内容正文:
乌鲁木齐市实验学校2025—2026学年第二学期高一年级物理期中质量监测问卷
(时间:75分钟 满分∶100分)
一、选择题(1—7小题为单选题,每一小题4分,8—10小题为多选题,每一小题6分,共46分)
1. 2025年五一假期,儿童公园游人如织,热闹非凡,其中摩天轮是最受欢迎的项目之一。如图所示,游客乘坐摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 游客做匀变速曲线运动
B. 游客速率不变,受到合外力为零
C. 当游客处于最高点时,游客处于失重状态
D. 游客的角速度、线速度和加速度均不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.游客做匀速圆周运动,加速度始终指向圆心,加速度方向时刻发生变化,即加速度时刻发生变化,故游客做变加速曲线运动,故A错误;
B.游客的速率不变,但由于速度方向时刻变化,则游客的加速度不为零,受到的合外力不为零,故B错误;
C.匀速圆周运动物体的加速度指向圆心,当游客处于最高点时,游客加速度竖直向下,处于失重状态,故C正确;
D.游客做匀速圆周运动,角速度不变,线速度的方向和加速度的方向都变化,则线速度和加速度都变化,故D错误。
故选 C。
2. 有关开普勒三大定律,结合下图,下面说法正确的是( )
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处于椭圆中心
B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点和远日点运行的速率相等
C. 火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长
D. 在相等时间内,火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处于椭圆的一个焦点上,故A错误;
B.由开普勒第二定律可知地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点运行的速率比远日点运行的速率大,故B错误;
C.由开普勒第三定律可知火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长,故C正确;
D.在相等时间内,同一行星与太阳的连线扫过的面积相等,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,质量为m=2kg的物体静止在倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数,现使物体保持与斜面相对静止一起水平向左匀速移动距离,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A. 摩擦力对物体做的功-192J
B. 斜面对物体的弹力做的功为0
C. 重力对物体做的功为400J
D. 各力对物体所做的总功是-192J
【答案】A
【解析】
【详解】A.物体受到摩擦力为静摩擦力,方向沿斜面向上,根据受力平衡可得摩擦力大小为
摩擦力对物体做的功为,故A正确;
B.物体受到支持力垂直斜面向上,大小为
斜面对物体的弹力做的功为,故B错误;
C.由于重力方向竖直向下,与物体的运动方向垂直,可知重力对物体做的功为0,故C错误;
D.各力对物体所做的总功为,故D错误,
故选A。
4. 火车转弯时,如果铁路弯道的内、外轨一样高,则外轨对轮缘挤压的弹力F提供火车转弯的向心力,如图甲所示,但是靠这种办法铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,如图乙所示,内外铁轨平面与水平面倾角为θ,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 当火车速率大于v时,内轨将受到轮缘的挤压
B. 遇雨雪天气地面湿滑,规定的行驶速度也将改变
C. 按规定速度行驶时,支持力小于重力
D. 该弯道的半径
【答案】D
【解析】
