2023-2024学年江西省宜春市丰城中学九年级（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年江西省宜春市丰城中学九年级（下）期末物理试卷（含答案），共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.关于物体的运动和力的关系，下列说法正确的是( )
A. 做匀速直线运动的物体，所受合力可能不为零
B. 做曲线运动的物体，所受合力一定发生变化
C. 做匀速圆周运动的物体，所受合力一定不变
D. 做匀加速直线运动的物体，所受合力一定不变
2.气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经15s到达地面。则物体刚脱离气球时物体的高度和物体从气球上掉下至到达地面经历的路程分别是(g=10m/s2，不计物体所受的空气阻力)( )
A. 1125m，1125mB. 1125m，975mC. 975m，985mD. 985m，985m
3.如图所示，将小物块P轻轻放到半圆柱体上，O为圆心。当小物块处于B位置时恰好能保持静止，OB与竖直半径的夹角∠AOB=30°。若小物块与圆柱体之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小物块与圆柱体之间的动摩擦因数为( )
A. 32B. 12
C. 33D. 13
4.如图所示，当小车A以恒定的速度v向左运动时，对于B物体，下列说法正确的是( )
A. 匀加速上升
B. B物体受到的拉力等于B物体受到的重力
C. 匀速上升
D. B物体受到的拉力大于B物体受到的重力
5.如图所示，地球资源卫星“04星”绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球相对“04星”的张角为θ，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，根据上述信息可推断地球质量为( )
A. g3T2sin6θ216π4G
B. g3T4sin6θ216π4G
C. g3T4sin2θ216π4G
D. g3T4sin4θ216π4G
6.如图a所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图b所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为M，引力常量为G，关于P的公转，下列说法正确的是( )
A. 周期为2t1−t0B. 半径为3GM(t1−t0)24π2
C. 角速度的大小为πt1−t0D. 加速度的大小为32πGMt1−t0
7.如图所示，两个轻质滑轮用无弹性的轻质细绳连接，一个滑轮下方挂着重物A，另一个滑轮下方挂着重物B，悬挂滑轮的绳均竖直，重物B用手固定。已知A、B质量均为m，重力加速度大小为g，忽略一切摩擦和空气阻力。松开手的瞬间，重物B的加速度大小是( )
A. 25gB. 14gC. 13gD. 38g
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图甲所示，一维坐标系中有一物块静止于x轴上的某位置(图中未画出)，从t=0时刻开始，物块在外力作用下沿x轴正方向做匀变速直线运动，其位置坐标与速率平方的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 物块运动的加速度大小为1m/s2B. t=4s时物块位于x=2m处
C. 2～4s内物块的平均速度大小为1.5m/sD. 前2s内物块的位移大小为2m
9.水平传感器可以测量器械摆放处所在平面的倾角。该装置可以简化为：内壁光滑竖直放置的正三角形，内部有一球体，其半径略小于三角形内接圆半径，三角形各边都有压力传感器，分别测量小球对三条边压力大小，根据压力大小，信息处理单元将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来，如图所示。图中此时BC边恰好处于水平状态，将其以C为轴在竖直面内顺时针缓慢转动，直到AC边水平，在转动过程中，下列说法正确的是( )
A. 球对AC边压力不可能大于球的重力B. 球对AC边压力一直增大
C. 球对BC边压力先增大后减小D. 球对BC边压力最大值为2 33G
10.如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为θ，以恒定速率v=4m/s顺时针转动。一煤块以初速度v0=12m/s从A端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是( )
A. 倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tanθ=0.75
B. 煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5
C. 煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为4s
D. 煤块在传送带上留下的痕迹长为(12+4 5)m
三、实验探究题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组利用图1的装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)下列做法正确的是______(填字母代号)。
A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行；
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上；
C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源；
D.通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度。
(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量______木块和木块上砝码的总质量(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)。
(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图2中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲 ______m乙，μ甲 ______μ乙(均填“大于”“小于”或“等于”)。
