内容正文:
高一物理试题
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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,第8-10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 如图所示有关对生活中的圆周运动现象的描述,说法正确的是( )
A. 如图甲,滚筒洗衣机脱水时,筒壁的水滴因受到离心力作用被甩出去
B. 如图乙,汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
C. 如图丙,铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,是利用轮缘与外轨的侧压力帮火车转弯
D. 如图丁,餐桌上的碗随转盘一起转动时,其受到的摩擦力方向一定指向圆心
2. 我国航天技术起步较晚但发展很快。我国自行研制的“风云二号”气象卫星和“神舟一号”飞船都绕地球做匀速圆周运动。“风云二号”卫星离地面的高度是36000 km,“神舟一号”飞船离地面的高度是340 km。关于“风云二号”卫星和“神舟一号”飞船的运行情况,下列说法正确的是( )
A. 它们的线速度都大于第一宇宙速度
B. “风云二号”卫星的线速度大于“神舟一号”飞船的线速度
C. “风云二号”卫星的运行周期大于“神舟一号”飞船的运行周期
D. “风云二号”卫星的向心加速度大于“神舟一号”飞船的向心加速度
3. 中国的面食种类繁多,其中“刀削面”广为人知。如图所示,厨师将小面片沿锅的某条半径方向水平削出。设从同一位置依次削出三块质量相等的面条,分别落在水面上A、B、C三点,运动轨迹如图所示,忽略空气阻力的影响,面条被削离后可视为平抛运动,下列说法正确的是( )
A. 三块面条被削离时速度相等
B. 落在A点的面条在空中运动时间最短
C. 三块面条落在水面时重力的功率相同
D. 落在C点的面条的速度方向偏转角最大
4. 如图甲所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动,这个过程可简化为如图乙所示的情景,水平板上放一个物块,使水平板和物块一起在竖直平面内做匀速圆周运动,ab为水平直径,cd为竖直直径,在运动过程中木板始终保持水平,物块相对木板始终静止,下列说法正确的是( )
A. 除c、d两点外,物块都要受摩擦力
B. 物块所受合外力不变
C. c、d两点,物块所受支持力大小相等
D. a、b两点,物块所受支持力大小不相等
5. 在粗糙水平面上的A点静止放置一可视为质点的物块。现对其施加大小恒定的外力F,使其沿水平面从A点运动到B点。第一次F方向与水平面成角斜向上(如图甲),F做功,物块到达B点的动能为;第二次F方向与水平面成角斜向下(如图乙),F做功,物块到达B点的动能为。则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
6. 据报道,2026年6月,西武高铁将全线开通运行,届时襄阳直达西安仅需一个多小时。假设在某路段此高铁列车启动后沿水平直轨道行驶,发动机的输出功率恒为P。且行驶过程中受到的阻力大小恒定,列车的质量为m,最大行驶速度为。下列说法错误的是( )
A. 高铁列车受到阻力大小为
B. 在加速阶段,高铁列车的速度变化率逐渐变小
C. 当高铁列车的速度为时,列车的加速度大小为
D. 若高铁列车在加速阶段经历时间t,则加速阶段行驶的距离为
7. 机场一般用可移动式皮带输送机给飞机卸货(如图甲),其可简化为倾角为,以恒定的速率逆时针匀速转动的传送带。某时刻将质量为m的货物轻轻放在传送带顶端(如图乙),以此时为时刻,记录货物在传送带上运动的速度v随时间t变化的关系图像(如图丙)。取沿斜面向下为正方向,货物经时间到达传送带底端。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A. 货物下滑过程中,传送带一直对货物做正功
B. 货物与传送带间的动摩擦因数
C. 货物在传送带上留下的划痕长度为
D. 货物从传送带顶端运动到底端过程,摩擦力对货物做功等于
8. 中国预计将在2030年实现载人登月计划,把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号奔月”的示意图,“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”下列说法正确的是( )
A. 在地球表面的发射速度应大于
B. 在整个运行过程中,公转轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比发生改变
C. 在地月转移轨道运行过程中,其动能先减小后增大
D. 绕月轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ上需点火加速
