精品解析:吉林长春汽车经济技术开发区第六中学2026-2027学年高三上学期第一次考试物理试题
2026-10-13
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内容正文:
2027届高三校内第一次考试
物理
考试说明:
1.考试时间为75分钟,满分100分,选择题涂卡。
2.考试完毕交答题卡。
第Ⅰ卷(选择题)
一.选择题:本题共10道小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1—7题中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,每小题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. “物理”二字最早出现在汉语中,是取“格物致理”四字简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们的规律的意思。关于物理概念和规律,下列选项正确的是( )
A. 质点做曲线运动时,质点的速度和加速度方向均时刻在改变
B. 羽毛球可以被快速抽杀,是因为它质量小,惯性小,运动状态容易改变
C. m、kg、N都是国际单位制中的基本单位
D. 甲乙队进行拔河比赛,甲队获胜,其根本原因是甲队拉绳的力比乙队拉绳的力大
【答案】B
【解析】
【详解】A.质点做曲线运动时,速度方向沿轨迹切线方向,时刻改变;但加速度方向不一定时刻改变,A错误;
B.羽毛球质量小,惯性小,运动状态易改变,B正确;
C.国际单位制中,m、kg是基本单位,但N是导出单位(),C错误;
D.拔河比赛中,两队拉绳的力大小相等(牛顿第三定律),甲队获胜的根本原因是甲队对地面的摩擦力大于乙队对地面的摩擦力,D错误。
故选B。
2. 如图所示,上物理课时,张老师把配有调节倾角的简易支架放在水平桌面上,将一本物理题典放在支架的斜面上作教学演示,他缓慢地调节倾角,物理题典始终相对支架静止,对于这次演示,下列说法正确的是( )
A. 倾角越大,物理题典对支架的压力越大 B. 倾角越大,物理题典受到的摩擦力越小
C. 支架对物理题典的作用力与倾角无关 D. 支架与物理题典间的动摩擦因数大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A. 设物理题典的质量为m,由平衡条件可知,物理题典对支架的压力大小为
倾角越大,压力越小,故A错误;
B.同理可知,物理题典受到的静摩擦力大小为,倾角越大,摩擦力越大,故B错误;
C.支架对物理题典的作用力是支架对题典的支持力与摩擦力的合力,其与物理题典的重力mg等大反向,与倾角无关,故C正确;
D.当物理题典恰能静止在支架上或沿支架匀速下滑时,则有
支架与物理题典间的动摩擦因数大小为
但题目缺少该条件,故,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出,足球沿边线运动,为控制足球,又向前追上足球。以将足球踢出时刻为计时起点,以踢出位置为x轴原点,足球初速度方向为x轴正方向,下列可能反映此过程的vt图像和xt图像的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设运动员追上足球的时刻为,足球和运动员的位移分别为和。两者从同一位置出发,追上时位置再次相同,因此有
在图像中,图线与时间轴围成的面积表示物体的位移;在图像中,图线的斜率表示物体的速度。
A.由图可知,虽然运动员后期的速度大于足球的速度,但在到时间内,足球图线与时间轴围成的面积仍大于运动员图线与时间轴围成的面积,即,虚线时刻运动员尚未追上足球,故A错误;
B.在到时间内始终有,所以足球的位移始终大于运动员的位移,即,两者在时刻只是速度相等,并未相遇,故B错误;
C.两条图线均从原点出发,虚线时刻位置再次相同;在追赶过程中足球的坐标始终大于运动员的坐标,表示足球位于运动员前方。开始时足球图线的斜率较大,即足球速度较大;随后足球图线斜率逐渐减小,运动员图线斜率逐渐增大,直至运动员追上足球,符合实际过程,故C正确;
D.追赶过程中运动员的坐标始终大于足球的坐标,表示运动员反而位于足球前方,与运动员向前追赶足球的过程不符,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,若汽车刹车时在反应距离内做匀速直线运动,在制动距离内做匀减速直线运动。测得制动距离与刹车距离之比为,则司机的反应时间与制动时间之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设司机的反应时间为t1,制动时间为t2,则
反应距离为
制动距离为
