内容正文:
高一物理春季第一次月考试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2021年8月21日,中国人民火箭军成功发射两枚新型导弹。导弹轨迹通常都十分复杂,下图是分析导弹工作时的轨迹示意图,其中弹头的速度v与所受合外力F关系正确的是( )
A. 图中A点 B. 图中B点 C. 图中C点 D. 图中D点
【答案】D
【解析】
【详解】弹头的轨迹时曲线运动,因此合外力与速度关系应满足曲线运动条件,合外力指向轨迹的凹侧,速度方向在轨迹的切线方向。
故选D
2. 如图所示,在盛满清水竖直放置的玻璃管内,红烛块可沿玻璃管匀速上升。若当红烛块沿玻璃管匀速上升的同时,玻璃管水平向右由静止开始做匀加速直线运动,则红烛块相对地面的运动轨迹可能为( )
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】合速度的方向与合力(合加速度)的方向不在同一条直线上时,物体将做曲线运动,且轨迹夹在速度与合力方向之间,轨迹的凹向大致为合力的方向。蜡块的合速度方向斜向右上方,合加速度方向水平向右,不在同一直线上,轨迹的凹向大致为合力的方向,由于开始水平向右的速度为零,故轨迹开始偏向竖直向上方向后逐渐偏向右侧。
故选A。
3. 小易同学假期去游玩看到了一条弯曲的河流,图中A、B、C、D为四处河岸,他想根据所学知识分析一下河水对河岸的冲刷程度,你认为冲刷最严重最有可能的是( )
A. A处 B. B处 C. C处 D. D处
【答案】C
【解析】
【详解】河水经过弯曲处,根据牛顿第二定律可得
则可知在河水流量及流速一定的情况下,弯曲处的曲率半径越小,所需向心力越大,冲刷越严重,由图可知C处曲率半径最小,则冲刷最严重的是C处。
故选C。
4. 火车转弯时,如果铁路弯道的内、外轨一样高,则外轨对轮缘挤压的弹力F提供火车转弯的向心力,如图甲所示,但是靠这种办法铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,如图乙所示,内外铁轨平面与水平面倾角为θ,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,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 当火车速率大于v时,内轨将受到轮缘的挤压
B. 遇雨雪天气地面湿滑,规定的行驶速度也将改变
C. 该弯道的半径
D. 按规定速度行驶时,支持力小于重力
【答案】C
【解析】
【详解】A.当火车速率大于时,重力和支持力的合力不足以提供向心力,火车将有离心的趋势,则外轨将受到轮缘的挤压,A错误;
BC.内、外轨所在平面的倾角为,当火车以规定的行驶速度转弯时,其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力,如图所示
对火车有
解得
与接触面粗糙程度无关,B错误,C正确;
D.按规定速度行驶时,有
可知支持力大于重力,D错误。
故选C。
5. 如图所示,在粗糙水平木板上放一个物块,使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,ab为水平直径,cd为竖直直径,在运动中木板始终保持水平,物块相对于木板始终静止,则( )
A. 物块始终受到三个力作用
B. 物块受到的合外力始终指向圆心
C. 在c、d两个位置,物块所受支持力N相同,摩擦力f为零
D. 在a、b两个位置,物块所受摩擦力提供向心力,支持力
【答案】B
【解析】
【详解】A.物块在最高点c和最低点d均受重力和支持力两个力作用,两个力的合力提供向心力,故A错误;
B.物块做匀速圆周运动,合外力提供向心力,可知合外力始终指向圆心,故B正确;
C.在最高点和最低点,摩擦力是零,重力和支持力的合力提供向心力,在位置c,根据牛顿第二定律得
所以
在位置d,根据牛顿第二定律得
所以
C错误;
D.在a、b两个位置,重力和支持力平衡,即,物块所受静摩擦力提供向心力,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,同一水平面的皮带轮通过不打滑的皮带传动,轮的半径是轮的2倍。在皮带轮各自的轴上用长度相同的轻绳分别悬挂质量为和的甲、乙两个小球,二者质量关系满足 。两轻绳上端的悬挂点足够高且在同一水平面上,通过外力驱动轮,待系统稳定转动后,两轻绳与轴的夹角分别为和。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球转动的角速度之比为2∶1
B. 甲、乙两球同一水平面上
C. 因为,所以
