1. 是碳的一種具有放射性的同位素,其半衰期約為5730年,衰變方式為β衰變。被廣小泛應(yīng)用于文物年代鑒定和作為示蹤劑,在農(nóng)業(yè)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 發(fā)生β衰變后變成
B. 衰變過(guò)程要吸收大量能量
C. 的半衰期不隨原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部狀態(tài)改變
D. 10個(gè)原子經(jīng)過(guò)5730年還剩余5個(gè)沒(méi)有發(fā)生衰變
2. 遙控小汽車(chē)沿某一方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)它通過(guò)某一位置P點(diǎn)時(shí)取t=0,得到它們圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 遙控小汽車(chē)加速度大小為4m/s2
B. 遙控小汽車(chē)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度大小為1m/s
C. t=2s時(shí),遙控小汽車(chē)速度大小3 m /s
D. 第2s內(nèi)遙控小汽車(chē)位移大小為5.5 m
3. 中國(guó)于2024年9月25日8時(shí)44分,向太平洋相關(guān)公海海域成功發(fā)射了一枚攜帶訓(xùn)練模批彈頭的洲際彈道導(dǎo)彈,導(dǎo)彈準(zhǔn)確落入預(yù)定海域。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)主要用于運(yùn)動(dòng)物體(如汽車(chē)、飛機(jī)、導(dǎo)彈等)與空氣之間作用力的分析和研究。在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中,將兩個(gè)完全相同的小球用兩段輕線連接后懸掛于天花板頂部,兩球受到的水平風(fēng)力相同。兩小球處于穩(wěn)定時(shí),實(shí)際形態(tài)最接近的是( )
A. B.
C. D.
4. 某物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中某點(diǎn)以的初速度水平向右拋出,受到水平向左的恒力作用,時(shí)物體經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)正下方位置,時(shí)物體剛好落到水平地面上,不計(jì)空氣阻力,重力加速度取。則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 物體在空中做自由落體運(yùn)動(dòng)
B. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體距離拋出點(diǎn)的水平距離最大為
C. 物體經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)正下方的瞬時(shí)速度大小為
D. 物體在水平地面的落點(diǎn)到拋出點(diǎn)的距離為
5. 如圖所示OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面,OD為直徑,一束由紫光和紅光組成的復(fù)色光沿AO方向從真空射入玻璃,紫光、紅光分別從B、C點(diǎn)射出。設(shè)紫光由O到B的傳播時(shí)間為,紅光由O到C的傳播時(shí)間為,關(guān)于和關(guān)系正確的是( )
A. B. C. D. 無(wú)法判斷
6. 2024年10日21時(shí)50分,中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)高軌星03星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。已知高軌衛(wèi)星03星繞地球近似做圓周運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星距離地面高度為h,環(huán)繞周期為T(mén),已知引力常量為G,地球半徑為R。則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 03星運(yùn)行的線速度大于7.9km/s
B. 03星運(yùn)行的線速度大小為
C. 地球的質(zhì)量為
D. 地球的密度為
7. 如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線一端固定在O點(diǎn),另一端連著質(zhì)量為m的鋼球(細(xì)線剛好拉直),將鋼球從與O點(diǎn)等高處?kù)o止釋放,鋼球在豎直平面沿圓周運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)正下方過(guò)程中,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 鋼球速率增加得越來(lái)越快
B. 細(xì)線上拉力最大為2mg
C. 當(dāng)小球下落至細(xì)線與水平方向夾角為45°時(shí),重力功率最大
D. 重力最大功率為
二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求。全都選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。
8. 一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸傳播,圖是時(shí)刻的波形圖;P是介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn),其振動(dòng)圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 波速為2m/s
