精品解析:四川成都市川化中学2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷
2026-07-24
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内容正文:
2025-2026学年度四川省川化中学高2025级高一下期中考试
物理学科试卷
注意事项:开考前,请先将自己个人信息填写准确。然后在作答时,必须用规定的笔书写,2B铅笔填涂选择题,黑色墨迹签字笔书写非选择题。考试结束后,将试卷,答题卷,草稿纸交回。
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 如图所示,小明在斜坡上分别以两个方向投掷石块A、B,并使其落在斜坡下方的M、N两点,假设两次投掷的石块最大高度相同,不计空气阻力,则( )
A. 从投出位置到最高点,A和B速度变化量相同
B. 整个在空中运动的过程中B运动时间比A的短
C. A和B从抛出到落回斜坡面,位移的方向不同
D. A刚投出时的初速度比B刚投出时的初速度大
【答案】A
【解析】
【详解】A.A物体抛出后能和B物体达到同一最大高度,根据
可知二者运动到最高点的时间相等,由速度变化量等于
可知,二者速度变化量相同,故A正确;
B.根据题意,两次投掷的石块最大高度相同,则上升所用时间相同,而根据A、B石块的运动轨迹可知,B石块下落高度大于A石块下落高度,则可知B石块下落所用时间比A石块下落所用时间更长,因此整个在空中运动的过程中B运动时间比A的长,故B错误;
C.A、B石块都是从斜面上抛出,最后都落在了斜面上,位移都是沿着斜面向下的,因此A和B从抛出到落回斜坡面,位移的方向相同,故C错误;
D.由于A、B上升高度相同,根据
可知A、B石块竖直分速度大小相同,而根据两石块的运动轨迹,在等高处(运动相同时间),B石块的水平位移大于A石块的水平位移,根据水平方向做匀速直线运动有
可知B石块的水平分速度大于A石块的水平分速度,即
由此可得
故D错误。
故选A。
2. 乒乓球运动深受广大群众喜爱。如图所示,球网固定在球台的中央,运动员在球台边缘中点M处正上方高为h处将乒乓球水平发出,乒乓球反弹后擦着掠过球网并落在对方球台边缘中点N处。已知乒乓球落到台面上反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,不考虑乒乓球的旋转和空气阻力,则球网的高度为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设球台长为2L,球网高度为H,乒乓球初速度为;
乒乓球整个运动过程中两次达到最高点,对于第一次落到台面上,为第一次平抛运动,将从台面上反弹后又落回台面这一过程视为在最高点分别向左和右平抛的过程,所以乒乓球的运动过程拆分成了三次平抛运动,由于抛出的高度相同,所以从抛出到落回台面的时间都满足
在水平方向上每一次平抛运动都满足:
由于乒乓球反弹后速度大小不变,所以三次平抛运动的水平速度大小一样,所以水平位移相等,均为,球网位于台面中间位置,所以第一次反弹到球网处的水平距离为;
若将乒乓球反弹到最高点逆过程看作平抛运动,则从最高点到下落到高球网处的距离为
令时间为t,则,
联立解得
又,
则
解得
故选D。
3. 如图是货物输送装置示意图,载物平台M架在两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上,平台重心与两圆柱等距,货物m放在平台正中间。两圆柱以角速度绕轴线做相反方向转动。现沿平行于轴线的方向给平台施加的恒力,使平台从静止开始沿轴线运动。已知平台质量,平台与两圆柱间的动摩擦因数均为,货物质量,与平台间的动摩擦因数,圆柱半径,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 货物与平台一起做匀加速直线运动
B. 当平台速度时,货物加速度为
C. 当平台速度时,货物加速度为
D. 若施加的恒力,平台将保持静止
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据对称性可知平台与两个圆柱表面的摩擦力相等,大小均为
沿平行于轴线的方向给平台施加的恒力,使平台从静止开始沿轴线运动,初始时刻,平台受到两圆柱的摩擦力刚好平衡,以平台和货物为整体,加速度大小为
圆柱表面的点转动的线速度大小为
设平台运动的速度大小为,如图所示
可知平台受到两个圆柱表面对平台沿平行于轴线的方向的摩擦力大小均为
根据牛顿第二定律可得
可知随着平台速度的逐渐增大,逐渐减小,逐渐增大,加速度逐渐减小,所以货物与平台不是一起匀加速直线运动,故A错误;
BC.当平台速度时,则有
又
可得加速度大小为
故B错误,C正确;
D.若施加的恒力,由于初始时刻,两圆柱对表面对平台沿平行于轴线的方向的摩擦力大小为0,所以平台一定沿轴线的方向运动,故D错误。
故选C。
4. 如图所示的机械装置可以将圆周运动转化为直线上的往复运动.连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动,连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左右滑动.已知OB杆长为L,绕O点做逆时针方向匀速转动的角速度为ω,当连杆AB与水平方向夹角为α,AB杆与OB杆的夹角为β时,滑块的水平速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据“连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左右滑动”、“滑块的水平速度大小为”可知,本题考查速度的合成与分解问题,根据两物体沿杆方向的速度相等,分别将A、B的速度沿杆和垂直杆分解,列式求解及可.
