内容正文:
2025-2026学年度同泽高中高一下4月份
物理月考考试卷
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(共32分,每题4分)
1. 华中科技大学引力中心团队于2018年测得了国际上最精确的万有引力常量的数值,则万有引力常量的单位用国际单位制的基本单位来表达,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.国际单位制的基本单位包括(长度)、(质量)、(时间)等,力的单位,故不是基本单位,而是导出单位,A、B两选项中含有,AB错误;
CD.根据万有引力定律公式有
整理得
所以的单位为,故C正确,D错误。
故选C。
2. 如图所示,长为的细绳一端固定,另一端系一质量为的小球,给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个圆锥摆,设细绳与竖直方向的夹角为,下列说法中正确的是( )
A. 小球受重力、细绳的拉力和向心力作用
B. 圆锥摆的越大,加速度越大
C. 圆锥摆的越大,小球的线速度越小
D. 圆锥摆的越大,小球的角速度越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.对小球受力分析可知,小球受到重力、细绳的拉力,向心力是效果力,重力和细绳的拉力的合力提供小球圆周运动的向心力,故A错误;
B.对小球受力分析,根据牛顿第二定律可得
解得
因此摆球摆的越大,加速度越大,故B正确;
C.对小球受力分析,根据牛顿第二定律可得
解得
因此圆锥摆的越大,小球的线速度越大,故C错误;
D.同理可得
解得
因此圆锥摆的越大,小球的角速度越大,故D错误。
故选B。
3. 2025年11月25日清晨,长征二号F遥二十二运载火箭托举着神舟二十二号飞船直冲天际,恰好穿越初升的太阳圆面,一幅“一箭穿日”的壮美画卷被镜头定格,如图所示。若飞船与空间站对接后,在半径为R的圆轨道上做匀速圆周运动,运行速率为v,引力常量为G,则地球的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力有
解得
故选C。
4. 在银河系中,有一半的恒星组成双星或多星系统,若某孤立双星系统绕连线上某点做圆周运动,周期为T,组成双星系统的A、B两个恒星间距离为L,A、B两个恒星的质量之比为2:1,如果若干年后双星间距离减小为kL(k小于1),A、B恒星的质量不变,则恒星A做圆周运动的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知
距离改变后
解得
对A星而言
联立上述各式可得恒星A的加速度
故选B。
5. 如图甲所示,小球在竖直平面内光滑的固定圆管中,绕圆心O点做半径为R的圆周运动(小球直径略小于管的口径且远小于R)。当小球运动到最高点时,速度大小设为v,圆管与小球间弹力的大小设为F,改变速度v得到F-v2图像如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,则下列说法错误的是( )
A. 小球的质量为4kg
B. 固定圆管的半径为1m
C. 小球在最高点的速度为2m/s时,小球受到圆管的弹力大小为24N,方向向下
D. 小球在最高点的速度为4m/s时,小球受到圆管的弹力大小为24N,方向向下
【答案】C
【解析】
【详解】AB.小球在圆管最高点时,受力分两种情况:当时,圆管内壁对小球有向上的弹力,合力提供向心力
得
当时,圆管外壁对小球有向下的弹力,合力提供向心力:
得
从图乙可知当时,,代入,得
当时,,此时,约去得
故AB正确;
C.当时,,代入
得
此时弹力方向向上(圆管内壁托住小球),故C错误;
D.当时,,代入
得,此时弹力方向向下(圆管外壁压住小球),D正确。
由于本题选择错误的,故选C。
6. 一辆汽车在平直的公路上以恒定的加速度启动并开始计时,经过后,开始做匀速直线运动,汽车的功率一时间(P-t)图像如图所示。已知汽车质量为,时汽车的牵引力为,汽车受到的阻力恒为车重力的,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 汽车先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动
B. 汽车的最大速度为
C. 汽车做匀加速直线运动的时间为
D. 的时间内,汽车克服阻力做功大于
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题可知,恒定加速度的汽车启动过程中先做匀加速直线运动,再做加速度减小的变加速直线运动,故A错误;
