精品解析:四川省德阳市第五中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题
2025-06-19
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内容正文:
四川省德阳市第五中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于物理学家和物理学史的说法,正确的是( )
A. 牛顿提出了日心说,并且发现了万有引力定律
B. 牛顿进行了“月地检验”,他比较的是月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度
C. 开普勒观测并记录了行星的轨道数据,最后总结出了行星运动三大定律
D. 卡文迪许利用扭秤装置和科学放大思想,比较准确地测出了引力常量
【答案】D
【解析】
【详解】A.哥白尼提出了日心说,牛顿发现了万有引力定律,故A错误;
B.牛顿进行了“月地检验”,他比较的是月球绕地球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度,故B 错误;
C.第谷观测并记录了行星的轨道数据,开普勒总结出了行星运动三大定律,故C错误;
D.卡文迪许利用扭秤装置和科学放大思想,比较准确地测出了引力常量,故D正确。
故选D。
2. “套圈”游戏深受小朋友的喜爱。如图,较高的哥哥和稍矮的弟弟分别从同一竖直方向的不同高度向正前方水平抛出圆环,圆环恰好同时套中水平地面上的玩具。圆环和玩具均可视为质点,圆环被抛出后的运动可视为平抛运动。下列说法正确的是( )
A. 弟弟先抛出圆环 B. 两人同时抛出圆环
C. 两人抛出圆环的初速度相同 D. 弟弟抛出圆环的初速度较大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据可得
可知哥哥抛出的圆环运动时间比较长,又圆环恰好同时套中水平地面上的玩具,可知哥哥先抛出圆环,故AB错误;
CD.水平方向,两圆环位移相等,根据结合A选项分析可知弟弟抛出圆环的初速度较大,故D正确,C错误。
故选D。
3. 如图为修正带的内部结构,由大小两个相互咬合的齿轮组成,修正带芯固定在大齿轮的转轴上。当按压并拖动其头部时,齿轮转动,从而将遮盖物质均匀地涂抹在需要修改的字迹上。若图中大小齿轮的半径之比为2∶1,A、B分别为大齿轮和小齿轮边缘上的一点,C为大齿轮上转轴半径的中点,则( )
A. A与B的角速度大小之比为1∶2 B. B与C的线速度大小之比为1∶1
C. A与C的向心加速度大小之比为4∶1 D. 大小齿轮的转动方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】AD.同缘传动时,边缘点的线速度大小相等,方向相反,根据
可知线速度一定时,与r成反比,由于大小齿轮的半径之比为2∶1,所以A与B的角速度大小之比为1∶2,故A正确,D错误;
B.AC同轴转动,角速度相同,线速度与半径成正比,题意知AC半径比为2:1,则AC线速度之比为2:1,即B与C的线速度大小之比为2:1,故B错误;
C.A与C的向心加速度大小之比
故C错误。
故选A。
4. 如图,要使地球静止卫星进入预定轨道Ⅲ,需先将卫星发射到近地轨道Ⅰ,卫星在轨道Ⅰ的A点变轨进入转移轨道Ⅱ,在轨道Ⅱ的远地点B再次变轨进入轨道Ⅲ。下列说法正确的是( )
A. 地球静止卫星可以静止在成都上空
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速率最小
C. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速率大于其在轨道Ⅲ上经过B点时的速率
D. 卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度大于其在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.地球静止卫星的轨道在赤道面上,所以不可以静止在成都上空,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速率最小,故B正确;
C.卫星在轨道Ⅱ上经过B点时点火加速做离心运动可以变轨进入轨道Ⅲ,所以星在轨道上经过B点时的速率小于其在轨道Ⅲ上经过B点时的速率,故C错误;
D.根据
解得
可知卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度等于其在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度,故D错误。
