精品解析:福建厦门第一中学2026-2027学年高三上学期10月阶段性练习物理试题
2026-10-10
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内容正文:
福建省厦门第一中学
2026-2027学年第一学期
物理学科第二次阶段性练习
本试卷分题卷和答卷两部分,满分为100分,考试用时为75分钟。答案请填写在答卷上,考试结束时只提交答卷。
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示,一只蜗牛沿着圆弧形葡萄枝从位置M向位置N缓慢爬行的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 葡萄枝对蜗牛的作用力不变
B. 葡萄枝对蜗牛的摩擦力一直减小
C. 葡萄枝受到的压力是葡萄枝发生形变产生的
D. 葡萄枝对蜗牛的支持力和蜗牛对葡萄枝的压力大小一定不相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.葡萄枝对蜗牛的作用力大小始终等于蜗牛所受重力的大小,因此葡萄枝对蜗牛的作用力不变,故A正确;
B .蜗牛从葡萄枝上位置M向位置N缓慢爬行的过程中,由于葡萄枝所在切面的倾角从M到N的过程中先减小后增大,而蜗牛所受摩擦力大小等于其重力沿着切面向下的分力的大小,设切面倾角从减小为0,再从0增大到,有
则可知摩擦力先减小后增大,故B错误;
C.葡萄枝受到的压力是蜗牛发生形变产生的,故C错误;
D.葡萄枝对蜗牛的支持力和蜗牛对葡萄枝的压力是一对相互作用力,大小相等、方向相反,故D错误。
故选A。
2. 近年来湖北省深耕医用智能机器人研发,腔镜、超声、康复机器人实现技术突破,多款国产设备落地临床应用。图(a)所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊做直线运动,图(b)是该机器人在某段时间内的位移时间图像(的图线为曲线,其余为直线)。以下说法正确的是( )
A. 机器人在内的位移大小为
B. 内,机器人做匀加速直线运动
C. 机器人在末的速度与末的速度相同
D. 内,机器人的平均速度大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图(b)的位移-时间()图像,我们可以读出以下关键信息:阶段:图线为直线,从点到点,表示机器人做匀速直线运动,位移从增加到,阶段:图线为直线,从点到点,表示机器人做匀速直线运动(反向),位移从减小到,阶段:图线为曲线,从点到点,表示机器人做变速直线运动,位移从减小到0。
在图像中,位移等于末位置减去初位置。内的位移,故A错误;
B.在位移-时间()图像中,内,图线为直线,则表示机器人做匀速直线运动(速度恒定),而不是匀加速直线运动,故B错误;
C.在图像中,某时刻的瞬时速度等于该时刻图线切线的斜率,末的速度(在段)
末的速度(在段)(方向为负方向)
所以两个时刻虽然速度大小相等,但是方向相反。速度是矢量,方向不同则速度不同,故C错误;
D.平均速度的定义是位移与通过这段位移所用时间的比值。平均速度
则平均速度大小,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,三角形传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动,两边倾斜的传送带长都是且与水平方向的夹角均为。两个质量相同的小物块A、B(均可视为质点)同时分别从左、右传送带顶端都以的初速度沿传送带下滑,两物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,已知,,重力加速度。下列判断正确的是( )
A. 物块B比A先到达各自传送带底端
B. 物块A、B到达各自传送带底端时重力功率相等
C. 传送带对物块A的摩擦力沿传送带向上、对物块B的摩擦力沿传送带向下
D. 物块A下滑过程中的相对位移等于物块B下滑过程中的相对位移
【答案】B
【解析】
【详解】AB.取两斜面沿下滑方向为正方向。物块与传送带发生相对滑动,支持力为
滑动摩擦力大小为
对物块,传送带向上运动,摩擦力沿斜面向上;对物块,物块受重力作用有相对传送带向下运动的趋势,摩擦力同样沿斜面向上。因此两物块沿斜面方向均满足,由牛顿第二定律得
