精品解析:2027届甘肃名校大联盟高三上学期学情检测物理试卷(二)
2026-10-23
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内容正文:
2027届名校大联盟·高三月考卷(二)
物 理
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弥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。
4、本卷命题范围:人教版必修第一~二册。
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 如图所示,将一条纸带的一端扭转180°后与另一端相连,可以制作成一个莫比乌斯带。已知这条纸带的长度为,不考虑连接处的长度耗损,现有一只蜗牛沿着中线从点出发做匀速率爬行,经过时间蜗牛第一次回到原出发点点,对此过程中分析正确的有( )
A. 在研究蜗牛爬行的姿态时,可以将蜗牛视为质点
B. 蜗牛的位移为
C. 蜗牛的平均速度为
D. 蜗牛的平均速率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.在研究蜗牛爬行的姿态时,蜗牛的形状大小不能忽略不计,不可以将蜗牛视为质点,故A错误;
BC.由于初、末位置都是点,所以蜗牛的位移为0,根据可知,蜗牛的平均速度为0,故BC错误;
D.蜗牛的路程为,则蜗牛的平均速率为,故D正确。
故选D。
2. 工程中常用两台对称放置的卷扬机通过等长钢绳起吊大型物件,简化示意图如图所示。两台卷扬机的转动轴固定在同一水平横梁上,卷扬机绕中心轴转动收绳,使物件始终沿竖直方向匀速上升。关于卷扬机收绳的速度,下列说法正确的是( )
A. 保持不变 B. 越来越小
C. 越来越大 D. 先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】设物件竖直上升的速度为,钢绳与竖直方向的夹角为,将物件的速度沿钢绳方向分解可得收绳速度
上升过程中增大,减小,故收绳速度越来越小。
故选B。
3. 中国张雪机车在2026年3月举行的世界超级摩托车锦标赛葡萄牙波尔蒂芒站夺得SSP中量级组别两回合冠军。如图为两车以相同的速率通过路面水平弯道的情景,在这极短的时间内,两车的运动视为同一圆心的匀速圆周运动,其中张雪机车转弯半径,车轮胎与路面间的径向动摩擦因数,重力加速度。则在上述转弯过程中,下列说法正确的是( )
A. 两车的向心加速度相同 B. 张雪机车所需的向心力一定较大
C. 张雪机车角速度最大为4 rad/s D. 张雪机车的线速度不会超过
【答案】D
【解析】
【详解】A.向心加速度
两车速率相同而转弯半径不同故向心加速度不同,A错误;
B.向心力
虽然张雪机车的向心加速度更大,但是两车的质量未知,无法判断向心力大小,B错误;
C.摩托车在水平路面上转弯,由静摩擦力提供向心力,故
得
故角速度,C错误;
D.由C选项解析可知线速度,D正确。
故选 D。
4. 编号为2020FD2号小行星是中国科学院紫金山天文台发现的一颗近地小行星。科学家们观测到它的轨道如图所示,轨道的半长轴大于地球轨道半径,小于木星轨道半径,关于该小行星(只考虑太阳对小行星的引力),下列说法正确的是( )
A. 相同时间内地球和2020FD2号小行星与太阳的连线扫过的面积相等
B. 2020FD2号小行星绕太阳运动的周期大于地球绕太阳运动的周期
C. 2020FD2号小行星运动轨迹中,A处的线速度大小小于处的线速度大小
D. 2020FD2号小行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.开普勒第二定律指的是同一天体围绕中心天体运动的规律,所以相同时间内地球和2020FD2号小行星与太阳的连线扫过的面积不相等,故A错误;
B.根据开普勒第三定律
号小行星轨道的半长轴大于地球轨道半径,所以小行星绕太阳运动的周期大于地球绕太阳运动的周期,故B正确;
C.根据开普勒第二定律可知2020FD2号小行星运动轨迹中,A处近地点的线速度大小大于处远地点的线速度大小,故C错误;
D.不知道小行星的半径和其他信息,无法求出其第一宇宙速度,故D错误。
故选B。
5. 为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车试验,如图所示是动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像,下列说法错误的是( )
A. 动力车的初速度大小为20m/s
