内容正文:
高一物理
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;回答非选择题时,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,请将答题卡上交。
4、本卷主要命题范围:粤教版必修第二册第一~三章。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,a、b为行星在椭圆轨道运动时的两个位置,同一行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积分别为、。则( )
A. B. C. D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】根据开普勒第二定律,即同一行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等,可得。
故选C。
2. 如图是波轮式洗衣机甩干桶的原理图,一圆筒绕其中心轴匀速转动,一件衣服紧贴在筒内壁上相对筒无滑动与筒一起转动(如图所示),则对衣服进行受力分析可知,衣服受到的力有()
A. 衣服的重力,筒对衣服的弹力
B. 衣服的重力、摩擦力
C. 衣服的重力、摩擦力,筒对衣服的弹力
D. 衣服的重力、摩擦力,筒对衣服的弹力、向心力
【答案】C
【解析】
【详解】衣服受重力、弹力和摩擦力三个力作用,重力和静摩擦力平衡,靠弹力通过向心力,C正确,ABD错误。
故选C。
3. 如图所示为抛圈套物游戏,游戏者从某一高度以某一水平初速度抛出套圈,套中了奖品1,若他想套中奖品2,再次水平抛出时,他应该(不计空气阻力,套圈落地后不弹起)( )
A. 只增大初速度 B. 只减小初速度
C. 只向后移动适当距离 D. 只降低抛出时的高度
【答案】A
【解析】
【详解】套圈做平抛运动,根据平抛运动的规律有,
解得
由图可知想要套中奖品2,即增大了套圈的水平位移,故需要增大初速度、增大抛出时的高度或向前移动抛出位置。
故选A。
4. 如图所示,在飞镖比赛中,某同学将飞镖从A点以初速度水平抛出击中飞镖盘上的B点,若想击中飞镖盘上的O点,忽略空气阻力。该同学可以采取的措施是( )
A. 换用质量稍大些的飞镖
B. 掷出位置不变,适当增大
C. 保持飞镖初速度和出手点高度不变,适当减小飞镖出手点到靶的水平距离
D. 保持飞镖初速度和出手点到靶的水平距离不变,出手点高度适当降低一些
【答案】D
【解析】
【详解】飞镖出手后做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,则有,水平方向做匀速直线运动,则有。
A。质量大小不影响运动轨迹,A错误;
B.掷出位置不变,适当增大初速度,可知飞镖在空中的运动时间变小,飞镖下落的高度变小,飞镖击中飞镖盘位置在点上方,不能击中点,B错误;
C.初速度大小及出手点高度不变,适当减小水平距离,可知飞镖在空中的运动时间变小,飞镖下落的高度变小,飞镖击中飞镖盘位置更高,不能击中点,C错误;
D.初速度大小及水平距离不变,出手点高度适当降低一些,可知飞镖在空中的运动时间不变,飞镖下落的高度不变,飞镖击中飞镖盘位置更低,可能击中点,D正确。
故选D。
5. 如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N两点,两球运动的最大高度相同,空气阻力不计,则( )
A. B的加速度比A的大
B. B的飞行时间比A的长
C. B在落地时的速度比A在落地时的大
D. B在最高点的速度与A在最高点的速度相等
【答案】C
【解析】
【分析】由运动的合成与分解规律可知,物体在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,两球的加速度相同,由竖直高度相同,由运动学公式分析竖直方向的初速度关系,即可知道水平初速度的关系.两球在最高点的速度等于水平初速度.由速度合成分析初速度的关系,即可由机械能守恒知道落地速度的大小关系.
【详解】A和B的加速度均等于重力加速度,即B的就速度等于A的加速度,故A错误;两球都做斜抛运动,竖直方向的分运动是竖直上抛运动,根据运动的对称性可知,两球上升和下落的时间相等,而下落过程,根据,知下落时间相等,则两球运动的时间相等.故B错误.两球的竖直高度相等,时间相等,A的水平位移小于B的水平位移,A的水平速度小,最高点只有水平速度,故最高点A的速度比B的小,故D错误;落地时根据,竖直分速度一样大,水平分速度B大,所以B落地时的速度比A落地时的速度大,故C正确;故选C.
【点睛】本题考查运用运动的合成与分解的方法处理斜抛运动的能力,对于竖直上抛的分速度,可根据运动学公式和对称性进行研究.
