内容正文:
物理
1.答卷前,请考生先在答题卡上准确工整地填写本人姓名、准考证号;
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5mm黑色签字笔答题;
3.请在答题卡中题号对应的区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效;
4.请保持答题卡卡面清洁,不要折叠、损毁;考试结束后,将答题卡交回。
一、选择题(43分)
(一)单项选择题:共7题,每题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. 如图所示,工地内一根质量分布均匀的钢管一端放在粗糙水平面上,另一端与钢丝绳相连,钢丝绳斜向左上方固定于天花板上,钢管静止不动,则钢管的受力个数为( )
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
【答案】C
【解析】
【详解】物体受竖直向下的重力;
钢丝绳斜向左上方拉钢管,拉力方向沿钢丝绳斜向上;
钢丝绳的斜向拉力可以分解为竖直向上的分力和水平向左的分力,钢管静止,水平方向合力必须为零,因此粗糙地面会对钢管产生水平向右的静摩擦力,平衡拉力的水平分力;
粗糙地面会对钢管产生水平向右的静摩擦力,说明地面对钢管有竖直向上的弹力(支持力)。
综上钢管一共受4个力。
故选C。
2. 如图所示,在光滑水平面上的两个货箱A、B用轻绳相连,货箱A的质量为、货箱B的质量为。现工人对货箱B施加一个水平向右的恒力F=20 N,则轻绳的拉力为( )
A. 8 N B. 10 N C. 15 N D. 20 N
【答案】A
【解析】
【详解】对两个货箱A、B整体分析,由牛顿第二定律有
解得整体的加速度为
再对货箱A隔离分析可得轻绳的拉力为
故选A。
3. 码头工人用货车吊运货物的过程如图所示,在牵引力作用下,货车匀速向左运动,货车利用一根不可伸长的轻绳跨过定滑轮带着物体上升,下列说法正确的是( )
A. 物体向上做匀速运动 B. 物体处于超重状态
C. 绳子对物体的拉力小于物体的重力 D. 物体的速度大小等于货车速度大小
【答案】B
【解析】
【详解】将货车的速度v沿绳、垂直绳方向分解,沿绳分速度等于物体上升速度,货车向左匀速运动,减小,增大,因此增大,物体向上做加速直线运动。
A.物体速度不断增大,不是匀速运动。A错误;
B.物体向上加速,加速度方向竖直向上,物体处于超重状态。B正确;
C.物体加速度向上,由牛顿第二定律
得,绳子拉力大于物体重力。C错误;
D.根据,,可知物体速度小于货车速度。D错误。
故选。
4. 西藏吉隆泥石流救援现场,一架无人机挂载急救物资,正以的速度竖直匀速向上飞行。当无人机上升到距离地面高度h=40m位置时,挂载物资意外松脱掉落。忽略空气阻力,重力加速度g取。从物资脱落瞬间开始计时,下列说法正确的是( )
A. 物资做自由落体运动 B. 物资落地时的速度大小为20 m/s
C. 物资上升到距地面的最大高度为45 m D. 物资从脱落到落回地面所用的总时间为3 s
【答案】C
【解析】
【详解】取竖直向上为正方向,已知物资脱落时初速度,脱落点高度,重力加速度。
A.物资脱落时具有向上的初速度,做竖直上抛运动,不是自由落体运动,故A错误;
B.物资落地时位移,由运动学公式
代入数据得落地速度大小为,故B错误;
C.物资上升到最高点时速度为0,上升的高度
则距地面最大高度为,故C正确;
D.由位移公式
代入数据得,故D错误。
故选C。
5. 张雪机车首次在WSBK World SSP组别夺冠,打破欧美日品牌数十年垄断,撕掉国产摩托车“低端、代步工具”标签,在全球市场证明国产中大排量机车的高性能潜力。在试验场地进行摩托车性能测试时,让甲、乙两摩托车(均可视为质点)从同一位置同时以相同的初速度在同一水平直道上运动,甲和乙的位移x与时间t的关系如图所示,其中甲为直线,乙为抛物线。下列说法正确的是( )
