精品解析:黑龙江省林甸县第一中学2024-2025学年高一下学期4月教学质量检测物理试卷
2026-08-11
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内容正文:
2024-2025学年度下学期高一4月份教学质量检测
物 理
注意事项:
1、答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2、选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案的标号;选择题答案使用0.5毫米黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3、请按照题号在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4、保持卷面及答题卡清洁,不折叠,不破损,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列关于曲线运动的说法中,不正确的是( )
A. 做曲线运动的物体,轨迹上某点切线方向即为物体此时的速度方向
B. 曲线运动可以是匀速运动
C. 在曲线运动中,物体加速度方向和速度方向是不相同的
D. 当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动
【答案】B
【解析】
【详解】做曲线运动的物体,轨迹上某点切线方向即为物体此时的速度方向,选项A正确;曲线运动的速度方向不断变化,即速度不断变化,则不是匀速运动,选项B错误;在曲线运动中,物体加速度方向和速度方向是不相同的,选项C正确;当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动,选项D正确;故选B.
2. 世界一级方程式赛车锦标赛是在世界各地十多个封闭的环行线路上进行的,赛道中有许多弯道,如图所示,赛车在通过弯道时非常容易冲出赛道.设有甲、乙两个质量相同的赛车,以相同的速率通过同一水平弯道,甲车在内侧车道,乙车在外侧车道.下列说法正确的是
A. 甲车受到沿半径方向的摩擦力比乙车的大
B. 甲、乙两车沿半径方向受到的摩擦力大小相等
C. 甲车受到沿半径方向的摩擦力比乙车的小
D. 赛车沿半径方向受到的摩擦力与轨道半径的大小无关
【答案】A
【解析】
【分析】汽车做匀速圆周运动,由指向圆心的静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律列方程分析两车沿半径方向受到的摩擦力的大小;
【详解】ABC.汽车以相同的速率通过同一水平弯道,即做匀速圆周运动,由指向圆心的静摩擦力提供向心力,则根据牛顿第二定律有:,由于甲、乙赛车质量和速率相同,但是由于甲车在内侧车道,乙车在外侧车道,即,则,故选项A正确,BC错误;
D.由上面分析可知,赛车沿半径方向受到的摩擦力与轨道半径的大小有关,故选项D错误.
【点睛】本题考查应用牛顿第二定律处理生活中圆周运动的能力,对于圆周运动,分析向心力的来源的是关键.
3. 雨天在野外骑车时,在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴,行驶时感觉很“沉重”,如果将自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就会被甩下来。如图所示,图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置,则下列说法正确的是( )
A. 泥巴在a、b、c、d四个位置的向心加速度相同
B. 泥巴在b、d位置时最容易被甩下来
C. 泥巴在a位置时最容易被甩下来
D. 泥巴在c位置时最容易被甩下来
【答案】D
【解析】
【详解】A.泥巴在a、b、c、d四个位置的向心加速度大小相同,但是方向不同,选项A错误;
BCD.泥巴在c位置时
即在c位置的泥巴要做圆周运动时轮子对泥巴所需的吸附力最大,最容易被甩下来,选项BC错误,D正确。
故选D。
4. 如图,某同学在同一高度的A、B两点,先后将排球斜向上击出,排球均能垂直击中墙面的P点。已知两次排球运动的轨迹在同一竖直面内,A、B两点离墙面的距离分别为L、2L,P点和击球点的高度差为2L,不计空气阻力和排球的大小,下列说法正确的是( )
A. 在A、B两点被击出的排球,在空中运动的时间之比为1∶2
B. 在A、B两点被击出的排球,击中P点前瞬间的速度大小之比为1∶3
C. 在A、B两点,排球被击出瞬间的速度大小之比为
D. 在A、B两点,排球被击出瞬间速度的方向与水平方向夹角的正切值之比为3∶1
【答案】C
【解析】
【详解】A.排球做斜抛运动,P点为运动的最高点,利用逆向思维,将其看为平抛运动,由于竖直方向的高度相同,根据
解得
可知,排球运动时间相等,在空中运动的时间之比为1∶1,A项错误;
B.水平方向
水平方向
解得
击中 P 点前瞬间的速度大小之比为1:2,B项错误;
C.根据
所以
排球被击出瞬间的速度大小之比为
C项正确;
D.根据
排球被击出瞬间速度的方向与水平方向夹角的正切值之比为2:1,D项错误。
故选C。