9. 如图所示,一位同学玩掷骰子游戏。竖直空心圆筒侧壁有两小孔P、Q,小孔Q位于小孔P正下方高度h处。该同学将骰子正对小孔P水平抛入圆筒。当骰子以初速度v0垂直圆筒侧壁瞄准小孔P抛出的同时,圆筒绕经过其中心的竖直轴匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度为g,若骰子恰好从小孔Q飞出圆筒,则( )
A. 骰子在圆筒内飞行的时间为
B. 圆筒的横截面半径为
C. 圆筒转动角速度的最小值为
D. 圆筒壁转动的线速度大小可能为
10. 如图甲所示,一物块以一定的初速度冲上倾角为的固定斜面,物块在斜面上运动的过程中,其动能与运动路程x的关系如图乙所示。取重力加速度,,,下列说法正确的是( )
A. 物块质量为2kg
B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C. 物块在斜面上往返过程,克服摩擦力做的总功为16J
D. 物块在斜面上滑时间与下滑时间之比为
二、非选择题:本大题共5小题,共60分。
11. 在“探究平抛运动的特点”实验中:
(1)用图甲装置进行探究,下列说法正确的是____________。
A. 所用两球的质量必须相等
B. 只能探究平抛运动水平分运动的特点
C. 需改变小锤击打的力度,多次重复实验
D. 能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点
(2)用图乙装置进行实验,下列实验条件必须满足的有____________。
A. 斜槽轨道P必须光滑
B. 斜槽轨道P末端要水平
C. 图中挡板MN每次必须等间距移动
D. 每次可以从斜槽上不同位置无初速度释放钢球
(3)该同学用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球平抛运动的照片,照片中小方格的边长L=0.4cm,小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则照相机每隔____s曝光一次,小球平抛初速度为 ___(当地重力加速度大小)。
12. 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。
(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. 遮光条的宽度适当宽些能减小实验误差
(3)该小组的同学换用两种不同材料的木板重新做实验,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,则横坐标为____________(填“”、“”或“”);图像中a、b分别对应用木板a、b重新做实验获得的图线,则滑块与木板a、b间的动摩擦因数大小关系是__________(填“大于”、“小于”或“等于”)。
13. 我国探月工程四期正稳步推进,2026年8月我国将发射嫦娥七号探测器,首次奔赴月球南极,寻找水冰存在的证据。为减小粘在探测器太阳能板上的尘土对探测器的影响,嫦娥七号探测器的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时,粘在太阳能板边缘、距月球表面高度为h的某块尘土以某一初速度水平抛出,经过时间t落在月球表面上。已知万有引力常量为G,月球可视为半径为R、质量分布均匀的球体,月球无大气,忽略月球的自转。求:
(1)月球的质量和密度;
(2)月球的第一宇宙速度大小。
14. 如图所示,一半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合,此时一质量为m的小物块恰好静止在陶罐内,它和球心O的连线与竖直方向的夹角为,现让陶罐随转台绕转轴一起转动,重力加速度为g,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求物块与陶罐之间的动摩擦因数;
(2)要使小物块随陶罐一起匀速转动而不发生相对滑动,求陶罐匀速转动角速度的最大值。
15. 如图所示,一固定在竖直面内的半径为的光滑圆弧轨道,在竖直半径OA的下端A点与一水平面平滑连接,在水平半径OB的B端平滑连接一半径也为R的竖直圆管道BC,圆管道BC内壁光滑。一质量为的小滑块(小滑块尺寸略小于圆管道BC的内径),静置在水平面上的P点,P点到A点的距离为,小滑块与水平面之间的动摩擦因数为。小滑块在大小为的水平拉力作用下开始沿水平面向右运动,F作用的距离后撤去。重力加速度g取。
(1)求小滑块到达A点时对圆弧轨道的压力大小;
(2)判断小滑块能否到达竖直圆管道的C端。若不能,则说明理由;若能,求在C端小滑块与圆管道的相互挤压力大小;
(3)改变拉力F的作用距离,为了使小滑块能冲上圆弧轨道AB并进入竖直圆管道BC,但不能从圆管道的C端飞出,求拉力F在水平面上的作用距离x应满足的条件。
