精品解析:四川省眉山市东坡区东坡区2024-2025学年高一下学期4月期中联考物理试题
2025-06-06
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 眉山市 |
| 地区(区县) | 东坡区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.28 MB |
| 发布时间 | 2025-06-06 |
| 更新时间 | 2025-06-06 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52464452.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高中学校高一年级期中联考
物 理 试 题
本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间 75 分钟。
第I卷(选择题,共46分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于曲线运动、平抛运动和圆周运动,以下说法中正确的是( )
A. 做曲线运动的物体受到的合外力可能为零
B. 做曲线运动的物体,其速度可能不变
C. 做匀速圆周运动的物体,其向心力是一个恒力
D. 做平抛运动物体的加速度的大小和方向都是不变的,是匀变速运动
【答案】D
【解析】
【详解】AB.做曲线运动的物体速度方向不断变化,则加速度不为零,受到的合外力一定不为零,选项AB错误;
C.做匀速圆周运动的物体,其向心力大小不变,方向不断变化,是变力,选项C错误;
D.做平抛运动物体的加速度为重力加速度,其大小和方向都是不变的,是匀变速运动,选项D正确。
故选D。
2. 如图所示,修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的,其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大、小齿轮边缘的两点,C是大轮上的一点。若大轮半径是小轮的两倍,C为大轮半径的中点,则A、B、C三点( )
A. 线速度之比是1:1:2 B. 角速度之比是1:2:2
C. 向心加速度之比是4:2:1 D. 转动周期之比是2:1:1
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由于是齿轮传动可知
由于B、C在同一个轮上,因此
A.根据
可得
因此
A错误;
B.根据
可得
因此
B错误;
C,根据
因此
C正确;
D.根据
可得
D错误。
故选C。
3. 如图所示,当小车A向左运动,B物体向上做匀速直线运动。图示时刻,小车A的速度大小为v。下列说法正确的是( )
A. 小车A向左以速度v做匀速直线运动
B. 图示时刻,B物体的速度为
C. 绳子对B的拉力大于B的重力
D. 绳子对A的拉力大小将变大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.将小车的速度v沿着绳和垂直于绳正交分解,如图所示,根据几何关系可得,图示时刻B物体的速度为
当小车向左运动时,减小,增大,由于大小不变,可知小车A向左的速度v将变小,因此小车A做减速运动,不是做匀速直线运动,选项A错误,B正确;
CD.B物体做匀速直线运动,由平衡条件可知,绳子对A和对B的拉力均大小等于B的重力,大小不变,选项CD错误。
故选B。
4. 一河宽80m,船在静水中的速度为4m/s,水流速度为3m/s,则( )
A. 过河最小位移是100m,所用时间是20s
B. 过河的最小位移是80m,所用时间是16s
C. 过河的最短时间为16s,此时的位移是80m
D. 过河的最短时间为20s,此时的位移是100m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,船在静水中的速度为4m/s大于水流速度为3m/s,则船能够垂直于河岸过河,即过河的最小位移为80m,此时船的速度为
过河所用时间
AB错误;
CD.当船头指向垂直于河岸时,过河时间最短
此时船的速度为
次过程的位移
C错误,D正确。
故选D。
5. 如图甲、乙所示,某公园的两处不同地型的草坪上分别安装了相同的自动旋转喷灌装置。两个喷嘴分别对称的安装固定在水平弯管的两端,当喷嘴将水流水平射出时,水平弯管在水流的反作用下可绕O在水平面内旋转,喷水速度可在限定的最大喷水速度内自动调节。两种情形O点距水平地面的高度相等,图乙情形中水不会喷出坡面范围,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 图甲情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长
B. 图乙情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长
C. 若两种情形喷水速度大小相同,则水能直接喷到水平距离相等
