内容正文:
松江二中2026学年9月学情调研
高三 物理
特别提示:
1.试卷满分100分,考试时间60分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上正确填涂考号、姓名、班级。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3.本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项,但不可全选;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
4.在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
一、鸟类飞行
鸟类飞行
鸟类作为生物界中的飞行高手,其飞行机制涉及丰富的物理知识。
1. 如图,一只鸟沿虚线斜向上匀速飞行,空气对其作用力可能是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
2. 一只鸟由静止起沿直线匀加速飞行,设其位移为x,时间为t,绘制-t关系图像如图所示。则其飞行的加速度大小为( )
A. 1m/s2 B. 2m/s2 C. 4m/s2 D. 8m/s2
3. 飞行中的鸟改变飞行方向时,要将其身体倾斜,其转弯所需的向心力由重力和空气对它的作用力的合力来提供。质量为m的飞鸟,以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时,空气对鸟作用力的大小为(重力加速度为g)____________。
4. 鸟能飞起来的必要条件是空气对鸟的升力大于鸟的重力。设升力为f,它与鸟的翅膀面积S和飞行速度v有关,另外鸟是在空气中飞行的,因而可能与空气的密度ρ有关,人们猜测f与这些有关因素之间的关系式为:f=CS av bρ c,其中C为无量纲的比例常数,则该公式中的a、b、c应分别为______、______、______。
5. (多选)一只猫头鹰从树梢上俯冲而下,直扑远处地上的田鼠。忽略猫头鹰的初速度,设它沿直线飞行,在开始的一段时间内,其飞行的速度平方(v2)与前进位移(x)的图像如图所示,则关于这段过程下列说法正确的是( )
A. 猫头鹰从开始运动到前进x1过程中,其加速度越来越小
B. 猫头鹰飞行相同的时间,速度变化量相同
C. 猫头鹰从开始运动到前进x1的过程中,其平均速度小于
D. 猫头鹰从开始运动到前进x1的过程中,其平均速度大于
【答案】1. C 2. C
3.
4. ①. 1 ②. 2 ③. 1 5. AD
【解析】
【1题详解】
鸟沿虚线斜向匀速飞行,处于平衡状态,合力为0。鸟仅受竖直向下的重力、空气的作用力,因此空气的作用力必须与重力等大反向,即方向竖直向上,对应图中的。
故选C。
【2题详解】
初速度为0的匀加速直线运动位移公式为
整理得
因此图像的斜率
由图可知斜率
可得加速度大小为
故选C。
【3题详解】
鸟在水平面做匀速圆周运动,竖直方向受力平衡,空气作用力的竖直分力平衡重力
水平分力提供向心力
由勾股定理得空气作用力大小为
【4题详解】
[1][2][3]用量纲分析法,等式两侧物理量单位需统一。 C为无量纲的比例常数,力的单位是,面积的单位是,速度的单位是,空气密度的单位是。代入得
解得, ,
【5题详解】
A.由运动学公式得
可得图像的斜率
题图中曲线斜率逐渐减小,说明加速度越来越小,故A正确;
B. 加速度逐渐减小,由
可知相同时间内速度变化量逐渐减小,故B错误;
CD.该运动是初速度为0,加速度逐渐减小的加速直线运动,速度增大得越来越慢,相同位移下的平均速度大于对应初速度为0、末速度为的匀加速直线运动的平均速度,因此开始运动到前进的过程中,平均速度大于,故C错误,D正确。
故选AD。
二、冰雪运动(共22分)
冰雪运动
6. 单板滑雪是一项以一块滑雪板为工具,在规定的山坡线路上快速回转滑降,或在特设的“U”形场地内凭借滑坡起跳,在空中完成各种高难度动作的雪上竞技项目。
(1)如图所示,单板滑雪U形池场地可简化为固定在竖直面内的半圆形轨道场地,雪面各处的动摩擦因数不同。因摩擦作用,滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中速率不变,则( )
A.运动员下滑的过程重力功率先增大后减小
B.运动员下滑的过程中加速度大小不变
C.运动员下滑过程中支持力变大,摩擦力变大
D.运动员滑到最低点时对轨道的压力等于运动员的重力
