北京市海淀區(qū)高三上學期期中考試 物理試卷及答案
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1、 海淀區(qū)高三年級第一學期期中練習 物 理 2016.11 說明:本試卷共8頁,共100分。考試時長90分鐘。考生務必將答案寫在答題紙上,在試卷上作答無效。考試結束后,將本試卷和答題紙一并交回。 題號 一 二 三 總分 13 14 15 16 17 18 分數(shù) 圖1 A O B C 30 一、本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項是正確的,有的小題有多個選項是正確的。全部選
2、對的得3分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分。把你認為正確答案填涂在答題紙上。
1.如圖1所示,用三段不可伸長的輕質細繩OA、OB、OC共同懸掛一重物使其靜止,其中 OA與豎直方向的夾角為30,OB沿水平方向,A端、B端固定。若分別用FA、FB、FC表示OA、OB、OC三根繩上的拉力大小,則下列判斷中正確的是
A.FA>FB>FC B.FA
3、動作,最后沿豎直方向進入水中。若此過程中運動員頭部連續(xù)的運動軌跡示意圖如圖2中虛線所示, a、b、c、d為運動軌跡上的四個點。關于運動員頭部經(jīng)過這四個點時的速度方向,下列說法中正確的是 A.經(jīng)過a、b、c、d四個點的速度方向均可能豎直向下 B.只有經(jīng)過a、c兩個點的速度方向可能豎直向下 C.只有經(jīng)過b、d兩個點的速度方向可能豎直向下 D.只有經(jīng)過c點的速度方向可能豎直向下 3.如圖3甲所示,光滑平直軌道MO和ON底端平滑對接,將它們固定在同一豎直平面內(nèi),兩軌道與水平地面間的夾角分別為α和β,且α>β,它們的上端M和N位于同一水平面內(nèi)?,F(xiàn)將可視為質點的一小滑塊從M端由靜止釋放,若小
4、滑塊經(jīng)過兩軌道的底端連接處的時間可忽略不計且無機械能損失,小滑塊沿軌道可運動到N端。以a、E分別表示小滑塊沿軌道運動的加速度大小和機械能,t表示時間,圖3乙是小滑塊由M端釋放至第一次到達N端的運動過程中的a-t圖象和E-t圖象,其中可能正確的是 圖3 乙 A t O a B t O a C t O E D t O E 甲 O M N β α 4.如圖4所示,一輛可視為質點的汽車以恒定的速率駛過豎直面內(nèi)的凸形橋。已知凸形橋面是圓弧形柱面,則下列說法中正確的是 圖4 A.汽車在凸形橋上行駛的過程中,其所受合力始終
5、為零 B.汽車在凸形橋上行駛的過程中,其始終處于失重狀態(tài) C.汽車從橋底行駛到橋頂?shù)倪^程中,其所受合外力的沖量為零 D.汽車從橋底行駛到橋頂?shù)倪^程中,其機械能守恒 圖5 A B O P Q 5.如圖5所示,物體A放置在物體B上,B與一輕彈簧相連,它們一起在光滑水平面上以O點為平衡位置做簡諧運動,所能到達相對于O點的最大位移處分別為P點和Q點,運動過程中A、B之間無相對運動。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,系統(tǒng)的振動周期為T,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。下列說法中正確的是 A.物體B從P向O運動的過程中,彈簧的彈性勢能逐漸變小 B.物體B處于PO之間某位置時開始計時,經(jīng)T/2時間