即
两物块的初速度、加速度和斜面长度均相同,所以到达底端的时间相同。到达底端的速度满足
故两物块到达底端时速度大小相等;重力瞬时功率为,两物块的质量、速度和倾角均相同,A错误,故B正确;
C.由上述受力分析可知,物块和所受滑动摩擦力均沿各自斜面向上,故C错误;
D.设传送带速率为,两物块到达底端的时间为。物块与传送带运动方向相反,其相对位移大小为
物块与传送带运动方向相同,其相对位移大小为
又由匀变速直线运动公式得
代入数据得,所以,,二者不相等,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,质量分别为m1=1kg和m2=2kg的两个大小完全相同的物块A、B,通过轻绳相连,并连接在装有定滑轮的小车上,不计一切摩擦.在水平推力F1的作用下物块A紧贴着小车,且小车和两个物块恰好一起向右做初速度为零的匀加速运动,若将图中两个小物块的位置互换,在水平推力F2的作用下物块B紧贴着小车,使得小车和两个物块恰好一起向右做初速度为零的匀加速运动,若两次运动的时间相同,则两次小车运动的位移之比为( )
A. 1:1 B. 2:1 C. 1:4 D. 4:1
【答案】C
【解析】
【详解】第一次设绳子拉力为T1,根据平衡条件可得
对物块B,根据牛顿第二定律可得
解得
由于小车与物块相对静止,因此小车的加速度等于滑块的加速度,两个小物块的位置互换后,设绳子拉力为T2,根据平衡条件可得
对物块A,根据牛顿第二定律可得
解得
根据位移时间关系可知,在相同时间内,两次小车运动的位移之比为
故选C。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. “醒狮”是融武术、舞蹈、音乐等为一体的民俗文化瑰宝,在岭南地区尤为盛行。某次醒狮采青表演中,两只狮子分别站在高度不同的梅花桩上,以大小相等的初速度同时水平抛出两颗质量相等的生菜a和b,两颗生菜运动轨迹的交点为,生菜在空中的运动可视为平抛运动。则下列说法正确的是( )
A. a生菜比b生菜晚落地
B. a、b两颗生菜经过点时重力的瞬时功率相等
C. a生菜落地时的速度大于b生菜落地时的速度
D. a生菜的水平位移小于b生菜的水平位移
【答案】AC
【解析】
【详解】A.平抛运动竖直方向做自由落体运动,则有
解得
由于,所以,即a生菜比b生菜晚落地,故A正确;
B.竖直方向根据,由于
解得
两颗生菜从抛出到P点的下降高度不同,所以经过P点时,两颗生菜竖直方向的分速度不同,而重力的功率
因此,a、b两颗生菜经过点时重力的瞬时功率不相等,故B错误;
C.落地时速度大小为
由于水平初速度大小相同,但运动时间,所以a生菜落地时的速度大于b生菜落地时的速度,故C正确;
D.水平方向做匀速直线运动,则有
由于运动时间,所以a生菜的水平位移大于b生菜的水平位移,故D错误。
故选AC。
6. “二十四节气”起源于黄河流域,是上古农耕文明的产物。地球围绕太阳公转的轨道是一个椭圆轨道,将地球绕日一年转的分为24份,每为一个节气。立春、立夏、立秋、立冬分别作为春、夏、秋、冬四季的起始。地球公转位置与节气的对照图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 夏至时地球的机械能比冬至时地球的机械能大
B. 太阳对地球的万有引力与地球对太阳的万有引力大小始终相等
C. 地球绕太阳公转的每一天中,夏至这一天地球与太阳的连线扫过的面积最大
D. 太阳系内行星轨道的半长轴a与周期T均满足关系式(k为常量)
【答案】BD
【解析】
【详解】A.地球绕太阳公转的过程中仅受到太阳的万有引力,地球的机械能守恒,故A错误;
B.根据牛顿第三定律可知,太阳对地球的万有引力与地球对太阳的万有引力大小始终相等、方向相反,故B正确;
C.根据开普勒第二定律可知,地球绕太阳公转的每一天,地球与太阳的连线扫过的面积均相同,故C错误;
D.根据开普勒第三定律可知,太阳系内行星轨道的半长轴a与周期T均满足关系式(k为常量),故D正确。
故选BD。
