内容正文:
银川二中2026—2027学年第一学期高三年级统练一
物理试题
注意事项:
1、本试卷共17小题,满分100分。考试时间为75分钟。
2、答案写在答题卡上的指定位置。考试结束后,交回答题卡。
一、单项选择题(本题共8小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的,每小题4分,共32分)
1. 有关运动与相互作用的关系,下列说法正确的是( )
A. 一个物体速度向东,则其受合力一定向东
B. 一个物体速度越大,则其受合力一定越大
C. 一个物体受合力为0,则其速度一定为0
D. 一个物体受合力越大,则其速度变化一定越快
2. 如图所示,用完全相同的小磁铁将一张A4纸固定在竖直铁质“洞洞板”上。不考虑磁铁间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A. 每枚小磁铁均受到3个力
B. 洞洞板对小磁铁的吸引力大小大于小磁铁对洞洞板的吸引力大小
C. A4纸给每个小磁铁的摩擦力大小相等,方向竖直向上
D. 洞洞板对A4纸的摩擦力方向向下
3. “蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动,某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示,将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g,据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为( )
A. g B. 2g C. 3g D. 4g
4. 如图所示,一细束单色光从半圆形玻璃砖上的P点沿半径方向射向圆心O,刚好在玻璃砖的底面发生全反射后从玻璃砖射出,单色光与玻璃砖下表面的夹角为,取,则玻璃砖对该单色光的折射率为( )
A. B. C. D.
5. 低空经济正迅猛崛起,成为全球瞩目的新兴力量。如图乙为某无人机从地面静止开始配送物资过程中在竖直方向运动的图像。过程图像为直线。以竖直向上为正方向,设水平方向速度始终为0,不计空气阻力和水平作用力。下列说法正确的是( )
A. 研究无人机螺旋桨的转动状态,可将它视为质点
B. ,无人机处于超重状态
C. 时,无人机只受重力
D. ,无人机做匀减速直线运动回到地面
6. 质量为的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图所示,为半圆的最低点,为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触,内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动,力的方向始终沿圆弧的切线方向,在此过程中所有摩擦均可忽略,下列说法正确的是( )
A. 推力先增大后减小
B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C. 墙面对凹槽的压力先增大后减小
D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
7. 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
8. 甲图为在同一直线上运动的M、N两质点的位置随时间变化图像,乙图为质点N的速度随时间的变化图像,甲图中直线M与曲线N相切于点,以下说法正确的是( )
A. 质点N的加速度大小为
B. 时,质点N的速度为零
C. 时,质点M、N之间的距离为
D. 当质点N的速度为零时,质点M、N间的距离为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题至少有两个选项符合题意。每小题6分,共18分,少选得3分,错选不得分)
9. 如图所示,图甲是一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P点是此时处在平衡位置的一个质点。图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波沿x轴负方向传播
C. 这列波的波速为2m/s D. 这列波的波速为2.5m/s
10. 将一轻弹簧竖直固定在水平地面上,把质量为的小球(可视为质点)与弹簧上端轻轻接触,从静止释放,小球沿竖直方向向下运动,小球的加速度与弹簧压缩量间的关系如图所示,其中和为已知量。不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. 当弹簧压缩量为时,小球的速度为零
B. 小球向下运动至速度为零时所受弹簧弹力大小为
C. 小球运动过程中速度的最大值为
D. 弹簧劲度系数为
11. 传送带常用于快递分拣。如图所示边长为的正方形水平传送带ABCD,速度大小恒为,方向水平向左。一质量为的货物(可视为质点)以垂直于传送带侧边的初速度从传送带上CD边中点水平滑入。已知时,货物相对地面运动后与传送带相对静止(重力加速度为),则( )
A. 时,货物相对传送带运动的时间为
B. 货物与传送带间滑动摩擦因数为
C. 若,货物离开传送带前即与传送带相对静止且未到达AB边,则的取值范围为
D. 若,货物离开传送带前即与传送带相对静止且未到达AB边,则货物进入传送带到离开传送带所用的时间为
三、实验题(本题共2小题,共14分)
12. 实验课上,一组同学运用打点计时器探究匀变速直线运动的规律,其实验装置如图甲所示,打出的一段纸带如图乙所示;二组同学借助电磁装置和光电门探究自由落体运动的规律,其实验装置如图丙所示,根据数据作出的图像如图丁所示。
(1)若打点计时器的频率为,每隔3个计时点取1个计数点,则图乙中打点计时器打计数点时小车的瞬时速度为___________(结果保留两位有效数字)。
(2)图乙中,一组同学测量出计数点与的距离没有在纸带上标出,下列数据最接近真实值的是___________(填正确答案标号)。
A. 80.8 B. 84.8 C. 89.8 D. 94.8
(3)二组同学断开电源释放小球的过程中,始终保持光电门1的位置不动,多次改变光电门2的位置,做出的图像中的横坐标为光电门2到光电门1的距离,纵坐标中的为小球通过光电门2的时间,已知图像的截距为,光电门2到光电门1的距离为时,对应的纵坐标为,小球直径为,则小球通过光电门1的瞬时速度为___________,当地的重力加速度为___________(用题中物理量的字母表示)。
13. 如图所示,某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。
(1)为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法正确的是___________。
A. 拉着细绳套的两只弹簧测力计,每次稳定后读数应相同
B. 测量时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板
C. 用弹簧测力计拉两个细绳套时,两拉力夹角越大越好
D. 为保证作用效果相同,每次都要将节点拉到同一位置
(2)某次实验测得,,两个力的夹角为钝角,则___________(选填“可以”或“不可以”)用一个量程为5 N的弹簧测力计完成本实验。
(3)某同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有小圆环的位置,力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,其中对于提高实验精度最有利的是( )
