广东省深圳市6校联盟2022-2023学年高三上学期10月期中物理试题(原卷版+解析版)

文档属性

名称 广东省深圳市6校联盟2022-2023学年高三上学期10月期中物理试题(原卷版+解析版)
格式 zip
文件大小 2.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-10-25 15:42:29

文档简介

深圳市6校联盟2022─2023学年高三10月质量检测
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
―、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求.
1. 公元前4世纪末,我国的《墨经》中提到“力,形之所以奋也”,意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示,正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB.根据牛顿第二定律的表达式可知力的单位为,A错误,B正确;
C.根据压强的表达式可知力的单位可知力的单位为,但压强单位不是基本单位,C错误;
D.根据做功的表达式可知力的单位为,但功的单位不是基本单位,D错误。
故选B。
2. 北斗卫星导航系统具有定位,授时和通信功能。北斗系统采用三种轨道卫星组网,高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其低纬度地区性能特点更为明显。如图所示,卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星,在地球两极上空约处运行;b是低轨道卫星,距地球表面高度与a相等;c是地球同步卫星,则(  )
A. a、b的周期比c大
B. a、b的向心力大小一定相等
C. a、b的线速度相同且比c的线速度大
D. a、b的向心加速度大小一定相等
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律得
解得
轨道半径越大,周期越大,线速度越小,根据题意可知,a、b的轨道半径相同,比c的半径小,则a、b的周期比c的周期小,a、b线速度大小相等,方向不同,比c的线速度大,a、b的向心加速度大小相等,故AC错误,D正确;
B.由于不知道卫星的质量大小,所以向心力大小无法确定,故B错误。
故选D。
3. 如图,水平桌面上乒乓球沿直线匀速运动,一同学在桌边用吹管欲将球吹进桌面上的球门,垂直。在B处对准C吹气,未成功,下列情形可能成功的是(  )
A. 仅增大吹气力度
B. 将球门沿直线向B靠近
C. 将吹管向A平移适当距离,垂直方向吹气
D. 将吹管绕B点顺时针转动,正对着A吹气
【答案】C
【解析】
【详解】原方案中,吹管吹气只改变了球沿BC方向的速度,而沿AB方向的速度不变,所以单纯沿BC方向吹气而施加力的作用不能球落入球门中。
A.仅增大吹气力度,只能加快BC方向速度变化,不能使球进入球门,故A错误;
B.将球门C沿直线CB向B点移动一小段距离,与原方案一样,不能落入球门,故B错误;
C.将吹管向A平移适当距离,垂直方向吹气,到达BC所在直线位置时乒乓球已经沿垂直AB方向运动了一段距离,根据运动的合成与分解的知识可知,球可能落入球门中,故C正确;
D.将吹管绕B点顺时针转动,正对着A吹气,乒乓球只能做直线运动,不会入球门,故D错误;
故选C。
4. 如图所示是物体做直线运动图像,以下说法中正确的是(  )
A. 在第2s末物体的加速度方向发生改变
B. 在第2s内和第3s内物体的位移相同
C. 物体在前2s内和前6s内的平均速度相同
D. 前4s内,物体在第2s末时离出发点最远
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像的斜率表示加速度可知物体在时间内加速度没有发生改变,故A错误;
B.由图像与坐标轴围城的面积表示位移可知,在第2s内和第3s内物体的位移大小相等,方向相反,故B错误;
C.由图像与坐标轴围城的面积表示位移可知,物体在前2s内和前6s内的位移相等,而所用时间不同,故平均速度不相同,故C错误;
D.由图可知,前4s内,前2s物体速度一直沿正方向,在第2s末时速度方向发生改变,则物体在第2s末时离出发点最远,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,某同学用电磁铁吸附铁质小球,断开电磁铁的电源,小球自由下落,从计时器上可读出小球通过光电门的时间,忽略空气阻力,下列说法正确的是(  )
A. 小球在下落过程中处于完全失重状态
B. 小球下落过程中在相同的时间内经过的位移相同
C. 若仅增加小球下落高度h,小球通过光电门的时间变长
D. 若仅更换半径更小的小球,小球通过光电门的时间变长
【答案】A
【解析】
