精品解析:2027届广东清远市高三上学期一模物理试题
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内容正文:
2026—2027学年第一学期普通高中供题训练
高三物理
本试卷共6页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答卷前,考生务必要填涂答题卷上的有关项目。
2、选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答案涂在答题卷相应的位置上。
3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卷各题目指定区域内;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液,不按以上要求作答的答案无效。
4、请考生保持答题卷的整洁。考试结束后,将答题卷交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 用质子轰击锂原子核(),使其分裂成两个相同的粒子,其核反应方程为。下列说法正确的是( )
A. 锂原子核中有7个中子 B. 粒子是氦原子核()
C. 该核反应属于衰变 D. 反应过程中质量守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A.锂原子核()中质量数是7,质子数是3,所以中子数是4,故A错误;
B.根据核反应的电荷数守恒、质量数守恒,反应前总电荷数为
总质量数为
故的电荷数和质量数分别为,
对应氦原子核,故B正确;
C.衰变是重核自发放出粒子的核反应,该反应是用质子轰击锂核引发的人工核转变,不属于衰变,故C错误;
D.核反应满足质量数守恒,但反应过程会释放或吸收大量能量,根据爱因斯坦的质能方程,核反应过程质量不守恒,故D错误。
故选B。
2. 福建舰是我国首艘电磁弹射航母。电磁弹射作业时,弹射动子带动舰载机做匀加速直线运动,加速时间约为;舰载机离舰后,弹射动子在极短时间内制动到停止。能较准确描述弹射动子从启动到停止运动规律的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.匀加速阶段弹射动子的运动满足
图像应为开口向上的抛物线,而非图中的倾斜直线(倾斜直线代表匀速直线运动),故A错误;
B.匀减速阶段动子继续向正方向运动,弹射动子运动的路程继续增大,不会出现图中所示的减小到0的情况,故B错误;
C.图像的斜率代表加速度,匀加速阶段弹射动子速度随时间线性增大,是过原点的倾斜上升直线;极短时间减速制动的过程,速度快速从最大值减为0,图中减速阶段的图线斜率为负的定值,表示匀减速运动,且减速时长远小于加速时长,符合动子的运动规律,故C正确。
D.匀加速阶段加速度为正的恒定值,但制动阶段是减速,加速度方向与运动方向相反,应为负值,图中减速阶段加速度仍为正,不符合减速运动的规律,故D错误。
故选C。
3. 如图所示是我国古代用于劝诫的器具—欹器,注水时重心随水量改变,其特性为“虚则欹,中则正,满则覆”,意思水少则倾斜、水适中则端正、水满则倾覆,警示人们不可自满。当水缓慢注入欹器中,在其翻转前,下列图像中关于欹器(含水)的重力G和其中一条铁链拉力T的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对欹器在水缓慢滴入的过程中受力分析如图所示
由平衡条件可得
保持角度不变仅改变的大小,即与呈线性关系。
故选A。
4. 静电捕获技术已被应用于清除太空垃圾。如图所示在航天器上安装电子枪与金属板,首先电子枪向A点处的太空垃圾发射电子束使得其带上负电,再让金属板带上电荷从而吸附太空垃圾。金属板产生的电场其电场线分布如图虚线所示,A点和B点在同一电场线上,不考虑太空垃圾所带电荷对金属板电场分布的影响,下列说法正确的是( )
A. 金属板带负电 B. A点的电势比B点高
C. A、B两点电场强度相同 D. 吸附过程中太空垃圾的电势能将变小
【答案】D
【解析】
【详解】ABD.太空垃圾带负电且受到金属板的吸引,说明金属板带正电,电场方向由金属板指向外部,顺着电场线电势逐渐降低,故点电势低于点。吸附时太空垃圾由点靠近金属板而到达点,电势升高;由电势能关系,可知负电荷的电势能减小,故AB错误,D正确;
C.由电场线分布可知点靠近金属板电场线比点密,点的电场强度比点强,C错误。
