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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年人民版共同必修2物理下册阶段测试试卷42考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、如图所示,当汽车静止时,车内乘客看到窗外雨滴沿竖直方向OE匀速运动.现从t=0时汽车由静止开始做甲、乙两种匀加速启动,甲启动后t1时刻,乘客看到雨滴从B处离开车窗,乙启动后t2时刻,乘客看到雨滴从F处离开车窗.F为AB中点.则t1∶t2为()
A.2∶1B.1∶C.1∶D.1∶(-1)2、忽略空气阻力,下列物体运动过程中满足机械能守恒的是()A.电梯匀速下降B.物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端C.物体沿着斜面匀速下滑D.拉着物体沿光滑斜面匀速上升3、如图所示,有一直角三角形粗糙斜面体ABC,已知AB边长为h,BC边长为2h,当地重力加速度为g.第一次将BC边固定在水平地面上,小物体从顶端沿斜面恰能匀速下滑;第二次将AB边固定于水平地面上,让该小物体从顶端C静止开始下滑;那么()
A.小物体两次从顶端滑到底端的过程中,克服摩擦力做功相等B.无法比较小物体这两次从顶端滑到底端的过程中,小滑块克服摩擦力做功的大小C.第二次小物体滑到底端A点时的速度大小2D.第二次小物体滑到底端A点时的速度大小4、物体以初速度v0从A点出发;沿光滑水平轨道向前滑行,途中经过一小段粗糙程度恒定的轨道并滑离,关于该物体在通过轨道的粗糙部分的前后,下列说法正确的是()
A.初速度V0越大,物体动能的减少量越大B.初速度V0越大,物体动能的减少量越小C.初速度V0越大,物体速度的减少量越大D.初速度V0越大,物体速度的减少量越小5、如图甲所示,光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车,质量为与平板车上表面等高的平台上有一质量为的滑块以水平初速度向着平板车滑来.从滑块刚滑上平板车开始计时,它们的速度随时间变化的图像如图乙所示,时刻滑块离开小车,则以下说法中正确的是()
A.滑块与小车最终相对静止B.滑块与平板车的质量之比C.平板车上表面的长度为D.系统损失的机械能为评卷人得分二、多选题(共9题,共18分)6、如图所示,水平圆盘绕过圆心O的竖直轴以角速度匀速转动,A、B、C三个木块放置在圆盘上面的同一条直径上,已知A的质量为2m,A与圆盘间的动摩擦因数为B和C的质量均为m,B和C与圆盘间的动摩擦因数均为,OA、OB、BC之间的距离均为L,开始时,圆盘匀速转动时的角速度比较小,A、B、C均和圆盘保持相对静止,重力加速度为g,则下列说法中正确的是()
A.若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,B与圆盘间静摩擦力一直增大B.若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,B、C可与圆盘保持相对静止C.若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,A与圆盘间静摩擦力先增大后保持不变,B与圆盘间静摩擦力先减小后增大D.若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时,A、B可与圆盘保持相对静止7、如图甲所示,一固定在地面上的足够长斜面,倾角为37°,物体A放在斜面底端挡板处,通过不可伸长的轻质绳跨过光滑轻质滑轮与物体B相连接,B的质量M=1kg,绳绷直时B离地面有一定高度.在t=0时刻,无初速度释放B,由固定在A上的速度传感器得到的数据绘出的A沿斜面向上运动的v﹣t图象如图乙所示,若B落地后不反弹,g取10m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8,则()
A.B下落的加速度大小a=4m/s2B.A沿斜面向上运动的过程中,绳的拉力对A做的功W=3JC.A的质量m=1.5KgD.A与斜面间的动摩擦因数μ=0.258、如图所示,A、B两球穿过光滑水平杆,两球间用一细绳连接,当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时,两球在杆上恰好不发生滑动.若两球质量之比mA∶mB=2∶1,那么关于A、B两球的下列说法中正确的是()
