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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年滬教版共同必修2物理上冊階段測試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點(diǎn);考試時(shí)間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共7題,共14分)1、如圖所示是具有更高平臺的消防車,具有一定質(zhì)量的伸縮臂能夠在5min內(nèi)使承載4人的登高平臺(人連同平臺的總質(zhì)量為400kg)上升60m到達(dá)滅火位置,此后,在登高平臺上的消防員用水炮滅火,已知水炮的出水量為3m3/min,水離開炮口時(shí)的速率為20m/s,則用于()
A.水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率為1×104WB.水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率為4×104WC.水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率為2.4×106WD.伸縮臂抬升登高平臺的發(fā)動機(jī)輸出功率約為800w2、如圖所示滑輪光滑輕質(zhì),阻力不計(jì),M1=2kg,M2=1kg,M1離地高度為H=0.5m.M1與M2從靜止開始釋放,當(dāng)M1靜止下落0.15m時(shí)的速度為()
A.4m/sB.3m/sC.2m/sD.1m/s3、一輛卡車在丘陵地區(qū)以不變的速率行駛;地形如圖,圖中卡車對地面的壓力最大處是。
A.a處B.b處C.c處D.d處4、如圖所示;光滑軌道ABCD是大型游樂設(shè)施過山車軌道的簡化模型,最低點(diǎn)B處的入;出口靠近但相互錯(cuò)開,C是半徑為R的圓形軌道的最高點(diǎn),BD部分水平,末端D點(diǎn)與右端足夠長的水平傳送帶無縫連接,傳送帶以恒定速度v逆時(shí)針轉(zhuǎn)動.現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊從軌道AB上某一固定位置A由靜止釋放,滑塊能通過C點(diǎn)后再經(jīng)D點(diǎn)滑上傳送帶,則。
A.滑塊不可能重新回到出發(fā)點(diǎn)A處B.固定位置A到B點(diǎn)的豎直高度可能為2RC.滑塊在傳送帶上向右運(yùn)動的最大距離與傳送帶速度v有關(guān)D.傳送帶速度v越大,滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量越多5、質(zhì)量為2kg的物塊放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由靜止開始運(yùn)動,物塊動能Ek與其發(fā)生位移x之間的關(guān)系如圖所示.已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10m/s2;則下列說法正確的是()
A.x=1m時(shí)速度大小為2m/sB.x=3m時(shí)物塊的加速度大小為2.5m/s2C.在前4m位移過程中拉力對物塊做的功為9JD.在前4m位移過程中物塊所經(jīng)歷的時(shí)間為2.8s6、如圖所示為某一游戲的局部簡化示意圖.D為彈射裝置,AB是長為21m的水平軌道,傾斜直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R=10m的圓形支架上,B為圓形的最低點(diǎn),軌道AB與BC平滑連接,且在同一豎直平面內(nèi).某次游戲中,無動力小車在彈射裝置D的作用下,以v0=10m/s的速度滑上軌道AB,并恰好能沖到軌道BC的最高點(diǎn).已知小車在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍,軌道BC光滑,則小車從A到C的運(yùn)動時(shí)間是())
A.5sB.4.8sC.4.4sD.3s7、物體以初速度v0從A點(diǎn)出發(fā);沿光滑水平軌道向前滑行,途中經(jīng)過一小段粗糙程度恒定的軌道并滑離,關(guān)于該物體在通過軌道的粗糙部分的前后,下列說法正確的是()
A.初速度V0越大,物體動能的減少量越大B.初速度V0越大,物體動能的減少量越小C.初速度V0越大,物體速度的減少量越大D.初速度V0越大,物體速度的減少量越小評卷人得分二、多選題(共7題,共14分)8、如圖所示,半徑為R的半球形容器固定在可以繞豎直轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上,轉(zhuǎn)軸與過容器球心O的豎直線重合,轉(zhuǎn)臺以一定角速度勻速旋轉(zhuǎn),有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小物塊落入容器內(nèi),經(jīng)過一段時(shí)間后,兩小物塊都隨容器一起轉(zhuǎn)動且相對容器內(nèi)壁靜止,兩物塊和球心O點(diǎn)的連線相互垂直,且A物塊和球心O點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角=60°,已知重力加速度大小為g,則下列說法正確的是()
