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1、吉林省长春市第二中学吉林省长春市第二中学 2023-2024 学年高三上学期第二次调研测试物理试题学年高三上学期第二次调研测试物理试题1.北宋文学家欧阳修有句名言：任其事必图其效；欲责其效，必尽其方。这句话的意思是：承担一工作，必定要考虑工作的成效，想要求得工作的成效，尽可能采用好的方式方法。学习和研究物理问题更加需要科学思想方法的指引，对下面列举的物理研究过程采用的思想方法，其中认识正确的是（）A.瞬时速度概念的建立体现了等效替代的方法B.质点概念引入运用了理想化模型的方法C.探究加速度与力、质量的关系的实验，采用了理想实验的方法D.速度xvt、加速度Fam的定义都运用了比值定义法2.用卡车
2、运输质量为 m 的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示两斜面 I、固定在车上，倾角分别为 30和 60重力加速度为 g当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面 I、压力的大小分别为 F1、F2，则A.1233=32FmgFmg，C.1213=22FmgFmg，D.1231=22FmgFmg，3.如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒 1 和谷粒 2 的初速度分别为1v和2v，其中1v方向水平，2v方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空
3、中的运动，下列说法正确的是（）的吉林省长春市第二中学A.谷粒 1 的加速度小于谷粒 2 的加速度B.谷粒 2 在最高点的速度小于1vC.两谷粒从O到P的运动时间相等D.两谷粒从O到P的平均速度相等4.“夸父一号”卫星全称先进天基太阳天文台（ASO-S），是我国首颗综合性太阳探测专用卫星。已知“夸父一号”绕地球做匀速圆周运动，运行在距离地面高度约为720km的太阳同步晨昏轨道上，如图所示。与地球同步卫星相比，“夸父一号”（）A.周期小B.线速度小C.加速度小D.万有引力小5.1932 年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子（即中子）组成。如图，中子以速度0v
4、分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为1v和2v。设碰撞为弹性正碰，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（）A.碰撞后氮核动量比氢核的小B.碰撞后氮核的动能比氢核的小C.2v大于1vD.2v大于0v6.一种升降电梯的原理如图所示，A 为电梯的轿厢，B 为平衡配重。在某次运行时 A（含乘客）、B 的质量分别为1000kgM 和800kgm。A、B 由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重 B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动（轿厢 A、配重 B 一直未与滑轮相撞）。电动机输出功率2kWP 保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力，210m/sg。在 A 向上运动过程中
5、，则（）的A.轿厢 A 先做匀加速直线运动，再做加速度减小的直线运动，最后做匀速直线运动B.轿厢 A 能达到的最大速度0.2m/smv C.轿厢 A 向上的加速度为22m/sa 时，配重 B 下端的牵引绳上拉力5600NF D.厢体 A 从静止开始到上升的高度为5m时（箱体已处于匀速状态），所用的时间5.25st 7.水平面有一粗糙段AB长为s，其动摩擦因数与离 A 点距离 x 满足kx（k 为恒量）。一物块（可看作质点）第一次从 A 点以速度0v向右运动，到达 B 点时速率为 v，第二次也以相同速度0v从 B 点向左运动，则（）A.第二次也能运动到 A 点，但速率不一定为 vB.第二次也能运