故选D。
5. 轻舟飞船是我国研制的低成本货运飞船验证船,于2026年3月30日成功发射并开展在轨近距离交会与捕获试验。轻舟飞船先在较低的圆轨道1上运行,在A点加速进入椭圆转移轨道2,到达轨道2的B点经调整后最终在圆轨道3被航天器捕获。则下列说法正确的是( )
A. 该飞船在轨道1的线速度小于在轨道3的线速度
B. 该飞船在轨道1的周期大于在轨道3的周期
C. 该飞船在轨道2的B点需加速才能在轨道3被航天器捕获
D. 该飞船在轨道1上A点的加速度大于在轨道2上A点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力可得
解得
由此可知,轨道半径越小,线速度越大,则飞船在圆轨道1上的线速度较大,故A错误;
B.根据万有引力提供向心力可得
可得
则飞船在圆轨道3上的周期较大,故B错误;
C.飞船在椭圆转移轨道2上需变轨到圆轨道3上才能实现在轨捕获,是做离心运动,则在B点需要加速,故C正确;
D.根据牛顿第二定律可得
所以
同样在A点,加速度大小相等,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,一底面半径、高的圆锥形陀螺倒置于光滑水平桌面,绕轴线高速旋转,其轴线始终保持竖直,同时以速度向右匀速运动。为使陀螺落地后能继续旋转,陀螺滑出桌面时侧边不能与桌边碰撞,取,则至少为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】陀螺倒置时,底部尖端先滑出桌边。尖端离开桌边后,陀螺整体做平抛运动,水平方向匀速,竖直方向自由落体。
陀螺从尖端离开桌边到其底面下降到与桌面同高所需的时间为
代入数据解得
在这段时间内,若陀螺的轴线向右移动的距离小于底面半径,则底面边缘会与桌边相碰;要使陀螺侧边不与桌边相碰,需满足
代入数据解得
因此至少为
故选A。
7. 跳绳是一项很好的体育锻炼项目。某质量为50 kg的同学在60 s的时间内完成了150次跳绳,该同学身体始终笔直且沿竖直方向运动,重心上升的平均最大高度为5 cm,忽略空气阻力和绳的重力,取,则跳绳过程中地面对该同学的平均作用力大小约为( )
A. 333 N B. 500 N C. 833 N D. 1000 N
【答案】D
【解析】
【详解】一分钟跳150次,则平均每次跳跃用时
从最大高度下落,由得
由运动的对称性可知从该同学离地至上升到最高点的时间也为
该同学平均每次与地面接触的时间
该同学离地时的速度和落地的速度大小均为
规定竖直向下为正方向,地面对该同学的平均作用力大小为,由动量定理可知
解得
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
8. 桥梁工程师使用激振器在钢结构中激发横波,图(a)是时刻的波形图,图(b)是处M点的振动图像。工程师根据图像对横波进行研判,下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波在钢结构中的传播速度为
C. 时,M点处于正向最大位移处
D. 若增大振动频率,波在钢结构中传播速度增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据图(b)可知,在时刻,位于处的质点正在向轴正方向振动。根据同侧法可知,该波沿轴正方向传播,故A正确;
B.由图可知,
根据
解得,故B错误;
C.时间
由于点向上振动,则在该时间时处于正向最大位移处,故C正确;
D.机械波的传播速度是由介质的性质决定的,与波源的振动频率、振幅等无关,增大振动频率,不会改变波在钢结构(介质)中的传播速度,故D错误。
故选AC。
9. 某宝石剖面简化如图,图形关于竖直虚线对称。一束激光与MN界面成45°角入射,折射后光线与MN界面成60°角。下列说法正确的是( )
A. 此宝石对该激光的折射率为
B. 该激光在此宝石中的传播速度是真空中光速的
C. 该激光从此宝石射入空气发生全反射的临界角为45°
D. 该激光从此宝石射入空气发生全反射的临界角为60°
【答案】BC
【解析】
【详解】A.界面的法线垂直,由题可知激光在面的入射角为,折射角为
因此折射率,故A错误;
B.由可知,即光在宝石中的速度等于真空中光速的,故B正确;
