精品解析:天津市静海区第一中学2026-2027学年高三上学期11月期中学业能力调研物理试题
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内容正文:
天津市静海区第一中学2026-2027学年高三上学期11月期中学业能力调研物理试题
考生注意:
本试卷分第Ⅰ卷基础题(84分)和第Ⅱ卷提高题(16分)两部分,含3分卷面分,满分共100分。
第Ⅰ卷 基础题(共84分)
一、单项选择题(每小题5分,共25分。)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 图甲是研究光电效应的电路图,电子从阴极K表面逸出后做减速运动
B. 图乙是α粒子散射实验装置示意图,α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
C. 图丙是氢原子能级图,氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时吸收了一定频率的光子能量
D. 如图丁所示,放射性元素铀衰变过程中产生的射线中,γ射线穿透能力最强
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中光电管的A板接电源正极、K板接电源负极,A、K之间的电场由A指向K;电子带负电,从阴极K逸出后所受电场力指向A,与运动方向相同,做加速运动,故A错误;
B.α粒子的质量约为电子的7300倍,与电子碰撞时几乎不改变运动方向;大角度偏转是α粒子与原子核之间的库仑斥力造成的,故B错误;
C.氢原子从能级跃迁到能级是由高能级向低能级跃迁,要向外辐射能量为的光子,故C错误;
D.铀衰变产生的射线中,α射线电离能力最强而穿透能力最弱,一张纸即可挡住;γ射线不带电,穿透能力最强,能穿透几厘米厚的铅板,故D正确。
故选D。
2. 太阳系中,如图所示可以认为金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动。已知金星的半径是火星半径的n倍,金星的质量为火星质量的K倍。若忽略行星的自转,说法正确的是( )
A. 金星绕太阳运动的周期比火星大
B. 金星的第一宇宙速度是火星的倍
C. 金星表面的重力加速度是火星的倍
D. 金星绕太阳的向心加速度小于火星绕太阳的向心加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律可知,轨道半径越大,则周期越长,所以金星绕太阳运动的周期比火星小,故A错误;
B.根据万有引力提供向心力
可得
由于金星的半径是火星半径的n倍,金星的质量为火星质量的K倍,则金星的第一宇宙速度是火星的倍,故B正确;
C.根据万有引力与重力的关系可得
所以
所以金星表面的重力加速度是火星的倍,故C错误;
D.根据万有引力提供向心力可得
所以
由于金星的轨道半径较小,所以金星绕太阳的向心加速度大于火星绕太阳的向心加速度,故D错误。
故选B。
3. 如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则( )
A. 时刻小球动能最大
B. 时刻小球处于失重状态
C. 这段时间内,小球的动能先增加后减少
D. 这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.结合题意,分析题图可得,时刻小球刚与弹簧接触,之后一段时间内重力大于弹力,小球仍会向下做加速运动,动能继续增加,所以时刻的动能不是最大,故A错误;
B.分析图乙,时刻弹簧弹力最大,之后弹簧的弹力开始减小,可得小球在时刻速度为0,之后开始向上运动,所以小球在时刻的加速度方向向上,处于超重状态,故B错误;
C.当弹力等于重力时,小球的速度最大,由此分析并结合题图可得,这段时间内存在弹力等于重力的时刻,所以小球的动能先增加后减少,故C正确;
