2023-2024學(xué)年四川省成都市第七中學(xué)高三上學(xué)期12月一診熱身考試?yán)砜凭C合 Word版含解析.docx

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成都七中高2024屆一診（熱身）理綜試題一、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~4題只有一項(xiàng)符合題目要求，第5~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.摩托車(chē)騎手從一斜坡沖出在空中飛越的情景如圖所示，不計(jì)空氣阻力影響，假設(shè)摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)關(guān)閉，摩托車(chē)在空中飛行的過(guò)程中（）A.若要研究某時(shí)刻騎手的動(dòng)作，可以把摩托車(chē)和騎手看作質(zhì)點(diǎn)B.若不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，在最高點(diǎn)，騎手的動(dòng)能為零C.若不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，騎手的機(jī)械能先減小再增大D.若不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，騎手的加速度不變【答案】D【解析】【詳解】A．若要研究某時(shí)刻騎手的動(dòng)作，由于不同時(shí)刻騎手的動(dòng)作不同，不可以把摩托車(chē)和騎手看作質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．在最高點(diǎn)，騎手有水平方向的速度，動(dòng)能不為零，故B錯(cuò)誤；CD．若不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，摩托車(chē)在空中飛行的過(guò)程中只受重力作用，做斜拋運(yùn)動(dòng)，加速度為重力加速度，即做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，騎手機(jī)械能守恒，故C錯(cuò)誤、D正確。故選D2.在如圖所示的電路中，電壓表為理想表，電源內(nèi)阻為r，滑動(dòng)變阻器總電阻為R2，R1+R2＞r＞R1，滑動(dòng)變阻器滑片由a滑向b，下列說(shuō)法正確的是（　?。?A.電源的效率先變大再減小B.電源輸出功率先增大再減小C.電壓表示數(shù)先增大再減小D.靈敏電流計(jì)G的電流方向d→c【答案】B【解析】【詳解】A．滑動(dòng)變阻器滑片由a滑向b，則R2阻值變大，電源的效率為可知外電阻變大，則電源的效率變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時(shí)電源輸出功率最大；因R1+R2＞r＞R1，滑動(dòng)變阻器滑片由a滑向b，則R2阻值變大，外電阻先靠近電源內(nèi)阻后遠(yuǎn)離電源內(nèi)阻，可知電源輸出功率先增加后減小，選項(xiàng)B正確；C．外電阻變大，總電流減小，則路端電壓變大，即電壓表示數(shù)增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．路端電壓變大，R1電壓減小，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大，電容器兩板電壓變大，電容器充電，則靈敏電流計(jì)G的電流方向c→d，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。3.一物體在如圖甲所示的平面上運(yùn)動(dòng)，其方向的圖像和y方向的圖像分別如圖乙、圖丙所示，圖丙中段為拋物線，軌跡方程為，虛線為時(shí)該拋物線的切線，已知時(shí)物體的位置坐標(biāo)為，下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)，物體的速度大小為B.時(shí)，物體的位置坐標(biāo)為C.前2s物體y方向的加速度越來(lái)越小D.物體在2s內(nèi)做加速度大小的曲線運(yùn)動(dòng)【答案】D 【解析】【詳解】A．在t=0時(shí)刻所以A錯(cuò)誤；B．在t=2s時(shí)，x方向和y方向的位移分別為故此時(shí)物體的坐標(biāo)為B錯(cuò)誤；CD．前2秒，y方向物體的位移方程為拋物線，為時(shí)間的二次函數(shù)，因此，此時(shí)在y方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，物體在y方向的加速度為又所以C錯(cuò)誤，D正確。故選D。4.華為mate60實(shí)現(xiàn)了手機(jī)衛(wèi)星通信，只要有衛(wèi)星信號(hào)覆蓋地方，就可以實(shí)現(xiàn)通話。如圖所示三顆赤道上空的通信衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)環(huán)赤道全球通信，已知三顆衛(wèi)星離地高度均為h，地球的半徑為R，地球同步衛(wèi)星離地高度為6R，地球表面重力加速度為，引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是（　?。?A.三顆通信衛(wèi)星受到地球的萬(wàn)有引力的大小相等B.能實(shí)現(xiàn)全球通信時(shí)，衛(wèi)星離地高度至少2RC.