A.若A物塊受到的摩擦力恰好為零,B物塊受到的摩擦力的大小為B.若A物塊受到的摩擦力恰好為零,B物塊受到的摩擦力的大小為C.若B物塊受到的摩擦力恰好為零,A物塊受到的摩擦力的大小為D.若B物塊受到的摩擦力恰好為零,A物塊受到的摩擦力的大小為9、如圖所示,A、B兩球穿過光滑水平桿,兩球間用一細(xì)繩連接,當(dāng)該裝置繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動時(shí),兩球在桿上恰好不發(fā)生滑動.若兩球質(zhì)量之比mA∶mB=2∶1,那么關(guān)于A、B兩球的下列說法中正確的是()
A.A、B兩球受到的向心力之比為2∶1B.A、B兩球角速度之比為1∶1C.A、B兩球運(yùn)動半徑之比為1∶2D.A、B兩球向心加速度之比為1∶210、如圖所示,輕繩的一端系一小球,另一端固定于點(diǎn),在點(diǎn)的正下方點(diǎn)釘顆一釘子,使懸線拉緊與豎直方向成一角度然后由靜止釋放小球,當(dāng)懸線碰到釘子時(shí)()
A.小球的角速度突然變大B.小球的瞬時(shí)速度突然變大C.繩上拉力突然變小D.球的加速度突然變大11、如圖所示,D、E、F、G為地面上水平間距相等的四點(diǎn),三個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B、C分別在E、F、G的正上方不同高度處,以相同的初速度水平向左拋出,最后均落在D點(diǎn).若不計(jì)空氣阻力,則可判斷A、B、C三個(gè)小球()
A.落地時(shí)的速度大小之比為1∶2∶3B.落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為1∶2∶3C.初始離地面的高度比為1∶4∶9D.從拋出到落地的過程中,動能的變化量之比為1∶4∶912、如圖1所示,一個(gè)彈簧秤放在水平地面上(為與輕彈簧上端連在一起的秤盤),為一重物。在空間建立一個(gè)固定的坐標(biāo)軸為系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài)時(shí)秤盤底部的位置;不計(jì)空氣阻力?,F(xiàn)使該系統(tǒng)振動起來,并且從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)后所形成的振動圖像如圖2所示。下列說法正確的是()
A.“”時(shí)刻,重物處于失重狀態(tài)B.重物的動能增加、重物和彈簧秤組成的系統(tǒng)的彈性勢能減小、重力勢能增加C.重物和彈簧秤組成的系統(tǒng)的彈性勢能增加、重力勢能減小、機(jī)械能不變D.回復(fù)力做正功,其功率先增后減13、如圖所示;在水平面上固定有相互垂直的擋板MON,質(zhì)量均為m的兩個(gè)小球A和B(均可視為質(zhì)點(diǎn))通過鉸鏈用剛性輕桿鏈接,分別停靠在兩擋板上,A到O點(diǎn)的距離為L.現(xiàn)用沿MO方向的恒力F作用于A.A沿MO運(yùn)動。B沿ON運(yùn)動,不計(jì)一切摩擦。則下列說法正確的是。
A.A碰到ON前,B的速度一直增大A.A碰到ON前,且OB的速度最大時(shí),MO對A的作用力為2mgB.A碰到ON時(shí)的速度小于C.A碰到ON前,B的加速度方向始終沿ON方向14、如圖所示,動滑輪下系有一個(gè)質(zhì)量為的物塊,細(xì)線一端系在天花板上,另一端繞過動滑輪。用的恒力豎直向上拉細(xì)線的另一端?;?、細(xì)線的質(zhì)量不計(jì),不計(jì)一切摩擦。經(jīng)過(),則()
A.拉力做功為B.拉力做功為C.物體的動能增加了D.物體的機(jī)械能增加了評卷人得分三、填空題(共7題,共14分)15、如下圖所示,寬為的豎直障礙物上開有間距的矩形孔,其下沿離地高離地高的質(zhì)點(diǎn)與障礙物相距在障礙物以勻速向左運(yùn)動的同時(shí),質(zhì)點(diǎn)自由下落.為使質(zhì)點(diǎn)能穿過該孔,的最大值為__________若的取值范圍是__________.(取)
16、一條河的寬度為100m,一只小船在靜水中的速度為5m/s,若船頭垂直河岸過河,船到達(dá)對岸下游60m處,則水流速度大小為_______m/s,若此船以最短位移過河,則過河需要的時(shí)間為________s17、高速鐵路彎道處,外軌比內(nèi)軌_____(填“高”或“低”);列車通過彎道時(shí)______(填“有”或“無”)加速度.18、如圖所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動,兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,則vA____vB,ωA____ωB,TA___TB.(填“>”“=”或“<”)
