内容正文:
云南省丽江市华坪县第一中学2025-2026学年高二上学期开学考试
高二物理试卷
本试卷共6页,19小题,满分100分。考试时间90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题(本题包括10小题,每小题3分,共30分,每个小题只有一个选项符合。)
1. 关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是 ( )
A. 牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的
B. 不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义
C. 牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D. 牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
2. 如图所示的齿轮传动装置中,主动轮和从动轮的齿大小相同,主动轮的齿数,从动轮的齿数,当主动轮以角速度逆时针转动时,从动轮的转动情况是( )
A. 逆时针转动,周期为 B. 顺时针转动,周期为
C. 顺时针转动,周期为 D. 逆时针转动,周期为
3. 如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移﹣时间(s﹣t)图象,由图象可以看出在0~4s这段时间内( )
A. 甲、乙两物体始终同向运动
B. 4s末甲、乙两物体相遇
C. 甲的平均速度大于乙的平均速度
D. 甲、乙两物体之间的最大距离为6m
4. 某人站在力传感器(连着计算机)上完成下蹲动作,计算机屏幕上显示出力传感器的示数F随时间t变化的情况如图所示,为下蹲时间。下列说法正确的是( )
A. 时间内先失重后超重 B. 时间内先超重后失重
C. 时刻加速度不为零 D. 时刻加速度为零
5. 如图所示,某人沿与水平成30°角的方向斜向上的初速度抛出质量的小球,小球抛出时距离水平地面高度,以地面为零势能面,不计空气阻力,,则下列说法中正确的是( )
A. 小球在空中运动的时间为 B. 小球落地时的机械能为75J
C. 抛出过程中人对小球做功为50J D. 小球从抛出到落地动能增加75J
6. 如图所示,轻杆一端固定一个轻滑轮,另一端嵌入竖直的墙中。一根轻绳一端连接一个物体,另一端通过滑轮固定在墙上的某一个位置,把绳子端点沿墙面向点缓慢移动,轻杆位置不变,忽略绳子与滑轮的摩擦力,关于轻绳的拉力大小和绳对滑轮作用力的说法正确的是( )
A. 轻绳拉力变大 B. 绳对滑轮的压力变大
C. 绳对滑轮的压力大小始终不变 D. 绳对滑轮的压力方向始终沿杆指向墙里
7. 如图所示,表面光滑的半球形物体固定在水平面上,光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方,轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点,另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连,DA水平。现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前),下列说法正确的是( )
A 弹簧不变 B. 弹簧变长
C. 小球对半球的压力不变 D. 小球对半球的压力变大
8. 一物块m在水平力拉动下,沿静止水平传送带由A端运动到B端,如图甲所示,这时所受摩擦力为F1;现开动机械让传送带向左匀速传动,再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端,这时所受摩擦力大小为F2 , 如图乙所示.则F1 , F2的大小关系满足( )
A. F1=F2
B. F1<F2
C. F1>F2
D. 上述三种情况都有可能
9. 如图所示,木板A静止在光滑的水平地面上,物体B以水平速度冲上A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,则从B冲上木板A到相对板A静止的过程中,下述说法中正确的是
A. 物体B克服摩擦力做的功等于B动能的减少量
B. 物体B克服摩擦力做的功等于系统机械能的减少量
C. 物体B克服摩擦力做的功等于摩擦力对木板A做的功
D. 物体B损失的动能等于木板A获得的动能
10. 如图所示,水平向右的推力F作用在水平地面上的小球乙上(F的作用线过小球乙的球心B)时,小球甲能靠着竖直墙壁静止。已知两小球完全相同且质量均为m,小球乙的球心B到小球甲的球心A的连线与水平方向的夹角为45°,重力加速度大小为g,不计一切摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 水平地面对小球乙的支持力大小为
B. 竖直墙壁对小球甲的弹力大小为
C. 水平推力F的大小为
D. 小球乙对小球甲的弹力大小为
二、多选题(本题共4个小题,每题4分,共16分)
11. 如图所示,一条细线一端与地板上的物体B相连,另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连,定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点,细线与竖直方向所成角度为α,则( )
A. 如果将物体B在地板上向右移动一点,α角将增大
B. 无论物体B在地板上左移还是右移,只要距离足够小,α角将不变
C. 增大小球A的质量,α角一定减小
