内容正文:
曲线运动和万有引力
1如图所示, AB杆以恒定角速度ω绕A点在竖直平面内顺时针转动,并带动套在固定水平杆OC上的小环M运动,AO间距离为h。运动开始时AB杆在竖直位置,则经过时间t(小环仍套在AB和OC杆上),小环M的速度大小为( )
A. B. C. ωhD. ωhtanωt【答案】A
2 质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率v水平向右做匀速直线运动,当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时(如图所示),下列判断正确的是( )
A.
P的速率为vcosθ2B. P的速率为
B.
C. 绳的拉力等于 D. 绳的拉力小于
【答案】A
3.如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的图像。以下判断正确的是( )
A. 在0~1s内,物体做匀速直线运动
B. 在0~1s内,物体做匀变速直线运动
C. 在1~2s内,物体做匀变速曲线运动
D. 在1~2s内,物体做匀变速直线运动【答案】D
4如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其沿竖直方向的速度-时间(vy-t)图像如图乙所示,同时人顶着杆沿水平地面运动的位移-时间(x-t)图像如图丙所示。若以地面为参考系,下列说法正确的是( )。
A. t=0时,猴子的速度大小为8m/sB. 猴子在0~2s内的加速度大小为4m/s2
C. 猴子在0~2s内做非匀变速曲线运动D. t=1s时猴子的速度大小为6m/s【答案】B
5一条小船在静水中的速度为5m/s,要渡过宽度为60m、水流速度为3m/s的河流,下列说法正确的是( )
A. 小船最短的渡河时间为12sB. 小船最短的渡河时间为20s
C. 若小船以最短时间渡河时,它的位移大小为60m
D. 若小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为60m【答案】A
6如图所示,一条小船位于200 m宽的河正中A点处,从这里向下游m处有一危险区,当时水流速度为4 m/s,为了使小船避开危险区沿直线到达对岸,小船在静水中的速度至少是
A. m/s B. m/s C. 2 m/s D. 4 m/s【答案】C
7如图所示,以v0=10m/s的速度水平抛出的小球,飞行一段时间垂直地撞在倾角θ=30°的斜面上,按g=10m/s2考虑,以下结论中正确的是( )
A.
物体飞行时间是
B. 物体撞击斜面时的速度大小为
C. 物体飞行的时间是6sD. 物体下降的距离是15m【答案】AD
8如图所示,将质量为m的小球从倾角为θ=30°的光滑斜面上A点以速度v0=10m/s水平抛出(即v0∥CD),小球运动到B点,已知AB间的高度h=5m,g取10m/s2,则小球从A点运动到B点所用的时间和到达B点时的速度大小分别为( )
A.
1s,20m/sB. 1s,m/s
B.
. 2s,20m/sD. 2s,m/s【答案】D
9某同学在校运会上参加跳远比赛,他跨空过程离地面的最大高度1.5L,成绩为5L,该同学落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α,将该同学视为质点,不计空气阻力,则有( )
A. B. C. D. 【答案】C
10随着人们生活水平的提高,打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示,假设甲乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C,三条路径的最高点在同一水平面内,不计空气阻力的影响,则下列说法正确的是( )
A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大B. 丙击出的高尔夫球在空中运动时间最长
C. 三个高尔夫球击出的初速度竖直分量相等
D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等【答案】AC
11如图所示,从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出,小球均落在斜面上,当抛出的初速度为v01时,小球经时间t1离斜面最远,最后到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1;当抛出的初速度为v02时,小球经时间t2离斜面最远,最后到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2,则( )
A. 若v01>v02时,α1>α2,t1>t2.
B. 若v01>v02时,α1<α2,t1<t2.
C. 若v01<v02时,t1<t2.α1=α
2D. α1、α2的关系与斜面的倾角θ有关【答案】CD
12如图所示,一质点从倾角为的斜面顶端以水平初速度抛出,斜面足够长,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.
质点抛出后,经时间离斜面最远
B. 质点抛出后,经时间回到斜面
C. 质点抛出后,当离斜面最远时速度大小为
D. 质点以不同速度水平抛出,落回斜面时速度方向相同【答案】AD
13如图所示,从一根内壁光滑的空心竖直钢管A的上端边缘,紧贴钢管管壁方向向管内水平抛入一钢球,球一直沿管壁做曲线运动直至落地。若换一根等高但内径更大的内壁光滑的空心竖直管B,用同样的方法抛入此钢球,下列说法正确的是( )
A. 在A管中的球运动时间长B. 在B管中的球运动时间长
C. 球在两管中的运动时间一样长D. 无法确定【答案】C
14在抗震救灾中,一架飞机水平匀速飞行。从飞机上每隔释放1包物品,先后共释放4包,若不计空气阻力,从地面上观察4包物品( )
A. 在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是等间距的
B. 在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是不等间距的
C. 在空中任何时刻总在飞机正下方,排成竖直的直线,它们的落地点是不等间距的
D. 在空中任何时刻总在飞机正下方,排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的【答案】D
15芬兰小将拉林托以两跳240.9分的成绩在跳台滑雪世界杯芬兰站中获得冠军.如右图所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图,拉林托从助滑雪道AB上由静止开始滑下,到达C点后水平飞出,落到滑道上的D点,E是运动轨迹上的某一点,在该点拉林托的速度方向与轨道CD平行,设拉林托从C到E与从E到D的运动时间分别为t1、t2,EF垂直CD,则( ).t1=t2,CF<FDB. t1=t2,CF=FDC. t1>t2,CF=FDD. t1>t2,CF<FD
【答案】A
16如图所示,a,b两个小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出,已知半圆轨道的半径与斜面的竖直高度相等,斜面底边长是其竖直高度的2倍,则( )
A. 一定是b球先落在斜面上
B. 可能是a球先落在半圆轨道上
C. 当时,一定是a球先落到半圆轨道上
D. 当时,一定是b球先落在斜面上【答案】BC
17在“探究平抛运动的特点”实验中
(1)利用图1装置进行“探究平抛运动竖直分运动的特点”实验,用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落,通过_________(选填“眼睛看”或“耳朵听”)方式比较它们落地的先后更加适。
(2)重复实验数次,无论打击力大或小,仪器距离地面高或低,A、B两球总是同时落地,该实验表明_________。
A.平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动B.平抛运动水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动D.平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动
(3)如图2所示,在探究平抛运动水平分运动的特点时,下列器材中除木板、小球、斜槽、铅笔、刻度尺、图钉、白纸和复写纸之外,还需要的有_________。(选填“弹簧测力计”、“重锤线”或“天平”)
(4)实验中,下列说法正确的是_________。
A.斜槽轨道要尽量光滑B.只要每次小球从斜槽上相同的位置开始运动即可
C.斜槽轨道末端要保持水平D.记录点应适当多一些,这样描绘出的轨迹更好地反映真实运动
(5)用平滑的曲线把小球在白纸上留下的印迹连接起来,得到小球做平抛运动的轨迹,建立直角坐标系,坐标原点选在_________。
A.斜槽末端端点B.小球在斜槽末端时的球心
C.小球在斜槽末端时球的上端D.小球在斜槽末端时球的下端