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高一物理试题
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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,第8-10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 如图所示有关对生活中的圆周运动现象的描述,说法正确的是( )
A. 如图甲,滚筒洗衣机脱水时,筒壁的水滴因受到离心力作用被甩出去
B. 如图乙,汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
C. 如图丙,铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,是利用轮缘与外轨的侧压力帮火车转弯
D. 如图丁,餐桌上的碗随转盘一起转动时,其受到的摩擦力方向一定指向圆心
【答案】B
【解析】
【详解】A.如图甲,滚筒洗衣机脱水时,筒壁的水滴因向心力提供不足做离心运动,不是受到离心力的作用,故A错误;
B.图乙,汽车通过拱桥的最高点时,有
可得汽车受支持力为
可知汽车对拱桥的压力小于自身重力,可知汽车处于失重状态,故B正确;
C.在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,当火车按规定速度转弯时,由重力和支持力的合力完全提供向心力,从而减轻轮缘对外轨的挤压,故C错误;
D.餐桌上的碗随转盘一起转动时,若为匀速圆周运动,则其受到的摩擦力方向一定指向圆心;若为非匀速圆周运动,则其受到的摩擦力方向不指向圆心,故D错误。
故选B。
2. 我国航天技术起步较晚但发展很快。我国自行研制的“风云二号”气象卫星和“神舟一号”飞船都绕地球做匀速圆周运动。“风云二号”卫星离地面的高度是36000 km,“神舟一号”飞船离地面的高度是340 km。关于“风云二号”卫星和“神舟一号”飞船的运行情况,下列说法正确的是( )
A. 它们的线速度都大于第一宇宙速度
B. “风云二号”卫星的线速度大于“神舟一号”飞船的线速度
C. “风云二号”卫星的运行周期大于“神舟一号”飞船的运行周期
D. “风云二号”卫星的向心加速度大于“神舟一号”飞船的向心加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.绕地球做匀速圆周运动的航天器,万有引力提供向心力,即
推导得、、
可知轨道半径越大,线速度越小、周期越大、向心加速度越小;第一宇宙速度是近地卫星(轨道半径等于地球半径)的环绕速度,是最大的地球环绕速度。两卫星轨道半径均大于地球半径,线速度都小于第一宇宙速度,故A错误;
B.“风云二号”轨道半径更大,由
可知其线速度更小,故B错误;
C.“风云二号”轨道半径更大,由
可知其运行周期更大,故C正确;
D.“风云二号”轨道半径更大,由
可知其向心加速度更小,故D错误。
故选C。
3. 中国的面食种类繁多,其中“刀削面”广为人知。如图所示,厨师将小面片沿锅的某条半径方向水平削出。设从同一位置依次削出三块质量相等的面条,分别落在水面上A、B、C三点,运动轨迹如图所示,忽略空气阻力的影响,面条被削离后可视为平抛运动,下列说法正确的是( )
A. 三块面条被削离时速度相等
B. 落在A点的面条在空中运动时间最短
C. 三块面条落在水面时重力的功率相同
D. 落在C点的面条的速度方向偏转角最大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.三块质量相等的面条的竖直位移相同,根据可知运动时间相同,水平位移不同,根据可知被削离时速度不相等,故AB错误;
C.根据可知三块面条落在水面时速度的竖直分量相等,重力的功率为,可知三块面条落在水面时重力的功率相同,故C正确;
D.面条的速度方向偏转角满足,因为落在C点的面条水平位移最大,可知其水平速度最大,可知其速度方向偏转角最小,故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动,这个过程可简化为如图乙所示的情景,水平板上放一个物块,使水平板和物块一起在竖直平面内做匀速圆周运动,ab为水平直径,cd为竖直直径,在运动过程中木板始终保持水平,物块相对木板始终静止,下列说法正确的是( )
A. 除c、d两点外,物块都要受摩擦力
B. 物块所受合外力不变
C. c、d两点,物块所受支持力大小相等
D. a、b两点,物块所受支持力大小不相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.物块所受重力和支持力始终在竖直方向,而向心力方向始终指向圆心,只有在c、d两点,仅靠重力和支持力的合力就可以提供向心力,而在c、d两点外,物块都要受摩擦力,才能使合外力满足指向圆心,故A正确;