B. 波向左傳播
C. 質(zhì)點(diǎn)P在0~7s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為70cm
D. 處的質(zhì)點(diǎn)在時(shí)速度方向沿y軸負(fù)方向
9. 中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)軌系統(tǒng),是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,已知、、三顆衛(wèi)星均做圓周運(yùn)動(dòng),是地球同步衛(wèi)星,則( )
A. 衛(wèi)星的角速度小于的角速度
B. 衛(wèi)星的加速度大于的加速度
C. 衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度
D. 衛(wèi)星的周期等于24h
10. 如圖所示,用鉸鏈將三個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B、C與兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)輕桿相連, B、C置于水平地面上.在輕桿豎直時(shí),將A由靜止釋放,B、C在桿的作用下向兩側(cè)滑動(dòng),三小球始終在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng).忽略一切摩擦,重力加速度為g.則此過(guò)程中( )
A. 球A的機(jī)械能一直減小
B. 球A落地的瞬時(shí)速度為
C. 球B對(duì)地面的壓力始終等于
D. 球B對(duì)地面壓力可小于mg
三、非選擇題:本題共5小題,共54分。
11. 某實(shí)驗(yàn)小組以學(xué)校豎直圍墻為背景來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,將質(zhì)量為m的鋼球用彈射裝置沿平行于墻面水平彈出后,同時(shí)用攝像機(jī)記錄鋼球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,通過(guò)視頻回放描繪出鋼球的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,以A為坐標(biāo)原點(diǎn),水平向右為x軸正方向,豎直向下為y軸正方向,建立直角坐標(biāo)系,已知磚塊的寬為,長(zhǎng)為寬的n倍,不計(jì)空氣的阻力,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,回答下列問(wèn)題。
(1)彈射裝置對(duì)鋼球所做的功W= __________
(2)彈射裝置彈射口的位置坐標(biāo)為_(kāi)_________,__________
(3)鋼球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度與水平方向之間夾角正切值為_(kāi)__________
12. 如圖甲是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置。小圓柱由一根不可伸長(zhǎng)的輕繩拴住,輕繩另一端固定。將輕繩拉至水平后由靜止釋放。在最低點(diǎn)附近放置一組光電門(mén),測(cè)出小圓柱運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的擋光時(shí)間,再用游標(biāo)卡尺測(cè)出小圓柱的直徑d,如圖乙所示,重力加速度為g。則:
(1)小圓柱的直徑d=________cm。
(2)測(cè)出懸點(diǎn)到小圓柱重心的距離l,若等式gl=__________成立,說(shuō)明小圓柱下擺過(guò)程機(jī)械能守恒。
(3)若在懸點(diǎn)O安裝一個(gè)拉力傳感器,測(cè)出輕繩上的拉力F,則要驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式還需要測(cè)量的物理量是________________(用文字和字母表示),若等式F=____________成立,則可驗(yàn)證向心力公式。
13. 一輛汽車(chē)從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知在3s內(nèi)經(jīng)過(guò)相距30m的A、B兩點(diǎn),汽車(chē)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為13m/s。如圖所示,求:
(1)汽車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)速度大??;
(2)A點(diǎn)與出發(fā)點(diǎn)間的距離。
14. 一貨物傳送裝置如圖所示,由傾角為θ=37°表面粗糙固定斜槽和足夠?qū)挼乃絺魉蛶ЫM成,斜槽與傳送帶垂直,末端與傳送帶在同一水平面上且相互靠近。傳送帶以恒定速度向前方運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一質(zhì)量可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,從距離斜槽底端為的頂點(diǎn)A處無(wú)初速度釋放,物塊通過(guò)斜槽底端銜接處速度大小不變,物塊最終相對(duì)傳送帶靜止。(已知物塊與斜槽間的動(dòng)摩擦因數(shù),物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8)。試求:
(1)物體在斜槽上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)物塊滑上傳送帶時(shí)受到的摩擦力大小及方向;
(3)若物塊在傳送帶上相對(duì)滑動(dòng)時(shí)可以留下痕跡,則痕跡的長(zhǎng)度為多少?