(2)(计算题)如图所示,把单板滑雪轨道简化成如下模型,由倾角为的倾斜轨道和水平轨道BC平滑连接组成。t=0时,运动员(可看作质点)从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。运动员全程不借助外力自由滑动。已知t1=20s时运动员恰好到达点,滑板与两轨道间的动摩擦因数均为μ=0.2,不计空气阻力,取sin18°= 0.31,cos18°= 0.95,重力加速度g取10m/s2。求:
①运动员在倾斜轨道上下滑时的加速度大小;______
②运动员滑完全程所用的时间;______
③运动员滑完全程的总路程。______
7. 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示,比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,冰壶的停止位置越靠近圆心O越好,AB中点P与O相距L=30m。某次训练中,运动员使冰壶从P点以 v0 = 3m/s 的速度向圆心O滑出,已知冰壶和冰面间的动摩擦因数 μ = 0.02,g取10m/s2 。
(1)冰壶滑行过程中第12s内的平均速度大小 =______m/s,冰壶滑行过程中前16s内的位移大小 x = ______m。
(2)若冰壶滑出后,运动员发现冰壶的速度偏小,队员们开始在冰壶滑行前方用刷子摩擦冰面,使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的50%,最终冰壶恰好停在圆心O处。
①队员们摩擦冰面的长度d为_________m。
②(多选)若从更靠近P点的位置开始擦冰,则( )
A.需要摩擦冰面的距离更短 B.需要摩擦冰面的距离一样长
C.冰壶滑行的总时间更长 D.冰壶滑行的总时间更短
【答案】6. ①. B ②. ③. ④.
7. ①. 0.7 ②. 22.5 ③. 15 ④. BD##DB
【解析】
【6题详解】
(1)[1]A重力的瞬时功率,根据几何关系可知,运动员竖直方向的分速度逐渐减小,可知重力的瞬时功率减小,故A错误;
B根据,滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中速率不变,运动半径不变,则运动员下滑的过程中加速度大小不变,故B正确;
C.设所在位置轨道半径与竖直方向夹角为,径向合力提供向心力
可得
下滑过程中不断减小,不断增大,因此支持力N变大;
切向受力平衡,则
可知α减小的过程中sinα减小,因此摩擦力f变小,故C错误;
D.最低点处
结合牛顿第三定律可知运动员对轨道的压力大于重力,故D错误。
故选B。
(1)①[2]运动员在倾斜轨道AB上下滑时,根据
解得在倾斜轨道AB上下滑时的加速度大小
②[3]运动员滑到B点的速度
在BC上,根据
解得减速运动加速度
则在BC上运动的时间
全程运动的时间
③[4]运动员在倾斜轨道AB上的位移
运动员在水平轨道BC上的位移,逆向思维做初速度为零的加速度大小为的加速运动
则运动员滑完全程的距离
【7题详解】
(1)[1]冰壶滑行过程中对冰壶由牛顿第二定律得
解得冰壶滑行过程中的加速度大小为
第12s内是11s到12s,11s时的速度
12s时的速度
该段平均速度
[2]冰壶速度减为零所需的时间
冰壶滑行过程中前16s内的位移大小等于冰壶滑行过程中15s内的位移大小,根据
可得
(2)①[3]冰壶减速过程受力分析如图
设冰壶质量为m,整个减速过程中。由动能定理得
放手后擦冰前摩擦力做功
擦冰过程中摩擦力做功
解得
②[4]AB.由可知,需要摩擦冰面的距离一样长,故A错误,B正确;
CD.若从更靠近P点的位置开始擦冰,则前一段位移的平均速度更大,则整段位移的平均速度更大,由于冰壶的总位移不变,则时间越短,即冰壶滑行的总时间更短,故C错误,D正确。
故选BD。
三、无人机
无人机因机动性能好,生存能力强,无人员伤亡风险等优点,被广泛应用在生产生活中。已知重力加速度为g。
8. 某次配送过程中,无人机沿竖直方向运动,v-t图像如图所示,取竖直向上为正方向,则( )
A. 0~1s内的加速度大于1s~2s内的加速度
B. 1s~2 s内的加速度方向发生变化
C. 1s时距离地面的高度最大
D. 3 s~4s内无人机处于超重状态
9. 某同学利用无人机玩投球游戏。无人机在距地高为H的水平面内匀速直线运动,释放可视为质点的小球,则:
(1)若不计空气阻力,小球到达水平地面时,速度方向与水平方向间的夹角为θ,则无人机匀速飞行时的速度大小为__________;
(2)若考虑空气阻力,则小球在空中飞行过程中加速度的方向可能是( )
