【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高一物理暑假作業(yè)20《萬有引力定律》

【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高一物理暑假作業(yè)20《曲線運(yùn)動、萬有引力、機(jī)械能綜合》學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、選擇題（本題共6道小題）1.2022年12月7日，中國和巴西聯(lián)合研制的地球資源衛(wèi)星04星在太原成功放射升空．04星成功放射，恰逢中國長征系列運(yùn)載火箭第200次放射，呈現(xiàn)了兩國科技合作最新成果和水平．相比中巴地球資源衛(wèi)星01星、02星，04星提高了空間辨別率，增加了傳感器和譜段數(shù)，獵取的5米全色、10米多光譜等影像圖可廣泛應(yīng)用于中國和巴西農(nóng)作物估產(chǎn)、環(huán)境疼惜與監(jiān)測、國土資源勘查和災(zāi)難監(jiān)測等多個領(lǐng)域，滿足持續(xù)供應(yīng)穩(wěn)定的中辨別率普查數(shù)據(jù)的迫切需求．同一遙感衛(wèi)星離地面越近時，獵取圖象的辨別率也就越高．則當(dāng)圖象的辨別率越高時，衛(wèi)星的（）A．向心加速度越小B．角速度越小C．線速度越小D．周期越小2.如圖，兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l，木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g，若圓盤從靜止開頭繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速運(yùn)動，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是（）A．b確定比a先開頭滑動B．a(chǎn)，b所受的摩擦力始終相等C．ω=是b開頭滑動的臨界角速度D．當(dāng)ω=時，a所受摩擦力的大小為kmg3.除兩極外，地球表面上任何物體都要隨地球自轉(zhuǎn)，若將物體隨地球自轉(zhuǎn)的運(yùn)動看作勻速圓周運(yùn)動，則對處于地球表面不同緯度地區(qū)a、b的兩個質(zhì)量相等的相對地面靜止的物體，下列表述正確的是（）A．兩物體在a、b兩地所受的合力方向相同B．在b地的物體角速度較大C．在b地的物體的線速度較小D．在b地的物體的向心加速度較小4.滑雪運(yùn)動員沿傾角確定的斜坡向下滑行時其速度﹣時間圖象如圖所示，圖線為曲線．則此過程中運(yùn)動員的（）A．速度越來越大B．加速度越來越小C．阻力越來越小D．機(jī)械能保持不變5.如圖甲所示，為測定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系，將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長的斜面對上推出，調(diào)整斜面與水平方向的夾角θ，試驗(yàn)測得x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2，依據(jù)圖象可求出（）A．物體的初速率v0=3m/sB．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.75C．取不同的傾角θ，物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值xmin=1.44mD．當(dāng)某次θ=30°時，物體達(dá)到最大位移后將沿斜面下滑6.在下列狀況中，汽車對凹形路面的壓力最大的是（）A．以較小的速度駛過半徑較大的凹形路B．以較小的速度駛過半徑較小的凹形路C．以較大的速度駛過半徑較大的凹形路D．以較大的速度駛過半徑較小的凹形路

二、試驗(yàn)題（本題共2道小題）7.在爭辯“彈簧的彈性勢能與彈簧長度轉(zhuǎn)變量的關(guān)系”試驗(yàn)中，彈簧長度的轉(zhuǎn)變量可利用刻度尺直接測量得到，而彈性勢能的大小只能通過物理原理來間接測量。現(xiàn)有兩組同學(xué)分別按圖甲（讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面）和圖乙（讓滑塊向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使滑塊在氣墊導(dǎo)軌上向右運(yùn)動，通過相應(yīng)的測量儀器可以測出滑塊脫離彈簧后的速度）兩組不同的測量方案進(jìn)行測量．請寫出圖甲方案中彈性勢能與小球質(zhì)量m及圖中各量之間的關(guān)系EP=

；圖乙方案中除了從儀器上得到滑塊脫離彈簧后的速度外還要直接測量的量是

；兩種設(shè)計方案的共同點(diǎn)都是將彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為對另一種形式的能

的測量。8.一同學(xué)要爭辯輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度轉(zhuǎn)變量的關(guān)系。試驗(yàn)裝置如下圖甲所示，在離地面高為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子右邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的小剛球接觸。將小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飛行落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡。重力加速度為g（1）若測得某次壓縮彈簧釋放后小球落點(diǎn)P痕跡到O點(diǎn)的距離為s，則釋放小球前彈簧的彈性勢能表達(dá)式為