(6)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L=5cm,通过实验记录了小球在运动途中的三个位置,如图3所示,则该小球做平拋运动的初速度为_________m/s。(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)
【答案】 ①. 耳朵听 ②. C ③. 铅锤线 ④. BCD ⑤. B ⑥. 1.5
18.用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出,落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有________。
A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化 D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的________(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时________(选填“需要”或“不需要”)y轴与重垂线平行。
b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2所示,在轨迹上取A、B、C三点,和的水平间距相等且均为x,测得和的竖直间距分别是和,则________(选填“大于”“等于”或“小于”)。可求得钢球平抛的初速度大小为________(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中不可行的是________
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体________。
A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动
C.在下落过程中机械能守恒
【答案】 ①. BD##DB ②. 球心 ③. 需要 ④. 大于 ⑤. ⑥. C ⑦. B
19如图所示是一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺表面上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时,下列表述正确的是( )
A. a、b的角速度比c的大B. a、b、c三点的角速度相等
C. a、b、c三点的线速度大小相等D. a、c的线速度比b的大【答案】BD
20转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,若笔杆上A点的速率为v1、B点的速率为v2,笔上A点到B点的间距为L,则O点到B点的距离为( )
A. B. C. D. 【答案】B
21如图所示,有一个很大的圆形餐桌,水平桌面中间嵌着一可绕中心轴O转动的圆盘,圆盘上A处放一质量为m的菜盘,B处放一质量为0.5m的菜盘,OA=2OB,圆盘匀速转动,两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是( )
A. A、B两处菜盘的周期之比为1:2
B. A、B两处菜盘的线速度大小之比为2:1
C. A、B两处菜盘的向心加速度大小之比为4:1
D. A、B两处菜盘受到静摩擦力大小之比为1:1【答案】B
22如图,质量为的小球用长为的悬绳固定于点,在点的正下方处有一颗钉子,把悬绳拉直与竖直方向成一定角度,由静止释放小球,当悬绳碰到钉子的时候,则以下说法正确的是( )
小球的线速度突然变大 小球的向心加速度突然变大
小球的角速度突然变大 悬线的张力突然变大
A. B. C. D. 【答案】C
23 如图所示,当用板手拧螺母时,扳手上的P、Q两点的角速度分别为和,加速度 大小分别为和,则( )
A. < ,< B. < ,=
C. =,<D. =,>【答案】C
24如图所示,A、B为小区门口自动升降杆上的两点,A在杆的顶端,B在杆的中点处。杆从水平位置匀速转至竖直位置的 过程,下列判断正确的是( )
A. A、B 两点线速度大小之比 1:2
B. A、B 两点角速度大小之比 1:1
C. A、B 两点向心加速度大小之比 1:2
D. A、B 两点向心加速度的方向不同【答案】B
25都江堰是全世界年代最久、唯一存留、一直使用至今的伟大水利工程。为了解决水利工程治沙的老大难问题,修建者李冰设计了“二八分沙”的绝妙方法,其某部分河道简化图如下图所示。则关于该段河道说法正确的是( )水流在弯道处做离心运动,导致凹岸堆积泥沙
B. 水流在弯道处做离心运动,导致凸岸堆积泥沙
C. 水流在弯道处做近心运动,导致凹岸堆积泥沙
D. 水流在弯道处做近心运动,导致凸岸堆积泥沙【答案】B
26离心现象有利有弊,有时应利用,有时应防止。如图所示的四种情形中,属于利用离心现象的是( )
A. 甲图:民间艺人在制作棉花糖B. 乙图:洗衣机甩干时内筒在高速旋转
C. 丙图:火车转弯时,不得超速通过
D. 丁图:高速转动的砂轮不得超过允许的最大转速【答案】AB
27如图所示,自行车大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为2∶1∶4,它们的边缘分别有三个点A、B、C,则下列说法正确的是( )
A. B、C两点的线速度之比为1∶4
B. A、B两点的周期之比为1∶2
C. A、C两点的角速度之比为2∶1
D. A、C两点的向心加速度之比为1∶8【答案】AD
28如图,这是自行车早期发展过程中出现的一种高轮车,它最显著的特点是前轮大后轮小,前后轮间无链条传动。骑行时,脚蹬踏设置在前轮的脚踏一圈,前轮转动一圈。当高轮车沿直线行进且前后车轮都不打滑,下列分析正确的是
A. 前后两轮转动的角速度相等B. 前轮转速比后轮的转速小
C. 脚蹬踏频率一定,前轮越大,车骑行速度越大
D. 脚蹬踏频率一定,前轮越大,车的骑行速度越慢【答案】BC
29如图所示,A、B两个物块放在水平旋转圆盘上, A物块的质量为2m,B物块的质量为m,A、B离轴的距离均为R,两物块与圆盘间的摩擦因数相同,当水平圆盘匀速旋转时 ,两物体始终相对盘静止,下列说法正确的是 ( )
A. 两个物块受到的摩擦力方向都沿半径指向圆心方向
B. 两个物块受到的摩擦力大小关系为C. 两个物块的向心加速度大小关系为
D. 若水平圆盘转速增大时,物块A比物块B先滑动【答案】AC
30如图所示为洗衣机脱水桶工作的示意图。半径为r的圆柱形脱水桶绕竖直转轴OO′以的角速度转动,一质量为m的手套附着在脱水桶内壁上随桶一起转动。已知手套和桶间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 手套与桶间的摩擦力大小一定为mg
B. 手套与桶间的摩擦力大小可能为
C. 若桶的转速减小,手套可能会沿筒壁向下滑动
D. 若桶的转速增大,手套可能会沿筒壁向上滑动【答案】ABC
31如图所示,两个可视为质点的木块和放在水平转盘上。与圆心、与距离都为,且和的质量均为。木块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的倍,整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动,重力加速度为。现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是( )
A. 在角速度增大过程中,先滑动B. 在角速度增大过程中,和同时滑动
C. 当,与都出现滑动
D. 当,一定出现滑动【答案】AD
32如图所示,在水平转台上放一个质量M=2kg的木块,它与转台间最大静摩擦力fmax=6.0N,绳的一端系住木块,穿过转台的中心孔O(孔光滑,忽略小滑轮的影响),另一端悬挂一个质量m=1.0kg的小物块,当转台以ω=5rad/s匀速转动时,木块相对转台静止,则木块到O点的距离可以是(M、m均视为质点,g取10m/s2)( )
A. 0.04mB. 0.08mC. 0.16m D. 0.64m【答案】BC
33双人花样滑冰表演时,女运动员有时会被男运动员拉着离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动,如图,通过目测估计,男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°,g取10,女运动员及其身上装备的总质量约为45kg,据此可估算该女运动员( )
A. 受到的合外力为0B. 向心力约为N
C. 受到的拉力约为ND. 向心加速度约为
【答案】C
34在光滑平面中,有一转动轴垂直于此平面,交点O的上方h处固定一细绳的一端,绳的另一端固定一质量为m的小球B,绳长,小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动,如图所示,要使球不离开水平面,转动轴的转速的最大值是( )
A. B. C. D. 【答案】A