制动距离与刹车距离之比为5∶7,则制动距离与反应距离之比为5∶2,即
联立解得。
故选A。
5. 中国预计在2028年实现载人登月计划,把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图是“嫦娥一号奔月”的示意图,“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”说法正确的是( )
A. 发射速度必须达到第三宇宙速度
B. 轨道Ⅱ变轨到轨道I时,需点火加速
C. 在轨道I上运动时的速度不一定小于轨道Ⅱ上任意位置的速度
D. 从发射到绕月运行的整个过程中,轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.“嫦娥一号”绕月球运行时,仍未脱离地球引力的约束,所以其发射速度应大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度,故A错误;
B.卫星从高轨道变轨到低轨道,需要在变轨处点火减速,所以“嫦娥一号”从轨道Ⅱ变轨到轨道I时,需点火减速,故B错误;
C.设轨道I上运动时的速度为,轨道Ⅱ上近月点的速度为,轨道Ⅱ上远月点的速度为,若在轨道Ⅱ上的远月点建立以月球球心为圆心的圆轨道,其速度为,因为卫星从高轨道变轨到低轨道,需要在变轨处点火减速,则,绕月球做圆周运动时,由万有引力提供向心力得
可得
则有,综上分析可得,因此在轨道I上运动时的速度不一定小于轨道Ⅱ上任意位置的速度,故C正确;
D.从发射到绕月运行的整个过程中,中心天体分别为地球和月球,由开普勒第三定律,,其中k与中心天体质量有关,中心天体由地球变为月球,所以轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比发生变化,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离0.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止,物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10m/s2,则ω的最大值是( )
A. 0.5rad/s B. rad/s C. 1.0rad/s D. rad/s
【答案】D
【解析】
【详解】当小物体转动到最低点时为临界点,与盘之间达到最大静摩擦力,由牛顿第二定律μmgcos 30°-mgsin 30°=mω2r
解得ω= rad/s
故选D。
7. 某篮球运动员正在进行投篮训练,若将篮球视为质点,忽略空气阻力,篮球的运动轨迹可简化如图,其中A是篮球的投出点,B是运动轨迹的最高点,C是篮球的投入点。已知篮球在A点的速度与水平方向的夹角为45°,在C点的速度大小为v0且与水平方向夹角为30°,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 篮球在B点的速度为零
B. 从B点到C点,篮球的运动时间为
C. A、B两点的高度差为
D. A、C两点的水平距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A.篮球在B点的速度为
故A错误;
B.从B点到C点,篮球的运动时间为
故B错误;
C.A、B两点的高度差为
故C正确;
D.A、C两点的水平距离为
故D错误。
故选C。
二.多选题
8. 蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动。如图所示为运动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图,图中水平虚线PQ是弹性蹦床的初始位置,一质量为的运动员,某次弹跳中从床面上方处由静止落下,落到床面上屈身弹起后离开床面上升到处,已知,,重力加速度大小为,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 运动员运动到处时,合外力为零
B. 运动员从处落下至返回处的过程中,运动员重力做功为0
C. 运动员从处运动到处的全过程中,运动员的机械能增加量
D. 运动员向下由到运动的过程中,处于完全失重状态,其机械能守恒
【答案】BD
【解析】
【详解】A.运动员运动到处时,受到重力作用,合外力不为零,故A错误;
B.运动员从处落下至返回处的过程中,位移为零,运动员重力做功为0,故B正确;
C.运动员从处运动到处的全过程中,运动员的机械能增加量为,故C错误;
