树德中学高2021级高三上学期11月阶段性测试理科综合试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mg-24
第Ⅰ卷
二、选择题:(本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 某时刻b车经过a车,同时a车由静止开始运动,从该时刻开始计时,它们的v-t图像如图,已知两车始终在同一直线上运动,且超车时两者运动不受影响。则下列关于两车运动情况说法正确的( )
A. t=1.5s时a车在b车前方
B. 前2s内两辆车运动方向相反
C. 整个过程两车可以相遇两次
D. 整个过程中两车间最大距离为75m
【答案】D
【解析】
【详解】B.由v-t图像可知前2s内a车和b车运动方向均为正,故B错误;
C.由图像可知a车加速时的加速度为
b车的加速度为
由运动学公式,两车相遇时位移相同,有
其中,,,解得
在2s相遇后两车均做匀减速直线运动,减速的加速度相同,则b车再也不能追上a车,故整个过程两车只能相遇一次,故C错误;
A.在时a车追上b车,则t=1.5s时a车还在b车后方,故A错误;
D.由图像可知,两车速度相等,即在时两车第一次相距最远为
而两车都停下来后第二次距离最远为
故整个过程中两车间最大距离为75m,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,圆弧槽固定在水平地面上,用推力F推动光滑小球由A点向B点缓慢移动,第一次推动过程中,力F的方向始终保持水平;第二次推动过程中,力F的方向始终沿圆弧的切线方向.则下列说法正确的是( )
A. 第一次推动过程中,推力F逐渐变大,圆弧槽对小球的支持力逐渐变小
B. 第一次推动过程中,地面对圆弧槽的支持力不变,地面对圆弧槽的摩擦力不变
C. 第二次推动过程中,推力F逐渐减小,圆弧槽对小球的支持力逐渐变小
D. 第二次推动过程中,地面对圆弧槽的支持力逐渐变小,地面对圆弧槽的摩擦力先变大后变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.设小球与O点连线与竖直方向的夹角为θ,小球质量为m,圆弧槽质量为M,圆弧对小球的支持力为N,地面对圆弧槽的支持力为,地面对圆弧槽的摩擦力为f,则第一次推动过程中,对小球受力分析如图所示
小球由A点向B点缓慢移动,可知小球受力平衡,重力和推力合成后,有
小球从A缓慢移动至B点时,θ越来越大,则推力为
可知θ越来越大,推力越来越大;另外支持力为
可知θ越来越大,支持力越来越大,故A错误;
B.对圆弧槽与小球整体分析,θ越来越大,竖直方向满足
可知,无论θ变化与否,地面对圆弧槽的支持力不变;另外由于整体受力平衡,水平方向满足
由于θ越来越大,推力越来越大,所以地面对圆弧槽的摩擦力越来越大,故B错误;
C.第二次推动过程中,对小球受力分析如图所示
推力F始终与圆弧对小球的支持力N垂直,小球受力平衡,重力和推力合成后,有
θ越来越大,则推力F越来越大,支持力N越来越小,故C错误;
D.对圆弧槽与小球整体分析,θ越来越大,水平方向由平衡关系式
可知地面对圆弧槽的摩擦力先增大后减小;竖直方向由平衡关系式
可知地面对圆弧槽的支持力逐渐变小,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,从竖直圆上顶点A到圆周上的C、D两点建两条光滑的直轨道,AB是该圆的直径。让两个质量相同的小球从A点由静止开始分别沿AC、AD滑行到圆上的C、D两点。设AC、AD与AB的夹角分别为和,下列结论正确的是( )
A. 沿AD轨道运动的小球先到达圆上
B. 沿AC轨道运动小球的动量变化率大
C. 运动到C、D两点过程中,沿AD轨道运动的小球所受支持力冲量更大
D. 到达C、D两点时,两个小球的的合外力的冲量之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据几何关系,光滑的直轨道长度为
由牛顿第二定律有
由运动学公式有
联立解得
可知,运动时间与无关,则小球同时滑行到圆上的C、D两点,故A错误;
B.由动量定理有
则小球的动量变化率
可知,沿轨道运动小球的动量变化率大,故B错误;
C.根据题意,运动过程中,小球所受支持力冲量为
可知,沿AC轨道运动的小球所受支持力冲量更大,故C错误;