7. 如图所示,四分之一圆柱体P放在水平地面上,圆心O的正上方有一个大小可忽略的定滑轮A,一根轻绳跨过定滑轮,一端和置于圆柱体P上,质量为m的小球连接,另一端系在固定竖直杆上的B点,一质量为m0的钩码挂在AB间的轻绳上,整个装置处于静止状态。除圆柱体与地面之间的摩擦以外,其它摩擦不计。若在钩码下方再加挂一个钩码,整个装置再次处于静止状态时,小球依然处于圆柱体P上,则此时与先前整个装置处于静止状态时相比( )
A. 轻绳的张力增大 B. P对小球的弹力增大
C. 地面对P的摩擦力减小 D. P对地面的压力增大
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.对小球受力分析如图所示
小球在重力、P对小球的支持力N以及绳子对小球的拉力T这三个力的作用下始终处于静止状态,由相似三角形可得
式中L为定滑轮左侧连接小球的绳子长度,R为圆柱体半径。当在钩码下方再加挂一个钩码时钩码下移,小球将沿圆柱体P上移,小球再次静止时,由于OA、mg、R不变,而L减小,则根据相似三角形可知N大小不变,T减小,即轻绳的张力减小,P对小球的弹力大小不变,故A错误,B错误;
C.将小球与圆柱体P看成一个整体,根据以上分析可知,绳子的拉力T减小,设绳子与竖直方向的夹角为,小球沿圆柱体P上移过程中减小,而绳子拉力T在水平方向的分力大小与地面对P的摩擦力大小相等、方向相反,即有
由此可知地面对P的摩擦力减小,故C正确;
D.设圆柱体P的质量为M,对圆柱体P受力分析可知,小球对圆柱体P的压力在竖直方向的分力(为压力与竖直方向的夹角)与圆柱体的重力之和大小等于地面对圆柱体的支持力F,即
由于圆柱体P对小球的支持力N大小不变,则反作用力大小不变,而减小,则可知增大,导致地面对圆柱体P的支持力增大,而根据牛顿第三定律可知,圆柱体P对地面的压力大小增大,故D正确。
故选CD。
8. 如图,一水平圆转台上放有物块A和B,两物块间用不可伸长的轻绳连接,轻绳伸直但无弹力,分别放置在转台同一直径的两侧,物块A和B距离转台中心转轴的距离分别为和,物块A与转台间的动摩擦因数为,物块B与转台间的动摩擦因数为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为,物块A和B均可视为质点。现缓慢增大转台的转速,下列说法正确的是( )
A. 若A、B间没有绳子,逐渐增大转台的转速,A先相对于圆台滑动
B. 当转台的角速度大于时,绳子有张力
C. 当两物块都将要相对转台滑动时,绳子的拉力大小为
D. 当转台的角速度等于时,物块A不受摩擦力
【答案】BC
【解析】
【详解】A.若A、B间没有绳子,A、B做圆周运动的向心力由静摩擦力提供,当达到最大静摩擦力后发生滑动,对A有
对B有
可得,
由于,可知B先相对于圆台滑动,故A错误;
B.根据A选项分析可知当当转台的角速度时,绳子有张力,故B正确;
C.当两物块都将要相对转台滑动时,此时对A有
对B有
解得绳子的拉力为,故C正确;
D.物块A不受摩擦力时,对A有
对B有
联立解得,故D错误。
故选BC。
三、非选择题:共64分,其中9~11题为填空题,12、13题为实验题,14~16题为计算题。
9. 近年来,我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就。
(1)天宫一号空间站绕地球做匀速圆周运动,其运动的轨道半径为,空间站自身质量为,则该空间站的动能为______________。(已知地球质量为,引力常量为)
(2)假设在某段时间内,天宫一号空间站轨道高度先后进行了两次自然衰减,第一次下降了小高度,第二次也下降了小高度。若这两次下降过程中,空间站引力势能的变化量绝对值分别为,,则二者的大小关系为_________(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
空间站做匀速圆周运动,地球对它的万有引力提供向心力,由万有引力定律和牛顿第二定律得
由动能定义式并代入上式得
【小问2详解】
万有引力大小满足,轨道半径越小,万有引力越大。第一次下降后轨道半径减小,第二次下降发生在更小的轨道半径处;两次下降的高度相同,所以第二次下降过程中万有引力做功更多。由重力做功与重力势能变化的关系,第二次重力势能减少量的绝对值更大,所以
10. 如图甲所示,在水平地面上放置一木块,其质量,木块在水平推力作用下运动,推力的大小随位移变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数,重力加速度。~的过程中,推力对木块所做的功为_________,合力做的功为_________J。