D. 若甲情形中喷水的最大速度加倍,则直接喷到草坪的面积加倍
【答案】B
【解析】
【详解】A.水做平抛运动,图甲情形中,高度一定,则运动时间一定,与喷水速度无关,故A错误;
B.图乙中,根据
解得
图乙情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长,故B正确;
C.甲情形中
乙中
不一定相同,故C错误;
D.若甲情形中喷水的最大速度加倍
,
则直接喷到草坪的面积变为4倍,故D错误;
故选B。
6. 如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,此时它和O点的连线与之间的夹角为60°,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 若此时摩擦力为0,则物块对陶罐的作用力为
B. 若此时摩擦力为0,则物块的线速度为
C. 若转速增加,物块与陶罐间的摩擦力增大
D. 若转速增加,物块将沿罐壁向上滑动
【答案】A
【解析】
【详解】AB.若此时摩擦力为0,对物块受力情况如图所示
由上图可知,物块受到的支持力和重力的合力提供物块做圆周运动的向心力,则有,
解得,
故A正确,B错误;
CD.若物块所受摩擦力为0时,则有,
解得
若刚开始转速小于,则物块所受摩擦力方向沿切线方向向上,此时转速增加,则物块与陶罐间的摩擦力减小,物块有向下运动趋势;若刚开始的转速大于,则物块所受摩擦力方向沿切线方向向下,此时转速增加,则物块与陶罐间的摩擦力增大,若继续增大,物块将沿罐壁向上滑动。由题知,刚开始的转速与的大小关系不确定,故物块所受摩擦力的变化情况和物块的运动情况无法确定,故CD错误。
故选A。
7. 如图甲所示,云南某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗谷粒的运动轨迹如图乙所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒从O点运动到P点的过程,下列说法正确的是( )
A. 一定大于
B. 谷粒1的加速度大于谷粒2的加速度
C. 两谷粒可能在空中相遇
D. 谷粒1的速度变化量方向与谷粒2的速度变化量方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】B.谷粒1做平抛运动,谷粒2做斜抛运动,加速度均为重力加速度,故B错误;
A.设谷粒2的初速度方向与水平方向的夹角为,沿水平和竖直两个方向分速度大小分别为
,
设两点竖直方向的距离为,水平方向的距离为,谷粒1和谷粒2从抛出到点的时间分别为、,则取竖直向下为正方向,竖直方向有
得
又
则
又
则可能出现
故A错误;
C.由于小于,且两谷粒是同时抛出的,因此两谷粒不可能相遇,故C错误;
D.速度变化量的方向与加速度方向相同,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每个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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 有关下列圆周运动,说法正确的是( )
A. 如图甲,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对车轮会有挤压作用
B. 如图乙,滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动,以达到脱水的效果,衣物运动到最低点B点时脱水效果更好
C. 如图丙,小球在同一水平面做半径不同的匀速圆周运动,周期相同
D. 如图丁,杂技演员驾驶摩托车沿圆形表演台的侧壁做匀速圆周运动,轨迹离地面的高度h升高,摩托车的线速度将不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A.火车转弯时,刚好由重力和支持力的合力提供向心力时,根据牛顿第二定律有
解得
当时,重力和支持力的合力小于所需的向心力,则火车做离心运动的趋势,外轨对轮缘会有挤压作用,故A错误
B.根据牛顿第二定律,在最低点有
在最高点有
则可得
则弹力越大,水份越容易离心运动,故衣物运动到最低点B点时脱水效果更好,故B正确;
C.将圆锥摆所受的重力和拉力合成,合力指向圆心,设悬点到圆周平面的高度差为,有
解得圆周摆的周期为
小球在同一水平面做半径不同的匀速圆周运动,因高度相同,则周期相同,故C正确;
D.摩托车受重力和支持力,其合力提供向心力做匀速圆周运动,有
解得倒锥摆的线速度为
则轨迹离地面的高度h升高,摩托车的线速度将变大,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示为固定的半圆形竖直轨道,AB为水平直径,O为圆心,同时从A点水平抛出甲、乙两个小球,初速度分别为、,落在轨道上的C、D两点,OC、OD连线与竖直方向的夹角均为30°,忽略空气阻力,两小球均可视为质点。则( )
A. 甲、乙两球不会同时落到轨道上
B.
