精品解析:安徽皖北十三校2026-2027学年高三上学期10月阶段检测物理试题
2026-10-17
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内容正文:
高三10月物理
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32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. 某新型智能无人驾驶汽车在封闭测试场进行运动性能测试。测试中汽车在水平面上做直线运动,其图线如图所示,则( )
A. 在0~时间内,汽车的加速度不断增大
B. 在时刻,汽车的运动方向发生改变
C. 在~时间内,汽车的平均速度大于
D. 在时刻,汽车回到出发点
【答案】C
【解析】
【详解】A.图线的斜率表示加速度,由图可知,在0~时间内,图线的斜率不断减小,即汽车的加速度不断减小,故A错误;
B.在时刻,汽车的运动方向仍为正方向,未发生改变,故B错误;
C.若在~时间内,汽车做匀减速直线运动,其图线为连接和的直线,该阶段平均速度为
实际图线在该直线的上方,因此实际位移(图线与时间轴围成的面积)大于匀减速运动的位移。根据平均速度定义,时间相同的情况下,位移越大平均速度越大,因此实际平均速度大于,故C正确;
D.图像与坐标轴围成的面积表示位移,在时刻,图像与坐标轴围成的面积不为零,表示汽车的位移不为零,即汽车未回到出发点,故D错误;
故选C。
2. 2025年,我国实现了“深海一号”科考船携“蛟龙”号载人潜水器在北极冰区下潜。科考船利用缆绳将载人潜水器匀速下放至深海,潜水器所受重力为,海水浮力为,缆绳拉力为,海水阻力大小为。在匀速下放过程中,下列说法正确的是( )
A. 潜水器的重力与缆绳拉力是一对平衡力
B. 潜水器的重力与海水对潜水器的浮力是一对相互作用力
C. 重力做功的功率大于拉力做功的功率
D. 潜水器处于失重状态
【答案】C
【解析】
【详解】潜水器匀速下放,加速度为,竖直方向受力平衡,由平衡条件得,可知大于。
A.由平衡关系可知大于,重力与拉力大小不等,不是一对平衡力,故A错误;
B.重力与浮力都作用在潜水器上,受力物体相同,不是一对相互作用力,故B错误;
C.由知两者速度大小相同,重力做功的功率大于拉力做功的功率,故C正确;
D.潜水器匀速运动,加速度为,既不超重也不失重,故D错误。
故选C。
3. 我国“嫦娥七号”探测器预计2027年在月球南极光照区着陆。若探测器主体质量均匀,总质量为,通过四根等长的轻质着陆腿对称支撑在水平月面上,每根着陆腿与竖直方向的夹角均为,如图所示。月球表面重力加速度为,探测器静止时,每根着陆腿对探测器的作用力均沿着陆腿的方向,则每根着陆腿的作用力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对探测器进行受力分析,探测器静止时竖直方向受力平衡,月球对探测器的重力为,四根着陆腿的作用力均沿着陆腿方向,设每根着陆腿的作用力大小为
将每根着陆腿的作用力沿竖直方向和水平方向分解,由于着陆腿与竖直方向夹角为,单根力的竖直分量为
可得
解得每根着陆腿的作用力大小
故选A。
4. 如图所示,在粗糙的水平桌面上有一物体A,通过绳子与物体B相连,物体B的质量是物体质量的4倍,与桌面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为,绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可忽略不计,桌面上方的绳子水平。释放物体后,物体的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设物体A的质量为,则物体B的质量为,A、B通过不可伸长的绳子连接,二者加速度大小相等。 对A、B组成的整体用牛顿第二定律
解得
故选D。
