命題人:劉棟 審題人:楊麗
本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分,共8頁。時量75分鐘,滿分100分。
一、單選題(本題共6小題,每小題4分,共24分,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
年10月15日,湖南省第四屆中學(xué)生運動會在婁底舉行。在男子撐桿跳高比賽中,雅禮中學(xué)17歲帥小伙標(biāo)哥同學(xué)取得了優(yōu)異的成績。假設(shè)如圖所示為運動員取得優(yōu)異成績的驚人一跳,忽略空氣阻力,下列說法正確的是
A.加速助跑過程中,運動員的動能增加
B.起跳上升過程中,桿的彈性勢能一直增加
C.越過橫桿的過程中,運動員的重心一定在橫桿上方
D.越過橫桿后下落過程,運動員一定做自由落體運動
2.如圖所示,小物塊與水平軌道、傾斜軌道之間的動摩擦因數(shù)均相同,小物塊從傾角為的軌道上高度為的點靜止釋放,運動至點時速度為?，F(xiàn)將傾斜軌道的傾角調(diào)至為,仍將物塊從軌道上高度為的點靜止釋放,運動至點時速度為。已知,不計物塊在軌道接觸處的機械能損失。則
A.
B.
C.
D.由于不知道的具體數(shù)值,關(guān)系無法判定
3.一枚蘋果豎直上拋再落回原處,蘋果運動過程中受到的空氣阻力忽略不計,從蘋果被拋出瞬間開始研究,其動能滿足二次函數(shù)的形式,其中為常數(shù)且均不等于0,關(guān)于其中的物理意義,下列說法正確的是
A.
B.
C.表示蘋果重力的功率
D.表示蘋果運動的位移
4.2022年7月29日,電影《獨行月球》上映。電影中,維修工“獨孤月”駕駛月球車從高的懸崖一側(cè)水平飛出,飛出時的速度為。已知地球半徑是月球半徑的倍,地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的倍,地球表面重力加速度大小為。則“獨孤月”從飛出到落到月面上的時間為
A.
B.
C.
D.
5.如圖所示,一粗糙斜面固定于水平面上,一質(zhì)量為的滑塊通過一跨過斜面頂端光滑定滑輪的輕繩與一鉤碼相連。能使滑塊在斜面上保持靜止的鉤碼質(zhì)量的最大值和最小值分別為和。設(shè)輕繩與斜面保持平行,滑塊所受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,斜面傾角為,則滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為
A.
B.
C.
D.
6.如圖甲所示,輕彈簧下端固定在傾角為的光滑斜面底端,上端與物塊相連,物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將物塊置于斜面上物塊上方某位置處,取物塊的位置為原點,沿斜面向下為正方向建立軸坐標(biāo)系。某時刻釋放物塊,與物塊碰撞后以共同速度向下運動,碰撞時間極短。測得物塊的動能與其位置坐標(biāo)(單位為)的關(guān)系如圖乙所示(彈簧始終處于彈性限度內(nèi)),圖像中之間為直線,其余部分為曲線。物塊均可視為質(zhì)點,不計空氣阻力,重力加速度為,則
A.物塊的質(zhì)量之比為
B.彈簧的勁度系數(shù)為
C.從到的過程中物塊加速度的最大值為
D.整個過程中,彈簧的彈性勢能增加了
二、多選題(本題共4小題,每小題5分,共20分,在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)
7.如圖甲所示,一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為和的兩物塊相連接,并靜止在光滑的水平面上?，F(xiàn)使瞬時獲得水平向右的速度,以此刻為計時起點,兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,已知,下列說法正確的是
A.物塊的質(zhì)量為
B.彈簧的最大彈性勢能為
C.彈簧第一次恢復(fù)原長時物塊的速度大小為
D.從開始到彈簧第一次恢復(fù)原長過程中彈簧對物塊的沖量大小為
8.為了減少二氧化碳的排放,我國一直在大力發(fā)展新能源汽車,已知某型號的電動汽車主要技術(shù)參數(shù)如下:
根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),電機的最大功率為電機輸出的最大機械功率,電池容量為電池充滿電時儲存的最大電能,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知
A.若以恒定功率加速,的加速過程中電動車行駛的路程一定大于
B.電機以最大功率工作且車以最大速度行駛時,車受到的阻力大小約為
C.該車在的加速過程中平均加速度為
D.用輸出電壓為的充電樁給電池快速充電時,充電電流約為
9.如圖甲所示,質(zhì)量為、足夠長的木板靜止在水平面上,質(zhì)量為的物塊靜止于木板左端,木板與地面間的動摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)用水平向右的拉力拉動物塊,拉力大小隨時間的變化關(guān)系滿足(為常量),物塊的加速度隨時間變化的圖像如圖乙所示。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取,則
A.
