一、選擇題(本題共6道小題)
1.如圖,表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪,小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計滑輪的質(zhì)量和摩擦).初始時刻,A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑.下列說法正確的是()
A.兩物塊的質(zhì)量相等
B.兩物塊落地時重力做功的功率不同
C.從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊所用時間不等
D.從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊重力勢能的變化量相同
2.如圖所示為一種叫做“魔盤”的娛樂設(shè)施,當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動很慢時,人會隨著“磨盤”一起轉(zhuǎn)動,當(dāng)“魔盤”轉(zhuǎn)動到一定速度時,人會“貼”在“魔盤”豎直壁上,而不會滑下。若磨盤半徑為r,人與魔盤豎直壁間的動摩擦因數(shù)為μ,在人“貼”在“魔盤”豎直壁上,隨“魔盤”一起運動過程中,則下列說法正確的是()
A.人隨“魔盤”轉(zhuǎn)動過程中受重力、彈力、摩擦力和向心力作用
B.如果轉(zhuǎn)速變大,人與器壁之間的摩擦力變大
C.如果轉(zhuǎn)速變大,人與器壁之間的彈力不變
D.“魔盤”的轉(zhuǎn)速一定大于
3.如圖,一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止開始下落,恰好從P點進(jìn)入軌道。質(zhì)點滑到軌道低點N時,對軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功。則
A.,質(zhì)點恰好可以到達(dá)Q點
B.,質(zhì)點不能到達(dá)Q點
C.,質(zhì)點到達(dá)Q后,繼續(xù)上升一段距離
D.,質(zhì)點到達(dá)Q后,繼續(xù)上升一段距離
4.衛(wèi)星電話信號需要通地球同步衛(wèi)星傳送.如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星電話通話,則從你發(fā)出信號至對方接收到信號所需短時間接近于(可能用到的數(shù)據(jù):月球繞地球運動的軌道半徑約為3.8×105km,運行周期約為27天,地球半徑約為6400千米,無線電信號傳播速度為3×108m/s)()
A.0.1sB.0.5sC.0.25sD.1s
5.一根長L=2m,重力G=200N的均勻木桿放在水平地面上,現(xiàn)將它的一端從地面抬高1m,另一端仍擱在地面上,則物體重力勢能的變化量為()
A.50JB.100JC.200JD.400J
6.近幾年我國在航空航天工業(yè)上取得了長足的進(jìn)步,既實現(xiàn)了載人的航天飛行,又實現(xiàn)了航天員的出艙活動.如圖所示,在某次航天飛行實驗活動中,飛船先沿橢圓軌道1飛行,后在遠(yuǎn)地點343千米的P處點火加速,由橢圓軌道1變成高度為343千米的圓軌道2.下列判斷正確的是()
A.飛船由橢圓軌道1變成圓軌道2的過程中機械能不斷減小
B.飛船在圓軌道2上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)
C.飛船在此圓軌道2上運動的角速度小于同步衛(wèi)星運動的角速度
D.飛船在橢圓軌道1上的運行周期小于沿圓軌道2運行的周期
二、實驗題(本題共2道小題)7.小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運動的知識后,設(shè)計了一個課題,名稱為:快速測量自行車的騎行速度。他的設(shè)想是:通過計算踏腳板轉(zhuǎn)動的角速度,推算自行車的騎行速度。經(jīng)過騎行,他得到如下的數(shù)據(jù):在時間t內(nèi)腳踏板轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為N;
(1)那么腳踏板轉(zhuǎn)動的角速度=;
(2)要推算自行車的騎行速度,從以下選項中選出還需要測量的物理量是(填寫前面的序號);
、.鏈條長度L1
、.曲柄長度L2
、.大齒輪的半徑r1
④.小齒輪的半徑r2
、.自行車后輪的半徑R
(3)自行車騎行速度的計算式v=.(用所給物理量及所測物理量字母表示)
8.將一長木板靜止放在光滑的水平面上,如下圖甲所示,一個小鉛塊(可視為質(zhì)點)以水平初速度v0由木板左端向右滑動,到達(dá)右端時恰能與木板保持相對靜止,F(xiàn)將木板分成A和B兩段,使B的長度和質(zhì)量均為A的2倍,并緊挨著放在原水平面上,讓小鉛塊仍以初速度v0由木塊A的左端開始向右滑動,如圖乙所示。若小鉛塊相對滑動過程中所受的摩擦力始終不變,則下列有關(guān)說法正確的是()
A.小鉛塊將從木板B的右端飛離木板
B.小鉛塊滑到木板B的右端前就與木板B保持相對靜止
C.甲、乙兩圖所示的過程中產(chǎn)生的熱量相等
D.圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量
三、計算題(本題共3道小題)9.城市各個角落都分布有消防栓,在消防器材檢驗時,檢測員將消防栓的閥門打開,水從橫截面積S=1.0×10﹣2m2的栓口水平流出,達(dá)標(biāo)的消防栓正常出水量為10L/s~15L/s,經(jīng)測量栓口距離水平地面高度h=0.8m,流到地面上的位置距離栓口的水平位移為0.6m,忽略空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,水的密度為1.0×103kg/m3.求:
(1)水從栓口流出的速度和落地的速度;
(2)該消防栓是否達(dá)標(biāo)請說明理由.
