内容正文:
长安一中 2024 级高一第二学期第一次教学质量检测
物理试题
注意事项:
1.本试卷分 Ⅰ卷(选择题)和Ⅱ卷(非选择题)两部分。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涂 黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
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, 每小题只有一个选项符合要求。
1. 以下说法中符合科学史实的是( )
A. 第谷总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律
B. 开普勒通过对行星运动规律的研究,进一步总结出了万有引力定律
C. 相对论的建立否定了牛顿经典力学理论
D. 卡文迪什利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值
【答案】D
【解析】
【详解】AB.开普勒总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律,牛顿发现了万有引力定律,AB错误;
C.相对论的建立并没有否定牛顿经典力学理论,在宏观、低速的情况下,经典力学仍然适用,C错误;
D.卡文迪什利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值,D正确。
故选D。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 研究跳水运动员动作时,可以将他看成质点
B. 物体做曲线运动时,加速度可以不发生改变
C. 物体的加速度越大,速度就一定越大
D. 力的单位是牛顿(N),是力学基本单位
【答案】B
【解析】
【详解】A.研究跳水运动员动作时,其大小和形状不可忽略,不可以将他看成质点,A错误;
B.物体做曲线运动时,加速度可以不发生改变,如平抛运动,B正确;
C.物体的加速度越大,速度不一定越大,如刚出枪膛的子弹,C错误;
D.力的单位是牛顿(N),不是力学基本单位,是导出单位,D错误。
故选B。
3. 为了研究空气动力学问题,如图所示,某人将质量为的小球从距地面高处以一定初速度水平抛出,在距抛出点水平距离处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管,上管口距地面的高度为。小球在水平方向上受恒定风力作用,在竖直方向上阻力不计,且小球恰能无碰撞地通过细管,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 小球在管外运动的时间为 B. 小球的初速度大小为
C. 风力的大小为 D. 小球落地时的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.小球在竖直方向上做自由落体运动,故从抛出点到上管口的运动过程中,有
解得小球在管外运动的时间为
小球在水平方向上做匀减速运动,因恰能无碰撞地通过管子,故小球到管口时水平速度刚好减为零,设小球的初速度为,则有
解得小球的初速度大小为
故AB错误;
C.设风力大小为F,水平方向根据牛顿第二定律有
由匀变速直线运动规律可得
联立可得
故C正确;
D.小球到达上管口时,水平速度减为零,进入管中后其不再受风力作用,只有竖直方向的运动,从抛出到落地全程,小球在竖直方向上做自由落体运动,所以有
解得小球落地时的速度大小为
故D错误。
故选C。
4. 如图所示是运动员将网球在边界A处正上方B点正对球网水平向右击出,恰好过网C的上边沿落在D点的示意图,不计空气阻力,已知AB = h1,网高,,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 落点D距离网的水平距离为
B. 网球的初速度大小为
C. 若击球高度低于,无论球的初速度多大,球都不可能落在对方界内
D. 若击球高度低于,无论球的初速度多大,球都不可能落在对方界内
【答案】C
【解析】
【详解】AB.网球做平抛运动,则,,,
解得,,,
故AB错误;
CD.任意降低击球高度(仍大于h2),会有一临界情况,此时球刚好接触网又刚好压界,设击球临界高度为h1ʹ,由平抛运动规律有,,,
联立解得
若小于该临界高度,无论球的初速度多大,球都不可能落在对方界内,速度大会出界,速度小会触网,故C正确,D错误。
故选C。
5. 关于匀速圆周运动和平抛运动正确的是( )
A. 做匀速圆周运动和平抛运动的物体合力都恒定
B. 匀速圆周运动不一定是匀变速曲线运动
C. 匀速圆周运动和平抛运动都是变加速曲线运动
D. 平抛运动一定是匀变速曲线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.做匀速圆周运动的物体合力方向总是指向圆心,则合力是变化的;平抛运动的物体的合力是恒定的,选项A错误;
B.匀速圆周运动加速度方向不断变化,一定不是匀变速曲线运动,选项B错误;
CD.匀速圆周运动是变加速曲线运动,平抛运动是匀变速曲线运动,选项C错误,D正确。