B.汽车受到的阻力
汽车的最大速度
故B错误;
C.匀加速直线运动期间的加速度
解得
匀加速运动的末速度
匀加速直线运动的时间
故C错误;
D.的时间内,物体做加速度减小的加速运动,此过程中的位移
则汽车克服阻力做功
故D正确。
故选D。
7. 如图所示,离地面高h处有甲、乙两个小球,质量之比为1:2,甲以初速度v0水平抛出,同时乙由静止释放沿倾角为30°的光滑斜面滑下。若不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A. 甲、乙两球同时落地
B. 甲、乙两球速度的变化量相同
C. 甲、乙两球各自落地前瞬间,甲、乙两球重力的瞬时功率相等
D. 重力对甲、乙两球所做的功相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.对于甲球,则有
解得
对乙球,由牛顿第二定律可得
解得
由运动学规律可得
解得
则甲球先落地,故A错误;
BC.由题可知,甲球落地瞬间,竖直方向的速度
甲球水平方向速度不变,竖直方向速度的变化量为
方向竖直向下,乙球到达斜面底端的速度
解得
乙球速度的变化量为
方向沿斜面向下,二者速度变化量的大小相等,方向不同,因此速度变化量不同,乙球在竖直方向的速度为
设甲球的质量为m,则乙球的质量为2m,因此落地前瞬间,甲球重力的瞬时功率
乙球重力的瞬时功率
即甲、乙两球各自落地前瞬间,甲、乙两球重力的瞬时功率相等,故B错误,C正确;
D.根据重力做功可知,两球下落的高度相等,但两球的质量不同,因此重力对甲、乙两球所做的功不相等,故D错误。
故选C。
8. 如图甲所示,劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上,上端与质量为8m的物块B相连并处于静止状态。一质量为m的物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处,取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立x轴。某时刻撤去外力,物块A自由下落,与物块B碰撞后以相同的速度向下运动,碰撞过程时间极短。测得物块A的速度v与其位置坐标x的关系如图乙所示(弹簧始终处于弹性限度内)。已知物块A、B均可视为质点,重力加速度为g,弹簧性势能,其中为形变量,则( )
A. 物块A与B从x1到x3的过程中,重力的瞬时功率先减小后增大
B. 物块A与B整体运动至加速度为零时弹簧压缩量为
C. 弹簧的劲度系数
D. 物块A与B从x1到x2的过程中,弹簧弹力做功
【答案】C
【解析】
【详解】A.在物块A与B从x1到x3的过程中,重力的瞬时功率为
由乙图可知,速度先增大后减小,故重力的功率先增大后减小,故A错误;
BC.设弹簧的原长在坐标上的位置为,其中为A与B接触前B静止所在的位置,形变变量为,根据B受力平衡有
当A、B整体运动至加速度为零时,速度最大,即在位置处,此时A与B所受合外力为零,形变量为,则有
联立解得,,
故B错误,C正确;
D.物块A与B从x1到x2的过程中,弹簧弹力做功满足
故D错误。
故选C。
二、多选题(共16分,每题4分,少选得2分)
9. 如图所示,一质量为的硬币(可视为质点)置于水平圆盘上,硬币与竖直转轴的距离为r,硬币与转轴间用一长为的轻绳连接,已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),重力加速度大小为。若硬币与圆盘一起绕轴匀速转动,当圆盘转动的角速度为时,( )
A. 硬币受到的绳子拉力大小为
B. 硬币受到的绳子拉力大小为
C. 硬币受到的绳子拉力大小为
D. 硬币受到的摩擦力大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】设轻绳对硬币恰好无拉力时圆盘的角速度为,则
得
因圆盘的角速度
故轻绳对硬币有拉力,则有
得
故选AD。
10. 如图所示,绷紧的水平传送带以恒定速率运行。质量为0.5kg的小物块从与传送带等高的A处向左滑上传送带,初速度大小为,已知物块与传送带之间的动摩擦因数为0.2,传送带长6m,重力加速度大小为。物块在传送带上运动过程中( )
A. 物块在传送带上运动的时间为4s
B. 物块与传送带间摩擦产生的热量为9J
C. 摩擦力对传送带做功为
D. 摩擦力对物块做的总功为3J
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设物块做匀变速直线运动的加速度为,则根据牛顿第二定律有
