2021年秋季高三物理開學(xué)摸底考試卷03江蘇專用（解析版）

2021年秋季高三開學(xué)摸底考試卷03

班級(jí)姓名分?jǐn)?shù)

（考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分）

第I卷

一、單項(xiàng)選擇題：共10題，每題4分，共40分.每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意.

1.美國(guó)航天局“洞察”號(hào)無(wú)人探測(cè)器歷時(shí)7個(gè)月于2018年11月美國(guó)東部時(shí)間26日14時(shí)54分許（北

京時(shí)間27日3時(shí)54分許）在火星成功著陸，執(zhí)行人類首次探究火星“內(nèi)心深處”的任務(wù).美國(guó)航天

局的直播畫面顯示，“洞察'’號(hào)于26日14時(shí)47分許進(jìn)入火星大氣層，約7分鐘完成了進(jìn)入、下降和

著陸，順利降落在火星艾利希平原.下面有關(guān)“洞察”號(hào)無(wú)人探測(cè)器的說(shuō)法正確的是（）

A.“洞察”號(hào)從地球到火星的位移大小就是其運(yùn)行軌跡的長(zhǎng)度

B.“26日14時(shí)47分許”指的是時(shí)間間隔

C.研究“洞察”號(hào)無(wú)人探測(cè)器在火星著陸過(guò)程的姿態(tài)時(shí)，不可以將其看成質(zhì)點(diǎn)

D.“洞察”號(hào)從地球飛到火星的時(shí)間決定于“洞察”號(hào)的最大瞬時(shí)速度

【答案】C

【解析】

A.“洞察”號(hào)從地球到火星做曲線運(yùn)動(dòng)，位移大小和其運(yùn)行軌跡的長(zhǎng)度不相等，故A錯(cuò)誤.

B.”26日14時(shí)47分許”指的是時(shí)刻,故B錯(cuò)誤.

C.研究“洞察”號(hào)無(wú)人探測(cè)器在火星著陸過(guò)程的姿態(tài)時(shí)，不可以將其看成質(zhì)點(diǎn)，故C正確.

D.“洞察”號(hào)從地球飛到火星的時(shí)間決定于“洞察”號(hào)的平均速度，故D錯(cuò)誤.

2.假設(shè)高速公路上甲、乙兩車在同一車道上同向行駛。甲車在前，乙車在后。速度均為％=30m/s。

甲、乙相距xo=1OOm,片0時(shí)刻甲車遇緊急情況后，甲、乙兩車的加速度隨時(shí)間變化如圖甲、乙所示,

取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?。下列說(shuō)法正確的是（）

f/s

A.H3s時(shí)兩車相距最近B.占6s時(shí)兩車速度不相等

C.仁6s時(shí)兩車距離最近,且最近距離為10mD.兩車在。?9s內(nèi)會(huì)相撞

【答案】C

【解析】

ABC.由題給圖象畫出兩車的修圖象如圖所示

由圖象可知，r=6s時(shí)兩車等速，此時(shí)距離最近，圖中陰影部分面積為。?6s內(nèi)兩車位移之差，即

=|x30x3+1x30x(6-3)

Ax=生一福m=90m<x0=100m

即兩車在片6s時(shí)距離最近，最近距離為

XO-AA-1Om

選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；

D./=6s時(shí);兩車相距10m,且甲車在前、乙車在后，在6?9s內(nèi)，甲車速度大于乙車速度，兩車間

距離越來(lái)越大，故在0?9s內(nèi)，甲車一直在前，兩車不會(huì)相撞，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

3.如圖所示為汽車內(nèi)常備的“菱形千斤頂”，搖動(dòng)手柄使螺旋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，48間距離發(fā)生改變，從而實(shí)

