精品解析:河南南阳市方城县第一高级中学2027届高三上学期适应性测试(一)物理试题
2026-10-13
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内容正文:
方城县第一高级中学2027届高中毕业班适应性测试(一)物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 2026年1月6日,歼-35圆满完成2026年度“新年第一飞”。该战斗机在某次测试中,在竖直平面内沿轨迹从A经B到C做减速曲线运动,如题图所示。下列说法正确的是( )
A. 研究飞行姿态时战斗机可视为质点
B. 战斗机经过B点时所受合力可能沿图中F方向
C. 战斗机经过B点时处于失重状态
D. 战斗机从A经B到C的过程中克服重力的功率可能变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究飞行姿态时,战斗机的大小和形状不可忽略,则不可视为质点,故A错误;
B.曲线运动的合力需要指向轨迹的凹侧,同时战斗机做减速曲线运动,合力与速度方向的夹角需大于90°。图中F与速度方向垂直,因此合力不可能沿F方向,故B错误。
C.战斗机做曲线运动,B点轨迹凹侧斜向左下,因此合力存在竖直向下的分量,加速度有竖直向下的分量,处于失重状态,故C正确。
D.克服重力的功率公式为
其中是速度的竖直向下的分量。从A到B的过程中,战斗机整体减速,逐渐变小,因此克服重力的功率一直变小,故D错误。
故选C。
2. 如图,一艘小船船头始终垂直于河岸,从岸边向对岸航行。已知船在静水中的速度大小,水流速度大小,河的宽度,下列说法正确的是( )
A. 小船过河的时间为
B. 小船过河的时间为
C. 小船过河的位移为105 m
D. 无论如何改变船头方向,小船都不能垂直到达河的正对岸
【答案】A
【解析】
【详解】AB.船头垂直河岸,垂直河岸的分速度等于船速。船渡河时间由垂直河岸分运动决定,小船过河的时间为,故A正确,B错误。
C.船沿河岸方向被水流冲向下游的位移大小
则合位移大小为,故C错误。
D.若把船头朝上游偏转,让船沿河岸的分速度抵消水流速度,则小船能够垂直到达正对岸,故D错误。
故选A。
3. 图甲是重庆苏家坝立交的螺旋坡道。假设一出租车沿螺旋线自外向内运动,其驶过的弧长与时间成正比,如图乙。则关于该出租车( )
A. 运动的线速度越来越大
B. 运动的角速度越来越大
C. 所受的向心力越来越小
D. 运动的向心加速度大小不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.由线速度定义式可知,当驶过的弧长s与时间t成正比时,线速度大小不变,故A错误;
B.由可以判断,线速度大小不变时,角速度会随着半径减小而增大,故B正确;
CD.由可以判断,当线速度大小不变时,向心力和向心加速度随着半径的减小而增大,故CD错误;
故选B。
4. 某排球教练给队员进行击球示范,她先站着将排球以某速度水平击出,然后她又进行起跳击球示范,她起跳后将同一排球以另一速度水平击出,若两次击球点分别为点、点,击球高度分别为、,两击球点在同一竖直线上,且排球落地时的水平位移分别为、,如图所示。则( )
A. 排球第一、二次的位移大小之比为
B. 排球第一、二次的运动时间之比为
C. 排球第一次的初速度是第二次的2倍
D. 排球落地时重力的瞬时功率第二次比第一次小
【答案】A
【解析】
【详解】A.设排球第一、二次的位移大小分别为、,由位移的合成可得,
因此,A正确;
B.设排球第一、二次的运动时间分别为、,重力加速度为,由竖直方向的自由落体运动规律可得,
解得,B错误;
C.设排球第一、二次的初速度大小分别为、,由水平方向的匀速直线运动规律可得,
因此,C错误;
D.设排球质量为,两次落地时的竖直分速度大小分别为、,则,
两次落地时重力的瞬时功率分别为,
因此,第二次比第一次大,D错误。
故选A。
5. 如图所示,O点为足够长的光滑水平面与光滑竖直墙面的交点,长为3l的轻直刚性杆两端分别用光滑铰链连接一可视为质点且完全相同的小球甲和乙。现让小球乙静止于O点,使小球甲从墙面上距水平面高度为3l的a点由静止开始无初速度下滑,已知墙面上沿竖直方向的各点间距,重力加速度为g,不计空气阻力,则在小球甲从a点运动到O点过程中( )
