内容正文:
物理试题
本试题共6页,15小题
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图甲所示为一战士从悬停在高空的直升机中跳下的画面,某同学画出该战士从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的图像,如图乙所示,若规定向下的方向为正方向,则在竖直方向上,关于该战士下列说法正确的是( )
A. 内先向上运动,再向下运动
B. 内先向下加速运动,再向下减速运动,末开始做匀速直线运动
C. 末打开降落伞,以后做匀减速运动至末
D. 内加速度方向竖直向上,加速度的增减趋势无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】A.内,速度均大于0,则该战士一直向下运动,故A错误;
B.内,速度先增大后减小,可知先向下做加速运动后做减速运动,15s末速度不再发生变化,开始做匀速直线运动,故B正确;
C.10s末该战士由加速运动变为减速运动,图像的斜率发生突变,则加速度发生突变,可知此刻打开了降落伞,的图像的斜率在减小,可知做加速度减小的减速运动,故C错误;
D.的图像的斜率为负值,可知加速度方向竖直向上,而且斜率变小,加速度在减小,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,在某次壁球训练时,运动员在同一位置以不同的角度斜向上发球,最后球都能恰好垂直击打在竖直墙面的不同高度。忽略空气阻力,关于球在这两次从飞出到恰好击打墙壁的运动过程,下列说法正确的是( )
A. 飞出时的初速度竖直分量不相等
B. 在空中的时间相等
C. 击打墙壁的速度相等
D. 飞出时的初速度大小一定不相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.将壁球的运动反向处理,即为平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据
可知,高度较小的,对应原运动飞出时的竖直分速度较小,故A正确;
B.根据
可知,运动过程中高度较小的,运动时间较短,因此球在这两次从飞出到撞击墙壁前的过程中,在空中的时间不相等,故B错误;
C.在水平方向有
运动过程中高度较小的,运动时间较短,水平分速度较大,即壁球撞击墙壁的速度较大,故C错误;
D.根据速度的合成
可知,高度较小的,水平速度大,竖直速度小,故抛出时的初速度大小不能确定,有可能相等,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,材料相同的甲、乙两个盘子放置在匀速旋转的餐桌上,并相对餐桌保持静止,其中甲盘比乙盘距离餐桌中心远。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙两个盘子的质量相等,则两盘受到的摩擦力大小相等
B. 甲、乙两个盘子的线速度大小相等
C. 盘子的质量越小,越容易相对餐桌滑动
D. 若餐桌的转速逐渐增加,甲盘先相对餐桌滑动
【答案】D
【解析】
【详解】A.盘子做匀速圆周运动,甲、乙角速度ω相同,甲的转动半径r更大,分析可知二者的静摩擦力提供向心力,则有
可知若二者质量相等,甲受到的摩擦力更大,故A错误;
B.根据线速度
由于甲的转动半径更大,所以甲的线速度更大,故B错误;
C.当盘子即将滑动时,最大静摩擦力提供向心力,即
解得临界角速度
可见临界角速度与质量m无关,因此盘子是否容易滑动与质量无关,故C错误;
D.因为临界角速度
可知转动半径r越大,临界角速度越小。甲的转动半径更大,所以当餐桌转速逐渐增加时,甲先达到临界角速度,先相对餐桌滑动,故D正确。
故选D。
4. 手机中有加速度传感器,能通过图像显示加速度情况。用手掌托着质量为的手机,打开加速度传感器,把手机向上抛出,然后又在抛出点接住手机,得到如图所示的加速度随时间变化的图像,图中,,,,取重力加速度,由此可判断出( )
A. 时刻手掌对手机的作用力为 B. 时刻手机刚好离开手掌
C. 时刻手机的速度为 D. 手机离开手掌后上升的高度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.时刻手机的加速度最大为,方向向上
由牛顿第二定律得
解得,故A错误;
B.时刻加速度为零,则手机处于平衡状态,受重力和手掌的支持力,所以手机还没有离开手掌,故B错误;
CD.手机在离开手后做竖直上抛,在接住,则上升的高度为
时刻手机的速度为,故C错误,D正确。
故选D。
5. 我国“嫦娥四号探月工程”实现了人类飞行器第一次在月球背面着陆,为此发射了提供通信中继服务的“鹊桥”卫星,并定点在如图所示的地月连线外侧的位置 L 处。“鹊桥”卫星与月球保持相对静止一起绕地球运动。“鹊桥”卫星、月球绕地球运动的加速度大小分别为a1、a2,线速度大小分别为v1、v2,周期分别为T1、T2,轨道半径分别为r1、r2,下列关系正确的是( )
