精品解析: 广东省2024-2025学年高一下学期4月期中联考物理试题
2025-06-21
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内容正文:
2024—2025学年度高一年级4月联考
物理试题
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 在人类探索宇宙的过程中,许多伟大的物理学家做出了卓越的贡献,下列说法正确的是( )
A. 开普勒根据第谷的行星观察数据,提出了行星运动定律
B. 古希腊科学家托勒密提出了“日心说”,大胆反驳了“地心说”
C. 牛顿发现了万有引力定律并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量
D. 英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶应用万有引力定律,计算出了天王星的轨道
【答案】A
【解析】
【详解】A.开普勒根据第谷的行星观察数据,提出了行星运动定律,故A正确;
B.古希腊科学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳了“地心说”,故B错误;
C.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许(卡文迪什)利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量,故C错误;
D.英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶应用万有引力定律,计算出了海王星的轨道,故D错误。
故选A。
2. 如图所示为小明投篮过程中篮球入筐的运动轨迹,P点是轨迹上的一点,在空气阻力不能忽略的情况下,篮球在P点时的速度v和所受合力F的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】篮球在P点受到的阻力f方向与速度方向反向,同时篮球受到竖直向下的重力mg,具体受力方向如图所示
由平行四边形定则可知合力F方向如上图所示,C选项符合题意。
故选C。
3. 海王星是太阳系的第八大行星,其绕太阳运行的半径是地球绕太阳运行半径的30倍,则下列说法正确的是( )
A. 海王星绕太阳运行的速率是地球绕太阳运行速率的
B. 海王星绕太阳运行的周期是地球绕太阳运行周期的30倍
C. 海王星自转周期是地球自转周期的30倍
D. 海王星绕太阳运行的加速度大小是地球绕太阳运行的加速度大小的
【答案】D
【解析】
【详解】A.设太阳质量为M,地球和海王星都是绕太阳做圆周运动,由万有引力提供向心力可得
可得
则海王星绕太阳运行的速率是地球绕太阳运行速率的,故A错误;
B.由
可得
则海王星绕太阳运行的周期是地球绕太阳运行周期的倍,故B错误;
C.通过题目信息无法得知海王星和地球自转周期的关系,故C错误;
D.由
可得
则海王星绕太阳运行的加速度是地球绕太阳运行加速度的,故D正确。
故选D。
4. 周末小明在森林公园里的小河中划船。已知河宽30m,船在静水中的速度为5m/s,河水的流速为3m/s,下列说法正确的是( )
A. 要想到达正对岸则需要船头正对河岸划行
B. 不论怎样调整船头方向都不能垂直到达正对岸
C. 渡过这条河的最短时间为6s
D. 若以最短位移渡河,则需要用时6s
【答案】C
【解析】
【详解】A.要想到达正对岸,则船的合速度需垂直河岸,如图所示
此时船头并未正对河岸,故A错误;
B.因河水的流速为3m/s,船在静水中的速度为5m/s,则当船头与上游河岸成一定角度,可以使船的合速度垂直河岸,从而垂直过河,故B错误;
C.当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,最短时间为
故C正确;
D.若以最短位移渡河,则船的合速度垂直河岸,此时合速度
则渡河时间为
故D错误。
故选C。
5. 图甲是滑板运动的滑道,图乙是其理想简化示意图,人和滑板均可视为质点,滑道看成半径为R的圆弧轨道,M、N两点等高,O为圆心,P是最低点。当人和滑板整体从M点由静止释放后,在M、N两点之间来回滑动,且高度越来越低,忽略空气阻力。对于人和滑板整体,下列说法正确的是( )
A. 受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B. 受到的向心力由合力来提供
C. 受到的向心力由重力、支持力的合力来提供