D. 甲、乙两球受到细绳的拉力大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.通过皮带传动,系统稳定后,匀速转动,线速度大小相同,即
,
所以
A错误;
B.甲、乙两球做匀速圆周运动,设为轻绳与轴的夹角,显然,由
,
得
甲、乙两球离悬挂点的高度之比为
故甲、乙两球不在同一水平面上,B错误;
C.甲、乙两球做匀速圆周运动,由
得
再由
得
故
但此大小关系与质量无关,C错误;
D.由题知拉力
因
且
故甲球受到细绳的拉力等于乙球受到细绳的拉力,D正确。
故选D。
二、选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但选不全的得3分,有选错的得0分。
7. 如图所示,将一小球从倾角的斜面顶端点水平抛出,落在斜面上的点,为小球运动过程中与斜面相距最远的点,垂直。小球可视为质点,空气阻力不计,则( )
A. 小球在点的速度大小是点速度大小2倍
B. 小球在点的速度与水平方向的夹角正切值大小是在点的速度与水平方向夹角正切值大小的2倍
C. 小球在从到点所用时间等于从到点所用时间
D. 两点间距离等于两点间距离
【答案】BC
【解析】
【详解】A.在C点时速度方向与斜面平行,则此时有
解得
故A错误;
B.C点时速度方向与斜面平行,C 点的速度与水平方向夹角为,由平抛规律可知小球在B点时速度与水平方向间夹角的正切值等于小球运动到B点位移与水平方向间夹角的正切值的2倍,所以小球在B点的速度与水平方向的夹角正切值大小也是在C点的速度与水平方向夹角正切值大小的2倍,故B正确;
CD.由运动的合成与分解,可将该小球的速度分解成沿斜面方向和垂直斜面方向,再将重力加速度分解成沿斜面向下和垂直斜面向下,则该小球的运动可看成沿斜面向下的匀加速直线运动和垂直斜面向上的匀减速直线运动,则小球从A到C和从C到B的运动时间相等,但沿斜面方向做匀加速直线运动,A、D间距离小于D、B间距离,故C正确D错误;
故选BC。
8. 生活中的圆周运动比比皆是,下列有关各圆周运动的说法正确的是( )
A. 图1中沿崎岖路面行驶的小汽车,在A点对地面的压力一定大于行驶至B点时对地面的压力
B. 图2中大齿轮通过链条带动小齿轮及车轮转动,大齿轮上A点与后轮上C点的转速相等
C. 图3中一小朋友用竹竿挑着“蜂鸣器”(一种玩具)在水平面内做匀速圆周运动,则竹竿对“蜂鸣器”的作用力竖直向上与其重力平衡
D. 图4所示为洗衣机的脱水桶,当脱水桶转速逐渐增大,桶内衣物上的水滴所受“附着力”不足以提供水滴做圆周运动所需向心力时,水滴做离心运动被甩离衣物,从而实现衣物脱水
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图1中沿崎岖路面行驶的小汽车,在A点向心加速度向上,处于超重状态,汽车对地面的压力一定大于重力,行驶至B点时向心加速度向下,处于失重状态,汽车对地面的压力小于重力,则汽车在A点对地面的压力一定大于行驶至B点时对地面的压力,故A正确;
B.图2中大齿轮通过链条带动小齿轮及车轮转动,大齿轮上A点与B点线速度大小相等,B点和后轮上C点的角速度相等,则A和C的角速度不相等,故转速不相等,故B错误;
C.图3中一小朋友用竹竿挑着“蜂鸣器”(一种玩具)在水平面内做匀速圆周运动,则竹竿对“蜂鸣器”的作用力应斜向上,其竖直向上的分力与重力平衡,其水平分力指向圆心,提供向心力,故C错误;
D.图4所示为洗衣机的脱水桶,当脱水桶转速逐渐增大,桶内衣物上的水滴所受“附着力”不足以提供水滴做圆周运动所需向心力时,水滴做离心运动被甩离衣物,从而实现衣物脱水,故D正确。
故选AD。
9. 如图甲所示,近年来无人机已越来越频繁应用在物流配送场景,包括应急救援、冷链、物资运送。某次配送物资无人机在飞行过程中,水平方向速度及竖直方向速度与飞行时间t的关系图像如图乙、图丙所示。关于该无人机的运动,下列说法正确的是( )
A. 在内,无人机的加速度大小为
B. 在第末,无人机的速度大小为
C. 在第末,无人机的速度方向与水平方向夹角的正切值为
D. 在内,无人机距离出发点的最远距离为20m
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据图像可知,在内,无人机在水平方向与竖直方向上均做初速度为0的匀加速直线运动,可得
,
则无人机的加速度大小为
A正确;
B.在第末,无人机水平方向和竖直方向的分速度分别为
,
则无人机的速度大小为
B错误;
C.在第末,无人机的速度方向与水平方向夹角的正切值为
C正确;
D.在第末,无人机距离出发点的距离最远,根据图像面积可求得水平和竖直方向的分位移分别为
,
无人机距离出发点的最远距离为
D错误。
故选AC。
10. 如图为湖边一倾角为的大坝的横截面示意图,水面与大坝的交点为O一人站在A点处以速度沿水平方向扔小石子,已知,取下列说法正确的是( )
