内容正文:
南昌十中2025-2026学年下学期第一次月考
高一物理试题
说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,全卷满分100分。考试用时75分钟;
注意事项:
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求。
1.答题前,请您务必将自己的姓名、准考证号或1S号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡和答题纸上。
2.作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置,在其它位置作答一律无效。作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,请保持卡面清洁和答题纸清洁,不折叠、不破损。
3.考试结束后,请将答题纸交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下雨天,汽车在湿滑的平直公路上高速行驶,驾驶员在急踩刹车减速时发生侧滑,其运动轨迹如图所示。则汽车经过A点时,所受合力的方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】驾驶员急踩刹车,车减速,其运动轨迹为曲线。根据物体做曲线运动的条件,可知车的运动轨迹要夹在合力与速度之间,且合力与速度方向的夹角要大于,结合选项,故选A。
2. 快递公司推出了用无人机配送快递的方法.某次配送快递无人机在飞行过程中,水平方向速度vx及竖直方向速度vy与飞行时间t的关系图像如图甲、乙所示.下列关于无人机运动的说法正确的是( )
A. 0~t1时间内,无人机做曲线运动
B. t2时刻,无人机运动到最高点
C. t3~t4时间内,无人机做匀变速直线运动
D. t2时刻,无人机的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A. 在0~t1时间内,无人机在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,在竖直方向也做初速度为零的匀加速直线运动,则合运动为匀加速直线运动,A错误;
B. 在0~t4时间内,无人机竖直方向速度一直为正,即一直向上运动,则在t2时刻,无人机还没有运动到最高点,B错误;
C. 在t3~t4时间内,无人机水平方向做速度为v0的匀速运动,竖直方向做匀减速运动,则合运动为匀变速曲线运动,C错误;
D. 在t2时刻,无人机的水平速度为v0、竖直速度为v2,则合速度大小为,D正确。
故选D。
3. 如图所示,甲、乙两个小组分乘两只小船渡一条宽度为的河,各处水流速度均向右且等大恒定,船在静水中的速率均为,渡河时船头朝向与河岸夹角均为,其中甲船恰好抵达正对岸的A点,则( )
A. 甲船渡河时间比乙船短
B. 乙船渡河时间为
C. 两船都抵达对岸时,间距增大了
D. 如果河水流速增大,甲船调整航向一定还能到达A点
【答案】C
【解析】
【详解】A.渡河时船头朝向与河岸夹角均为,则船沿船头所指方向分运动的分位移相等,由于船在静水中的速率均为,根据分运动的等时性可知,甲船渡河时间等于乙船渡河时间,故A错误;
B.结合上述可知
故B错误;
C.甲船恰好抵达正对岸的A点,乙船沿河岸的分速度
对甲船进行分析有
两船都抵达对岸时,间距增大值为
解得
故C正确;
D.如果河水流速增大,当水流速度大于或等于船在静水中的速率时,根据平行四边形定则可知,此时甲船的合速度方向不可能垂直于河岸,即此时即使调整甲船航向,甲船也一定不能到达A点,故D错误。
故选C。
4. 如图,趣味运动会的“聚力建高塔”活动中,两长度相等的细绳一端系在同一塔块上,两名同学分别握住绳的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落,则v( )
A. 一直减小 B. 一直增大
C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】设两边绳与竖直方向的夹角为,塔块沿竖直方向匀速下落的速度为,将沿绳方向和垂直绳方向分解,将沿绳子方向和垂直绳方向分解,可得
解得
由于塔块匀速下落时在减小,故可知v一直增大。
故选B。
5. 开普勒三大定律描述的是行星绕太阳运行的规律,也可类比到其他卫星绕同一行星运行的规律。已知地球的半径为R,神舟十五号载人飞船近地点高度,远地点高度;北斗三号全球卫星导航系统54颗卫星在不同轨道(如图)绕地球圆周运动;嫦娥五号绕月球椭圆轨道半长轴、周期分别为、:天问一号绕火星椭圆轨道半长轴、周期分别为、。下列说法正确的是( )
A.
