北京市2023年高考物理模拟题汇编-01牛顿运动定律、相互作用、直线运动、机械运动
一、单选题
1.(2023·北京丰台·统考一模)直升机悬停在空中,由静止开始投放装有物资的箱子,箱子下落时所受的空气阻力与箱子下落的速度成正比,下落过程中箱子始终保持图示状态。下列说法正确的是( )
A.下落过程中箱内物体的加速度逐渐增大
B.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚释放时大
C.如下落距离足够大时,箱内物体可能不受箱子底部的支持力作用
D.下落过程中箱内物体的机械能增大
2.(2023·北京平谷·统考一模)如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的图像如图乙所示,物块到传送带顶端时速度恰好为零,,。g取,则( )
A.传送带的速度为
B.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
C.物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
D.传送带转动的速率越大,物块到达传送带顶端时的速度就会越大
3.(2023·北京平谷·统考一模)为了研究超重与失重问题,某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运动的某阶段,他发现体重计的示数大于自己实际体重,下列说法正确的是( )
A.此时体重计对人的支持力大于人对体重计的压力
B.此时电梯可能正在匀速上升
C.此时电梯可能正在加速上升
D.此时电梯可能正在加速下降
4.(2023·北京西城·北京四中校考模拟预测)一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的变化图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取。则( )
A.物块下滑过程中机械能守恒 B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C.物块下滑时加速度的大小为 D.当物块下滑2.0m时机械能损失了12J
5.(2023·北京·模拟预测)很多智能手机都有加速度传感器,能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机,打开加速度传感器,手掌从静止开始迅速上下运动,得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像,该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出( )
A.手机可能离开过手掌
B.手机在时刻运动到最高点
C.手机在时刻改变运动方向
D.手机在时间内,受到的支持力先减小再增大
6.(2023·北京·模拟预测)如图所示,一辆装满石块的货车在平直道路上行驶。货箱中石块B 的质量为m,重力加速度为g,在货车以加速度a加速运动位移x的过程中,下列说法正确的是( )
A.石块B所受合力大小为mg
B.石块B所受合力大小为ma
C.周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力做功为mgx
D.周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力做功为
7.(2023·北京·模拟预测)如图所示,质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是( )
A.斜面对物块的支持力大小为 B.斜面对物块的摩擦力大小为
C.斜面对物块作用力的合力大小为 D.物块所受的合力大小为
8.(2023·北京·模拟预测)我国女子短道速滑队曾在世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面之间在水平方向上的相互作用,则( )
A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D.甲与乙的加速度大小相等方向相反
9.(2023·北京·模拟预测)北京冬奥会于2022年2月4日开幕,在2月8日进行的自由式滑雪女子大跳台比赛中,选手谷爱凌获得了中国在该项目历史上第一块金牌。如图所示为“大跳台”赛道的示意图,由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成。下列说法正确的是( )
A.助滑时运动员下蹲,同时双臂向后紧贴身体,以减小起跳时的速度
B.运动员在助滑道加速下滑时一直处于超重状态
C.运动员在着陆坡落地时,应该让滑雪板的前端先落地
D.着陆时运动员控制身体屈膝下蹲,可以减小平均冲击力
10.(2023·北京·模拟预测)如图所示,一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球a和b,用手托住球b,当绳刚好被拉紧时,球b离地面的高度为h,球a静止于地面。已知球a的质量为m,球b的质量为3m,重力加速度为g,定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计。若无初速度释放球b,则下列判断正确的是( )
