内容正文:
建平县实验中学高一物理期中试卷
一、选择题:本大题共12小题,共48分。每小题4分,1-9题只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分,第10-12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,有选错或不选的得0分。
1. 下面说法中正确的是( )
A. 做曲线运动的物体速度方向必定变化
B. 速度变化的运动必定是曲线运动
C. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D. 加速度变化的运动必定是曲线运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.做曲线运动的物体速度大小不一定变化,但速度方向必定变化,A正确;
B.速度变化的运动可能是速度大小在变、方向不变的直线运动,B错误;
C.加速度恒定的运动可能是匀变速直线运动,也可能是匀变速曲线运动,C错误;
D.加速度变化的运动可能是变加速直线运动,也可能是变加速曲线运动,D错误。
故选A。
2. 某同学用200N的力将质量为0.44kg的足球踢出,足球以10m/s的初速度沿水平草坪滚出60m后静止,则足球在水平草坪上滚动的过程中克服阻力做的功是( )
A. 4.4J B. 22J C. 132J D. 12000J
【答案】B
【解析】
【详解】足球在水平草坪上滚动的过程中,由动能定理可得
则得,克服阻力做功
故选B。
3. 如图所示,网球运动员训练时在同一高度的前后两个不同位置,将球斜向上打出,球恰好能垂直撞在竖直墙上的同一点,不计空气阻力,则( )
A. 两次击中墙时的速度相等
B. 沿1轨迹打出时的初速度比沿2轨迹打出时的初速度大
C. 从打出到撞墙,沿1轨迹的网球在空中运动的时间长
D. 从打出到撞墙,沿2轨迹的网球在空中运动的时间长
【答案】B
【解析】
【详解】CD.把网球看成逆向的平抛运动,竖直方向根据
由于高度相同,所以从打出到撞墙,1、2两轨迹的网球在空中运动的时间相等,故CD错误;
AB.水平方向根据
由于沿1轨迹网球的水平位移较大,则沿1轨迹网球的水平分速度较大,即1轨迹网球击中墙时的速度较大;根据
可知沿1轨迹网球打出时的初速度比沿2轨迹打出时的初速度大,故A错误,B正确。
故选B。
4. 如图所示,八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转,下列说法中正确的是( )
A. 太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上
B. 地球绕太阳运行过程中,速率不变
C. 地球绕太阳公转的线速度比火星公转速度小
D. 地球与太阳的连线和火星与太阳的连线在相等的时间扫过的面积相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据开普勒第一定律,太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上,故A正确;
B.根据开普勒第二定律,地球绕太阳做椭圆运动时,在近日点的速率大于远日点的速率,故B错误;
C.假设地球与火星都绕太阳做圆周运动,有
可解得
由于地球离太阳的距离比火星离太阳的距离要近,地球公转的线速度应更大,故C错误;
D.根据计算可知单位时间内行星与太阳的连线扫过的面积应为
所以火星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积应更大,故D错误。
故选A。
5. 我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统,实现火星取样返回,其轨道器将环绕火星做匀速圆周运动,轨道半径约3750km,轨道周期约2h。引力常量取,根据以上数据可推算出火星的( )
A. 体积 B. 第一宇宙速度 C. 质量 D. 自转周期
【答案】C
【解析】
【详解】A.火星体积公式为(为火星自身半径)
由于题目未给出火星自身半径,无法推算火星的体积,故A错误;
B.根据万有引力提供向心力
可得第一宇宙速度相当于绕星球表面运行时的卫星速度,则
计算中需要火星自身半径,题目未提供该数据,无法推算,故B错误;
C.轨道器绕火星做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,满足
变形可得
题干中已知轨道半径、周期和引力常量,可推算出火星质量,故C正确;
D.火星自转周期是火星绕自身轴转动的周期,与轨道器的公转周期无关联,无法由给定数据推算,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( )
A. 圆环的机械能守恒
B. 圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
C. 圆环下滑过程重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
D. 弹簧弹性势能增加了
【答案】D
【解析】
【详解】A.圆环在下落过程中受到弹簧的弹力,弹力对圆环做负功,因此圆环在下落过程中机械能减少, 故A错误;
B.圆环下滑到最大距离时瞬时速度为0,此前先加速后减速,所以知此处其加速度向上、合力向上不为零,故B错误;