【详解】A.当火车速率大于时,重力和支持力的合力不足以提供向心力,火车将有离心的趋势,则外轨将受到轮缘的挤压,故A错误;
BD.内、外轨所在平面的倾角为,当火车以规定的行驶速度转弯时,其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力,如图所示
对火车有
解得
与接触面粗糙程度无关,故B错误,D正确;
C.按规定速度行驶时,有
可知支持力大于重力,故C错误。
故选D。
5. 2022年我国发射的实践二十一号(SJ-21)卫星,实施了一项“太空城管”的“轨道清扫”任务,捕获并拖走了一颗失效的北斗二号地球同步轨道卫星.该卫星发射过程如图所示,卫星由近地点P点进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点进入地球同步轨道Ⅱ,则( )
A. 卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于第一宇宙速度7.9km/s
B. 卫星在同步轨道Ⅱ上的运行周期小于轨道I上的周期
C. 在轨道Ⅰ上卫星在P点的速度大于第一宇宙速度7.9km/s
D. 卫星在轨道Ⅰ上Q点的加速度大于轨道Ⅱ上的Q点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.地球的第一宇宙速度7.9km/s等于近地卫星的运行线速度,根据万有引力提供向心力得
解得
可知卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度小于第一宇宙速度7.9km/s,故A错误;
B.根据开普勒第三定律,由于同步轨道Ⅱ的半径大于轨道I的半长轴,所以卫星在同步轨道Ⅱ上的运行周期大于轨道I上的周期,故B错误;
C.卫星从近地圆轨道变轨到轨道Ⅰ需要在P点点火加速,所以在轨道Ⅰ上卫星在P点的速度大于第一宇宙速度7.9km/s,故C正确;
D.根据牛顿第二定律可得
可得
可知卫星在轨道Ⅰ上Q点的加速度等于轨道Ⅱ上的Q点的加速度,故D错误。
故选C。
6. 一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v-t图像如图所示。已知汽车的质量,汽车受到的阻力为车重的,g取10m/s2,则( )
A. 汽车在前5s内受到的阻力大小为200N
B. 前5s内的牵引力大小为
C. 汽车的额定功率为60kW
D. 汽车的最大速度为40m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题知,汽车受到的阻力为车重的,则汽车所受到的阻力大小为
故A错误;
B.汽车在前5s内做匀加速直线运动,根据图像的斜率表示加速度,可得前5s内汽车的加速度大小为
根据牛顿第二定律有
解得
故B错误;
C.由图可知,当时汽车刚好达到额定功率,则有
故C正确;
D.当加速度为零时,速度最大,此时牵引力等于阻力,则有
解得
故D错误。
故选C。
7. 如图所示,斜面AB竖直固定放置,物块(可视为质点)从A点静止释放沿斜面下滑,最后停在水平面上的C点,从释放到停止的过程中克服摩擦力做的功为W.因斜面塌陷,斜面变成APD曲面,D点与B在同一水平面上,且在B点左侧.已知各接触面粗糙程度均相同,不计物块经过B、D处时的机械能损失,忽略空气阻力,现仍将物块从A点静止释放,则( )
A. 物块将停在C点
B. 物块将停在C点左侧
C. 物块从释放到停止的过程中克服摩擦力做的功大于W
D. 物块从释放到停止的过程中克服摩擦力做的功小于W
【答案】B
【解析】
【详解】AB.物块在斜面上滑动时,克服摩擦力做的功为
则在整个过程中有由动能定理可得:
,
即:
物块在曲面上滑动时,做曲线运动,根据牛顿第二定律有:
即
其中为曲面上切线与水平面的夹角
故此时的滑动摩擦力
故物块在曲面上克服摩擦力做的功:
则
根据动能定理可知,物块将停在C点左侧,故A错误,B正确;
CD.从释放到最终停止,动能的改变量为零,根据动能定理可知,物块克服摩擦力做的功等于重力做的功,而两种情况下,重力做的功相同,物块从释放到停止的过程中克服摩擦力做的功等于W,故CD错误.