D.这段时间内,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则分析可得,小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧减小的弹性势能,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,在天花板上固定一个光滑的定滑轮,小球P和小环Q通过细绳跨过滑轮相连,小环Q套在光滑水平细杆上,开始时细绳与水平细杆之间夹角为60°。小环Q在水平拉力F作用下缓慢向左移动至细绳与杆之间夹角为30°。小球P的质量是小环Q的2倍,下列说法正确的是( )
A. 滑轮对天花板的作用力减小
B. 拉力F的大小逐渐减小
C. 细绳对小环Q的拉力大小逐渐增大
D. 小环Q与水平细杆间的弹力不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.对小球P,绳子拉力,故绳子拉力大小不变;对滑轮,两绳子拉力大小不变,夹角增大,天花板对滑轮的作用力减小。由牛顿第三定律,滑轮对天花板的作用力减小,故A正确;
B.对小环Q,在水平方向有,绳子拉力不变,减小,增大,故B错误;
C.细绳对小环Q的拉力大小不变,故C错误;
D.因,,有,小环Q在向左运动过程中水平细杆对小环Q弹力方向向下,小环Q在竖直方向上有,减小,减小,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,两位同学同时在等高处将手中的篮球A、B由静止抛出,篮球A以速度斜向上抛出,篮球B以速度竖直向上抛出。当篮球B到达最高点时,篮球A恰以水平方向速度与篮球B相遇。不计空气阻力,篮球A、B质量相等且均可视为质点,重力加速度为g,以下判断正确的是( )
A. B球比A球先落地
B. 相遇时A、B两球的机械能相同
C. 从抛出到相遇A、B两球的速度变化量相同
D. 抛球时两位同学对A、B两球做功大小相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.两球相遇后,A球做平抛运动,竖直方向上与B球一样做自由落体运动,两球将同时落地,故A错误;
BD.篮球A、B质量相等,相遇时两球重力势能相等,A球具有水平方向的速度,速度不为零,B球的速度为零,两球的动能不同,故相遇时A、B两球的机械能不同,根据功能关系可知,两位同学抛球时对A、B做功不同,故BD错误;
C.抛球后A、B两球竖直方向上均做竖直上抛运动,当篮球B到达最高点时,篮球A恰以水平方向速度与篮球B相遇,则A、B两球竖直方向的初速度相同,且当篮球B到达最高点时,A、B两球运动时间相同,速度变化量为可知从抛出到相遇A、B两球的速度变化量大小、方向均相同,故C正确。
故选C。
二、多项选择题(每小题5分,共15分。)
6. 如图所示,水平面上有一个导热汽缸,用一定质量的活塞密封一定质量的理想气体,不计活塞与汽缸的摩擦,当环境温度缓慢升高时,下列说法正确的是( )
A. 汽缸内的气体压强增大
B. 外界对气体做功
C. 理想气体的内能增加
D. 汽缸壁上单位面积单位时间撞击的分子数减少
【答案】CD
【解析】
【详解】A.环境温度缓慢升高且不计活塞与汽缸的摩擦,活塞一直处于平衡状态,对活塞受力分析可知,活塞的重力、外界大气压力不变,则内部气体的压力也不变,气体压强不变,故A错误;
B.当环境温度缓慢升高时,压强不变,由气体实验定律可知气体的温度升高,体积增加,气体对外做功,故B错误;
C.一定质量的理想气体的内能只跟温度有关,温度升高,内能增加,故C正确;
D.温度升高,气体分子的平均动能增加,每个分子撞击器壁的平均力增大,而压强不变,根据压强的微观解释可知单位面积单位时间撞击器壁的分子数减少,故D正确。
故选CD。
7. A车在平直公路上以恒定加速度启动,A车启动的同时B车从其旁边沿相同的运动方向匀速驶过。A车追上B车时恰好结束匀加速直线运动,如图所示为两车的图像。已知A车的额定功率为,且A车在运动过程中所受阻力恒定,则下列说法正确的是( )
A. A车追上B车时,A车的速度大小为
B. 时间内,A车所受合力小于车所受合力
C. 时间内,A车所受牵引力的大小为
D. 时间内,A车所受牵引力做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.A车追上B车时恰好结束匀加速直线运动,设此时A车的速度为,匀加速时间为t,由于两车位移相等,则
可得
故A正确;
BC.时间内,A车做匀加速直线运动,其合力提供加速度,A车的速度为时,刚好达到额定功率,则匀加速运动的牵引力
