2022-2023学年浙江省温州市高一下册期末物理专项提升模拟题(AB卷)含解析
展开这是一份2022-2023学年浙江省温州市高一下册期末物理专项提升模拟题(AB卷)含解析,共41页。试卷主要包含了关于曲线运动,下列说确的是,某中学举办“套圈圈”等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年浙江省温州市高一下册期末物理专项提升模拟题
(A卷)
第I卷(选一选)
评卷人
得分
一、单 选 题
1.关于曲线运动,下列说确的是( )
A.做匀速圆周运动的物体所受合外力恒定没有变
B.平抛运动是非匀变速曲线运动
C.曲线运动一定是变速运动
D.两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动
2.如图,一高度为的光滑斜面固定在水平面上,一质量为的物块(可视为质点)以某一速度从斜面底端点冲上斜面,恰好到达斜面顶端点,没有计空气阻力,重力加速度大小为。下列说确的是( )
A.从点到点的过程中,重力对物块做正功
B.从点到点的过程中,物块的重力势能增加了
C.从点到点的过程中,物块的机械能没有守恒
D.以点所在水平面为零势能面,物块在点的重力势能为
3.如图,洗衣机脱水桶匀速转动,在其内壁上有一件湿衣服(可视为质点)随脱水桶一起转动而未滑动。下列说确的是( )
A.衣服随脱水桶做圆周运动的向心力由筒壁对衣服的弹力提供
B.增大脱水桶的转速,衣服所受力也将增大
C.衣服的速度和向心加速度均没有变
D.衣服受重力、力、弹力和向心力四个力作用
4.2021年7月20日08时至7月21日06时,河南中北部出现大暴雨。如图,抢险队员驾驶救援船(可视为质点)以大小为v1 = 12m/s、船头与上游河岸成θ = 60°角的速度(在静水中的速度)从A点出发,恰好能到达正对岸B点,河宽为d = 96m。下列说确的是( )
A.水流的速度大小为
B.救援船从A点到B点所用的时间为8s
C.以最短时间渡河时,救援船的位移大小为96m
D.若救援船的船头始终指向正对岸,在渡河过程中水流的速度大小v2突然变小,则渡河时间没有变
5.已知某行星质量为地球质量的6倍,行星半径为地球半径的2倍,地球的宇宙速度约为8km/s,地球与该行星均可视为球体,则该行星的宇宙速度约为( )
A.13.86km/s B.24km/s C.19.59km/s D.48km/s
6.某中学举办“套圈圈”。如图,小明同学站在标志线后以v0= 4m/s的速度水平抛出一塑料圈,正好套中静放在正前方水平地面上的可乐罐。塑料圈抛出时在标志线的正上方h = 0.45m处,塑料圈、可乐罐均可视为质点,没有计空气阻力,重力加速度大小为g = 10m/s2,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,则( )
A.塑料圈在空中运动的时间为0.9s
B.可乐罐与标志线的距离为x = 1m
C.塑料圈落地前瞬间,速度大小为5m/s
D.塑料圈落地前瞬间,速度方向与水平地面的夹角为53°
7.如图,水平轻弹簧一端与竖直墙相连,处于原长状态,弹簧的原长为,劲度系数为。现有一质量为的物块(可视为质点)沿光滑水平面以的速度向左运动并挤压弹簧,弹簧始终在弹性限度内。已知弹簧弹性势能的表达式为(为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量),则当弹簧的长度为时,物块的速度大小为( )