故选B。
8. 牛顿在万有引力定律建立的过程中进行了著名的“月-地检验”,若月球绕地球运动轨道半径为r,向心加速度为a,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,地球对月球的引力为,地球对地面某一物体的引力为,忽略地球自转影响。关于“月-地检验”,下列说法中正确的是( )
A. 进行“月-地检验”时不需要引力常量G的数值
B. 进行“月-地检验”时一定要计算、的大小
C. 若计算得,则验证了、遵循相同的规律
D. 若计算得,则验证了、遵循相同的规律
【答案】AD
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律,对月球绕地球运动有
对地面物体有
若月球与地球之间的引力和地面物体与地球之间的引力为同种性质的力,都遵行万有引力定律,则一定有,若成立,则验证了月球与地球的引力F1和地面物体与地球的引力F2遵循相同的规律,不需要引力常量G的数值,故则AD正确,BC错误。
故选AD。
9. 由于空气阻力的影响,被踢出的足球飞行轨迹如图所示。足球从位置1被踢出,位置3为轨迹的最高点,位置 2、4 距地面高度相等。重力加速度为g,忽略足球的旋转。关于足球,下列说法正确的是( )
A. 到达位置3时,加速度为g
B. 经过位置2时的速度大于经过位置4时的速度
C. 由位置1到位置3减少的动能大于由位置3到位置5增加的动能
D. 由位置1运动到位置3的时间小于由位置3运动到位置5的时间
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.到达位置3时,足球受重力与空气阻力作用,加速度不为g,故A错误;
B.从位置2到位置4过程,由于重力做功为0,空气阻力做负功,根据动能定理可知,足球的动能减少,可知足球经过位置2时的速度大于经过位置4时的速度,故B正确;
C.从位置1到位置5过程,由于重力做功为0,空气阻力做负功,根据动能定理可知,足球的动能减少,可知足球经过位置1时的动能大于经过位置5时的动能;则有
可知由位置1到位置3减少的动能大于由位置3到位置5增加的动能,故C正确;
D.上升过程中空气阻力的竖直分力与重力方向相同,下降过程中重力与空气阻力的竖直分力方向相反,则上升过程中平均加速度较大,根据可知,由位置1运动到位置3的时间小于由位置3运动到位置5的时间,故D正确。
故选BCD。
10. 如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为的另一物体B(可看成质点)以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。此过程长木板A的动能随位移变化的图像如图乙所示,长木板和物体的速度随时间变化的图像如图丙所示。已知A、B间存在摩擦力,g取10m/s。下列说法正确的是( )
A. 木板A的质量为4kg B. 系统损失的机械能为1J
C. 木板A的最小长度为0.5m D. AB间的动摩擦因数为0.1
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据图丙可知
解得
故A错误;
B.系统损失的机械能为
故B正确;
C.A在做匀加速直线运动,则
解得
在达到共同速度之时,A、B的位移差为
即木板A的最小长度为1m,才能使物块B不会掉下来,故C错误;
D.根据运动学公式
解得
故D正确。
故选BD。
二、实验题(每空2分,共16分)
11. 用如图甲所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
(1)该探究实验所采用的实验方法与下列实验的实验方法相同的是( )
A. 探究平抛运动的特点 B. 探究小车速度与时间的关系
C. 探究加速度与力和质量的关系 D. 探究两个互成角度的力的合成规律
(2)如图乙所示,左右塔轮a、b半径相等,①、②为相同体积的实心铝球和实心钢球分别放在半径相同的短槽A和短槽B的边缘,该情境正在探究的是( )
A. 向心力的大小与半径的关系 B. 向心力的大小与线速度大小的关系
C. 向心力的大小与角速度大小的关系 D. 向心力的大小与物体质量的关系
(3)如图丙所示,质量相同的钢球①、②分别放在长槽A和短槽B的边缘,AB的半径之比为,塔轮a轮、b轮半径之比为,当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时,钢球①、②的角速度大小之比为_______,钢球①、②受到的向心力之比为_______。
【答案】(1)C (2)D
(3) ①. 2:1 ②. 8:1
【解析】
【小问1详解】
探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关,采用了控制变量法,在上述选项中,只有在探究加速度与力和质量的关系时,采用了控制变量法。
故选C。
【小问2详解】
根据控制变量法可知,此过程是探究向心力的大小与物体质量的关系。
故选D。
