河北省辛集市高二下学期返校考物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.如图所示为一个半径为5 m的圆盘,正绕其圆心做匀速转动,当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候,在其圆心正上方20 m的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出,取g=10 m/s2,要使得小球正好落在A点,则( )
A.小球平抛的初速度一定是2.5 m/s B.小球平抛的初速度可能是2.5 m/s
C.圆盘转动的角速度一定是π rad/s D.圆盘转动的角速度可能是π rad/s
2.“自由落体”演示实验装置如图所示,当牛顿管被抽成真空后,将其迅速倒置,管内质量不同的铁皮和羽毛从顶部下落到底端的过程中,下列说法中正确的是
A.铁皮与羽毛的加速度相同
B.铁皮与羽毛下落的时间相等
C.羽毛落到底端的速度比铁皮要小
D.羽毛的运动不能看成自由落体运动
3.如图所示,相同的乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网,不计乒乓球的旋转和空气阻力,乒乓球自最高点到落台的过程中,下列说法正确的是( )
A.过网时球1的速度大于球2的速度
B.球1的飞行时间等于球2的飞行时间
C.球1的速度变化率等于球2的速度变化率
D.落台时,球1的重力功率大于球2的重力功率
4.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示.取重力加速度g=10m/s .由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ以及撤去拉力后物体的位移
A.m=1.5kg,μ=0.2 B.m=0.5kg,μ=0.4
C.m=0.5kg,x=2m D.m=1.5kg,x=4m
5.如图所示,光滑杆AB与竖直方向的夹角为θ,质量为m的小球套在杆上,球在杆上C点随杆一起绕竖直轴以角速度ω转动,则( )
A.m减小后,小球仍在C点随杆转动
B.m减小后,小球在C点上面的某位置随杆转动
C.ω增大时,小球沿杆滑动且杆对小球不做功
D.ω增大时,小球沿杆滑动且杆对小球做正功
6.如图所示,木块 A,B 的重力均为 40N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为 0.25, 夹在 A,B 之间的轻弹簧处原长,弹簧劲度系数 k=400N/m,系统置于水平地面上静止不动,现用水平 F=40N 拉木块 B,最终 AB 以共同加速度向右加速时,(g=10m/s2)有
A.弹簧的弹力是 10N
B.弹簧的形变量为 5cm
C.物体的加速度为 2.5m/s2
D.物体的加速度为 0.5m/s2
7.如图所示,长为L的轻杆,一端固定着一个小球,另一端可绕光滑的水平轴转动,使小球在竖直平面内运动,设小球在最高点的速度为v,则( )
A.v的最小值为
B.v若增大,向心力也增大
C.当v由逐渐增大时,杆对球的弹力也增大
D.当v由逐渐减小时,杆对球的弹力也减小
二、单选题
8.篮球比赛时某同学罚球过程中,两次投篮时球被抛出的位置相同,第一次篮球水平击中球框A点,第二次篮球水平击中篮板上边缘B点(B点在A点上方),忽略空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.两次篮球在空中运动的时间相等
B.两次抛出时速度的竖直分量可能相等
C.两次抛出时速度的水平分量不可能相等
D.两次抛出时速度的大小不可能相等
9.有一彩旗杆竖直立在地面,一个小球从距旗杆底部5m高处自由下落,经过这一旗杆历时s,忽略空气阻力,取,则旗杆的高度为( )
A. B. C. D.
10.下列说法正确的是( )
A.只要知道两个物体的质量和两个物体之间的距离,就可以由F=G计算物体间的万有引力
B.开普勒通过自己长期观测,记录了大量数据,通过对数据研究总结得出了开普勒行星运动定律
C.已知引力常量G,如测出天体表面的重力加速度g和天体半径R,能计算出天体的质量
D.行星在椭圆轨道上运行速率是变化的,离太阳越远,运行速率越大
11.在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、等效替代法、科学假设法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A.根据速度的定义式,当 t趋近于零时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思想法
B.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法运用了假设法
C.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,运用了控制变量法
D.引入重心﹑合力与分力的概念时运用了等效替代法
12.如图所示,倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连,质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接,A球置于斜面顶端,现由静止释放A、B两球,球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失,且碰后只能沿斜面下滑,它们最终均滑至水平面上.重力加速度为g,不计一切摩擦.则
A.小球A、B在水平面上不可能相撞
B.B球刚滑至水平面时速度大小为
C.A球刚滑至水平面时速度大小为
D.在A球沿斜面下滑过程中,轻绳对B球一直做正功
13.如图所示,一个质量为m的小物体静止在固定的、半径为R的半圆形槽内,距最低点高为处,则它受到的摩擦力大小为( )