35如图所示,质量相等的两个小球A和B紧贴倒圆锥筒的光滑内壁各自做水平面内的匀速圆周运动,则( )
A. A球受到的支持力较大B. A球与B球向心加速度大小相同
C. A球与B球线速度大小相同D. A球运动的角速度较小【答案】BD
36如图所示,用长为L的轻绳拴住一个质量为m的小球(视为质点),使小球在水平面内做匀速圆周运动,轻绳与竖直方向的夹角为,重力加速度为g,不计空气阻力、下列说法中正确的是( )
A. 小球受重力、轻绳拉力和向心力的作用B. 小球的角速度为
C. 换用质量为2m的小球,使其仍沿上述轨迹做匀速圆周运动,则角速度扩大为2倍
D. 用更长的轻绳使小球m在同一水平面内做匀速圆周运动,则角速度变大
【答案】B
37如图所示,若火车按规定速率转弯时,内、外轨对车轮皆无侧向压力,则当火车以大于规定速率转弯时( )
A. 仅内轨对车轮有侧向压力B. 仅外轨对车轮有侧向压力
C. 内、外轨对车轮都有侧向压力D. 内、外轨对车轮均无侧向压力
【答案】B
38.火车轨道在转弯处外轨高于内轨,设斜面倾角为θ,火车质量为m,轨道半径为R,若重力加速度为g,火车转弯的过程中,则下列说法正确的是( )
A. 火车受到的力有重力、支持力和向心力
B. 若火车速度等于,铁轨对火车的支持力等于
C. 火车转弯时,向心力方向沿轨道斜面向下
D. 若火车的速度大于,则内轨对车轮边缘有挤压
【答案】B
39如图所示,质量为m的足球经过凹形地面最低点时,受到地面的支持力大小等于足球重力的,重力加速度为g,此时足球所需向心力的大小为( )
A. B. C. D. 【答案】D
40 如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m,该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8 m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为( )
A. 200 NB. 400 NC. 600 N D. 800 N【答案】B
41如图,当汽车通过拱桥顶点的速度为5m/s时,车对桥顶的压力为车重的,如果汽车行驶至桥顶时,恰好对桥面没有压力作用,则汽车通过桥顶的速度应为( )
A. 5m/sB. 10m/sC. 15m/sD. 20m/s【答案】B
42如图所示,某一玩具汽车以速度先后匀速驶过凹形路面最低点(如图甲)和拱形桥最高点(如图乙),汽车质量,其半径均为,g取,下列说法中正确的是( )
A. 图甲中汽车对路面的压力大小等于200NB. 图乙中汽车对桥面的压力大小等于100N
C. 图甲中当汽车行驶的速度大小一定时,若路面的半径越大,则汽车对路面的压力越大
D. 图乙中当汽车行驶的速度大小一定时,若汽车对桥面的压力始终大于0,则桥面的半径越大,汽车对桥面的压力越大【答案】AD
43如图所示,质量为的小球固定在杆的一端,在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动,当小球运动到最高点时,瞬时速度,是球心到O点的距离,则球对杆的作用力是( )
A. 的拉力B. 的压力C. 的压力D. 的拉力【答案】A
44如图所示,用长的轻质杆连着质量的小球在竖直平面内做圆周运动,。下列说法中正确的是( )
A. 若小球恰能在竖直平面内做圆周运动,则其在最高点速率为
B. 小球通过最高点时,小球受到杆的作用力不可能为零
C. 小球通过最低点时受到轻杆的拉力
D. 若小球以通过最高点,此时小球受到杆向下力的作用
【答案】C
45长度为的轻质细绳OA,A端有一质量为的小球,如图所示。为了能使小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,则通过最高点时小球的最小速率是(g取)( )
A. B. C. D. 【答案】B
46在“天宫课堂”上,航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶,静置后水和油混合在一起没有分层.图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”,即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子,以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动,一段时间后水和油成功分层,在旋转过程中,下列说法正确的是( )
A. 水层的角速度比油层大B. 水层的线速度比油层大
C. 水层对油的作用力大于油层对水的作用力D. 水层与油层没有相互作用【答案】B
47 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:皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的1.6倍,轮③的半径是轮①的2倍,轮⑤的半径是轮④的0.8倍,轮⑥的半径是轮④的0.5倍;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2m的球1和球2,质量为m的球3。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的______;
A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.演绎法
(2)皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的______不同;
A.转动半径r B.质量m C.角速度 D.线速度v
(3)若将球1、2分别放在挡板B、C位置,将皮带与轮①和轮④相连,则是在研究向心力的大小F与______的关系;
(4)若将球1、3分别放在挡板B、C位置,转动手柄,则标尺1和标尺2的比值为,则与皮带连接的变速塔轮为______。
A.①和④ B.②和⑤ C.③和⑥ D.③和④
(5)实验时将皮带与轮②和轮⑤相连,将球1、2分别放在挡板B、C位置,转动手柄,则标尺1和标尺2显示的向心力之比为______。
【答案】 ①. B ②. C ③. 半径r ④. C ⑤. 1:2
48某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动,装有遮光条的小滑块放置在转台上,细线一端连接小滑块,另一端连到固定在转轴上的力传感器上,连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F,安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的时间t,兴趣小组采取了下列步骤:
①用螺旋测微器测量遮光条的宽度d。②用天平称量小滑块(包括遮光条)的质量m。
③将滑块放置在转台上,使细线刚好绷直。
④控制转台以某一角速度匀速转动,记录力传感器和光电门的示数,分别为和;依次增大转台的角速度,并保证每次都做匀速转动,记录对应的力传感器示数、…和光电门的示数、…。
回答下面的问题
(1)螺旋测微器的示数如图乙所示,则d=______mm。
(2)滑块匀速转动的线速度大小可由v=______计算得出。
(3)处理数据时,兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴,对应的线速度大小的平方为横轴,建立直角坐标系,描点后拟合为一条直线,如图丙所示,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则滑块和台面间的滑动摩擦因数μ=______。
(4)该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验,作出F—的图像,与图丙中a和b比较,发现a______、b______(填“增大”“减小”和“不变”)。
【答案】 ①. 1.732##1.730## 1.731## 1.733 ②. ③. ④. 增大 ⑤. 不变
49 如图所示,行星m绕太阳以沿椭圆轨道运行,绕行方向为逆时针方向,A、B分别为近日点和远日点,C、D是轨道上到A、B距离相等的点,则下列说法正确的是( )
A. 行星m从A点到C点的运行时间等于四分之一周期,从A到B做减速运动
B. 行星m从A点到C点的运行时间小于四分之一周期,从A至B做减速运动
C. 行星m从A点到C点的运行时间等于四分之一周期,从B到A做减速运动
D. 行星m从A点到C点的运行时间小于四分之一周期,从B到A做减速运动【答案】B
50在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图所示.下面说法正确的是( )
A. 金星绕太阳的运行轨迹是圆形B. 地球在金星与太阳之间
C. 金星绕太阳公转一周时间小于365天
D. 相同时间内,金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积【答案】C
51有一质量为、半径为、密度均匀的球体,在距离球心O为的地方有一质量为的质点。现从中挖去半径为的球体,如图所示,则剩余部分对的万有引力大小为( )
