2023-2024学年高一物理下学期期中模拟考试(北京专用)(解析版)

文档属性

名称 2023-2024学年高一物理下学期期中模拟考试(北京专用)(解析版)
格式 zip
文件大小 702.6KB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2024-04-14 20:37:55

文档简介

2023-2024学年高一物理下学期期中模拟考试(北京专用)
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第5~7章(人教版2019必修第二册)。
5.难度系数:0.75
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~10题只有一项符合题目要求,第11~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.下列关于曲线运动的说法中正确的是(  )
A.做曲线运动的物体速度方向时刻改变
B.物体只在重力作用下不可能做曲线运动
C.物体做曲线运动时加速度不可能是恒定的
D.做曲线运动的物体受到的合外力可能为零
【答案】A
【详解】A.做曲线运动的物体的速度方向时刻在变化着,A正确;
BC.匀变速曲线运动,加速度恒定,BC错误;
D.因为做曲线运动的速度时刻在变化着,所以根据牛顿第二定律可得合力一定不为零,D错误。
故选A。
2.如图所示,水平转台上放着一个纸箱A,当转台匀速转动时,纸箱相对转台静止。关于这种情况下纸箱A的受力情况,下列说法正确的是(  )
A.受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力
B.受重力、台面的支持力和静摩擦力
C.受重力和台面的支持力
D.受重力、台面的支持力和向心力
【答案】B
【详解】当转台匀速转动时,纸箱相对转台静止,所以纸箱A受重力、台面的支持力和静摩擦力,其中静摩擦力提供纸箱随转台一起做圆周运动的向心力,向心力是效果力,是一种力或几种力的合力,不是某种性质的力,因此ACD错误,B正确。
故选B。
3.关于开普勒第三定律的表达式的理解正确的是(  )
A.k与成正比 B.k与成反比
C.k值与a和T都有关系 D.k值只与中心天体有关
【答案】D
【详解】开普勒第三定律中的常数k只与中心天体有关,与a和T无关,故ABC错误,D正确。
故选D。
4.如图所示,在某次投篮表演中,运动员将篮球以与水平成的倾角投出,篮球准确落入篮筐。这次跳起投篮时,若投球点和篮筐正好在同一水平面上,不考虑空气阻力。篮球运动到最高点时,关于篮球的速度和加速度,下列说法正确的是(  )
A.速度为零,加速度不为零
B.速度不为零,加速度不为零
C.速度为零,加速度也为零
D.速度不为零,加速度为零
【答案】B
【详解】篮球运动到最高点时,仍然只受到重力作用,则加速度为重力加速度,不为零。在最高点时,竖直方向速度为零,但仍然有水平方向的速度,则速度不为零。
故选B。
5.“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过程中,发现A、B两颗均匀球形天体,两个天体各有一颗贴近其星球表面做圆周运动的卫星,测得这两颗卫星绕各自的天体运行的周期恰好相等,则( )
A.两颗卫星的线速度一定相等
B.天体A、B的质量一定相等
C.天体A、B的密度一定相等
D.天体A、B表面的重力加速度之比等于它们半径的反比
【答案】C
【详解】A.卫星的线速度为,T相等,而R不一定相等,线速度不一定相等,A错误;
B.设A、B中任意球形天体的半径为R,质量为M,卫星的质量为m,周期为T.则由题意,卫星靠近天体表面飞行,卫星的轨道半径约等于天体的半径,则有,得,T相等,R不一定相等,所以天体A、B的质量不一定相等,B错误;
C.天体的密度为,联立得到,可见,与天体的半径无关,由于两颗卫星的周期相等,则天体A、B的密度一定相等,C正确;
D.天体A、B表面的重力加速度等于卫星的向心加速度,即,可见天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径正比,D错误.
6.如图所示,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”卫星,运行轨道为椭圆轨道,其近地点和远地点的高度分别为和.关于“东方红一号”卫星,下列说法正确的是( )
A.在点的速度小于在点的速度
B.在点的加速度小于在点的加速度
C.在点受到的地球引力大于在点受到的地球引力
D.从点运动到点的过程中角速度逐渐增大
【答案】C
【详解】卫星由M到N地球引力做负功,势能增加,动能减小.所以在M点的速度大于在N点的速度,故A错误;
卫星受到的万有引力为:,在M点受到的地球引力大于在N点受到的地球引力;加速度,可知近地点M加速度大,远地点N加速度小.故B错误,C正确;
由以上的分析可知,卫星在M点的速度大于在N点的速度,而N点到地球的距离大,根据:可知,M点的角速度大,N点的角速度小,所以从M点运动到N点的过程中角速度逐渐减小.故D错误.
故选C.
7.2017年9月12日,天舟一号货运飞船顺利完成了与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接,在对接前的某段时间内,若天宫二号和天舟一号分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行,如图所示,下列说法正确的是( )
A.天宫二号的运行速率大于天舟一号的运行速率
B.天宫二号的运行周期大于天舟一号的运行周期
C.天宫二号的向心加速度大于天舟一号的向心加速度
D.天舟一号适当减速才可能与天宫二号实现对接
【答案】B
【详解】根据,得:,知轨道半径越大,则向心加速度越小,线速度越小,周期越大.AC错误,B正确;天舟一号适当加速,使得万有引力小于向心力,做离心运动,可能与天宫二号对接,D错误;选B.