A. 小球甲的最大速度为
B. 小球甲的最大速度为
C. 小球甲运动到b点时,小球乙的最大速度为
D. 小球甲运动到c点时,小球乙的最大速度为
【答案】C
【解析】
【详解】CD.设小球乙的最大速度为时,对应的小球甲的速度大小为,杆与竖直方向的夹角为θ,对小球甲、乙组成的系统,由机械能守恒定律可得
又
联立解得
求导可得,当时,即小球甲运动到b点时,有最大值且
故C正确, D错误;
AB.小球甲运动到b点时轻杆的弹力为零,由小球甲在水平方向上合力为零,可得此时竖直墙面对小球甲的弹力也是零;故接下来小球甲要离开墙面,最终落到水平面上;从小球甲离开墙面到刚接触水平面这一过程中,水平方向上小球甲、乙组成的系统动量守恒,设此时乙的速度为,甲水平方向的速度为,则有
又
联立可得
落地瞬间小球甲的速度最大,设为,则从刚开始释放到落地瞬间小球甲、乙组成的系统,由机械能守恒可得
联立可得,故AB错误。
故选C。
6. 如图所示,有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为。一根质量为的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度,则( )
A. 如果B增大,将变大 B. 如果增大,将变大
C. 如果R增大,将变小 D. 如果减小,将变大
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知,金属杆下滑过程中受到重力G、垂直于金属轨道平面向上的支持力N和沿沿金属轨道向上的安培力F,当金属杆下滑速度最大时,金属杆受力平衡,满足关系
又有
可得
A.如果B增大,将变小,选项A错误;
B.如果增大,将变大,选项B正确;
C.如果R增大,将变大,选项C错误;
D.如果减小,将变小,选项D错误。
故选B。
7. 如图所示,光滑绝缘固定管道足够长,管道与水平面夹角为,管道内存在方向与管道平行的匀强电场。质量为,电荷量为的带电小球(带电小球的直径小于管道的内径,且可视为质点),从固定管道底端点由静止释放,经时间,小球沿管道上升到 点,此时撤去电场,又经过时间小球恰好回到初始位置点,重力加速度为, 忽略电场变化带来的电磁效应。则( )
A. 撤去电场前小球从到电势能增大
B. 带电小球上滑过程中撤去电场前后的加速度大小之比为
C. 撤去电场后小球从点沿管道上升到最高点的时间为
D. 撤去电场前P、Q两点间的电势差为
【答案】D
【解析】
【详解】A.依题意可知,电场的方向沿管道向上,故小球从到电场力做正功,电势能减小,故A错误;
B.以沿管道向上为正方向,设PQ两点的距离为l
P到Q的过程,有
Q点速度
小球离开Q后向上做匀减速直线运动又返回P的过程中,有
联立上式可解得,故B错误;
C.撤去电场后小球从点沿管道上升到最高点的时间,故C错误;
D.撤去电场前,根据牛顿第二定律有
撤去电场后,根据牛顿第二定律有
由于
解得,
则
P、Q两点间的电势差,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(第8~10题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,共18分)
8. 下列有关运动的说法正确的是(已知重力加速度为g)( )
A. 图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动,A球受到重力、绳子的拉力
B. 图乙中质量为的小球到达最高点时对管壁的压力大小为,则此时小球的速度一定为
C. 图丙皮带轮上a点的加速度与b点的加速度之比为
D. 如图丁,长为L的细绳,一端固定于O点,另一端系一个小球(可看成质点),在O点的正下方距O点处钉一个钉子A,小球从一定高度摆下。绳子与钉子碰撞前后瞬间绳子拉力变为原来2倍。
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动,A球受到重力、绳子的拉力,其合力提供小球做匀速圆周运动的向心力,故A正确;
B.图乙中质量为的小球到达最高点时,若对内壁的压力为,则有
解得
若对外壁的压力为,则有
解得
故B错误;
C.由皮带传动可知,a点与c点具有相同的线速度,b点和c点具有相同的角速度,根据
可得
根据