A. B. C. D. 【答案】A
52假设地球是一个球体,其半径为R。某航天器距地面的距离为R时,它们的相互作用力为F,当航天器距地面的距离为时,则它们的相互作用力大小为( )
A. B. C. D. 【答案】B
53若地球表面处的重力加速度为g,而物体在距地面3R(R为地球半径)处,由于地球作用而产生的加速度为g′,则为( )
A. 1B. C. D. 【答案】D
54在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车,无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端。如图沿地球直径挖一个通道AB,地心车从通道A端静止释放,只在万有引力作用下在AB两点之间做简谐运动,地心处为O点,则乘客( )
A. 在O处速度最大B. 从A到O受到的万有引力一直增大
C. 从A到O的时间大于O到B的时间D. 在A、B处加速度相同【答案】A
55 地球半径,地球表面的重力加速度,现有质量为的卫星,在距地球表面的轨道上做匀速圆周运动,则正确的是( )
A. 卫星的动能为B. 卫星的角速度为
C. 卫星与地球间万有引力为D. 地球的密度为【答案】B
56中国将于2020年左右建成空间站,它将成为中国空间科学和新技术研究实验重要基地,在轨运营10年以上.设某个空间站绕地球做匀速圆周运动,其运动周期为T,轨道半径为r,万有引力常量为G,地球表面重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A. 空间站的线速度大小为v=B. 地球的质量为M=
C. 空间站的向心加速度为D. 空间站质量为M=【答案】BC
57地球同步卫星离地心距离为r,运行速度为,加速度为,地球赤道上物体随地球自转的加速度为a2,第一宇宙速度为,地球半径为R,则以下正确的是( )
A. B. C. D. 【答案】AD
58中国航天局在2015年年底发射了高分四号卫星,这是中国首颗地球同步轨道高时间分辨率对地观测卫星.如图所示,A是静止在赤道上随地球自转的物体;B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星,B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上,C是高分四号卫星.则下列关系正确的是( )
A.物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度
B.卫星B的线速度小于卫星C的线速度
C.物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度
D.物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期【答案】C
59我国已发射一颗绕月球运行的探月卫星“嫦娥一号”。设该卫星的轨道是圆形的,且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的,地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s,则该探月卫星绕月球运行的速率约为( )
A. 0.4km/sB. 1.8km/s C. 11km/s D. 36km/s【答案】B
60探索宇宙的奥秘,奔向广阔而遥远的太空,这是人类自古以来的梦想.关于宇宙速度,下列说法正确的是( )
A. 在地面发射飞行器,发射速度必须小于第一宇宙速度
B. 第一宇宙速度是卫星在地面附近环绕地球做圆周运动的速度
C. 第二宇宙速度的数值是,它是在地面上发射物体使之挣脱地球引力的最小速度
D. 第三宇宙速度的数值是,它是在地面上发射物体使之挣脱地球引力的最小速度
【答案】B
61如图所示,是在同一轨道平面上的三颗质量相同的人造地球卫星,均绕地球做匀速圆周运动。关于各物理量的关系,下列说法不正确的是( )
A.
速度B. 周期
B.
C. 向心加速D. 角速度【答案】B
62如图所示,A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,已知三颗卫星的质量关系为,轨道半径的关系为,则三颗卫星( )
A. 线速度大小关系为B. 加速度大小关系为
C. 向心力大小关系D. 周期关系为【答案】B
63“双星系统”由相距较近的星球组成,每个星球的半径均远小于两者之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体,它们在彼此的万有引力作用下,绕某一点O做匀速圆周运动。如图所示,某一双星系统中A星球的质量为,B星球的质量为,它们球心之间的距离为L,引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A. B星球的轨道半径为B. A星球和B星球的线速度大小之比为
C. A星球运行的周期为
D. 若在O点放一个质点,则它受到两星球的引力之和一定为零【答案】BC
64“人类首次发现的引力波来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞互相绕转最后合并的过程.设两个黑洞A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示,黑洞A的轨道半径大于黑洞B的轨道半径,两个黑洞的总质量为M,两个黑洞中心间的距离为L,则( )
A. 黑洞A的质量一定大于黑洞B的质量
B. 黑洞A的线速度一定小于黑洞B的线速度
C. 其运动周期
D. 两个黑洞的总质量M一定,L越大,角速度越大
【答案】C
65宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统,其中有一种三星系统如图3所示,三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点,三角形边长为R,忽略其他星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动,万有引力常量为G,则( )
A. 每颗星做圆周运动的线速度为
B.每颗星做圆周运动的角速度为
C.每颗星做圆周运动的周期为2π
D.每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关答案 ABC
66天文观测中观测到有三颗星位于边长为l的等边三角形三个顶点上,并沿等边三角形的外接圆做周期为T的匀速圆周运动。已知引力常量为G,不计其他星体对它们的影响,关于这个三星系统,下列说法正确的是
A. 三颗星的质量可能不相等B. 某颗星的质量为
C. 它们的线速度大小均为D. 它们两两之间的万有引力大小为【答案】BD
67如图所示,搭载着“嫦娥二号”卫星的“长征三号丙”运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射,卫星由地面发射后,进入地月转移轨道I,经多次变轨最终进入距离月球表面100km、周期为118min的工作轨道II,开始对月球进行探测。则下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道I上运行的过程中,卫星和月球组成的系统机械能不守恒
B. 卫星在轨道II上运行周期比在轨道I上运行周期小
C. 卫星在轨道II上经过P点的速度比在轨道I上经过P点的速度小
D. 卫星在轨道II上经过P点的加速度比在轨道I上经过P点的加速度大【答案】BC
68. 若“嫦娥四号”从距月面高度为100km的环月圆形轨道I上的P点实施变轨,进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ,由近月点Q落月,如图所示,则“嫦娥四号”( )
A. 沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道I运行的周期B. 沿轨道I运动至P点时,需减速才能进入轨道ⅡC. 沿轨道Ⅱ运行时,在P点的加速度大于在Q点的加速度
D. 在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中,万有引力对其做正功,它的动能增加,势能减小,机械能不变【答案】BD
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曲线运动和万有引力
1如图所示, AB杆以恒定角速度ω绕A点在竖直平面内顺时针转动,并带动套在固定水平杆OC上的小环M运动,AO间距离为h。运动开始时AB杆在竖直位置,则经过时间t(小环仍套在AB和OC杆上),小环M的速度大小为( )
A. B. C. ωh D. ωhtanωt
2 质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率v水平向右做匀速直线运动,当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时(如图所示),下列判断正确的是( )
A.