5. 由于高度限制,车库出入口采用图所示的曲杆道闸,道闸由转动杆与横杆链接而成,P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中,杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中,下列说法正确的是( )
A. P点的线速度大小不变
B. P点的加速度方向不变
C. Q点在竖直方向做匀速运动
D. Q点在水平方向做匀速运动
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动,则P点的线速度大小不变,A正确;
B.由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动,P点的加速度方向时刻指向O点,B错误;
C.Q点在竖直方向的运动与P点相同,相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为
y = lOPsin( + ωt)
则可看出Q点在竖直方向不是匀速运动,C错误;
D.Q点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为
x = lOPcos( + ωt) + lPQ
则可看出Q点在水平方向也不是匀速运动,D错误。
故选A。
【点睛】
6. 已知均匀球体对球外物体的万有引力相当于将球体的质量集中于球心的质点对物体的万有引力,将地球看成均匀球体,假设在紧贴地球表面处挖去一半径为的球体(R为地球半径),如图所示,在图中A点放置一质量为m的可视为质点的物体,则该物体在挖空前后受到的万有引力大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】挖去前所受万有引力大小为,挖去后引力大小为,则有
得
故选A。
7. 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。
8. 关于下列四幅图说法正确的是( )
A. 甲图中的汽车在过最高点时处于失重状态
B. 乙图中的两个小球做匀速圆周运动的角速度相同
C. 丙图中的直筒洗衣机脱水时,被甩出去的水滴受到离心力作用
D. 丁图中火车转弯速度小于规定速度时,内轨对轮缘会有挤压作用
【答案】AD
【解析】
【详解】A.甲图中的汽车在过最高点时,受到路面支持力及重力作用,由顿第二定律可得
可知:,故汽车处于失重状态,A正确;
B.乙图中的小球受到支持力和重力作用,设支持力与竖直方向夹角为θ,由牛顿第二定律得
解得
上方小球轨道半径较大,故相应角速度较小,B错误;
C.丙图中的直筒洗衣机脱水时,水滴被甩出去是由于向心力不足,导致水滴做离心运动,
水滴没有受到离心力的作用,C错误;
D.丁图中的火车受到支持力和重力作用,设支持力与竖直方向夹角为θ,根据牛顿第二定律得
解得规定速度为
当火车转弯速度小于规定速度行驶时,所需向心力较小,火车有向内轨滑动的趋势,故内轨对轮缘会有挤压作用,D正确。
故选AD。
9. 如图,水平圆形转盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A、B、C,质量分别为m、2m、3m,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B、C与圆盘间的动摩擦因数为μ,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。现让圆盘从静止开始加速。则( )
A. 当时,A、B即将开始滑动
B. 当时,细线张力为
C. 当时,C受到圆盘的摩擦力为0
D. 当时剪断细线,C将做离心运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.当A相对B开始滑动时有:
解得:
当时,AB未发生相对滑动,故A错误;
B.当时,以AB为整体,根据
可知
B与转盘之间的最大静摩擦力为:
所以有:
此时细线有张力,设细线的拉力为T,
对AB有:
对C有:
解得
故B正确;
C. 当时,AB需要的向心力为:
解得此时细线的拉力
C需要的向心力为:
C受到细线的拉力恰好等于需要的向心力,所以圆盘对C的摩擦力一定等于0,故C正确;
D. 当时,对C有:
剪断细线,则
所以C与转盘之间的最大静摩擦力大于需要的向心力,则C仍然做匀速圆周运动,故D错误。
故选BC。
10. 地球表面重力加速度的测量在军事及资源探测中具有重要的战略意义,已知地球质量,地球半径R,引力常量G,以下说法正确的是( )
A. 若地球自转角速度为,地球赤道处重力加速度的大小为
B. 若地球自转角速度为,地球两极处重力加速度的大小为
C. 若忽略地球的自转,以地球表面A点正下方h处的B点为球心,为半径挖一个球形的防空洞,则A处重力加速度变化量的大小为
D. 若忽略地球的自转,以地球表面A点正下方h处的B点为球心、为半径挖一个球形的防空洞,则A处重力加速度变化量的大小为
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB.在赤道处
得出
在两极处
得出
选项AB正确;
CD.若忽略地球的自转,以地球表面A点正下方h处的B点为球心为半径挖一个球形的防空洞,该球形防空洞挖掉的质量