6、动到 A 点，但第一次的时间比第二次时间长C.两次运动因摩擦产生的热量不相同D.两次速率相同的位置只有一个，且距离 A 为22s8.甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置 x随时间 t 的变化如图所示。下列说法正确的是（）A.在1t时刻两车速度相等B.从 0 到1t时间内，两车走过的路程相等C.从1t到2t时间内，两车走过的路程相等D.在1t到2t时间内的某时刻，两车速度相等9.如图所示，一个半径为 R 的半圆形轨道竖直固定放置，直径 POQ 水平，轨道的内表面动摩擦因数为.一质量为 m 的小滑块(可看作质点)自 P 点正上方由静止释放，释放
7、高度为 R，小滑块恰好从 P 点进入轨道小滑块滑到轨道最低点 N 时对轨道的压力为 4mg，g 为重力加速度的大小用 W 表示小滑块从 P 点运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做的功则()A.小滑块恰好可以到达 Q 点B.小滑块不能到达 Q 点C.W12mgRD.W12mgR10.如图所示，传送带水平部分 ab 长度为 2m，倾斜部分 bc 长度为 4m，bc 与水平方向的夹角为 37。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动，速率为 2m/s。现将质量为 m=1kg 小煤块 A 从静止轻放到 a 处，它将被传送到 c 点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25，且此过程中煤块不会脱离传送带，g=
8、10m/s2，下列说法正确的是（）的A.小煤块从 a 点运动到 b 点的过程中，电动机多消耗的电能为 4JB.小煤块从 a 点运动到 c 点所用的时间为 2.2sC.从 a 点运动到 c 点的过程，小煤块和皮带间因摩擦而产生的热量为 6JD.从 a 点运动到 c 点的过程，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为 2.8m11.小姚同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量关系”实验。关于此实验的下列说法，正确的是_。A垫上木块为了更好地使小车加速下滑B补偿阻力时，应使小车拖着纸带但不挂槽码C应调节滑轮高度使细线与小车轨道平行D槽码质量应该和小车质量差不多，以减小相对阻力图乙为某次实验得到的纸带，图
9、中相邻计数点间还有 4 个点未画出，打点计时器频率为 50Hz，则打下计数点 4 时小车的速度为_m/s，由纸带可得小车运动的加速度为_2m/s。（以上均保留两位有效数字）根据实验数据得到加速度与力关系如图丙中实线所示，则可知所挂槽码质量不应超过_（单选）。是的A.22g B.30g C.50g12.某同学用图甲的装置验证机械能守恒定律。大小相同的两小球 P、Q 分别固定在轻杆两端，轻杆可绕固定于中点 O 的光滑水平轴在竖直面内转动，O 点正下方有一光电计时器，小球通过计时器时其球心恰好与光电门等高。测得小球的直径为 d，两球球心间的距离为 L，P 球质量是 Q 球质量的 2 倍。Q 球质量为
10、m，重力加速度为 g。现将轻杆拉至水平位置并由静止释放，当 P 球第一次通过光电门时，计时器显示的遮光时间为t。回答下列问题：（1）用游标卡尺测量 d 时如图乙所示，则d _cm；（2）小球 P 经过光电门时速度的表达式为v_（用已知和测得量的符号表示）；（3）小球 P 通过最低点时，PQ 系统重力势能的减小量pE_，若此过程中 P、Q 构成的系统机械能守恒，则需要验证的关系式为_（用已知和测得量的符号表示）。13.如图所示，质量为 M 的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为 m 的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速的12，即 a=12g，则小球
11、在下滑的过程中：（1）求小球所受的摩擦力；（2）求木箱对地面的压力。14.如图，四分之一光滑圆轨道固定于粗糙水平面上，紧靠轨道放一上表面粗糙的长木板，长木板上表面与轨道末端相切，轨道末端 C 点固定有大小不计的压力开关和长木板相连，当对开关的压力超过 15 N 时触发压力开关，使长木板和圆轨道脱离已知长木板长 1 m，圆轨道半径 R1 m，滑块和长木板的质量均为 1 kg，滑块与长木板间的动摩擦因数 10.4，长木板与水平面间的动摩擦因数 20.1，g 取 10 m/s2.若滑块从轨道上距离 C 点高 h0.45 m 的位置由静止释放，求：(1)滑块到 C 点时对轨道压力的大小；(2)从滑块滑
