内容正文:
杭十四中(康桥)高一年级3月阶段测试物理学科试卷
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
一、单选题:本大题共10小题,共30分。
1. 下列说法中正确是( )
A. 在完全失重的情况下,物体的惯性将消失
B. 牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通实验来验证
C. 单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位
D. 长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量
【答案】C
【解析】
【详解】A.惯性只与质量有关,惯性不会消失,与物体所处的状态无关,故A错误;
B.牛顿第一定律是指在物体不受力的情况下,生活中不存在物体不受外力的作用,因此牛顿第一定律无法通过实验验证,但是可以通过实验推理出来。牛顿第二定律则可以通实验来验证。故B错误;
C.单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位,故C正确;
D.长度、时间、质量是一组属于国际单位制的基本单位的物理量,力不属于。故D错误。
故选C。
2. 一质点沿图中所示的实线轨道从左向右运动,速度不断减小。如果用带箭头的线段表示质点在轨道上相应位置处所受合力,下列四幅图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】质点做曲线运动,则所受到的合力应指向曲线的凹侧。质点沿图中的实线轨道从左向右运动,速度不断减小,则质点所受的合力与质点运动的切线方向的夹角应大于。
故选B。
3. 如图所示,质量为M、倾角的斜面体始终静止在水平桌面上,质量为m的木块沿光滑斜面自由下滑,重力加速度大小为g。下列结论正确的是( )
A. 木块处于失重状态
B. 木块对斜面体的压力大小为
C. 桌面对斜面体的摩擦力大小为
D. 桌面对斜面体的支持力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.木块沿斜面体加速下滑,具有向下的加速度,故滑块处于失重状态,A正确;
B.木块对斜面体的压力大小
B错误
C.对斜面体,在水平方向上根据平衡条件可得桌面对斜面体的摩擦力大小为
C正确;
D.对斜面体,在竖直方向上根据平衡条件可得桌面对斜面体的支持力大小为
D错误。
故选AC。
4. 如图,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动.以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,表示地球静止卫星向心加速度的大小.以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因空间站建在拉格朗日点,故周期等于月球的周期,根据可知,a2>a1;对空间站和地球的静止卫星而言,因静止卫星周期小于空间站的周期则,静止卫星的轨道半径较小,根据可知a3>a2,故选项D正确.
【点睛】此题考查了万有引力定律的应用;关键是知道拉格朗日点与月球周期的关系以及地球静止卫星的特点.
5. 2024年6月25日,嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域,工作正常,标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功,实现世界首次月球背面采样返回。变轨时轨道器和返回器组合体(以下简称组合体)绕月球做半径为3R的匀速圆周运动,嫦娥六号在半径为R的近月轨道上运动,嫦娥六号运动到A点时变轨到椭圆轨道,在B点与组合体实现对接。已知月球表面的重力加速度为g月,忽略月球自转,则下列说法正确的是( )
A. 组合体的运行周期为
B. 嫦娥六号在椭圆轨道上B点的速度小于嫦娥六号在近月轨道的速度
C. 嫦娥六号在椭圆轨道上A点的加速度大于在近月轨道上A点的加速度
D. 嫦娥六号在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.在月球表面有
对组合体有
解得
A错误;
B.嫦娥六号在转移轨道上B点的速度小于嫦娥六号上升到组合体轨道的速度,根据
解得
嫦娥六号在组合体轨道的速度小于嫦娥六号在近月轨道的速度,故嫦娥六号在转移轨道上B点的速度小于嫦娥六号在近月轨道的速度,B正确;
C.在同一位置,万有引力相等,加速度相等,C错误;
D.根据开普勒第三定律
其中
可得嫦娥六号在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为,D错误。
故选B。
6. 如图所示为一位同学在玩飞镖游戏,已知圆盘的直径为d,飞镖距圆盘L,且对准圆盘上边缘的A点水平抛出(不计空气阻力,重力加速度为g),初速度为v0,飞镖抛出的同时,圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动,角速度为ω,若飞镖恰好击中A点,则下列关系正确的是( )
A. d= B. ω=(n=0,1,2,3)
C. v0=ω D. ω2=(n=0,1,2,3)
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知飞镖做平抛运动,据位移公式可得
,
联立解得
故A错误;
BD.圆盘上A点做匀速圆周运动,恰好击中A点,说明A正好在最低点被击中,所以飞镖击中A点时转过的角度
θ=(2n+1)π(n=0,1,2,3)
代入平抛运动时间
可得圆盘的角速度为
代入平抛运动时间
可得
(n=0,1,2,3)
故B正确,D错误;
C.由
可得
(n=0,1,2,3)
故C错误。
故选B。
7. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中汽车通过最高点时要减速是为了防止爆胎
B. 图乙中脱水桶甩出的水滴受到离心力的作用
C. 图丙中实验现象可以说明平抛运动在竖直方向分运动的特点
D. 图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度,轮缘会挤压内轨
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲中汽车通过最高点时要减速是为了防止发生“飞车”,故A错误;
B.图乙中脱水桶甩出的水滴所需要的向心力大于提供给的向心力,故B错误;
C.图丙中实验现象可以说明平抛运动在竖直方向分运动的特点,故C正确;
D.图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度,火车有向外滑的趋势,所以轮缘会挤压外轨,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,一网球运动员用球拍先后将两只球从O点水平击出。第一只球落在自己一方场地上A处弹跳起来刚好擦网而过,落在对方场地B处。第二只球直接擦网而过,也落在B处。球与地面的碰撞是完全弹性的,且空气阻力不计。则第一只球与第二只球被击出时的速度之比为( )
A. 1∶2 B. 1∶3 C. 3∶4 D. 2∶3
【答案】B
【解析】
【详解】球做平抛运动,由
得
可知,两次平抛运动时间相等,与地面的碰撞时弹性的,由对称性可知,A处碰撞的小球运动的总时间为3t,说明向后两次运动时间之比为3:1。水平方向做匀速直线运动,由
水平位移相等,则第一只球与第二只球被击出时的速度之比为1:3。
故选B。
9. 如图所示,足够长的半径为R=0.4m的1/4圆弧形光滑轨道固定于竖直平面内,圆弧形轨道与光滑固定的水平轨道相切,可视为质点的质量均为m=0.5kg的小球甲、乙用轻杆连接,置于圆弧形轨道上,小球甲与O点等高,小球乙位于圆心O的正下方.某时刻将两小球由静止释放,最终它们在水平面上运动.g取10 m/s2.则
A. 两小球由静止释放后速度大小相等,最终在水平面上运动的速度大小为4m/s
B. 小球甲下滑过程中重力对它做功的功率一直增大
C. 小球甲下滑到圆弧形轨道最低点对轨道压力的大小为5N
D. 整个过程中轻杆对小球乙做的功为1J
【答案】D
【解析】
【详解】将小球甲、乙的速度分解为沿轻杆的方向和垂直于轻杆的方向,两小球沿轻杆方向的速度相等.整个过程中,甲、乙组成的系统机械能守恒,最后两者的速度大小相等,应用机械能守恒定律:,得,A错误;刚下滑时,甲的速度为0,后来获得速度,重力的功率变大,但到最低点时速度水平,重力的功率为0,B错误;小球甲下滑到最低点,重力与支持力的合力提供向心力,解得,由牛顿第三定律,小球甲下滑到最低点对轨道压力的大小为10 N,C错误;整个过程中对小球乙受力分析可知,重力不做功,小球乙动能的增量等于轻杆对小球乙做的功,D正确.故选D.
10. 从距地面高度H=3.2m处,将质量1kg的小球以3m/s的初速度水平向右抛出。小球运动过程中受到恒定的水平向左的风力,风力的大小为5N。重力加速度取。则( )
A. 小球做变加速曲线运动
B. 小球落地的水平距离为2.4m
C. 小球落地时的动能为32.5J
D. 小球抛出后经过0.1s动能最小
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球所受合外力不变,做匀变速曲线运动,A错误;
B.小球竖直方向做自由落体运动,运动时间为
水平方向加速度为
小球落地的水平距离为
B错误;
C.根据动能定理
得
C正确;
D.当合力与速度垂直时动能最小,设此时速度与水平方向夹角为,即
又
,
联立得
D错误。
故选C。
二、多选题:本大题共3小题,共12分。
11. 在物理学的研究中用到的思想方法很多,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B. 乙图中,研究小船渡河问题时,主要运用了极限思想
C. 丙图中,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D. 丁图中,在研究地球绕太阳运动时将太阳和地球视为质点,运用了理想化模型的思想
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.甲图中,卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量,故A正确;
B.乙图中,研究小船渡河问题时,主要运用了等效替代法,故B错误;
C.丙图中,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法,故C正确;
D.丁图中,在研究地球绕太阳运动时将太阳和地球视为质点,运用了理想化模型的思想,故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示,趣味飞镖游戏的镖盘以角速度绕过O点的固定水平轴匀速转动,某人将一只飞镖正对盘边缘P点(O点正上方)以水平速度v0掷出,恰好击中镖盘上O点正下方的Q点(Q点不在盘边缘)。不计空气阻力,飞镖每次从同一位置正对P点水平掷出,下列说法正确的是( )
A. 若仅增大,飞镖可能击中P点 B. 若仅减小,飞镖可能击中Q点
C 若减小、增加,飞镖可能击中Q点 D. 若增加、减小,飞镖可能击中P点
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.若仅增大,则飞镖击中圆盘的时间变短,则竖直位移减小,击中圆盘的位置上移,因P点与飞镖抛出点等高,飞镖在空中高度下降,不可能击中P点,选项A错误;
BC.飞镖击中Q点则满足
(n=0、1、2、3….)