可得a点的加速度与b点的加速度之比为
故C正确;
D.绳子与钉子碰撞前后瞬间,小球的线速度大小不变,半径变为原来的一半,由牛顿第二定律t得,碰撞前瞬间
解得
碰撞后瞬间
解得
综上可得
故D错误。
故选AC。
9. 我国计划在月球表面建立长期驻留的太空基地,在基地建设前对月球相关物理量进行探测。已知月球半径为R,近月卫星的周期为T,引力常量为G,地球表面的重力加速度为g,忽略地球、月球自转影响。根据以上提供的物理量可得( )
A. 月球的质量为
B. 质量为m的物体在月球表面受到的重力为
C. 月球表面的重力加速度为
D. 月球的密度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供近月卫星绕月做圆周运动的向心力,得
可得月球质量,故A错误;
B.月球表面重力加速度与地球表面的重力加速度不相等,则质量为m的物体在月球表面受到的重力不为mg,故B错误;
C.月球表面的重力加速度
代入
可得月球表面的重力加速度,故C正确;
D.结合密度公式
月球体积
代入算得,故D正确。
故选CD。
10. 如图甲所示,电动机固定在地面上,通过绕过光滑轻质定滑轮的轻绳与倾角为的固定斜面上的物块相连,斜面足够长,动摩擦因数为,轻细绳与斜面平行,物块的质量为。图乙为物块运动的图像,内物块沿斜面做匀加速直线运动,时电动机达到额定功率,往后保持不变,后物块以速度做匀速直线运动。重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 电动机的额定功率为
B. 当物块的速度为时,轻细绳的拉力为
C. 在内,电动机对物块做的功为
D. 在内,物块与斜面间产生的摩擦热为
【答案】AC
【解析】
【详解】物块沿斜面的总阻力
重力沿斜面的分力
摩擦力
总阻力
A.物块匀速运动时,拉力等于阻力
匀速速度,因此额定功率,A正确;
B.0~2s物块做匀加速直线运动,2s末达到额定功率,设加速度为,2s末速度
匀加速阶段拉力恒定,根据牛顿第二定律
额定功率
解得 ,因此2s末速度
速度 ,说明还在匀加速阶段
拉力恒定为,B错误;
C.,内位移
此阶段做功
,功率恒定,时间 ,做功
总功 ,C正确;
D.摩擦热
对,用动能定理
代入数据解得
总位移
因此 ,D错误。
故选AC 。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 如图甲所示,某同学在倾角为θ的斜面上做“类平抛”实验,其正视图如图乙所示。第一步:让小球从轨道末端O点静止释放,小球在斜面上的轨迹如乙图中的a所示;第二步:让小球从轨道上端某位置释放然后由O点水平抛出,小球在斜面上的轨迹如乙图中的b所示。测得轨迹a在斜面上的长度为,轨迹a和b在斜面底边的出射点之间的水平间距为。重力加速度为g,不计斜面与小球间的摩擦力。
则
(1)小球经历轨迹a和轨迹b,在斜面上运动的时间______(选填“相同”“不同”);
(2)小球经历轨迹b,过O点时的水平初速度为______(用题中符号表示);
(3)若另一同学操作第二步时,轨道末端O点不水平,出现了轨迹c,但该同学未注意到,则他求得的小球过O点时的水平初速度______(选填“大于”或“小于”)实际过O点时速度的水平分量。
【答案】(1)相同 (2)
(3)大于
【解析】
【小问1详解】
小球经历轨迹,沿斜面向下的分运动与小球经历轨迹运动性质相同,时间也相同。
【小问2详解】
由,
解得
【小问3详解】
该同学计算O点水平速度时,用的时间比实际的时间短,所以速度就比实际的大。
12. 如图a所示,质量为m的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间()图像和速率-时间()图像。整个装置处于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h。(已知重力加速度g)
(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度,其图像如图b所示。由图可知摩擦力对滑块A运动的影响________。(填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”)