CD.由可知,激光从此宝石射入空气发生全反射的临界角,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 绳网是我国用来回收运载火箭一子级的装置。如图所示,回收时火箭经反推发动机作用,以速度v匀速下降至绳网上方,火箭上挂钩展开挂住绳索完成捕获;火箭入海前速度刚好为0,随即关闭反推发动机后火箭保持静止。火箭质量为m,不计火箭质量变化。下列说法正确的是( )
A. 火箭挂住绳索前处于失重状态
B. 火箭挂住绳索后做减速运动
C. 挂住绳索后火箭与绳网组成的系统机械能守恒
D. 挂住绳索后绳网对火箭做功为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据题意,火箭在到达绳网之前已在做匀速直线运动,所以此时火箭处于平衡状态,故A错误;
B.火箭挂住绳索之前,反推发动机动力与重力平衡,挂住绳索之后,火箭受重力、竖直向上的绳网拉力和竖直向上的反推发动机动力,所受合力向上,故而开始做减速运动,故B正确;
C.回收时,火箭还受到反推发动机的作用力,动能减少,重力势能减少,故而火箭与绳网组成的系统机械能不守恒,故C错误;
D.回收时火箭经反推发动机作用,以速度v匀速下降,说明重力大小等于火箭的反推作用力,挂住绳索之后,火箭所受合力等于绳网作用力,根据动能定理,回收过程中,绳网对火箭做的功,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组利用如图(a)电路测量电阻R的阻值,其中电压表使用的量程为0~3 V,电流表使用的量程为0~0.6 A。根据要求完成下列问题:
(1)图(a)中闭合开关前滑动变阻器的触头应置于________端(选填“M”或“N”);
(2)某次实验时,测得电压表示数如图(b)为________V,电流表示数如图(c)为________A,由此可算得待测电阻R的阻值为________Ω(保留两位有效数字);
(3)若仅考虑系统误差,则电阻R的测量值________真实值(选填“大于”或“小于”)。
【答案】(1)
(2) ①. 2.60##2.58##2.59##2.61##2.62 ②. 0.48 ③. 5.4
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
开关闭合前,需将电路电阻调节至最大以使电路电流最小,所以需将滑动变阻器的触头置于端。
【小问2详解】
[1][2][3]根据题目要求的量程,由图可知,电压表读数为,电流表读数为,可知
【小问3详解】
根据题目中的测量电路,电压表测到的电阻两端的电压是准确值,即
由于电压表的分流作用,电流表所测电流
即
根据
可知
12. 某工程实践小组开展机械零件抗冲击强度检测的项目式实验。
(1)实验原理
工程上常采用钢球撞击零件的方式,结合F—U图像,再根据动量定理,计算出碰撞时间从而评估零件的抗冲击性能。钢球以速率撞击零件后以速率反弹,钢球动量变化大小________(用m、、表示);
(2)实验操作与数据处理
如图(a)所示,质量为的钢球被电磁铁吸合固定,断开电源,钢球由静止开始自由下落撞击下方待测零件,高速摄像机记录钢球下落全过程,采集冲击瞬间测量仪的电压值。图(b)为利用视频软件处理后,得到撞击零件瞬间前连续三个时刻的钢球位置,相邻两个位置时间间隔为,分别测量图中的距离、。
①如图(b)测得________,;
②钢球经过位置Ⅱ的瞬时速度________(用、、表示),与零件接触前瞬间,钢球在位置Ⅲ处的速度________(用、、表示);
③图(c)为力敏电阻所受冲击力和输出电压的图像,若电压测量仪的电压,则此时冲击力________;
④已知、,钢球与零件碰撞后几乎以原速反弹,求钢球撞击零件的作用时间________(结果精确到小数点后两位)。
【答案】(1)
(2) ①. 4.20 ②. ③. ④. ⑤. 0.01
【解析】
【小问1详解】
规定钢球撞击前的速度方向为正方向,撞击前的动量为,撞击后反弹,速度反向,动量为,则动量变化量。
【小问2详解】
[1]毫米刻度尺分度值,读数需要估读到,由图可知。
[2][3]匀变速直线运动,某段时间中间时刻瞬时速度等于该段平均速度,则
又因为
竖直方向有
联立解得
[4]由图(c)的图像可知,当电压时,对应的冲击力为F=。
[5]根据
代入数据,联立解得
根据动量定理有
其中,联立解得
13. 如图(a)为减震垫,垫上布满圆柱形气泡;单个气泡接触面积为,内部气体初始体积为、压强为。当质量为的平板状物品缓慢平放在100个圆柱形气泡上时,如图(b)所示,气泡被压缩。重力加速度大小为,大气压强恒定为,气泡内气体可视为理想气体,压缩过程温度保持不变。