A. 在时间内,乙的平均速度小于 B. 乙的加速度逐渐增大
C. 时刻,两车相距 D. 时刻,甲、乙两车的速度之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,时间内,乙的位移为,则乙的平均速度为,故A错误;
B.由于乙为抛物线,可知乙做的是匀变速直线运动,故加速度不变,故B错误;
C.图斜率表示速度,则甲的速度为
该速度也是乙的初速度,因此在时间内,对乙有
联立解得
在时刻,甲的位移为
该时刻,乙的位移为
联立解得
因此在时刻,两车相距,故C错误;
D.在时刻,乙的速度
因此甲、乙两车的速度之比为,故D正确。
故选D。
6. 瓦房为中国常见的一种传统建筑。如图为一瓦房屋顶结构的简化图,横截面为圆弧的瓦片静置在两根相互平行的椽子正中间,已知椽子间距离为d,与水平面夹角均为,瓦片质量为m,忽略瓦片厚度,重力加速度为g。则( )
A. 仅减小椽子的倾角,椽子对瓦片支持力减小
B. 仅减小椽子的倾角,椽子对瓦片摩擦力增大
C. 缓慢稍微增大椽子间的距离d,瓦片可能会滑落
D. 若换用半径稍小一些的瓦片,瓦片更不容易滑落
【答案】D
【解析】
【详解】AB.将重力沿平行椽子、垂直椽子方向分解,平衡时满足,
仅减小椽子的倾角θ,椽子对瓦片支持力增大,摩擦力减小,故AB错误;
C.设瓦片圆弧面接触两个椽子时,两个接触点的弹力与垂直椽子的截面图及受力如图所示
设瓦片圆弧半径为R,由几何关系可知
其中R为瓦片圆弧的半径,固定不变。单个椽子对瓦片的支持力
适当增大d,α会增大,支持力会随之增大,对应的最大静摩擦力也随之增大;而重力沿椽子斜面方向的下滑分量不变,瓦片不会滑落,故C错误。
D.若换用半径稍小一些的瓦片,增大,减小,支持力会随之增大,对应的最大静摩擦力也随之增大;而重力沿椽子斜面方向的下滑分量不变,瓦片更不容易滑落,故D正确。
故选D。
7. 将质量相等的两个小球A、B分别从同一位置a点沿水平方向抛出,A球直接从a点运动到e点,B球经地面多次反弹后也刚好到达e点,已知小球落地碰撞反弹前后,竖直方向速度的大小不变、方向反向,水平方向速度的大小和方向均不变;两球运动的轨迹及两轨迹的交点a、b、c、d、e的分布如图所示,且两小球刚好在位置b相遇(未碰),忽略空气阻力,小球A和B均视为质点。则下列说法正确的是( )
A. 两小球会在c点再次相遇
B. a、b两点的水平距离等于d、e两点的水平距离
C. a、b两点的竖直距离等于c、d两点的竖直距离
D. A球在e点重力的功率小于B球在e点重力的功率
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球A做平抛运动,设从a到e运动时间为t,水平位移为x,小球B可看作经历5次平抛运动,故运动时间为5t。则A、B两球水平方向速度,,可知。两球水平速度不变,小球A水平速度更大,它会先经过c点,故A错误;
BC.设A球从a点运动到b点、c点、d点的时间分别为,水平位移分别为,竖直位移分别为,可得,,;,,
解得,,;,,;,,
d、e两点的水平距离为
c、d两点的竖直距离为
所以a、b两点的水平距离等于d、e两点的水平距离,a、b两点的竖直距离小于c、d两点的竖直距离,故B正确,C错误;
D.a点到e点的高度设为h,则A、B两球到e点时,竖直方向的速度同为
两球到e点时重力的功率同为,故D错误。
故选B。
(二)多项选择题:共3题,每题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,在粗糙的水平面上,质量的物体,在水平拉力的作用下,做匀速直线运动,经过4 s运动了8 m,则( )
A. 拉力在4 s内对物体所做的功为48 J
B. 摩擦力在4 s内对物体所做的功为48 J