故选B。
5. 天文学家发现了一对被称为“灾难变星”的罕见双星系统,约每51分钟彼此绕行一圈,通过天文观测的数据,模拟该双星系统的运动,推测在接下来的7000万年里,这对双星彼此绕行的周期逐渐减小至18分钟。如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型,如图所示,两星球在万有引力作用下,绕O点做匀速圆周运动。不考虑其他天体的影响,两颗星球的质量不变,在彼此绕行的周期逐渐减小的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 每颗星球的角速度都在逐渐变小
B. 两颗星球的距离在逐渐的变大
C. 两颗星球的轨道半径之比保持不变
D. 每颗星球的加速度都在变小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据题意,由公式可知,由于在彼此绕行的周期逐渐减小,则每颗星球的角速度都在逐渐变大,设双星转动的角速度为,双星间距离为,星球的质量分别为、,由万有引力提供向心力有
解得
可知,距离逐渐的变小,故AB错误;
C.根据题意,由万有引力提供向心力有
解得
由于星球质量不变,则两颗星球的轨道半径之比保持不变,故C正确;
D.由万有引力公式提供向心力有
可知,由于距离逐渐的变小,每颗星球的加速度都在变大,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不同长绳上,先将两小球拉至同一水平位置从静止释放,当两绳竖直时有( )
A. 两球的速率一样大 B. 两球的动能一样大
C. 两球的机械能一样大 D. B球上的绳子拉力较大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.将两小球拉至同一水平位置从静止释放,根据动能定理,当两绳竖直时有
解得
,
故两球的速率不同,动能不同,故AB错误;
C.开始下落时,两球重力势能相等,动能都为零,机械能相等,两球在下落过程中,机械能守恒,故下落到最低点时两球的机械能一样大,故C正确;
D.当两绳竖直时,根据牛顿第二定律
解得
,
故绳子拉力相等,故D错误。
故选C。
7. 如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块( )
A. 速率的变化量不同
B. 重力做功的平均功率相同
C. 重力势能的变化量相同
D. B的机械能不守恒
【答案】B
【解析】
【分析】初始时刻,对两个小物块分别进行受力分析,然后根据平衡条件列方程得出两滑块质量的关系;从剪断轻绳到物块着地,根据机械能守恒定律求出到达底端的速度大小,由平均速度关系分析重力做功的平均功率关系,根据重力做功关系分析重力势能的变化量关系,根据机械能守恒的条件分析B的机械能是否守恒。
【详解】A.初始时刻,小物块A的重力和小物块B的重力沿着斜面方向的分力等大,则有
所以有
剪断轻绳后,对A由机械能守恒得
解得
速率变化量
对B同理可得
速率变化量
可知速率的变化量相等,A错误;
B.A的重力做功的平均功率
B的重力做功的平均功率
又知
所以
B正确;
C.重力势能的变化量为mgh,h相同,但,A小物块重力势能的变化量小于B小物块重力势能变化量, C错误;
D.剪断轻绳后,对小物块B,根据受力分析可知,只有重力做功,所以B的机械能守恒,D错误。
故选B。
【点睛】本题主要考查机械能守恒定律和功率公式的应用,要注意两个小物块的质量不同,下落时重力做功并不同。对于重力做功的平均功率也可以根据公式分析。
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 蹦床是一项具有挑战性的体育运动。如图,某时刻运动员从空中最高点O自由下落,接触蹦床A点后继续向下运动到最低点C,其中B点为运动员静止在蹦床上时的位置。忽略空气阻力,运动员从最高点O下落到最低点C的过程中( )
A. 运动员的机械能不守恒 B. 运动员在B点时的动能最大
C. 运动员的重力势能先增大后减小 D. 蹦床的弹性势能先减小后增大
【答案】AB
【解析】
【详解】根据题意可知在点蹦床对运动员的弹力等于运动员的重力:
A.在到过程,除了重力对运动员做功外,还有蹦床弹力对运动员做负功,运动员的机械能减少,故A正确;
B.运动员从到过程做自由落体运动,速度增大,从到过程所受的弹力小于其重力,所以速度继续增大,从到过程所受的弹力大于其重力,做减速运动,可知在B点,速度达到最大,动能最大,故B正确;
C.运动员从到C过程中,重力一直对其做正功,重力势能一直减小,故C错误;