5. 我国首颗超百Gbps容量的高通量卫星——中星26号发射任务取得圆满成功。如图所示,假设该卫星发射后先在近地圆轨道I做匀速圆周运动,在点瞬时点火进入椭圆转移轨道Ⅱ,随后在远地点变轨进入地球同步圆轨道Ⅲ,点和点分别为轨道Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ的切点,其中圆轨道I和圆轨道Ⅲ的半径分别为和。下列关于中星26号的说法正确的是( )
A. 根据,可知在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上的速度大小之比为
B. 在轨道Ⅱ上经过点的速度和点的速度大小之比为
C. 在轨道Ⅰ上经过点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过点的加速度
D. 在轨道Ⅱ上的机械能与在轨道Ⅰ上的机械能相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.使用公式判断线速度和半径的关系,仅适用于角速度相同的场景。
圆轨道I和Ⅲ是卫星的两个不同圆轨道,由万有引力提供向心力
可得,两个轨道的角速度并不相等,因此不能用推导速度比。
对圆轨道由
得
两轨道速度比应为,故A错误;
B. 轨道Ⅱ是椭圆,P为近地点、Q为远地点,根据开普勒第二定律:卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等,取极短时间,有
解得,故B正确;
C.根据牛顿第二定律,加速度由万有引力决定:,轨道I和轨道Ⅱ上的P点到地心的距离r完全相同,因此两个轨道上P点的加速度大小相等,故C错误
D.卫星在轨道I的P点点火加速后才能进入更高的椭圆轨道Ⅱ,点火过程燃料做功使卫星机械能增加,因此轨道Ⅱ的机械能大于轨道I的机械能,故D错误。
故选B。
6. 质量为的长木板置于水平面上,可视为质点的物块质量为,初始时刻物块处于长木板右端。长木板与水平面间、物块与长木板间的动摩擦因数分别为和。某时刻分别给长木板和物块如图所示的初速度,速度大小分别为,,方向相反。重力加速度取,物块没有滑离长木板。从开始运动到两者均静止的过程中,下列说法错误的是( )
A. 整个运动过程中摩擦力对物块做的功为
B. 整个运动过程中因摩擦产生的总热量为
C. 两者第一次共速时的速度大小为
D. 两者都静止时,物块距木板右端的距离为
【答案】B
【解析】
【详解】C.地面对木板的滑动摩擦力大小;物块与木板间滑动摩擦力大小
物块相对木板向左运动,所以物块受摩擦力向右,木板受物块摩擦力向左;地面对木板摩擦力也向左。加速度,
设经过第一次共速,则有
解得
共同速度,故C正确;
D.此阶段物块相对木板的位移,即物块相对木板向左移动
共速后,若两者一起减速,所需加速度为
物块所需摩擦力为
其大小超过最大静摩擦力,因此两者不能保持相对静止。物块相对木板向右滑动。
此时物块受摩擦力向左,木板受物块摩擦力向右,地面对木板摩擦力向左。
物块加速度;木板加速度
木板从减速到零所需时间
此阶段物块相对木板向右的位移大小
解得
木板停止后,物块仍向右运动,受摩擦力向左,加速度为,此时物块速度
继续滑行到停止的位移
所以最终物块相对木板的总位移为
则两者都静止时,物块距木板右端的距离为,故D正确;
A.物块初动能,最终静止,动能为零。
整个过程中只有摩擦力对物块做功,因此摩擦力对物块做的功,故A正确;
B.系统初始总动能
最终全部转化为内能,因此因摩擦产生的总热量应为,故B错误。
本题选则错误的,故选B。
7. 如图1所示,某汽车研发基地有一半径很大的环形高速试验跑道,跑道路面沿径向向内倾斜,与水平面夹角为,质量为、可视为质点的测试小车在跑道上做水平面内的圆周运动,圆周运动的半径为,简化图如图2所示。轮胎与路面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。缓慢改变车速,小车相对路面始终没有发生侧向滑动。下列说法正确的是( )
A. 小车做圆周运动时,路面对小车的支持力大小恒为
B. 由静止开始,车速缓慢增大的过程中,小车沿斜面方向受到的静摩擦力也持续增大
C. 当做圆周运动的角速度为时,小车有沿斜面向上滑动的趋势
D. 当做圆周运动的角速度为时,小车有沿斜面向下滑动的趋势
【答案】D
【解析】