6、,物體B一定運動到OQ之間 C.物體B的速度為v時開始計時,每經(jīng)過T時間,物體B的速度仍為v D.當物體B相對平衡位置的位移為x時,A、B間摩擦力的大小等于kx 地月轉移軌道 P Q 軌道Ⅰ 軌道Ⅱ 圖6 6.2013年12月6日,“嫦娥三號”攜帶月球車“玉兔號”運動到地月轉移軌道的P點時做近月制動后被月球俘獲,成功進入環(huán)月圓形軌道Ⅰ上運行,如圖6所示。在“嫦娥三號”沿軌道Ⅰ經(jīng)過P點時,通過調整速度使其進入橢圓軌道Ⅱ,在沿軌道Ⅱ經(jīng)過Q點時,再次調整速度后又經(jīng)過一系列輔助動作,成功實現(xiàn)了其在月球上的“軟著陸”。對于“嫦娥三號”沿軌道Ⅰ和軌道Ⅱ運動的過程,若以月球為參考系
7、,且只考慮月球對它的引力作用,下列說法中正確的是 A.沿軌道Ⅱ經(jīng)過P點時的速度小于經(jīng)過Q點時的速度 B.沿軌道Ⅱ經(jīng)過P點時的機械能小于經(jīng)過Q點時的機械能 C.沿軌道Ⅰ經(jīng)過P點時的速度大于沿軌道Ⅱ經(jīng)過P點時的速度 D.沿軌道Ⅰ經(jīng)過P點時的加速度大于沿軌道Ⅱ經(jīng)過P點時的加速度 圖7 1 2 3 y/cm 0 2.0 -2.0 x/m A B C D 7.如圖7所示,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t1=0時刻波傳播到x=2.0m處的質點C,此時x=0.5m處的質點A在負方向最大位移處,在t2=0.2s時刻質點A自計時開始后第一次運動到正方向最大位移處,則
8、A.該簡諧橫波的波速等于5m/s
B.質點C開始振動時的運動方向沿y軸負方向
C.在t1~t2時間內(nèi),x=1.0m處的質點B通過的路程為4.0cm
D.在t2時刻,位于x=3.0m處的質點D處于平衡位置且開始沿y軸正方向運動
8.將一質量為m的排球豎直向上拋出,它上升了H高度后落回到拋出點。設排球運動過程中受到方向與運動方向相反、大小恒為f的空氣阻力作用,已知重力加速度大小為g,且f 9、力做的功
D.排球整個上升過程克服重力做功的平均功率大于整個下降過程重力做功的平均功率
圖8
v
v0
甲
0
t
乙
v
v
t0
2t0
v0
9.如圖8甲所示,兩個皮帶輪順時針轉動,帶動水平傳送帶以恒定的速率v運行。現(xiàn)使一個質量為m的物體(可視為質點)沿與水平傳送帶等高的光滑水平面以初速度v0(v0 10、2t0時間內(nèi)物體受到靜摩擦力的作用
B.0~t0時間內(nèi),物體所受摩擦力對物體做功的功率越來越大
C.若增大物體的初速度v0但v0仍小于v,則物體在傳送帶上運動的時間一定小于2t0
D.若增大物體的初速度v0但v0仍小于v,則物體被傳送的整個過程中傳送帶對物體所做的功也一定增加
P
圖9
A
B
燈柱
A
B
6.0m
2.5m
北
東
10.交警正在調查發(fā)生在無信號燈的十字路口的一起汽車相撞事故。根據(jù)兩位司機的描述得知,發(fā)生撞車時汽車A正沿東西大道向正東行駛,汽車B正沿南北大道向正北行駛。相撞后兩車立即熄火并在極短的時間內(nèi)叉接在一起后并排沿直線在水平路面上滑動 11、,最終一起停在路口東北角的路燈柱旁,交警根據(jù)事故現(xiàn)場情況畫出了如圖9所示的事故報告圖。通過觀察地面上留下的碰撞痕跡,交警判定撞車的地點為該事故報告圖中P點,并測量出相關的數(shù)據(jù)標注在圖中,又判斷出兩輛車的質量大致相同。為簡化問題,將兩車均視為質點,且它們組成的系統(tǒng)在碰撞的過程中動量守恒,根據(jù)圖中測量數(shù)據(jù)可知下列說法中正確的是
A. 發(fā)生碰撞時汽車A的速率較大
B. 發(fā)生碰撞時汽車B的速率較大
C. 發(fā)生碰撞時速率較大的汽車和速率較小的汽車的速率之比約為12:5
D. 發(fā)生碰撞時速率較大的汽車和速率較小的汽車的速率之比約為:
二、本題共2小題,共15分。
甲
打點計時器
12、砂、砂桶
接交流電源
小車 砝碼
x1
x2
x3
x4
x5
乙
O
A
B
C
D
E
圖10
