精品解析:山东聊城市部分学校2026-2027学年高三上学期10月学情检测物理试题
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内容正文:
高三物理
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 山东分布着众多珍贵的古树木,涵盖多个珍稀树种,部分树龄超千年。为保护古树,相关部门常在树干上悬挂古树名木保护牌。如图所示,在某古树上,用两根长度相等的轻质细绳对称悬挂一块保护牌,两绳上端固定在树干同一位置,保护牌处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 两细绳拉力的合力大于保护牌的重力
B. 增大两细绳之间的夹角,单根细绳的拉力减小
C. 增大两细绳之间的夹角,两细绳拉力的合力不变
D. 两细绳拉力的合力与保护牌受到的重力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.保护牌受力平衡,两根细绳拉力的合力与保护牌的重力大小相等,方向相反,选项A错误;
BC.合力大小(等于牌的重力大小)恒定,两分力大小相等,分力夹角越大,分力越大,因此增大两细绳间的夹角,单根细绳的拉力增大,选项B错误、C正确;
D.两细绳拉力的合力与保护牌的重力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,相互作用力作用在两个不同的物体上,二者不属于相互作用力,选项D错误。
故选C。
2. 某同学乘坐济南地铁1号线列车(视为质点)从大学城站到创新谷站(可认为在同一直线上)的距离约为,列车行驶的时间约为,列车在两站之间的园博园站停留的时间约为,则列车从大学城站到创新谷站的平均速度大小约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】平均速度
其中,
解得
故选A。
3. 甲、乙两个人形机器人在同一条平直公路上同向运动,其图像分别如图中、两条图线所示,其中图线为过原点的直线。下列对甲、乙运动的描述正确的是( )
A. 时间内,甲和乙的平均速度相等
B. 时间内,乙的加速度先减小后增大
C. 时刻,甲、乙一定相遇
D. 时间内存在某时刻,甲、乙的加速度相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.图线与横轴包围的面积等于机器人在这一段时间内的位移,由图像可得时间内
所以甲的平均速度大于乙的平均速度,故A错误;
B.根据图像中图线切线的斜率表示加速度可知,甲做匀加速运动,乙做加速度逐渐增大的加速运动,故B错误;
C.时刻,两者速度相等,但不一定相遇,故C错误;
D.根据图像中图线切线的斜率表示加速度,在时间内,对图线作切线,总会找到一条切线与图线平行,此时甲、乙的加速度相等,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,长度的轻绳一端固定在点,绳的另一端连接一质量为的小球(视为质点)。给小球一个水平初速度,使小球在竖直平面内做圆周运动,恰好能过最高点,若小球在最低点与最高点时,轻绳对小球的拉力大小之差,取重力加速度大小,不计空气阻力,则小球的水平初速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球恰好能过最高点,故小球在最高点时,轻绳的拉力为0。
已知,所以小球在最低点时,轻绳的拉力大小
小球在最低点,由向心力公式有
解得小球的水平初速度大小
故选B。
5. 某磁悬浮列车由一节动力车和若干节相同无动力车厢编组而成,空载测试时动力车提供大小的恒定牵引力,列车在水平轨道上做匀加速直线运动。当挂4节车厢时,测得列车加速度大小,动力车与第1节车厢间的连接力大小。不计阻力,若改为挂6节车厢,则列车的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对所挂的4节车厢,由牛顿第二定律可知
可得每节车厢的质量
对整体由牛顿第二定律
可知动力车的质量
挂6节车厢时,整体由牛顿第二定律有
解得
故选B。
6. 如图所示,一条宽度的平直河流,水流速度大小,小船(视为质点)在静水中的速度大小。小船船头与垂直河岸方向成角斜向上游,小船恰好垂直到达正对岸。下列说法正确的是( )
A.