C. 乙球与甲球的速度变化量相同
D. 乙球在D点速度的反向延长线一定过O点
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.由图可知,两个物体下落的高度是相等的,根据
又
可知甲乙两球下落到轨道的时间相等,故甲、乙两球同时落到轨道上,甲乙两球下落到轨道的速度变化量相同,故A错误,C正确;
B.设圆形轨道的半径为,则甲水平位移为
乙水平位移为
可得
水平方向做匀速直线运动,则有
故B正确;
D.设乙球在D点速度偏转角为,有
设乙球在D点位移偏转角为,有
可见
即在D点速度反向延长线平分水平位移,所以乙球在D点速度的反向延长线不过O点,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,长为1m的轻质细杆一端固定在水平转轴O上,另一端固定一个质量为1kg的小球(视为质点)。小球在竖直平面内绕转轴O做圆周运动,通过最高点的速度大小为。忽略空气阻力,重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 小球通过最高点时,对轻杆的作用力方向竖直向下,大小为6N
B. 小球通过最高点时,速度越大,对轻杆的的作用力越大
C. 若将轻杆换成等长的轻绳,小球从最高点以水平抛出,则抛出瞬间轻绳拉力为6N
D. 若将轻杆换成等长的轻绳,小球从最高点以水平抛出,则经,轻绳再次拉直
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当小球重力恰好提供向心力时可得临界速度
由于
所以轻杆模型小球运动到最高点时轻杆对小球的作用力方向竖直向上,有
由牛顿第三定律得小球对轻杆的作用力大小也为6N,方向竖直向下,故A正确。
B.最高点,时,根据
结合牛顿第三定律,可知速度越大,小球对轻杆的作用力越小;
时,根据
结合牛顿第三定律,可知速度越大,小球对轻杆的作用力越大;故在最高点时,小球对轻杆的作用力随速度的增大先减小后增大,故B错误。
C.若将轻杆换成等长的轻绳,小球最高点以水平抛出,绳子会处于松弛状态,故小球将做平抛运动(向心运动),直至绳再次拉直,这个过程中轻绳拉力为0,故C错误。
D.小球平抛过程轨迹如图所示
根据且满足
代入数据得到
故D正确。
故选AD
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验探究题:本题共2小题,共15分。
11. 如图1所示是“DIS向心力实验器”,当质量为0.5kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时,砝码所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得,旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间△t的数据。
(1)用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4mm,某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20m, 经过光电门时的挡光时间为1.5×10-3s,则角速度=_____ rad/s。(结果保留2位有效数字)。
(2)保持挡光杆的旋转半径不变, 以F为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出直线如图2所示,图中斜率为_______ :由此可得砝码圆周运动的半径为_______m(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)8.0 (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
挡光杆通过光电门时的线速度
由
解得
【小问2详解】
[1][2]根据向心力公式有
将
代入上式解得
可以看出以为纵坐标,为横坐标;在坐标纸中描出数据点作一条直线,该直线的斜率为
由图像可知,斜率为
解得
12. 用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有__________
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的球心对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时_____(选填“需要”或“不需要”)y轴与重锤线平行。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中不可行的是_________
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
(4)某同学通过实验后在白纸上记录了部分拋物线轨迹,x轴沿水平方向,如图所示。由图中数据可求出平拋物体的初速度大小为________m/s。(取g=10m/s2,结果保留两位有效数字)
【答案】 ①. BD##DB ②. 需要 ③. C ④. 4.0
【解析】
【详解】(1)[1] A.小球每次在斜槽轨道上运动时的摩擦力相同,所以斜槽轨道没有必要光滑,A错误;
B.为了使小球离开轨道后做平抛运动,斜槽轨道末段必须水平,B正确;
C.挡板高度没有必要等间距变化 ,C错误;
D.为了保证小球离开斜槽末端时的速度不变,必须保证每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,D正确。
故选BD。
(2)[2]为了保证y轴在竖直方向,在确定y轴时需要y轴与重锤线平行;
(3)[3] A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹,该方案可行,不符合题意;
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹,该方案可行,不符合题意;
C.铅笔运动时,笔尖不能始终与白纸板接触,白纸上不能留下运动轨迹,该方案不可行,C符合题意。
故选C。
(4)[4]设AB的时间间隔为T
解得
平抛的初速度大小为
四、计算题:本题共3个小题,共39分。计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 在水平路面上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力,可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全,取。则
(1)摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟?
(2)摩托车落到壕沟对面时的落到壕沟对面速度大小是多少?
