精品解析:广东深圳市龙岗区平冈中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题
2026-07-31
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 深圳市 |
| 地区(区县) | 龙岗区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.63 MB |
| 发布时间 | 2026-07-31 |
| 更新时间 | 2026-07-31 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59043351.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
平冈中学2024-2025学年第二学期期中考试
高一年级物理试题
考试时间:10点40分-11点55分
第I卷(选择题)
一、单选题(每题只有一个选项正确,7小题,每小题4分,共28分)
1. 2024年巴黎奥运会中国体育代表团获得40金27银24铜,创下参加境外奥运会金牌数最多的纪录,金牌总数与美国并列第一。其中,邓雅文获自由式小轮车女子公园赛冠军,比赛中,小轮车沿曲线从a点向b点运动的过程中,速度逐渐减小,在此过程中小轮车所受合外力方向可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据曲线运动的特点可知,速度矢量与合力矢量分别在运动轨迹的两侧,合力方向指向轨迹的凹侧;由于小轮车的速度在逐渐减小,所以合力方向与速度方向之间的夹角大于90°,图B符合要求。
故选B。
2. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机由静止跳下后,在下落过程中受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( )
A. 风力越大,运动员越安全
B. 此运动过程中运动员做平抛运动,轨迹是抛物线
C. 风力越大,运动员下落时间越短
D. 风力越大,运动员着地速度越大
【答案】D
【解析】
【详解】C.运动员下落过程中,同时参与了两个分运动,竖直方向的下落和水平方向在水平风力作用的运动,两个分运动同时发生,相互独立,互不影响,所以风力越大,运动员下落时间不变,故C错误;
B.平抛运动是物体初速度水平,仅受重力作用的运动,该运动员的运动不满足平抛运动的条件,故B错误;
AD.风力越大,水平方向的加速度越大,落地时间不变,则落地时水平方向速度越大,根据可知,风力越大,运动员着地速度越大,运动员越危险,故A错误,D正确。
故选D。
3. 如图,将A和B两小球从同一水平直线上的两位置沿水平方向分别抛出,运动轨迹如图所示,不计空气阻力。以下说法正确的是( )
A. 若要两球相遇,需先抛出A球
B. 若要两球相遇,先抛出B球
C. 若要两球相遇,同时抛出两球
D. 无论先抛出哪个小球,一定能够相遇
【答案】C
【解析】
【详解】因AB的初始位置与相遇点的竖直高度相等,根据
则时间相等,即若要两球相遇,只需两球同时抛出。
故选C。
4. 2025年2月11日17时30分,我国在海南文昌航天发射场使用长征八号改运载火箭成功将卫星送入预定轨道。如图所示,如果卫星先沿圆周轨道1运动,再沿椭圆轨道2运动,两轨道相切于点,为轨道2离地球最远点,在两轨道上卫星只受地球引力作用,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道2上经过点时动能比经过点时动能大
B. 卫星经过点时在轨道1上加速度比在轨道2上加速度大
C. 卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过点时的速度大
D. 卫星在轨道1的周期比轨道2的周期大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由开普勒第二定律,卫星在近地点和远地点的速度分别与地心连线垂直,故
因,所以;同一卫星质量不变,所以在点的动能较大,故A正确;
B.在点,卫星的加速度
与所在轨道无关,故B错误;
C.设在点所在半径的圆轨道上运行速度为。由万有引力提供向心力得,
因,所以;若卫星在点由轨道2变为该圆轨道,需要加速,所以,从而,故C正确;
D.轨道2的半长轴大于轨道1的半径,由开普勒第三定律可知,故D错误。
故选AC。
5. 某次班级例行换座位,小明开始用与水平面夹角30°斜向上大小为F的拉力沿直线向前拉动课桌,移动距离s后换用与水平面夹角30°斜向下大小仍为F的推力沿直线向前推动课桌,移动距离也是s,运动过程中接触面粗糙程度不变。以下判断正确的是( )
A. 第一次合力做功多 B. 第二次合力做功多
C. 两次合力做功相同 D. 相同两次摩擦力做功相同