B. 所有北斗卫星轨道的圆心与神舟十五号轨道的一个焦点重合
C. 神舟十五号近地点与远地点速度大小之比为
D. 火星与地球绕太阳运行轨道半长轴的三次方与周期的平方比值不相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律,所有行星绕中心天体转动的半长轴的三次方与周期平方的比值为一个常数,且该常数与中心天体的质量有关,因此,中心天体不同,该常数不同,嫦娥五号绕月运行,天问一号绕火星运行,中心天体不同,故A错误;
B.神舟十五号绕绕地球做椭圆运动,地球处在其椭圆轨道的一个焦点上,而所有北斗卫星均绕地球做圆周运动,地球在所有北斗卫星轨道的中心,因此可知所有北斗卫星轨道的圆心与神舟十五号轨道的一个焦点重合,故B正确;
C.根据开普勒第二定律可得
可得神舟十五号近地点与远地点速度大小之比为
故C错误;
D.火星与地球都是太阳的卫星,两者运行的中心天体相同,因此根据开普勒第三定律可知,火星与地球绕太阳运行轨道半长轴的三次方与周期的平方比值相等,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,半径为R的水平圆盘绕中心O点做匀速圆周运动,在圆盘中心O点正上方H处沿半径方向水平抛出一个小球,小球初速度沿直径方向,从上向下看圆盘沿顺时针方向转动,小球恰好击中B点,重力加速度大小为g不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球从抛出到击中B点所用的时间为
B. 小球击中B点时的速度为
C. 圆盘转动的周期可能为
D. 圆盘转动的角速度大小可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球竖直方向做自由落体运动,由
可得
故A错误;
B.小球击中B点时竖直方向的速度为
因为,故B错误;
C.小球平抛过程中,圆盘运动的时间为
(n=0,1,2,3…)
解得
可知,当时
故C正确;
D.由可知角速度为
(n=0,1,2,3…)
故D错误。
故选C。
7. 如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A. 物块A、B的运动属于匀变速曲线运动
B. B的向心力是A的向心力的2倍
C. 盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
D. 若B先滑动,则B与A之间的动摩擦因数μA小于盘与B之间的动摩擦因数μB
【答案】C
【解析】
【详解】A.AB做匀速圆周运动,向心加速度的方向始终指向圆心,是不断变化的,所以该运动不属于匀变速曲线运动。故A错误;
B.因为A、B两物体的角速度大小相等,根据Fn=mrω2,因为两物块的角速度大小相等,转动半径相等,质量相等,则向心力相等,故B错误。
C.对AB整体分析有
fB=2mrω2
对A分析有
fA=mrω2
知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍,故C正确。
D.对AB整体分析有
μB2mg=2mrωB2
解得
对A分析有
μAmg=mrωA2
解得
因为B先滑动,可知B先达到临界角速度,可知B的临界角速度较小,即μB<μA,故D错误。
故选C。
8. 如图甲所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时,管道对小球的弹力与最高点时的速度平方的关系如图乙所示(取竖直向下为正方向)。为通过圆心的一条水平线。不计小球半径、管道的粗细,重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A. 管道的半径为
B. 小球的质量为
C. 小球在下方的管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力
D. 小球在上方的管道中运动时,外侧管壁对小球可能有作用力
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,当,此时有
即有
解得管道的半径为
故A错误;
B.由图可知,当时,此时有
可得小球的质量为
故B正确;
C.小球在水平线以下的管道中运动时,由于向心力的方向要指向圆心,则管壁必然要提供指向圆心的支持力,只有外壁才可以提供这个力,所以内侧管壁对小球没有力,故C错误;
D.小球在水平线以上的管道中运动时,重力沿径向的分量必然参与提供向心力,故可能是外侧管壁受力,也可能是内侧管壁对小球有作用力,还可能均无作用力,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,倾角=53°的斜面ABC固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,斜面最低点A在转轴OO1上。转台以角速度ω匀速转动时,将质量为m的小物块(可视为质点)放置于斜面上,经过一段时间后小物块与斜面一起转动且相对静止在AB线上,此时小物块到A点的距离为L。已知小物块与斜面之间动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,若最大静摩擦等于滑动摩擦力,sin53°≈0.8,cos53°≈0.6。则物块相对斜面静止时( )