A. B.
C. D.
四、解答题(本题共3小题,共36分)
14. 我国自主研制的高端精密测量仪器采用气动减震方案,其核心缓冲单元可作如图简化:竖直光滑气缸的横截面积,底部固定一轻弹簧,弹簧上端连接一轻质活塞,封闭一定质量的理想气体,活塞厚度不计,弹簧始终在弹性限度内。初始时气体温度,气柱高度,弹簧恰好处于原长。已知大气压强,重力加速度大小,弹簧劲度系数。
(1)在活塞上缓慢放置一重物,待系统再次稳定后,气柱高度变为,整个过程气体温度保持不变,求重物的质量;
(2)保持重物的质量不变,对气缸内气体缓慢加热,使活塞上升并最终回到初始高度处,求此时气体的温度。
15. 如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R,C的质量为m,A、B的质量都为,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面.整个过程中B 保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:
(1)未拉A时,C受到B作用力的大小F;
(2)动摩擦因数的最小值μmin;
16. 一足够长固定斜面倾角,一质量的长木板静止在斜面上,长木板与斜面间的动摩擦因数,长木板上端静止着质量的物块可视为质点,物块与长木板间的动摩擦因数。现对长木板施加沿斜面向上的恒定拉力,当滑块相对长木板向下滑行5m时,撤去拉力。已知重力加速度大小,求
(1)刚施加拉力时,滑块和长木板的加速度的大小;
(2)撤去拉力时,长木板和滑块速度的大小;
(3)长木板滑行的总时间。(结果可用分数表示)
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银川二中2026—2027学年第一学期高三年级统练一
物理试题
注意事项:
1、本试卷共17小题,满分100分。考试时间为75分钟。
2、答案写在答题卡上的指定位置。考试结束后,交回答题卡。
一、单项选择题(本题共8小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的,每小题4分,共32分)
1. 有关运动与相互作用的关系,下列说法正确的是( )
A. 一个物体速度向东,则其受合力一定向东
B. 一个物体速度越大,则其受合力一定越大
C. 一个物体受合力为0,则其速度一定为0
D. 一个物体受合力越大,则其速度变化一定越快
【答案】D
【解析】
【详解】A.如果物体向东减速运动,则其合力向西。A错误;
BC.如果物体以很高的速度做匀速运动,则其合力为零。BC错误;
D.一个物体受合力越大,根据牛顿第二定律可知,其加速度越大,即速度变化就越快。D正确。
故选D。
2. 如图所示,用完全相同的小磁铁将一张A4纸固定在竖直铁质“洞洞板”上。不考虑磁铁间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A. 每枚小磁铁均受到3个力
B. 洞洞板对小磁铁的吸引力大小大于小磁铁对洞洞板的吸引力大小
C. A4纸给每个小磁铁的摩擦力大小相等,方向竖直向上
D. 洞洞板对A4纸的摩擦力方向向下
【答案】C
【解析】
【详解】A.对每一枚小磁铁进行受力分析,它处于静止状态,受到竖直向下的重力,还受到洞洞板对它垂直于板向内的吸引力、A4纸对它垂直于板向外的支持力,以及A4纸对它竖直向上的静摩擦力。因此每枚小磁铁共受到4个力的作用,故A错误;
B.洞洞板对小磁铁的吸引力与小磁铁对洞洞板的吸引力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,它们大小必然相等,方向相反,故B错误;
C.在竖直方向上,小磁铁处于二力平衡状态,只受到向下的重力和向上的A4纸对它的静摩擦力。因为四枚小磁铁完全相同,重力大小相等,所以A4纸给每个小磁铁的摩擦力大小均等于其重力,方向均竖直向上,故C正确;
D.将A4纸和四个小磁铁看作一个整体,它们受到向下的总重力。根据整体受力平衡可知,洞洞板对A4纸的摩擦力方向必定竖直向上,以平衡整体的重力,故D错误。
故选C。
3. “蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动,某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示,将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g,据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为( )
A. g B. 2g C. 3g D. 4g
【答案】B
【解析】
【详解】人落下后,做阻尼振动,振动幅度越来越小,最后静止不动,结合拉力与时间关系图象可以知道,人的重力等于0.6F0,而最大拉力为1.8F0,即0.6F0=mg ①
Fm=1.8F0 ②
结合牛顿第二定律,有F-mg=ma ③
当拉力最大时,加速度最大,因而有1.8F0-mg=mam④
由①④两式解得am=2g,故选B.