11.(6分)圖10甲為“探究加速度與物體所受合外力、物體質量的關系”的實驗裝置示意圖,砂和砂桶的總質量為m,小車和砝碼的總質量為M。
(1)如圖10乙所示為實驗中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶,打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz,紙帶上O、A、B、C、D、E為六個相鄰的計數(shù)點(兩相鄰計數(shù)點間還有4個點跡沒有畫出),通過測量和計算可知,x1、x2、x3、x4、x5分別為4.50cm、5.28cm、6.07cm、6.85 cm、7.63cm。則打點計時器打 13、下相鄰計數(shù)點的時間間隔為 s,根據(jù)上述數(shù)據(jù),可知小車拖動紙帶運動的加速度的測量值為 m/s2(保留2位有效數(shù)字)。
(2)實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小,在探究外力不變的情況下加速度與質量之間的關系時,用到了小車的加速度a與小車和砝碼總質量的倒數(shù)1/M關系的圖象。以下關于該實驗的說法中正確的是 。(選填選項前的字母)
A.需要用天平測量小車和砝碼的總質量M
B.實驗需要保證的條件是小車和砝碼的總質量遠大于砂和砂桶的總質量
C.實驗前需要將固定打點計時器一側的木板墊高一些,其目的是為了增大小車下滑的加速度
D.實驗時如果沒有將固定打點計 14、時器一側的木板墊高一些,將會導致a-1/M圖象不是一條直線
圖11
12.(9分)某研究性學習小組的同學們做了以下兩個關于彈簧的實驗。
(1)在做探究彈簧彈力的大小與其伸長量的關系實驗中,設計了如圖11所示的實驗裝置。在彈簧兩端各系一輕細的繩套,利用一個繩套將彈簧懸掛在鐵架臺上,另一端的繩套用來懸掛鉤碼。同學們先測出不掛鉤碼時彈簧的長度,再將鉤碼逐個掛在彈簧的下端,每次都測出相應的彈簧總長度L,再算出彈簧伸長的長度x,并將數(shù)據(jù)填在下面的表格中。(實驗過程中,彈簧始終在彈性限度內(nèi))
測量次序
1
2
3
4
5
6
懸掛鉤碼所受重力G/N
0
0.5
1.0
1 15、.5
2.0
2.5
彈簧彈力大小F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
彈簧的總長度L/cm
13.00
15.05
17.10
19.00
21.00
23.00
彈簧伸長的長度x/cm
0
2.05
4.10
6.00
8.00
10.00
圖12
F/N
x/cm
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
①在如圖12所示的坐標紙上已經(jīng)描出了其中5次測量的彈簧彈力大小F與彈簧伸長的長度x對應的數(shù)據(jù)點,請把第 16、4次測量的數(shù)據(jù)對應點描繪出來,并作出F-x圖線。
②根據(jù)上述的實驗過程,并對實驗數(shù)據(jù)進行分析可知,下列說法中正確的是 。(選填選項前的字母)
A.彈簧彈力大小與彈簧的總長度成正比
B.彈簧彈力大小與彈簧伸長的長度成正比
C.該彈簧的勁度系數(shù)約為25N/m
D.在不掛鉤碼的情況下測量彈簧的長度時,需將彈簧放置在水平桌面上測量
(2)研究性學習小組的同學將該彈簧放置在一個高度為h的水平桌面上,將其左端固定,右端與質量為m的小鋼球接觸。當彈簧處于自然長度時,小鋼球恰好在桌子邊緣,如圖13甲所示。將鋼球向左壓縮彈簧一段距離x后由靜止釋放,鋼球將沿水平方向飛出桌面,鋼球在空中飛行 17、一段距離后落到水平地面上,測得其水平飛行距離為s。該小組的同學想用這個裝置探究彈簧將鋼球彈出的過程中,彈簧彈力對鋼球所做的功與此過程中鋼球動能增量之間的關系。