若仅减小,则t不变,飞镖可能击中Q点;若减小、增加,t减小,则表达式仍可成立,即飞镖仍可能击中Q点,选项BC正确;
D.减小,则飞镖击中圆盘的时间变长,则竖直位移变大,击中圆盘的位置下移,若增加,若满足
(n=0、1、2、3….)
飞镖可能击中P点,选项D正确。
故选BCD。
13. 如图所示,电梯质量为M,在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动,当电梯的速度由v1增大到v2时,上升高度为H,重力加速度为g,则在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 对物体,动能定理的表达式为 ,其中W为支持力做的功
B. 对物体,动能定理的表达式为W合=0,其中W合为合力做的功
C. 对物体,动能定理的表达式为其中W为支持力做的功
D. 对电梯,其所受的合力做功为
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC.电梯上升的过程中,对物体做功的有重力mg、支持力FN,这两个力的总功(即合力做的功)才等于物体动能的增量,即
其中W为支持力做的功,AB错误C正确;
D.对电梯,无论有几个力对它做功,由动能定理可知,其合力做的功一定等于其动能的增量,即 ,D正确。
故选CD。
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
14. 在“研究平抛运动特点”的实验中,分别使用了图甲和图乙的实验装置。
(1)在图甲所示实验中,小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落。下列说法正确是 ;
A. 所用两球的质量必须相等
B. 可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动
C. 可研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动
D. 用较大的力敲击弹性金属片,两球仍能同时落地
(2)在图乙所示实验中,除了用到图中器材之外,下列器材还需要用到的有 。
A. 刻度尺 B. 秒表 C. 天平
(3)在实验中用方格纸,每个格的边长,记录了小球在运动途中经过A、B、C三个位置,如图丙所示,取,则该小球做平抛运动的初速度大小___________,小球在B点的竖直分速度大小___________,图中O点___________(填“是”或“不是”)小球做平抛运动的抛出点。(计算结果取三位有效数字)
【答案】(1)BD (2)A
(3) ①. 1.47 ②. 1.96 ③. 不是
【解析】
【小问1详解】
BC.本实验应改变装置高度多次实验,发现两球的下落时间总是相同,进而说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,但不能说明水平分运动是匀速直线运动,故B正确,C错误;
AD.由自由落体运动规律有
下落时间
与球质量无关,两球质量可以不等,下落时间也与初速度无关,即与是否大力敲击弹性金属片无关,故D正确,A错误。
故选BD。
【小问2详解】
在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了图中的器材之外,还需要刻度尺,用来测量距离,故A正确,BC错误;
故选A。
【小问3详解】
[1]竖直方向根据
解得
水平方向根据
解得该小球做平抛运动的初速度大小为
[2]竖直方向根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则小球在B点的竖直速度大小为
[3]假设小球经过图中的O点,且O点的竖直分速度大小为,则从O点到B点过程,竖直方向有
解得
则O点到B点的时间为
则O点到B点的水平位移为
由图可知O点到B点的实际水平距离为
可知小球并没有经过O点,则O点不是小球做平抛运动的抛出点。
15. 某实验小组同时测量A、B两个箱子质量装置图如图甲所示,其中D为铁架台,E为固定在铁架台上的轻质滑轮(质量和摩擦可忽略不计),F为光电门,C为固定在A上、宽度为d的细遮光条(质量不计),另外,该实验小组还准备了一套总质量的砝码和刻度尺.