D.从到过程,蹦床对运动员的弹力竖直向上,运动员向下运动,可知蹦床对运动员的弹力做负功,蹦床的弹性势能增大,故D错误。
故选AB。
9. 如图,水平光滑长杆上套有一个质量为mA的小物块A,细线跨过O点的轻小光滑定滑轮一端连接A,另一端悬挂质量为mB的小物块B,C为O点正下方杆上一点,滑轮到杆的距离OC=h。开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°。现将A、B同时由静止释放,则下列分析正确的是(重力加速度为g)( )
A. 物块B从释放到最低点的过程中,物块A的动能不断增大
B. 物块A由P点出发第一次到达C点的过程中,物块B的机械能先增大后减小
C. PO与水平方向的夹角为45°时,物块A、B速度大小关系是
D. 物块A在运动过程中最大速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B从释放到了最低点,此过程中,对A受力分析,可知绳子的拉力一直做正功,其动能一直增大,A正确;
B.物块A由P点出发第一次到达C点的过程中,绳子对B一直做负功,其机械能一直减小,故B错误;
C.根据两个物体沿绳子方向的分速度大小相等,则知
vAcos45°=vB
得
选项C错误;
D.B的机械能最小时,即为A到达C点,此时A的速度最大,设为,此时B的速度为0,根据系统的机械能守恒得
解得
选项D正确。
故选AD。
【点睛】本题是系统的机械能守恒问题,关键有两点:一是抓住两个物体的速度关系,知道两个物体沿绳子方向的分速度大小相等。二是知道当A的速度最大时,B的速度为零。
10. 如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=3R,重力加速度为g,则小球从P点到B点的运动过程中( )
A. 重力势能减少2mgR
B. 机械能减少2mgR
C. 动能增加mgR
D. 克服摩擦力做功mgR
【答案】AD
【解析】
【详解】A.小球从P点到B点的运动过程中,重力做功为
故重力势能减少2mgR,故A正确;
BC.小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,根据牛顿第二定律,有
从P点到B点过程,动能增加量为
从P点到B点过程,重力势能减小量为2mgR,故机械能减少量为
故BC错误;
D.从P点到B点过程,克服摩擦力做功等于机械能减少量,则克服摩擦力做的功为,故D正确。
故选AD。
三、实验题(11题6分,12题9分)
11. 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与物体的质量、轨道半径及线速度关系的实验装置,圆柱体放置在水平光滑圆盘上,在圆柱体绕圆盘中心做圆周运动的切线方向上分别固定着两个光滑的销子,保证圆柱体与圆盘不会沿切线方向发生相对滑动,通过一不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮与力传感器相连,整个装置一起在水平面内做匀速圆周运动。力传感器测量绳子拉力,速度传感器测量圆柱体的线速度v,该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变,来探究向心力与线速度v的关系。改变线速度v,多次测量,该同学测出了五组、v数据,如下表所示:
v(m/s)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
/N
0.88
2.00
3.50
5.50
8.00
(1)请帮助该同学对数据分析后,在图乙坐标图上描出了五个点,作出图线。______
(2)若圆柱体运动半径,由作出的图线可得圆柱体的质量__________kg(保留两位有效数字)。
(3)根据功和能量的知识,该同学判断当圆柱体的速度发生变化时,一定是圆盘对圆柱体做了功,请你帮助他计算出力传感器示数从2.00N增加到8.00N的过程中,圆盘对圆柱体所做的功为__________J(保留两位有效数字)。
【答案】(1) (2)0.27##0.26##0.28
(3)0.89##0.90##0.91
【解析】
【小问1详解】
根据表格数据可得
()
1.0
2.25
4.0
6.25
9.0
/N
0.88
2.00
3.50
5.50
8.00
在图像上描出对应点,作出图线如图所示
【小问2详解】
根据
若圆柱体运动半径,由图像的斜率可得
解得圆柱体的质量为
【小问3详解】
力传感器示数从2.00N增加到8.00N的过程中,由表格数据可得对应的从增加到,根据动能定理可得圆盘对圆柱体所做的功为