15. 如圖所示,三個(gè)相同的物塊A、B、C,質(zhì)量均為m,小物塊C放置在水平地面上,小物塊B和小物塊C在豎直方向上通過(guò)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連,小物塊A在小物塊B的正上方,開(kāi)始時(shí)A、B、C均靜止。現(xiàn)讓小物塊A從距小物塊B高h(yuǎn)處自由下落,小物塊A、B碰后一起向下運(yùn)動(dòng)。已知彈簧的彈性勢(shì)能可表示為,為彈簧的勁度系數(shù),為彈簧的形變量,重力加速度為g。
(1)求小物塊A、B碰后瞬時(shí)速度的大??;
(2)求小物塊B向下運(yùn)動(dòng)的最大位移;
(3)若小物塊B向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),小物塊C恰好離開(kāi)地面,求小物塊A開(kāi)始下落時(shí)距小物塊B的高度。
青白江高三0.5診物理
一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題。
1. 是碳的一種具有放射性的同位素,其半衰期約為5730年,衰變方式為β衰變。被廣小泛應(yīng)用于文物年代鑒定和作為示蹤劑,在農(nóng)業(yè)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 發(fā)生β衰變后變成
B. 衰變過(guò)程要吸收大量能量
C. 的半衰期不隨原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部狀態(tài)改變
D 10個(gè)原子經(jīng)過(guò)5730年還剩余5個(gè)沒(méi)有發(fā)生衰變
【答案】C
【解析】
詳解】A.發(fā)生β衰變后變成,故A錯(cuò)誤;
B.衰變過(guò)程要放出大量能量,故B錯(cuò)誤;
C.的半衰期不隨原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部狀態(tài)改變。故C正確;
D.半衰期是大量統(tǒng)計(jì)得到的規(guī)律,所以10個(gè)原子經(jīng)過(guò)5730年不一定還剩余5個(gè)沒(méi)有發(fā)生衰變,故D錯(cuò)誤。
故選C。
2. 遙控小汽車(chē)沿某一方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)它通過(guò)某一位置P點(diǎn)時(shí)取t=0,得到它們圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 遙控小汽車(chē)加速度大小為4m/s2
B. 遙控小汽車(chē)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度大小為1m/s
C. t=2s時(shí),遙控小汽車(chē)速度大小為3 m /s
D. 第2s內(nèi)遙控小汽車(chē)位移大小為5.5 m
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間公式
兩邊同時(shí)除以時(shí)間可得
通過(guò)與圖像對(duì)比可知,圖像的斜率等于,縱軸截距等于,所以有
可得t=0時(shí)遙控小汽車(chē)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度大小為
AB錯(cuò)誤;
C.根據(jù)前面分析可得t=2s時(shí),遙控小汽車(chē)速度大小為
C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)公式得第2s內(nèi)遙控小汽車(chē)位移大小為
D正確。
故選D。
3. 中國(guó)于2024年9月25日8時(shí)44分,向太平洋相關(guān)公海海域成功發(fā)射了一枚攜帶訓(xùn)練模批彈頭的洲際彈道導(dǎo)彈,導(dǎo)彈準(zhǔn)確落入預(yù)定海域。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)主要用于運(yùn)動(dòng)物體(如汽車(chē)、飛機(jī)、導(dǎo)彈等)與空氣之間作用力的分析和研究。在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中,將兩個(gè)完全相同的小球用兩段輕線連接后懸掛于天花板頂部,兩球受到的水平風(fēng)力相同。兩小球處于穩(wěn)定時(shí),實(shí)際形態(tài)最接近的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】設(shè)上端繩子與豎直方向的夾角為,風(fēng)力為,對(duì)整體受力分析,受力平衡,由矢量三角形有
設(shè)下端繩子與豎直方向的夾角為,對(duì)下面的小球受力分析,受力平衡,由矢量三角形有
可知
由此可知,繩子與豎直方向的夾角相同,即兩球在同一條傾斜直線上。
故選B。
4. 某物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中某點(diǎn)以的初速度水平向右拋出,受到水平向左的恒力作用,時(shí)物體經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)正下方位置,時(shí)物體剛好落到水平地面上,不計(jì)空氣阻力,重力加速度取。則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 物體在空中做自由落體運(yùn)動(dòng)
B. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體距離拋出點(diǎn)的水平距離最大為
C. 物體經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)正下方的瞬時(shí)速度大小為
D. 物體在水平地面的落點(diǎn)到拋出點(diǎn)的距離為
【答案】C
【解析】
【詳解】A.初速度水平向右,受水平向左的恒力作用在水平方向上做勻變速運(yùn)動(dòng),豎直方向上初速度為零,僅受重力作用,豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)由這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)組成,物體做曲線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.經(jīng)時(shí)物體經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)正下方位置,可知水平方向上在末物體的速度減為零,然后水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng),物體向右距離拋出點(diǎn)的水平距離最大為
向左距離拋出點(diǎn)的最大水平距離為
因?yàn)?br>解得
運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體距離拋出點(diǎn)的水平距離最大為,故B錯(cuò)誤;
C.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)至拋出點(diǎn)正下方時(shí),水平速度為
豎直速度
合速度大小為,C正確;
D.物體在水平地面的落點(diǎn)豎直高度為
距離拋出點(diǎn)水平距離為,所以其到拋出點(diǎn)的距離為
D錯(cuò)誤。
故選C。
5. 如圖所示OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面,OD為直徑,一束由紫光和紅光組成的復(fù)色光沿AO方向從真空射入玻璃,紫光、紅光分別從B、C點(diǎn)射出。設(shè)紫光由O到B的傳播時(shí)間為,紅光由O到C的傳播時(shí)間為,關(guān)于和關(guān)系正確的是( )
A. B. C. D. 無(wú)法判斷
【答案】B
【解析】
【詳解】設(shè)任一光線的入射角為i,折射角為r,光在玻璃中傳播的路程是s,半圓柱的半徑為R;光在玻璃中的速度為
由幾何知識(shí)得
則光在玻璃傳播時(shí)間為
根據(jù)折射定律可得
nsinr=sini

由題意可知,入射角i相同,R、c為定值,所以紫光和紅光在玻璃中傳播的時(shí)間t相等,即
故選B。
6. 2024年10日21時(shí)50分,中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)高軌星03星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。已知高軌衛(wèi)星03星繞地球近似做圓周運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星距離地面高度為h,環(huán)繞周期為T(mén),已知引力常量為G,地球半徑為R。則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 03星運(yùn)行線速度大于7.9km/s
B. 03星運(yùn)行的線速度大小為
C. 地球的質(zhì)量為
D. 地球的密度為
【答案】C
【解析】
【詳解】A.根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有
軌道越高,線速度越小,解得03星的線速度大小為
小于第一宇宙速度,A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)線速度的定義可知,03星的線速度大小為
B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有
解得地球的質(zhì)量為
C正確;
D.地球的體積為
所以地球的密度為
D錯(cuò)誤。
故選C。
7. 如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線一端固定在O點(diǎn),另一端連著質(zhì)量為m的鋼球(細(xì)線剛好拉直),將鋼球從與O點(diǎn)等高處?kù)o止釋放,鋼球在豎直平面沿圓周運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)正下方過(guò)程中,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 鋼球速率增加得越來(lái)越快
B. 細(xì)線上拉力最大為2mg
C. 當(dāng)小球下落至細(xì)線與水平方向夾角為45°時(shí),重力功率最大
D. 重力最大功率為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.對(duì)小球受力分析正交分解,由牛頓第二定律可知,切向加速度為
鋼球下擺的過(guò)程中,變大,故切向加速度減小,即鋼球的速率增加的越來(lái)越慢,A錯(cuò)誤;
B.鋼球下擺到最低點(diǎn)時(shí),繩的拉力最大,在最低點(diǎn)由牛頓第二定律有