B.物块所受合外力提供向心力,大小不变,但方向始终变化,故B错误;
C.物块做匀速圆周运动,向心力大小始终不变,根据牛顿第二定律,在c点有
解得
在d点有
解得,故C错误;
D.a、b两点,均为摩擦力提供向心力,竖直方向均有,可知物块所受支持力大小相等,故D错误。
故选A。
5. 在粗糙水平面上的A点静止放置一可视为质点的物块。现对其施加大小恒定的外力F,使其沿水平面从A点运动到B点。第一次F方向与水平面成角斜向上(如图甲),F做功,物块到达B点的动能为;第二次F方向与水平面成角斜向下(如图乙),F做功,物块到达B点的动能为。则下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.设A、B两点间的距离为l,则,
则,故AB错误;
CD.第一次根据动能定理有
又,
解得
第二次根据动能定理有
又,
解得
因,
则,故C错误,D正确。
故选D。
6. 据报道,2026年6月,西武高铁将全线开通运行,届时襄阳直达西安仅需一个多小时。假设在某路段此高铁列车启动后沿水平直轨道行驶,发动机的输出功率恒为P。且行驶过程中受到的阻力大小恒定,列车的质量为m,最大行驶速度为。下列说法错误的是( )
A. 高铁列车受到阻力大小为
B. 在加速阶段,高铁列车的速度变化率逐渐变小
C. 当高铁列车的速度为时,列车的加速度大小为
D. 若高铁列车在加速阶段经历时间t,则加速阶段行驶的距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A.当列车速度达到最大值时,牵引力与阻力大小相等,由
解得阻力,故A正确;
B.速度变化率即加速度,由牛顿第二定律得
其中
联立可得
加速阶段速度逐渐增大,因此加速度逐渐变小,故B正确;
C.当速度为时,牵引力
根据牛顿第二定律,有
解得加速度,故C错误;
D.加速阶段末速度为,若高铁列车从静止加速到最大速度所用时间为t,由动能定理得
将代入解得,故D正确。
本题选错误的,故选C。
7. 机场一般用可移动式皮带输送机给飞机卸货(如图甲),其可简化为倾角为,以恒定的速率逆时针匀速转动的传送带。某时刻将质量为m的货物轻轻放在传送带顶端(如图乙),以此时为时刻,记录货物在传送带上运动的速度v随时间t变化的关系图像(如图丙)。取沿斜面向下为正方向,货物经时间到达传送带底端。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A. 货物下滑过程中,传送带一直对货物做正功
B. 货物与传送带间的动摩擦因数
C. 货物在传送带上留下的划痕长度为
D. 货物从传送带顶端运动到底端过程,摩擦力对货物做功等于
【答案】D
【解析】
【详解】A.货物下滑过程中,传送带对货物的摩擦力先是沿斜面向下,滑动摩擦力做正功,货物速度大于传送带速度之后,受滑动摩擦力向上,此时滑动摩擦力对货物做负功,故A错误;
B.根据牛顿第二定律有
根据牛顿第二定律有
可得,故B错误;
C.货物在传送带上留下的划痕长度为
货物在传送带上留下的划痕长度为
因为,可知划痕长度为,故C错误;
D.根据,
可得摩擦力
货物从传送带顶端运动到底端过程,摩擦力对货物做功等于,故D正确。
故选D。
8. 中国预计将在2030年实现载人登月计划,把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号奔月”的示意图,“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”下列说法正确的是( )
A. 在地球表面的发射速度应大于
B. 在整个运行过程中,公转轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比发生改变
C. 在地月转移轨道运行过程中,其动能先减小后增大
D. 绕月轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ上需点火加速
【答案】BC
【解析】
【详解】A.“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨,进入地月转移轨道,可没有脱离地球的引力范围,因此发射时的速度应小于第二宇宙速度,故A错误;
B.在绕地轨道中,中心天体分别为地球和月球,由开普勒第三定律可得,与中心天体质量有关,中心天体由地球变为月球,值发生变化,故B正确;
C.在地月转移轨道运行过程中,远离地球时主要是地球引力做负功,动能减小,靠近月球时,主要是月球引力做正功,动能增大,可知动能先减小后增大,故C正确;
