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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2025年陜教新版共同必修2物理下冊月考試卷426考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間: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9題,共18分)1、跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項目;如圖所示,當(dāng)運動員從直升機上由靜止跳下后,在下落過程中將會受到水平風(fēng)力的影響,下列說法中正確的是()
A.風(fēng)力越大,運動員下落時間越長,運動員可完成更多的動作B.風(fēng)力越大,運動員著地時的豎直速度越大,有可能對運動員造成傷害C.運動員下落時間與風(fēng)力無關(guān)D.運動員著地速度與風(fēng)力無關(guān)2、如圖;帶有一白點的黑色圓盤,可繞過其中心,垂直于盤面的軸勻速轉(zhuǎn)動,每秒沿順時針方向旋轉(zhuǎn)30圈.在暗室中用每秒閃光31次的頻閃光源照射圓盤,觀察到白點每秒沿。
A.順時針旋轉(zhuǎn)31圈B.逆時針旋轉(zhuǎn)31圈C.順時針旋轉(zhuǎn)1圈D.逆時針旋轉(zhuǎn)1圈3、下列關(guān)于向心加速度的說法中,正確的是()A.向心加速度的方向始終與線速度的方向垂直B.向心加速度的方向保持不變C.在勻速圓周運動中,向心加速度是恒定的D.在勻速圓周運動中,向心加速度的大小不斷變化4、如圖所示,游樂園的游戲項目——旋轉(zhuǎn)飛椅,飛椅從靜止開始緩慢轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一小段時間,坐在飛椅上的游客的運動可以看作勻速圓周運動.整個裝置可以簡化為如圖所示的模型.忽略轉(zhuǎn)動中的空氣阻力.設(shè)細繩與豎直方向的夾角為,則
A.飛椅受到重力、繩子拉力和向心力作用B.角越大,小球的向心加速度就越大C.只要線速度足夠大,角可以達到D.飛椅運動的周期隨著角的增大而增大5、如圖所示,在光滑水平面上放著一個質(zhì)量為10kg的木箱,拉力F與水平方向成60°角,F(xiàn)=2N,木箱從靜止開始運動,4s末拉力的瞬時功率為()
A.0.2WB.0.4WC.0.8WD.1.6W6、在下列所述實例中,機械能守恒的是:A.滑塊沿光滑斜面下滑的過程B.火箭加速上升的過程C.雨滴在空中勻速下落的過程D.游客在摩天輪中隨摩天輪在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動的過程7、游樂場中的一種滑梯如圖3所示.小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑;沿水平軌道滑動了一段距離后停下來,則。
A.下滑過程中支持力對小朋友做功B.下滑過程中小朋友的重力勢能增加C.整個運動過程中小朋友的機械能守恒D.在水平面滑動過程中摩擦力對小朋友做負功8、如圖所示,在固定的圓錐形漏斗的光滑內(nèi)壁上,有兩個質(zhì)量相等的小物塊A和B,它們分別緊貼漏斗的內(nèi)壁.在不同的水平面上做勻速圓周運動,則以下敘述正確的是()
A.物塊A的線速度大于物塊B的線速度B.物塊A的角速度大于物塊B的角速度C.物塊A對漏斗內(nèi)壁的壓力大于物塊B對漏斗內(nèi)壁的壓力D.物塊A的周期小于物塊B的周期9、如圖所示;光滑半球的半徑為R,球心為O,固定在水平面上,其上方有一個光滑曲面軌道AB,軌道底端水平并與半球頂端相切,質(zhì)量為m的小球由A點靜止滑下,最后落在水平面上的C點,重力加速度為g,則。
A.小球?qū)⒀匕肭虮砻孀鰣A周運動B.小球?qū)腂點離開做平拋運動C.若小球從B以的速度向前運動,OC之間的距離為2RD.若小球從B以的速度向前運動,落地時的速率為評卷人得分二、多選題(共8題,共16分)10、長為L的輕桿,一端固定一個小球,另一端連接在光滑的鉸鏈上,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,最高點的速度為v.則在最高點處,下列說法正確的是A.v的最小值為B.當(dāng)v逐漸增大時,向心力也增大C.當(dāng)v由逐漸減小時,桿對小球的彈力也逐漸減小D.當(dāng)v由逐漸增大時,桿對小球的彈力也逐漸增大11、公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶.如圖所示,某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧,當(dāng)汽車行駛的速率為vc時,汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢,則在該彎道處()