(2)此装置可用来验证质量一定时,加速度与合外力的关系。保持l不变,增大h,则滑块A所受合外力_______。(填“增大”、“减小”、“不变”)
(3)将气垫导轨换成滑板,在某初始位置给滑块A一沿滑板向上的初速度,A的图线如图c。图线不对称的原因是_______;通过图线可求得滑板向上运动的加速度a=_______(结果保留2位有效数字),滑块上升与下滑过程中经过初始位置的动能之比k=_______。(结果保留2位有效数字)
【答案】(1)不明显,可忽略
(2)增大 (3) ①. 滑动摩擦力作用 ②. 8.0 ③. 2.3
【解析】
【小问1详解】
根据图像的斜率绝对值表示加速度大小,由图像可以看出,滑块上滑和下滑过程中的加速度的大小基本相等,所以摩擦力对滑块的运动影响不明显,可以忽略。
【小问2详解】
设斜面的倾角为,对滑块受力,则有
根据几何关系有
联立可得
可知保持l不变,增大h,则滑块A所受合外力增大;
【小问3详解】
[1]滑板与滑块间的滑动摩擦力比较大,导致图像成抛物线形,故图线不对称的原因是滑动摩擦力作用;
[2] [3]由图c可读出,滑块上滑和下滑时发生位移大小约为
上滑时间约为t1=0.4s,上滑时看作反向匀加速运动,根据运动学规律有
解得
又下滑时间约为t2=0.6s,根据运动学有
联立解得
设滑块上滑的初动能为,末动能为零,根据动能定理有
解得
下滑过程,滑块做初速度为零的匀加速直线运动,设回到初始位置的动能为
根据动能定理有
联立可得
即滑块上升与下滑过程中经过初始位置的动能之比为
四、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 2025环广西公路自行车世界巡回赛于10月14日开赛,在6个比赛日里依次途经防城港、崇左、百色、河池、来宾、南宁。为让观众更清晰的观看赛事,常有跟拍摩托车跟随记录精彩过程。在某直线路段,由10辆自行车构成的车队正以 v1=8m/s的速度匀速直线行驶,在车队后面跟拍摩托车以=20m/s的速度在另一条平行车道上同向行驶,所有车均视为质点。
(1)若某一辆自行车遇到危险紧急刹车,后一辆自行车经 =0.5s的反应时间后刹车,两车均做匀减速运动,且加速度相同,为避免相撞这两辆自行车刹车前的距离至少是多少?
(2)相邻两辆自行车的间距 =12m,当摩托车与10号车的距离为=44m时开始计时,同时摩托车以=0.5m/的加速度刹车做匀减速运动。求摩托车与1号车的最小距离(忽略两平行车道之间的距离);
(3)求第(2)问中摩托车与车队交汇相遇的时间(即摩托车与10号车两次相遇的时间间隔)。
【答案】(1)4m (2)8m
(3)40.5s
【解析】
【小问1详解】
设自行车减速运动的位移为,反应时间内的位移为,为避免相撞的距离为,有
位移之间的关系为
解得
【小问2详解】
设经过时间t1摩托车的速度和1号车速度相等,1号车的位移为x1,摩托车的位移为,摩托车与1号车的最小距离为,根据速度相等,有
摩托车的位移为
1号车的位移为
摩托车与1号车的最小距离为
联立解得
【小问3详解】
设经过时间t2摩托车与10号车相遇,10号车的位移为,摩托车的位移为,有
摩托车的位移为
10号车的位移为
解得
方程另一个解为44s,大于摩托车刹车总时间40s,舍弃,同时说明两车第二次相遇时摩托车已经停止运动。 设摩托车和10号车再次相遇时10号车的位移为,摩托车的位移为,第二次相遇的时间为t3,交汇相遇的时间为,摩托车的位移为
摩托车和10号车再次相遇时10号车的位移为
位移之间的关系为
时间间隔为
解得
14. 如图所示,处于同一竖直面内的滑轨由、、三段直轨构成,其中段长,高,表面光滑;段水平,长;段与水平方向的夹角为且足够长。通过在处的一小段长度不计的光滑圆弧平滑连接。质量分别为、的a、b两个小滑块(可视为质点)粘贴在一起,粘贴面间敷有少量炸药。现将a、b整体从滑轨的最高点A处由静止释放,在刚滑入水平段的瞬间炸药爆炸,a、b瞬间分离,各自沿运动,一段时间后a以速度从点冲出滑道,最后落在上。已知a、b与段表面间的动摩擦因数均为,不计空气阻力和炸药质量。取,重力加速度。求:
(1)a、b整体在上运动的时间;
(2)a在上的第一个落点到端的距离;
(3)炸药爆炸后的瞬间,a、b组成的系统获得的机械能增量。
【答案】(1)1.2s
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由动能定理可知