19、鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是300m,軌距是1.5m,規(guī)定火車通過這里的速度是20m/s,內(nèi)外軌的高度差應(yīng)該是_______m,才能使內(nèi)外軌剛好不受輪緣的擠壓。若速度大于20m/s,則車輪輪緣會擠壓_______。(填內(nèi)軌或外軌)(g="10"m/s2)20、修建鐵路彎道時(shí),為了保證行車的安全,應(yīng)使彎道的內(nèi)側(cè)__________(填“略高于”或“略低于”)彎道的外側(cè),并根據(jù)設(shè)計(jì)通過的速度確定內(nèi)外軌高度差。若火車經(jīng)過彎道時(shí)的速度比設(shè)計(jì)速度小,則火車車輪的輪緣與鐵道的_______(填“內(nèi)軌”或“外軌”)間有側(cè)向壓力。21、水平傳送帶始終以速度v勻速運(yùn)動,某時(shí)刻放上一個(gè)初速度為零的小物塊,最后小物塊與傳送帶以共同的速度運(yùn)動。已知小物塊與傳送帶間的滑動摩擦力為f,在小物塊與傳送帶間有相對運(yùn)動的過程中,小物塊的對地位移為傳送帶的對地位移為則滑動摩擦力對小物塊做的功為______,摩擦生熱為______。評卷人得分四、實(shí)驗(yàn)題(共4題,共36分)22、某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測量玩具上的小直流電動機(jī)轉(zhuǎn)動的角速度大??;如圖甲所示,將直徑約為3cm的圓盤固定在電動機(jī)轉(zhuǎn)動軸上,將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后,固定在圓盤的側(cè)面,圓盤轉(zhuǎn)動時(shí),紙帶可以卷在圓盤的側(cè)面上,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz.
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通________(選填“電動機(jī)”或“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”)電源.
(2)實(shí)驗(yàn)得到一卷盤繞在圓盤上的紙帶,將紙帶抽出一小段,測量相鄰2個(gè)點(diǎn)之間的長度L1,以及此時(shí)圓盤的直徑d1,再抽出較長的一段紙帶后撕掉,然后抽出一小段測量相鄰2個(gè)點(diǎn)之間的長度L2,以及此時(shí)圓盤的直徑d2,重復(fù)上述步驟,將數(shù)據(jù)記錄在表格中,其中一段紙帶如圖乙所示,測得打下這些點(diǎn)時(shí),紙帶運(yùn)動的速度大小為________m/s.測得此時(shí)圓盤直徑為5.60cm,則可求得電動機(jī)轉(zhuǎn)動的角速度為________rad/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)該同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù),作出了紙帶運(yùn)動速度(v)與相應(yīng)圓盤直徑(d)的關(guān)系圖象,如圖丙所示.分析圖線,可知電動機(jī)轉(zhuǎn)動的角速度在實(shí)驗(yàn)過程中________(選填“增大”“減小”或“不變”).23、下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作的說法正確的有_______________
A.某同學(xué)在做《探究動能定理》的實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為,因要測量的是橡皮筋對小車做功后的動能大小,所以要先釋放小車,后接通電源
B.在“利用斜槽上滾下的小球探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中,入射小球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止滑下
C.在利用圖所示裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守值定律”實(shí)驗(yàn)時(shí),可以利用公式來求瞬時(shí)速度
D.在利用圖所示裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)動能增加量總是小于重力勢能減少量,若增加下落高度則-A.B.C.D.會增大24、某同學(xué)利用圖示裝置“探究功與動能變化的關(guān)系”;圖中氣墊導(dǎo)軌已調(diào)至水平.