A. B.
C. D.
14.如图所示,小物体从A处静止开始沿光滑斜面AO下滑,又在粗糙水平面上滑动,最终停在B处,已知A距水平面OB的高度为h,物体的质量为m,现用力将物体m从B点静止沿原路拉回至距水平面高为的C点处,需外力做的功至少应为( )
A. B. C. D.2mgh
15.关于地球的第一宇宙速度7.9km/s,下列说法中正确的是( )
A.是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小速度
B.是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度
C.是使卫星到达圆周轨道时的最大发射速度
D.是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
16.从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球,一个竖直上抛,一个竖直下抛,另一个水平抛出,最终落到同一水平面上.则它们在空中运动的过程中
A.运动的位移相同
B.落地时的速度相同
C.重力做功相同
D.重力的平均功率相同
17.如图所示,用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,P、Q均处于静止状态,现有一铅笔紧贴墙壁从O点开始缓慢下移,则在铅笔缓慢下移的过程中( )
A.细绳的拉力逐渐变小
B.Q将从墙壁和小球之间滑落
C.Q受到墙壁的摩擦力逐渐变大
D.Q受到墙壁的弹力逐渐变大
18.质量为500 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速,受到的阻力不变,其加速度a和速度的倒数 的关系如图所示,则赛车( )
A.功率为200 kW
B.做匀加速直线运动
C.所受阻力大小为5 000 N
D.速度大小为50 m/s时加速度大小为8 m/s2
19.如图所示,将质量为的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处),下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.小环刚释放时轻绳中的张力一定小于
B.小环到达B处时,重物上升的高度h为d
C.小环在从A下滑到B的过程中,小环的速度与重物上升的速度之比在逐渐增大
D.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
20.如图所示,从同一水平直线上的不同位置,沿同一方向水平抛出两个可视为质点的小球、,两个小球在空中相遇,不计空气阻力.下列说法正确的是( )
A.球的初速度小于球的初速度
B.球的初速度等于球的初速度
C.从抛出到相遇,两球运动时间相同
D.从抛出到相遇,两球运动时间不同
21.图示为某物体做直线运动的速度v随时间t变化的图像,则物体( )
A.加速度一直不变 B.2s末和6s末速度相同
C.0~ 8s内一直做匀减速直线运动 D.0~ 8s内,8s末离出发点最远
三、实验题
22.如图甲,为测定木块与长木板之间的动摩擦因数的装置,图中长木板水平固定.
(1)实验过程中,调整定滑轮高度,_____________________________________.
(2)如图乙为木块在水平长木板上运动带动纸带打出的一部分点迹,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个计时点未画出,电源的频率为50 Hz.从纸带上测出x1=3.20 cm,x2=4.52 cm,x5=8.42 cm,x6=9.70 cm.则木块加速度大小a=________m/s2.
(结果保留两位有效数字)
(3)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m.若木块的加速度为a,则木块与长木板间动摩擦因数μ=______________.(结果用g、M、m、a表示)
四、解答题
23.如图所示,在水平地面上用绳子拉一个质量为m=46kg的箱子,绳子与地面的夹角为θ=37°,拉力F=100N 时箱子恰好匀速移动.(sin37°=0.6; cos37°=0.8)试求:
(1)请在图中作出箱子的受力示意图;
(2)箱子所受的摩擦力大小;
(3)地面和箱子之间的动摩擦因数.
24.如图,可视为质点的滑块B放在水平面上,质量m=2kg,受到一个斜向下的与水平方向成 =37°的推力F=10 N的作用,从静止开始运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数 =0.25.运动到图示位置时,在其正上方离水平面高h=0.8 m处有一可视为质点的小球A以v1=5 m/s的初速度开始向右做平抛运动,小球A第一次落地时恰好击中B,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2).求:
(1)滑块B运动的加速度的大小.
(2)滑块B运动到图示位置时的速度大小.
(3)滑块B从静止运动到图示位置的时间.