A. B. C. D.
10. (多选)如图所示,在无人机的某次定点投放性能测试中,目标区域是水平地面上以O点为圆心,半径R1=5m的圆形区域,垂直地面,无人机在离地面高度H=20m的空中绕点、平行于地面做半径为R2=3m的匀速圆周运动,AB为圆周上的两点, 。若物品相对无人机无初速度地释放,为保证落点在目标区域内,无人机做圆周运动的最大角速度应为ωmax。当无人机以ωmax沿圆周运动经过A点时,相对无人机无初速度地释放物品。不计空气对物品运动的影响,物品可视为质点且落地后即静止,重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 无人机释放物品后第一次运动到B点时,在A点释放的物品已经落地
D. 无人机释放物品后第一次运动到B点时,在A点释放的物品尚未落地
【答案】8. D 9. ①. ②. C 10. BC
【解析】
【8题详解】
A.图像的斜率表示加速度,的图线斜率绝对值更小,的加速度小于的加速度,故A错误;
B.1s~2s图线为同一直线,斜率不变,则加速度大小和方向都不变,故B错误;
C.0~1.5s左右(速度为正的阶段)无人机一直向上运动,速度减为0时高度才达到最大,1s时无人机还在上升,故C错误;
D.3s~4s内速度为负,方向向下,速度减小,加速度为正,方向向上,加速度向上时无人机处于超重状态,故D正确。
故选D。
【9题详解】
[1]小球做平抛运动,竖直方向自由下落得
可得下落时间
落地时竖直分速度
设无人机匀速飞行的水平速度为,速度夹角满足
整理得
[2]小球运动过程中速度斜向右下,空气阻力与相对运动方向相反,即斜向左上;小球还受竖直向下的重力,两个力的合力方向(加速度方向)一定在竖直向下和斜向左上的方向之间。
故选C。
【10题详解】
AB.物品平抛运动竖直方向
代入、,得下落时间
落点要在地面半径的目标圆内,由几何关系,释放点在地面的投影距O点为
因此平抛的最大允许的水平位移为,根据几何关系得
物品释放时的水平初速度为无人机圆周运动的线速度
平抛的水平位移大小为
解得,因此A错误,B正确;
CD.无人机从A到B转过90°(弧度),运动时间
物品下落时间2s,,因此无人机到达B点时物品已经落地,故C正确,D错误。
故选BC。
四、雨滴的运动(共8分)
雨滴的运动
雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒,这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。设雨滴间无相互作用且雨滴质量不变,重力加速度为g。
11. 若雨滴所受空气阻力和速度成正比,即,其下降h高度的过程中的图像如图所示,则t1时间内空气阻力的冲量大小为( )