A. B. C. D.
8.如图为一幼儿园的可调臂长的跷跷板的示意图,为跷跷板的支点。开始时一质量为的小朋友坐在跷跷板的端,此时端恰好着地,跷跷板与水平地面的夹角为。现有一质量为的老师轻坐在跷跷板的端,一段时间后跷跷板处于水平位置。已知,,没有计空气阻力和跷跷板的质量,重力加速度大小为,小朋友与老师均可视为质点,则( )
A.此过程中小朋友的机械能守恒
B.此过程中小朋友与老师的速度大小之比为
C.跷跷板处于水平位置时,老师的速度大小为
D.此过程中跷跷板对小朋友做的功为
评卷人
得分
二、多选题
9.如图,小红去超市购物,她站立在自动扶梯的水平踏板上随扶梯向上匀速运动,没有计空气阻力。在此过程中,下列说确的是( )
A.扶梯对小红有力作用
B.扶梯对小红的支持力大小等于小红的重力大小
C.小红所受合外力做的功为零
D.扶梯对小红的支持力做负功
10.截至2022年5月5日,“天问一号”环绕器在轨运行651天。假设“天问一号”环绕器经历了如图所示的变轨过程,轨道Ⅰ为圆轨道,轨道Ⅱ为椭圆轨道,火星可视为球体,忽略火星自转,则“天问一号”环绕器( )
A.在轨道Ⅱ上运行的周期大于在轨道Ⅰ上运行的周期
B.在轨道Ⅱ上A点的速率小于B点的速率
C.在轨道Ⅰ上变轨进入轨道Ⅱ,需要在A点加速
D.在轨道Ⅰ上A点的加速度大小大于在轨道Ⅱ上A点的加速度大小
11.如图为“空中飞椅”的结构简化图。水平面内的圆盘半径为r = 3m,可绕通过其圆心的竖直轴转动,钢绳长为L = 7.5m,当圆盘匀速转动时,钢绳与竖直方向的夹角为θ = 37°。若某游客(可视为质点)的质量为m = 50kg,没有计钢绳和座椅的质量,忽略空气阻力,重力加速度大小为g = 10m/s2,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,则( )
A.钢绳的拉力大小为300N
B.该游客的向心加速度大小为8m/s2
C.该游客的线速度大小为7.5m/s
D.该游客转动一圈所用的时间约为6.28s
12.如图甲为高层建筑配备的救生缓降器材,发生火灾时,使用者先将钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上,然后将带系在人体腰部,通过缓降绳索落地。某学校进行火灾逃生演练,一质量为60kg的同学(可视为质点)利用缓降器材逃生,图乙为该同学整个运动过程的v—t图像,以竖直向下为正方向。没有计空气阻力,重力加速度大小为g = 10m/s2。下列说确的是( )
A.模拟发生火灾处离地面的高度为13.5m
B.0 ~ 2s内,带对该同学的拉力大小为690N
C.在整个运动过程中,该同学所受重力做的功为810J
D.t = 5s时,该同学所受重力的瞬时功率为1200W
13.如图甲,一足够长的水平传送带以恒定速率v1顺时针匀速转动,传送带右端的光滑水平面与传送带上表面等高,二者平滑连接于A点。一滑块(可视为质点)以水平向左的速度v2从A点滑上传送带,在传送带上运动时其动能Ek随路程x变化的关系图像如图乙所示。滑块的质量为m = 3kg,设静力等于滑动力,没有计空气阻力,重力加速度大小为g = 10m/s2。下列说确的是( )
A.滑块与传送带间的动因数为μ = 0.5
B.图乙中x0= 26
C.滑块在传送带上运动的时间为10s
D.从滑块滑上传送带到再次滑回水平面的过程中,传送带的电机多消耗的电能为120J
第II卷(非选一选)
评卷人
得分
三、实验题
14.如图为某同学在研究小球的平抛运动时拍摄的频闪照片的一部分,其背景是边长为5cm的正方形小方格,重力加速度大小为g = 10m/s2。由图可求得照相机的闪光频率为______Hz,小球抛出时的初速度大小为______m/s,小球从抛出点运动到C点所用的时间为______s。
15.某同学利用重物下落来“验证机械能守恒定律”。
(1)实验装置甲中存在的错误是______。
(2)进行实验时,为保证重物下落时初速度为零,应______(填正确答案标号)。
A.先释放纸带,再接通电源
B.先接通电源,再释放纸带
(3)根据打出的纸带,选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图乙所示。已测出1、2、3、4四个点到打出的个点O的距离分别为h1、h2、h3、h4,打点计时器的打点周期为T,重力加速度大小为g。若代入所测数据在误差允许的范围能满足表达式gh3______(用题目所给物理量符号表示),则可验证重物下落过程机械能守恒。
(4)这位同学通过实验结果发现:重物减少的重力势能总是比增加的动能略微大些,其原因是______(写出一条即可)。
评卷人
得分
四、解 答 题