A.A、B两球受到的向心力之比为2∶1B.A、B两球角速度之比为1∶1C.A、B两球运动半径之比为1∶2D.A、B两球向心加速度之比为1∶29、如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上,两者用长为L的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍,A放在距离转轴L处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动;开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是。
A.当时,绳子没有弹力B.当时,B相对于转盘会滑动C.ω在范围内时,B所受摩擦力不变D.ω在范围内增大时,A所受摩擦力先不变后增大10、如图所示,轻绳的一端系一小球,另一端固定于点,在点的正下方点钉颗一钉子,使悬线拉紧与竖直方向成一角度然后由静止释放小球,当悬线碰到钉子时()
A.小球的角速度突然变大B.小球的瞬时速度突然变大C.绳上拉力突然变小D.球的加速度突然变大11、如图,修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的.其原理可简化为图中所示的模型.A、B是转动的齿轮边缘的两点,若A轮半径是B轮半径的倍,则下列说法中正确的是()
A.B两点的线速度大小之比为B.B两点的角速度大小C.B两点的周期之比为D.B两点的向心加速度之比为12、如图所示,水平传送带的长度AC=L,以速度v保持匀速运动,把质量为m的货物无初速地放到A点,当货物运动到C点时速度恰为v.货物与皮带间的动摩擦因数为μ,B点为AC的中点,则货物从A点到C点的过程中()
A.货物运动到B点时的速度为B.货物从A运动到C点时的时间C.货物的动能增加了μmgLD.摩擦力对货物做功的平均功率为13、一物体自t=0时开始做直线运动,其速度图线如图所示。下列选项正确的是()
A.在0~6s内,物体离出发点最远为30mB.在0~6s内,物体经过的路程为40mC.在0~4s内,物体的平均速率为7.5m/sD.在5~6s内,物体所受的合外力做负功14、如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点,自由静止在A位置.现用水平力F将小球从A缓慢地拉到B位置,此时细线与竖直方向夹角θ=60°,且细线的拉力为F1,然后放手让小球从静止返回,到A点时细线的拉力为F2;则()
A.F1=F2=2mgB.从A到B,拉力F做功为F1LsinθC.从A到B的过程中,拉力F做功为mgL(1-cosθ)D.从B到A的过程中,小球重力的瞬时功率一直增大评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)15、近年,我国的高铁发展非常迅猛.为了保证行车安全,车辆转弯的技术要求是相当高的.如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道,则车辆经过弯道时,火车的_____(选填“外轮”、“内轮”)对轨道有侧向挤压,容易导致翻车事故.为此,铺设轨道时应该把____(选填“外轨”、“内轨”)适当降低一定的高度.如果两轨道间距为L,内外轨高度差为h,弯道半径为R,则火车对内外轨轨道均无侧向挤压时火车的行驶速度为_____.(倾角θ较小时;sinθ≈tanθ)
16、如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则vA____vB,ωA____ωB,TA___TB.(填“>”“=”或“<”)
17、铁路转弯处的圆弧半径是300m,轨距是1.5m,规定火车通过这里的速度是20m/s,内外轨的高度差应该是_______m,才能使内外轨刚好不受轮缘的挤压。若速度大于20m/s,则车轮轮缘会挤压_______。(填内轨或外轨)(g="10"m/s2)18、修建铁路弯道时,为了保证行车的安全,应使弯道的内侧__________(填“略高于”或“略低于”)弯道的外侧,并根据设计通过的速度确定内外轨高度差。若火车经过弯道时的速度比设计速度小,则火车车轮的轮缘与铁道的_______(填“内轨”或“外轨”)间有侧向压力。19、放在草地上质量为0.8kg的足球,被运动员甲以10m/s的速度踢出,则球的动能为______J;当此球以5m/s的速度向运动员乙飞来时,又被运动员乙以5m/s的速度反向踢回,球的动能改变量为为______J。