12.小晗同学利用如图1所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用手机连拍功能对做平抛运动的小球进行拍摄，手机每秒拍摄7张照片并能自动将拍摄到的照片进行叠加处理在一张照片中，图1中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为10cm。

(1)下列说法正确的是______。
A.实验所用斜槽应尽量光滑；
B.斜槽末端必须保持水平；
C.必须无初速度释放小球。
(2)图2是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置______(选填“较低”或“较高”)。
(3)某次拍摄后得到的照片如图3所示，小球做平抛运动的初速度大小v0= ______m/s(结果保留两位有效数字)。
(4)该小组利用实验数据绘制“y−x2”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g= ______(用斜率k和初速度v0表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角a，已知该星球的半径为R，引力常量为G，已知球的体积公式是V=43πR2。求：(1)该星球表面的重力加速度g；
(2)该星球的密度；
(3)该星球的第一宇宙速度。
14.如图，一辆货车的货厢长度1=8.4m，货厢中有一件质量m=30kg的货物P(可视为质点)，它到货厢后壁的距离l1=0.5m。已知货物与货厢底板间的动摩擦因数μ=0.25，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。现使货车以1.5m/s2的加速度启动。
(1)求启动过程中货物所受摩擦力的大小；
(2)当货车以54km/ℎ的速度在平直公路上匀速行驶时，因为前方红灯，司机以大小为3m/s2的加速度开始刹车(可视为匀减速直线运动)直到停止。试通过计算判断货物最终是否会与货厢前壁碰撞。
15.一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴OO′上的O点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长度l=0.2m，杆与竖直转轴的夹角α始终为60°，弹簧原长x0=0.1m，弹簧劲度系数k=100N/m，圆环质量m=1kg；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取10m/s2，摩擦力可忽略不计。
(1)若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到O点的距离；
(2)求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小；
(3)求圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小。
参考答案
1.D
2.C
3.C
4.D
5.B
6.B
7.A
8.BC
9.CD
10.AD
11.AD 远小于 小于 大于
12.B 较高 2.8 2kv02
13.解：(1)物体落在斜面上有：tana=yx=12gt2v0t，所以g=2v0tanαt；
(2)对于星球表面的物体m，根据万有引力等于重力，有GMmR2=mg，
解得星球的质量M=gR2G，
而V=43πR3，
则密度ρ=MV=gR2G43πR3=3v0tanα2πRtG；
(3)根据万有引力提供向心力得，有GMmR2=mv2R，
则v= GMR= gR= 2v0Rtanαt。
答：(1)该星球表面的重力加速度为2v0tanαt；
(2)该星球的密度为=3v0tanα2πRtG；
(3)该星球的第一宇宙速度为 2v0Rtanαt。
14.解：(1)假设货物恰好滑动时的加速度大小为a0，由牛顿第二定律可得μmg=ma0，
解得a0=2.5m/s2>a=1.5m/s2，
所以此时货物相对于货车保持静止，货物受到的摩擦力为静摩擦力，由牛顿第二定律有f=ma=30kg×1.5m/s2=45N；
(2)已知货车的速度v=54km/ℎ=15m/s，
货车的速度减为零的过程中运动的位移x1=v22a1=(15m/s)22×3m/s2=37.5m；
由于a1>a0，则此减速过程货物的加速度大小为a0=2.5m/s2，
货物的速度减为零的过程中运动的位移x2=v22a0=(15m/s)22×2.5m/s2=45m，
两者运动的位移差Δx=x2−x1=45m−37.5m=7.5m，
减速前货物到货箱前壁的距离为Δl=l−l1=8.4m−0.5m=7.9m，
比较可得Δx<Δl，所以货物最终不会与货箱前壁碰撞。
答：(1)求启动过程中货物所受摩擦力的大小为45N；(2)货物最终不会与货厢前壁碰撞。
15.解：(1)细杆和圆环处于静止状态，圆环受力如图1所示：分别受到重力G=mg，弹簧对圆环的弹力F，细杆对圆环的弹力N，
，
根据平衡条件，沿细杆方向有F=mgcsα，
根据胡克定律得：F=kΔx，
联立并代入数据，解得x=0.05m，
则圆环到O点的距离s=x0−x=0.1m−0.05m=0.05m；
(2)弹簧处于原长时，圆环所受重力和支持力的合力提供向心力，如图2所示：
小球做圆周运动的半径R=x0sina=0.1× 32m= 320m，小球做圆周运动的向心力F′=mgtanα=1×10 3N=10 33N，根据向心力公式F′=mRω12
代入数据联立解得ω1=10 63rad/s；
(3)圆环处于细杆未端P时，圆环受力如图3所示：

球做圆周运动的半径R′=Lsina=0.2× 32m= 310m，弹簧的弹力F弾=k(l−x0)=100×(0.2−0.1)N=10N，
建立如图所示的坐标系，y轴方向FNsina=mg+F弹csα，
x轴方向F向=FNcsa+F弹sina，
根据向心力公式F向=−mR′ω22，联立解得ω2=10rad/s。
答：(1)圆环到O点的距离为0.05m；
(2)弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小为10 63rad/s；
(3)圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小为10rad/s。