内容正文:
物理试题
一、单选(7个小题,共28分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 两个微观粒子之间也存在万有引力
B. 月一地检验的结果证明了引力与重力是两种不同性质的力
C. 牛顿发现了万有引力定律并测定了引力常量
D. 由公式可知,当时,引力
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.任何物体间都存在万有引力,A正确;
B.月—地检验的结果证明了引力与重力是同种性质的力,B错误;
C.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪什测定了引力常量,C错误;
D.当两物体间的距离趋近于零时,公式不再适用,再不能用该公式分析这两个物体间万有引力的大小,D错误;
故选A。
2. 为了解决高速列车在弯路上运行时轮轨间的磨损问题,保证列车能经济、安全地通过弯道,常用的办法是将弯道曲线外轨轨枕下的道床加厚,使外轨高于内轨,外轨与内轨的高差叫曲线外轨超高。已知某曲线路段设计外轨超高值为70mm,两铁轨间距离为1435mm,最佳的过弯速度为350km/h,则该曲线路段的半径约为( )
A. 40 km B. 30 km C. 20 km D. 10 km
【答案】C
【解析】
【详解】设倾角为,列车转弯的合力提供向心力则有
得
由于倾角很小,则有
则有
故ABD错误,C正确。
故选C。
3. 某生态公园的人造瀑布景观如图所示,水流从高处水平流出槽道,恰好落入步道边的水池中。现制作一个为实际尺寸的模型展示效果,模型中槽道里的水流速度应为实际的( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,水流出后做平抛运动的水平位移和下落高度均变为原来的,则有
得
所以时间变为实际的四分之一,则水流出的速度
由于水平位移变为实际的,时间变为实际的四分之一,则水流出的速度为实际的四分之一
故选B。
4. 如图所示,悬线一端固定在天花板上的O点,另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球,橡胶球静止时,竖直悬线刚好挨着水平桌面的边缘。现将CD光盘按在桌面上,并沿桌面边缘以速度v匀速移动,移动过程中,CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线,当悬线与竖直方向的夹角为θ时,小球上升的速度大小为( )
A. vsinθ B. vcosθ C. vtanθ D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由题意可知,线与光盘交点参与两个运动,一是沿着线的方向运动,二是垂直线的方向运动,则合运动的速度大小为v,由数学三角函数关系,则有
v线=vsinθ
而沿线方向的速度大小,即为小球上升的速度大小,故A正确,BCD错误;
故选A。
5. 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。由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是(g取)( )
A. 木板A获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为4J
C. 木板A的最小长度为2m D. A、B间的动摩擦因数为0.1
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图乙可知,图像的斜率等于加速度,可知A、B的加速度大小都为,根据牛顿第二定律知,二者质量相等,木板获得的动能为
选项A错误;
B.系统损失的机械能
选项B错误;
C.由题图乙可求出二者相对位移为
选项C错误;
D.分析B的受力,根据牛顿第二定律
可求出
选项D正确。
故选D。
6. 卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成,卫星通信具有通信范围大、可靠性高等优点。已知地球自转周期为,卫星高度与地球半径相等,北极地面的重力加速度大小为,赤道地面的重力加速度大小为,引力常量为,则地球的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】赤道处有向心加速度,则赤道的重力加速度小于两极的重力加速度,有
解得地球半径
又,解得地球质量
故选B。
7. 如图甲所示,一个可视为质点的小球从地面竖直上抛,小球的动能Ek随它距离地面的高度h的变化关系如图乙所示,取小球在地面时的重力势能为零,小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为