A处重力加速度变化是由该球形防空洞引起的
选项C正确,D错误。
故选ABC。
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。
11. 某同学用两种方式研究平抛运动的规律。
(1)用图甲装置研究平抛运动,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开下落,实验的现象是小球A、B同时落地,说明____________________;若增大小锤击打弹性金属片的力度,则_____________________(填“仍能”或“不能”)观察到小球A、B同时落地。
(2)用图乙装置研究平抛运动时,每次让小球从斜槽上同一位置由静止释放,在白纸上作出小球做平抛运动的轨迹,如图丙所示,在轨迹上选取A、B、C三点。(并测量了各点间的水平距离和竖直距离,取重力加速度大小 则小球在相邻两点间的运动时间为_____________________s,小球做平抛运动的初速度大小为____________m/s。
【答案】(1) ①. 平抛运动在竖直方向做自由落体运动 ②. 仍能
(2) ①. 0.1 ②. 2
【解析】
【小问1详解】
[1]用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开下落,实验的现象是小球A、B同时落地,说明两球在竖直方向有相同的运动情景,则平抛运动在竖直方向做自由落体运动;
[2]若增大小锤击打弹性金属片的力度,两球在竖直方向有相同的运动情景,所以仍能观察到小球A、B同时落地。
【小问2详解】
[1]竖直方向根据
可得小球在相邻两点间的运动时间为
[2]水平方向由
可得小球做平抛运动的初速度大小为
12. 某学习小组使用如图所示的实验装置探究向心力大小与半径、角速度、质量之间的关系若两球分别放在长槽和短槽的挡板内侧,转动手柄,长槽和短槽随变速轮塔匀速转动,两球所受向心力的比值可通过标尺上的等分格显示,当皮带放在皮带盘的第一挡、第二挡和第三挡时,左、右变速轮塔的角速度之比分别为1:1,1∶2和1∶3。
(1)第二档对应左、右皮带盘的半径之比为_____________________。
(2)探究向心力大小与质量之间的关系时,把皮带放在皮带盘的第一挡后,应将质量___________________(选填“相同”或“不同”)的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径______________________(选填“相同”或“不同”)处挡板内侧;
(3)探究向心力大小与角速度之间的关系时,该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧,改变皮带挡位,记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边1.5格、右边6.1格,则记录该组数据时,皮带位于皮带盘的第_____________________挡(选填“一” “二”或“三”)。
【答案】(1)2∶1 (2) ①. 不同 ②. 相同
(3)二
【解析】
【小问1详解】
皮带传动线速度相等,第二档变速轮塔的角速度之比为1∶2,根据公式,第二档对应左、右皮带盘的半径之比为2∶1
【小问2详解】
[1][2]探究向心力大小与质量之间的关系时,需要保证两个物体做圆周运动的角速度相等、半径相等、质量不同,所以应将质量不同的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧。
【小问3详解】
[1]根据向心力公式
由题意其中一组数据为左边1.5格、右边6.1格,则角速度平方之比为在误差允许范围内,角速度之比为,可知皮带位于皮带盘的第二挡。
三、计算题:本大题共3小题,共36分。
13. 两小球之间用长为的细线相连,同时从距地面高为处的同一点开始运动,A球做自由落体运动,B球以的初速度水平抛出,空气阻力不计,g取。求:
(1)经过多长时间连接的细线拉直;
(2)细线拉直前的瞬间,B球的速度大小。
【答案】(1)1s;(2)
【解析】
【详解】(1)由自由落体运动的特点可知,A、B两球在运动过程中始终处于同一高度,当B球水平位移等于线长时,细线就被拉直,即
解得
(2)细线拉直前的瞬间,B球在竖直方向上的速度为
所以运动速度为
14. 如图所示,长度为的轻绳, 系一小球在竖直平面内做圆周运动,小球的质量为,小球可视为质点,g取
(1)求小球刚好通过最高点时的速度大小;
(2)小球通过最高点时的速度大小为时,求绳的拉力大小;
(3)若轻绳能承受的最大张力为,求小球速度的最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球刚好通过最高点时,重力提供向心力,则有
解得
【小问2详解】
小球通过最高点时的速度大小为时,根据牛顿第二定律可得
解得
【小问3详解】
若轻绳能承受的最大张力为,小球在最低点时受到的绳子拉力最大,则有
代入数据解得小球速度的最大值为