6. “天问一号”火星探测器要完成登陆火星探测的任务需经历如图所示的变轨过程,轨道Ⅰ为圆轨道,轨道Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道,三条轨道相切于点,变轨过程探测器质量不变。则探测器( )
A. 在轨道Ⅲ上运行的周期最短
B. 探测器在逐渐靠近火星的过程中,火星对探测器的引力大于探测器对火星的引力
C. 从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ需在点适当减速
D. 在轨道Ⅰ上经过点的加速度小于轨道Ⅱ上经过点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律
探测器在轨道Ⅲ运行时,半长轴最长,故周期最大,故A错误;
B.火星对探测器的引力与探测器对火星的引力,是一对作用力与反作用力、大小一定相等,故B错误;
C.探测器从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ,做近心运动,所需要的向心力减小,故需在点适当减速,故C正确;
D.根据牛顿第二定律有
可得
故在轨道Ⅰ上经过P点的加速度等于轨道Ⅱ上经过P点的加速度,故D错误。
故选C
7. 如图所示,一辆质量为m的小汽车(视为质点)先过凹形桥的最低点M,再过拱形桥的最高点N,两段桥为半径均为R的一段圆弧,小汽车在通过M、N时的向心加速度的大小均为g,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小汽车在M点既不是失重状态,也不是超重状态
B. 小汽车在N点时处于二力平衡状态
C. 小汽车在M、N两点的速度大小之差为
D. 小汽车在M、N两点对桥面的压力大小之差为2mg
【答案】D
【解析】
【详解】AB.凹形桥最低点的圆心在上方,向心加速度方向竖直向上,汽车处于超重状态;拱形桥最高点的圆心在下方,向心加速度方向竖直向下,小汽车在N点处于失重状态,AB错误;
C.小汽车在通过M、N时的向心加速度的大小均为g,根据
可得
故小汽车在M、N点的速度均为,速度之差为0,C错误;
D.在M点有
在N点有
可得,
根据牛顿第三定律,小车在M、N两点对桥面的压力之差为2mg,D正确。
故选D。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 3D地图技术能够为无人驾驶汽车分析数据,提供操作的指令。如图所示为一段公路拐弯处的地图,则( )
A. 若弯道是水平的,汽车拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力
B. 若弯道是水平的,为防止汽车侧滑,汽车拐弯时收到的指令是让车速小一点
C. 若弯道是倾斜的,为了防止汽车侧滑,道路应为内(东北)高外(西南)低
D. 若弯道是倾斜的,为了防止汽车侧滑,道路应为外(西南)高内(东北)低
【答案】BD
【解析】
【详解】A.如果弯道是水平的,则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力,不会受向心力,向心力是效果力,由物体所受性质力提供,故A错误;
B.如果弯道是水平的,由静摩擦力提供向心力,根据
可知,速度越大,所需要的向心力越大,当需要的向心力大于最大静摩擦力时,汽车做离心运动,所以“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应让车速小一点,防止汽车做离心运动而发生侧翻,故B正确;
CD.如果弯道是倾斜的,重力和支持力的合力可以提供向心力,而向心力指向圆心,所以3D地图上应标出外(西南)高内(东北)低,故C错误,D正确;
故选BD。
9. 中国空间站主要由天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船(即已经命名的“神舟”号飞船)和货运飞船(天舟飞船)五个模块组成,空间站在离地面高度为400km的圆轨道上做匀速圆周运动,已知地球半径为6400km,地球表面附近的重力加速度为,万有引力常量,,根据以上信息可计算出的物理量有( )
A. 空间站受到地球的万有引力大小
B. 空间站做圆周运动的周期
C. 地球的平均密度
D. 地球的自转周期
【答案】BC
【解析】
【详解】A.空间站受到地球的万有引力大小为
因为不知道空间站的质量m,所以不能计算空间站受到地球的万有引力大小,故A错误;
BC.由万有引力提供向心力
解得
设质量为的物体在地球表面时,有
得
联立解得空间站做圆周运动的周期为
地球的平均密度为
故BC正确;
D.根据万有引力充当向心力有
解得
可知轨道半径越大周期越大,地球静止卫星的轨道半径大于空间站的轨道半径,因此地球静止卫星的周期大于空间站的周期,而地球静止卫星的周期与地球自转周期相同,因此空间站运行的周期比地球自转周期短,但地球自转周期的数值不能计算出来,故D错误。
故选BC。
10. 第十二届全国少数民族传统体育运动会在海南省三亚市举办,跑马射箭又称马上骑射,是少数民族传统体育项目之一,具有悠久的历史。跑马射箭项目在规定的距离,以最短时间内射中目标多的为获胜方。运动员骑在奔驰的马背上,弯弓放箭射向固定目标(即图中的箭靶,箭靶平面与马运动方向平行)。假设运动员骑马奔驰的速度为,运动员静止时射出的箭速度为,跑道离固定目标的最近距离为。要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短。不考虑空气阻力和重力的影响,则( )
A. 箭被射出到射中靶的最短时间为0.36s
B. 箭被射出到射中靶的最短时间为0.45s
C. 箭在沿马前进的方向运动的位移为5.4m
D. 运动员放箭处与靶的距离为5.4m