A.在球b下落过程中,绳子的拉力大小为
B.在球b下落过程中,球b的机械能减小3mgh
C.在球b下落过程中,球a的机械能增加
D.在球b下落过程中,绳对球a拉力冲量大小为
11.(2023·北京·统考模拟预测)跨过定滑轮的轻绳一端固定在吊板上,另一端拴在一个动滑轮的轴上,跨过动滑轮的轻绳一端固定在吊板上,另一端被吊板上的人拉住,如图所示。已知人的质量为,吊板的质量为,绳、定滑轮、动滑轮的质量以及滑轮的摩擦均可不计。重力加速度为。当人和板一起以加速度向上做加速运动时,人对绳的拉力和人对吊板的压力大小分别为( )
A.,
B.,
C.,
D.,
12.(2023·北京·模拟预测)如图所示,水平桌面上的轻质弹簧左端固定,右端与静止在O点的小物块接触而不连接,此时弹簧处于自然状态。现对小物块施加大小恒为F、方向水平向左的推力,当小物块向左运动到A点时撤去该推力,小物块继续向左运动,然后向右运动,最终停在B点。已知:小物块质量为m,与地面间的动摩擦因数为μ,OA距离为l1,OB距离为l2,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度。下列表述不正确的是( )
A.在推力作用的过程中,小物块的加速度可能一直变小
B.在推力作用的过程中,小物块的速度可能先变大后变小
C.在物块运动的整个过程中,弹性势能的最大值为
D.在物块运动的整个过程中,小物块克服摩擦力做的功为μmg(2l1+l2)
13.(2023·北京丰台·统考一模)如图所示,一个质量为m的物块,在平行于斜面的拉力F的作用下,沿倾角为θ的斜面匀速上滑,已知物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是( )
A.拉力F大小等于
B.物块受到的摩擦力大小为
C.物块受到的摩擦力的方向沿斜面向下
D.物块受到的重力和拉力的合力垂直斜面向下
14.(2023·北京·模拟预测)如图所示,质量为的物体放在倾角为、质量为的斜面体上,斜面体放在水平地面上,用沿斜面向下、大小为的力推物体,恰能沿斜面匀速下滑,而斜而体静止不动。则下列说法中正确的是( )
A.地面对斜面体的支持力大小为
B.地面对斜面体的支持力大小为
C.地面对斜面体的摩擦力向右,大小为
D.地面对斜面体的摩擦力大小为
15.(2023·北京·模拟预测)如图所示,质量为m的手机静置在支架斜面上,斜面与水平面的夹角为,手机与接触面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。若手机始终静止在支架上,则下列说法正确的是( )
A.手机对支架的压力大小为mgcos,方向垂直于斜面向上
B.手机受到的摩擦力大小为μmgcos,方向沿斜面向上
C.若使减小,支架对手机的作用力减小
D.若使减小,支架对手机的作用力始终不变
16.(2023·北京丰台·统考一模)伽利略相信,自然界的规律是简洁明了的。他猜想落体的速度应该是均匀变化的。为验证自己的猜想,他做了“斜面实验”,发现铜球在斜面上运动的位移与时间的平方成正比。改变铜球的质量或增大斜面倾角,上述规律依然成立。于是,他外推到倾角为90°的情况,得出落体运动的规律,如图所示。结合以上信息,判断下列说法正确的是( )
A.由“斜面实验”的结论可知,铜球做落体运动的速度随时间均匀增大
B.由“斜面实验”的结论可知,铜球做落体运动的速度随位移均匀增大
C.伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量速度
D.伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量加速度
17.(2023·北京平谷·统考一模)如图所示,质量分别为和()的两个小球叠放在一起,从高度为h处由静止释放,它们一起下落。已知h远大于两球半径,碰撞前后小球都沿竖直方向运动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.在下落过程中,两个小球之间存在相互作用的弹力
B.释放后至弹起的过程中,两小球的动量守恒
C.若所有的碰撞都没有机械能损失,且碰撞后弹起的最大高度,则碰撞后弹起的最大高度一定大于2.5h
D.若两球接触处涂有粘胶,从地面弹起后两球粘在一起向上运动,则两球弹起的最大高度为h
18.(2023·北京石景山·统考一模)甲、乙两质点以相同的初速度从同一地点沿同一方向同时开始做直线运动,以初速度方向为正方向,其加速度随时间变化的a–t图象如图所示.关于甲、乙在0~t0时间内的运动情况,下列说法正确的是
A.0~t0时间内,甲做减速运动,乙做加速运动
B.0~t0时间内,甲和乙的平均速度相等
C.在t0时刻,甲的速度比乙的速度小
D.在t0时刻,甲和乙之间的间距最大
19.(2023·北京平谷·统考一模)把纸带的下端固定在重物上,纸带穿过打点计时器,上端用手提着。接通电源后将纸带释放,重物拉着纸带下落,纸带被打出一系列点,其中一段如图所示。设打点计时器在纸带上打A点时重物的瞬时速度为。通过测量和计算,得出了AB两点间的平均速度为,AC两点间的平均速度为。下列说法正确的是( )
A.更接近,且小于 B.更接近,且大于
C.更接近,且小于 D.更接近,且大于
二、多选题
20.(2023·北京·模拟预测)A、B两个物块在光滑的水平地面上发生正碰,碰撞时间极短,两物块运动的图像如图所示,则下列判断正确的是( )