【详解】设滑块的水平速度大小为v,A点的速度的方向沿水平方向,如图将A点的速度分
根据运动的合成与分解可知,沿杆方向的分速度:vA分=vcosα,
B点做圆周运动,实际速度是圆周运动的线速度,可以分解为沿杆方向的分速度和垂直于杆方向的分速度,如图设B的线速度为v′则:
vB分=v′⋅cosθ=v′cos(90∘−β)=v′sinβ, v′=ωL
又二者沿杆方向的分速度是相等的,即:vA分=vB分
联立可得:v=.故D正确,ABC错误
故选D
5. 如图所示,竖直放置的光滑大圆环,轻绳一端固定在大圆环的最高点,另一端连接套在大圆环上的小圆环。现让大圆环绕竖直轴,由静止开始缓慢增加转动的角速度,细绳与竖直轴之间的夹角始终为30°。则( )
A. 绳中拉力缓慢增大
B. 绳中拉力先减小后增大
C. 大圆环对小圆环的弹力一直减小
D. 大圆环对小圆环的弹力可以大于小圆环的重力
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.设,对小圆环进行受力分析,受力分析如图所示
随着的增大,拉力T和支持力N都会变小,其中T一直减小,而N会先减小到0再反向增大,故ABC错误;
D.当绳子拉力减小为零后,对小圆环,竖直方向
可得
可知大圆环对小圆环的弹力可以大于小圆环的重力,故D正确。
故选D。
6. 我国天文学家通过FAST,在武仙座球状星团 M13中发现一个脉冲双星系统。如图所示,假设在太空中有恒星 A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动,运动周期为 T1,它们的轨道半径分别为RA、RB,RA<RB,C为B的卫星,绕B做逆时针匀速圆周运动,周期为T2,忽略A与C之间的引力,且A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。万有引力常量为G,则以下说法正确的是( )
A. 若知道C的轨道半径,则可求出C的质量
B. 恒星B的质量为
C. 若A也有一颗运动周期为T2的卫星,则其轨道半径一定小于C的轨道半径
D. 设A、B、C三星由图示位置到再次共线的时间为t,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.在知道C的轨道半径和周期的情况下,根据万有引力定律和牛顿第二定律列方程只能求解B的质量,无法求解C的质量,故A错误;
B.在A、B组成的双星系统中,对A根据牛顿第二定律有
解得
故B错误;
C.若A也有一颗运动周期为T2的卫星,设卫星的质量为m,轨道半径为r,则根据牛顿第二定律有
解得
同理可得C的轨道半径为
对A、B组成的双星系统有
因为RA<RB,所以MA>MB,则r>RC,故C错误;
D.如图所示,A、B、C三星由图示位置到再次共线时,A、B转过圆心角θ1与C转过的圆心角θ2互补,则根据匀速圆周运动规律可得
解得
故D正确。
故选D。
7. 在水平地面上固定一斜劈,其截面如图所示,斜面的左侧水平倾角为37°,右侧水平倾角为53°,通过斜劈顶端光滑轻质定滑轮的轻绳连接物块P、Q。物块P、Q的质量分别为m1=1kg、m2=3kg,Р与左侧斜面之间的动摩擦因数=0.25,右侧斜面光滑。开始时使两物块均保持静止,t=0时刻释放两物块,t1=1s时轻绳断开。已知两斜面均足够长,滑轮左、右两侧轻绳始终和左、右两侧斜面平行且两滑块均未与滑轮碰撞,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A. P上升的最大高度为3m B. 0~1s内,轻绳上的拉力大小为9N
C. t2=2s时,物块Р重力的功率为12W D. 0~2s内,物块Р重力做的功为-21J
【答案】C
【解析】
【详解】B.由牛顿第二定律,可得
,
联立,解得
故B错误;
A.轻绳断开时,物块P的速度为
此后向上运动的加速度为
向上运动的最大距离为
则上升的最大高度为
故A错误;
C.轻绳断开后,向上运动阶段的时间为
向下运动的加速度为
t2=2s时,物块P向下运动的时间为
则物块Р重力的功率为
故C正确;
D.t2=2s时,物块Р已向下滑的距离为
0~2s内,物块Р重力做的功为
故D错误。
故选C。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。(全选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 如图所示,在水平转台上放一个质量的木块,它与台面间的最大静摩擦力 ,绳的一端系住木块,另一端穿过转台的中心孔为光滑的悬吊一质量的小球,当转台以 的角速度转动时,欲使木块相对转台静止,则它到孔的距离不可能是取( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】小球静止,绳中拉力
设木块到孔的距离为,木块随转台转动所需的向心力为。静摩擦力可沿半径向内或向外,因此木块相对转台静止的条件为
由临界条件得
同理得
故允许的距离范围为,即
故选AD。
9. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,当地球恰好运行到某个行星和太阳之间,且三者几乎成一条直线的现象天文学称为“行星冲日”。据报道,年各行星冲日时间分别是:月日,木星冲日,月日火星冲日,月日土星冲日,月日,海王星冲日,月日,天王星冲日,已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是( )
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径(AU)
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A. 并非所有地外行星每年都出现冲日现象
B. 在年内一定不会出现木星冲日
C. 天王星相邻两次的冲日的时间间隔是土星的一半
D. 地外行星中海王星相邻两次冲日时间间隔最短
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律,有
解得
代入题中数据解得年=1.84年、年=11.86年、年=29.28年、年=82.82年、年=164.32年
如果两次行星冲日时间间隔为年,则地球多转动一周,有
解得
故海王星相邻两次冲日的时间间隔为年1.006年
故天王星相邻两次冲日的时间间隔为年1.01年
土星相邻两次冲日的时间间隔为年1.04年
木星相邻两次冲日的时间间隔为年1.09年
可知各地外行星不是每年都会出现冲日现象,故A正确;
B.木星绕太阳运动的周期约为年,相邻两次冲日的时间间隔为年,年月日木星冲日,故在年内一定会出现木星冲日,故B错误;
C.天王星相邻两次冲日的时间间隔是年,而土星为年,故C错误;
D.由以上的分析可知,地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,滑块A、B的质量均为m,A套在倾斜固定的直杆上,倾斜杆与水平面成45°角,B套在水平固定的直杆上,两杆分离不接触,两直杆间的距离忽略不计,两直杆足够长,A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与水平面成30°角)连接,A、B从静止释放,B开始沿水平杆向右运动,不计一切摩擦,滑块A、B视为质点,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. A、B组成的系统机械能守恒
B. 当A到达B所在的水平面时,A的速度为
C. B到达最右端时,A的速度为
D. B的最大速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.不计一切摩擦,在运动的过程中,A、B组成的系统只有重力做功,系统机械能守恒,故A正确;
B.从开始到A到达与B同一水平面的过程,由系统的机械能守恒得
其中
解得A的速度为
故B错误;
C.B滑块到达最右端时,速度为零,此时轻杆与斜杆垂直,由系统的机械能守恒得
解得A的速度为
故C错误;
D.当轻杆与水平杆垂直时B的速度最大,此时A的速度为零,由系统的机械能守恒得
解得B的最大速度为
故D正确;
故选AD。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径,角速度、质量的关系”实验,转动手柄,可使塔轮,长槽和短槽随之匀速转动,塔轮自上而下有三层,每层左、右半径之比分别是1:1、2:1和3:1。左,右塔轮通过皮带连接,并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比,实验时,将两个小球分别放在长槽A处和短槽的C处,A、C到左、右塔轮中心的距离相等,两个小球随塔轮做匀速圆周运动,向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。
(1)在研究向心力的大小F与质量m,角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的________。
A. 微元法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 转化放大法
(2)如图所示,实验中某同学把两个质量相等的小球放在A、C位置,将皮带处于左、右两边半径不等的塔轮上,转动手柄,观察左、右标尺的刻度,这是在探究向心力大小F与________(填选项前的字母)。
A. 质量m的关系 B. 半径r的关系 C. 角速度的关系
(3)若两个质量相等的小球放在A、C位置,与皮带连接的左、右两个变速塔轮半径之比为2:1,发现标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力大小之比为1:4;再改变两个变速塔轮半径之比为3:1,则标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力大小之比为________,则说明当做圆周运动的物体的质量、半径不变时,物体所受向心力大小与________(选填“”“”或“”)成正比。
【答案】(1)C (2)C
(3) ①. 1:9 ②.