运动时间
【小问2详解】
由平抛运动可得
a在上的第一个落点到端的距离
【小问3详解】
对a分析,由动能定理可得
爆炸前后,对a、b由动量守恒定律可得
a、b组成的系统获得的机械能增量
15. 如题图所示,可视为质点的质量分别为、、()的三个小物块、、放在平台上,质量为的木板放在光滑水平地面上,木板左侧紧靠平台,其上端刚好与左侧平台齐平。用劲度系数为的轻弹簧将、连接,开始时紧靠竖直墙壁,弹簧处于原长,紧靠着,、、均静止,此时恰好位于平台上的点,点左侧粗糙、右侧光滑且足够长。、、与点左侧的平台、与上表面间的动摩擦因数均为。现给施加一个水平向左的恒力使、一起向左运动,当、速度为零时,立即撤去恒力。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内,弹簧的弹性势能,为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量。重力加速度大小。
(1)求、向左运动的最大距离和、分离时的速度;
(2)若改变恒力的大小,要求、分离后,能离开墙壁,求恒力的最小值;(结果可用根式表示)
(3)若、分离后以第(1)问中的速度滑上,且第一次与固定挡板相碰前已共速,以后每次与碰撞后反弹的速度大小都是碰前速度大小的一半,要保证不从上滑下,的长度至少为多少?
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
、向左运动过程,由动能定理有
设、向右运动刚分离时的速度为,两者在弹簧原长处分离,则、向右运动过程由能量守恒有
联立方程得,
【小问2详解】
若能离开墙壁,设弹簧的伸长量为,有
解得
设、在原长处分离时的速度为,由机械能守恒得
解得
对、从开始到弹簧被压缩到最短过程,由动能定理得
对、从弹簧最短到弹簧原长的过程,由动能定理得
联立③④⑤⑥,解得,
【小问3详解】
设物块与经时间共速,共同速度为,有
解得,
木板第一次碰撞后,反弹速度,此后向左运动的最大位移为,再反向以相同加速度加速位移大小,则回碰挡板的速度大小还是,来回经历的时间,第二次碰挡板时的速度
分析可知第二次碰挡板恰好与共速,并且以后每次都在与共速同时与挡板发生碰撞
设第二次以与挡板相撞,,反弹速度
设第三次以撞挡板,,反弹速度
设第四次以撞挡板,……
无限多次碰撞后,最终两者会静止在挡板边。损失的机械能转化为、之间的摩擦生热,和木板与挡板间的碰撞生热;由于相对于一直向右运动,要保证物块恰好不从木板右端滑下来,由系统能量守恒
设木板与挡板第一次碰撞生热为,有
木板与挡板第二次碰撞生热为,有
木板与挡板第三次碰撞生热为,有
木板与挡板第四次碰撞生热为,有
……
解得板长至少为
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方城县第一高级中学2027届高中毕业班适应性测试(一)物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 2026年1月6日,歼-35圆满完成2026年度“新年第一飞”。该战斗机在某次测试中,在竖直平面内沿轨迹从A经B到C做减速曲线运动,如题图所示。下列说法正确的是( )
A. 研究飞行姿态时战斗机可视为质点
B. 战斗机经过B点时所受合力可能沿图中F方向
C. 战斗机经过B点时处于失重状态
D. 战斗机从A经B到C的过程中克服重力的功率可能变大
2. 如图,一艘小船船头始终垂直于河岸,从岸边向对岸航行。已知船在静水中的速度大小,水流速度大小,河的宽度,下列说法正确的是( )
A. 小船过河的时间为
B. 小船过河的时间为
C. 小船过河的位移为105 m
D. 无论如何改变船头方向,小船都不能垂直到达河的正对岸
3. 图甲是重庆苏家坝立交的螺旋坡道。假设一出租车沿螺旋线自外向内运动,其驶过的弧长与时间成正比,如图乙。则关于该出租车( )
A. 运动的线速度越来越大
B. 运动的角速度越来越大
C. 所受的向心力越来越小
D. 运动的向心加速度大小不变
4. 某排球教练给队员进行击球示范,她先站着将排球以某速度水平击出,然后她又进行起跳击球示范,她起跳后将同一排球以另一速度水平击出,若两次击球点分别为点、点,击球高度分别为、,两击球点在同一竖直线上,且排球落地时的水平位移分别为、,如图所示。则( )