C. 物体受到的合力做功为48 J
D. 拉力在4 s内对物体做功的平均功率为12 W
【答案】AD
【解析】
【详解】A.拉力与位移同向,,,,A正确。
B.物体匀速,水平方向受力平衡,摩擦力大小
摩擦力方向与位移方向相反,,,
摩擦力做功为,B错误。
C.匀速直线运动,物体所受合力,合力做功为0,C错误。
D.拉力做功的平均功率,D正确。
故选。
9. 如图所示,一架水平匀速飞行的飞机在斜坡上空进行救援演练,某时刻从飞机上释放第一批物资,物资落在A点,释放第一批物资后经过时间释放第二批物资,物资落在B点,释放第二批物资后再经过时间释放第三批物资,物资落在C点。已知第一批和第二批物资落到山坡上的时间间隔为,第二批和第三批物资落到山坡上的时间间隔为,A、B、C三点共线且AB=BC,物资刚离开飞机时的速度与飞机相同,不计空气阻力。则这三批物资( )
A. 在空中速度变化量的方向相同 B. 落到山坡上时的速度方向相同
C. 落到山坡上的时间间隔 D. 从飞机上释放的时间间隔
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据速度变化量可知,速度变化量方向就是重力加速度g方向,而g方向是不变的,因此在空中速度变化量的方向相同,故A正确;
B.物资刚离开飞机后做平抛运动,且物资刚离开飞机时的速度与飞机相同,即物资做平抛运动的初速度相同,但每次释放的物资在空中运动时间不同,根据可知,则物资落在山坡时竖直方向速度不同,因此落到山坡上时的速度方向不相同,故B错误;
C.由于AB=BC,物资相邻落点的水平距离相等,根据可知,物资落到山坡上的时间间隔相等,即,故C正确;
D.在竖直方向上,根据
解得
由于AB=BC,物资相邻落点的竖直距离相等,则第一批物资与第二批物资在空中运动的时间之差小于第二批物资与第三批物资在空中运动的时间之差,而物资落到山坡上的时间间隔又相等,故物资从飞机释放的时间间隔,故D错误。
故选AC。
10. 中国是世界上最早建立官方天文台的国家,在《尚书》中就有了日食的记载。当发生日全食时,太阳、地球、月球连成一线,月球居中遮挡阳光;当发生月全食时,地球居中遮挡阳光。已知地球绕太阳,月球绕地球均为逆时针运动。地球绕太阳运动的周期为,轨道半径为,太阳的半径为,月球绕地球运动的周期为,轨道半径为,地球半径为。忽略太阳与月球之间的引力,某一时刻三者位置关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 太阳与地球质量之比为
B. 太阳与地球平均密度之比为
C. 地球绕太阳运动的速度与月球绕地球运动的速度之比为
D. 太阳、地球、月球由图示位置到出现月全食所需时间为(取1,2,3,4…)
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设太阳质量M,地球质量m,月球质量,地球绕太阳
月球绕地球
解得
A错误;
B.密度,
解得
B正确;
C.地球绕太阳运动的速度
月球绕地球运动的速度
则
C正确;
D.图示位置为日全食状态(月球在太阳、地球之间),月全食需要地球运动到太阳、月球之间,即月球比地球多转过圈,有
解得(取0,1,2,3,4…)
D错误。
故选BC。
二、非选择题:共57分
11. 某学习小组在做“研究平抛运动”的实验中使用了如图1所示的装置进行研究。具体步骤如下:
A.在一块平木板上钉上复写纸和白纸,然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前,将小球放在斜槽轨道末端槽口,水平用力压小球,在白纸上印出球心所对的位置O。
B.将木板向右平移一定的距离,保持木板竖直,用刻度尺测出木板到斜槽轨道末端槽口的水平距离x。
C.将小球从斜槽上某一位置释放,小球离开轨道后击打木板时在白纸上留下一个印迹,测出印迹到O点的竖直高度y。