12. 利用图示装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的________。
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量与势能变化量
C.速度变化量与高度变化量
(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材有________。
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码) D.秒表
(3)实验中,先接通电源,再释放重物,已知重物质量m=1kg,在纸带上打出一系列的点,如图所示(打点间隔为0.02s),g=9.8m/s2,纸带上所标数据单位cm,其中O点与下一点之间距离为2mm,那么从打O点到打B点的过程中:
重物的重力势能变化量_________J,动能变化量____________J(结果保留两位有效数字)
(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,出现这种结果的原因是________。
A.利用公式计算重物速度
B.利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
【答案】 ①. A ②. AB ③. 0.49 ④. 0.48 ⑤. C
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量是否相等,故选A;
(2)[2]实验时还必须使用的器材有交流电源和刻度尺;打点计时可记录重物的运动时间,所以不需要秒表;若重物的机械能守恒,则有
可知在不需要得出重力势能减少量与动能增加量的具体数据时,可以不测质量,即不需要天平;故选AB。
(3)[3][4]重物的重力势能变化量
打B点时的速度
因为O点与下一点之间距离为2mm,可知O点的速度为零,则动能变化量
(4)[5]大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是重物在下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响,故ABD错误,C正确。
故选C。
四、解答题(13题12分,14题12分,15题15分
13. 距沙坑高处,以的初速度竖直向上抛出一个质量为的物体,物体落到沙坑并陷入沙坑深处停下不计空气阻力,重力加速度求:
物体上升到最高点时离抛出点的高度H;
物体在沙坑中受到的平均阻力f大小是多少?
【答案】(1)5m (2)155N
【解析】
【详解】(1)设物体上升到最高点时离抛出点为H,由动能定理得:
﹣mgH=0﹣mv02…①
代入数据得:H=5m
(2)设物体在沙坑中受到的平均阻力为f,陷入沙坑深度为d,从最高点到最低点的全过程中:
mg(H+h+d)﹣fd=0
代入数据得:f=155N
【点睛】本题涉及到力在空间的效果,考虑运用动能定理是常用的思路,关键要灵活选择研究的过程,要注意阻力做负功.
14. 如图所示,水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m=1 kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F=10 N的作用下,从A点由静止开始运动,当滑块运动的位移x=0.5 m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0=1 m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.1,滑块上升的最大高度h=0.2 m,g取10 m/s2。求:
(1)在撤去力F时,滑块的速度大小;
(2)求滑块通过B点时的速度
(3)滑块从B到C过程中克服摩擦力做的功。
【答案】(1)3m/s;(2);(3)2J
【解析】
【分析】
【详解】(1)在力F作用下,
代入数据得
(2)接下来,物体做减速运动加速度
根据
到达B点的速度
(3)上升过程中,根据动能定理
克服摩擦力做的功
15. 某校科技节举行车模大赛,其规定的赛道如图所示,某小车以额定功率由静止开始从A点出发,经过粗糙水平面AB,加速后进入光滑的竖直圆轨道BC,恰好能经过圆轨道最高点C,然后经过光滑曲线轨道BE后,从E处水平飞出,最后落入沙坑中,已知圆轨道半径,沙坑距离BD平面的高度,小车的总质量为,,不计空气阻力,求:
(1)小车在B点对轨道的压力大小;
(2)小车在AB段克服摩擦力做的功;
(3)轨道BE末端平抛高台高度为多少时,能让小车落入沙坑的水平位移最大;最大值是多少?
