精品解析:福建厦门集美中学2026-2027学年高三上学期10月阶段检测物理试题
2026-10-11
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内容正文:
集美中学2026-2027学年第一学期高三年段十月阶段考
物理试题
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,重力为G的石头卡在绝壁间,悬空于峡湾千米之上。设两侧绝壁光滑且均为平面,左侧平面竖直,右侧平面与竖直方向夹角为,左右两侧绝壁对石头的作用力大小分别为和,则( )
A. B. 可能大于
C. 人站上石头,不变 D. 人站上石头,不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据、和G构成的矢量三角形知
,故A正确;
B.为直角三角形斜边,一定小于,故B错误;
CD.人站上石头,不变,和均增大,故C、D错误。
故选A。
2. 如图甲所示,某人站在力传感器上,从直立静止起,做“下蹲-起跳”动作,图甲中的“·”表示人的重心。图乙是由力传感器画出的F-t图线,其中1~4各点对应着图甲中1~4四个状态和时刻,4状态时人的重心上升到最高。取重力加速度g=10m/s²。下列说法正确的是( )
A. 人的重力约为1800N
B. 2~3的过程中,人的加速度一直在减小
C. 人上升的最大加速度为15m/s²
D. 人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为0.45s
【答案】D
【解析】
【详解】A.图乙可知人重力约为600N,质量约为60kg,故A错误;
B.分析可知2~3的过程,人先超重后失重,合力先减小后增大,加速度先减小后增大,故B错误;
C.合力最大时加速度最大,图像可知F最大为1800N,故最大加速度,故C错误;
D. 分析可知人的速度最大时人的合力为0 ,即F与人的重力等大时,图像可知约0.45s时,F与人的重力等大,故人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为0.45s,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,两同学到游乐场乘坐“旋转秋千”,他们分别坐在用相同长度的轻质缆绳悬挂的座椅中,两同学(含座椅)质量不同。不计空气阻力,当水平圆盘带着两人达到匀速转动时,下列说法正确的是( )
A. 质量大的同学运动的周期小 B. 质量大的同学运动的半径小
C. 两同学运动的线速度大小相等 D. 两同学运动的向心力大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.两人随水平圆盘同轴匀速转动,角速度相同,周期也必然相等,故A错误;
B.对座椅(含人)受力分析:重力竖直向下,缆绳拉力,合力提供水平方向的向心力。设缆绳长为,缆绳与竖直方向夹角为,圆盘边缘悬挂点到转轴的距离为,则圆周运动的实际半径
将拉力分解后可得竖直方向受力平衡
水平方向向心力
等式两侧质量可直接约去,整理得
可见偏角与质量无关,则运动半径相等,故B错误;
C.线速度,两人角速度相同,半径相等,因此线速度大小相等,故C正确;
D.向心力,两人质量不同、偏角相同,因此向心力大小不相等,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,将小球自A处竖直向上抛出。传感器记录的数据显示:自抛出起计时,经过时间和小球的速率均为v0。小球向上抛出后的位移、速度、运动时间分别用x、v、t表示。不计空气阻力,关于小球竖直向上抛出的运动过程,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.分析运动过程:小球做竖直上抛运动,加速度为(方向向下)。已知和时速率均为。根据竖直上抛运动的对称性,最高点(速度为0)的时刻位于这两个时刻的中点
此时速度。求解初速度和加速度关系:设初速度为,在时,小球处于上升阶段(因为),速度为。由
解得
在时,速度为0,有
联立解得,且
图像纵轴表示速度(矢量)。竖直上抛运动的速度随时间均匀减小,过最高点后变为负值。图像应为一条斜率为负的直线,穿过轴。选项A画的是速率(标量)图像,故A错误;
B.根据位移—速度公式
整理得
这是一个关于的一次函数,截距为,代入,截距应为
选项B中截距为,故B错误;
C.位移公式