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.设课桌与水平面的动摩擦力因数为,课桌的质量为,由题分析,可知两种情况下,对正交分解,可得沿水平方向的分力大小都为,方向都为水平向前;竖直方向的分力大小都为,第一次的方向为竖直向上,第二次的方向为竖直向下;则第一次的摩擦力大小为
第二次的摩擦力大小为
可知
根据
可知第二次摩擦力做的负功较多;
根据
可知两次拉力做的正功一样多;
根据
可知第一次合力做的功更多。
故选A。
6. 如图甲为我国以前农村毛驴拉磨的场景。毛驴拉磨可看成是匀速圆周运动,假设毛驴的拉力始终与拉磨半径方向垂直,图乙为其简化图,拉力为600N,拉磨半径为2m,拉磨周期为20s。说法正确的是( )
A. 毛驴拉磨一周所做的功为
B. 毛驴拉磨一周所做的功为
C. 毛驴拉磨的转速为
D. 毛驴拉磨的瞬时功率为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.毛驴拉磨一周的路程为
拉力方向沿切线且与位移同向,故拉力做功,故AB错误。
C.转速,故C错误;
D.拉磨线速度
毛驴拉磨的瞬时功率为,故D正确。
故选D。
7. 质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始运动,速度v与时间t的关系图像如图所示,时间内匀加速运动;时刻速度达到,开始以额定功率加速运动;时刻后以速度做匀速运动。整个过程汽车所受阻力均为f,则( )
A. 时间内,汽车的牵引力为
B. 时间内,汽车克服阻力做功的功率不变
C. 时间内,汽车牵引力做的功为
D. 时间内,汽车牵引力做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】A.时间内,汽车的加速度为
根据牛顿第二定律有
可得,汽车的牵引力为
故A错误;
B.汽车克服阻力做功的功率为
由于在时间内,阻力f不变,速度v逐渐增大,所以汽车克服阻力做功的功率逐渐增大,故B错误;
C.时刻后汽车保持额定功率不变,时刻后牵引力等于阻力,所以时间内,汽车牵引力做功的功率等于时刻后的功率为
所以牵引力做功为
故C正确;
D.根据动能定理可知,时间内,汽车所受合力做的功为,故D错误。
故选C。
二、多选题(共3小题,每小题6分,共18分。有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有错选得0分)
8. 如图所示,内壁光滑、半径为的圆管竖直固定,管内有一个质量为的小球(视为质点)做圆周运动,小球直径略小于圆管内径。若小球能在圆管内做完整的圆周运动,重力加速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 小球速度的最小值为
B. 当小球的速度增大时,其向心力一定增大
C. 当小球以速率经过最高点时,圆管对小球的弹力大小一定为
D. 当小球以速率经过最低点时,圆管对小球的弹力大小一定为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球速度最小出现在圆管顶点位置,当小球在最高点受到的支持力与重力平衡时,小球的最小速度为0,故A错误;
B.根据向心力表达式
可知当小球的速度增大时,其向心力一定增大,故B正确;
C.当小球以速率v经过最高点时,若,则最高点恰好是重力提供向心力,此时圆管对小球的弹力大小为0;若,根据牛顿第二定律可得
可得弹力大小为
若,根据牛顿第二定律可得
可得弹力大小为
故C错误;
D.当小球以速率v经过最低点时,根据牛顿第二定律可得
可得弹力大小为
故D正确。
故选BD。
9. “北斗系统”的卫星由若干地球静止轨道卫星(如图中A)、倾斜轨道卫星(如图中B)和极地轨道卫星(如图中C)三种轨道卫星组成,若它们都绕地心做匀速圆周运动,轨道半径关系为。则下列说法中正确的是( )
A. 三种卫星的线速度大小关系为
B. 三种卫星的角速度大小关系为
C. 三种卫星的周期大小关系为
D. 三种卫星的加速度大小关系为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力可知
解得
由此可知三种卫星的线速度大小关系为
A正确;
B.根据万有引力提供向心力可知
解得
由此可知三种卫星的角速度大小关系
B正确;
C.根据万有引力提供向心力可知
解得
由此可知三种卫星的周期大小关系为
C正确;
D.根据万有引力提供向心力可知
解得
由此可知三种卫星的加速度大小关系为
D错误。
故选ABC。
10. 如图所示,一半径为,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为的质点自P点上方高度处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为,为重力加速度的大小。用表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则( )
A.