B. 小船渡河的时间为
C. 小船的实际航行速度大小为
D. 若船头垂直河岸渡河,则小船到达对岸时向下游偏移的距离为
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.船恰好到达正对岸,沿河岸方向的合速度为零,船在静水中的上游分速度与水流速度大小相等,故
代入数据得
所以,垂直河岸方向的合速度就是实际航行速度,大小为
沿垂直河岸方向做匀速直线运动,渡河时间为,故AB错误,C正确;
D.若船头垂直河岸,垂直河岸方向的速度大小为,由匀速直线运动的位移关系得渡河时间
此时沿河岸方向的速度大小为,向下游偏移的距离为,故D错误。
故选C。
7. 高速公路某转弯处路面设计成外高内低,弯道路面与水平面的夹角为,汽车在水平面内做圆周运动的半径。汽车轮胎与路面间的最大静摩擦力和汽车与路面间的弹力大小之比为,取重力加速度大小。若汽车在该弯道以不向外侧滑动的最大安全速度行驶,则该最大速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】车速达到最大安全值时,轮胎与路面间的静摩擦力达到最大,方向沿路面斜向下。
对汽车受力分析,竖直方向有
汽车轮胎与路面间的最大静摩擦力和汽车与路面间的弹力大小之比为,则
水平指向圆心方向有
解得最大速度
故选C。
8. 如图甲所示,用瓦片铺屋顶是我国传统建筑的特色之一、铺瓦片时,屋顶结构简化图如图乙所示,建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的椽子正中间,假设瓦片能始终静止在椽子上。已知椽子间的距离为,下列说法正确的是( )
A. 仅减小椽子间的距离时,瓦片与椽子间的弹力变小
B. 仅减小椽子间的距离时,瓦片与椽子间的摩擦力变大
C. 仅增大椽子间的距离时,瓦片与椽子间的摩擦力变大
D. 仅增大椽子间的距离时,瓦片与椽子间的弹力可能不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB.椽子给瓦片的支持力如图所示,两椽子给瓦片的支持力与垂直椽子向上方向的夹角为,则有
减小椽子间的距离时,夹角变小,则两椽子给瓦片的支持力变小。因为瓦片能始终静止在椽子上,则瓦片与两椽子间的静摩擦力保持不变,故A正确、B错误;
CD.增大椽子间的距离时,夹角变大,则两椽子给瓦片的支持力变大,最大静摩擦力变大,则瓦片仍静止,静摩擦力等于,故C、D错误;
故选A。
二、多项选择题: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,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 第43届潍坊国际风筝会暨2026潍坊风筝嘉年华于2026年4月18日正式开幕。一款竞赛风筝的牵引线通过一段内置的轻质缓冲弹簧与风筝相连,用以削弱阵风突变对风筝的冲击。已知该弹簧原长,劲度系数,且全程在弹性限度内。风筝平稳飞行时,弹簧被拉长;突遇一阵强风,弹簧共被拉长。关于该弹簧的弹力,下列说法正确的是( )
A. 弹簧被拉伸时,它对风筝的弹力方向沿风筝指向弹簧
B. 风筝平稳飞行时,弹簧的弹力大小为
C. 遇强风时,弹簧的弹力大小为
D. 弹簧的劲度系数由弹簧自身(材料、形状、匝数等)决定,与所受弹力大小及伸长量无关
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.弹簧被拉伸后具有收缩趋势,对相连风筝的弹力方向沿风筝指向弹簧,故A正确;
BC.胡克定律
风筝平稳飞行时,弹簧被拉长,弹力大小
遇强风时,弹簧共被拉长,弹力大小,故B错误,C正确;
D.劲度系数由弹簧材料、形状、匝数等自身因素决定,与所受弹力大小及伸长量无关,故D正确。
故选ACD。
10. 如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动,传送带的倾角为,一煤块以初速度从传送带的底端沿传送带向上运动,其运动的图像如图乙所示,煤块运动到传送带顶端时速度恰好为零,取重力加速度大小,,则下列说法正确的是( )
A. 传送带底端到顶端的距离为
B. 煤块和传送带之间的相对位移为
C.