【答案】 ①. 150 ②. 100
【解析】
【详解】[1]根据图像中,图像与坐标轴围成的面积表示所做的功,则推力对木块所做的功为
[2]由题可知,摩擦力所做的功为
则合力做的功为
11. 质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动,图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系,图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变,在末汽车的速度恰好达到最大,汽车在运动过程中受到的阻力大小为_________,~内汽车的位移大小为_________m。
【答案】 ①. 800 ②. 127.5
【解析】
【详解】[1]当汽车速度达到最大值时,牵引力的功率,此时汽车做匀速直线运动,牵引力与阻力大小相等,即
根据功率公式
代入数据得
[2]汽车的启动过程分为两个阶段:
0~8s阶段:由v-t图可知汽车做匀加速直线运动,位移为
8~18s阶段:汽车功率保持额定功率不变,做变加速直线运动, 此过程牵引力做功为功率与时间的乘积
阻力做功为,初速度,末速度
动能定理表达式为
解得
总位移
12. 用如图1所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)平衡摩擦力时,按图1把实验器材安装好,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,_________(选填“挂”或“不挂”)盘和砝码。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做_________运动。
(2)乙同学在探究小车加速度与所受拉力的关系时,根据实验数据作出的图像如图2所示。
①发现图线不过原点,原因可能是___________
A.木板一端垫得过高 B.木板一端垫得过低
C.盘和砝码的总质量太大 D.盘和砝码的总质量太小
②发现图线发生了弯曲。经过思考认为,图线弯曲的原因在于实验中认为细线对小车的拉力等于盘和砝码的总重力,而实际上与并不相等。将记为相对误差,若小车质量为,则相对误差与的关系图线应为__________。
A. B.
C. D.
【答案】(1) ①. 不挂 ②. 匀速
(2) ①. A ②. D
【解析】
【小问1详解】
[1][2]平衡摩擦力时,按图1把实验器材安装好,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,不挂盘和砝码。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做匀速直线运动。
【小问2详解】
①[1]图线不过原点,即当F=0时加速度不为零,可知原因可能是木板一端垫得过高,平衡摩擦力过度,故选A。
②[2]根据题意,由牛顿第二定律有mg=(M+m)a
而F=Ma
则
所以相对误差与的关系成正比例关系。
故选D。
13. 某同学利用左图所示装置测量当地重力加速度,在斜槽轨道的末端处安装一个光电门,调节激光束与球心等高,实验中,让小球从斜槽上某位置处无初速度释放,用手机拍摄小球做平抛运动的视频,得到分帧照片如图所示(相邻两帧之间的时间间隔相等)。
(1)关于本实验,下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道应尽量光滑
B.斜槽轨道末段需调校水平
C.实验时应先让小球抛出,再打开手机摄像功能
(2)该同学用游标卡尺测得小球的直径为;
(3)在图中选取三个连续的小球位置、、,测得、间实际水平距离均为,、间实际高度差分别为、,另测得小球通过光电门的遮光时间为,则小球从轨道末端抛出的速度_________,当地重力加速度_________(用所给物理量符号表示)。
(4)该同学在分帧照片中,以某位置为坐标原点,沿两个相互垂直的方向建立直角坐标系,并测量出、两个位置的坐标值,如图所示,若轴与竖直方向存在一偏角,则该同学_________(选填“能”或“不能”)正确求出重力加速度。