D.两个小球的的合外力的冲量之比为
故D正确。
故选D。
4. 一高层建筑内电梯从静止开始沿竖直方向运行,一个的乘客与电梯一起运动,取向上为正方向,其加速度随时间变化的图像如图所示,。则下列说法正确的是( )
A. 时间内电梯内的乘客处于失重状态
B. 时间内电梯对乘客做负功
C. 时电梯对乘客做功的功率为
D. 时间内电梯对乘客做正功
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,由图可知,电梯匀加速上升,末,电梯的速度为
加速度为0,则内电梯匀速上升,内,加速度为负,电梯匀减速上升,速度变化量大小为
则末电梯静止,直到,电梯开始加速下降,直到,加速度为0,开始匀速下降
A.时间内电梯内的乘客加速度为0,既不处于超重状态也不处于失重状态,故A错误;
B.内,电梯匀减速上升,电梯对乘客做正功,故B错误;
C.时,电梯的速度为,则电梯对乘客的支持力为
则电梯对乘客做功的功率为
故C正确;
D.时间内电梯加速下降,电梯对乘客做负功,故D错误。
故选C。
5. A、B、C、D四个物体通过轻绳和轻弹簧按如图所示方式连接,已知A、C的质量为2m,B、D的质量为m,重力加速度为g。四个物体处于静止状态,下列有关表述正确的是( )
A. 突然剪断B、C间绳后的瞬间,A的加速度为零
B. 突然剪断B、C间绳后的瞬间,B的加速度为
C. 突然剪断A、B间绳后的瞬间,C的加速度为
D. 突然剪断A、B间绳后的瞬间,D的加速度为g
【答案】C
【解析】
【详解】AB.突然剪断B、C间的绳子,BC间绳的拉力突变为零,而CD间弹簧的弹力保持不变,将AB整体可得
解得
故AB错误;
CD.初始时由平衡条件可得弹簧的弹力
突然剪断B、C间的绳子,BC间绳的拉力突变为零,而CD间弹簧的弹力保持不变,可知D的受力情况保持不变,则
对C
解得
故C正确,D错误。
故选C。
6. 飞天揽月,奔月取壤,“嫦娥五号”完成了中国航天史上一次壮举。如图所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图;I是地月转移轨道,II、III是绕月球运行的椭圆轨道,IV是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道II的远月点和近月点。已知圆轨道IV到月球表面的距离为h,月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,不考虑月球的自转。下列关于“嫦娥五号”的说法正确的是( )
A. 由I轨道进入II轨道,需在P处向后喷气
B. 在II轨道上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度
C. 由题中已知条件,可以推知月球的密度
D. 在IV轨道上绕月运行的速度大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由I轨道进入II轨道,需要制动减速,需在P处向前喷气。A错误;
B.由
得
P点到月心的距离大于Q点到月心的距离,在II轨道上稳定运行时经过P点的加速度小于经过Q点的加速度。B错误;
C.设月球表面有一个质量为的物体,根据万有引力等于重力
在月球表面时,有
得,月球的质量
则地球的平均密度
D. “嫦娥五号”在Ⅳ轨道上绕月运行时,有
解得速度大小为
故D正确。
故选CD。
7. 如图,水平圆形转盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A、B、C,质量分别为m、2m、3m,物块A叠放在B上,B、C到转盘中心O的距离分别为3r、2r。B、C间用一轻质细线相连,圆盘静止时,细线刚好伸直无拉力。已知B、C与圆盘间的动摩擦因数为,A、B间动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若A和B发生相对滑动,则A将会瞬间滑离。重力加速度为g,现让圆盘转动的角速度从0开始缓慢增加,则( )
A. 当时,细线上开始有拉力
B 当时,A即将相对B开始滑动
C. 在从增加到的过程中,C受到圆盘的摩擦力逐渐增大
D. 在增大到后的一段时间内,圆盘对B、C的摩擦力大小始终相等
【答案】BD
【解析】