D.绕月轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ上做近心运动,需要点火减速,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,一位同学玩掷骰子游戏。竖直空心圆筒侧壁有两小孔P、Q,小孔Q位于小孔P正下方高度h处。该同学将骰子正对小孔P水平抛入圆筒。当骰子以初速度v0垂直圆筒侧壁瞄准小孔P抛出的同时,圆筒绕经过其中心的竖直轴匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度为g,若骰子恰好从小孔Q飞出圆筒,则( )
A. 骰子在圆筒内飞行的时间为
B. 圆筒的横截面半径为
C. 圆筒转动角速度的最小值为
D. 圆筒壁转动的线速度大小可能为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.骰子做平抛运动,在竖直方向上
解得骰子在圆筒内飞行的时间
水平方向骰子做匀速运动,有
圆筒的横截面半径为,故A正确,B错误;
CD.骰子恰好从小孔Q飞出圆筒,则
可得圆筒转动角速度为
时,可得角速度的最小值为
根据可得圆筒壁转动的线速度
当时线速度大小为,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示,一物块以一定的初速度冲上倾角为的固定斜面,物块在斜面上运动的过程中,其动能与运动路程x的关系如图乙所示。取重力加速度,,,下列说法正确的是( )
A. 物块质量为2kg
B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C. 物块在斜面上往返过程,克服摩擦力做的总功为16J
D. 物块在斜面上滑时间与下滑时间之比为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.物块在斜面向上运动的过程中,根据牛顿第二定律有
向下运动的过程中,根据牛顿第二定律有
动能,
可得
可得图像的斜率大小为
即
同理可得
联立解得,,故A正确,B错误;
C.物块在斜面上往返过程,根据动能定理有
可得克服摩擦力做的总功为16J,故C正确;
D.物块在斜面上滑时间与下滑的位移大小相等,又
根据可得上滑时间与下滑时间之比为,故D正确。
故选ACD。
二、非选择题:本大题共5小题,共60分。
11. 在“探究平抛运动的特点”实验中:
(1)用图甲装置进行探究,下列说法正确的是____________。
A. 所用两球的质量必须相等
B. 只能探究平抛运动水平分运动的特点
C. 需改变小锤击打的力度,多次重复实验
D. 能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点
(2)用图乙装置进行实验,下列实验条件必须满足的有____________。
A. 斜槽轨道P必须光滑
B. 斜槽轨道P末端要水平
C. 图中挡板MN每次必须等间距移动
D. 每次可以从斜槽上不同位置无初速度释放钢球
(3)该同学用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球平抛运动的照片,照片中小方格的边长L=0.4cm,小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则照相机每隔____s曝光一次,小球平抛初速度为 ___(当地重力加速度大小)。
【答案】(1)C (2)B
(3) ①. 0.02 ②. 0.4
【解析】
【小问1详解】
A.实验目的是探究平抛运动的特点,与小球的质量无关,可知,所用两球的质量不需要保持相等,故A错误;
B.实验中B始终做自由落体运动,两小球同时落地,可知,只能探究平抛运动竖直分运动的特点,故B错误;
C.图甲中,为了说明A球体在不同初速度做平抛运动竖直方向的分运动相同,需改变小锤击打的力度,多次重复实验,故C正确;
D.结合上述可知,该实验装置只能够探究平抛运动竖直分运动的特点,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
A.为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定,小球每次均从斜槽同一位置静止释放,小球克服斜槽摩擦力做功均相同,斜槽的摩擦对实验没有影响,即斜槽轨道P不需要确保光滑,故A错误;
B.为了确保小球飞出斜槽末端速度方向水平,实验中,斜槽轨道P末端要水平,故B正确;
C.挡板只是为了描绘出小球在不同位置的点迹,实验中,挡板MN不需要每次等间距移动,故C错误。
D. 为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定,实验中,每次均应从斜槽上相同位置无初速度释放钢球,故D错误;
故选B。
【小问3详解】
[1]由图可知,在竖直方向有
解得
[2]水平方向有
所以
12. 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。
(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. 遮光条的宽度适当宽些能减小实验误差