①同學們發(fā)現(xiàn),當壓縮彈簧的距離x不同時,鋼球落地時的水平距離s也會不同??梢愿鶕?jù)第(1)問中畫出的F-x圖象求出彈簧彈力對鋼球所做的功,然后研究彈簧彈力對鋼球所做的功W與此過程中鋼球動能增量?Ek之間的關系。根據(jù)這樣的思路同學們預測了幾種不同的s-x關系圖象,圖13乙中可以表明彈簧彈力對鋼球所做的功W等于此過程中鋼球動能的增量?Ek的圖象是 。(選填選項下面的字母)
乙
圖13
s
h
甲
O
A
x
18、s
O
B
x
s
O
C
x
s
②在實驗中發(fā)現(xiàn),彈簧彈力對鋼球所做的功W大于鋼球的動能增量?Ek。請你簡述導致W大于?Ek的可能原因(至少說出兩條): 。
三、本題包括6小題,共55分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
13.(8分)如圖14所示,水平地面上有一質量m=2.0kg的物塊,物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.20,在與水平方向成θ=37角斜向下的推力F作用下由 19、靜止開始向右做勻加速直線運動。已知F=10N, sin37=0.60,cos37=0.80,重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力。求:
37
F
圖14
(1)物塊運動過程中所受滑動摩擦力的大小;
(2)物塊運動過程中加速度的大小;
(3)物塊開始運動5.0s所通過的位移大小。
14. (8分)如圖15所示,在傾角θ=37的足夠長的固定光滑斜面的底端,有一質量m=1.0kg、可視為質點的物體,以v0=6.0m/s的初速度沿斜面上滑。已知sin37=0.60,cos37=0.80,重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力。求:
(1)物體沿斜面向上運動 20、的加速度大?。?
(2)物體在沿斜面運動的過程中,物體克服重力所做功的最大值;
v0
圖15
37
(3)物體在沿斜面向上運動至返回到斜面底端的過程中,重力的沖量。
15.(9分)我國航天人為實現(xiàn)中華民族多年的奔月夢想,正在向著“繞、落、回”的第三步進軍,未來將有中國的航天員登上月球。假如航天員在月球上測得擺長為l的單擺做n次小振幅全振動的時間為t。已知月球可視為半徑為r的質量分布均勻的球體,引力常量為G,不考慮月球自轉的影響。求:
(1)月球表面的重力加速度g月;
(2)繞月探測器在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動的周期T0;
(3)月球的密 21、度ρ。
圖16
R
A
R
B
O
1
2
16.(10分)如圖16所示,AB為固定在豎直面內(nèi)、半徑為R的四分之一圓弧形光滑軌道,其末端(B端)切線水平,且距水平地面的高度也為R。1、2兩小滑塊(均可視為質點)用輕細繩拴接在一起,在它們中間夾住一個被壓縮的微小輕質彈簧。兩滑塊從圓弧形軌道的最高點A由靜止滑下,當兩滑塊滑至圓弧形軌道最低點時,拴接兩滑塊的細繩突然斷開,彈簧迅速將兩滑塊彈開,滑塊2恰好能沿圓弧形軌道運動到軌道的最高點A。已知R=0.45m,滑塊1的質量m1=0.16kg,滑塊2的質量m2=0.04kg,重力加速度g取10m/s2 22、,空氣阻力可忽略不計。求:
(1)兩滑塊一起運動到圓弧形軌道最低點細繩斷開前瞬間對軌道的壓力大??;
(2)在將兩滑塊彈開的整個過程中彈簧釋放的彈性勢能;
(3)滑塊2的落地點與滑塊1的落地點之間的距離。
泥土
M
M
m
h
重錘
樁柱
泥土
m
甲
O
乙
x
f
圖17
M
M
