A.AB繩拉力變大,BC繩拉力變大
B.AB繩拉力變大,BC繩拉力變小
C.AB繩拉力變大,BC繩拉力不變
D.AB繩拉力不變,BC繩拉力變大
5、如圖示,平板重300牛,滑輪重不計,要使整個裝置靜止,則P物的重力最小值是( )
A、300N B、200N C、150N D、100N
6、已知某個行星繞太陽運動的軌道半徑和公轉的周期T,則由此可以求出( )
A.行星的質量 B.太陽的質量 C.行星的密度 D.太陽的密度
7. 同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星。則:( )
(A)它可以在地面上任一點的正上方,且離地心的距離可按需要選擇不同值
(B)它可以在地面上任一點的正上方,但離地心的距離是一定的
(C)它只能在赤道的正上方,但離地心的距離可按需要選擇不同值
(D)它只能在赤道的正上方,且離地心的距離是一定的
8、關于向心力的說法中錯誤的是:( )
A、物體因為圓周運動才受到向心力
B、向心力是指向圓心方向的合力,是根據(jù)力的作用效果命名的
C、向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力,也可以是其中某一種力或某一種力的分力
D、向心力只改變物體運動的方向,不可能改變物體運動的快慢
9、兩輛完全相同的汽車,沿水平直路一前一后勻速行駛,速度為V0,若前車(a)突然以恒定的加速度開始剎車,在它剛停住時,后車(b)以前車剎車時的加速度開始剎車,已知前車剎車過程中所行的距離為S,若要保證兩輛車在上述情況中不相撞,則兩車在勻速行駛時保持的距離至少應為:( )
A、 S B、2S C、3S D、4S
10、一個筆帽豎直放在桌面上平放的紙條上,要求把紙條從筆帽下抽出,如果緩慢地拉動紙條,筆帽必倒,若快速抽拉紙條筆帽可能不倒,以下說法中正確的是( )
A,緩慢地拉動紙條時,筆帽受到的沖量小
B.緩慢地拉動紙條時,紙對筆帽水平作用力小,筆帽可能不倒
C.快速地拉動紙條時,筆帽受到的沖量小,筆帽可能不倒
D.快速地拉動紙條時,紙條對筆帽水平作用力小
11、如圖所示,質量為0.5kg的小球在距離車底面高20m處以一定的初速度向左平拋,落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞篷小車中,車底涂有一層油泥,車與油泥的總質量為4kg,設小球在落到車底前瞬間速度是25m/s,則當小球與小車相對靜止時,小車的速度是( )
A.5m/s B.4m/s C.8.5m/s D.9.5m/s
12、土星外層上有一個環(huán).為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群,可以測量環(huán)中各層的線速度V與該層到土星中心的距離R之間的關系來判斷:
(1)若V
∝R,則該層是土星的一部分. (2)若V2 ∝R,則該層是土星的衛(wèi)星群.
(3)若V ∝,則該層是土星的一部分.(4)若V2∝,則該層是土星的衛(wèi)星群.
A、(1)(3)正確; B、(2)(4)正確; C、(1)(4)正確; D、(3)(4)正確。
第Ⅱ卷 (非選擇題 共60分)
非選擇題部分共6小題把填在題中的橫線上或按題目要求作答,解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
11.(6分)取一根輕質彈簧,上端固定在鐵架臺上,下端系一金屬小球,如圖甲所示。把小球沿豎直方向拉離平衡位置后釋放,小球將在豎直方向做簡諧運動(此裝置也稱豎直彈簧振子)。一位同學用此裝置研究豎直彈簧振子的周期T與小球質量m的關系。他多次換用不同質量的小球并測得相應的周期,現(xiàn)將測得的六組數(shù)據(jù),用“? ”標示在以m為橫坐標、T2為縱坐標的坐標紙上,如圖乙所示。
(1)根據(jù)圖乙中給出的數(shù)據(jù)作出T2與m的關系圖線
(2)假設圖乙中圖線的斜率為b,寫出T與m的關系式為__________。
(3)求得斜率b的值是_______。(保留兩位有效數(shù)字)
12.(9分)氣墊導軌是常用的一種實驗儀器。
它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導軌上,滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律,實驗裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計),采用的實驗步驟如下:
a.用天平分別測出滑塊A、B的質量mA、mB。
b.調整氣墊導軌,使導軌處于水平。
c.在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧,用電動卡銷鎖定,靜止放置在氣墊導軌上。
d.用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1。
e.按下電鈕放開卡銷,同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作。當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時,記下A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2。
(1)實驗中還應測量的物理量是_____________________。
(2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù),驗證動量守恒定律的表達式是____________________,上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等,產(chǎn)生誤差的原因是___________。
(3)利用上述實驗數(shù)據(jù)能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大?如能,請寫出表達式。
13.(10分)如圖所示為波源O振動1.5s時沿波的傳播方向上部分質點振動的波形圖,已知波源O在t=0時開始沿x軸負方向振動,t=1.5s時它正好第二次到達波谷,問:
(1)y=5.4m的質點何時第一次到達波峰?