4. 如图所示,一细束单色光从半圆形玻璃砖上的P点沿半径方向射向圆心O,刚好在玻璃砖的底面发生全反射后从玻璃砖射出,单色光与玻璃砖下表面的夹角为,取,则玻璃砖对该单色光的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】光线发生全反射的临界角为
根据
可得
故选D。
5. 低空经济正迅猛崛起,成为全球瞩目的新兴力量。如图乙为某无人机从地面静止开始配送物资过程中在竖直方向运动的图像。过程图像为直线。以竖直向上为正方向,设水平方向速度始终为0,不计空气阻力和水平作用力。下列说法正确的是( )
A. 研究无人机螺旋桨的转动状态,可将它视为质点
B. ,无人机处于超重状态
C. 时,无人机只受重力
D. ,无人机做匀减速直线运动回到地面
【答案】B
【解析】
【详解】A.研究无人机螺旋桨的转动状态,其形状和大小不可以忽略,故不可将它视为质点,故A错误;
B.,图像斜率表示加速度,故其加速度逐渐增大,向上做变加速直线运动,故无人机处于超重状态,故B正确;
C.时,其速度最大,此时加速度为0,故其处于平衡状态,故C错误;
D.,无人机速度逐渐减小,其加速度为定值,但速度大小仍为正,故其在竖直方向上做匀减速直线运动,仍向上运动直到速度减为0,故D错误。
故选B。
6. 质量为的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图所示,为半圆的最低点,为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触,内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动,力的方向始终沿圆弧的切线方向,在此过程中所有摩擦均可忽略,下列说法正确的是( )
A. 推力先增大后减小
B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C. 墙面对凹槽的压力先增大后减小
D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB .对滑块受力分析,由平衡条件有
滑块从A缓慢移动B点时,越来越大,则推力F越来越大,支持力N越来越小,所以AB错误;
C.对凹槽与滑块整体分析,有墙面对凹槽的压力为
则越来越大时,墙面对凹槽的压力先增大后减小,所以C正确;
D.水平地面对凹槽的支持力为
则越来越大时,水平地面对凹槽的支持力越来越小,所以D错误;
故选C。
7. 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。
8. 甲图为在同一直线上运动的M、N两质点的位置随时间变化图像,乙图为质点N的速度随时间的变化图像,甲图中直线M与曲线N相切于点,以下说法正确的是( )
A. 质点N的加速度大小为
B. 时,质点N的速度为零
C. 时,质点M、N之间的距离为
D. 当质点N的速度为零时,质点M、N间的距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意,甲图中直线M与曲线N相切于点,在图像中,该点的切线斜率表示该点的瞬时速度,所以在该时刻M与N的速度相同,由图乙,此时,因此M的速度恒为
直线M过点,代入位移方程
解得
质点N做匀变速直线运动,设初速度为,加速度为,将、,代入位移方程,有
将,代入速度方程,有
联立解得,,故A错误;
B.N的速度为零时,由速度方程
解得,故B错误;
C.将代入两位移方程,分别解得,
两者距离,故C正确;
D.当N速度为零时,,代入两位移方程,分别解得,
两者距离,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题至少有两个选项符合题意。每小题6分,共18分,少选得3分,错选不得分)
9. 如图所示,图甲是一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P点是此时处在平衡位置的一个质点。图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波沿x轴负方向传播
C. 这列波的波速为2m/s D. 这列波的波速为2.5m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由图乙可知质点P在t=0时刻向y轴正方向振动,由图甲结合波形平移法可知这列波沿x轴正方向传播,故A正确,B错误;
CD.由甲图知波长
由乙图知周期
这列波的波速为
故C正确,D错误。
故选AC。
10. 将一轻弹簧竖直固定在水平地面上,把质量为的小球(可视为质点)与弹簧上端轻轻接触,从静止释放,小球沿竖直方向向下运动,小球的加速度与弹簧压缩量间的关系如图所示,其中和为已知量。不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. 当弹簧压缩量为时,小球的速度为零