【详解】AB.小球做自由落体运动,处于完全失重状态,每经过相同的时间,经过的位移在变大,故A正确,B错误;
C.若仅增加下落高度h,小球通过光电门时速度变大,小球通过光电门时间变短,故C错误;
D.若仅更换半径更小小球,小球通过光电门时间变短,故D错误。
故选A。
6. 在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压,为了提高转弯速度,仅改变一个下列可行的措施是(  )
A. 减小火车质量 B. 增大火车质量
C. 减小转弯半径 D. 增大轨道倾斜角
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘,靠重力和支持力的合力提供向心力,设转弯处斜面的倾角为θ,根据牛顿第二定律得
解得
为了提高转弯速度,可以增大倾角或增大转弯半径。
故选D。
7. 冰雪运动爱好者利用无人机牵引,在光滑水平冰面上匀速滑行,如图所示。牵引绳与竖直方向成角,人所受空气阻力恒定。则(  )
A. 角越大,绳子对人的拉力越大
B. 角越大,地面对人的支持力越大
C. 空气对无人机的作用力可能沿着绳子方向
D. 无人机对绳的拉力与绳对人的拉力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
【详解】AB.以人对研究对象,受力分析如图
水平方向
竖直方向
可得
人所受空气阻力恒定,角越大,绳子对人的拉力越小,地面对人的支持力越大,故B正确,A错误;
C.由于人受重力、空气阻力、绳子拉力三力平衡,若空气对无人机的作用力沿着绳子方向,则合力不能为零,不可能匀速滑行,故C错误;
D.相互作用力是在两个相互作用的物体之间,无人机对绳的拉力与绳对人的拉力中涉及三个物体,故D错误。
故选B
8. 如图所示,某质点从O点开始做初速度为零的匀加速直线运动,途经A、B、C、D四个点,其中,质点经过AB、BC、CD三段距离所用时间的关系为,则BC段的距离为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB段和BC段为等时间间隔,则有
AC段和CD段也为等时间间隔,则有
联立解得
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分.
9. 蹦床是小朋友喜欢的户外运动项目。如图所示,一质量为m的小朋友,某次弹跳中从床面上方高处由静止落下,落到床面上屈伸弹起后离开床面的最大高度为。已知,重力加速度为g,不计空气阻力,此过程中(  )
A. 床面对小朋友弹力的最大值为
B. 小朋友所受重力的冲量为0
C. 小朋友离开床面时的速度大小为
D. 小朋友的机械能增加了
【答案】CD
【解析】
【详解】A.小朋友在最低点时,床面对小朋友的弹力最大,从最低点向上运动时,先做加速运动,弹力的最大值大于,故A错误;
B.小朋友重力的冲量,不等于零,故B错误;
C.小朋友离开床面后做竖直上抛运动,离开床面时的速度大小为﹐故C正确;
D.小朋友的机械能增加了
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,滑板运动员以速度从距离地面高度为h的平台末端水平飞出,落在水平地面上。运动员和滑板均可视为质点,忽略空气阻力的影响。下列说法中正确的是(  )
A. h一定时,越大,运动员在空中运动时间越长
B. h一定时,越大,运动员落地瞬间速度越大
C. 运动员落地的水平位移与和高度h均有关
D. 运动员落地的水平位移只和有关
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.运动员和滑板做平抛运动,有
故运动时间与初速度无关,故A错误;
B.运动员在竖直方向做自由落体运动,落地时竖直方向的分速度为
得落地速度大小为
故h一定时,越大,运动员落地瞬间速度越大,故B正确;
CD.运动员落地的水平位移
故水平位移与和高度h均有关,故C正确D错误。
故选BC。
11. 如图所示,5颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上,第5颗棋子最左端与水平面上的a点重合,所有接触面间的动摩擦因数均相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力F作用在第3颗棋子上,恒力作用一小段时间后,五颗棋子的位置情况可能是(  )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】因3对4的滑动摩擦力为3μmg小于4和5之间的最大静摩擦力4μmg,则4不可能滑动;同理5也不可能滑动,排除图B;当力F较小时,对1、2、3整体以共同的加速度向右运动,此时如图A所示;当F较大时,2、3之间会产生滑动,由于3对2有摩擦力作用,则1、2的整体要向右移动,故C图错误,D正确。
故选AD。
三、实验题:本题包括2小题,共16分.