現(xiàn)重物的升降.若物重為G,螺旋桿保持水平，與8c之間的夾角為6=30。，不計(jì)桿件自重，則

螺旋桿的拉力大小為（）

C.V3GD.2石G

【答案】C

【解析】

根據(jù)題意，“菱形千斤頂”C點(diǎn)受到的壓力G分解沿兩臂的兩個(gè)分力根據(jù)對(duì)稱性可知，兩臂受到

的壓力大小相等，如圖1所示。

圖1

根據(jù)兒何關(guān)系可得:

2Ftsin0=G

解得AC桿的彈力大?。?/p>

2sin6^

對(duì)“菱形千斤頂”A點(diǎn)受力分析如圖2所示，

由平衡條件得：

F=2片cos。

聯(lián)立解得：

F=-^-=>/3G

tan。

故選C。

4.如圖所示，一只杯子固定在水平桌面上，將一塊薄紙板蓋在杯口上并在紙板上放一枚雞蛋，現(xiàn)用

水平向右的拉力將紙板快速抽出，雞蛋（水平移動(dòng)距離很小，幾乎看不到）落入杯中，這就是慣性

演示實(shí)驗(yàn)。已知雞蛋（可視為質(zhì)點(diǎn)）中心離紙板左端的距離為4,雞蛋和紙板的質(zhì)量分別為，〃和2祖,

所有接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃，重力加速度為g,若雞蛋移動(dòng)的距離不超過(guò)冬就能保證實(shí)驗(yàn)成功,

則所需拉力的最小值為（)

A.3〃加gB?7gC.12fimgD.26〃mg

【答案】D

【解析】

當(dāng)紙板相對(duì)雞蛋運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)雞蛋的加速度為4,紙板的加速度為牝。為確保實(shí)驗(yàn)成功，即雞蛋移動(dòng)

的距離不超過(guò)京，則紙板抽出時(shí)雞蛋運(yùn)動(dòng)的最大距離

d1

—=—a,t

1021

則紙板運(yùn)動(dòng)距離為

102-

聯(lián)立解得

a2=11%

根據(jù)牛頓第：定律得，對(duì)雞蛋有

Z=〃機(jī)g=機(jī)G

得

?,=〃g

%=1

對(duì)紙板有

則得

F=力+f2+2ma2=4mg+〃?（機(jī)+2m）g+22〃〃zg=26〃ng

故選D0

5.如圖所示，某同學(xué)對(duì)著墻壁練習(xí)打乒乓球，某次球與墻壁上A點(diǎn)碰撞后水平彈離，恰好垂直落在

球拍上的3點(diǎn)，已知球拍與水平方向夾角，=60。，AB兩點(diǎn)高度差力=1m,忽略空氣阻力，重力加速

度g=10m/s2,則球剛要落到球拍上時(shí)速度大小為（）

A.46m/sB.2>/5m/sC.^\/15m/sD.2\/15m/s

【答案】A

【解析】

由題意有〃=gg/，可得

（2h[2^1[T

Z=<vT=V_fo-S=V5S

將球剛要落到球拍上時(shí)的速度沿水平方向和豎直方向分解，如圖所示

豎直分速度大小

匕.=gf=10xm/s=2A/5m/s

則球在8點(diǎn)的速度大小

v=----------=4#m/s

cos600

故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

6.如圖所示，b球在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，8c為圓周運(yùn)動(dòng)的直徑，豎直平臺(tái)與b

球運(yùn)動(dòng)軌跡相切于B點(diǎn)且高度為R。當(dāng)b球運(yùn)動(dòng)到切點(diǎn)B時(shí)，將〃球從切點(diǎn)正上方的A點(diǎn)水平拋出,

重力加速度大小為g,從“球水平拋出開始計(jì)時(shí)，為使匕球在運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)與“球相遇（。球與

水平面接觸后不反彈），則下列說(shuō)法正確的是（）

A.。球在。點(diǎn)與力球相遇時(shí)，。球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短

B.。球在C點(diǎn)與b球相遇時(shí)，。球的初始速度最小

C.若〃球在C點(diǎn)與匕球相遇，則a球拋出時(shí)的速率為^

D.若。球在C點(diǎn)與匕球相遇，則。球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為榨

【答案】C

【解析】

A.平拋時(shí)間只取決于豎直高度，高度R不變，時(shí)間均為，=秒；故A錯(cuò)誤.

