内容正文:
保山市智源中学2023-2024学年下学期高一年级
期中考试物理试卷
考试时间:75分钟 试卷总分:100分
注意事项:
1. 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场、座位号填写在答题卡上。
2. 回答第Ⅰ卷时,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框涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。
3. 答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
1. 在物理学建立、发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是( )
A. 牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体,物体就不会再落在地球上
B. 英国物理学家牛顿利用“扭秤实验”首先较准确的测定了万有引力常量
C. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
D. 德国天文学家开普勒对伽利略观测的行星数据进行了多年研究,得出了开普勒三大行星运动定律
【答案】A
【解析】
【详解】A.牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体,物体就不会再落在地球上,故A正确;
B.英国物理学家卡文迪什利用“卡文迪什扭秤”首先较准确的测定了万有引力常量,故B错误;
C.牛顿用“月—地检验“证实了万有引力定律的正确性,故C错误;
D.德国天文学家开普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究,得出了开普勒三大行星运动定律,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,航空展中无人机飞行表演时,在空中从M到N划出了一段漂亮的弧线轨迹,该过程中的说法正确的是( )
A. 无人机飞行速度方向不可能和加速度方向共线
B. 无人机所受的合外力可以为零
C. 无人机产生的加速度大小一定不变
D. 无人机在曲线运动过程中所受合外力不一定指向曲线凹侧
【答案】A
【解析】
【详解】AD.根据题意可知,无人机做曲线运动,所受合外力一定指向曲线凹侧,速度方向沿切线方向,则无人机飞行速度方向不可能和加速度方向共线,故A正确,D错误;
B.根据题意可知,无人机做曲线运动,速度方向时刻变化,是变速运动,则无人机所受的合外力不可以为零,故B错误;
C.无人机做曲线运动,所受合力不为0,且合力方向不能和速度方向共线,但合力大小可以改变,则加速度大小可以改变,故C错误。
故选A。
3. 如图所示,一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B,A悬挂起来,B穿在一根竖直杆上,两物体均保持静止,不计一切摩擦,已知绳与竖直杆间的夹角为θ,则物体A、B的质量之比mA:mB等于( )
A. 1:sinθ B. sinθ:1 C. tanθ:1 D. 1:cosθ
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】物体A受力如图1所示
受到重力mAg和绳子拉力T,由平衡条件得
T=mAg
物体B受力如图2所示
重力mBg、绳子拉力T、杆的弹力N,由平衡条件得
Tcosθ=mBg
联立解得
故选D。
4. 如图所示,质量相同的甲乙两个小物块,甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下,轨道半径为R,圆弧底端切线水平,乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是( )
A. 两物块到达底端时动量相同
B. 两物块到达底端时,甲物块重力做功的瞬时功率等于乙物块重力做功的瞬时功率
C. 两物块运动到底端的过程中重力做功不同
D. 两物块到达底端时动能相同
【答案】D
【解析】
【详解】AD.根据动能定理得
mgR=mv2
可知两物块达到底端的动能相等,速度大小相等,但是速度的方向不同,所以动量不同,故A错误,D正确;
C.两物块运动到底端的过程中,下落的高度相同,由于质量相等,则重力做功一定相同,故C错误;
B.两物块到达底端的速度大小相等,甲重力与速度方向垂直,瞬时功率为零,则乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率,故B错误。
故选D。
5. 如图所示,为了测量列车通过一圆弧形弯道在水平面内转弯的半径的大小,某人设计了如下方法:将一重物(可视为质点)用轻绳悬挂在列车车厢顶部,当列车以恒定速率v通过该弯道时,发现轻绳与车厢侧壁保持平行。已知弯道路面与水平面间夹角为,空气阻力不计,重力加速度为g。则列车在该弯道的转弯半径大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】重物受到重力、绳子拉力的合力提供重物做圆周运动的向心力,则
解得列车在该弯道的转弯半径大小为
故选C。