B. 刹车过程动力车的加速度大小为
C. 刹车过程持续的时间为8s
D. 从开始刹车时计时,经过8s,动力车的位移大小为40m
【答案】C
【解析】
【详解】AB.匀变速直线运动位移公式为,将式子两边同除以,可得
图像的纵截距表示初速度,结合图像可知,初速度
图像斜率,即加速度
负号表示加速度与运动方向相反,刹车加速度大小为,故AB正确;
C.根据运动学公式
可得刹车总时长,故C错误;
D.动力车早在4s末就已经停下,因此8s内的位移等于全程刹车位移,根据
可得,故D正确。
本题要求选择错误项,故选 C。
6. 如图所示,一位同学用双手水平夹起一摞书,并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数,书与书间的动摩擦因数,设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量为,该同学对书的水平正压力为,每本书均呈竖直状态,重力加速度大小取,则下列说法正确的是( )
A. 每本书受到的合力大小不等 B. 书与书之间的摩擦力大小均相等
C. 他最多能夹住42本书 D. 他最多能夹住60本书
【答案】C
【解析】
【详解】A.每本书受到的摩擦力的合力与重力平衡,所以每本书合力大小都为0,A错误;
B.越靠外侧,书与书间的摩擦力越大,B错误;
CD.以这一摞书为研究对象,每只手对其的最大静摩擦力为:
这一摞书受力平衡
解得
但书与书间的最大静摩擦力为
除了左右两侧跟手接触的两本书,以剩下的这一部分书为对象,由平衡条件
解得
加跟手接触的两本书,共42本书,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图,小车静止在光滑水平地面上,物块静置在小车上,小车与物块的质量均为0.1 kg,两者间的动摩擦因数为0.1。小车右端通过水平细绳与电动机连接,电动机输出功率恒为1 W,小车足够长。由静止释放小车,小车与物块再次达到相对静止时,速度为。重力加速度取,不计其他摩擦。下列说法正确的是( )
A. 小车与物块再次相对静止前,物块做匀加速运动的加速度为
B. 从释放到小车与物块再次相对静止所用时间为10 s
C. 从释放到小车与物块再次相对静止时,电动机对小车做功为3.2 J
D. 从释放到小车与物块再次相对静止时,小车的位移大小为48 m
【答案】D
【解析】
【详解】A.物块在水平方向只受滑动摩擦力作用,根据牛顿第二定律有
解得加速度 ,故A错误;
B.物块做匀加速直线运动,当速度达到时与小车相对静止,根据运动学公式
解得时间 ,故B错误;
C.电动机功率恒定,从释放到相对静止过程中,电动机对小车做功 ,故C错误;
D.对小车应用动能定理,电动机做功减去克服摩擦力做功等于小车动能的增加量,即
代入数据解得 ,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,系在墙上的轻绳通过轻质动滑轮连接滑块,两滑块的质量均为,与水平地面间的动摩擦因数均为0.5。现对施加水平向左的拉力,使向左匀加速直线运动,绕过动滑轮的两段轻绳始终水平,不计轻绳与滑轮间的摩擦,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 的加速度是加速度的两倍 B. 的加速度大小为
C. 的加速度大小为 D. 轻绳对的拉力大小为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.当P向左移动位移时,动滑轮随P左移,而Q的位移为,由运动学公式
可知位移与加速度正比,所以
即Q的加速度是P的两倍,A正确;
BCD.单个滑块的滑动摩擦力
设轻绳对Q的拉力为,对Q受力分析,由牛顿第二定律有
对P受力分析,由牛顿第二定律有
又因为
联立解得:,,,B正确,CD错误。
故选AB。
9. 如图是一弹珠游戏机的简化示意图,整个装置处于竖直平面内。圆心为O、半径为R的四分之一圆弧轨道与高为3R的面板相切于A、B两点,一区、二区、三区、四区为游戏获奖区,获奖区宽度均为R,一区右端在O点正下方,质量为m的弹珠被压缩弹簧弹射进入轨道。当弹簧的弹性势能时,弹珠恰好通过B点,弹珠可视为质点,弹簧长度远小于R。已知弹珠经过圆弧AB阻力做功恒定,重力加速度为g,不计其它一切阻力,下列说法正确的是( )
A. 弹珠经过B点速度为
B. 整个过程弹珠机械能守恒
C. 弹珠经过圆弧AB克服阻力做功为
D. 弹珠经过圆弧AB克服阻力做功为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.弹珠在B点做圆周运动,圆心O在B正下方R处,恰好通过B点时向心力由重力提供,则有