(1)測得兩光電門中心間的距離為L,測得固定在滑塊上的豎直擋光條的寬度為d,記錄擋光條通過光電門1和2的時(shí)間分別為t1和t2,則滑塊通過光電門1時(shí)的速度大小v1=_____________(用對應(yīng)物理量的符號表示).
(2)在(1)中,從力傳感器中讀出滑塊受到的拉力大小為F,滑塊、擋光條和力傳感器的總質(zhì)量為M,若動能定理成立,則必有FL=_____________(用對應(yīng)物理量的符號表示).
(3)該實(shí)驗(yàn)__________(選填“需要”或“不需要”)滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和力傳感器的總質(zhì)量.25、某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的裝置測定物塊與水平木板間的動摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)部分步驟如下:給物塊一初速度使其向右運(yùn)動,O點(diǎn)正上方的光電門記下物塊上遮光條的擋光時(shí)間t,測量物塊停止運(yùn)動時(shí)物塊到O點(diǎn)的距離x,多次改變速度,并記下多組x、t,已知重力加速度為g0
(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示,則d=________mm;
(2)本實(shí)驗(yàn)________(填“需要”或“不需要”)測量物塊的質(zhì)量;
(3)該小組同學(xué)處理數(shù)據(jù)時(shí)作出了關(guān)系圖線,圖線的斜率為k則物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為_________(用題目中的字母表示)。評卷人得分五、解答題(共4題,共16分)26、如圖所示,傾角為的斜面固定在水平地面上,一個(gè)質(zhì)量為的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以的初速度由底端沖上斜面,已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,重力加速度取求:
()物體沿斜面向上運(yùn)動時(shí)的加速度.
()若使物體不至滑出斜面;斜面的最小長度.
()物體再次回到斜面底端的動能.27、如圖所示,固定木板BC與水平面在B點(diǎn)平滑連接,一物塊在水平面上A點(diǎn)以的初速度向右滑去。已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)與木板間的動摩擦因數(shù)重力加速度AB間的距離為s=2m,木板的傾角為木板足夠長,求:
(1)物塊在木板上滑行的距離;
(2)物塊從A點(diǎn)運(yùn)動到木板上最高點(diǎn)所用的時(shí)間;
(3)保持物塊出發(fā)點(diǎn)和出發(fā)初速度不變;要使物塊在木板上向上滑行的距離最小,則木板的傾角應(yīng)調(diào)整為多少,此情況下物塊在木板上運(yùn)動的時(shí)間為多少。
28、如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長.圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,AC=h.圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A.彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g.則
(1)下滑過程中,圓環(huán)克服摩擦力做的功為多少?
(2)圓環(huán)在C處時(shí),彈簧的彈性勢能為多少?
(3)證明:圓環(huán)上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度.29、如圖所示,一質(zhì)量為1kg的物體靜止放在粗糙程度相同的水平面上在t=0時(shí)刻,對物體加一斜向上、與水平方向成θ=37°角的力F的作用,物體做勻加速直線運(yùn)一段時(shí)間后,撤去F的作用,最終停在水平面上,物體運(yùn)動過程中從t=0時(shí)刻開始,每隔0.1s通過速度傳感器測量出物體的瞬時(shí)速度,部分測量數(shù)據(jù)如下表所示,已知sin37°=0.6,g=10m/s2;求。
0.31.61.71.81.83.02.52.0
(1)力F的大??;
(2)物體運(yùn)動過程中獲得的最大動能;
(3)整個(gè)運(yùn)動過程中物體克服摩擦力所做的功.參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、B【分析】【詳解】
試題分析:水炮發(fā)動機(jī)做的功為水增加的動能與重力勢能之和,伸縮臂在抬升等高平臺的同時(shí)也將本身也抬高了,計(jì)算做功時(shí),需要計(jì)算這部分功,結(jié)合根據(jù)公式分析.