D.运动员向下由到运动的过程中,只受重力作用,处于完全失重状态,只有重力做功,其机械能守恒,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,质量为的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上,轻质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,小车以速率水平向右做匀速直线运动,重力加速度大小为,当小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为时。则下列说法中正确的是( )
A. 绳的拉力大于 B. 绳的拉力等于
C. P的速率为 D. P的速率为
【答案】AD
【解析】
【详解】CD.将小车的速度分解为沿细绳方向的速度和垂直细绳方向的速度,沿细绳方向的速度等于物块的速度,物块与小车的速度关系为,即P的速率为,C错误,D正确;
AB.小车以速率水平向右做匀速直线运动,则随着减小,P的速度增加,即P沿斜面向上做加速运动,可知绳的拉力,A正确,B错误。
故选AD。
10. 如图甲所示,一木板静置于足够大的水平地面上,木板右端放置一质量为0.5 kg的物块(可视为质点),时对木板施加一水平向右的恒定拉力,时撤去,物块在木板上先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,且恰好不能从木板左端掉落,整个过程中木板运动的(图像如图乙所示,已知各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 木板与物块间动摩擦因数为0.4 B. 木板的质量为0.2 kg
C. 木板的长度为2.75 m D. 最终物块停在距木板右端1.75 m
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.在0至2.5秒内,物块相对木板向左滑动,物块所受滑动摩擦力向右。由牛顿第二定律,物块沿水平方向有
滑动摩擦力大小为
故加速度大小为
物块由加速变为减速时,木板与物块的速度相等。由图知时木板速度为,故物块此时速度也为。物块在0至2.5秒内初速度为零且加速度恒定,有
代入数据得,,故A错误;
B.在2至2.5秒内木板速度大于物块速度,物块对木板的摩擦力向左。设地面对木板的滑动摩擦力大小为,由牛顿第二定律得
由图知,故有
在2.5至3秒内物块速度大于木板速度,物块对木板的摩擦力向右。木板的动力学方程为
由图知,故有
由两式相加得,相减得
代入,得,故B正确;
C.时两者速度相等,此时木板相对物块向右的位移最大。由v-t图像面积求0至2秒的位移,木板位移为
物块位移为
在2至2.5秒内,木板位移为
物块位移为
木板相对物块的最大位移为,故C正确;
D.在2.5至3秒内物块相对木板向右的位移为
在后木板静止,物块以的速度匀减速至停止,其相对木板的位移为
物块最终距木板右端的距离为,故D正确。
故选BCD。
三.实验题
11. 某学习小组用“等效法”验证力的平行四边形定则的实验,所用器材有:方木板一块、白纸、弹簧测力计两个、橡皮条(带两个较长的细绳套)、刻度尺、图钉(若干个),如图甲所示,按照正确的实验步骤,作出两只弹簧测力计的拉力和的图示,并用平行四边形定则求出合力,按同一标度作出只用一只弹簧测力计拉橡皮条时的作用力的图示,如图乙所示。
(1)某次实验弹簧测力计读数如图丙所示,读数是_________N,图乙中_________(填“F”或“”)与OA在一条直线上。
(2)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有_________。
A. 橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B. 重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同
C. 使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度
D. 用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力
(3)若甲图中的小于,现保持结点O点的位置及细绳OB的方向不变,将拉OC细绳的弹簧测力计以O为轴沿逆时针方向在图示平面内缓慢转至使OC细绳沿水平向右的方向的过程中,拉OC细绳的弹簧测力计的示数_________。
A. 先变大后变小 B. 变大 C. 先变小后变大 D. 变小
【答案】(1) ①. 8.00 ②. (2)BC (3)C
【解析】
【小问1详解】
[1]图中弹簧测力计的分度值为0.1 N,由图读出弹簧测力计读数为8.00 N。
[2]图乙中是根据平行四边形定则得到的力和的合力的理论值。是用一个弹簧秤拉橡皮筋时的拉力,方向一定沿方向,是力和的合力的实际测量值。
【小问2详解】