15. 学校科创团队的同学们设计了一套智能化轨道模拟系统来研究小球的运动情况。如图所示,固定在水平台面上的竖直半圆形光滑轨道半径可调,直径为AB,A端切线水平。轨道右侧有一个与A等高的装满新型材料(ER流体)的试验池,材料的力学特性能保证小球落入其中后以原速度做匀速直线运动。每次实验前调好轨道半径,弹射器(图中未画出)能使小球从A点以不同速度冲入轨道并始终以恒定速度 从B点飞出,竖直挡板MN到AB的水平距离为7L,已知多次实验过程中位于轨道B点的力学传感器显示轨道所受最小压力为0、最大压力为4mg,重力加速度为g,挡板MN足够长,小球可视作质点,忽略空气阻力。求上述实验过程中:
(1)当B点力学传感器示数为0时,轨道的半径大小;
(2)小球离开B点到刚落入试验池的最短时间;
(3)若轨道半径为,小球打在挡板MN的位置与流体上表面间的竖直距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当B点力学传感器示数为0时,对小球受力分析可知,只受重力,根据牛顿第二定律
代入数据可得
【小问2详解】
对小球在B点时受力分析,根据牛顿第二定律
由分析可知,当压力取最大值4mg时,半径最小
可得
离开B点后小球做平抛运动,当高度最小时对应时间最短,满足
联立得
【小问3详解】
设小球打在挡板MN的位置与流体上表面间的竖直距离为,小球入水时速度偏转角为,由题意知
离开B点后小球做平抛运动,竖直方向上
水平方向上位移
联立得
速度偏转角的正切值
小球落入试验池后,做匀速直线运动,由几何关系
得
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2024-2025学年度下学期高一4月份教学质量检测
物 理
注意事项:
1、答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2、选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案的标号;选择题答案使用0.5毫米黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3、请按照题号在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4、保持卷面及答题卡清洁,不折叠,不破损,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列关于曲线运动的说法中,不正确的是( )
A. 做曲线运动的物体,轨迹上某点切线方向即为物体此时的速度方向
B. 曲线运动可以是匀速运动
C. 在曲线运动中,物体加速度方向和速度方向是不相同的
D. 当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动
2. 世界一级方程式赛车锦标赛是在世界各地十多个封闭的环行线路上进行的,赛道中有许多弯道,如图所示,赛车在通过弯道时非常容易冲出赛道.设有甲、乙两个质量相同的赛车,以相同的速率通过同一水平弯道,甲车在内侧车道,乙车在外侧车道.下列说法正确的是
A. 甲车受到沿半径方向的摩擦力比乙车的大
B. 甲、乙两车沿半径方向受到的摩擦力大小相等
C. 甲车受到沿半径方向的摩擦力比乙车的小
D. 赛车沿半径方向受到的摩擦力与轨道半径的大小无关
3. 雨天在野外骑车时,在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴,行驶时感觉很“沉重”,如果将自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就会被甩下来。如图所示,图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置,则下列说法正确的是( )
A. 泥巴在a、b、c、d四个位置的向心加速度相同
B. 泥巴在b、d位置时最容易被甩下来
C. 泥巴在a位置时最容易被甩下来
D. 泥巴在c位置时最容易被甩下来
4. 如图,某同学在同一高度的A、B两点,先后将排球斜向上击出,排球均能垂直击中墙面的P点。已知两次排球运动的轨迹在同一竖直面内,A、B两点离墙面的距离分别为L、2L,P点和击球点的高度差为2L,不计空气阻力和排球的大小,下列说法正确的是( )
A. 在A、B两点被击出的排球,在空中运动的时间之比为1∶2
B. 在A、B两点被击出的排球,击中P点前瞬间的速度大小之比为1∶3
C. 在A、B两点,排球被击出瞬间的速度大小之比为
D. 在A、B两点,排球被击出瞬间速度的方向与水平方向夹角的正切值之比为3∶1
5. 由于高度限制,车库出入口采用图所示的曲杆道闸,道闸由转动杆与横杆链接而成,P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中,杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中,下列说法正确的是( )
A. P点的线速度大小不变
B. P点的加速度方向不变
C. Q点在竖直方向做匀速运动
D. Q点在水平方向做匀速运动
6. 已知均匀球体对球外物体的万有引力相当于将球体的质量集中于球心的质点对物体的万有引力,将地球看成均匀球体,假设在紧贴地球表面处挖去一半径为的球体(R为地球半径),如图所示,在图中A点放置一质量为m的可视为质点的物体,则该物体在挖空前后受到的万有引力大小之比为( )