16.如图,小球A(可视为质点)的质量为m,用一个装置把它锁定在长为R的轻细直杆末端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动,圆周运动的点与水平地面的距离也为R。已知小球点的速度大小为,没有计空气阻力,重力加速度大小为g。求:
(1)小球点时,杆对小球的作用力的大小和方向;
(2)若小球点时解除锁定,求落地时小球水平方向飞行的距离。
17.北京时间2021年9月15日19时55分,美国的土星探测器“卡西尼号”坠入了土星大气,完成了自己的历史,服务了20年。小明同学通过互联网查阅到:美国发射的土星探测器关闭发动机后,在离土星表面为h的高度沿圆轨道运行,周期为T。已知土星的半径为R,引力常量为G。求:
(1)土星的质量;
(2)土星表面的重力加速度大小。
18.如图为修建高层建筑常用的塔式起吊装置。在起重机将一质量为m = 5 × 103kg的重物(可视为质点)以额定功率P = 6 × 104W竖直吊起的过程中,重物由静止开始竖直向上做加速直线运动,加速4s后达到速度,然后以速度匀速上升,没有计空气阻力,重力加速度大小为g = 10m/s2。求:
(1)重物上升的速度的大小;
(2)重物由静止开始运动至达到速度的过程中,重物上升的高度(计算结果保留小数点后两位);
(3)重物的速度大小为0.6m/s时,重物的加速度大小。
19.如图,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆弧轨道相切于B点,右端与一倾角为30°的光滑斜面在C点平滑连接(即物体C点时速度大小没有变),斜面顶端固定一轻质弹簧。一质量为2kg的滑块(可视为质点)从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道BC后滑上斜面并压缩弹簧,次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆弧轨道的半径为R = 0.45m,水平轨道BC长为0.4m,与滑块间的动因数为μ = 0.2,光滑斜面CD部分长为0.6m,没有计空气阻力,重力加速度大小为g = 10m/s2。求:
(1)滑块次圆弧轨道上的B点时,圆弧轨道对滑块的支持力大小;
(2)滑块到达D点时,弹簧具有的弹性势能;
(3)滑块在水平轨道BC上停止的位置距B点的距离及滑块C点的次数。
答案:
1.C
【详解】
A.做匀速圆周运动的物体所受合外力大小没有变,方向改变,A错误;
B.平抛运动的加速度恒为重力加速度,是匀变速曲线运动,B错误;
C.曲线运动的速度方向没有断变化,所以曲线运动一定是变速运动,C正确;
D.两个匀变速直线运动的合成,如果合初速度方向与合加速度方向在同一条直线上,则合运动是匀变速直线运动,如果合初速度方向与合加速度方向没有在同一条直线上,则合运动是匀变速曲线运动,D错误。
故选C。
2.B
【详解】
AB.从点到点的过程中,重力对物体做功为
可知重力对物块做负功,物块的重力势能增加了,A错误,B正确;
C.从点到点的过程中,由于斜面光滑,除了重力对物体做功外,斜面支持力对物体没有做功,物体的机械能守恒,C错误;
D.以点所在水平面为零势能面,物块在点的重力势能为,D错误。
故选B。
3.A
【详解】
ABD.衣服受重力、筒壁的弹力和静力三个力作用,由于衣服在脱水筒内壁上没有掉下来,竖直方向上没有加速度,重力与静力二力平衡,由筒壁对衣服的弹力提供向心力,随着脱水筒转速的增大,弹力增大,但静力没有变,故A正确,B、D错误;
C.衣服的速度和向心加速度的方向均在改变,故C错误。
故选A。
4.D
【详解】
A.水流的速度大小为
v2 = v1cosθ = 6m/s
A错误;
B.救援船从A点到B点所用时间为
B错误;
C.以最短时间渡河时,船头垂直于河岸,则最短时间为
船在沿河岸向下的距离为
x = v2tmin = 48m
则救援船的位移大小为
C错误;
D.各分运动进行,没有受其他分运动的影响,即当船头垂直指向河岸时,渡河时间由河宽及船速决定,与水速无关,D正确。
故选D。
5.A
【详解】
地球的宇宙速度为
则该行星的宇宙速度约为
其中
M′ = 6M,R′ = 2R
则有
故选A。
6.C
【详解】
A.塑料圈在竖直方向做落体运动,由
可知,塑料圈在空中运动的时间为
A错误;
B.塑料圈在水平方向做匀速直线运动,则可乐罐与标志线的距离为
x = v0t = 1.2m
B错误;
C.塑料圈落地前瞬间,速度大小为
C正确;
D.塑料圈落地前瞬间,速度方向与水平地面的夹角θ的正切值为
计算有
θ = 37°
D错误。
故选C。
7.B
【详解】
物块与弹簧组成的系统满足机械能守恒,则有