12、上木板到停止运动的过程中滑块的位移大小；(3)从滑块滑上木板到停止运动的过程中，地面、滑块、木板这个系统产生的总热量15.如图所示，在水平地面上方固定一足够长水平轨道，质量为M的滑块套在水平轨道上，一不可伸长的轻绳一端固定在滑块底部 O 点，另一端连接质量为m的小球。已知 O 点到地面的高度为H，重力加速度大小为g，不计小球与滑块受到的空气阻力。现将小球拉至与 O 点等高的 A 处（A 在水平轨道正下方），轻绳伸直后由静止释放。（1）若水平轨道光滑，轻绳OA长度为2H，当小球摆动到最低点时，迅速剪断轻绳，小球运动一段时间后落地（不反弹），小球落地时与滑块间的水平距离是多少？（2）若水平轨道粗糙
13、，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球在摆动过程中，滑块始终保持静止：i.当小球所受重力的功率最大时，轻绳与水平方向的夹角的正弦值是多少？ii.滑块与水平轨道间的动摩擦因数至少是多少？吉林省长春市第二中学吉林省长春市第二中学 2023-2024 学年高三上学期学年高三上学期第二次调研测试物理试题第二次调研测试物理试题1.北宋文学家欧阳修有句名言：任其事必图其效；欲责其效，必尽其方。这句话的意思是：承担一工作，必定要考虑工作的成效，想要求得工作的成效，尽可能采用好的方式方法。学习和研究物理问题更加需要科学思想方法的指引，对下面列举的物理研究过程采用的思想方法，其中认识正确的是（）A.瞬时速
14、度概念的建立体现了等效替代的方法B.质点概念的引入运用了理想化模型的方法C.探究加速度与力、质量的关系的实验，采用了理想实验的方法D.速度xvt、加速度Fam的定义都运用了比值定义法【答案】B【解析】【详解】A瞬时速度概念的建立体现了极限的方法，选项 A 错误；B质点概念的引入运用了理想化模型的方法，选项 B 正确；C探究加速度与力、质量的关系的实验，采用了控制变量的方法，选项 C 错误；D速度xvt运用了比值定义法，而加速度Fam的定义不是比值定义法，选项 D 错误。故选 B。2.用卡车运输质量为 m 的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示两斜面 I、固定在车上
15、，倾角分别为 30和 60重力加速度为 g当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面 I、压力的大小分别为 F1、F2，则A.1233=32FmgFmg，B.1233=23FmgFmg，C.1213=22FmgFmg，D.1231=22FmgFmg，【答案】D【解析】详解】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，【1cos30Fmg，2sin30Fmg 解得132Fmg，212Fmg 由牛顿第三定律知1231,22FmgFmg，故 D 正确3.如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平
16、面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒 1 和谷粒 2 的初速度分别为1v和2v，其中1v方向水平，2v方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（）A.谷粒 1 的加速度小于谷粒 2 的加速度B.谷粒 2 在最高点的速度小于1vC.两谷粒从O到P的运动时间相等D.两谷粒从O到P的平均速度相等【答案】B【解析】【详解】A抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，故谷粒 1 的加速度等于谷粒 2的加速度，A 错误；C谷粒 2 做斜向上抛运动，谷粒 1 做平抛运动，均从 O 点运动到 P 点，故位移相同。在竖直方向上谷粒 2做竖直上抛运动，谷粒 1 做
17、自由落体运动，竖直方向上位移相同故谷粒 2 运动时间较长，C 错误；B谷粒 2 做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度。与谷粒 1 比较水平位移相同，但运动时间较长，故谷粒 2 水平方向上的速度较小即最高点的速度小于1v，B正确；D两谷粒从 O 点运动到 P 点的位移相同，运动时间不同，故平均速度不相等，谷粒 1 的平均速度大于谷粒 2 的平均速度，D 错误。故选 B。4.“夸父一号”卫星全称先进天基太阳天文台（ASO-S），是我国首颗综合性太阳探测专用卫星。已知“夸父一号”绕地球做匀速圆周运动，运行在距离地面高度约为720km的太阳同步晨昏轨道上，如