A. 若,则石块不可以落入水中
B. 若石块能落入水中,则越大,落水时速度方向与水平面的夹角越小
C. 若石块不能落入水中,则越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大
D. 若石块不能落入水中,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角与速度大小无关
【答案】BD
【解析】
【详解】A.若石块做平抛运动恰好落到O点,则
得
即石块要落入水中最小的初速度约为,所以当时石块可以落入水中,故A错误;
B.若石块能落入水中,高度一定,则竖直分速度一定,水平初速度越大,落水速度方向与水平面的夹角有
所以越小,故B正确;
CD.若石块不能落入水中,设石块落到斜面上时,速度方向与水平方向的夹角为,位移与水平方向的夹角为,因为
得
因为落在斜面上,位移方向不变,则速度与水平方向的夹角不变,所以速度方向与斜面的夹角不变,与初速度无关,故C错误;D正确。
故选BD。
11. 如图是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置图,匀速转动手柄1,可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球A、B分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,小球对挡板的反作用力通过横臂6的杠杆作用使弹簧测力筒7下降,从而露出标尺8,标尺8露出的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。
(1)现将两个小球分别放在两边的槽内,为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系,下列说法正确的是_______。
A.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的小球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的小球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的小球做实验
D.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的小球做实验
(2)在该实验中应用了_______(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。
(3)当用两个质量相等的小球做实验,且左边小球的轨道半径为右边小球轨道半径的2倍时,转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍,那么,左边轮塔与右边轮塔半径之比为_______。
【答案】 ①. A ②. 控制变量法 ③. 2:1
【解析】
【详解】(1)[1]根据,可知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系,需控制小球的质量和半径不变,B、C、D错误,A正确。
(2)[2]该实验需要控制小球的质量和半径不变,来研究向心力大小与角建度的关系,所以采用控副变量法。
(3)[3]标尺格子数与向心力成正比,右边标尺上露出的红白相同的等分格数为左边的2倍,有
左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时,即
根拟,可得
所以
因塔轮边缘的线速度相等,则轮塔半径比为2∶1。
12. 物理课上同学们通过实验研究平抛运动。
甲同学采用图1所示的实验装置,用描点法得到平抛运动轨迹。
(1)实验室提供了如下器材:小钢球,固定有斜槽的木板,坐标纸,重锤线,铅笔,刻度尺,秒表,图钉。其中不必要的器材是______。
(2)下面列出的实验操作和数据处理,正确的是______。
A. 安装斜槽轨道时,其末端必须保证水平
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 每次小球应从同一位置由静止释放
D. 为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(3)该同学采用正确的实验操作方法,得到的平抛运动轨迹为如图2所示。O为平抛运动的初始位置,A为轨迹中的一点,A点位置坐标为(,),重力加速度g取。由此可知:小球平抛运动的初速度______(保留三位有效数字);将A点坐标代入,可以得到代表这个轨迹的一个可能关系式为______。
【答案】(1)秒表 (2)AC
(3) ①. 2.00 ②.