12. 如图甲所示的实验装置可用来验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q,杆的正中央有一光滑的水平转轴O,使得杆能在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门,小球球心通过轨迹最低点时,恰好通过光电门,已知重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示,则小球的直径___________。
(2)从水平位置静止释放,当小球P通过最低点时,与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为t,则小球P经过最低点时的速度___________(用字母表示)。
(3)若两小球P、Q球心间的距离为L,小球P的质量是小球Q质量的k倍(),当满足___________(用L、d、t、g表示)时,就表明验证了机械能守恒定律。
【答案】 ①. 1.050 ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]用游标卡尺测得小球直径
1cm+0.05mm×10=1.050cm
(2)[2]小球P经过最低点时的速度
(3)[3]设小球PQ的质量分别为km和m;若机械能守恒,则
解得
13. 用如图所示的装置,来完成“验证动量守恒定律”的实验。实验中使用的小球1和2半径相等,用天平测得质量分别为m1、m2.在水平木板上铺一张白纸,白纸上面铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。先不放小球2 ,使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下,落到水平木板P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端,重复上述操作,小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上,在白纸上留下各自落点的痕迹。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来解决这个问题。确定碰撞前后落点的位置P、M、N,用刻度尺测量出水平射程OP、OM、ON
①本实验必须满足的条件是___________
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端必须是水平的
C.小球1每次必须从同一位置由静止释放
②实验器材准备时,为确保小球1碰后不弹回,要求m1________m2(选填“>”、“<”、“=”)
③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式为:OP=________ ;(用m1、m2、OM、ON表示)
(2)在上述实验中换用不同材质的小球,其它条件不变,记录下小球的落点位置。下面三幅图中,可能正确的是________。
【答案】 ①. BC##CB ②. > ③. ④. B
【解析】
【详解】(1)[1]A。因小球在斜槽末端的速度与平抛的水平位移成正比,所以斜槽是否光滑对该实验影响不大,故A错误;
B.斜槽末端保持水平,是为了保证它们在水平碰撞后做平抛运动,故B正确;
C.小球1每次必须从同一高度释放,保证尽可能每次碰撞情况相同,故C正确;
故选BC。
[2] 为确保小球1碰后不弹回,要求m1>m2
[3] 小球离开斜槽末端做平抛运动,竖直方向满足
下落高度一定,运动时间相同;水平方向满足
水平位移与平抛初速度成正比,两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为

(2)[4]两球碰撞,动量守恒,有
……①

故排除A。
碰撞过程中有能量损失,则
……②
设单个格子的长度为a,则BC三个图中,、、的长度分别为
OP OM ON
B 10a 7a 8a
C 9a 7a 25a
分别代入方程①②可得,B图满足。
故选B。
四、计算题:本题包括3小题,共34分.计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位.
14. 某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的功力下飘动起来。假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置时,金属小球偏离竖直方向的夹角也是,如图所示。已知小球的质量为,该同学(含磁铁)的质量为,求此时:
(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?
(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少?
【答案】(1);(2),
【解析】
【详解】(1)对小球受力分析:重力、细线的拉力和磁铁的引力,设细线的拉力和磁铁的引力分别为和.根据平衡条件得
水平方向
竖直方向
解得
(2)以人为研究对象,分析受力情况:重力、地面的支持力、静摩擦力和小球的引力为
根据平衡条件得
解得
15. 机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示,以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角,转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a;