A.質(zhì)量更大的卡車經(jīng)過時,vc的值變小B.車速只要低于vc,車輛便會向內(nèi)側(cè)滑動C.車速雖然高于vc,但只要不超出某一最高限度,車輛便不會向外側(cè)滑動D.當(dāng)路面結(jié)冰時,與未結(jié)冰時相比,不發(fā)生側(cè)滑的最大轉(zhuǎn)彎速度變小12、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),有兩個質(zhì)量均為m的小物塊落入容器內(nèi),經(jīng)過一段時間后,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點的連線相互垂直,且A物塊和球心O點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13、質(zhì)量為m的物體沿著半徑為r的半球形金屬球殼滑到最低點時的速度大小為v,如圖所示,若物體與球殼之間的摩擦因數(shù)為μ;則物體在最低點時的()
A.向心加速度為B.向心力為m(g+)C.對球殼的壓力為D.受到的摩擦力為μm(g+)14、質(zhì)量為M的滑塊沿著高為h長為l的粗糙斜面恰能勻速下滑,在滑塊從斜面頂端下滑到底端的過程()A.重力對滑塊所做的功等于mghB.滑塊克服阻力所做的功等于mghC.合力對滑塊所做的功為mghD.合力對滑塊所做的功不能確定15、如圖甲所示,質(zhì)量m=2kg的物塊放在光滑水平面上,在P點的左方始終受到水平恒力F1的作用,在P點的右方除受F1外還受到與F1在同一直線上的水平恒力F2的作用。物塊從A點由靜止開始運動,在0~5s內(nèi)運動的v-t圖象如圖乙所示;由圖可知。
A.t=2.5s時,小球經(jīng)過P點B.t=2.5s時,小球距P點距離最遠C.t=3.0時,恒力F2的功率P為10WD.在1~3s的過程中,F(xiàn)1與F2做功之和為8J16、如圖1所示,一個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。在空間建立一個固定的坐標軸為系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài)時秤盤底部的位置;不計空氣阻力。現(xiàn)使該系統(tǒng)振動起來,并且從某時刻開始計時后所形成的振動圖像如圖2所示。下列說法正確的是()
A.“”時刻,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、機械能不變D.回復(fù)力做正功,其功率先增后減17、一質(zhì)點在0~6s內(nèi)豎直向上運動,若取向上為正方向,g取10m/s2,其v-t圖象如圖所示;下列說法正確的是()
A.質(zhì)點在0~2s內(nèi)減小的動能大于在4~6s內(nèi)減小的動能B.在0~2s內(nèi),質(zhì)點處于失重狀態(tài),且機械能增加C.質(zhì)點在第2s末的機械能小于在第6s末的機械能D.質(zhì)點在第2s末的機械能大于在第6s末的機械能評卷人得分三、填空題(共7題,共14分)18、近年,我國的高鐵發(fā)展非常迅猛.為了保證行車安全,車輛轉(zhuǎn)彎的技術(shù)要求是相當(dāng)高的.如果在轉(zhuǎn)彎處鋪成如圖所示內(nèi)、外等高的軌道,則車輛經(jīng)過彎道時,火車的_____(選填“外輪”、“內(nèi)輪”)對軌道有側(cè)向擠壓,容易導(dǎo)致翻車事故.為此,鋪設(shè)軌道時應(yīng)該把____(選填“外軌”、“內(nèi)軌”)適當(dāng)降低一定的高度.如果兩軌道間距為L,內(nèi)外軌高度差為h,彎道半徑為R,則火車對內(nèi)外軌軌道均無側(cè)向擠壓時火車的行駛速度為_____.(傾角θ較小時;sinθ≈tanθ)