18、图所示。与地球同步卫星相比，“夸父一号”（）A.周期小B.线速度小C.加速度小D.万有引力小【答案】A【解析】【详解】A根据2224MmGmrrT可得32rTGM与地球同步卫星相比，“夸父一号”的轨道半径小，则周期小，A 正确；B根据22MmvGmrr可得GMvr地球同步卫星相比，“夸父一号”的轨道半径小，则线速度大，B 错误；C根据2MmGmar可得2GMar地球同步卫星相比，“夸父一号”的轨道半径小，则加速度大，C 错误；D根据2MmFGr地球同步卫星相比，“夸父一号”的轨道半径小，但二者的质量未知，无法比较二者所受万有引力的大小，D 错误。故选 A。5.1932 年，查德威克用未知射线轰
19、击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子（即中子）组成。如图，中子以速度0v分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为1v和2v。设碰撞为弹性正碰，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（）A.碰撞后氮核的动量比氢核的小B.碰撞后氮核的动能比氢核的小C.2v大于1vD.2v大于0v【答案】B【解析】【详解】设中子的质量为m，氢核的质量为m，氮核的质量为14m，设中子和氢核碰撞后中子速度为3v，由动量守恒定律和能量守恒定律可得301mvmvmv222013111222mvmvmv联立解得10vv设中子和氮核碰撞后中子速度为4v，由动量守恒定律和能量守恒定律可得02414mvm
20、vmv22202411114222mvmvmv联立解得20215vv可得102vvv碰撞后氢核的动量为H10pmvmv氮核的动量为0N2281415mvpmv可得NHpp碰撞后氢核的动能为H22k101122Emvmv氮核的动能为N220k2281142225mvEmv可得HNkkEE故 B 正确，ACD 错误。故选 B。6.一种升降电梯的原理如图所示，A 为电梯的轿厢，B 为平衡配重。在某次运行时 A（含乘客）、B 的质量分别为1000kgM 和800kgm。A、B 由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重 B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动（轿厢 A、配重 B 一直
21、未与滑轮相撞）。电动机输出功率2kWP 保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力，210m/sg。在 A 向上运动过程中，则（）A.轿厢 A 先做匀加速直线运动，再做加速度减小的直线运动，最后做匀速直线运动B.轿厢 A 能达到的最大速度0.2m/smv C.轿厢 A 向上的加速度为22m/sa 时，配重 B 下端的牵引绳上拉力5600NF D.厢体 A 从静止开始到上升的高度为5m时（箱体已处于匀速状态），所用的时间5.25st【答案】C【解析】【详解】电动机输出功率2kWP 保持不变，速度增大时，根据PFv可知牵引力减小，所以轿厢 A 做加速度减小的直线运动，最后做匀速直线运动，故 A 错误；B当轿
22、厢 A 的速度达到最大时轿厢 A 做匀速直线运动，电动机的牵引力为 F，则有()FMm g又mPFv代入数据解得1m/smv 故 B 错误；C当 A 向上的加速度为22m/sa 时，设 A、B 之间绳的拉力为AF，重物 B 下端绳的拉力大小为BF。分别分析 A、B，根据牛顿第二定律得AFMgMa，BAFmgFma联立解得5600NBF 故 C 正确；D厢体 A 从静止开始到上升的高度为5m时，轿厢箱体已处于匀速状态，对 A、B 整体，由动能定理得21()2mPtmghMghMm v代入数据解得5.45st 故 D 错误；故选 C。7.水平面有一粗糙段AB长为s，其动摩擦因数与离 A 点距离 x