D. 煤块在和所受摩擦力方向相反
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据图线与横轴围成的面积表示位移的大小,可知煤块运动的位移大小
所以传送带底端到顶端的距离为,故A正确;
C.如果小于,则煤块向上做减速运动时加速度一直保持不变,与题图乙不符,因此煤块的初速度一定大于,故C错误;
B.结合题图乙可知煤块减速运动到与传送带速度相同时,继续向上做减速运动,由此可以判断传送带的速度为。内煤块的速度比传送带大,相对位移为;传送带的速度比煤块大,相对位移为,故总的相对位移为,故B错误;
D.由题图乙可知,在内煤块的速度大于传送带的速度,煤块所受摩擦力的方向沿传送带向下;内,煤块的速度小于传送带的速度,煤块所受摩擦力的方向沿传送带向上,故D正确。
故选AD。
11. 某水上乐园的“极速滑梯”末端是一段水平直道。游客乘坐浮圈从滑梯顶端由静止开始下滑,到达末端时浮圈以的水平速度离开滑道,滑道末端距下方水面的高度1.8m。忽略空气阻力,取重力加速度大小。关于浮圈(含游客,视为质点)离开滑道后的运动,下列说法正确的是( )
A. 浮圈从离开滑道到入水的时间为
B. 若增大初速度,则浮圈在空中运动的时间将变长
C. 浮圈刚落到水面时,其速度方向与水平方向的夹角等于位移方向与水平方向的夹角的2倍
D. 浮圈入水时刻,其速度方向的反向延长线与过滑道末端的水平线相交于水平位移的中点
【答案】AD
【解析】
【详解】A.将浮圈的运动分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动。竖直方向有
解得
故A正确;
B.浮圈在空中运动的时间仅由下落高度决定,与水平初速度无关,增大只会增大水平位移而不改变运动时间,故B错误;
C.浮圈入水时速度的水平分量大小
竖直分量大小
设速度方向与水平方向的夹角为,则
位移方向与水平方向的夹角满足
可知
但
故C错误;
D.由平抛运动的推论可知,任一时刻速度方向的反向延长线必过该时刻水平位移的中点,故D正确;
故选AD。
12. 如图甲所示,两个完全相同的物块和(均可视为质点)放在水平圆盘上,它们分居圆心两侧,用不可伸长的轻绳相连。两物块的质量均为,与圆心的距离分别为、,其中,且。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘以不同的角速度绕过圆盘圆心的竖直轴匀速转动时,绳中弹力与的关系如图乙所示,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 与圆心的距离
B. 物块与圆盘间的动摩擦因数
C. 当角速度为时,圆盘对的静摩擦力为
D. 当角速度为时,恰好要相对圆盘发生滑动
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.角速度较小时,物块各自受到的静摩擦力充当向心力,绳中无拉力,根据牛顿第二定律得
因为
所以物块与圆盘间的静摩擦力先达到最大值,然后随着角速度的增大,轻绳出现拉力,拉力和最大静摩擦力的合力充当向心力,对物块受力分析有
整理得
则根据题图乙中斜率和截距的数据可得,
联立解得,,故A错误,B正确;
C.当时,由上述方程得轻绳中拉力大小
对,由牛顿第二定律得
解得,故C错误;
D.当恰好要相对圆盘发生滑动时,其摩擦力为最大值且方向沿半径向外,对分析有
此时对分析有
联立解得,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学用如图所示的装置探究平抛运动竖直分运动的规律。用小锤击打弹性金属片,球沿水平方向抛出,同时球自由下落。在两球下方同一水平线上装有光电门1、2(图中未画出,位置可调节,但始终在同一水平线上)。两球的直径均为,取重力加速度大小。
(1)调节击打力度(同时相应调节光电门位置),实验中观察到球通过光电门1和球通过光电门2的时间总相等,这表明平抛运动的竖直分运动是___________运动。
(2)若光电门1的示数,则击打之前,球与光电门1间的距离___________;同时测得两光电门间的距离,若球在水平方向上做匀速直线运动,则球被水平击出时的初速度大小___________。(计算结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)自由落体
(2) ①. 0.80 ②. 2.5
【解析】
【小问1详解】