解得
B正确,ACD错误。
故选B。
8.D
【详解】
A.此过程中小朋友的速度增大,动能增大,重力势能增大,则小朋友的机械能增大,A错误;
B.小朋友与老师的角速度总是相等,根据
由于小朋友与老师绕点转动的半径之比为,可知小朋友与老师的速度大小之比为,B错误;
C.跷跷板处于水平位置时,设老师的速度大小为,则小朋友的速度大小为,根据系统机械能守恒可得
解得
C错误;
D.根据动能定理可得
解得
可知此过程中跷跷板对小朋友做的功为,D正确。
故选D。
9.BC
【详解】
AB.由于扶梯向上匀速运动,则小红处于平衡状态,扶梯对小红的支持力大小等于小红的重力大小,扶梯对小红没有力作用,A错误、B正确;
C.由于扶梯向上匀速运动,则小红处于平衡状态,小红所受合外力做的功为零,C正确;
D.由于扶梯向上匀速运动,则扶梯对小红的支持力做正功,D错误。
故选BC。
10.AC
【详解】
A.由开普勒第三定律可知,在轨道Ⅱ上运行的半长轴大于在轨道Ⅰ上运行的轨道半径,则在轨道Ⅱ上运行的周期大于在轨道Ⅰ上运行的周期,A正确;
B.由开普勒第二定律可知,“天问一号”环绕器在轨道Ⅱ上A点的速率大于B点的速率,故B错误;
C.在轨道Ⅰ上变轨进入轨道Ⅱ,要使“天问一号”环绕器做离心运动,需要在A点加速,故C正确;
D.由万有引力定律和牛顿第二定律可知,“天问一号”环绕器在轨道Ⅰ上A点的加速度大小等于在轨道Ⅱ上A点的加速度大小,故D错误。
故选AC。
11.CD
【详解】
A.由受力分析可知,钢绳的拉力大小为
A错误;
B.由
mgtanθ = ma
可知,该游客的向心加速度大小为
a = 7.5m/s2
B错误;
C.该游客做匀速圆周运动的半径为
R = r + Lsinθ = 7.5m
由
可知,该游客的线速度大小为
v = 7.5m/s
C正确;
D.该游客转动一圈所用时间为
D正确。
故选CD。
12.AD
【详解】
A.v—t图像的图线与坐标轴所围成的面积表示位移大小,则
A正确;
B.0 ~ 2s内,由牛顿第二定律有
mg - T = ma,a = 1.5m/s2
解得带对该同学的拉力大小为
T = 510N
B错误;
C.在整个运动过程中,该同学所受重力做的功为
W = mgh = 8100J
C错误;
D.t = 5s时
a′ = - 1m/s2,v = 3 + a′t′,t′ = 1s
有
v = 2m/s
则该同学所受重力的瞬时功率为
mgv = 1200W
D正确。
故选AD。
13.BD
【详解】
A.由图乙可知,滑块在传送带上运动18m后速度减为0,由动能定理有
0 - Ek = - μmgx
解得
μ = 0.1
A错误;
BC.由图乙可知,滑块在传送带上速度减为0后,在传送带的力作用下反向加速,之后与传送带共速,滑块的加速度大小为
a = μg = 1m/s2
由
可得滑块的初速度大小为
v2 = 6m/s
同理可得传送带的速率为
v1 = 4m/s
向左匀减速过程所用时间为
滑块位移大小为
传送带位移大小为
s1 = v1t1 = 24m
向右匀加速过程所用时间为
滑块位移大小为
传送带位移大小为
s2 = v2t2 = 16m
余下
x1 - x2 = 10m
滑块以v1的速度向右做匀速直线运动,所用时间为
图乙中
x0 = x1 + x2 = 26m
滑块在传送带上运动的时间为
t = t1 + t2 + t3 = 12.5s
B正确、C错误;
D.从滑块滑上传送带到再次滑回水平面的过程中,总的相对位移大小为
Dx = (x1 + s1) + (s2 - x2) = 50m
滑块与传送带之间因产生的热量为
Q = μmgDx = 150J
由能量守恒定律有
解得
W电 = 120J
D正确。
故选BD。
14. 10 2.5 0.4
【详解】
[1]小球在水平方向的运动是匀速直线运动,从A到B和B到C平方向的位移相同,所以经历的时间相等,在竖直方向有
yBC - yAB = gT2
代入数据
yBC = 35cm,yAB = 25cm,g = 10m/s2
有
T = 0.1s
因此闪光频率为
[2]小球在水平方向上做匀速运动,从A到B有
x = v0T
其中
x = 25cm,T = 0.1s
则
v0 = 2.5m/s
[3]B点竖直方向的速度为
所以到达B点的时间为
则小球从抛出点运动到C点所用的时间为
tC = tB + T = 0.4s
15. 打点计时器应接交流电源,图中接的是直流电源(意思正确均可) B 在本实验中重物要克服阻力做功(其他合理答案均可)
【详解】
(1)[1]打点计时器应接交流电源,图中接的是直流电源。
(2)[2]进行实验时,为保证重物下落时初速度为零,应先接通电源,再释放纸带。
