精品解析:河北省衡水市冀州中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷
2025-07-02
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内容正文:
河北省衡水市冀州中学2024-2025学年高一下学期物理期中考试试卷
一、单选题(本大题共8小题,共32.0分)
1. 某片树叶从空中飘落的轨迹为曲线。则该树叶( )
A. 速度在不断变化 B. 一定在做匀变速运动
C. 所受的合力一定保持不变 D. 加速度方向可能与速度方向始终在同一直线上
【答案】A
【解析】
【详解】A.树叶从空中飘落的轨迹为曲线,则速度的方向不断改变,速度不断变化,故A正确;
BC.若树叶做匀变速曲线运动,此时合力与加速度不变,所以树叶可能做匀变速运动,故BC错误;
D.雪花的运动轨迹为曲线,合力与速度方向不共线,即加速度方向与速度方向不在同一直线上,故D错误;
故选A。
2. 如图所示,在水平力F作用下,物体B沿水平面向右运动,物体A恰匀速上升,那么以下说法正确的是( )
A. 物体B正向右做匀减速运动
B. 斜绳与水平成30°时,
C. 地面对B的摩擦力减小
D. 物体B正向右做加速运动
【答案】B
【解析】
【详解】AD.将B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向上的分速度等于A的速度,如图,
根据平行四边形定则有:vBcosα=vA,所以α减小,B的速度减小,但不是匀减速,故AD错误;
B.根据vBcosα=vA,斜绳与水平成30°时,vA:vB=:2,故B正确;
C.在竖直方向上,对B有:mg=N+Tsinα,T=mAg,α减小,则支持力增大,根据f=μFN,摩擦力增大,故C错误;
3. 2024年巴黎奥运会,中国女排在小组赛上取得全胜战绩。副攻王媛媛是甘肃平凉人,她在某次网前击球后,排球(可视为质点)从M点水平飞出到达N点,其位移方向与水平面夹角为,运动轨迹如图所示,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 排球在空中的运动过程中相同时间内速度的变化量不同
B. 排球在空中的运动过程中速度方向与线段MN的夹角越来越大
C. 排球在空中的运动过程中速度方向与加速度方向的夹角越来越小
D. 排球在空中的运动过程中重力的功率保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,排球做的是平抛运动,加速度为重力加速度,根据可知,排球在空中的运动过程中相同时间内速度的变化量相同,故A错误;
B.当排球运动到离线段MN最远的位置时,速度方向与线段MN是平行关系,夹角为零,所以排球速度方向与线段MN的夹角先减小后增大,故B错误;
C.运动过程,竖直方向的速度越来越大,水平速度不变,则合速度与竖直方向夹角越来越小,即速度方向与加速度方向的夹角越来越小,故C正确;
D.重力的功率为
由于竖直方向上的速度越来越大,所以重力的功率越来越大,故D错误。
故选C。
4. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,当跳伞运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中若受到水平风力的影响,下列说法正确的是( )
A. 风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的空中表演动作
B. 风力越大,运动员下落时间越短,有可能对运动员造成伤害
C. 运动员下落时间与风力大小无关
D. 运动员着地速度与风力大小无关
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.运动员同时参与了两个分运动,即竖直方向向下的运动和水平方向随风飘行,两个分运动同时发生,相互独立,因此可知水平方向的风力大小不会影响竖直方向的运动,而运动员下落的时间由下落高度决定,即落地时间不变,故AB错误,C正确;
D.运动员着地时的速度为竖直方向的末速度与水平方向速度的合速度,当风力越大,在相同下落时间内运动员在水平方向获得的分速度就越大,最后落地时的合速度就越大,因此,运动员落地时的速度与风力大小有关,故D错误。
故选C。
5. 钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目,运动员起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上,再经出发区、滑行区和减速区的一系列直道、弯道后到达终点、用时少者获胜。图(a)是比赛中一运动员在滑行区某弯道的图片,假设可视为质点的人和车的总质量m=90kg,其在弯道上P处做水平面内圆周运动的模型如图(b),车在P处既无侧移也无切向加速度,速率v=30m/s,弯道表面与水平面成θ=53°,不计摩擦力和空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8。则在P处( )
A. 车对弯道的压力大小为900N
B. 人对车的压力大小为1500N
C. 人和车做圆周运动的半径为67.5m
D. 人和车的加速度大小为7.5m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】A.对人和车受力分析,如图所示
根据几何关系有
根据牛顿第三定律可得,车对弯道的压力大小为1500N,故A错误;