【解析】
【小问1详解】
小球平抛运动的时间由下降的高度可以求出,所以不必要的器材是秒表。
【小问2详解】
A.为了保持小球抛出速度处于水平方向,安装斜槽轨道时,其末端必须保证水平,故A正确;
BC.为了保证小球每次抛出的速度相同,每次小球应从同一位置由静止释放,但斜槽轨道不需要光滑,故B错误,C正确;
D.为描出小球的运动轨迹,先将误差较大的点舍去,用平滑的曲线把剩下的点连接起来,故D错误。
故选AC。
【小问3详解】
[1]根据
可得
则小球平抛运动的初速度为
[4]将A点坐标代入
解得
则关系式为
四、计算题(本题共3小题,38分,要有必要的步骤、公式和文字说明,只写答案不得分)
13. 某同学有一精致的“火炮”模型,其由弹簧提供动力可以发射炮弹。该同学想测试一下“火炮”发射炮弹时的发射速度,他将炮口调至水平,于距地面高度处将炮弹发射出去,测得炮弹的落地点距炮口的水平距离为。炮弹所受空气阻力忽略不计,重力加速度g取,则:
(1)该“火炮”发射炮弹时的发射速度为多大?
(2)若将该“火炮”放至坑道里,将炮口与水平面夹角调至,炮口离地面的高度忽略不计,此时发射炮弹(发射速度大小不变),炮弹的射程多大?炮弹的最大射高多大?
【答案】(1);(2),
【解析】
【详解】(1)根据平抛公式
,
解得
(2)炮弹从发射到落地的时间
炮弹的射程
炮弹的最大射高
14. 如图所示,有一根长的轻杆两端各固定一个质量均为的小球,O点为一穿过轻杆的转轴,且位于轻杆的中点。在外界作用力的影响下转轴带动轻杆与小球做的竖直平面上的匀速圆周运动。某一时刻轻杆沿竖直方向,且A球在上方。
(1)求该时刻B球线速度大小和向心加速度。
(2)求该时刻A球对轻杆的作用力。
(3)若A球质量可改变,要使该时刻转轴不受轻杆的作用力,A球质量应为多少?
【答案】(1),,方向竖直向上;(2),方向竖直向上;(3)
【解析】
【详解】(1)B球的线速度大小
B球的向心加速度大小
方向竖直向上;
(2)对A球,在最高点时,有
代入数据得
由牛顿第三定律,A球对轻杆的作用力
方向竖直向上;
(3)对A球,有
对B球,有
若轻杆不受转轴的作用力,有
联立解得
15. 2019年9月,中国女排连克强手,取得十一连胜的骄人成绩,成功卫冕世界杯冠军。排球场地的数据如图(a)所示,在某次比赛中,一球员在发球区从离地高3.5m且靠近底线的位置将排球水平向前击出,排球的速度方向与水平方向夹角的正切值tan与排球运动时间t的关系如图(b)所示,排球可看成质点,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。
(1)求排球击出后0.2s内速度变化量的大小和方向;
(2)求排球初速度的大小;
(3)通过计算判断:如果对方球员没有碰到排球,此次发球是否能够直接得分。
【答案】(1)=2m/s,方向竖直向下;(2)=20m/s;(3)过程见解析
【解析】
【详解】(1)速度变化量为
方向与重力加速度方向相同即竖直向下
(2)由平抛运动规律有
由图像可知
联立解得
=20m/s
(3)由平抛运动规律有
解得
m≈1m<1.26m或者m≈10m>9m
所以不触网,且
解得
=4.05m>3.5m或者m≈16.7m<18m
所以不越界
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$$
高一物理春季第一次月考试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2021年8月21日,中国人民火箭军成功发射两枚新型导弹。导弹轨迹通常都十分复杂,下图是分析导弹工作时的轨迹示意图,其中弹头的速度v与所受合外力F关系正确的是( )
A. 图中A点 B. 图中B点 C. 图中C点 D. 图中D点
2. 如图所示,在盛满清水竖直放置的玻璃管内,红烛块可沿玻璃管匀速上升。若当红烛块沿玻璃管匀速上升的同时,玻璃管水平向右由静止开始做匀加速直线运动,则红烛块相对地面的运动轨迹可能为( )