设阻力恒为,当A车达到最大速度时,牵引力
则阻力
可知A车所受合力为
B车做匀速直线运动,合外力为0,故A车所受合力大于车所受合力,故BC错误;
D.由图像可知,A车匀加速运动的加速度
匀加速运动的时间
则时间内,在时间内A车做匀加速直线运动,在时间内做恒功率运动,故A车所受牵引力做的功为
故D正确。
故选AD。
8. 能够从物理的视角看世界是学习物理的重要目标。下面四张图片展现了生活中常见的情景,其中甲图是自行车无动力沿着斜坡冲下,乙图是自行车靠惯性冲上斜坡,丙图是托球动作中乒乓球与球拍一起相对静止向左运动的过程(虚线表示水平方向),丁图是在球架上用竖直挡板卡住静止的与丙图相同的乒乓球,各图中的θ角均相等,忽略空气阻力和一切摩擦,对四个情景的物理规律分析正确的是( )
A. 甲图和乙图中自行车的加速度相同
B. 甲图的自行车和丙图中的乒乓球加速度可能相等
C. 丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等
D. 丙图中球拍和乒乓球可能一起做匀速直线运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.甲图中自行车无动力下滑、乙图中自行车靠惯性上滑,两车均只受重力和斜面的支持力,斜面光滑,沿斜面方向的合力均为
由牛顿第二定律得两车的加速度均为
方向沿斜面向下,故甲图和乙图中自行车的加速度相同,A正确;
B.丙图中乒乓球与球拍相对静止、一起向左运动,球只受重力和球拍的弹力
球在竖直方向上没有加速度,由
得
球在水平方向上有加速度,由
得
而甲图中自行车的加速度为
因(题中可以看到)
两者加速度不可能相等,B错误;
C.丁图中乒乓球静止,受重力、斜面的弹力和竖直挡板的水平弹力,竖直方向上由
得
与丙图球拍产生的弹力一定相等,C正确;
D.丙图中乒乓球若与球拍一起做匀速直线运动,则球所受合力为零,球拍的弹力必须与重力等大反向、即竖直向上,球拍必须处于水平位置,这与各图中角相等且不为零相矛盾,故不可能,D错误。
故选AC。
三、填空题:(每空2分,共12分)
9. 用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”。已知打点计时器使用的交流电源的频率为。
(1)下列各示意图所示的力学实验中,与本实验所采用的实验原理相同的是______
A. B.
C. D.
(2)对于该实验,下列说法正确的是___________
A. 要求槽码质量远大于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力
B. 倾斜轨道的目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑
C. 使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动
D. 需改变槽码质量打出多条纸带获取数据以减小测量时的系统误差
(3)某次实验得到如图乙所示的纸带,相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上,导致B点模糊不清,现测得OA和CD的距离分别为和,可知小车运动的加速度大小为___________m/s2(保留三位有效数字)
【答案】(1)B (2)C
(3)
【解析】
【小问1详解】
本实验采用的是控制变量法;
A.“验证力的平行四边形法则”实验采用的是等效替代法,故A错误;
B.“探究向心力与、、的关系”实验采用的是控制变量法,故B正确;
C.“探究平抛运动的特点”实验采用的是对比实验法,故C错误;
D.“伽利略的理想斜面实验”采用的是理想实验法,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
A.使细线上的拉力近似等于槽码重力的要求是小车质量远大于槽码质量,故A错误;
B.倾斜轨道的目的是平衡摩擦力,故B错误;
C.使细线平行于轨道,可以使小车所受拉力与运动方向相同,确保小车做匀变速运动,故C正确;
D.需改变槽码质量打出多条纸带获取数据的目的是寻找普遍规律,减小偶然误差,并不能减小系统误差,故D错误。
故选C。
【小问3详解】