20、如图所示,弯折的直角轻杆ABCO通过铰链O连接在地面上,AB=BC=OC=9m,一质量为m的小滑块以足够大的初始速度,在杆上从C点左侧x0=2m处向左运动,作用于A点的水平向右拉力F可以保证BC始终水平。若滑块与杆之间的动摩擦因数与离开C点的距离x满足μx=1,则滑块的运动位移s=________________m时拉力F达到最小。若滑块的初始速度v0=5m/s,且μ=0.5-0.1x(μ=0后不再变化),则滑块达到C点左侧x=4m处时,速度减为v=_________________m/s。
21、质量为的小球沿光油水平面以的速度冲向墙壁,又以的速度反向弹回,此过程中小球的合力冲量的大小为__________小球的动能变化量的大小为__________22、水平传送带始终以速度v匀速运动,某时刻放上一个初速度为零的小物块,最后小物块与传送带以共同的速度运动。已知小物块与传送带间的滑动摩擦力为f,在小物块与传送带间有相对运动的过程中,小物块的对地位移为传送带的对地位移为则滑动摩擦力对小物块做的功为______,摩擦生热为______。评卷人得分四、实验题(共3题,共27分)23、向心力演示器如图所示。
(1)本实验采用的实验方法是__________。
A.控制变量法B.等效法C.模拟法。
(2)若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上,质量相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处,转动手柄,可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与__________(选填“”、“”或“”)的关系。
(3)若将皮带套在两轮塔最下面圆盘上(两圆盘半径之比为),质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处,转动手柄,稳定后,观察到左侧标尺露出1格,右侧标尺露出9格,则可以得出的实验结论为:__________。24、下列关于实验相关操作的说法正确的有_______________
A.某同学在做《探究动能定理》的实验时认为,因要测量的是橡皮筋对小车做功后的动能大小,所以要先释放小车,后接通电源
B.在“利用斜槽上滚下的小球探究碰撞中的不变量”的实验中,入射小球每次都必须从斜槽上同一位置由静止滑下
C.在利用图所示装置“验证机械能守值定律”实验时,可以利用公式来求瞬时速度
D.在利用图所示装置“验证机械能守恒定律”实验时,发现动能增加量总是小于重力势能减少量,若增加下落高度则-A.B.C.D.会增大25、用如图所示装置做“验证动能定理”的实验.实验中;小车碰到制动挡板时,钩码尚未到达地面.
(1)为了使细绳的拉力等于小车所受的合外力,以下操作必要的是__________(选填选项前的字母)
A.在未挂钩码时;将木板的右端垫高以平衡摩擦力。
B.在悬挂钩码后;将木板的右端垫高以平衡摩擦力。
C.调节木板左端定滑轮的高度;使牵引小车的细绳与木板平行。
D.所加钩码的质量尽量大一些。
(2)如图是某次实验中打出纸带的一部分.为个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有个打出的点没有画出,所用交流电源的频率为.通过测量,可知打点计时器打点时小车的速度大小为__________.
(3)甲同学经过认真、规范地操作,得到一条点迹清晰的纸带.他把小车开始运动时打下的点记为再依次在纸带上取等时间间隔的等多个计数点,可获得各计数点到的距离及打下各计数点时小车的瞬时速度.如图是根据这些实验数据绘出的图象.已知此次实验中钩码的总质量为小车中砝码的总质量为取重力加速度则由图象可知小车的质量为__________.(结果保留三位有效数字)
(4)在钩码质量远小于小车质量的情况下,乙同学认为小车所受拉力大小等于钩码所受重力大小.但经多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些,造成这一情况的原因可能是__________________________________________________.
(5)假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图中正确反映关系的是____________.