解得
由分析可知,物块先向左做匀减速直线运动,速度减为零后再向右做匀加速直线运动,当速度增加到后和传送带一起做匀速运动。设物块向左匀减速运动的时间为,位移为,则根据运动学公式有,
代入数据解得,
此过程传送带的位移为
设物块向右匀加速运动的时间为,位移为,则根据运动学公式有,
代入数据解得,
此过程传送带的位移为
设物块向右匀速运动的时间为,则有
所以物块在传送带上运动的时间为,故A错误;
B.由上面分析可知,物块向左运动过程相对传送带的位移为
物块向右运动过程相对传送带的位移为
所以物块与传送带间摩擦产生的热量为,故B正确;
C.摩擦力对传送带做功为,故C正确;
D.对物块在传送带上运动过程列动能定理方程有
代入数据解得摩擦力对物块做的总功为,故D错误。
故选BC。
11. 如图所示,在竖直面内有一半径为的四分之三圆形光滑轨道,以轨道圆心为坐标原点,建立坐标系。将一质量为的小球从点正上方处静止释放,从点进入圆轨道。小球经过轨道最低点时,对轨道的压力大小为,到达点时的速度大小为,且恰好脱离轨道。下列说法正确的是( )
A. 小球在点的速度大小为
B. 小球在点所受合力沿半径方向指向点
C. 点的坐标为
D. 脱离圆轨道后,小球运动的最高点与点的竖直高度差为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.在点,合力提供向心力,有
根据牛顿第三定律
推导得,故A正确;
B.到达点时小球恰好脱离轨道,因此合力为重力,方向竖直向下,故B错误;
C.小球在点的受力分析如图
沿半径方向的合力提供向心力,有
推导得
由推导出
点的横坐标为
纵坐标为
坐标为,故C正确;
D.从点到最高点,竖直方向做加速度为的匀减速直线运动,有
推导得,故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在天花板上,质量相等的小球A和小球B通过不可伸长的跨过滑轮的轻绳连接,小球B套在光滑水平直杆上,用外力使小球B静止,此时连接B球部分的轻绳与水平方向的夹角为37°,撤去外力,小球B向左运动L的距离时,滑轮右侧细绳刚好竖直,重力加速度为g,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,小球质量均为m,在小球B由静止向左运动至速度最大的过程中,下列说法正确的是( )
A. 牵引B球细绳上的拉力可能会大于mg
B. 小球B的速度总是大于A球的速度
C. 当小球A的加速度为零时,小球B的加速度一定也为零
D. 小球B运动过程中的最大速度大小为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.小球A的速度等于小球B沿细绳方向的分速度,在小球B由静止向左运动至速度最大的过程中,小球A先加速后减速(滑轮右侧细绳刚好竖直时,小球B沿细绳方向的分速度为0,则此时A球的速度为0),因此细绳对小球A的拉力先小于mg,后大于mg,故A正确;
B.设小球B的速度大小为v,细绳与水平方向夹角θ,则A球的速度大小为vcosθ,可知,小球B的速度总是大于A球的速度,故B正确;
C.当小球A的速度最大时,A的加速度为零,但细绳对小球B有拉力,小球B的加速度并不为零,故C错误;
D.当滑轮右侧细绳竖直时,小球B的速度最大,小球A速度为0,根据机械能守恒
解得
v=
故D错误。
故选AB。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共12分,每空2分)
13. 一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上,飞船上备有以下实验器材:
A.精确秒表一个 B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧测力计一个 D.天平一台(附砝码)
已知宇航员在绕行时测量了绕行一圈的周期T和着陆后测量了物体重力F,依据测量数据,可求出该行星的半径R和行星质量M.
(1)绕行时和着陆时都不需要的测量器材为 ______ (用序号ABCD表示).
(2)其中R=______ (用序号ABCD表示).
A. B. C. D.
【答案】 ①. D; ②. A
【解析】
【详解】(1)[1].对于在轨道上的飞船,万有引力等于向心力
解得
R=
M=
把R的值代入得
因而需要用计时表测量周期T,用弹簧秤测量物体的重力F.已知质量为m的物体一个,不需要天平;故选D;
(2)[2].由以上分析可知
故选A.