故选D。
6. 下列对于各图片的描述正确的是( )
A. 图1证明平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B. 图2中两完全相同小球在光滑、固定的圆锥筒内做匀速圆周运动,a球受支持力较大
C. 图3中汽车安全通过拱形桥最高点时,速度越小对桥的压力越大
D. 图4中火车转弯时,速度越大,车轮对轨道的侧向挤压作用一定越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1只能说明平抛运动在竖直方向为自由落体运动,故A错误;
B.图2中支持力沿竖直方向分力与重力平衡,即
(为支持力与水平方向的夹角)
可知两球受支持力相等,故B错误;
C.图3中汽车安全通过拱形桥时,根据牛顿第二定律有
可得
结合牛顿第三定律可知,在安全行驶范围内,汽车速度越大,汽车对桥面压力越小,故C错误;
D.图4中火车转弯时,当火车转弯速度大于规定速度时,对外轨有挤压作用,速度越大,挤压作用越大,故D正确。
故选D。
7. 2013年6月11日,“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,航天员王亚平进行了首次太空授课,大家观看了她的授课。在飞船进入近地圆形轨道环绕地球飞行时,(万有引力常量为G)下列说法正确的是( )
A. 我们看到的王亚平在太空中运动是超重状态
B. 飞船的速率介于7.9km/s和11.2km/s之间
C. 王亚平在太空中无法完成对宇航员人体质量的测量
D. 只要知道飞船的周期T就可以估算地球的密度
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意知在飞船进入近地圆形轨道环绕地球飞行时,万有引力提供向心力,王亚平处于完全失重状态,故A错误;
B.第一宇宙速度7.9km/s是人造卫星在地球表面做圆周运动的最大运行速度,所以在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时,它的线速度大小小于7.9km/s,故B错误;
C.质量是物体本身的属性,不随的物体的状态和形状改变而改变,也不随物体的温度和所处的空间位置改变而改变,在太空能够完成对宇航员人体质量的测量,故C错误;
D.当知道飞船的周期T,飞船近地轨道飞行,轨道半径可以近似等于地球半径,根据万有引力提供向心力有
根据密度公式有
联立两式得
可以估算地球密度,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。每小题有多个选项符合题目要 求,全部选对得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错或不选的得 0 分。
8. 如图所示,一颗质量为m的卫星要发射到中地圆轨道上,通过M、N两位置的变轨,经椭圆转移轨道进入中地圆轨道运行。已知近地圆轨道的半径可认为等于地球半径,中地圆轨道与近地圆轨道共平面且轨道半径为地球半径的3倍,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 卫星进入中地圆轨道时需要在N点减速
B. 在转移轨道上的M点和N点速度关系为
C. 该卫星在中地圆轨道上运行的速度为
D. 该卫星在转移轨道上从M点运行至N点(M、N与地心在同一直线上)所需的时间为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.卫星进入中地圆轨道时需要在N点加速,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知
根据题意
则
故B错误;
C.卫星在中地圆轨道上,由万有引力提供向心力得
在近地面
解得
故C正确;
D.卫星在中地圆轨道上周期
根据几何关系可知转移轨道的半长轴为,由开普勒第三定律得
联立解得
在转移轨道上从M点运行至N点(M、N与地心在同一直线上)所需的时间
故D正确。
故选CD。
9. 如图所示,匀速转动的水平圆盘上放有质量分别为1kg和2kg的小物体A、B,A、B间用细线沿半径方向相连。它们到转轴的距离分别为rA=0.1m、rB=0.3m。A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.3倍。g取10m/s2,现缓慢地增大圆盘的角速度,则下列说法正确的是( )
A. 当A达到最大静摩擦力时,B受到的摩擦力大小为6N
B. 当A恰好达到最大静摩擦力时,圆盘的角速度约为2rad/s
C. 当细线上开始有弹力时,圆盘的角速度大于rad/s
D. 在细线上有弹力后的某时刻剪断细线,A将做向心运动,B将做离心运动
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.增大圆盘的角速度,B先达到最大静摩擦力,所以A达到最大静摩擦力时,B受到的摩擦力大小为
FB=kmBg=6N
A正确;
B.设小物体A达到最大静摩擦力时,圆盘的角速度为ω1,此时细线的拉力为T,则对A:
对B:
得
B错误;
