【文档说明】湖北省武汉外国语学校2024-2025学年高三上学期10月考试 物理 PDF版含解析(可编辑).pdf,共(17)页,2.972 MB,由管理员店铺上传
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1武汉外国语学校2024-2025学年度上学期10月阶段性诊断考试高三物理试卷命题教师:审题教师:考试时间:2024年10月10日考试时长:75分钟试卷满分:100分一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符
合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。1.目前,中国已建成2MW液态燃料钍基熔盐实验堆。该反应堆采用熔盐状态的钍-232作为增殖燃料,在热中子堆中把钍232转化为另外一种核燃料铀233,然后把铀233
分离出来返回堆中循环使用。反应堆工作原理如图所示,钍232(23290Th)吸收一个中子后会变成钍233,钍233不稳定,会经历β衰变成为镤233(23391Pa),23391Pa将再次经历β衰变成为铀233(23392U),成为新的增殖铀燃料。下列说
法正确的是A.23392U比23390Th多2个中子B.钍233的比结合能大于铀233的比结合能C.23391Pa变成23392U的核反应方程式为233233091921PaUeD.铀233的裂变方程
可能为nran1089361415610233923KBU2.一质点沿直线运动,下列所给的质点运动图像中,能反映运动质点回到初始位置的是3.图甲为太阳光穿过转动的六边形冰晶形成“幻日”的示意图,图乙为太阳光穿过六边形冰晶的过程,a、b是其中两种单色光的光路。下列说法正确的是()
A.从冰晶射入空气中发生全反射时,a光比b光的临界角大B.用同一装置做双缝干涉实验,a光比b光的干涉条纹窄C.可能a光为紫色,b光为红色D.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光比b光产生的光电子的最大初动能大{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgG
wEAMMAAAyBFABCA=}#}24.2024年6月4日7时38分,嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞,起飞后经过大约6分钟的飞行,来到近月点约15公里、远月点约180公里的上升目标轨道。此后,再经过几次轨道机动,进入高度约
210公里的环月圆轨道。在这里,“轨返组合体”(轨道器)正在环月停泊轨道的停泊位等待着上升器,完成交会对接。将样本转移至轨道器后,上升器圆满完成使命与轨道器分离,在控制下撞击月球,轨道器则携带样品返回地球。已知月球半径约为
地球半径的14,月球质量约为地球质量的181,地球的第一宇宙速度为7.9km/s,则A.上升器的发射速度至少要达到1.76km/sB.已在停泊轨道运行的轨道器从停泊位(如图)向后喷气加速,可实现与处在同一轨道上的上升器的对接C.载有月壤样本的轨道器在变
轨进入月地转移轨道时需要反向点火减速D.轨道器通过月地轨道返回地球时,速度会超过第二宇宙速度5.如图甲为生产流水线上的水平皮带转弯机,由一段直线皮带和一段圆弧皮带平滑连接而成,其俯视图如图乙所示,虚线ABC是皮带的中线,AB段(直线)长度L=3.2m,BC段
(圆弧)半径R=2m,中线上各处的速度大小均为v=1m/s。某次转弯机传送一个质量m=1kg的小物件时,将小物件轻放在直线皮带的起点A处,被传送至B处,滑上圆弧皮带上时速度大小不变,已知小物件与两皮带间的动摩擦因数均为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦
力,重力加速度g取210m/s。A.小物块刚放上传送带时,会受到传送带向前的静摩擦力B.小物块在到达B点前,在传送带上留下的划痕长度为0.25mC.小物件在到达B点时尚未达到匀速D.小物块在通过圆弧皮带时,会发生“打滑”现象6.如图所示,水
枪以v0=30m/s的速率对着墙壁,垂直的喷出截面积S=3.0×10-4m2的水柱。水柱与墙冲击后,向四周均匀飞溅形成一个半顶角060的圆锥面。已知飞溅的速率v=4.0m/s,水的密度为33/100.1mkg,则水柱对墙壁的冲击力为