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,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)計通過的速度確定內(nèi)外軌高度差。若火車經(jīng)過彎道時的速度比設(shè)計速度小,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、質(zhì)量為m的汽車,在半徑為20m的圓形水平路面上行駛,最大靜摩擦力是車重的0.5倍,為了不使輪胎在公路上打滑,汽車速度不應(yīng)超過__________m/s.(g取10m/s2)22、如圖所示,兩個內(nèi)壁均光滑,半徑不同的半圓軌道固定于地面,一個小球先后從與球心在同一高度的A、B兩點由靜止開始下滑,通過軌道最低點時,小球的速度大小___________(填“相同”或“不相同”),小球的向心加速度的大小___________(填“相同”或“不相同”)23、如圖所示,彎折的直角輕桿ABCO通過鉸鏈O連接在地面上,AB=BC=OC=9m,一質(zhì)量為m的小滑塊以足夠大的初始速度,在桿上從C點左側(cè)x0=2m處向左運動,作用于A點的水平向右拉力F可以保證BC始終水平。若滑塊與桿之間的動摩擦因數(shù)與離開C點的距離x滿足μx=1,則滑塊的運動位移s=________________m時拉力F達到最小。若滑塊的初始速度v0=5m/s,且μ=0.5-0.1x(μ=0后不再變化),則滑塊達到C點左側(cè)x=4m處時,速度減為v=_________________m/s。
24、水平傳送帶始終以速度v勻速運動,某時刻放上一個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、實驗題(共4題,共28分)25、向心力演示器如圖所示。
(1)本實驗采用的實驗方法是__________。
A.控制變量法B.等效法C.模擬法。
(2)若將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的圓盤上,質(zhì)量相同的兩鋼球分別放在不同位置的擋板處,轉(zhuǎn)動手柄,可探究小球做圓周運動所需向心力F的大小與__________(選填“”、“”或“”)的關(guān)系。
(3)若將皮帶套在兩輪塔最下面圓盤上(兩圓盤半徑之比為),質(zhì)量相同的兩鋼球放在圖示位置的擋板處,轉(zhuǎn)動手柄,穩(wěn)定后,觀察到左側(cè)標尺露出1格,右側(cè)標尺露出9格,則可以得出的實驗結(jié)論為:__________。26、下列關(guān)于實驗相關(guān)操作的說法正確的有_______________
A.某同學(xué)在做《探究動能定理》的實驗時認為,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”的實驗中,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“驗證機械能守值定律”實驗時,可以利用公式來求瞬時速度
D.在利用圖所示裝置“驗證機械能守恒定律”實驗時,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27、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的時間分別為t1和t2,則滑塊通過光電門1時的速度大小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)該實驗__________(選填“需要”或“不需要”)滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于滑塊、擋光條和力傳感器的總質(zhì)量.28、用如圖所示裝置做“驗證動能定理”的實驗.實驗中;小車碰到制動擋板時,鉤碼尚未到達地面.
(1)為了使細繩的拉力等于小車所受的合外力,以下操作必要的是__________(選填選項前的字母)
A.在未掛鉤碼時;將木板的右端墊高以平衡摩擦力。
B.在懸掛鉤碼后;將木板的右端墊高以平衡摩擦力。
C.調(diào)節(jié)木板左端定滑輪的高度;使牽引小車的細繩與木板平行。
D.所加鉤碼的質(zhì)量盡量大一些。
(2)如圖是某次實驗中打出紙帶的一部分.為個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有個打出的點沒有畫出,所用交流電源的頻率為.通過測量,可知打點計時器打點時小車的速度大小為__________.