两球从同一高度、同一时刻由静止开始运动,若观察到两球下落时间相等,则说明平抛运动在竖直方向上的分运动与自由落体运动完全相同,即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
【小问2详解】
[1] 球做自由落体运动,经过光电门1时的速度大小
又
解得
[2] 竖直方向做自由落体运动
水平方向做匀速直线运动
解得
14. “张衡”兴趣小组设计了图甲所示的装置测量滑块(可视为质点)与水平转台的台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动,装有遮光条的滑块放置在转台上,不可伸长的细线一端连接滑块,另一端连到固定在转轴上的力传感器上,兴趣小组采取了下列步骤:
①用游标卡尺测得遮光条的宽度为。
②将滑块放置在转台上,使细线刚好绷直,量出滑块到转轴的距离。
③依次增大转台的角速度,并保证转台每次都匀速转动,记录对应的力传感器的示数和光电门的示数。
回答下列问题:
(1)滑块匀速转动的角速度大小可由___________(用、、表示)计算得出。
(2)处理数据时,以力传感器的示数为纵轴,为横轴,建立直角坐标系,描点后拟合为一条直线,如图乙所示(图中、已知),设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为,则滑块和台面间的动摩擦因数___________(用、、表示)。
(3)若该小组同学换用相同材料但质量更大的滑块再次做了该实验,作出图像,与图乙比较,b___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)
(3)不变
【解析】
【小问1详解】
滑块通过光电门的速度可以用平均速度计算,则
根据线速度、角速度和半径的关系式有
解得
【小问2详解】
滑块做匀速圆周运动,则根据牛顿第二定律有
整理得
由题图乙可得图线在纵轴上的截距
斜率
联立解得
【小问3详解】
根据小问2可得,截距
斜率
联立得
可知滑块质量增大时,不变。
15. 某次滑雪训练中,一名滑雪运动员(含装备,视为质点)从跳台处沿水平方向飞出,在斜坡处着陆,其示意图如图所示。测得、间的高度为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)运动员在处着陆时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
运动员从处水平飞出,仅受重力,取竖直向下为正方向,初始竖直速度为零。由竖直方向的匀变速直线运动位移公式得
代入和
解得
【小问2详解】
设从到的水平位移大小为,竖直落差为,它们与斜坡构成直角三角形,如图所示。
由斜坡倾角得
解得
水平方向不受力,由匀速直线运动位移公式得,结合第(1)问的飞行时间,得
竖直方向由速度时间关系得
落地瞬间水平、竖直分速度互相垂直,故速度大小为
16. 某科技馆设计了一个“失重体验装置”用于科普展示,其模拟简化图如图所示。装置由竖直杆和水平杆组成的直角支架构成,竖直段表面粗糙(模拟攀爬),水平段光滑(模拟悬浮通道)。两质量相同的小球1、2(均视为质点)分别穿在段和段上,通过长的轻绳连接。装置先以初始角速度(未知)绕转动,此时轻绳与竖直方向的夹角,小球1恰好不下滑。已知小球1与段间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。
(1)求初始角速度;
(2)缓慢增大角速度,当轻绳与竖直方向的夹角时,求小球2的向心加速度大小(结果用根号表示)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设小球的质量为,此时轻绳的拉力大小为,有
对小球1受力分析,列平衡方程有
解得。
【小问2详解】
设此时轻绳的拉力大小为,小球2做匀速圆周运动,有
对小球1,在水平方向上有
在竖直方向上有
解得。
17. 一架探测无人机悬停于水平地面上方高度为处,先后由静止释放两枚采样探针,忽略空气阻力。无人机于0时刻释放探针,经过延迟时间于同一位置释放探针。探针经过落地,取重力加速度大小,无人机和两探针均视为质点。
(1)求该无人机的悬停高度;
(2)释放探针后,经过,于同一位置释放探针,求从释放探针到两探针的间距为时的时间;
(3)若探针落地瞬间,两探针的间距,求从释放探针到同一位置释放探针的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
