精品解析:四川凉山州西昌市2025-2026学年高一下学期期中考试物理试题
2026-09-14
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内容正文:
2025—2026学年度下期期中质量监测评估
高一物理
注意事项:
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,试题卷6页,答题卡2页。全卷满分为100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。写在本试卷上无效。
4.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
5.考试结束后,将答题卡交回。
一、单选题(共7小题,每题只有一个答案是正确的,每题4分,共28分)
1. 在发任意球时,运动员踢出的足球会在空中绕过人墙转弯后进入球门,这就是所谓的“香蕉球”。“香蕉球”轨迹的俯视图如图所示,下列说法正确的是( )
A. 足球在运动过程中不受力
B. 足球在运动过程中受恒力
C. 足球速度方向在运动轨迹的切线方向
D. 足球受力方向在运动轨迹的切线方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.足球在空中飞行时受到重力和空气作用力,由于速度方向不断发生改变,其运动状态发生变化,必然受到不为零的合外力作用,故A错误;
B.足球在空中做复杂的曲线运动,除了受重力外还受与速度及旋转相关的空气动力,由于速度方向不断变化,该空气动力的方向也随之改变,因此足球受到的合外力是变力,故B错误;
C.根据曲线运动的物理规律可知,物体做曲线运动时,任意时刻的瞬时速度方向始终沿着运动轨迹上该点的切线方向,故C正确;
D.做曲线运动的物体所受合外力的方向必定指向运动轨迹弯曲的内侧,由于速度方向沿轨迹的切线方向,合外力与速度方向之间有一定夹角,故受力方向不可能在运动轨迹的切线方向上,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一。坐满乘客的摩天轮绕中心轴在竖直平面内匀速转动。乘客坐在轿厢内计时,发现从最低点运动到最高点用时半分钟,假设所有乘客的质量均相等,在运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 乘客的线速度为 B. 乘客的角速度为
C. 每位乘客受到的向心力相同 D. 每位乘客对座椅的压力相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.乘客从最低点运动到最高点用时为半个周期,可知周期为,根据角速度公式有
解得
由于摩天轮的半径未知,无法求出乘客的线速度大小,故A错误;
B.由对A选项的分析可知乘客的角速度大小为,故B正确;
C.乘客做匀速圆周运动,所需向心力大小相等,但向心力的方向时刻指向圆心,向心力是矢量,其方向不断发生变化,所以每位乘客受到的向心力不相同,故C错误;
D.乘客在最高点和最低点受到的合力提供向心力,设摩天轮半径为,在最高点根据牛顿第二定律有
解得
在最低点根据牛顿第二定律有
解得
可知乘客在不同位置受到的支持力不相同,根据牛顿第三定律可知每位乘客对座椅的压力不相同,故D错误。
故选B。
3. 用m、、h分别表示平抛运动物体的质量、初速度和抛出点离水平地面的高度,不考虑空气阻力,下列说法错误的是( )
A. 物体在空中运动时间由决定
B. 物体落地时瞬时速度的方向由和决定
C. 物体落地时瞬时速度的大小由和决定
D. 物体在空中运动的水平位移由和决定
【答案】D
【解析】
【详解】A.平抛运动竖直方向为自由落体运动,由,得
重力加速度为定值,因此物体在空中运动时间仅由决定,故A正确,不符合题意;
B.设落地速度与水平方向夹角为,竖直分速度
则
可见速度方向仅由和决定,故B正确,不符合题意;
C.落地瞬时速度大小
可见速度大小仅由和决定,与质量无关,故C正确,不符合题意;
D.水平位移为
可见水平位移由和决定,与质量无关,故D错误,符合题意。
故选D。
4. 如图所示,工厂生产流水线上的玻璃以某一速度连续不断地随流水线向右匀速运动,在切割工序的P处有一玻璃割刀。为了使割下的玻璃都成规定尺寸的矩形,关于割刀相对地的速度方向,图中画出了割刀相对地的速度方向的四条大致的方向,其中1与玻璃运动方向垂直。下列说法正确的是( )
A. 割刀相对地的速度方向一定沿方向1
B. 割刀相对地的速度方向可能沿方向2
C. 割刀相对地的速度方向可能沿方向3
D. 割刀相对地的速度方向可能沿方向4
【答案】C
【解析】
【详解】依题意,为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形,则割刀相对于玻璃的运动速度应垂直玻璃,即当割刀沿玻璃运动方向移动的分速度等于玻璃移动的速度时,则每次割下玻璃板都成规定尺寸的矩形,根据题图可知割刀相对地的速度方向可能沿方向3,故选C。
5. 二十四节气是中华民族的文化遗产之一,如图所示,地球沿椭圆形轨道绕太阳运动,所处四个位置分别对应北半球的四个节气,已知公转轨道半长轴,公转周期,引力常量。下列关于地球绕太阳公转说法正确的是( )