A. B. C. D.
12. 将雨滴看作半径为r的球体,设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力,其中v是雨滴的速度,k是比例系数。
(1)设雨滴的密度为,推导雨滴下落趋近的最大速度vm与半径r的关系式;______
(2)(示意图中画出了半径为r1、r2(r1> r2)的雨滴在空气中无初速下落的图线,其中______对应半径为r1的雨滴(选填:A、① B、②);
【答案】11. C 12. ①. 根据牛顿第二定律得
整理得
当加速度为零时,雨滴趋近于最大速度
雨滴质量
由,可得
雨滴最大速度 ②. A
【解析】
【11题详解】
B.取向下为正方向,过程的雨滴根据动量定理得
当时雨滴速度趋近于,加速度趋近于0,根据受力平衡可得
代入上式得,故B错误;
A.空气阻力
而图像的面积就是下落高度
根据图像可知
可得,故A错误;
CD.根据冲量定义式可得阻力的冲量为
因此,故C正确,D错误。
故选C。
【12题详解】
[1]雨滴下落,根据牛顿第二定律得
整理得
当雨滴趋近最大速度时,加速度为0,重力与阻力平衡,可得雨滴质量
可得
约去,整理得
[2]由上述推导式可知
半径越大,最大速度越大。题目中,因此对应的雨滴最大速度更大,对应图中最终速度更高的图线①。
故选A。
五、“嫦娥”探月
“嫦娥”探月
2004年,国务院批准绕月探测工程立项,命名为“嫦娥工程”。2020年12月17日凌晨,“嫦娥五号”携带1731克月球样品满载而归,标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走规划如期完成。
13. 2007年10月24日我国首个月球探测器“嫦娥一号”成功发射,于11月7日进入离月球表面200公里的圆形工作轨道匀速绕行。“嫦娥一号”( )
A. 处于平衡状态 B. 做匀变速运动
C. 受到月球引力和向心力两个力的作用 D. 受到月球的引力作为向心力
14. 如图,“嫦娥”探测器前往月球的过程中,首先进入“停泊轨道”绕地球旋转,在P点变速进入“地月转移轨道”,接近月球时,被月球引力“俘获”,再在“工作轨道”上匀速绕月飞行,然后择机降落。则探测器 ( )
A. 在“停泊轨道”上的绕行速度大于7.9km/s
B. 在P点加速,然后变轨到转移轨道
C. 在Q点向后喷气,然后变轨到工作轨道
D. 在转移轨道上关闭发动机运行时,速度不变
15. “嫦娥三号”探测器到达距离月球表面5km的位置,立即开动发动机,向______(选填A、上; B、下)喷气,减速下行,实施“软着陆”。该过程中,探测器的机械能___________(选填A、增大 ;B、减小 ;C、不变)。
16. 嫦娥三号在离月球表面一定高度的环月轨道上匀速绕月飞行,已知嫦娥三号在环月轨道上运行周期T,轨道半径r,万有引力常量G。从以上信息可以得到( )
A. 嫦娥三号的质量 B. 嫦娥三号在环月轨道上的向心力
C. 月球的质量 D. 月球表面的重力加速度
17. (多选)在嫦娥三号匀速绕月飞行中有如图所示的装置:甲、乙两个光滑圆管形轨道安置在同一竖直平面内,甲的半径更小,轨道之间有一条粗糙的水平轨道CD相通。一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过CD段后滑上乙轨道,最后离开圆轨道。不计空间站内的空气阻力,若小球经过甲、乙最高点时的速度为v甲、v乙,与轨道间的弹力为FN甲、FN乙,则( )
A. v甲 > v乙 B. v甲 = v乙
C. FN甲 <FN乙 D. FN甲 >FN乙
18. 我国宇航员登上月球后,在月球表面一定高度处以初速度水平抛出一小物体,物体落到月球表面上的落点距离抛出点的水平距离为,不计一切阻力,月球半径为R。
(1) 求月球表面处的重力加速度g0;
(2)求月球的质量(已知万有引力常量为G );
(3)宇航员乘登月舱从月球表面到绕月球做匀速圆周运动的返回舱,求登月舱离开月球表面的最小速度。
【答案】13. D 14. B
15. ①. B ②. B 16. C 17. BD
18. (1);(2);(3)
【解析】
【13题详解】
A.平衡状态要求合力为零、物体静止或匀速直线运动,嫦娥一号做匀速圆周运动,存在向心加速度,合力不为零,不是平衡状态,故A错误;