A. 小物块受到的摩擦力方向一定沿斜面向下
B. 小物块对斜面的压力大小不小于mg
C. 水平转台转动角速度ω应不小于
D. 水平转台转动角速度ω应不大于
【答案】BC
【解析】
【详解】A.当角速度较小时,小物块有沿斜面向下的运动趋势,受到的摩擦力方向沿斜面向上,故A错误;
BCD.当角速度最小时,物块恰好不下滑,受力分析如图1所示,y轴方向根据平衡条件
x轴方向
解得
,
当角速度最大时,物块恰好不上滑,受力分析如图2所示,y轴方向根据平衡条件
x轴方向
解得
,
由上分析可知,角速度取值范围为
小物块对斜面的压力大小
N’=N
取值范围为
故BC正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示、两喷泉喷管甲、乙匀速地喷出水流,甲中水流从P点水平喷出的同时乙中水流从M点斜向上喷出,经过一段时间后两股水流同时到达N点,曲线1和2分别为两股水流的运动轨迹,已知M点在P点正下方、M点与N点位于同一水平线上,且,不计空气阻力,则( )
A. 甲、乙中水流在各自最高点的速度大小之比为1:2
B. 甲、乙中水流在N点的速度大小之比为
C. 乙中水流相对于M点上升的最大高度为
D. 若仅改变乙中水流从M点喷出时的速度方向,则当其运动到MN所在水平线时,一定位于N点的左侧
【答案】BD
【解析】
【详解】A.甲,乙中水流在各自最高点的速度都等于各自运动过程中水平方向的分速度,而二者整个运动过程的水平位移和时间均相同,所以水平分速度相等,即甲、乙中水流在各自最高点的速度大小之比为1:1,故A错误;
B.甲水流做平抛运动,由平抛运动规律有,
因为
解得,
乙水流做斜抛运动,乙水流上升到最大高度的时间为甲下落到点时间的一半,由斜抛运动规律有,,
因为
解得,
则
故B正确;
C.设两水流自喷出后经时间到达点,则有
对于乙,根据斜抛运动的对称性可知其从最高点(设为)到的运动时间为,QN两点之间的水平距离为,竖直距离为
故C错误;
D.当速度一定时,斜抛物体的射程为
可知当时射程最远,可知,乙喷出时速度方向与水平方向的夹角为45°,此时射程最远,则当仅改变乙从点射出的速度方向时,则其运动到MN所在水平线时,一定位于点的左侧
故D正确。
故选BD。
二、实验题:本大题共2小题,每空2分,共16分。
11. 某实验小组利用如图所示的实验装置,测定当地的重力加速度,实验步骤如下:
Ⅰ.实验前测出小球的直径d;
Ⅱ.安装实验装置,调节轨道AB的末端水平,在轨道末端的正上方安装一光电门,右侧水平地面上固定一竖直挡板MN,测得挡板与轨道AB末端的水平距离为x;
Ⅲ.将小球从轨道的某高度处由静止释放,小球运动一段时间后,打到竖直记录屏MN上,记下落点位置。测量并记录小球通过光电门时的挡光时间t和平抛竖直下落距离h;
Ⅳ.多次改变小球从轨道静止释放的初位置,重复上述实验,记录多组t、h数据;
请根据上述实验步骤中测量的数据,完成下列问题:
(1)若某次测得小球通过光电门时的挡光时间为,则它通过光电门时的速度________;
(2)多次改变小球从轨道释放的初位置,若小球通过光电门的挡光时间t越短,则小球在空中做平抛运动的时间________
A. 越长 B. 越短 C. 相同
(3)根据上述测量的多组实验数据,实验小组作出图像如下图所示,若图线的斜率为k,则当地的重力加速度大小________(结果用k、x、d表示)。
【答案】(1) (2)B
(3)
【解析】
【小问1详解】
通过光电门时的速度
【小问2详解】
多次改变小球从轨道释放的初位置,若小球通过光电门的挡光时间t越短,则小球做平抛运动的初速度越大,根据,则小球在空中做平抛运动的时间越短,故选B。
【小问3详解】
根据,
可得
则
解得
12. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示,转动手柄,可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上,可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动,小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供,同时,小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降,从而露出测力筒内的标尺。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1。
(1)在这个实验中,利用了______(填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
(2)在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时,应选择两个质量______(填“相同”或“不同”)的小球,分别放在挡板C与______(填“挡板A”或“挡板B”)处,同时选择半径______(填“相同””或“不同”)的两个塔轮。
(3)当用两个质量相等的小球做实验,将小球分别放在挡板B和挡板C处,转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1:2,则左、右两边塔轮的半径之比为______。
【答案】 ①. 控制变量法 ②. 相同 ③. 挡板B ④. 相同 ⑤. 2:1