(3)甲同學(xué)經(jīng)過認真、規(guī)范地操作,得到一條點跡清晰的紙帶.他把小車開始運動時打下的點記為再依次在紙帶上取等時間間隔的等多個計數(shù)點,可獲得各計數(shù)點到的距離及打下各計數(shù)點時小車的瞬時速度.如圖是根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)繪出的圖象.已知此次實驗中鉤碼的總質(zhì)量為小車中砝碼的總質(zhì)量為取重力加速度則由圖象可知小車的質(zhì)量為__________.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(4)在鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的情況下,乙同學(xué)認為小車所受拉力大小等于鉤碼所受重力大?。?jīng)多次實驗他發(fā)現(xiàn)拉力做的功總是要比小車動能變化量小一些,造成這一情況的原因可能是__________________________________________________.
(5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其它阻力的影響,若重物質(zhì)量不滿足遠小于小車質(zhì)量的條件,則從理論上分析,圖中正確反映關(guān)系的是____________.
評卷人得分五、解答題(共3題,共9分)29、如圖所示,某一滑道由斜坡和水平滑道組成,斜坡頂端A距水平滑道高度為h,傾角為θ,水平粗糙滑道BC段長為d,水平滑道CD段光滑.將輕彈簧的一端水平連接并固定在墻上,另一自由端恰位于水平滑道C點.物塊從斜坡A處靜止下滑,從斜坡進入水平滑道時,在底端B點處無能量損失(即速度大小不變).已知物塊質(zhì)量為m,物塊與斜坡AB、水平滑道BC間的動摩擦因數(shù)均為μ,整個過程空氣阻力不計,重力加速度為g.則:
(1)求物塊滑到B點時的速度大小?
(2)求彈簧為最大壓縮量時的彈性勢能Ep?
(3)若物塊質(zhì)量m=3kg,斜坡傾角θ=370,重力加速度g取10m/s2.彈簧第一次達到最大壓縮量時的彈性勢能Ep隨物塊不同下滑高度h變化關(guān)系如圖所示,物塊能第一次被彈回后不沿斜坡上滑,則物塊從斜坡頂端A點下滑高度h應(yīng)滿足什么條件?
30、如圖所示,已知繩長為L=50cm,水平桿L′=0.2m,小球質(zhì)量m=0.8kg,整個裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動,繩子與豎直方向成角(),(g取10m/s2)求:
(1)繩子的張力為多少?
(2)該裝置轉(zhuǎn)動的角速度多大?
31、如圖所示,以A、B和C、D為端點的半徑為R=0.6m的兩半圓形光滑絕緣軌道固定于豎直平面內(nèi),B端、C端與光滑絕緣水平地面平滑連接.A端、D端之間放一絕緣水平傳送帶.傳送帶下方B、C之間的區(qū)域存在水平向右的勻強電場,場強E=5×105V/m.當(dāng)傳送帶以6m/s的速度沿圖示方向勻速運動時,現(xiàn)將質(zhì)量為m=4×10-3kg,帶電量q=+1×10-8C的物塊從傳送帶的右端由靜止放上傳送帶。小物塊運動第一次到A時剛好能沿半圓軌道滑下.不計小物塊大小及傳送帶與半圓軌道間的距離,g取10m/s2,已知A、D端之間的距離為1.2m.求:
(1)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù);
(2)物塊第1次經(jīng)CD半圓形軌道到達D點時速度;
(3)物塊第幾次經(jīng)CD半圓形軌道到達D點時的速度達到最大;最大速度為多大。
參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、C【分析】【詳解】
AC.運動員同時參與了兩個分運動;豎直方向向下落和水平方向隨風(fēng)飄,兩個分運動同時發(fā)生,相互獨立;則水平方向的風(fēng)力大小不影響豎直方向的運動,即落地時間不變,選項A錯誤,C正確;
BD.不論風(fēng)速大小,運動員豎直方向的運動不變,則下落時間和豎直方向下落的速度不變,但水平風(fēng)速越大,水平方向的速度越大,則落地的合速度越大,故BD錯誤.2、D【分析】【分析】
根據(jù)圓盤轉(zhuǎn)動頻率和頻閃光的頻率之間的關(guān)系進行求解.