B.匀变速运动要求加速度恒定,匀速圆周运动的加速度(向心加速度)方向时刻指向圆心、不断变化,是变加速曲线运动,故B错误;
C.向心力是月球引力的作用效果,不是独立受到的性质力,不能说物体同时“受引力和向心力两个力”,故C错误;
D.嫦娥一号绕月做匀速圆周运动,月球对它的万有引力完全提供向心力,故D正确。
故选D。
【14题详解】
A.7.9km/s是地球卫星最大的环绕速度,所以“嫦娥”探测器在“停泊轨道”上的绕行速度小于7.9km/s,故A错误;
B.“嫦娥”探测器在P点加速,做离心运动,然后变轨到“地月转移轨道”,故B正确;
C.“嫦娥”探测器需要在点减速,做近心运动,然后变轨到工作轨道,所以需要向前喷气,故C错误;
D.在转移轨道上,关闭发动机后运行时,万有引力对探测器做功,速度大小、方向时刻改变,即速度在变,故D错误。
故选B。
【15题详解】
[1]减速下行时,需要获得向上的反冲加速度,根据反冲原理,发动机向下喷气,气体给探测器向上的作用力,实现减速,故选B;
[2]该过程中向下的喷气作用力对做向下运动的探测器做负功,根据“除重力/万有引力之外的其他力做功等于机械能变化”,其他力做负功,探测器的机械能减小,故选B。
【16题详解】
A.根据万有引力提供向心力
等式两侧探测器质量m被约去,无法求出嫦娥三号自身的质量,故A错误;
B.嫦娥三号自身的质量未知,无法求出嫦娥三号在环月轨道上的向心力,故B错误;
C.根据万有引力提供向心力
可得月球质量,故C正确;
D.月球表面重力加速度满足
月球半径未知,无法求出月球表面的重力加速度,故D错误。
故选C。
【17题详解】
小球在空间站里面处于完全失重状态,经过水平轨道CD时对水平轨道的压力为零,不受摩擦力,可知速度大小不变,在圆轨道中运动,轨道的弹力提供向心力,可得
由牛顿第二定律,有
由图可知
易知FN甲 >FN乙
故选BD。
【18题详解】
(1)设小物体经过时间t落地,则
解得
(2)由
解得
(3)登月舱要离开月球表面,速度至少要大于月球的第一宇宙速度,设月球的第一宇宙速度是,则
解得
六、电场
电场
电场具有力的性质也具有能的性质,库仑定律和万有引力定律都满足平方反比律,电场和引力场之间有相似的性质。
19. (多选)进行运算时,物理量中的“-”表示方向的是( )
A. 电势 -5V B. 动量改变量 -5kgm/s C. 电势能 -12J D. 电场强度 -2N/C
20. 电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度,其定义式为。在引力场中可以有一个类似的物理量用来反映各点引力场的强弱。设地球质量为M,半径为R,引力常量为G,如果一个质量为m的物体位于距地心2R处的某点,则该点引力场强弱可以表示为_______________。
21. 当规定距一个孤立点电荷无穷远处的电势为零时,该点电荷周围电场中距其r处P点的电势为,其中k为静电力常量,Q为点电荷所带电量。若取距该点电荷为R的球面处为电势零点,则P点电势为( )
A. B. C. D.
22. (多选)如图所示,两带等量正电荷的小球分别固定在M、N两点,O点为其连线中点,在其连线的垂直平分线上找出四点A'AB'B,使得OA=OA =h1,OB=OB =h2。现将另一质量为m、电荷量为+q的小球从O点由静止释放,小球经过A、B两点时的加速度大小均为2g。已知O、A、B三点的电势分别为φO、φA和φB。小球均可视为点电荷。重力加速度为g。不计空气阻力。若该小球从B'点以某一初动能竖直下落,则( )
A. 小球从B' 点运动到A'点的过程中所受静电力逐渐增大
B. 小球从B' 点运动到A'点的过程中速度一直减小
C. 若小球能从B' 点运动到O点,其初动能至少大于
D. 小球从B' 点运动到O点的过程中机械能的变化量为
【答案】19. BD 20. 21. C 22. BC
【解析】
【19题详解】
AC.电势和电势能都是标量,负号仅表示它们相对于所选零点的取值,故AC错误;
BD.动量变化量和电场强度都是矢量,沿选定正方向的分量为负时,负号表示方向与正方向相反,故BD正确。
故选BD。
【20题详解】
设该处质量为的物体受到的引力为。由万有引力定律,地心距为时有