【详解】A.只有当小车不受侧向静摩擦力时,受力如图:
垂直斜面方向合力为零,有支持力
但小车做圆周运动的向心力是水平指向圆心的,车速变化时静摩擦力的大小、方向都会改变,垂直斜面方向的受力平衡会随摩擦力分量变化,因此支持力并非恒为mgcosθ,A错误;
B.从静止开始增大车速的过程中:初始车速极小时,小车有沿斜面向下滑动的趋势,静摩擦力沿斜面向上;随着车速增大,所需向心力增大,沿斜面向上的静摩擦力会先逐渐减小到零,之后反向变为沿斜面向下,再随车速继续增大而增大。因此静摩擦力并非持续增大,B错误;
CD.当角速度时,代入向心力公式得
向心力沿斜面向下的分量小于重力沿斜面方向重力的分力mgsinθ,说明摩擦力沿斜面向上,小车有沿斜面向下滑动的趋势,C错误,D正确。
故选D。
8. 铸造车间常利用皮带输送机将小型铸件从地面输送至位于高处的处理设备。如图所示,传送带顺时针匀速运转,速率,两轮转轴间距,传送带的倾角。将质量的铸件无初速度地轻放在传送带底端,铸件与传送带间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,铸件可视为质点。重力加速度取,,。关于铸件在传送带上的运动过程,下列说法正确的是( )
A. 铸件受到的摩擦力大小始终为
B. 铸件从底端运动到顶端的总时间为
C. 全过程铸件的机械能增加302.5J
D. 全过程电动机因运输铸件多做了302.5J的功
【答案】C
【解析】
【详解】AB.铸件刚放上传送带时相对传送带向下滑,取沿斜面向上为正方向。由垂直斜面方向平衡得
此时铸件受沿斜面向上的滑动摩擦力,大小为
沿斜面方向由牛顿第二定律得
所以加速度为
铸件与传送带达到共同速度的时间满足,代入得
按匀变速直线运动公式,第一阶段位移为
代入前述量得。达到共同速度后,铸件随传送带匀速运动,沿斜面方向平衡所需静摩擦力为
最大静摩擦力为
因所需静摩擦力小于最大静摩擦力,第二阶段运动可以保持匀速。第二阶段位移为
第二阶段时间为
总时间为
摩擦力先为,后为,且总时间为,故AB错误;
C.上升高度为
铸件初速度为零,末速度与传送带相同,故重力势能增加为
动能增加为
所以机械能增加为,故C正确;
D.第一阶段传送带位移为
传送带保持匀速,电动机额外克服铸件对传送带的摩擦力,第一阶段额外功为
第二阶段无相对滑动,第二阶段额外功为
全过程电动机因运输铸件多做的功为,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10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。
9. 大型风洞是研发飞行器的重要设施之一,我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示、某次风洞实验中,风力大小和方向均恒定,一质量为的小球先后经过、两点,其中在点的速度大小为,方向与、连线成角,在点的速度大小也为。已知、连线长为,重力加速度为,小球的运动轨迹在竖直面内。下列说法正确的是( )
A. 风力大小可能为
B. 小球运动过程中的最小速度为
C. 小球从点运动到点所用的时间为
D. 小球在点的速度方向与、连线成角
【答案】AD
【解析】
【详解】小球受恒定重力和恒定风力,合外力为恒力,小球做匀变速曲线运动。小球在,两点速率相等,由动能定理:从,合外力做功,说明合外力方向垂直于连线。将速度沿连线(平行方向),垂直连线(垂直方向)正交分解:
平行方向:合外力分量为0,该方向匀速直线运动;
垂直方向:合外力恒定,该方向匀变速直线运动。
A.合外力方向固定(垂直)。
矢量关系:,矢量三角形中,重力大小固定、合外力方向固定,可以构造出风力大小等于的情况,因此风力大小有可能为,故A正确;
B.小球的速度是平行分量与垂直分量的合速度;平行分量恒定不变,当垂直方向分速度减为0时,合速度最小:,故B错误;
C.平行ab方向分速度:
运动时间,故C错误;
D.点沿分速度:
点沿分速度:
平行方向匀速,分速度不变,,又两点速率都是垂直分量大小相等,方向相反,得,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,质量相等的物体和用劲度系数的轻弹簧连接,放置在地面上,一根不可伸长的轻绳一端与连接,另一端绕过两个光滑的小定滑轮、与小球连接,套在倾角的光滑轻杆上,点为轻杆的底端,开始时小球处于轻杆的点,连接的轻绳处于水平状态,此时物体恰好对地面没有压力。、两点关于点对称、且。已知物体和的质量均为,小球的质量为,,重力加速度取,,弹簧的弹性势能为(为弹簧的形变量)。小球从点由静止释放到达点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 初始状态弹簧的形变量为
B. 小球到达点时,小球的速度最大
C. 小球到达点时,弹簧的弹性势能减少了
D. 小球刚到达点时,小球的速度大小为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.初始时恰好对地面无压力,说明弹簧对有向上的拉力,大小等于的重力,即
代入相关数据,解得初始弹簧形变量,故A正确;
B.小球到达点时,,绳的拉力沿杆方向的分量为零。
小球沿杆方向只受重力沿杆向下的分力作用,合力不为零,加速度沿杆向下,速度还会继续增大,所以点不是速度最大点,故B错误;
C.由几何关系,,且、两点关于点对称
在直角三角形中,有和
所以
小球从向运动时,绳长减小,物体下降,下降高度为
初始时刻,弹簧伸长量为,下降后弹簧长度减小,则小球到达点时弹簧压缩量为
所以弹簧的弹性势能减少量为,故C正确;
D.小球从向运动时,由于对称性可知,,,物块下降的距离为(即回到初始高度),弹簧的形变量恢复为初始状态,弹簧弹力做功为零,物块始终静止。
小球下降的高度为
到达点时,设的速度大小为,由速度关联可知,物体的速度等于绳子长度缩短的速率,即沿绳子方向的分量,故有
对、、及弹簧组成的系统,从到过程机械能守恒,有
代入相关数据,解得,故D正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某同学进行验证“力的平行四边形定则”的实验。步骤如下:
①如图1所示,将弹簧测力计A上端固定于点,下端用细线挂重物M,测出重物M的重力;
②如图2所示,把弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端水平向左拉,使结点静止在位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录的位置和各力的方向;
③改变弹簧测力计B的拉力方向,重复实验。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为,图2中弹簧测力计A的示数为_________。
(2)下列实验操作不必要的是( )。
A. 弹簧测力计应在使用前调零
B. 图1中应待重物M静止后读数
C. 图2中拉线方向应与木板平面平行
D. 改变拉力前后,每次都要使结点静止在同一位置
(3)改变弹簧测力计B的拉力,发现两次结点的位置、与刚好在同一直线上,如图3所示,则第二次弹簧测力计B的拉力方向沿____________(选填“左上方”“左下方”或“水平方向”)。
【答案】(1)3.4 (2)D
(3)左下方
【解析】
【小问1详解】
最小分度为0.2N,图2中弹簧测力计A指针落在3N到4N的第2格处,所以弹簧测力计A的读数为3.4N。
【小问2详解】
A.要用弹簧测力计准确测力,必须在使用之前调零,故A正确,不符合题意;
B.图1中应待重物M静止后读数,弹簧测力计的示数就等于重力,故B正确,不符合题意;
C.拉线方向必须与木板平面平行,这样才确保力的大小准确性,故C正确,不符合题意;
D.该实验中根据平行四边形定则,得出弹簧测力计A和B拉力的合力,然后与重物M的重力进行比较,看是否与其等大反向,因此改变拉力,进行多次实验,并非要求每次都要使O点静止在同一位置,故D错误,符合题意。
故选D。
【小问3详解】
如图3所示两次结点的位置、与刚好在同一直线上,则弹簧测力计A的拉力变大,但方向不变,弹簧测力计A和B拉力的合力又是不变的。如图