P的速率为vcosθ2B. P的速率为
B.
C. 绳的拉力等于 D. 绳的拉力小于
3.如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的图像。以下判断正确的是( )
A. 在0~1s内,物体做匀速直线运动
B. 在0~1s内,物体做匀变速直线运动
C. 在1~2s内,物体做匀变速曲线运动
D. 在1~2s内,物体做匀变速直线运动
4如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其沿竖直方向的速度-时间(vy-t)图像如图乙所示,同时人顶着杆沿水平地面运动的位移-时间(x-t)图像如图丙所示。若以地面为参考系,下列说法正确的是( )。
A. t=0时,猴子的速度大小为8m/sB. 猴子在0~2s内的加速度大小为4m/s2
C. 猴子在0~2s内做非匀变速曲线运动D. t=1s时猴子的速度大小为6m/s
5一条小船在静水中的速度为5m/s,要渡过宽度为60m、水流速度为3m/s的河流,下列说法正确的是( )
A. 小船最短的渡河时间为12sB. 小船最短的渡河时间为20s
C. 若小船以最短时间渡河时,它的位移大小为60m
D. 若小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为60m
6如图所示,一条小船位于200 m宽的河正中A点处,从这里向下游m处有一危险区,当时水流速度为4 m/s,为了使小船避开危险区沿直线到达对岸,小船在静水中的速度至少是
A. m/s B. m/s C. 2 m/s D. 4 m/s
7如图所示,以v0=10m/s的速度水平抛出的小球,飞行一段时间垂直地撞在倾角θ=30°的斜面上,按g=10m/s2考虑,以下结论中正确的是( )
A.
物体飞行时间是
B. 物体撞击斜面时的速度大小为
C. 物体飞行的时间是6sD. 物体下降的距离是15m
8如图所示,将质量为m的小球从倾角为θ=30°的光滑斜面上A点以速度v0=10m/s水平抛出(即v0∥CD),小球运动到B点,已知AB间的高度h=5m,g取10m/s2,则小球从A点运动到B点所用的时间和到达B点时的速度大小分别为( )
A.
1s,20m/sB. 1s,m/s
B.
. 2s,20m/sD. 2s,m/s
9某同学在校运会上参加跳远比赛,他跨空过程离地面的最大高度1.5L,成绩为5L,该同学落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α,将该同学视为质点,不计空气阻力,则有( )
A. B. C. D.
10随着人们生活水平的提高,打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示,假设甲乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C,三条路径的最高点在同一水平面内,不计空气阻力的影响,则下列说法正确的是( )
A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大B. 丙击出的高尔夫球在空中运动时间最长
C. 三个高尔夫球击出的初速度竖直分量相等
D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等
11如图所示,从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出,小球均落在斜面上,当抛出的初速度为v01时,小球经时间t1离斜面最远,最后到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1;当抛出的初速度为v02时,小球经时间t2离斜面最远,最后到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2,则( )
A. 若v01>v02时,α1>α2,t1>t2.
B. 若v01>v02时,α1<α2,t1<t2.
C. 若v01<v02时,t1<t2.α1=α
2D. α1、α2的关系与斜面的倾角θ有关
12如图所示,一质点从倾角为的斜面顶端以水平初速度抛出,斜面足够长,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.
质点抛出后,经时间离斜面最远
B. 质点抛出后,经时间回到斜面
C. 质点抛出后,当离斜面最远时速度大小为
D. 质点以不同速度水平抛出,落回斜面时速度方向相同【答案】AD
13如图所示,从一根内壁光滑的空心竖直钢管A的上端边缘,紧贴钢管管壁方向向管内水平抛入一钢球,球一直沿管壁做曲线运动直至落地。若换一根等高但内径更大的内壁光滑的空心竖直管B,用同样的方法抛入此钢球,下列说法正确的是( )
A. 在A管中的球运动时间长B. 在B管中的球运动时间长
C. 球在两管中的运动时间一样长D. 无法确定
14在抗震救灾中,一架飞机水平匀速飞行。从飞机上每隔释放1包物品,先后共释放4包,若不计空气阻力,从地面上观察4包物品( )
A. 在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是等间距的
B. 在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是不等间距的
C. 在空中任何时刻总在飞机正下方,排成竖直的直线,它们的落地点是不等间距的
D. 在空中任何时刻总在飞机正下方,排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的
15芬兰小将拉林托以两跳240.9分的成绩在跳台滑雪世界杯芬兰站中获得冠军.如右图所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图,拉林托从助滑雪道AB上由静止开始滑下,到达C点后水平飞出,落到滑道上的D点,E是运动轨迹上的某一点,在该点拉林托的速度方向与轨道CD平行,设拉林托从C到E与从E到D的运动时间分别为t1、t2,EF垂直CD,则( ).t1=t2,CF<FDB. t1=t2,CF=FDC. t1>t2,CF=FDD. t1>t2,CF<FD
16如图所示,a,b两个小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出,已知半圆轨道的半径与斜面的竖直高度相等,斜面底边长是其竖直高度的2倍,则( )
A. 一定是b球先落在斜面上
B. 可能是a球先落在半圆轨道上
C. 当时,一定是a球先落到半圆轨道上
D. 当时,一定是b球先落在斜面上
17在“探究平抛运动的特点”实验中
(1)利用图1装置进行“探究平抛运动竖直分运动的特点”实验,用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落,通过_________(选填“眼睛看”或“耳朵听”)方式比较它们落地的先后更加适。
(2)重复实验数次,无论打击力大或小,仪器距离地面高或低,A、B两球总是同时落地,该实验表明_________。
A.平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动B.平抛运动水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动D.平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动
(3)如图2所示,在探究平抛运动水平分运动的特点时,下列器材中除木板、小球、斜槽、铅笔、刻度尺、图钉、白纸和复写纸之外,还需要的有_________。(选填“弹簧测力计”、“重锤线”或“天平”)
(4)实验中,下列说法正确的是_________。
A.斜槽轨道要尽量光滑B.只要每次小球从斜槽上相同的位置开始运动即可
C.斜槽轨道末端要保持水平D.记录点应适当多一些,这样描绘出的轨迹更好地反映真实运动
(5)用平滑的曲线把小球在白纸上留下的印迹连接起来,得到小球做平抛运动的轨迹,建立直角坐标系,坐标原点选在_________。
A.斜槽末端端点B.小球在斜槽末端时的球心
C.小球在斜槽末端时球的上端D.小球在斜槽末端时球的下端
(6)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L=5cm,通过实验记录了小球在运动途中的三个位置,如图3所示,则该小球做平拋运动的初速度为_________m/s。(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)
18.用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出,落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有________。
A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化 D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的________(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时________(选填“需要”或“不需要”)y轴与重垂线平行。
b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2所示,在轨迹上取A、B、C三点,和的水平间距相等且均为x,测得和的竖直间距分别是和,则________(选填“大于”“等于”或“小于”)。可求得钢球平抛的初速度大小为________(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中不可行的是________
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体________。
A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动
C.在下落过程中机械能守恒
19如图所示是一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺表面上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时,下列表述正确的是( )
A. a、b的角速度比c的大B. a、b、c三点的角速度相等
C. a、b、c三点的线速度大小相等D. a、c的线速度比b的大
20转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,若笔杆上A点的速率为v1、B点的速率为v2,笔上A点到B点的间距为L,则O点到B点的距离为( )