25.如图所示,水平传送带以不变的速度v=10m/s向右运动,将工件(可视为质点)轻轻放在传送带的左端,由于摩擦力的作用,工件做匀加速运动,经过时间t=2s,速度达到v;再经过时间t′=4s,工件到达传送带的右端,g取10m/s2,求:
(1)工件在水平传送带上滑动时的加速度的大小;
(2)工件与水平传送带间的动摩擦因数;
(3)传送带的长度。
26.长为1.5m的长木板B静止放在水平冰面上,小物块A以某一初速度从木板B的左端滑上长木板B,直到A、B的速度达到相同,此时A、B的速度为0.4m/s,然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm后停下。若小物块A可视为质点,它与长木板B的质量相同,都为2kg,A、B间的动摩擦因数μ1=0.25。求:(取g=10m/s2)
(1)木块与冰面的动摩擦因数μ2;
(2)全过程产生的总热量Q。
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参考答案:
1.AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.根据
可得
则小球平抛的初速度
故A正确,B错误;
CD.根据
解得圆盘转动的角速度
故C错误,D正确。
故选AD。
2.AB
【解析】
【详解】
ABD.真空中轻重不同的铁皮与羽毛均不受空气阻力,则铁皮与羽毛均做自由落体运动,加速度相同均为g,高度相同,根据
知,运动时间相等,即两个物体同时落地,故AB正确,D错误。
C.由自由落体的速度公式:
可知铁皮与羽毛落到底端的速度相同,故C错误;
故选AB。
3.ABC
【解析】
【详解】
AB.球1和球2平抛运动的高度相同,则运动的时间相同,由于球1的水平位移较大,可知过网时球1的速度大于球2的速度,故A B正确.
C.因为平抛运动的加速度不变,都为g,可知球1和球2的速度变化率相等,故C正确.
D.落台时,由于时间相等,则竖直分速度相等,根据P=mgvy知,重力的瞬时功率相等,故D错误.
4.BC
【解析】
【详解】
AB.由v t图象看出,物体在4s 6s做匀速直线运动,则f=F3=2N
由速度图象可知,2 4s物体加速度为a=△v/△t=4/2m/s2=2m/s2,F=3N
由牛顿第二定律得:F f=ma
代入数据解得:m=0.5kg,
由f=μN=μmg
得:μ=0.4,故A错误,B正确;
CD.撤去拉力后,由牛顿第二定律得:-μmg =ma2,a2=-4m/s2
根据速度位移关系:,v=0,v0=4m/s
得:x=2m,故C正确,D错误
故选BC
5.AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.设小球到B点的竖直距离是h,小球的合外力提供向心力,对球受力分析,受重力和垂直于杆的支持力,如图所示
有
由向心力公式有,由几何关系可知
联立解得
因g和v不变,所以m减小后,h不变,小球仍在C点随杆转动,故A正确,B错误;
CD.ω增大时,杆对球的支持力方向就不在OO′C所在的平面内,即与速度的方向不再垂直,而是小于90°,此过程中支持力与速度之间的夹角是锐角,支持力对小球做正功,选项C错误,D正确。
故选AD。
6.BC
【解析】
【分析】
把A、B看成一个整体应用牛顿第二定律求出加速度,在隔离A物体应用牛顿第二定律即可求出弹力.
【详解】
把A、B看成一个整体应用牛顿第二定律:,代入数据解得物体的加速度:a=2.5m/s2,故C正确,D错误;隔离A有:,代入数据解得:,故A错误;根据胡克定律可得:,故B正确.所以BC正确,AD错误.
【点睛】
本题主要考查了整体法与隔离法的应用,结合牛顿第二定律即可解题.