(1)在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门F之间的距离为h。取出质量为m的砝码放在A箱子中,剩余砝码全部放在B箱子中,让A从位置O由静止开始下降,则A下落到F处的过程中,B箱与B箱中砝码的整体机械能是__________(填“增加”、“减少”或“守恒”)的。
(2)测得遮光条通过光电门的时间为△t,根据所测数据计算A下落到F处的速度大小v=__________,下落过程中的加速度大小a=__________(用d、、h表示)
【答案】(1)增加 (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A与B是由绳子相连的连接体,当A下降时B上升,它们具有相同的速率,可知当A下落至F处的过程中,B箱与B箱中砝码的整体的重力势能和动能都增加,而机械能为动能与势能之和,则可知B箱与B箱中砝码的整体机械能的机械能增加。
【小问2详解】
[1]该实验中用遮光条通过光电门时的平均速度来代替物块经过光电门时的瞬时速度,则有
[2] 物块A下落高度为,初速度为0,下落至F处时的速度为,则根据匀变速直线运动的规律有
解得
四、计算题:本大题共4小题,共40分。
16. 如图所示,在建筑工地上,三个相同的均质圆形钢管静置于水平地面上,质量均为m,B、C钢管刚好接触且无挤压,重力加速度为g,不计钢管之间的摩擦,求:
(1)B钢管对水平地面的压力大小;
(2)水平地面对C钢管的摩擦力大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)以三根钢管整体为研究对象,有
解得水平面对B钢管的支持力大小为
根据牛顿第三定律得B钢管对水平地面的压力大小为
(2)对A钢管受力分析如图,根据平衡条件得
由对称性可知
根据牛顿第三定律,A钢管对C钢管的弹力为
水平面对C钢管的摩擦力大小
17. 如图所示,BCD是半径R=0.4的竖直圆弧形光滑轨道,D是轨道的最高点,长L=2m的水平面AB与轨道在B点相切。一质量m=0.1kg的物体(可视为质点)静止在水平面上的A点,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.4。现给物体一个初速度,使它经过水平面后沿BCD轨道运动,取g=10m/s2。
(1)若已知物体到达D点时速度为vD=4m/s,求:
①物体运动到D点时的动能大小;
②物体在D点时受到轨道压力FN的大小;
(2)如果小球恰好能通过D点,求物体在A点的初速度vA。
【答案】(1)①0.8J;②3N; (2) 6m/s
【解析】
【详解】(1)①物体到达D点时速度为vD=4m/s,则物体运动到D点时的动能大小
;
②物体在D点时:
解得
(2)如果小球恰好能通过D点,则
从A到D由动能定理
解得
vA=6m/s
18. 物理兴趣小组同学为研究竖直平面内物体的运动设计了一个游戏装置,其简化的模型如图所示。竖直平面内依次固定着传送带AB和圆心为O、半径为R、圆心角为的光滑圆弧轨道CD,圆心O与传送带上表面等高,圆弧轨道与长度的粗糙水平面DM平滑连接,M点右侧有一轻质弹簧固定在竖直挡板上,弹簧自由伸长时其左端恰好位于M点,水平面MN光滑。将质量为m的可视为质点的小滑块轻放于传送带A端,小滑块在传送带的带动下运动到B端,在B端离开传送带后在竖直面内运动,恰好在C点沿切线方向进入圆弧轨道。已知滑块与DM间的动摩擦因数,重力加速度为g,。求:
(1)滑块离开B点时的速度大小;
(2)滑块运动至D点时,对轨道的压力大小;
(3)弹簧获得的最大弹性势能。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)滑块离开B点后,做平抛运动,到达C点时,其速度方向与OC垂直,设离开B点时速度为,做平抛运动的时间为,则有
联立解得
(2)设到达D点时的速度为,则从B到D过程中,根据机械能守恒得
在D点,合外力提供向心力,则
联立解得
根据牛顿第三定律,滑块到D点时对轨道的压力
(3)滑块第一次压缩弹簧,且滑块速度为零时,弹簧的弹性势能最大,设弹簧的最大弹性势能为,根据功能关系得
解得
19. 如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡面上P点沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为,已知该星球半径为R,引力常量为G,不计一切阻力及摩擦,求:
(1)该星球表面的重力加速度g;
(2)该星球的第一宇宙速度v;
(3)人造卫星绕该星球做匀速圆周运动的最小周期T。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设该星球表现的重力加速度为g,根据平抛运动规律有,水平方向
竖直方向
平抛位移与水平方向的夹角的正切值
解得
【小问2详解】
设质量为的物体围绕该星球表面做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力有
又在星球表面有
联立解得
【小问3详解】
绕星球表面运行的卫星具有最小的周期,则有
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杭十四中(康桥)高一年级3月阶段测试物理学科试卷
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