探针做自由落体运动,有
解得。
【小问2详解】
探针下落时间时,探针、距地面的高度分别为
两探针间距
解得。
【小问3详解】
从释放探针到探针落地瞬间,对探针,有
解得(舍去),。
18. 如图所示,长度的木板静置于水平地面上,可视为质点的物块、静置于木板上,物块静止于木板右端,物块与木板右端的距离。现用水平向右、大小的恒力作用于木板右端,物块滑离木板后再经一段时间撤去该恒力,物块恰好未滑离木板。已知木板、物块、物块的质量分别为、、,木板与地面间、木板与物块间、木板与物块间的动摩擦因数分别为、、,各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小。求:
(1)物块未离开木板时物块的加速度大小和物块的加速度大小;
(2)物块滑离木板时的速度大小;
(3)恒力作用在木板上的时间。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知物块未离开木板时物块相对于木板滑动
对物块有
解得
假设物块未离开木板时物块相对于木板静止,对木板和物块构成的整体受力分析有
物块受到的静摩擦力大小
解得,,假设成立。
【小问2详解】
设物块从开始运动到滑离木板的时间为,这段时间内物块的位移大小
木板的位移大小
物块滑离木板,有
物块滑离木板时的速度大小
解得,
【小问3详解】
物块滑离木板时木板与物块的速度大小
假设物块滑离木板后未撤去恒力时物块相对于木板静止,对木板和物块构成的整体受力分析有
物块受到的静摩擦力大小
解得,假设不成立
设物块滑离木板后恒力仍作用于木板上的时间为,这段时间内,对物块受力分析有
对木板受力分析有
设从撤去恒力到物块的速度与木板的速度相等所用的时间为,这段时间内物块的加速度仍为,对木板受力分析有
解得,,
物块的速度与木板的速度相等,有
从物块滑离木板到物块的速度与木板的速度相等的过程中,有
恒力作用在木板上的时间
解得,
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高三物理
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 山东分布着众多珍贵的古树木,涵盖多个珍稀树种,部分树龄超千年。为保护古树,相关部门常在树干上悬挂古树名木保护牌。如图所示,在某古树上,用两根长度相等的轻质细绳对称悬挂一块保护牌,两绳上端固定在树干同一位置,保护牌处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 两细绳拉力的合力大于保护牌的重力
B. 增大两细绳之间的夹角,单根细绳的拉力减小
C. 增大两细绳之间的夹角,两细绳拉力的合力不变
D. 两细绳拉力的合力与保护牌受到的重力是一对相互作用力
2. 某同学乘坐济南地铁1号线列车(视为质点)从大学城站到创新谷站(可认为在同一直线上)的距离约为,列车行驶的时间约为,列车在两站之间的园博园站停留的时间约为,则列车从大学城站到创新谷站的平均速度大小约为( )
A. B. C. D.
3. 甲、乙两个人形机器人在同一条平直公路上同向运动,其图像分别如图中、两条图线所示,其中图线为过原点的直线。下列对甲、乙运动的描述正确的是( )
A. 时间内,甲和乙的平均速度相等
B. 时间内,乙的加速度先减小后增大
C. 时刻,甲、乙一定相遇
D. 时间内存在某时刻,甲、乙的加速度相等
4. 如图所示,长度的轻绳一端固定在点,绳的另一端连接一质量为的小球(视为质点)。给小球一个水平初速度,使小球在竖直平面内做圆周运动,恰好能过最高点,若小球在最低点与最高点时,轻绳对小球的拉力大小之差,取重力加速度大小,不计空气阻力,则小球的水平初速度大小为( )
A. B. C. D.
5. 某磁悬浮列车由一节动力车和若干节相同无动力车厢编组而成,空载测试时动力车提供大小的恒定牵引力,列车在水平轨道上做匀加速直线运动。当挂4节车厢时,测得列车加速度大小,动力车与第1节车厢间的连接力大小。不计阻力,若改为挂6节车厢,则列车的加速度大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,一条宽度的平直河流,水流速度大小,小船(视为质点)在静水中的速度大小。小船船头与垂直河岸方向成角斜向上游,小船恰好垂直到达正对岸。下列说法正确的是( )
A.