故选B。
(3)[3]重力减少量为
DEp= mgh
对应的动能增加量表达式
二者相等说明机械能守恒,即
化简得
(4)[4]重锤及纸带下落过程中受到阻力的作用,需要克服阻力做功,所以重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能。
16.(1)F = 3mg,方向为竖直向下;(2)
【详解】
(1)在点时,需要的向心力
对小球受力分析,由牛顿第二定律得
代入数据解得
F = 3mg,方向为竖直向下
(2)小球从点开始做平抛运动
根据平抛运动规律得
水平飞行的距离
x = vt
代入数据解得
17.(1);(2)
【详解】
(1)设土星的质量为M,由万有引力提供向心力得
得
(2)根据万有引力与重力的关系有
化简有
代入土星的质量为M,有
18.(1)1.2m/s;(2)4.73m;(3)10m/s2
【详解】
(1)起动机以额定功率加速
(2)从静止到速度,由动能定理得
得
h = 4.73m
(3)当v = 0.6m/s时
再根据牛顿第二定律有
F牵 - mg =ma
得
a = 10m/s2
19.(1)FN = 60N;(2)Ep = 1.4J;(3)0.15m,6次
【详解】
(1)滑块从A点到B点,由动能定理可得
解得
vB = 3m/s
滑块在B点,由牛顿第二定律得
解得
FN = 60N
(2)滑块次到达D点时,弹簧具有的弹性势能Ep,滑块从A点到D点,由动能定理可得
mgR - μmgLBC - mgLCDsin30° + W = 0
根据功能关系可得
Ep = - W
解得
Ep = 1.4J
(3)滑块只有在水平轨道BC上消耗能量,滑块最终停止在水平轨道BC间,设滑块在BC段运动的总路程为s,从滑块次B点到最终停下来的全过程,由动能定理可得
解得
s = 2.25m
且
s = 5LBC + 0.25
故滑块C点6次,距离B点的距离
L = 0.4m - 0.25m = 0.15m
2022-2023学年浙江省温州市高一下册期末物理专项提升模拟题
(B卷)
第I卷(选一选)
评卷人
得分
一、单 选 题
1.将一个鸡蛋从地面捡到课桌上,鸡蛋的重力势能大约增加( )
A.0.5J B.5J C.50J D.500J
2.如果在北京和上海各放一个质量相同的物体,它们随地球自转而做匀速圆周运动,则这两个物体具有相同的( )
A.线速度 B.角速度 C.加速度 D.向心力
3.蜜蜂可以通过“舞蹈”轨迹向同伴传递信息,如图所示,一个可视为质点的蜜蜂沿轨迹ABCD运动,图中画出了蜜蜂在A、B、C、D处的速度v与所受合力F的方向,其中正确的是( )
A.A位置 B.B位置 C.C位置 D.D位置
4.关于曲线运动,下列说确的是( )
A.物体做曲线运动时,其位移大小可能等于路程
B.曲线运动一定是变速运动,变速运动一定是曲线运动
C.做曲线运动的物体所受的合外力没有可能是恒力
D.做曲线运动的物体所受的合外力方向与速度方向没有可能在同一直线上
5.关于在赤道平面上的地球同步卫星,下列说确的是( )
A.此类卫星上的物体处于超重状态
B.此类卫星运行的线速度大于宇宙速度
C.此类卫星的质量可能没有同
D.此类卫星的向心加速度大小可能没有同
6.汽车在凹凸没有平的道路上前进,车厢上下振动,若在某段时间内车厢的振动可看作简谐振动,则当车厢振动到哪个位置时,你感到车座对你的支持力最小( )
A.振动到点时 B.向上振动到平衡位置时
C.振动到点时 D.向下振动到平衡位置时
7.2011年11月3日,“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实现交会对接,这标志着我国成功叩开了空间站时代的大门。在“神舟八号”与“天宫一号”对接前,“天宫一号”的运行轨道高度为350km,“神舟八号”的运行轨道高度为343km。若将它们的运行轨道均视为圆周,则下列说确的是( )
A.“天宫一号”比“神舟八号”的速度大
B.“天宫一号”比“神舟八号”的周期长
C.“天宫一号”比“神舟八号”的角速度大
D.“天宫一号”比“神舟八号”的加速度大
8.水平光滑地面上有一弹簧振子,振子左端固定在墙面上,以O点为平衡位置,在M、N两点间做简谐运动,如图甲所示,取ON为正方向,其振动图像如图乙所示,则下列说确的是( )
A.时刻与时刻振子速度相同
B.时刻振子由N向M运动恰好O点
C. 时刻振子的回复力由N点指向O点
D.从到时间内,振子的加速度逐渐减小
9.如图所示,从同一点先后水平抛出三个完全相同的小球,三个小球分别落在对面台阶上的、、三点,若没有计空气阻力,则下列关于三个小球平抛的初速度、、的大小及三个小球在空中的飞行时间、、的关系正确的是( )