17.(10分)建筑工程中的“打樁”是利用重錘的沖擊克服泥土對樁柱的阻力,使樁柱插入泥土到達預定深度的過程。如圖17甲 所示,設打樁機重錘的質量為m,樁柱的質量為M。打樁過程可簡化如下:樁柱下端開始時在 23、地表面沒有進入泥土,提升重錘到距離樁柱上端h高度后使其自由落下,重錘撞擊樁柱上端,經(jīng)極短時間的撞擊使兩者以共同的速度一起向下移動一段距離后停止。然后再次提升重錘,重復打樁過程,逐漸把樁柱打到預定深度。設樁柱向下移動的過程中泥土對樁柱的阻力f的大小與樁柱打入泥土中的深度x成正比,其函數(shù)表達式f=kx(k為大于0的常量,具體值未知),f-x圖象如圖17乙所示。已知重力加速度大小為g。
(1)求重錘與樁柱第一次碰撞后瞬間的共同速度大?。?
(2)圖象法和比較法是研究物理問題的重要方法,例如從教科書中我們明白了由v-t圖象求直線運動位移的思想和方法,請你借鑒此方法,根據(jù)圖示的f-x圖象結合函數(shù)式f= 24、kx,分析推導在第一次打樁將樁柱打入泥土的過程中阻力所做的功與樁柱打入泥土深度的關系式;并將泥土對樁柱的阻力與你熟悉的彈簧彈力進行比較,從做功與能量轉化的角度簡要說明泥土對樁柱的阻力做功和彈簧彈力做功的不同;
(3)若重錘與樁柱第一次的撞擊能把樁柱打入泥土中的深度為d,試求常量k的大小。
圖18
18.(10分)香港迪士尼游樂園入口旁有一噴泉,在水泵作用下會從鯨魚模型背部噴出豎直向上的水柱,將站在沖浪板上的米老鼠模型托起,穩(wěn)定地懸停在空中,伴隨著音樂旋律,米老鼠 25、模型能夠上下運動,引人駐足,如圖18所示。這一景觀可做如下簡化,假設水柱以一定的速度從噴口豎直向上噴出,水柱的流量為Q(流量定義:在單位時間內(nèi)向上通過水柱橫截面的水的體積),設同一高度水柱橫截面上各處水的速率都相同,沖浪板底部為平板且其面積大于水柱的橫截面積,保證所有水都能噴到?jīng)_浪板的底部。水柱沖擊沖浪板前其水平方向的速度可忽略不計,沖擊沖浪板后,水在豎直方向的速度立即變?yōu)榱?,在水平方向朝四周均勻散開。已知米老鼠模型和沖浪板的總質量為M,水的密度為ρ,重力加速度大小為g,空氣阻力及水的粘滯阻力均可忽略不計。
(1)求噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質量;
(2)由于水柱頂部的水與沖浪板相互作用的 26、時間很短,因此在分析水對沖浪板的作用力時可忽略這部分水所受的重力。試計算米老鼠模型在空中懸停時,水到達沖浪板底部的速度大??;
(3)要使米老鼠模型在空中懸停的高度發(fā)生變化,需調整水泵對水做功的功率。水泵對水做功的功率定義為單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的動能。請根據(jù)第(2)問中的計算結果,推導沖浪板底部距離噴口的高度h與水泵對水做功的功率P0之間的關系式。
海淀區(qū)高三年級第一學期期中練習參考答案及評分標準
物 理 2016.11
一 27、、本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項是符合題意的,有的小題有多個選項是符合題意的。全部選對的得3分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分。
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
AD
B
ABC
AC
ACD
BD
BC
BC
二、本題共2小題,共15分。
11.(6分)(1)0.1(或0.10);0.78(或0.79)
(2)AB (每空2分,本題6分)
12.(9分)(1)①如圖所示(2分) ②BC(2分)
(2)①B (3分) ② 28、小球克服桌面的摩擦力做功;彈簧克服與桌面間的摩擦力做功等;彈簧具有一定的質量;小球克服空氣阻力做功(回答出1項合理的原因得1分,最多得2分。)
三、本題包括6小題,共55分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