A. B. C. D.
7. 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
8. 关于下列四幅图说法正确的是( )
A. 甲图中的汽车在过最高点时处于失重状态
B. 乙图中的两个小球做匀速圆周运动的角速度相同
C. 丙图中的直筒洗衣机脱水时,被甩出去的水滴受到离心力作用
D. 丁图中火车转弯速度小于规定速度时,内轨对轮缘会有挤压作用
9. 如图,水平圆形转盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A、B、C,质量分别为m、2m、3m,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B、C与圆盘间的动摩擦因数为μ,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。现让圆盘从静止开始加速。则( )
A. 当时,A、B即将开始滑动
B. 当时,细线张力为
C. 当时,C受到圆盘的摩擦力为0
D. 当时剪断细线,C将做离心运动
10. 地球表面重力加速度的测量在军事及资源探测中具有重要的战略意义,已知地球质量,地球半径R,引力常量G,以下说法正确的是( )
A. 若地球自转角速度为,地球赤道处重力加速度的大小为
B. 若地球自转角速度为,地球两极处重力加速度的大小为
C. 若忽略地球的自转,以地球表面A点正下方h处的B点为球心,为半径挖一个球形的防空洞,则A处重力加速度变化量的大小为
D. 若忽略地球的自转,以地球表面A点正下方h处的B点为球心、为半径挖一个球形的防空洞,则A处重力加速度变化量的大小为
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。
11. 某同学用两种方式研究平抛运动的规律。
(1)用图甲装置研究平抛运动,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开下落,实验的现象是小球A、B同时落地,说明____________________;若增大小锤击打弹性金属片的力度,则_____________________(填“仍能”或“不能”)观察到小球A、B同时落地。
(2)用图乙装置研究平抛运动时,每次让小球从斜槽上同一位置由静止释放,在白纸上作出小球做平抛运动的轨迹,如图丙所示,在轨迹上选取A、B、C三点。(并测量了各点间的水平距离和竖直距离,取重力加速度大小 则小球在相邻两点间的运动时间为_____________________s,小球做平抛运动的初速度大小为____________m/s。
12. 某学习小组使用如图所示的实验装置探究向心力大小与半径、角速度、质量之间的关系若两球分别放在长槽和短槽的挡板内侧,转动手柄,长槽和短槽随变速轮塔匀速转动,两球所受向心力的比值可通过标尺上的等分格显示,当皮带放在皮带盘的第一挡、第二挡和第三挡时,左、右变速轮塔的角速度之比分别为1:1,1∶2和1∶3。
(1)第二档对应左、右皮带盘的半径之比为_____________________。
(2)探究向心力大小与质量之间的关系时,把皮带放在皮带盘的第一挡后,应将质量___________________(选填“相同”或“不同”)的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径______________________(选填“相同”或“不同”)处挡板内侧;
(3)探究向心力大小与角速度之间的关系时,该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧,改变皮带挡位,记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边1.5格、右边6.1格,则记录该组数据时,皮带位于皮带盘的第_____________________挡(选填“一” “二”或“三”)。
三、计算题:本大题共3小题,共36分。
13. 两小球之间用长为的细线相连,同时从距地面高为处的同一点开始运动,A球做自由落体运动,B球以的初速度水平抛出,空气阻力不计,g取。求:
(1)经过多长时间连接的细线拉直;
(2)细线拉直前的瞬间,B球的速度大小。
14. 如图所示,长度为的轻绳, 系一小球在竖直平面内做圆周运动,小球的质量为,小球可视为质点,g取
(1)求小球刚好通过最高点时的速度大小;
(2)小球通过最高点时的速度大小为时,求绳的拉力大小;
(3)若轻绳能承受的最大张力为,求小球速度的最大值。
15. 学校科创团队的同学们设计了一套智能化轨道模拟系统来研究小球的运动情况。如图所示,固定在水平台面上的竖直半圆形光滑轨道半径可调,直径为AB,A端切线水平。轨道右侧有一个与A等高的装满新型材料(ER流体)的试验池,材料的力学特性能保证小球落入其中后以原速度做匀速直线运动。每次实验前调好轨道半径,弹射器(图中未画出)能使小球从A点以不同速度冲入轨道并始终以恒定速度 从B点飞出,竖直挡板MN到AB的水平距离为7L,已知多次实验过程中位于轨道B点的力学传感器显示轨道所受最小压力为0、最大压力为4mg,重力加速度为g,挡板MN足够长,小球可视作质点,忽略空气阻力。求上述实验过程中:
(1)当B点力学传感器示数为0时,轨道的半径大小;
(2)小球离开B点到刚落入试验池的最短时间;
(3)若轨道半径为,小球打在挡板MN的位置与流体上表面间的竖直距离。
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