D.改变木板到斜槽轨道末端槽口的水平距离,重复步骤A、B,测出多组x和y的数据。根据这些数据,在xOy坐标系中描点作图,得到的图线如图2中曲线所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________
A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 斜槽轨道末端必须保持水平
C. 每次释放小球的位置可以不同 D. 小球每次均须由静止释放
(2)在图线上任意取两点A、B,测得A、B两点的竖直坐标,,A、B两点水平间距为,已知当地重力加速度大小为,则小球做平抛运动的初速度大小________m/s。
(3)若以斜槽末端槽口在木板上所对的位置作为小球做平抛运动下落高度的起点,则根据(2)问中测得的数据求得小球做平抛运动的初速度________(选填“大于”“小于”或“等于”)小球做平抛运动的实际初速度。
【答案】(1)BD (2)1.38
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽轨道是否光滑,不会影响平抛运动的初速度是否相同,A错误;
B.为了保证小球抛出时做平抛运动,斜槽轨道末端必须保持水平,B正确;
CD.为了保证每次小球做平抛运动的初速度相同,必须每次从同一位置静止释放小球,C错误,D正确;
故选BD。
【小问2详解】
小球在竖直方向上做自由落体运动,有,
联立可以解得
水平方向做匀速直线运动,则水平方向的速度即小球的平抛速度为
【小问3详解】
若以斜槽末端槽口在木板上所对的位置作为小球做平抛运动下落高度的起点,即小球实际抛出起点在目前起点上侧,竖直方向上的初速度不为零,小球竖直方向上实际下落高度偏大,时间的测量值偏大,则平抛运动初速度的测量值偏小,即根据(2)问中测得的数据求得小球做平抛运动的初速度小于小球做平抛运动的实际初速度。
12. 某学习小组为研究匀速圆周运动的规律,用如图所示的实验装置来验证向心力公式。匀质小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点。当木架绕轴AB匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在水平方向、绳b在竖直方向。两绳的A、C端分别安装有拉力传感器1、2,重力加速度为g,忽略空气阻力,实验步骤如下:
A.实验之前,用游标卡尺测得小球的直径为d,用刻度尺测得a绳的长度为,b绳的长度为;
B.使木架绕AB轴匀速转动,并带动小球在水平面内做匀速圆周运动,记录转n圈对应的时间t;
C.读出拉力传感器1、2的示数分别为、;
D.当小球运动到图示位置时,绳a被突然烧断,同时木架也立即停止转动,读出拉力传感器2在此瞬间的示数为。
(1)小球做圆周运动的周期________;小球的质量________;
(2)绳a被烧断之前小球做匀速圆周运动,若等式____________________________成立,则向心力公式得到验证;(用、、、、、、和表示)
(3)绳a被烧断之后的瞬间,若等式________________________________成立,则向心力公式得到验证。(用、、、、、、和表示)
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1] 转n圈对应的时间t,故周期
[2]小球在水平面内做匀速圆周运动时,竖直方向合力为零,故
【小问2详解】
绳a被烧断之前小球在水平面内做匀速圆周运动时,若向心力公式成立,应有
【小问3详解】
依题意小球线速度保持不变,则有
由于惯性小球继续运动,将绕点C做圆周运动,若向心力公式成立,应有
绕点C做圆周运动对应的半径
联立解得