6. 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的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取10m/s2。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6.0m/s2
D. 当物块下滑2.0m时机械能损失了12J
【答案】B
【解析】
【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,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
B正确;
C.由牛顿第二定律
mgsinθ-μmgcosθ=ma
求得
a=2m/s2
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。
7. 汽车在平直公路上以速度匀速行驶,发动机的功率为P,司机为合理进入限速区,减小了油门,使汽车功率立即减小一半并保持该功率继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,从司机减小油门开始,汽车的速度v与时间t的关系如图所示,则在时间内下列说法正确的是( )
A. 汽车的牵引力不断减小
B. 时,汽车的加速度大小为
C. 汽车行驶的位移为
D. 阻力所做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】A.减小油门后,机车的功率保持不变,当速度减小时,根据
可知牵引力增大,故A错误;
B.汽车以速度匀速行驶时,牵引力等于阻力,即有
发动机的功率为P,由
解得
时,功率变为原来的一半,速度没有变,有
解得
所以加速度大小为,故B错误;
CD.根据动能定理得
解得
设汽车通过得位移x,由公式
解得
故C正确,D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 两颗星球组成的双星系统,设想其不受其他天体的影响,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星的球心之间的距离为L,质量之比为,下列说法中正确的是( )
A. 、做圆周运动的线速度之比为2∶3 B. 、做圆周运动的角速度之比为3∶2
C. 做圆周运动的半径为 D. 做圆周运动的半径为
【答案】AC
【解析】
【详解】B.双星系统靠相互间的万有引力提供向心力,角速度大小相等,B错误;
CD.双星的向心力大小相等,则有
则
因为
则
,
C正确,D错误;
A.根据可得
A正确。
故选AC。
9. 格林童话《杰克与豌豆》中神奇豌豆一直向天空生长,长得很高很高。如果长在地球赤道上这棵豆秧上有与赤道共面且随地球一起自转的三颗果实,果实2在地球同步轨道上。下列说法正确的是( )
A. 果实1的向心加速度最大
B. 果实2成熟自然脱离豆秧后仍与果实1和果实3保持相对静止在原轨道运行
C. 果实3成熟自然脱离豆秧后,将做近心运动
D. 果实1成熟自然脱离豆秧后,将做近心运动
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.三颗果实随地球一起自转,角速度相等,根据
可知果实1的向心加速度最大,故A正确;
B.果实2在地球同步轨道上,可知果实2受到的万有引力等于随地球自转所需的向心力,故果实2成熟自然脱离豆秧后仍与果实1和果实3保持相对静止在原轨道运行,故B正确;
CD.对于果实2有
可得
则有
,
对于果实3、果实1分别有
,
可知果实3受到的万有引力大于果实3随地球自转所需的向心力,故果实3成熟自然脱离豆秧后,将做近心运动;果实1受到的万有引力不足以提供果实1随地球自转所需的向心力,果实1成熟自然脱离豆秧后,故将做离心运动,故C正确,D错误。
故选ABC。
10. 如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( )
A. 环到达B处时,环的速度大小是重物的倍 B. 环从A到B过程中,环的机械能是减少的
C. 环下降的最大高度为 D. 环到达B处时,重物上升的高度为d
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.根据关联速度有
由几何关系得
解得
A错误;
B.环和重物的机械能守恒,因为重物的机械能增加,所以环的机械能减少。B正确;
C.环下降的最大高度时,环和重物的速度均为零,根据系统机械能守恒得
解得
C正确;
D.环到达B处时,重物上升的高度为
D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题,共57分)
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分)
11. 晓宇同学利用如图示的装置测量了滑块与长木板之间的动摩擦因数,实验时完成了如下的操作:
(1)将挡光片固定在滑块上,挡光片的宽度为d,然后将两光电门1、2固定在长木板上;
(2)将长木板的右端适当垫高,轻推滑块,直到滑块沿长木板匀速下滑,此时滑块经过光电门1、2的挡光时间分别为、,滑块经过光电门1的速度为________,滑块匀速下滑时________(填“>”“=”或“<”);
(3)保持(2)中长木板的倾角不变,测得两光电门之间的水平距离为L、两光电门之间的高度差为h,则滑块与长木板之间的动摩擦因数为________(用测量量的符号表示)。
【答案】 ①. ②. = ③.