B.
C. 质点到达Q后,继续上升一段距离
D. 质点恰好可以到达Q点
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据质点滑到轨道最低点N时,对轨道压力为4mg,利用牛顿第三定律可知,轨道对质点的支持力为4mg,则在最低点有
解得质点滑到最低点时的速度为
对质点从开始下落到滑到最低点的过程,由动能定理得
解得,故A正确,B错误;
CD.质点运动过程,半径方向的合力提供向心力,如图
即
根据左右对称,在同一高度,由于摩擦力做功导致右半幅的速度小,轨道弹力变小,滑动摩擦力变小,所以摩擦力做功变小,那么从N到Q,根据动能定理,Q点动能
由于
所以Q点速度仍然没有减小到0,仍会继续向上运动一段距离,故C正确,D错误。
故选AC。
第II卷(非选择题)
三、实验题(共18分,最后两空每空3分,其余每空2分)
11. 在“探究小球做平抛运动的特点”的实验中。
(1)如图甲所示的实验中,观察到两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向做__________;如图乙所示的实验:将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内,轨道末端水平,把两个质量相等的小钢球,从斜面的相同高度由静止同时释放,观察到球1落到水平板上并击中球2,这说明平抛运动在水平方向做__________。
(2)该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片,小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,已知照相机每隔0.1s曝光一次,则照片中小方格的边长__________cm,小球平抛初速度__________m/s(当地重力加速度大小)。
【答案】 ①. 自由落体运动 ②. 匀速直线运动 ③. 5 ④. 1.5
【解析】
【详解】(1)[1]实验中,观察到两球同时落地,说明两球在竖直方向具有相同的运动,而A球做自由落体运动,所以说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动;
[2]观察到球1落到水平板上并击中球2,说明两球在水平方向具有相同的运动,而球2在水平轨道做匀速直线运动,所以说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。
(2)[3]设照相机每隔时间曝光一次,竖直方向有
可得照片中小方格的边长为
[4]水平方向有
可得小球平抛初速度为
12. 用如下图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
(1)如图中所示,两个钢球质量和半径相等,则是在研究向心力的大小与____________的关系。
A. 质量
B. 半径
C. 角速度
(2)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为,与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为____________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)C (2)B
【解析】
【详解】[1]两个钢球质量和半径相等,由可知,这是在研究向心力的大小与角速度的关系,故选C。
[2]根据可知,两球的向心力之比为,半径和质量相等,则转动的角速度之比为,因为靠皮带传动,变速轮塔的线速度大小相等,根据可知,与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为,故选B。
13. 如图所示是某同学“用圆锥摆实验验证向心力公式”的实验,细线下悬挂了一个质量为的小钢球,细线上端固定在点。将画有几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使小钢球静止时(细线张紧)位于同心圆上。用手带动小钢球,使小钢球在水平面内做匀速圆周运动,随即手与球分离。(当地的重力加速度为)
(1)用秒表记录小钢球运动圈的时间,再通过纸上的圆,测出小钢球做匀速圆周运动的半径;那么根据向心力公式可算出小钢球做匀速圆周运动所需的向心力____________。(用题中字母表示,下同)
(2)测量出细绳长度,根据受力分析可得小钢球做匀速圆周运动时所受的合力____________(小钢球的直径与绳长相比可忽略)。
(3)实验发现与总是近似相等,这说明了向心力公式的正确性。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]由向心力的基本规律可知
其中
联立解得
[2]由题可知
解得
四、解答题(共36分,解答题必须有必要的文字说明,公式,直接给出答案的不得分)