C.圆环沿杆下滑过程中速度先增大再减小,圆环的动能先变大后变小。对于圆环和弹簧组成的系统,由于只有重力和弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒,则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先变小后变大,故C错误;
D.圆环沿杆下滑过程中,圆环和弹簧组成的系统的机械能守恒,圆环下落到最低点时速度为零,由题可知,圆环下落的高度
所以圆环重力势能减少了,弹簧弹性势能增加了,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,某同学手握球筒底部,使其在竖直面内绕手肘点做圆周运动,试图用此方法“甩”出球筒中剩余的羽毛球,为羽毛球与手肘点间的距离,若羽毛球与球筒间的最大静摩擦力为球重力的倍(),不计空气阻力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 羽毛球有可能被甩出,因为它受到离心力作用
B. 增大羽毛球与球筒之间的摩擦,有助于羽毛球被甩出
C. 角速度相同条件下,羽毛球越靠近球筒底部越难与球筒发生相对滑动
D. 若运动至竖直位置时角速度为,则此时图示的羽毛球恰好相对球筒滑动
【答案】C
【解析】
【详解】A.离心力是虚拟的惯性力,实际是羽毛球所需向心力不足,做离心运动被甩出,故A错误;
B.增大摩擦会增大能提供的向心力,更难甩出羽毛球,故B错误;
C.角速度相同,圆周半径越小,所需向心力越小,越不容易相对滑动,故C正确;
D.竖直位置恰好滑动时,
解得,故D错误。
故选C。
8. 将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2底边相同,2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿斜面下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数均相同。在这三个过程中,下列说法不正确的是( )
A. 沿着1和2下滑到底端时,物块的速度大小不同,沿着2和3下滑到底端时,物块的速度大小相同
B. 沿着1下滑到底端时,物块的速度最大
C. 物块沿着3下滑到底端的过程中,产生的热量最多
D. 物块沿着1和2下滑到底端的过程中,产生的热量相同
【答案】A
【解析】
【详解】AB.设1、2、3木板与地面的夹角分别为、、,木板长分别为、、,当物块沿木板1下滑时,由动能定理有
当物块沿木板2下滑时,由动能定理有
又
可得
当物块沿木板3下滑时,由动能定理有
又
可得
故A错误,符合题意;B正确,不符合题意;
CD.三个过程中产生的热量分别为
则
故CD正确,不符合题意。
故选A。
9. 我国新能源汽车发展迅猛,已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为的某新能源汽车在水平直线路面上运动的图像如图所示,其中段和段为直线,段的加速度,已知该汽车动力系统的额定功率为,汽车所受阻力大小恒为,下列说法正确的是( )
A. 汽车能够达到的最大速度是
B. 汽车匀加速的最大速度是
C. 汽车速度为时的加速度是
D. 若汽车在段所用时间为30s,则汽车在这段时间内的位移为800m
【答案】B
【解析】
【详解】A.当牵引力与阻力平衡时,汽车达到最大行驶速度,则有
解得汽车能够达到的最大速度,故A错误;
B.匀加速阶段牵引力恒定,由牛顿第二定律可得
代入数据解得
则汽车匀加速运动的最大速度,故B正确;
C.汽车速度为时,汽车处于恒定功率运动状态,则此时汽车的牵引力为
由牛顿第二定律可得
解得此时汽车的加速度大小为,故C错误;
D.由动能定理可得
代入数据解得,故D错误。
故选B。
10. 如图甲所示为某电影公司拍摄武打片时演员吊威亚(钢丝)的场景,可以简化为如图乙所示,轨道车通过细钢丝跨过滑轮拉着演员竖直上升,便可呈现出演员飞檐走壁的效果。某次拍摄时轨道车沿水平地面以的速度向左匀速运动,某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角,已知,,则下列说法正确的是( )
A. 演员正在加速上升
B. 演员正在减速上升
C. 该时刻演员的速度大小为3.2m/s
D. 该时刻演员的速度大小为5m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.将轨道车的速度分解为沿绳方向的速度和垂直绳方向的速度,则演员的速度等于沿绳方向的速度,则有
由于v不变,减小,则增大,即演员正加速上升,故A正确,B错误;
CD.该时刻演员的速度大小为,故C正确,D错误。
故选AC。
11. 我国的“天链一号”卫星是地球静止卫星。可为中低轨道卫星提供数据通讯,如图所示为“天链一号”卫星a、赤道平面内的低轨道卫星b、地球的位置关系示意图,为地心,卫星a的轨道半径是b的4倍,已知卫星a、b绕地球同向运行,卫星a的周期为,下列分析正确的是( )
A. 卫星a、b的速度之比为
B. 卫星b的周期为
C. 卫星a、b的加速度之比为
D. 卫星b的加速度大于
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设地球的质量为M,半径为R,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律可得