說明:計算題提供的參考解答,不一定都是唯一正確的。對于那些與此解答不同的正確解答,同樣得分。
13.(8分)(1)物塊沿豎直方向所受合力為零,設物塊受地面的支持力為N,因此有
N=mg+Fsin37=26N………………………………………………………………(2分)
物塊運動過程中所受的滑動 29、摩擦力大小f=μN=5.2N …………………………(1分)
(2)設物塊的加速度大小為a,根據(jù)物塊沿水平方向的受力情況,由牛頓第二定律有
Fcos37-f=ma…………………………………………………………………(2分)
解得:a=1.4m/s2 … ………………………………………………………………(1分)
(3)物塊運動5.0s所通過的位移大小s=at2/2=17.5m…………………………(2分)
14.(8分)(1)設物體運動的加速度為a,物體所受合力等于重力沿斜面向下的分力F=mgsinθ………………………………………………………………………(1分)
根據(jù)牛頓第二定律 30、有 F=ma ………………………………………………(1分)
解得:a=6.0m/s2…………………………………………………………………(1分)
(2)物體沿斜面上滑到最高點時,克服重力做功達到最大值,設最大值為WG。
對于物體沿斜面上滑過程,根據(jù)動能定理有:
-…………………………………………………………(1分)
解得:WG=18J………………………………………………………………(1分)
(3)物體沿斜面上滑和下滑的總時間 =2.0s………………………(1分)
此過程中重力的沖量 IG=mgt=20Ns ………………………………………(1分)
方向: 31、豎直向下…………………………………………………………………(1分)
15.(9分)(1)單擺的振動周期T=t/n………………………………………(1分)
根據(jù)單擺周期公式可知,
月球表面的重力加速度g月=4π2n2l/t2…………………………………………(2分)
(2)設質量為m的探測器在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動的周期為T0,根據(jù)牛頓第二定律有 mg月=4π2m r/T02……………………………………………………(2分)
解得T0=…………………………………………………………………(1分)
(3)設月球質量為M,近月球表面探測器的質量為m,根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定 32、律有 ………………………………(2分)
解得…………………………………………………………………(1分)
16.(10分)(1)設兩滑塊一起滑至軌道最低點時的速度為v,所受軌道的支持力為N。對兩滑塊一起沿圓弧形軌道下滑到B端的過程,根據(jù)機械能守恒定律有
(m1+ m2)gR=(m1+ m2)v2/2,解得v=3.0m/s…………………………………(1分)
對于兩滑塊在軌道最低點,根據(jù)牛頓第二定律有
N-(m1+ m2)g=(m1+ m2)v2/R ………………………………………………(1分)
解得N=3(m1+ m2)g=6.0N …………………………………………………… 33、(1分)
根據(jù)牛頓第三定律可知,兩滑塊對軌道的壓力大小N′=N=6.0N………………(1分)
(2)設彈簧迅速將兩滑塊彈開時,兩滑塊的速度大小分別為v1和v2,因滑塊2恰好能沿圓弧形軌道運動到軌道最高點A,此過程中機械能守恒,所以對滑塊2有
m2gR= m2v22/2……………………………………………………………………(1分)
解得 v2=3.0m/s,方向向左
對于彈簧將兩滑塊彈開的過程,設水平向右為正方向,根據(jù)動量守恒定律有
(m1+ m2)v=m1v1-m2v2………………………………………………………………(1分)