由引力场强的定义得
【21题详解】
四个选项给出的是同一点在新零电势规定下的电势。原来以无穷远为零电势,点与距点电荷处的原电势分别为,。改以距点电荷处为零电势,点电势为
故选C。
【22题详解】
AB.设固定小球各带正电荷,为到和的距离,以表示中垂线上某点到点的距离。由库仑定律及两电场的水平分量相消,该处电场强度的大小为
在和两点,小球所受重力与向下的静电力同向,且加速度均为重力加速度的两倍,由牛顿第二定律得
故
令,,,则
由两端场强相等,且第二个位置距较远,整理得
因此
在到之间,位于和之间,故场强及静电力均大于两端的值,并非逐渐增大;此段静电力向上且大于重力,小球向下运动时速度一直减小,故A错误,B正确;
C.由前述关系,在到之间,大于零而小于,静电力小于重力,所以下落时速度增大。电势关于点对称,故,。从下降到,电势能增加,重力势能减少,故为下降过程中总势能的最高点。小球要越过到达,在仍须有向下速度,故初动能须大于,故C正确;
D.从到,小球机械能的变化量等于静电力做的功,即,故D错误。
故选BC。
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松江二中2026学年9月学情调研
高三 物理
特别提示:
1.试卷满分100分,考试时间60分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上正确填涂考号、姓名、班级。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3.本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项,但不可全选;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
4.在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
一、鸟类飞行
鸟类飞行
鸟类作为生物界中的飞行高手,其飞行机制涉及丰富的物理知识。
1. 如图,一只鸟沿虚线斜向上匀速飞行,空气对其作用力可能是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
2. 一只鸟由静止起沿直线匀加速飞行,设其位移为x,时间为t,绘制-t关系图像如图所示。则其飞行的加速度大小为( )
A. 1m/s2 B. 2m/s2 C. 4m/s2 D. 8m/s2
3. 飞行中的鸟改变飞行方向时,要将其身体倾斜,其转弯所需的向心力由重力和空气对它的作用力的合力来提供。质量为m的飞鸟,以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时,空气对鸟作用力的大小为(重力加速度为g)____________。
4. 鸟能飞起来的必要条件是空气对鸟的升力大于鸟的重力。设升力为f,它与鸟的翅膀面积S和飞行速度v有关,另外鸟是在空气中飞行的,因而可能与空气的密度ρ有关,人们猜测f与这些有关因素之间的关系式为:f=CS av bρ c,其中C为无量纲的比例常数,则该公式中的a、b、c应分别为______、______、______。
5. (多选)一只猫头鹰从树梢上俯冲而下,直扑远处地上的田鼠。忽略猫头鹰的初速度,设它沿直线飞行,在开始的一段时间内,其飞行的速度平方(v2)与前进位移(x)的图像如图所示,则关于这段过程下列说法正确的是( )
A. 猫头鹰从开始运动到前进x1过程中,其加速度越来越小
B. 猫头鹰飞行相同的时间,速度变化量相同
C. 猫头鹰从开始运动到前进x1的过程中,其平均速度小于
D. 猫头鹰从开始运动到前进x1的过程中,其平均速度大于
二、冰雪运动(共22分)
冰雪运动
6. 单板滑雪是一项以一块滑雪板为工具,在规定的山坡线路上快速回转滑降,或在特设的“U”形场地内凭借滑坡起跳,在空中完成各种高难度动作的雪上竞技项目。
(1)如图所示,单板滑雪U形池场地可简化为固定在竖直面内的半圆形轨道场地,雪面各处的动摩擦因数不同。因摩擦作用,滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中速率不变,则( )