其中一顆質(zhì)量為m的通信衛(wèi)星的動(dòng)能為D.通信衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)周期之比為【答案】C【解析】【詳解】A．通信衛(wèi)星受到的萬(wàn)有引力大小為由于不知道三顆通信衛(wèi)星的質(zhì)量大小關(guān)系，所以三顆通信衛(wèi)星受到地球的萬(wàn)有引力大小不一定相等，故A錯(cuò)誤；B．三顆通信衛(wèi)星若要全面覆蓋，則其如圖所示由幾何關(guān)系可知，，，其OA為地球半徑R，所以由幾何關(guān)系有解得 所以解得所以通信衛(wèi)星高度至少為R，故B錯(cuò)誤；C．對(duì)衛(wèi)星有，其萬(wàn)有引力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有在地球表面有其動(dòng)能為故C正確；D．對(duì)通信衛(wèi)星有地球的自轉(zhuǎn)周期與同步衛(wèi)星相同，對(duì)同步衛(wèi)星有整理有故D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示，水平地面上有一段絕緣粗糙區(qū)域AB，該區(qū)域中的P點(diǎn)距A點(diǎn)較近。材料與形狀完全相同的兩個(gè)物塊甲和乙與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)由A到B逐漸減小，甲物塊帶正電荷，乙物塊帶等量的負(fù)電荷，空間中有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，先讓甲物塊從A由靜止釋放滑到B。然后再讓乙物塊從B由靜止釋放滑到A。兩物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電荷量保持不變，上述兩過(guò)程相比較，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（　?。?A.兩個(gè)物塊在上述過(guò)程中獲得的速度大小相等B.甲物塊在上述過(guò)程中所用時(shí)間較長(zhǎng)C.若甲乙同時(shí)從A、B釋放，它們可能在P點(diǎn)相遇D.若甲乙同時(shí)從A、B釋放，它們碰后粘連一定共同向右運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)動(dòng)能定理得所以?xún)蓚€(gè)物塊在上述過(guò)程中獲得的速度大小相等，故A項(xiàng)正確，不符合題意；B．甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)的大致如圖所示甲運(yùn)動(dòng)過(guò)程加速度在增大，故圖像的斜率增大，如圖線1；乙運(yùn)動(dòng)過(guò)程加速度減小，故斜率減小，如圖線2，由于兩物塊末速度大小相等，且兩個(gè)過(guò)程的位移相等，即圖線下方所圍的面積相等，故甲運(yùn)動(dòng)過(guò)程的時(shí)間長(zhǎng)，故B項(xiàng)正確，不符合題意；C．若甲乙同時(shí)從A、B釋放時(shí)，由B項(xiàng)可知乙物塊B到P段時(shí)間加速度大于甲物塊從A到P端的加速度，所以，所以相等時(shí)間內(nèi)乙物塊運(yùn)動(dòng)的位移大于甲物塊運(yùn)動(dòng)的位移，所以它們有可能在P點(diǎn)相遇，故C項(xiàng)正確，不符合題意；D．若甲乙同時(shí)從A、B釋放，由B項(xiàng)可知當(dāng)甲、乙物體碰撞時(shí)碰前速度大小不相等，碰撞過(guò)程甲、乙之間的相互作用力為F，對(duì)甲物塊根據(jù)動(dòng)量定理可知甲乙碰撞后速度不可能相等，所以碰后不可能粘連一起共同向右運(yùn)動(dòng)。故D項(xiàng)錯(cuò)誤，符合題意。故選D。6.如圖甲所示，物體以一定初速度從傾角的斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，上升的最大高度為。選擇地面為參考平面，上升過(guò)程中，物體的機(jī)械能隨高度的變化如圖乙所示。，。則下列說(shuō)法中正確的是（　?。?A.物體質(zhì)量B.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)C.物體上升過(guò)程的加速度大小D.物體回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能【答案】BD【解析】【詳解】A．根據(jù)題意，由圖可知，物體上升到最大高度時(shí)，機(jī)械能為，則有解得故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意，由功能關(guān)系可知，克服摩擦力做功等于機(jī)械能的減少，則有解得故B正確；C．物體上升過(guò)程中，由牛頓第二定律有解得故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)題意，物體回到斜面底端過(guò)程中，由動(dòng)能定理有 其中解得故D正確。故選BD。7.若規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，真空中點(diǎn)電荷周?chē)滁c(diǎn)的電勢(shì)φ可表示為φ＝k，其中k為靜電力常量，Q為點(diǎn)電荷的電荷量，r為該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離。如圖所示，M、N、C是真空中三個(gè)電荷量均為+Q的固定點(diǎn)電荷，M、N、C連線構(gòu)成一等邊三角形且邊長(zhǎng)L，D是三條邊中垂線的交點(diǎn)。