8.2015年4月,科学家通过欧航局天文望远镜在一个河外星系中,发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞
系统,如图所示。这也是天文学家首次在正常星系中发现超大质量双黑洞。这对验证宇宙学与星系演化模型、广义相对论在极端条件下的适应性等都具有十分重要的意义。若图中双黑洞的质量分别为M1和M2,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。根据所学知识,下列选项正确的是(  )
A.双黑洞的角速度之比ω1:ω2=M2:M1 B.双黑洞的轨道半径之比r1:r2=M2:M1
C.双黑洞的线速度之比v1:v2=1:1 D.双黑洞的向心加速度之比a1:a2=1:1
【答案】B
【详解】A.一对相互环绕旋转的超大质量的双黑洞系统,在相互之间的万有引力的作用下,绕它们连线上某点做匀速圆周运动,具有相同的角速度即,故A错误;
B.根据万有引力提供向心力,有,得到,故B正确;
C.根据可得,故C错误;
D.根据可得,故D错误;
故选B。
9.赛龙舟是端午节的传统。若某龙舟在静水中的速度大小为v1=4m/s,在比赛前划向比赛点的途中欲渡过一条两岸笔直平行的宽度为d=150m、水流速度大小处处为v2=3m/s的河,则下列说法中正确的是(  )
A.该龙舟不能垂直到达对岸
B.该龙舟过河的最短时间是50s
C.该龙舟在此河流中航行的最大速度为5m/s
D.该龙舟以最短时间渡河时,其沿水流方向的位移大小为112.5m
【答案】D
【详解】A.由题意可知龙舟在静水中的速度大于水速,因此合速度有可能垂直河岸,则该龙舟有可能垂直到达对岸,A错误;
B.当龙舟头垂直河岸时,渡河时间最短,此时渡河的最短时间为,B错误;
C.龙舟过河参与了两个运动,一个是龙舟相对静水的匀速直线运动,方向可以调节,另外一个是
随水流的匀速直线运动,方向沿河岸指向下游,龙舟的运动是两个运动的合成,速度也是两个速度的合成,和的合速度在到之间,故不是最大速度, C错误;
D.龙舟以最短时间渡河时,其沿水流方向的位移大小为,D正确。
故选D。
10.2021年6月17日,神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接,三位中国航天员首次进入了自己的空间站,对接过程的示意图如图所示,天和核心舱处于半径为r3的圆轨道III;神舟十二号飞船处于半径为r1的圆轨道I,运行周期为T1,通过变轨操作后,沿椭圆轨道II运动到B处与天和核心舱对接,则神舟十二号飞船(  )
A.沿轨道Ⅱ运行的周期为
B.在轨道I和轨道II运动经过A点时速度大小相同
C.沿轨道II从A运动到对接点B过程中,速度不断增大
D.沿轨道I运行的周期大于天和核心舱沿轨道III运行的周期
【答案】A
【详解】A.根据开普勒第三定律,则沿轨道Ⅱ运行的周期为,故A正确;
B.在A点经过加速才能进入轨道II,所以在轨道I经过A点时速度小于在轨道II经过A点时速度,故B错误;
C.沿轨道II从A运动到对接点B过程中,万有引力做负功,速度不断减小,故C错误;
D.根据开普勒第三定律,轨道I半径小于轨道III半径,所以沿轨道I运行的周期小于天和核心舱沿轨道III运行的周期,故D错误。
故选A。
11.从同一高度水平抛出的物体,在空中运动一段时间,落到同一水平地面上.在不计空气阻力的条件下,由平抛运动规律可知( )
A.水平初速度越大,物体在空中运动的时间越长
B.质量越大,物体在空中运动的时间越短
C.水平初速度越大,物体的水平位移越大
D.水平初速度越大,物体落地时的速度越大
【答案】CD
【详解】AB.平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动,其运动时间取决于下落的高度,即,与初速度、物体的质量无关,AB错误;
C.平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,所以有水平位移,在高度相同的情况下,物体的初速度越大,水平位移越大,C正确;
D.根据运动的合成可得,在高度相同的情况下,物体的初速度越大,物体落地的速度越大,D正确。
故选CD。
12.如图所示,质量为的小球在竖直平面内的光滑圆管中做圆周运动,圆的半径为,小球略小于圆管内径.若小球经过圆管最高点时与轨道间的弹力大小恰为,则此时小球的速度为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】A.由题意知,若小球与圆管内壁的弹力为mg,可得小球此时受力恰好平衡,需向心力为0,所以速度等于0,故A正确;
BCD.若小球与圆管外壁的弹力为mg,根据牛顿第二定律可得,解得速度,所以C正确;B、D错误。
故选AC。
13.如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度v0=0.02m/s匀速上浮的同时,玻璃管沿 x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动。测出 t 时刻R的 x、y 坐标值分别为0.25m和0.10m。则此时(  )
A.玻璃管的速度的大小为 0.05m/s
B.玻璃管的加速度的大小为 0.02m/s2
C.蜡块的运动轨迹方程为
D.蜡块的运动轨迹方程为
【答案】BC
【详解】AB.蜡块水平方向做匀加速运动,则,竖直方向做匀速运动,解得t=5s,vx=0.1m/s, a=0.02m/s2,选项A错误,B正确;
CD.由,消掉t解得,选项C正确,D错误。
故选BC。