A. B.
C. D.
3. 小易同学假期去游玩看到了一条弯曲的河流,图中A、B、C、D为四处河岸,他想根据所学知识分析一下河水对河岸的冲刷程度,你认为冲刷最严重最有可能的是( )
A. A处 B. B处 C. C处 D. D处
4. 火车转弯时,如果铁路弯道的内、外轨一样高,则外轨对轮缘挤压的弹力F提供火车转弯的向心力,如图甲所示,但是靠这种办法铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,如图乙所示,内外铁轨平面与水平面倾角为θ,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,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 当火车速率大于v时,内轨将受到轮缘的挤压
B. 遇雨雪天气地面湿滑,规定行驶速度也将改变
C. 该弯道的半径
D. 按规定速度行驶时,支持力小于重力
5. 如图所示,在粗糙水平木板上放一个物块,使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,ab为水平直径,cd为竖直直径,在运动中木板始终保持水平,物块相对于木板始终静止,则( )
A. 物块始终受到三个力作用
B. 物块受到的合外力始终指向圆心
C. 在c、d两个位置,物块所受支持力N相同,摩擦力f为零
D. 在a、b两个位置,物块所受摩擦力提供向心力,支持力
6. 如图所示,同一水平面的皮带轮通过不打滑的皮带传动,轮的半径是轮的2倍。在皮带轮各自的轴上用长度相同的轻绳分别悬挂质量为和的甲、乙两个小球,二者质量关系满足 。两轻绳上端的悬挂点足够高且在同一水平面上,通过外力驱动轮,待系统稳定转动后,两轻绳与轴的夹角分别为和。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球转动的角速度之比为2∶1
B. 甲、乙两球同一水平面上
C. 因为,所以
D. 甲、乙两球受到细绳的拉力大小相等
二、选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但选不全的得3分,有选错的得0分。
7. 如图所示,将一小球从倾角的斜面顶端点水平抛出,落在斜面上的点,为小球运动过程中与斜面相距最远的点,垂直。小球可视为质点,空气阻力不计,则( )
A. 小球在点速度大小是点速度大小2倍
B. 小球在点的速度与水平方向的夹角正切值大小是在点的速度与水平方向夹角正切值大小的2倍
C. 小球在从到点所用时间等于从到点所用时间
D. 两点间距离等于两点间距离
8. 生活中的圆周运动比比皆是,下列有关各圆周运动的说法正确的是( )
A. 图1中沿崎岖路面行驶的小汽车,在A点对地面的压力一定大于行驶至B点时对地面的压力
B. 图2中大齿轮通过链条带动小齿轮及车轮转动,大齿轮上A点与后轮上C点的转速相等
C. 图3中一小朋友用竹竿挑着“蜂鸣器”(一种玩具)在水平面内做匀速圆周运动,则竹竿对“蜂鸣器”的作用力竖直向上与其重力平衡
D. 图4所示为洗衣机的脱水桶,当脱水桶转速逐渐增大,桶内衣物上的水滴所受“附着力”不足以提供水滴做圆周运动所需向心力时,水滴做离心运动被甩离衣物,从而实现衣物脱水
9. 如图甲所示,近年来无人机已越来越频繁应用在物流配送场景,包括应急救援、冷链、物资运送。某次配送物资无人机在飞行过程中,水平方向速度及竖直方向速度与飞行时间t的关系图像如图乙、图丙所示。关于该无人机的运动,下列说法正确的是( )
A. 在内,无人机的加速度大小为
B. 在第末,无人机的速度大小为
C. 在第末,无人机的速度方向与水平方向夹角的正切值为
D. 在内,无人机距离出发点的最远距离为20m
10. 如图为湖边一倾角为的大坝的横截面示意图,水面与大坝的交点为O一人站在A点处以速度沿水平方向扔小石子,已知,取下列说法正确的是( )
A. 若,则石块不可以落入水中
B. 若石块能落入水中,则越大,落水时速度方向与水平面的夹角越小
C. 若石块不能落入水中,则越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大
D. 若石块不能落入水中,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角与速度大小无关