A.252NB.288NC.306ND.270N{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}37.如图所示,一球门高1.8m,宽3m。在某次
比赛中,一同学在球门前2.0m处的О点将球射向球门,球在运动的最高点恰好击中球门横梁中点P。球经过横梁反弹后,垂直CD的速度分量大小变为原来的34,平行CD的速度分量不变,落在Q点。已知BO垂直AB,球的质量为0.4kg,重力加速度g取210m/s,则下列说法正确的是()A.球的初速度大小为
25m/s6B.落地时的速度大小为2.5m/sC.落地点Q与О的距离为37m2D.横梁对足球的冲量大小为2Ns8.目前,霍尔效应已被广泛应用于半导体材料的测试和研究中。例如应用霍尔效应测试半导体是电子型(电子移动)还是空穴型(正电荷移动),研究半导体内载流子浓度(即
单位体积内电荷数)的变化等。如图所示,在以下半导体霍尔元件中通以向右的电流,则下列说法正确的是A.若上表面电势较高,则该元件为电子型B.若上表面电势较高,则该元件为空穴型C.电流强度一定时,元件内载流子浓度越高,上下表面的电势差越大D.电流
强度一定时,元件内载流子浓度越低,上下表面的电势差越大9.如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=4S时的波形图,M、N是简谐波中的两个质点,横坐标分别为x=2m和x=8m,如图乙所示为质点N的振动图像A.
该列简谐波沿x轴正方向传播B.该列简谐波传播速度大小为0.5m/sC.从图甲时刻开始,再经过(4n+3)S(n=0,1,2……),M、N两点速度大小相等,方向相反D.从图甲时刻开始,再经过(4n+3)S(n=0,1,2……),M、N两
点速度大小相等,方向相同{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}410.如图所示,质量为M=2kg的木板AB静止放在光滑水平面上,木板右端B点处固定一根轻质弹簧,弹簧处于原长状态
时左端在C点,可视为质点的小木块质量也为M=2kg,静止放置在木板的左端;现对木板AB施加水平向左的恒力F=20N,0.5s时撤去恒力F,此时木块恰好到达弹簧自由端C处,此后的运动中没有超过弹簧的弹性限度。已知木板C点左侧部分与木块间的动摩擦因数为=0.2,C点右侧
部分光滑;取g=10m/s2。下列说法正确的是()A.恒力F对木板AB做功为20JB.C点到木板左端的距离为1.0mC.整个运动过程中,弹簧的最大弹性势能EP=17.0JD.整个运动过程中,系统产生的热量Q=6.
0J二、非选择题:本题共5小题,共60分。11.(8分)已知物体受到流体的阻力与其速度有关,物体运动速度越大,阻力也越大。某兴趣小组希望通过研究气球运动得到气球受空气阻力������与其运动速度v的定量关系。他们将一个体积很小的重物悬挂于气球下方,并用天平称得气球与重物的总质量为m。一名同学在
刻度尺的上方释放气球,另一名同学用手机在刻度尺前拍摄视频,并得到分帧照片,并求出气球匀速下降的速度。已知图甲中相邻两帧照片之间的时间间隔为T,������,���1……表示重物所在位置对应的刻度,气球体积为V0,空气密度为ρ,重力加速度为g,请回答以下问
题:(均用题目所给的字母表达)(1)为尽量精确得出������与v的关系,需要选择图甲中哪一段过程进行研究(用������,���1……表示);此时气球受空气阻力大小������=;(2)下图为该兴趣小组换用不同的重物重复多次实验,测出重物下落的位移,并由此计算出重物的运动速度v,得到如图乙所
示的图像,图像在纵轴上截距的物理意义是____________;若图像斜率为k0,则Ff与v的关系为______________。{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}
512.(10分)实验室有下列器材:A.待测电源E;B.电流表A;C.电阻箱2个;D.开关2个;导线若干;(1)某同学甲使用图(a)所示的电路测量待测电源的电动势和内阻。读出电流表A的电流I和电阻箱的示数R后,作出了RI1图像,得到图像的斜率为k,