B.由于不知道人的质量,所以无法确定人对车的压力,故B错误;
CD.根据牛顿第二定律可得
解得
,
故C正确,D错误。
故选C。
6. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A. 图甲中,自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度相同
B. 图乙中,做圆锥摆运动的物体,受重力和绳的拉力作用
C. 图丙中,脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力
D. 图丁中,如果火车转弯时行驶速度超过设计速度,轮缘会挤压内轨
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中,自行车行驶时大齿轮与小齿轮通过链条传动,则大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等,但方向不同,故A错误;
B.图乙中,做圆锥摆运动的物体,受重力、绳的拉力作用,重力和绳的拉力合力提供向心力,故B正确;
C.图丙中,脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力不足以提供所需的向心力,故C错误;
D.图丁中,如果火车转弯时行驶速度超过设计速度,则火车有离心运动的趋势,轮缘会挤压外轨,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,地球可以看成一个巨大的拱形桥,桥面半径R=6400 km,地面上行驶的汽车重力G=3×104N,在汽车的速度可以达到需要的任意值,且汽车不离开地面的前提下,下列分析中正确的是( )
A. 汽车的速度越大,则汽车对地面的压力也越大
B. 不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都等于3×104N
C. 不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力
D. 如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零,则此时驾驶员会有超重的感觉
【答案】C
【解析】
【详解】A.对汽车研究,根据牛顿第二定律得
则得
可知,速度v越大,地面对汽车的支持力N越小,则汽车对地面的压力也越小,故A错误;
BC.由上可知,汽车和驾驶员都具有向下的加速度,处于失重状态,驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力,而驾驶员的重力未知,所以驾驶员对座椅压力范围无法确定,故B错误,C正确;
D.如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零,驾驶员具有向下的加速度,处于失重状态,故D错误.
故选C。
8. 如图所示为推行节水工程的转动喷水“龙头”,水平的喷水“龙头”距地面高为,其喷灌半径可达,每分钟喷出水的质量为,所用的水从地下深的井里抽取,设水以相同的速率喷出,不计空气阻力,则( )
A. 喷水龙头喷出水的初速度为
B. 不计额外的损失,水泵每分钟对水所做的功为
C. 不计额外的损失,水泵每分钟对水所做的功为
D. 带动水泵的电动机的最大输出功率为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意,水做平抛运动,竖直方向上由可得,飞行时间为
水平方向上由可得,喷水龙头喷出水的初速度为
故A错误;
BC.根据题意,设水泵每分钟对水所做的功为,由动能定理有
解得
故C错误,B正确;
D.根据题意可知,带动水泵的电动机的最大输出功率为
故D错误。
故选B。
二、多选题(本大题共3小题,共18.0分)
9. 火星是距离地球最近的行星,如图所示,地球绕太阳运动的轨道半径为,火星绕太阳运动的轨道半径为。若一探测器被发射后绕太阳运动的轨道是椭圆,该椭圆以地球轨道上的A点为近日点,以火星轨道上的B点为远日点。已知地球公转的周期为T,引力常量为G,太阳质量远大于地球、火星的质量,不计火星、地球对探测器的影响,下列说法正确的是( )
A. 太阳质量为
B. 火星公转的周期为
C. 探测器在A点的速率与在B点的速率之比为
D. 探测器在椭圆轨道运行的周期为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.地球绕太阳运行过程中由万有引力提供向心力
解得太阳质量为
A正确;
B.由开普勒第三定律得
解得
B错误;
C.由开普勒第二定律得
可得探测器在A点的速率与在B点的速率之比为 ,C错误;
D.由开普勒第三定律得
解得
D正确;
故选AD。
10. 很多电风扇都可以在吹风的同时左右摇头,如图甲所示为电风扇摇头齿轮传动的部分结构图,如图乙所示为其中销钉小齿轮与曲柄齿轮的传动示意图,其中销钉小齿轮的齿数为12,曲柄齿轮的齿数为60,A、B分别为销钉小齿轮和曲柄齿轮边缘上两点,则两齿轮匀速转动时( )
A. 销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动周期之比为1∶5 B. 销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动周期之比为5∶1
C. A、B两点做圆周运动的向心加速度之比为1∶5 D. A、B两点做圆周运动的向心加速度之比为5∶1