【解析】
【详解】(1)本实验探究一个物理量跟几个物理量的关系,应使用了控制变量法。
故选C。
(2)两个变速塔轮的线速度大小相等,小球质量相等,做圆周运动的半径相等,塔轮半径不同,导致塔轮转动角速度不同,故在探究向心力大小与角速度的关系。
故选C。
(3)[1][2]质量相等,线速度相等,塔轮半径比为2:1,则角速度比为1:2,之比为1:4,向心力之比为1:4;同理塔轮半径之比为3:1,则之比为1:9,向心力之比为1:9;重复实验仍得到此结论,说明当做圆周运动的物体的质量、半径不变时,物体所受向心力大小与成正比。
12. 用如图2实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒.图1给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示,已知电源频率为50Hz,m1=50g、m2=150g,g取10m/s2,则
(1)在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=______J,系统势能的减少量ΔEp=______J,由此得出的结论是______;
(2)实验结果显示ΔEp略大于ΔEk,那么造成这一现象的主要原因是______;
(3)若某同学作出v2-h图象如图3所示,则当地的实际重力加速度g=______m/s2。
【答案】 ①. 0.576 ②. 0.600 ③. 在误差允许的范围内,系统机械能守恒 ④. 摩擦阻力造成的机械能损失 ⑤. 9.7
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2][3]在纸带上打下计数点5时的速度
在打点0~5过程中系统动能的增加量
系统重力势能的减少量
在误差允许的范围内,系统机械能守恒;
(2)[4]因空气阻力、纸带与限位孔间的阻力及滑轮轴间阻力做负功,使系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量;
(3)[5]由系统机械能守恒得
解得
图线的斜率
解得
四、计算题:本大题共3小题,共38分。(只写出最后答案的不能得分)
13. 如图所示,水平地面上一平顶仓库高,宽,、是仓库上端两个屋角。今在仓库左侧距地面高的A处斜向上投射一小物块。已知A、、在同一竖直面内,取,不计空气阻力。
(1)当小物块抛出时的初速度方向与水平方向夹角为时,小物块恰好水平击中点,求A点到点的水平距离;
(2)若小物块恰好依次经过仓库的两个屋角、,求物块在点的最小速度。
【答案】(1)40m (2)20m/s
【解析】
【小问1详解】
物块从A到做斜抛运动,由于小物块恰好水平击中点,利用逆向思维有,,
解得,
【小问2详解】
物块从到做斜抛运动,令物块在B点速度方向与水平方向夹角为,则有,
解得
根据数学函数关系可知,当时,点速度达到最小值,解得最小速度
14. 如图,半径为3r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动,圆盘距离水平地面高为h,圆盘上放有小物体A、B、C,质量分别为m、2m、12m,物块A叠放在B上,B、C到转盘中心O的距离分别为3r、2r,B、C间用一轻质细线相连,圆盘静止时,细线刚好伸直无拉力,已知C与圆盘间的动摩擦因数为μ,B与圆盘间的动摩擦因数为2μ,A、B间动摩擦因数为3μ。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。A、B、C均可视为质点,现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速,求
(1)时,C受到转盘的摩擦力;
(2)当增加到某一数值时,C、B哪个物体不受圆盘的摩擦力?求此时圆盘角速度大小(物体仍在圆盘上且圆盘角速度不为零);