解得
可见,卫星的速度
因此,卫星a、b的速度之比为,故A错误;
B.由开普勒第三定律可得
结合题意可知
解得,故B正确;
C.由牛顿第二定律可得
解得
可见,卫星的加速度
因此卫星a、b的加速度之比为,故C正确;
D.在地球表面,万有引力等于重力,则有
解得
根据上述分析可知
由于,卫星b的加速度小于,故D错误。
故选BC。
12. 从地面竖直向上抛出一个物体,一段时间后物体又落回地面。全过程物体受到空气阻力的大小不变,其动能随高度的变化关系如图所示,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 物体竖直向上抛出的初速度大小为
B. 物体上升过程中机械能减少24J
C. 物体上升和下落过程中经过同一位置时的机械能相等
D. 物体上升过程重力的平均功率大于下降过程重力的平均功率
【答案】AD
【解析】
【详解】A.物体上升过程中,有
下降过程中有
根据图象可知,,
联立可解得,
代入可知初速度为,故A正确;
B.上升过程中的机械能减少量等于克服阻力做的功,所以,故B错误;
C.根据图像可知,物体上升和下落过程中经过同一位置时的动能大小不相等,在同一位置时的重力势能相等,所以机械能不相等,故C错误;
D.物体上升和下降的过程中,由于位移大小相等,所以重力做的功大小是相等,上升过程中有
下降过程中有
由于上升过程的加速度更大,所以上升的过程用时更短,上升过程中重力的平均功率为
所以物体上升的过程中重力的平均功率大于下降过程,故D正确。
故选AD。
二、填空题(13题6分,14题8分)
13. 某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。如图1所示,利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。
(1)下列实验操作和数据处理正确的是__________。
A. 实验中必须测量重物的质量
B. 打开打点计时器前,应提住纸带上端使纸带竖直
C. 实验中应先接通打点计时器的电源,再释放重物
D. 测量纸带上某点的速度时,可由公式计算
(2)图2为实验所得的一条纸带,在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点、、,测出、、与起始点之间的距离分别为、、。已知打点计时器的打点周期为,当地重力加速度为。从打点到打点的过程中,若满足________则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。(请填写表达式,用,、、、表示)
(3)很多学生的实验结果显示重力势能的减少量略大于动能的增加量,原因可能是__________。
A. 利用公式计算重物速度
B. 没有采取多次实验取平均值的方法
C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响
【答案】(1)BC (2) (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.若系统机械能守恒,则有
整理可得
可知质量被约掉了,因此不需要测量重物的质量,故A错误;
B.打开打点计时器前,应提住纸带上端使纸带竖直,以减小实验误差,故B正确;
C.实验中应先接通打点计时器的电源,打点稳定后,再释放重物,故C正确;
D.测量纸带上某点的速度时,若利用计算,本身就认为系统的机械能守恒了,故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
打B点时重物的速度
若系统机械能守恒,则有
联立整理得
【小问3详解】
A.如果利用公式计算重物速度,已经认为重物下落加速度为重力加速度,即已经认为重物仅仅受到重力作用,则实验结果应该是重力势能的减少量完全等于动能的增加量,故A错误;
B.实验中采用多次实验取平均值的方法是为了减小实验的偶然误差,不是重力势能的减少量略大于动能的增加量的原因,故B错误;
C.由于实验过程存在空气阻力和摩擦阻力的影响,有一部分重力势能转化为内能,因此导致实验结果显示重力势能的减少量略大于动能的增加量,故C正确。
故选C。
14. 在探究“平抛运动规律”实验中,有以下几个实验方案:
(1)若要探究平抛运动水平方向分运动的规律,应选用图1中的装置__________(填“1”或“2”)。
(2)某同学在实验室中用如图2所示的装置进行实验。该同学得到的痕迹点如图3所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验时( )
A. 斜槽阻力太大
B. 小球释放的高度偏低
C. 小球没有被静止释放
(3)为了得到物体平抛运动的轨迹,同学们还提出了以下几种方案,其中不可行的是( )
A. 从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B. 用频闪照相机在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C. 将铅笔垂直于固定竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,将铅笔垂直于笔身方向,以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