【详解】A.对AB整体,设细线上的拉力为T1,由牛顿第二定律,则有
当时,代入数据解得
可知当时,细线上已经有拉力,A错误;
B.对小物体A,由牛顿第二定律,则有
当时,代入数据解得
A与B之间的最大静摩擦力
则有小物体A随圆盘转动所需向心力大小等于A受B的最大静摩擦力,可知当时,A即将相对B开始滑动,B正确;
C.对小物体C,由牛顿第二定律,则有
当=时,代入上式可得
对AB整体,当=时,所需要向心力,
AB整体与圆形转盘间的最大静摩擦力
可知此时细线上没有拉力,则小物体C与圆盘间的静摩擦力大小是,由题意可知,当时,则A将会瞬间滑离B,此时B所需向心力
此时细线上的拉力
小物体C所需向心力
此时小物体C与圆盘间的静摩擦力
可知在从增加到的过程中,C受到圆盘的摩擦力不是逐渐增大,C错误;
D.在增大到后,A已滑离B,对B由牛顿第二定律,则有
对C由牛顿第二定律,则有
可知在增大到后的一段时间内,圆盘对B、C的摩擦力大小始终相等,D正确。
故选BD。
8. 如图所示,现将一长为L、质量为m且分布均匀的金属链条通过装有传送带的斜面输送到高处。斜面与传送带靠在一起连成一直线,与水平方向夹角为,斜面光滑,链条与传送带之间的动摩擦因数为常数。传送带以足够大的恒定速率顺时针转动。已知链条处在斜面或者传送带上任意位置时,支持力都均匀作用在接触面上。将链条放在传送带和斜面上,将位于传送带部分的长度记为x,当时,链条恰能保持静止。现将链条从的位置由静止释放,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 链条与传送带之间的动摩擦因数
B. 释放瞬间链条的加速度为
C. 链条从的位置静止释放,到完全进入传送带的瞬间,速度大小
D. 链条从的某一位置静止释放,到完全进入传送带的过程中,链条增加的机械能一定小于链条和传送带间的摩擦生热
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.将位于传送带部分的长度记为x,当时,链条恰能保持静止,则有
可得,链条与传送带之间的动摩擦因数为
故A正确;
B.链条从的位置由静止释放,则根据牛顿第二定律有
可得,释放瞬间链条的加速度为
故B错误;
C.从x的位置释放瞬间,链条受到的合力为
可知,链条受到的合力大小随着链条进入传送带的长度x的增大而均匀增大的,则链条从的位置静止释放时的合力大小为
链条完全进入传送带的瞬间的合力大小为
根据动能定理可得
解得,链条完全进入传送带的瞬间速度大小为
故C正确;
D.从x的位置释放瞬间,链条受到的摩擦力为
可知,链条受到的摩擦力大小随着链条进入传送带的长度x的增大而均匀增大的,设链条的位移为,则根据功能关系有,从某一位置静止释放,到完全进入传送带的过程中,链条增加的机械能为
设传送带与链条的相对位移为,链条和传送带间摩擦产生的内能为
由上述分析可知,链条受到的合力随着x的增大而增大,则链条运动的加速度随时间的增加而增大,故链条做加速度增大的加速运动,而传送带是匀速转动,其速度与时间关系的大致图像如下图所示
由图可知,传送带与链条的相对位移一定大于链条的位移,则有,故D正确。
故选ACD。
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。考生根据要求做答。
9. 一个实验小组用“伏安法”测量某材料的电阻,做实验之前,小组成员先在网上查阅资料,发现该材料的电阻大约在6Ω左右,并设计出用伏安法测电阻的a图、b图两幅原理图,实验室中除了直流电源(电动势为3V,内阻约0.5Ω)、滑动变阻器(最大阻值为5Ω)、开关、导线外还有以下实验器材:
A. 电压表(量程3V,内阻约为2kΩ)
B. 电压表(量程15V,内阻约为10kΩ)
C. 电流表(量程0.6A,内阻为1Ω)
D. 电流表(量程100mA,内阻为0.5Ω)
(1)该实验小组在选择电压表时应选用________(填写器材前面的字母),在选择电流表时应选用________(填写器材前面的字母)。
(2)实验时,分别利用a图和b图,改变滑动变阻器阻值,分别得到两组U和I,利用计算机拟合成如图甲和乙两条直线,请分析乙直线对应的原理图为_______(填“a图”或“b图”)
(3)在c图中,和分别表示甲、乙两直线的函数关系,比较甲、乙两种情况误差后,利用误差较小的一组数据,可得被测电阻的测量值为_______Ω(保留两位有效数字)