已知靜電力常量為k，規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。則下列說(shuō)法正確的是（　?。〢.O、A、B三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等B.場(chǎng)強(qiáng)EAC.電勢(shì)φA：φD＝（2+4）：9D.在D處放置一負(fù)電荷q，其電勢(shì)能Ep【答案】CD【解析】【詳解】A．根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的計(jì)算公式可知，M、C兩電荷在A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為0，故A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)是只有N電荷在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知O、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小也等于，但是三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向不同，故A錯(cuò)誤；B．三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，則 NA＝Lcos30°代入E故B錯(cuò)誤；C．A點(diǎn)的電勢(shì)φA＝2D點(diǎn)的電勢(shì)φD＝3所以φA：φD＝（2+4）：9故C正確；D．有φD在D處放置一負(fù)電荷q，其電勢(shì)能Ep故D正確；故選CD。8.如圖所示，光滑圓弧軌道AB末端切線水平，與光滑圓弧軌道BCD在B處連接且固定，圓弧軌道BCD的半徑為r2，圓弧軌道AB的半徑r1未知且可調(diào)節(jié)。一質(zhì)量為m的小球，從A點(diǎn)（與O1等高）靜止釋放，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)落在圓弧軌道BCD上。忽略空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（） A.小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力與r1的大小無(wú)關(guān)B.只要小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，落在圓弧軌道BCD上時(shí)的動(dòng)能就相同C.適當(dāng)調(diào)節(jié)r1的大小，小球可以垂直落在圓弧軌道BCD上D.當(dāng)時(shí)，小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)【答案】AD【解析】【詳解】A．小球從A點(diǎn)靜止釋放到B點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒有根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得，軌道對(duì)小球的支持力為則小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力與r1的大小無(wú)關(guān)，故A正確；B．小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)落在圓弧軌道BCD上，小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，則小球下落高度h相同，則小球落在圓弧BC、CD上的等高處，則根據(jù)平拋規(guī)律可知，水平位移不同，離開(kāi)B點(diǎn)的初速度不同，則根據(jù)動(dòng)能定理有可知落在圓弧軌道BCD上時(shí)的動(dòng)能不相同，故B錯(cuò)誤；C．若小球垂直落在圓弧軌道BCD上，則其速度的反向延長(zhǎng)線必然經(jīng)過(guò)圓弧的圓心O點(diǎn)。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有，速度的反向延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)水平位移的中點(diǎn)，但O點(diǎn)不為水平位移的中點(diǎn)，則小球不可能垂直落在圓弧軌道BCD上，故C錯(cuò)誤；D．若小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，即此時(shí)小球落在C點(diǎn)，則根據(jù)平拋規(guī)律有 根據(jù)動(dòng)能定理有聯(lián)立解得故D正確。故選AD。第II卷（非選擇題，共174分）二、非選擇題：本卷包括必考題和選考題兩部分，第9~12題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答，第13~16題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共129分9.在天宮課堂中、我國(guó)航天員演示了利用牛頓第二定律測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。受此啟發(fā)。