【小问3详解】
[1]由题可知,塔轮a、b的线速度相等,根据线速度、角速度的关系可得
解得
[2]根据向心力
可得两球的向心力之比为
12. 如下图所示是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了以上的器材,还需要的器材有下面的哪些?( )(多选)
A. 毫米刻度尺 B. 秒表 C. 220V的交流电源 D. 0~12V的直流电源
(2)下列说法正确的是( )
A. 实验时一定要称出重锤的质量
B. 为了完成此实验,需要查出当地的重力加速度g
C. 可以利用v=gt或求出某计时点的瞬时速度
D. 可以通过纸带上的测量数据计算出重锤下落的加速度a作为实验所需要的重力加速度g
(3)在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz,当地重力加速度 实验选用的重物质量m=1kg,打点计时器连续打下的点A、B、C到打下的第一个点O的距离如下图所示。则从打下O点至B点的过程中,重物重力势能的减少量为_______J,动能的增加量为_______J(计算结果均保留3位有效数字);
【答案】(1)AC (2)B
(3) ①. 2.55 ②. 2.50
【解析】
【小问1详解】
AB.通过打点计时器打出的纸带计算时间,故不需要秒表,需要毫米刻度尺测量纸带上两点间的距离,故A正确,B错误;
CD.电火花打点计时器应该与220V的交流电源连接,故C正确,D错误。
故选 AC。
【小问2详解】
A.验证机械能守恒时,需要比较和在误差允许范围内是否相等,质量可以约去,不需要测量重锤质量,故A错误;
B.实验需要重力加速度的数值计算,因此需要查出当地的重力加速度g,故B正确;
C.若用或求速度,相当于直接默认机械能守恒成立,属于循环论证,必须通过纸带数据计算瞬时速度,故C错误;
D.由于空气阻力的影响,纸带上算出的下落加速度小于当地的重力加速度,故D错误。
故选B 。
【小问3详解】
[1]从打下O点至B点的过程中,重物重力势能的减少量为
[2]由题意知,纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为,打下B点时重物的速度
动能的增加量为
三、解答题
13. 如图所示,“好奇号”火星探测器于2012年成功登陆火星表面。在登陆火星前,“好奇号”在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动,周期为T。已知火星的半径为R,引力常量为G,忽略其他天体对探测器的引力作用。求:
(1)“好奇号”火星探测器的线速度;
(2)火星的质量;
(3)火星表面的重力加速度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据线速度与周期关系有
【小问2详解】
由万有引力定律提供向心力有
解得火星的质量
【小问3详解】
在火星表面有
解得火星表面的重力加速度
14. 一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,A、B球的质量分别为m、3m。用手托住B球,当轻绳刚好被拉紧时,B球离地的高度是h,A球静止于地面,如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦、空气阻力均不计,两球均可视为质点,以B球所在高度的水平面为参考平面,重力加速度为g。
(1)求此时小球A、B的重力势能EpA、EpB;
(2)某时刻由静止释放B球,当B球刚落地时,求A球的速度大小;
(3)B球从释放到刚落地的过程中,轻绳对B球所做的功。
【答案】(1)-mgh,0
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
以B球所在高度的水平面为参考平面,则有,
【小问2详解】
由于定滑轮两侧轻绳运动方向与两小球在一条直线上,故两球速度大小相等,当B球刚落地时,设A球的速度大小为v,由机械能守恒定律有
解得
【小问3详解】
设轻绳对B球做功为W,对B,由动能定理有
解得
15. 如图所示,光滑水平轨道与光滑半圆弧轨道平滑对接且在同一竖直面内,圆弧轨道圆心为,A是最高点,是最低点,与圆心等高。一轻质弹簧左端固定在点处的挡板上,弹簧右端有一质量为的小球,与弹簧不拴接,将小球向左缓慢推至点后无初速度释放,小球在水平轨道上离开弹簧后进入圆弧轨道,并恰好能运动到A点。已知圆弧轨道的半径为,小球可视为质点,不计空气阻力,重力加速度取,求:
(1)小球运动到A点速度大小;
(2)小球从点释放时,弹簧的弹性势能;
(3)小球运动到与圆心等高的点时,克服重力做功的功率。(结果可保留根号)
【答案】(1)2m/s;(2)7J;(3)
【解析】
【详解】(1)小球恰好能运动到A点,表明小球在A点受到轨道的弹力为0,对小球进行分析,由牛顿第二定律有
解得
(2)小球从N点运动到A点过程中,对弹簧与小球构成的系统,由机械能守恒定律有
解得