(3)当增加到某一数值时,A从B上滑动并飞出,求A落地点与盘中心O在地面投影点之间的距离。
【答案】(1),方向沿CO指向O点;(2)B物体;;(3)
【解析】
【详解】(1)当时,对C物体由牛顿第二定律
由于C物体与圆盘之间的最大静摩擦力为
所以当时,C受到转盘的静摩擦力大小为,方向沿CO指向O点。
(2)当增加到某一数值时,B或C相对圆盘滑动,最大静摩擦力提供向心力,由
可得
所以C物体会先滑动,细线产生拉力,B物体可能不受圆盘摩擦力,设此时圆盘的角速度为,由牛顿第二定律
解得
(3)当A相对B产生滑动时,则
解得
此后A做平抛运动,则
落点到的水平距离
解得
15. 如图所示,轨道MPS在竖直平面内,直轨道P端与半径为R= 2m的光滑竖直圆轨道PQS相切,Q点与圆心O等高,圆心O在S的正下方。一轻弹簧原长也为R,其一端固定在倾角为37°的固定直轨道MP的底端M处,MP长为2R,另一端与质量可调的滑块A(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于轻微压缩状态。用外力推动滑块A,每次都将弹簧压缩至原长的一半,然后由静止放开,A开始沿轨道MP运动。已知滑块A与直轨道MP间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度大小为g= 10m/s2。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)(计算结果均保留到小数点后一位)。
(1)当A的质量为m1= 2kg时刚好能到达圆轨道的最高点S,求轻弹簧压缩至原长的一半时的弹性势能Ep;
(2)若改变滑块A的质量使之能滑上圆轨道且仍能沿圆轨道滑下,求改变后滑块A的质量m2的可能值;
(3)若滑块A能滑上圆轨道,且所在位置与O的连线与OQ方向的夹角为37°时恰好脱离圆轨道,求滑块A的质量m2。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设滑块刚好能沿圆轨道运动到圆轨道的最高点时速度的大小,根据牛顿第二定律有
解得
滑块由静止运动到圆轨道最高点过程,由能量守恒定律可得
联立解得
(2)设滑块的质量为,为使能滑上圆轨道,则它到达点时的速度应大于零,由能量守恒定律可得
解得
要使滑块仍能沿圆轨道滑回,在圆轨道上升的高度不能超过与圆心等高处,由能量守恒定律可得
解得
综上所述可得
变后滑块的质量的可能值
(3)依题意滑块恰好脱离圆轨道时,应在水平线的上方与方向的夹角为处,此位置轨道对滑块的弹力刚好为零,则
解得
由能量守恒定律可得
解得
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2025-2026学年度四川省川化中学高2025级高一下期中考试
物理学科试卷
注意事项:开考前,请先将自己个人信息填写准确。然后在作答时,必须用规定的笔书写,2B铅笔填涂选择题,黑色墨迹签字笔书写非选择题。考试结束后,将试卷,答题卷,草稿纸交回。
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 如图所示,小明在斜坡上分别以两个方向投掷石块A、B,并使其落在斜坡下方的M、N两点,假设两次投掷的石块最大高度相同,不计空气阻力,则( )
A. 从投出位置到最高点,A和B速度变化量相同
B. 整个在空中运动的过程中B运动时间比A的短
C. A和B从抛出到落回斜坡面,位移的方向不同
D. A刚投出时的初速度比B刚投出时的初速度大
2. 乒乓球运动深受广大群众喜爱。如图所示,球网固定在球台的中央,运动员在球台边缘中点M处正上方高为h处将乒乓球水平发出,乒乓球反弹后擦着掠过球网并落在对方球台边缘中点N处。已知乒乓球落到台面上反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,不考虑乒乓球的旋转和空气阻力,则球网的高度为( )