A.碰撞后A、B两个物块运动方向相同
B.碰撞前、后A物块的速度大小之比为5:3
C.A、B的质量之比m1:m2=2:3
D.此碰撞为弹性碰撞
三、实验题
21.(2023·北京·模拟预测)如图所示为用频闪相机拍摄的羽毛与苹果同时在真空环境下落的局部频闪照片,已知频闪相机每隔时间闪光一次。
(1)这个实验表明:如果我们可以减小___________对物体下落运动的影响,直至其可以忽略,那么重量不同的物体下落快慢程度将会相同。
(2)关于图中的、、,下列选项关系一定正确的是___________。
A. B. C.
(3)利用图片提供的信息可以求得当地的重力加速度值为___________。
A. B. C. D.
(4)若用图甲所示的装置测当地的重力加速度(已知打点计时器的工作频率为50Hz),得到纸带如图乙,每相邻两计数点之间还有4个计时点未画出,根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小a=______m/s2。(计算结果保留三位有效数字)
(5)用(4)中方法测量重力加速度,在实际操作过程中难免会产生误差,请你说出两种可以减小实验误差的注意事项。___________________________
四、解答题
22.(2023·北京平谷·统考一模)一篮球质量,一运动员将其从距地面高度处以水平速度扔出,篮球在距离抛出点水平距离处落地,落地后第一次弹起的最大高度。若运动员使篮球从距地面高度处由静止下落,并在开始下落的同时向下拍球,运动员对球的作用时间,球落地后反弹的过程中运动员不再触碰球,球反弹的最大高度。若该篮球与该区域内地面碰撞时的恢复系数e恒定(物体与固定平面碰撞时的恢复系数e指:物体沿垂直接触面方向上的碰后速度与碰前速度之比)。为了方便研究,我们可以假设运动员拍球时对球的作用力为恒力,取重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)运动员将篮球水平扔出时速度的大小;
(2)运动员拍球过程中对篮球所做的功W;
(3)运动员拍球时篮球所受的合外力与篮球自身重力的比值k。
23.(2023·北京东城·汇文中学校考一模)接触物体之间的相互作用,如绳中的拉力、接触面间的压力、支持力等是生活中常见的力的作用。在处理这些相互作用时,我们常用到一些理想模型:如物体间通过轻绳连接,斜面与平面间通过光滑小圆弧连接,等等。这些理想化的连接条件与一般的情形相比有哪些区别和联系呢?请分析以下问题。
(1)如图1所示,质量均匀分布的长绳AB质量为m,绳长为l,B端与一质量为M的物块相连,物块可视为质点。现在A端作用一个大小恒定为F的水平外力,使绳拉着物块沿光滑水平面做直线运动。
a.求在绳内距A端x处绳的拉力FT与x的关系;
b.请证明:若绳质量m远小于物块质量M,可认为绳中拉力处处相等,且等于绳端点受到的力。
(2)如图2所示,斜面与平面(在水平方向)之间通过光滑小圆弧连接,可视为质点的小物体从斜面上某处下滑,通过小圆弧滑到平面上。
a.在沿连接处的小圆弧滑下的过程中,请说明支持力对小物体运动状态的改变起什么作用?
