竖直方向的夹角分别为、,若游客和飞椅可看成质点,不计吊链和飞椅的重力及一切阻力,悬挂飞椅的吊链长度相等,两吊链悬挂点高度相等,则( )
A. 甲、乙线速度大小相同 B. 甲、乙所受向心力大小相同
C. 甲、乙的向心加速度大小之比一定为2:1 D. 一定小于
7. 如图所示,一劲度系数为400N/m的轻质弹簧一端固定,另一端连接一质量为2kg的小物块,O点为弹簧原长时物块的位置,物块与地面间的动摩擦因数为0.2。现将物块拉至A点并由静止释放,全过程弹簧形变均在弹性限度内,已知OA=6cm,g取10m/s2,则( )
A. 物块第二次经过O点时的速度大小为0.3m/s
B. 物块第二次经过O点时的速度大小为0.5m/s
C. 全程物块通过的路程为0.16m
D. 物块最后恰好停在O点
二、多项选择题:本题共3小题,每小题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. 如图为某居民小区门口的门禁卡识别装置,居民进入该小区时,需要将门禁卡放在该装置的斜面感应区上,门禁系统就可以识别居民的信息。若门禁卡始终静止在斜面感应区上,下列说法正确的有( )
A. 门禁卡对斜面感应区的压力是由于门禁卡发生形变产生的
B. 斜面感应区对门禁卡的支持力与门禁卡对斜面感应区的压力是一对平衡力
C. 若斜面感应区与水平面的夹角略微增大,则门禁卡受到的支持力减小
D. 若斜面感应区与水平面的夹角略微减小,则门禁卡受到的摩擦力增大
9. 甲,乙两车在平直公路上沿同一方向行驶,其图像如图所示,在时刻,乙车在甲车前方处,在时间内甲车的位移为。下列判断正确的是( )
A. 若甲、乙在时刻相遇,则
B. 若甲、乙在时刻相遇,则下次相遇时刻为
C. 若,则甲、乙一定相遇两次
D. 若,则甲、乙一定只相遇一次
10. 水平固定放置的光滑圆筒横截面如图所示,圆心为O,两个可视为质点的小球a、b固定在质量不计的轻杆两端,开始时系统处于静止状态,aO、bO与水平面方向的夹角分别为37°和53°。现对小球a施加始终沿圆切线方向的推力F,使小球a、b在圆筒内缓慢移动,直到小球b到达与圆心O等高处,已知cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A. a、b质量之比为3∶4
B. 对a施力前,圆筒对a、b的支持力大小之比为1∶4
C. b到达与圆心O等高处时,F的大小等于b的重力
D. 移动过程中,轻杆上的弹力逐渐增加,圆筒对b的支持力先增加再减小
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 用如图1所示的装置来测量滑块下滑的加速度,光电门甲、乙分别安装在倾斜木板上点和点,用刻度尺测出、两点间的距离为,用螺旋测微器测出滑块上遮光条的宽度,然后让滑块从点由静止滑下,遮光条经过光电门甲、乙的运动时间分别为、,然后改变滑块释放的位置,多测几组、的相应值,实验结束后作出的关系图像如图3所示,回答下列问题。
(1)木板上方的细线______与木板平行,木板______(两空均选填“一定”或“不一定”)光滑。
(2)用螺旋测微器测出遮光条的宽度如图2所示,则______。
(3)图3中倾斜直线的斜率为______。
(4)若图3中图线的纵截距为,则滑块的加速度______(用含、、的式子来表示)。
12. 某学习小组利用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。一竖直木板上固定白纸,白纸上附有角度刻度线。弹簧测力计a和b连接细线系于O点,其下端用细线挂一重物Q,使结点O静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数,并在白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)图中弹簧测力计a的示数为________N。
(2)关于实验下列说法正确的是( )
A. 应测量重物Q所受的重力
B. 弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力就是重物Q的重力
C. 连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长,但三根细线应与木板平行
D. 改变拉力,进行多次实验,每次都要使OB水平