(3)该小组的同学换用两种不同材料的木板重新做实验,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,则横坐标为____________(填“”、“”或“”);图像中a、b分别对应用木板a、b重新做实验获得的图线,则滑块与木板a、b间的动摩擦因数大小关系是__________(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1) (2)B
(3) ①. ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
滑块经过光电门时的速度为
可得滑块经过光电门时的动能
【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,故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,故C错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]由公式知
可得
可得横坐标为
[2]图像的斜率
木板a的斜率大于木板b的斜率,可知
可得
13. 我国探月工程四期正稳步推进,2026年8月我国将发射嫦娥七号探测器,首次奔赴月球南极,寻找水冰存在的证据。为减小粘在探测器太阳能板上的尘土对探测器的影响,嫦娥七号探测器的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时,粘在太阳能板边缘、距月球表面高度为h的某块尘土以某一初速度水平抛出,经过时间t落在月球表面上。已知万有引力常量为G,月球可视为半径为R、质量分布均匀的球体,月球无大气,忽略月球的自转。求:
(1)月球的质量和密度;
(2)月球的第一宇宙速度大小。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
尘土作平抛运动有
在月球表面
联立解得月球的质量
根据,
解得月球的密度
【小问2详解】
在月球表面有
或
解得月球的第一宇宙速度大小
14. 如图所示,一半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合,此时一质量为m的小物块恰好静止在陶罐内,它和球心O的连线与竖直方向的夹角为,现让陶罐随转台绕转轴一起转动,重力加速度为g,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求物块与陶罐之间的动摩擦因数;
(2)要使小物块随陶罐一起匀速转动而不发生相对滑动,求陶罐匀速转动角速度的最大值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小物块恰好静止时,由平衡条件可知
因为
联立解得
【小问2详解】
当物块恰好不相对陶罐滑动时,物块所受到的最大静摩擦力方向斜向下。对物块受力分析如图所示
物块在竖直方向受力平衡
物块在水平方向做匀速圆周运动
又
联立解得
15. 如图所示,一固定在竖直面内的半径为的光滑圆弧轨道,在竖直半径OA的下端A点与一水平面平滑连接,在水平半径OB的B端平滑连接一半径也为R的竖直圆管道BC,圆管道BC内壁光滑。一质量为的小滑块(小滑块尺寸略小于圆管道BC的内径),静置在水平面上的P点,P点到A点的距离为,小滑块与水平面之间的动摩擦因数为。小滑块在大小为的水平拉力作用下开始沿水平面向右运动,F作用的距离后撤去。重力加速度g取。
(1)求小滑块到达A点时对圆弧轨道的压力大小;
(2)判断小滑块能否到达竖直圆管道的C端。若不能,则说明理由;若能,求在C端小滑块与圆管道的相互挤压力大小;
(3)改变拉力F的作用距离,为了使小滑块能冲上圆弧轨道AB并进入竖直圆管道BC,但不能从圆管道的C端飞出,求拉力F在水平面上的作用距离x应满足的条件。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对小滑块从P点运动到A点的过程,由动能定理可得
解得
在A点,对小滑块由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律得,小滑块到达A点时对圆弧轨道的压力大小
【小问2详解】
设小滑块速度减为零时,能够上升的高度为h,由动能定理可得
解得
由于,故滑块能到达圆管道的C端,对小滑块从A点运动到C点的过程,由动能定理可得
解得
在圆管道的C端,由牛顿第二定律有
解得小滑块与圆管道的相互挤压力大小
【小问3详解】
设小滑块恰好能到达B点时,拉力F作用距离为,由动能定理可得
解得
设小滑块恰好能到达圆管道的C端时,拉力F作用距离为,由动能定理可得
解得
所以为了使小滑块能进入圆管道,但不能从圆管道C端飞出,拉力F作用距离x应满足的条件是
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