BC.平拋的初速度為

x

v=—

t

時(shí)間相等，在C點(diǎn)相遇時(shí)，水平位移最大

%=2R

則初始速度最大為：

k=竿=7^

故B錯(cuò)誤，C正確。

D.在C點(diǎn)相遇時(shí)，人球運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期，故球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為

故D錯(cuò)誤。

故選Co

7.北京時(shí)間2020年11月24日4時(shí)30分，長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空,

嫦娥五號(hào)順利發(fā)射。如圖所示，經(jīng)圖示多次變軌修正之后，“著陸器、上升器組合體”降落月球表面。

下列說(shuō)法正確的是（）

A.在地球上的發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度

B.在尸點(diǎn)由軌道1進(jìn)入軌道2需要加速

C.分別由軌道1與軌道2經(jīng)過(guò)尸點(diǎn)時(shí)，加速度大小相等

D.在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過(guò)。點(diǎn)時(shí)的速度

【答案】C

【解析】

A.嫦娥五號(hào)發(fā)射出去后繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng),沒(méi)有離開地球束縛,故嫦娥五號(hào)的發(fā)射速度大于7.9km/s,

小于11.2km/s,A錯(cuò)誤；

B.衛(wèi)星在軌道1上的P點(diǎn)處減速，使萬(wàn)有引力大于向心力做近心運(yùn)動(dòng)，才能進(jìn)入軌道2,B錯(cuò)誤；

C.在尸點(diǎn)嫦娥五號(hào)衛(wèi)星產(chǎn)生的加速度都是由萬(wàn)有引力產(chǎn)生的，因?yàn)橥赑點(diǎn)萬(wàn)有引力大小相等，

故不管在哪個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)，在P點(diǎn)時(shí)萬(wàn)有引力產(chǎn)生的加速度大小相等，方向相同，C正確：

D.衛(wèi)星做楠圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，從遠(yuǎn)月點(diǎn)P向近月點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)中，月球?qū)πl(wèi)星的引力做正功，故速度增

大，即在軌道2經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度小于。點(diǎn)速度，D錯(cuò)誤。

故選C。

8.2020年6月23日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星，至此北斗全

球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由不同軌道衛(wèi)星構(gòu)成，其中北斗導(dǎo)航系統(tǒng)第

41顆衛(wèi)星為地球同步軌道衛(wèi)星，它的軌道半徑約為4.2x107m。第44顆衛(wèi)星為傾斜地球同步軌道衛(wèi)

星，運(yùn)行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期24h。兩種同步衛(wèi)星的繞行軌道都為圓軌道。傾斜地球同步軌道

平面與地球赤道平面成一定夾角，如圖所示。已知引力常量G=6.67xlO-"N-m，kg2。下列說(shuō)法中

正確的是（）

A.兩種同步衛(wèi)星都可能經(jīng)過(guò)北京上空

B.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星一天2次經(jīng)過(guò)赤道正上方同一位置

C.根據(jù)題目數(shù)據(jù)可估算出第44顆衛(wèi)星的質(zhì)量

D.任意12小時(shí)內(nèi)，萬(wàn)有引力對(duì)第41顆衛(wèi)星沖量的大小和對(duì)第44顆衛(wèi)星沖量的大小相等

【答案】B

【解析】

A.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星可能經(jīng)過(guò)北京上空，而地球同步軌道衛(wèi)星不能經(jīng)過(guò)北京上空，故A錯(cuò)誤;

B.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星周期為24h,如果開始時(shí)位于南半球上方，則一天之內(nèi)傾斜地球同步軌道