(3)空中水柱的質(zhì)量是多少
10.如圖所示,光滑水平面上,輕彈簧兩端分別拴住質(zhì)量均為m的小物塊A和B,B物塊靠著豎直墻壁.今用水平外力緩慢推A,使A、B間彈簧壓縮,當(dāng)壓縮到彈簧的彈性勢能為E時撤去此水平外力,讓A和B在水平面上運動.求:
、佼(dāng)彈簧達(dá)到大長度時A、B的速度大小;
、诋(dāng)B離開墻壁以后的運動過程中,彈簧彈性勢能的大值.
11.如圖,光滑平臺左端與半徑R=0.6m的半圓光滑軌道相切,且都固定.平臺上A、B兩滑塊間壓縮有一輕質(zhì)彈簧(用細(xì)線拴住),其中mA=1.5kg,mB=1kg.緊靠平臺右側(cè)放有M=4kg的木板,其上表面與平臺等高.剪斷細(xì)線后,B以vB=9m/s的速度沖上木板.已知B與木板間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5,木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2,兩滑塊都可看作質(zhì)點,不考慮A與B分離后再對B運動的影響,取g=10m/s2.求:
(1)A滑至半圓軌道高點Q時,軌道對其壓力的大小;
(2)要保證B不滑出木板,木板的短長度記為L.試討論并求出μ2與L的關(guān)系式,求出L的小值.
試卷答案
1.解:A、剛開始AB處于靜止?fàn)顟B(tài),所以有mBgsinθ=mAg,則mB>mA,故A錯誤.
B、剪斷輕繩后A自由下落,B沿斜面下滑,AB都只有重力做功,根據(jù)機械能守恒定律得:mgh=,速度大小v=,則A重力的功率,B重力的功率,可知PA=PB,故B錯誤.
C、因為落地的速度大小相等,加速度不等,根據(jù)速度時間公式知,運動的時間不等,故C正確.
D、下降的高度相同,重力大小不等,則重力勢能變化量不同,故D錯誤.
故選:C.
2.D該題考查圓周運動及受力分析
向心力不是一種新的力,故A錯誤;在轉(zhuǎn)速增大時,雖然向心力增大,彈力增大,但是摩擦力始終等于重力,故BC錯誤;根據(jù)彈力提供向心力,設(shè)小彈力為N,由,,,得小轉(zhuǎn)速n=,故D正確。
3.C
解析:根據(jù)動能定理可得P點動能EKP=mgR,經(jīng)過N點時,半徑方向的合力提供向心力,可得,所以N點動能為,從P點到N點根據(jù)動能定理可得,即摩擦力做功。質(zhì)點運動過程,半徑方向的合力提供向心力即,根據(jù)左右對稱,在同一高度,由于摩擦力做功導(dǎo)致右半幅的透度小,軌道彈力變小,滑動摩擦力f=μFN變小,所以摩擦力做功變小,那么從N到Q,根據(jù)動能定理,Q點動能,由于,所以Q點速度仍然沒有減小到0,仍會繼續(xù)向上運動一段距離。
考點:功能關(guān)系
4.解:根據(jù)萬有引力提供向心力,r=,已知月球和同步衛(wèi)星的周期比為27:1,則月球和同步衛(wèi)星的軌道半徑比為9:1.同步衛(wèi)星的軌道半徑km.所以接收到信號的短時間t=≈0.25s.故C正確,A、B、D錯誤.