A.运动员下滑的过程重力功率先增大后减小
B.运动员下滑的过程中加速度大小不变
C.运动员下滑过程中支持力变大,摩擦力变大
D.运动员滑到最低点时对轨道的压力等于运动员的重力
(2)(计算题)如图所示,把单板滑雪轨道简化成如下模型,由倾角为的倾斜轨道和水平轨道BC平滑连接组成。t=0时,运动员(可看作质点)从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。运动员全程不借助外力自由滑动。已知t1=20s时运动员恰好到达点,滑板与两轨道间的动摩擦因数均为μ=0.2,不计空气阻力,取sin18°= 0.31,cos18°= 0.95,重力加速度g取10m/s2。求:
①运动员在倾斜轨道上下滑时的加速度大小;______
②运动员滑完全程所用的时间;______
③运动员滑完全程的总路程。______
7. 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示,比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,冰壶的停止位置越靠近圆心O越好,AB中点P与O相距L=30m。某次训练中,运动员使冰壶从P点以 v0 = 3m/s 的速度向圆心O滑出,已知冰壶和冰面间的动摩擦因数 μ = 0.02,g取10m/s2 。
(1)冰壶滑行过程中第12s内的平均速度大小 =______m/s,冰壶滑行过程中前16s内的位移大小 x = ______m。
(2)若冰壶滑出后,运动员发现冰壶的速度偏小,队员们开始在冰壶滑行前方用刷子摩擦冰面,使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的50%,最终冰壶恰好停在圆心O处。
①队员们摩擦冰面的长度d为_________m。
②(多选)若从更靠近P点的位置开始擦冰,则( )
A.需要摩擦冰面的距离更短 B.需要摩擦冰面的距离一样长
C.冰壶滑行的总时间更长 D.冰壶滑行的总时间更短
三、无人机
无人机因机动性能好,生存能力强,无人员伤亡风险等优点,被广泛应用在生产生活中。已知重力加速度为g。
8. 某次配送过程中,无人机沿竖直方向运动,v-t图像如图所示,取竖直向上为正方向,则( )
A. 0~1s内的加速度大于1s~2s内的加速度
B. 1s~2 s内的加速度方向发生变化
C. 1s时距离地面的高度最大
D. 3 s~4s内无人机处于超重状态
9. 某同学利用无人机玩投球游戏。无人机在距地高为H的水平面内匀速直线运动,释放可视为质点的小球,则:
(1)若不计空气阻力,小球到达水平地面时,速度方向与水平方向间的夹角为θ,则无人机匀速飞行时的速度大小为__________;
(2)若考虑空气阻力,则小球在空中飞行过程中加速度的方向可能是( )
A. B. C. D.
10. (多选)如图所示,在无人机的某次定点投放性能测试中,目标区域是水平地面上以O点为圆心,半径R1=5m的圆形区域,垂直地面,无人机在离地面高度H=20m的空中绕点、平行于地面做半径为R2=3m的匀速圆周运动,AB为圆周上的两点, 。若物品相对无人机无初速度地释放,为保证落点在目标区域内,无人机做圆周运动的最大角速度应为ωmax。当无人机以ωmax沿圆周运动经过A点时,相对无人机无初速度地释放物品。不计空气对物品运动的影响,物品可视为质点且落地后即静止,重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 无人机释放物品后第一次运动到B点时,在A点释放的物品已经落地
D. 无人机释放物品后第一次运动到B点时,在A点释放的物品尚未落地
四、雨滴的运动(共8分)
雨滴的运动
雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒,这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。设雨滴间无相互作用且雨滴质量不变,重力加速度为g。
11. 若雨滴所受空气阻力和速度成正比,即,其下降h高度的过程中的图像如图所示,则t1时间内空气阻力的冲量大小为( )