【解析】
【详解】(1)[1]在这个实验中,利用了控制变量法来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系。
(2)[2][3][4]探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时,应保持质量不变,所以应选择两个质量5相同的小球;分别放在挡板C与挡板B处,同时应保持运动的角速度相同,因为相同半径的塔轮,线速度大小相同时角速度相同,所以选择半径相同的两个塔轮。
(3)[5]设轨迹半径为r,塔轮半径为R,根据向心力公式
根据,解得
左、右两边塔轮的半径之比为
三、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示,倾角为37°的斜面长l=1.9 m,在斜面底端正上方的O点将一小球以v0=3 m/s的速度水平抛出,与此同时由静止释放斜面顶端的滑块,经过一段时间后,小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。(小球和滑块均可视为质点,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)抛出点O离斜面底端的高度;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
【答案】(1)1.7 m;(2)0.125
【解析】
【详解】(1)设小球击中滑块时的速度为,竖直速度为,如图所示
由几何关系得
设小球下落的时间为,竖直位移为,水平位移为,由运动学规律得
,,
解得
,,
设抛出点到斜面底端的高度为,由几何关系得
联立解得
(2)设在时间内,滑块的位移为,由几何关系得
设滑块的加速度为,由运动学公式得
对滑块,由牛顿第二定律得
联立解得
14. 如图所示,轻质杆长为,在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,当球B运动到最低点时,杆对球B的作用力大小为,已知当地重力加速度为g,求此时:
(1)球B转动的角速度大小,线速度大小;
(2)A球对杆的作用力大小以及方向;
(3)在点O处,轻质杆对水平转动轴的作用力大小和方向。
【答案】(1),
(2),方向向上
(3),方向向下
【解析】
【小问1详解】
小球B受重力和弹力提供向心力,根据牛顿第二定律
代入,解得
则
【小问2详解】
根据共轴转动特点,A球的角速度等于B球的角速度,设杆对A球是向下的拉力,根据牛顿第二定律,有
解得
故假设成立,是向下的拉力,根据牛顿第三定律,球A对杆是向上的拉力,大小为;
【小问3详解】
根据牛顿第三定律,球A对杆有向上的拉力,为
球B对杆有向下的拉力,为
杆受力平衡,故轴对杆的弹力向上,为
根据牛顿第三定律,杆对转轴的作用力向下,为。
15. 如图所示,在水平桌面上离桌面右边缘处放着一质量为的小铁块(可看作质点),铁块与水平桌面间的动摩擦因数。现用方向水平向右、大小为的推力F作用于铁块。作用一段时间后撤去F,铁块继续运动,到达水平桌面边缘A点时飞出,恰好从竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道,碰撞过程速度不变,且铁块恰好能通过圆弧轨道的最高点已知,A、B、C、D四点在同一竖直平面内,水平桌面离B端的竖直高度,圆弧轨道半径,C点为圆弧轨道的最低点。取,,
(1)求铁块运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小;
(2)若铁块以的速度经过圆弧轨道最低点C,求此时铁块对圆弧轨道的压力大小;(计算结果保留两位有效数字)
(3)求铁块运动到B点时的速度大小;
(4)求水平推力F作用的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
铁块恰好能通过D点,说明在D点时由重力提供向心力,由牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
铁块在C点受到的支持力与重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有
代入数据解得
由牛顿第三定律可知,铁块对轨道的压力大小
【小问3详解】
铁块从A点到B点的过程中做平抛运动,根据平抛运动规律有
代入数据解得
铁块沿切线进入圆弧轨道,根据几何关系,可得
【小问4详解】
铁块从A点到B点的过程中做平抛运动,水平方向的分速度不变,故
铁块在水平桌面上做匀加速运动时,根据牛顿第二定律有
解得
铁块做匀减速运动时,有
解得
在水平推力F作用的时间,铁块做初速度为零的匀加速直线运动,末速度为
之后撤去水平推力F,经时间,铁块的速度由v减速到vA,则有
根据位移关系有
解得
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南昌十中2025-2026学年下学期第一次月考
高一物理试题
说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,全卷满分100分。考试用时75分钟;
注意事项:
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求。