这是一个关于的二次函数,图像为开口向下的抛物线。对称轴(最高点)为
选项C的图像是抛物线,且最高点对应,故C正确;
D.表示时间内的平均速度,有
这是一个关于的一次函数,斜率为,纵轴截距为,当时(即回到抛出点),
选项D中图像与横轴交点为,故D错误。
故选C。
二、双项选择题:(本题共4小题,每小题 6分,共24分。每小题有两个选项符合项目要求,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. 如图所示,一质量为m的物块用水平轻质细线连接,细线绕过光滑的滑轮后其下悬挂一质量为的物体,物块放在水平传送带上,水平传送带以的速度顺时针匀速转动,物块以初速度向右运动,传送带与物块间的动摩擦因数为。则关于物块m所受的摩擦力f,已知重力加速度为g。下列说法不正确的是( )
A. 若,则,方向向左
B. 若,则,方向向左
C. 若,且物块m保持匀速运动,则
D. 若,且物块m保持匀速运动,则方向向左
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若,则物块受向右的滑动摩擦力,大小
选项A错误;
B.若,则物块受向左的滑动摩擦力,大小为
选项B正确;
CD.若,且物块m保持匀速运动,则受向右的拉力与静摩擦力而平衡,则受静摩擦力
方向向左,选项C错误,D正确。
此题选择不正确的,故选AC。
6. 2026年7月5日,长征八号甲运载火箭在海南商业航天发射场成功将千帆极轨15组卫星送入预定轨道。如图所示,卫星甲为千帆极轨卫星中的某颗卫星,卫星乙为地球静止同步轨道卫星,甲、乙绕地球做圆周运动的轨道半径之比为1∶6。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙的周期之比为
B. 甲、乙的线速度大小之比为6∶1
C. 甲、乙与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等
D. 甲的线速度大于地球赤道上某物体随地球自转的线速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律,绕同一中心天体运动的卫星满足,因此周期比
可得,故A正确;
B.由万有引力提供向心力
推导得线速度公式
因此,故B错误;
C.开普勒第二定律(面积定律)的适用条件是同一颗卫星绕中心天体运动的过程中,相等时间内扫过的面积相等,甲、乙是两颗不同轨道的卫星,不满足该规律,故C错误;
D.乙是地球同步卫星,它和地球赤道上随地球自转的物体角速度相同,由可知,同步卫星的线速度大于赤道上物体的线速度;再结合轨道卫星线速度规律,甲的轨道半径远小于乙,因此,联立可得,即甲的线速度大于地球赤道上物体随地球自转的线速度,故D正确。
故选 AD。
7. 如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,下列说法正确的是( )
A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是,方向向左
B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是,方向向右
C. 当时,木板便会开始运动
D. 无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由于木块在木板上向右滑动,故木块一定受到向左的滑动摩擦力的作用,且
因木板静止不动,一定受到地面的静摩擦力,方向水平向左,大小为
A正确,B错误;
CD.无论F多大,当木块相对于木板向右滑动时,木块对木板的滑动摩擦力大小不变,故木板都不可能向右运动,C错误,D正确。
故选AD。
8. 如图所示,倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上,轻弹簧两端分别拴接在物块a和斜面底端挡板处,物块b、c用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳拴接,物块b与滑轮间的轻绳和弹簧均与斜面平行。用外力托住物块c,使物块b、c间轻绳伸直但无张力;撤去外力,物块c由静止开始运动。物块c运动过程中未触地,斜面足够长,弹簧始终处于弹性限度内。已知物块a、b、c的质量分别为、、,弹簧的劲度系数为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 从开始运动到物块、分离,物块始终处于失重状态