【答案】 ①. A ②. C ③. b图 ④. 5.9
【解析】
【详解】(1)[1]电源的电动势为,且该实验采用的是分压式接法,结合电表的选取原则可知,应选择最大量程为3V的电压表,即选择电压表;
[2]当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时,待测电阻两端的电压最大,根据直除法,粗略估算可得
即电流表应选择最大量程为0.6A。
(2)[3]可知c图中图线的斜率表示电阻的倒数,即斜率越大,表示的电阻越小,因此可知,乙图线表示的电阻更大,而分析可知,电流表的内阻为,待测电阻的阻值约为,阻值相差不大,因此若要测量误差小,应选择电流表的外接法,避免因电流表分压而使得测量误差增加,显然a电路图测量结果更准确,而b电路图测量结果偏大,因此c图中的乙图线应该对应的是电路图b。
(3)[4]根据以上分析可知,在c图所表示的两条图线中,甲图线所对应的测量结果更准确,而甲图线对应的函数关系为
即该图新的斜率为
而据之前分析可知,图线的斜率表示电阻的倒数,由此可知待测电阻的阻值为
10. 如图所示,气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过轻质动滑轮与拉力传感器相连,动滑轮下悬挂质量为m的钩码,滑块上遮光条宽度为d。实验时,滑块由静止释放,测得遮光条通过光电门的时间为△t,拉力传感器的读数为F。
(1)某同学在“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”实验时,记录滑块的初位置与光电门的距离L及挡光条通过光电门的时间△t,测得多组L和△t值。应用图像法处理数据时,为了获得线性图像应作___________图像(选填“L-”、“L ”或“L-”),该图像的斜率k=___________;
(2)该同学通过实验发现:绳子拉力F做功总大于滑块动能的变化量。若实验数据测量准确,出现该情况的可能原因是___________;
A.钩码质量m未远小于滑块质量M B.滑块运动过程中克服阻力做功
C.气垫导轨没有调节水平 D.没有考虑动滑轮的质量
(3)若用上述装置研究系统(含滑块、钩码)机械能守恒,设滑块由静止开始的释放点与光电门的距离为L、挡光条通过光电门的时间为△t,则满足关系式___________(用已知量符号表示)时,运动过程中系统机械能守恒。
【答案】 ①. L ②. ③. BC##CB ④.
【解析】
【详解】(1)[1]由动能定理
则
则为了获得线性图像应作图像;
[2]该图像的斜率
(2)[3]A.因此实验中应用了力传感器,则不需要钩码质量m远小于滑块质量M,选项A错误;
B.滑块运动过程中克服阻力做功,使得滑块动能的变化量小于绳子拉力F做的功,选项B正确;
C.气垫导轨没有调节水平,滑块要克服重力做功,使得滑块动能的变化量小于绳子拉力F做的功,选项C正确;
D.因此实验中应用了力传感器,则动滑轮的质量对实验无影响,选项D错误;
故选BC。
(3)[4]拉力对系统做功
W=mgL
滑块的速度
则钩码的速度为
则系统动能的增量
则若运动过程中系统机械能守恒,则满足关系式
11. 如图所示,粗糙水平面上有一根右端固定的轻弹簧,其左端自由伸长到b点,质量为2kg的滑块(可视为质点)从a点以初速度开始向右运动,与此同时,在滑块上施加一个大小为20N的水平恒力F,滑块将弹簧压缩至c点时,速度减小为零,然后滑块被反弹至d点时,速度再次为零。已知ab间的距离是2m,d是ab的中点,bc间的距离为0.5m,重力加速度g取,,,求:
(1)滑块与水平面间的动摩擦因数;
(2)弹簧的最大弹性势能。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)滑块从到又返回到的过程中,根据动能定理
解得
(2)滑块从到的过程,根据动能定理
又
联立解得
12. 如图所示,质量、长的木板静止在光滑水平面上,质量为的物块以初速度滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)若,物块滑出木板时,滑块和木板的速度大小;
(2)要使物块不滑离木板,恒力F的取值范围;
(3)若全过程中,滑块与木板摩擦产生的总热量为4J,则恒力F可能的取值是多少?