D. 悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力
12. 随着互联网的普及和发展,网上购物已成为当今社会中越来越多的购物方式,物流分拣工作量大,某物流中心采用智能化装置,简化如图所示。一可视为质点的物件以v=8m/s的初速度从倾角为α=37°顺时针转动的传送带底端开始沿传送带向上运动,已知传送带的速度=2m/s,传送带长度为5m,物件与传送带间的动摩擦因数为=0.5,下列说法正确的是(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2) ( )
A. 物件刚开始在传送带上运动的加速度大小为10m/s2
B. 物件在传送带上向上运动的最远距离是4m
C. 物件在传送带上运动的末速度大小为4m/s
D. 物件在传送带上运动的总时间是1.6s
13. 如图,质量均为m=2.0kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上,物块A的左侧连接一劲度系数为k=100N/m的轻质弹簧,弹簧另一端固定在竖直墙壁上。开始时,两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态。现使物块B在水平外力F(图中未画出)作用下向右做加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离,已知两物块与地面间的动摩擦因数均为μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,g=10m/s2。则( )
A. 开始时,弹簧的压缩量大小为16cm
B. 物块A、B分离时,所加外力F的大小为24N
C. 物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间为0.2s
D. 物块A、B由静止开始运动到分离时,物块A的位移大小为0.16m
14. 在杂技表演中猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是( )
A 相对地面做匀速直线运动
B. 相对地面做匀变速曲线运动
C. t时刻猴子对地速度的大小为v0+at
D. t时间内猴子对地的位移大小为
三、实验题(本题共2个小题,共16分)
15. 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。用小锤击打弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落,观察到两球几乎同时落地,改变装置的高度,多次实验,仍能观察到相同现象,这说明
A. 平抛运动在水平方向是匀速直线运动
B. 平抛运动在竖直方向是自由落体运动
C. 平抛运动是变加速曲线运动
(2)乙同学用频闪照相拍摄小球做平抛运动的轨迹,得到如图乙的图片,图片中A、B、C是连续三次拍摄的小球所在的位置。已知方格纸中每个小方格的实际边长为5.0cm,则闪光灯闪光的时间间隔为_____s,小球经过B点时的速度与水平方向夹角的正切值为______。(g取10m/s2)
16. 学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示,打点计时器打点的周期为T,重物的质量为m,当地的重力加速度大小为g。
(1)实验室有电磁打点计时器和电火花计时器,为减小实验误差,应优先选用__________(填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)。
(2)实验中得到的一条纸带如图乙所示,O为打出的第一个点,A、B、C为依次打下的点,根据纸带上的数据,打点计时器打B点时,重物的速度大小为__________;从重物开始下落到打点计时器打下B点,重物重力势能的减少量__________,重物动能的增加量__________。若在实验误差允许的范围内满足,则机械能守恒定律得到验证。
四、计算题
17. 某颗星球表面,一小球从高h处自由落体,经过时间t落到地面,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求:
(1)该星球表面的重力加速度为?
(2)该星球质量为?
(3)若该星球有一颗天然卫星周期为T,则这颗卫星距离地面的高度为?
18. 木块A、B用轻弹簧栓接,木块A的质量为m=1kg,木块B的质量为M=2kg,弹簧原长为10cm,弹簧的劲度系数为200N/m,木块A、B与水平面间的动摩擦因数均为0.3,重力加速度g取10m/s2。开始时,A、B静止于水平面上,弹簧处于压缩状态,压缩量为1cm。某时刻在木块A上施加一个水平向右的拉力F,使A、B一起向右做匀速运动,如图所示。求:
(1)A、B静止时,木块A受到的摩擦力;
(2)A、B一起向右做匀速运动时,弹簧的长度;
(3)拉力F的大小。
19. 如图所示,半径R=0.5m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高,B为圆弧轨的最低点,该圆弧轨道与一粗糙直轨道CD相切于C,OC与OB的夹角为53°,一质量为m的小滑块从P点静止开始下滑,PC间距离为R,滑块在CD上所受滑动摩擦力为重力的0.3倍。(sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)滑块从P点滑到B点的过程中,重力势能减少多少;
(2)滑块第一次经过B点时对轨道压力大小;
(3)为保证滑块不从A处滑出,PC之间的最大距离是多少?