B. 物块、分离瞬间,物块的加速度大小为
C. 物块、分离瞬间,物块、间绳子的拉力大小为
D. 从开始运动到物块、分离瞬间,物块的位移大小为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.从开始运动到分离,的加速度方向始终向下,故始终处于失重状态,A正确;
B.、分离的条件是:、间弹力为,且此时三者加速度大小相等。 对、整体,根据牛顿第二定律
代入得
分离瞬间与加速度相同,故加速度大小为,B正确;
C.单独列牛顿第二定律
代入得,C错误;
D.初始时对列牛顿第二定律,设此时弹簧压缩量为,则有
代入得
分离瞬间对列牛顿第二定律,设此时弹簧压缩量为,则有
代入得
沿斜面向上的位移为初始压缩量减去末压缩量 , D正确。
故选ABD。
三、填空题:(本题共3小题,每小题3分,共9分)
9. 经长期观测,人们在宇宙中已经发现了“双星系统”,“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的直径远小于两颗星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体。如图所示,两颗星球,组成的双星系统,在相互之间万有引力的作用下,绕连线上的O点做匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L,公转周期均为T,万有引力常量为G,、做圆周运动的轨道半径之比为。则可知、做圆周运动的线速度大小之比为______,两天体的质量之和等于______。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]双星系统中双星圆周运动的角速度线相等,由速度与角速度的关系得,线速度大小之比;
[2]双星圆周运动的向心力由万有引力提供,对有
对有
由题意有
且有
联立解得
10. 如图所示,小汽车以大小为v的速度沿平台向左匀速运动,通过绕过定滑轮的轻绳将货物提升。货物的速度___________(填“增大”“减小”或“不变”);货物处于___________(填“超重”或“失重”)状态;若取sin37°=0.6,cos37°=0.8,则当连接小汽车的轻绳与水平方向的夹角为37°时,货物的速度大小为___________。
【答案】 ①. 增大 ②. 超重 ③. 0.8v
【解析】
【详解】[1]由题意,可将小汽车的速度v分解成沿轻绳方向和垂直轻绳方向的两个分速度,如图所示,设轻绳与水平方向的夹角为,由几何关系可得货物的速度为
可知随小汽车以大小为v的速度沿平台向左匀速运动的过程中,逐渐减小,则有货物的速度逐渐增大。
[2]货物的速度逐渐增大,可知货物的加速度向上,货物处于超重状态。
[3]当连接小汽车的轻绳与水平方向的夹角为37°时,货物的速度大小为
11. 图甲所示为郑新黄河大桥的照片,图乙所示为该大桥的简化示意图,a、b、c、d、e是五个连续等距的桥墩。若一汽车从桥墩a处由静止开始做匀加速直线运动,且由a处运动到b处的时间为t,则由b处运动到e处的时间为______。
【答案】
【解析】
【详解】由匀变速直线运动的规律可得,初速度是零的匀加速直线运动连续相等的时间间隔内的位移之比为;由于从a处到b处与从b处到e处的距离之比为,故汽车通过两段距离的时间相等,则由b处运动到e处的时间也为t。
四、实验题(本题共2小题,每小题6分,共12分)
12. 小敏同学利用如图甲所示的装置测量某弹簧的劲度系数。弹簧悬点与标尺零刻度对齐,他先读出不挂钩码时轻弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂钩码,并逐渐增加钩码个数,读出每次相对应的指针所指的标尺刻度。利用所得数据做出弹簧指针所指的标尺刻度值x与所挂钩码的个数n的关系图像(如图丙所示),已知实验中弹簧始终未超过弹性限度,每个钩码的质量为0.1kg,重力加速度。
(1)某次测量的标尺读数如图乙所示,其读数为______cm;
(2)由图像丙可求得该弹簧的劲度系数为______(保留2位有效数字);
(3)由于弹簧自身有重量,该同学在测量时没有考虑弹簧的自重,这样导致劲度系数的测量值与真实值相比____选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(4)将一轻质弹簧上端固定,下端悬挂一钩码,静止时弹簧伸长了l。如果将该轻质弹簧从正中间剪断,再将上端连在一起并固定,下端连在一起,在下端悬挂同样的钩码,如图所示。若弹簧始终在弹性限度内,则静止时,每一段弹簧将伸长( )