(1)求放上物品后气泡内气体的压强;
(2)求放上物品后单个气泡的体积;
(3)气泡体积压缩至时将发生破裂,求气泡不破裂情况下该平板上可放物体的最大质量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对平板受力分析:平板受到向下的重力、大气压力;100个气泡内气体向上的总压力。
缓慢放置,受力平衡
解得
【小问2详解】
气体等温变化,由玻意耳定律
将代入,解得
【小问3详解】
当气泡体积刚好不破裂,由玻意耳定律,
设平板上的物品质量最大为,对平板和物品作为整体进行受力分析得
代入解得
14. 我国自主研制的全球最快高铁列车CR450动车组近期进行了多次试验。通过查询资料获取相关参数:试验车由8节车厢组成,每节车厢的质量,其中第2、3、6、7节为动力车厢;行驶过程中,动车组所受摩擦阻力大小恒为其重力的倍,所受空气阻力与速度的平方成正比,即,动车组从开始紧急制动的距离为6050 m。设试验路段铁轨为水平直线,重力加速度取。求:
(1)动车组紧急制动过程中受到的平均阻力;
(2)动车组以匀速行驶时的总功率;
(3)若动车组以(2)中恒定功率启动,每节动力车厢产生的牵引力相同,则速度时(此时空气阻力忽略不计)第5节与第6节车厢间的相互作用力约为多大。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
解法一:紧急制动过程,根据运动学公式有(其中s=6050m)
根据牛顿第二定律有
代入数据,联立解得
解法二:紧急制动过程,由动能定理得
代入数据,解得
【小问2详解】
动车组匀速行驶时有
其中摩擦阻力
空气阻力
匀速行驶时的总功率
联立解得
【小问3详解】
由
可得
对整体,根据牛顿第二定律有
以6、7、8节车厢为整体分析有
联立解得
15. 图(a)为某物流公司设计的自动卸货装置,倾斜轨道底端通过一小段圆弧与静止在水平轨道上的小车平滑接触,小车右端固定一竖直挡板;货物装在平底箱里从高为处由静止释放,滑上小车与小车共速或与挡板碰撞后立即被锁定,与小车一起继续向右运动至卸货区;卸货区的缓冲装置由一级弹簧缓冲和二级液压缓冲组成,当小车压缩弹簧至时,弹簧将会被锁定;若此时小车还未静止,二级液压装置将对小车施加一水平向左恒力直至小车停止,整个缓冲装置允许的最大位移为,缓冲过程中小车所受合力与位移的关系如图(b)所示。只有当小车静止在卸货区时才能解除对货物的锁定进行卸货;卸货后,将空平底箱紧靠挡板放置在小车上并解锁弹簧释放弹性势能,可使小车连同空箱一同被弹回;小车撞击左侧台阶瞬间停下,空平底箱滑过小车冲上倾斜轨道。已知,小车长,质量,货物装箱后不会在平底箱中滑动,所有轨道均光滑,水平轨道足够长,重力加速度。求:
(1)平底箱滑上小车前瞬间的速度大小;
(2)能被运送到卸货区卸货的货物和平底箱总质量的范围;
(3)若平底箱与小车间的动摩擦因数,要保证卸货后平底箱能被弹回的高度不低于出发点,则其质量应满足什么要求?(结果保留一位小数)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设货物和平底箱的总质量为,一起滑上小车前瞬间的速度大小为,根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
设货物与小车的共同速度为,当货物和平底箱总质量为时,刚好能进入二级缓冲;
当货物和平底箱总质量达到最大值时,速度减小到0时恰好达到整个缓冲装置的最大位移。
令,,
由动量守恒定律得
由动能定理得
解得
同理有
由动能定理得
解得
解得货物和平底箱总质量范围为
【小问3详解】
锁定时弹簧的弹性势能等于克服弹簧所做的功,则有
弹回过程弹簧弹性势能全部转化为小车和空平底箱的动能,设小车和平底箱可以达到的共同速度为,则
平底箱脱离小车沿斜面向上滑的过程,动能转化为热量和重力势能,要回到释放点需满足
由上式可知最小值与质量无关,当时代入上面两式可得
要保证卸货后平底箱能被弹回的高度不低于出发点,则平底箱的质量应满足
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2026—2027学年第一学期普通高中供题训练
高三物理
本试卷共6页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答卷前,考生务必要填涂答题卷上的有关项目。