1.答题前,请您务必将自己的姓名、准考证号或1S号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡和答题纸上。
2.作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置,在其它位置作答一律无效。作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,请保持卡面清洁和答题纸清洁,不折叠、不破损。
3.考试结束后,请将答题纸交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下雨天,汽车在湿滑的平直公路上高速行驶,驾驶员在急踩刹车减速时发生侧滑,其运动轨迹如图所示。则汽车经过A点时,所受合力的方向正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 快递公司推出了用无人机配送快递的方法.某次配送快递无人机在飞行过程中,水平方向速度vx及竖直方向速度vy与飞行时间t的关系图像如图甲、乙所示.下列关于无人机运动的说法正确的是( )
A. 0~t1时间内,无人机做曲线运动
B. t2时刻,无人机运动到最高点
C. t3~t4时间内,无人机做匀变速直线运动
D. t2时刻,无人机的速度大小为
3. 如图所示,甲、乙两个小组分乘两只小船渡一条宽度为的河,各处水流速度均向右且等大恒定,船在静水中的速率均为,渡河时船头朝向与河岸夹角均为,其中甲船恰好抵达正对岸的A点,则( )
A. 甲船渡河时间比乙船短
B. 乙船渡河时间为
C. 两船都抵达对岸时,间距增大了
D. 如果河水流速增大,甲船调整航向一定还能到达A点
4. 如图,趣味运动会的“聚力建高塔”活动中,两长度相等的细绳一端系在同一塔块上,两名同学分别握住绳的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落,则v( )
A. 一直减小 B. 一直增大
C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
5. 开普勒三大定律描述的是行星绕太阳运行的规律,也可类比到其他卫星绕同一行星运行的规律。已知地球的半径为R,神舟十五号载人飞船近地点高度,远地点高度;北斗三号全球卫星导航系统54颗卫星在不同轨道(如图)绕地球圆周运动;嫦娥五号绕月球椭圆轨道半长轴、周期分别为、:天问一号绕火星椭圆轨道半长轴、周期分别为、。下列说法正确的是( )
A.
B. 所有北斗卫星轨道的圆心与神舟十五号轨道的一个焦点重合
C. 神舟十五号近地点与远地点速度大小之比为
D. 火星与地球绕太阳运行轨道半长轴的三次方与周期的平方比值不相等
6. 如图所示,半径为R的水平圆盘绕中心O点做匀速圆周运动,在圆盘中心O点正上方H处沿半径方向水平抛出一个小球,小球初速度沿直径方向,从上向下看圆盘沿顺时针方向转动,小球恰好击中B点,重力加速度大小为g不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球从抛出到击中B点所用的时间为
B. 小球击中B点时的速度为
C. 圆盘转动的周期可能为
D. 圆盘转动的角速度大小可能为
7. 如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A. 物块A、B的运动属于匀变速曲线运动
B. B的向心力是A的向心力的2倍
C. 盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
D. 若B先滑动,则B与A之间的动摩擦因数μA小于盘与B之间的动摩擦因数μB
8. 如图甲所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时,管道对小球的弹力与最高点时的速度平方的关系如图乙所示(取竖直向下为正方向)。为通过圆心的一条水平线。不计小球半径、管道的粗细,重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A. 管道的半径为
B. 小球的质量为
C. 小球在下方的管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力
D. 小球在上方的管道中运动时,外侧管壁对小球可能有作用力
9. 如图所示,倾角=53°的斜面ABC固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,斜面最低点A在转轴OO1上。转台以角速度ω匀速转动时,将质量为m的小物块(可视为质点)放置于斜面上,经过一段时间后小物块与斜面一起转动且相对静止在AB线上,此时小物块到A点的距离为L。已知小物块与斜面之间动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,若最大静摩擦等于滑动摩擦力,sin53°≈0.8,cos53°≈0.6。则物块相对斜面静止时( )
A. 小物块受到的摩擦力方向一定沿斜面向下
B. 小物块对斜面的压力大小不小于mg
C. 水平转台转动角速度ω应不小于
D. 水平转台转动角速度ω应不大于
10. 如图所示、两喷泉喷管甲、乙匀速地喷出水流,甲中水流从P点水平喷出的同时乙中水流从M点斜向上喷出,经过一段时间后两股水流同时到达N点,曲线1和2分别为两股水流的运动轨迹,已知M点在P点正下方、M点与N点位于同一水平线上,且,不计空气阻力,则( )