D. 从M点到P点的过程中,需要的向心力先增大后变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.受到重力、支持力、摩擦力的作用,向心力是效果,故A错误;
BC.受到的向心力由重力、支持力、摩擦力的合力沿指向圆心方向的分力来提供,故BC错误;
D.从M点到P点的过程中,切向加速度等于零时速度最大,此时重力沿切向的分力和摩擦力等大反向,速度先增大后变小,半径不变,需要的向心力先增大后变小,故D正确。
故选D 。
6. 2021年5月,我国天问一号在火星上空的“遥感使命椭圆轨道”运行,最终顺利降落在火星乌托邦平原。已知火星的质量为M,半径为R,火星表面的重力加速度为g,引力常量为G。下列说法正确的是( )
A. 天问一号的发射速度小于地球的第二宇宙速度
B. 火星的第一宇宙速度为
C. 火星的平均密度为
D. 天问一号在“遥感使命椭圆轨道”运行的最小速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.天问一号要脱离地球引力束缚到达火星,发射速度应大于地球第二宇宙速度,故A错误;
B.第一宇宙速度是卫星绕星球表面做匀速圆周运动的运行速度,根据
解得火星的第一宇宙速度为
故B正确;
C.在火星表面有
因为火星密度
联立解得
故C错误;
D.由于第一宇宙速度是卫星最大的环绕速度,故天问一号在“遥感使命椭圆轨道”运行的速度一定小于,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,可视为质点、质量为m的小球在内壁光滑的半球形容器内的水平面内做匀速圆周运动,已知半球形容器的球心为O、半径为R,当小球运动到a点时,O、a两点连线与竖直方向的夹角为,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 内壁对小球的支持力大小为
B. 小球受到的向心力大小为
C. 小球运动的角速度大小为
D. 小球运动的线速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.小球受到自身重力mg与内壁对其的支持力N而做匀速圆周运动,受力分析如图
由平行四边形定则可知
小球受到的向心力为
故AB项错误;
C.由牛顿第二定律可得
根据几何关系有
联立解得
故C错误;
D.根据线速度与角速度关系,可得
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. 如图所示,在水平桌面上,指尖陀螺绕垂直于桌面的中心轴线做圆周运动,A、B、C是陀螺上的三点,到中心轴线的垂直距离之比为1:2:3,则下列说法正确的是( )
A. A、B、C三点的角速度大小之比为3:2:1
B. A、B、C三点的线速度大小之比为1:2:3
C. A、B、C三点的周期之比为1:1:1
D. A、B、C三点的向心加速度大小之比为1:4:9
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.由题意可知,指尖陀螺上的所有点都围绕中心轴做同轴转动,角速度相等、周期相等,故A、B、C三点的角速度大小之比为1:1:1
故A、B、C三点的周期之比为1:1:1
故A错误,C正确;
B.题意知A、B、C是陀螺上的三点,到中心轴线的垂直距离之比为1:2:3
根据
由于角速度相等,可知A、B、C三点的周期相等,线速度之比为1∶2∶3
故B正确;
D.题意知A、B、C是陀螺上的三点,到中心轴线的垂直距离之比为1:2:3
由于角速度相等,A、B、C三点的向心加速度大小之比为1:2:3
故D错误。
故选BC。
9. 2025年3月26日23时55分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将第二代地球同步轨道数据中继卫星天链二号04星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。天链二号04星的发射过程如图所示,先将天链二号04星发射到低空圆轨道,在P点变轨到椭圆转移轨道,在Q点再次变轨到同步轨道。已知地球自转周期为24小时,下列说法正确的是( )
A. 天链二号04星在转移轨道上运行的周期小于24小时
B. 天链二号04星在转移轨道运行时,经过Q点时的速度大于经过P点时的速度
C. 天链二号04星在低空轨道经过P点时的加速度大于在转移轨道经过P点时的加速度
D. 天链二号04星从转移轨道进入同步轨道,需在转移轨道的Q点点火加速