2、选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答案涂在答题卷相应的位置上。
3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卷各题目指定区域内;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液,不按以上要求作答的答案无效。
4、请考生保持答题卷的整洁。考试结束后,将答题卷交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 用质子轰击锂原子核(),使其分裂成两个相同的粒子,其核反应方程为。下列说法正确的是( )
A. 锂原子核中有7个中子 B. 粒子是氦原子核()
C. 该核反应属于衰变 D. 反应过程中质量守恒
2. 福建舰是我国首艘电磁弹射航母。电磁弹射作业时,弹射动子带动舰载机做匀加速直线运动,加速时间约为;舰载机离舰后,弹射动子在极短时间内制动到停止。能较准确描述弹射动子从启动到停止运动规律的图像是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示是我国古代用于劝诫的器具—欹器,注水时重心随水量改变,其特性为“虚则欹,中则正,满则覆”,意思水少则倾斜、水适中则端正、水满则倾覆,警示人们不可自满。当水缓慢注入欹器中,在其翻转前,下列图像中关于欹器(含水)的重力G和其中一条铁链拉力T的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 静电捕获技术已被应用于清除太空垃圾。如图所示在航天器上安装电子枪与金属板,首先电子枪向A点处的太空垃圾发射电子束使得其带上负电,再让金属板带上电荷从而吸附太空垃圾。金属板产生的电场其电场线分布如图虚线所示,A点和B点在同一电场线上,不考虑太空垃圾所带电荷对金属板电场分布的影响,下列说法正确的是( )
A. 金属板带负电 B. A点的电势比B点高
C. A、B两点电场强度相同 D. 吸附过程中太空垃圾的电势能将变小
5. 轻舟飞船是我国研制的低成本货运飞船验证船,于2026年3月30日成功发射并开展在轨近距离交会与捕获试验。轻舟飞船先在较低的圆轨道1上运行,在A点加速进入椭圆转移轨道2,到达轨道2的B点经调整后最终在圆轨道3被航天器捕获。则下列说法正确的是( )
A. 该飞船在轨道1的线速度小于在轨道3的线速度
B. 该飞船在轨道1的周期大于在轨道3的周期
C. 该飞船在轨道2的B点需加速才能在轨道3被航天器捕获
D. 该飞船在轨道1上A点的加速度大于在轨道2上A点的加速度
6. 如图所示,一底面半径、高的圆锥形陀螺倒置于光滑水平桌面,绕轴线高速旋转,其轴线始终保持竖直,同时以速度向右匀速运动。为使陀螺落地后能继续旋转,陀螺滑出桌面时侧边不能与桌边碰撞,取,则至少为( )
A. B. C. D.
7. 跳绳是一项很好的体育锻炼项目。某质量为50 kg的同学在60 s的时间内完成了150次跳绳,该同学身体始终笔直且沿竖直方向运动,重心上升的平均最大高度为5 cm,忽略空气阻力和绳的重力,取,则跳绳过程中地面对该同学的平均作用力大小约为( )
A. 333 N B. 500 N C. 833 N D. 1000 N
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
8. 桥梁工程师使用激振器在钢结构中激发横波,图(a)是时刻的波形图,图(b)是处M点的振动图像。工程师根据图像对横波进行研判,下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波在钢结构中的传播速度为
C. 时,M点处于正向最大位移处
D. 若增大振动频率,波在钢结构中传播速度增大
9. 某宝石剖面简化如图,图形关于竖直虚线对称。一束激光与MN界面成45°角入射,折射后光线与MN界面成60°角。下列说法正确的是( )
A. 此宝石对该激光的折射率为
B. 该激光在此宝石中的传播速度是真空中光速的
C. 该激光从此宝石射入空气发生全反射的临界角为45°
D. 该激光从此宝石射入空气发生全反射的临界角为60°
10. 绳网是我国用来回收运载火箭一子级的装置。如图所示,回收时火箭经反推发动机作用,以速度v匀速下降至绳网上方,火箭上挂钩展开挂住绳索完成捕获;火箭入海前速度刚好为0,随即关闭反推发动机后火箭保持静止。火箭质量为m,不计火箭质量变化。下列说法正确的是( )