伸縮臂將人與平臺抬高60m,用時(shí)5min,同時(shí)伸縮臂也有質(zhì)量,設(shè)為M,則其輸出功率為D錯(cuò)誤;水炮工作的發(fā)動機(jī)首先將水運(yùn)至60m高的平臺,然后給水20m/s的速度,即做的功等于水增加的動能與重力勢能之和,每秒射出水的質(zhì)量為故功率為B正確AC錯(cuò)誤.2、D【分析】【詳解】
根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得:解得ABC錯(cuò)誤,D正確3、D【分析】【詳解】
a處、c處卡車做圓周運(yùn)動,處于最高點(diǎn),加速度豎直向下,卡車處于失重狀態(tài),卡車對地面的壓力小于其重力.b處、d處卡車做圓周運(yùn)動,處于最低點(diǎn),加速度豎直向上,卡車處于超重狀態(tài),卡車對地面的壓力大于其重力;向心加速度卡車以不變的速率行駛,d處軌道半徑較小,則d處加速度較大,d處卡車對地面的壓力較大.故卡車對地面的壓力最大處是d處,答案是D.4、D【分析】【分析】
滑塊恰能通過C點(diǎn)時(shí);由重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列方程求C點(diǎn)時(shí)的臨界速度,由動能定理知AC高度差,從而知AB高度;對滑塊在傳送帶上運(yùn)動的過程根據(jù)動能定理列方程求滑行的最大距離的大小因素;根據(jù)傳送帶速度知物塊的速度,從而知是否回到A點(diǎn);滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmg△x,看熱量多少,分析相對路程.
【詳解】
若滑塊恰能通過C點(diǎn)時(shí)有:mg=m由A到C,根據(jù)動能定理知mghAC=mvC2;聯(lián)立解得:hAC=R;則AB間豎直高度最小為2R+R=2.5R,所以A到B點(diǎn)的豎直高度不可能為2R,故A錯(cuò)誤;設(shè)滑塊在傳送帶上滑行的最遠(yuǎn)距離為x,則有動能定理有:0-mvC2=2mgR-μmgx,知x與傳送帶速度無關(guān),故B錯(cuò)誤;若滑塊回到D點(diǎn)速度大小不變,則滑塊可重新回到出發(fā)點(diǎn)A點(diǎn),故C正確;滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmg△x;傳送帶速度越大,相對路程越大,產(chǎn)生熱量越多,故D正確;故選CD.
【點(diǎn)睛】
本題綜合考查了動能定理、機(jī)械能守恒定律和牛頓第二定律,理清物塊在傳送帶上的運(yùn)動情況,以及在圓軌道最高點(diǎn)的臨界情況是解決本題的關(guān)鍵.5、D【分析】【詳解】
根據(jù)動能定理可知,物體在兩段運(yùn)動中所受合外力恒定,則物體做勻加速運(yùn)動;由圖象可知x=1m時(shí)動能為2J,故A錯(cuò)誤;同理,當(dāng)x=2m時(shí)動能為4J,v2=2m/s;當(dāng)x=4m時(shí)動能為9J,v4=3m/s,則2~4m,有2a2x2=v42?v22,解得2~4m加速度為a2=1.25m/s2,故B錯(cuò)誤;對物體運(yùn)動全過程,由動能定理得:WF+(-μmgx)=Ek末-0,解得WF=25J,故C錯(cuò)誤;0~2m過程,2~4m過程,故總時(shí)間為2s+0.8s=2.8s,D正確.6、A【分析】【分析】
分兩個(gè)階段求解時(shí)間,水平階段和斜面階段,根據(jù)動能定理求出B點(diǎn)的速度,然后根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律求解AB段上的運(yùn)動時(shí)間;在斜面階段需要根據(jù)幾何知識求解斜面的傾斜角;然后根據(jù)牛頓第二定律求解在斜面上的運(yùn)動加速度,從而求解在斜面上的運(yùn)動時(shí)間.
【詳解】
設(shè)小車的質(zhì)量為m,小車在AB段所勻減速直線運(yùn)動,加速度在AB段,根據(jù)動能定理可得解得故
小車在BC段,根據(jù)機(jī)械能守恒可得解得過圓形支架的圓心O點(diǎn)作BC的垂線,根據(jù)幾何知識可得解得故小車在BC上運(yùn)動的加速度為故小車在BC段的運(yùn)動時(shí)間為所以小車運(yùn)動的總時(shí)間為A正確.