【答案】 ①. B ②. ③. ④. 能
【解析】
【详解】(1)[1]A.不需要斜槽光滑,只需要保证每次小球从同一位置静止释放,到达末端B的初速度相同,故A错误;
B.斜槽轨道末段必须调水平,才能保证小球抛出后做平抛运动,故B正确;
C.实验要先打开摄像,再释放小球,否则会丢失开头的运动画面,故C错误。
故选B。
(3)[2]小球通过光电门,用平均速度近似等于球心瞬时速度,小球直径d,遮光时间t。抛出速度
[3]两球之间的时间间隔
由公式,可得
(4)[4]建立斜坐标系,x、y轴互相垂直,即使y不是严格竖直方向,x、y两个方向依然都是匀变速直线运动,两个方向的加速度分量恒定。可以利用连续相等时间间隔内位移差公式,分解后依然可以算出竖直方向真实重力加速度。
14. 某次科学观测时,科学家发现一颗矮行星,其地表空气稀薄,可视为真空,其中矮行星半径。探测车出舱进行探测任务,从静止开始沿水平地面直线行驶,后速度达到并开始匀速行驶,搭载传感器监测到前方有一高度未知的断崖,探测车未减速,水平冲出断崖,监测仪显示经1s后落地,落地前瞬间速度大小为。求:
(1)探测车匀加速直线运动的路程;
(2)断崖的竖直高度;
(3)矮行星的第一宇宙速度大小。
【答案】(1)
0.3m (2)
0.2m (3)
400m/s
【解析】
【小问1详解】
探测车匀加速直线运动的路程
【小问2详解】
根据平抛运动规律,可知探测车落地前瞬间竖直方向速度大小
断崖的竖直高度
【小问3详解】
根据平抛运动规律,可知竖直方向有
联立解得矮行星表面重力加速度大小
根据
由黄金代换式有
联立解得矮行星第一宇宙速度
15. 如图甲所示,质量的斜面体静置在粗糙的水平地面上,斜面的长度,倾角;光滑轻小定滑轮固定在斜面的顶端。一轻绳的左端与质量的物块相连,右端绕过定滑轮与物块B(视为质点)相连,另一轻绳左端固定在竖直墙壁上,右端与连接两物块的轻绳在点打结。当系统处于静止状态时,点左侧的轻绳与墙壁的夹角也为,点与定滑轮之间的轻绳水平,定滑轮右侧的轻绳与斜面平行,物块B静止在斜面顶端且与斜面间恰好没有摩擦力。时刻,将定滑轮右侧的轻绳剪断,物块沿斜面下滑(斜面体始终不动),通过斜面底端后滑上地面(斜面底端和水平面平滑连接),物块的速率随时间变化的规律如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,,。求:
(1)物块B的质量;
(2)物块B与斜面间的动摩擦因数以及物块B与地面间的动摩擦因数;
(3)保证物块B沿斜面下滑的过程中,斜面体处于静止状态,求地面与斜面体之间的动摩擦因数的最小值。
【答案】(1)0.5kg
(2)0.25;0.2
(3)0.125
【解析】
【小问1详解】
对B,根据平衡条件可知,绳拉力
对点,根据平衡条件
解得
【小问2详解】
物块B,沿斜面下滑时有
根据牛顿第二定律有
解得
物块在地面上滑行的加速度大小
根据牛顿第二定律有
解得
【小问3详解】
由上图分析可知,地面对斜面的弹力
上式中,
在水平方向上,根据物体的平衡条件有
解得
16. 某游戏装置如下:光滑水平平台上质量为的物体压缩弹簧由静止释放(物体与弹簧不粘连),物体从点水平飞出后恰好沿着点切线进入竖直平面内光滑圆弧轨道,滑入粗糙的斜面,圆弧轨道与倾角为的斜面相切于点,最后滑上放在粗糙水平面上,质量为的木板上表面继续运动,木板与竖直墙壁发生碰撞后以原速反弹,且发生碰撞后竖直墙壁将会倒塌,变成和左侧一样的足够长粗糙水平面。已知的高度差,圆弧轨道半径为,的高度差,物体与的动摩擦因数,物体与木板之间的动摩擦因数,木板与水平面间的动摩擦因数。木板厚度可忽略,木板长度为(未知),木板点与竖直墙壁的距离为(未知),物体可视为质点,所有轨道均在同一个竖直平面内。重力加速度,,。求:
(1)弹簧的弹性势能及物体到达点速度大小;
(2)若木板未能与竖直墙壁发生碰撞且物体没有滑离木板,求和各自需要满足什么条件;
(3)若足够大,,求木板最终停下时左端离点的距离。
【答案】(1)9J;10m/s
(2);
(3)
【解析】
【小问1详解】
由B到C的平抛过程,竖直方向
平抛水平速度
弹簧弹性势能
解得
则点的速度为
解得
由C到达点过程由动能定理得
解得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律,对:
对:
设共速时间,则
解得,, ,
则相对位移
解得
故
长木板位移
共速后两者一起减速
根据匀变速直线运动规律
代入数据得
【小问3详解】
物体在木板上的加速度为 木板的加速度为
当时,木板加速到墙时间
则
木板与墙壁碰前速度
木板与墙壁碰撞后原速反弹,速度大小仍为
此时木板加速度
得
木板减速到0的时间为
得
木板向左运动距离为
得
此时物体的速度
得
此后木板向右加速,加速度变回,当木板与物体共速时有
解得,
木板向右运动的位移为
得
共速之后,物体和木板一起向右减速,加速度大小为
木板向右运动的位移为
得
则木板最终停下时左端离点的距离
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2026-2027学年第一学期
物理学科第二次阶段性练习
本试卷分题卷和答卷两部分,满分为100分,考试用时为75分钟。答案请填写在答卷上,考试结束时只提交答卷。
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示,一只蜗牛沿着圆弧形葡萄枝从位置M向位置N缓慢爬行的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 葡萄枝对蜗牛的作用力不变
B. 葡萄枝对蜗牛的摩擦力一直减小
C. 葡萄枝受到的压力是葡萄枝发生形变产生的
D. 葡萄枝对蜗牛的支持力和蜗牛对葡萄枝的压力大小一定不相等
2. 近年来湖北省深耕医用智能机器人研发,腔镜、超声、康复机器人实现技术突破,多款国产设备落地临床应用。图(a)所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊做直线运动,图(b)是该机器人在某段时间内的位移时间图像(的图线为曲线,其余为直线)。以下说法正确的是( )
A. 机器人在内的位移大小为
B. 内,机器人做匀加速直线运动
C. 机器人在末的速度与末的速度相同
D. 内,机器人的平均速度大小
3. 如图所示,三角形传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动,两边倾斜的传送带长都是且与水平方向的夹角均为。两个质量相同的小物块A、B(均可视为质点)同时分别从左、右传送带顶端都以的初速度沿传送带下滑,两物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,已知,,重力加速度。下列判断正确的是( )
A. 物块B比A先到达各自传送带底端
B. 物块A、B到达各自传送带底端时重力功率相等
C. 传送带对物块A的摩擦力沿传送带向上、对物块B的摩擦力沿传送带向下
D. 物块A下滑过程中的相对位移等于物块B下滑过程中的相对位移
4. 如图所示,质量分别为m1=1kg和m2=2kg的两个大小完全相同的物块A、B,通过轻绳相连,并连接在装有定滑轮的小车上,不计一切摩擦.在水平推力F1的作用下物块A紧贴着小车,且小车和两个物块恰好一起向右做初速度为零的匀加速运动,若将图中两个小物块的位置互换,在水平推力F2的作用下物块B紧贴着小车,使得小车和两个物块恰好一起向右做初速度为零的匀加速运动,若两次运动的时间相同,则两次小车运动的位移之比为( )
A. 1:1 B. 2:1 C. 1:4 D. 4:1
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. “醒狮”是融武术、舞蹈、音乐等为一体的民俗文化瑰宝,在岭南地区尤为盛行。某次醒狮采青表演中,两只狮子分别站在高度不同的梅花桩上,以大小相等的初速度同时水平抛出两颗质量相等的生菜a和b,两颗生菜运动轨迹的交点为,生菜在空中的运动可视为平抛运动。则下列说法正确的是( )
A. a生菜比b生菜晚落地
B. a、b两颗生菜经过点时重力的瞬时功率相等
C. a生菜落地时的速度大于b生菜落地时的速度
D. a生菜的水平位移小于b生菜的水平位移
6. “二十四节气”起源于黄河流域,是上古农耕文明的产物。地球围绕太阳公转的轨道是一个椭圆轨道,将地球绕日一年转的分为24份,每为一个节气。立春、立夏、立秋、立冬分别作为春、夏、秋、冬四季的起始。地球公转位置与节气的对照图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 夏至时地球的机械能比冬至时地球的机械能大