A.橡皮条不一定要和两绳套夹角的角平分线在一条直线上,故A错误;
B.重复实验再次进行验证时,结点的位置可以与前一次不同,故B正确;
C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线。读数时视线应正对测力计刻度,故C正确;
D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力不一定都小于只用一个测力计时的拉力,故D错误。
故选BC。
【小问3详解】
若保持弹簧测力计的拉力方向不变,为保证结点的位置不变即合力不变,作出平行四边形,由于刚开始小于,随着的转动,发现垂直的时候最小,可见弹簧测力计的拉力应变小再变大。
故选C。
12. 用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸固定在背板上。钢球沿斜槽轨道滑下后飞出,落在水平挡板上,钢球侧面会在白纸上挤压出一个印迹。移动挡板,重复实验,白纸上留下一系列印迹。
(1)下列实验操作必要的是___________(填选项前的字母)。
A. 背板调节到竖直平面内
B. 斜槽轨道的末端保持水平
C. 等间距移动挡板
(2)实验操作时,钢球每次从同一个位置由静止释放,目的是_________________________________。
(3)用平滑曲线将白纸上的印迹连接起来,如图2所示。以抛出点为坐标原点,以竖直方向和水平方向分别作为轴和轴,建立坐标系。已知平抛运动竖直方向分运动为自由落体运动,为探究水平分运动的规律,需要确定“相等的时间间隔”。简要说明如何在轨迹上选点来确定相等的时间间隔。
(4)某同学实验时忘了标记抛出点的位置。为解决该问题,他以轨迹上某点为坐标原点,建立坐标系。在轨迹上取几个点,测量各点的坐标(,)。作出的图像为一条直线,斜率为,截距为,如图3所示。根据平抛运动规律,可得在坐标系中钢球做平抛运动的抛出点坐标为__________。
【答案】(1)AB (2)使钢球每次从斜槽轨道的末端飞出的速度相同
(3)因为平抛竖直分运动是初速度为0的自由落体运动,满足连续相等时间内的竖直位移之比为(或位移差恒定);从抛出点O开始,在y轴上取纵坐标分别为y、4y、9y…的点(即竖直位移满足),过这些点作平行于x轴的水平线,与轨迹的交点对应的时间间隔就是相等的时间间隔。(或:在轨迹上取点,使相邻两点的竖直方向位移差恒定,对应的时间间隔也相等。)
(4)(,)
【解析】
【小问1详解】
A.钢球的平抛运动轨迹在竖直平面内,为了印迹能准确记录运动位置,应将背板调节到竖直平面内,故A正确;
B.为了保证小球抛出时的速度处于水平方向,应调节斜槽轨道的末端保持水平,故B正确;
C.挡板不需要等间距移动,只要能在轨迹上得到多个分布合理的点即可,故C错误。
故选AB。
【小问2详解】
实验操作时,钢球每次从同一个位置由静止释放,目的是:使钢球每次从斜槽轨道的末端飞出的速度相同。
【小问3详解】
因为平抛竖直分运动是初速度为0的自由落体运动,满足连续相等时间内的竖直位移之比为(或位移差恒定);从抛出点O开始,在y轴上取纵坐标分别为y、4y、9y…的点(即竖直位移满足),过这些点作平行于x轴的水平线,与轨迹的交点对应的时间间隔就是相等的时间间隔。(或:在轨迹上取点,使相邻两点的竖直方向位移差恒定,对应的时间间隔也相等。)
【小问4详解】
设钢球在坐标系中,经过坐标(,)的时刻为,平抛初速度为,抛出点在系中的坐标为(,)。根据平抛运动规律有,
联立整理可得
已知作出的图像为一条直线,斜率为,截距为,则有
整理可得
联立可得,,
解得,
则在坐标系中钢球做平抛运动的抛出点坐标为(,)。
四.解答题
13. 近年来我国在航天领域取得了举世瞩目的成就,已经开始实施小行星探测,并计划在未来10到15年,对小行星进行采样。若一探测器在某小行星表面一倾角为θ的斜坡上,将一物体以初速度v0从斜坡顶端水平弹出,经时间t落回到斜坡上,如图所示。不计一切阻力,忽略小行星的自转,小行星视为球体,半径为R,引力常量为G。求:
(1)该小行星表面的重力加速度g0;
(2)该小行星的平均密度ρ。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
物体做平抛运动,由平抛运动的规律,在水平方向可得
在竖直方向可得
在斜坡上落点处,由几何关系有
联立解得
【小问2详解】
在小行星的表面由牛顿第二定律则有
球体体积
球体密度
联立解得
14. 某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离直升机一段时间后打开降落伞做减速下落,他打开降落伞后的图像如图甲所示。降落伞用8根对称的轻质绳悬挂运动员,每根绳与竖直中轴线的夹角均为,如图乙所示。已知运动员和降落伞的质量均为50kg,忽略运动员所受的阻力。打开降落伞后伞面所受阻力与速率成正比,即(未知)(重力加速度大小取,,)。求:
(1)打开降落伞前运动员下落的高度;
(2)打开降落伞瞬间运动员的加速度的大小和方向;
(3)每根轻质绳需能够承受的最大拉力。
【答案】(1)
(2),竖直向上
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,当运动员打开降落伞的瞬间,其速度达到了,根据自由落体运动的速度与位移关系公式
解得运动员下落的高度为
【小问2详解】
当运动员和降落伞最终做匀速直线运动时,系统处于平衡状态,由图甲可知最终的稳定速度为,此时整个系统受到的重力与阻力平衡,即
打开降落伞后伞面所受阻力与速率成正比,即
解得阻力系数
在打开降落伞的瞬间,降落伞伞面受到的瞬时阻力为
根据牛顿第二定律有
解得加速度大小为
由于合力向上,故加速度方向竖直向上。
【小问3详解】
对运动员进行受力分析,悬绳对运动员的拉力在减速下落阶段的初始瞬间达到最大值,此时运动员受到竖直向下的重力和8根对称分布、与竖直中轴线夹角均为的轻绳的拉力,根据牛顿第二定律
解得每根轻质绳需能够承受的最大拉力为
15. 某款游戏装置可简化为如图所示模型。水平传送带A、B两端间距离为3.6m,传送带沿顺时针方向匀速运行,速度大小可调,传送带上表面与光滑水平面BC在同一水平面内。半径为0.5m的光滑半圆弧轨道CD固定在竖直面内,圆弧面的最低点C与水平面相切,物块与传送带上表面间动摩擦因数为0.5,游戏时先调节传送带速度,然后只需将质量为0.5kg的物块轻放在传送带上表面的左端,已知重力加速度大小为。
(1)若传送带的速度调为2m/s,求物块运动到圆弧面C点时对圆弧面的压力大小;
(2)要使物块恰好通过圆弧面D点,则传送带的速度应调节为多少;
(3)若传送带的速度调为4m/s,求物块在圆弧面上运动时离开圆弧面的位置离水平面的高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
将物块轻放在传送带上表面,物块相对于传送带向左运动,滑动摩擦力向右,根据牛顿第二定律可得
物块做加速运动,可得加速运动的时间
加速运动的位移
由于
所以物块在到达B点前已经跟传送带共速,水平面BC光滑,所以物块到达C点时的速度大小
物块在光滑半圆弧轨道CD上做圆周运动,在C点时,支持力和重力的合力充当向心力得
解得物块在C点时受到的支持力
根据牛顿第三定律得,物块运动到圆弧面C点时对圆弧面的压力大小为。
【小问2详解】
物块恰好通过圆弧面D点,物块对圆弧面的压力为0,重力充当向心力得
解得
从C点到D点,由机械能守恒定律得
解得
所以应该将传送带的速度调节为
物块加速运动的时间
加速运动的位移
可得物块在到达B点前能够跟传送带共速,满足物块到达C点时速度
【小问3详解】
传送带的速度调为
物块加速运动的时间
加速运动的位移
可得物块在到达B点前能够跟传送带共速,物块到达C点时的速度大小
物块在圆弧面上运动时离开圆弧面,说明物块离开圆弧面时,其高度已经超过圆心高度,但是还未达到圆弧最高点,设物块在圆弧面上运动时离开圆弧面的位置为点,连线与竖直方向的夹角为,物块离开圆弧面时,物块对圆弧面压力为0,重力指向圆心的分量充当向心力得
从C点到点,由机械能守恒定律得
联立得
解得
所以,物块在圆弧面上运动时离开圆弧面的位置离水平面的高度
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物理
考试说明:
1.考试时间为75分钟,满分100分,选择题涂卡。
2.考试完毕交答题卡。
第Ⅰ卷(选择题)
一.选择题:本题共10道小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1—7题中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,每小题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. “物理”二字最早出现在汉语中,是取“格物致理”四字简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们的规律的意思。关于物理概念和规律,下列选项正确的是( )
A. 质点做曲线运动时,质点的速度和加速度方向均时刻在改变
B. 羽毛球可以被快速抽杀,是因为它质量小,惯性小,运动状态容易改变
C. m、kg、N都是国际单位制中的基本单位
D. 甲乙队进行拔河比赛,甲队获胜,其根本原因是甲队拉绳的力比乙队拉绳的力大
2. 如图所示,上物理课时,张老师把配有调节倾角的简易支架放在水平桌面上,将一本物理题典放在支架的斜面上作教学演示,他缓慢地调节倾角,物理题典始终相对支架静止,对于这次演示,下列说法正确的是( )