A. 火箭挂住绳索前处于失重状态
B. 火箭挂住绳索后做减速运动
C. 挂住绳索后火箭与绳网组成的系统机械能守恒
D. 挂住绳索后绳网对火箭做功为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组利用如图(a)电路测量电阻R的阻值,其中电压表使用的量程为0~3 V,电流表使用的量程为0~0.6 A。根据要求完成下列问题:
(1)图(a)中闭合开关前滑动变阻器的触头应置于________端(选填“M”或“N”);
(2)某次实验时,测得电压表示数如图(b)为________V,电流表示数如图(c)为________A,由此可算得待测电阻R的阻值为________Ω(保留两位有效数字);
(3)若仅考虑系统误差,则电阻R的测量值________真实值(选填“大于”或“小于”)。
12. 某工程实践小组开展机械零件抗冲击强度检测的项目式实验。
(1)实验原理
工程上常采用钢球撞击零件的方式,结合F—U图像,再根据动量定理,计算出碰撞时间从而评估零件的抗冲击性能。钢球以速率撞击零件后以速率反弹,钢球动量变化大小________(用m、、表示);
(2)实验操作与数据处理
如图(a)所示,质量为的钢球被电磁铁吸合固定,断开电源,钢球由静止开始自由下落撞击下方待测零件,高速摄像机记录钢球下落全过程,采集冲击瞬间测量仪的电压值。图(b)为利用视频软件处理后,得到撞击零件瞬间前连续三个时刻的钢球位置,相邻两个位置时间间隔为,分别测量图中的距离、。
①如图(b)测得________,;
②钢球经过位置Ⅱ的瞬时速度________(用、、表示),与零件接触前瞬间,钢球在位置Ⅲ处的速度________(用、、表示);
③图(c)为力敏电阻所受冲击力和输出电压的图像,若电压测量仪的电压,则此时冲击力________;
④已知、,钢球与零件碰撞后几乎以原速反弹,求钢球撞击零件的作用时间________(结果精确到小数点后两位)。
13. 如图(a)为减震垫,垫上布满圆柱形气泡;单个气泡接触面积为,内部气体初始体积为、压强为。当质量为的平板状物品缓慢平放在100个圆柱形气泡上时,如图(b)所示,气泡被压缩。重力加速度大小为,大气压强恒定为,气泡内气体可视为理想气体,压缩过程温度保持不变。
(1)求放上物品后气泡内气体的压强;
(2)求放上物品后单个气泡的体积;
(3)气泡体积压缩至时将发生破裂,求气泡不破裂情况下该平板上可放物体的最大质量。
14. 我国自主研制的全球最快高铁列车CR450动车组近期进行了多次试验。通过查询资料获取相关参数:试验车由8节车厢组成,每节车厢的质量,其中第2、3、6、7节为动力车厢;行驶过程中,动车组所受摩擦阻力大小恒为其重力的倍,所受空气阻力与速度的平方成正比,即,动车组从开始紧急制动的距离为6050 m。设试验路段铁轨为水平直线,重力加速度取。求:
(1)动车组紧急制动过程中受到的平均阻力;
(2)动车组以匀速行驶时的总功率;
(3)若动车组以(2)中恒定功率启动,每节动力车厢产生的牵引力相同,则速度时(此时空气阻力忽略不计)第5节与第6节车厢间的相互作用力约为多大。
15. 图(a)为某物流公司设计的自动卸货装置,倾斜轨道底端通过一小段圆弧与静止在水平轨道上的小车平滑接触,小车右端固定一竖直挡板;货物装在平底箱里从高为处由静止释放,滑上小车与小车共速或与挡板碰撞后立即被锁定,与小车一起继续向右运动至卸货区;卸货区的缓冲装置由一级弹簧缓冲和二级液压缓冲组成,当小车压缩弹簧至时,弹簧将会被锁定;若此时小车还未静止,二级液压装置将对小车施加一水平向左恒力直至小车停止,整个缓冲装置允许的最大位移为,缓冲过程中小车所受合力与位移的关系如图(b)所示。只有当小车静止在卸货区时才能解除对货物的锁定进行卸货;卸货后,将空平底箱紧靠挡板放置在小车上并解锁弹簧释放弹性势能,可使小车连同空箱一同被弹回;小车撞击左侧台阶瞬间停下,空平底箱滑过小车冲上倾斜轨道。已知,小车长,质量,货物装箱后不会在平底箱中滑动,所有轨道均光滑,水平轨道足够长,重力加速度。求:
(1)平底箱滑上小车前瞬间的速度大小;
(2)能被运送到卸货区卸货的货物和平底箱总质量的范围;
(3)若平底箱与小车间的动摩擦因数,要保证卸货后平底箱能被弹回的高度不低于出发点,则其质量应满足什么要求?(结果保留一位小数)
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