b.若斜面与平面间没有小圆弧,而是直接相接,如图3所示,将小物体从斜面上较高位置释放,若小物体的材质使得小物体碰到平面后不反弹,请通过分析和必要的计算说明碰触平面后小物体可能的运动情况及对应的条件。(小物体与平面碰触的时间很短,可不考虑重力的作用;请对论证过程中用到的物理量加以说明)
24.(2023·北京平谷·统考一模)长度为L的轻质细绳上端固定在P点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)。重力加速度为g。
(1)在水平拉力F的作用下,细绳与竖直方向的夹角为,小球保持静止,如图a所示。求拉力F的大小。
(2)使小球在水平面内做圆周运动,如图b所示。当小球做圆周运动的角速度为某一合适值时,细绳跟竖直方向的夹角恰好也为,求此时小球做圆周运动的角速度。
(3)若图a和图b中细绳拉力分别为T和,比较T和的大小。
参考答案:
1.B
【详解】A.设箱子的质量为,物体的质量为,箱子受到的空气阻力为,根据牛顿第二定律可知下落过程中整体的加速度为
随着速度的增大,加速度在减小,A错误;
B.以箱内物体为对象,根据牛顿第二定律可知
随着加速度的减小,物体受到的支持力在逐渐增大,B正确;
C.整体向下做加速度减小的加速运动,物体受到的支持力一直在增大,当加速度为零时,整体开始做匀速运动,此时箱内物体受箱子底部的支持力与物体重力相等,所以最后不会出现支持力为零的情况,C错误;
D.由于物体受到向上的支持力,且支持力对物体做负功,所以下落过程中箱内物体的机械能减小,D错误。
故选B。
2.C
【详解】A.由图乙可知传送带的速度为,A错误;
BC.在内,物块的速度大于传送带速度,传送带对物块的摩擦力沿传送带向下,根据牛顿第二定律有
根据图乙可得
在内传送带的速度大于物块的速度,传送带对物块的摩擦力沿传送带向上,根据根据牛顿第二定律有
根据图乙可得
联立解得
故C正确;
D.当传送带的速度大于后,物块在传送带上一直做加速度为的减速运动,无论传送带的速度为多大,物块到达传送带顶端时的速度都相等,D错误。
故选C。
3.C
【详解】A.根据牛顿第三定律可知,体重计对人的支持力等于人对体重计的压力,选项A错误;
BCD.体重计的示数大于自己实际体重,则发生超重现象,加速度向上,则此时电梯可能正在加速上升或者减速下降,选项C正确,BD错误。
故选C。
4.B
【详解】A.下滑5m的过程中,重力势能减少30J,动能增加10J,减小的重力势能并不等于增加的动能,所以机械能不守恒,选项A错误;
B.斜面高3m、长5m,则斜面倾角为θ=37°。令斜面底端为零势面,则物块在斜面顶端时的重力势能
mgh=30J
可得质量
m=1kg
下滑5m过程中,由功能原理,机械能的减少量等于克服摩擦力做的功
μmg·cosθ·s=20J
求得
μ=0.5
选项B正确;
C.由牛顿第二定律
mgsinθ-μmgcosθ=ma
求得
a=2m/s2
选项C错误;
D.物块下滑2.0m时,重力势能减少12J,动能增加4J,所以机械能损失了8J,选项D错误。
故选B。
5.A
【详解】B.根据
可知图象与坐标轴围成面积表示速度变化量,可知手机在时刻速度为正,还没有到最高点,故B错误;
C.根据
可知图象与坐标轴围成面积表示速度变化量,可知手机在时刻前后速度均为正,运动方向没有发生改变,故C错误;
D.由图可知时间加速度向上不断减小,根据牛顿第二定律得
则
可知时刻支持力不断减小,时间内加速度向下,不断增大,根据牛顿第二定律得
得
可得支持力还是不断减小,故D错误;
A.由图可知,手机的加速度某一段时间内等于重力加速度,则手机与手掌没有力的作用,手机可能离开过手掌,故A正确。
故选A。
6.B
【详解】AB.在货车以加速度a沿直线加速运动时,对石块B,由牛顿第二定律可知,石块B所受合力大小为
F合=ma
A错误,B正确;
CD.由题意可知,对石块B受力分析,受重力mg、周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力F,如图所示,则有
设周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力F与水平方向的夹角为θ,周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力做功为
W=Fxcosθ=max
CD错误。
故选B。
7.B
【详解】A.对物块受力分析可知,沿垂直斜面方向根据平衡条件,可得支持力为
故A错误;
B.斜面对物块的摩擦力大小为
故B正确;