A. 倾角越大,物理题典对支架的压力越大 B. 倾角越大,物理题典受到的摩擦力越小
C. 支架对物理题典的作用力与倾角无关 D. 支架与物理题典间的动摩擦因数大小为
3. 如图所示,某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出,足球沿边线运动,为控制足球,又向前追上足球。以将足球踢出时刻为计时起点,以踢出位置为x轴原点,足球初速度方向为x轴正方向,下列可能反映此过程的vt图像和xt图像的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,若汽车刹车时在反应距离内做匀速直线运动,在制动距离内做匀减速直线运动。测得制动距离与刹车距离之比为,则司机的反应时间与制动时间之比为( )
A. B. C. D.
5. 中国预计在2028年实现载人登月计划,把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图是“嫦娥一号奔月”的示意图,“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”说法正确的是( )
A. 发射速度必须达到第三宇宙速度
B. 轨道Ⅱ变轨到轨道I时,需点火加速
C. 在轨道I上运动时的速度不一定小于轨道Ⅱ上任意位置的速度
D. 从发射到绕月运行的整个过程中,轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比不变
6. 如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离0.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止,物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10m/s2,则ω的最大值是( )
A. 0.5rad/s B. rad/s C. 1.0rad/s D. rad/s
7. 某篮球运动员正在进行投篮训练,若将篮球视为质点,忽略空气阻力,篮球的运动轨迹可简化如图,其中A是篮球的投出点,B是运动轨迹的最高点,C是篮球的投入点。已知篮球在A点的速度与水平方向的夹角为45°,在C点的速度大小为v0且与水平方向夹角为30°,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 篮球在B点的速度为零
B. 从B点到C点,篮球的运动时间为
C. A、B两点的高度差为
D. A、C两点的水平距离为
二.多选题
8. 蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动。如图所示为运动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图,图中水平虚线PQ是弹性蹦床的初始位置,一质量为的运动员,某次弹跳中从床面上方处由静止落下,落到床面上屈身弹起后离开床面上升到处,已知,,重力加速度大小为,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 运动员运动到处时,合外力为零
B. 运动员从处落下至返回处的过程中,运动员重力做功为0
C. 运动员从处运动到处的全过程中,运动员的机械能增加量
D. 运动员向下由到运动的过程中,处于完全失重状态,其机械能守恒
9. 如图所示,质量为的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上,轻质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,小车以速率水平向右做匀速直线运动,重力加速度大小为,当小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为时。则下列说法中正确的是( )
A. 绳的拉力大于 B. 绳的拉力等于
C. P的速率为 D. P的速率为
10. 如图甲所示,一木板静置于足够大的水平地面上,木板右端放置一质量为0.5 kg的物块(可视为质点),时对木板施加一水平向右的恒定拉力,时撤去,物块在木板上先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,且恰好不能从木板左端掉落,整个过程中木板运动的(图像如图乙所示,已知各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 木板与物块间动摩擦因数为0.4 B. 木板的质量为0.2 kg