截距为b,则待测电源的电动势为_________,。内阻为_________________(2)乙同学认为甲的测量结果有较大误差,原因是电流表有内阻。于是利用已有器材,增加了一个恒压源(输出电压恒定),设计了图(b)电路测量电流表的内阻。①闭合K1,断开K2,调节电阻箱R1使电流表
A满偏,记下此时R1的阻值;②闭合K2,保持R1不变,调节R2使电流表A半偏,记下此时R2的阻值,并发现并不满足R1>>R2,导致电路中的总电流不能认为恒定;③乙同学利用上述两个数据算出电流表A的阻值RA=______
____(3)将乙同学测量的电流表A的内阻代入甲同学的数据修正后,可得电源的真实电动势为E=__________;r=___________________。13.(10分)质量为m的薄木板静置于水平桌面上,左端与桌边对齐,
木板上放一质量也为m的小木块,木块与板的左端相距为���,桌面长为���,如图所示。已知各接触面之间的动摩擦因素均为μ,现有一水平恒力F作用于板上,将板从小木块下水平抽出,使小木块从薄木板上滑下后,恰好停
在桌面的右边缘而不掉下。已知重力加速度为g,求:(1)小木块的运动时间;(2)恒力F的大小。{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}614.(14分)一根绳子的两端分别固定在顶板和底板上,两固
定点位于同一竖直线上,相距为h。一质量为m的小球系于绳上某点,当小球两边的绳均被拉直时,两绳与铅垂线的夹角分别为02016030和,如图所示。当小球以一定的速度在水平面内作匀速圆周运动时,两绳均被拉直,已知重力加速度为g。试问:(1)若下面绳
子中的张力为零,则小球的速度为多大?(2)若小球的速度为(1)中的2倍,则上下两段绳中的张力各为多大?15.(18分)地上有质量分别为���、���、2���的三个小物块(大小不计),均用相同材料制成,物块置于三个区域的边界,各区域长度均为l,物块与各区域的动摩擦因数分别为���,2���,3�
��,最右侧为墙壁,区域Ⅰ左侧地面光滑。设发生的所有碰撞均为弹性碰撞,开始时最左侧物块有向右的初速度���,问:(1)当参数glv2满足什么条件时,最右侧物块不会向左运动进入区域II?(2)是否存在特定的glv2值,使得所有物块最后停
在同一位置?若存在,求出此值,并求出从开始运动到所有质点停止运动所经历的时间t;若不存在,给出理由。{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}武汉外国语学
校2024-2025学年度上学期10月阶段性诊断考试高三物理试卷参考答案一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全
部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。1.目前,中国已建成2MW液态燃料钍基熔盐实验堆。该反应堆采用熔盐状态的钍-232作为增殖燃料,在热中子堆中把钍232转化为另外一种核燃料铀233,然后把铀233分离出来返回堆中循环使用。反应堆工作原理如图
所示,钍232(23290Th)吸收一个中子后会变成钍233,钍233不稳定,会经历β衰变成为镤233(23391Pa),23391Pa将再次经历β衰变成为铀233(23392U),成为新的增殖铀燃料。下列说法正确的是()
A.23392U比23390Th多2个中子B.钍233的比结合能大于铀233的比结合能C.23391Pa变成23392U的核反应方程式为233233091921PaUeD.铀233的裂变方程可能为nran
1089361415610233923KBU【答案】C【详解】23392U比23390Th多2个质子,少两个中子,A错;钍233到铀233的过程会是释放能量,故钍233的比结合能小于铀233的比结合能,B错;方程nran1089361415610233923KBU
不满足质量数守恒,D错;故选C2.一质点沿直线运动,下列所给的质点运动图像中,能反映运动质点回到初始位置的是()【答案】D【详解】A、B均为单方向的直线运动,C反映质点末状态坐标为负,故选D3.图甲为太阳光穿过转动的六边形冰晶形成“幻日”的示