【解析】
【详解】(2)[1]由公式
可知滑块经过光电门1的速度为
[2]当匀速下滑时速度不变,即
所以
(3)[3]设木板与水平面的夹角为,则
滑块做匀速运动,则
联立解得
12. 如图甲为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。
(1)下列做法正确的有__________。
A.必须要称出重物和夹子的质量
B.图中两限位孔必须在同一竖直线上
C.将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器
D.实验时,先放开纸带,再接通打点计时器的电源
E.数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度,重物质量为0.2kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,打P点时,重物的速度为零,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能减少量__________J。打下B点时重物的速度大小是__________m/s。(结果保留三位有效数字)
(3)若PB的距离用h表示,打B点时重物的速度为,当两者间的关系式满足__________时,说明下落过程中重物的机械能守恒(已知重力加速度为g)。
(4)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是__________。
A.重物的质量过大
B.重物的体积过小
C.电源的电压偏低
D.重物及纸带在下落时受到阻力
【答案】 ①. B ②. ③. ④. ⑤. D
【解析】
【详解】(1)[1]A.由重力势能转化为动能可知
所以只需验证和是否相等,质量不需要测量,A错误;
B.图中两限位孔必须在同一竖直线上,B正确;
C.在具体操作中,用手提住纸带一端,使重物靠近打点计时器,手要远离打点计时器,这样可以在纸带上尽量多的打点,C错误;
D.为保证从速度为零开始计时,便于之后选取计数点;其次就是测量时间很短无法保证人能在合适时间开启电源,同时为了提高纸带的利用率,使纸带上尽量多的打点,因此操作中先接通电源,再释放纸带,D错误;
E.为了减小测量数据h的相对误差,数据处理时,应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置,E错误。
故选B。
(2)[2]重力势能减小量为
[3]打点计时器的电源频率为50Hz,则打点周期为
则B点的速度为
(3)[4]根据机械能守恒可得
可得当满足关系式
说明下落过程中重锤的机械能守恒。
(4)[5]AB.重物的质量过大或重物的体积过小,要验证的公式两边能约去质量,对重物增加的动能与减少的重力势能的比较无关,故AB错误;
C.电源的电压偏低,打出的点不清晰,与误差的产生没有关系,故C错误;
D.重物及纸带在下落时受到阻力,则重物减少的重力势能有一部分转化为内能,使得重物增加的动能小于减少的重力势能,故D正确。
故选D。
四、计算题(本题共3道小题,共41分,解答应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案不得分.有单位的数值,答案必须写出单位,否则不得分)
13. 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为m=0.2kg,从离人眼睛h=0.2m的高度无初速度掉落,砸到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为∆t=0.05s,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)手机刚落到眼睛上时速度v的大小;
(2)手机对眼睛的作用力。
【答案】(1)2m/s;(2)F=10N,方向竖直向下
【解析】
【详解】(1)根据自由落体运动规律有
(2)手机与眼睛作用后手机的速度变成0,选取向下为正方向
解得
由牛顿第三定律可得,手机对眼睛作用力大小为10N,方向竖直向下
14. 2019年3月10日,全国政协十三届二次会议第三次全体会议上,相关人士透露:未来十年左右,月球南极将出现中国主导、多国参与的月球科研站,中国人的足迹将踏上月球。假设你经过刻苦学习与训练后成为宇航员并登上月球,你站在月球表面沿水平方向以大小为的速度抛出一个小球,小球经时间落到月球表面上的速度方向与月球表面间的夹角为,如图所示。已知月球的半径为,引力常量为。求:
(1)月球表面的重力加速度;
(2)月球的质量和密度;
(3)绕月球做匀速圆周运动的人造卫星的最小周期。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球在月球上做平抛运动,设月球表面的重力加速度为,根据
所以月球表面的重力加速度为