CD.因物块沿斜面加速下滑,根据牛顿第二定律得
可知
则斜面对物块的作用力为
故CD错误。
故选B。
8.B
【详解】A.甲、乙组成的系统动量守恒,甲对乙的冲量与乙对甲的冲量,大小相等,但是方向相反,A错误;
B.甲、乙组成的系统动量守恒,甲、乙的动量变化大小相等,方向相反,B正确;
C.在推动过程中,甲、乙之间的相互作用力等大反向,但无法确定对地位移的大小关系,因此无法判断做功的关系,即甲的动能增加量不一定等于乙的动能减少量,C错误;
D.甲、乙的质量关系未知,无法判断加速度的大小关系,D错误。
故选B。
9.D
【详解】A.助滑道上运动员下蹲,双臂向后紧贴身体,以减小起跳时的空气阻力,增加起跳速度,A错误;
B.运动员在助滑道上加速下滑时,运动员有竖直向下的分加速度,则运动员处于失重状态,B错误;
C.滑雪越过雪坡落地时,摩擦力是向后的,如果用前端落地,由于惯性容易发生摔倒的现象,故C错误;
D.着陆时运动员控制身体屈膝下蹲,延长落地时间,从而减小平均冲击力,D正确。
故选D。
10.C
【详解】A.以a、b研究对象,根据牛顿第二定律
3mg - mg = 4ma
解得
对a球受力分析有
T - mg = ma
解得
A错误;
B.在球b下落过程中,球b的机械能减小量,即拉力做的功
B错误;
C.在球b下落过程中,球a的机械能的增加量,即拉力做的功
C正确;
D.在球b下落过程中,根据
解得
则在球b下落过程中,绳对球a拉力冲量大小为
D错误。
故选C。
11.D
【详解】对人和吊板整体,根据牛顿第二定律有
解得
对人根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律得人对吊板的压力
故D正确,ABC错误。
故选D。
12.D
【详解】AB.推力作用的过程中,由于弹簧弹力N越来越大,小物块受到的合力可能一直水平向左,为,合力越来越小,加速度越来越小,一直加速;还可能小物块受到的合力先水平向左,为,做加速度越来越小的加速运动,然后受到的合力水平向右,为,做加速度越来越大的减速运动。故AB正确,不符合题意;
C.设弹性势能最大时小物块距离A点l,对压缩过程,由功能关系
从压缩量最大时到最终停下,由能量守恒
解得
故C正确,不符合题意;
D.在物块运动的整个过程中,小物块克服摩擦力做的功为,故D错误,符合题意。
故选D。
13.C
【详解】ABC.由于物块匀速上滑,摩擦力沿斜面向下,根据平衡条件可知
其中摩擦力的大小为
A、B错误,C正确;
D.将重力沿斜面和垂直斜面分解,在沿斜面方向,重力沿斜面分力与拉力的合力与摩擦力等大反向,沿斜面向上,再与重力垂直斜面分力合成,合力与斜面既不垂直也不平行,D错误。
故选C。
14.C
【详解】对整体受力分析,根据平衡条件,有
即地面对斜面体的支持力为
地面对斜面体的摩擦力为
方向水平向右。
故选C。
15.D
【详解】A.手机对支架的压力大小为mgcos,方向垂直于斜面向下,选项A错误;
B.手机受到的摩擦力为静摩擦力,大小等于mgsin,方向沿斜面向上,选项B错误;
CD.支架对手机的作用力与手机的重力等大反向,则若使减小,支架对手机的作用力不变,选项C错误,D正确。
故选D。
16.A
【详解】物体做自由落体运动的时间很短,不易测量,当时伽利略利用斜面做实验,主要是考虑到实验时便于测量小球的运动时间,在当时的情况下,还没有出现加速度的概念,伽利略在实验中没有测量加速度,通过铜球在较小倾角斜面上的运动情况,发现铜球做匀变速直线运动,且铜球的加速度随斜面倾角的增大而增大,倾角最大为90°,此时铜球应做自由落体运动,由此得出的结论是在斜面倾角一定时,铜球运动的速度随时间均匀增大。
故选A。
17.C
【详解】A.在下落过程中,两个小球都做自由落体运动,故两个小球之间无相互作用力,A错误;
B.释放后至弹起的过程中,两小球所受合力不为0,故动量不守恒,B错误;
C.整个过程中两小球的机械能守恒,根据机械能守恒定律
由题知
解得
故C正确;
D.若两球接触处涂有粘胶,从地面弹起后两球粘在一起向上运动,属于完全非弹性碰撞,有一部分机械能转化为内能,故两球弹起的最大高度为应小于h,故D错误。
故选C。
18.D
【详解】0~t0时间内,甲做加速度减小的加速运动,乙做加速度增加的加速运动,选项A错误;两物体的初速度相同,由图像可知,速度的变化量相同,则在t0时刻两物体的速度相同,但是由于甲做加速度减小的加速运动,乙做加速度增加的加速运动,则甲的位移大于乙的位移,可知甲的平均速度大于乙,选项BC错误;在t0时刻,甲和乙速度相同,则甲乙之间的间距最大,选项D正确;故选D.