意图,图乙为太阳光穿过六边形冰晶的过程,a、b是其中两种单色光的光路。下列说法正确的是(){#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}A.从冰晶射入空气中发生全反射时,a光比b光的临界角大B.用同一装置做双缝干涉实验
,a光比b光的干涉条纹窄C.用同一装置做单缝衍射实验,a光的中央亮条纹宽度比b光窄D.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光比b光产生的光电子的最大初动能大【答案】A【详解】A.由图乙知在冰晶中a光的折射率
小于b光的折射率,由1sinCn可知,从冰晶射入空气中发生全反射时,a光的临界角大于b光的临界角,故A错误;B.因折射率abnn则频率abff根据cf可知波长ab由双缝干涉条纹间距公式Lxd可知,a光的干涉条纹比b光的宽,故B错误;C.单缝能使b光产生明显衍射,说明
单缝宽度小于或接近b光波长,由于a光波长大于b光波长,所以单缝宽度一定小于或接近a光波长,a光一定发生明显衍射,故C正确;D.由光电效应方程kmEhW可知,a光比b光产生的光电子的最大初动能小,故D错误。{#{QQABRQ4AogigAJA
AAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}4.2024年6月4日7时38分,嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞,起飞后经过大约6分钟的飞行,来到近月点约15公里、远月点约180公里的上升目标轨道。此后,再经过几次的轨道
机动,进入高度约210公里的环月圆轨道。在这里,“轨返组合体”(轨道器)正在环月停泊轨道的停泊位等待着上升器,完成交会对接。将样本转移至轨道器后,上升器圆满完成使命与轨道器分离,在控制下撞击月球,轨道器则携带样品
返回地球。已知月球半径约为地球半径的14,月球质量约为地球质量的181,地球的第一宇宙速度为7.9km/s,则()A.上升器的发射速度至少要达到1.76km/sB.已在停泊轨道运行的轨道器从停泊位(如图)向后喷气加速,可实现与处在同一轨道上的上升器的对接C.载
有月壤样本的返回器在变轨进入月地转移轨道时需要反向点火减速D.轨道器通过月地轨道返回地球时,速度会超过第二宇宙速度【答案】A【详解】A.根据万有引力提供向心力22MmvGmRR解得GMvR则有1428119MRvvvvMR月地月地地地月地故A正确;
B.使轨道器在停泊位置喷气加速,将会向高轨道运动,无法对接,故B错误;C.载有月壤样本的返回器在变轨进入月地转移轨道时需要点火加速,使返回器速度增大,向高轨道运动,故C错误D.月球轨道还在地球引力范围内,故卫星回到地球时,速度不可能大于第二宇宙速度,D错5.如图甲为生产流水线上的水
平皮带转弯机,由一段直线皮带和一段圆弧皮带平滑连接而成,其俯视图{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}如图乙所示,虚线ABC是皮带的中线,AB段(直线)长度L=3.2m,BC段(圆弧)半径
R=2m,中线上各处的速度大小均为v=1m/s。某次转弯机传送一个质量m=1kg的小物件时,将小物件轻放在直线皮带的起点A处,被传送至B处,滑上圆弧皮带上时速度大小不变,已知小物件与两皮带间的动摩擦因数均为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩
擦力,重力加速度g取210m/s。A.小物块刚放上传送带时,会受到传送带向前的静摩擦力B.小物块在到达B点前,在传送带上留下的划痕长度为0.25mC.小物件在到达B点时尚未达到匀速D.小物块在通过圆弧皮带时,会发生“打滑”现象【
答案】B【解析】物件在AB段加速mgma解得22m/sa加速至1m/sv时,根据22vas解得0.25m3.2ms(合理)在圆弧皮带上做圆周运动2vfmR解得m0.5N2Nffmg所以不打滑,且0.5Nf6.如图所示,水枪以v0=30m/s的速率
对着墙壁,垂直的喷出截面积S=3.0*10-4m2的水柱。水柱与墙冲击后,向四周均匀飞溅形成一个半顶角060的圆锥面。已知飞溅的速率v=4.0m/s,水的密度为33/100.1mkg,则水柱对墙壁的冲击力为{#{QQABRQ4Ao
gigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}A.252NB.288NC.306ND.270N【答案】B【详解】在垂直于墙壁方向,水反弹的速度大小为2m/s,由动量定理:)(211xvvtsvtF,得F=288N
,B对。7.如图所示,一球门高1.8m,宽3m。在某次比赛中,一同学在球门前2.0m处的О点将球射向球门,球在运动的最高点恰好击中球门横梁中点P。足球经过横梁反弹后,垂直CD的速度分量大小变为原来的34,平行CD的速度分量不变,落在Q点。已知BO垂直AB,球的质量为0
.4kg,重力加速度g取210m/s,则下列说法正确的是()A.球的初速度大小为25m/s6B.落地时的速度大小为2.5m/sC.落地点Q与О的距离为37m2D.横梁对足球的冲量大小为2Ns【答案】C【详解】略8.目前,霍尔效应已被广
泛应用于半导体材料的测试和研究中,例如应用霍尔效应测试半导体是电子型(电子移动)还是空穴型(正电荷移动),研究半导体内载流子浓度(即单位体积内电荷数)的变化等。如图所示,在以下半导体霍尔元件中通以向右的电流,则下列说法正确的是A.若上表面电势较高,则该元件
为电子型B.若上表面电势较高,则该元件为空穴型C.电流强度一定时,元件内载流子浓度越高,上下表面的电势差越大D.电流强度一定时,元件内载流子浓度越低,上下表面的电势差越大【答案】BD【详解】由左手定则不难判断,若载流子为正,则上表面电势较高,A错,B对;稳定时
:dUqqvB,BdvU{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}由nqsvI得,nqsIv代入上式得:nqsIBdU,显然浓度越低,电势差越大,D对C错9.如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐
横波在t=4S时的波形图,M、N是简谐波中的两个质点,横坐标分别为x=2m和x=8m,如图乙所示为质点N的振动图像A.该列简谐波沿x轴正方向传播B.该列简谐波传播速度大小为0.5m/sC.从图甲时刻开始,再经过(4n+3)S(n=0,1,2……),M、N两点速度大
小相等,方向相反D.从图甲时刻开始,再经过(4n+3)S(n=0,1,2……),M、N两点速度大小相等,方向相同【答案】AC【解析】(1)由于图甲为t=4S时的波形图,则在乙图中看质点N在t=4S时的振动情况,可知质点N向下振动;再回到甲图中结合波形可知该简谐波向x轴正方
向传播。(2)结合图甲的波形可知波长8m乙图的波形可知周期8sT则由vT解得波速为1m/sv(3)M点的位置坐标为2m,N点的位置坐标为8m,可知M、N中点R的位置坐标为5m。当R处在波峰或者波谷位置时,M、N两点速度大小相等方向相反,当R处在平衡
位置时,M、N两点速度大小相等方向相同,故经过(4n+3)S(n=0,1,2……),M、N两点速度大小相等,方向相反经过(4n+1)S(n=0,1,2……),M、N两点速度大小相等,方向相同10.如图所示,质量为M=2kg的木板AB静止放在光滑水平面上,
木板右端B点处固定一根轻质弹簧,弹簧处于原长状态时左端在C点,可视为质点的小木块质量也为M=2kg,静止放置在木板的左端;现对木板AB施加水平向左的恒力F=20N,0.5s时撤去恒力F,此时木块恰好到
达弹簧自由端C处,此后的运动中没有超过弹簧的弹性限度。已知木板C点左侧部分与木块间的动摩擦因数为=0.2,C点右侧部分光滑;取g=10m/s2。下列说法正确的是()A.恒力F对木板AB做功为20JB.C点到木板左端的距离为1.0mC.整个运动
过程中,弹簧的最大弹性势能EP=17.0J{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}D.整个运动过程中,系统产生的热量Q=6.0J【答案】AD【详解】略11.(8分)已知物体受到流体的阻力与其速度有关,物体运动速度越大,
阻力也越大。某兴趣小组希望通过研究气球运动得到气球受空气阻力������与其运动速度v的定量关系。他们将一个体积很小的重物悬挂于气球下方,并用天平称得气球与重物的总质量为m。一名同学在刻度尺的上方释放气球,另一名同学用手机在刻度尺前拍摄视频,并得到分帧照片。已知图中相邻两帧照片之间的时间间