A. T1<T2 B. a1<a2 C. v1 > v2 D.
【答案】C
【解析】
【详解】AD.鹊桥卫星在月球外侧与月球一起绕地球圆周运动,与月球保持相对静止,其周期与月球绕地周期相同,故AD均错误;
B.由A分析知,据可知,鹊桥卫星的轨道半径大于月球的轨道半径,故其向心加速度大于月球向心加速度,即a1>a2,故B错误;
C.据v=rω可知,鹊桥卫星的轨道半径大,线速度大,v1 > v2,故C正确。
故选C。
6. 有位质量为的同学从静止下蹲状态向上起跳,经时间以速度离开地面,重力加速度大小为,该同学的重心升高了,在此过程中( )
A. 地面弹力对他的冲量大小为
B. 地面弹力对他的冲量大小为
C. 地面弹力对他的冲量大小为
D. 地面弹力对他的冲量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】取竖直向上为正方向,在起跳过程中,对该同学根据动量定理有
解得地面弹力对他的冲量大小为
故选。
7. 水下深度处水平放置一条直线型发光灯带(不考虑宽度),灯带总长,灯带可向四周均匀发光。水的折射率,水面上方为空气。则水面上能看到灯带透光区域的总面积约为(取3.14)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据几何知识分析可得,灯带在水面上的透光形状为中间矩形+两边半圆(类似于操场跑道),根据已知条件分析全反射时有
则有圆形半径
矩形部分长,宽
则有面积,故选C。
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对得3分,有选错得0分。
8. 如图所示,质量为的小球a与质量为的小球b通过不可伸长的轻绳相连,小球a还与固定在点的另一根轻绳连接,现在小球b上作用一拉力,保持、a间轻绳与竖直方向的夹角始终为,重力加速度大小为,关于两小球平衡时,下列说法正确的是( )
A. 拉力的最小值为
B. a、b间轻绳中的最小张力为
C. 当两根轻绳中的张力相等时,轻绳中的张力大小为
D. 当两根轻绳中的张力相等时,轻绳中的张力大小为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.画出力的矢量图如图所示,把看成一个整体,当与虚线垂直时有最小值,最小值为,故A正确;
B.单独对物块分析,当、间轻绳与虚线垂直时,、间轻绳中的张力有最小值,同理可得到最小值为,故B正确;
CD.当两根轻绳中的张力相等时,即满足两绳与竖直方向夹角都为,对有
解得,故C正确,D错误。
故选ABC。
9. 如图所示,劲度系数为的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变。用水平力缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了,此时物体静止。撤去后,物体开始向左运动,运动的最大距离为,物体与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度为,则( )
A. 撤去后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B. 撤去后,物体刚运动时的加速度大小为
C. 弹簧被压缩了时具有的弹性势能为
D. 物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.撤去后,设物体刚运动时的加速度大小为,根据牛顿第二定律有解得由于弹簧弹力会随压缩量的减小而减小,所以撤去后,物体先做变加速运动,再做变减速运动,故AB错误,
C.根据能量守恒定律可知弹簧被压缩了时具有的弹性势能为,故C正确;
D.物体速度最大时弹力与滑动摩擦力大小相等,则此时弹簧压缩量为所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为,故D正确。
故选CD。
10. 如图甲所示,一小木块以某一初速度冲上倾角为,且足够长的固定斜面。若以斜面底端为位移初始点,乙图为小木块在斜面上运动的动能随位移变化关系图像。忽略空气阻力的影响,重力加速度, ,,则下列判断正确的是( )
A. 小木块与斜面间的动摩擦因数为0.2
B. 小木块的质量为
C. 小木块从斜面底端冲到最高点的过程中,损失的机械能为
D. 小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中,系统产生的内能为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.上滑过程,由动能定理得