【答案】AD
【解析】
【详解】A.天链二号04星在同步轨道的运行周期和地球自转周期相等,根据开普勒第三定律
可知天链二号04星在转移轨道上运行的周期小于24小时,故A正确;
B.由开普勒第二定律可知,天链二号04星在转移轨道运行时,经过近地点P时的速度大于经过远地点Q时的速度,故B错误;
C.无论从哪个轨道到P点,在P点受到的万有引力都相同,故加速度相等,故C错误;
D.天链二号04星从转移轨道变轨到同步轨道是做离心运动,所以需在Q点点火加速,故D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示,长为的轻绳将质量的小物块和圆盘的轴心O连在一起,轻绳刚好伸直。当圆盘绕垂直于圆盘的轴线转动时,物块始终和圆盘保持相对静止,物块受到的摩擦力,和轻绳的拉力F随角速度的变化图像如图乙、丙所示。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,轻绳始终没有被拉断,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 物块与圆盘间的动摩擦因数为0.4
B. 当圆盘的角速度为1rad/s时,物块受到的摩擦力f大小为1N
C. 当圆盘的角速度为2rad/s时,物块受到的拉力F大小为4N
D. 当圆盘的角速度为3rad/s时,物块受到的拉力F大小为9N
【答案】AB
【解析】
【详解】A.当圆盘的角速度较小时,物块受到的静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可得
当静摩擦力达到最大静摩擦力后,再增大角速度,轻绳的拉力和最大静摩擦力一起提供向心力,由牛顿第二定律可得
结合图丙分析可得
解得,故A正确;
BC.当摩擦力刚好达到最大静摩擦力时,轻绳的拉力为0,由
解得
可知圆盘的角速度为时,物块受到的为静摩擦力,故B正确,C错误;
D.当圆盘的角速度为时,摩擦力已达到最大值,则有
可得F=5N。故D错误。
故选AB。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 如图甲所示为向心力演示仪,可验证小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的挡板A、B和短槽的挡板C分别到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1。变速塔轮自上而下有三种组合方式,如图乙所示。
(1)下列实验中与本实验所采用的实验方法相同的是______(填正确答案标号)。
A. 探究小车速度随时间变化的规律 B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究平抛运动的特点 D. 探究加速度与力、质量的关系
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,为验证向心力的大小与半径成正比的关系,则需要将传动皮带调至第______(填“一”“二”或“三”)层塔轮。
(3)在(2)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出4个格,右边标尺露出______个格,若其他条件不变,增大手柄转动的速度,则左,右两标尺露出的格数______(填“变大”“变小”或“不变”),两标尺露出格数的比值______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)D (2)一
(3) ①. 2 ②. 变大 ③. 不变
【解析】
【小问1详解】
本实验所采用的实验方法是控制变量法,与该实验方法相同的实验是探究加速度与力、质量的关系。
故选D。
【小问2详解】
在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,为验证向心力的大小与半径成正比的关系,还需保持角速度相同,则需要将传动皮带调至第一层塔轮。
【小问3详解】
[1]在(2)的实验中,根据F=mω2r因两球质量和角速度相同,转动半径比为2∶1,可知左右两边小球的向心力之比为2∶1,则某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出4个格,右边标尺露出2个格;
[2][3]若其他条件不变,增大手柄转动的速度,则向心力变大,左、右两标尺露出的格数变大,因两边向心力之比等于半径比,可知两标尺露出格数的比值不变。