【詳解】
帶有一白點的黑色圓盤,可繞過其中心,垂直于盤面的軸勻速轉(zhuǎn)動,每秒沿順時針方向旋轉(zhuǎn)30圈,即f0=30Hz;
在暗室中用每秒閃光31次的頻閃光源照射圓盤;即f′=31Hz;
f0<f′<2f0;
所以觀察到白點逆時針旋轉(zhuǎn);
f′-f0=f″=1Hz;
所以觀察到白點每秒逆時針旋轉(zhuǎn)1圈.
故選D.3、A【分析】【詳解】
ABC.向心加速度方向時刻指向圓心;速度方向一直與半徑方向垂直,A對;BC錯;
D..在勻速圓周運動中;線速度大小恒定,但方向時刻發(fā)生變化,D錯;
故選A。4、B【分析】【分析】
飛椅做勻速圓周運動時;由重力和繩子的拉力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律進行分析即可;
【詳解】
A;飛椅受到重力和繩子的拉力作用;二者的合力提供向心力,故選項A錯誤;
B、根據(jù)牛頓第二定律可知:則向心加速度為大小為:可知角越大;小球的向心加速度就越大,故選項B正確;
C、若角可以達到則在水平方向繩子的拉力提供向心力,豎直方向合力為零,但是豎直方向只有重力作用,合力不可能為零,故選項C錯誤;
D、設(shè)繩長為L,則根據(jù)牛頓第二定律可知:
整理可以得到:當(dāng)增大則減??;導(dǎo)致周期T減小,故選項D錯誤.
【點睛】
飛椅做勻速圓周運動時,由重力和繩子的拉力的合力提供向心力,因此受力分析時不能將向心力作為單獨的力而分析出來,這是部分同學(xué)易錯的地方.5、B【分析】【詳解】
根據(jù)牛頓第二定律得,加速度則4s末的速度v=at=0.1×4m/s=0.4m/s,則拉力的功率P=Fvcos60°=2×0.4×W=0.4W.故B正確,ACD錯誤.6、A【分析】【分析】
物體機械能守恒的條件是只有重力或者是彈力做功;根據(jù)機械能守恒的條件逐個分析物體的受力的情況,判斷做功情況,即可判斷物體是否是機械能守恒.也可以根據(jù)機械能的概念分析.
【詳解】
A;木箱沿光滑斜面下滑的過程;斜面對木箱的支持力不做功,只有重力做功,所以木箱的機械能守恒;故A正確.
B;火箭加速上升的過程;動能增加,重力勢能增加,故機械能增加;故B錯誤.
C;雨滴在空中勻速下落的過程;動能不變,重力勢能減小,所以機械能減??;故C錯誤.
D;游客在摩天輪中隨摩天輪在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動的過程;動能不變,重力勢能不斷變化,所以機械能也在變化;故D錯誤.
故選A.
【點睛】
本題是對機械能守恒條件的直接考查,掌握住機械能守恒的條件及機械能的概念即可進行判斷.7、D【分析】【分析】
【詳解】
A.下滑過程中小朋友受到的支持力與運動方向垂直;支持力不做功,A錯誤.
B.下滑過程中;小朋友高度下降,重力做正功,其重力勢能減小,B錯誤.
C.整個運動過程中;摩擦力做功,小朋友的機械能減小,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,C錯誤.
D.在水平面滑動過程中,摩擦力方向與位移方向相反,摩擦力對小朋友做負功,故D正確.8、A【分析】【詳解】
對A、B兩球進行受力分析,兩球均只受重力和漏斗給的支持力FN.如圖所示.
設(shè)內(nèi)壁與水平面的夾角為θ.根據(jù)牛頓第二定律有:mgtanθ=m則半徑大的線速度大,所以A的線速度大于B的線速度.知半徑越大,角速度越小,所以A的角速度小于B的角速度.則角速度越大,周期越小,所以A的周期大于B的周期.支持力FN=知物塊A對漏斗內(nèi)壁的壓力等于物塊B對漏斗內(nèi)壁的壓力.故A正確,BCD錯誤.故選A.9、C【分析】【分析】
若小球從某高處滑下,到達B點時對軌道的壓力為零,可求解釋放點的位置,從而判斷選項AB;若小球從B以的速度向前運動;根據(jù)平拋運動的規(guī)律求解水平射程以及落地的速度.