鋼球從釋放到最低點(diǎn)的過(guò)程中由機(jī)械能守恒有
聯(lián)立解得,繩的拉力最大值為
B錯(cuò)誤;
CD.由重力功率的表達(dá)式
由機(jī)械能守恒有
聯(lián)立解得
由數(shù)學(xué)知識(shí)可知,當(dāng)
時(shí),重力的瞬時(shí)功率有最大值,最大值為,C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求。全都選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。
8. 一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸傳播,圖是時(shí)刻的波形圖;P是介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn),其振動(dòng)圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 波速為2m/s
B. 波向左傳播
C. 質(zhì)點(diǎn)P在0~7s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為70cm
D. 處的質(zhì)點(diǎn)在時(shí)速度方向沿y軸負(fù)方向
【答案】AB
【解析】
【詳解】A.由波形圖可知,波長(zhǎng)為
由振動(dòng)圖像可知,周期為
根據(jù)波速、波長(zhǎng)與周期的公式可知波速為
A正確;
B.由振動(dòng)圖像可知P質(zhì)點(diǎn)在時(shí)正在從平衡位置向下振動(dòng),根據(jù)同側(cè)法可知,波的傳播方向?yàn)橄蜃髠鞑?,B正確;
C.振動(dòng)周期為,由圖可知時(shí)刻,P質(zhì)點(diǎn)正在平衡位置向下振動(dòng),所以P質(zhì)點(diǎn)在0~7s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為
C錯(cuò)誤;
D.時(shí)處的質(zhì)點(diǎn)正處在波峰,振動(dòng)周期為,故時(shí),該質(zhì)點(diǎn)正處在負(fù)的位移最大處,速度為零,D錯(cuò)誤。
故選AB。
9. 中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)軌系統(tǒng),是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,已知、、三顆衛(wèi)星均做圓周運(yùn)動(dòng),是地球同步衛(wèi)星,則( )
A. 衛(wèi)星的角速度小于的角速度
B. 衛(wèi)星的加速度大于的加速度
C. 衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度
D. 衛(wèi)星的周期等于24h
【答案】AD
【解析】
【詳解】A.根據(jù)
可得
的軌道半徑大于的軌道半徑,因此衛(wèi)星的角速度小于的角速度,故A正確;
B.根據(jù)
可知的軌道半徑與的軌道半徑相等,因此衛(wèi)星的加速度等于的加速度,故B錯(cuò)誤;
C.設(shè)地球的半徑為,則第一宇宙速度為
根據(jù)
可得
的軌道半徑大于地球半徑,因此衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)
可得運(yùn)行周期為
的軌道半徑與的軌道半徑相等,衛(wèi)星的周期等于的周期,為24h,故D正確。
故選AD。
10. 如圖所示,用鉸鏈將三個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B、C與兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)輕桿相連, B、C置于水平地面上.在輕桿豎直時(shí),將A由靜止釋放,B、C在桿的作用下向兩側(cè)滑動(dòng),三小球始終在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng).忽略一切摩擦,重力加速度為g.則此過(guò)程中( )
A. 球A的機(jī)械能一直減小
B. 球A落地的瞬時(shí)速度為
C. 球B對(duì)地面的壓力始終等于
D. 球B對(duì)地面的壓力可小于mg
【答案】BD
【解析】
【詳解】A:設(shè)A球下滑時(shí),左側(cè)桿與豎直方向夾角為,則,AB用鉸鏈相連,則,當(dāng)A下落到最低點(diǎn)時(shí),B的速度為零,中間過(guò)程中B的速度不為零;同理可得,當(dāng)A下落到最低點(diǎn)時(shí),C的速度為零,中間過(guò)程中C的速度不為零.ABC三者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,中間過(guò)程B、C的動(dòng)能不為零,A到最低點(diǎn)時(shí),B、C的動(dòng)能為零;則球A的機(jī)械能不是一直減?。蔄項(xiàng)錯(cuò)誤.
B:當(dāng)A下落到最低點(diǎn)時(shí),B、C的速度為零,對(duì)三者組成的系統(tǒng),A由靜止釋放到球A落地過(guò)程,應(yīng)用機(jī)械能守恒得:,解得:球A落地的瞬時(shí)速度.故B項(xiàng)正確.
C:球A加速下落時(shí),三者組成的系統(tǒng)有向下的加速度,整體處于失重狀態(tài),球B、C對(duì)地面的壓力小于.故C項(xiàng)錯(cuò)誤.