隔为T,������,���1……表示重物所在位置对应的刻度,气球体积为V0,空气密度为ρ,重力加速度为g,请回答以下问题:(1)为尽量精确得出������与v的关系,需要选择哪段过程进行研究(用������,���1……表示);此时气
球受空气阻力大小������=;(2)下图为该兴趣小组换用不同的重物重复多次实验,测出重物下落的位移,并由此计算出重物的运动速度v,得到如图所示的图像,图像在纵轴上截距的物理意义是____________;若图像斜率为k0,则Ff
与v的关系为______________(均用题目所给的字母表达)。【答案】26~xx(或x3~x6,x4~x6)(2分)������=mg-ρgV0(2分)(2)ρV0(2分)gvkFf0(2分)【详解】(1)由图可知,从26xx气球做匀速运动,则为尽量精确得
出f与v的关系,需要选择26xx过程进行研究;此时气球匀速运动,受力平衡,即受空气阻力大小������=mg-ρgV0(2)运动速度大小由图可知m与v成正比关系,而������=mg,可知气球受空气阻力大小�
�����与其运动速度大小v成正比关系,纵轴上截距的物理意义是ρV012.(10分)实验室有下列器材:{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}A.待测电源EB.电流表A(内阻不可忽略);C.
电阻箱两个;D.开关2个;导线若干);(1)某同学甲使用如图所示的电路测量待测电源的电动势和内阻。读出电流表A的电流I和电阻箱的示数R后,作出了RI1图像,得到图像的斜率为k,截距为b,则待测电源的电动势为_
________,。内阻为_________________(2)乙同学认为甲的测量结果有较大误差,原因是电流表的内阻不可忽略。于是利用已有器材,增加了一个恒压源(输出电压恒定),设计了以下电路测量电流表的内阻。①闭合K1,断开K2,调节电阻箱R1使电流表A满偏,记下
此时R1的阻值;②闭合K2,保持R1不变,调节R2使电流表A半偏,记下此时R2的阻值,并发现并不满足R1>>R2,导致电路中的总电流不能认为恒定;③乙同学利用上述两个数据算出电流表A的阻值RA=__________(3)将乙同学测量的电流表A的内阻代入甲同学的数据修
正后,可得电源的真实电动势为E=__________;r=___________________。【答案】(1)kbk,1(2)2121RRRR(3)21211RRRRkbk,12.(1)1���������(2)���1���2���1−���2(3)1���
������-���1���2���1−���2(总计10分,每空2分)解析:(1)根据闭合电路欧姆定律E=I(r+R2)化简得:1���=������+���2���于是得E=1kr=bk(2)根据闭合电路欧姆定律�����
�(������+���1)=(������2+������2���������2)���1+������2������可以解得������=���1���2���1−���2(3)根据等效电源思想可知,(1)中测量电源电动
势是准确的,内阻测量包含了电流表内阻,所义在内阻中只需要减去(2)中测量得到的电流表内阻即可13.(10分)质量为m的薄木板静置于水平桌面上,其一端与桌边对齐,木板上放一质量也为m的小木块,木块与板的左端
相距为���,桌面长为���,如图所示。已知各接触面之间的动摩擦因素均为μ,现有一水平恒力F作用于板上,将板从小木块下水平抽出,已使小木块从薄木板上滑下后,恰好停在桌面的右边缘而不掉下。求:(1)小木块的运动时间;(2)恒力F的
大小。{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}【答案】(1)glLt2(2)mglLlLF24【详解】(1)小木块先加速后减速运动,
两次加速度大小相同计为���1,运动总时间记为t对小木块有:������1=���������(1分)12���1���02=���1(1分)根据运动的对称性���1=���−���2(2分)其中���0=���2联立求解得:���=2���−�
��������(1分)(2)记木板加速度���2,在���0时间内有:12���2���02=���2���2−���1=���(1分)对木板受力分析有:F−μmg−2μmg=m���2(2分)联立求解得:F=4μmg+μmg2L−������(2分)或写为mglLlLF2414.(1
