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高一物理测试题(3月26日第九节)
一、实验题
1.某小组用图甲所示的向心力演示器验证向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。已知小球放在挡板A、B、C处做圆周运动时的半径之比为;变速塔轮自上而下每层左、右半径之比分别为、和,如图乙所示。
(1)该实验研究向心力与三个物理量间的关系,采用的研究方法是________;
A.控制变量法 B.放大法 C.补偿法
(2)探究向心力与半径之间的关系时
①应将质量相同的小球分别放在________处;
A.挡板A和挡板B B.挡板A和挡板C C.挡板B和挡板C
②同时,应选择左、右变速塔轮中半径________的两个塔轮;
A.相同 B.不同
(3)在某次实验中,验证向心力F与角速度之间关系时,左、右两个标尺露出的格子数之比为,此时传动皮带是连接在图乙中的________塔轮上。
A.第一层 B.第二层 C.第三层
2.某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点,他的实验操作如下:
(1)首先安装图甲研究平抛运动实验装置时,斜槽保证________(填“需要”或“不需要”)光滑,斜槽末端切线_____;
(2)然后用图甲所示方法记录平抛运动的轨迹;由于没有记录抛出点,如图乙所示,数据处理时选择点为坐标原点,乙图中小方格的边长均为,重力加速度取,则小球在点速度的大小为________;
(3)最后,通过计算得出小球平抛运动的实际抛出点位置坐标为________cm,________cm。
二、解答题
3.一小船渡河,河宽d=180m,水流速度v1=2.5m/s。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若船在静水中的速度为v2=5m/s。
①欲使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移大小是多少?
②欲使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移大小是多少?
(2)若船在静水中的速度v2′=1.5 m/s,要使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移大小是多少?
4.父子两人在空旷的草地上投掷飞镖。第一次,父亲站在A点将飞镖甲以的初速度沿与水平方向成角的方向掷出,飞镖最终落在水平地面上的C点。第二次儿子站在B点将飞镖乙以某一初速度水平掷出,飞镖最终也落在C点。已知飞镖甲的投出点距地面高度,飞镖乙的投出点距地面高度,A、B两点间的距离,不计空气阻力,g取,。求:
(1)飞镖甲离地面的最大高度H和在空中飞行的时间t;
(2)飞镖乙抛出时的速度大小和落地时的速度大小v。
5.如图所示,一位同学玩飞镖游戏,圆盘最上端有一点,飞镖抛出时与在同一竖直面内等高,且到点距离为。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准点抛出的同时,圆盘绕经过盘心点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度。
(1)若,飞镖恰好击中点,求圆盘的半径;
(2)若改变的大小,飞镖恰好击中点,求圆盘转动角速度的可能值。(结果用含的表达式表示)
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高一物理测试题参考答案(3月26日第九节)
1.(1)A (2) C A (3)C
(1)在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时,主要用到的物理学研究方法是控制变量法。故选A。(2)[1]探究向心力与半径之间的关系时,两钢球的运动半径应不同,两钢球质量相等,放在挡板B和挡板C位置,小球做圆周运动轨迹半径不同。故选C。[2]传动皮带调至第一层塔轮,半径相同,左右塔轮边缘线速度相等,根据可知角速度相等,由向心力表达式,可知可探究向心力大小与半径的关系。故选A。
(3)两钢球质量相等,在某次实验中,验证向心力F与角速度之间关系时,应保持半径相同,又左、右两个标尺露出的格子数之比为,可知向心力之比为,由向心力表达式,可知角速度之比为,根据可知半径之比为,可得传动皮带是连接在图乙中的第三层塔轮上。故选C。
2.(1) 不需要 水平 (2)5 (3) -60 -20
【详解】(1)安装图甲研究平抛运动实验装置时,需保证斜槽末端水平,使小球每次都做平抛运动;为保证每次小球做平抛运动的初速度相同,需使小球每次都是从斜槽上同一位置由静止开始释放,斜槽不需要光滑。(2)由题图乙可知,两计数点间,小球在水平方向的位移相等,可知两计数点间的时间间隔相等,小球在竖直方向做自由落体运动,因此由匀变速直线运动的推论 可得则小球平抛初速度的大小为
小球在轴方向做匀变速直线运动,在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得小球在点轴方向速度的大小 小球在点速度的大小
(3)小球在竖直方向做匀变速直线运动,从实际抛出点运动到点的时间满足
解得 实际抛出点运动到点的水平位移大小为
实际抛出点运动到点的竖直位移大小为
故实际抛出点横坐标为 纵坐标为
3.(1)①船头直指正对岸,用时36s,位移大小为;②船头与河岸上游方向夹角为60°,用时,位移大小180m
(2)船头与河岸上游方向夹角53°,用时150s,位移300m
【详解】(1)①船若以最短时间过河,需要将船头直指向正对岸,此时有
沿河岸运动的位移大小为 所以实际位移为
②由于船在静水中的速度大于水流速度,所以船可以到达正对岸,此时的最小位移为
设船头与上游河岸的夹角为,则 解得 所以
船的实际对地速度为 过河时间为
(2)此时船在静水中的速度小于水流速度,小船无法抵消河水流速的影响,无法到达正对岸,此时使船头与上游河岸的夹角为,有 解得
船速垂直河岸方向的分速度为 过河时间为
船的实际速度方向与河岸成37°,所以实际位移为
4.(1)5m,1.8s (2)4m/s,
【详解】(1)飞镖甲在竖直方向做竖直上抛运动,设上升的最大高度为,有
离地面的最大高度 解得
设飞镖甲上升的时间为,下降的时间为,有
飞镖甲在空中飞行的时间
(2)飞镖甲的水平分速度
设飞镖乙在空中运动的时间为,有 解得飞镖乙的初速度
飞镖乙落地时竖直分速度满足 解得 则落地时的速度
5.(1)0.2m (2)
【详解】(1)飞镖水平抛出后做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,因此飞行时间
飞镖击中点,则 解得圆盘的半径为
(2)飞镖击中点,则 得
点转过的角度满足 故
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