B. 小球受到空气阻力的大小为
C. 上升过程中,小球的动能等于重力势能时,小球距地面的高度为
D. 下降过程中,小球的动能等于重力势能时,小球的动能大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.上升阶段,根据能量守恒
下降阶段,根据能量守恒
联立解得,小球的质量为
小球受到空气阻力的大小为,故AB错误;
C.上升过程中,小球的动能等于重力势能时,根据能量守恒
解得小球距地面的高度为,故C正确;
D.下降过程中,小球的动能等于重力势能时,设此时高度,根据能量守恒
即
解得小球的动能大小,不等于,故D错误。
故选C。
二、多选(3个小题,每题6分,共18分,漏选得3分,错选0分)
8. 如图所示,一物块在一个水平力F作用下沿足够大斜面匀速运动,此力F的方向与斜面平行。某时刻将力F撤除,下列对撤除力F后物块运动的描述正确的是( )
A. 物块可能做匀变速曲线运动 B. 物块仍沿斜面匀速运动
C. 物块将做非匀变速曲线运动 D. 物块最终将停在斜面上
【答案】CD
【解析】
【详解】物体受重力、支持力、拉力及摩擦力而处于平衡,重力可分解为垂直于斜面及沿斜面的两个力;垂直斜面方向受力平衡,而沿斜面方向上有拉力、重力的分力及摩擦力而处于平衡,故摩擦力应与拉力与重力分力的合力平衡,运动方向与f的方向相反,如图所示
当F撤去后,合力方向与F方向相反,与v的方向由一定的夹角,大于90°,所以物体做曲线运动,速度的方向改变后,f的方向也改变,所以合力的方向也改变,故将做非匀变速曲线运动,最终将停在斜面上。
故选CD。
9. 2016年2月11日,美国科学家宣布探测到引力波,根据科学家们的推测,双星的运动是产生引力波的来源之一.假设宇宙中有一由a、b两颗星组成的双星系统,这两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,测得a星的周期为T,a、b两星间的距离为,轨道半径之差为△r,已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径,则( )
A. b星的周期为
B. b星的线速度大小为
C. a、b两星的轨道半径之比为
D. a、b两星的质量之比为
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,所以两颗星的周期相等,则
故A项错误;
BC.a、b两星间的距离为,轨道半径之差为,已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径,则
所以
a、b两星的轨道半径之比
b星的线速度大小
故B项正确,C项错误;
D.两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,则
所以a、b两星的质量之比
故D项正确。
故选BD。
10. 如图所示,工程队向峡谷对岸平台抛射重物,初速度v0大小为20m/s,与水平方向的夹角为30°,抛出点P和落点Q的连线与水平方向夹角为30°,重力加速度大小取10m/s2,忽略空气阻力。重物在此运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 运动时间为
B. 落地速度与水平方向夹角为60°
C. 重物离PQ连线的最远距离为10m
D. 轨迹最高点与落点的高度差为45m
【答案】BD
【解析】
【详解】AC.将初速度分解为沿方向分速度和垂直分速度,则有
,
将重力加速度分解为沿方向分速度和垂直分速度,则有
,
垂直方向根据对称性可得重物运动时间为
重物离PQ连线的最远距离为
故AC错误;
B.重物落地时竖直分速度大小为
则落地速度与水平方向夹角正切值为
可得
故B正确;
D.从抛出到最高点所用时间为
则从最高点到落地所用时间为
轨迹最高点与落点的高度差为
故D正确。
故选BD。
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上,在桌面上固定一个斜面,斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离,让钢球从斜面顶端同一位置滚下,通过碰撞复写纸,在白纸上记录钢球的落点。
①为了正确完成实验,以下做法必要的是________。
A.实验时应保持桌面水平
B.每次应使钢球从静止开始释放
C.使斜面的底边ab与桌边重合
D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动,在白纸上记录了钢球的4个落点,相邻两点之间的距离依次为、、,示意如图2。重力加速度,钢球平抛的初速度为________m/s。
③图1装置中,木板上悬挂一条铅垂线,其作用是________。