A. 排球第一、二次的位移大小之比为
B. 排球第一、二次的运动时间之比为
C. 排球第一次的初速度是第二次的2倍
D. 排球落地时重力的瞬时功率第二次比第一次小
5. 如图所示,O点为足够长的光滑水平面与光滑竖直墙面的交点,长为3l的轻直刚性杆两端分别用光滑铰链连接一可视为质点且完全相同的小球甲和乙。现让小球乙静止于O点,使小球甲从墙面上距水平面高度为3l的a点由静止开始无初速度下滑,已知墙面上沿竖直方向的各点间距,重力加速度为g,不计空气阻力,则在小球甲从a点运动到O点过程中( )
A. 小球甲的最大速度为
B. 小球甲的最大速度为
C. 小球甲运动到b点时,小球乙的最大速度为
D. 小球甲运动到c点时,小球乙的最大速度为
6. 如图所示,有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为。一根质量为的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度,则( )
A. 如果B增大,将变大 B. 如果增大,将变大
C. 如果R增大,将变小 D. 如果减小,将变大
7. 如图所示,光滑绝缘固定管道足够长,管道与水平面夹角为,管道内存在方向与管道平行的匀强电场。质量为,电荷量为的带电小球(带电小球的直径小于管道的内径,且可视为质点),从固定管道底端点由静止释放,经时间,小球沿管道上升到 点,此时撤去电场,又经过时间小球恰好回到初始位置点,重力加速度为, 忽略电场变化带来的电磁效应。则( )
A. 撤去电场前小球从到电势能增大
B. 带电小球上滑过程中撤去电场前后的加速度大小之比为
C. 撤去电场后小球从点沿管道上升到最高点的时间为
D. 撤去电场前P、Q两点间的电势差为
二、多项选择题(第8~10题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,共18分)
8. 下列有关运动的说法正确的是(已知重力加速度为g)( )
A. 图甲中A球在水平面内做匀速圆周运动,A球受到重力、绳子的拉力
B. 图乙中质量为的小球到达最高点时对管壁的压力大小为,则此时小球的速度一定为
C. 图丙皮带轮上a点的加速度与b点的加速度之比为
D. 如图丁,长为L的细绳,一端固定于O点,另一端系一个小球(可看成质点),在O点的正下方距O点处钉一个钉子A,小球从一定高度摆下。绳子与钉子碰撞前后瞬间绳子拉力变为原来2倍。
9. 我国计划在月球表面建立长期驻留的太空基地,在基地建设前对月球相关物理量进行探测。已知月球半径为R,近月卫星的周期为T,引力常量为G,地球表面的重力加速度为g,忽略地球、月球自转影响。根据以上提供的物理量可得( )
A. 月球的质量为
B. 质量为m的物体在月球表面受到的重力为
C. 月球表面的重力加速度为
D. 月球的密度为
10. 如图甲所示,电动机固定在地面上,通过绕过光滑轻质定滑轮的轻绳与倾角为的固定斜面上的物块相连,斜面足够长,动摩擦因数为,轻细绳与斜面平行,物块的质量为。图乙为物块运动的图像,内物块沿斜面做匀加速直线运动,时电动机达到额定功率,往后保持不变,后物块以速度做匀速直线运动。重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 电动机的额定功率为
B. 当物块的速度为时,轻细绳的拉力为
C. 在内,电动机对物块做的功为
D. 在内,物块与斜面间产生的摩擦热为
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 如图甲所示,某同学在倾角为θ的斜面上做“类平抛”实验,其正视图如图乙所示。第一步:让小球从轨道末端O点静止释放,小球在斜面上的轨迹如乙图中的a所示;第二步:让小球从轨道上端某位置释放然后由O点水平抛出,小球在斜面上的轨迹如乙图中的b所示。测得轨迹a在斜面上的长度为,轨迹a和b在斜面底边的出射点之间的水平间距为。重力加速度为g,不计斜面与小球间的摩擦力。
则
(1)小球经历轨迹a和轨迹b,在斜面上运动的时间______(选填“相同”“不同”);
(2)小球经历轨迹b,过O点时的水平初速度为______(用题中符号表示);
(3)若另一同学操作第二步时,轨道末端O点不水平,出现了轨迹c,但该同学未注意到,则他求得的小球过O点时的水平初速度______(选填“大于”或“小于”)实际过O点时速度的水平分量。