由题得,两个计数点之间的时间间隔为,由逐差法可得,小车运动的加速度为
10. 在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图甲所示的装置。实验操作的主要步骤如下:
A. 在一块平木板上钉上复写纸和白纸,然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前,木板与槽口之间有一段距离,并保持板面与轨道末端的水平段垂直
B. 使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹A
C. 将木板沿水平方向向右平移一段距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹B
D. 将木板再水平向右平移同样的距离x,使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,再在白纸上得到痕迹C
若测得A、B间距离为y1,B、C间距离为y2,已知当地的重力加速度为g。
(1)关于该实验,下列说法正确的是
A. 斜槽必须保持平直,越光滑越好
B. 小铁球每次必须从斜槽上同一位置释放
C. 小铁球在斜槽上释放的位置适当高些
(2)根据上述直接测量的物理量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式v0=______。(用题中所给字母表示)
(3)另外一位同学根据测量出的不同x情况下的y1和y2,令Δy=y2-y1,并描绘出了如图乙所示的Δy-x2图像。若已知图线的斜率为k,则小球平抛的初速度大小v0与k的关系式为______。(用题中所给字母表示)
【答案】(1)BC (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.本实验中只要保证每次小球从斜槽同一位置释放即可,不需要斜槽光滑,故A错误;
B.小铁球每次必须从斜槽上同一位置释放,保证每次小球平抛运动的初速度相同,故B正确;
C.小铁球在斜槽上释放的位置适当高些,小球平抛运动的初速度大一些,实验的偶然误差小一些,故C正确;
故选BC。
【小问2详解】
小球从A到B的水平位移和从B到C的水平位移相等,说明小球从A到B的时间和从B到C的时间相等,设为,在竖直方向上有,在水平方向有,联立解得。
【小问3详解】
由,化简得
得,解得
四、易混易错辨析题(每小题2分,共6分)
11. 下列说法是否正确?写“正确”或“错误”,错误的改正在答案后面。
(1)在匀变速直线运动中,中间时刻的速度一定小于该时间段内位移中点的速度。( )_____________________________________________
(2)不同轨道上的行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。( ) ______________________________________
(3)作用力做正功时,反作用力一定做负功。( )_________________________
【答案】(1) ①. 正确 ②. 略
(2) ①. 错误 ②. 同一颗行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
(3) ①. 错误 ②. 作用力做正功时,反作用力不一定做负功
【解析】
【小问1详解】
[1][2]对匀变速直线运动,中间时刻速度
位移中点速度
恒有
故这种说法正确。
【小问2详解】
[1][2]开普勒第二定律(面积定律)的适用条件是同一颗绕中心天体运动的行星,同一颗行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,不同轨道的行星不满足该规律。
故这种说法错误。
【小问3详解】
[1][2]作用力和反作用力是作用在两个不同物体上的力,两个物体的位移没有必然关联:比如光滑水平面上两个相互吸引的磁铁相向运动,一对相互的吸引力(作用力与反作用力)都对各自的物体做正功,因此反作用力不一定做负功。
故这种说法错误。
五、解答题:(本大题共2小题,共26分)