A. 甲、乙中水流在各自最高点的速度大小之比为1:2
B. 甲、乙中水流在N点的速度大小之比为
C. 乙中水流相对于M点上升的最大高度为
D. 若仅改变乙中水流从M点喷出时的速度方向,则当其运动到MN所在水平线时,一定位于N点的左侧
二、实验题:本大题共2小题,每空2分,共16分。
11. 某实验小组利用如图所示的实验装置,测定当地的重力加速度,实验步骤如下:
Ⅰ.实验前测出小球的直径d;
Ⅱ.安装实验装置,调节轨道AB的末端水平,在轨道末端的正上方安装一光电门,右侧水平地面上固定一竖直挡板MN,测得挡板与轨道AB末端的水平距离为x;
Ⅲ.将小球从轨道的某高度处由静止释放,小球运动一段时间后,打到竖直记录屏MN上,记下落点位置。测量并记录小球通过光电门时的挡光时间t和平抛竖直下落距离h;
Ⅳ.多次改变小球从轨道静止释放的初位置,重复上述实验,记录多组t、h数据;
请根据上述实验步骤中测量的数据,完成下列问题:
(1)若某次测得小球通过光电门时的挡光时间为,则它通过光电门时的速度________;
(2)多次改变小球从轨道释放的初位置,若小球通过光电门的挡光时间t越短,则小球在空中做平抛运动的时间________
A. 越长 B. 越短 C. 相同
(3)根据上述测量的多组实验数据,实验小组作出图像如下图所示,若图线的斜率为k,则当地的重力加速度大小________(结果用k、x、d表示)。
12. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示,转动手柄,可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上,可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动,小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供,同时,小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降,从而露出测力筒内的标尺。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1。
(1)在这个实验中,利用了______(填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
(2)在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时,应选择两个质量______(填“相同”或“不同”)的小球,分别放在挡板C与______(填“挡板A”或“挡板B”)处,同时选择半径______(填“相同””或“不同”)的两个塔轮。
(3)当用两个质量相等的小球做实验,将小球分别放在挡板B和挡板C处,转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1:2,则左、右两边塔轮的半径之比为______。
三、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示,倾角为37°的斜面长l=1.9 m,在斜面底端正上方的O点将一小球以v0=3 m/s的速度水平抛出,与此同时由静止释放斜面顶端的滑块,经过一段时间后,小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。(小球和滑块均可视为质点,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)抛出点O离斜面底端的高度;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
14. 如图所示,轻质杆长为,在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,当球B运动到最低点时,杆对球B的作用力大小为,已知当地重力加速度为g,求此时:
(1)球B转动的角速度大小,线速度大小;
(2)A球对杆的作用力大小以及方向;
(3)在点O处,轻质杆对水平转动轴的作用力大小和方向。
15. 如图所示,在水平桌面上离桌面右边缘处放着一质量为的小铁块(可看作质点),铁块与水平桌面间的动摩擦因数。现用方向水平向右、大小为的推力F作用于铁块。作用一段时间后撤去F,铁块继续运动,到达水平桌面边缘A点时飞出,恰好从竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道,碰撞过程速度不变,且铁块恰好能通过圆弧轨道的最高点已知,A、B、C、D四点在同一竖直平面内,水平桌面离B端的竖直高度,圆弧轨道半径,C点为圆弧轨道的最低点。取,,
(1)求铁块运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小;
(2)若铁块以的速度经过圆弧轨道最低点C,求此时铁块对圆弧轨道的压力大小;(计算结果保留两位有效数字)
(3)求铁块运动到B点时的速度大小;
(4)求水平推力F作用的时间。
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