1 A 2.B 3.C 4.B 5.D 6.B 7.D 8.AD 9.CD 10.BD
11. 【答案】 ①. 是 ②. A ③.
【解析】(1)[1]电动机的轴做匀速圆周运动,若要测定电动机的周期,则需要小球也做匀速圆周运动。
(2)[2]设绳与竖直方向上的夹角为,对小球,由牛顿第二定律得
化简解得
由几何关系可知
所以实验中,只需要测量稳定后小球做圆周运动的平面与细线悬挂点间的竖直高度h。
故选A
(3)[3]由,得
12. [解析] (1)验证牛顿第二定律的实验原理是F=Ma,本题轻绳中拉力可以由力传感器测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M,A、D错误。用力传感器测量轻绳的拉力,则力传感器示数的2倍等于小车受到的合外力大小,需要平衡摩擦力,B正确。释放小车之前应先接通电源,待打点稳定后再释放小车,该实验还需要记录力传感器的示数,C正确。
(2)由逐差法计算加速度,
a=,
其中T=0.1 s,代入数据解得a≈2.00 m/s2。
(3)对小车与滑轮系统,由牛顿第二定律得a= F,图象的斜率为k,则k=,故小车的质量M=-m0,故选项C正确。
(4)图象在F轴上的截距不为零,说明力传感器显示有拉力时,小车仍然静止,这是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够造成的。
[答案] (1)BC (2)2.00 (3)C (4)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
13. 【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)根据竖直上抛运动的对称性可知小球上升、下落过程的时间均为,根据自由落体运动公式,有
解得该星球表面的重力加速度
(2)静止在该星球表面的物体,根据重力等于万有引力,有
解得星球的质量
星球的体积
故该星球的密度
(3)根据万有引力提供向心力,有
解得第一宇宙速度
14. 【答案】(1)1s;(2)5m/s;(3)
【详解】(1)根据平抛运动规律
解得
(2)恰好落在浮台左边缘时的速度即为所求的最小速度,根据
解得
(3)平抛位移最大时,平抛初速度最大,此时
解得
松手前瞬间,速度最小时,根据牛顿第二定律
解得
速度最大时
解得
所以拉力的取值范围为
15. 【答案】(1)4m/s;(2) ;(3)见解析
【详解】(1)碳块从A→B有
由
解得
(2)碳块在传送带上运动时,设加速度大小为,有
碳块以滑上传送带到停止运动通过的位移
故从右端滑出。
从C→D有
所需时间
该时间内传送带走了
所以划痕的长度为
(3)AB长为x则
若碳块恰能运动至D
即
①若,碳块从右端滑下:
从C→D有
所需时间
此时划痕长度
解得
②若,碳块从左端滑出,其首先向右滑行至速度为0
接着反向加速,假设恰好在C点与传送带速度相同,则根据运动的对称性
即
分为两种情况
1°、,则碳块反向运动时一直加速至从C端滑下
此时划痕长度
解得
2°、,则碳块反向运动时先加速后匀速直至从C端滑下
碳块反向加速至共速
可得划痕的长度为
解得
综上,划痕长度s与AB两点间距离x的关系为青木关镇中学2022-2023学年高一下学期4月月考物理试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.作答前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。
第I卷 选择题
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于曲线运动的规律,下列说法中正确的是( )
A.曲线运动可能是匀变速运动 B.曲线运动必定是速率变化的运动
C.合力是恒力,物体不可能做曲线运动 D.物体做曲线运动,其合力一定是变力
2.如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A.甲图中,汽车通过凹形桥的最低点时,速度不能超过
B.乙图中,“水流星”匀速转动过程中,在最低处水对桶底的压力最大
C.丙图中,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对内轮缘会有挤压作用
D.丁图中,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球向心加速度不相等
3.有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。一条小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直,小船在静水中的速度大小为。回程与去程所用时间之比为( )
A. 3∶1 B.3∶2
C. 2∶1 D.2∶1
4.火星表面特征非常接近地球,适合人类居住。已知火星半径是地球半径的,质量是地球质量的,自转周期也基本相同。地球表面重力加速度是,若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是,在忽略自转影响的条件下,下述分析正确的是( )
A.火星表面的重力加速度是
B.火星表面的重力加速度是
C.王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍
D.王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍
5.如图所示,内部为竖直光滑圆轨道的铁块静置在粗糙的水平地面上,其质量为M,有一质量为m的小球以水平速度v0从圆轨道最低点A开始向左运动,小球沿圆轨道运动且始终不脱离圆轨道,在此过程中,铁块始终保持静止,重力加速度为g,则下列说法正确的( )
A.地面受到的压力始终大于Mg
B.小球在圆轨道左侧运动的过程中,地面受到的摩擦力可能向右
C.小球经过最低点A时地面受到的压力可能等于Mg+mg
D.小球在圆轨道最高点C时,地面受到的压力可能为0
6.如图甲所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时,管道对小球的弹力与最高点时的速度平方的关系如图乙所示(取竖直向下为正方向)。MN为通过圆心的一条水平线。不计小球半径、管道的粗细,重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A.管道的半径为
B.小球的质量为
C.小球在MN以下的管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力
D.小球在MN以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力