B. 小球向下运动至速度为零时所受弹簧弹力大小为
C. 小球运动过程中速度的最大值为
D. 弹簧劲度系数为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.当时,加速度
说明此时重力与弹力平衡
小球从静止释放后,先加速、后减速,因此时速度最大,而非零,A错误;
B.处速度最大,之后小球继续压缩弹簧减速。小球速度为零时,弹簧压缩量大于。此时弹力满足
加速度方向向上,结合
得,B错误;
C.图像与坐标轴围成的面积乘以质量,表示合外力做的功即动能变化。图像为三角形,面积为。根据动能定理
得速度最大值,C正确;
D.由
可知当时,
当时,
代入得
解得弹簧劲度系数,D正确;
故选CD。
11. 传送带常用于快递分拣。如图所示边长为的正方形水平传送带ABCD,速度大小恒为,方向水平向左。一质量为的货物(可视为质点)以垂直于传送带侧边的初速度从传送带上CD边中点水平滑入。已知时,货物相对地面运动后与传送带相对静止(重力加速度为),则( )
A. 时,货物相对传送带运动的时间为
B. 货物与传送带间滑动摩擦因数为
C. 若,货物离开传送带前即与传送带相对静止且未到达AB边,则的取值范围为
D. 若,货物离开传送带前即与传送带相对静止且未到达AB边,则货物进入传送带到离开传送带所用的时间为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.时,货物对地做匀加速直线运动,末速度为,对地位移为,根据匀变速公式
解得,故A正确;
B.根据匀变速直线运动的速度位移关系
解得
根据牛顿第二定律
可得,故B正确;
D.建立坐标系:D为原点,轴沿DC向右,轴沿DA向上,起点为,传送带速度,货物初速度。
相对速度方向为,因此加速度分量,
货物共速(相对传送带静止)时速度为,加速时间满足
解得
加速结束时货物x坐标
共速后货物匀速向左运动到离开传送带,匀速时间
总时间,故D正确;
C.轴方向:根据匀变速运动的速度位移关系
由题意知,解得
轴方向:根据匀变速运动的速度位移关系
由题意知,解得
取交集即为k的取值范围,则,故C错误。
故选ABD。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
12. 实验课上,一组同学运用打点计时器探究匀变速直线运动的规律,其实验装置如图甲所示,打出的一段纸带如图乙所示;二组同学借助电磁装置和光电门探究自由落体运动的规律,其实验装置如图丙所示,根据数据作出的图像如图丁所示。
(1)若打点计时器的频率为,每隔3个计时点取1个计数点,则图乙中打点计时器打计数点时小车的瞬时速度为___________(结果保留两位有效数字)。
(2)图乙中,一组同学测量出计数点与的距离没有在纸带上标出,下列数据最接近真实值的是___________(填正确答案标号)。
A. 80.8 B. 84.8 C. 89.8 D. 94.8
(3)二组同学断开电源释放小球的过程中,始终保持光电门1的位置不动,多次改变光电门2的位置,做出的图像中的横坐标为光电门2到光电门1的距离,纵坐标中的为小球通过光电门2的时间,已知图像的截距为,光电门2到光电门1的距离为时,对应的纵坐标为,小球直径为,则小球通过光电门1的瞬时速度为___________,当地的重力加速度为___________(用题中物理量的字母表示)。
【答案】(1)
(2)C (3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
每隔3个计时点取1个计数点,可知相邻计数点时间间隔t=0.08s,根据匀变速规律有
代入题中数据,解得
则图乙中打点计时器打计数点时小车的瞬时速度为
【小问2详解】
结合第(1)问分析可知
可知结果与C选项最接近。
故选C。
【小问3详解】
[1][2]题意可知小球过光电门2的速度
则从光电门1到光电门2过程有
联立整理得图像可知
联立可得
13. 如图所示,某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。
(1)为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法正确的是___________。
A. 拉着细绳套的两只弹簧测力计,每次稳定后读数应相同
B. 测量时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板
C. 用弹簧测力计拉两个细绳套时,两拉力夹角越大越好
D. 为保证作用效果相同,每次都要将节点拉到同一位置
(2)某次实验测得,,两个力的夹角为钝角,则___________(选填“可以”或“不可以”)用一个量程为5 N的弹簧测力计完成本实验。