【答案】AD
【解析】
【详解】由题意可知,小齿轮与大齿轮的半径之比为
由于A、B两点的线速度大小相等,根据
可得销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动周期之比为
根据
可得A、B两点做圆周运动的向心加速度之比为
故选AD。
11. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明,如图所示为某水车模型,从槽口水平流出的水初速度大小为v0,垂直落在与水平面成30°角的轮叶面上,落点到轮轴O间的距离为R。水车在水流不断冲击下匀速转动时,轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小,忽略空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 水流在空中运动水平位移为
B. 水流在空中运动时间为
C. 水车匀速转动时的角速度为
D. 槽口到轮轴的高度差为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据平抛运动规律可得,设水落到水轮叶面上时水的速度大小为v,则水落到水轮叶面上分速度分别为
解得
在竖直方向,自由落体
得
在水平方向,匀速直线
故A错误,B正确;
C.因为轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小
则,水车匀速转动时的角速度为
故C正确;
D.水做平抛运动下落的高度
水落到水轮叶面上落点到轮轴的竖直高度差为
所以,槽口到轮轴的高度差为
故D错误。
故选BC。
三、实验题(本大题共2小题,共14.0分)
12. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系”的实验中,
(1)若要研究向心力和角速度之间的关系,我们应保持小球_______和_______不变。
(2)如果某做圆周运动的小球质量之比是,半径之比是,角速度之比是,则 向心力之比是_______ 。
【答案】 ①. 质量##半径 ②. 半径##质量 ③.
【解析】
【详解】(1)[1][2]在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系”的实验中,若要研究向心力和角速度之间的关系,故根据向心力的公式
我们应保持小球的质量和半径不变。
(2)[3]如果某做圆周运动的小球质量之比是,半径之比是,角速度之比是,则根据向心力的公式
向心力之比是
13. 某学习小组利用不同的实验装置,进行探究平抛运动规律的实验:
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动,用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。关于该实验,下列说法中正确的有__________。
A. 甲同学增加小锤打击力度,A、B小球不可能同时落地
B. 该实验说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
C. 两球的体积、材料和质量可以任意选择,对实验结果没有影响
D. 如果两球总是同时落地,则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
(2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球做平抛运动的照片,如图乙所示。关于本实验,下列做法正确的是__________(填选项前的字母)。
A. 选择体积小、质量大的小球 B. 先抛出小球,再打开频闪仪
C. 借助重垂线确定竖直方向 D. 小球抛出初速度可以倾斜
(3)如图乙,图中背景方格的边长均为,如果重力加速度取,照相机的闪光频率为__________;小球平抛的初速度大小为__________。(所有结果保留2位有效数字)
【答案】(1)D (2)AC
(3) ①. 10 ②. 1.5
【解析】
【小问1详解】
CD.为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动,用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。如果两球总是同时落地,说明两球在竖直方向有相同的运动情况,则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,故C错误,D正确;
A.甲同学增加小锤打击力度,由于两球下落高度相同,则A、B仍同时落地,故A错误;
B.为了减小空气阻力的影响,两球应选择密度大、体积小的,故B错误。
故选D。
【小问2详解】
A.选择体积小、质量大的小球,以减小阻力的影响,故A正确;
B.先打开频闪仪,再抛出小球,故B错误;
C.借助重垂线确定竖直方向,故C正确;
D.小球抛出初速度应处于水平方向,确保小球做平抛运动,故D错误。
故选AC。
【小问3详解】
[1]竖直方向做自由落体运动,根据
可得
则照相机的闪光频率为
[2]水平方向根据
可得小球平抛的初速度大小为
四、计算题(本大题共3小题,共36.0分)
请阅读下述文字,完成下面小题。
如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机沿水平方向匀速飞行,在某时刻释放了一个小球,不计空气阻力。以地面为参考系,离开无人机后.