C.当细线上开始有弹力时,对B
解得
C正确;
D.剪断细线,A随圆盘做圆周运动,B将做离心运动,D错误。
故选AC。
10. 如图所示,一光滑斜面体固定在水平面上,其矩形斜面abcd与水平面的夹角为θ , ab 边长为L。将质量为m的小球从斜面上的点a以某一速度沿斜面斜向上抛出,速度方向与 ab夹角为α,小球运动到斜面的c点并沿dc方向飞出,一段时间后落地,已知重力加速度 大小为g,不计空气阻力,则( )
A. 小球从a到c的运动时间为
B. 小球从a到c的运动时间为
C. 小球从a到触地过程中位移大小为L + Lsinθ
D. 小球触地时速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.设小球从c点沿dc方向飞出的速度为,bc的边长为;小球从a到c的过程,根据逆向思维,可认为小球从从c到a做类平抛运动,沿cd方向有
沿cb方向有,,
在a点时,有
联立解得,,,
B正确,A错误;
C.小球运动到斜面的c点并沿dc方向飞出后有,
解得
根据几何关系可知小球从a到触地过程中位移大小为
C错误;
D.小球触地时的竖直方向有
解得
小球触地时速度大小
D正确。
故选BD。
三、实验题:本题共 2 小题,每空 2 分,共 20 分。
11. 某班级同学在探究向心力大小的表达式实验时:
第一小组采用甲图所示的装置进行探究,两个变速塔轮通过皮带连接,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。
第二小组采用用乙图所示的装置进行探究,滑块套在水平杆上,随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量绳中拉力F的大小。滑块上固 定一遮光片,宽度为d,光电门可以记录遮光片通过的时间,测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动,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拉力F和角速度的数据。
(1)下列实验中与这两组同学采用的科学方法不同是 。
A. 探究加速度与力、质量的关系
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究滑动摩擦力大小与正压力和动摩擦因数的关系
(2)第一组进行实验,皮带与不同半径的塔轮相连,主要是为了使两小球具有不同的 。
A. 转动半径r B. 线速度v C. 加速度a D. 角速度
(3)第一组在某次实验时,两个钢球质量和转动半径相等,图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力比值为1∶ 9,与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为____________________。
(4)第二组同学实验时,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如图丙所示直线图线斜率为k,则滑块的质量为___________(用k、r、d表示);若图像与横轴交点坐标为(a,0),滑块所受摩擦力大小为_______(用k、a表示)。
【答案】(1)B (2)D
(3)3∶1 (4) ①. ②. ak
【解析】
【小问1详解】
实验目的是探究向心力大小的表达式,由于每次只能研究两个物理量之间的关系,需要确保其它的物理量不变,即采用了控制变量法;
探究加速度与力、质量的关系以及探究滑动摩擦力大小与正压力和动摩擦因数的关系实验采用的都是控制变量法,而探究两个互成角度的力的合成规律采用的是等效替代法,因此与这两组同学采用的科学方法不同是探究两个互成角度的力的合成规律。
故选B。
【小问2详解】
皮带传动过程中,与皮带接触的边缘的线速度大小相等,皮带与不同半径的塔轮相连时,根据
解得
可知小球转动的角速度不同。
故选D。
【小问3详解】
第一组在某次实验时,两个钢球质量和转动半径相等,图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力比值为1∶ 9,根据
解得
又
则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为
【小问4详解】
[1][2]滑块圆周运动的速度
由于
则有
则有
解得,
12. 如图所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹
(1)、以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有________
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.入射小球沿斜槽下滑过程中,受到与斜槽的摩擦力会影响实验
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)、实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图中y—x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________