A. B. C. D.
12. 将雨滴看作半径为r的球体,设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力,其中v是雨滴的速度,k是比例系数。
(1)设雨滴的密度为,推导雨滴下落趋近的最大速度vm与半径r的关系式;______
(2)(示意图中画出了半径为r1、r2(r1> r2)的雨滴在空气中无初速下落的图线,其中______对应半径为r1的雨滴(选填:A、① B、②);
五、“嫦娥”探月
“嫦娥”探月
2004年,国务院批准绕月探测工程立项,命名为“嫦娥工程”。2020年12月17日凌晨,“嫦娥五号”携带1731克月球样品满载而归,标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走规划如期完成。
13. 2007年10月24日我国首个月球探测器“嫦娥一号”成功发射,于11月7日进入离月球表面200公里的圆形工作轨道匀速绕行。“嫦娥一号”( )
A. 处于平衡状态 B. 做匀变速运动
C. 受到月球引力和向心力两个力的作用 D. 受到月球的引力作为向心力
14. 如图,“嫦娥”探测器前往月球的过程中,首先进入“停泊轨道”绕地球旋转,在P点变速进入“地月转移轨道”,接近月球时,被月球引力“俘获”,再在“工作轨道”上匀速绕月飞行,然后择机降落。则探测器 ( )
A. 在“停泊轨道”上的绕行速度大于7.9km/s
B. 在P点加速,然后变轨到转移轨道
C. 在Q点向后喷气,然后变轨到工作轨道
D. 在转移轨道上关闭发动机运行时,速度不变
15. “嫦娥三号”探测器到达距离月球表面5km的位置,立即开动发动机,向______(选填A、上; B、下)喷气,减速下行,实施“软着陆”。该过程中,探测器的机械能___________(选填A、增大 ;B、减小 ;C、不变)。
16. 嫦娥三号在离月球表面一定高度的环月轨道上匀速绕月飞行,已知嫦娥三号在环月轨道上运行周期T,轨道半径r,万有引力常量G。从以上信息可以得到( )
A. 嫦娥三号的质量 B. 嫦娥三号在环月轨道上的向心力
C. 月球的质量 D. 月球表面的重力加速度
17. (多选)在嫦娥三号匀速绕月飞行中有如图所示的装置:甲、乙两个光滑圆管形轨道安置在同一竖直平面内,甲的半径更小,轨道之间有一条粗糙的水平轨道CD相通。一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过CD段后滑上乙轨道,最后离开圆轨道。不计空间站内的空气阻力,若小球经过甲、乙最高点时的速度为v甲、v乙,与轨道间的弹力为FN甲、FN乙,则( )
A. v甲 > v乙 B. v甲 = v乙
C. FN甲 <FN乙 D. FN甲 >FN乙
18. 我国宇航员登上月球后,在月球表面一定高度处以初速度水平抛出一小物体,物体落到月球表面上的落点距离抛出点的水平距离为,不计一切阻力,月球半径为R。
(1) 求月球表面处的重力加速度g0;
(2)求月球的质量(已知万有引力常量为G );
(3)宇航员乘登月舱从月球表面到绕月球做匀速圆周运动的返回舱,求登月舱离开月球表面的最小速度。
六、电场
电场
电场具有力的性质也具有能的性质,库仑定律和万有引力定律都满足平方反比律,电场和引力场之间有相似的性质。
19. (多选)进行运算时,物理量中的“-”表示方向的是( )
A. 电势 -5V B. 动量改变量 -5kgm/s C. 电势能 -12J D. 电场强度 -2N/C
20. 电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度,其定义式为。在引力场中可以有一个类似的物理量用来反映各点引力场的强弱。设地球质量为M,半径为R,引力常量为G,如果一个质量为m的物体位于距地心2R处的某点,则该点引力场强弱可以表示为_______________。
21. 当规定距一个孤立点电荷无穷远处的电势为零时,该点电荷周围电场中距其r处P点的电势为,其中k为静电力常量,Q为点电荷所带电量。若取距该点电荷为R的球面处为电势零点,则P点电势为( )
A. B. C. D.
22. (多选)如图所示,两带等量正电荷的小球分别固定在M、N两点,O点为其连线中点,在其连线的垂直平分线上找出四点A'AB'B,使得OA=OA =h1,OB=OB =h2。现将另一质量为m、电荷量为+q的小球从O点由静止释放,小球经过A、B两点时的加速度大小均为2g。已知O、A、B三点的电势分别为φO、φA和φB。小球均可视为点电荷。重力加速度为g。不计空气阻力。若该小球从B'点以某一初动能竖直下落,则( )
A. 小球从B' 点运动到A'点的过程中所受静电力逐渐增大
B. 小球从B' 点运动到A'点的过程中速度一直减小
C. 若小球能从B' 点运动到O点,其初动能至少大于
D. 小球从B' 点运动到O点的过程中机械能的变化量为
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