(3)弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动,且保持两弹簧测力计间的夹角不变,直到弹簧测力计a方向水平为止,此过程中弹簧测力计a的示数会_______、弹簧测力计b的示数会_________。(填“变大”、“不变”、“变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)
13. 如图所示,为竖直光滑圆弧轨道的直径,其半径,端切线水平。水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点,为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道对应的圆心角。一质量为的小球(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道,并从点飞出,取,,。
(1)若小球恰好能从点飞出,求小球落地点与点的水平距离;
(2)若小球从点飞出,经过点恰好沿切线进入圆弧轨道,求小球在点对圆弧轨道的压力大小;
(3)若小球从点飞出,经过点恰好沿切线进入圆弧轨道,求小球在点受到的支持力的大小。
14. 如图所示,质量M=3 kg的木块套在水平固定杆上,并用轻绳与质量m=1 kg的小球相连。今用与水平方向成53°角的力F=25 N拉着球并带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对静止,取g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)轻绳对小球m的拉力大小;
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ;
(3)若拉力F的大小和方向可以调节,为保持木块M匀速向右滑行,F的最小值是多少?
15. 如图是利用传送带装运煤块的示意图。其中固定斜面的倾角,底端由一小段光滑圆弧与水平传送带平滑连接,黑色煤块(视为质点)质量,从斜面上高处由静止滑下,煤块在斜面上受到摩擦力的大小为,煤块与斜面间的动摩擦因数为(未知)、与传送带间的动摩擦因数为,长度为的传送带以速度顺时针匀速转动,煤块在传送带上会留下黑色划痕。重力加速度。求:
(1)煤块与斜面间的动摩擦因数
(2)煤块刚滑到斜面底端时的速度大小;
(3)煤块在传送带上留下黑色划痕的长度;
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高三上学期第一次学情检测模拟试题20260923
高三 物理
班级__________姓名__________考号__________
(考试时间:75分钟;全卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的考号、姓名、班级填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于下列四幅图的叙述正确的是( )
A. 图甲中,公路上对各类汽车都有限速,是因为汽车速度越大惯性越大
B. 图乙中,顾客乘有台阶的自动扶梯经过先加速再匀速的两个阶段始终受摩擦力的作用
C. 图丙中,伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律,是为了“冲淡”重力,便于测量运动时间
D. 图丁中,伽利略利用“斜面实验”装置,结合逻辑推理,来验证力是维持物体运动的原因
【答案】C
【解析】
【详解】A.质量是惯性大小的唯一量度,速度与惯性大小无关,故A错误;
B.顾客乘有台阶的自动扶梯,在加速过程,受摩擦力作用,在匀速过程,不受摩擦力的作用,故B错误;
C.伽利略的“斜面实验”是为了“冲淡”重力,便于测量运动时间,故C正确;
D.伽利略利用“斜面实验”装置,结合逻辑推理,说明力是改变物体运动的原因,故D错误。
故选C。
2. 某同学站在力的传感器上连续完成多次下蹲起立。某时刻作为计时起点,传感器与计算机连接,经计算机处理后得到力的传感器示数随时间变化的情况,如图所示。已知重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 完成了一次起立过程
B. 该同学向下的最大加速度约为
C. 该同学向上的最大加速度约为
D. 该同学向上速度达到最大
【答案】B
【解析】
【详解】初始阶段人静止在传感器上,示数等于重力,即,因此人的质量。