【點(diǎn)睛】
本題的難點(diǎn)在于求解斜面上運(yùn)動的加速度,本題再次一次提現(xiàn)了數(shù)物相結(jié)合的原則,在分析物理時(shí)涉及幾何問題,一定要?jiǎng)邮之嫯媹D像.7、D【分析】【詳解】
AB.由動能定理可知;物體動能減小量等于在粗糙段摩擦力做得功,故物體動能減小量與初速度無關(guān),選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;
CD.因物體在粗糙段的加速度恒定,故物體初速度v0越大,在粗糙段運(yùn)動的時(shí)間越短,根據(jù)
可知物體速度的減少量越??;選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確;
故選D。二、多選題(共7題,共14分)8、A:C【分析】【分析】
【詳解】
AB.當(dāng)A物塊受到的摩擦力恰好為零時(shí);受力如圖所示。
根據(jù)牛頓第二定律可得mgtan60°=mrω2
其中r=Rsin60°
此時(shí)B物塊有沿斜面向上滑的趨勢;摩擦力沿罐壁切線向下,受力如圖所示。
正交分解,豎直方向滿足Ncos30°-fsin30°-mg=0
水平方向滿足Nsin30°+fcos30°=mr′ω2
其中r′=Rsin30°
聯(lián)立解得
A正確;B錯(cuò)誤;
CD.當(dāng)B物塊受到的摩擦力恰好為零時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可得mgtan30°=mr′ω′2
其中r′=Rsin30°
此時(shí)A滑塊有沿斜面向下滑的趨勢,摩擦力沿罐壁切線向上,正交分解,豎直方向滿足N′cos60°+f′sin60°-mg=0
水平方向滿足N′sin60°-f′cos60°=mrω′2
其中r=Rsin60°
聯(lián)立解得
C正確;D錯(cuò)誤。
故選AC。9、B:C:D【分析】【詳解】
由繩子的拉力提供向心力,繩子的拉力相等,所以向心力相等,向心力大小之比為1:1,故A錯(cuò)誤;同軸轉(zhuǎn)動角速度相同,由繩子的拉力提供向心力,則有:mAω2rA=mBω2rB,解得:故BC正確;根據(jù)a=ω2r得:故D正確;故選BCD.10、A:D【分析】【詳解】
AB.因?yàn)榕龅结斪忧昂笏查g水平方向沒有作用力,瞬時(shí)速度大小不變;但因?yàn)閳A周半徑變小,角速度變大,A正確B錯(cuò)誤.
CD.根據(jù)可知,球的加速度變大;根據(jù)向心力方程可知,繩的拉力變大,C錯(cuò)誤D正確.11、B:C:D【分析】【分析】
【詳解】
C.相同的初速度拋出,而A、B、C三個(gè)小球的水平位移之比可得運(yùn)動的時(shí)間之比為再由可得,A、B、C三個(gè)小球拋出高度之比為故C正確;
A.由于相同的初動能拋出,根據(jù)動能定理
由A、B、C三個(gè)小球拋出高度之比為可得落地時(shí)的速度大小之比不可能為若沒有初速度,則落地時(shí)的速度大小之比為故A錯(cuò)誤;
B.相同的初速度拋出,運(yùn)動的時(shí)間之比為由可得豎直方向的速度之比為由可知落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比故B正確;
D.根據(jù)動能定理
由于質(zhì)量相等且已知高度之比,可得落地時(shí)動能的變化量之比即為故D正確。
故選BCD。
【點(diǎn)睛】
研究平拋運(yùn)動的方法是把平拋運(yùn)動分解到水平方向和豎直方向去研究,水平方向做勻速直線運(yùn)動,豎直方向做自由落體運(yùn)動,由于拋出速度相同,根據(jù)水平位移可確定各自運(yùn)動的時(shí)間之比,從而求出各自拋出高度之比;由功率表達(dá)式可得重力的瞬時(shí)功率之比即為豎直方向的速度之比.由動能定理可求出在拋出的過程中的動能的變化量。12、A:C:D【分析】【詳解】
A.由于彈簧處于伸長狀態(tài);依據(jù)受力分析合力向下,加速度方向向下,重物處于失重狀態(tài),故A正確;
B.時(shí)間內(nèi)振子的速度減小;則動能在減小,故B錯(cuò)誤;
C.的時(shí)間段內(nèi);振子從平衡位置向下振動,則重物和彈簧秤組成的系統(tǒng),機(jī)械能守恒,彈性勢能增加;重力勢能減小,故C正確;