【答案】(1)20m/s;(2)
【解析】
【详解】(1)摩托车到达对岸的时间,根据
可得
则
(2)摩托车落到壕沟对面时的落到壕沟对面速度大小
14. 双人滑冰是2022年北京冬奥会比赛项目之一、如图甲所示为某次训练中男运动员以自己为轴拉着女运动员做圆周运动的情形,若女运动员的质量为m,伸直的手臂与竖直方向的夹角,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为,如图乙所示。忽略女运动员受到的摩擦力,重力加速度为。求:
(1)当女运动员刚要离开冰面时,女运动员的角速度大小;
(2)当女运动员的角速度为时,女运动员对冰面的弹力大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)女运动员刚要离开地面时,受重力和男运动对女运动员的拉力
解得
(2)对女运动员受力分析,如下图
水平方向
竖直方向
联立解得
根据牛顿第三定律可知女运动员对冰面的弹力为
15. 如图所示,倾角、高的斜面固定在水平地面上。O点位于M点正上方且与N点等高。不可伸长的轻质细绳下方悬挂一质量为的小球(可视为质点),另一端固定在O点。小球从某点静止释放在竖直平面内做圆周运动,运动到最低点时细绳恰好拉断,之后小球垂直击中斜面的中点Q,不计空气阻力,重力加速度。
(1)求细绳被拉断时小球的速度大小;
(2)求细绳能承受的最大拉力T;
(3)若小球击中斜面后速度反向,大小为击中前的一半,则反弹后小球能不能落到M点?请列式说明。
【答案】(1)
(2)
(3)恰好落到M点
【解析】
【小问1详解】
小球做平抛运动并垂直击中斜面的中点,有
且
解得
【小问2详解】
小球做平抛运动的竖直位移为
所以细绳的长度为
在圆周运动最低点时有
解得
【小问3详解】
若小球击中斜面反弹的速度大小为击中前的一半,设小球经过时间落到地面,则在竖直方向上有
解得
所以水平方向位移为
由此可知,小球从Q点反弹后做斜上抛运动,恰好落到M点。
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高中学校高一年级期中联考
物 理 试 题
本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间 75 分钟。
第I卷(选择题,共46分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于曲线运动、平抛运动和圆周运动,以下说法中正确的是( )
A. 做曲线运动的物体受到的合外力可能为零
B. 做曲线运动的物体,其速度可能不变
C. 做匀速圆周运动的物体,其向心力是一个恒力
D. 做平抛运动物体的加速度的大小和方向都是不变的,是匀变速运动
2. 如图所示,修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的,其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大、小齿轮边缘的两点,C是大轮上的一点。若大轮半径是小轮的两倍,C为大轮半径的中点,则A、B、C三点( )
A. 线速度之比是1:1:2 B. 角速度之比是1:2:2
C. 向心加速度之比是4:2:1 D. 转动周期之比是2:1:1
3. 如图所示,当小车A向左运动,B物体向上做匀速直线运动。图示时刻,小车A的速度大小为v。下列说法正确的是( )
A. 小车A向左以速度v做匀速直线运动
B. 图示时刻,B物体的速度为
C. 绳子对B的拉力大于B的重力
D. 绳子对A拉力大小将变大
4. 一河宽80m,船在静水中的速度为4m/s,水流速度为3m/s,则( )
A. 过河的最小位移是100m,所用时间是20s
B. 过河的最小位移是80m,所用时间是16s
C. 过河的最短时间为16s,此时的位移是80m
D. 过河的最短时间为20s,此时的位移是100m
5. 如图甲、乙所示,某公园的两处不同地型的草坪上分别安装了相同的自动旋转喷灌装置。两个喷嘴分别对称的安装固定在水平弯管的两端,当喷嘴将水流水平射出时,水平弯管在水流的反作用下可绕O在水平面内旋转,喷水速度可在限定的最大喷水速度内自动调节。两种情形O点距水平地面的高度相等,图乙情形中水不会喷出坡面范围,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 图甲情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长
B. 图乙情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长
C. 若两种情形喷水速度大小相同,则水能直接喷到的水平距离相等
D. 若甲情形中喷水的最大速度加倍,则直接喷到草坪的面积加倍
6. 如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,此时它和O点的连线与之间的夹角为60°,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 若此时摩擦力为0,则物块对陶罐的作用力为
B. 若此时摩擦力为0,则物块的线速度为
C. 若转速增加,物块与陶罐间的摩擦力增大
D. 若转速增加,物块将沿罐壁向上滑动
7. 如图甲所示,云南某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗谷粒的运动轨迹如图乙所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒从O点运动到P点的过程,下列说法正确的是( )
A. 一定大于
B. 谷粒1的加速度大于谷粒2的加速度
C. 两谷粒可能在空中相遇
D. 谷粒1速度变化量方向与谷粒2的速度变化量方向相同
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每个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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 有关下列圆周运动,说法正确的是( )
A. 如图甲,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对车轮会有挤压作用
B. 如图乙,滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动,以达到脱水的效果,衣物运动到最低点B点时脱水效果更好
C. 如图丙,小球在同一水平面做半径不同的匀速圆周运动,周期相同
D. 如图丁,杂技演员驾驶摩托车沿圆形表演台的侧壁做匀速圆周运动,轨迹离地面的高度h升高,摩托车的线速度将不变
9. 如图所示为固定的半圆形竖直轨道,AB为水平直径,O为圆心,同时从A点水平抛出甲、乙两个小球,初速度分别为、,落在轨道上的C、D两点,OC、OD连线与竖直方向的夹角均为30°,忽略空气阻力,两小球均可视为质点。则( )
A. 甲、乙两球不会同时落到轨道上
B.