14. 某小组的同学通过探讨设计了一套方案来测量动摩擦因数,实验装置如图甲所示,将足够长的木板固定在水平面上,固定有遮光条的滑块从光电门的右侧以某初速度向左运动,经过一段时间滑块静止在光电门的左侧某位置,测出遮光条经过光电门时的遮光时间t和滑块静止时遮光条到光电门的距离x,改变滑块的初速度,重复以上操作,已知重力加速度大小为g。
(1)实验前测得遮光条的宽度为d,含遮光条的滑块质量为m,则滑块经过光电门时的动能____(用给定的物理量符号表示)。
(2)下列关于本实验的说法正确的是 。
A. 多次实验时一定要确保滑块从同一位置开始运动
B. 实验时可以不用测量含遮光条的滑块质量
C. 遮光条的宽度宽些能减小实验误差
(3)实验时获得多组数据后,得出的图像如图乙所示,该图像的纵坐标为x,则横坐标为____(填“”“”或“”)。若直线的斜率为k,则滑块与木板之间的动摩擦因数____(用题中物理量的符号d,k和g表示)。
【答案】(1) (2)B
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由公式知
代入得
【小问2详解】
AB.根据动能定理有
整理得
故实验时不需要确保滑块从同一位置开始运动,只需要实验操作时测量出滑块静止时遮光条到光电门的距离,不用测量含遮光条的滑块质量,A错误,B正确;
C.实验中用平均速度代表瞬时速度,故遮光条的宽度宽些能增大实验误差,C错误;
故选B。
【小问3详解】
[1]由公式知
变形得
由表达式可知,横坐标为。
[2]若直线的斜率为k,根据表达式可知,则滑块与木板之间的动摩擦因数为
四、解答题(共40分,15题10分;16题15分;17题15分)
15. 我国天问三号任务计划在2028年前后实施两次发射任务,实现火星样品返回地球。已知火星的半径为地球半径的,质量为地球质量的,地球表面的重力加速度为,不考虑地球、火星的自转,引力常量为。
(1)求火星表面的重力加速度大小;
(2)若天问三号到达火星时,在离火星中心距离为的圆轨道上做圆周运动,测得天问三号在圆轨道上做圆周运动的周期为,则火星质量为多大。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设地球质量为M,地球半径为R,在地球表面有
同理,在火星表面有
联立解得
【小问2详解】
设天问三号质量为,根据万有引力提供向心力,有
联立解得火星质量
16. 如图所示,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切。将质量为m的小滑块从圆弧轨道的最高点A由静止释放,小滑块经过圆弧轨道末端B点,再沿水平面滑行至C点停下来。已知圆弧轨道的半径为R,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(1)滑块运动到B点时的速度大小;
(2)滑块运动到B点时对圆弧轨道的压力大小;
(3)B、C间的水平距离s。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)滑块从A点由静止释放到B点过程,根据动能定理可得
解得
(2)滑块运动到B点时,根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知,滑块运动到B点时对圆弧轨道的压力大小为
(3)滑块从B点到C点过程,根据动能定理可得
解得B、C间的水平距离为
17. 雪地转椅是一种游乐项目,其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图(a)、(b)所示,传动装置有一高度可调的水平圆盘,可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳,轻绳另一端B连接转椅(视为质点),转椅质量为50kg。转椅运动稳定后,其角速度与圆盘角速度相等。在图(a)中,若圆盘在水平雪地上以角速度=1rad/s匀速转动,转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径为r1=4m的匀速圆周运动,转椅与雪地之间的动摩擦因数为=0.3,重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力。求:
(1)转椅所受的合力大小;
(2)AB与OB之间夹角的值;
(3)将圆盘升高,如图(b)所示,圆盘匀速转动,转椅运动稳定后在水平雪地上绕O1点做半径为r2=3m的匀速圆周运动,绳子与竖直方向的夹角为,绳子在水平雪地上的投影A1B与O1B的夹角为。求此时圆盘的角速度。(可保留根号)
【答案】(1)200N
(2)37° (3)
【解析】
【小问1详解】
转椅做匀速圆周运动,合外力提供向心力
所以F合=200N
【小问2详解】
转椅做匀速圆周运动,设此时轻绳拉力为T,受力分析可知
轻绳拉力沿切线方向的分量与转椅受到地面的滑动摩擦力平衡则有
沿径向方向的分量提供圆周运动的向心力
联立解得
所以夹角
【小问3详解】
设此时轻绳拉力为,沿A1B和垂直A1B竖直向上的分力分别为,
对转椅根据牛顿第二定律得
沿切线方向
竖直方向
联立解得
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2025-2026学年度同泽高中高一下4月份
物理月考考试卷
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(共32分,每题4分)
1. 华中科技大学引力中心团队于2018年测得了国际上最精确的万有引力常量的数值,则万有引力常量的单位用国际单位制的基本单位来表达,正确的是( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,长为的细绳一端固定,另一端系一质量为的小球,给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个圆锥摆,设细绳与竖直方向的夹角为,下列说法中正确的是( )
A. 小球受重力、细绳的拉力和向心力作用
B. 圆锥摆的越大,加速度越大
C. 圆锥摆的越大,小球的线速度越小
D. 圆锥摆的越大,小球的角速度越小
3. 2025年11月25日清晨,长征二号F遥二十二运载火箭托举着神舟二十二号飞船直冲天际,恰好穿越初升的太阳圆面,一幅“一箭穿日”的壮美画卷被镜头定格,如图所示。若飞船与空间站对接后,在半径为R的圆轨道上做匀速圆周运动,运行速率为v,引力常量为G,则地球的质量为( )