A. 冬至时线速度最小 B. 可求出地球的质量 C. 可求出太阳的质量 D. 可求出太阳的密度
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,地球在近日点的线速度大于远日点的线速度,由图可知地球在冬至时距离太阳最近,即冬至时地球的线速度最大,故A错误;
B.设地球的质量为,太阳的质量为,地球的轨道半长轴为,公转周期为,根据万有引力提供向心力有
由于等式两边消去了地球的质量,因此无法求出地球的质量,故B错误;
C.根据B选项的方程解得太阳的质量为
题干已知公转轨道半长轴、公转周期和引力常量,因此可求出太阳的质量,故C正确;
D.要求太阳的密度,还需知道太阳的体积,由于未给定太阳的半径,无法计算太阳的体积,因此不能求出太阳的密度,故D错误。
故选C。
6. 城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥。如图所示,桥面是半径为的圆弧形的立交桥横跨在水平路面上,一辆质量为的小汽车,从端以不变的速率驶过该立交桥,小汽车速度大小为,重力加速度为。则( )
A. 小汽车通过桥顶时车速越快,对桥面压力越大
B. 为保证安全,小汽车到达桥顶时的速度必须小于
C. 小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
D. 小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.小汽车在桥上最高点时,重力和桥面支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
由表达式可知,小汽车通过桥顶时车速越快,受到的支持力越小,根据牛顿第三定律可知,小汽车对桥面的压力越小,故A错误;
B.为保证小汽车安全行驶不脱离桥面,在桥顶时受到的支持力必须满足
解得
即小汽车到达桥顶时的速度必须小于,故B正确;
C.由对A选项的分析可知,小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为,故C错误;
D.由对A选项的分析可知,小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为,故D错误。
故选B。
7. “古有司南,今有北斗”,如图甲所示的北斗卫星导航系统入选“2022全球十大工程成就”。组成北斗卫星导航系统的卫星运行轨道半径越大,线速度越小,卫星运行状态视为匀速圆周运动,其图像如图乙所示,图中为地球半径,为北斗星座GEO卫星的运行轨道半径,图中物理量单位均为国际单位,引力常量为,忽略地球自转,则( )
A. 地球的质量为
B. 地球的密度为
C. 北斗星座GEO卫星的加速度为
D. 地球表面的重力加速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据,当r=R时
可得,A错误;
B.地球的密度,B正确;
C.对北斗星座GEO卫星根据
可得GEO卫星的加速度大小,故C错误;
D.根据
解得,故D错误。
故选B。
二、多项选择题(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. 关于开普勒定律的判断,下列说法正确的是( )
A. 开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动
B. 由开普勒第三定律可得与成正比
C. 由开普勒第三定律在地球绕太阳模型中表示太阳与地球间的距离
D. 地球绕太阳运动时其连线与月球绕地球运动时的其连线在相等时间内扫过的面积不相等
【答案】AD
【解析】
【详解】A.开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也同样适用于卫星绕行星的运动,故A正确;
B.根据开普勒第三定律有
其中常量的大小只与中心天体的质量有关,与行星或卫星的轨道半长轴无关,故B错误;
C.根据开普勒第一定律可知,地球等行星绕太阳运动的轨道是椭圆,开普勒第三定律中的表示地球绕太阳运动轨道的半长轴,由于轨道是椭圆,太阳与地球间的距离是不断变化的,故C错误;
D.开普勒第二定律指的是同一个天体与中心天体的连线在相等时间内扫过的面积相等,地球绕太阳运动的中心天体是太阳,而月球绕地球运动的中心天体是地球,两者的中心天体不同,不能直接运用开普勒第二定律比较它们扫过的面积,二者在相等时间内扫过的面积不相等,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,可视为质点的小球用细线悬于点,使小球在水平面内以为圆心做匀速圆周运动,忽略空气阻力。悬挂小球的绳长保持不变,改变悬线与竖直方向夹角,则小球做匀速圆周运动的角速度、向心加速度大小、周期、线速度大小随的三角函数变化的关系图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A.对小球进行受力分析,小球受重力和细线拉力,合力提供向心力,设细线长为,根据牛顿第二定律有
解得
可知与成反比,不成正比,故A错误;