A. B.
C. D.
3. 如图是货物输送装置示意图,载物平台M架在两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上,平台重心与两圆柱等距,货物m放在平台正中间。两圆柱以角速度绕轴线做相反方向转动。现沿平行于轴线的方向给平台施加的恒力,使平台从静止开始沿轴线运动。已知平台质量,平台与两圆柱间的动摩擦因数均为,货物质量,与平台间的动摩擦因数,圆柱半径,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 货物与平台一起做匀加速直线运动
B. 当平台速度时,货物加速度为
C. 当平台速度时,货物加速度为
D. 若施加的恒力,平台将保持静止
4. 如图所示的机械装置可以将圆周运动转化为直线上的往复运动.连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动,连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左右滑动.已知OB杆长为L,绕O点做逆时针方向匀速转动的角速度为ω,当连杆AB与水平方向夹角为α,AB杆与OB杆的夹角为β时,滑块的水平速度大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,竖直放置的光滑大圆环,轻绳一端固定在大圆环的最高点,另一端连接套在大圆环上的小圆环。现让大圆环绕竖直轴,由静止开始缓慢增加转动的角速度,细绳与竖直轴之间的夹角始终为30°。则( )
A. 绳中拉力缓慢增大
B. 绳中拉力先减小后增大
C. 大圆环对小圆环的弹力一直减小
D. 大圆环对小圆环的弹力可以大于小圆环的重力
6. 我国天文学家通过FAST,在武仙座球状星团 M13中发现一个脉冲双星系统。如图所示,假设在太空中有恒星 A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动,运动周期为 T1,它们的轨道半径分别为RA、RB,RA<RB,C为B的卫星,绕B做逆时针匀速圆周运动,周期为T2,忽略A与C之间的引力,且A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。万有引力常量为G,则以下说法正确的是( )
A. 若知道C的轨道半径,则可求出C的质量
B. 恒星B的质量为
C. 若A也有一颗运动周期为T2的卫星,则其轨道半径一定小于C的轨道半径
D. 设A、B、C三星由图示位置到再次共线的时间为t,则
7. 在水平地面上固定一斜劈,其截面如图所示,斜面的左侧水平倾角为37°,右侧水平倾角为53°,通过斜劈顶端光滑轻质定滑轮的轻绳连接物块P、Q。物块P、Q的质量分别为m1=1kg、m2=3kg,Р与左侧斜面之间的动摩擦因数=0.25,右侧斜面光滑。开始时使两物块均保持静止,t=0时刻释放两物块,t1=1s时轻绳断开。已知两斜面均足够长,滑轮左、右两侧轻绳始终和左、右两侧斜面平行且两滑块均未与滑轮碰撞,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A. P上升的最大高度为3m B. 0~1s内,轻绳上的拉力大小为9N
C. t2=2s时,物块Р重力的功率为12W D. 0~2s内,物块Р重力做的功为-21J
二、多选题:本大题共3小题,共18分。(全选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 如图所示,在水平转台上放一个质量的木块,它与台面间的最大静摩擦力 ,绳的一端系住木块,另一端穿过转台的中心孔为光滑的悬吊一质量的小球,当转台以 的角速度转动时,欲使木块相对转台静止,则它到孔的距离不可能是取( )