(3)设小球在B点时速度为,从B到A,对小球进行分析,由机械能守恒有
小球在B点克服重力做功的功率
解得
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乌鲁木齐市实验学校2025—2026学年第二学期高一年级物理期中质量监测问卷
(时间:75分钟 满分∶100分)
一、选择题(1—7小题为单选题,每一小题4分,8—10小题为多选题,每一小题6分,共46分)
1. 2025年五一假期,儿童公园游人如织,热闹非凡,其中摩天轮是最受欢迎的项目之一。如图所示,游客乘坐摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 游客做匀变速曲线运动
B. 游客速率不变,受到合外力为零
C. 当游客处于最高点时,游客处于失重状态
D. 游客的角速度、线速度和加速度均不变
2. 有关开普勒三大定律,结合下图,下面说法正确的是( )
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处于椭圆中心
B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点和远日点运行的速率相等
C. 火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长
D. 在相等时间内,火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等
3. 如图所示,质量为m=2kg的物体静止在倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数,现使物体保持与斜面相对静止一起水平向左匀速移动距离,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A. 摩擦力对物体做的功-192J
B. 斜面对物体的弹力做的功为0
C. 重力对物体做的功为400J
D. 各力对物体所做的总功是-192J
4. 火车转弯时,如果铁路弯道的内、外轨一样高,则外轨对轮缘挤压的弹力F提供火车转弯的向心力,如图甲所示,但是靠这种办法铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,如图乙所示,内外铁轨平面与水平面倾角为θ,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 当火车速率大于v时,内轨将受到轮缘的挤压
B. 遇雨雪天气地面湿滑,规定的行驶速度也将改变
C. 按规定速度行驶时,支持力小于重力
D. 该弯道的半径
5. 2022年我国发射的实践二十一号(SJ-21)卫星,实施了一项“太空城管”的“轨道清扫”任务,捕获并拖走了一颗失效的北斗二号地球同步轨道卫星.该卫星发射过程如图所示,卫星由近地点P点进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点进入地球同步轨道Ⅱ,则( )
A. 卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于第一宇宙速度7.9km/s
B. 卫星在同步轨道Ⅱ上的运行周期小于轨道I上的周期
C. 在轨道Ⅰ上卫星在P点的速度大于第一宇宙速度7.9km/s
D. 卫星在轨道Ⅰ上Q点的加速度大于轨道Ⅱ上的Q点的加速度
6. 一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v-t图像如图所示。已知汽车的质量,汽车受到的阻力为车重的,g取10m/s2,则( )
A. 汽车在前5s内受到的阻力大小为200N
B. 前5s内的牵引力大小为
C. 汽车的额定功率为60kW
D. 汽车的最大速度为40m/s
7. 如图所示,斜面AB竖直固定放置,物块(可视为质点)从A点静止释放沿斜面下滑,最后停在水平面上的C点,从释放到停止的过程中克服摩擦力做的功为W.因斜面塌陷,斜面变成APD曲面,D点与B在同一水平面上,且在B点左侧.已知各接触面粗糙程度均相同,不计物块经过B、D处时的机械能损失,忽略空气阻力,现仍将物块从A点静止释放,则( )
A. 物块将停在C点
B. 物块将停在C点左侧
C. 物块从释放到停止的过程中克服摩擦力做的功大于W
D. 物块从释放到停止的过程中克服摩擦力做的功小于W
8. 牛顿在万有引力定律建立的过程中进行了著名的“月-地检验”,若月球绕地球运动轨道半径为r,向心加速度为a,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,地球对月球的引力为,地球对地面某一物体的引力为,忽略地球自转影响。关于“月-地检验”,下列说法中正确的是( )
A. 进行“月-地检验”时不需要引力常量G的数值
B. 进行“月-地检验”时一定要计算、的大小
C. 若计算得,则验证了、遵循相同的规律
D. 若计算得,则验证了、遵循相同的规律