(4)在实验中,将白纸换成方格纸,方格纸的竖直线与重锤线平行,方格纸的每个小方格边。实验记录了小球在运动中的4个点迹,如图4所示,则小球在C点时的速度大小为__________。
【答案】(1)2 (2)C
(3)C (4)
【解析】
【小问1详解】
图1探究平抛运动竖直方向分运动的规律,图2探究水平方向分运动的规律,故选图1中的装置2。
【小问2详解】
A.斜槽的阻力不会影响该实验的轨迹,故A错误;
B.小球释放位置偏低时,偏离点应当在原轨迹下方,故B错误;
C.若小球释放时具有初速度,偏离点会在原轨迹上方,故C正确。
故选C。
【小问3详解】
为了得到物体平抛运动的轨迹可以从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,从而得到轨迹,也可以用频闪照相机在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹,但是将笔水平抛出,不会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹。故选C。
【小问4详解】
由题图可知与的水平位移相等,则与所用时间相等,竖直方向根据
解得
水平方向有
解得水平分速度为
小球在C点时的竖直分速度大小为
则小球在C点时的速度大小为
三、解答题(本题共3小题,15题10分,16题12分,17题16分,共38分)解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分、有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. 生活中常见的许多运动,摩擦力在其中都起着重要的作用,例如,自行车在水平路面拐弯时,所受的侧向摩擦力为其提供向心力。如图所示,假定场地自行车的赛道坡面与水平面的夹角为。运动员骑自行车(可视为质点)在水平面内做半径为的匀速圆周运动。已知自行车和运动员的总质量为。不计空气阻力。重力加速度为。取,。
(1)若使自行车恰好不受侧向摩擦力作用,求运动员骑自行车的速度大小;
(2)若运动员骑自行车的速度,求自行车所受侧向摩擦力的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
自行车和运动员所受重力与支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
【小问2详解】
对自行车和运动员整体受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
由平衡条件可得
代入数据解得
16. 滑板运动由冲浪运动演变而来,已被列为奥运会正式比赛项目。如图所示,某滑板爱好者从斜坡上距平台高处由静止开始下滑,水平离开A点后越过壕沟落在水平地面的B点,A、B两点高度差,水平距离。已知人与滑板的总质量,取重力加速度,不计空气阻力,求:
(1)人与滑板从A点离开时的速度大小;
(2)人与滑板从A点运动到B点重力做功的平均功率;
(3)人与滑板从斜坡下滑到A点过程克服阻力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)420J
【解析】
【小问1详解】
设人与滑板从A点到B点所用的时间为,根据平抛运动规律,在竖直方向上位移
解得
在水平方向上位移
解得
【小问2详解】
人与滑板从A点运动到B点重力做功为
平均功率
解得
【小问3详解】
人与滑板从斜坡下滑过程中,由动能定理
解得
故克服阻力做功为420J
17. 如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角θ=37°的斜轨道BC平滑连接而成。将质量m=0.2kg的小滑块从弧形轨道离地高H=2.0m的M处静止释放。已知滑块与轨道AB和BC间的动摩擦因数均为μ=0.25,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小滑块运动到A点时的速度大小;
(2)若滑块运动到D点时对轨道的压力大小为6N,求竖直圆轨道的半径;
(3)若LAB=LBC=2.0m,试确定滑块最终停止的位置。
【答案】(1)
(2)0.5m (3)1m
【解析】
【小问1详解】
小滑块从M滑动A点过程中,根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
滑块运动到D点,根据牛顿第三定律可知,滑块所受轨道的支持力的大小等于压力的大小,即支持力为6N,根据牛顿第二定律有
滑块从初始位置滑至D点过程中,根据动能定理有
联立解得
【小问3详解】
滑块在斜面上,由于
则滑块无法停留在斜面上,最终会停止在水平面AB上,设滑块第一次滑上斜面滑行距离为s,则滑块从最初到滑上斜面最高点的过程中,根据动能定理有
解得
则滑块第一次从斜面滑下来到地面的动能为
之后滑块在水平面上滑行返回A点时具有的动能为
则滑块经光滑圆弧后还能回到水平面,设再次返回到水平面上还能继续运动的距离为sʹ,根据动能定理有
解得
即最后滑块停在水平面上A点右侧距A点1m距离处。
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建平县实验中学高一物理期中试卷