(2)小包裹通过传送带所需的时间t。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)小包裹的速度大于传动带的速度,所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传动带向上,根据牛顿第二定律可知
解得
(2)根据(1)可知小包裹开始阶段在传动带上做匀减速直线运动,用时
在传动带上滑动的距离为
因为小包裹所受滑动摩擦力大于重力沿传动带方向上的分力,即,所以小包裹与传动带共速后做匀速直线运动至传送带底端,匀速运动的时间为
所以小包裹通过传送带的时间为
16. 一轻质弹簧竖直放置,将一质量为的小物块轻放于弹簧顶端,弹簧最大压缩量为L。如图示,水平地面上有一固定挡板,将此弹簧一端固定在挡板上且水平放置,一质量为m的小物块P紧靠弹簧的另一端但不拴接;在水平地面右侧固定有一半径的竖直光滑半圆轨道,轨道最低点与地面相切。将另一质量也为m的小物块Q放置在距半圆轨道最低点处。现向左推P压缩弹簧,使弹簧发生形变量为L,此时P与小物块Q的距离为。撤去外力,小物块P被弹簧弹开,然后与小物块Q正碰,碰后瞬间粘在一起。小物块P、Q均可看作质点,且与水平地面间的动摩擦因数相同,重力加速度为g。
(1)求弹簧最大压缩量为L时,弹簧具有的弹性势能;
(2)若两物块P、Q与水平地面间的动摩擦因数,求两个小物块刚滑上半圆轨道时对轨道的压力大小;
(3)若两物块P、Q与地面间的动摩擦因数可以改变,要求两个小物块在半圆轨道上运动时不脱离轨道,求动摩擦因数的取值范围。
【答案】(1);(2);(3)或
【解析】
分析】
【详解】(1)由题意可知当弹簧压缩量为L时,弹性势能
(2)物块P被弹簧弹开到与Q相碰之前瞬间有
碰撞过程中动量守恒,有
碰撞结束后到刚滑上圆弧轨道有
在半圆轨道最低点满足
联立解得
由牛顿第三定律可知,两个小物块刚滑上半圆轨道时对轨道的压力大小为12mg。
(3)如果不脱离轨道有两种可能,一是上滑的最大高度不超过半径R,再一个是通过圆弧最高点。由题目可知当弹簧压缩量为L时,弹性势能,物块P被弹簧弹开到与Q相碰之前有
碰撞过程中动量守恒,有
碰撞结束后到刚滑上圆弧轨道有
能滑上圆弧要求
不超过圆心等高处临界有
联立可得
如果能够通过圆弧最高点,滑到最高点有
在最高点恰好由重力作为向心力
联立解得
要通过最高点,需要满足
综上所述,两物块不脱离圆弧轨道,动摩擦因数的取值范围为深圳市6校联盟2022─2023学年高三10月质量检测
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
―、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求.
1. 公元前4世纪末,我国的《墨经》中提到“力,形之所以奋也”,意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示,正确的是(  )
A. B. C. D.
2. 北斗卫星导航系统具有定位,授时和通信功能。北斗系统采用三种轨道卫星组网,高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其低纬度地区性能特点更为明显。如图所示,卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星,在地球两极上空约处运行;b是低轨道卫星,距地球表面高度与a相等;c是地球同步卫星,则(  )
A. a、b的周期比c大
B. a、b的向心力大小一定相等
C. a、b的线速度相同且比c的线速度大
D. a、b的向心加速度大小一定相等
3. 如图,水平桌面上乒乓球沿直线匀速运动,一同学在桌边用吹管欲将球吹进桌面上的球门,垂直。在B处对准C吹气,未成功,下列情形可能成功的是(  )
A. 仅增大吹气力度
B. 将球门沿直线向B靠近
C. 将吹管向A平移适当距离,垂直方向吹气
D. 将吹管绕B点顺时针转动,正对着A吹气
4. 如图所示是物体做直线运动的图像,以下说法中正确的是(  )
A. 在第2s末物体的加速度方向发生改变
B. 在第2s内和第3s内物体的位移相同
C. 物体在前2s内和前6s内的平均速度相同
D. 前4s内,物体第2s末时离出发点最远
5. 如图所示,某同学用电磁铁吸附铁质小球,断开电磁铁的电源,小球自由下落,从计时器上可读出小球通过光电门的时间,忽略空气阻力,下列说法正确的是(  )
A. 小球在下落过程中处于完全失重状态
B. 小球下落过程中在相同的时间内经过的位移相同
C. 若仅增加小球下落高度h,小球通过光电门的时间变长
D. 若仅更换半径更小小球,小球通过光电门的时间变长
6. 在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压,为了提高转弯速度,仅改变一个下列可行的措施是(  )
A. 减小火车质量 B. 增大火车质量
C. 减小转弯半径 D. 增大轨道倾斜角
7. 冰雪运动爱好者利用无人机牵引,在光滑水平冰面上匀速滑行,如图所示。牵引绳与竖直方向成角,人所受空气阻力恒定。则(  )
A. 角越大,绳子对人的拉力越大
B. 角越大,地面对人的支持力越大
C. 空气对无人机的作用力可能沿着绳子方向
D. 无人机对绳的拉力与绳对人的拉力是一对相互作用力
8. 如图所示,某质点从O点开始做初速度为零的匀加速直线运动,途经A、B、C、D四个点,其中,质点经过AB、BC、CD三段距离所用时间的关系为,则BC段的距离为(  )
A B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分.