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.当箭头方向与马运动的方向垂直时,箭被射出到射中靶的最短时间,则有,故A正确,B错误;
C.箭在沿马前进的方向运动的位移为,故C正确;
D.运动员放箭处与靶的距离为,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示装置以及频闪照相机(图中未画出)研究平抛运动规律。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________(填字母);
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端必须调节至水平
C. 应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放
D. 实验前不需要用重垂线检查方格纸上的竖线是否竖直
(2)该实验中,在取下白纸前,应确定坐标原点的位置,并建立直角坐标系,下列图像中坐标原点和坐标系的建立正确的是________(填字母);
(3)频闪照相机每隔相同时间曝光一次,某次拍摄得到的照片,、、、为轨迹上4个点,如图乙所示。已知图中每个方格的边长为,当地重力加速度的大小为。则图中点________(填“是”或“不是”)小球平抛运动的抛出点,小球平抛运动的初速度大小为________。
【答案】(1)BC (2)A
(3) ①. 不是 ②. 0.98
【解析】
【小问1详解】
AC.斜槽不必光滑,只要每次从斜槽上同一位置由静止释放,到达斜槽末端时的速度就相等,故C正确,A错误;
B.斜槽轨道末端必须保持水平,小球才能做平抛运动,落地时间才会相同,故B正确;
D.实验前要用重垂线检查方格纸上的竖线是否竖直,故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
该实验中坐标原点的位置,应该在小球在斜槽末端时球心的投影点,故选A。
【小问3详解】
[1]竖直方向,根据,可得
b点竖直方向速度
a点竖直方向速度
所以图中点不是小球平抛运动的抛出点;
[2]小球平抛水平初速度大小为
12. 实验探究小组用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板C到转轴的距离是挡板A的2倍,长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板B到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。
(1)下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是______(填字母)。
A. 探究一根弹簧弹力与形变量的关系
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究加速度与力、质量的关系
(2)关于本实验,下列说法正确的是______(填字母)。
A. 探究向心力和角速度的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
B. 探究向心力和角速度的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板B处
C. 探究向心力和半径的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
D. 探究向心力和质量的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上,将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板B处
(3)若传动皮带套住左、右两个塔轮的半径分别为、,某次实验使,则B、C两处的角速度大小之比为______;将质量相同的小球分别放在B、C两处,左、右两侧露出的标尺格数之比为______。
【答案】(1)C (2)BCD
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
本实验中探究向心力大小与质量、半径和角速度的关系,采用的实验方向是控制变量法;
A.探究一根弹簧弹力与形变量的关系,没有采用控制变量法,故A错误;
B.探究两个互成角度的力的合成规律,采用的实验方向是等效替代法,故B错误;
C.探究加速度与力、质量的关系,采用的实验方向是控制变量法,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
AB.探究向心力和角速度的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板B处,故A错误,B正确;
C.探究向心力和半径的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处,故C正确;
D.探究向心力和质量的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上,将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板B处,故D正确。
故选BCD。
【小问3详解】
[1]若传动皮带套住左、右两个塔轮的半径分别为、,某次实验使,根据
可知则B、C两处的角速度大小之比为
[2]将质量相同的小球分别放在B、C两处,根据
可知左、右两侧露出的标尺格数之比为
13. 某中子星的质量大约与太阳的质量相等,为,但它的半径比太阳小很多,若在其表面用一特殊的弹簧测力计竖直悬挂一质量为1g的物块,静止时示数为,已知万有引力常量,忽略中子星自转的影响。求:(以下计算结果均保留1位有效数字)
(1)该中子星的半径;