B. 小船渡河的时间为
C. 小船的实际航行速度大小为
D. 若船头垂直河岸渡河,则小船到达对岸时向下游偏移的距离为
7. 高速公路某转弯处路面设计成外高内低,弯道路面与水平面的夹角为,汽车在水平面内做圆周运动的半径。汽车轮胎与路面间的最大静摩擦力和汽车与路面间的弹力大小之比为,取重力加速度大小。若汽车在该弯道以不向外侧滑动的最大安全速度行驶,则该最大速度为( )
A. B. C. D.
8. 如图甲所示,用瓦片铺屋顶是我国传统建筑的特色之一、铺瓦片时,屋顶结构简化图如图乙所示,建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的椽子正中间,假设瓦片能始终静止在椽子上。已知椽子间的距离为,下列说法正确的是( )
A. 仅减小椽子间的距离时,瓦片与椽子间的弹力变小
B. 仅减小椽子间的距离时,瓦片与椽子间的摩擦力变大
C. 仅增大椽子间的距离时,瓦片与椽子间的摩擦力变大
D. 仅增大椽子间的距离时,瓦片与椽子间的弹力可能不变
二、多项选择题: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,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 第43届潍坊国际风筝会暨2026潍坊风筝嘉年华于2026年4月18日正式开幕。一款竞赛风筝的牵引线通过一段内置的轻质缓冲弹簧与风筝相连,用以削弱阵风突变对风筝的冲击。已知该弹簧原长,劲度系数,且全程在弹性限度内。风筝平稳飞行时,弹簧被拉长;突遇一阵强风,弹簧共被拉长。关于该弹簧的弹力,下列说法正确的是( )
A. 弹簧被拉伸时,它对风筝的弹力方向沿风筝指向弹簧
B. 风筝平稳飞行时,弹簧的弹力大小为
C. 遇强风时,弹簧的弹力大小为
D. 弹簧的劲度系数由弹簧自身(材料、形状、匝数等)决定,与所受弹力大小及伸长量无关
10. 如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动,传送带的倾角为,一煤块以初速度从传送带的底端沿传送带向上运动,其运动的图像如图乙所示,煤块运动到传送带顶端时速度恰好为零,取重力加速度大小,,则下列说法正确的是( )
A. 传送带底端到顶端的距离为
B. 煤块和传送带之间的相对位移为
C.