B. 太阳对地球的万有引力与地球对太阳的万有引力大小始终相等
C. 地球绕太阳公转的每一天中,夏至这一天地球与太阳的连线扫过的面积最大
D. 太阳系内行星轨道的半长轴a与周期T均满足关系式(k为常量)
7. 如图所示,四分之一圆柱体P放在水平地面上,圆心O的正上方有一个大小可忽略的定滑轮A,一根轻绳跨过定滑轮,一端和置于圆柱体P上,质量为m的小球连接,另一端系在固定竖直杆上的B点,一质量为m0的钩码挂在AB间的轻绳上,整个装置处于静止状态。除圆柱体与地面之间的摩擦以外,其它摩擦不计。若在钩码下方再加挂一个钩码,整个装置再次处于静止状态时,小球依然处于圆柱体P上,则此时与先前整个装置处于静止状态时相比( )
A. 轻绳的张力增大 B. P对小球的弹力增大
C. 地面对P的摩擦力减小 D. P对地面的压力增大
8. 如图,一水平圆转台上放有物块A和B,两物块间用不可伸长的轻绳连接,轻绳伸直但无弹力,分别放置在转台同一直径的两侧,物块A和B距离转台中心转轴的距离分别为和,物块A与转台间的动摩擦因数为,物块B与转台间的动摩擦因数为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为,物块A和B均可视为质点。现缓慢增大转台的转速,下列说法正确的是( )
A. 若A、B间没有绳子,逐渐增大转台的转速,A先相对于圆台滑动
B. 当转台的角速度大于时,绳子有张力
C. 当两物块都将要相对转台滑动时,绳子的拉力大小为
D. 当转台的角速度等于时,物块A不受摩擦力
三、非选择题:共64分,其中9~11题为填空题,12、13题为实验题,14~16题为计算题。
9. 近年来,我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就。
(1)天宫一号空间站绕地球做匀速圆周运动,其运动的轨道半径为,空间站自身质量为,则该空间站的动能为______________。(已知地球质量为,引力常量为)
(2)假设在某段时间内,天宫一号空间站轨道高度先后进行了两次自然衰减,第一次下降了小高度,第二次也下降了小高度。若这两次下降过程中,空间站引力势能的变化量绝对值分别为,,则二者的大小关系为_________(选填“>”“<”或“=”)。
10. 如图甲所示,在水平地面上放置一木块,其质量,木块在水平推力作用下运动,推力的大小随位移变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数,重力加速度。~的过程中,推力对木块所做的功为_________,合力做的功为_________J。
11. 质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动,图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系,图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变,在末汽车的速度恰好达到最大,汽车在运动过程中受到的阻力大小为_________,~内汽车的位移大小为_________m。
12. 用如图1所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)平衡摩擦力时,按图1把实验器材安装好,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,_________(选填“挂”或“不挂”)盘和砝码。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做_________运动。
(2)乙同学在探究小车加速度与所受拉力的关系时,根据实验数据作出的图像如图2所示。
①发现图线不过原点,原因可能是___________
A.木板一端垫得过高 B.木板一端垫得过低
C.盘和砝码的总质量太大 D.盘和砝码的总质量太小
②发现图线发生了弯曲。经过思考认为,图线弯曲的原因在于实验中认为细线对小车的拉力等于盘和砝码的总重力,而实际上与并不相等。将记为相对误差,若小车质量为,则相对误差与的关系图线应为__________。