(2)对月球表面的物体,万有引力等于重力
月球的质量为
密度
(3)当卫星的轨道半径等于月球半径时,周期最小,根据万有引力提供向心力
解得
15. 在足够长的光滑平台左端锁定一被压缩的轻质弹餐,一个可视为质点的质量m=0.04kg的小球与弹簧接触但不栓接。某一时刻释放弹簧弹出小球,小球从平台右端A点水平飞出,恰能落到B点,刚好无碰撞地沿着倾斜粗糙轨道BC滑下。已知AB的竖直高度h=0.45m,倾斜轨道BC长L=2.0m,轨道倾角α=37°,BC通过粗糙水平轨道CD与光滑竖直半圆轨道DE相连,CD长s=1.3m,滑块与BC、CD的动摩擦因数μ=0.5,各部分平滑连接。(g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6)求:
(1)弹簧处于锁定状态时的弹性势能;
(2)若小球能运动到轨道最高点E,竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件;
(3)若小球恰好能通过最高点E,则从最高点E水平抛出,落在水平轨道的F点(图中未画出),F离竖直半圆轨道D点的水平距离为x,求x的值为多少。
【答案】(1)0.32J;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球从A到B做平抛运动,则有
在B点有
联立解得
根据能量守恒可知,弹簧处于锁定状态时的弹性势能为
(2)小球在B点的速度为
小球从B到D过程,根据动能定理可得
解得
当恰好过竖直圆轨道最高点时,有
从D到圆轨道最高点过程,根据动能定理可得
解得
所以使小球能运动到轨道最高点E,竖直圆弧轨道的半径应满足
(3)若恰能通过最高点E,即,小球从E点飞出后做平抛运动,竖直方向有
水平方向有
联立解得
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保山市智源中学2023-2024学年下学期高一年级
期中考试物理试卷
考试时间:75分钟 试卷总分:100分
注意事项:
1. 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场、座位号填写在答题卡上。
2. 回答第Ⅰ卷时,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框涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。
3. 答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
1. 在物理学建立、发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是( )
A. 牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体,物体就不会再落在地球上
B. 英国物理学家牛顿利用“扭秤实验”首先较准确的测定了万有引力常量
C. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
D. 德国天文学家开普勒对伽利略观测的行星数据进行了多年研究,得出了开普勒三大行星运动定律
2. 如图所示,航空展中无人机飞行表演时,在空中从M到N划出了一段漂亮的弧线轨迹,该过程中的说法正确的是( )
A. 无人机飞行速度方向不可能和加速度方向共线
B. 无人机所受的合外力可以为零
C. 无人机产生的加速度大小一定不变
D. 无人机在曲线运动过程中所受合外力不一定指向曲线凹侧
3. 如图所示,一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B,A悬挂起来,B穿在一根竖直杆上,两物体均保持静止,不计一切摩擦,已知绳与竖直杆间的夹角为θ,则物体A、B的质量之比mA:mB等于( )
A. 1:sinθ B. sinθ:1 C. tanθ:1 D. 1:cosθ
4. 如图所示,质量相同的甲乙两个小物块,甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下,轨道半径为R,圆弧底端切线水平,乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是( )
A. 两物块到达底端时动量相同
B. 两物块到达底端时,甲物块重力做功的瞬时功率等于乙物块重力做功的瞬时功率
C. 两物块运动到底端的过程中重力做功不同
D. 两物块到达底端时动能相同
5. 如图所示,为了测量列车通过一圆弧形弯道在水平面内转弯的半径的大小,某人设计了如下方法:将一重物(可视为质点)用轻绳悬挂在列车车厢顶部,当列车以恒定速率v通过该弯道时,发现轻绳与车厢侧壁保持平行。已知弯道路面与水平面间夹角为,空气阻力不计,重力加速度为g。则列车在该弯道的转弯半径大小为( )