一、选择题:本大题共12小题,共48分。每小题4分,1-9题只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分,第10-12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,有选错或不选的得0分。
1. 下面说法中正确的是( )
A. 做曲线运动的物体速度方向必定变化
B. 速度变化的运动必定是曲线运动
C. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D. 加速度变化的运动必定是曲线运动
2. 某同学用200N的力将质量为0.44kg的足球踢出,足球以10m/s的初速度沿水平草坪滚出60m后静止,则足球在水平草坪上滚动的过程中克服阻力做的功是( )
A. 4.4J B. 22J C. 132J D. 12000J
3. 如图所示,网球运动员训练时在同一高度的前后两个不同位置,将球斜向上打出,球恰好能垂直撞在竖直墙上的同一点,不计空气阻力,则( )
A. 两次击中墙时的速度相等
B. 沿1轨迹打出时的初速度比沿2轨迹打出时的初速度大
C. 从打出到撞墙,沿1轨迹的网球在空中运动的时间长
D. 从打出到撞墙,沿2轨迹的网球在空中运动的时间长
4. 如图所示,八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转,下列说法中正确的是( )
A. 太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上
B. 地球绕太阳运行过程中,速率不变
C. 地球绕太阳公转的线速度比火星公转速度小
D. 地球与太阳的连线和火星与太阳的连线在相等的时间扫过的面积相等
5. 我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统,实现火星取样返回,其轨道器将环绕火星做匀速圆周运动,轨道半径约3750km,轨道周期约2h。引力常量取,根据以上数据可推算出火星的( )
A. 体积 B. 第一宇宙速度 C. 质量 D. 自转周期
6. 如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( )
A. 圆环的机械能守恒
B. 圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
C. 圆环下滑过程重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
D. 弹簧弹性势能增加了
7. 如图所示,某同学手握球筒底部,使其在竖直面内绕手肘点做圆周运动,试图用此方法“甩”出球筒中剩余的羽毛球,为羽毛球与手肘点间的距离,若羽毛球与球筒间的最大静摩擦力为球重力的倍(),不计空气阻力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 羽毛球有可能被甩出,因为它受到离心力作用
B. 增大羽毛球与球筒之间的摩擦,有助于羽毛球被甩出
C. 角速度相同条件下,羽毛球越靠近球筒底部越难与球筒发生相对滑动
D. 若运动至竖直位置时角速度为,则此时图示的羽毛球恰好相对球筒滑动
8. 将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2底边相同,2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿斜面下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数均相同。在这三个过程中,下列说法不正确的是( )
A. 沿着1和2下滑到底端时,物块的速度大小不同,沿着2和3下滑到底端时,物块的速度大小相同
B. 沿着1下滑到底端时,物块的速度最大
C. 物块沿着3下滑到底端的过程中,产生的热量最多
D. 物块沿着1和2下滑到底端的过程中,产生的热量相同
9. 我国新能源汽车发展迅猛,已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为的某新能源汽车在水平直线路面上运动的图像如图所示,其中段和段为直线,段的加速度,已知该汽车动力系统的额定功率为,汽车所受阻力大小恒为,下列说法正确的是( )
A. 汽车能够达到的最大速度是
B. 汽车匀加速的最大速度是
C. 汽车速度为时的加速度是
D. 若汽车在段所用时间为30s,则汽车在这段时间内的位移为800m
10. 如图甲所示为某电影公司拍摄武打片时演员吊威亚(钢丝)的场景,可以简化为如图乙所示,轨道车通过细钢丝跨过滑轮拉着演员竖直上升,便可呈现出演员飞檐走壁的效果。某次拍摄时轨道车沿水平地面以的速度向左匀速运动,某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角,已知,,则下列说法正确的是( )
A. 演员正在加速上升
B. 演员正在减速上升
C. 该时刻演员的速度大小为3.2m/s
D. 该时刻演员的速度大小为5m/s
11. 我国的“天链一号”卫星是地球静止卫星。可为中低轨道卫星提供数据通讯,如图所示为“天链一号”卫星a、赤道平面内的低轨道卫星b、地球的位置关系示意图,为地心,卫星a的轨道半径是b的4倍,已知卫星a、b绕地球同向运行,卫星a的周期为,下列分析正确的是( )