A. B. C. D.
10.为了实现登陆火星的梦想,中国宇航员王跃与俄罗斯、法国和意大利的5名志愿者一起进行了长达520天的“火星之旅”,模拟了人类在火星登陆。已知火星的质量约为地球质量的,半径约为地球半径的,假设王跃的质量为70kg,重力加速度g取10m/s2,则他在火星表面的质量和重力分别为( )
A.70kg,280N B.70kg,1750N C.28kg,280N D.28kg,1750N
11.如图所示,一同学分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到顶端,在此过程中,以下F1、F2、F3的做功和平均功率的大小关系正确的是( )
A.P1=P2=P3 B.P1>P2=P3 C.W1>W2>W3 D.W1>W2=W3
12.如图所示,竖直放置在水平面上的圆筒,从圆筒上边缘等高处同一位置分别紧贴内壁和外壁以相同速率沿切线方向水平抛出两个相同小球,直至小球落地,没有计空气阻力和所有,以下说确的是( )
A.筒外的小球先落地 B.筒内的小球先落地
C.两小球的落地速度可能相同 D.两小球通过的路程没有一定相等
第II卷(非选一选)
评卷人
得分
二、填 空 题
13.牛顿力学适用于解决宏观_________问题(填“高速”或“低速”)。若在地面上和绕地球高速飞行的宇宙飞船中分别放置同样的两个时钟,飞船飞行几圈后返回地面,则地面上的钟走得比飞船中的钟_________(填“快”、“慢”或“一样快”)。
14.洗衣机的甩干筒在转动时,有一衣物附着在筒壁上随筒一起转动,衣物相对于筒壁静止,则衣物受到_________个力的作用;若筒的转速增加,衣物仍相对筒壁静止,筒壁对衣物的力_________(填“增大”、“减小”或“没有变”)。
15.如图所示,质量为0.1kg的小球以v1=2m/s的速度沿光滑水平面向右运动,碰到墙壁经t=0.01s后以v2=1m/s的速度沿同一直线反弹。设初速度方向为正方向,则小球在与墙壁碰撞的0.01s内的加速度为_________m/s2,墙壁对小球做的功为_________J。
16.如图所示,一小球用细线悬挂于O点,细线长为L,O点正下方处有一铁钉,将小球拉至A处由静止释放(偏角很小)。忽略小球半径和空气阻力,已知重力加速度g,则这个单摆的周期为_________,小球可以摆到的左边高度相比于可以摆到的右边高度要_________(填“高”、“低”或“一样高”)。
17.如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,图中的实线和虚线分别是该波在t=0和t=0.03s时刻的波形图,则在t=0.03s时,x=2m处的质点的振动沿_________方向;若此波的周期T>0.02s,则从t=0.03s开始计时,_________s后0~7m区域由虚线波形变为实线波形。
18.如图所示,一小物块从倾角θ=37°,高H=3m的粗糙斜面顶端由静止下滑,物块与斜面间的动因数μ=0.3,则物块滑至底端时的速度大小为_________m/s;若以斜面底端为重力势能零点,则当物块下滑_________m时,其动能与重力势能之比为1:2。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
评卷人
得分
三、解 答 题
19.质量为2t的汽车在平直公路上行驶,汽车额定功率为80kW,可达到的速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,行驶过程中阻力大小恒定,求:
(1)汽车受到的阻力大小;
(2)汽车的牵引力大小;
(3)2s末汽车的瞬时功率。
20.一列简谐横波沿x轴负方向传播,t=0时刻的波形图如图所示。P、Q两质点的平衡位置坐标分别为(-1m,0)和(-7m,0),已知t=1.1s时,质点Q次到达波谷,求:
(1)振源的起振方向和机械波的波长;
(2)若此波遇到另一列简谐横波并发生了稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率f是多少;
(3)画出从t=0.4s到t=1.0s这段时间内质点P的振动图像。
21.上海中学某社团设计了一个轨道,依次由光滑曲面AB、粗糙水平面BE、光滑竖直圆轨道及足够长的水平传送带组成,如图所示。滑块从曲面上某位置A下滑,沿水平面从C点左侧进入圆轨道,再从C点右侧离开并继续向前运动,连接点B、E时没有能量损失。已知圆轨道半径,,,滑块质量,滑块与水平轨道BE、传送带间动因数均为0.5,传送带以速度的速度逆时针转动。重力加速度g取10m/s2,求:
(1)若滑块从高处由静止释放滑下,则滑块次到达C点的速度是多少?
(2)要使滑块恰好圆轨道的点,静止释放滑块的高度是多少?
(3)若滑块从高处由静止释放滑下,则滑块在传送带上滑到最远位置所需的时间是多少?
(4)满足(3)的条件下,请判断滑块最终停在什么位置,并说明理由。
答案:
1.A
【详解】
一个鸡蛋大约50克,课桌子的高度大约1m。将一个鸡蛋从地面捡到课桌上,克服重力做功大约
将一个鸡蛋从地面捡到课桌上,鸡蛋的重力势能大约增加0.5J,故A正确,BCD错误。
故选A。
2.B
【详解】
在北京和上海物体绕地球的运动半径没有同,因此两地物体的线速度大小,方向没有同,向心力和向心加速度大小和方向没有同,而运行周期相同,因此随地球转转的角速度大小和方向相同。
故选B。
3.B
【详解】
做曲线运动的物体,速度方向为曲线的切线方向,合外力指向曲线的凹侧,故ACD错误,B正确。
故选B。
4.D
【详解】
A.曲线运动的位移大小一定小于路程,故A错误;
B.曲线运动的速度方向变化,一定是变速运动;但变速运动的方向可能没有变,则变速运动没有一定是曲线运动,故B错误;
C.曲线运动的物体所受合外力为恒力时,物体做匀变速曲线运动,例如:平抛运动。故C错误;
D.当合力与速度方向没有共线时,物体做曲线运动,故D正确。
故选D。
5.C
【详解】
A.此类卫星上的物体由于重力全部用来提供向心力,因此处于完全失重状态,A错误;
B.由于轨道半径越大,线速度越小,此类卫星运行的线速度小于宇宙速度,B错误;
C.卫星的运行高度与卫星的质量无关,此类卫星的质量可能没有同,C正确;
D.此类卫星都在同一轨道上,向心加速度大小相等,D错误。
故选C。
6.C
【详解】
坐在车中的乘客同样也做简谐运动,以乘客为研究对象,在点,加速度向下,支持力小于重力;在平衡位置,加速度为零,支持力大小等于重力;在点,加速度向上,支持力大于重力,因此振动到在点时,支持力最小。
故选C。
7.B
【详解】
设地球质量为M,某人造天体的质量为m,轨道半径为r,向心加速度为a,根据牛顿第二定律有
解得
根据圆周运动规律可得人造天体的角速度为
周期为
由题意可知
r天>r神
根据v、a、ω、T四个物理量与r的关系式可得
T天>T神
v天<v神
a天<a神
ω天<ω神
故B正确,ACD错误。
故选B。
8.C
【详解】
A.由图乙可知,在时刻与时刻,振子的速度大小相等,方向相反,A错误;
B.在时刻振子由M向N运动恰好O点,B错误;
C.在时刻,振子恰好为于位移处,回复力由N点指向O点,C正确;
D.从t1到t2时间内,振子的位移逐渐增大,加速度逐渐增大,D错误。
故选C。
9.C
【详解】
CD.三个小球做平抛运动,竖直方向做落体运动,则有
解得
由图可知
故有
C正确,D错误;
AB.三个小球水平方向做匀速直线运动,则有
解得初速度大小为
由图可知
又
联立可得
AB错误。
故选C。
10.A
【详解】