【詳解】
若小球從距離B點h高處滑下,到達B點時對軌道的壓力為零,則根據(jù)動能定理得,mgh=mv2,根據(jù)牛頓第二定律得,mg-N=m當(dāng)N=0時,解得h=則當(dāng)小球從距離B點處滑下時,到達B點后做平拋運動,若小球從距離B小于處滑下時,到達B點后在圓上做一段圓周運動后離開球面,故AB錯誤.若小球從B以的速度向前運動,則小球從B點離開球面做平拋運動,則OC之間的距離為選項C正確;若小球從B以的速度向前運動,落地時的速率為選項D錯誤;故選C.
【點睛】
本題考查了圓周運動和平拋運動的綜合運用,知道圓周運動向心力的來源以及平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵.二、多選題(共8題,共16分)10、B:D【分析】【詳解】
A.由于輕桿能支撐小球;則小球在最高點的最小速度為零,故A錯誤;
B.在最高點,根據(jù)
得速度增大;向心力也逐漸增大,故B正確;
C.在最高點,若速度
桿子的作用力為零,當(dāng)
時;桿子表現(xiàn)為支持力,速度減小,向心力減小,則桿子對小球的支持力增大,故C錯誤;
D.當(dāng)
桿子表現(xiàn)為拉力;速度增大,向心力增大,則桿子對小球的拉力增大,故D正確。
故選BD。11、C:D【分析】【詳解】
A;支持力和重力的合力作為向心力。
則有解得質(zhì)量更大的卡車經(jīng)過時,vc的值不變;故A錯誤;
B、車速高于或低于vc時,摩擦力會起作用,只要在一個范圍內(nèi),車就不會滑動,車速低于vc;所需的向心力減小,此時摩擦力可以指向外側(cè),減小提供的力,車輛不會向內(nèi)側(cè)滑動,故B項錯誤;
C、速度高于vc時;摩擦力指向內(nèi)側(cè),只要速度不超出最高限度,車輛不會側(cè)滑,故C項正確;
D;由于汽車拐彎靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力;當(dāng)路面結(jié)冰時,與未結(jié)冰時相比,不發(fā)生側(cè)滑的最大轉(zhuǎn)彎速度變小,故D項正確;
故選CD.
【點睛】汽車拐彎處將路面建成外高內(nèi)低,汽車拐彎靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力,速率為vc時,靠重力和支持力的合力提供向心力,摩擦力為零,根據(jù)牛頓第二定律進行分析.12、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;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錯誤;
CD.當(dāng)B物塊受到的摩擦力恰好為零時,根據(jù)牛頓第二定律可得mgtan30°=mr′ω′2
其中r′=Rsin30°
此時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錯誤。
故選AC。13、A:D【分析】【分析】
【詳解】
A.物體滑到半球形金屬球殼最低點時,速度大小為v,半徑為r,向心加速度為an=故A正確;
B.根據(jù)牛頓第二定律得知,物體在最低點時的向心力Fn=man=m
故B錯誤;
C.根據(jù)牛頓第二定律得N-mg=m
得到金屬球殼對小球的支持力N=m(g+)
由牛頓第三定律可知,小球?qū)饘偾驓さ膲毫Υ笮′=m(g+)
故C錯誤;
D.物體在最低點時,受到的摩擦力為f=μN=μm(g+)
故D正確。
故選AD。
【點睛】
本題是變速圓周運動動力學(xué)問題,關(guān)鍵是分析小球的受力情況,確定向心力的來源。對于變速圓周運動,由指向圓心的合力提供向心力。14、A:B【分析】【分析】
【詳解】
A.重力做功只與重力和高度差有關(guān),與路徑無關(guān)W=mgh
選項A正確;
BCD.由于滑塊勻速下滑,應(yīng)用動能定理
即合力對滑塊做功為零;選項B正確,CD錯誤;
故選AB。15、B:C【分析】【詳解】