(3)如图所示为小球做平抛运动时,在方格纸进行描点作图,获取A、B、C三点,图中方格的边长为5cm,,则:
①小球平抛的初速度=______m/s;
②小球过B点的速率=______m/s;
③若以A点为原点,以水平向右为轴,竖直向下为轴建立平面直角坐标系,则抛出点坐标为(( )cm; ______ cm)
【答案】 ①. A ②. C ③. 1.5 ④. 2.5 ⑤. -15 ⑥. -5
【解析】
【详解】(1)[1]通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运动,故A正确;
因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,故B错误,
每次保证小球到达底端的速度相等即可,故入射小球沿斜槽下滑过程中,受到与斜槽的摩擦力不会影响实验,故C错误;
用描点法描绘运动轨迹时,应将各点连成平滑的曲线,不能练成折线或者直线,故D错误。
故选A。
(2)[2]物体在竖直方向做自由落体运动,y=gt2;水平方向做匀速直线运动x=vt;
联立可得: ,因初速度相同,故 为常数,故y-x2应为正比例关系,故C正确,ABD错误。
(3)①[3]在竖直方向上有:
△h=gT2
其中
△h=(5-3)×5cm=10cm
代入求得:T=0.1s。
水平方向匀速运动,有:s=v0t,其中s=3 l=15cm,t=T=0.1s,代入解得:v0=1.5m/s。
②[4]根据匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度,在B点有
所以B点速度为
③[5][6]从抛出点到B点的 时间
则抛出点到A点的时间为0.1s,则抛出点到A点的竖直位移
抛出点到A点的水平距离x=v0t=0.15m=15cm, 则抛出点坐标为(-15cm,-5cm)。
四、计算题:本题共 3 个小题,共 34 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演 算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单 位。
13. 2024年中国航天全年预计实施100次左右发射任务,有望创造新的纪录。3月27日,云海三号02星在太原卫星发射中心成功发射并顺利进入预定轨道;4月3日,遥感四十二号01星在西昌卫星发射中心发射成功。已知地球质量为M,引力常量为G,地球表面重力加速度为g,设云海三号02星绕地球圆周运动的轨道半径为,遥感四十二号01星绕地球圆周运动的轨道半径为。求:
(1)遥感四十二号01星距地面的高度;
(2)云海三号02星和遥感四十二号01星的线速度之比;
(3)再次出现如图所示位置关系(两卫星及地心在同一直线上)所需要的时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)地球表面的万有引力等于重力
得地球半径
则遥感四十二号01星距地面的高度
(2)由万有引力提供向心力
解得
(3)从两卫星及地心在同一直线上到再次在同一直线上的过程中
又
,
可得
则
14. 如图所示,长为L的轻杆,两端分别固定质量为M、m的小球,杆的中心固定在水平轴O上,水平轴O带着轻杆在竖直平面内做匀速圆周运动,已知圆周运动的角速度为,重力加速度为g,求:
(1)轻杆转到水平位置时对小球m的作用力;
(2)轻杆转到竖直位置时(M在上,m在下)水平轴O对轻杆的作用力。
【答案】(1),与水平方向夹角的正切值为2斜向左上方;(2),方向竖直向上
【解析】
【详解】(1)设轻杆转到水平位置时对小球m的作用力,力与水平方向的夹角为 ,小球m受力分析如图所示
则
向心力为和重力的合力,故
轻杆转到水平位置时对小球m的作用力大小为,与水平方向夹角的正切值为2斜向左上方。
(2)轻杆转到竖直位置时,规定竖直向下为正方向,设杆对M的作用力为,则
解得
杆对M的作用力大小为,方向竖直向上。由牛顿第三定律,M对杆的作用力大小为,方向竖直向下。轻杆转到竖直位置时,规定竖直向上为正方向,设杆对m的作用力为,则
解得
杆对m的作用力大小为,方向竖直向上。由牛顿第三定律, m对杆的作用力大小为,方向竖直向下。轻杆转到竖直位置时(M在上,m在下)水平轴O对轻杆的作用力
方向竖直向上。
15. 如图甲所示,质量足够长的木板静止在粗糙的水平地面上,木板左端放置一个质量、大小可以忽略的小物块。物块与木板间的动摩擦因数,木板与地面间的动摩擦因数。从时刻开始对物块施加一水平向右的拉力F,拉力F的大小随时间t的变化关系如图乙所示,4s末撤去拉力。,物块与木板间及木板和地面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)已知前2s木块与木板能相对静止,则时,物块受到的摩擦力多大?
(2)在0~4s的时间内,物块相对木板滑行的位移多大?
(3)从撤去拉力开始经多长时间木板在水平地面上停止运动?