根据地球表面的物体万有引力近似等于重力,有
解得
同理,火星表面的重力加速度为
质量没有随重力加速度的变化而变化,所以质量还是70kg,他在火星表面的重力为
故A正确,BCD错误。
故选A。
11.A
【详解】
加速度相同,则到达顶端时速度相同,运动时间相同,根据动能定理
平均功率为
则做功和平均功率相同。
故选A。
12.C
【详解】
AB.两小球在竖直方向上做落体运动,由
则两球同时落地,故AB错误;
C.根据机械能守恒
初速度大小和高度相同,则落地的速度大小相等。由于筒半径未知,紧贴内壁的小球落地位置是任意的,则落地的速度方向可能与外壁小球落地的速度方向相同,故C正确;
D.内壁小球所受弹力提供向心力,改变运动方向,可将内壁展开为平面,则内壁小球的运动变为平抛运动,说明两小球的路程一定相等,故D错误。
故选C。
13. 低速 快
【详解】
[1]牛顿力学适用于解决宏观物体的低速运动问题,没有能来处理高速运动问题;
[2]根据爱因斯坦的狭义相对论的钟慢效应可知,以地面为参考系,高速飞行的宇宙飞船中经历的时间会慢一些,故在地面上和绕地球高速飞行的宇宙飞船中分别放置同样的两个时钟,飞船飞行几圈后返回地面,则地面上的钟走得比飞船中的钟快。
14. 三 没有变
【详解】
[1][2]衣物相对于筒壁静止,做圆周运动,竖直向下的重力与竖直向上的静力平衡,垂直筒壁指向圆心的弹力提供向心力,共受到三个力。筒的转速增加时,静力与重力始终平衡,大小没有变。
15. -300 -0.15
【详解】
加速度为
根据动能定理,墙壁对小球做的功为
16. 一样高
【详解】
[1][2]当摆长为L时,周期为
当细线遇到铁定,摆长变为时,周期为
则这个单摆的周期为
有机械能守恒可知,单摆在两端的高度相同。
17. y轴正 (0.04n+0.01)s(n=0,1,2……)
【详解】
[1]由于该波沿x轴正方向传播,因此在t=0.03s时,x=2m处的质点的振动沿y轴正方向。
[2]由题可知,在0.03s内,该波向右传播了个波长,所用时间为个周期,即
可得
由于
T>0.02s
周期为
因此该波再向右传播个波长与实线重合,即所用时间为
(n=0,1,2……)
18. 6 ##0.76
【详解】
[1]下滑的过程中,根据动能定理
物块滑至底端时的速度
[2]设该位置时,物体下滑高度为h,则
此时
解得
因此下滑的距离为
19.(1);(2);(3)
【详解】
(1)当牵引力等于阻力时,速度达到
(2)由牛顿第二定律
得
(3)2s时速度
2s末汽车的瞬时功率
20.(1)起振方向向上,;(2);(3)
【详解】
(1)简谐横波沿x轴负方向传播,由图可知,的质点起振方向向上,则振源的起振方向向上。波长为
(2)频率相同是发生稳定干涉的条件之一,故两列波频率相同。
t=1.1s时,质点Q次到达波谷,说明此时波的传播距离为
则波速为
则频率为
(3)周期为
波传播到P点经历时间为
则t=0.4s时,质点P在平衡位置向下振动,到t=1.0s这段时间内质点P的振动图像为
21.(1);(2);(3);(4)停在点右侧0.9m处,见解析
【详解】
(1)由动能定理得
解得
(2)从静止释放到圆轨道点过程中,由动能定理得
恰好圆轨道点D,在D点,由牛顿第二定律的
联立解得
(3)从静止释放到次到达E点根据动能定理
解得
滑块沿传送带向上运动加速度为,由牛顿第二定律
解得
滑块在传送带上滑到最远位置所需的时间
(4)沿着传送带向右运动的距离为
随后向左加速,当速度和传送带相等时的位移
然后向左匀速运动,再到点速度大小为5m/s,设滑块在圆轨道能上升高度为,由动能定理得
解得
因此滑块返回到C点右侧,设其运动距离为,由
解得
滑块最终停在点右侧0.9m处。
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