【答案】(1)60N;(2)6J;(3)1m;4m
【解析】
【详解】(1)由于小车恰好经过圆轨道最高点C,则有
由,根据动能定理有
在B点由牛顿第二定律有
联立解得
由牛顿第三定律可知,在点小车对轨道的压力大小为,方向竖直向下;
(2)由,根据动能定理有
解得
即小车在段克服摩擦力做的功为。
(3)由,根据动能定理有
飞出后,小车做平抛运动,所以
水平位移
可得
即
当时,水平距离最大,。
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四川省德阳市第五中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于物理学家和物理学史的说法,正确的是( )
A. 牛顿提出了日心说,并且发现了万有引力定律
B. 牛顿进行了“月地检验”,他比较的是月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度
C. 开普勒观测并记录了行星的轨道数据,最后总结出了行星运动三大定律
D. 卡文迪许利用扭秤装置和科学放大思想,比较准确地测出了引力常量
2. “套圈”游戏深受小朋友的喜爱。如图,较高的哥哥和稍矮的弟弟分别从同一竖直方向的不同高度向正前方水平抛出圆环,圆环恰好同时套中水平地面上的玩具。圆环和玩具均可视为质点,圆环被抛出后的运动可视为平抛运动。下列说法正确的是( )
A. 弟弟先抛出圆环 B. 两人同时抛出圆环
C. 两人抛出圆环的初速度相同 D. 弟弟抛出圆环的初速度较大
3. 如图为修正带的内部结构,由大小两个相互咬合的齿轮组成,修正带芯固定在大齿轮的转轴上。当按压并拖动其头部时,齿轮转动,从而将遮盖物质均匀地涂抹在需要修改的字迹上。若图中大小齿轮的半径之比为2∶1,A、B分别为大齿轮和小齿轮边缘上的一点,C为大齿轮上转轴半径的中点,则( )
A. A与B的角速度大小之比为1∶2 B. B与C的线速度大小之比为1∶1
C. A与C的向心加速度大小之比为4∶1 D. 大小齿轮的转动方向相同
4. 如图,要使地球静止卫星进入预定轨道Ⅲ,需先将卫星发射到近地轨道Ⅰ,卫星在轨道Ⅰ的A点变轨进入转移轨道Ⅱ,在轨道Ⅱ的远地点B再次变轨进入轨道Ⅲ。下列说法正确的是( )
A. 地球静止卫星可以静止在成都上空
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速率最小
C. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速率大于其在轨道Ⅲ上经过B点时的速率
D. 卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度大于其在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度
5. 天文学家发现了一对被称为“灾难变星”的罕见双星系统,约每51分钟彼此绕行一圈,通过天文观测的数据,模拟该双星系统的运动,推测在接下来的7000万年里,这对双星彼此绕行的周期逐渐减小至18分钟。如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型,如图所示,两星球在万有引力作用下,绕O点做匀速圆周运动。不考虑其他天体的影响,两颗星球的质量不变,在彼此绕行的周期逐渐减小的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 每颗星球的角速度都在逐渐变小
B. 两颗星球的距离在逐渐的变大
C. 两颗星球的轨道半径之比保持不变
D. 每颗星球的加速度都在变小
6. 如图所示,质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不同长绳上,先将两小球拉至同一水平位置从静止释放,当两绳竖直时有( )
A. 两球的速率一样大 B. 两球的动能一样大
C. 两球的机械能一样大 D. B球上的绳子拉力较大
7. 如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块( )
A. 速率的变化量不同
B. 重力做功的平均功率相同
C. 重力势能的变化量相同
D. B的机械能不守恒
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 蹦床是一项具有挑战性的体育运动。如图,某时刻运动员从空中最高点O自由下落,接触蹦床A点后继续向下运动到最低点C,其中B点为运动员静止在蹦床上时的位置。忽略空气阻力,运动员从最高点O下落到最低点C的过程中( )
A. 运动员的机械能不守恒 B. 运动员在B点时的动能最大
C. 运动员的重力势能先增大后减小 D. 蹦床的弹性势能先减小后增大
9. 如图,水平光滑长杆上套有一个质量为mA的小物块A,细线跨过O点的轻小光滑定滑轮一端连接A,另一端悬挂质量为mB的小物块B,C为O点正下方杆上一点,滑轮到杆的距离OC=h。开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°。现将A、B同时由静止释放,则下列分析正确的是(重力加速度为g)( )
A. 物块B从释放到最低点的过程中,物块A的动能不断增大