23、 满足kx（k 为恒量）。一物块（可看作质点）第一次从 A 点以速度0v向右运动，到达 B 点时速率为 v，第二次也以相同速度0v从 B 点向左运动，则（）A.第二次也能运动到 A 点，但速率不一定为 vB.第二次也能运动到 A 点，但第一次的时间比第二次时间长C.两次运动因摩擦产生的热量不相同D.两次速率相同的位置只有一个，且距离 A 为22s【答案】D【解析】【详解】AC.根据题意可知，物体在两次运动过程中，在相同位置受到的摩擦力大小相等，两次运动的距离相等，摩擦力做功相同，两次运动因摩擦产生的热量相同，由动能定理可知，第二次到达 B 点的速率也为v，故 AC 错误；B.根据题意可知，第一
24、次运动时，摩擦力越来越大，加速度越来越大，第二次运动时，摩擦力越来越小，加速度越来越小，两次运动的位移相等，结合 AC 分析和vt图像中，图像的斜率表示加速度和图像的面积表示位移，画出两次运动的vt图像，如图所示由图可知，第一次的时间比第二次时间短，故 B 错误；D.根据题意，设两次速率相同的位置距离 A 点的距离为x，相同的速率设为1v，根据动能定理，第一次有221011222kxmgxmvmv第二次有221011222ksmgkxmgsxmvmv联立解得22xs则两次速率相同的位置只有一个，且距离 A 为22s，故 D 正确。故选 D。8.甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线
25、运动，乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置 x随时间 t 的变化如图所示。下列说法正确的是（）A.在1t时刻两车速度相等B.从 0 到1t时间内，两车走过的路程相等C.从1t到2t时间内，两车走过的路程相等D.在1t到2t时间内的某时刻，两车速度相等【答案】CD【解析】【详解】A位移时间图像斜率表示物体运动的速度，由图可知，在1t时刻两图像的斜率不相等，即1t的时刻两车的速度不相等，故 A 错误；B在 0 时刻，乙车的位置坐标为 0，甲车在乙车的前方，1t时刻两车位置坐标相同，故从 0 到1t时间内，甲车走过的路程小于乙车走过的路程，故 B 错误；C1t、2t时刻两车位置坐标相同，故从1t到2t
26、时间内，两车走过的路程相等，故 C 正确；D由图可知，在1t到2t时间内，甲车速度开始小于乙车最后大于乙车，所以在1t到2t时间内的某时刻，两车速度相等，故 D 正确。故选 CD。9.如图所示，一个半径为 R 的半圆形轨道竖直固定放置，直径 POQ 水平，轨道的内表面动摩擦因数为.一质量为 m 的小滑块(可看作质点)自 P 点正上方由静止释放，释放高度为 R，小滑块恰好从 P 点进入轨道小滑块滑到轨道最低点 N 时对轨道的压力为 4mg，g 为重力加速度的大小用 W 表示小滑块从 P 点运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做的功则()A 小滑块恰好可以到达 Q 点B.小滑块不能到达 Q 点C.W
27、12mgRD.W12mgR【答案】C【解析】【详解】从最高点到 N，由动能定理有2122fmgRWmv，在 N 处，2NvFmgmR，联立上述两式，可得12fWmgR，故 C 正确，D 错误；质点从 P 到 N 再到 Q 的过程中，重力与摩擦力做功，由于质点做圆周运动，由运动的特点可知，质点在.PN 段与轨道之间的压力大于 NQ 段之间质点与轨道之间的压力，根据NfF可知，质点在 PN 段受到的摩擦力比较大，所以质点在 PN 段摩擦力做的功比较多，则摩擦力在 NQ 段做的功212Wmv，从 N 到 Q，由动能定理得22Q11v-mv22mgRWm，解得0Qv，小滑块到达 Q 点后，还能继续上升
28、，故 AB 错误；故选 C10.如图所示，传送带的水平部分 ab 长度为 2m，倾斜部分 bc 长度为 4m，bc 与水平方向的夹角为 37。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动，速率为 2m/s。现将质量为 m=1kg 小煤块 A 从静止轻放到 a 处，它将被传送到 c 点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25，且此过程中煤块不会脱离传送带，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A.小煤块从 a 点运动到 b 点的过程中，电动机多消耗的电能为 4JB.小煤块从 a 点运动到 c 点所用的时间为 2.2sC.从 a 点运动到 c 点的过程，小煤块和皮带间因摩擦而产生的热量为 6JD.从 a