点睛:此题关键是先搞清a-t图像的物理意义,知道图像的“面积”等于速度的变化量;可借助于v-t图像进行分析.
19.B
【详解】因B点更接近于A点,则AB之间的平均速度更接近于A点的瞬时速度,因重物做加速运动,则从A到C相邻点间距逐渐增加,B点的瞬时速度大于A点的瞬时速度,则AB之间的平均速度大于A点的瞬时速度。
故选B。
20.CD
【详解】A.因为图像的斜率表示速度,且斜率的正负表示速度的方向,由图像可知,碰撞后A、B两个物块运动方向相反,故A错误;
B.由图像可得,碰撞前A物块的速度为
碰撞后A物块的速度为
所以碰撞前、后A物块的速度大小之比为5:1,故B错误;
C.同理可得,碰撞前、后B物块的速度分别为
设A、B的质量分别为,,则由动量守恒定律得
解得
m1:m2=2:3
故C正确;
D.因为碰撞前后机械能分别为
即碰撞前后系统机械能守恒,故此碰撞为弹性碰撞,故D正确。
故选CD。
21. 空气阻力 C C 9.85 见解析
【详解】(1)[1]如果可以减小空气阻力对物体下落运动的影响,直至其可以忽略,那么重量不同的物体下落快慢程度将会相同。
(2)[2]如图所示为用频闪相机拍摄的羽毛与苹果同时在真空环境下落的局部频闪照片,已知频闪相机每隔时间闪光一次,根据匀变速直线运动推理
可得
即
由于不清楚图中A点是否下落的初位置,不清楚A点的速度是否为零,故无法确定图中的x1、x2、的比例关系。
故选C。
(3)[3]根据匀变速直线运动推理
可得
解得
故选C。
(4)[4]每相邻两计数点之间还有4个计时点未画出,可知相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得加速度大小为
(5)[5]空气阻力和纸带和打点计时器之间的摩擦阻力导致,只要是能减小这两个阻力的事项都可以。比如要在室内无风情况下进行,重锤的密度要大,体积要小。
22.(1);(2);(3)3.0
【详解】(1)篮球水平抛出后,做平抛运动,在水平方向则有
在竖直方向则有
联立解得
(2)由题意可得
由恢复系数定义可得
拍球后篮球落地时的速度为
由动能定理可得
代入数据解得
(3)由牛顿第二定律,可得
在拍球时间内篮球的位移
又有
联立解得
可得
23.(1) a . ,b.见解析;(2)a.见解析,b.见解析
【详解】(1)a.以物块和绳的整体为研究对象,由牛顿第二定律有
以物块和与其相连的长为(l―x)的绳为研究对象,由牛顿第二定律有
联立解得
b.由上式可知,当M>>m时,对于x在0到l之间取任意值时,都有
即若绳质量m远小于物块质量M,可认为绳中拉力处处相等,且等于绳端点受到的力。
(2) a.在沿连接处的小圆弧滑下的过程中,支持力能改变小物体速度的方向;
b.设小物体与平面相互作用时,竖直方向的弹力为FN,水平方向的摩擦力为 FN;设相互作用前瞬间,小物体水平分速度和竖直分速度的大小分别为v0cosα和v0sinα,经过时间Δt后分别变为vx和 vy。小物体与平面作用后的运动情况与其材质有关。
依据题目条件,小物体的材质使得其碰到平面后不反弹,则存在以下两种可能:
①若在Δt时间内,小物体的竖直分速度vy变为零的同时,水平分速度vx也变为零,则小物体静止于斜面底端很近的位置。这种情况由于在竖直方向上
在水平方向上
可知发生这种情况要求
=
如>,小物体也静止于斜面底端。
②若<,则竖直分速度vy为零时,水平分速度vx还不为零,则小物体在平面上以vx为初速度,―g为加速度做减速运动直至停下。
24.(1);(2);(3)
【详解】(1)根据平衡条件可得
解得
(2)小球在水平面内做圆周运动,则
其中
解得
(3)图a和图b中细绳拉力分别为T和,则
则
试卷第1页,共3页
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