【答案】(1)7N (2)6m
(3)5s
【解析】
【小问1详解】
前2s内物块与木板相对静止,由牛顿第二定律得,对物块与木板整体
对物块
由图乙所示图像可知,前2s内
代入数据解得,
【小问2详解】
2s末物块与木板的速度大小
由图乙所示图像可知,在内拉力大小
假设物块与木板相对滑动,由牛顿第二定律得,对物块
对木板
代入数据解得,
4s末撤去拉力时物块的速度大小
木板的速度大小
内物块相对木板滑行的位移
代入数据解得
【小问3详解】
撤掉拉力后物块做匀减速直线运动,木板继续做匀加速直线运动,木板的加速度仍为,对物块,由牛顿第二定律得
代入数据解得
设经过时间两者共速,则共速时
代入数据解得,
由于,共速后两者相对静止一起做匀减速直线运动,对物块与木板整体,由牛顿第二定律得
代入数据解得
物块与木板减速到零需要的时间
撤去拉力后木板在水面上停止运动需要的时间
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长安一中 2024 级高一第二学期第一次教学质量检测
物理试题
注意事项:
1.本试卷分 Ⅰ卷(选择题)和Ⅱ卷(非选择题)两部分。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涂 黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
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, 每小题只有一个选项符合要求。
1. 以下说法中符合科学史实的是( )
A. 第谷总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律
B. 开普勒通过对行星运动规律的研究,进一步总结出了万有引力定律
C. 相对论的建立否定了牛顿经典力学理论
D. 卡文迪什利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值
2. 下列说法中正确的是( )
A. 研究跳水运动员动作时,可以将他看成质点
B. 物体做曲线运动时,加速度可以不发生改变
C. 物体的加速度越大,速度就一定越大
D. 力的单位是牛顿(N),是力学基本单位
3. 为了研究空气动力学问题,如图所示,某人将质量为的小球从距地面高处以一定初速度水平抛出,在距抛出点水平距离处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管,上管口距地面的高度为。小球在水平方向上受恒定风力作用,在竖直方向上阻力不计,且小球恰能无碰撞地通过细管,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 小球在管外运动的时间为 B. 小球的初速度大小为
C. 风力的大小为 D. 小球落地时的速度大小为
4. 如图所示是运动员将网球在边界A处正上方B点正对球网水平向右击出,恰好过网C的上边沿落在D点的示意图,不计空气阻力,已知AB = h1,网高,,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 落点D距离网的水平距离为
B. 网球的初速度大小为
C. 若击球高度低于,无论球的初速度多大,球都不可能落在对方界内
D. 若击球高度低于,无论球的初速度多大,球都不可能落在对方界内
5. 关于匀速圆周运动和平抛运动正确的是( )
A. 做匀速圆周运动和平抛运动的物体合力都恒定
B. 匀速圆周运动不一定是匀变速曲线运动
C. 匀速圆周运动和平抛运动都是变加速曲线运动
D. 平抛运动一定是匀变速曲线运动
6. 下列对于各图片的描述正确的是( )
A. 图1证明平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B. 图2中两完全相同小球在光滑、固定的圆锥筒内做匀速圆周运动,a球受支持力较大
C. 图3中汽车安全通过拱形桥最高点时,速度越小对桥的压力越大
D. 图4中火车转弯时,速度越大,车轮对轨道的侧向挤压作用一定越大
7. 2013年6月11日,“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,航天员王亚平进行了首次太空授课,大家观看了她的授课。在飞船进入近地圆形轨道环绕地球飞行时,(万有引力常量为G)下列说法正确的是( )
A. 我们看到的王亚平在太空中运动是超重状态
B. 飞船的速率介于7.9km/s和11.2km/s之间
C. 王亚平在太空中无法完成对宇航员人体质量的测量
D. 只要知道飞船的周期T就可以估算地球的密度
二、多项选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共18 分。每小题有多个选项符合题目要 求,全部选对得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错或不选的得 0 分。
8. 如图所示,一颗质量为m的卫星要发射到中地圆轨道上,通过M、N两位置的变轨,经椭圆转移轨道进入中地圆轨道运行。已知近地圆轨道的半径可认为等于地球半径,中地圆轨道与近地圆轨道共平面且轨道半径为地球半径的3倍,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 卫星进入中地圆轨道时需要在N点减速
B. 在转移轨道上的M点和N点速度关系为
C. 该卫星在中地圆轨道上运行的速度为
D. 该卫星在转移轨道上从M点运行至N点(M、N与地心在同一直线上)所需的时间为
9. 如图所示,匀速转动的水平圆盘上放有质量分别为1kg和2kg的小物体A、B,A、B间用细线沿半径方向相连。它们到转轴的距离分别为rA=0.1m、rB=0.3m。A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.3倍。g取10m/s2,现缓慢地增大圆盘的角速度,则下列说法正确的是( )
A. 当A达到最大静摩擦力时,B受到的摩擦力大小为6N