某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無(wú)線加速度傳感器、輕彈簧和待測(cè)物體等器材設(shè)計(jì)了測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示。主要步驟如下：①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；②接通氣源。放上滑塊。調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)。A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm，拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)；④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時(shí)間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示。 回答以下問(wèn)題（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）：（1）彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)____N/m。（2）該同學(xué)從圖乙中提取某些時(shí)刻F與a的數(shù)據(jù)，畫(huà)出a—F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為_(kāi)_______kg。（3）該同學(xué)在滑塊上增加待測(cè)物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫(huà)出新的a—F圖像Ⅱ，則待測(cè)物體的質(zhì)量為_(kāi)_______kg?！敬鸢浮竣?12②.0.20③.0.13【解析】【詳解】（1）[1]由題知，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)，A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm。拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)。結(jié)合圖乙的F—t圖有Δx=5.00cm，F(xiàn)=0.610N根據(jù)胡克定律計(jì)算出k≈12N/m（2）[2]根據(jù)牛頓第二定律有F=ma則a—F圖像的斜率為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)圖丙中I，則有則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為m=0.20kg（3）[3]滑塊上增加待測(cè)物體，同理，根據(jù)圖丙中II，則有 則滑塊、待測(cè)物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為m′≈0.33kg則待測(cè)物體的質(zhì)量為Δm=m′-m=0.13kg10.小芳同學(xué)想利用實(shí)驗(yàn)室的器材描繪出某電風(fēng)扇的伏安特性曲線。她通過(guò)說(shuō)明書(shū)得到電風(fēng)扇的額定電壓為5.0V，額定功率約為2.5W。器材有：電源E：電動(dòng)勢(shì)為6.0V，內(nèi)阻忽略不計(jì)電流表A1：量程0.6A，內(nèi)阻約為10Ω電流表A2：量程100mA，內(nèi)阻為r2=4Ω定值電阻R1=10Ω定值電阻R2=50Ω滑動(dòng)變阻器R3：最大阻值10Ω，最大電流0.5A滑動(dòng)變阻器R4：最大阻值3Ω，最大電流3A滑動(dòng)變阻器R5：最大阻值100Ω，最大電流3A開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等。（1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______（選填“R3”“R4”或“R5”）；了精確測(cè)量數(shù)據(jù)，選用定值電阻_______（選填“R1”或“R2”），將電流表A2改裝成電壓表使用。（2）請(qǐng)根據(jù)選用的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，將最優(yōu)電路設(shè)計(jì)圖畫(huà)在圖甲虛線方框內(nèi)，電風(fēng)扇符號(hào)用M表示，需在圖中標(biāo)上所用元件對(duì)應(yīng)的符號(hào)________。（3）小芳在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，小電風(fēng)扇在電流較小時(shí)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。她多次測(cè)量描繪出I2一I1圖像如圖乙所示，其中I1為電流表A1的讀數(shù)，I2為電流表A2的讀數(shù)。當(dāng)I1為0.10A，I2為10mA時(shí)，小電風(fēng)扇的電阻為_(kāi)_____Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（4）從小芳描繪的I2一I1圖像可以看出，隨著I2的不斷增大，I1先增大到某值時(shí)突然減小，造成這種現(xiàn)象的原因是______。 【答案】①.R4②.R2③.④.6.0⑤.