13. 2026年4月17日,神舟二十一号乘组航天员开展时长约5.5小时的出舱活动,在空间站机械臂与地面科研人员的配合支持下,顺利完成空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等预定任务。已知空间站运行轨道距离地面高度为h,环绕地球做匀速圆周运动;地球半径为R,地球表面重力加速度大小为g。若将地球视作质量均匀分布的球体,且不考虑地球自转的影响,求:
(1)地球的第一宇宙速度v;
(2)空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据
得地球的第一宇宙速度
【小问2详解】
空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T,根据
联立黄金代换公式
求得
14. 如图所示,半径为的餐桌中心有一个半径为的圆盘,在圆盘上沿半径方向放置物体A和B,质量,它们分居在圆心O点两侧,A恰在圆盘边缘,与圆心距离为,B与圆心距离为,A和B中间用细线相连,细线刚好伸直且无张力;A、B与圆盘间的动摩擦因数均为,A与桌面间的动摩擦因数为,桌面上表面距地面的高度。现从静止开始缓慢增大圆盘的角速度,使圆盘在水平面内做圆周运动。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,圆盘厚度及圆盘与桌面的间隙都不计,物体A和B均可视为质点。求:
(1)当细线恰好有张力时,圆盘转动的角速度的大小;
(2)当圆盘转动的角速度为时,物体A和B所受的摩擦力大小;
(3)若当圆盘转动的角速度为时,细线突然断裂,求物体A落到地面时落点距O点的水平距离(A落地后不反弹)。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物体A和B,由最大静摩擦力充当向心力有
解得
由半径关系可知,可判断随着圆盘角速度的增大,物体A先达到最大静摩擦力。当角速度为时,物体A刚好达到最大静摩擦力且细线恰开始有张力,则对A有
解得圆盘转动的角速度为
【小问2详解】
当角速度为时,因为,所以物体A受到的静摩擦力达到最大值,即物体A所受的摩擦力大小
设此时绳子拉力为T,对A由向心力公式有
对B有
解得物体B所受的摩擦力大小
【小问3详解】
当圆盘转动的角速度为时,物体A的线速度为
绳断后物体A沿圆周轨迹切线滑至桌面,在桌面上做匀减速直线运动,设滑至桌面边缘时速度为,减速位移
由牛顿第二定律有
解得加速度大小为
由运动学公式可得
物体A离开桌面后做平抛运动,则平抛运动时间为,
平抛运动的水平分位移为
物体A落到地面时距O点的水平距离为
15. 重庆,一座依山而建的“8D魔幻城市”,高层建筑鳞次栉比。为保障超高速电梯在极端坠落情况下的安全,工程师们研发了一种“电梯轿厢竖向多级缓冲系统”。该系统可简化为如下物理模型:如图所示,一根质量为的主缓冲柱A上套有一个质量为的环形配重块B(可视为质点)。A、B之间的滑动摩擦力大小为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始时,B位于A的最上端。在某次极端测试中,该装置底端从距离井底基座高度为的位置由静止释放,不计空气阻力,重力加速度为。已知主缓冲柱A与井底基座发生碰撞后,会以原速率的竖直向上反弹。求:
(1)若工程团队给主缓冲柱A施加一竖直向下的恒力,同时释放装置,使A、B保持相对静止下落,装置下落过程中主缓冲柱A对环形配重块B的摩擦力大小和方向;
(2)若撤去恒力,让该装置自由下落。求主缓冲柱A第一次与基座碰撞后,经过多长时间A、B达到共同速度,并求出此时主缓冲柱A的下端离基座的高度;
(3)若撤去恒力,让该装置自由下落。主缓冲柱A反复撞击基座多次后,环形配重块B恰好滑到主缓冲柱A下端(即恰好没有滑离),为了确保电梯的安全,主缓冲柱A的长度至少需要设计为多长?