A. B. C. D.
4. 在银河系中,有一半的恒星组成双星或多星系统,若某孤立双星系统绕连线上某点做圆周运动,周期为T,组成双星系统的A、B两个恒星间距离为L,A、B两个恒星的质量之比为2:1,如果若干年后双星间距离减小为kL(k小于1),A、B恒星的质量不变,则恒星A做圆周运动的加速度大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图甲所示,小球在竖直平面内光滑的固定圆管中,绕圆心O点做半径为R的圆周运动(小球直径略小于管的口径且远小于R)。当小球运动到最高点时,速度大小设为v,圆管与小球间弹力的大小设为F,改变速度v得到F-v2图像如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,则下列说法错误的是( )
A. 小球的质量为4kg
B. 固定圆管的半径为1m
C. 小球在最高点的速度为2m/s时,小球受到圆管的弹力大小为24N,方向向下
D. 小球在最高点的速度为4m/s时,小球受到圆管的弹力大小为24N,方向向下
6. 一辆汽车在平直的公路上以恒定的加速度启动并开始计时,经过后,开始做匀速直线运动,汽车的功率一时间(P-t)图像如图所示。已知汽车质量为,时汽车的牵引力为,汽车受到的阻力恒为车重力的,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 汽车先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动
B. 汽车的最大速度为
C. 汽车做匀加速直线运动的时间为
D. 的时间内,汽车克服阻力做功大于
7. 如图所示,离地面高h处有甲、乙两个小球,质量之比为1:2,甲以初速度v0水平抛出,同时乙由静止释放沿倾角为30°的光滑斜面滑下。若不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A. 甲、乙两球同时落地
B. 甲、乙两球速度的变化量相同
C. 甲、乙两球各自落地前瞬间,甲、乙两球重力的瞬时功率相等
D. 重力对甲、乙两球所做的功相等
8. 如图甲所示,劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上,上端与质量为8m的物块B相连并处于静止状态。一质量为m的物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处,取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立x轴。某时刻撤去外力,物块A自由下落,与物块B碰撞后以相同的速度向下运动,碰撞过程时间极短。测得物块A的速度v与其位置坐标x的关系如图乙所示(弹簧始终处于弹性限度内)。已知物块A、B均可视为质点,重力加速度为g,弹簧性势能,其中为形变量,则( )
A. 物块A与B从x1到x3的过程中,重力的瞬时功率先减小后增大
B. 物块A与B整体运动至加速度为零时弹簧压缩量为
C. 弹簧的劲度系数
D. 物块A与B从x1到x2的过程中,弹簧弹力做功
二、多选题(共16分,每题4分,少选得2分)
9. 如图所示,一质量为的硬币(可视为质点)置于水平圆盘上,硬币与竖直转轴的距离为r,硬币与转轴间用一长为的轻绳连接,已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),重力加速度大小为。若硬币与圆盘一起绕轴匀速转动,当圆盘转动的角速度为时,( )
A. 硬币受到的绳子拉力大小为
B. 硬币受到的绳子拉力大小为
C. 硬币受到的绳子拉力大小为
D. 硬币受到的摩擦力大小为
10. 如图所示,绷紧的水平传送带以恒定速率运行。质量为0.5kg的小物块从与传送带等高的A处向左滑上传送带,初速度大小为,已知物块与传送带之间的动摩擦因数为0.2,传送带长6m,重力加速度大小为。物块在传送带上运动过程中( )
A. 物块在传送带上运动的时间为4s
B. 物块与传送带间摩擦产生的热量为9J
C. 摩擦力对传送带做功为
D. 摩擦力对物块做的总功为3J
11. 如图所示,在竖直面内有一半径为的四分之三圆形光滑轨道,以轨道圆心为坐标原点,建立坐标系。将一质量为的小球从点正上方处静止释放,从点进入圆轨道。小球经过轨道最低点时,对轨道的压力大小为,到达点时的速度大小为,且恰好脱离轨道。下列说法正确的是( )
A. 小球在点的速度大小为
B. 小球在点所受合力沿半径方向指向点
C. 点的坐标为
D. 脱离圆轨道后,小球运动的最高点与点的竖直高度差为