D.時(shí)間內(nèi),振子從最高點(diǎn)向下振動,回復(fù)力向下,則回復(fù)力做正功,在t1時(shí)刻因速度為零,則回復(fù)力的功率為零,在t2時(shí)刻;回復(fù)力為零,則回復(fù)力的功率也為零,則回復(fù)力的功率先增后減,故D正確。
故選ACD。
【點(diǎn)睛】
重物和彈簧秤組成的系統(tǒng),機(jī)械能守恒,下降過程彈性勢能增加、重力勢能減小。13、B:C【分析】B的初速度為零,A碰到ON時(shí)B的速度又為零,所以A碰到ON前,B球先加速后減速,B的加速度方向先沿ON方向,后沿NO方向,故AD錯(cuò)誤。A碰到ON前,且B的速度最大時(shí),B的加速度為零,合力為零,則對AB的整體在豎直方向有:FN=2mg,即MO對A的作用力為2mg,故B正確。A碰到ON時(shí)B的速度為零,設(shè)A的速度為v.對系統(tǒng),運(yùn)用功能原理得FL=mv2+EPB,得v<.故C正確。故選BC.
點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵是明確B球的運(yùn)動情況,可根據(jù)兩球沿桿的方向速度相等分析,采用的是特殊位置法分析知道B球先加速后減速。14、B:D【分析】【詳解】
AB.對m,根據(jù)牛頓第二定律
得
則
則
故A錯(cuò)誤;B正確;
C.物體的動能增加了
故C錯(cuò)誤;
D.物體的機(jī)械能增加了
故D正確。
故選BD。
【點(diǎn)睛】
解決本題的關(guān)鍵是明確動滑輪的力學(xué)特性,知道拉力F的作用點(diǎn)位移等于物體位移的2倍。要注意選擇研究對象;知道機(jī)械能的增量等于動能和勢能增量之和,也等于除重力外的其它力的功。三、填空題(共7題,共14分)15、略
【分析】【詳解】
試題分析:以障礙物為參考系,則質(zhì)點(diǎn)具有水平向右的初速度v0=4m/s,自由下落就變?yōu)槠綊佭\(yùn)動,要穿過小孔,豎直方向經(jīng)過小孔的上邊沿經(jīng)過小孔下邊沿經(jīng)過小孔的時(shí)間最多有水平方向所以最大值為.當(dāng)時(shí),小球在水平方向的運(yùn)動整理可得.
考點(diǎn):平拋運(yùn)動【解析】0.816、略
【分析】【詳解】
設(shè)靜水速為水流速度為船頭跟河岸垂直的方向航行時(shí)有:而則有:當(dāng)合速度與河岸垂直時(shí),則渡河的位移最短,合速度為:且聯(lián)立以上各式解得:.【解析】3m/s25s17、略
【分析】【詳解】
高速鐵路彎道處由重力和支持力的合力提供向心力,故外軌比內(nèi)軌高;列車在鐵路彎道處即使速度大小不變,至少速度方向變化,有向心加速度.【解析】高有18、略
【分析】【詳解】
對任一小球受力分析,受重力和支持力,如圖,由重力與支持力的合力提供向心力,則
根據(jù)牛頓第二定律,有T=mgtanθ=m=mω2r;則得:v=ω=因?yàn)锳球的轉(zhuǎn)動半徑r較大,則有:vA>vB,ωA<ωB.Ta=Tb
【點(diǎn)睛】
解決本題的關(guān)鍵知道小球做勻速圓周運(yùn)動,靠重力和支持力的合力提供向心力.會通過F合=ma=m比較線速度、角速度的大?。窘馕觥?gt;<=19、略
【分析】【詳解】
[1]如圖所示。
根據(jù)牛頓第二定律得
解得
由于較小,則
故
得
[2]若速度大于則需要的向心力變大,則輪緣會擠壓外軌?!窘馕觥?.2m外軌20、略
【分析】【詳解】
火車以規(guī)定的速度轉(zhuǎn)彎時(shí);其所受的重力和支持力的合力提供向心力,當(dāng)轉(zhuǎn)彎的實(shí)際速度大于或小于規(guī)定的速度時(shí),火車所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力,火車有離心趨勢或向心趨勢,故其輪緣會擠壓車輪;如果內(nèi)外軌道等高,火車轉(zhuǎn)彎,靠外軌對車輪向內(nèi)的擠壓提供向心力,這樣容易破壞鐵軌,不安全,所以應(yīng)使彎道的內(nèi)側(cè)略低于彎道的外側(cè),靠重力和支持力的合力來提供向心力一部分;火車以某一速度v通過某彎道時(shí),內(nèi);外軌道均不受側(cè)壓力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力。
由圖可以得出
為軌道平面與水平面的夾角,合力等于向心力,故