根据平行四边形定则,弹簧测力计B的拉力应向左下方变大。
12. 某学习小组用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验操作步骤如下:
①用天平测出滑块和遮光条的总质量、钩码的质量;
②调整气垫导轨水平,按图1连接好实验装置,固定滑块;
③测量遮光条中心与光电门中心之间的距离及遮光条的宽度,将滑块由静止释放,光电门记录遮光条的遮光时间;
④改变遮光条中心与光电门中心之间的距离,进行多次实验。
(1)根据步骤③,可知遮光条通过光电门时的速度大小_____________。
(2)用该装置验证系统机械能守恒定律,______________(选填“需要”或“不需要”)满足。
(3)根据测出的多组和,作出随的变化图像如图2所示,图线为过坐标原点的直线,其斜率为,若在误差允许的范围内满足关系式____________(用、、及重力加速度表示),则可以判断钩码带动滑块运动的过程中系统机械能守恒。
(4)图3中的、两图线,其中一图线为无任何阻力情况下的理想结果。另一图线为恒定空气阻力的实际结果,其中___________(选填“a”或“b”)图线为实际结果。若图线、的斜率分别为、,则空气阻力大小为_____________(用、、、表示)。
【答案】(1)
(2)不需要 (3)
(4) ①. b ②.
【解析】
【小问1详解】
遮光条通过光电门时的速度大小
【小问2详解】
本题是验证钩码与滑块的系统机械能守恒,与系统的内力大小无关,不需要满足。
【小问3详解】
若系统机械能守恒,则
即
变形得
图像的斜率为,则
【小问4详解】
[1]若有空气阻力,则
解得
则图像的斜率为
可知若有空气阻力,则图像的斜率小于无阻力的情况,所以b图线为实际结果。
[2]若图线、的斜率分别为、,则,
解得空气阻力的大小为
13. 如图1所示,时刻一物体从足够长斜面底端以初速度沿斜面向上运动,其运动的图像如图2所示。已知斜面的倾角,重力加速度取,,。求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)物体的初速度的大小;
(3)物体在斜面上运动的总时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图像的斜率表示加速度可知,由图2可知,在1 s~2 s内物体沿斜面向下滑行的加速度大小为
物体沿斜面向下滑行,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
物体沿斜面向上滑行时,根据牛顿第二定律有
解得
在0~1 s内,有
解得
【小问3详解】
在0~1 s内,物体沿斜面向上运动的位移
设物体下滑的时间为,有
解得
故物体在斜面上运动的总时间
14. 如图所示,足够长的固定斜面与竖直面内的光滑半圆轨道平滑相接于半圆轨道最低点,可视为质点的小滑块从斜面上某点由静止释放。已知斜面的倾角为,小滑块与斜面间的动摩擦因数,半圆轨道的半径,重力加速度取。
(1)若小滑块从斜面上距离地面高处由静止释放,能通过半圆轨道最高点,求的取值范围;
(2)若小滑块在斜面上的释放点距地面的高度,求小滑块在斜面上运动的总路程;
(3)改变小滑块从斜面上释放的位置,分析小滑块经过最高点后,落在斜面上时的速度能否垂直斜面,若能,求出释放位置的高度;若不能,写出具体分析过程。
【答案】(1)
(2)
(3)设小滑块离开点时的速度为,离开点后小滑块做平抛运动,假设落在斜面上时速度垂直斜面,如图所示,有
平抛运动的时间为
水平分位移为
竖直分位移为
根据几何关系有
解得,故小滑块经过最高点后落在斜面上时速度不能垂直斜面。
【解析】
【小问1详解】
若小滑块恰能经过最高点,设释放点距离地面高度为,则
即恰能经过最高点的临界速度为
根据能量守恒定律有
解得
故
【小问2详解】
因,故小滑块始终不会超过圆心高度。又根据可知,小滑块不能静止在斜面上,则小滑块最终会静止于点。从释放小滑块到小滑块静止的过程中,由能量守恒定律得
解得
【小问3详解】
见答案