C. 木板的长度为2.75 m D. 最终物块停在距木板右端1.75 m
三.实验题
11. 某学习小组用“等效法”验证力的平行四边形定则的实验,所用器材有:方木板一块、白纸、弹簧测力计两个、橡皮条(带两个较长的细绳套)、刻度尺、图钉(若干个),如图甲所示,按照正确的实验步骤,作出两只弹簧测力计的拉力和的图示,并用平行四边形定则求出合力,按同一标度作出只用一只弹簧测力计拉橡皮条时的作用力的图示,如图乙所示。
(1)某次实验弹簧测力计读数如图丙所示,读数是_________N,图乙中_________(填“F”或“”)与OA在一条直线上。
(2)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有_________。
A. 橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B. 重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同
C. 使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度
D. 用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力
(3)若甲图中的小于,现保持结点O点的位置及细绳OB的方向不变,将拉OC细绳的弹簧测力计以O为轴沿逆时针方向在图示平面内缓慢转至使OC细绳沿水平向右的方向的过程中,拉OC细绳的弹簧测力计的示数_________。
A. 先变大后变小 B. 变大 C. 先变小后变大 D. 变小
12. 用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸固定在背板上。钢球沿斜槽轨道滑下后飞出,落在水平挡板上,钢球侧面会在白纸上挤压出一个印迹。移动挡板,重复实验,白纸上留下一系列印迹。
(1)下列实验操作必要的是___________(填选项前的字母)。
A. 背板调节到竖直平面内
B. 斜槽轨道的末端保持水平
C. 等间距移动挡板
(2)实验操作时,钢球每次从同一个位置由静止释放,目的是_________________________________。
(3)用平滑曲线将白纸上的印迹连接起来,如图2所示。以抛出点为坐标原点,以竖直方向和水平方向分别作为轴和轴,建立坐标系。已知平抛运动竖直方向分运动为自由落体运动,为探究水平分运动的规律,需要确定“相等的时间间隔”。简要说明如何在轨迹上选点来确定相等的时间间隔。
(4)某同学实验时忘了标记抛出点的位置。为解决该问题,他以轨迹上某点为坐标原点,建立坐标系。在轨迹上取几个点,测量各点的坐标(,)。作出的图像为一条直线,斜率为,截距为,如图3所示。根据平抛运动规律,可得在坐标系中钢球做平抛运动的抛出点坐标为__________。
四.解答题
13. 近年来我国在航天领域取得了举世瞩目的成就,已经开始实施小行星探测,并计划在未来10到15年,对小行星进行采样。若一探测器在某小行星表面一倾角为θ的斜坡上,将一物体以初速度v0从斜坡顶端水平弹出,经时间t落回到斜坡上,如图所示。不计一切阻力,忽略小行星的自转,小行星视为球体,半径为R,引力常量为G。求:
(1)该小行星表面的重力加速度g0;
(2)该小行星的平均密度ρ。
14. 某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离直升机一段时间后打开降落伞做减速下落,他打开降落伞后的图像如图甲所示。降落伞用8根对称的轻质绳悬挂运动员,每根绳与竖直中轴线的夹角均为,如图乙所示。已知运动员和降落伞的质量均为50kg,忽略运动员所受的阻力。打开降落伞后伞面所受阻力与速率成正比,即(未知)(重力加速度大小取,,)。求:
(1)打开降落伞前运动员下落的高度;
(2)打开降落伞瞬间运动员的加速度的大小和方向;
(3)每根轻质绳需能够承受的最大拉力。
15. 某款游戏装置可简化为如图所示模型。水平传送带A、B两端间距离为3.6m,传送带沿顺时针方向匀速运行,速度大小可调,传送带上表面与光滑水平面BC在同一水平面内。半径为0.5m的光滑半圆弧轨道CD固定在竖直面内,圆弧面的最低点C与水平面相切,物块与传送带上表面间动摩擦因数为0.5,游戏时先调节传送带速度,然后只需将质量为0.5kg的物块轻放在传送带上表面的左端,已知重力加速度大小为。
(1)若传送带的速度调为2m/s,求物块运动到圆弧面C点时对圆弧面的压力大小;
(2)要使物块恰好通过圆弧面D点,则传送带的速度应调节为多少;
(3)若传送带的速度调为4m/s,求物块在圆弧面上运动时离开圆弧面的位置离水平面的高度。
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