A.下蹲过程是先失重(支持力小于重力,向下加速)、后超重(支持力大于重力,向下减速);起立过程是先超重(支持力大于重力,向上加速)、后失重(支持力小于重力,向上减速)。先出现失重再出现超重,完成的是一次下蹲过程,并非起立,故A错误;
B.向下加速度最大对应失重最显著、支持力最小的时刻,图中最小支持力约为。根据牛顿第二定律
代入数据得 , 即向下最大加速度约为,故B正确;
C.向上加速度最大对应超重最显著、支持力最大的时刻,图中最大支持力约为。根据牛顿第二定律
代入数据得 ,远小于,故C错误;
D.时支持力小于重力,加速度向下,人处于向下加速的下蹲过程,向上的速度为0,并非向上速度最大,故D错误。
故选 B。
3. 甲、乙同时从A处由静止出发,沿直线AB运动,甲先以加速度a1做匀加速运动,经一段时间后,改以加速度a2做匀加速运动,到达B的速度为v0,乙一直以加速度a做匀加速运动,到达B的速度也为v0。已知a1>a,则( )
A. a2=a B. 从A到B,甲、乙平均速度相等
C. 经过AB间任一点时甲的速度一定大于乙的速度 D. 经过AB间某一点时,甲的速度可能小于乙的速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.由匀变速直线运动公式
图像斜率为
甲前一段斜率 (因)
若,甲的图像全程在乙上方,末速度将大于,与题意矛盾,故 ,A错误;
C.对AB间任意位移
①若在甲第一段加速阶段,
即
②若在甲第二段加速阶段,结合全程末速度相等推导可得
因且,差值为正,仍有
故AB间任一点甲的速度一定大于乙,C正确;
B.AB间任一点甲的速度一定大于乙,可知甲的平均速度大于乙,B错误;
D.由C的推导可知,不存在甲速度小于乙的位置,D错误。
故选C。
4. 如图所示,一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0、加速度a沿中线匀减速滑向另一端,经过1s从另一端滑落。下列v0、a值可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设小物块滑离桌面另一端时的速度为,且满足,又依据运动学公式
可得
将小物块的匀减速运动看作反向匀加速直线运动,又得
其中为了满足
解得
故选A。
5. 如图,AOB为夹角固定的V形槽,开始时槽板OB位于竖直平面内,光滑小球静置槽中。槽板OA 受到的压力为NA,槽板OB 受到的压力为NB。在 V 形槽沿顺时针方向缓慢旋转至OB 水平的过程中( )
A. NA逐渐减小,NB逐渐增大
B. NA先增大后减小,NB逐渐增大
C. NA逐渐减小,NB先增大后减小
D. NA先增大后减小,NB先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】对球受力分析,重力、AO板支持力,BO板支持力,三力平衡,根据共点力平衡条件,三个力可以构成首位相连的矢量三角形,如图所示:
将V形槽沿顺时针方向缓慢旋转至OB水平的过程中,两个支持力的方向顺时针转动90°,等效成重力方向顺时针转动90°,故角θ不变,角α不断变小(锐角),角β不断变大(先锐角后钝角);根据正弦定理,有:解得:FAO=mg,FBO=mg,角θ不变,角α不断变小(鋭角),故FAO不断减小;角θ不变,角β不断变大(先锐角后钝角),故FBO先变大后变小,根据牛顿第三定律可知,NA不断减小,NB先变大后变小,故C正确。故选C。
6. 旋转秋千游戏是小朋友们爱玩的项目,其简化图如图所示,旋转秋千绕竖直轴在水平面内匀速转动,其中两位质量相等的游客甲、乙分别坐在离竖直轴距离为和的相同飞椅上随着转盘一起转动,经过一段时间后达到稳定状态,此时游客甲、乙与竖直方向的夹角分别为、,若游客和飞椅可看成质点,不计吊链和飞椅的重力及一切阻力,悬挂飞椅的吊链长度相等,两吊链悬挂点高度相等,则( )
A. 甲、乙线速度大小相同 B. 甲、乙所受向心力大小相同
C. 甲、乙的向心加速度大小之比一定为2:1 D. 一定小于
【答案】D
【解析】
【详解】D.设角速度为,吊链长度为,对甲,根据牛顿第二定律可得
对乙,根据牛顿第二定律可得
联立可得
即
当时,等式不成立;
当时,有,,等式不成立;
所以一定有,故D正确;
B.甲、乙的向心力大小分别为,
可知甲的向心力小于乙的向心力,故B错误;
C.甲、乙的向心加速度大小分别为,
可知甲的向心加速度小于乙的向心加速度,故C错误;
A.根据