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云南省丽江市华坪县第一中学2025-2026学年高二上学期开学考试
高二物理试卷
本试卷共6页,19小题,满分100分。考试时间90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题(本题包括10小题,每小题3分,共30分,每个小题只有一个选项符合。)
1. 关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是 ( )
A. 牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”基础上总结出来的
B. 不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义
C. 牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D. 牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
【答案】A
【解析】
【详解】牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的,A对;不受力作用的物体是不存在的,合力为零的物体也适用于牛顿第一定律,所以B错误;一切物体都有惯性,与运动状态无关,所以CD错误,故答案选A.
2. 如图所示的齿轮传动装置中,主动轮和从动轮的齿大小相同,主动轮的齿数,从动轮的齿数,当主动轮以角速度逆时针转动时,从动轮的转动情况是( )
A. 逆时针转动,周期为 B. 顺时针转动,周期为
C. 顺时针转动,周期为 D. 逆时针转动,周期为
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】当主动轮逆时针转动时,从动轮将顺时针转动;因主动轮和从动轮边缘的线速度相同,齿数比等于半径比,则根据
可知从动轮的角速度
周期为
故选B。
3. 如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移﹣时间(s﹣t)图象,由图象可以看出在0~4s这段时间内( )
A. 甲、乙两物体始终同向运动
B. 4s末甲、乙两物体相遇
C. 甲的平均速度大于乙的平均速度
D. 甲、乙两物体之间的最大距离为6m
【答案】B
【解析】
【分析】根据位移﹣时间图象表示物体的位置随时间的变化,图象上的任意一点表示该时刻的位置,图象的斜率表示该时刻的速度,斜率的正负表示速度的方向.
【详解】由于位移﹣时间图象的斜率表示该时刻的速度,可以从图中看出乙物体的速度(斜率)始终为正值,即速度始终为正方向,甲物体前两秒内速度为正方向,2秒末到4秒末速度为负方向,故A错误;4s秒末两物体的位置坐标相同,说明两物体相遇,故B正确;由图知:4s内甲的位移大小为s甲=△x=2m﹣0=2m,乙的位移大小为s乙=△x=2m﹣0=2m,可见,位移相等,所用时间也相等,则平均速度相等,故C错误;从位移﹣时间图象来看,两个物体两秒末纵坐标读数之差最大,即两物体相距最远,可知2s末两物体相距最远,最大距离为△s=4m﹣1m=3m,故D错误.所以B正确,ACD错误.
【点睛】解答本题关键要理解位移﹣时间图象上点和斜率的物理意义,知道位移时间图象仅描述直线运动.
4. 某人站在力传感器(连着计算机)上完成下蹲动作,计算机屏幕上显示出力传感器的示数F随时间t变化的情况如图所示,为下蹲时间。下列说法正确的是( )
A. 时间内先失重后超重 B. 时间内先超重后失重
C. 时刻加速度不为零 D. 时刻加速度为零
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.由图像可知,时间内力传感器的示数F等于人的重力G,时间内,人处于失重状态,时间内,人处于超重状态,AB错误;
C.时刻,合力为零,加速度为零,速度为零,C错误;
D.时间内,合力竖直向下,加速度竖直向下,加速度先增大后减小,人一直加速,时刻合力为零,加速度为零,速度最大,D正确。
故选D。
5. 如图所示,某人沿与水平成30°角的方向斜向上的初速度抛出质量的小球,小球抛出时距离水平地面高度,以地面为零势能面,不计空气阻力,,则下列说法中正确的是( )
A. 小球在空中运动的时间为 B. 小球落地时的机械能为75J
C. 抛出过程中人对小球做功为50J D. 小球从抛出到落地动能增加75J
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据平抛运动竖直方向为匀变速运动,取向下为正,则有
解得
故A错误。
B.小球在空中的过程机械能守恒,落地时的机械能即抛出的瞬间机械能
故B正确;
C.人对小球做的功即小球的初动能
故C错误;
D.根据动能定理,重力对小球做的功即小球动能的增加量
故D错误。
故选B。
6. 如图所示,轻杆一端固定一个轻滑轮,另一端嵌入竖直的墙中。一根轻绳一端连接一个物体,另一端通过滑轮固定在墙上的某一个位置,把绳子端点沿墙面向点缓慢移动,轻杆位置不变,忽略绳子与滑轮的摩擦力,关于轻绳的拉力大小和绳对滑轮作用力的说法正确的是( )
A. 轻绳的拉力变大 B. 绳对滑轮的压力变大