A. B.
C. D.
13. 某同学利用左图所示装置测量当地重力加速度,在斜槽轨道的末端处安装一个光电门,调节激光束与球心等高,实验中,让小球从斜槽上某位置处无初速度释放,用手机拍摄小球做平抛运动的视频,得到分帧照片如图所示(相邻两帧之间的时间间隔相等)。
(1)关于本实验,下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道应尽量光滑
B.斜槽轨道末段需调校水平
C.实验时应先让小球抛出,再打开手机摄像功能
(2)该同学用游标卡尺测得小球的直径为;
(3)在图中选取三个连续的小球位置、、,测得、间实际水平距离均为,、间实际高度差分别为、,另测得小球通过光电门的遮光时间为,则小球从轨道末端抛出的速度_________,当地重力加速度_________(用所给物理量符号表示)。
(4)该同学在分帧照片中,以某位置为坐标原点,沿两个相互垂直的方向建立直角坐标系,并测量出、两个位置的坐标值,如图所示,若轴与竖直方向存在一偏角,则该同学_________(选填“能”或“不能”)正确求出重力加速度。
14. 某次科学观测时,科学家发现一颗矮行星,其地表空气稀薄,可视为真空,其中矮行星半径。探测车出舱进行探测任务,从静止开始沿水平地面直线行驶,后速度达到并开始匀速行驶,搭载传感器监测到前方有一高度未知的断崖,探测车未减速,水平冲出断崖,监测仪显示经1s后落地,落地前瞬间速度大小为。求:
(1)探测车匀加速直线运动的路程;
(2)断崖的竖直高度;
(3)矮行星的第一宇宙速度大小。
15. 如图甲所示,质量的斜面体静置在粗糙的水平地面上,斜面的长度,倾角;光滑轻小定滑轮固定在斜面的顶端。一轻绳的左端与质量的物块相连,右端绕过定滑轮与物块B(视为质点)相连,另一轻绳左端固定在竖直墙壁上,右端与连接两物块的轻绳在点打结。当系统处于静止状态时,点左侧的轻绳与墙壁的夹角也为,点与定滑轮之间的轻绳水平,定滑轮右侧的轻绳与斜面平行,物块B静止在斜面顶端且与斜面间恰好没有摩擦力。时刻,将定滑轮右侧的轻绳剪断,物块沿斜面下滑(斜面体始终不动),通过斜面底端后滑上地面(斜面底端和水平面平滑连接),物块的速率随时间变化的规律如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,,。求:
(1)物块B的质量;
(2)物块B与斜面间的动摩擦因数以及物块B与地面间的动摩擦因数;
(3)保证物块B沿斜面下滑的过程中,斜面体处于静止状态,求地面与斜面体之间的动摩擦因数的最小值。
16. 某游戏装置如下:光滑水平平台上质量为的物体压缩弹簧由静止释放(物体与弹簧不粘连),物体从点水平飞出后恰好沿着点切线进入竖直平面内光滑圆弧轨道,滑入粗糙的斜面,圆弧轨道与倾角为的斜面相切于点,最后滑上放在粗糙水平面上,质量为的木板上表面继续运动,木板与竖直墙壁发生碰撞后以原速反弹,且发生碰撞后竖直墙壁将会倒塌,变成和左侧一样的足够长粗糙水平面。已知的高度差,圆弧轨道半径为,的高度差,物体与的动摩擦因数,物体与木板之间的动摩擦因数,木板与水平面间的动摩擦因数。木板厚度可忽略,木板长度为(未知),木板点与竖直墙壁的距离为(未知),物体可视为质点,所有轨道均在同一个竖直平面内。重力加速度,,。求:
(1)弹簧的弹性势能及物体到达点速度大小;
(2)若木板未能与竖直墙壁发生碰撞且物体没有滑离木板,求和各自需要满足什么条件;
(3)若足够大,,求木板最终停下时左端离点的距离。
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