B.物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為
C.時間內(nèi),水平拉力做的功為
D.時間內(nèi),木板與地面間因摩擦產(chǎn)生的熱量為
10.如圖甲所示,一質(zhì)量為的小物塊以初動能向右滑上足夠長的水平傳送帶上,傳送帶以恒定速度逆時針轉(zhuǎn)動。小物塊在傳送帶上運動時,小物塊的動能與小物塊的位移關(guān)系圖像如圖乙所示,傳送帶與小物塊之間動摩擦因數(shù)不變,重力加速度為。則
A.小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為
B.從小物塊開始滑動到與傳送帶達(dá)到共同速度所需時間為
C.整個過程中物塊與傳送帶間產(chǎn)生的熱量為
D.整個過程中傳送帶電動機多消耗的電能為
三、實驗題(11題6分,12題8分)
11.(6分)某同學(xué)用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律,一根細(xì)線一端系住鋼球,另一端懸掛在鐵架臺上的點,鋼球靜止于點,光電門固定在的正下方,在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為的遮光條(質(zhì)量不計)。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放,遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間由計時器測出,取作為鋼球經(jīng)過點時的速度,記錄鋼球釋放時細(xì)線與豎直方向的夾角和計時器示數(shù),計算并比較鋼球從釋放點擺至點過程中重力勢能減少量與動能增加量,從而驗證機械能是否守恒。重力加速度為。
(1)已知鋼球質(zhì)量為,懸點到鋼球球心的距離為,則(用表示)
(2)改變值,得出多組與擋光時間的實驗數(shù)據(jù),若機械能守恒,下列圖像正確的是。
(3)下表為該同學(xué)的實驗結(jié)果:
分析發(fā)現(xiàn),表中的與之間存在差異,產(chǎn)生這種差異的原因是。
12.(8分)如圖為驗證動量守恒定律的實驗裝置,實驗中選取兩個半徑相同、質(zhì)量不等的小球,按下面步驟進(jìn)行實驗:
①用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為和;
②安裝實驗裝置,將斜槽固定在桌邊,使槽的末端切線水平,再將一斜面連接在斜槽末端;
③先不放小球,讓小球從斜槽頂端處由靜止釋放,標(biāo)記小球在斜面上的落點位置;
④將小球放在斜槽末端處,仍讓小球從斜槽頂端處由靜止釋放,兩球發(fā)生碰撞,分別標(biāo)記小球在斜面上的落點位置;
⑤用毫米刻度尺測出各落點位置到斜槽末端的距離。圖中的、點是實驗過程中記下的小球在斜面上的三個落點位置,從到點的距離分別為。依據(jù)上述實驗步驟,請回答下面問題:
(1)兩小球的質(zhì)量應(yīng)滿足(選填“”“=”或“”);
(2)用實驗中測得的數(shù)據(jù)來表示,只要滿足關(guān)系式就能說明兩球碰撞前后動量是守恒的;
(3)若改變兩個小球的材質(zhì),步驟③中小球(填寫“-定”或“不一定”)落在中間落點位置;
(4)若兩小球的碰撞是彈性碰撞,圖中分別是小球碰前、碰后的落點位置,實驗測得,則小球的落點位置
四、解答題(13題12分,14題12分,15題18分)
13.(12分)瀏陽制作煙花鞭炮,歷史悠久,素有“煙花鞭炮之鄉(xiāng)”美譽。假設(shè)某瀏陽花炮企業(yè)生產(chǎn)的某種型號的禮花彈在地面上從專用炮筒中沿豎直方向射出,到達(dá)最高點時炸開。禮花彈的結(jié)構(gòu)如圖所示,其工作原理為:點燃引線,引燃發(fā)射藥燃燒發(fā)生爆炸,禮花彈獲得一個初速度并同時點燃延期引線。當(dāng)禮花彈到最高點附近時,延期引線點燃禮花彈,禮花彈炸開。已知禮花彈質(zhì)量,從炮筒射出的速度為,整個過程中禮花彈所受的空氣阻力大小始終是其重力大小的倍,延期引線的燃燒速度為,忽略炮筒的高度,重力加速度取。
(1)求禮花彈射出后,上升的最大高度;
(2)要求爆炸發(fā)生在超過禮花彈最大高度的范圍,則延期引線至少多長;
14.(12分)如圖甲所示為2022年北京冬奧會首鋼滑雪大跳臺,模型簡化為如圖乙所示。質(zhì)量(連同裝備)的運動員由點靜止出發(fā),通過長度、傾角為的斜面雪道及半徑的圓弧雪道的最低點,并經(jīng)助雪道點飛出后落至傾角也為的斜面雪道點,由于斜面雪道的作用,僅保留沿斜面雪道方向的速度,垂直斜面雪道方向的速度立即減為0,隨后滑至斜面雪道底部點進(jìn)入長度的水平減速雪道。整個運動過程中運動員可視為質(zhì)點,雪道連接處均平滑連接。已知運動員到達(dá)圓弧雪道的最低點時速度,不考慮空氣阻力取。
(1)求運動員在點時受到的支持力大小;
(2)求運動員在雪道上運動過程中阻力對其做的功;
(3)若運動員在點沿著切線飛出后,落在斜面雪道上點后,沿斜面雪道方向的速度大小為,運動員受到斜面雪道的平均阻力為,運動員進(jìn)入水平軌道后通過調(diào)整姿態(tài)以改變阻力。要保證安全停在水平軌道上,試計算運動員在水平軌道所受的最小平均阻力大小。
15.(18分)如圖(a)所示,豎直平面內(nèi)一傾角為足夠長的粗糙斜面與長度為的粗糙水平面平滑連接,右側(cè)固定一彈性擋板?？梢暈橘|(zhì)點、材料相同的滑塊質(zhì)量分別為,置于水平面左端點。某時刻之間的少量炸藥突然爆炸(可視為瞬間過程),若之間炸藥爆炸的能量有轉(zhuǎn)化為的機械能,其余能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。爆炸后瞬間速度方向均在水平方向上,第一次在斜面上運動的圖線如圖(b)所示(圖中和未知)。運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短,已知滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)為,重力加速度。求:
(1)爆炸結(jié)束的瞬間滑塊與獲得的速度大小;
(2)與粗糙斜面之間的動摩擦因數(shù);
(3)第一次回到斜面底端時,與之間的距離及和都停止后,與之間的距離。

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