(2)该中子星的第一宇宙速度的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据
其中,
解得中子星表面的重力加速度大小为
忽略中子星自转的影响,则在其表面,万有引力等于重力,即
代入数据解得
【小问2详解】
根据万有引力提供向心力有
代入数据解得
14. 如图所示,某人从山顶相同位置分别以不同大小的速度水平抛出甲、乙两个小球,分别落在水平地面的、两点.已知甲、乙两球的落地点、与抛出点的水平距离之比为,不计空气阻力,求:
(1)甲、乙两小球水平抛出的初速度大小之比;
(2)甲、乙两小球从抛出到落地过程的速度变化量大小之比;
(3)甲、乙两小球落地前瞬间的速度与水平方向间夹角的正切值之比.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设抛出点到水平地面高度为,空中飞行时间为,则有竖直方向
可知两球空中飞行时间相等,水平方向
由于
联立解得
【小问2详解】
由
可知
【小问3详解】
对甲球:
对乙球:
由(1)(2)可知
联立解得
15. 如图所示,一个质量为0.5kg的小球(可视为质点)以初速度从A点水平抛出,恰好从圆管BCD的B点沿切线方向进入圆弧,经BCD从圆管的最高点D射出,恰好又落到B点。已知圆弧的半径为,且A与D在同一水平线上,BC弧对应的圆心角。不计空气阻力,已知,,取,求:
(1)小球从A点做平抛运动的初速度的大小;
(2)在D点处小球对管壁的作用力的大小和方向。
【答案】(1)
(2)4N,竖直向下
【解析】
【小问1详解】
小球从点做平抛运动,在竖直方向上有
小球恰好落到点并沿切线方向进入圆弧,则
联立解得
【小问2详解】
小球从点做平抛运动,在竖直方向上有
在水平方向上有
联立解得
小球在处,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律,在点处小球对管壁的作用力的大小为,方向竖直向下。
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(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;回答非选择题时,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,请将答题卡上交。
4、本卷主要命题范围:粤教版必修第二册第一~三章。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,a、b为行星在椭圆轨道运动时的两个位置,同一行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积分别为、。则( )
A. B. C. D. 无法确定
2. 如图是波轮式洗衣机甩干桶的原理图,一圆筒绕其中心轴匀速转动,一件衣服紧贴在筒内壁上相对筒无滑动与筒一起转动(如图所示),则对衣服进行受力分析可知,衣服受到的力有()
A. 衣服的重力,筒对衣服的弹力
B. 衣服的重力、摩擦力
C. 衣服的重力、摩擦力,筒对衣服的弹力
D. 衣服的重力、摩擦力,筒对衣服的弹力、向心力
3. 如图所示为抛圈套物游戏,游戏者从某一高度以某一水平初速度抛出套圈,套中了奖品1,若他想套中奖品2,再次水平抛出时,他应该(不计空气阻力,套圈落地后不弹起)( )
A. 只增大初速度 B. 只减小初速度
C. 只向后移动适当距离 D. 只降低抛出时的高度
4. 如图所示,在飞镖比赛中,某同学将飞镖从A点以初速度水平抛出击中飞镖盘上的B点,若想击中飞镖盘上的O点,忽略空气阻力。该同学可以采取的措施是( )
A. 换用质量稍大些的飞镖
B. 掷出位置不变,适当增大
C. 保持飞镖初速度和出手点高度不变,适当减小飞镖出手点到靶的水平距离
D. 保持飞镖初速度和出手点到靶的水平距离不变,出手点高度适当降低一些
5. 如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N两点,两球运动的最大高度相同,空气阻力不计,则( )
A. B的加速度比A的大
B. B的飞行时间比A的长
C. B在落地时的速度比A在落地时的大
D. B在最高点的速度与A在最高点的速度相等
6. “天问一号”火星探测器要完成登陆火星探测的任务需经历如图所示的变轨过程,轨道Ⅰ为圆轨道,轨道Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道,三条轨道相切于点,变轨过程探测器质量不变。则探测器( )
A. 在轨道Ⅲ上运行的周期最短
B. 探测器在逐渐靠近火星的过程中,火星对探测器的引力大于探测器对火星的引力
C. 从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ需在点适当减速
D. 在轨道Ⅰ上经过点的加速度小于轨道Ⅱ上经过点的加速度
7. 如图所示,一辆质量为m的小汽车(视为质点)先过凹形桥的最低点M,再过拱形桥的最高点N,两段桥为半径均为R的一段圆弧,小汽车在通过M、N时的向心加速度的大小均为g,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小汽车在M点既不是失重状态,也不是超重状态
B. 小汽车在N点时处于二力平衡状态
C. 小汽车在M、N两点的速度大小之差为
D. 小汽车在M、N两点对桥面的压力大小之差为2mg
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 3D地图技术能够为无人驾驶汽车分析数据,提供操作的指令。如图所示为一段公路拐弯处的地图,则( )
A. 若弯道是水平的,汽车拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力