；（2）該同學(xué)轉(zhuǎn)變彈簧的壓縮量進(jìn)行多次測量得到下表一組數(shù)據(jù)：彈簧壓縮量x/cm1.001.502.002.503.003.50小球飛行水平距離s/×102cm2.013.004.01[4.986.016.99結(jié)合（1）問與表中數(shù)據(jù)，彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量x之間的關(guān)系式應(yīng)為

；（3）完成試驗(yàn)后，該同學(xué)對上述裝置進(jìn)行了如下圖乙所示的轉(zhuǎn)變：（I）在木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將木板豎直立于靠近桌子右邊緣處，使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；（II）將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定，再使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡P；（III）用刻度尺測量紙上O點(diǎn)到P點(diǎn)的豎直距離為y。若已知木板與桌子右邊緣的水平距離為L，則（II）步驟中彈簧的壓縮量應(yīng)當(dāng)為

。

三、計算題（本題共3道小題）9.如圖所示，光滑水平面上固定一傾斜角為37°的粗糙斜面，緊靠斜面底端有一質(zhì)量為4kg的木板，木板與斜面底端之間通過微小弧形軌道相接，以保證滑塊從斜面滑到木板的速度大小不變．質(zhì)量為2kg的滑塊從斜面上高h(yuǎn)=5m處由靜止滑下，到達(dá)傾斜底端的速度為v0=6m/s，并以此速度滑上木板左端，最終滑塊沒有從木板上滑下．已知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）斜面與滑塊間的動摩擦因數(shù)μ1；（2）滑塊從滑上木板到與木板速度相同經(jīng)受的時間；（3）木板的最短長度．10.如圖所示，用長為l的絕緣細(xì)線拴一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）后懸掛于O點(diǎn)，整個裝置處于水平向右的勻強(qiáng)電場E中．將小球拉至使懸線呈水平的位置A后，由靜止開頭將小球釋放，小球從A點(diǎn)開頭向下?lián)u擺，當(dāng)懸線轉(zhuǎn)過60°角到達(dá)位置B時，速度恰好為零．求：（1）B、A兩點(diǎn)的電勢差UBA（2）電場強(qiáng)度E（3）小球到達(dá)B點(diǎn)時，懸線對小球的拉力T．11.有一輛質(zhì)量為1.2t的小汽車駛上半徑為50m的圓弧形拱橋．問：（1）汽車到達(dá)橋頂?shù)乃俣葹?0m/s時對橋的壓力是多大？（2）汽車以多大的速度經(jīng)過橋頂時恰好對橋沒有壓力作用而騰空？（3）設(shè)想拱橋的半徑增大到與地球半徑一樣，那么汽車要在這樣的橋面上騰空，速度要多大？（重力加速度g取10m/s2，地球半徑R取6.4×103km）