解得v1=4.5m/s
對于彈簧將兩滑塊彈開的 34、過程,根據(jù)機械能守恒定律有
E彈= m1v12/2+ m2v22/2-(m1+m2)v2/2………………………………………………(1分)
解得E彈=0.90J…………………………………………………………………(1分)
(3)設兩滑塊平拋運動的時間為t,根據(jù)h=gt2/2,解得
兩滑塊做平拋運動的時間t==0.30s………………………………………(1分)
滑塊1平拋的水平位移x1=v1t=1.35m
滑塊2從B點上滑到A點,再從A點返回到B點的過程,機械能守恒,因此其平拋的速度大小仍為v2,所以其平拋的水平位移x2=v2t=0.90m
所以滑塊2的落地點與滑塊1的落地點之間的距離Δ 35、x=x1-x2=0.45m……………(1分)
17.(10分)(1)設重錘落到樁柱上端時的速度為v0,對于重錘下落的過程,根據(jù)機械能守恒定律有 ……………………………………………………………(1分)
解得:
重錘與樁柱相互作用過程極為短暫,沖擊力遠大于它們所受的重力,重錘與樁柱組成的系統(tǒng),沿豎直方向動量守恒,設二者碰撞后共同運動的速度為v1,根據(jù)動量守恒定律有 …………………………………………………………………………(1分)
解得:………………………………………………………(1分)
(2)由直線運動的v-t圖象與橫坐標軸所圍的“面積”表示位移,比較阻力隨深度變化的f-x圖 36、象可知,f-x圖象與橫坐標軸所圍成的三角形的“面積”表示阻力功的大小:
…………………………………………………………………………(1分)
阻力對樁柱做負功,所以 ………………………………………(1分)
由題可知:彈簧彈力的大小和泥土對樁柱的阻力大小變化的規(guī)律一樣,都是大小與位移成正比。但是彈簧彈力做的功會使物體減少的機械能以彈性勢能的形式存儲起來,是不同形式的機械能之間的轉化;而泥土對樁柱做的功會使物體減少的機械能都轉化成了內(nèi)能,是機械能轉化為其他形式能的過程。泥土阻力一定做負功,彈簧彈力可以做正功,也可以做負功。(其他說法正確、合理的也同樣得分。每說出一項得1分,最多得2分)………(2 37、分)
(3)對于第一次碰撞后獲得共同速度到進入泥土深度為d的過程,根據(jù)動能定理有
………………………………………………(2分)
可解得:………………………………………(1分)
18.(10分)(1)設很短時間內(nèi),從噴口噴出的水的體積為,質量為,水柱在噴口的初速度為v0,噴口的橫截面積為S。則:………………………(1分)
……………………………………………………(1分)
解得單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的質量為 …………………………(1分)
(2)設米老鼠模型和沖浪板在空中懸停時,水柱頂部的水沖擊沖浪板底面速度由v變?yōu)?,時間這些水對板的作用力的大小為F′,板對水的作用 38、力的大小為F,以向下為正方向,不考慮水柱頂部水的重力,根據(jù)動量定理有: ……………(1分)
根據(jù)牛頓第三定律:F= F′…………………………………………………………………(1分)
由于米老鼠模型在空中懸停,根據(jù)力平衡條件得:……………………(1分)
聯(lián)立可解得: …………………………………………………………(1分)
(3)設米老鼠模型和沖浪板懸停時其底面距離噴口的高度為h,對于時間內(nèi)噴出的水,根據(jù)機械能守恒定律(或運動學公式)得:……(1分)
水泵對水做功的功率為: …………………………………………(1分)
聯(lián)立解得: ………………………………………(1分)
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