11. 如图是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置图,匀速转动手柄1,可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球A、B分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,小球对挡板的反作用力通过横臂6的杠杆作用使弹簧测力筒7下降,从而露出标尺8,标尺8露出的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。
(1)现将两个小球分别放在两边槽内,为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系,下列说法正确的是_______。
A.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的小球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的小球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的小球做实验
D.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的小球做实验
(2)在该实验中应用了_______(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。
(3)当用两个质量相等的小球做实验,且左边小球的轨道半径为右边小球轨道半径的2倍时,转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍,那么,左边轮塔与右边轮塔半径之比为_______。
12. 物理课上同学们通过实验研究平抛运动。
甲同学采用图1所示的实验装置,用描点法得到平抛运动轨迹。
(1)实验室提供了如下器材:小钢球,固定有斜槽的木板,坐标纸,重锤线,铅笔,刻度尺,秒表,图钉。其中不必要的器材是______。
(2)下面列出的实验操作和数据处理,正确的是______。
A. 安装斜槽轨道时,其末端必须保证水平
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 每次小球应从同一位置由静止释放
D. 为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(3)该同学采用正确的实验操作方法,得到的平抛运动轨迹为如图2所示。O为平抛运动的初始位置,A为轨迹中的一点,A点位置坐标为(,),重力加速度g取。由此可知:小球平抛运动的初速度______(保留三位有效数字);将A点坐标代入,可以得到代表这个轨迹的一个可能关系式为______。
四、计算题(本题共3小题,38分,要有必要的步骤、公式和文字说明,只写答案不得分)
13. 某同学有一精致的“火炮”模型,其由弹簧提供动力可以发射炮弹。该同学想测试一下“火炮”发射炮弹时的发射速度,他将炮口调至水平,于距地面高度处将炮弹发射出去,测得炮弹的落地点距炮口的水平距离为。炮弹所受空气阻力忽略不计,重力加速度g取,则:
(1)该“火炮”发射炮弹时的发射速度为多大?
(2)若将该“火炮”放至坑道里,将炮口与水平面的夹角调至,炮口离地面的高度忽略不计,此时发射炮弹(发射速度大小不变),炮弹的射程多大?炮弹的最大射高多大?
14. 如图所示,有一根长的轻杆两端各固定一个质量均为的小球,O点为一穿过轻杆的转轴,且位于轻杆的中点。在外界作用力的影响下转轴带动轻杆与小球做的竖直平面上的匀速圆周运动。某一时刻轻杆沿竖直方向,且A球在上方。
(1)求该时刻B球线速度大小和向心加速度。
(2)求该时刻A球对轻杆的作用力。
(3)若A球质量可改变,要使该时刻转轴不受轻杆的作用力,A球质量应为多少?
15. 2019年9月,中国女排连克强手,取得十一连胜骄人成绩,成功卫冕世界杯冠军。排球场地的数据如图(a)所示,在某次比赛中,一球员在发球区从离地高3.5m且靠近底线的位置将排球水平向前击出,排球的速度方向与水平方向夹角的正切值tan与排球运动时间t的关系如图(b)所示,排球可看成质点,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。
(1)求排球击出后0.2s内速度变化量的大小和方向;
(2)求排球初速度的大小;
(3)通过计算判断:如果对方球员没有碰到排球,此次发球是否能够直接得分。
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