B. 物块A由P点出发第一次到达C点的过程中,物块B的机械能先增大后减小
C. PO与水平方向的夹角为45°时,物块A、B速度大小关系是
D. 物块A在运动过程中最大速度为
10. 如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=3R,重力加速度为g,则小球从P点到B点的运动过程中( )
A. 重力势能减少2mgR
B. 机械能减少2mgR
C. 动能增加mgR
D. 克服摩擦力做功mgR
三、实验题(11题6分,12题9分)
11. 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与物体的质量、轨道半径及线速度关系的实验装置,圆柱体放置在水平光滑圆盘上,在圆柱体绕圆盘中心做圆周运动的切线方向上分别固定着两个光滑的销子,保证圆柱体与圆盘不会沿切线方向发生相对滑动,通过一不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮与力传感器相连,整个装置一起在水平面内做匀速圆周运动。力传感器测量绳子拉力,速度传感器测量圆柱体的线速度v,该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变,来探究向心力与线速度v的关系。改变线速度v,多次测量,该同学测出了五组、v数据,如下表所示:
v(m/s)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
/N
0.88
2.00
3.50
5.50
8.00
(1)请帮助该同学对数据分析后,在图乙坐标图上描出了五个点,作出图线。______
(2)若圆柱体运动半径,由作出的图线可得圆柱体的质量__________kg(保留两位有效数字)。
(3)根据功和能量的知识,该同学判断当圆柱体的速度发生变化时,一定是圆盘对圆柱体做了功,请你帮助他计算出力传感器示数从2.00N增加到8.00N的过程中,圆盘对圆柱体所做的功为__________J(保留两位有效数字)。
12. 利用图示装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的________。
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量与势能变化量
C.速度变化量与高度变化量
(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材有________。
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码) D.秒表
(3)实验中,先接通电源,再释放重物,已知重物质量m=1kg,在纸带上打出一系列的点,如图所示(打点间隔为0.02s),g=9.8m/s2,纸带上所标数据单位cm,其中O点与下一点之间距离为2mm,那么从打O点到打B点的过程中:
重物的重力势能变化量_________J,动能变化量____________J(结果保留两位有效数字)
(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,出现这种结果的原因是________。
A.利用公式计算重物速度
B.利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
四、解答题(13题12分,14题12分,15题15分
13. 距沙坑高处,以的初速度竖直向上抛出一个质量为的物体,物体落到沙坑并陷入沙坑深处停下不计空气阻力,重力加速度求:
物体上升到最高点时离抛出点的高度H;
物体在沙坑中受到的平均阻力f大小是多少?
14. 如图所示,水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m=1 kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F=10 N的作用下,从A点由静止开始运动,当滑块运动的位移x=0.5 m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0=1 m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.1,滑块上升的最大高度h=0.2 m,g取10 m/s2。求:
(1)在撤去力F时,滑块的速度大小;
(2)求滑块通过B点时的速度
(3)滑块从B到C过程中克服摩擦力做的功。
15. 某校科技节举行车模大赛,其规定的赛道如图所示,某小车以额定功率由静止开始从A点出发,经过粗糙水平面AB,加速后进入光滑的竖直圆轨道BC,恰好能经过圆轨道最高点C,然后经过光滑曲线轨道BE后,从E处水平飞出,最后落入沙坑中,已知圆轨道半径,沙坑距离BD平面的高度,小车的总质量为,,不计空气阻力,求:
(1)小车在B点对轨道的压力大小;
(2)小车在AB段克服摩擦力做的功;
(3)轨道BE末端平抛高台高度为多少时,能让小车落入沙坑的水平位移最大;最大值是多少?
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