解得,故A正确;
B.由题知,圆弧AB对弹珠有阻力做功,因此整个过程弹珠机械能不守恒,故B错误;
CD.从弹簧弹射到弹珠到达B点,由能量守恒,弹性势能转化为重力势能、动能和克服阻力的功,即
解得
即克服阻力做功为,故C正确,D错误。
故选AC。
10. 如图所示,一弹性轻绳穿过固定的光滑圆环,左端固定在点,右端连接一个质量为的小球,、、在一条水平线上,弹性绳自然长度为。小球穿过竖直固定的杆,在点时弹性绳的拉力为,为重力加速度。小球从点由静止释放,到点时速度为零。已知、两点间距离为,小球和杆之间的动摩擦因数为0.5,弹性绳满足胡克定律且始终处在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 小球从点运动到点的过程中受到的摩擦力逐渐增加
B. 小球从点运动到点的过程中克服摩擦力做功为0.25mgh
C. 小球从点运动到点的过程中弹性绳的弹性势能增加mgh
D. 若在点给小球一个向上的速度,小球恰好回到点,则
【答案】BD
【解析】
【详解】A.设,弹性绳劲度系数为,由胡克定律,C点弹性绳弹力
对任意位置的小球,设弹性绳与水平方向夹角为,弹性绳伸长量,则弹力
将弹力分解到水平方向,水平分量
大小恒定,水平方向受力平衡,杆的支持力
大小恒定,因此摩擦力
摩擦力大小恒定,不会逐渐增加,故A错误;
B.C到D位移为,克服摩擦力做功,故B正确;
C.小球从点运动到点的过程中,初末动能均为0,由动能定理得
解得
弹力做负功,弹性势能增加,故C错误;
D.小球从D到C恰好回到C点,初末动能分别为和0,弹性绳弹力做功
由动能定理
解得,故D正确。
故选BD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某研究小组用图甲所示的装置测量当地的重力加速度。用质量均为M的重物P和Q系在不可伸长的轻绳两端,使系统平衡。再在重物P上加一质量为m的砝码,系统失去平衡。P下落距离h后砝码被架在固定环形座上,用光电门(图中未画出)测出P穿过环形座后速度大小为v,然后借助缓冲器结束当次测试。
(1)实验中,在不解除P、Q与绳连接的情况下进行砝码的添加和更换,应当选用图乙中编号为________的砝码;
A. 有中心孔没有侧边缝
B. 有中心孔有侧边缝
C. 既没有中心孔也没有侧边缝
(2)以下添加砝码的操作中,正确的是________;
A. 将砝码从P正上方某处自由释放、让其下落并撞击P
B. 将砝码轻放在P上,待它与P一起下落一段时间后松手
C. 用薄板从下方托住P,放置砝码并调整好高度h后突然撤去薄板
(3)实验时,保持M不变,更换不同的m进行多次实验,得到的速度v和m的数据绘制成图像如图丙所示,已知图像的纵坐标为,图像的横坐标为,若图像纵轴截距为b,则当地的重力加速度为________(用h、b表示)
【答案】(1)B (2)C
(3)
【解析】
【小问1详解】
有中心孔和侧边缝,这样把轻绳穿过中心孔,P、Q和砝码一起运动时,砝码相对P稳定、不晃动,也不会从P上掉下来,能减小实验误差,同时砝码被架在固定环形座后,砝码也不影响P、Q的运动。
故选B。
【小问2详解】
实验要求P从静止开始下落h,保证初速度为零,则在添加砝码的操作中,应该用薄板从下方托住P,放置砝码并调整好高度h后突然撤去薄板,让它们一起做匀加速运动。
故选C。
【小问3详解】
由系统机械能守恒有
解得
故图像的纵轴截距
可得当地的重力加速度为
12. 某实验小组利用如图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系,小车左端有力传感器可直接测量轻绳的拉力。
(1)实验前需要适当将木板右端垫高以平衡摩擦力,进行该项操作前小车左端_________(填“必须”或“不能”)挂砝码盘,小车右端连接纸带,正确操作后释放小车,打出一条点迹清晰的纸带,若纸带上的点迹__________________,则表明垫块所放位置合适;
(2)在小车内和砝码盘内放适当砝码,___________________________(填“先释放小车后接通电源”或“先接通电源后释放小车”),打出一条点迹清晰的纸带,记下此过程中力传感器的示数F,在纸带上每5个点取一个计数点,得到7个计数点A、B、C、D、E、F、G,如图乙所示。打点计时器所接电源的周期为0.02s,则此次实验时小车的加速度a=_________(保留两位有效数字);
(3)为研究加速度与外力的关系,保持__________________质量不变,增加砝码盘(含砝码盘内砝码)的质量后重复步骤(2),得到多组力传感器示数F和对应纸带加速度a;