衛(wèi)星會(huì)跨過(guò)赤道某點(diǎn)上方到達(dá)北半球上方，然后再次跨過(guò)赤道上同一點(diǎn)上方回到南半球上方，故2

次經(jīng)過(guò)赤道正上方同一位置，故B正確；

C.由于兩種衛(wèi)星的周期相等，都是24h,故根據(jù)

2

GMmm4兀r

可得質(zhì)量

代入數(shù)據(jù)即只可求出地球質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；

D.兩衛(wèi)星的線速度大小相等，設(shè)為%,相等任意12小時(shí)內(nèi)，萬(wàn)有引力使兩顆衛(wèi)星的速度改變180。,

速度變化量大小為2%,根據(jù)動(dòng)量定理可知/=酒丫，雖然速度變化量大小相等，但兩星質(zhì)量不一定

相等，故地球?qū)Φ?1顆衛(wèi)星沖量的大小和對(duì)第44顆衛(wèi)星沖量的大小不一定相等，故D錯(cuò)誤。

故B正確。

9.已知一足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面的傾角為仇以一定的速度勻速運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈?/p>

置放上具有一定初速度的物塊（如圖甲所示），以此時(shí)為/=0時(shí)刻記錄了小物塊之后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)

速度隨時(shí)間的變化關(guān)系，如圖乙所示（圖中取沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍渲袃勺鴺?biāo)大小”

>V2）?已知傳送帶的速度保持不變，則（）

A.物塊在0~h內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的位移比在h-t2內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移小

B.物塊在外時(shí)刻摩擦力反向

C.若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，那么〃〉tan。

D.0~t2內(nèi)，傳送帶對(duì)物塊做功為W=-；%片

【答案】C

【解析】

A.由圖示圖象可知，0F內(nèi)圖象與坐標(biāo)軸所形成的三角形面積大于圖象在A~f2內(nèi)與坐標(biāo)軸所圍成

的三角形面積，由此可知，物塊在0~八內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移比在h~，2內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大，A錯(cuò)誤；

B.0~八時(shí)間內(nèi)，物體向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)受到的摩擦力方向沿斜面向上，/L/2時(shí)間內(nèi)，沿斜面

向上勻加速，摩擦力方向沿斜面向上，力時(shí)刻摩擦力方向不變，B錯(cuò)誤；

C.在fl~f2內(nèi)，物塊向上運(yùn)動(dòng)，則有

jumgcosff>mgsin0

解得

〃>tan（9

C正確；

D.072內(nèi)，由圖“面積”等于位移可知，物塊的總位移沿斜面向下，高度下降，重力對(duì)物塊做正功，

設(shè)為先,根據(jù)動(dòng)能定理得

+mvf

則傳送帶對(duì)物塊做功

Ww—mv\—mv\

D錯(cuò)誤。

故選Co

10.如圖所示，圖甲是r=5s時(shí)刻一簡(jiǎn)諧橫波沿X軸正方向傳播的波形圖，圖乙為這列波上某質(zhì)點(diǎn)的振

動(dòng)圖象，則（）

A.該列波的波速為4m/s

B.圖乙可能是質(zhì)點(diǎn)。的振動(dòng)圖象

C.質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)方程為y=6sin序+兀｝m

D.f=10s時(shí)，。點(diǎn)的振動(dòng)方向向上

【答案】C

【解析】

A.由甲圖可得2=8m,由乙圖中可得T=4s,所以該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為

v=—=-m/s=2m/s

T4

故A錯(cuò)誤；

B.由圖甲可知，尸5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置旦向上振動(dòng)，由圖乙可知，5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)處于波峰位置，故

B錯(cuò)誤；

C.由圖甲可知，質(zhì)點(diǎn)c?的振動(dòng)方程為

71

—Z+71

故c正確；

D.l5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a處于波峰處，經(jīng)過(guò)5s,即為四分之五周期，質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到平衡位置且向下振動(dòng)，故

D錯(cuò)誤。

故選C。

第n卷

二、非選擇題：共5題，共60分.其中第12題?第15題解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)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(jì)算時(shí)，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