【答案】 ①. AB ②. 2 ③. 方便调整木板保持在竖直平面上
【解析】
【详解】①[1]A.实验过程中要保证钢球水平抛出,所以要保持桌面水平,故A正确;
B.为保证钢球抛出时速度相同,每次应使钢球从同一位置静止释放,故B正确;
CD.实验只要每次钢球抛出时速度相同即可,斜面底边ab与桌面是否重合和钢球与斜面间的摩擦力大小对于每次抛出的速度无影响,故C错误,D错误。
故选AB。
②[2] 每次将木板向远离桌子的方向移动,则在白纸上记录钢球的相邻两个落点的时间间隔相等,刚球抛出后在竖直方向做自由落体运动,根据可知相邻两点的时间间隔为
刚球在水平方向上做匀速直线运动,所以小球初速度为
③[3]悬挂铅垂线的目的是方便调整木板保持在竖直平面上。
12. 为了探究机械能守恒定律,玉田一中的吉吉设计了如图甲所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:
A.小车 B.钩码
C.一端带滑轮的木板 D.细线
E.电火花计时器 F.纸带
G.毫米刻度尺 H.低压交流电源
I.220 V的交流电源
(1)根据上述实验装置和提供的实验器材,你认为实验中不需要的器材是________(填写器材序号),还应补充的器材是________。
(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示,选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0~6),测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6,打点周期为T。则打点2时小车的速度v2=________;若测得小车质量为M、钩码质量为m,打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示,已知重力加速度为g,则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为_____________________________。
(3)在实验数据处理时,如果以 为纵轴,以d为横轴,根据实验数据绘出-d图像,其图线的斜率表示的物理量的表达式为________________(用字母表示)。
【答案】 ①. H ②. 天平 ③. 或 ④. ⑤.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]电火花计时器使用的是220 V交流电源,因此低压交流电源用不着;另外还需要用到天平测出小车的质量M;
(2)[3]打点2时的速度等于1~3间的平均速度,即
v2=
[4]根据机械能守恒,整个系统减小的重力势能等于整个系统增加的动能,即
g
(3)[5]根据
mgd=(M+m)v2
得
所以-d图像的斜率,表示的物理量的表达式为(加速度)。
四、解答题(共38分)
13. 如图所示,可视为质点的雪块从屋顶的水平边缘上O点以水平初速度飞出,雪块在空中运动后落至水平地面上的A点,此时速度方向与竖直方向夹角的正切值。取重力加速度大小,不计空气阻力。求:
(1)O点到水平地面的高度h;
(2)雪块的初速度大小。
【答案】(1)3.2m
(2)
【解析】
【小问1详解】
雪块在竖直方向上做自由落体运动,有
解得
【小问2详解】
雪块落到A点时的竖直分速度大小
雪块的水平分速度大小
解得
14. 如图,航模试验时小船A在水面上失去动力,某同学在岸上通过电动机用跨过光滑定滑轮的轻绳把A沿水平直线拖向岸边,A的水平甲板上有一货箱B,A和B始终保持相对静止。已知A和B的质量均为m,电动机的输出功率恒为P,A经过c处时速度大小为,经过d处时B受到甲板的静摩擦力大小为f,A受水面的阻力忽略不计,求小船A
(1)在d处的加速度大小a;
(2)在d处的速度大小v;
(3)从c运动到d所用的时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在d处A、B的加速度大小相等,根据牛顿第二定律,对B有
解得A在d处的加速度大小为
【小问2详解】
设船在d处时电动机拉动轻绳的速度为,轻绳拉力大小为F,轻绳与水平夹角为,则,
对A、B整体由牛顿第二定律有
解得
【小问3详解】
设物体A从c运动到d所用的时间t,对A、B整体由动能定理得
解得
15. 如图,内侧光滑、半径为0.3m的竖直圆形轨道固定在水平面上,、点分别为轨道的圆心和最低点。一小球在点获得一个水平向右的初速度(未知),小球将沿轨道运动。小球可看作质点,不计空气阻力,重力加速度大小取。
(1)若OA,OB与竖直都成60°则:
①恰好过B点,求初速度v0?小球以后会脱离轨道吗?
②恰好过A点,求初速度v0?小球以后会脱离轨道吗?