14. 小球在空中做( )
A. 平抛运动 B. 自由落体运动
C. 匀速直线运动 D. 匀减速直线运动
15. 下列说法正确的是( )
A. 小球质量越大,下落时间越短
B. 小球质量越大,运动的水平位移越大
C. 初速度越大,小球下落时间越短
D. 初速度越大,小球落地速度越大
16. 若小球释放时初速度为,落地时的速度是,下图中能正确表示速度变化量方向的是( )
A. B.
C. D.
17. 关于小球的运动,下列说法正确的是( )
A. 小球运动的落地时间与初速度的大小无关
B. 小球的运动是曲线运动,不可能是匀变速运动
C. 小球运动的速度和加速度都随时间增加而增大
D. 小球受到的力一直在变化
【答案】14. A 15. D
16. B 17. A
【解析】
【14题详解】
以地面为参考系,离开无人机后,小球具有水平初速度,小球在空中做平抛运动。
故选A。
【15题详解】
AC.根据竖直方向的运动规律有
可知小球下落时间与高度有关,与质量和初速度无关,故AC错误;
B.根据水平方向的运动规律可知
则小球运动的水平位移与质量无关,故B错误;
D.根据速度的合成有
则初速度越大,小球落地速度越大,故D正确。
故选D。
【16题详解】
根据运动的合成与分解可知,速度的变化量竖直向下。
故选B。
【17题详解】
A.根据竖直方向的运动规律有
可知小球下落时间与高度有关,与初速度无关,故A正确;
BC.小球的运动是曲线运动,平抛运动的加速度恒定,是匀变速运动,故BC错误;
D.小球运动过程中只受到重力的作用,故D错误。
故选A。
18. 如图所示,在平面直角坐标系xoy中第1象限存在沿y轴负方向的水平匀强电场,在x轴下侧平面内某处固定着一点电荷(设匀强电场与点电荷电场以x轴为界互不影响),一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入第4象限,此后在点电荷作用下做匀速圆周运动,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出,OP=3R。不计粒子重力,静电力常量为k,求:
(1)MN两点间的电势差UMN;
(2)固定x轴下侧平面内的点电荷电量Q;
(3)匀强电场的电场强度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)带电粒子运动轨迹如图所示:设带电粒子过点时的速度为,有
得
带电粒子从点运动到点的过程,有
(2)设带电粒子在第四象限内的运动半径为,由几何关系得
且
得
(3)带电粒子从匀强电场中出来时,
,,
联立得
中国智慧
中华传统文化承载了古人的智慧,其中也蕴含了丰富的物理知识。
19. 水袖是我国戏曲的表演道具,古有“长袖善舞”之说。图甲是时水袖形成的一列简谐横波,图乙是平衡位置位于处的质点M的振动图像。
(1)该列横波沿__________方向传播;
(2)时,质点N回到__________。
A波峰 B.平衡位置 C.波谷
20. 传统体育运动抖空竹有600年的历史。如图所示,忽略空竹转动的影响,不计一切摩擦,细线不可伸长,若抖空竹者保持一只手不动,另一只手两次分别沿图中的a和b方向缓慢移动时,细线的拉力分别( )
A. 减小、不变 B. 增大、不变
C. 减小、减小 D. 增大、减小
21. 宋代时拨浪鼓已成为儿童玩具。四个拨浪鼓上分别系有长度不等的两根细绳,绳一端系着小球,另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上,现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动,两小球在水平面内做周期相同的圆周运动。两球的位置关系可能正确的是(图中细绳与竖直方向的夹角)( )