评卷人得分五、解答题(共4题,共40分)26、用的水平恒力拉质量的小木箱,使木箱在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动,如图所示,已知木箱与地面之间的动摩擦因数重力加速度求:
(1)木箱的加速度a的大小;
(2)木箱运动时,它的速度v的大小;
(3)从静止开始到木箱运动的过程中,水平恒力F对木箱做的功W。
27、如图甲所示为竖直放置的离防轨道,其中圆轨道的半径在轨道的最低点A和最高点各安装了一个压力传感器(图中未画出),小球(可视为质点)从斜轨道的不同高度由静止释放,可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力和(取)
()若不计小球所受阻力,且小球恰能过点,求小球通过A点时速度的大小。
()若不计小球所受阻力,小球每次都能通过点,随变化的图线如图乙中的a所示,求小球的质量
()若小球所受阻力不可忽略,小球质量为第()问所述结果,随变化的图线如图乙中的b所示,求当时,小球从A运动到的过程中损失的机械能28、有一个质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥,重力加速度g取10m/s2.
(1)汽车到达桥顶时速度为5m/s;汽车对桥的压力是多大;
(2)汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥面没有压力;
(3)假如拱桥的半径增大到与地球R=6370km一样,当汽车的速度不断地增大就会在桥上腾空形成绕地球做圆周运动的卫星,求使汽车成为卫星的最小速度(结果可带根号).29、细管内壁光滑、厚度不计,加工成如图所示形状,长的段固定在竖直平面内,其端与半径的光滑圆弧轨道平滑连接,段是半径的圆弧,段在水平面上,管中有两个可视为质点的小球.开始球静止,球以速度向右运动,与球发生弹性碰撞之后,球能够通过轨道最高点球则滑回段从细管的点滑出.(重力加速度取)求:
①若碰后球的速度大小;
②若未知,碰后球的最大速度;
③若未知,的取值范围.参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、A【分析】【详解】
由题意可知,在乘客看来,雨滴在竖直方向上做匀速直线运动,在水平方向做匀加速直线运动,因分运动与合运动具有等时性,则.2、B【分析】【详解】
解:A;电梯匀速下降;说明电梯处于受力平衡状态,并不是只有重力做功,所以A错误.
B;物体在光滑斜面上;受重力和支持力的作用,但是支持力的方向和物体运动的方向垂直,支持力不做功,只有重力做功,所以B正确.
C;物体沿着粗糙斜面匀速下滑;物体受力平衡状态,摩擦力和重力都要做功,所以机械能不守恒,所以C错误.
D;拉着物体沿光滑斜面匀速上升;物体受力平衡状态,拉力力和重力都要做功,所以机械能不守恒,所以D错误.
故选B.
【点评】掌握住机械能守恒的条件,也就是只有重力做功,分析物体是否受到其它力的作用,以及其它力是否做功,由此即可判断是否机械能守恒.3、D【分析】【详解】
AB.根据做功公式知,第一次滑到底端的过程中克服摩擦力做功为:W1=μmgcos∠C•h,
第二次滑到底端的过程中克服摩擦力做功为:W2=μmgcos∠A•h,
因为∠C<∠A,所以W1>W2;故AB错误;
CD.因为第一次小物体在斜面上匀速下滑,所以有mgsin∠C=μmgcos∠C
解得
第二次下滑过程中,根据动能定理得:mg•2h−μmgcos∠A•h=mv2,
且有cos∠A=
解得第二次小物块滑到底端的速度为
故C错误,D正确.4、D【分析】【详解】
AB.由动能定理可知;物体动能减小量等于在粗糙段摩擦力做得功,故物体动能减小量与初速度无关,选项AB错误;
CD.因物体在粗糙段的加速度恒定,故物体初速度v0越大,在粗糙段运动的时间越短,根据
可知物体速度的减少量越小;选项C错误,D正确;
故选D。5、D【分析】【分析】
【详解】
A.在时刻由于与速度不一样;故不相对静止,故A错误;
B.根据图线知,滑块的加速度大小
小车的加速度大小
根据牛顿第二定律得,滑动的加速度大小为