12. 如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在天花板上,质量相等的小球A和小球B通过不可伸长的跨过滑轮的轻绳连接,小球B套在光滑水平直杆上,用外力使小球B静止,此时连接B球部分的轻绳与水平方向的夹角为37°,撤去外力,小球B向左运动L的距离时,滑轮右侧细绳刚好竖直,重力加速度为g,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,小球质量均为m,在小球B由静止向左运动至速度最大的过程中,下列说法正确的是( )
A. 牵引B球细绳上的拉力可能会大于mg
B. 小球B的速度总是大于A球的速度
C. 当小球A的加速度为零时,小球B的加速度一定也为零
D. 小球B运动过程中的最大速度大小为
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共12分,每空2分)
13. 一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上,飞船上备有以下实验器材:
A.精确秒表一个 B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧测力计一个 D.天平一台(附砝码)
已知宇航员在绕行时测量了绕行一圈的周期T和着陆后测量了物体重力F,依据测量数据,可求出该行星的半径R和行星质量M.
(1)绕行时和着陆时都不需要的测量器材为 ______ (用序号ABCD表示).
(2)其中R=______ (用序号ABCD表示).
A. B. C. D.
14. 某小组的同学通过探讨设计了一套方案来测量动摩擦因数,实验装置如图甲所示,将足够长的木板固定在水平面上,固定有遮光条的滑块从光电门的右侧以某初速度向左运动,经过一段时间滑块静止在光电门的左侧某位置,测出遮光条经过光电门时的遮光时间t和滑块静止时遮光条到光电门的距离x,改变滑块的初速度,重复以上操作,已知重力加速度大小为g。
(1)实验前测得遮光条的宽度为d,含遮光条的滑块质量为m,则滑块经过光电门时的动能____(用给定的物理量符号表示)。
(2)下列关于本实验的说法正确的是 。
A. 多次实验时一定要确保滑块从同一位置开始运动
B. 实验时可以不用测量含遮光条的滑块质量
C. 遮光条的宽度宽些能减小实验误差
(3)实验时获得多组数据后,得出的图像如图乙所示,该图像的纵坐标为x,则横坐标为____(填“”“”或“”)。若直线的斜率为k,则滑块与木板之间的动摩擦因数____(用题中物理量的符号d,k和g表示)。
四、解答题(共40分,15题10分;16题15分;17题15分)
15. 我国天问三号任务计划在2028年前后实施两次发射任务,实现火星样品返回地球。已知火星的半径为地球半径的,质量为地球质量的,地球表面的重力加速度为,不考虑地球、火星的自转,引力常量为。
(1)求火星表面的重力加速度大小;
(2)若天问三号到达火星时,在离火星中心距离为的圆轨道上做圆周运动,测得天问三号在圆轨道上做圆周运动的周期为,则火星质量为多大。
16. 如图所示,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切。将质量为m的小滑块从圆弧轨道的最高点A由静止释放,小滑块经过圆弧轨道末端B点,再沿水平面滑行至C点停下来。已知圆弧轨道的半径为R,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(1)滑块运动到B点时的速度大小;
(2)滑块运动到B点时对圆弧轨道的压力大小;
(3)B、C间的水平距离s。
17. 雪地转椅是一种游乐项目,其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图(a)、(b)所示,传动装置有一高度可调的水平圆盘,可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳,轻绳另一端B连接转椅(视为质点),转椅质量为50kg。转椅运动稳定后,其角速度与圆盘角速度相等。在图(a)中,若圆盘在水平雪地上以角速度=1rad/s匀速转动,转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径为r1=4m的匀速圆周运动,转椅与雪地之间的动摩擦因数为=0.3,重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力。求:
(1)转椅所受的合力大小;
(2)AB与OB之间夹角的值;
(3)将圆盘升高,如图(b)所示,圆盘匀速转动,转椅运动稳定后在水平雪地上绕O1点做半径为r2=3m的匀速圆周运动,绳子与竖直方向的夹角为,绳子在水平雪地上的投影A1B与O1B的夹角为。求此时圆盘的角速度。(可保留根号)
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