A. B. C. D.
9. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,当地球恰好运行到某个行星和太阳之间,且三者几乎成一条直线的现象天文学称为“行星冲日”。据报道,年各行星冲日时间分别是:月日,木星冲日,月日火星冲日,月日土星冲日,月日,海王星冲日,月日,天王星冲日,已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是( )
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径(AU)
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A. 并非所有地外行星每年都出现冲日现象
B. 在年内一定不会出现木星冲日
C. 天王星相邻两次的冲日的时间间隔是土星的一半
D. 地外行星中海王星相邻两次冲日时间间隔最短
10. 如图所示,滑块A、B的质量均为m,A套在倾斜固定的直杆上,倾斜杆与水平面成45°角,B套在水平固定的直杆上,两杆分离不接触,两直杆间的距离忽略不计,两直杆足够长,A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与水平面成30°角)连接,A、B从静止释放,B开始沿水平杆向右运动,不计一切摩擦,滑块A、B视为质点,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. A、B组成的系统机械能守恒
B. 当A到达B所在的水平面时,A的速度为
C. B到达最右端时,A的速度为
D. B的最大速度为
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径,角速度、质量的关系”实验,转动手柄,可使塔轮,长槽和短槽随之匀速转动,塔轮自上而下有三层,每层左、右半径之比分别是1:1、2:1和3:1。左,右塔轮通过皮带连接,并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比,实验时,将两个小球分别放在长槽A处和短槽的C处,A、C到左、右塔轮中心的距离相等,两个小球随塔轮做匀速圆周运动,向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。
(1)在研究向心力的大小F与质量m,角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的________。
A. 微元法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 转化放大法
(2)如图所示,实验中某同学把两个质量相等的小球放在A、C位置,将皮带处于左、右两边半径不等的塔轮上,转动手柄,观察左、右标尺的刻度,这是在探究向心力大小F与________(填选项前的字母)。
A. 质量m的关系 B. 半径r的关系 C. 角速度的关系
(3)若两个质量相等的小球放在A、C位置,与皮带连接的左、右两个变速塔轮半径之比为2:1,发现标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力大小之比为1:4;再改变两个变速塔轮半径之比为3:1,则标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力大小之比为________,则说明当做圆周运动的物体的质量、半径不变时,物体所受向心力大小与________(选填“”“”或“”)成正比。
12. 用如图2实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒.图1给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示,已知电源频率为50Hz,m1=50g、m2=150g,g取10m/s2,则
(1)在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=______J,系统势能的减少量ΔEp=______J,由此得出的结论是______;
(2)实验结果显示ΔEp略大于ΔEk,那么造成这一现象的主要原因是______;
(3)若某同学作出v2-h图象如图3所示,则当地的实际重力加速度g=______m/s2。
四、计算题:本大题共3小题,共38分。(只写出最后答案的不能得分)
13. 如图所示,水平地面上一平顶仓库高,宽,、是仓库上端两个屋角。今在仓库左侧距地面高的A处斜向上投射一小物块。已知A、、在同一竖直面内,取,不计空气阻力。
(1)当小物块抛出时的初速度方向与水平方向夹角为时,小物块恰好水平击中点,求A点到点的水平距离;
(2)若小物块恰好依次经过仓库的两个屋角、,求物块在点的最小速度。
14. 如图,半径为3r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动,圆盘距离水平地面高为h,圆盘上放有小物体A、B、C,质量分别为m、2m、12m,物块A叠放在B上,B、C到转盘中心O的距离分别为3r、2r,B、C间用一轻质细线相连,圆盘静止时,细线刚好伸直无拉力,已知C与圆盘间的动摩擦因数为μ,B与圆盘间的动摩擦因数为2μ,A、B间动摩擦因数为3μ。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。A、B、C均可视为质点,现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速,求
(1)时,C受到转盘的摩擦力;
(2)当增加到某一数值时,C、B哪个物体不受圆盘的摩擦力?求此时圆盘角速度大小(物体仍在圆盘上且圆盘角速度不为零);
(3)当增加到某一数值时,A从B上滑动并飞出,求A落地点与盘中心O在地面投影点之间的距离。
15. 如图所示,轨道MPS在竖直平面内,直轨道P端与半径为R= 2m的光滑竖直圆轨道PQS相切,Q点与圆心O等高,圆心O在S的正下方。一轻弹簧原长也为R,其一端固定在倾角为37°的固定直轨道MP的底端M处,MP长为2R,另一端与质量可调的滑块A(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于轻微压缩状态。用外力推动滑块A,每次都将弹簧压缩至原长的一半,然后由静止放开,A开始沿轨道MP运动。已知滑块A与直轨道MP间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度大小为g= 10m/s2。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)(计算结果均保留到小数点后一位)。
(1)当A的质量为m1= 2kg时刚好能到达圆轨道的最高点S,求轻弹簧压缩至原长的一半时的弹性势能Ep;
(2)若改变滑块A的质量使之能滑上圆轨道且仍能沿圆轨道滑下,求改变后滑块A的质量m2的可能值;
(3)若滑块A能滑上圆轨道,且所在位置与O的连线与OQ方向的夹角为37°时恰好脱离圆轨道,求滑块A的质量m2。
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