【答案】(1),;(2);(3)或
【解析】
【详解】(1)根据题意,由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
联立解得
,
或
,,
由于
该组解不合题意,舍去。
(2)对物块,由牛顿第二定律有
解得
当物块恰不从木板右端滑出时,设木板的加速度为,有
解得
,
对木板有
解得
当物块恰不从木板左端滑出时,对整体
解得
故的取值范围为
(3)两者之间摩擦产生的热量
解得
若物块从木板右端滑出
,
若物块从木板左端滑出,则两者最大的相对位移为,共速时有
解得
物块与木板共速前,对木板有
解得
【物理—选修3-4】
13. 一列简谐波在均匀介质中沿x轴传播,t=0.01s时的波形如图所示,其中x=1.0m处质点P的振动方程为,下列说法正确的是( )
A. 该波的周期为0.02s
B. 该波的传播速度为50m/s
C. 该波沿x轴正方向传播
D. t=0.01s时,x=2.0m处的质点Q向上振动
E. 从此时刻起,x=2.25m处的质点经过,运动的路程等于cm
【答案】ACE
【解析】
【详解】A.根据质点P的振动方程为可知
故A正确;
B.根据
故B错误;
C.根据质点P的振动方程为可知P点沿y轴正方向振动,由同侧法可得波沿x轴正方向传播,故C正确;
D.由于波沿x轴正方向传播,根据同侧法可知质点Q向下振动,故D错误;
E.根据图像可知波的传播方程为
x=2.25m处的质点所处的初始位置为
由于P点与Q点振动步调相反,根据图像可设x=2.25m处的质点振动方程为
质点经过所处的位置为
所以质点运动的路程等于cm。
故D正确。
故选ACE。
14. 如图所示,一个折射率、半径为R的玻璃球,O为其圆心。一束光从A点以入射角射入球体内部,光在真空中的传播速度为c、
(1)请通过计算说明光能否从玻璃球表面透出;
(2)光第一次经过A点后,经多次反射后第二次经过A点,求其间光在球内传播的时间。
【答案】(1)能;(2)
【解析】
【详解】(1)当光线由A点发生折射时,令光线的折射角为,有折射率
解得
即
可知,光在出射时的入射角均为30°,由于
故光能从玻璃球表面透出。
(2)光在球体内的传播速度
光在球内传播,如图所示
由几何关系知,光第一次经过点到第二次经过点经过的路程
光第一次经过点到第二次经过点所用的时间为
解得树德中学高2021级高三上学期11月阶段性测试理科综合试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mg-24
第Ⅰ卷
二、选择题:(本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 某时刻b车经过a车,同时a车由静止开始运动,从该时刻开始计时,它们的v-t图像如图,已知两车始终在同一直线上运动,且超车时两者运动不受影响。则下列关于两车运动情况说法正确的( )
A. t=1.5s时a车在b车前方
B. 前2s内两辆车运动方向相反
C. 整个过程两车可以相遇两次
D. 整个过程中两车间最大距离为75m
2. 如图所示,圆弧槽固定在水平地面上,用推力F推动光滑小球由A点向B点缓慢移动,第一次推动过程中,力F的方向始终保持水平;第二次推动过程中,力F的方向始终沿圆弧的切线方向.则下列说法正确的是( )
A. 第一次推动过程中,推力F逐渐变大,圆弧槽对小球支持力逐渐变小
B. 第一次推动过程中,地面对圆弧槽的支持力不变,地面对圆弧槽的摩擦力不变
C. 第二次推动过程中,推力F逐渐减小,圆弧槽对小球的支持力逐渐变小
D. 第二次推动过程中,地面对圆弧槽的支持力逐渐变小,地面对圆弧槽的摩擦力先变大后变小
3. 如图所示,从竖直圆上的顶点A到圆周上的C、D两点建两条光滑的直轨道,AB是该圆的直径。让两个质量相同的小球从A点由静止开始分别沿AC、AD滑行到圆上的C、D两点。设AC、AD与AB的夹角分别为和,下列结论正确的是( )