A. B. C. l D. 2l
【答案】(1)14.60
(2)60或61或62或63
(3)相等 (4)A
【解析】
【小问1详解】
根据刻度尺的读数规则可知,该读数为
【小问2详解】
由胡克定律可知
整理得
由图可知
解得
【小问3详解】
由胡克定律可知,弹簧弹力的增加量与弹簧的形变量成正比,因此弹簧的自重不会对劲度系数的测量结果产生影响,故劲度系数的测量 值与真实值相比相等。
【小问4详解】
设钩码质量为m,剪断前有
当轻弹簧从正中间剪断时,弹簧的劲度系数变为原来的两倍,剪断后,对每一段弹簧都有
解得,故选A。
13. 某同学设计了一个验证牛顿第二定律的实验,使用的器材有:直导轨、小车、光电门、数字毫秒计、遮光条、天平、钩码、刻度尺、游标卡尺、定滑轮、细绳等。实验装置如图所示,光电门1、2分别固定在导轨、处,遮光条安装在小车上,连接小车两端的细绳分别跨过左右定滑轮、各悬挂10个质量均为的钩码,定滑轮间的细绳与导轨平行。重力加速度大小为 。实验步骤如下:
ⅰ.用天平测量小车和遮光条的总质量 ,用刻度尺测量、间的距离,用游标卡尺测量遮光条的宽度 。
ⅱ.调节导轨倾斜程度,使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等。
ⅲ.从左侧细绳取下 个钩码挂到右侧细绳,再从导轨左端静止释放小车,用数字毫秒计测量遮光条经过光电门1、2的遮光时间、。
回答下列问题:
(1)步骤ⅱ操作的主要目的是__________。
(2)由牛顿第二定律,小车的加速度大小 __________(用、 、 和 表示)。
(3)步骤ⅲ中测得的小车加速度大小 __________(用 、、和表示)。
(4)该同学根据测出的多组、 值,作出图像。若该图像近似是一条通过原点的直线,则可以验证:质量一定时,物体的加速度与所受合外力成__________。
(5)若图像明显不过原点,原因可能是__________(单选,填标号)。
A. 步骤ⅲ中小车没有从静止释放
B. 步骤ⅱ中导轨的倾斜程度调节不恰当
C. 钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量
【答案】(1)平衡摩擦力
(2)
(3)
(4)正比 (5)B
【解析】
【小问1详解】
通过两个光电门的遮光时间近似相等,可知速度相等,小车做匀速运动,故步骤ⅱ的主要目的是平衡摩擦力;
【小问2详解】
根据牛顿第二定律,对整体
解得小车的加速度大小为
【小问3详解】
根据运动学公式有
解得
【小问4详解】
根据前面分析有
可知当图像为一条过原点的直线,当质量一定时,物体的加速度与所受到的合外力成正比;
【小问5详解】
A.小车没有从静止释放,不影响测量的加速度大小,故不会使图像不过原点,故A错误;
B.导轨的倾斜程度调节不恰当时,可知平衡摩擦力不足或者过大,根据牛顿第二定律,对整体
得,图像不过原点,故B正确;
C.根据前面分析,对整体分析得出加速度表达式,当钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量,对本实验没有影响,故C错误。
故选B。
五、解答题:(本题共3小题,共39分)
14. 某汽车沿平直公路匀速行驶,某时刻发现前方发生交通事故,该汽车进行紧急刹车。汽车在开始刹车后的前两个内的位移大小分别为和将汽车刹车后的运动看作匀减速直线运动,求:
(1)汽车刹车2s时的速度大小v;
(2)汽车运动的加速度大小a;
(3)汽车从开始刹车到停止的位移大小x。
【答案】(1)12m/s
(2)6m/s² (3)48m
【解析】
【小问1详解】
汽车在开始刹车后的前两个内的位移大小之比
逆向分析运动过程,结合初速度为零的匀加速直线运动规律,可以判断汽车刹车4s恰好停下。根据运动学规律,汽车刹车2s时的速度大小
解得v=12m/s
【小问2详解】
前两个t=2s内的位移大小分别为 和
根据运动学规律
解得a=6m/s²
【小问3详解】
设汽车初速度大小为,根据位移公式
逆向分析
代入数据,汽车从开始刹车到停止的位移大小x=48m。
15. 在2024年巴黎奥运会田径女子链球决赛中,中国选手赵杰以74米27的成绩夺得铜牌。如图所示,某次运动员训练时甩动链球使其在水平面内绕竖直转轴做半径为、线速度大小为的匀速圆周运动,一段时间后运动员松手,松手瞬间链球速度未改变。已知链球的质量为,连接链球的轻质钢丝与水平方向的夹角为(大小未知),链球做圆周运动的平面到水平地面的高度为,重力加速度大小为,不计空气阻力,求:
(1)松手前钢丝上的弹力大小;
(2)夹角的正切值;
(3)链球落地点到竖直转轴的水平距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
将轻质钢丝绳的弹力沿水平、竖直方向分解,其中链球竖直方向受力平衡,满足
钢丝绳弹力的水平方向分力提供向心力,满足
两式平方相加,解得
整理得
【小问2详解】
将竖直、水平方向的两式相除,消去得
【小问3详解】
松手后链球做平抛运动,竖直方向有
得平抛运动时间
松手瞬间,链球的速度方向沿圆周切线方向,与半径垂直,沿速度方向的水平位移有
为分析链球落地点到竖直转轴的水平距离,作俯视图如下
由勾股定理,链球落地点到竖直转轴的水平距离
16. 在光滑的水平面上有一质量为M=2kg、长度为L2的平板小车静止不动,紧靠小车左侧有一倾角为θ=37°的传送带,其顶部到底部的长度为L1=7.25m,以v0=5m/s的速率顺时针匀速转动,现将一可视为质点的质量为m=0.5kg的小滑块,从传送带顶端由静止释放,当滑块从传送带底部滑到小车上时瞬间速率大小不变,此后滑块在小车上滑动,直到二者相对静止。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ1=0.5,滑块与小车上表面之间的动摩擦因数为μ2=0.28,重力加速度取g=10m/s2。
(1)求滑块在传送带上开始滑动时加速度的大小;
(2)求滑块在传送带上运动的时间;
(3)若滑块与小车相对静止时,能停在小车的右半侧,求小车长度L2的取值范围。
【答案】(1)10m/s2
(2)1.5s (3)7m<L2<14m
【解析】
【小问1详解】
滑块在传送带上开始滑动时,根据牛顿第二定律
解得加速度大小为
【小问2详解】
设滑块到底端前已经与传送带共速,则共速前所用时间为=0.5s
共速前滑块下滑的位移大小为
假设成立;共速后加速
解得
则
解得
则滑块在传送带上运动的时间为
【小问3详解】
滑块滑上小车时
以滑块为对象,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
方向向左;以小车为对象,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
方向向右;设经过时间,滑块与小车共速,则有,
解得,
则滑块与小车相对静止时,滑块与小车发生的相对位移为
为了使滑块能停在小车的右半侧,小车长度L2的取值范围为。
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集美中学2026-2027学年第一学期高三年段十月阶段考
物理试题
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,重力为G的石头卡在绝壁间,悬空于峡湾千米之上。设两侧绝壁光滑且均为平面,左侧平面竖直,右侧平面与竖直方向夹角为,左右两侧绝壁对石头的作用力大小分别为和,则( )
A. B. 可能大于
C. 人站上石头,不变 D. 人站上石头,不变
2. 如图甲所示,某人站在力传感器上,从直立静止起,做“下蹲-起跳”动作,图甲中的“·”表示人的重心。图乙是由力传感器画出的F-t图线,其中1~4各点对应着图甲中1~4四个状态和时刻,4状态时人的重心上升到最高。取重力加速度g=10m/s²。下列说法正确的是( )
A. 人的重力约为1800N
B. 2~3的过程中,人的加速度一直在减小
C. 人上升的最大加速度为15m/s²
D. 人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为0.45s
3. 如图所示,两同学到游乐场乘坐“旋转秋千”,他们分别坐在用相同长度的轻质缆绳悬挂的座椅中,两同学(含座椅)质量不同。不计空气阻力,当水平圆盘带着两人达到匀速转动时,下列说法正确的是( )
A. 质量大的同学运动的周期小 B. 质量大的同学运动的半径小
C. 两同学运动的线速度大小相等 D. 两同学运动的向心力大小相等