7.如图,将小球从倾角为30°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出,分别落在斜面上的A点、B点及水平面上的C点,B点为斜面底端,P、A、B、C在水平方向间隔相等,空气阻力不计,下列说法正确的是( )
A.三次抛球,小球的飞行时间各不相同
B.三次抛球,小球在落点处的速度方向各不相同
C.先后三次抛球,抛球速度大小之比为1:2:3
D.小球落在A、B两点时的速度大小之比为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.在物理学发展的历史中,许多物理学家做出了卓越贡献。以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中,正确的是( )
A. 1798年,卡文迪什利用扭秤装置,第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量G值
B. 德国的伽勒在勒维耶预言的位置处发现了天王星,人们称其为“笔尖下发现的行星”
C. 哥白尼提出了日心说,认为太阳是宇宙的中心,一切行星围绕太阳做椭圆周运动
D. 开普勒通过整理研究第谷的行星观测记录,总结出行星运动定律
9.如图所示,一轻质弹簧上端固定在天花板上,下端拴接质量为m的小球,小球放在倾角为30°的光滑固定斜面上,整体处于平衡状态时,弹簧与竖直方向成30°角,重力加速度为g,则( )
A.平衡时,斜面对小球的作用力大小为mg
B.若将斜面突然移走,则移走瞬间小球的加速度大小为g
C.若将弹簧剪断,则剪断的瞬间小球的加速度大小为
D.若将弹簧换成原长相同但劲度系数更大的另一轻弹簧,系统重新达到平衡时,弹簧仍处于拉伸状态,此时斜面对小球的作用力变小
10.如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上,两者用长为L的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍,A放在距离转轴L处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动,开始时,绳恰好伸直但无弹力,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.当时,A、B相对于转盘会滑动
B.当,绳子一定有弹力
C.ω在范围内增大时,B所受摩擦力变大
D.ω在范围内增大时,A所受摩擦力一直变大
第Ⅱ卷
三、实验题。(本题共2小题,11题6分,12题9分,共15分。)
11.(6分)我校一位同学设计了一个粗测玩具电动机转动周期的实验。所用器材有:玩具电动机(含干电池和导线)、小铁球、细线、刻度尺等。实验装置已安装,如图所示。图中电动机转轴在竖直方向。完成下列问题:
(1)实验时电动机带动小铁球是否要求做匀速圆周运动?______(填“是”或者“否”)
(2)如果已知当地重力加速度g,实验中只需要测量( )
A.稳定后小球做圆周运动平面与细线悬挂点间的竖直高度h
B.细线悬挂点到小球球心的长度l
C.小球做圆周运动的半径r
(3)用已测量的物理量和重力加速度g,表示电动机转动周期T'=______。
12.(9分)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图(a)所示的实验装置,其中M为小车的质量,m为砂和砂桶的总质量,m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时,一定要进行的操作是________。
A.用天平测出砂和砂桶的总质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
(2)甲同学在实验中得到如图(b)所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为______ m/s2(结果保留3位有效数字)。
(3)甲同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a F图象是一条直线,如图(c)所示,图象与横坐标的夹角为θ,求得图象的斜率为k,则小车的质量M=________。
A. B.-m0 C.-m0 D.
(4)乙同学根据测量数据作出如图(d)所示的a F图象,该同学做实验时存在的问题是___________________________________________________________ 。
三、解答题(本题共3个小题,13题12分,14题12分,15题18分,共42分)
13.宇航员在某星球表面将一小钢球以某一初速度竖直向上抛出,测得小钢球上升的最大高度为h,小钢球从抛出到落回星球表面的时间为t.不计空气阻力,忽略该星球的自转,已知该星球的半径为R(R远大于h),该星球为密度均匀的球体,引力常量为G.求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的密度;
(3)该星球的第一宇宙速度。
14. 某“智勇大冲关”游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图,他们将选手简化为质量m=50kg的质点,绳长,悬挂点O距水面的高度为H=7m,水面上有一个长为3m的浮台,浮台左端到O点的水平距离为5m,选手抓住绳子末端开始摆动,此时绳与竖直方向夹角,选手运动到悬点O正下方时松手,不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计。(取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)。
(1)求选手从松手到落到浮台的时间
(2)若选手要落到浮台上,求其到达悬点正下方时速度至少是多少?
(3)若选手要落到浮台上,求其松手前瞬间绳子所受拉力的取值范围
15. 某中学物理课程基地为研究碳块下滑的位置与其在传送带上运动情况的关系,设计了如图所示的模型:左侧是倾角θ=37°的足够长的直轨道(其下端为B点),在其右侧放置一逆时针方向转动的传送带DCE,传送带速度大小恒为,水平段DC长L=3m。将一碳块从直轨道上的A点由静止释放,A、B相距。当该碳块从B点运动到传送带上C点时,速度大小不变,方向变为水平向右,同时立即撤去直轨道。已知碳块与直轨道间的动摩擦因数,与传送带间的动摩擦因数,且碳块相对传送带滑动时能在传送带上留下清晰划痕,传送带CE段、ED段均足够长。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若,求小滑块滑至B点的速度大小;
(2)若,求小滑块在传送带上留下的划痕长度;
(3)改变的值,设小滑块从传送带上滑离后在传送带上留下的划痕长度为,试通过计算讨论与的关系。
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