14. 2021年3月,在自由式滑雪世锦赛中,我国小将谷爱凌夺得两枚金牌。我们将她在滑雪坡面上向下滑行的一段过程,简化为小物块沿斜面下滑的过程,如图所示。已知物块质量为m,与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面倾角为θ,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求物块沿斜面下滑的加速度大小a;
(2)求物块沿斜面下滑的距离为L时,重力对物块所做的功;
(3)求物块沿斜面下滑的速度大小为v时,重力的瞬时功率P。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)物块沿斜面下滑,根据牛顿第二定律
解得物块沿斜面下滑的加速度大小为
(2)物块沿斜面下滑的距离为L时,重力对物块所做的功
(3)物块沿斜面下滑的速度大小为v时,重力的瞬时功率
15. 在一些影视剧中经常能看到一些特技表演。如图所示,有一高台离地面的高度h=5m,一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发,冲上高台后以某一速度水平飞出,在水平地面上的落点到高台边沿的水平距离x=20m。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时t=15s,人和车的总质量m=2×10²kg,发动机的功率恒为P=4kW,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10m/s²。求∶
(1)摩托车水平飞出高台时的速度大小;
(2)摩托车飞出后落到地面的动能是多大;
(3)摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。
【答案】(1)20m/s
(2)5×104J (3)1×104J
【解析】
【小问1详解】
摩托车从高台飞出时做平抛运动,有,
代入数据求得摩托车水平飞出高台时的速度大小
【小问2详解】
摩托车飞出后落到地面的过程,根据动能定理,有
求得摩托车飞出后落到地面的动能为
【小问3详解】
摩托车在冲上高台的过程中,根据动能定理有
代入数据求得克服摩擦阻力所做的功
16. 如图所示,一游戏装置由倾斜角为的光滑轨道、水平传送带、半径为的光滑竖直圆形轨道、倾角为的斜面组成,为圆弧轨道的圆心,、、、四点在同一水平面上。游戏时,小滑块从倾斜轨道不同高度处静止释放,经过传送带后沿圆形轨道运动,最后由点平抛后落在不同的区间获不同的奖次。已知小滑块与传送带的动摩擦因数,长为,是圆轨道上与圆心等高的点,距水平地面的高度,小滑块经处时速度大小不变,小滑块可视为质点,其余阻力均不计,,取,传送带开始处于静止状态,求:
(1)若小滑块质量为,释放的高度,求小滑块通过点受到弹力大小;
(2)为了使小滑块进入圆轨道且不脱离圆轨道,求小滑块释放高度的范围;
(3)若小滑块释放的高度,调节传送带以不同速度顺时针转动,小滑块顺利通过圆轨道并从点水平飞出,请求出小滑块落点与点的水平距离的最大值
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑块由点运动到点,根据动能定理得
在点,重力沿半径方向的分力为零,由牛顿第二定律得
代入数据得
【小问2详解】
滑块恰好到达点时速度为零,由点到点,根据动能定理得
解得
若滑块在圆轨道右半侧到达不高于点的位置后返回,临界状态为到达点时速度为零,由点到点,根据动能定理得
解得,故第一种不脱离圆轨道的高度范围为
若滑块能够越过最高点,临界状态下轨道对滑块的弹力为零,由牛顿第二定律得
由点到点,根据动能定理得
联立解得
故第二种不脱离圆轨道的高度范围为,当时,滑块既不能在不高于点的位置返回,也不能满足越过点的临界条件,将脱离圆轨道。
【小问3详解】
滑块由点运动到点,根据动能定理得
传送带沿顺时针方向转动,使滑块在传送带上全程受到向右的滑动摩擦力时,滑块到达点的速度最大。由动能定理得
解得
因为
滑块能够通过圆轨道且不脱离。圆轨道光滑,点与点等高,由机械能守恒定律得
设平抛轨迹与斜面延长线的非零交点到点的水平距离为。平抛运动的竖直位移为
斜面延长线上有
联立解得
斜面的水平投影长度为
由于,平抛轨迹与斜面交点在实际斜面之外,滑块越过点上方。滑块下落到水平地面的时间为
水平距离为
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平冈中学2024-2025学年第二学期期中考试
高一年级物理试题
考试时间:10点40分-11点55分
第I卷(选择题)
一、单选题(每题只有一个选项正确,7小题,每小题4分,共28分)
1. 2024年巴黎奥运会中国体育代表团获得40金27银24铜,创下参加境外奥运会金牌数最多的纪录,金牌总数与美国并列第一。其中,邓雅文获自由式小轮车女子公园赛冠军,比赛中,小轮车沿曲线从a点向b点运动的过程中,速度逐渐减小,在此过程中小轮车所受合外力方向可能正确的是( )