小车的加速度大小为
则滑块与小车的质量之比
故B错误;
C.滑块的位移
小车的位移
则小车的长度
故C错误;
D.依据能量守恒
故D正确;
故选D。二、多选题(共9题,共18分)6、A:D【分析】【详解】
A的质量为A与圆盘间的动摩擦因数为A与圆盘之间的最大静摩擦力
A需要的向心力等于最大静摩擦力时的角速度则
所以
同理,B与圆盘之间的最大静摩擦力
B需要的向心力等于最大静摩擦力时的角速度则
所以
C与圆盘之间的最大静摩擦力
C需要的向心力等于最大静摩擦力时的角速度则
所以
A.若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速时,由于
大于C的临界角速度,所以绳子是有力的,以C为对象
得
以B为对象
联立得
当时
当时
刚好达到最大静摩擦力,所以当通过计算得到B受到的摩擦力的范围
所以B受到是静摩擦力且与圆盘间静摩擦力一直增大;A正确;
B.若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速度时。
把BC当做一个整体,所需的合外力
由于
所以B、C与圆盘发生相对滑动;B错误;
C.若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来,则当圆盘转动的角速时,通过分析知此时给的角速度大于A和B的临界角速度,所以绳子提供力,对A分析有
对B分析
整理两个公式可得
所以随着的增大,增大,减小,当时,达到最大值,不变,而继续减小直到等零,然后的摩擦力方向发生变化。
对A分析
对B分析
当时,达到最大值,A、B要发生相对滑动,所以当
A的静摩擦力大小不变,而B的摩擦力先减小后反向增大;C错误;
D.若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来,当时,达到最大值,A、B要发生相对滑动,则当圆盘转动的角速度时,A、B可与圆盘保持相对静止;D正确。
故选AD。7、A:B:D【分析】【详解】
AB具有相同的加速度,由图可知B的加速度为:故A正确.设绳的拉力为T,对B由牛顿第二定律:Mg-T=Ma,解得:T=Mg-Ma=1×10-1×4=6N,AB位移相同则由图可知A上升阶段,A的位移为:x=×2×0.5=0.5m,故绳的拉力对A做功为:W=Tx=6×0.5J=3J,故B正确.由图可知后0.25s时间A的加速度大小为:此过程A只受摩擦力和重力:μmgcosθ+mgsinθ=ma′,解得:故C错误.上升过程中,对A根据牛顿第二定律得:
T-mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得A的质量:m=0.5kg,选项C错误.8、B:C:D【分析】【详解】
由绳子的拉力提供向心力,绳子的拉力相等,所以向心力相等,向心力大小之比为1:1,故A错误;同轴转动角速度相同,由绳子的拉力提供向心力,则有:mAω2rA=mBω2rB,解得:故BC正确;根据a=ω2r得:故D正确;故选BCD.9、A:B:C【分析】【详解】
当B达到最大静摩擦力时,绳子开始出现弹力,kmg=m•2Lω2,解得知时,绳子没弹力,故A正确.当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时,A、B相对于转盘会滑动,对A有:kmg-T=mLω2,对B有:T+kmg=m•2Lω2,解得当时,A、B相对于转盘会滑动,故B正确.时B已经达到最大静摩擦力,则ω在内,B受到的摩擦力不变,故C正确.当ω在范围内,A相对转盘是静止的,A所受摩擦力为静摩擦力,所以f-T=mLω2;当ω增大时,静摩擦力也增大,故D错误.故选ABC.
【点睛】
此题关键要知道这样的物理过程:开始角速度较小,两木块都靠静摩擦力提供向心力,B先到达最大静摩擦力,角速度继续增大,则绳子出现拉力,角速度继续增大,A的静摩擦力增大,当增大到最大静摩擦力时,开始发生相对滑动.10、A:D【分析】【详解】
AB.因为碰到钉子前后瞬间水平方向没有作用力,瞬时速度大小不变;但因为圆周半径变小,角速度变大,A正确B错误.