C. 绳对滑轮的压力大小始终不变 D. 绳对滑轮的压力方向始终沿杆指向墙里
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于同一根绳子的张力处处相等,故轻绳的拉力一定等于物体的重力G保持不变;故A错误;
BC.根据平行四边形定则,两边轻绳的拉力相等故合力在角平分线上,由于两拉力的夹角不断减小,故两个拉力的合力不断变大,故滑轮受到的压力不断变大,故B正确,C错误。
D.根据前面分析可知两个拉力的合力在角平分线上,随着两拉力的夹角不断改变,合力方向不断改变,故绳对滑轮的压力方向不可能始终沿杆指向墙里,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,表面光滑的半球形物体固定在水平面上,光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方,轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点,另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连,DA水平。现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前),下列说法正确的是( )
A. 弹簧不变 B. 弹簧变长
C. 小球对半球的压力不变 D. 小球对半球的压力变大
【答案】C
【解析】
【详解】以小球为研究对象,分析小球受力情况:重力G,细线的拉力T和半球面的支持力N,作出N、T的合力F,由平衡条件得知F=G。
由与相似可得
将F=G,代入得
由题缓慢地将小球从A点拉到B点过程中,DO、PO不变,PD变小,可见T变小;N不变。即知弹簧的弹力变小,弹簧变短。由牛顿第三定律知小球对半球的压力不变,故C正确,ABD错误。
故选C。
8. 一物块m在水平力拉动下,沿静止的水平传送带由A端运动到B端,如图甲所示,这时所受摩擦力为F1;现开动机械让传送带向左匀速传动,再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端,这时所受摩擦力大小为F2 , 如图乙所示.则F1 , F2的大小关系满足( )
A. F1=F2
B. F1<F2
C. F1>F2
D. 上述三种情况都有可能
【答案】A
【解析】
【详解】水平传送带静止时和向左匀速传动时,物块m由传送带的左端匀速拉动到右端的过程中,受到的都是滑动摩擦力,物块与传送带间的动摩擦因数和物块对传送带的压力大小都不变,由滑动摩擦力公式,得知,A正确.
9. 如图所示,木板A静止在光滑的水平地面上,物体B以水平速度冲上A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,则从B冲上木板A到相对板A静止的过程中,下述说法中正确的是
A. 物体B克服摩擦力做的功等于B动能的减少量
B. 物体B克服摩擦力做的功等于系统机械能的减少量
C. 物体B克服摩擦力做的功等于摩擦力对木板A做的功
D. 物体B损失的动能等于木板A获得的动能
【答案】A
【解析】
【详解】A.对B应用动能定理:,所以物体B克服摩擦力做的功等于B动能的减少量,A正确
BCD.根据系统能量守恒有:,B的位移大于相对位移,所以物体B克服摩擦力做的功大于系统机械能的减少量;因为整个过程中产生了热能,所以物体B克服摩擦力做的功即B物体机械能减小量大于摩擦力对木板A做的功即A物体的机械能增加量,同理物体B损失的动能大于木板A获得的动能,BCD错误
10. 如图所示,水平向右的推力F作用在水平地面上的小球乙上(F的作用线过小球乙的球心B)时,小球甲能靠着竖直墙壁静止。已知两小球完全相同且质量均为m,小球乙的球心B到小球甲的球心A的连线与水平方向的夹角为45°,重力加速度大小为g,不计一切摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 水平地面对小球乙的支持力大小为
B. 竖直墙壁对小球甲的弹力大小为
C. 水平推力F的大小为
D. 小球乙对小球甲的弹力大小为
【答案】A
【解析】
【详解】A.将甲乙两小球看成一个整体,对整体受力分析如图所示
整体受到重力,地面对整体的支持力,推力以及墙壁对整体的弹力,水平方向和竖直方向合力均为零,整体处于平衡状态,则有
故A正确;
BCD.将小球甲隔离,对小球甲受力分析如图所示
小球甲受到重力,墙壁对小球甲弹力以及小球乙对小球甲的弹力,根据平衡条件,在水平方向有
竖直方向有
解得
,
而根据以上分析可得
故BCD错误。
故选A。
二、多选题(本题共4个小题,每题4分,共16分)
11. 如图所示,一条细线一端与地板上的物体B相连,另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连,定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点,细线与竖直方向所成角度为α,则( )
A. 如果将物体B在地板上向右移动一点,α角将增大
B. 无论物体B在地板上左移还是右移,只要距离足够小,α角将不变
C. 增大小球A的质量,α角一定减小
D. 悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.对小球A受力分析可得