9. 由于空气阻力的影响,被踢出的足球飞行轨迹如图所示。足球从位置1被踢出,位置3为轨迹的最高点,位置 2、4 距地面高度相等。重力加速度为g,忽略足球的旋转。关于足球,下列说法正确的是( )
A. 到达位置3时,加速度为g
B. 经过位置2时的速度大于经过位置4时的速度
C. 由位置1到位置3减少的动能大于由位置3到位置5增加的动能
D. 由位置1运动到位置3的时间小于由位置3运动到位置5的时间
10. 如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为的另一物体B(可看成质点)以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面。此过程长木板A的动能随位移变化的图像如图乙所示,长木板和物体的速度随时间变化的图像如图丙所示。已知A、B间存在摩擦力,g取10m/s。下列说法正确的是( )
A. 木板A的质量为4kg B. 系统损失的机械能为1J
C. 木板A的最小长度为0.5m D. AB间的动摩擦因数为0.1
二、实验题(每空2分,共16分)
11. 用如图甲所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
(1)该探究实验所采用的实验方法与下列实验的实验方法相同的是( )
A. 探究平抛运动的特点 B. 探究小车速度与时间的关系
C. 探究加速度与力和质量的关系 D. 探究两个互成角度的力的合成规律
(2)如图乙所示,左右塔轮a、b半径相等,①、②为相同体积的实心铝球和实心钢球分别放在半径相同的短槽A和短槽B的边缘,该情境正在探究的是( )
A. 向心力的大小与半径的关系 B. 向心力的大小与线速度大小的关系
C. 向心力的大小与角速度大小的关系 D. 向心力的大小与物体质量的关系
(3)如图丙所示,质量相同的钢球①、②分别放在长槽A和短槽B的边缘,AB的半径之比为,塔轮a轮、b轮半径之比为,当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时,钢球①、②的角速度大小之比为_______,钢球①、②受到的向心力之比为_______。
12. 如下图所示是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了以上的器材,还需要的器材有下面的哪些?( )(多选)
A. 毫米刻度尺 B. 秒表 C. 220V的交流电源 D. 0~12V的直流电源
(2)下列说法正确的是( )
A. 实验时一定要称出重锤的质量
B. 为了完成此实验,需要查出当地的重力加速度g
C. 可以利用v=gt或求出某计时点的瞬时速度
D. 可以通过纸带上的测量数据计算出重锤下落的加速度a作为实验所需要的重力加速度g
(3)在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz,当地重力加速度 实验选用的重物质量m=1kg,打点计时器连续打下的点A、B、C到打下的第一个点O的距离如下图所示。则从打下O点至B点的过程中,重物重力势能的减少量为_______J,动能的增加量为_______J(计算结果均保留3位有效数字);
三、解答题
13. 如图所示,“好奇号”火星探测器于2012年成功登陆火星表面。在登陆火星前,“好奇号”在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动,周期为T。已知火星的半径为R,引力常量为G,忽略其他天体对探测器的引力作用。求:
(1)“好奇号”火星探测器的线速度;
(2)火星的质量;
(3)火星表面的重力加速度。
14. 一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,A、B球的质量分别为m、3m。用手托住B球,当轻绳刚好被拉紧时,B球离地的高度是h,A球静止于地面,如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦、空气阻力均不计,两球均可视为质点,以B球所在高度的水平面为参考平面,重力加速度为g。
(1)求此时小球A、B的重力势能EpA、EpB;
(2)某时刻由静止释放B球,当B球刚落地时,求A球的速度大小;
(3)B球从释放到刚落地的过程中,轻绳对B球所做的功。
15. 如图所示,光滑水平轨道与光滑半圆弧轨道平滑对接且在同一竖直面内,圆弧轨道圆心为,A是最高点,是最低点,与圆心等高。一轻质弹簧左端固定在点处的挡板上,弹簧右端有一质量为的小球,与弹簧不拴接,将小球向左缓慢推至点后无初速度释放,小球在水平轨道上离开弹簧后进入圆弧轨道,并恰好能运动到A点。已知圆弧轨道的半径为,小球可视为质点,不计空气阻力,重力加速度取,求:
(1)小球运动到A点速度大小;
(2)小球从点释放时,弹簧的弹性势能;
(3)小球运动到与圆心等高的点时,克服重力做功的功率。(结果可保留根号)
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