A. B. C. D.
【答案】19. ①. ②. A 20. A 21. C
【解析】
【19题详解】
(1)[1]由图2可知时质点M向y轴负方向振动,结合图1可知该列横波沿x轴负方向传播。
(2)[2]该列横波传播速度为
由
由于波的传播也是波形的传播,由于波沿x轴负方向传播,时,图1中处的波形传播到处,即时,质点N在波峰位置。
故选A。
【20题详解】
设绳与竖直方向夹角为,两绳端点间水平距离为d,设绳中拉力为F,由平衡条件有
若设绳长为L,由几何关系可知
当右手B沿虚线a缓慢向左移动时,d减小,减小,增大,F将减小。当沿虚线b向上移动时,d不变,不变,不变, F不变。
故选A。
【21题详解】
设绳长为L,则由合力提供向心力得
化简得
可知,L长的,角度大;设绳的竖直分量为h,则由合力提供向心力得
化简得
可知,角度大的,竖直分量大。
故选C。
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河北省衡水市冀州中学2024-2025学年高一下学期物理期中考试试卷
一、单选题(本大题共8小题,共32.0分)
1. 某片树叶从空中飘落的轨迹为曲线。则该树叶( )
A. 速度在不断变化 B. 一定在做匀变速运动
C. 所受的合力一定保持不变 D. 加速度方向可能与速度方向始终在同一直线上
2. 如图所示,在水平力F作用下,物体B沿水平面向右运动,物体A恰匀速上升,那么以下说法正确的是( )
A. 物体B正向右做匀减速运动
B. 斜绳与水平成30°时,
C. 地面对B的摩擦力减小
D. 物体B正向右做加速运动
3. 2024年巴黎奥运会,中国女排在小组赛上取得全胜战绩。副攻王媛媛是甘肃平凉人,她在某次网前击球后,排球(可视为质点)从M点水平飞出到达N点,其位移方向与水平面夹角为,运动轨迹如图所示,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 排球在空中的运动过程中相同时间内速度的变化量不同
B. 排球在空中的运动过程中速度方向与线段MN的夹角越来越大
C. 排球在空中的运动过程中速度方向与加速度方向的夹角越来越小
D. 排球在空中的运动过程中重力的功率保持不变
4. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,当跳伞运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中若受到水平风力的影响,下列说法正确的是( )
A. 风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的空中表演动作
B. 风力越大,运动员下落时间越短,有可能对运动员造成伤害
C. 运动员下落时间与风力大小无关
D. 运动员着地速度与风力大小无关
5. 钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目,运动员起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上,再经出发区、滑行区和减速区的一系列直道、弯道后到达终点、用时少者获胜。图(a)是比赛中一运动员在滑行区某弯道的图片,假设可视为质点的人和车的总质量m=90kg,其在弯道上P处做水平面内圆周运动的模型如图(b),车在P处既无侧移也无切向加速度,速率v=30m/s,弯道表面与水平面成θ=53°,不计摩擦力和空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8。则在P处( )
A. 车对弯道的压力大小为900N
B. 人对车的压力大小为1500N
C. 人和车做圆周运动的半径为67.5m
D. 人和车的加速度大小为7.5m/s2
6. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A. 图甲中,自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度相同
B. 图乙中,做圆锥摆运动的物体,受重力和绳的拉力作用
C. 图丙中,脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力
D. 图丁中,如果火车转弯时行驶速度超过设计速度,轮缘会挤压内轨
7. 如图所示,地球可以看成一个巨大的拱形桥,桥面半径R=6400 km,地面上行驶的汽车重力G=3×104N,在汽车的速度可以达到需要的任意值,且汽车不离开地面的前提下,下列分析中正确的是( )
A. 汽车的速度越大,则汽车对地面的压力也越大
B. 不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都等于3×104N
C. 不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力
D. 如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零,则此时驾驶员会有超重的感觉
8. 如图所示为推行节水工程的转动喷水“龙头”,水平的喷水“龙头”距地面高为,其喷灌半径可达,每分钟喷出水的质量为,所用的水从地下深的井里抽取,设水以相同的速率喷出,不计空气阻力,则( )
A. 喷水龙头喷出水的初速度为
B. 不计额外的损失,水泵每分钟对水所做的功为
C. 不计额外的损失,水泵每分钟对水所做的功为
D. 带动水泵的电动机的最大输出功率为
二、多选题(本大题共3小题,共18.0分)
9. 火星是距离地球最近的行星,如图所示,地球绕太阳运动的轨道半径为,火星绕太阳运动的轨道半径为。若一探测器被发射后绕太阳运动的轨道是椭圆,该椭圆以地球轨道上的A点为近日点,以火星轨道上的B点为远日点。已知地球公转的周期为T,引力常量为G,太阳质量远大于地球、火星的质量,不计火星、地球对探测器的影响,下列说法正确的是( )
A. 太阳质量为
B. 火星公转的周期为
C. 探测器在A点的速率与在B点的速率之比为
D. 探测器在椭圆轨道运行的周期为