A. B. C. D.
2. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机由静止跳下后,在下落过程中受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( )
A. 风力越大,运动员越安全
B. 此运动过程中运动员做平抛运动,轨迹是抛物线
C. 风力越大,运动员下落时间越短
D. 风力越大,运动员着地速度越大
3. 如图,将A和B两小球从同一水平直线上的两位置沿水平方向分别抛出,运动轨迹如图所示,不计空气阻力。以下说法正确的是( )
A. 若要两球相遇,需先抛出A球
B. 若要两球相遇,先抛出B球
C. 若要两球相遇,同时抛出两球
D. 无论先抛出哪个小球,一定能够相遇
4. 2025年2月11日17时30分,我国在海南文昌航天发射场使用长征八号改运载火箭成功将卫星送入预定轨道。如图所示,如果卫星先沿圆周轨道1运动,再沿椭圆轨道2运动,两轨道相切于点,为轨道2离地球最远点,在两轨道上卫星只受地球引力作用,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道2上经过点时动能比经过点时动能大
B. 卫星经过点时在轨道1上加速度比在轨道2上加速度大
C. 卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过点时的速度大
D. 卫星在轨道1的周期比轨道2的周期大
5. 某次班级例行换座位,小明开始用与水平面夹角30°斜向上大小为F的拉力沿直线向前拉动课桌,移动距离s后换用与水平面夹角30°斜向下大小仍为F的推力沿直线向前推动课桌,移动距离也是s,运动过程中接触面粗糙程度不变。以下判断正确的是( )
A. 第一次合力做功多 B. 第二次合力做功多
C. 两次合力做功相同 D. 相同两次摩擦力做功相同
6. 如图甲为我国以前农村毛驴拉磨的场景。毛驴拉磨可看成是匀速圆周运动,假设毛驴的拉力始终与拉磨半径方向垂直,图乙为其简化图,拉力为600N,拉磨半径为2m,拉磨周期为20s。说法正确的是( )
A. 毛驴拉磨一周所做的功为
B. 毛驴拉磨一周所做的功为
C. 毛驴拉磨的转速为
D. 毛驴拉磨的瞬时功率为
7. 质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始运动,速度v与时间t的关系图像如图所示,时间内匀加速运动;时刻速度达到,开始以额定功率加速运动;时刻后以速度做匀速运动。整个过程汽车所受阻力均为f,则( )
A. 时间内,汽车的牵引力为
B. 时间内,汽车克服阻力做功的功率不变
C. 时间内,汽车牵引力做的功为
D. 时间内,汽车牵引力做的功为
二、多选题(共3小题,每小题6分,共18分。有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有错选得0分)
8. 如图所示,内壁光滑、半径为的圆管竖直固定,管内有一个质量为的小球(视为质点)做圆周运动,小球直径略小于圆管内径。若小球能在圆管内做完整的圆周运动,重力加速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 小球速度的最小值为
B. 当小球的速度增大时,其向心力一定增大
C. 当小球以速率经过最高点时,圆管对小球的弹力大小一定为
D. 当小球以速率经过最低点时,圆管对小球的弹力大小一定为
9. “北斗系统”的卫星由若干地球静止轨道卫星(如图中A)、倾斜轨道卫星(如图中B)和极地轨道卫星(如图中C)三种轨道卫星组成,若它们都绕地心做匀速圆周运动,轨道半径关系为。则下列说法中正确的是( )
A. 三种卫星的线速度大小关系为
B. 三种卫星的角速度大小关系为
C. 三种卫星的周期大小关系为
D. 三种卫星的加速度大小关系为
10. 如图所示,一半径为,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为的质点自P点上方高度处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为,为重力加速度的大小。用表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则( )
A.