(4)以a为纵坐标,F为横坐标,将实验数据描点、连线后得到的图像可能是丙图中的_________(填“A”、“B”或“C”)图线。
【答案】(1) ①. 不能 ②. 均匀(或间距相等)
(2) ①. 先接通电源后释放小车 ②. 0.40
(3)小车(包含小车内砝码)
(4)B
【解析】
【小问1详解】
[1] 平衡摩擦力的目的是让小车所受合力等于绳子的拉力,所以进行该项操作前小车左端不能挂砝码盘,只让小车拖着纸带匀速运动;
[2] 若纸带上的点迹分布均匀(或间距相等),则说明小车已做匀速直线运动,摩擦力已被平衡,即表明垫块所放位置合适。
【小问2详解】
[1] 实验时应先接通电源后释放小车,使打点计时器在小车运动前开始工作,从而保证纸带开头的点迹清晰;
[2] 已知打点计时器的打点周期为,每5个点取一个计数点,故相邻计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动的逐差公式可知,此次实验时小车的加速度为
【小问3详解】
根据控制变量法可知,研究加速度与外力的关系时,需保持小车(包含车内砝码)的质量不变,通过改变外力(即改变砝码盘及砝码的总重力),来探究二者间的关系。
【小问4详解】
实验中使用了力传感器直接测量绳子的拉力F,不需要像传统实验那样用砝码和砝码盘的重力近似代替拉力,也就不需要满足“砝码和砝码盘的总质量远小于小车质量”这个条件。根据牛顿第二定律有
解得小车的加速度为
所以在小车的总质量M不变时,加速度a与拉力F成正比,故对应的图像应该是一条过原点的倾斜直线。
故选B。
13. 城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生。假设某公路边的高楼距地面高H=47 m,往外凸起的阳台上的花盆因受到扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动。阳台下方有一辆长L1=8 m、高h=2 m的货车,以v0=9 m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方。花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24 m(示意图如图所示,花盆可视为质点,取重力加速度g=10 m/s2)。
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持速度v0匀速直行,请计算说明货车是否被花盆砸到;
(2)若司机发现花盆掉落,采取制动(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1 s)的方式来避险,使货车在花盆砸落点前停下,求货车的最小加速度;
(3)若司机发现花盆掉落,采取加速(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1 s)的方式来避险,则货车至少以多大的加速度加速运动才能避免被花盆砸到?
【答案】(1)会被花盆砸到
(2)2.7 m/s2
(3)2.5 m/s2
【解析】
【小问1详解】
花盆落下到达车顶过程,位移为
花盆做自由落体运动,有
解得
在这段时间内汽车位移大小为
由于,货车会被花盆砸到。
【小问2详解】
货车匀减速运动的距离为
设制动过程中最小加速度为,由
解得
【小问3详解】
司机反应时间内货车的位移大小为
此时车头离花盆的水平距离为
采取加速方式,要成功避险,则加速运动的位移大小至少为
加速时间为
设货车加速度大小至少为才能避免被花盆砸到,则有
代入数据解得
即货车至少以的加速度加速运动才能避免被花盆砸到。
14. 假期,小育同学在自家露台的粗糙水平台阶上摆弄一个小物块,想让它在水平拉力拉动后,从台阶边缘水平飞出,简化物理模型如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量的小物块,它与水平台阶表面间的动摩擦因数,且与台阶边缘点的距离。在台阶右侧固定了一个以点为圆心的圆弧形挡板,现用的水平恒力拉动小物块,一段时间后撤去拉力,小物块最终水平抛出并击中挡板(取10)
(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘点,点的坐标为,求其离开点时的速度大小;
(2)为使小物块击中挡板,求拉力作用的距离范围;
(3)写出小物块落在圆弧形挡板时的动能与下落高度之间的函数关系。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