11.某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，。為

橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖：

(1)如果沒(méi)有操作失誤，圖乙中的尸與尸兩力中，方向一定沿40方向的是

(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是；

A.理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法

C.控制變量法D.建立物理模型法

⑶實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要的步驟是：

A.在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；

B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著

繩套：

C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置。，

記錄下。點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；

D.按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力1和K的圖示，并用平行四邊形定

則求出合力F；

E.只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方

向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力尸的圖示；

F.比較F和尸的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。

上述步驟中，①有重要遺漏的步驟的序號(hào)是和;

②遺漏的內(nèi)容分別是和O

【答案】FBCEC中應(yīng)加上“記下兩條細(xì)繩的方向”E中應(yīng)說(shuō)明“把橡皮條的結(jié)

點(diǎn)拉到同?位置?！?/p>

【解析】

(1)由一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條至。點(diǎn)的拉力一定沿A。方向；而根據(jù)平行四邊形定則作出的合力，

由于誤差的存在，不一定沿A。方向，故一定沿A。方向的是尸，。

(2)一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代，故B正確。

(3)①根據(jù)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)程可知，有重要遺漏的步驟的序號(hào)是C、E。

②在C中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說(shuō)明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置。。

12.2019年5月12H,在世界接力賽女子4X200米比賽中，中國(guó)隊(duì)奪得亞軍。如圖所示，08為接

力賽跑道，AB為長(zhǎng)L=20m的接力區(qū)，兩名運(yùn)動(dòng)員的交接棒動(dòng)作沒(méi)有在20m的接力區(qū)內(nèi)完成定為犯

規(guī)。假設(shè)訓(xùn)練中甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員經(jīng)短距離加速后都能達(dá)到并保持Um/s的速度跑完全程，乙運(yùn)動(dòng)員

從起跑后到接棒前的運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2.5m/s2,乙運(yùn)動(dòng)員在接力區(qū)前端聽到口令時(shí)

起跑，在甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員相遇時(shí)完成交接棒

(1)第一次訓(xùn)練，甲運(yùn)動(dòng)員以v=llm/s的速度跑到接力區(qū)前端A處左側(cè)so=17m的位置向乙運(yùn)動(dòng)員發(fā)

出起跑口令，求甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員交接棒處離接力區(qū)前端A處的距離

(2)第二次調(diào)練，甲運(yùn)動(dòng)員在接力區(qū)前端A處左測(cè)25m的位置以v=llm/s的速度跑向接力區(qū)，乙運(yùn)動(dòng)

員恰好在速度達(dá)到與甲運(yùn)動(dòng)員相同時(shí)被甲運(yùn)動(dòng)員追上，則甲運(yùn)動(dòng)員在接力區(qū)前端A處多遠(yuǎn)時(shí)對(duì)乙運(yùn)

動(dòng)員發(fā)出起跑口令以及棒經(jīng)過(guò)接力區(qū)的時(shí)間，并判斷這次訓(xùn)練是否犯規(guī)

甲乙,

接力區(qū)B

【答案】(1)5m(2)見(jiàn)解析

【解析】

(1)第一次訓(xùn)練，設(shè)乙運(yùn)動(dòng)員加速到交接棒時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為r,則在甲運(yùn)動(dòng)員追擊乙運(yùn)動(dòng)員的過(guò)程中，有

12

so+-at'=vt

代人數(shù)據(jù)得

4=2s

t2=6.8s

乙運(yùn)動(dòng)員加速的時(shí)間

V

%=—=4As

a

A＞卻故舍去

交接棒處離接力區(qū)前端A處的距離為

x=—at2=5m

2

(2)第二次訓(xùn)練，乙運(yùn)動(dòng)員恰好與甲運(yùn)動(dòng)員共速時(shí)

V乙=at乙

乙運(yùn)動(dòng)員加速的時(shí)間

t乙=4.4s

設(shè)甲運(yùn)動(dòng)員在距離接力區(qū)前端A處為，時(shí)對(duì)乙運(yùn)動(dòng)員發(fā)出起跑口令，則在甲運(yùn)動(dòng)員追擊乙運(yùn)動(dòng)員的