AB.由圖像得0-1s物體向右加速,到達P點;1s-2.5s向右減速,到達最右端;2.5s-4s向左加速,回到P點;4s-5s向左減速;回到出發(fā)點;A錯誤,B正確;
C.0-1s物體向右加速,加速度為
根據(jù)牛頓第二定律,拉力F1=ma1=2×3=6N
2.5s-4s向左加速,加速度大小為
方向為負方向;根據(jù)牛頓第二定律,有F2-F1=ma2
解得F2=F1+ma2=6+2×2=10N
t=3s時,速度為-1m/s,負號表示方向;故3s時拉力F2的功率P=F2v=10×1=10W
C正確;
D.根據(jù)動能定理,在1~3s的過程中,F(xiàn)1與F2做功之和為
D錯誤;
故選BC。
【點睛】
此題是對牛頓第二定律、v-t圖線及動能定理的考查;解題時由v-t圖可知物體的速度隨時間變化的規(guī)律,根據(jù)加速度定義求解出加速度;根據(jù)牛頓第二定律求解拉力F1和F2;根據(jù)P=Fv求解拉力的功率;根據(jù)動能定理求解兩力做功之和。16、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.時間內(nèi)振子的速度減??;則動能在減小,故B錯誤;
C.的時間段內(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),機械能守恒,彈性勢能增加;重力勢能減小,故C正確;
D.時間內(nèi),振子從最高點向下振動,回復(fù)力向下,則回復(fù)力做正功,在t1時刻因速度為零,則回復(fù)力的功率為零,在t2時刻;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。
【點睛】
重物和彈簧秤組成的系統(tǒng),機械能守恒,下降過程彈性勢能增加、重力勢能減小。17、A:C【分析】【分析】
【詳解】
A.質(zhì)點在0~2s內(nèi)減小的動能ΔEk1=m(602-402)=1000m
在4~6s內(nèi)減小的動能ΔEk2=m×402=800m
則質(zhì)點在0~2s內(nèi)減小的動能大于在4~6s內(nèi)減小的動能;故A正確;
B.在0~2s內(nèi),質(zhì)點的加速度向下,處于失重狀態(tài),因加速度為
則除重力以外沒有其他的力對物體做功;則質(zhì)點的機械能守恒,故B錯誤;
CD.質(zhì)點在t=2s時的機械能E2=m×402+mg(×2)=1800m
質(zhì)點在t=6s時的機械能E6=mg(×2+40×2+×2×40)=2200m
則質(zhì)點在第2s末的機械能小于在第6s末的機械能;故C正確,D錯誤。
故選AC。三、填空題(共7題,共14分)18、略
【分析】【詳解】
試題分析:火車內(nèi)外軌道一樣高時,火車轉(zhuǎn)彎,由于離心運動,會向外滑離軌道,所以外輪對外軌有個側(cè)向壓力.當(dāng)把內(nèi)軌降低一定高度后,內(nèi)外軌有個高度差,火車轉(zhuǎn)彎時就可以讓重力與軌道對火車彈力的合力來提供向心力,從而避免了對軌道的側(cè)向壓力.由幾何知識可知此時的合力當(dāng)傾角比較小時根據(jù)得出
考點:水平圓周運動、離心運動【解析】外輪內(nèi)軌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。【解析】0.2m外軌20、略
【分析】【詳解】
火車以規(guī)定的速度轉(zhuǎn)彎時;其所受的重力和支持力的合力提供向心力,當(dāng)轉(zhuǎn)彎的實際速度大于或小于規(guī)定的速度時,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,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】質(zhì)量為m的汽車,在半徑為20m的圓形水平路面上行駛時,靜摩擦力提供向心力,最大靜摩擦力對應(yīng)汽車行駛的最大速度,所以有:kmg=m得:v=m/s="10"m/s.