B.根据牛顿第二定律有
解得
可知与成正比,故B正确;
C.根据周期与角速度的关系有
联立解得
可知与成正比,故C正确;
D.根据向心力公式有
解得
可知与不成正比,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,在离地面高的处固定一点光源,其正前方水平距离为L处竖直放置一光屏。将一小球以大小为的初速度从点水平向右抛出,最终打在光屏上。在光屏上可以看到小球影子的运动,空气阻力不计,重力加速度为,则在小球运动过程中( )
A. 小球打在光屏上的时间为
B. 小球打在光屏上的时间为
C. 影子做匀速直线运动,速度大小为
D. 影子做匀加速直线运动,加速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.小球水平抛出后做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,打在光屏上时水平位移为,根据运动学规律有
解得小球打在光屏上的时间为,故A正确;
B.由对A选项的分析可知,小球打在光屏上的时间由水平位移和初速度决定,为,与小球下落的高度无关,故B错误;
C.设经过时间小球下落的高度为,水平位移为,根据平抛运动规律分别有,
由于光沿直线传播,点光源、小球与光屏上的影子始终位于同一直线上,设此时光屏上影子的下落高度为,根据相似三角形原理有
联立解得
由此可知影子下落的竖直位移与时间成正比,说明影子做匀速直线运动,结合运动学公式可知其速度大小为,故C正确;
D.由对C选项的分析可知,影子在光屏上做匀速直线运动,无加速度,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13-15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示器如图a所示,图b是演示器部分原理示意图:其中皮带轮①④的半径相同,②⑤的半径比为2:1,③⑥的半径比为3:1,两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力,图a中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为的甲球和乙球、质量为的丙球。
(1)本实验采用的实验方法与下列实验相同是( )
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究加速度与力和质量的关系
(2)为探究向心力与圆周运动物体质量的关系,实验时应选择甲球和_____球作为实验球;
(3)在某次实验中,一组同学把甲球和乙球分别放在A、C位置,将皮带处于塔轮的某一层上,匀速转动手柄时,左边标尺露出1个分格,右边标尺露出4个分格,则皮带轮上皮带放置位置为_____(选填“①和④”、“②和⑤”、“③和⑥”)。
【答案】(1)C (2)丙
(3)②和⑤
【解析】
【小问1详解】
本实验探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系,采用的实验方法是控制变量法。
A.探究平抛运动的特点采用的是描迹法,故A错误;
B.探究两个互成角度的力的合成规律采用的是等效替代法,故B错误;
C.探究加速度与力和质量的关系采用的是控制变量法,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
为探究向心力与圆周运动物体质量的关系,实验时应保证物体的转动半径和角速度不变,只改变物体的质量。由于甲球和乙球质量均为2m,丙球质量为,故应选择质量不同的两球进行实验,结合题干需要选用甲球进行对比,可知另一个实验球应选择丙球。
【小问3详解】
甲球和乙球的质量相等,分别放在、位置,由实验装置可知两球做圆周运动的半径相等,左边标尺露出个分格,右边标尺露出个分格,说明甲球和乙球受到的向心力大小之比为,根据向心力公式有
解得
由于皮带连接两塔轮,边缘处的线速度大小相等,根据线速度与角速度的关系有
可得左右皮带轮的半径之比为
解得
题干已知②和⑤的半径比为2:1,则皮带轮上皮带放置位置为②和⑤。
12. 某小组利用图甲所示的实验装置做“探究平抛运动规律”的实验:
(1)利用图甲研究平抛运动时,在取下白纸前,应确定坐标原点O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_____。
A. B. C.
(2)在此实验中,下列说法正确的是_____。
A. 斜槽必须光滑
B. 每次需从斜槽轨道上的同一位置静止释放小球
C. 移动挡板时,每次移动的距离需相同
(3)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点为坐标原点,测量它们的水平坐标和竖直坐标,下图中图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是( )
A. B. C. D.
(4)图乙是某同学通过实验得到的小球平抛运动的轨迹,根据图中的数据可知点_____(选填“是”或“不是”)起抛点,求出此平抛运动的初速度_____。(结果保留2位有效数字,取重力加速度).