CD.根据可知,球的加速度变大;根据向心力方程可知,绳的拉力变大,C错误D正确.11、A:B【分析】【详解】
A、B项:正带的传动属于齿轮传动,A与B的线速度大小相等,二者的半径不同,由v=ωr可知,角速度所以角速度之比等于半径的反比即为2:3,故A;B正确;
C项:由公式可知;周期之比等于角速度反比即3:2,故C错误;
D项:由公式可知,故D错误.12、C:D【分析】【详解】
货物从A到C过程中在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动,加速度为A到B过程中,货物运动到B点时的速度为故A错误;由货物从A运动到C点时的时间故B错误;由动能定理得:货物的动能增加了故C正确;摩擦力对货物做功的平均功率为故D正确;
故选CD.13、B:C【分析】【分析】
【详解】
A.根据图像可知;0~5s内物体运动方向不变,5s后反向运动,5s时离出发点最远,A错误;
B.位移等于v-t图像的面积,则5s内的位移为35m
最后一秒内的位移为-5m
故总路程为
B正确;
C.位移等于v-t图像的面积,4s的位移为30m
在0~4s内,物体的路程也为30m,所以平均速率为7.5m/s,
C正确;
D.根据动能定理可以知道5~6s内;物体的速度反向增大,所以物体动能增加,所受的合外力做正功,D错误。
故选BC。14、A:C【分析】【详解】
在B点,根据平衡有:解得B到A,根据动能定理得:在A点有:联立两式解得故A正确.从A到B,小球缓慢移动,根据动能定理得,解得:故B错误,C正确;在B点,重力的功率为零,在最低点,重力的方向与速度方向垂直,重力的功率为零,可知从B到A的过程中,重力的功率先增大后减小,故D错误.故选AC.
【点睛】根据共点力平衡求出在B点的拉力,根据动能定理和牛顿第二定律求出小球在最低点的拉力,从而比较两拉力的大小.对A到B过程运用动能定理,求出拉力F做功的大小.根据首末位置的重力功率,判断整个过程中的重力功率变化.三、填空题(共8题,共16分)15、略
【分析】【详解】
试题分析:火车内外轨道一样高时,火车转弯,由于离心运动,会向外滑离轨道,所以外轮对外轨有个侧向压力.当把内轨降低一定高度后,内外轨有个高度差,火车转弯时就可以让重力与轨道对火车弹力的合力来提供向心力,从而避免了对轨道的侧向压力.由几何知识可知此时的合力当倾角比较小时根据得出
考点:水平圆周运动、离心运动【解析】外轮内轨16、略
【分析】【详解】
对任一小球受力分析,受重力和支持力,如图,由重力与支持力的合力提供向心力,则
根据牛顿第二定律,有T=mgtanθ=m=mω2r;则得:v=ω=因为A球的转动半径r较大,则有:vA>vB,ωA<ωB.Ta=Tb
【点睛】
解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动,靠重力和支持力的合力提供向心力.会通过F合=ma=m比较线速度、角速度的大小.【解析】><=17、略
【分析】【详解】
[1]如图所示。
根据牛顿第二定律得
解得
由于较小,则
故
得
[2]若速度大于则需要的向心力变大,则轮缘会挤压外轨。【解析】0.2m外轨18、略
【分析】【详解】
火车以规定的速度转弯时;其所受的重力和支持力的合力提供向心力,当转弯的实际速度大于或小于规定的速度时,火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力,火车有离心趋势或向心趋势,故其轮缘会挤压车轮;如果内外轨道等高,火车转弯,靠外轨对车轮向内的挤压提供向心力,这样容易破坏铁轨,不安全,所以应使弯道的内侧略低于弯道的外侧,靠重力和支持力的合力来提供向心力一部分;火车以某一速度v通过某弯道时,内;外轨道均不受侧压力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力。
由图可以得出
为轨道平面与水平面的夹角,合力等于向心力,故
如果火车以比规定速度稍小的速度通过弯道,重力和支持力提供的合力大于向心力,所以火车车轮的轮缘与铁道的内轨间有侧向压力。【解析】略低于内轨19、略
【分析】【详解】
足球的动能为:动能的该变量为:.【解析】40J0J20、略
【分析】【详解】
[1]滑块向左做减速运动,对杆有压力和向左的滑动摩擦力;
对杆,根据力矩平衡条件,有:
代入数据和,有:
当,即时,拉力达到最小;
[2]滑块从点达到点左侧处过程,根据动能定理,有:
其中:
联立解得:。【解析】3121、略
【分析】【详解】