4分)一根绳子的两端分别固定在顶板和底板上,两固定点位于同一竖直线上,相距为h。一质量为m的小球系于绳上某点,当小球两边的绳均被拉直时,两绳与铅垂线的夹角分别为02016030和,如图所示。当小球以一定的速度在水平面内作匀速圆周运动时,两绳均被拉直。试问:(
1)若下面绳子中的张力为零,则小球的速度为多大?(2)若小球的速度为(1)中的2倍,则上下两段绳中的张力各为多大?【答案】(1)2ghv(2)mgTmgT2163521,【详解】(1)计此时绳中弹力为F,小球做圆周运动的轨道半径为R,运动速度为V由几何关系有:���tan
30°+���tan60°=ℎ(1分)对小球受力分析有:Fsin30°=mV2R(2分)Fcos30°=mg(2分)联立求解得:V=gh2(1分)(2)计此时绳中弹力分别为���1和���2,{#{QQABRQ
4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}对小球受力分析有:���1sin30°+���2sin60°=���(2���)2���(2分)���
1cos30°−���2cos60°=������(2分)联立求解得���1=53������6(2分)���2=12������(2分)15.(18分)地上有质量分别为���、���、2���的三个小物块(大小不计),均用相同材料制成
,物块置于三个区域的边界,各区域长度均为l,物块与各区域的动摩擦因数分别为���,2���,3���,最右侧为墙壁,区域Ⅰ左侧地面光滑。设发生的所有碰撞均为弹性碰撞,开始时最左侧物块有向右的初速度���,问:(1)当参数glv2满足什么条件时,最右侧物块不会向左运动进入区域I
I?(2)是否存在特定的glv2值,使得所有物块最后停在同一位置?若存在,求出此值,并求出从开始运动到所有质点停止运动所经历的时间t;若不存在,给出理由。【答案】【详解】(1)由弹性碰撞可知第一次碰撞两质点交换速度(1分)记中间质
点与最右侧质点碰撞前后速度分别为���10和���11,最右侧质点碰撞后速度为���12由功能原理:12������2−3������μl=12������102(1分)由弹性碰撞过程,机械能和动量守恒:12������102
=12������112+12(2���)���122(1分)���v10=mv11+2mv12(1分)联立求解得:���11=−13���10,���12=23���10右侧质点不能运动到2区域,临界情况运动到2区域时速度为0,由功能原理:1
2������122−6������μl=0(1分)解得v2μgl=33,应有v2μgl≤33(1分)(2)因为发生的皆为弹性碰撞,且左侧为光滑地面,所以仅需考虑三质点均停在区域1、2分界线处的情况。当中间质点刚好停在区域1、2分界线处时,12������1
12−2������μl=0解得���2μgl=42(2分)当右侧质点刚好停在区域1、2分界线处时,{#{QQABRQ4AogigAJAAAAhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}12�����
�122−8������μl=0解得���2μgl=42(2分)经验证可得中间质点在停下前未与右侧质点发生第二次碰撞存在特定的v2μgl=42,使得所有质点最后停在同一位置(1分)对于最左侧质点在区域1运动的过程有:������1−���1���122=���,
���1=(42−210)���������(1分)中间质点在区域2运动的过程:(v-���1���1)���2−���2���222=���,���2=(10−3)���������(1分)最右侧质点在区域3运动的过程:向右运动:���12���3−���3���322=2��
�,t3=23���������(2分)向左运动:���2���4=���12−���3���3,���4=���������(1分)总时间t=t1+t2+t3+t4=(42−10−43)���������(2分){#{QQABRQ4AogigAJAAA
AhCEwVKCECQkBAAAQgGwEAMMAAAyBFABCA=}#}