(2)若小球运动过程中始终未脱离轨道,求水平初速度的范围(结果可保留根号)。
【答案】(1)①,不会脱离轨道,②,以后会脱离轨道
(2)或
【解析】
【小问1详解】
①当小球恰好能够到达最高点时,设最高点速度为,则
从点到最高点,
解得
恰好经过最高点即是恰好经过B点,以后不会离开轨道。
②恰好过A点,则
从点到A点由动能定理
联立可得,此后离开轨道。
【小问2详解】
当小球恰好能运动到与圆心等高时
解得
所以时,小球在下半圆轨道上运动且不与轨道分离
当小球恰好能够到达最高点时,设最高点速度为,则
从点到最高点,
解得
所以时,小球能做完整的圆周运动且不与轨道分离
水平速度的范围或
附加题
16. 一质量可视为不变的汽车在平直公路上行驶,该车在一段行驶过程中速度的倒数随加速度a的变化图像如图所示,已知图线的斜率为k,纵截距为b。下列说法正确的是( )
A. 汽车运动过程中发动机的输出功率不变
B. 汽车在行驶过程中受到的阻力逐渐变大
C. 汽车行驶的最大速度为
D. 当汽车速度为最大速度的一半时,汽车的加速度为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.设汽车行驶时发动机的输出功率为,阻力为,牵引力为,则有
,
整理可得
由题图可知
,
解得
,
可知汽车行驶过程中发动机的输出功率不变,汽车在行驶过程中受到的阻力恒定不变,故A正确,B错误;
C.当汽车速度达到最大时,有
即
解得
故C错误;
D.当汽车速度为
汽车的牵引力为
由
可得此时汽车的加速度为
故D错误。
故选A。
17. 老鼠行动谨慎,我们常说“胆小如鼠”。一只老鼠离开洞穴后,先停留在离洞口d1=1.0m的A点处仔细观望,确认没有危险后,以v1=6.4m/s的初速度沿直线开始向远处快速爬行,但爬行速度逐渐减小,速度大小与离洞口的距离d成反比,如图中的v−d图像所示,最终爬行到离洞口d2=4.0m的B点。求这只老鼠从A点爬行到B点所用的时间。
【答案】
【解析】
【详解】因为老鼠速度大小与其离洞口的距离成反比,即有d1v1=d2v2可知v2=1.6m/s
作出图象,图中的曲线与横轴所围“面积”的数值正是老鼠从A到B所需的时间.则
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物理试题
一、单选(7个小题,共28分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 两个微观粒子之间也存在万有引力
B. 月一地检验的结果证明了引力与重力是两种不同性质的力
C. 牛顿发现了万有引力定律并测定了引力常量
D. 由公式可知,当时,引力
2. 为了解决高速列车在弯路上运行时轮轨间的磨损问题,保证列车能经济、安全地通过弯道,常用的办法是将弯道曲线外轨轨枕下的道床加厚,使外轨高于内轨,外轨与内轨的高差叫曲线外轨超高。已知某曲线路段设计外轨超高值为70mm,两铁轨间距离为1435mm,最佳的过弯速度为350km/h,则该曲线路段的半径约为( )
A. 40 km B. 30 km C. 20 km D. 10 km
3. 某生态公园的人造瀑布景观如图所示,水流从高处水平流出槽道,恰好落入步道边的水池中。现制作一个为实际尺寸的模型展示效果,模型中槽道里的水流速度应为实际的( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,悬线一端固定在天花板上的O点,另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球,橡胶球静止时,竖直悬线刚好挨着水平桌面的边缘。现将CD光盘按在桌面上,并沿桌面边缘以速度v匀速移动,移动过程中,CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线,当悬线与竖直方向的夹角为θ时,小球上升的速度大小为( )
A. vsinθ B. vcosθ C. vtanθ D.
5. 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。由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是(g取)( )
A. 木板A获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为4J
C. 木板A的最小长度为2m D. A、B间的动摩擦因数为0.1
6. 卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成,卫星通信具有通信范围大、可靠性高等优点。已知地球自转周期为,卫星高度与地球半径相等,北极地面的重力加速度大小为,赤道地面的重力加速度大小为,引力常量为,则地球的质量为( )