電動(dòng)機(jī)突然開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生了反電動(dòng)勢(shì)【解析】【詳解】（1）[1]電風(fēng)扇的額定電壓為額定功率為電風(fēng)扇的額定電流為由于要描繪出這臺(tái)電風(fēng)扇的伏安特性曲線，電壓需要從0調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式，使得串聯(lián)接入電路部分的電流有可能大于0.5A，所以為了防止滑動(dòng)變阻器燒壞且操作方便，滑動(dòng)變阻器選；[2]通過(guò)電流表A2與電阻串聯(lián)改裝成電壓表，因電壓調(diào)節(jié)范圍為0～5.0V，需要串聯(lián)的電阻阻值為所以選取固定電阻改裝成電壓表，其量程為（2）[3]因?yàn)殡妷盒鑿牧汩_(kāi)始測(cè)起，則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，因此電流表采用外接法，電路圖如圖所示 （3）[4]小電風(fēng)扇在電流表讀數(shù)小時(shí)電風(fēng)扇不能轉(zhuǎn)動(dòng)，屬于純電阻電路，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知為0.10A時(shí)，為小電風(fēng)扇的電阻為（4）[5]小電風(fēng)扇在電流較小時(shí)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著電流的不斷增大，電動(dòng)機(jī)突然開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生了反電動(dòng)勢(shì)，所以先增大到某值時(shí)突然減小。11.足夠長(zhǎng)的粗糙絕緣板A上放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小滑塊B．用手托住A置于方向水平向左、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，此時(shí)A、B均能靜止，如圖所示．現(xiàn)將絕緣板A從圖中位置P垂直電場(chǎng)線移至位置Q，發(fā)現(xiàn)小滑塊B相對(duì)A發(fā)生了運(yùn)動(dòng)．為研究方便可以將絕緣板A的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成先勻加速接著勻減速到靜止的過(guò)程．測(cè)量發(fā)現(xiàn)豎直方向加速的時(shí)間為0.8s，減速的時(shí)間為0.2s，P、Q位置高度差為0.5m．已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，g取10m/s2．求：(1)絕緣板A加速和減速的加速度分別為多大？(2)滑塊B最后停在離出發(fā)點(diǎn)水平距離多大處？【答案】(1)a1＝1.25m/s2，a2＝5m/s2；(2)x＝0.04m【解析】【詳解】(1)設(shè)絕緣板A勻加速和勻減速的加速度大小分別為a1和a2，勻加速和勻減速的時(shí)間分別為t1和t2，P、Q高度差為h，則有?a1t1＝a2t2h＝a1t12＋a2t22?求得a1＝1.25m/s2a2＝5m/s2(2)研究滑板B，在絕緣板A勻減速的過(guò)程中，由牛頓第二定律可得 豎直方向上mg－N＝ma2?水平方向上Eq－μN(yùn)＝ma3?求得a3＝0.1g＝1m/s2在這個(gè)過(guò)程中滑板B的水平位移大小為x3＝a3t22＝002m在絕緣板A靜止后，滑板B將沿水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a4，有μmg－Eq＝ma4得a4＝0.1g＝1m/s2?該過(guò)程中滑板B的水平位移大小為x4＝x3＝0.02m?最后滑板B靜止時(shí)離出發(fā)點(diǎn)的水平距離x＝x4＋x3＝0.04m12.“魯布·戈德堡機(jī)械”是用迂回曲折的連鎖機(jī)械反應(yīng)完成一些簡(jiǎn)單動(dòng)作的游戲。圖為某興趣小組設(shè)計(jì)的該類(lèi)游戲裝置：是半徑為2L的光滑四分之一圓弧軌道，其末端B水平；在軌道末端等高處有一質(zhì)量為m的“”形小盒C（可視為質(zhì)點(diǎn)），小盒C與質(zhì)量為3m、大小可忽略的物塊D通過(guò)光滑定滑輪用輕繩相連，左側(cè)滑輪與小盒C之間的繩長(zhǎng)為2L；物塊D壓在質(zhì)量為m的木板E左端，木板E上表面光滑、下表面與水平桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)（最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），木板E右端到桌子右邊緣固定擋板（厚度不計(jì)）的距離為L(zhǎng)；質(zhì)量為m且粗細(xì)均勻的細(xì)桿F通過(guò)桌子右邊緣的光滑定滑輪用輕繩與木板E相連，木板E與定滑輪間輕繩水平，細(xì)桿F下端到地面的距離也為L(zhǎng)；質(zhì)量為的圓環(huán)（可視為質(zhì)點(diǎn)）套在細(xì)桿F上端，環(huán)與桿之間滑動(dòng)摩擦力和最大靜摩擦力相等，大小為。開(kāi)始時(shí)所有裝置均靜止，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從圓弧軌道頂端A處由靜止釋放，小球進(jìn)入小盒C時(shí)剛好能被卡?。ㄗ饔脮r(shí)間很短可不計(jì)），然后帶動(dòng)后面的裝置運(yùn)動(dòng)，木板E與擋板相撞、細(xì)桿F與地面相撞均以原速率反彈，最終圓環(huán)剛好到達(dá)細(xì)桿的底部。