B. 当A恰好达到最大静摩擦力时,圆盘的角速度约为2rad/s
C. 当细线上开始有弹力时,圆盘的角速度大于rad/s
D. 在细线上有弹力后的某时刻剪断细线,A将做向心运动,B将做离心运动
10. 如图所示,一光滑斜面体固定在水平面上,其矩形斜面abcd与水平面的夹角为θ , ab 边长为L。将质量为m的小球从斜面上的点a以某一速度沿斜面斜向上抛出,速度方向与 ab夹角为α,小球运动到斜面的c点并沿dc方向飞出,一段时间后落地,已知重力加速度 大小为g,不计空气阻力,则( )
A. 小球从a到c的运动时间为
B. 小球从a到c的运动时间为
C. 小球从a到触地过程中位移大小为L + Lsinθ
D. 小球触地时速度大小为
三、实验题:本题共 2 小题,每空 2 分,共 20 分。
11. 某班级同学在探究向心力大小的表达式实验时:
第一小组采用甲图所示的装置进行探究,两个变速塔轮通过皮带连接,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。
第二小组采用用乙图所示的装置进行探究,滑块套在水平杆上,随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量绳中拉力F的大小。滑块上固 定一遮光片,宽度为d,光电门可以记录遮光片通过的时间,测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动,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拉力F和角速度的数据。
(1)下列实验中与这两组同学采用的科学方法不同是 。
A. 探究加速度与力、质量的关系
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究滑动摩擦力大小与正压力和动摩擦因数的关系
(2)第一组进行实验,皮带与不同半径的塔轮相连,主要是为了使两小球具有不同的 。
A. 转动半径r B. 线速度v C. 加速度a D. 角速度
(3)第一组在某次实验时,两个钢球质量和转动半径相等,图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力比值为1∶ 9,与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为____________________。
(4)第二组同学实验时,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如图丙所示直线图线斜率为k,则滑块的质量为___________(用k、r、d表示);若图像与横轴交点坐标为(a,0),滑块所受摩擦力大小为_______(用k、a表示)。
12. 如图所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹
(1)、以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有________
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.入射小球沿斜槽下滑过程中,受到与斜槽的摩擦力会影响实验
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)、实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图中y—x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________
(3)如图所示为小球做平抛运动时,在方格纸进行描点作图,获取A、B、C三点,图中方格的边长为5cm,,则:
①小球平抛的初速度=______m/s;
②小球过B点的速率=______m/s;
③若以A点为原点,以水平向右为轴,竖直向下为轴建立平面直角坐标系,则抛出点坐标为(( )cm; ______ cm)
四、计算题:本题共 3 个小题,共 34 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演 算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单 位。
13. 2024年中国航天全年预计实施100次左右发射任务,有望创造新的纪录。3月27日,云海三号02星在太原卫星发射中心成功发射并顺利进入预定轨道;4月3日,遥感四十二号01星在西昌卫星发射中心发射成功。已知地球质量为M,引力常量为G,地球表面重力加速度为g,设云海三号02星绕地球圆周运动的轨道半径为,遥感四十二号01星绕地球圆周运动的轨道半径为。求:
(1)遥感四十二号01星距地面的高度;
(2)云海三号02星和遥感四十二号01星的线速度之比;
(3)再次出现如图所示位置关系(两卫星及地心在同一直线上)所需要的时间。
14. 如图所示,长为L的轻杆,两端分别固定质量为M、m的小球,杆的中心固定在水平轴O上,水平轴O带着轻杆在竖直平面内做匀速圆周运动,已知圆周运动的角速度为,重力加速度为g,求:
(1)轻杆转到水平位置时对小球m的作用力;
(2)轻杆转到竖直位置时(M在上,m在下)水平轴O对轻杆的作用力。
15. 如图甲所示,质量足够长的木板静止在粗糙的水平地面上,木板左端放置一个质量、大小可以忽略的小物块。物块与木板间的动摩擦因数,木板与地面间的动摩擦因数。从时刻开始对物块施加一水平向右的拉力F,拉力F的大小随时间t的变化关系如图乙所示,4s末撤去拉力。,物块与木板间及木板和地面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)已知前2s木块与木板能相对静止,则时,物块受到的摩擦力多大?
(2)在0~4s的时间内,物块相对木板滑行的位移多大?
(3)从撤去拉力开始经多长时间木板在水平地面上停止运动?
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