15. 如图所示,一半径为、质量为的四分之一圆柱形工件放置在光滑的水平面上,其表面固定有内壁光滑的圆形轻质细管(细管内径远小于),细管在工件的四分之一圆的截面上,轻绳左端固定在竖直墙面上的点,右端连接一质量也为的小球(看成质点),小球位于工件顶端点。、间的轻绳水平,工件离墙壁足够远,工件在水平外力(未画出)的作用下保持静止,已知重力加速度为。
(1)剪断细绳,小球从点由静止下滑,下滑过程中工件始终保持静止,求小球滑至底端点时水平外力的大小;
(2)若工件表面没有固定细管,剪断细绳,小球从点由静止下滑,下滑过程中工件始终保持静止,求小球离开工件时的速度大小v;
(3)若保持轻绳连接小球,撤去水平外力,求小球从点沿细管由静止滑至小球与点连线和水平方向的夹角时,小球的速度大小。
【答案】(1)F=2mg
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
已知小球质量为、圆弧半径为、重力加速度为,目标是求小球到达点时维持工件静止所需水平外力的大小。
细管内壁光滑,工件固定不动时细管对小球的支持力不做功。设小球到达点时的速度大小为,小球从点到点下降的高度为,根据机械能守恒定律有
解得
在点,小球沿水平方向的向心加速度指向圆心,细管对小球的水平作用力提供向心力,根据牛顿第二定律有
代入解得
根据牛顿第三定律,小球对工件的水平作用力大小也为2mg、方向水平向右。工件保持静止,所加水平外力应方向水平向左,大小满足
解得
【小问2详解】
已知小球质量为、圆弧半径为,工件固定且表面光滑,目标是求小球离开工件时的速度大小。
设小球离开工件时,半径与水平方向的夹角为,此时小球相对点下降的高度为。支持力始终与瞬时速度垂直,不做功,根据机械能守恒定律有
小球恰好离开工件时支持力为零,沿指向圆心的方向应用牛顿第二定律有
由两式联立可得
解得
代入向心力方程解得
【小问3详解】
在极短时间内工件前进,球在管内运动的弧长也为,即球相对工件的速度大小等于工件前进的速度大小。小球运动至与O点连线和水平方向的夹角时,由速度关系图可知,小球相对工件的速度与工件的速度大小相等,设均为v'。
由系统机械能守恒可得
解得小球速度
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高三10月物理
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32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. 某新型智能无人驾驶汽车在封闭测试场进行运动性能测试。测试中汽车在水平面上做直线运动,其图线如图所示,则( )
A. 在0~时间内,汽车的加速度不断增大
B. 在时刻,汽车的运动方向发生改变
C. 在~时间内,汽车的平均速度大于
D. 在时刻,汽车回到出发点
2. 2025年,我国实现了“深海一号”科考船携“蛟龙”号载人潜水器在北极冰区下潜。科考船利用缆绳将载人潜水器匀速下放至深海,潜水器所受重力为,海水浮力为,缆绳拉力为,海水阻力大小为。在匀速下放过程中,下列说法正确的是( )
A. 潜水器的重力与缆绳拉力是一对平衡力
B. 潜水器的重力与海水对潜水器的浮力是一对相互作用力
C. 重力做功的功率大于拉力做功的功率
D. 潜水器处于失重状态
3. 我国“嫦娥七号”探测器预计2027年在月球南极光照区着陆。若探测器主体质量均匀,总质量为,通过四根等长的轻质着陆腿对称支撑在水平月面上,每根着陆腿与竖直方向的夹角均为,如图所示。月球表面重力加速度为,探测器静止时,每根着陆腿对探测器的作用力均沿着陆腿的方向,则每根着陆腿的作用力大小为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,在粗糙的水平桌面上有一物体A,通过绳子与物体B相连,物体B的质量是物体质量的4倍,与桌面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为,绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可忽略不计,桌面上方的绳子水平。释放物体后,物体的加速度大小为( )