29、点运动到 c 点的过程，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为 2.8m【答案】AC【解析】【分析】【详解】煤块 A 轻放在 a 点后摩擦力作用下向右做匀加速运动，假设达 b 之前可以和皮带共速，则有212 5m/s.ag210.8m2vxaba（假设成立）110.8svta皮带在煤块和皮带共速过程位移为211.6mxvt煤块和传送带的相对滑动位移为1210.8mxxx因摩擦产生的热量为112JQmgx电动机多消耗的电能1114JWxQmg之后煤块匀速120.6sabxtv煤块在 b 到 c 过程中，由于sin370.6cos370.2mgmgmgmg 所以煤块一直匀加速运动，在bc段的加速度大小为
30、22(sin37cos37)4m/smgmgam23312bcvtat解得31st 该过程皮带位移为332mxvt煤块和传送带相对滑动位移为232mxbcx因摩擦产生的热量为22cos374JQmgx所以煤块由 a 运动到 c 的时间为1232.4stttt痕迹长为s=2m摩擦生热Q=Q1+Q2=6J故选 AC11.小姚同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量关系”实验。关于此实验的下列说法，正确的是_。A垫上木块是为了更好地使小车加速下滑B补偿阻力时，应使小车拖着纸带但不挂槽码C应调节滑轮高度使细线与小车轨道平行D槽码质量应该和小车质量差不多，以减小相对阻力图乙为某次实验得到的纸带，图中
31、相邻计数点间还有 4 个点未画出，打点计时器频率为 50Hz，则打下计数点 4 时小车的速度为_m/s，由纸带可得小车运动的加速度为_2m/s。（以上均保留两位有效数字）根据实验数据得到加速度与力的关系如图丙中实线所示，则可知所挂槽码质量不应超过_（单选）。A.22g B.30g C.50g【答案】.BC#CB .0.280.32 .0.26-0.34 .A。【解析】【详解】1A垫上木块是为了平衡摩擦力，使小车所受合外力为绳子的拉力，故 A 错误。B补偿阻力时，应使小车拖着纸带但不挂槽码，能够沿着木板匀速下滑，故 B 正确；C应调节滑轮高度使细线与小车轨道平行，从而使拉力即为小车的合外力，故
32、C 正确；D应使槽码质量远远小于小车质量，才可以将槽码重力近似为小车的合外力，故 D 错误。故选 BC。2由题意可得，相邻两计数点的时间间隔为1550.1stTf则由图可得打下计数点 4 时小车的速度为35410.604.700.01m s0.295m s0.30m s20.2xvt3由题可得加速度为22247142(17.707.50)7.5010m s0.30m s(3)0.09xxat4由图像得，当0.22NF 时，a-F 图像不再是过原点的直线，则所挂槽码质量不应超过0.22kg22g10m 故选 A。12.某同学用图甲的装置验证机械能守恒定律。大小相同的两小球 P、Q 分别固定在轻杆
33、两端，轻杆可绕固定于中点 O 的光滑水平轴在竖直面内转动，O 点正下方有一光电计时器，小球通过计时器时其球心恰好与光电门等高。测得小球的直径为 d，两球球心间的距离为 L，P 球质量是 Q 球质量的 2 倍。Q 球质量为m，重力加速度为 g。现将轻杆拉至水平位置并由静止释放，当 P 球第一次通过光电门时，计时器显示的遮光时间为t。回答下列问题：（1）用游标卡尺测量 d 时如图乙所示，则d _cm；（2）小球 P 经过光电门时速度的表达式为v_（用已知和测得量的符号表示）；（3）小球 P 通过最低点时，PQ 系统重力势能的减小量pE_，若此过程中 P、Q 构成的系统机械能守恒，则需要验证的关系式
34、为_（用已知和测得量的符号表示）。【答案】.0.940 .dt .2mgL .23dgLt【解析】【详解】（1）120 分度游标卡尺的精确值为 0.05mm，由图乙可得9mm8 0.05mm9.40mm0.940cmd （2）2小球 P 经过光电门时速度dvt（3）3小球 P 通过最低点时，PQ 系统重力势能的减小量p2222LLmgLmgmgE4根据机械能守恒可知2122222LLmgmgmm v整理得23dgLt13.如图所示，质量为 M 的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为 m 的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速的12，即 a=12g，