即
下滑过程,由动能定理得
即
联立得,,故A错误,B正确;
CD.从乙图可知,小木块初动能为,上滑到最高点(位移)时动能减为0,滑回底端时动能变为。往返过程动能总共减少,全部转化为内能,所以系统产生的内能为;上滑过程损失的机械能只有,不是,故C错误,D正确。
故选BD。
三、填空题:每空2分,共16分。
11. 实验小组用如图甲所示的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系。
(1)下列实验操作中,哪些是正确的__________;
A. 调节滑轮的高度,使牵引小车的细线与长木板保持平行
B. 每次实验,都要先释放小车,再接通打点计时器的电源
C. 补偿阻力时,应将悬挂小桶的细线系在小车上
D. 实验中需要保证小车质量远大于小桶和砂的总质量
(2)某次实验纸带的记录如图乙所示,打点计时器使用交流电源,纸带上A、B、C、D、E为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,由图可知在打B点时纸带的速度为__________,纸带的加速度__________(计算结果均保留两位有效数字)。
(3)为了减小实验系统误差,某实验小组设计了如图丙、丁两种实验装置。其中图丙方案使用弹簧测力计直接测量细绳对钩码的拉力;图丁方案使用力传感器直接测量细绳对小车的拉力。
下列说法正确的有__________。
A. 图丙方案需要平衡摩擦力
B. 图丁方案需满足“小车质量远大于所挂钩码的质量”
C. 图丙方案改变钩码质量,得到多组弹簧测力计示数和小车加速度,以为横轴、为纵轴作出图像,该图像的斜率为,则小车质量
D. 图丁方案改变钩码质量,得到多组力传感器示数和小车加速度,以为横轴、为纵轴作出图像,该图像的斜率为,则小车质量
【答案】(1)AD (2) ①. 0.26 ②. 0.40 (3)AC
【解析】
【小问1详解】
A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细线与长木板保持平行,可保证细线对小车拉力的方向始终沿木板方向,小车运动过程中所受合外力恒定,故A正确;
B.实验时应先接通打点计时器的电源,待打点稳定后再释放小车,若先释放小车再接通电源,纸带上无法打出完整的点,故B错误;
C.补偿阻力时应取下悬挂的小桶,只让小车拖着纸带在木板上做匀速运动,依靠小车自身重力沿木板方向的分力平衡阻力,故C错误;
D.本方案是用悬挂小桶和砂的总重力近似代替细线对小车的拉力,只有当小车质量远大于小桶和砂的总质量时,该近似才成立,故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
[1]打点计时器接交流电源,打点周期为,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,故相邻两计数点间的时间间隔
打点时小车的速度等于、间的平均速度,有
代入数据解得
[2]由逐差法有,其中
即
代入数据解得
【小问3详解】
A.丙、丁两种方案中,都要求细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,因此都需要补偿阻力,故A正确;
B.丁方案中力传感器直接测出细线对小车的拉力,不需要用钩码的重力代替细线的拉力,因此不需要满足小车质量远大于所挂钩码质量的条件,故B错误;
C.丙方案中弹簧测力计固定不动,其示数只是细线中的张力,细线在小车处折返,小车由两段细线牵引,所受拉力为2F,根据牛顿第二定律有
即
可知图像的斜率
解得,故C正确;
D.丁方案中力传感器固定在小车上并随小车一同加速,示数为细线对小车的作用力,而被加速的研究对象是小车与力传感器的整体,根据牛顿第二定律有
可知,解得,并非,故D错误。
故选AC。
12. 实验小组使用双线摆(等效为单摆)测量当地的重力加速度,实验装置如图所示,小球的直径为,小球与两悬点的距离分别为、,两个悬点的距离为。
(1)将小球垂直纸面向外拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,小球某次经过__________时开始计时(选填“最低点”或“最高点”),记为第1次经过该位置;
(2)该双线摆的等效单摆摆长__________(保留三位有效数字);
(3)在单摆右侧悬点处安装力传感器,记录传感器的力与时间的关系图像如图乙所示,则单摆的周期为__________;