9. 蹦床是小朋友喜欢的户外运动项目。如图所示,一质量为m的小朋友,某次弹跳中从床面上方高处由静止落下,落到床面上屈伸弹起后离开床面的最大高度为。已知,重力加速度为g,不计空气阻力,此过程中(  )
A. 床面对小朋友弹力最大值为
B. 小朋友所受重力的冲量为0
C. 小朋友离开床面时的速度大小为
D. 小朋友的机械能增加了
10. 如图所示,滑板运动员以速度从距离地面高度为h的平台末端水平飞出,落在水平地面上。运动员和滑板均可视为质点,忽略空气阻力的影响。下列说法中正确的是(  )
A. h一定时,越大,运动员在空中运动时间越长
B. h一定时,越大,运动员落地瞬间速度越大
C. 运动员落地的水平位移与和高度h均有关
D. 运动员落地的水平位移只和有关
11. 如图所示,5颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上,第5颗棋子最左端与水平面上的a点重合,所有接触面间的动摩擦因数均相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力F作用在第3颗棋子上,恒力作用一小段时间后,五颗棋子的位置情况可能是(  )
A. B.
C. D.
三、实验题:本题包括2小题,共16分.
12. 如图甲所示的实验装置可用来验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q,杆的正中央有一光滑的水平转轴O,使得杆能在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门,小球球心通过轨迹最低点时,恰好通过光电门,已知重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示,则小球的直径___________。
(2)从水平位置静止释放,当小球P通过最低点时,与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为t,则小球P经过最低点时的速度___________(用字母表示)。
(3)若两小球P、Q球心间的距离为L,小球P的质量是小球Q质量的k倍(),当满足___________(用L、d、t、g表示)时,就表明验证了机械能守恒定律。
13. 用如图所示的装置,来完成“验证动量守恒定律”的实验。实验中使用的小球1和2半径相等,用天平测得质量分别为m1、m2.在水平木板上铺一张白纸,白纸上面铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。先不放小球2 ,使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下,落到水平木板P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端,重复上述操作,小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上,在白纸上留下各自落点的痕迹。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来解决这个问题。确定碰撞前后落点的位置P、M、N,用刻度尺测量出水平射程OP、OM、ON
①本实验必须满足的条件是___________
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端必须是水平的
C.小球1每次必须从同一位置由静止释放
②实验器材准备时,为确保小球1碰后不弹回,要求m1________m2(选填“>”、“<”、“=”)
③若两球相碰前后动量守恒,其表达式为:OP=________ ;(用m1、m2、OM、ON表示)
(2)在上述实验中换用不同材质的小球,其它条件不变,记录下小球的落点位置。下面三幅图中,可能正确的是________。
四、计算题:本题包括3小题,共34分.计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位.
14. 某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的功力下飘动起来。假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置时,金属小球偏离竖直方向的夹角也是,如图所示。已知小球的质量为,该同学(含磁铁)的质量为,求此时:
(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?
(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少?
15. 机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示,以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角,转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a;
(2)小包裹通过传送带所需的时间t。
16. 一轻质弹簧竖直放置,将一质量为的小物块轻放于弹簧顶端,弹簧最大压缩量为L。如图示,水平地面上有一固定挡板,将此弹簧一端固定在挡板上且水平放置,一质量为m的小物块P紧靠弹簧的另一端但不拴接;在水平地面右侧固定有一半径的竖直光滑半圆轨道,轨道最低点与地面相切。将另一质量也为m的小物块Q放置在距半圆轨道最低点处。现向左推P压缩弹簧,使弹簧发生形变量为L,此时P与小物块Q的距离为。撤去外力,小物块P被弹簧弹开,然后与小物块Q正碰,碰后瞬间粘在一起。小物块P、Q均可看作质点,且与水平地面间的动摩擦因数相同,重力加速度为g。
(1)求弹簧最大压缩量为L时,弹簧具有的弹性势能;
(2)若两物块P、Q与水平地面间的动摩擦因数,求两个小物块刚滑上半圆轨道时对轨道的压力大小;
(3)若两物块P、Q与地面间的动摩擦因数可以改变,要求两个小物块在半圆轨道上运动时不脱离轨道,求动摩擦因数的取值范围。
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