7.BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于轻杆由支撑作用,过最高点时,小球的最小速度为零,A错误;
B.向心力
可知速度增大,向心力增大,B正确;
CD.当v>,轻杆表现为拉力,根据牛顿第二定律有
可知速度增大,杆对球的弹力增大,当v<,轻杆表现为支持力,根据牛顿第二定律有
可知速度减小,杆对球的弹力增大,C正确,D错误。
故选BC。
8.C
【解析】
【详解】
A.篮球做斜上抛运动,因为两次都是垂直撞在竖直篮板上,所以可以把两次运动看成平抛运动的逆运动,即水平方向匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动,根据
可知第二次时间长。故A错误;
B.根据
可知高度越高,抛出时竖直速度分量越大。所以第二次的大于第一次的。故B错误;
C.同理,竖直位移越小,时间越短,水平方向上根据
可知水平位移相同,时间越短,水平速度越大,所以第一次抛出水平分量大。故C正确;
D.根据
可知两次抛出时速率可能相同。故D错误。
故选C。
9.A
【解析】
【分析】
【详解】
小球落地总时间为
则球到达旗杆上端所花的时间为
则小球到达旗杆上端的距离为
则旗杆的高度为
故选A。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
A. 万有引力定律适用于任何两个可以看出质点的物体之间或均质球体之间的引力计算,当两个物体之间的距离太小的时候,物体就不能看做质点,这时就不能用F=G直接计算了,故A错误;
B. 第谷进行了长期观测,记录了大量数据,开普勒通过对数据研究总结得出了开普勒行星运动定律,故B错误;
C. 在天体表面附件可以认为重力等于万有引力,有
天体的质量
已知引力常量G,如测出天体表面的重力加速度g和天体半径R,就能计算出天体的质量,故C正确;
D. 行星在椭圆轨道上运行速率是变化的,根据开普勒第二定律,离太阳越远,运行速率越小,故D错误。
故选C。
11.B
【解析】
【详解】
A.根据速度定义式,当 t非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法,故A不符合题意;
B.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法运用了理想模型法,不是假设法,故B符合题意;
C.在实验探究加速度与力、质量的关系时,因为三量之间相互都有关系,故应采用控制变量法,故C不符合题意;
D.重心是物体各部分所受的重力的合力的作用点,合力与分力是等效替代的关系,因此引入重心﹑合力与分力的概念时运用了等效替代法,故D不符合题意。
故选B。
12.C
【解析】
【详解】
试题分析:将AB看做一个整体,刚开始整体一块加速,速度相同,当A滑到地面后做匀速直线运动,B球在斜面上继续加速,则最终B球大于A球,所以AB将在水平面上相撞,故A错误;A球刚滑至水平面时,对系统用动能定理得:,解得,B球刚升至斜面顶端时时,对系统用动能定理得,解得,故C正确B错误;B球在上升过程轻绳对B球做正功,二者一起沿斜面下滑时,轻绳张力为零,不做功,D正确
考点:考查了动能定理的应用
【名师点睛】本题关键要运用动能定理求解速度,研究对象是系统.通过分析AB在水平面上速度关系,即可判断能否相撞,A球刚滑至水平面时,对系统运用动能定理求解A的速度大小;B球刚升至斜面顶端时时,对系统运用动能定理求解B的速度大小;根据在水平面上速度大小关系,判断能否相撞
13.B
【解析】
【详解】
小球受重力、支持力和摩擦力处于平衡
根据合成法,求得
根据几何关系知,支持力与圆心连线和水平方向上的夹角为α,有
所以
则
故选B。
14.C
【解析】
【详解】
物体从A到B全程应用动能定理可得
由B返回C处过程,由动能定理得
联立可得
故选C。
15.B
【解析】
【详解】
ABC.第一宇宙速度7.9km/s是人造地球卫星在近地圆形轨道上人造卫星的运行速度即轨道半径为地球半径,由公式
得
则此速度为人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大速度,也是使卫星到达圆周轨道时的最小发射速度,故AC错误,B正确;
D.卫星在近地点从近地圆轨道变轨到椭圆轨道上要点火加速使卫星做离心运动,则卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度大于第一宇宙速度,故D错误。
故选B。
16.C
【解析】
【详解】
A.位移是初位置指向末位置的有向线段,竖直上抛,一个竖直下抛,水平抛出的三个小球,初位置相等,但水平抛出的末位置与其它两个不同,所以位移不同;故A错误.
B.由题意可知,三个球的h、m、v0都相同,根据动能定理可知落地速度的大小相等,但平抛的速度是斜向下,上抛和下抛的速度是竖直向下,故落地时的速度不同;故B项错误.
C.重力做功为,而三个质量相同的小球的运动高度均相同,则重力做功相等;故C正确.
D.重力做功的平均功率,重力做功相等,而三个小球运动的时间不同,竖直下抛时间最短,平抛其次,竖直上抛时间最长,则重力做功的平均功率不同;故D错误.