【答案】(1),方向竖直向下
(2),0
(3)
【解析】
【小问1详解】
当时,整体加速度
此时B需要比自由落体更大的向下加速度,因此A对B的摩擦力必须向下。
对B由牛顿第二定律
解得
方向竖直向下
【小问2详解】
A撞地前,得速度(向下)。
A撞地后速度(向上),B速度仍为(向下)。
对A受力分析:重力向下,B对A的摩擦力向下。由牛顿第二定律
得,方向向下。
对B受力分析:重力向下,A对B的摩擦力向上。由牛顿第二定律:
得,方向向上。
设经过时间两者达到共同速度,对A,
对B,
联立解得
代入,得时间
共同速度(向下)
此时A上升的高度(取向上为正),
【小问3详解】
设第一次相对位移,在时间内,A向上位移
B向下位移
相对位移
得
第二次碰地前,A、B以共同速度一起自由下落。
碰地后,A速度变为(向上),B速度仍为(向下)。
此时A、B之间的相对初速度、各自加速度与第一次碰后完全一致(只是所有速度都缩小为原来的)。
由于加速度不变,达到共同速度所需的时间也缩小为原来的,即
第二次相对位移
同理,第三次相对位移,以此类推,相对位移构成首项,公比的等比数列
则总相对位移
得
所以主缓冲柱A的长度。
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物理
1.答卷前,请考生先在答题卡上准确工整地填写本人姓名、准考证号;
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5mm黑色签字笔答题;
3.请在答题卡中题号对应的区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效;
4.请保持答题卡卡面清洁,不要折叠、损毁;考试结束后,将答题卡交回。
一、选择题(43分)
(一)单项选择题:共7题,每题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. 如图所示,工地内一根质量分布均匀的钢管一端放在粗糙水平面上,另一端与钢丝绳相连,钢丝绳斜向左上方固定于天花板上,钢管静止不动,则钢管的受力个数为( )
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
2. 如图所示,在光滑水平面上的两个货箱A、B用轻绳相连,货箱A的质量为、货箱B的质量为。现工人对货箱B施加一个水平向右的恒力F=20 N,则轻绳的拉力为( )
A. 8 N B. 10 N C. 15 N D. 20 N
3. 码头工人用货车吊运货物的过程如图所示,在牵引力作用下,货车匀速向左运动,货车利用一根不可伸长的轻绳跨过定滑轮带着物体上升,下列说法正确的是( )
A. 物体向上做匀速运动 B. 物体处于超重状态
C. 绳子对物体的拉力小于物体的重力 D. 物体的速度大小等于货车速度大小
4. 西藏吉隆泥石流救援现场,一架无人机挂载急救物资,正以的速度竖直匀速向上飞行。当无人机上升到距离地面高度h=40m位置时,挂载物资意外松脱掉落。忽略空气阻力,重力加速度g取。从物资脱落瞬间开始计时,下列说法正确的是( )
A. 物资做自由落体运动 B. 物资落地时的速度大小为20 m/s
C. 物资上升到距地面的最大高度为45 m D. 物资从脱落到落回地面所用的总时间为3 s
5. 张雪机车首次在WSBK World SSP组别夺冠,打破欧美日品牌数十年垄断,撕掉国产摩托车“低端、代步工具”标签,在全球市场证明国产中大排量机车的高性能潜力。在试验场地进行摩托车性能测试时,让甲、乙两摩托车(均可视为质点)从同一位置同时以相同的初速度在同一水平直道上运动,甲和乙的位移x与时间t的关系如图所示,其中甲为直线,乙为抛物线。下列说法正确的是( )
A. 在时间内,乙的平均速度小于 B. 乙的加速度逐渐增大
C. 时刻,两车相距 D. 时刻,甲、乙两车的速度之比为
6. 瓦房为中国常见的一种传统建筑。如图为一瓦房屋顶结构的简化图,横截面为圆弧的瓦片静置在两根相互平行的椽子正中间,已知椽子间距离为d,与水平面夹角均为,瓦片质量为m,忽略瓦片厚度,重力加速度为g。则( )
A. 仅减小椽子的倾角,椽子对瓦片支持力减小
B. 仅减小椽子的倾角,椽子对瓦片摩擦力增大