試卷答案1.解：辨別率越高，可知r越小，依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力，解：辨別率越高，可知r越小，依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力，有：G=ma=mrω2=m=mr．得：a=，v=，ω=，T=2π．可知r越小，向心加速度越大，線速度越大，角速度越大，周期越?。蔄BC錯誤，D正確．故選：D．2.解：辨別率越高，可知r越小，依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力，解：辨別率越高，可知r越小，依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力，有：G=ma=mrω2=m=mr．得：a=，v=，ω=，T=2π．可知r越小，向心加速度越大，線速度越大，角速度越大，周期越?。蔄BC錯誤，D正確．故選：D．3.解：A、物體a、b繞地軸轉(zhuǎn)動，向心力的方向指向地軸，則合力的方向指向地軸，故兩物體在a、b兩地所受的合力方向平行，即相同．故A正確．B、C、a、b兩點(diǎn)的角速度相等，依據(jù)v=rω知，b的半徑大，則b的線速度大，依據(jù)a=rω2知，b的向心加速度大．故B錯誤，C錯誤，D錯誤．故選：A．4.解：A、由圖知，運(yùn)動員的速度不斷增大，故A正確．B、速度時間圖線的切線斜率表示瞬時加速度，切線斜率漸漸減小，則加速度漸漸減小，故B正確．C、依據(jù)牛頓其次定律知，合力漸漸減小，由牛頓其次定律知：mgsinθ﹣f=ma，則知阻力f增大．故C錯誤．D、由于運(yùn)動員的加速度在變化，則知運(yùn)動員在運(yùn)動過程中必定受到阻力，且阻力做功，則其機(jī)械能不守恒，故D錯誤．故選：AB．5.【考點(diǎn)】：動能定理的應(yīng)用；動摩擦因數(shù)；動能定理．【分析】：由題意明確圖象的性質(zhì)，則可得出位移的打算因素；依據(jù)豎直方向的運(yùn)動可求得初速度；由水平運(yùn)動關(guān)系可求得動摩擦因數(shù)；再由數(shù)學(xué)關(guān)系可求得位移的最小值．：解：A、由圖可知，當(dāng)夾角θ=0時，位移為2.40m；而當(dāng)夾角為90°時，位移為1.80m；則由豎直上拋運(yùn)動規(guī)律可知：v02=2gh；解得：v0===6m/s；故A錯誤；B、當(dāng)夾角為0度時，由動能定理可得：μmgx=mv02；解得：μ==0.75；故B正確；C、﹣mgxsinθ﹣μmgcosθx=0﹣mv02解得：x===；當(dāng)θ+α=90°時，sin（θ+α）=1；此時位移最小，x=1.44m；故C正確；D、若θ=30°時，物體受到的重力的分力為mgsin30°=mg；摩擦力f=μmgcos30°=0.75×mg×=mg；一般認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力；故小球達(dá)到最高點(diǎn)后，不會下滑；故D錯誤；故選：BC．6.解：當(dāng)汽車經(jīng)過凹形路最低點(diǎn)時，豎直方向受力如圖所示：依據(jù)向心力公式得：所以地面給汽車的支持力為所以速度大，半徑小汽車所受支持力就大，依據(jù)牛頓第三定律可知汽車對地面壓力就大，故ABC錯誤，D正確．故選D．7.

；滑塊質(zhì)量

；

動能8.（1）（2分）（2）（2分）（3）（2分）

9.【考點(diǎn)】：動能定理的應(yīng)用；功能關(guān)系．【專題】：動能定理的應(yīng)用專題．【分析】：（1）滑塊從斜面下滑的過程，依據(jù)動能定理列式求解動摩擦因素；滑塊剛好沒有從木板左端滑出，說明此時它們的速度相等，由速度、位移公式可以求出木板的長度和運(yùn)行的時間；解：（1）在斜面上，由動能定理得得μ1=0.48

（2）在木板上滑動過程中，有Ff=μ2mg

由牛頓其次定律得滑塊的加速度=μ2g=2m/s

木板的加速度=1m/s2由運(yùn)動學(xué)公式v0﹣a1t=a2t⑥得

t=2s

此時v1=v2=2m/s（3）設(shè)木板最短長度為△x，則由能量守恒知xM=xm=v0t﹣得△x=xm﹣xM=6m答：（1）斜面與滑塊間的動摩擦因數(shù)μ1為0.48；（2）滑塊從滑上木板到與木板速度相同經(jīng)受的時間為2s；（3）木板的最短長度為6m．10.解：（1）小球由A到B過程中，由動能定理得：

mgLsin60°+qUAB=0所以UAB=﹣（2）BA間電勢差為UBA=﹣UAB=則場強(qiáng)E==（3）小球在AB間搖擺，由對稱性得知，B處繩拉力與A處繩拉力相等，而在A處，由水平方向平衡有：

FTA=Eq=，所以FTB=FTA=答：（1）B、A兩點(diǎn)的電勢差UBA為﹣；（2）電場強(qiáng)度E為；（3）小球到達(dá)B點(diǎn)時，懸線對小球的拉力T為11.考點(diǎn)：向心力．專題：勻速圓周運(yùn)動專題．分析：（1）汽車受重力和向上的支持力，合力供應(yīng)向心力，依據(jù)牛頓其次定律列式即可求解出支持力，壓力與支持力是作用力與反作用力，大小相等；（2）重力恰好完全供應(yīng)向心力，依據(jù)牛頓其次定律列式即可求解速度；（3）照舊是重力恰好完全供應(yīng)向心力，依據(jù)牛頓其次定律列式求解．解答：解：汽車對橋頂?shù)膲毫Υ笮〉扔跇蝽攲ζ嚨闹С至，汽車過橋時做圓周運(yùn)動，重