【答案】(1)C (2)B (3)C
(4) ①. 是 ②. 1.6
【解析】
【小问1详解】
坐标原点应选小球飞离斜槽末端时球心所在的投影位置,轴沿水平方向,轴沿竖直方向。
故选C。
【小问2详解】
A.实验中为了保证小球每次平抛的初速度相同,只需要每次将小球从斜槽上的同一位置由静止释放即可,斜槽不一定要光滑,故A错误;
B.为了保证小球每次平抛的初速度相同,每次需从斜槽轨道上的同一位置静止释放小球,故B正确;
C.移动挡板时,为了描绘出完整的轨迹,只需要在合理范围内记录各个不同的位置即可,不需要每次移动相同的距离,故C错误。
故选B。
【小问3详解】
平抛运动在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动,分别有,
联立解得
可知与成正比,则图像为过原点的直线,故C正确,ABD错误。
故选C。
【小问4详解】
[1]根据平抛运动规律,若点为起抛点,由小问3的分析可知抛物线轨迹方程为
即应为定值,根据图乙中记录的两组数据进行验证,发现满足
由于比例等式成立,说明图乙中的数据满足与成正比,可知点是起抛点。
[2]在竖直方向上,取第一组数据进行计算,根据自由落体运动规律有
解得
在水平方向上根据匀速直线运动规律有
代入数据解得
13. 某行星的一颗小卫星在半径为的圆轨道上绕该行星运行,运行周期为,已知引力常量,该行星半径。求:
(1)这颗行星的质量;
(2)这颗行星的第一宇宙速度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设小卫星的质量为,根据万有引力提供向心力有
解得这颗行星的质量为
【小问2详解】
对于绕行星表面运行的近地卫星,设其质量为,根据万有引力提供向心力有
将第一问求得的质量代入,解得这颗行星的第一宇宙速度为
14. 如图所示,小物块置于圆形水平转台的边缘。现让水平转台从静止开始加速转动,当转台的转速达到某一数值时,物块恰好滑离站台开始做平抛运动。已知物块与转台间的动摩擦因数为,转台半径为,离水平地面的高度为,设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)物块离开转台边缘时速度的大小;
(2)物块落地点距转轴的水平距离;
(3)物块落地时速度的大小和方向。(方向可用三角函数的正切值表示)
【答案】(1)
(2)
(3),落地速度方向与水平方向夹角,
【解析】
【小问1详解】
物块恰好离开转台时,由最大静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
物块离开转台后做平抛运动,设平抛运动的水平位移为,根据平抛运动规律分别有,
解得
根据几何关系有
联立解得物块落地地点距转轴的水平距离为
【小问3详解】
物块离开转台后在竖直方向做自由落体运动,根据运动学公式有
解得
根据速度的合成有
联立解得落地速度大小为
设落地速度方向与水平方向夹角为,根据几何关系有
解得落地速度方向与水平方向夹角的正切值为
15. 如图所示,固定在水平面上的斜面倾角,,。距离C处的D处固定有一足够高的竖直挡板DE,且ABCDE在同一竖直平面内。一可视为质点,质量为1 kg的物块P由斜面底部A处以初速度沿斜面向上运动。若P与DE发生碰撞后瞬间,P在竖直方向的速度不变,在水平方向上的速度大小不变,方向反向。落到水平面上后,P不会反弹。已知P在斜面上运动时所受合力大小为10 N且沿斜面向下,,,g取,不计空气阻力。求:
(1)P在斜面上运动的加速度;
(2)若P从B处飞出后又恰好回到B处,则的大小为多少?