C. 乙球与甲球的速度变化量相同
D. 乙球在D点速度的反向延长线一定过O点
10. 如图所示,长为1m的轻质细杆一端固定在水平转轴O上,另一端固定一个质量为1kg的小球(视为质点)。小球在竖直平面内绕转轴O做圆周运动,通过最高点的速度大小为。忽略空气阻力,重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 小球通过最高点时,对轻杆作用力方向竖直向下,大小为6N
B. 小球通过最高点时,速度越大,对轻杆的的作用力越大
C. 若将轻杆换成等长的轻绳,小球从最高点以水平抛出,则抛出瞬间轻绳拉力为6N
D. 若将轻杆换成等长的轻绳,小球从最高点以水平抛出,则经,轻绳再次拉直
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验探究题:本题共2小题,共15分。
11. 如图1所示是“DIS向心力实验器”,当质量为0.5kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时,砝码所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得,旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间△t的数据。
(1)用游标卡尺测得挡光杆宽度为2.4mm,某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20m, 经过光电门时的挡光时间为1.5×10-3s,则角速度=_____ rad/s。(结果保留2位有效数字)。
(2)保持挡光杆的旋转半径不变, 以F为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出直线如图2所示,图中斜率为_______ :由此可得砝码圆周运动的半径为_______m(结果保留2位有效数字)。
12. 用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有__________
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的球心对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时_____(选填“需要”或“不需要”)y轴与重锤线平行。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中不可行的是_________
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
(4)某同学通过实验后在白纸上记录了部分拋物线轨迹,x轴沿水平方向,如图所示。由图中数据可求出平拋物体的初速度大小为________m/s。(取g=10m/s2,结果保留两位有效数字)
四、计算题:本题共3个小题,共39分。计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 在水平路面上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力,可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全,取。则
(1)摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟?
(2)摩托车落到壕沟对面时的落到壕沟对面速度大小是多少?
14. 双人滑冰是2022年北京冬奥会比赛项目之一、如图甲所示为某次训练中男运动员以自己为轴拉着女运动员做圆周运动的情形,若女运动员的质量为m,伸直的手臂与竖直方向的夹角,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为,如图乙所示。忽略女运动员受到的摩擦力,重力加速度为。求:
(1)当女运动员刚要离开冰面时,女运动员的角速度大小;
(2)当女运动员的角速度为时,女运动员对冰面的弹力大小。
15. 如图所示,倾角、高的斜面固定在水平地面上。O点位于M点正上方且与N点等高。不可伸长的轻质细绳下方悬挂一质量为的小球(可视为质点),另一端固定在O点。小球从某点静止释放在竖直平面内做圆周运动,运动到最低点时细绳恰好拉断,之后小球垂直击中斜面的中点Q,不计空气阻力,重力加速度。
(1)求细绳被拉断时小球的速度大小;
(2)求细绳能承受的最大拉力T;
(3)若小球击中斜面后速度反向,大小为击中前一半,则反弹后小球能不能落到M点?请列式说明。
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