12. 如图,一个质量m=2kg的小球以v0=4m/s的水平初速度从P点抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计各种阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.5m,θ=37°,(取g=10m/s2)求:
(1)小球在A点的速度大小;
(2)小球从P点运动到A点的时间t;
(3)小球到达圆弧最高点C时轨道对小球的压力大小FN。
【答案】(1)5m/s
(2)0.3s (3)8N
【解析】
【小问1详解】
小球从P点水平抛出后做平抛运动,在A点沿圆弧切线方向进入圆弧,说明A点的速度方向与水平方向夹角为。 将A点速度沿水平、竖直方向分解,水平分量等于平抛初速度,满足
代入、,得
【小问2详解】
将A点速度沿竖直方向分解,得到竖直分速度
平抛运动竖直方向为自由落体运动
联立得
代入、、得
【小问3详解】
从A点运动到C点过程中,圆弧光滑只有重力做功,小球机械能守恒, 以A点为重力势能零参考面,A到C的高度差为
列机械能守恒方程:
代入已知量计算得C点速度平方
在C点,小球做圆周运动,重力与轨道支持力的合力提供向心力,向心力指向圆心O(竖直向下),列牛顿第二定律方程:
代入数值求解:
13. 遥控F3P模型是一种固定翼模型飞机,通过安装在机头位置的电机带动螺旋桨转动向后推动空气为飞机提供动力,可以通过控制副翼和尾翼实现各种复杂的3D动作,因此目前正得到越来越多航模爱好者的喜爱。现对模型进行飞行试验,已知模型的质量为,取,,,求:
(1)通过控制,使无人机在某一高度沿水平面做匀速圆周运动,需要使机翼与水平方向成一定的角度“侧身”飞行。如图所示,机翼与水平方向的夹角为,若想无人机在半径不超过的范围内运动,其飞行速度不能超过多少;
(2)控制模型使其沿竖直方向爬升,在地面上从静止开始以恒定升力竖直向上运动,经时间时离地面的高度为,设运动过程中所受空气阻力大小恒为,求此过程动力系统的升力F;
(3)从(2)中达到的状态开始,模型通过不断调整升力继续上升,在距离地面高度为处速度恰为0,求无人机从h上升到H的过程中,动力系统所做的功W为多少?
【答案】(1)6m/s;(2)4.8N;(3)33.6J
【解析】
【详解】(1)无人机做圆周运动的向心力由重力和机翼升力的合力提供,则
解得
(2)无人机上升的加速度
根据牛顿第二定律可知
解得
F=4.8N
(3)无人机在h=8m处的速度
由动能定理
解得
W=33.6J
第Ⅱ卷 提高题(共16分)
14. 传送带左侧与光滑斜面平滑连接,初始时传送带静止。如图所示,一质量为、长度为的均匀长木板放在倾角为的光滑斜面上,斜面下端内嵌一条倾角相同的足够长的传送带,其与木板间的动摩擦因数,带的临界点,左端系一轻质细线通过光滑定滑轮后连接一质量为的重物。某时刻长木板和重物均由静止释放,已知g=10m/s2。
(1)求释放瞬间长木板的加速度大小;
(2)求长木板速度最大时长木板的位移;
(3)若初始时传送带以恒定速率顺时针转动,求长木板由静止释放到全部进入传送带时,传送带对木板施加的摩擦力所做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)-2.5J
【解析】
【小问1详解】
释放瞬间长木板完全在光滑斜面上,对木板和重物整体受力分析: 沿斜面方向木板的分力为,重物的拉力效果阻碍木板下滑,由牛顿第二定律
代入解得
【小问2详解】
长木板向右(沿斜面向下)滑动过程中,逐渐进入传送带,设已进入传送带的长度为,则木板受到传送带沿斜面向上的滑动摩擦力为
代入得。
当木板加速度减为0时速度最大,此时合力为0,即
代入数值解得此时进入传送带的长度
【小问3详解】
开始时传送带对木板的摩擦力大小还是满足
对木板和重物系统用动能定理,设该阶段木板位移为,此过程木板速度小于传送带速度,传送带对木板的滑动摩擦力沿斜面向下
解得(负根删除)
该段时间摩擦力做的功
根据第(2)问结果可知
故木板位移从1m到2m,传送带对木板的摩擦力大小
方向沿斜面向上
故该阶段传送带对木板做的功为
故传送带对木板摩擦力做的功为
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天津市静海区第一中学2026-2027学年高三上学期11月期中学业能力调研物理试题