(4)由于实验过程无法保证细杆绝对水平,这可能会对测量结果带来误差,使测量的重力加速度__________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)最低点 (2)30.3
(3)
(4)偏小
【解析】
【小问1详解】
小球经过最低点时开始计时误差较小,所以选填“最低点”。
【小问2详解】
由几何关系可知双线摆对应的单摆摆长为小球重心到细杆的距离,即
【小问3详解】
小球每经过最低点一次,拉力出现一个峰值。可知相邻两次拉力最大值之间的时间间隔为半个周期,根据图乙可知,相邻峰值间时间为,故单摆周期为。
【小问4详解】
小球做单摆运动时,摆动平面始终垂直于细杆,当细杆倾斜时,提供等效重力的是小球所受重力在摆动平面内的分力,测量的重力加速度值实际为重力加速度在摆动平面的分量,所以总是偏小。
四、解答题:本大题3小题,共38分
13. 一列沿轴负方向传播的简谐横波,在时刻的波形如图所示,此时坐标为的质点刚好开始振动,已知在时刻,坐标为的质点首次位于波谷位置,点的坐标是。求:
(1)从图中你能得出这列波的哪些基本信息?(写出两个即可得分)
(2)这列波的传播速度大小;
(3)时,质点相对于平衡位置的位移。
【答案】(1)波长,振幅,波源的起振方向向上,点在此时候的运动方向向下
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由波形图直接读出:波长,振幅;
波沿轴负方向传播,由波形平移法可知,时刻刚起振的质点(坐标为处)将向上运动,即波源的起振方向向上;P点在此时刻的运动方向向下。
【小问2详解】
波沿轴负方向传播,由波形平移法可知时刻P点向下振动,P点首次到达波谷需经个周期,则
可得周期
由波速公式得
【小问3详解】
波从坐标为处传到Q点传播的距离
传播时间
在时,Q点已振动的时间
由于Q点的起振方向向上,所以时刻质点Q恰好到达波峰位置,质点Q相对于平衡位置的位移为。
14. 如图所示,一倾角的粗糙斜面底端与一传送带左端平滑相连于点。有一可视为质点的物块从斜面顶端点静止开始下滑,当物块滑到斜面底端点后会继续滑上传送带(设经过点前后的速度大小不变)。已知斜面长度,传送带长度,物块与斜面的动摩擦因数,物块与传送带间的动摩擦因数。(取,,),求:
(1)物块滑到点时的速度大小;
(2)当传送带静止不动时,物块在传送带能滑行的距离;
(3)当传送带以恒定速率逆时针转动时,试判断物块能否向右滑出传送带?若能,试求出滑离速度;若不能,则求出物块在传送带上第一次做往返运动的总时间。
【答案】(1)
(2)
(3)不能,
【解析】
【小问1详解】
从到匀加速过程,根据动能定理有
下滑到点时的速度
【小问2详解】
当传送带静止时,物块做匀减速运动,由动能定理得
解得
【小问3详解】
当传送带以逆时针转动时,物块滑上传送带后仍做匀减速运动。由(2)可知向右减速为零过程位移
故物块不能从向右滑出传送带。
设物块向右匀减速至速度为零的时间为,则,
解得
物块反向匀加速到与传送带共速的时间为
对应的位移大小为
物块与传送带共速后还有一段匀速运动的时间为
物块第一次在传送带上往返运动的总时间为
15. 如图所示,某一游戏装置由轻弹簧发射器、长为的粗糙水平直轨道和竖直放置的半径可调的光滑圆弧状细管轨道组成。质量为的滑块1被轻弹簧弹出后,与静置于距离点处、质量为的滑块2发生碰撞后粘合为滑块组(碰撞时间极短)。已知轻弹簧储存的弹性势能,两滑块与间的动摩擦因数均为,两滑块均可视为质点,各轨道间平滑连接且间隙不计。若滑块组从飞出落到直轨道上时不反弹且静止,不计空气阻力,重力加速度取,求:
(1)两滑块碰撞后瞬间滑块组的速度大小;
(2)若滑块组进入圆弧轨道后恰好能到达点,则轨道的半径;
(3)改变的半径,滑块组静止时离点的最远距离。
【答案】(1)
(2)
(3)1m
【解析】
【小问1详解】
设滑块1碰撞前的速度为,则根据能量守恒定律有
代入数据解得
两滑块碰撞过程满足动量守恒,则有
解得
【小问2详解】
若滑块组恰好能到达点,则在点的速度为零,从碰撞处到点的过程,根据动能定理有
代入数据解得轨道的半径为
【小问3详解】
①当圆弧轨道半径小于时滑块组能从点飞出,之后做平抛运动。若调节圆弧轨道,滑块组从点飞出的速度不同,则落在水平轨道上距离点的距离也不同,根据动能定理有
滑块组做平抛运动过程,竖直方向有
水平方向有
联立解得
由数学知识可知,当时,有最大值,其最大值为
②当圆弧轨道半径大于时,滑块组不能从点飞出,将沿圆弧轨道滑回水平轨道,最终停在水平轨道上,设在水平轨道上滑动的路程为,则根据动能定理有
解得
则滑块组静止时离点的最远距离为
综上所述,改变的半径,滑块组静止时离点的最远距离为。