如果将物体B在地板上向右移动一点,则增大,由于两端绳子的拉力的合力一定沿其角平分线方向,对滑轮受力分析有
根据平衡条件可得
可知如果将物体B在地板上向右移动一点,α角将增大,故A正确,B错误;
C.增大小球A的质量,只要物体B与地板的摩擦力足够大,物体B的位置不变,α角可能不变,故C错误;
D.由于无论物体B向右移动多远,一直有
两端绳子的拉力的大小为,根据力的合成可知悬挂定滑轮的细线的弹力一定大于小球A的重力,故不可能等于小球A的重力,故D正确。
故选AD。
12. 随着互联网的普及和发展,网上购物已成为当今社会中越来越多的购物方式,物流分拣工作量大,某物流中心采用智能化装置,简化如图所示。一可视为质点的物件以v=8m/s的初速度从倾角为α=37°顺时针转动的传送带底端开始沿传送带向上运动,已知传送带的速度=2m/s,传送带长度为5m,物件与传送带间的动摩擦因数为=0.5,下列说法正确的是(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2) ( )
A. 物件刚开始在传送带上运动的加速度大小为10m/s2
B. 物件在传送带上向上运动的最远距离是4m
C. 物件在传送带上运动的末速度大小为4m/s
D. 物件在传送带上运动的总时间是1.6s
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.设沿传送带向上为正方向,根据牛顿第二定律可知物件刚开始在传送带上运动的加速度为a1,则
解得
故A正确;
B.物件刚开始在传送带上运动的位移和时间分别为x1和t1, 根据
解得
根据
解得
物块和传送带共速后,物块的速度小于传送带的速度,物块相对于传送带向下运动,物块的加速度为a2,根据牛顿第二定律可知
解得
物块减速为零的时间为t2,运动的位移为x2,根据
解得
运动的位移为
所以物件在传送带上向上运动的最远距离为
故B正确;
CD.物件速度减为零之后沿着斜面向下做匀加速直线运动直至回到斜面底部,根据牛顿第二定律
根据
可知
根据
解得
所以物件在传送带上运动的末速度大小为4m/s,在传送带上运动的总时间为
故C正确,D错误。
故选ABC。
13. 如图,质量均为m=2.0kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上,物块A的左侧连接一劲度系数为k=100N/m的轻质弹簧,弹簧另一端固定在竖直墙壁上。开始时,两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态。现使物块B在水平外力F(图中未画出)作用下向右做加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离,已知两物块与地面间的动摩擦因数均为μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,g=10m/s2。则( )
A. 开始时,弹簧的压缩量大小为16cm
B. 物块A、B分离时,所加外力F的大小为24N
C. 物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间为0.2s
D. 物块A、B由静止开始运动到分离时,物块A的位移大小为0.16m
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.开始时,两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态,根据平衡条件可得
解得
故A正确;
B.物块A、B分离时,此时A和B之间的弹力为零,以B为研究对象,根据牛顿第二定律可得
解得所加外力为
F=12N
故B错误;
CD.以A为研究对象,分离时弹簧压缩量为x,则有
解得
x=0.12m
此过程A、B运动的位移为
根据位移时间关系可得,解得物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间为
t=0.2s
故C正确,D错误。
故选AC。
14. 在杂技表演中猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 相对地面做匀速直线运动
B. 相对地面做匀变速曲线运动
C. t时刻猴子对地速度的大小为v0+at
D. t时间内猴子对地的位移大小为
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB.猴子运动过程中,在水平方向上的加速度为0,在竖直方向上有恒定的加速度,根据运动的合成,知猴子做曲线运动的加速度不变,做匀变速曲线运动;故A错误,B正确;
C.t时刻猴子在水平方向上的速度为v0,和竖直方向上的分速度为at,所以合速度;故C错误;
D.在t时间内猴子在水平方向和竖直方向上的位移分别为x和h,根据运动的合成,知合位移;故D正确。
故选BD。
三、实验题(本题共2个小题,共16分)
15. 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。用小锤击打弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落,观察到两球几乎同时落地,改变装置的高度,多次实验,仍能观察到相同现象,这说明