(3)若P从B点飞出后与DE发生碰撞,碰后P反弹并直接飞落在CD之间(不含端点),求的取值范围(结果可保留根式)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物块受力分析,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
物块从点运动到点的过程中,根据运动学公式有
根据几何关系可知斜面AB的长度为
解得
物块恰好能回到处,说明其碰撞挡板DE前后的水平总位移为零,由于水平方向速度大小不变、方向反向,可知碰撞前后的时间相等,即物块恰好在轨迹最高点垂直打在挡板DE上,设从点运动到挡板DE的时间为,水平方向和竖直方向分别有,
联立解得
【小问3详解】
物块从点飞出后,设在空中的总运动时间为,竖直方向做匀变速直线运动,取竖直向上为正方向,根据运动学公式有
若物块反弹后直接落在线段CD之间,设其在水平方向上的总路程为,需满足
水平方向做匀速直线运动,有
当时,即物块反弹后恰好落在点,联立解得
根据速度位移公式有
解得
当时,即物块恰好落在点,联立解得
根据速度位移公式有
解得
综上所述,初速度需满足的条件为
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2025—2026学年度下期期中质量监测评估
高一物理
注意事项:
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,试题卷6页,答题卡2页。全卷满分为100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。写在本试卷上无效。
4.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
5.考试结束后,将答题卡交回。
一、单选题(共7小题,每题只有一个答案是正确的,每题4分,共28分)
1. 在发任意球时,运动员踢出的足球会在空中绕过人墙转弯后进入球门,这就是所谓的“香蕉球”。“香蕉球”轨迹的俯视图如图所示,下列说法正确的是( )
A. 足球在运动过程中不受力
B. 足球在运动过程中受恒力
C. 足球速度方向在运动轨迹的切线方向
D. 足球受力方向在运动轨迹的切线方向
2. 如图所示,摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一。坐满乘客的摩天轮绕中心轴在竖直平面内匀速转动。乘客坐在轿厢内计时,发现从最低点运动到最高点用时半分钟,假设所有乘客的质量均相等,在运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 乘客的线速度为 B. 乘客的角速度为
C. 每位乘客受到的向心力相同 D. 每位乘客对座椅的压力相同
3. 用m、、h分别表示平抛运动物体的质量、初速度和抛出点离水平地面的高度,不考虑空气阻力,下列说法错误的是( )
A. 物体在空中运动时间由决定
B. 物体落地时瞬时速度的方向由和决定
C. 物体落地时瞬时速度的大小由和决定
D. 物体在空中运动的水平位移由和决定
4. 如图所示,工厂生产流水线上的玻璃以某一速度连续不断地随流水线向右匀速运动,在切割工序的P处有一玻璃割刀。为了使割下的玻璃都成规定尺寸的矩形,关于割刀相对地的速度方向,图中画出了割刀相对地的速度方向的四条大致的方向,其中1与玻璃运动方向垂直。下列说法正确的是( )
A. 割刀相对地的速度方向一定沿方向1
B. 割刀相对地的速度方向可能沿方向2
C. 割刀相对地的速度方向可能沿方向3
D. 割刀相对地的速度方向可能沿方向4
5. 二十四节气是中华民族的文化遗产之一,如图所示,地球沿椭圆形轨道绕太阳运动,所处四个位置分别对应北半球的四个节气,已知公转轨道半长轴,公转周期,引力常量。下列关于地球绕太阳公转说法正确的是( )
A. 冬至时线速度最小 B. 可求出地球的质量 C. 可求出太阳的质量 D. 可求出太阳的密度
6. 城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥。如图所示,桥面是半径为的圆弧形的立交桥横跨在水平路面上,一辆质量为的小汽车,从端以不变的速率驶过该立交桥,小汽车速度大小为,重力加速度为。则( )
A. 小汽车通过桥顶时车速越快,对桥面压力越大
B. 为保证安全,小汽车到达桥顶时的速度必须小于
C. 小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
D. 小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
7. “古有司南,今有北斗”,如图甲所示的北斗卫星导航系统入选“2022全球十大工程成就”。组成北斗卫星导航系统的卫星运行轨道半径越大,线速度越小,卫星运行状态视为匀速圆周运动,其图像如图乙所示,图中为地球半径,为北斗星座GEO卫星的运行轨道半径,图中物理量单位均为国际单位,引力常量为,忽略地球自转,则( )
A. 地球的质量为
B. 地球的密度为
C. 北斗星座GEO卫星的加速度为
D. 地球表面的重力加速度为