A. B. C. D.
7. 如图甲所示,一个可视为质点的小球从地面竖直上抛,小球的动能Ek随它距离地面的高度h的变化关系如图乙所示,取小球在地面时的重力势能为零,小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为
B. 小球受到空气阻力的大小为
C. 上升过程中,小球的动能等于重力势能时,小球距地面的高度为
D. 下降过程中,小球的动能等于重力势能时,小球的动能大小为
二、多选(3个小题,每题6分,共18分,漏选得3分,错选0分)
8. 如图所示,一物块在一个水平力F作用下沿足够大斜面匀速运动,此力F的方向与斜面平行。某时刻将力F撤除,下列对撤除力F后物块运动的描述正确的是( )
A. 物块可能做匀变速曲线运动 B. 物块仍沿斜面匀速运动
C. 物块将做非匀变速曲线运动 D. 物块最终将停在斜面上
9. 2016年2月11日,美国科学家宣布探测到引力波,根据科学家们的推测,双星的运动是产生引力波的来源之一.假设宇宙中有一由a、b两颗星组成的双星系统,这两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,测得a星的周期为T,a、b两星间的距离为,轨道半径之差为△r,已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径,则( )
A. b星的周期为
B. b星的线速度大小为
C. a、b两星的轨道半径之比为
D. a、b两星的质量之比为
10. 如图所示,工程队向峡谷对岸平台抛射重物,初速度v0大小为20m/s,与水平方向的夹角为30°,抛出点P和落点Q的连线与水平方向夹角为30°,重力加速度大小取10m/s2,忽略空气阻力。重物在此运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 运动时间为
B. 落地速度与水平方向夹角为60°
C. 重物离PQ连线的最远距离为10m
D. 轨迹最高点与落点的高度差为45m
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上,在桌面上固定一个斜面,斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离,让钢球从斜面顶端同一位置滚下,通过碰撞复写纸,在白纸上记录钢球的落点。
①为了正确完成实验,以下做法必要的是________。
A.实验时应保持桌面水平
B.每次应使钢球从静止开始释放
C.使斜面的底边ab与桌边重合
D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动,在白纸上记录了钢球的4个落点,相邻两点之间的距离依次为、、,示意如图2。重力加速度,钢球平抛的初速度为________m/s。
③图1装置中,木板上悬挂一条铅垂线,其作用是________。
12. 为了探究机械能守恒定律,玉田一中的吉吉设计了如图甲所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:
A.小车 B.钩码
C.一端带滑轮的木板 D.细线
E.电火花计时器 F.纸带
G.毫米刻度尺 H.低压交流电源
I.220 V的交流电源
(1)根据上述实验装置和提供的实验器材,你认为实验中不需要的器材是________(填写器材序号),还应补充的器材是________。
(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示,选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0~6),测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6,打点周期为T。则打点2时小车的速度v2=________;若测得小车质量为M、钩码质量为m,打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示,已知重力加速度为g,则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为_____________________________。
(3)在实验数据处理时,如果以 为纵轴,以d为横轴,根据实验数据绘出-d图像,其图线的斜率表示的物理量的表达式为________________(用字母表示)。
四、解答题(共38分)
13. 如图所示,可视为质点的雪块从屋顶的水平边缘上O点以水平初速度飞出,雪块在空中运动后落至水平地面上的A点,此时速度方向与竖直方向夹角的正切值。取重力加速度大小,不计空气阻力。求:
(1)O点到水平地面的高度h;
(2)雪块的初速度大小。
14. 如图,航模试验时小船A在水面上失去动力,某同学在岸上通过电动机用跨过光滑定滑轮的轻绳把A沿水平直线拖向岸边,A的水平甲板上有一货箱B,A和B始终保持相对静止。已知A和B的质量均为m,电动机的输出功率恒为P,A经过c处时速度大小为,经过d处时B受到甲板的静摩擦力大小为f,A受水面的阻力忽略不计,求小船A
(1)在d处的加速度大小a;
(2)在d处的速度大小v;
(3)从c运动到d所用的时间t。
15. 如图,内侧光滑、半径为0.3m的竖直圆形轨道固定在水平面上,、点分别为轨道的圆心和最低点。一小球在点获得一个水平向右的初速度(未知),小球将沿轨道运动。小球可看作质点,不计空气阻力,重力加速度大小取。
(1)若OA,OB与竖直都成60°则:
①恰好过B点,求初速度v0?小球以后会脱离轨道吗?
②恰好过A点,求初速度v0?小球以后会脱离轨道吗?
(2)若小球运动过程中始终未脱离轨道,求水平初速度的范围(结果可保留根号)。
附加题
16. 一质量可视为不变的汽车在平直公路上行驶,该车在一段行驶过程中速度的倒数随加速度a的变化图像如图所示,已知图线的斜率为k,纵截距为b。下列说法正确的是( )
A. 汽车运动过程中发动机的输出功率不变
B. 汽车在行驶过程中受到的阻力逐渐变大
C. 汽车行驶的最大速度为
D. 当汽车速度为最大速度的一半时,汽车的加速度为
17. 老鼠行动谨慎,我们常说“胆小如鼠”。一只老鼠离开洞穴后,先停留在离洞口d1=1.0m的A点处仔细观望,确认没有危险后,以v1=6.4m/s的初速度沿直线开始向远处快速爬行,但爬行速度逐渐减小,速度大小与离洞口的距离d成反比,如图中的v−d图像所示,最终爬行到离洞口d2=4.0m的B点。求这只老鼠从A点爬行到B点所用的时间。
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