A. 卫星a、b的速度之比为
B. 卫星b的周期为
C. 卫星a、b的加速度之比为
D. 卫星b的加速度大于
12. 从地面竖直向上抛出一个物体,一段时间后物体又落回地面。全过程物体受到空气阻力的大小不变,其动能随高度的变化关系如图所示,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 物体竖直向上抛出的初速度大小为
B. 物体上升过程中机械能减少24J
C. 物体上升和下落过程中经过同一位置时的机械能相等
D. 物体上升过程重力的平均功率大于下降过程重力的平均功率
二、填空题(13题6分,14题8分)
13. 某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。如图1所示,利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。
(1)下列实验操作和数据处理正确的是__________。
A. 实验中必须测量重物的质量
B. 打开打点计时器前,应提住纸带上端使纸带竖直
C. 实验中应先接通打点计时器的电源,再释放重物
D. 测量纸带上某点的速度时,可由公式计算
(2)图2为实验所得的一条纸带,在纸带上选取连续的、点迹清晰的3个点、、,测出、、与起始点之间的距离分别为、、。已知打点计时器的打点周期为,当地重力加速度为。从打点到打点的过程中,若满足________则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。(请填写表达式,用,、、、表示)
(3)很多学生的实验结果显示重力势能的减少量略大于动能的增加量,原因可能是__________。
A. 利用公式计算重物速度
B. 没有采取多次实验取平均值的方法
C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响
14. 在探究“平抛运动规律”实验中,有以下几个实验方案:
(1)若要探究平抛运动水平方向分运动的规律,应选用图1中的装置__________(填“1”或“2”)。
(2)某同学在实验室中用如图2所示的装置进行实验。该同学得到的痕迹点如图3所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验时( )
A. 斜槽阻力太大
B. 小球释放的高度偏低
C. 小球没有被静止释放
(3)为了得到物体平抛运动的轨迹,同学们还提出了以下几种方案,其中不可行的是( )
A. 从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B. 用频闪照相机在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C. 将铅笔垂直于固定竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,将铅笔垂直于笔身方向,以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
(4)在实验中,将白纸换成方格纸,方格纸的竖直线与重锤线平行,方格纸的每个小方格边。实验记录了小球在运动中的4个点迹,如图4所示,则小球在C点时的速度大小为__________。
三、解答题(本题共3小题,15题10分,16题12分,17题16分,共38分)解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分、有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. 生活中常见的许多运动,摩擦力在其中都起着重要的作用,例如,自行车在水平路面拐弯时,所受的侧向摩擦力为其提供向心力。如图所示,假定场地自行车的赛道坡面与水平面的夹角为。运动员骑自行车(可视为质点)在水平面内做半径为的匀速圆周运动。已知自行车和运动员的总质量为。不计空气阻力。重力加速度为。取,。
(1)若使自行车恰好不受侧向摩擦力作用,求运动员骑自行车的速度大小;
(2)若运动员骑自行车的速度,求自行车所受侧向摩擦力的大小。
16. 滑板运动由冲浪运动演变而来,已被列为奥运会正式比赛项目。如图所示,某滑板爱好者从斜坡上距平台高处由静止开始下滑,水平离开A点后越过壕沟落在水平地面的B点,A、B两点高度差,水平距离。已知人与滑板的总质量,取重力加速度,不计空气阻力,求:
(1)人与滑板从A点离开时的速度大小;
(2)人与滑板从A点运动到B点重力做功的平均功率;
(3)人与滑板从斜坡下滑到A点过程克服阻力做的功。
17. 如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角θ=37°的斜轨道BC平滑连接而成。将质量m=0.2kg的小滑块从弧形轨道离地高H=2.0m的M处静止释放。已知滑块与轨道AB和BC间的动摩擦因数均为μ=0.25,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小滑块运动到A点时的速度大小;
(2)若滑块运动到D点时对轨道的压力大小为6N,求竖直圆轨道的半径;
(3)若LAB=LBC=2.0m,试确定滑块最终停止的位置。
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