(2)從t=0開始至y=5.4m的質點第一次到達波峰的這段時間內,波源通過的路程是多少?
14.(10分)設想宇航員完成了對火星表面的科學考察任務,乘坐返回艙返回圍繞火星做圓周運動的軌道艙,如圖所示。為了安全,返回艙與軌道艙對接時,必須具有相同的速度。已知返回艙返回過程中需克服火星的引力做功,返回艙與人的總質量為m,火星表面的重力加速度為g ,火星的半徑為R,軌道艙到火星中心的距離為r,不計火星表面大氣對返回艙的阻力和火星自轉的影響,則該宇航員乘坐的返回艙至少需要獲得多少能量才能返回軌道艙?
15.(12分)在光滑水平面上有一個靜止的質量為M的木塊,一顆質量為m的子彈以初速v0水平射入木塊,且陷入木塊的最大深度為d。設沖擊過程中木塊的運動位移為s,子彈所受阻力恒定。試證明:s<d。
16.(13分)質量為m的小球B用一根輕質彈簧連接.現(xiàn)把它們放置在豎直固定的內壁光滑的直圓筒內,平衡時彈簧的壓縮量為,如圖所示,小球A從小球B的正上方距離為3x0的P處自由落下,落在小球B上立刻與小球B粘連在一起向下運動,它們到達最低點后又向上運動,并恰能回到0點(設兩個小球直徑相等,且遠小于略小于直圓筒內徑),已知彈簧的彈性勢能為,其中k為彈簧的勁度系數(shù),Δx為彈簧的形變量。求:
(1)小球A質量。
(2)小球A與小球B一起向下運動時速度的最大值.
附加題:1.(11分)物體A、B都靜止在同一水平面上,它們的質量分別是mA和mB,與水平面之間的動摩擦因數(shù)分別為μA和μB。用平行于水平面的力F分別拉物體A、B,得到加速度a和拉力F的關系圖象分別如圖中A、B所示。
(1)利用圖象求出兩個物體的質量mA和mB。
甲同學分析的過程是:從圖象中得到F=12N時,A物體的加速度aA=4m/s2,B物體的加速度aB=2m/s2,根據(jù)牛頓定律導出:
乙同學的分析過程是:從圖象中得出直線A、B的斜率為:kA=tan45°=1,kB=tan26°34′=0.5,而
請判斷甲、乙兩個同學結論的對和錯,并分析錯誤的原因。如果兩個同學都錯,分析各自的錯誤原因后再計算正確的結果。
(2)根據(jù)圖象計算A、B兩物體與水平面之間動摩擦因數(shù)μA和μB的數(shù)值。
2. (16分)如圖所示,質量為M=20 kg的平板車靜止在光滑的水平面上;車上最左端停放著質量為m=5kg的電動車,電動車與平板車上的擋板相距L=5 m.電動車由靜止開始向右做勻加速運動,經(jīng)時間t=2s電動車與擋板相碰,問:
(1) 碰撞前瞬間兩車的速度大小各為多少??
(2) 若碰撞過程中無機械能損失,且碰后電動機關閉并剎車,使電動車只能在平板車上滑動,要使電動車不脫離平板車,它們之間的動摩擦因數(shù)至少多大?
3. 設地球的質量為M且繞太陽做勻速圓周運動,有一質量為m的飛船由靜止開始從P點在恒力F的作用下沿PD方向做勻加速直線運動,一年后在D點飛船掠過地球上空,再過三個月,飛船在Q處掠過地球上空,如圖所示,根據(jù)以上條件,求地球與太陽間的萬有引力大小。
(設太陽與地球的萬有引力作用不改變飛船所受恒力F的大小和方向)飛船到地球表面的距離遠小于地球與太陽間的距離)
4. (15分)如圖8所示,離水平地面高1.5L的一個光滑小定滑輪上,靜止地搭著一根鏈條.該鏈條長為L,質量為m (可以看作質量分布均勻).由于受到一個小小的擾動,鏈條開始無初速滑動,最后落到水平面上.問:
⑴當該鏈條的一端剛要接觸地面的瞬間(整個鏈條還在空間),鏈條的速度是多大?
⑵現(xiàn)在用一根細繩的一端a系住鏈條的一端,輕繩跨過定滑輪后,將繩拉緊,并在其另一端b用豎直向下的力F緩慢地拉鏈條,使它仍然搭到定滑輪上去,最終重新靜止在定滑輪上,那么拉力F做的功是多少?(不計空氣阻力)
5. (16分)鐵路轉彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的.彎道處要求外軌比內軌高,其內外軌高度差h的設計不僅與r有關,還取決于火車在彎道上的行駛速率.下圖表格中是鐵路設計人員技術手冊中彎道半徑r及與之對應的軌道的高度差h.