D. 煤块在和所受摩擦力方向相反
11. 某水上乐园的“极速滑梯”末端是一段水平直道。游客乘坐浮圈从滑梯顶端由静止开始下滑,到达末端时浮圈以的水平速度离开滑道,滑道末端距下方水面的高度1.8m。忽略空气阻力,取重力加速度大小。关于浮圈(含游客,视为质点)离开滑道后的运动,下列说法正确的是( )
A. 浮圈从离开滑道到入水的时间为
B. 若增大初速度,则浮圈在空中运动的时间将变长
C. 浮圈刚落到水面时,其速度方向与水平方向的夹角等于位移方向与水平方向的夹角的2倍
D. 浮圈入水时刻,其速度方向的反向延长线与过滑道末端的水平线相交于水平位移的中点
12. 如图甲所示,两个完全相同的物块和(均可视为质点)放在水平圆盘上,它们分居圆心两侧,用不可伸长的轻绳相连。两物块的质量均为,与圆心的距离分别为、,其中,且。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘以不同的角速度绕过圆盘圆心的竖直轴匀速转动时,绳中弹力与的关系如图乙所示,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 与圆心的距离
B. 物块与圆盘间的动摩擦因数
C. 当角速度为时,圆盘对的静摩擦力为
D. 当角速度为时,恰好要相对圆盘发生滑动
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学用如图所示的装置探究平抛运动竖直分运动的规律。用小锤击打弹性金属片,球沿水平方向抛出,同时球自由下落。在两球下方同一水平线上装有光电门1、2(图中未画出,位置可调节,但始终在同一水平线上)。两球的直径均为,取重力加速度大小。
(1)调节击打力度(同时相应调节光电门位置),实验中观察到球通过光电门1和球通过光电门2的时间总相等,这表明平抛运动的竖直分运动是___________运动。
(2)若光电门1的示数,则击打之前,球与光电门1间的距离___________;同时测得两光电门间的距离,若球在水平方向上做匀速直线运动,则球被水平击出时的初速度大小___________。(计算结果均保留两位有效数字)
14. “张衡”兴趣小组设计了图甲所示的装置测量滑块(可视为质点)与水平转台的台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动,装有遮光条的滑块放置在转台上,不可伸长的细线一端连接滑块,另一端连到固定在转轴上的力传感器上,兴趣小组采取了下列步骤:
①用游标卡尺测得遮光条的宽度为。
②将滑块放置在转台上,使细线刚好绷直,量出滑块到转轴的距离。
③依次增大转台的角速度,并保证转台每次都匀速转动,记录对应的力传感器的示数和光电门的示数。
回答下列问题:
(1)滑块匀速转动的角速度大小可由___________(用、、表示)计算得出。
(2)处理数据时,以力传感器的示数为纵轴,为横轴,建立直角坐标系,描点后拟合为一条直线,如图乙所示(图中、已知),设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为,则滑块和台面间的动摩擦因数___________(用、、表示)。
(3)若该小组同学换用相同材料但质量更大的滑块再次做了该实验,作出图像,与图乙比较,b___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
15. 某次滑雪训练中,一名滑雪运动员(含装备,视为质点)从跳台处沿水平方向飞出,在斜坡处着陆,其示意图如图所示。测得、间的高度为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)运动员在处着陆时的速度大小。
16. 某科技馆设计了一个“失重体验装置”用于科普展示,其模拟简化图如图所示。装置由竖直杆和水平杆组成的直角支架构成,竖直段表面粗糙(模拟攀爬),水平段光滑(模拟悬浮通道)。两质量相同的小球1、2(均视为质点)分别穿在段和段上,通过长的轻绳连接。装置先以初始角速度(未知)绕转动,此时轻绳与竖直方向的夹角,小球1恰好不下滑。已知小球1与段间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。
(1)求初始角速度;
(2)缓慢增大角速度,当轻绳与竖直方向的夹角时,求小球2的向心加速度大小(结果用根号表示)。
17. 一架探测无人机悬停于水平地面上方高度为处,先后由静止释放两枚采样探针,忽略空气阻力。无人机于0时刻释放探针,经过延迟时间于同一位置释放探针。探针经过落地,取重力加速度大小,无人机和两探针均视为质点。
(1)求该无人机的悬停高度;
(2)释放探针后,经过,于同一位置释放探针,求从释放探针到两探针的间距为时的时间;
(3)若探针落地瞬间,两探针的间距,求从释放探针到同一位置释放探针的时间。
18. 如图所示,长度的木板静置于水平地面上,可视为质点的物块、静置于木板上,物块静止于木板右端,物块与木板右端的距离。现用水平向右、大小的恒力作用于木板右端,物块滑离木板后再经一段时间撤去该恒力,物块恰好未滑离木板。已知木板、物块、物块的质量分别为、、,木板与地面间、木板与物块间、木板与物块间的动摩擦因数分别为、、,各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小。求:
(1)物块未离开木板时物块的加速度大小和物块的加速度大小;
(2)物块滑离木板时的速度大小;
(3)恒力作用在木板上的时间。
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