17.D
【解析】
【详解】
试题分析:对P分析,P受到重力、拉力和Q对P的弹力处于平衡,设拉力与竖直方向的夹角为θ,根据共点力平衡有:拉力,Q对P的支持力.铅笔缓慢下移的过程中,θ增大,则拉力F增大,Q对P的支持力增大;对Q分析知,在水平方向上P对Q的压力增大,则墙壁对Q的弹力增大,在竖直方向上重力与摩擦力相等,所以Q受到的摩擦力不变,Q不会从墙壁和小球之间滑落,故D正确.
考点:考查了共点力平衡条件的应用
【名师点睛】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解,如果物体受到三力处于平衡状态,则可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中,然后根据角度列式求解
18.A
【解析】
【详解】
AC.赛车由牛顿第二定律有
恒定功率加速时有
由上两式解得
由加速度a和速度的倒数 的关系图像可知
,
代入数据解得
,
A正确;C错误;
B.赛车做加速越来越小的加速运动,B错误;
D.由加速度与速度的关系式
,
当速度大小为50 m/s时,代入数据可得,赛车的加速度大小为4 m/s2,D错误。
故选A。
19.D
【解析】
【分析】
【详解】
A. 小环刚释放时速度为零,轻绳中的张力等于,故A错误;
B. 小环到达B处时,绳子收缩的长度等于重物上升的高度,有
故B错误;
C. 小环在从A下滑到B的过程中,小环的速度与重物上升的速度之比
小环下落时, 减小,故比值减小,故C错误;
D. 小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
故D正确。
故选D。
20.C
【解析】
【详解】
两球做平抛运动,根据得:,水平位移大小:,可知两球下落的高度相等,运动时间相遇事,的水平位移比的大,则球的初速度大于球的初速度.
A.球的初速度小于球的初速度与分析不符,A错误
B.球的初速度等于球的初速度与分析不符,B错误
C.从抛出到相遇,两球运动时间相同与分析符合,C正确
D.从抛出到相遇,两球运动时间不同与分析不符,D错误
21.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.0~ 8s内图线的斜率不变,即加速度一直不变,故A正确;
B.2s末速度方向为正,6s末速度方向为负,速度不相同,故B错误;
CD.0~ 4s内做正方向的匀减速直线运动,4~ 8s内做负方向的匀加速直线运动,所以4s末离出发点最远,故CD错误。
故选A。
22. 使细线与长木板平行 1.3
【解析】
【详解】
(1) 应调整定滑轮高度,使细线与长木板平行;
(2) 相邻两计数点间还有4个打点未画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s,根据运动学公式得:,;
(3) 对木块、砝码盘和砝码组成的系统,由牛顿第二定律得:,解得:.
23.(1);(2);(3)
【解析】
【详解】
(1)如图所示,对木箱进行受力分析:
(2)对F进行分解,
水平方向:F1=Fcosθ=80N
竖直方向:F2=Fsinθ=60N
根据平衡条件:FN+F2=mg
f=F1=80N
FN =400N
(3)根据摩擦力公式:f=μFN
联立解得:
μ=0.2
24.(1) (2) (3)
【解析】
【详解】
(1)物体B在F作用下做匀加速运动,设加速度为a1
水平方向:Fcos37°-f=ma1
竖直方向:FN=mg+Fsin37°
f=μFN
代入数据:a1=0.75 m/s2
(2,3)运动到图示位置时,vB=a1t1
位移为:xB=vBt2+a1t22
对小球A平抛:xA= xB=v1t2,
h=gt22
解得vB=4.85 m/s ,t1= 6s
25.(1)5m/s2;(2)0.5;(3)50m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)工件的加速度
a==5m/s2
(2)设工件的质量为m,则由牛顿第二定律得:
μmg=ma
所以动摩擦因数
μ==0.5
(3)工件加速运动距离
x1=t
工件匀速运动距离
x2=vt′
工件从左端到达右端通过的距离
x=x1+x2
联立解得
x=50m
此即为传送带的长度。
26.(1)0.10;(2)5.76J
【解析】
【详解】
(1)A、B一起运动时,受冰面对它的滑动摩擦力,做匀减速运动,加速度
解得木板与冰面的动摩擦因数
μ2=0.10
(2)小物块A受木板对它的滑动摩擦力,做匀减速运动,加速度
小物块A在木板上滑动,木块B受小物块A的滑动摩擦力和冰面的滑动摩擦力,做匀加速运动,有
解得加速度
a2=0.50m/s2
设经时间t后A、B的速度相同为v,则
小物块滑上木板的初速度
v0=v+a1t=2.4m/s
对系统,由能量守恒,总热量
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