A. 平抛运动在水平方向是匀速直线运动
B. 平抛运动在竖直方向自由落体运动
C. 平抛运动是变加速曲线运动
(2)乙同学用频闪照相拍摄小球做平抛运动的轨迹,得到如图乙的图片,图片中A、B、C是连续三次拍摄的小球所在的位置。已知方格纸中每个小方格的实际边长为5.0cm,则闪光灯闪光的时间间隔为_____s,小球经过B点时的速度与水平方向夹角的正切值为______。(g取10m/s2)
【答案】(1)B (2) ①. 0.1 ②. ##1.33
【解析】
【小问1详解】
两球几乎同时落地,改变装置的高度,多次实验,仍能观察到相同现象,说明两小球在竖直方向上做自由落体运动。
故选B。
【小问2详解】
[1]竖直方向上,根据逐差法可知
解得
[2]小球平抛的初速度大小为
竖直方向上B点速度为
小球经过B点时的速度与水平方向夹角的正切值为
16. 学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示,打点计时器打点的周期为T,重物的质量为m,当地的重力加速度大小为g。
(1)实验室有电磁打点计时器和电火花计时器,为减小实验误差,应优先选用__________(填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)。
(2)实验中得到的一条纸带如图乙所示,O为打出的第一个点,A、B、C为依次打下的点,根据纸带上的数据,打点计时器打B点时,重物的速度大小为__________;从重物开始下落到打点计时器打下B点,重物重力势能的减少量__________,重物动能的增加量__________。若在实验误差允许的范围内满足,则机械能守恒定律得到验证。
【答案】(1)电火花计时器
(2) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
相同情况下,电火花计时器与纸带间的阻力比电磁打点计时器纸带间的阻力小,则为减小实验误差,应优先选用电火花打点计时器;
【小问2详解】
[1]B为AC的时间中点,则打点计时器打B点时重物的速度
[2]从重物开始下落到打点计时器打下B点,重物重力势能的减少量
[3]重物动能的增加量
四、计算题
17. 某颗星球表面,一小球从高h处自由落体,经过时间t落到地面,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求:
(1)该星球表面的重力加速度为?
(2)该星球质量为?
(3)若该星球有一颗天然卫星周期为T,则这颗卫星距离地面的高度为?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据
解得该星球表面的重力加速度为
(2)根据物体在星球表面受到的万有引力等于重力可得
解得该星球质量为
(3)若该星球有一颗天然卫星周期为T,设这颗卫星距离地面的高度为,由万有引力提供向心力可得
解得
18. 木块A、B用轻弹簧栓接,木块A的质量为m=1kg,木块B的质量为M=2kg,弹簧原长为10cm,弹簧的劲度系数为200N/m,木块A、B与水平面间的动摩擦因数均为0.3,重力加速度g取10m/s2。开始时,A、B静止于水平面上,弹簧处于压缩状态,压缩量为1cm。某时刻在木块A上施加一个水平向右的拉力F,使A、B一起向右做匀速运动,如图所示。求:
(1)A、B静止时,木块A受到的摩擦力;
(2)A、B一起向右做匀速运动时,弹簧的长度;
(3)拉力F的大小。
【答案】(1)2N (2)13cm
(3)9N
【解析】
【小问1详解】
刚开始A、B静止于水平面上,此时弹簧的弹力为
则木块A受到的是静摩擦力,大小为
【小问2详解】
A、B一起向右做匀速运动时,对B受力分析,根据平衡条件有
解得
故弹簧的长度为
【小问3详解】
A、B一起向右做匀速运动时,对AB整体受力分析,根据平衡条件得
19. 如图所示,半径R=0.5m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高,B为圆弧轨的最低点,该圆弧轨道与一粗糙直轨道CD相切于C,OC与OB的夹角为53°,一质量为m的小滑块从P点静止开始下滑,PC间距离为R,滑块在CD上所受滑动摩擦力为重力的0.3倍。(sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)滑块从P点滑到B点的过程中,重力势能减少多少;
(2)滑块第一次经过B点时对轨道的压力大小;
(3)为保证滑块不从A处滑出,PC之间的最大距离是多少?
【答案】(1)1.2mgR;(2)2.8mg;(3)0.6m
【解析】
【详解】(1)设PC间垂直高度为h,由几何关系得
h1=Rsin53°=0.8R
CB间的竖直高度
h2=R-Rcos53°=0.4R
PB间高度差
h=h1+h2=1.2R
所以滑块从P滑到B减少的重力势能为
(2)在B点,由牛顿第二定律知
从P到B,由动能定理
联立解得
FN=2.8mg
据牛顿第三定律滑块第一次经过B点时对轨道的压力大小。
(3)设PC之间最大距离为L时,滑块第一次到达A时速度为零,则对整个过程应用动能定理
代入数值解得
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