考生注意:
本试卷分第Ⅰ卷基础题(84分)和第Ⅱ卷提高题(16分)两部分,含3分卷面分,满分共100分。
第Ⅰ卷 基础题(共84分)
一、单项选择题(每小题5分,共25分。)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 图甲是研究光电效应的电路图,电子从阴极K表面逸出后做减速运动
B. 图乙是α粒子散射实验装置示意图,α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
C. 图丙是氢原子能级图,氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时吸收了一定频率的光子能量
D. 如图丁所示,放射性元素铀衰变过程中产生的射线中,γ射线穿透能力最强
2. 太阳系中,如图所示可以认为金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动。已知金星的半径是火星半径的n倍,金星的质量为火星质量的K倍。若忽略行星的自转,说法正确的是( )
A. 金星绕太阳运动的周期比火星大
B. 金星的第一宇宙速度是火星的倍
C. 金星表面的重力加速度是火星的倍
D. 金星绕太阳的向心加速度小于火星绕太阳的向心加速度
3. 如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则( )
A. 时刻小球动能最大
B. 时刻小球处于失重状态
C. 这段时间内,小球的动能先增加后减少
D. 这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
4. 如图所示,在天花板上固定一个光滑的定滑轮,小球P和小环Q通过细绳跨过滑轮相连,小环Q套在光滑水平细杆上,开始时细绳与水平细杆之间夹角为60°。小环Q在水平拉力F作用下缓慢向左移动至细绳与杆之间夹角为30°。小球P的质量是小环Q的2倍,下列说法正确的是( )
A. 滑轮对天花板的作用力减小
B. 拉力F的大小逐渐减小
C. 细绳对小环Q的拉力大小逐渐增大
D. 小环Q与水平细杆间的弹力不变
5. 如图所示,两位同学同时在等高处将手中的篮球A、B由静止抛出,篮球A以速度斜向上抛出,篮球B以速度竖直向上抛出。当篮球B到达最高点时,篮球A恰以水平方向速度与篮球B相遇。不计空气阻力,篮球A、B质量相等且均可视为质点,重力加速度为g,以下判断正确的是( )
A. B球比A球先落地
B. 相遇时A、B两球的机械能相同
C. 从抛出到相遇A、B两球的速度变化量相同
D. 抛球时两位同学对A、B两球做功大小相同
二、多项选择题(每小题5分,共15分。)
6. 如图所示,水平面上有一个导热汽缸,用一定质量的活塞密封一定质量的理想气体,不计活塞与汽缸的摩擦,当环境温度缓慢升高时,下列说法正确的是( )
A. 汽缸内的气体压强增大
B. 外界对气体做功
C. 理想气体的内能增加
D. 汽缸壁上单位面积单位时间撞击的分子数减少
7. A车在平直公路上以恒定加速度启动,A车启动的同时B车从其旁边沿相同的运动方向匀速驶过。A车追上B车时恰好结束匀加速直线运动,如图所示为两车的图像。已知A车的额定功率为,且A车在运动过程中所受阻力恒定,则下列说法正确的是( )
A. A车追上B车时,A车的速度大小为
B. 时间内,A车所受合力小于车所受合力
C. 时间内,A车所受牵引力的大小为
D. 时间内,A车所受牵引力做的功为
8. 能够从物理的视角看世界是学习物理的重要目标。下面四张图片展现了生活中常见的情景,其中甲图是自行车无动力沿着斜坡冲下,乙图是自行车靠惯性冲上斜坡,丙图是托球动作中乒乓球与球拍一起相对静止向左运动的过程(虚线表示水平方向),丁图是在球架上用竖直挡板卡住静止的与丙图相同的乒乓球,各图中的θ角均相等,忽略空气阻力和一切摩擦,对四个情景的物理规律分析正确的是( )
A. 甲图和乙图中自行车的加速度相同
B. 甲图的自行车和丙图中的乒乓球加速度可能相等
C. 丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等
D. 丙图中球拍和乒乓球可能一起做匀速直线运动
三、填空题:(每空2分,共12分)