A. B. C. D.
5. 我国首颗超百Gbps容量的高通量卫星——中星26号发射任务取得圆满成功。如图所示,假设该卫星发射后先在近地圆轨道I做匀速圆周运动,在点瞬时点火进入椭圆转移轨道Ⅱ,随后在远地点变轨进入地球同步圆轨道Ⅲ,点和点分别为轨道Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ的切点,其中圆轨道I和圆轨道Ⅲ的半径分别为和。下列关于中星26号的说法正确的是( )
A. 根据,可知在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上的速度大小之比为
B. 在轨道Ⅱ上经过点的速度和点的速度大小之比为
C. 在轨道Ⅰ上经过点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过点的加速度
D. 在轨道Ⅱ上的机械能与在轨道Ⅰ上的机械能相等
6. 质量为的长木板置于水平面上,可视为质点的物块质量为,初始时刻物块处于长木板右端。长木板与水平面间、物块与长木板间的动摩擦因数分别为和。某时刻分别给长木板和物块如图所示的初速度,速度大小分别为,,方向相反。重力加速度取,物块没有滑离长木板。从开始运动到两者均静止的过程中,下列说法错误的是( )
A. 整个运动过程中摩擦力对物块做的功为
B. 整个运动过程中因摩擦产生的总热量为
C. 两者第一次共速时的速度大小为
D. 两者都静止时,物块距木板右端的距离为
7. 如图1所示,某汽车研发基地有一半径很大的环形高速试验跑道,跑道路面沿径向向内倾斜,与水平面夹角为,质量为、可视为质点的测试小车在跑道上做水平面内的圆周运动,圆周运动的半径为,简化图如图2所示。轮胎与路面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。缓慢改变车速,小车相对路面始终没有发生侧向滑动。下列说法正确的是( )
A. 小车做圆周运动时,路面对小车的支持力大小恒为
B. 由静止开始,车速缓慢增大的过程中,小车沿斜面方向受到的静摩擦力也持续增大
C. 当做圆周运动的角速度为时,小车有沿斜面向上滑动的趋势
D. 当做圆周运动的角速度为时,小车有沿斜面向下滑动的趋势
8. 铸造车间常利用皮带输送机将小型铸件从地面输送至位于高处的处理设备。如图所示,传送带顺时针匀速运转,速率,两轮转轴间距,传送带的倾角。将质量的铸件无初速度地轻放在传送带底端,铸件与传送带间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,铸件可视为质点。重力加速度取,,。关于铸件在传送带上的运动过程,下列说法正确的是( )
A. 铸件受到的摩擦力大小始终为
B. 铸件从底端运动到顶端的总时间为
C. 全过程铸件的机械能增加302.5J
D. 全过程电动机因运输铸件多做了302.5J的功
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10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。
9. 大型风洞是研发飞行器的重要设施之一,我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示、某次风洞实验中,风力大小和方向均恒定,一质量为的小球先后经过、两点,其中在点的速度大小为,方向与、连线成角,在点的速度大小也为。已知、连线长为,重力加速度为,小球的运动轨迹在竖直面内。下列说法正确的是( )
A. 风力大小可能为
B. 小球运动过程中的最小速度为
C. 小球从点运动到点所用的时间为
D. 小球在点的速度方向与、连线成角
10. 如图所示,质量相等的物体和用劲度系数的轻弹簧连接,放置在地面上,一根不可伸长的轻绳一端与连接,另一端绕过两个光滑的小定滑轮、与小球连接,套在倾角的光滑轻杆上,点为轻杆的底端,开始时小球处于轻杆的点,连接的轻绳处于水平状态,此时物体恰好对地面没有压力。、两点关于点对称、且。已知物体和的质量均为,小球的质量为,,重力加速度取,,弹簧的弹性势能为(为弹簧的形变量)。小球从点由静止释放到达点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 初始状态弹簧的形变量为
B. 小球到达点时,小球的速度最大
C. 小球到达点时,弹簧的弹性势能减少了