D:在A落地前一小段時(shí)間,B做減速運(yùn)動(dòng),桿對(duì)B有斜向右上的拉力,則球B對(duì)地面的壓力小于.故D項(xiàng)正確.
綜上,答案為BD.
三、非選擇題:本題共5小題,共54分。
11. 某實(shí)驗(yàn)小組以學(xué)校豎直圍墻為背景來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,將質(zhì)量為m的鋼球用彈射裝置沿平行于墻面水平彈出后,同時(shí)用攝像機(jī)記錄鋼球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,通過(guò)視頻回放描繪出鋼球的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,以A為坐標(biāo)原點(diǎn),水平向右為x軸正方向,豎直向下為y軸正方向,建立直角坐標(biāo)系,已知磚塊的寬為,長(zhǎng)為寬的n倍,不計(jì)空氣的阻力,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,回答下列問(wèn)題。
(1)彈射裝置對(duì)鋼球所做的功W= __________
(2)彈射裝置彈射口的位置坐標(biāo)為_(kāi)_________,__________
(3)鋼球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度與水平方向之間夾角的正切值為_(kāi)__________
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3)
【解析】
【小問(wèn)1詳解】
鋼球做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),有
豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)有
聯(lián)立解得
由動(dòng)能定理可得彈射裝置對(duì)鋼球所做的功為
【小問(wèn)2詳解】
由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可知B點(diǎn)的豎直方向速度為
故運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為
所以拋出點(diǎn)到B點(diǎn)的豎直高度為
可知,拋出點(diǎn)縱坐標(biāo)為;
水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),有拋出點(diǎn)距B點(diǎn)的水平距離為
可知,拋出點(diǎn)的橫坐標(biāo)為。
【小問(wèn)3詳解】
設(shè)速度與水平方向的夾角為,位移與水平方向的夾角為,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),有
則鋼球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度與水平方向之間夾角的正切值為
12. 如圖甲是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置。小圓柱由一根不可伸長(zhǎng)的輕繩拴住,輕繩另一端固定。將輕繩拉至水平后由靜止釋放。在最低點(diǎn)附近放置一組光電門(mén),測(cè)出小圓柱運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的擋光時(shí)間,再用游標(biāo)卡尺測(cè)出小圓柱的直徑d,如圖乙所示,重力加速度為g。則:
(1)小圓柱的直徑d=________cm。
(2)測(cè)出懸點(diǎn)到小圓柱重心的距離l,若等式gl=__________成立,說(shuō)明小圓柱下擺過(guò)程機(jī)械能守恒。
(3)若在懸點(diǎn)O安裝一個(gè)拉力傳感器,測(cè)出輕繩上的拉力F,則要驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式還需要測(cè)量的物理量是________________(用文字和字母表示),若等式F=____________成立,則可驗(yàn)證向心力公式。
【答案】 ①. ②. ③. 小圓柱的質(zhì)量 ④.
【解析】
【詳解】(1)[1]游標(biāo)卡尺的讀數(shù)即小圓柱的直徑為
(2)[2]小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度
根據(jù)機(jī)械能守恒定律得
所以只需要驗(yàn)證

就說(shuō)明小圓柱下擺過(guò)程機(jī)械能守恒。
(3)[3][4]若測(cè)量出小圓柱的質(zhì)量,在最低點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律
若等式
成立,則可驗(yàn)證向心力公式,可知需要測(cè)量小圓柱的質(zhì)量。
13. 一輛汽車(chē)從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知在3s內(nèi)經(jīng)過(guò)相距30m的A、B兩點(diǎn),汽車(chē)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為13m/s。如圖所示,求:
(1)汽車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大?。?br>(2)A點(diǎn)與出發(fā)點(diǎn)間的距離。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小問(wèn)1詳解】
設(shè)汽車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大小為,根據(jù)
代入數(shù)據(jù)解得
【小問(wèn)2詳解】
汽車(chē)的加速度大小為
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移速度公式可得
解得A點(diǎn)與出發(fā)點(diǎn)間的距離為
14. 一貨物傳送裝置如圖所示,由傾角為θ=37°表面粗糙的固定斜槽和足夠?qū)挼乃絺魉蛶ЫM成,斜槽與傳送帶垂直,末端與傳送帶在同一水平面上且相互靠近。傳送帶以恒定速度向前方運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一質(zhì)量可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,從距離斜槽底端為的頂點(diǎn)A處無(wú)初速度釋放,物塊通過(guò)斜槽底端銜接處速度大小不變,物塊最終相對(duì)傳送帶靜止。(已知物塊與斜槽間的動(dòng)摩擦因數(shù),物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8)。試求:
(1)物體在斜槽上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)物塊滑上傳送帶時(shí)受到的摩擦力大小及方向;
(3)若物塊在傳送帶上相對(duì)滑動(dòng)時(shí)可以留下痕跡,則痕跡的長(zhǎng)度為多少?