二、多项选择题(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. 关于开普勒定律的判断,下列说法正确的是( )
A. 开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动
B. 由开普勒第三定律可得与成正比
C. 由开普勒第三定律在地球绕太阳模型中表示太阳与地球间的距离
D. 地球绕太阳运动时其连线与月球绕地球运动时的其连线在相等时间内扫过的面积不相等
9. 如图所示,可视为质点的小球用细线悬于点,使小球在水平面内以为圆心做匀速圆周运动,忽略空气阻力。悬挂小球的绳长保持不变,改变悬线与竖直方向夹角,则小球做匀速圆周运动的角速度、向心加速度大小、周期、线速度大小随的三角函数变化的关系图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,在离地面高的处固定一点光源,其正前方水平距离为L处竖直放置一光屏。将一小球以大小为的初速度从点水平向右抛出,最终打在光屏上。在光屏上可以看到小球影子的运动,空气阻力不计,重力加速度为,则在小球运动过程中( )
A. 小球打在光屏上的时间为
B. 小球打在光屏上的时间为
C. 影子做匀速直线运动,速度大小为
D. 影子做匀加速直线运动,加速度大小为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13-15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示器如图a所示,图b是演示器部分原理示意图:其中皮带轮①④的半径相同,②⑤的半径比为2:1,③⑥的半径比为3:1,两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力,图a中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为的甲球和乙球、质量为的丙球。
(1)本实验采用的实验方法与下列实验相同是( )
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究加速度与力和质量的关系
(2)为探究向心力与圆周运动物体质量的关系,实验时应选择甲球和_____球作为实验球;
(3)在某次实验中,一组同学把甲球和乙球分别放在A、C位置,将皮带处于塔轮的某一层上,匀速转动手柄时,左边标尺露出1个分格,右边标尺露出4个分格,则皮带轮上皮带放置位置为_____(选填“①和④”、“②和⑤”、“③和⑥”)。
12. 某小组利用图甲所示的实验装置做“探究平抛运动规律”的实验:
(1)利用图甲研究平抛运动时,在取下白纸前,应确定坐标原点O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_____。
A. B. C.
(2)在此实验中,下列说法正确的是_____。
A. 斜槽必须光滑
B. 每次需从斜槽轨道上的同一位置静止释放小球
C. 移动挡板时,每次移动的距离需相同
(3)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点为坐标原点,测量它们的水平坐标和竖直坐标,下图中图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是( )
A. B. C. D.
(4)图乙是某同学通过实验得到的小球平抛运动的轨迹,根据图中的数据可知点_____(选填“是”或“不是”)起抛点,求出此平抛运动的初速度_____。(结果保留2位有效数字,取重力加速度).
13. 某行星的一颗小卫星在半径为的圆轨道上绕该行星运行,运行周期为,已知引力常量,该行星半径。求:
(1)这颗行星的质量;
(2)这颗行星的第一宇宙速度。
14. 如图所示,小物块置于圆形水平转台的边缘。现让水平转台从静止开始加速转动,当转台的转速达到某一数值时,物块恰好滑离站台开始做平抛运动。已知物块与转台间的动摩擦因数为,转台半径为,离水平地面的高度为,设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)物块离开转台边缘时速度的大小;
(2)物块落地点距转轴的水平距离;
(3)物块落地时速度的大小和方向。(方向可用三角函数的正切值表示)
15. 如图所示,固定在水平面上的斜面倾角,,。距离C处的D处固定有一足够高的竖直挡板DE,且ABCDE在同一竖直平面内。一可视为质点,质量为1 kg的物块P由斜面底部A处以初速度沿斜面向上运动。若P与DE发生碰撞后瞬间,P在竖直方向的速度不变,在水平方向上的速度大小不变,方向反向。落到水平面上后,P不会反弹。已知P在斜面上运动时所受合力大小为10 N且沿斜面向下,,,g取,不计空气阻力。求:
(1)P在斜面上运动的加速度;
(2)若P从B处飞出后又恰好回到B处,则的大小为多少?
(3)若P从B点飞出后与DE发生碰撞,碰后P反弹并直接飞落在CD之间(不含端点),求的取值范围(结果可保留根式)。
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