A. B. C. D.
21如图所示,有一个很大的圆形餐桌,水平桌面中间嵌着一可绕中心轴O转动的圆盘,圆盘上A处放一质量为m的菜盘,B处放一质量为0.5m的菜盘,OA=2OB,圆盘匀速转动,两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是( )
A. A、B两处菜盘的周期之比为1:2
B. A、B两处菜盘的线速度大小之比为2:1
C. A、B两处菜盘的向心加速度大小之比为4:1
D. A、B两处菜盘受到静摩擦力大小之比为1:1
22如图,质量为的小球用长为的悬绳固定于点,在点的正下方处有一颗钉子,把悬绳拉直与竖直方向成一定角度,由静止释放小球,当悬绳碰到钉子的时候,则以下说法正确的是( )
小球的线速度突然变大 小球的向心加速度突然变大
小球的角速度突然变大 悬线的张力突然变大
A. B. C. D.
23 如图所示,当用板手拧螺母时,扳手上的P、Q两点的角速度分别为和,加速度 大小分别为和,则( )
A. < ,< B. < ,=
C. =,<D. =,>
24如图所示,A、B为小区门口自动升降杆上的两点,A在杆的顶端,B在杆的中点处。杆从水平位置匀速转至竖直位置的 过程,下列判断正确的是( )
A. A、B 两点线速度大小之比 1:2
B. A、B 两点角速度大小之比 1:1
C. A、B 两点向心加速度大小之比 1:2
D. A、B 两点向心加速度的方向不同
25都江堰是全世界年代最久、唯一存留、一直使用至今的伟大水利工程。为了解决水利工程治沙的老大难问题,修建者李冰设计了“二八分沙”的绝妙方法,其某部分河道简化图如下图所示。则关于该段河道说法正确的是( )水流在弯道处做离心运动,导致凹岸堆积泥沙
B. 水流在弯道处做离心运动,导致凸岸堆积泥沙
C. 水流在弯道处做近心运动,导致凹岸堆积泥沙
D. 水流在弯道处做近心运动,导致凸岸堆积泥沙
26离心现象有利有弊,有时应利用,有时应防止。如图所示的四种情形中,属于利用离心现象的是( )
A. 甲图:民间艺人在制作棉花糖B. 乙图:洗衣机甩干时内筒在高速旋转
C. 丙图:火车转弯时,不得超速通过
D. 丁图:高速转动的砂轮不得超过允许的最大转速
27如图所示,自行车大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为2∶1∶4,它们的边缘分别有三个点A、B、C,则下列说法正确的是( )
A. B、C两点的线速度之比为1∶4
B. A、B两点的周期之比为1∶2
C. A、C两点的角速度之比为2∶1
D. A、C两点的向心加速度之比为1∶8
28如图,这是自行车早期发展过程中出现的一种高轮车,它最显著的特点是前轮大后轮小,前后轮间无链条传动。骑行时,脚蹬踏设置在前轮的脚踏一圈,前轮转动一圈。当高轮车沿直线行进且前后车轮都不打滑,下列分析正确的是
A. 前后两轮转动的角速度相等B. 前轮转速比后轮的转速小
C. 脚蹬踏频率一定,前轮越大,车骑行速度越大
D. 脚蹬踏频率一定,前轮越大,车的骑行速度越慢
29如图所示,A、B两个物块放在水平旋转圆盘上, A物块的质量为2m,B物块的质量为m,A、B离轴的距离均为R,两物块与圆盘间的摩擦因数相同,当水平圆盘匀速旋转时 ,两物体始终相对盘静止,下列说法正确的是 ( )
A. 两个物块受到的摩擦力方向都沿半径指向圆心方向
B. 两个物块受到的摩擦力大小关系为C. 两个物块的向心加速度大小关系为
D. 若水平圆盘转速增大时,物块A比物块B先滑动
30如图所示为洗衣机脱水桶工作的示意图。半径为r的圆柱形脱水桶绕竖直转轴OO′以的角速度转动,一质量为m的手套附着在脱水桶内壁上随桶一起转动。已知手套和桶间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 手套与桶间的摩擦力大小一定为mg
B. 手套与桶间的摩擦力大小可能为
C. 若桶的转速减小,手套可能会沿筒壁向下滑动
D. 若桶的转速增大,手套可能会沿筒壁向上滑动
31如图所示,两个可视为质点的木块和放在水平转盘上。与圆心、与距离都为,且和的质量均为。木块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的倍,整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动,重力加速度为。现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是( )
A. 在角速度增大过程中,先滑动B. 在角速度增大过程中,和同时滑动
C. 当,与都出现滑动
D. 当,一定出现滑动
32如图所示,在水平转台上放一个质量M=2kg的木块,它与转台间最大静摩擦力fmax=6.0N,绳的一端系住木块,穿过转台的中心孔O(孔光滑,忽略小滑轮的影响),另一端悬挂一个质量m=1.0kg的小物块,当转台以ω=5rad/s匀速转动时,木块相对转台静止,则木块到O点的距离可以是(M、m均视为质点,g取10m/s2)( )
A. 0.04mB. 0.08mC. 0.16m D. 0.64m
33双人花样滑冰表演时,女运动员有时会被男运动员拉着离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动,如图,通过目测估计,男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°,g取10,女运动员及其身上装备的总质量约为45kg,据此可估算该女运动员( )
A. 受到的合外力为0B. 向心力约为N
C. 受到的拉力约为ND. 向心加速度约为
34在光滑平面中,有一转动轴垂直于此平面,交点O的上方h处固定一细绳的一端,绳的另一端固定一质量为m的小球B,绳长,小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动,如图所示,要使球不离开水平面,转动轴的转速的最大值是( )