9. 用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”。已知打点计时器使用的交流电源的频率为。
(1)下列各示意图所示的力学实验中,与本实验所采用的实验原理相同的是______
A. B.
C. D.
(2)对于该实验,下列说法正确的是___________
A. 要求槽码质量远大于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力
B. 倾斜轨道的目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑
C. 使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动
D. 需改变槽码质量打出多条纸带获取数据以减小测量时的系统误差
(3)某次实验得到如图乙所示的纸带,相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上,导致B点模糊不清,现测得OA和CD的距离分别为和,可知小车运动的加速度大小为___________m/s2(保留三位有效数字)
10. 在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图甲所示的装置。实验操作的主要步骤如下:
A. 在一块平木板上钉上复写纸和白纸,然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前,木板与槽口之间有一段距离,并保持板面与轨道末端的水平段垂直
B. 使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹A
C. 将木板沿水平方向向右平移一段距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹B
D. 将木板再水平向右平移同样的距离x,使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,再在白纸上得到痕迹C
若测得A、B间距离为y1,B、C间距离为y2,已知当地的重力加速度为g。
(1)关于该实验,下列说法正确的是
A. 斜槽必须保持平直,越光滑越好
B. 小铁球每次必须从斜槽上同一位置释放
C. 小铁球在斜槽上释放的位置适当高些
(2)根据上述直接测量的物理量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式v0=______。(用题中所给字母表示)
(3)另外一位同学根据测量出的不同x情况下的y1和y2,令Δy=y2-y1,并描绘出了如图乙所示的Δy-x2图像。若已知图线的斜率为k,则小球平抛的初速度大小v0与k的关系式为______。(用题中所给字母表示)
四、易混易错辨析题(每小题2分,共6分)
11. 下列说法是否正确?写“正确”或“错误”,错误的改正在答案后面。
(1)在匀变速直线运动中,中间时刻的速度一定小于该时间段内位移中点的速度。( )_____________________________________________
(2)不同轨道上的行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。( ) ______________________________________
(3)作用力做正功时,反作用力一定做负功。( )_________________________
五、解答题:(本大题共2小题,共26分)
12. 如图,一个质量m=2kg的小球以v0=4m/s的水平初速度从P点抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计各种阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.5m,θ=37°,(取g=10m/s2)求:
(1)小球在A点的速度大小;
(2)小球从P点运动到A点的时间t;
(3)小球到达圆弧最高点C时轨道对小球的压力大小FN。
13. 遥控F3P模型是一种固定翼模型飞机,通过安装在机头位置的电机带动螺旋桨转动向后推动空气为飞机提供动力,可以通过控制副翼和尾翼实现各种复杂的3D动作,因此目前正得到越来越多航模爱好者的喜爱。现对模型进行飞行试验,已知模型的质量为,取,,,求:
(1)通过控制,使无人机在某一高度沿水平面做匀速圆周运动,需要使机翼与水平方向成一定的角度“侧身”飞行。如图所示,机翼与水平方向的夹角为,若想无人机在半径不超过的范围内运动,其飞行速度不能超过多少;
(2)控制模型使其沿竖直方向爬升,在地面上从静止开始以恒定升力竖直向上运动,经时间时离地面的高度为,设运动过程中所受空气阻力大小恒为,求此过程动力系统的升力F;
(3)从(2)中达到的状态开始,模型通过不断调整升力继续上升,在距离地面高度为处速度恰为0,求无人机从h上升到H的过程中,动力系统所做的功W为多少?
第Ⅱ卷 提高题(共16分)
14. 传送带左侧与光滑斜面平滑连接,初始时传送带静止。如图所示,一质量为、长度为的均匀长木板放在倾角为的光滑斜面上,斜面下端内嵌一条倾角相同的足够长的传送带,其与木板间的动摩擦因数,带的临界点,左端系一轻质细线通过光滑定滑轮后连接一质量为的重物。某时刻长木板和重物均由静止释放,已知g=10m/s2。
(1)求释放瞬间长木板的加速度大小;
(2)求长木板速度最大时长木板的位移;
(3)若初始时传送带以恒定速率顺时针转动,求长木板由静止释放到全部进入传送带时,传送带对木板施加的摩擦力所做的功。
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