C. 缓慢稍微增大椽子间的距离d,瓦片可能会滑落
D. 若换用半径稍小一些的瓦片,瓦片更不容易滑落
7. 将质量相等的两个小球A、B分别从同一位置a点沿水平方向抛出,A球直接从a点运动到e点,B球经地面多次反弹后也刚好到达e点,已知小球落地碰撞反弹前后,竖直方向速度的大小不变、方向反向,水平方向速度的大小和方向均不变;两球运动的轨迹及两轨迹的交点a、b、c、d、e的分布如图所示,且两小球刚好在位置b相遇(未碰),忽略空气阻力,小球A和B均视为质点。则下列说法正确的是( )
A. 两小球会在c点再次相遇
B. a、b两点的水平距离等于d、e两点的水平距离
C. a、b两点的竖直距离等于c、d两点的竖直距离
D. A球在e点重力的功率小于B球在e点重力的功率
(二)多项选择题:共3题,每题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,在粗糙的水平面上,质量的物体,在水平拉力的作用下,做匀速直线运动,经过4 s运动了8 m,则( )
A. 拉力在4 s内对物体所做的功为48 J
B. 摩擦力在4 s内对物体所做的功为48 J
C. 物体受到的合力做功为48 J
D. 拉力在4 s内对物体做功的平均功率为12 W
9. 如图所示,一架水平匀速飞行的飞机在斜坡上空进行救援演练,某时刻从飞机上释放第一批物资,物资落在A点,释放第一批物资后经过时间释放第二批物资,物资落在B点,释放第二批物资后再经过时间释放第三批物资,物资落在C点。已知第一批和第二批物资落到山坡上的时间间隔为,第二批和第三批物资落到山坡上的时间间隔为,A、B、C三点共线且AB=BC,物资刚离开飞机时的速度与飞机相同,不计空气阻力。则这三批物资( )
A. 在空中速度变化量的方向相同 B. 落到山坡上时的速度方向相同
C. 落到山坡上的时间间隔 D. 从飞机上释放的时间间隔
10. 中国是世界上最早建立官方天文台的国家,在《尚书》中就有了日食的记载。当发生日全食时,太阳、地球、月球连成一线,月球居中遮挡阳光;当发生月全食时,地球居中遮挡阳光。已知地球绕太阳,月球绕地球均为逆时针运动。地球绕太阳运动的周期为,轨道半径为,太阳的半径为,月球绕地球运动的周期为,轨道半径为,地球半径为。忽略太阳与月球之间的引力,某一时刻三者位置关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 太阳与地球质量之比为
B. 太阳与地球平均密度之比为
C. 地球绕太阳运动的速度与月球绕地球运动的速度之比为
D. 太阳、地球、月球由图示位置到出现月全食所需时间为(取1,2,3,4…)
二、非选择题:共57分
11. 某学习小组在做“研究平抛运动”的实验中使用了如图1所示的装置进行研究。具体步骤如下:
A.在一块平木板上钉上复写纸和白纸,然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前,将小球放在斜槽轨道末端槽口,水平用力压小球,在白纸上印出球心所对的位置O。
B.将木板向右平移一定的距离,保持木板竖直,用刻度尺测出木板到斜槽轨道末端槽口的水平距离x。
C.将小球从斜槽上某一位置释放,小球离开轨道后击打木板时在白纸上留下一个印迹,测出印迹到O点的竖直高度y。
D.改变木板到斜槽轨道末端槽口的水平距离,重复步骤A、B,测出多组x和y的数据。根据这些数据,在xOy坐标系中描点作图,得到的图线如图2中曲线所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________
A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 斜槽轨道末端必须保持水平
C. 每次释放小球的位置可以不同 D. 小球每次均须由静止释放
(2)在图线上任意取两点A、B,测得A、B两点的竖直坐标,,A、B两点水平间距为,已知当地重力加速度大小为,则小球做平抛运动的初速度大小________m/s。
(3)若以斜槽末端槽口在木板上所对的位置作为小球做平抛运动下落高度的起点,则根据(2)问中测得的数据求得小球做平抛运动的初速度________(选填“大于”“小于”或“等于”)小球做平抛运动的实际初速度。