A. B. C. D.
35如图所示,质量相等的两个小球A和B紧贴倒圆锥筒的光滑内壁各自做水平面内的匀速圆周运动,则( )
A. A球受到的支持力较大B. A球与B球向心加速度大小相同
C. A球与B球线速度大小相同D. A球运动的角速度较小
36如图所示,用长为L的轻绳拴住一个质量为m的小球(视为质点),使小球在水平面内做匀速圆周运动,轻绳与竖直方向的夹角为,重力加速度为g,不计空气阻力、下列说法中正确的是( )
A. 小球受重力、轻绳拉力和向心力的作用B. 小球的角速度为
C. 换用质量为2m的小球,使其仍沿上述轨迹做匀速圆周运动,则角速度扩大为2倍
D. 用更长的轻绳使小球m在同一水平面内做匀速圆周运动,则角速度变大
37如图所示,若火车按规定速率转弯时,内、外轨对车轮皆无侧向压力,则当火车以大于规定速率转弯时( )
A. 仅内轨对车轮有侧向压力B. 仅外轨对车轮有侧向压力
C. 内、外轨对车轮都有侧向压力D. 内、外轨对车轮均无侧向压力
38.火车轨道在转弯处外轨高于内轨,设斜面倾角为θ,火车质量为m,轨道半径为R,若重力加速度为g,火车转弯的过程中,则下列说法正确的是( )
A. 火车受到的力有重力、支持力和向心力
B. 若火车速度等于,铁轨对火车的支持力等于
C. 火车转弯时,向心力方向沿轨道斜面向下
D. 若火车的速度大于,则内轨对车轮边缘有挤压
39如图所示,质量为m的足球经过凹形地面最低点时,受到地面的支持力大小等于足球重力的,重力加速度为g,此时足球所需向心力的大小为( )
A. B. C. D.
40 如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m,该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8 m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为( )
A. 200 NB. 400 NC. 600 N D. 800 N
41如图,当汽车通过拱桥顶点的速度为5m/s时,车对桥顶的压力为车重的,如果汽车行驶至桥顶时,恰好对桥面没有压力作用,则汽车通过桥顶的速度应为( )
A. 5m/sB. 10m/sC. 15m/sD. 20m/s
42如图所示,某一玩具汽车以速度先后匀速驶过凹形路面最低点(如图甲)和拱形桥最高点(如图乙),汽车质量,其半径均为,g取,下列说法中正确的是( )
A. 图甲中汽车对路面的压力大小等于200NB. 图乙中汽车对桥面的压力大小等于100N
C. 图甲中当汽车行驶的速度大小一定时,若路面的半径越大,则汽车对路面的压力越大
D. 图乙中当汽车行驶的速度大小一定时,若汽车对桥面的压力始终大于0,则桥面的半径越大,汽车对桥面的压力越大
43如图所示,质量为的小球固定在杆的一端,在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动,当小球运动到最高点时,瞬时速度,是球心到O点的距离,则球对杆的作用力是( )
A. 的拉力B. 的压力C. 的压力D. 的拉力
44如图所示,用长的轻质杆连着质量的小球在竖直平面内做圆周运动,。下列说法中正确的是( )
A. 若小球恰能在竖直平面内做圆周运动,则其在最高点速率为
B. 小球通过最高点时,小球受到杆的作用力不可能为零
C. 小球通过最低点时受到轻杆的拉力
D. 若小球以通过最高点,此时小球受到杆向下力的作用
45长度为的轻质细绳OA,A端有一质量为的小球,如图所示。为了能使小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,则通过最高点时小球的最小速率是(g取)( )
A. B. C. D.
46在“天宫课堂”上,航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶,静置后水和油混合在一起没有分层.图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”,即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子,以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动,一段时间后水和油成功分层,在旋转过程中,下列说法正确的是( )
A. 水层的角速度比油层大B. 水层的线速度比油层大
C. 水层对油的作用力大于油层对水的作用力D. 水层与油层没有相互作用
47 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:皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的1.6倍,轮③的半径是轮①的2倍,轮⑤的半径是轮④的0.8倍,轮⑥的半径是轮④的0.5倍;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2m的球1和球2,质量为m的球3。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的______;
A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.演绎法
(2)皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的______不同;
A.转动半径r B.质量m C.角速度 D.线速度v
(3)若将球1、2分别放在挡板B、C位置,将皮带与轮①和轮④相连,则是在研究向心力的大小F与______的关系;
(4)若将球1、3分别放在挡板B、C位置,转动手柄,则标尺1和标尺2的比值为,则与皮带连接的变速塔轮为______。
A.①和④ B.②和⑤ C.③和⑥ D.③和④
(5)实验时将皮带与轮②和轮⑤相连,将球1、2分别放在挡板B、C位置,转动手柄,则标尺1和标尺2显示的向心力之比为______。
48某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动,装有遮光条的小滑块放置在转台上,细线一端连接小滑块,另一端连到固定在转轴上的力传感器上,连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F,安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的时间t,兴趣小组采取了下列步骤:
①用螺旋测微器测量遮光条的宽度d。②用天平称量小滑块(包括遮光条)的质量m。
③将滑块放置在转台上,使细线刚好绷直。
④控制转台以某一角速度匀速转动,记录力传感器和光电门的示数,分别为和;依次增大转台的角速度,并保证每次都做匀速转动,记录对应的力传感器示数、…和光电门的示数、…。
回答下面的问题
(1)螺旋测微器的示数如图乙所示,则d=______mm。
(2)滑块匀速转动的线速度大小可由v=______计算得出。
(3)处理数据时,兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴,对应的线速度大小的平方为横轴,建立直角坐标系,描点后拟合为一条直线,如图丙所示,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则滑块和台面间的滑动摩擦因数μ=______。
(4)该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验,作出F—的图像,与图丙中a和b比较,发现a______、b______(填“增大”“减小”和“不变”)。
49 如图所示,行星m绕太阳以沿椭圆轨道运行,绕行方向为逆时针方向,A、B分别为近日点和远日点,C、D是轨道上到A、B距离相等的点,则下列说法正确的是( )
A. 行星m从A点到C点的运行时间等于四分之一周期,从A到B做减速运动
B. 行星m从A点到C点的运行时间小于四分之一周期,从A至B做减速运动
C. 行星m从A点到C点的运行时间等于四分之一周期,从B到A做减速运动
D. 行星m从A点到C点的运行时间小于四分之一周期,从B到A做减速运动
50在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图所示.下面说法正确的是( )
A. 金星绕太阳的运行轨迹是圆形B. 地球在金星与太阳之间
C. 金星绕太阳公转一周时间小于365天
D. 相同时间内,金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
51有一质量为、半径为、密度均匀的球体,在距离球心O为的地方有一质量为的质点。现从中挖去半径为的球体,如图所示,则剩余部分对的万有引力大小为( )