10. 很多电风扇都可以在吹风的同时左右摇头,如图甲所示为电风扇摇头齿轮传动的部分结构图,如图乙所示为其中销钉小齿轮与曲柄齿轮的传动示意图,其中销钉小齿轮的齿数为12,曲柄齿轮的齿数为60,A、B分别为销钉小齿轮和曲柄齿轮边缘上两点,则两齿轮匀速转动时( )
A. 销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动周期之比为1∶5 B. 销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动周期之比为5∶1
C. A、B两点做圆周运动的向心加速度之比为1∶5 D. A、B两点做圆周运动的向心加速度之比为5∶1
11. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明,如图所示为某水车模型,从槽口水平流出的水初速度大小为v0,垂直落在与水平面成30°角的轮叶面上,落点到轮轴O间的距离为R。水车在水流不断冲击下匀速转动时,轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小,忽略空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 水流在空中运动水平位移为
B. 水流在空中运动时间为
C. 水车匀速转动时的角速度为
D. 槽口到轮轴的高度差为
三、实验题(本大题共2小题,共14.0分)
12. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系”的实验中,
(1)若要研究向心力和角速度之间的关系,我们应保持小球_______和_______不变。
(2)如果某做圆周运动的小球质量之比是,半径之比是,角速度之比是,则 向心力之比是_______ 。
13. 某学习小组利用不同的实验装置,进行探究平抛运动规律的实验:
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动,用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。关于该实验,下列说法中正确的有__________。
A. 甲同学增加小锤打击力度,A、B小球不可能同时落地
B. 该实验说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
C. 两球的体积、材料和质量可以任意选择,对实验结果没有影响
D. 如果两球总是同时落地,则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
(2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球做平抛运动的照片,如图乙所示。关于本实验,下列做法正确的是__________(填选项前的字母)。
A. 选择体积小、质量大的小球 B. 先抛出小球,再打开频闪仪
C. 借助重垂线确定竖直方向 D. 小球抛出初速度可以倾斜
(3)如图乙,图中背景方格的边长均为,如果重力加速度取,照相机的闪光频率为__________;小球平抛的初速度大小为__________。(所有结果保留2位有效数字)
四、计算题(本大题共3小题,共36.0分)
请阅读下述文字,完成下面小题。
如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机沿水平方向匀速飞行,在某时刻释放了一个小球,不计空气阻力。以地面为参考系,离开无人机后.
14. 小球在空中做( )
A. 平抛运动 B. 自由落体运动
C. 匀速直线运动 D. 匀减速直线运动
15. 下列说法正确的是( )
A. 小球质量越大,下落时间越短
B. 小球质量越大,运动的水平位移越大
C. 初速度越大,小球下落时间越短
D. 初速度越大,小球落地速度越大
16. 若小球释放时初速度为,落地时的速度是,下图中能正确表示速度变化量方向的是( )
A. B.
C. D.
17. 关于小球的运动,下列说法正确的是( )
A. 小球运动的落地时间与初速度的大小无关
B. 小球的运动是曲线运动,不可能是匀变速运动
C. 小球运动的速度和加速度都随时间增加而增大
D. 小球受到的力一直在变化
18. 如图所示,在平面直角坐标系xoy中第1象限存在沿y轴负方向的水平匀强电场,在x轴下侧平面内某处固定着一点电荷(设匀强电场与点电荷电场以x轴为界互不影响),一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入第4象限,此后在点电荷作用下做匀速圆周运动,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出,OP=3R。不计粒子重力,静电力常量为k,求:
(1)MN两点间的电势差UMN;
(2)固定x轴下侧平面内的点电荷电量Q;
(3)匀强电场的电场强度。
中国智慧
中华传统文化承载了古人的智慧,其中也蕴含了丰富的物理知识。
19. 水袖是我国戏曲的表演道具,古有“长袖善舞”之说。图甲是时水袖形成的一列简谐横波,图乙是平衡位置位于处的质点M的振动图像。
(1)该列横波沿__________方向传播;
(2)时,质点N回到__________。
A波峰 B.平衡位置 C.波谷
20. 传统体育运动抖空竹有600年的历史。如图所示,忽略空竹转动的影响,不计一切摩擦,细线不可伸长,若抖空竹者保持一只手不动,另一只手两次分别沿图中的a和b方向缓慢移动时,细线的拉力分别( )
A. 减小、不变 B. 增大、不变
C. 减小、减小 D. 增大、减小
21. 宋代时拨浪鼓已成为儿童玩具。四个拨浪鼓上分别系有长度不等的两根细绳,绳一端系着小球,另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上,现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动,两小球在水平面内做周期相同的圆周运动。两球的位置关系可能正确的是(图中细绳与竖直方向的夹角)( )
A. B. C. D.
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