B.
C. 质点到达Q后,继续上升一段距离
D. 质点恰好可以到达Q点
第II卷(非选择题)
三、实验题(共18分,最后两空每空3分,其余每空2分)
11. 在“探究小球做平抛运动的特点”的实验中。
(1)如图甲所示的实验中,观察到两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向做__________;如图乙所示的实验:将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内,轨道末端水平,把两个质量相等的小钢球,从斜面的相同高度由静止同时释放,观察到球1落到水平板上并击中球2,这说明平抛运动在水平方向做__________。
(2)该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片,小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,已知照相机每隔0.1s曝光一次,则照片中小方格的边长__________cm,小球平抛初速度__________m/s(当地重力加速度大小)。
12. 用如下图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
(1)如图中所示,两个钢球质量和半径相等,则是在研究向心力的大小与____________的关系。
A. 质量
B. 半径
C. 角速度
(2)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为,与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为____________。
A. B.
C. D.
13. 如图所示是某同学“用圆锥摆实验验证向心力公式”的实验,细线下悬挂了一个质量为的小钢球,细线上端固定在点。将画有几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使小钢球静止时(细线张紧)位于同心圆上。用手带动小钢球,使小钢球在水平面内做匀速圆周运动,随即手与球分离。(当地的重力加速度为)
(1)用秒表记录小钢球运动圈的时间,再通过纸上的圆,测出小钢球做匀速圆周运动的半径;那么根据向心力公式可算出小钢球做匀速圆周运动所需的向心力____________。(用题中字母表示,下同)
(2)测量出细绳长度,根据受力分析可得小钢球做匀速圆周运动时所受的合力____________(小钢球的直径与绳长相比可忽略)。
(3)实验发现与总是近似相等,这说明了向心力公式的正确性。
四、解答题(共36分,解答题必须有必要的文字说明,公式,直接给出答案的不得分)
14. 2021年3月,在自由式滑雪世锦赛中,我国小将谷爱凌夺得两枚金牌。我们将她在滑雪坡面上向下滑行的一段过程,简化为小物块沿斜面下滑的过程,如图所示。已知物块质量为m,与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面倾角为θ,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求物块沿斜面下滑的加速度大小a;
(2)求物块沿斜面下滑的距离为L时,重力对物块所做的功;
(3)求物块沿斜面下滑的速度大小为v时,重力的瞬时功率P。
15. 在一些影视剧中经常能看到一些特技表演。如图所示,有一高台离地面的高度h=5m,一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发,冲上高台后以某一速度水平飞出,在水平地面上的落点到高台边沿的水平距离x=20m。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时t=15s,人和车的总质量m=2×10²kg,发动机的功率恒为P=4kW,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10m/s²。求∶
(1)摩托车水平飞出高台时的速度大小;
(2)摩托车飞出后落到地面的动能是多大;
(3)摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。
16. 如图所示,一游戏装置由倾斜角为的光滑轨道、水平传送带、半径为的光滑竖直圆形轨道、倾角为的斜面组成,为圆弧轨道的圆心,、、、四点在同一水平面上。游戏时,小滑块从倾斜轨道不同高度处静止释放,经过传送带后沿圆形轨道运动,最后由点平抛后落在不同的区间获不同的奖次。已知小滑块与传送带的动摩擦因数,长为,是圆轨道上与圆心等高的点,距水平地面的高度,小滑块经处时速度大小不变,小滑块可视为质点,其余阻力均不计,,取,传送带开始处于静止状态,求:
(1)若小滑块质量为,释放的高度,求小滑块通过点受到弹力大小;
(2)为了使小滑块进入圆轨道且不脱离圆轨道,求小滑块释放高度的范围;
(3)若小滑块释放的高度,调节传送带以不同速度顺时针转动,小滑块顺利通过圆轨道并从点水平飞出,请求出小滑块落点与点的水平距离的最大值
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