A. B. C. D.
6. 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的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取10m/s2。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6.0m/s2
D. 当物块下滑2.0m时机械能损失了12J
7. 汽车在平直公路上以速度匀速行驶,发动机的功率为P,司机为合理进入限速区,减小了油门,使汽车功率立即减小一半并保持该功率继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,从司机减小油门开始,汽车的速度v与时间t的关系如图所示,则在时间内下列说法正确的是( )
A. 汽车的牵引力不断减小
B. 时,汽车的加速度大小为
C. 汽车行驶的位移为
D. 阻力所做的功为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 两颗星球组成的双星系统,设想其不受其他天体的影响,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星的球心之间的距离为L,质量之比为,下列说法中正确的是( )
A. 、做圆周运动的线速度之比为2∶3 B. 、做圆周运动的角速度之比为3∶2
C. 做圆周运动的半径为 D. 做圆周运动的半径为
9. 格林童话《杰克与豌豆》中神奇豌豆一直向天空生长,长得很高很高。如果长在地球赤道上这棵豆秧上有与赤道共面且随地球一起自转的三颗果实,果实2在地球同步轨道上。下列说法正确的是( )
A. 果实1的向心加速度最大
B. 果实2成熟自然脱离豆秧后仍与果实1和果实3保持相对静止在原轨道运行
C. 果实3成熟自然脱离豆秧后,将做近心运动
D. 果实1成熟自然脱离豆秧后,将做近心运动
10. 如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( )
A. 环到达B处时,环的速度大小是重物的倍 B. 环从A到B过程中,环的机械能是减少的
C. 环下降的最大高度为 D. 环到达B处时,重物上升的高度为d
第Ⅱ卷(非选择题,共57分)
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分)
11. 晓宇同学利用如图示的装置测量了滑块与长木板之间的动摩擦因数,实验时完成了如下的操作:
(1)将挡光片固定在滑块上,挡光片的宽度为d,然后将两光电门1、2固定在长木板上;
(2)将长木板的右端适当垫高,轻推滑块,直到滑块沿长木板匀速下滑,此时滑块经过光电门1、2的挡光时间分别为、,滑块经过光电门1的速度为________,滑块匀速下滑时________(填“>”“=”或“<”);
(3)保持(2)中长木板的倾角不变,测得两光电门之间的水平距离为L、两光电门之间的高度差为h,则滑块与长木板之间的动摩擦因数为________(用测量量的符号表示)。
12. 如图甲为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。
(1)下列做法正确的有__________。
A.必须要称出重物和夹子的质量
B.图中两限位孔必须在同一竖直线上
C.将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器
D.实验时,先放开纸带,再接通打点计时器的电源
E.数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度,重物质量为0.2kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,打P点时,重物的速度为零,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能减少量__________J。打下B点时重物的速度大小是__________m/s。(结果保留三位有效数字)
(3)若PB的距离用h表示,打B点时重物的速度为,当两者间的关系式满足__________时,说明下落过程中重物的机械能守恒(已知重力加速度为g)。
(4)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是__________。
A.重物的质量过大
B.重物的体积过小
C.电源的电压偏低
D.重物及纸带在下落时受到阻力
四、计算题(本题共3道小题,共41分,解答应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案不得分.有单位的数值,答案必须写出单位,否则不得分)
13. 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为m=0.2kg,从离人眼睛h=0.2m的高度无初速度掉落,砸到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为∆t=0.05s,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)手机刚落到眼睛上时速度v的大小;
(2)手机对眼睛的作用力。
14. 2019年3月10日,全国政协十三届二次会议第三次全体会议上,相关人士透露:未来十年左右,月球南极将出现中国主导、多国参与的月球科研站,中国人的足迹将踏上月球。假设你经过刻苦学习与训练后成为宇航员并登上月球,你站在月球表面沿水平方向以大小为的速度抛出一个小球,小球经时间落到月球表面上的速度方向与月球表面间的夹角为,如图所示。已知月球的半径为,引力常量为。求:
(1)月球表面的重力加速度;
(2)月球的质量和密度;
(3)绕月球做匀速圆周运动的人造卫星的最小周期。
15. 在足够长的光滑平台左端锁定一被压缩的轻质弹餐,一个可视为质点的质量m=0.04kg的小球与弹簧接触但不栓接。某一时刻释放弹簧弹出小球,小球从平台右端A点水平飞出,恰能落到B点,刚好无碰撞地沿着倾斜粗糙轨道BC滑下。已知AB的竖直高度h=0.45m,倾斜轨道BC长L=2.0m,轨道倾角α=37°,BC通过粗糙水平轨道CD与光滑竖直半圆轨道DE相连,CD长s=1.3m,滑块与BC、CD的动摩擦因数μ=0.5,各部分平滑连接。(g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6)求:
(1)弹簧处于锁定状态时的弹性势能;
(2)若小球能运动到轨道最高点E,竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件;
(3)若小球恰好能通过最高点E,则从最高点E水平抛出,落在水平轨道的F点(图中未画出),F离竖直半圆轨道D点的水平距离为x,求x的值为多少。
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