過(guò)程中，有

代人數(shù)據(jù)得

5=24.2m

棒經(jīng)過(guò)接力區(qū)的時(shí)間為

L20

%=-=-s

棒u11

乙運(yùn)動(dòng)員恰好達(dá)到與甲運(yùn)動(dòng)員相同速度時(shí)的位移

1,

x乙==24.2m>20m

已經(jīng)出了接力區(qū)接棒，兩名運(yùn)動(dòng)員的交接棒動(dòng)作沒(méi)有在20m的接力區(qū)內(nèi)完成，所以第二次訓(xùn)練犯規(guī).

13.如圖甲所示，為測(cè)定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角。的關(guān)系，將某一物體

每次以不變的初速率V。沿足夠長(zhǎng)的斜面向上推出，調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角優(yōu)實(shí)驗(yàn)測(cè)得X與斜

面傾角。的關(guān)系如圖乙所示，取g=10m/sZ根據(jù)圖像求：

⑴物體的初速率加：

(2)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)"；

(3)物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值。

【答案】(1)4m/s；(2)0.5；(3除6n

【解析】

(1)由圖可知，當(dāng)夾角為90。時(shí)，x=0.80m,物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則由豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知

喏=2gx

解得

%=小2gx=>/2x10x0.80m/s=4m/s

⑵當(dāng)夾角內(nèi)0時(shí)，戶1.60m

物體在水平方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知

vo2-2ax

解得

?=5m/s2

由牛頓第二定律可得

/xmg=ma

解得

fi-0.5

(3)當(dāng)夾角為。時(shí)，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)

由牛頓第二定律可得

-〃?gsinO-mgcosO=ma

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知

-vo2-2ax

_v；__________￡_________0.8_0.8

2g(sin0+〃cosd)2x10(sin0+0.5cos0)(sin0+0.5cos0)Vl+0.52sin(^+cz)

其中tana=0.5,當(dāng)6?+a=90°,sin(6+a)=l,此時(shí)位移最小，最小值為

x=—y[5m

25

14.如圖甲為玩具軌道，由直軌道和豎直光滑螺旋圓軌道和光滑四分之一圓弧軌道組成，玩具物塊

可被彈簧彈射器彈入軌道。在研究物塊在軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可認(rèn)為螺旋軌道與直軌道相切，四分之一

軌道與直軌道相切，如圖乙所示。已知直軌道長(zhǎng)度=螺旋軌道和四分之一圓弧軌道半

徑均為R,直軌道和玩具物塊間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=竿，重力加速度為g。某次游戲時(shí)質(zhì)量為機(jī)

的玩具物塊被彈簧自A點(diǎn)以動(dòng)能線八(未知)彈入軌道，玩具物塊到達(dá)軌道最高點(diǎn)9時(shí)恰好對(duì)軌道

無(wú)壓力。

⑴計(jì)算初動(dòng)能/A；

(2)自A點(diǎn)以動(dòng)能線人彈入軌道，判斷物塊能否滑上CO軌道，若不能請(qǐng)說(shuō)明原因；若能請(qǐng)計(jì)算物塊上

升的最大高度。

91

【答案】(1)E^=-mgR.(2)物塊可以到達(dá)C點(diǎn)，h=-R

【解析】

(1)玩具物塊到達(dá)軌道最高點(diǎn)8'時(shí)恰好對(duì)軌道無(wú)壓力，重力提供向心力

mg=-Imv~2

r

%=廂

自A到9點(diǎn)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理

-pmgL-mg2R=gmv^,-￡kA

L9c

(2)自夕到C點(diǎn)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理

1212

-jumgL+nig2R=—mvc--mvB.

計(jì)算得

所以物塊可以到達(dá)c點(diǎn)，設(shè)上升高度為人

mgh=