(3)某同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有小圆环的位置,力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,其中对于提高实验精度最有利的是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)BD (2)可以 (3)A
【解析】
【小问1详解】
A.两只弹簧测力计的示数分别表示两个分力的大小,两个分力不一定相等,故A错误;
B.为使各力在同一平面内,测量时橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板,故B正确;
C.两拉力夹角过大时,合力较小且作图误差相对增大,夹角不宜越大越好,故C错误;
D.用一只弹簧测力计拉橡皮条时,应使结点到达与两只弹簧测力计共同作用时相同的位置,才能保证作用效果相同,故D正确。
故选BD。
【小问2详解】
由力的平行四边形定则和余弦定理,合力大小满足
因两力夹角为钝角,余弦值为负,所以
代入,
由前述不等式得
因此合力不超过量程为的弹簧测力计,可以用它完成实验。
【小问3详解】
力的标度越小,同样大小的力在纸面上表示的线段越长,作图读数的相对误差越小;在量程允许时,力的示数越大,测力计读数的相对误差也越小。A、D的力的标度均为,其中A的三个力均明显大于D,且合力为,未超过量程;B、C的力的标度为,作图线段过短。因此A对提高实验精度最有利。
故选A。
四、解答题(本题共3小题,共36分)
14. 我国自主研制的高端精密测量仪器采用气动减震方案,其核心缓冲单元可作如图简化:竖直光滑气缸的横截面积,底部固定一轻弹簧,弹簧上端连接一轻质活塞,封闭一定质量的理想气体,活塞厚度不计,弹簧始终在弹性限度内。初始时气体温度,气柱高度,弹簧恰好处于原长。已知大气压强,重力加速度大小,弹簧劲度系数。
(1)在活塞上缓慢放置一重物,待系统再次稳定后,气柱高度变为,整个过程气体温度保持不变,求重物的质量;
(2)保持重物的质量不变,对气缸内气体缓慢加热,使活塞上升并最终回到初始高度处,求此时气体的温度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
初始状态弹簧为原长,活塞受力平衡,气体压强
放置重物后气体等温压缩,由玻意耳定律可得
此时弹簧压缩量
对活塞受力分析,由平衡条件可得
解得
【小问2详解】
活塞回到初始高度时,弹簧恢复原长,对活塞受力分析得
由理想气体状态方程可得
解得
15. 如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R,C的质量为m,A、B的质量都为,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面.整个过程中B 保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:
(1)未拉A时,C受到B作用力的大小F;
(2)动摩擦因数的最小值μmin;
【答案】(1)mg(2)
【解析】
【分析】(1)根据共点力的平衡条件求解C受到B作用力的大小F;
(2)先根据共点力平衡条件求解B受到C水平方向最大压力,再求出B对地面的压力,根据摩擦力的计算公式求解;
【详解】(1) 未拉A时,C 受力平衡,受力情况如图所示:
根据平衡条件可得:
解得 C 受到 B 作用力的大小为:
(2)C 恰好降落到地面时 ,B 对 C 支持力最大为 Fm ,受力情况如下图所示:
则根据力的平衡可得:
解得:
所以最大静摩擦力至少为:
B 对的面的压力为:
解得:
若B 受地面的摩擦力恰为最大静摩擦力,则:
解得:
16. 一足够长固定斜面倾角,一质量的长木板静止在斜面上,长木板与斜面间的动摩擦因数,长木板上端静止着质量的物块可视为质点,物块与长木板间的动摩擦因数。现对长木板施加沿斜面向上的恒定拉力,当滑块相对长木板向下滑行5m时,撤去拉力。已知重力加速度大小,求
(1)刚施加拉力时,滑块和长木板的加速度的大小;
(2)撤去拉力时,长木板和滑块速度的大小;
(3)长木板滑行的总时间。(结果可用分数表示)
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
对长木板,由牛顿第二定律
解得
对滑块,由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
设经过时间,撤掉力,由运动学公式
此时长木板的速度
解得
滑块的速度
解得
【小问3详解】
撤去后,滑块的加速度不变。对长木板,由牛顿第二定律
设经过时间,两者共速,则,
共速后两者相对静止一起匀减速上滑,由牛顿第二定律
两者一起匀减速的时间
则长木板滑行的总时间
解得
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