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物理试题
本试题共6页,15小题
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图甲所示为一战士从悬停在高空的直升机中跳下的画面,某同学画出该战士从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的图像,如图乙所示,若规定向下的方向为正方向,则在竖直方向上,关于该战士下列说法正确的是( )
A. 内先向上运动,再向下运动
B. 内先向下加速运动,再向下减速运动,末开始做匀速直线运动
C. 末打开降落伞,以后做匀减速运动至末
D. 内加速度方向竖直向上,加速度的增减趋势无法判断
2. 如图所示,在某次壁球训练时,运动员在同一位置以不同的角度斜向上发球,最后球都能恰好垂直击打在竖直墙面的不同高度。忽略空气阻力,关于球在这两次从飞出到恰好击打墙壁的运动过程,下列说法正确的是( )
A. 飞出时的初速度竖直分量不相等
B. 在空中的时间相等
C. 击打墙壁的速度相等
D. 飞出时的初速度大小一定不相等
3. 如图所示,材料相同的甲、乙两个盘子放置在匀速旋转的餐桌上,并相对餐桌保持静止,其中甲盘比乙盘距离餐桌中心远。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙两个盘子的质量相等,则两盘受到的摩擦力大小相等
B. 甲、乙两个盘子的线速度大小相等
C. 盘子的质量越小,越容易相对餐桌滑动
D. 若餐桌的转速逐渐增加,甲盘先相对餐桌滑动
4. 手机中有加速度传感器,能通过图像显示加速度情况。用手掌托着质量为的手机,打开加速度传感器,把手机向上抛出,然后又在抛出点接住手机,得到如图所示的加速度随时间变化的图像,图中,,,,取重力加速度,由此可判断出( )
A. 时刻手掌对手机的作用力为 B. 时刻手机刚好离开手掌
C. 时刻手机的速度为 D. 手机离开手掌后上升的高度为
5. 我国“嫦娥四号探月工程”实现了人类飞行器第一次在月球背面着陆,为此发射了提供通信中继服务的“鹊桥”卫星,并定点在如图所示的地月连线外侧的位置 L 处。“鹊桥”卫星与月球保持相对静止一起绕地球运动。“鹊桥”卫星、月球绕地球运动的加速度大小分别为a1、a2,线速度大小分别为v1、v2,周期分别为T1、T2,轨道半径分别为r1、r2,下列关系正确的是( )
A. T1<T2 B. a1<a2 C. v1 > v2 D.
6. 有位质量为的同学从静止下蹲状态向上起跳,经时间以速度离开地面,重力加速度大小为,该同学的重心升高了,在此过程中( )
A. 地面弹力对他的冲量大小为
B. 地面弹力对他的冲量大小为
C. 地面弹力对他的冲量大小为
D. 地面弹力对他的冲量大小为
7. 水下深度处水平放置一条直线型发光灯带(不考虑宽度),灯带总长,灯带可向四周均匀发光。水的折射率,水面上方为空气。则水面上能看到灯带透光区域的总面积约为(取3.14)( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对得3分,有选错得0分。
8. 如图所示,质量为的小球a与质量为的小球b通过不可伸长的轻绳相连,小球a还与固定在点的另一根轻绳连接,现在小球b上作用一拉力,保持、a间轻绳与竖直方向的夹角始终为,重力加速度大小为,关于两小球平衡时,下列说法正确的是( )
A. 拉力的最小值为
B. a、b间轻绳中的最小张力为
C. 当两根轻绳中的张力相等时,轻绳中的张力大小为
D. 当两根轻绳中的张力相等时,轻绳中的张力大小为
9. 如图所示,劲度系数为的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变。用水平力缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了,此时物体静止。撤去后,物体开始向左运动,运动的最大距离为,物体与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度为,则( )
A. 撤去后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B. 撤去后,物体刚运动时的加速度大小为
C. 弹簧被压缩了时具有的弹性势能为
D. 物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为