思路分析:根據(jù)靜摩擦力提供向心力,當(dāng)摩擦力最大時,汽車的速度最大,根據(jù)kmg=m代入數(shù)據(jù)可得最大速度不得超過10m/s。
試題點評:考查靜摩擦力作用下的勻速圓周運動的實例分析【解析】1022、略
【分析】試題分析:小球從與球心在同一水平高度的A;B兩點由靜止開始自由下滑過程中;受到重力和支持力作用,但只有重力做功,機械能守恒,由機械能守恒定律可求出小球到最低點的速度,然后由向心加速度公式求向心加速度;
根據(jù)機械能守恒得:解得最低點的速度為半徑大的小球,通過最低點的速度大,根據(jù)可知小球通過最低點的向心加速度是相同的.【解析】不相同相同23、略
【分析】【詳解】
[1]滑塊向左做減速運動,對桿有壓力和向左的滑動摩擦力;
對桿,根據(jù)力矩平衡條件,有:
代入數(shù)據(jù)和,有:
當(dāng),即時,拉力達到最??;
[2]滑塊從點達到點左側(cè)處過程,根據(jù)動能定理,有:
其中:
聯(lián)立解得:。【解析】3124、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、實驗題(共4題,共28分)25、略
【分析】【詳解】
(1)[1]本實驗采用的實驗方法是控制變量法;A正確。
故選A。
(2)[2]若將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的圓盤上,則角速度ω相同,質(zhì)量m相同的兩鋼球分別放在不同位置的擋板處,則轉(zhuǎn)動半徑r不同,轉(zhuǎn)動手柄,可探究小球做圓周運動所需向心力F的大小與半徑r的關(guān)系。
(3)[3]若將皮帶套在兩輪塔最下面圓盤上(兩圓盤半徑之比為),則角速度之比為質(zhì)量相同的兩鋼球放在圖示位置的擋板處,轉(zhuǎn)動半徑相同;轉(zhuǎn)動手柄,穩(wěn)定后,觀察到左側(cè)標尺露出1格,右側(cè)標尺露出9格,則向心力之比為可以得出的實驗結(jié)論為質(zhì)量和半徑一定的條件下,物體做圓周運動需要的向心力與角速度的平方成正比?!窘馕觥緼r質(zhì)量和半徑一定的條件下,物體做圓周運動需要的向心力與角速度的平方成正比26、B:D【分析】【詳解】
在做《探究動能定理》的實驗時,必須要先接通電源,后釋放小車,得到小車從開始運動到勻速運動的紙帶,然后根據(jù)紙帶的均勻的部分求解小車的最大速度,選項A錯誤;在“利用斜槽上滾下的小球探究碰撞中的不變量”的實驗中,入射小球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止滑下,以保證小球到達斜槽底端的速度相同,選項B正確;在利用圖所示裝置“驗證機械能守值定律”實驗時只能用兩點之間的平均速度等于中間點的瞬時速度來求解瞬時速度,不可以利用公式來求瞬時速度,否則就不是驗證機械能守恒了,選項C錯誤;在利用圖所示裝置“驗證機械能守恒定律”實驗時,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D正確;故選BD.27、略
【分析】【詳解】
解:(1)根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度可知,滑塊通過光電門1的瞬時速度為通過光電門2的瞬時速度為
(2)拉力做功等于動能的變化量,則有
(3)該實驗中由于已經(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)量遠小于小車的質(zhì)量.【解析】不需要28、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]小車下滑時受到重力;細線的拉力,支持力和摩擦力,為了在實驗中能夠把細繩對小車的拉力視為小車的合外力,則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力,并且調(diào)節(jié)木板左端定滑輪的高度,使牽引小車的細繩與木板平行,故AC正確,BD錯誤;所以AC選項是正確的.
(2)[2]相鄰的兩個計數(shù)之間還有個打出的點沒有畫出,則
(3)[3
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