由于角速度相等,甲的向心加速度小于乙的向心加速度,则甲的线速度小于乙的线速度,故A错误。
故选D。
7. 如图所示,一劲度系数为400N/m的轻质弹簧一端固定,另一端连接一质量为2kg的小物块,O点为弹簧原长时物块的位置,物块与地面间的动摩擦因数为0.2。现将物块拉至A点并由静止释放,全过程弹簧形变均在弹性限度内,已知OA=6cm,g取10m/s2,则( )
A. 物块第二次经过O点时的速度大小为0.3m/s
B. 物块第二次经过O点时的速度大小为0.5m/s
C. 全程物块通过的路程为0.16m
D. 物块最后恰好停在O点
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据能量守恒,设物块第一次经过O点时的速度大小为,则
解得
物块此时向左运动,设最大位移为,根据能量守恒可得
解得
物块此时向右运动,直到第二次经过O点,根据能量守恒可得
解得,物块第二次经过O点时的速度大小为,故AB错误;
CD.物块第二次经过O点后继续向右运动,设最大位移为,根据能量守恒可得
解得
由于
所以,此后物块向左运动,直到第三次经过O点,根据能量守恒可得
解得,物块第三次经过O点时的速度大小为
即物块最后恰好停在O点;全程物块通过的路程为,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题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. 如图为某居民小区门口的门禁卡识别装置,居民进入该小区时,需要将门禁卡放在该装置的斜面感应区上,门禁系统就可以识别居民的信息。若门禁卡始终静止在斜面感应区上,下列说法正确的有( )
A. 门禁卡对斜面感应区的压力是由于门禁卡发生形变产生的
B. 斜面感应区对门禁卡的支持力与门禁卡对斜面感应区的压力是一对平衡力
C. 若斜面感应区与水平面的夹角略微增大,则门禁卡受到的支持力减小
D. 若斜面感应区与水平面的夹角略微减小,则门禁卡受到的摩擦力增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.门禁卡对斜面感应区的压力是由于门禁卡发生形变而产生的,故A正确;
B.斜面感应区对门禁卡的摩擦力与门禁卡对斜面的摩擦力是一对相互作用力,故B错误;
C.对静止的门禁卡受力分析,将重力沿斜面、垂直斜面分解,可得垂直斜面方向平衡:支持力(为斜面倾角),若略微增大,减小,因此支持力减小,故C正确。
D.沿斜面方向平衡,门禁卡受到的静摩擦力,若略微减小,减小,因此摩擦力减小,故D错误。
故选AC。
9. 甲,乙两车在平直公路上沿同一方向行驶,其图像如图所示,在时刻,乙车在甲车前方处,在时间内甲车的位移为。下列判断正确的是( )
A. 若甲、乙在时刻相遇,则
B. 若甲、乙在时刻相遇,则下次相遇时刻为
C. 若,则甲、乙一定相遇两次
D. 若,则甲、乙一定只相遇一次
【答案】ABC
【解析】
【详解】AD.若甲、乙在时刻相遇,根据图像与时间轴所包围的面积表示位移可得,
解得
若甲、乙只相遇一次,则必然在时刻相遇,则,故A正确,D错误;
B.由图可知,内甲、乙的图像与时间轴所包围的面积相等,即位移相同,所以,若甲、乙在时刻相遇,则下次相遇时刻为,故B正确;
C.只要在时刻之前甲、乙相遇,甲、乙就必然相遇两次,须满足
又
联立得
若,因
则甲、乙一定相遇两次,故C正确。
故选ABC。
10. 水平固定放置的光滑圆筒横截面如图所示,圆心为O,两个可视为质点的小球a、b固定在质量不计的轻杆两端,开始时系统处于静止状态,aO、bO与水平面方向的夹角分别为37°和53°。现对小球a施加始终沿圆切线方向的推力F,使小球a、b在圆筒内缓慢移动,直到小球b到达与圆心O等高处,已知cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A. a、b质量之比为3∶4
B. 对a施力前,圆筒对a、b的支持力大小之比为1∶4
C. b到达与圆心O等高处时,F的大小等于b的重力
D. 移动过程中,轻杆上的弹力逐渐增加,圆筒对b的支持力先增加再减小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.对小球a施力前,对a、b受力分析,组成的矢量三角形如图甲所示
由正弦定理有,
杆对a、b的弹力、等大反向,可得,故A正确;
B.由正弦定理有,
由于
则有
联立可得,故B错误;