彎道半徑r/m
660
330
220
165
132
110
內外軌高度差h/mm
50
100
150
200
250
300
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),試導出h和r關系的表達式,并求出當r=440m時,h的設計值;
(2)鐵路建成后,火車通過彎道時,為保證絕對安全,要求內外軌道均不向車輪施加側向壓力,又已知我國鐵路內外軌的間距設計值為L=1435mm,結合表中數(shù)據(jù),算出我國火車的轉彎速率v(以km/h為單位,結果取整數(shù);路軌傾角很小時,正弦值按正切值處理)
(3)隨著人們生活節(jié)奏加快,對交通運輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊螅疄榱颂岣哌\輸力,國家對鐵路不斷進行提速,這就要求鐵路轉彎速率也需要提高.請根據(jù)上述計算原理和上述表格分析提速時應采取怎樣的有效措施?
1.D 2.A
3.D 4.D 5.D
6.B 7.D 8.A
9.B 10.C 11.A 12.C
11.(1)圖略
(2)
(3)1.2(或1.3)
12.(1)B的右端至D板的距離L2
(2) 測量、時間、距離等存在誤差,由于阻力、氣墊導軌不水平等造成誤差。(學生只要答對其中兩點即可)
(3)能。
13.解:(1)
又
即 t=1.5s時波剛好傳到距波源0.75m的質點,最前面的波峰位于y=0.3m的質點 (3分)
又 (2分)
(2分)
(2)
14.解:返回艙與人在火星表面附近有:
(2分)
設軌道艙的質量為m0,速度大小為v,則:
(2分)
解得宇航員乘坐返回艙與軌道艙對接時,具有的動能為
(2分)
因為返回艙返回過程克服引力做功
所以返回艙返回時至少需要能量 (4分)
15.解:如圖所示,
m沖擊M的過程,m、M組成的系統(tǒng)水平方向不受外力,動量守恒
(3分)
設子彈所受阻力的大小為F,由動能定理得:
對M: (3分)
對m: (3分)
聯(lián)立上式解得: (2分)
因所以s<d. (1分)
16.解:(1)由平衡條件可知:mg=kx0 (1分)
設A的質量為m',A由靜止下落后與B接觸前的瞬時速度為v1,則:
(2分)
設A與B碰撞后的速度為v1',有:
(2分)
由于A、B恰能回到O點,據(jù)動能定理有:
解得:m'=m (3分)
(2)設由B點再向下運動x1時,它們的速度達到最大,此時它們的加速度為零,有:
(2分)
據(jù)機械能守恒定律有:
(2分)
解得: (1分)
附加題 解:(1)甲、乙兩同學的分析都錯。 (1分)
甲錯在把水平力F當作合外力,而A、B兩物塊均受摩擦力f=4N (2分)
乙錯在由于a軸和F軸的標度不同,斜率k不等于tanα (2分)
正確的求解是: (1分)
(1分)
(2) (2分)
(2分)
2. (1)設兩車從靜止到碰撞前瞬間,平板車相對地發(fā)生的位移為x,則電動車相對地發(fā)生的位移為L-x.
由動量守恒定律,有:m-M=0
解得x=1 m
設碰前電動車、平板車的速度分別為V1、V2,因兩車在碰前均做初速度為零的勻加速直線運動,由平均速度公式:V――==
V1=2×=…=4m/s
V2=2×=…=1m/s
(2) 因碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒且無機械能損失,說明兩車碰后分別以原速度大小沿相反方向運動
欲使電動車不脫離平板車,由能量守恒定律可知:
mV12+MV22≤µmgL
代入已知數(shù)據(jù),可得:µ≥0.2
3.
4. (1)從圖中可以看出該過程鏈條重心下降的高度為3L/4
鏈條下落過程用機械能守恒定律:
(4分)
解得:
(4分)
(2)從圖中可以看出該過程鏈條重心上升的高度為5L/4
將鏈條拉回的全過程用動能定理: (4分)
因此
(3分)
5.(1)分析表中數(shù)據(jù)可得,每組的h與r之乘積均等于常數(shù)
C=660m×50×10-3m=33m2
因此 h?r=33(或h=33)①
(2分)
當r=440m時,有:
h=m=0.075m=75mm
(2分)
(2)轉彎中,當內外軌對車輪沒有側向壓力時,火車的受力如圖所示.由牛頓第二定律得:
因為θ很小,有:③(2分) 由②,③可得: ④(2分) 代入數(shù)據(jù)得:v=15m/s=54km/h(2分)
(3)由④式可知,可采取的有效措施有: a.適當增大內外軌的高度差h;(2分) b.適當增大鐵路彎道的軌道半徑r.(2分)
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