12. 在“研究平抛运动”实验中。
(1)图甲是将做平抛运动的小球在横条处卡住,再用铅笔标注小球的上端,以确定平抛运动的轨迹,则坐标原点应选小球在斜槽末端时______(填正确答案标号)在坐标纸上的投影点。
A. 球心 B. 小球的上端 C. 小球的下端
(2)按照图甲安装实验装置,调节斜槽末端水平,并将一张白纸固定在背板上,斜槽末端下方用细线悬挂重锤的作用是______(填正确答案标号)。
A. 判断仪器背板是否竖直
B. 确定白纸上,轴的方向
C. 利用重锤的惯性来保证实验装置稳定
(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时,得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点,测得A、B、C三点间竖直距离、,水平距离均为,重力加速度g取,则A点______(填“是”或“不是”)小球平抛运动的起点,小球平抛运动的初速度的表达式为______(用字母、、x、g表示),代入数据得其大小为______m/s。
【答案】(1)B (2)AB
(3) ①. 不是 ②. ③. 1.24
【解析】
【小问1详解】
图甲示意的是平抛出的小球在横条处卡住,用铅笔标注小球的上端,确定平抛运动轨迹的方法,则坐标原点应选小球在斜槽末端点时球的上端在坐标纸上的投影点。
故选B。
【小问2详解】
AB.重锤的作用是确保坐标轴的y轴为竖直方向或沿重垂线方向描下y轴为竖直方向,同时判断仪器背板是否竖直,故AB正确;
C.重锤的惯性无法保证实验装置稳定,故C错误。
故选AB。
【小问3详解】
[1]小球在竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,水平位移相等,即时间相等,但竖直位移不满足1∶3,所以A点不是平抛运动的起点;
[2][3]小球在竖直方向做自由落体运动,设相邻小球影像之间的时间间隔为T,根据匀变速直线运动的推论
解得
平抛运动水平方向为匀速直线运动,水平位移
解得小球平抛运动的初速度
代入数据,解得水平初速度
13. 如图所示,长的轻杆一端固定在过O点的水平转轴上,另一端固定质量为的小球(可视为质点)。小球在竖直平面内做圆周运动,P点是圆周上的最高点,Q点是最低点,重力加速度。
(1)若小球恰好能通过P点,求通过P点的速度大小;
(2)若小球经过P点时的速度,求此时杆对小球的作用力;
(3)若小球经过Q点时的速度,求此时杆对小球的作用力。
【答案】(1)
(2),方向竖直向上。
(3),方向竖直向上。
【解析】
【小问1详解】
小球在竖直面内做圆周运动,恰好能通过P点,重力和支持力等大反向,此时向心力为零,根据
解得
【小问2详解】
在最高点P,以向下为正方向,有
代人数据解得
方向竖直向上。
【小问3详解】
当小球运动到最低点Q时,有
代人数据解得
方向竖直向上。
14. 我国通过中国巡天空间望远镜(CSST)观察到遥远的宇宙中存在如图所示的天体,星球A、B都绕O点做圆周运动,且星球A、B与O点始终在一条直线上。假设宇航员站在星球A上距地面高度为h处以速度水平抛出一物体,测出水平射程为x。已知星球A、B的距离为L,星球A绕O点做圆周运动的周期为,在星球A的表面附近有一卫星,绕星球A做圆周运动的周期为T,引力常量为G,不考虑星球自转和其他星球对A、B的作用力。求:
(1)星球A表面的重力加速度g;
(2)星球A的质量;
(3)星球B的质量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设星球A表面的重力加速度为g,水平抛出的物体做平抛运动,故有,
解得
【小问2详解】
设星球A的表面附近卫星质量为,星球A的半径为,则
得
又,
综合解得
【小问3详解】
星球A、B绕O点做圆周运动的半径分别为和,星球A、B间的万有引力提供它们绕O点做圆周运动的向心力,
又
综合解得
由(2)可知
得
15. 如图所示,倾角为的光滑斜面体固定在水平地面上,在斜面上同定一个光滑的半圆形挡板AEB,半径为,其最低点A、最高点B的切线水平,AB是半圆形挡板的直径,OE垂直于边AB和CD,斜面体右侧地面上有半径为的半球形容器,直径MN和矩形BCQP在同一竖直面内,M点到BP的水平距离为。已知重力加速度,忽略空气阻力,,,现让质量为m的小球(可视为质点)从A点以一定的水平速度滑进轨道。
(1)若小球恰好从B点飞出,求通过B点的速度大小;
(2)若小球从B点以速度飞出,要落入右边的容器中,则需满足什么条件?