设小物块离开点时的速度为,由平抛运动规律,水平方向
竖直方向
解得
【小问2详解】
为使小物块击中挡板,小物块必须能运动到点,设拉力作用的最短距离为,由动能定理
解得
为使小物体击中挡板,小物块的平抛初速度不能超过,设拉力作用的最长距离为,由动能定理
解得
则为使小物块击中挡板,拉力作用的距离范围为
【小问3详解】
设小物块击中挡板的任意一点坐标为,,则有,
由机械能守恒定律得
又由点坐标可求
化简得
取值范围。
15. 如图所示,质量为的玩具小车以恒定功率由静止开始从点到达点。已知小车在到达点前已匀速,段长度为,动摩擦因数。随后小车关闭发动机进入段,已知轨道,段水平,与小车之间的动摩擦因数均为,段长度可调,段长度,光滑竖直圆轨道段半径,在最低点处稍微错开,斜面段由特殊材料制成,水平距离,高度可调,小车与段间动摩擦因数随其水平距离的关系如图,与平滑连接。忽略其他阻力,小车可视为质点,重力加速度取。求:
(1)小车在段的运动时间;
(2)若要保证小车能到达竖直圆轨道且运动时不脱轨,求长度的调节范围;
(3)调节长度为 ,若小车能停在斜面上,求斜面高度的范围。
【答案】(1)
(2)或
(3)
【解析】
【小问1详解】
小车匀速运动时牵引力等于滑动摩擦力
由功率公式,得匀速速度
对OA全过程用动能定理
解得
【小问2详解】
情况一:恰好通过圆轨道最高点,最高点重力提供向心力
从A到最高点用动能定理
解得
要能通过最高点,摩擦损耗不能更大,故需满足
情况二:至少要能到达B点,但是不会超过圆心等高位置。从A到圆心等高位置用动能定理有
解得,即若,则小车最大上升高度不超过圆心,会沿轨道返回、不脱轨。
若小车恰能达到B点,由动能定理有
解得,即若,则小车能刚刚进入圆轨道。
综上所述,或。
【小问3详解】
因为,故能通过圆轨道,从A到C由动能定理则有
解得
C冲上斜面后,对任意一小段位移,摩擦力做的功为
将每一段内摩擦力做功求和为
一、设当时,小车恰好不会冲出斜面,在D点速度减为0,由机械能守恒有
解得
检验:此时,故小车能在D点停住。
二、设当时,小车在斜面上某处速度减为0,且恰能停在该处
由机械能守恒有
其中,
所以
又因为,
联立解得,
所以
综上所述,当时,小车能停在斜面上。
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2027届名校大联盟·高三月考卷(二)
物 理
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弥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。
4、本卷命题范围:人教版必修第一~二册。
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 如图所示,将一条纸带的一端扭转180°后与另一端相连,可以制作成一个莫比乌斯带。已知这条纸带的长度为,不考虑连接处的长度耗损,现有一只蜗牛沿着中线从点出发做匀速率爬行,经过时间蜗牛第一次回到原出发点点,对此过程中分析正确的有( )
A. 在研究蜗牛爬行的姿态时,可以将蜗牛视为质点
B. 蜗牛的位移为
C. 蜗牛的平均速度为
D. 蜗牛的平均速率为
2. 工程中常用两台对称放置的卷扬机通过等长钢绳起吊大型物件,简化示意图如图所示。两台卷扬机的转动轴固定在同一水平横梁上,卷扬机绕中心轴转动收绳,使物件始终沿竖直方向匀速上升。关于卷扬机收绳的速度,下列说法正确的是( )
A. 保持不变 B. 越来越小
C. 越来越大 D. 先减小后增大
3. 中国张雪机车在2026年3月举行的世界超级摩托车锦标赛葡萄牙波尔蒂芒站夺得SSP中量级组别两回合冠军。如图为两车以相同的速率通过路面水平弯道的情景,在这极短的时间内,两车的运动视为同一圆心的匀速圆周运动,其中张雪机车转弯半径,车轮胎与路面间的径向动摩擦因数,重力加速度。则在上述转弯过程中,下列说法正确的是( )
A. 两车的向心加速度相同 B. 张雪机车所需的向心力一定较大
C. 张雪机车角速度最大为4 rad/s D. 张雪机车的线速度不会超过
4. 编号为2020FD2号小行星是中国科学院紫金山天文台发现的一颗近地小行星。科学家们观测到它的轨道如图所示,轨道的半长轴大于地球轨道半径,小于木星轨道半径,关于该小行星(只考虑太阳对小行星的引力),下列说法正确的是( )
A. 相同时间内地球和2020FD2号小行星与太阳的连线扫过的面积相等
B. 2020FD2号小行星绕太阳运动的周期大于地球绕太阳运动的周期
C. 2020FD2号小行星运动轨迹中,A处的线速度大小小于处的线速度大小