一、单选题:本大题共10小题,共30分。
1. 下列说法中正确的是( )
A. 在完全失重的情况下,物体的惯性将消失
B. 牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通实验来验证
C. 单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位
D. 长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量
2. 一质点沿图中所示的实线轨道从左向右运动,速度不断减小。如果用带箭头的线段表示质点在轨道上相应位置处所受合力,下列四幅图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,质量为M、倾角斜面体始终静止在水平桌面上,质量为m的木块沿光滑斜面自由下滑,重力加速度大小为g。下列结论正确的是( )
A. 木块处于失重状态
B. 木块对斜面体的压力大小为
C. 桌面对斜面体的摩擦力大小为
D. 桌面对斜面体的支持力大小为
4. 如图,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动.以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,表示地球静止卫星向心加速度的大小.以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 2024年6月25日,嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域,工作正常,标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功,实现世界首次月球背面采样返回。变轨时轨道器和返回器组合体(以下简称组合体)绕月球做半径为3R的匀速圆周运动,嫦娥六号在半径为R的近月轨道上运动,嫦娥六号运动到A点时变轨到椭圆轨道,在B点与组合体实现对接。已知月球表面的重力加速度为g月,忽略月球自转,则下列说法正确的是( )
A. 组合体的运行周期为
B. 嫦娥六号在椭圆轨道上B点的速度小于嫦娥六号在近月轨道的速度
C. 嫦娥六号在椭圆轨道上A点的加速度大于在近月轨道上A点的加速度
D. 嫦娥六号在椭圆轨道上的运行周期与组合体的运行周期之比为
6. 如图所示为一位同学在玩飞镖游戏,已知圆盘的直径为d,飞镖距圆盘L,且对准圆盘上边缘的A点水平抛出(不计空气阻力,重力加速度为g),初速度为v0,飞镖抛出的同时,圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动,角速度为ω,若飞镖恰好击中A点,则下列关系正确的是( )
A. d= B. ω=(n=0,1,2,3)
C. v0=ω D. ω2=(n=0,1,2,3)
7. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中汽车通过最高点时要减速是为了防止爆胎
B. 图乙中脱水桶甩出的水滴受到离心力的作用
C. 图丙中实验现象可以说明平抛运动在竖直方向分运动的特点
D. 图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度,轮缘会挤压内轨
8. 如图所示,一网球运动员用球拍先后将两只球从O点水平击出。第一只球落在自己一方场地上A处弹跳起来刚好擦网而过,落在对方场地B处。第二只球直接擦网而过,也落在B处。球与地面的碰撞是完全弹性的,且空气阻力不计。则第一只球与第二只球被击出时的速度之比为( )
A 1∶2 B. 1∶3 C. 3∶4 D. 2∶3
9. 如图所示,足够长的半径为R=0.4m的1/4圆弧形光滑轨道固定于竖直平面内,圆弧形轨道与光滑固定的水平轨道相切,可视为质点的质量均为m=0.5kg的小球甲、乙用轻杆连接,置于圆弧形轨道上,小球甲与O点等高,小球乙位于圆心O的正下方.某时刻将两小球由静止释放,最终它们在水平面上运动.g取10 m/s2.则
A. 两小球由静止释放后速度大小相等,最终在水平面上运动的速度大小为4m/s
B. 小球甲下滑过程中重力对它做功的功率一直增大
C. 小球甲下滑到圆弧形轨道最低点对轨道压力的大小为5N
D. 整个过程中轻杆对小球乙做的功为1J
10. 从距地面高度H=3.2m处,将质量1kg小球以3m/s的初速度水平向右抛出。小球运动过程中受到恒定的水平向左的风力,风力的大小为5N。重力加速度取。则( )
A. 小球做变加速曲线运动
B. 小球落地的水平距离为2.4m
C. 小球落地时的动能为32.5J
D. 小球抛出后经过0.1s动能最小
二、多选题:本大题共3小题,共12分。
11. 在物理学研究中用到的思想方法很多,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B. 乙图中,研究小船渡河问题时,主要运用了极限思想
C. 丙图中,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D. 丁图中,在研究地球绕太阳运动时将太阳和地球视为质点,运用了理想化模型的思想