A. 沿AD轨道运动的小球先到达圆上
B. 沿AC轨道运动小球动量变化率大
C. 运动到C、D两点过程中,沿AD轨道运动的小球所受支持力冲量更大
D. 到达C、D两点时,两个小球的的合外力的冲量之比为
4. 一高层建筑内电梯从静止开始沿竖直方向运行,一个的乘客与电梯一起运动,取向上为正方向,其加速度随时间变化的图像如图所示,。则下列说法正确的是( )
A. 时间内电梯内的乘客处于失重状态
B. 时间内电梯对乘客做负功
C. 时电梯对乘客做功的功率为
D. 时间内电梯对乘客做正功
5. A、B、C、D四个物体通过轻绳和轻弹簧按如图所示方式连接,已知A、C的质量为2m,B、D的质量为m,重力加速度为g。四个物体处于静止状态,下列有关表述正确的是( )
A. 突然剪断B、C间绳后的瞬间,A的加速度为零
B. 突然剪断B、C间绳后的瞬间,B的加速度为
C. 突然剪断A、B间绳后瞬间,C的加速度为
D. 突然剪断A、B间绳后的瞬间,D的加速度为g
6. 飞天揽月,奔月取壤,“嫦娥五号”完成了中国航天史上一次壮举。如图所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图;I是地月转移轨道,II、III是绕月球运行的椭圆轨道,IV是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道II的远月点和近月点。已知圆轨道IV到月球表面的距离为h,月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,不考虑月球的自转。下列关于“嫦娥五号”的说法正确的是( )
A. 由I轨道进入II轨道,需在P处向后喷气
B. 在II轨道上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度
C. 由题中已知条件,可以推知月球的密度
D. 在IV轨道上绕月运行的速度大小为
7. 如图,水平圆形转盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A、B、C,质量分别为m、2m、3m,物块A叠放在B上,B、C到转盘中心O的距离分别为3r、2r。B、C间用一轻质细线相连,圆盘静止时,细线刚好伸直无拉力。已知B、C与圆盘间的动摩擦因数为,A、B间动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若A和B发生相对滑动,则A将会瞬间滑离。重力加速度为g,现让圆盘转动的角速度从0开始缓慢增加,则( )
A. 当时,细线上开始有拉力
B. 当时,A即将相对B开始滑动
C. 在从增加到的过程中,C受到圆盘的摩擦力逐渐增大
D. 在增大到后的一段时间内,圆盘对B、C的摩擦力大小始终相等
8. 如图所示,现将一长为L、质量为m且分布均匀的金属链条通过装有传送带的斜面输送到高处。斜面与传送带靠在一起连成一直线,与水平方向夹角为,斜面光滑,链条与传送带之间的动摩擦因数为常数。传送带以足够大的恒定速率顺时针转动。已知链条处在斜面或者传送带上任意位置时,支持力都均匀作用在接触面上。将链条放在传送带和斜面上,将位于传送带部分的长度记为x,当时,链条恰能保持静止。现将链条从的位置由静止释放,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 链条与传送带之间的动摩擦因数
B. 释放瞬间链条加速度为
C. 链条从的位置静止释放,到完全进入传送带的瞬间,速度大小
D. 链条从的某一位置静止释放,到完全进入传送带的过程中,链条增加的机械能一定小于链条和传送带间的摩擦生热
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。考生根据要求做答。