B. 若弯道是水平的,为防止汽车侧滑,汽车拐弯时收到的指令是让车速小一点
C. 若弯道是倾斜的,为了防止汽车侧滑,道路应为内(东北)高外(西南)低
D. 若弯道是倾斜的,为了防止汽车侧滑,道路应为外(西南)高内(东北)低
9. 中国空间站主要由天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船(即已经命名的“神舟”号飞船)和货运飞船(天舟飞船)五个模块组成,空间站在离地面高度为400km的圆轨道上做匀速圆周运动,已知地球半径为6400km,地球表面附近的重力加速度为,万有引力常量,,根据以上信息可计算出的物理量有( )
A. 空间站受到地球的万有引力大小
B. 空间站做圆周运动的周期
C. 地球的平均密度
D. 地球的自转周期
10. 第十二届全国少数民族传统体育运动会在海南省三亚市举办,跑马射箭又称马上骑射,是少数民族传统体育项目之一,具有悠久的历史。跑马射箭项目在规定的距离,以最短时间内射中目标多的为获胜方。运动员骑在奔驰的马背上,弯弓放箭射向固定目标(即图中的箭靶,箭靶平面与马运动方向平行)。假设运动员骑马奔驰的速度为,运动员静止时射出的箭速度为,跑道离固定目标的最近距离为。要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短。不考虑空气阻力和重力的影响,则( )
A. 箭被射出到射中靶的最短时间为0.36s
B. 箭被射出到射中靶的最短时间为0.45s
C. 箭在沿马前进的方向运动的位移为5.4m
D. 运动员放箭处与靶的距离为5.4m
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示装置以及频闪照相机(图中未画出)研究平抛运动规律。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________(填字母);
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端必须调节至水平
C. 应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放
D. 实验前不需要用重垂线检查方格纸上的竖线是否竖直
(2)该实验中,在取下白纸前,应确定坐标原点的位置,并建立直角坐标系,下列图像中坐标原点和坐标系的建立正确的是________(填字母);
(3)频闪照相机每隔相同时间曝光一次,某次拍摄得到的照片,、、、为轨迹上4个点,如图乙所示。已知图中每个方格的边长为,当地重力加速度的大小为。则图中点________(填“是”或“不是”)小球平抛运动的抛出点,小球平抛运动的初速度大小为________。
12. 实验探究小组用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板C到转轴的距离是挡板A的2倍,长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板B到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。
(1)下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是______(填字母)。
A. 探究一根弹簧弹力与形变量的关系
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究加速度与力、质量的关系
(2)关于本实验,下列说法正确的是______(填字母)。
A. 探究向心力和角速度的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
B. 探究向心力和角速度的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板B处
C. 探究向心力和半径的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
D. 探究向心力和质量的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上,将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板B处
(3)若传动皮带套住左、右两个塔轮的半径分别为、,某次实验使,则B、C两处的角速度大小之比为______;将质量相同的小球分别放在B、C两处,左、右两侧露出的标尺格数之比为______。
13. 某中子星的质量大约与太阳的质量相等,为,但它的半径比太阳小很多,若在其表面用一特殊的弹簧测力计竖直悬挂一质量为1g的物块,静止时示数为,已知万有引力常量,忽略中子星自转的影响。求:(以下计算结果均保留1位有效数字)
(1)该中子星的半径;
(2)该中子星的第一宇宙速度的大小。
14. 如图所示,某人从山顶相同位置分别以不同大小的速度水平抛出甲、乙两个小球,分别落在水平地面的、两点.已知甲、乙两球的落地点、与抛出点的水平距离之比为,不计空气阻力,求:
(1)甲、乙两小球水平抛出的初速度大小之比;
(2)甲、乙两小球从抛出到落地过程的速度变化量大小之比;
(3)甲、乙两小球落地前瞬间的速度与水平方向间夹角的正切值之比.
15. 如图所示,一个质量为0.5kg的小球(可视为质点)以初速度从A点水平抛出,恰好从圆管BCD的B点沿切线方向进入圆弧,经BCD从圆管的最高点D射出,恰好又落到B点。已知圆弧的半径为,且A与D在同一水平线上,BC弧对应的圆心角。不计空气阻力,已知,,取,求:
(1)小球从A点做平抛运动的初速度的大小;
(2)在D点处小球对管壁的作用力的大小和方向。
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