A. B. C. D.
52假设地球是一个球体,其半径为R。某航天器距地面的距离为R时,它们的相互作用力为F,当航天器距地面的距离为时,则它们的相互作用力大小为( )
A. B. C. D.
53若地球表面处的重力加速度为g,而物体在距地面3R(R为地球半径)处,由于地球作用而产生的加速度为g′,则为( )
A. 1B. C. D.
54在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车,无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端。如图沿地球直径挖一个通道AB,地心车从通道A端静止释放,只在万有引力作用下在AB两点之间做简谐运动,地心处为O点,则乘客( )
A. 在O处速度最大B. 从A到O受到的万有引力一直增大
C. 从A到O的时间大于O到B的时间D. 在A、B处加速度相同
55 地球半径,地球表面的重力加速度,现有质量为的卫星,在距地球表面的轨道上做匀速圆周运动,则正确的是( )
A. 卫星的动能为B. 卫星的角速度为
C. 卫星与地球间万有引力为D. 地球的密度为
56中国将于2020年左右建成空间站,它将成为中国空间科学和新技术研究实验重要基地,在轨运营10年以上.设某个空间站绕地球做匀速圆周运动,其运动周期为T,轨道半径为r,万有引力常量为G,地球表面重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A. 空间站的线速度大小为v=B. 地球的质量为M=
C. 空间站的向心加速度为D. 空间站质量为M=
57地球同步卫星离地心距离为r,运行速度为,加速度为,地球赤道上物体随地球自转的加速度为a2,第一宇宙速度为,地球半径为R,则以下正确的是( )
A. B. C. D.
58中国航天局在2015年年底发射了高分四号卫星,这是中国首颗地球同步轨道高时间分辨率对地观测卫星.如图所示,A是静止在赤道上随地球自转的物体;B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星,B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上,C是高分四号卫星.则下列关系正确的是( )
A.物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度
B.卫星B的线速度小于卫星C的线速度
C.物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度
D.物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期
59我国已发射一颗绕月球运行的探月卫星“嫦娥一号”。设该卫星的轨道是圆形的,且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的,地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s,则该探月卫星绕月球运行的速率约为( )
A. 0.4km/sB. 1.8km/s C. 11km/s D. 36km/s
60探索宇宙的奥秘,奔向广阔而遥远的太空,这是人类自古以来的梦想.关于宇宙速度,下列说法正确的是( )
A. 在地面发射飞行器,发射速度必须小于第一宇宙速度
B. 第一宇宙速度是卫星在地面附近环绕地球做圆周运动的速度
C. 第二宇宙速度的数值是,它是在地面上发射物体使之挣脱地球引力的最小速度
D. 第三宇宙速度的数值是,它是在地面上发射物体使之挣脱地球引力的最小速度
61如图所示,是在同一轨道平面上的三颗质量相同的人造地球卫星,均绕地球做匀速圆周运动。关于各物理量的关系,下列说法不正确的是( )
A.
速度B. 周期
B.
C. 向心加速D. 角速度
62如图所示,A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,已知三颗卫星的质量关系为,轨道半径的关系为,则三颗卫星( )
A. 线速度大小关系为B. 加速度大小关系为
C. 向心力大小关系D. 周期关系为
63“双星系统”由相距较近的星球组成,每个星球的半径均远小于两者之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体,它们在彼此的万有引力作用下,绕某一点O做匀速圆周运动。如图所示,某一双星系统中A星球的质量为,B星球的质量为,它们球心之间的距离为L,引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A. B星球的轨道半径为B. A星球和B星球的线速度大小之比为
C. A星球运行的周期为
D. 若在O点放一个质点,则它受到两星球的引力之和一定为零
64“人类首次发现的引力波来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞互相绕转最后合并的过程.设两个黑洞A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示,黑洞A的轨道半径大于黑洞B的轨道半径,两个黑洞的总质量为M,两个黑洞中心间的距离为L,则( )
A. 黑洞A的质量一定大于黑洞B的质量
B. 黑洞A的线速度一定小于黑洞B的线速度
C. 其运动周期
D. 两个黑洞的总质量M一定,L越大,角速度越大
65宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统,其中有一种三星系统如图3所示,三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点,三角形边长为R,忽略其他星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动,万有引力常量为G,则( )
A. 每颗星做圆周运动的线速度为
B.每颗星做圆周运动的角速度为
C.每颗星做圆周运动的周期为2π
D.每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关
66天文观测中观测到有三颗星位于边长为l的等边三角形三个顶点上,并沿等边三角形的外接圆做周期为T的匀速圆周运动。已知引力常量为G,不计其他星体对它们的影响,关于这个三星系统,下列说法正确的是
A. 三颗星的质量可能不相等B. 某颗星的质量为
C. 它们的线速度大小均为D. 它们两两之间的万有引力大小为
67如图所示,搭载着“嫦娥二号”卫星的“长征三号丙”运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射,卫星由地面发射后,进入地月转移轨道I,经多次变轨最终进入距离月球表面100km、周期为118min的工作轨道II,开始对月球进行探测。则下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道I上运行的过程中,卫星和月球组成的系统机械能不守恒
B. 卫星在轨道II上运行周期比在轨道I上运行周期小
C. 卫星在轨道II上经过P点的速度比在轨道I上经过P点的速度小
D. 卫星在轨道II上经过P点的加速度比在轨道I上经过P点的加速度大
68. 若“嫦娥四号”从距月面高度为100km的环月圆形轨道I上的P点实施变轨,进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ,由近月点Q落月,如图所示,则“嫦娥四号”( )
A. 沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道I运行的周期B. 沿轨道I运动至P点时,需减速才能进入轨道ⅡC. 沿轨道Ⅱ运行时,在P点的加速度大于在Q点的加速度
D. 在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中,万有引力对其做正功,它的动能增加,势能减小,机械能不变
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