【答案】(1)
(2),摩擦力方向與傳送帶方向的夾角向左
(3)
【解析】
【小問(wèn)1詳解】
物塊在斜槽上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),受力分析由牛頓第二定律有
由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)得
聯(lián)立解得物體在斜槽上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
【小問(wèn)2詳解】
由運(yùn)動(dòng)學(xué)可知物塊滑上傳送帶時(shí)的速度為
此時(shí)物塊與傳送帶間存在滑動(dòng)摩擦力,由滑動(dòng)摩擦力的公式為
滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反,以傳送帶為參考系,則物塊相對(duì)傳送帶的速度為
物塊相對(duì)傳送帶的速度方向和摩擦力方向如圖所示
由幾何關(guān)系可知
所以
即摩擦力方向與傳送帶方向的夾角向左
【小問(wèn)3詳解】
以傳送帶為參考系,物塊在傳送帶上的加速度大小為
則貨物在傳送帶上留下的痕跡長(zhǎng)度為
15. 如圖所示,三個(gè)相同的物塊A、B、C,質(zhì)量均為m,小物塊C放置在水平地面上,小物塊B和小物塊C在豎直方向上通過(guò)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連,小物塊A在小物塊B的正上方,開(kāi)始時(shí)A、B、C均靜止?,F(xiàn)讓小物塊A從距小物塊B高h(yuǎn)處自由下落,小物塊A、B碰后一起向下運(yùn)動(dòng)。已知彈簧的彈性勢(shì)能可表示為,為彈簧的勁度系數(shù),為彈簧的形變量,重力加速度為g。
(1)求小物塊A、B碰后瞬時(shí)速度的大?。?br>(2)求小物塊B向下運(yùn)動(dòng)的最大位移;
(3)若小物塊B向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),小物塊C恰好離開(kāi)地面,求小物塊A開(kāi)始下落時(shí)距小物塊B的高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小問(wèn)1詳解】
物塊A從靜止釋放到與B碰前,由機(jī)械能守恒有
A與B碰撞過(guò)程,由動(dòng)量守恒有
聯(lián)立解得小物塊A、B碰后瞬時(shí)速度的大小為
【小問(wèn)2詳解】
初始時(shí)刻,B靜止,設(shè)此時(shí)彈簧的壓縮量為,由受力平衡有
小物塊A、B一起運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中發(fā)生的位移大小為,由能量守恒定律得
聯(lián)立解得向下運(yùn)動(dòng)的最大位移為
【小問(wèn)3詳解】
C剛好離開(kāi)地面,對(duì)C受力分析,有
即此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為,設(shè)小物塊A開(kāi)始下落時(shí)距小物塊B的高度為,則物塊A從靜止釋放到與B碰前,由機(jī)械能守恒有
A與B碰撞過(guò)程,由動(dòng)量守恒有
聯(lián)立解得小物塊A、B碰后瞬時(shí)速度的大小為
A、B在彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)分離,此時(shí)物塊速度為,由能量守恒有
分開(kāi)后,物塊B向上到最高點(diǎn)過(guò)程中,由能量守恒有
聯(lián)立解得小物塊A開(kāi)始下落時(shí)距小物塊B的高度為

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