D.移动过程对b受力分析,杆对b的弹力与圆筒对b的弹力间的夹角保持不变,画出力的矢量图如图所示
可以看出移动过程先增大后减小,当方向与竖直方向成45°角时达到最大,杆对b的弹力一直增加,小球b到达与圆心O等高处时,达到最大,故D正确;
C.小球b到达与圆心O等高处时,小球a恰好位于圆筒最低点,对小球b受力分析,此时杆对b的弹力
对小球a受力分析,沿圆筒切线方向,有。故C正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 用如图1所示的装置来测量滑块下滑的加速度,光电门甲、乙分别安装在倾斜木板上点和点,用刻度尺测出、两点间的距离为,用螺旋测微器测出滑块上遮光条的宽度,然后让滑块从点由静止滑下,遮光条经过光电门甲、乙的运动时间分别为、,然后改变滑块释放的位置,多测几组、的相应值,实验结束后作出的关系图像如图3所示,回答下列问题。
(1)木板上方的细线______与木板平行,木板______(两空均选填“一定”或“不一定”)光滑。
(2)用螺旋测微器测出遮光条的宽度如图2所示,则______。
(3)图3中倾斜直线的斜率为______。
(4)若图3中图线的纵截距为,则滑块的加速度______(用含、、的式子来表示)。
【答案】(1) ①. 一定 ②. 不一定
(2)
(3)1 (4)
【解析】
【小问1详解】
[1]为了让滑块沿木板做匀变速直线运动,细线必须与木板平行,否则滑块运动过程中受力会变化,无法保持恒定加速度;
[2]本实验的原理是利用匀变速直线运动的速度位移规律求解加速度,只要滑块加速度恒定即可,不需要木板完全光滑。
【小问2详解】
螺旋测微器固定刻度读数为,可动刻度读数为,故遮光条的宽度
【小问3详解】
利用匀变速直线运动规律,遮光条通过光电门的瞬时速度可近似为平均速度,即,
对、两点由匀变速直线运动公式
代入速度表达式整理得
因此图线斜率为1。
【小问4详解】
由小问(3)分析可知,图像的纵截距为
滑块的加速度
12. 某学习小组利用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。一竖直木板上固定白纸,白纸上附有角度刻度线。弹簧测力计a和b连接细线系于O点,其下端用细线挂一重物Q,使结点O静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数,并在白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)图中弹簧测力计a的示数为________N。
(2)关于实验下列说法正确的是( )
A. 应测量重物Q所受的重力
B. 弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力就是重物Q的重力
C. 连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长,但三根细线应与木板平行
D. 改变拉力,进行多次实验,每次都要使OB水平
(3)弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动,且保持两弹簧测力计间的夹角不变,直到弹簧测力计a方向水平为止,此过程中弹簧测力计a的示数会_______、弹簧测力计b的示数会_________。(填“变大”、“不变”、“变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)
【答案】(1)5.80 (2)AC
(3) ①. 变小 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
弹簧测力计的分度值为0.1N,需要估读到0.01N,所以示数为5.80N。
【小问2详解】
A.实验中要验证的是弹簧测力计a、b对O点的拉力用平行四边形定则合成后,与重物Q对O点的拉力是否等大反向,而Q对O点的拉力与Q的重力相等,所以应测量重物Q所受的重力,故A正确;
B.弹簧测力计a、b对O点的拉力的合力与重物Q对O点的拉力是一对平衡力,重物Q对O点的拉力与重力大小相等,因此弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力不是物体的重力,故B错误;
C.连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长,但三根细线应与木板平行,以减小作图误差,故C正确;