(3)若小球从A点进入后运动到图中F点(半圆形挡板与OC的交点)时离开挡板,求经过F点时的速度大小。(结果可带根号)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当小球恰好从B点飞出时,此时对轨道的压力N=0,如图甲所示
由牛顿第二定律可得
代人数据解得
【小问2详解】
小球从B点飞出后,做平抛运动,有,
图像可知
联立解得。
【小问3详解】
当小球从F点离开挡板时,如图乙所示
此时对轨道的压力
由牛顿第二定律可得
几何关系可知
代人数据,联立解得
第1页/共1页
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2024—2025学年度高一年级4月联考
物理试题
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 在人类探索宇宙的过程中,许多伟大的物理学家做出了卓越的贡献,下列说法正确的是( )
A. 开普勒根据第谷的行星观察数据,提出了行星运动定律
B. 古希腊科学家托勒密提出了“日心说”,大胆反驳了“地心说”
C. 牛顿发现了万有引力定律并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量
D. 英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶应用万有引力定律,计算出了天王星的轨道
2. 如图所示为小明投篮过程中篮球入筐的运动轨迹,P点是轨迹上的一点,在空气阻力不能忽略的情况下,篮球在P点时的速度v和所受合力F的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 海王星是太阳系的第八大行星,其绕太阳运行的半径是地球绕太阳运行半径的30倍,则下列说法正确的是( )
A. 海王星绕太阳运行的速率是地球绕太阳运行速率的
B. 海王星绕太阳运行的周期是地球绕太阳运行周期的30倍
C. 海王星自转周期是地球自转周期的30倍
D. 海王星绕太阳运行的加速度大小是地球绕太阳运行的加速度大小的
4. 周末小明在森林公园里的小河中划船。已知河宽30m,船在静水中的速度为5m/s,河水的流速为3m/s,下列说法正确的是( )
A. 要想到达正对岸则需要船头正对河岸划行
B. 不论怎样调整船头方向都不能垂直到达正对岸
C. 渡过这条河的最短时间为6s
D. 若以最短位移渡河,则需要用时6s
5. 图甲是滑板运动的滑道,图乙是其理想简化示意图,人和滑板均可视为质点,滑道看成半径为R的圆弧轨道,M、N两点等高,O为圆心,P是最低点。当人和滑板整体从M点由静止释放后,在M、N两点之间来回滑动,且高度越来越低,忽略空气阻力。对于人和滑板整体,下列说法正确的是( )
A. 受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B. 受到的向心力由合力来提供
C. 受到的向心力由重力、支持力的合力来提供
D. 从M点到P点的过程中,需要的向心力先增大后变小
6. 2021年5月,我国天问一号在火星上空的“遥感使命椭圆轨道”运行,最终顺利降落在火星乌托邦平原。已知火星的质量为M,半径为R,火星表面的重力加速度为g,引力常量为G。下列说法正确的是( )
A. 天问一号的发射速度小于地球的第二宇宙速度
B. 火星的第一宇宙速度为
C. 火星的平均密度为
D. 天问一号在“遥感使命椭圆轨道”运行的最小速度为
7. 如图所示,可视为质点、质量为m的小球在内壁光滑的半球形容器内的水平面内做匀速圆周运动,已知半球形容器的球心为O、半径为R,当小球运动到a点时,O、a两点连线与竖直方向的夹角为,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 内壁对小球的支持力大小为
B. 小球受到的向心力大小为
C. 小球运动的角速度大小为
D. 小球运动的线速度大小为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每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. 如图所示,在水平桌面上,指尖陀螺绕垂直于桌面的中心轴线做圆周运动,A、B、C是陀螺上的三点,到中心轴线的垂直距离之比为1:2:3,则下列说法正确的是( )
A. A、B、C三点的角速度大小之比为3:2:1
B. A、B、C三点的线速度大小之比为1:2:3
C. A、B、C三点的周期之比为1:1:1
D. A、B、C三点的向心加速度大小之比为1:4:9
9. 2025年3月26日23时55分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将第二代地球同步轨道数据中继卫星天链二号04星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。天链二号04星的发射过程如图所示,先将天链二号04星发射到低空圆轨道,在P点变轨到椭圆转移轨道,在Q点再次变轨到同步轨道。已知地球自转周期为24小时,下列说法正确的是( )
A. 天链二号04星在转移轨道上运行的周期小于24小时
B. 天链二号04星在转移轨道运行时,经过Q点时的速度大于经过P点时的速度