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：（1）小球與小盒C相撞后瞬間，與小盒C相連的繩子上的拉力大?。唬?）細(xì)桿F的長(zhǎng)度。 【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)小球滑出圓弧軌道時(shí)的速度為，剛被卡住瞬間速度為v，與小盒C相連的繩子上的拉力大小為T(mén)。對(duì)小球從A到B，由動(dòng)能定理得小球撞擊C瞬間，二者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得對(duì)小球和C組成的系統(tǒng)，由圓周運(yùn)動(dòng)公式可知，與小盒C相連的繩子上的拉力大小解得（2）由（1）知，當(dāng)小球剛被小盒C卡住時(shí)，物塊D對(duì)木板E壓力為零，此時(shí)桌面對(duì)木板E的最大靜摩擦力由知，木板E將向右運(yùn)動(dòng)；木板E向右運(yùn)動(dòng)與擋板相撞前，將木板E、圓環(huán)和細(xì)桿F視為一個(gè)整體，設(shè)加速度大小為a；由牛頓第二定律解得對(duì)圓環(huán)由牛頓第二定律 可知圓環(huán)所受摩擦力所以木板E向右運(yùn)動(dòng)與擋板相撞前，圓環(huán)與細(xì)桿F之間未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。假設(shè)第一次相撞的速度大小為，則由勻變速直運(yùn)動(dòng)推導(dǎo)公式由分析知，第一次相撞后細(xì)桿F與圓環(huán)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，假設(shè)相撞后，圓環(huán)向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為，木板E向左、細(xì)桿F向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為，則對(duì)圓環(huán)由牛頓第二定律對(duì)木板E向左、細(xì)桿F整體由牛頓第二定律解得因?yàn)榇笮∠嗟?，則圓環(huán)與木板E、細(xì)桿F同時(shí)減速為零，且圓環(huán)與細(xì)桿F的位移大小相等，方向相反。設(shè)第一次相撞后，木板E向左的最大位移為，則有勻變速直線運(yùn)動(dòng)推導(dǎo)公式解得同理可得：第二次相撞后，木板E向左的最大位移為第n次碰撞后，木板E向左的最大位移為則第一次相撞后，圓環(huán)與細(xì)桿F的最大相對(duì)位移 同理可得：第二次相撞后，圓環(huán)與細(xì)桿F的最大相對(duì)位移第n次相撞后，圓環(huán)與細(xì)桿F的最大相對(duì)位移設(shè)細(xì)桿F的長(zhǎng)度為x，則[物理—選修3-4]13.某健身者把兩根相同繩子的一端固定在一點(diǎn)，用雙手分別握住繩子的另一端，上下抖動(dòng)繩子使繩子振動(dòng)起來(lái)，以手的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖是健身者右手在抖動(dòng)繩子過(guò)程中某時(shí)刻的波形，若右手抖動(dòng)的頻率是2Hz，下列說(shuō)法正確的是（　?。〢.該波的波長(zhǎng)為12mB.該時(shí)刻M點(diǎn)的位移為C.該時(shí)刻N(yùn)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向D.再經(jīng)過(guò)0.125s，M點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為30cmE.從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程為【答案】ACE【解析】【詳解】A.由圖像可知，該波的波長(zhǎng)為A正確； B.圖示時(shí)刻的波動(dòng)方程為該時(shí)刻M點(diǎn)的位移為B錯(cuò)誤；C.由題意，該波沿x軸正方向傳播，根據(jù)同側(cè)法可知，該時(shí)刻N(yùn)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，C正確；DE.從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程為再經(jīng)過(guò)0.125s，M點(diǎn)的位移為M點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為D錯(cuò)誤，E正確。故選ACE。14.如圖，半徑為R=30cm的玻璃球臺(tái)，球臺(tái)平面對(duì)應(yīng)的球心角為120°，與球臺(tái)平面等面積的單色光柱垂直臺(tái)面射向球體。已知玻璃對(duì)單色光的折射率為2，光在真空中的速率為，求：（1）求：該單色光在玻璃球臺(tái)中的傳播速度；（2）求：同時(shí)垂直射入玻璃球臺(tái)的光中，最先在球面處發(fā)生全反射的光，在玻璃球臺(tái)內(nèi)傳播的時(shí)間（只考慮全反射）。【答案】（1）1.5×108m/s；（2）8×10?9s 【解析】【詳解】（1）由題意作出光路圖如圖所示，可知光在玻璃球臺(tái)中傳播的速度（2）設(shè)光在玻璃球臺(tái)中產(chǎn)生全反射的臨界角為C，則有解得由幾何關(guān)系可知，最邊緣的光線在球面的入射角為可知最邊緣的光線是最先在球面處發(fā)生全反射的光，且該光線經(jīng)3次全反射而射出平臺(tái)，則有傳播的時(shí)間代入數(shù)據(jù)解得