D.改变拉力,进行多次实验,只需要保证在不超出弹簧测力计量程的前提下结点O处于静止状态即可,不需要每次都要使OB水平,故D错误。
故选AC。
【小问3详解】
[1][2]由题意,根据几何关系可知,弹簧测力计a、b对O的拉力Fa、Fb以及Q对O的拉力G组成的矢量三角形内接于圆,如图所示
由图可知,在弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动直到弹簧测力计a方向水平的过程中,弹簧测力计a的示数变小,弹簧测力计b的示数变大。
13. 如图所示,为竖直光滑圆弧轨道的直径,其半径,端切线水平。水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点,为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道对应的圆心角。一质量为的小球(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道,并从点飞出,取,,。
(1)若小球恰好能从点飞出,求小球落地点与点的水平距离;
(2)若小球从点飞出,经过点恰好沿切线进入圆弧轨道,求小球在点对圆弧轨道的压力大小;
(3)若小球从点飞出,经过点恰好沿切线进入圆弧轨道,求小球在点受到的支持力的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球恰好能从点飞出,设此时速度为,对在点的小球受力分析,只受重力,根据牛顿第二定律
又小球落地时间满足
水平位移
联立解得
【小问2详解】
将小球在处的速度分解,在竖直方向上有
在水平方向上有
联立并代入数据得
对小球在处受力分析,由牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律知,圆弧轨道受到的压力大小
【小问3详解】
小球在处速度
其受力分析如图所示
由牛顿第二定律得
解得
14. 如图所示,质量M=3 kg的木块套在水平固定杆上,并用轻绳与质量m=1 kg的小球相连。今用与水平方向成53°角的力F=25 N拉着球并带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对静止,取g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)轻绳对小球m的拉力大小;
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ;
(3)若拉力F的大小和方向可以调节,为保持木块M匀速向右滑行,F的最小值是多少?
【答案】(1)
(2)0.75 (3)24N
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析,小球匀速运动,合力为0,将力正交分解:
水平方向:
竖直方向:
又
解得:
【小问2详解】
对M、m整体受力分析,整体匀速运动,合力为0:
竖直方向:
水平方向:
又
解得
【小问3详解】
设拉力F与水平方向成角,整体匀速运动,合力为0。
水平方向:
竖直方向:
整理得:
当取最大值时,F最小。
可得
15. 如图是利用传送带装运煤块的示意图。其中固定斜面的倾角,底端由一小段光滑圆弧与水平传送带平滑连接,黑色煤块(视为质点)质量,从斜面上高处由静止滑下,煤块在斜面上受到摩擦力的大小为,煤块与斜面间的动摩擦因数为(未知)、与传送带间的动摩擦因数为,长度为的传送带以速度顺时针匀速转动,煤块在传送带上会留下黑色划痕。重力加速度。求:
(1)煤块与斜面间的动摩擦因数
(2)煤块刚滑到斜面底端时的速度大小;
(3)煤块在传送带上留下黑色划痕的长度;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,在斜面上对煤块受力分析有
解得
【小问2详解】
由牛顿第二定律有
解得
则有
解得
【小问3详解】
煤块在传送带上运动,由牛顿第二定律有
解得
设煤块与传送带共速的时间为,则有
解得
煤块在传送带上运动的位移为
代入数据解得
传送带运动的位移为
代入数据解得
之后煤块与传送带共速,一起做匀速直线运动,则煤块在传送带上留下黑色划痕的长度
代入数据解得
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