4. 如图所示,将小球自A处竖直向上抛出。传感器记录的数据显示:自抛出起计时,经过时间和小球的速率均为v0。小球向上抛出后的位移、速度、运动时间分别用x、v、t表示。不计空气阻力,关于小球竖直向上抛出的运动过程,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、双项选择题:(本题共4小题,每小题 6分,共24分。每小题有两个选项符合项目要求,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. 如图所示,一质量为m的物块用水平轻质细线连接,细线绕过光滑的滑轮后其下悬挂一质量为的物体,物块放在水平传送带上,水平传送带以的速度顺时针匀速转动,物块以初速度向右运动,传送带与物块间的动摩擦因数为。则关于物块m所受的摩擦力f,已知重力加速度为g。下列说法不正确的是( )
A. 若,则,方向向左
B. 若,则,方向向左
C. 若,且物块m保持匀速运动,则
D. 若,且物块m保持匀速运动,则方向向左
6. 2026年7月5日,长征八号甲运载火箭在海南商业航天发射场成功将千帆极轨15组卫星送入预定轨道。如图所示,卫星甲为千帆极轨卫星中的某颗卫星,卫星乙为地球静止同步轨道卫星,甲、乙绕地球做圆周运动的轨道半径之比为1∶6。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙的周期之比为
B. 甲、乙的线速度大小之比为6∶1
C. 甲、乙与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等
D. 甲的线速度大于地球赤道上某物体随地球自转的线速度
7. 如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,下列说法正确的是( )
A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是,方向向左
B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是,方向向右
C. 当时,木板便会开始运动
D. 无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
8. 如图所示,倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上,轻弹簧两端分别拴接在物块a和斜面底端挡板处,物块b、c用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳拴接,物块b与滑轮间的轻绳和弹簧均与斜面平行。用外力托住物块c,使物块b、c间轻绳伸直但无张力;撤去外力,物块c由静止开始运动。物块c运动过程中未触地,斜面足够长,弹簧始终处于弹性限度内。已知物块a、b、c的质量分别为、、,弹簧的劲度系数为,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 从开始运动到物块、分离,物块始终处于失重状态
B. 物块、分离瞬间,物块的加速度大小为
C. 物块、分离瞬间,物块、间绳子的拉力大小为
D. 从开始运动到物块、分离瞬间,物块的位移大小为
三、填空题:(本题共3小题,每小题3分,共9分)
9. 经长期观测,人们在宇宙中已经发现了“双星系统”,“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的直径远小于两颗星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体。如图所示,两颗星球,组成的双星系统,在相互之间万有引力的作用下,绕连线上的O点做匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L,公转周期均为T,万有引力常量为G,、做圆周运动的轨道半径之比为。则可知、做圆周运动的线速度大小之比为______,两天体的质量之和等于______。
10. 如图所示,小汽车以大小为v的速度沿平台向左匀速运动,通过绕过定滑轮的轻绳将货物提升。货物的速度___________(填“增大”“减小”或“不变”);货物处于___________(填“超重”或“失重”)状态;若取sin37°=0.6,cos37°=0.8,则当连接小汽车的轻绳与水平方向的夹角为37°时,货物的速度大小为___________。
11. 图甲所示为郑新黄河大桥的照片,图乙所示为该大桥的简化示意图,a、b、c、d、e是五个连续等距的桥墩。若一汽车从桥墩a处由静止开始做匀加速直线运动,且由a处运动到b处的时间为t,则由b处运动到e处的时间为______。
四、实验题(本题共2小题,每小题6分,共12分)