如果火車以比規(guī)定速度稍小的速度通過彎道,重力和支持力提供的合力大于向心力,所以火車車輪的輪緣與鐵道的內(nèi)軌間有側(cè)向壓力?!窘馕觥柯缘陀趦?nèi)軌21、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1]小物塊滑動過程只有摩擦力做功,故由動能定理可得,滑動摩擦力對小物塊做的功為
[2]又有物塊質(zhì)量m未知,故滑動摩擦力對小物塊做的功為fx1;傳送帶速度大于物塊速度,故小物塊對傳送帶的相對位移為x=x2-x1
則摩擦生熱為Q=fx=f(x2-x1)【解析】四、實(shí)驗(yàn)題(共4題,共36分)22、略
【分析】【分析】
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,再接通電動機(jī)的電源;(2)根據(jù)求解線速度,根據(jù)求解角速度;(3)根據(jù)v=ωr=ωD結(jié)合圖像判斷角速度的變化.
【詳解】
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源;再接通電動機(jī)的電源;
(2)紙帶運(yùn)動的速度大小為
角速度
(3)根據(jù)v=ωr=ωD,因v-D圖像是過原點(diǎn)的直線,可知ω不變.【解析】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.864不變23、B:D【分析】【詳解】
在做《探究動能定理》的實(shí)驗(yàn)時(shí),必須要先接通電源,后釋放小車,得到小車從開始運(yùn)動到勻速運(yùn)動的紙帶,然后根據(jù)紙帶的均勻的部分求解小車的最大速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在“利用斜槽上滾下的小球探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中,入射小球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止滑下,以保證小球到達(dá)斜槽底端的速度相同,選項(xiàng)B正確;在利用圖所示裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守值定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)只能用兩點(diǎn)之間的平均速度等于中間點(diǎn)的瞬時(shí)速度來求解瞬時(shí)速度,不可以利用公式來求瞬時(shí)速度,否則就不是驗(yàn)證機(jī)械能守恒了,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在利用圖所示裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)動能增加量總是小于重力勢能減少量△Ep減,這是由于該過程中有阻力做功,而高度越高,阻力做功越多;故增加下落高度后,則△Ep減-△Ek將增大;選項(xiàng)D正確;故選BD.24、略
【分析】【詳解】
解:(1)根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度可知,滑塊通過光電門1的瞬時(shí)速度為通過光電門2的瞬時(shí)速度為
(2)拉力做功等于動能的變化量,則有
(3)該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用力傳感器測出繩子拉力大小,不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車所受的拉力,故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.【解析】不需要25、略
【分析】【詳解】
(1)[1]由圖示游標(biāo)卡尺可知;其示數(shù)為:6mm+0.05×10mm=6.50mm。
(2)[2]根據(jù)動能定理可知:且速度代入化簡得:由此可知本實(shí)驗(yàn)不需要測理物塊的質(zhì)量;
(3)[3]根據(jù)可知圖線的斜率為解得:【解析】6.50不需要五、解答題(共4題,共16分)26、略
【分析】【詳解】
試題分析:(1)由牛頓第二定律即可求得加速度;(2)由運(yùn)動學(xué)公式求的滑塊減速到零通過的位移即為斜面的最小位移;(3)對物體從最高點(diǎn)回到斜面底端的過程應(yīng)用動能定理;即可求
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