9. 一个实验小组用“伏安法”测量某材料的电阻,做实验之前,小组成员先在网上查阅资料,发现该材料的电阻大约在6Ω左右,并设计出用伏安法测电阻的a图、b图两幅原理图,实验室中除了直流电源(电动势为3V,内阻约0.5Ω)、滑动变阻器(最大阻值为5Ω)、开关、导线外还有以下实验器材:
A. 电压表(量程3V,内阻约为2kΩ)
B. 电压表(量程15V,内阻约为10kΩ)
C. 电流表(量程0.6A,内阻为1Ω)
D. 电流表(量程100mA,内阻为0.5Ω)
(1)该实验小组在选择电压表时应选用________(填写器材前面的字母),在选择电流表时应选用________(填写器材前面的字母)。
(2)实验时,分别利用a图和b图,改变滑动变阻器阻值,分别得到两组U和I,利用计算机拟合成如图甲和乙两条直线,请分析乙直线对应的原理图为_______(填“a图”或“b图”)
(3)在c图中,和分别表示甲、乙两直线的函数关系,比较甲、乙两种情况误差后,利用误差较小的一组数据,可得被测电阻的测量值为_______Ω(保留两位有效数字)
10. 如图所示,气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过轻质动滑轮与拉力传感器相连,动滑轮下悬挂质量为m的钩码,滑块上遮光条宽度为d。实验时,滑块由静止释放,测得遮光条通过光电门的时间为△t,拉力传感器的读数为F。
(1)某同学在“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”实验时,记录滑块的初位置与光电门的距离L及挡光条通过光电门的时间△t,测得多组L和△t值。应用图像法处理数据时,为了获得线性图像应作___________图像(选填“L-”、“L ”或“L-”),该图像的斜率k=___________;
(2)该同学通过实验发现:绳子拉力F做的功总大于滑块动能的变化量。若实验数据测量准确,出现该情况的可能原因是___________;
A.钩码质量m未远小于滑块质量M B.滑块运动过程中克服阻力做功
C.气垫导轨没有调节水平 D.没有考虑动滑轮的质量
(3)若用上述装置研究系统(含滑块、钩码)机械能守恒,设滑块由静止开始的释放点与光电门的距离为L、挡光条通过光电门的时间为△t,则满足关系式___________(用已知量符号表示)时,运动过程中系统机械能守恒。
11. 如图所示,粗糙的水平面上有一根右端固定的轻弹簧,其左端自由伸长到b点,质量为2kg的滑块(可视为质点)从a点以初速度开始向右运动,与此同时,在滑块上施加一个大小为20N的水平恒力F,滑块将弹簧压缩至c点时,速度减小为零,然后滑块被反弹至d点时,速度再次为零。已知ab间的距离是2m,d是ab的中点,bc间的距离为0.5m,重力加速度g取,,,求:
(1)滑块与水平面间的动摩擦因数;
(2)弹簧的最大弹性势能。
12. 如图所示,质量、长的木板静止在光滑水平面上,质量为的物块以初速度滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)若,物块滑出木板时,滑块和木板的速度大小;
(2)要使物块不滑离木板,恒力F的取值范围;
(3)若全过程中,滑块与木板摩擦产生的总热量为4J,则恒力F可能的取值是多少?
【物理—选修3-4】
13. 一列简谐波在均匀介质中沿x轴传播,t=0.01s时的波形如图所示,其中x=1.0m处质点P的振动方程为,下列说法正确的是( )
A. 该波的周期为0.02s
B. 该波的传播速度为50m/s
C. 该波沿x轴正方向传播
D. t=0.01s时,x=2.0m处的质点Q向上振动
E. 从此时刻起,x=2.25m处的质点经过,运动的路程等于cm
14. 如图所示,一个折射率、半径为R玻璃球,O为其圆心。一束光从A点以入射角射入球体内部,光在真空中的传播速度为c、
(1)请通过计算说明光能否从玻璃球表面透出;
(2)光第一次经过A点后,经多次反射后第二次经过A点,求其间光在球内传播的时间。