12. 小敏同学利用如图甲所示的装置测量某弹簧的劲度系数。弹簧悬点与标尺零刻度对齐,他先读出不挂钩码时轻弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂钩码,并逐渐增加钩码个数,读出每次相对应的指针所指的标尺刻度。利用所得数据做出弹簧指针所指的标尺刻度值x与所挂钩码的个数n的关系图像(如图丙所示),已知实验中弹簧始终未超过弹性限度,每个钩码的质量为0.1kg,重力加速度。
(1)某次测量的标尺读数如图乙所示,其读数为______cm;
(2)由图像丙可求得该弹簧的劲度系数为______(保留2位有效数字);
(3)由于弹簧自身有重量,该同学在测量时没有考虑弹簧的自重,这样导致劲度系数的测量值与真实值相比____选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(4)将一轻质弹簧上端固定,下端悬挂一钩码,静止时弹簧伸长了l。如果将该轻质弹簧从正中间剪断,再将上端连在一起并固定,下端连在一起,在下端悬挂同样的钩码,如图所示。若弹簧始终在弹性限度内,则静止时,每一段弹簧将伸长( )
A. B. C. l D. 2l
13. 某同学设计了一个验证牛顿第二定律的实验,使用的器材有:直导轨、小车、光电门、数字毫秒计、遮光条、天平、钩码、刻度尺、游标卡尺、定滑轮、细绳等。实验装置如图所示,光电门1、2分别固定在导轨、处,遮光条安装在小车上,连接小车两端的细绳分别跨过左右定滑轮、各悬挂10个质量均为的钩码,定滑轮间的细绳与导轨平行。重力加速度大小为 。实验步骤如下:
ⅰ.用天平测量小车和遮光条的总质量 ,用刻度尺测量、间的距离,用游标卡尺测量遮光条的宽度 。
ⅱ.调节导轨倾斜程度,使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等。
ⅲ.从左侧细绳取下 个钩码挂到右侧细绳,再从导轨左端静止释放小车,用数字毫秒计测量遮光条经过光电门1、2的遮光时间、。
回答下列问题:
(1)步骤ⅱ操作的主要目的是__________。
(2)由牛顿第二定律,小车的加速度大小 __________(用、 、 和 表示)。
(3)步骤ⅲ中测得的小车加速度大小 __________(用 、、和表示)。
(4)该同学根据测出的多组、 值,作出图像。若该图像近似是一条通过原点的直线,则可以验证:质量一定时,物体的加速度与所受合外力成__________。
(5)若图像明显不过原点,原因可能是__________(单选,填标号)。
A. 步骤ⅲ中小车没有从静止释放
B. 步骤ⅱ中导轨的倾斜程度调节不恰当
C. 钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量
五、解答题:(本题共3小题,共39分)
14. 某汽车沿平直公路匀速行驶,某时刻发现前方发生交通事故,该汽车进行紧急刹车。汽车在开始刹车后的前两个内的位移大小分别为和将汽车刹车后的运动看作匀减速直线运动,求:
(1)汽车刹车2s时的速度大小v;
(2)汽车运动的加速度大小a;
(3)汽车从开始刹车到停止的位移大小x。
15. 在2024年巴黎奥运会田径女子链球决赛中,中国选手赵杰以74米27的成绩夺得铜牌。如图所示,某次运动员训练时甩动链球使其在水平面内绕竖直转轴做半径为、线速度大小为的匀速圆周运动,一段时间后运动员松手,松手瞬间链球速度未改变。已知链球的质量为,连接链球的轻质钢丝与水平方向的夹角为(大小未知),链球做圆周运动的平面到水平地面的高度为,重力加速度大小为,不计空气阻力,求:
(1)松手前钢丝上的弹力大小;
(2)夹角的正切值;
(3)链球落地点到竖直转轴的水平距离。
16. 在光滑的水平面上有一质量为M=2kg、长度为L2的平板小车静止不动,紧靠小车左侧有一倾角为θ=37°的传送带,其顶部到底部的长度为L1=7.25m,以v0=5m/s的速率顺时针匀速转动,现将一可视为质点的质量为m=0.5kg的小滑块,从传送带顶端由静止释放,当滑块从传送带底部滑到小车上时瞬间速率大小不变,此后滑块在小车上滑动,直到二者相对静止。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ1=0.5,滑块与小车上表面之间的动摩擦因数为μ2=0.28,重力加速度取g=10m/s2。
(1)求滑块在传送带上开始滑动时加速度的大小;
(2)求滑块在传送带上运动的时间;
(3)若滑块与小车相对静止时,能停在小车的右半侧,求小车长度L2的取值范围。
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