12. 某学习小组为研究匀速圆周运动的规律,用如图所示的实验装置来验证向心力公式。匀质小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点。当木架绕轴AB匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在水平方向、绳b在竖直方向。两绳的A、C端分别安装有拉力传感器1、2,重力加速度为g,忽略空气阻力,实验步骤如下:
A.实验之前,用游标卡尺测得小球的直径为d,用刻度尺测得a绳的长度为,b绳的长度为;
B.使木架绕AB轴匀速转动,并带动小球在水平面内做匀速圆周运动,记录转n圈对应的时间t;
C.读出拉力传感器1、2的示数分别为、;
D.当小球运动到图示位置时,绳a被突然烧断,同时木架也立即停止转动,读出拉力传感器2在此瞬间的示数为。
(1)小球做圆周运动的周期________;小球的质量________;
(2)绳a被烧断之前小球做匀速圆周运动,若等式____________________________成立,则向心力公式得到验证;(用、、、、、、和表示)
(3)绳a被烧断之后的瞬间,若等式________________________________成立,则向心力公式得到验证。(用、、、、、、和表示)
13. 2026年4月17日,神舟二十一号乘组航天员开展时长约5.5小时的出舱活动,在空间站机械臂与地面科研人员的配合支持下,顺利完成空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等预定任务。已知空间站运行轨道距离地面高度为h,环绕地球做匀速圆周运动;地球半径为R,地球表面重力加速度大小为g。若将地球视作质量均匀分布的球体,且不考虑地球自转的影响,求:
(1)地球的第一宇宙速度v;
(2)空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T。
14. 如图所示,半径为的餐桌中心有一个半径为的圆盘,在圆盘上沿半径方向放置物体A和B,质量,它们分居在圆心O点两侧,A恰在圆盘边缘,与圆心距离为,B与圆心距离为,A和B中间用细线相连,细线刚好伸直且无张力;A、B与圆盘间的动摩擦因数均为,A与桌面间的动摩擦因数为,桌面上表面距地面的高度。现从静止开始缓慢增大圆盘的角速度,使圆盘在水平面内做圆周运动。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,圆盘厚度及圆盘与桌面的间隙都不计,物体A和B均可视为质点。求:
(1)当细线恰好有张力时,圆盘转动的角速度的大小;
(2)当圆盘转动的角速度为时,物体A和B所受的摩擦力大小;
(3)若当圆盘转动的角速度为时,细线突然断裂,求物体A落到地面时落点距O点的水平距离(A落地后不反弹)。
15. 重庆,一座依山而建的“8D魔幻城市”,高层建筑鳞次栉比。为保障超高速电梯在极端坠落情况下的安全,工程师们研发了一种“电梯轿厢竖向多级缓冲系统”。该系统可简化为如下物理模型:如图所示,一根质量为的主缓冲柱A上套有一个质量为的环形配重块B(可视为质点)。A、B之间的滑动摩擦力大小为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始时,B位于A的最上端。在某次极端测试中,该装置底端从距离井底基座高度为的位置由静止释放,不计空气阻力,重力加速度为。已知主缓冲柱A与井底基座发生碰撞后,会以原速率的竖直向上反弹。求:
(1)若工程团队给主缓冲柱A施加一竖直向下的恒力,同时释放装置,使A、B保持相对静止下落,装置下落过程中主缓冲柱A对环形配重块B的摩擦力大小和方向;
(2)若撤去恒力,让该装置自由下落。求主缓冲柱A第一次与基座碰撞后,经过多长时间A、B达到共同速度,并求出此时主缓冲柱A的下端离基座的高度;
(3)若撤去恒力,让该装置自由下落。主缓冲柱A反复撞击基座多次后,环形配重块B恰好滑到主缓冲柱A下端(即恰好没有滑离),为了确保电梯的安全,主缓冲柱A的长度至少需要设计为多长?
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