故選C.
5.B重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系
解:由幾何關(guān)系可知在木桿的重心上升的高度為:h=m=0.5m;
物體克服重力做功:WG=mgh=200×0.5J=100J;
故物體重力勢能的變化量為△Ep=WG=100J
故選:B.
6.解:A、飛船由橢圓軌道1變成圓軌道2的過程,要在P點加速然后改做圓軌道2的運動,故中機械能要增大,故A錯誤;
B、飛船在圓軌道2無動力飛行時,航天員出艙前后都處于失重狀態(tài),故B正確;
C、圓軌道2高度為343千米,而同步衛(wèi)星的軌道高度為3.6×104km,由萬有引力提供向心力可得,故r越大ω越小,故C錯誤;
D、由C分析可得,軌道半徑越大,角速度越小,周期越長,故飛船在圓軌道2上的運行周期大于沿橢圓軌道1運行的周期,故D正確.
故選:BD.
7.③④⑤
根據(jù)角速度得:
踏腳板與牙盤共軸,所以角速度相等,飛輪與牙盤通過鏈條鏈接,所以線速度相等,
設(shè)飛輪的角速度為ω′,測量出大齒輪的半徑r1、小齒輪的半徑r2,
則
再測量自行車后輪的半徑R,根據(jù)
得:,故選③④⑤
8.BD
AB、在第在小鉛塊運動過程中,小鉛塊與木板之間的摩擦力使整個木板一直加速,第二次小鉛塊先使整個木板加速,運動到B部分上后A部分停止加速,只有B部分加速,加速度大于第的對應(yīng)過程,故第二次小鉛塊與B木板將更早達(dá)到速度相等,所以小鉛塊還沒有運動到B的右端,兩者速度相同,故A錯誤B正確;
CD、根據(jù)摩擦力乘以相對位移等于產(chǎn)生的熱量,第的相對路程大小大于第二次的相對路程大小,則圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量,故C錯誤D正確。
故選BD。
9.解:(1)根據(jù)h=得,t=,
則水從栓口流出的初速度.
落地的速度m/s=4.27m/s.
(2)出水量Q=,可知消防栓達(dá)標(biāo).
(3)空中水柱的質(zhì)量m=kg=6kg.
答:(1)水從栓口流出的速度為1.5m/s
(2)消防栓達(dá)標(biāo),出水量為15L/s
(3)空中水柱的質(zhì)量是6kg.
10.解:①當(dāng)B離開墻壁時,A的速度為v0,
由機械能守恒有:mv02=E,
解得v0=,
以后運動中,當(dāng)彈簧彈性勢能大時,彈簧達(dá)到大程度時,A、B速度相等,系統(tǒng)動量守恒,以向右為正方向,由動量守恒定律得:
2mv=mv0,v=;
、诋(dāng)兩者速度相等時,彈簧伸長量大,彈性勢能大,由機械能守恒定律得:Ep=mv02﹣2mv2,
解得:Ep=E;
答:①當(dāng)彈簧達(dá)到大長度時A、B的速度大小為;
、诋(dāng)B離開墻壁以后的運動過程中,彈簧彈性勢能的大值為E.
11.解:(1)對AB滑塊,規(guī)定向左為正方向,
由動量守恒定律得:mAvp﹣mBvB=0
可得:vp=6m/s
A滑塊從P運動到Q,由動能定理可得:
﹣2mAgR=mA﹣mA
在Q點由牛頓第二定律可得:F+mAg=mA
解得F=15N
(2)若μ2(M+mB)g=μ1mBg得:μ2=0.1
討論:
①當(dāng)μ2≥0.1,因μ2(M+mB)g≥μ1mBg
所以滑塊B在長木板上滑動時,長木板靜止不動;滑塊B在木板上做勻減速運動,至長木板右端時速度剛好為0.