C. 天链二号04星在低空轨道经过P点时的加速度大于在转移轨道经过P点时的加速度
D. 天链二号04星从转移轨道进入同步轨道,需在转移轨道的Q点点火加速
10. 如图甲所示,长为的轻绳将质量的小物块和圆盘的轴心O连在一起,轻绳刚好伸直。当圆盘绕垂直于圆盘的轴线转动时,物块始终和圆盘保持相对静止,物块受到的摩擦力,和轻绳的拉力F随角速度的变化图像如图乙、丙所示。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,轻绳始终没有被拉断,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 物块与圆盘间的动摩擦因数为0.4
B. 当圆盘的角速度为1rad/s时,物块受到的摩擦力f大小为1N
C. 当圆盘的角速度为2rad/s时,物块受到的拉力F大小为4N
D. 当圆盘的角速度为3rad/s时,物块受到的拉力F大小为9N
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 如图甲所示为向心力演示仪,可验证小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的挡板A、B和短槽的挡板C分别到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1。变速塔轮自上而下有三种组合方式,如图乙所示。
(1)下列实验中与本实验所采用的实验方法相同的是______(填正确答案标号)。
A. 探究小车速度随时间变化的规律 B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究平抛运动的特点 D. 探究加速度与力、质量的关系
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,为验证向心力的大小与半径成正比的关系,则需要将传动皮带调至第______(填“一”“二”或“三”)层塔轮。
(3)在(2)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出4个格,右边标尺露出______个格,若其他条件不变,增大手柄转动的速度,则左,右两标尺露出的格数______(填“变大”“变小”或“不变”),两标尺露出格数的比值______(填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 在“研究平抛运动”实验中。
(1)图甲是将做平抛运动的小球在横条处卡住,再用铅笔标注小球的上端,以确定平抛运动的轨迹,则坐标原点应选小球在斜槽末端时______(填正确答案标号)在坐标纸上的投影点。
A. 球心 B. 小球的上端 C. 小球的下端
(2)按照图甲安装实验装置,调节斜槽末端水平,并将一张白纸固定在背板上,斜槽末端下方用细线悬挂重锤的作用是______(填正确答案标号)。
A. 判断仪器背板是否竖直
B. 确定白纸上,轴的方向
C. 利用重锤的惯性来保证实验装置稳定
(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时,得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点,测得A、B、C三点间竖直距离、,水平距离均为,重力加速度g取,则A点______(填“是”或“不是”)小球平抛运动的起点,小球平抛运动的初速度的表达式为______(用字母、、x、g表示),代入数据得其大小为______m/s。
13. 如图所示,长的轻杆一端固定在过O点的水平转轴上,另一端固定质量为的小球(可视为质点)。小球在竖直平面内做圆周运动,P点是圆周上的最高点,Q点是最低点,重力加速度。
(1)若小球恰好能通过P点,求通过P点的速度大小;
(2)若小球经过P点时的速度,求此时杆对小球的作用力;
(3)若小球经过Q点时的速度,求此时杆对小球的作用力。
14. 我国通过中国巡天空间望远镜(CSST)观察到遥远的宇宙中存在如图所示的天体,星球A、B都绕O点做圆周运动,且星球A、B与O点始终在一条直线上。假设宇航员站在星球A上距地面高度为h处以速度水平抛出一物体,测出水平射程为x。已知星球A、B的距离为L,星球A绕O点做圆周运动的周期为,在星球A的表面附近有一卫星,绕星球A做圆周运动的周期为T,引力常量为G,不考虑星球自转和其他星球对A、B的作用力。求:
(1)星球A表面的重力加速度g;
(2)星球A的质量;
(3)星球B的质量。
15. 如图所示,倾角为的光滑斜面体固定在水平地面上,在斜面上同定一个光滑的半圆形挡板AEB,半径为,其最低点A、最高点B的切线水平,AB是半圆形挡板的直径,OE垂直于边AB和CD,斜面体右侧地面上有半径为的半球形容器,直径MN和矩形BCQP在同一竖直面内,M点到BP的水平距离为。已知重力加速度,忽略空气阻力,,,现让质量为m的小球(可视为质点)从A点以一定的水平速度滑进轨道。
(1)若小球恰好从B点飞出,求通过B点的速度大小;
(2)若小球从B点以速度飞出,要落入右边的容器中,则需满足什么条件?
(3)若小球从A点进入后运动到图中F点(半圆形挡板与OC的交点)时离开挡板,求经过F点时的速度大小。(结果可带根号)
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