12. 如图a所示,质量为m的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间()图像和速率-时间()图像。整个装置处于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h。(已知重力加速度g)
(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度,其图像如图b所示。由图可知摩擦力对滑块A运动的影响________。(填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”)
(2)此装置可用来验证质量一定时,加速度与合外力的关系。保持l不变,增大h,则滑块A所受合外力_______。(填“增大”、“减小”、“不变”)
(3)将气垫导轨换成滑板,在某初始位置给滑块A一沿滑板向上的初速度,A的图线如图c。图线不对称的原因是_______;通过图线可求得滑板向上运动的加速度a=_______(结果保留2位有效数字),滑块上升与下滑过程中经过初始位置的动能之比k=_______。(结果保留2位有效数字)
四、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 2025环广西公路自行车世界巡回赛于10月14日开赛,在6个比赛日里依次途经防城港、崇左、百色、河池、来宾、南宁。为让观众更清晰的观看赛事,常有跟拍摩托车跟随记录精彩过程。在某直线路段,由10辆自行车构成的车队正以 v1=8m/s的速度匀速直线行驶,在车队后面跟拍摩托车以=20m/s的速度在另一条平行车道上同向行驶,所有车均视为质点。
(1)若某一辆自行车遇到危险紧急刹车,后一辆自行车经 =0.5s的反应时间后刹车,两车均做匀减速运动,且加速度相同,为避免相撞这两辆自行车刹车前的距离至少是多少?
(2)相邻两辆自行车的间距 =12m,当摩托车与10号车的距离为=44m时开始计时,同时摩托车以=0.5m/的加速度刹车做匀减速运动。求摩托车与1号车的最小距离(忽略两平行车道之间的距离);
(3)求第(2)问中摩托车与车队交汇相遇的时间(即摩托车与10号车两次相遇的时间间隔)。
14. 如图所示,处于同一竖直面内的滑轨由、、三段直轨构成,其中段长,高,表面光滑;段水平,长;段与水平方向的夹角为且足够长。通过在处的一小段长度不计的光滑圆弧平滑连接。质量分别为、的a、b两个小滑块(可视为质点)粘贴在一起,粘贴面间敷有少量炸药。现将a、b整体从滑轨的最高点A处由静止释放,在刚滑入水平段的瞬间炸药爆炸,a、b瞬间分离,各自沿运动,一段时间后a以速度从点冲出滑道,最后落在上。已知a、b与段表面间的动摩擦因数均为,不计空气阻力和炸药质量。取,重力加速度。求:
(1)a、b整体在上运动的时间;
(2)a在上的第一个落点到端的距离;
(3)炸药爆炸后的瞬间,a、b组成的系统获得的机械能增量。
15. 如题图所示,可视为质点的质量分别为、、()的三个小物块、、放在平台上,质量为的木板放在光滑水平地面上,木板左侧紧靠平台,其上端刚好与左侧平台齐平。用劲度系数为的轻弹簧将、连接,开始时紧靠竖直墙壁,弹簧处于原长,紧靠着,、、均静止,此时恰好位于平台上的点,点左侧粗糙、右侧光滑且足够长。、、与点左侧的平台、与上表面间的动摩擦因数均为。现给施加一个水平向左的恒力使、一起向左运动,当、速度为零时,立即撤去恒力。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内,弹簧的弹性势能,为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量。重力加速度大小。
(1)求、向左运动的最大距离和、分离时的速度;
(2)若改变恒力的大小,要求、分离后,能离开墙壁,求恒力的最小值;(结果可用根式表示)
(3)若、分离后以第(1)问中的速度滑上,且第一次与固定挡板相碰前已共速,以后每次与碰撞后反弹的速度大小都是碰前速度大小的一半,要保证不从上滑下,的长度至少为多少?
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