滑塊B,根據(jù)牛頓第二定律得
a1=μ1g=5m/s2.
則木板長度至少為L==8.1m
、诋(dāng)μ2<0.1,滑塊B先做勻減速,木板做勻加速,兩者共速v共后一起運動,不再發(fā)生相對滑動,設(shè)共速時B恰好滑至板的右端.
設(shè)經(jīng)時間t0滑塊B和木板共速,則
木板,根據(jù)牛頓第二定律得
a2==
滑塊B勻減速,根據(jù)運動學(xué)公式得
s1=vBt0﹣a1
v共=vB﹣a1t0
木板勻加速,根據(jù)運動學(xué)公式得
s2=a2
v共=a2t0
相對位移L=s1﹣s2
聯(lián)立得L==
所以μ2越小,L越小.當(dāng)μ2=0時,L的值小.
將μ2=0代入上式,
解得:L=6.48m
綜上【分析】:板長的短長度L為6.48m
答:(1)A滑至半圓軌道高點Q時,軌道對其壓力的大小是15N;
(2)當(dāng)μ2≥0.1,木板長度至少為8.1m,當(dāng)μ2<0.1,板長的短長度L為6.48m.
1.有關(guān)超重和失重,以下說法中正確的是()
A.物體處于超重狀態(tài)時,所受重力增大,處于失重狀態(tài)時,所受重力減小
B.斜上拋的木箱中的物體處于完全失重狀態(tài)
C.在沿豎直方向運動的升降機中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時,升降機必定處于下降過程
D.在月球表面行走的人處于失重狀態(tài)
2.如圖所示,放在粗糙水平桌面上的木塊,質(zhì)量m=2kg。受到,的水平推力作用而靜止。若撤去,則木塊()
A.以的加速度向左加速運動
B.以的加速度向右加速運動
C.仍靜止D.向左勻速運動
3、如圖所示,一輕質(zhì)彈簧左端系在墻上,右端系一質(zhì)量為m的木塊,放在水平地面上,木塊在B點時彈簧無形變,今將木塊向右拉至A點,釋放后,木塊恰能運動到C點而靜止,物體與水平地面的動摩擦因數(shù)恒定,下列說法正確的是()A、物體從A運動到B時速度逐漸增大,從B到C速度逐漸減小B、物體從A運動到B時速度逐漸增大,從B到C速度恒定C、物體從A到B先加速后減速,從B到C一直減速D、物體經(jīng)過B點時加速度不為零
4.下面關(guān)于作用力與反作用力的說法不正確的是()
A.物體相互作用時,先產(chǎn)生作用力,后產(chǎn)生反作用力
B.作用力和反作用力一定大小相等,方向相反,在同一直線上,它們的合力為零
C.大小相等,方向相反,在同一直線上,分別作用于兩個物體上的兩個力一定是一對作用力和反作用力
D.馬拉車加速前進(jìn)時,馬拉車的力大小仍等于車?yán)R的力
5、如圖所示,傳送帶裝置保持1m/s的速度水平向右平移,現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.5kg的物體在離傳送帶很近a點輕輕的放上,設(shè)物體與傳送帶間的摩擦因數(shù)μ=0.1,a、b間的距離L=2.5m,則物體從a點運動到b點所經(jīng)歷的時間為()
A.sB.(-1)sC.3sD.2.5s
6.一個放在水平桌面上質(zhì)量為2kg原來靜止的物體,受到如圖所示方向不變的合外力作用,則下列說法正確的是()
A.在t=2s時,物體的速率大
B.在2s內(nèi)物體的加速度為
C.在2s內(nèi)物體運動的位移為5m
D.0~2s這段時間內(nèi)作減速運動
7.質(zhì)量為m的物體放在一水平放置的粗糙木板上,緩慢抬起木板的一端,在如圖所示的幾個圖線中,哪一個能表示物體的加速度與木板傾角θ的關(guān)系()
8.如圖所示,A,B兩條直線是在A,B兩地分別用豎直向上的力F拉質(zhì)量分別是和的物體實驗得出的兩個加速度a與力F的關(guān)系圖線,由圖分析可知()
A.<B.兩地重力加速度
C.>D.兩地重力加速度