[1]规定初速度方向为正方向,初速度末速度则动量的变化量为
根据动量定理有
得合力冲量大小为
[2]动能变化量【解析】16022、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]小物块滑动过程只有摩擦力做功,故由动能定理可得,滑动摩擦力对小物块做的功为
[2]又有物块质量m未知,故滑动摩擦力对小物块做的功为fx1;传送带速度大于物块速度,故小物块对传送带的相对位移为x=x2-x1
则摩擦生热为Q=fx=f(x2-x1)【解析】四、实验题(共3题,共27分)23、略
【分析】【详解】
(1)[1]本实验采用的实验方法是控制变量法;A正确。
故选A。
(2)[2]若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上,则角速度ω相同,质量m相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处,则转动半径r不同,转动手柄,可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与半径r的关系。
(3)[3]若将皮带套在两轮塔最下面圆盘上(两圆盘半径之比为),则角速度之比为质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处,转动半径相同;转动手柄,稳定后,观察到左侧标尺露出1格,右侧标尺露出9格,则向心力之比为可以得出的实验结论为质量和半径一定的条件下,物体做圆周运动需要的向心力与角速度的平方成正比。【解析】Ar质量和半径一定的条件下,物体做圆周运动需要的向心力与角速度的平方成正比24、B:D【分析】【详解】
在做《探究动能定理》的实验时,必须要先接通电源,后释放小车,得到小车从开始运动到匀速运动的纸带,然后根据纸带的均匀的部分求解小车的最大速度,选项A错误;在“利用斜槽上滚下的小球探究碰撞中的不变量”的实验中,入射小球每次都必须从斜槽上同一位置由静止滑下,以保证小球到达斜槽底端的速度相同,选项B正确;在利用图所示装置“验证机械能守值定律”实验时只能用两点之间的平均速度等于中间点的瞬时速度来求解瞬时速度,不可以利用公式来求瞬时速度,否则就不是验证机械能守恒了,选项C错误;在利用图所示装置“验证机械能守恒定律”实验时,发现动能增加量总是小于重力势能减少量△Ep减,这是由于该过程中有阻力做功,而高度越高,阻力做功越多;故增加下落高度后,则△Ep减-△Ek将增大;选项D正确;故选BD.25、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]小车下滑时受到重力;细线的拉力,支持力和摩擦力,为了在实验中能够把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,并且调节木板左端定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行,故AC正确,BD错误;所以AC选项是正确的.
(2)[2]相邻的两个计数之间还有个打出的点没有画出,则
(3)[3]根据动能定理得:
则
根据图象可以知道斜率
则
计算得出.
(4)[4]多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些;则可能长木板的右端垫起的高度过高,有一部分重力势能转化为动能;
若滑轮的轴处有摩擦;则拉力做的功总是要比小车动能变化量大一些,小车释放时离打点计时器太近,拉力做的功和小车动能变化量相等,在钩码质量远小于小车质量的情况下,绳子的拉力等于钩码的重力,钩码做匀加速运动,不影响拉力做功.
(5)[5]若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则
得
图象为过原点的直线,故A正确.【解析】AC0.360.18多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些,则可能长木板的右端垫起的高度过高,有一部分重力势能转化为动能;若滑轮的轴处有摩擦,则拉力做的功总是要比小车动能变化量大一些,小车释放时离打点计时器太近,拉力做的功和小车动能变化量相等,在钩码质量远小于小车质量的情况下,绳子的拉力等于钩码的重力,钩码做匀加速运动,不影响拉力做功.A五、解答题(共4题,共40分)26、略
【分
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