12. 如图所示,趣味飞镖游戏镖盘以角速度绕过O点的固定水平轴匀速转动,某人将一只飞镖正对盘边缘P点(O点正上方)以水平速度v0掷出,恰好击中镖盘上O点正下方的Q点(Q点不在盘边缘)。不计空气阻力,飞镖每次从同一位置正对P点水平掷出,下列说法正确的是( )
A. 若仅增大,飞镖可能击中P点 B. 若仅减小,飞镖可能击中Q点
C. 若减小、增加,飞镖可能击中Q点 D. 若增加、减小,飞镖可能击中P点
13. 如图所示,电梯质量为M,在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动,当电梯的速度由v1增大到v2时,上升高度为H,重力加速度为g,则在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 对物体,动能定理的表达式为 ,其中W为支持力做的功
B. 对物体,动能定理的表达式为W合=0,其中W合为合力做的功
C. 对物体,动能定理的表达式为其中W为支持力做的功
D. 对电梯,其所受的合力做功为
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
14. 在“研究平抛运动特点”的实验中,分别使用了图甲和图乙的实验装置。
(1)在图甲所示实验中,小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落。下列说法正确的是 ;
A. 所用两球的质量必须相等
B. 可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动
C. 可研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动
D. 用较大的力敲击弹性金属片,两球仍能同时落地
(2)在图乙所示实验中,除了用到图中器材之外,下列器材还需要用到的有 。
A. 刻度尺 B. 秒表 C. 天平
(3)在实验中用方格纸,每个格的边长,记录了小球在运动途中经过A、B、C三个位置,如图丙所示,取,则该小球做平抛运动的初速度大小___________,小球在B点的竖直分速度大小___________,图中O点___________(填“是”或“不是”)小球做平抛运动的抛出点。(计算结果取三位有效数字)
15. 某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图如图甲所示,其中D为铁架台,E为固定在铁架台上的轻质滑轮(质量和摩擦可忽略不计),F为光电门,C为固定在A上、宽度为d的细遮光条(质量不计),另外,该实验小组还准备了一套总质量的砝码和刻度尺.
(1)在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门F之间的距离为h。取出质量为m的砝码放在A箱子中,剩余砝码全部放在B箱子中,让A从位置O由静止开始下降,则A下落到F处的过程中,B箱与B箱中砝码的整体机械能是__________(填“增加”、“减少”或“守恒”)的。
(2)测得遮光条通过光电门的时间为△t,根据所测数据计算A下落到F处的速度大小v=__________,下落过程中的加速度大小a=__________(用d、、h表示)
四、计算题:本大题共4小题,共40分。
16. 如图所示,在建筑工地上,三个相同的均质圆形钢管静置于水平地面上,质量均为m,B、C钢管刚好接触且无挤压,重力加速度为g,不计钢管之间的摩擦,求:
(1)B钢管对水平地面的压力大小;
(2)水平地面对C钢管的摩擦力大小。
17. 如图所示,BCD是半径R=0.4的竖直圆弧形光滑轨道,D是轨道的最高点,长L=2m的水平面AB与轨道在B点相切。一质量m=0.1kg的物体(可视为质点)静止在水平面上的A点,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.4。现给物体一个初速度,使它经过水平面后沿BCD轨道运动,取g=10m/s2。
(1)若已知物体到达D点时速度为vD=4m/s,求:
①物体运动到D点时的动能大小;
②物体在D点时受到轨道压力FN的大小;
(2)如果小球恰好能通过D点,求物体在A点的初速度vA。
18. 物理兴趣小组同学为研究竖直平面内物体的运动设计了一个游戏装置,其简化的模型如图所示。竖直平面内依次固定着传送带AB和圆心为O、半径为R、圆心角为的光滑圆弧轨道CD,圆心O与传送带上表面等高,圆弧轨道与长度的粗糙水平面DM平滑连接,M点右侧有一轻质弹簧固定在竖直挡板上,弹簧自由伸长时其左端恰好位于M点,水平面MN光滑。将质量为m的可视为质点的小滑块轻放于传送带A端,小滑块在传送带的带动下运动到B端,在B端离开传送带后在竖直面内运动,恰好在C点沿切线方向进入圆弧轨道。已知滑块与DM间的动摩擦因数,重力加速度为g,。求:
(1)滑块离开B点时的速度大小;
(2)滑块运动至D点时,对轨道的压力大小;
(3)弹簧获得的最大弹性势能。
19. 如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡面上P点沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为,已知该星球半径为R,引力常量为G,不计一切阻力及摩擦,求:
(1)该星球表面的重力加速度g;
(2)该星球的第一宇宙速度v;
(3)人造卫星绕该星球做匀速圆周运动的最小周期T。
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