D. 小球刚到达点时,小球的速度大小为
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某同学进行验证“力的平行四边形定则”的实验。步骤如下:
①如图1所示,将弹簧测力计A上端固定于点,下端用细线挂重物M,测出重物M的重力;
②如图2所示,把弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端水平向左拉,使结点静止在位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录的位置和各力的方向;
③改变弹簧测力计B的拉力方向,重复实验。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为,图2中弹簧测力计A的示数为_________。
(2)下列实验操作不必要的是( )。
A. 弹簧测力计应在使用前调零
B. 图1中应待重物M静止后读数
C. 图2中拉线方向应与木板平面平行
D. 改变拉力前后,每次都要使结点静止在同一位置
(3)改变弹簧测力计B的拉力,发现两次结点的位置、与刚好在同一直线上,如图3所示,则第二次弹簧测力计B的拉力方向沿____________(选填“左上方”“左下方”或“水平方向”)。
12. 某学习小组用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验操作步骤如下:
①用天平测出滑块和遮光条的总质量、钩码的质量;
②调整气垫导轨水平,按图1连接好实验装置,固定滑块;
③测量遮光条中心与光电门中心之间的距离及遮光条的宽度,将滑块由静止释放,光电门记录遮光条的遮光时间;
④改变遮光条中心与光电门中心之间的距离,进行多次实验。
(1)根据步骤③,可知遮光条通过光电门时的速度大小_____________。
(2)用该装置验证系统机械能守恒定律,______________(选填“需要”或“不需要”)满足。
(3)根据测出的多组和,作出随的变化图像如图2所示,图线为过坐标原点的直线,其斜率为,若在误差允许的范围内满足关系式____________(用、、及重力加速度表示),则可以判断钩码带动滑块运动的过程中系统机械能守恒。
(4)图3中的、两图线,其中一图线为无任何阻力情况下的理想结果。另一图线为恒定空气阻力的实际结果,其中___________(选填“a”或“b”)图线为实际结果。若图线、的斜率分别为、,则空气阻力大小为_____________(用、、、表示)。
13. 如图1所示,时刻一物体从足够长斜面底端以初速度沿斜面向上运动,其运动的图像如图2所示。已知斜面的倾角,重力加速度取,,。求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)物体的初速度的大小;
(3)物体在斜面上运动的总时间。
14. 如图所示,足够长的固定斜面与竖直面内的光滑半圆轨道平滑相接于半圆轨道最低点,可视为质点的小滑块从斜面上某点由静止释放。已知斜面的倾角为,小滑块与斜面间的动摩擦因数,半圆轨道的半径,重力加速度取。
(1)若小滑块从斜面上距离地面高处由静止释放,能通过半圆轨道最高点,求的取值范围;
(2)若小滑块在斜面上的释放点距地面的高度,求小滑块在斜面上运动的总路程;
(3)改变小滑块从斜面上释放的位置,分析小滑块经过最高点后,落在斜面上时的速度能否垂直斜面,若能,求出释放位置的高度;若不能,写出具体分析过程。
15. 如图所示,一半径为、质量为的四分之一圆柱形工件放置在光滑的水平面上,其表面固定有内壁光滑的圆形轻质细管(细管内径远小于),细管在工件的四分之一圆的截面上,轻绳左端固定在竖直墙面上的点,右端连接一质量也为的小球(看成质点),小球位于工件顶端点。、间的轻绳水平,工件离墙壁足够远,工件在水平外力(未画出)的作用下保持静止,已知重力加速度为。
(1)剪断细绳,小球从点由静止下滑,下滑过程中工件始终保持静止,求小球滑至底端点时水平外力的大小;
(2)若工件表面没有固定细管,剪断细绳,小球从点由静止下滑,下滑过程中工件始终保持静止,求小球离开工件时的速度大小v;
(3)若保持轻绳连接小球,撤去水平外力,求小球从点沿细管由静止滑至小球与点连线和水平方向的夹角时,小球的速度大小。
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