10. 如图甲所示,一小木块以某一初速度冲上倾角为,且足够长的固定斜面。若以斜面底端为位移初始点,乙图为小木块在斜面上运动的动能随位移变化关系图像。忽略空气阻力的影响,重力加速度, ,,则下列判断正确的是( )
A. 小木块与斜面间的动摩擦因数为0.2
B. 小木块的质量为
C. 小木块从斜面底端冲到最高点的过程中,损失的机械能为
D. 小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中,系统产生的内能为
三、填空题:每空2分,共16分。
11. 实验小组用如图甲所示的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系。
(1)下列实验操作中,哪些是正确的__________;
A. 调节滑轮的高度,使牵引小车的细线与长木板保持平行
B. 每次实验,都要先释放小车,再接通打点计时器的电源
C. 补偿阻力时,应将悬挂小桶的细线系在小车上
D. 实验中需要保证小车质量远大于小桶和砂的总质量
(2)某次实验纸带的记录如图乙所示,打点计时器使用交流电源,纸带上A、B、C、D、E为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,由图可知在打B点时纸带的速度为__________,纸带的加速度__________(计算结果均保留两位有效数字)。
(3)为了减小实验系统误差,某实验小组设计了如图丙、丁两种实验装置。其中图丙方案使用弹簧测力计直接测量细绳对钩码的拉力;图丁方案使用力传感器直接测量细绳对小车的拉力。
下列说法正确的有__________。
A. 图丙方案需要平衡摩擦力
B. 图丁方案需满足“小车质量远大于所挂钩码的质量”
C. 图丙方案改变钩码质量,得到多组弹簧测力计示数和小车加速度,以为横轴、为纵轴作出图像,该图像的斜率为,则小车质量
D. 图丁方案改变钩码质量,得到多组力传感器示数和小车加速度,以为横轴、为纵轴作出图像,该图像的斜率为,则小车质量
12. 实验小组使用双线摆(等效为单摆)测量当地的重力加速度,实验装置如图所示,小球的直径为,小球与两悬点的距离分别为、,两个悬点的距离为。
(1)将小球垂直纸面向外拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,小球某次经过__________时开始计时(选填“最低点”或“最高点”),记为第1次经过该位置;
(2)该双线摆的等效单摆摆长__________(保留三位有效数字);
(3)在单摆右侧悬点处安装力传感器,记录传感器的力与时间的关系图像如图乙所示,则单摆的周期为__________;
(4)由于实验过程无法保证细杆绝对水平,这可能会对测量结果带来误差,使测量的重力加速度__________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
四、解答题:本大题3小题,共38分
13. 一列沿轴负方向传播的简谐横波,在时刻的波形如图所示,此时坐标为的质点刚好开始振动,已知在时刻,坐标为的质点首次位于波谷位置,点的坐标是。求:
(1)从图中你能得出这列波的哪些基本信息?(写出两个即可得分)
(2)这列波的传播速度大小;
(3)时,质点相对于平衡位置的位移。
14. 如图所示,一倾角的粗糙斜面底端与一传送带左端平滑相连于点。有一可视为质点的物块从斜面顶端点静止开始下滑,当物块滑到斜面底端点后会继续滑上传送带(设经过点前后的速度大小不变)。已知斜面长度,传送带长度,物块与斜面的动摩擦因数,物块与传送带间的动摩擦因数。(取,,),求:
(1)物块滑到点时的速度大小;
(2)当传送带静止不动时,物块在传送带能滑行的距离;
(3)当传送带以恒定速率逆时针转动时,试判断物块能否向右滑出传送带?若能,试求出滑离速度;若不能,则求出物块在传送带上第一次做往返运动的总时间。
15. 如图所示,某一游戏装置由轻弹簧发射器、长为的粗糙水平直轨道和竖直放置的半径可调的光滑圆弧状细管轨道组成。质量为的滑块1被轻弹簧弹出后,与静置于距离点处、质量为的滑块2发生碰撞后粘合为滑块组(碰撞时间极短)。已知轻弹簧储存的弹性势能,两滑块与间的动摩擦因数均为,两滑块均可视为质点,各轨道间平滑连接且间隙不计。若滑块组从飞出落到直轨道上时不反弹且静止,不计空气阻力,重力加速度取,求:
(1)两滑块碰撞后瞬间滑块组的速度大小;
(2)若滑块组进入圆弧轨道后恰好能到达点,则轨道的半径;
(3)改变的半径,滑块组静止时离点的最远距离。
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