35、则小球在下滑的过程中：（1）求小球所受的摩擦力；（2）求木箱对地面的压力。【答案】（1）12mg，方向竖直向上；（2）12Mgmg，方向竖直向下【解析】【分析】【详解】（1）对小球受力分析，小球受重力和杆对小球向上的摩擦力，由牛顿第二定律得mgfma解得1122fmgmamgmgmg对木箱受力分析，受到重力、支持力和小球对杆向下的摩擦力N12FMgfMgmg根据牛顿第三定律NN12FFMgmg 方向竖直向下14.如图，四分之一光滑圆轨道固定于粗糙水平面上，紧靠轨道放一上表面粗糙的长木板，长木板上表面与轨道末端相切，轨道末端 C 点固定有大小不计的压力开关和长木板相连，当对开关的压力超过 15
36、N 时触发压力开关，使长木板和圆轨道脱离已知长木板长 1 m，圆轨道半径 R1 m，滑块和长木板的质量均为 1 kg，滑块与长木板间的动摩擦因数 10.4，长木板与水平面间的动摩擦因数 20.1，g 取 10 m/s2.若滑块从轨道上距离 C 点高 h0.45 m 的位置由静止释放，求：(1)滑块到 C 点时对轨道压力的大小；(2)从滑块滑上木板到停止运动过程中滑块的位移大小；(3)从滑块滑上木板到停止运动的过程中，地面、滑块、木板这个系统产生的总热量【答案】（1）19NNF 、（2）131.5mxxx、（3）4.5JQ【解析】【详解】(1)由动能定理得：2012mghmv 得出03m/sv
37、在 C 点由向心力公式知：20NmvFmgR得出19NNF 由牛顿第三定律可知19N。(2)从滑块滑上木板到滑块停止运动的过程中：物块的加速度a1=1g=4 m/s2木板的加速度a2=122mgmgm2 m/s2012vata tv共得出t=0.5 m/s v共=1m/s物块的位移011m2vvxt共之后一起做匀减速直线运动至停止运动，解得共同加速度a3=1m/s22330.5m2vxa共故物块的总位移131.5mxxx的(3)根据以上分析，代入数据联立解得：x1=1m对木板加速过程22210.25m2xa t则滑块相对长木板位移为：x=x1-x2=1-0.25m=0.75m故此段时间产生热量
38、为：Q1=1mgx=0.41100.75J=3J长木板相对地面运动产生热量为：222320.1 2 1 100.250.5J1.5JQmg xx （）（）则从滑块滑上木板到滑块停止运动的过程中，地面、滑块、木板这个系统产生的总热量为：124.5JQQQ15.如图所示，在水平地面上方固定一足够长水平轨道，质量为M的滑块套在水平轨道上，一不可伸长的轻绳一端固定在滑块底部 O 点，另一端连接质量为m的小球。已知 O 点到地面的高度为H，重力加速度大小为g，不计小球与滑块受到的空气阻力。现将小球拉至与 O 点等高的 A 处（A 在水平轨道正下方），轻绳伸直后由静止释放。（1）若水平轨道光滑，轻绳OA长
39、度为2H，当小球摆动到最低点时，迅速剪断轻绳，小球运动一段时间后落地（不反弹），小球落地时与滑块间的水平距离是多少？（2）若水平轨道粗糙，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球在摆动过程中，滑块始终保持静止：i.当小球所受重力的功率最大时，轻绳与水平方向的夹角的正弦值是多少？ii.滑块与水平轨道间的动摩擦因数至少是多少？【答案】（1）mMHM；（2）i.33；ii.32(3)mM Mm【解析】【详解】（1）设小球摆到最低点时速度大小为1v，滑块速度大小为2v，根据水平方向系统动量守恒，有12mvMv根据系统机械能守恒，有221211222HmgmvMv剪断轻绳后，滑块做匀速运动，小球做平抛运动，经时间t落地，有2122HHgt小球落地时与滑块间的水平距离12()dvv t联立解得mMdHM（2）设轻绳长度为L，轻绳与水平方向夹角为时，绳中张力为F，小球速度为vi.对小球，根据动能定理，有21sin2mgLmv根据牛顿第二定律，有2sinvFmgmL小球的功率GyPmgv重力功率最大时，小球速度的竖直分量yv最大，即小球加速度的竖直分量0ya 则sinFmg联立解得3sin3ii.对滑块，根据力的平衡，水平方向fcosFF竖直方向NsinFMgF滑块始终保持静止fNFF联立解得33(sin2cos2)()22mMm则2331()22mMm解得32(3)mM Mm