D. 2020FD2号小行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
5. 为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车试验,如图所示是动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像,下列说法错误的是( )
A. 动力车的初速度大小为20m/s
B. 刹车过程动力车的加速度大小为
C. 刹车过程持续的时间为8s
D. 从开始刹车时计时,经过8s,动力车的位移大小为40m
6. 如图所示,一位同学用双手水平夹起一摞书,并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数,书与书间的动摩擦因数,设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量为,该同学对书的水平正压力为,每本书均呈竖直状态,重力加速度大小取,则下列说法正确的是( )
A. 每本书受到的合力大小不等 B. 书与书之间的摩擦力大小均相等
C. 他最多能夹住42本书 D. 他最多能夹住60本书
7. 如图,小车静止在光滑水平地面上,物块静置在小车上,小车与物块的质量均为0.1 kg,两者间的动摩擦因数为0.1。小车右端通过水平细绳与电动机连接,电动机输出功率恒为1 W,小车足够长。由静止释放小车,小车与物块再次达到相对静止时,速度为。重力加速度取,不计其他摩擦。下列说法正确的是( )
A. 小车与物块再次相对静止前,物块做匀加速运动的加速度为
B. 从释放到小车与物块再次相对静止所用时间为10 s
C. 从释放到小车与物块再次相对静止时,电动机对小车做功为3.2 J
D. 从释放到小车与物块再次相对静止时,小车的位移大小为48 m
8. 如图所示,系在墙上的轻绳通过轻质动滑轮连接滑块,两滑块的质量均为,与水平地面间的动摩擦因数均为0.5。现对施加水平向左的拉力,使向左匀加速直线运动,绕过动滑轮的两段轻绳始终水平,不计轻绳与滑轮间的摩擦,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 的加速度是加速度的两倍 B. 的加速度大小为
C. 的加速度大小为 D. 轻绳对的拉力大小为
9. 如图是一弹珠游戏机的简化示意图,整个装置处于竖直平面内。圆心为O、半径为R的四分之一圆弧轨道与高为3R的面板相切于A、B两点,一区、二区、三区、四区为游戏获奖区,获奖区宽度均为R,一区右端在O点正下方,质量为m的弹珠被压缩弹簧弹射进入轨道。当弹簧的弹性势能时,弹珠恰好通过B点,弹珠可视为质点,弹簧长度远小于R。已知弹珠经过圆弧AB阻力做功恒定,重力加速度为g,不计其它一切阻力,下列说法正确的是( )
A. 弹珠经过B点速度为
B. 整个过程弹珠机械能守恒
C. 弹珠经过圆弧AB克服阻力做功为
D. 弹珠经过圆弧AB克服阻力做功为
10. 如图所示,一弹性轻绳穿过固定的光滑圆环,左端固定在点,右端连接一个质量为的小球,、、在一条水平线上,弹性绳自然长度为。小球穿过竖直固定的杆,在点时弹性绳的拉力为,为重力加速度。小球从点由静止释放,到点时速度为零。已知、两点间距离为,小球和杆之间的动摩擦因数为0.5,弹性绳满足胡克定律且始终处在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 小球从点运动到点的过程中受到的摩擦力逐渐增加
B. 小球从点运动到点的过程中克服摩擦力做功为0.25mgh
C. 小球从点运动到点的过程中弹性绳的弹性势能增加mgh
D. 若在点给小球一个向上的速度,小球恰好回到点,则
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某研究小组用图甲所示的装置测量当地的重力加速度。用质量均为M的重物P和Q系在不可伸长的轻绳两端,使系统平衡。再在重物P上加一质量为m的砝码,系统失去平衡。P下落距离h后砝码被架在固定环形座上,用光电门(图中未画出)测出P穿过环形座后速度大小为v,然后借助缓冲器结束当次测试。
(1)实验中,在不解除P、Q与绳连接的情况下进行砝码的添加和更换,应当选用图乙中编号为________的砝码;
A. 有中心孔没有侧边缝
B. 有中心孔有侧边缝
C. 既没有中心孔也没有侧边缝
(2)以下添加砝码的操作中,正确的是________;
A. 将砝码从P正上方某处自由释放、让其下落并撞击P
B. 将砝码轻放在P上,待它与P一起下落一段时间后松手
C. 用薄板从下方托住P,放置砝码并调整好高度h后突然撤去薄板
(3)实验时,保持M不变,更换不同的m进行多次实验,得到的速度v和m的数据绘制成图像如图丙所示,已知图像的纵坐标为,图像的横坐标为,若图像纵轴截距为b,则当地的重力加速度为________(用h、b表示)
12. 某实验小组利用如图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系,小车左端有力传感器可直接测量轻绳的拉力。
(1)实验前需要适当将木板右端垫高以平衡摩擦力,进行该项操作前小车左端_________(填“必须”或“不能”)挂砝码盘,小车右端连接纸带,正确操作后释放小车,打出一条点迹清晰的纸带,若纸带上的点迹__________________,则表明垫块所放位置合适;
(2)在小车内和砝码盘内放适当砝码,___________________________(填“先释放小车后接通电源”或“先接通电源后释放小车”),打出一条点迹清晰的纸带,记下此过程中力传感器的示数F,在纸带上每5个点取一个计数点,得到7个计数点A、B、C、D、E、F、G,如图乙所示。打点计时器所接电源的周期为0.02s,则此次实验时小车的加速度a=_________(保留两位有效数字);
(3)为研究加速度与外力的关系,保持__________________质量不变,增加砝码盘(含砝码盘内砝码)的质量后重复步骤(2),得到多组力传感器示数F和对应纸带加速度a;
(4)以a为纵坐标,F为横坐标,将实验数据描点、连线后得到的图像可能是丙图中的_________(填“A”、“B”或“C”)图线。
13. 城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生。假设某公路边的高楼距地面高H=47 m,往外凸起的阳台上的花盆因受到扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动。阳台下方有一辆长L1=8 m、高h=2 m的货车,以v0=9 m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方。花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24 m(示意图如图所示,花盆可视为质点,取重力加速度g=10 m/s2)。
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持速度v0匀速直行,请计算说明货车是否被花盆砸到;
(2)若司机发现花盆掉落,采取制动(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1 s)的方式来避险,使货车在花盆砸落点前停下,求货车的最小加速度;
(3)若司机发现花盆掉落,采取加速(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1 s)的方式来避险,则货车至少以多大的加速度加速运动才能避免被花盆砸到?
14. 假期,小育同学在自家露台的粗糙水平台阶上摆弄一个小物块,想让它在水平拉力拉动后,从台阶边缘水平飞出,简化物理模型如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量的小物块,它与水平台阶表面间的动摩擦因数,且与台阶边缘点的距离。在台阶右侧固定了一个以点为圆心的圆弧形挡板,现用的水平恒力拉动小物块,一段时间后撤去拉力,小物块最终水平抛出并击中挡板(取10)
(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘点,点的坐标为,求其离开点时的速度大小;
(2)为使小物块击中挡板,求拉力作用的距离范围;
(3)写出小物块落在圆弧形挡板时的动能与下落高度之间的函数关系。
15. 如图所示,质量为的玩具小车以恒定功率由静止开始从点到达点。已知小车在到达点前已匀速,段长度为,动摩擦因数。随后小车关闭发动机进入段,已知轨道,段水平,与小车之间的动摩擦因数均为,段长度可调,段长度,光滑竖直圆轨道段半径,在最低点处稍微错开,斜面段由特殊材料制成,水平距离,高度可调,小车与段间动摩擦因数随其水平距离的关系如图,与平滑连接。忽略其他阻力,小车可视为质点,重力加速度取。求:
(1)小车在段的运动时间;
(2)若要保证小车能到达竖直圆轨道且运动时不脱轨,求长度的调节范围;
(3)调节长度为 ,若小车能停在斜面上,求斜面高度的范围。
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