14.牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验,物理学史上称为著名的“月地检验”。已经知道地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球中心与地球中心距离是地球半径k 倍,根据万有引力定律,可以求得月球受到万有引力产生的加速度为a1。又根据月球绕地球运动周期为T,可求得月球的向心加速度为a2,两者数据代入后结果相等,定律得到验证。以下说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】根据万有引力等于重力得 ,则有 ,地球表面附近重力加速度为g,月球中心到地
球中心的距离是地球半径的k倍,所以月球的引力加速度为,月球绕地球运动周期T,根据圆周运动向心加速度公式得,故选BD。
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共18分。
15.(4分)如图是向心力演示仪的示意图,转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动,槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8,标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可改变两个塔轮的转速比,以探究物体做圆周运动向心力大小的影响因素。现将小球A和B分别放在两边的槽内,如图所示。要探究向心力与角速度的关系,应保证两球的质量和运动半径相同,使两球的角速度 (选填“相同”或“不同”)。皮带套的两个塔轮的半径分别为、。某次实验让,则A、B两球的角速度之比为 。
【答案】不同 1:2
【详解】(1).[1]由控制变量法可知,要探究向心力与角速度的关系,应保证两球的质量和运动半径相同,使两球的角速度不同;
(2).[2]因两球的线速度相同,由可知,当时,则 。
16.(14分)某同学探究平抛运动的特点。
(1)用如图1所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。用小锤打击弹性金属片后,球沿水平方向飞出,同时球被松开并自由下落。若仅要探究球竖直方向分运动是否是自由落体运动,较为便捷的实验操作是 。
(2)用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出,落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,白纸上将留下一系列痕迹点。
①下列操作中有必要的是 (选填选项前的字母))
A.通过调节使斜槽末段保持水平 B.每次需要从不同位置静止释放球
C.通过调节使硬板保持竖直 D.尽可能减小球与斜槽之间的摩擦
②请给出一种检查“斜槽末段是否水平”的方法 。
③某同学用图2的实验装置得到的痕迹点如图3所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验时
(选填选项前的字母)
A.A球释放的高度偏高 B.A球释放的高度偏低
C.A球没有被静止释放 D.挡板未水平放置
④纠正③中错误后,该同学若每一次都使挡板下移相同的距离,多次实验后,在白纸上得到的图像是 。
(3)在利用图2所示装置确定平抛运动水平分运动的特点时,请你根据(1)得出的平抛运动在竖直方向分运动的特点,设计一个确定“相等的时间间隔”的方案 。
【答案】见解析 AC/CA 将小球放在斜槽末段,若小球不滚动,则说明斜槽末段水平 B B 使挡板MN到Q的距离分别之比分别为
【详解】(1)[1] 打击弹性金属片后,通过听小球落地的撞击声是否重合。然后改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度,若两小球落地的撞击声依旧重合,则可以说明平抛运动竖直分运动为自由落体运动
(2)[2]A.由于“研究平抛物体的运动”斜槽的末端必须保持水平,A正确;
B.由于每次小球运动轨迹相同,因此每次小球必须从同一位置,由静止释放,B错误;
C.平抛运动的轨迹位于竖直方向,因此硬板应保持竖直,C正确;
D.A球每次从同一位置静止释放即可,不需要减小A球与斜槽之间的摩擦,D错误。
故选AC。
[3]将小球放在斜槽末段,若小球不滚动,则说明斜槽末段水平
[4]通过图像可知,这个偏差较大的点处水平的速度相比其他的点较小,故产生的原因,可能是该次实验A球释放的高度偏低。故选B。
[5]每次下降相同高度可知相邻两点时间间隔减小,由于水平速度不变,所以相邻两点的水平距离减小。
故选B。
(3)[6]若时间间隔相等,竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动,根据可知,挡板MN到Q的距离分别之比分别为。
三、计算题:本题共4小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
17.(8分)如图所示,射击枪水平放置,射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上,枪口与目
标靶之间的距离s=100m,子弹射出的水平速度v=200m/s,子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放,不计空气阻力,取重力加速度g为10 m/s2,求:
(1)从子弹由枪口射出开始计时,经多长时间子弹击中目标靶?
(2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离h为多少?
【答案】(1)0.5s(2)1.25m
【详解】(1)子弹做平抛运动,它在水平方向的分运动是匀速直线运动,
设子弹经t时间击中目标靶,则有,代入数据得:t=0.5s
(2)目标靶做自由落体运动,由,代入数据得 h=1.25m
18.(10分)一根细线与小球相连,使小球在水平面内做匀速圆周运动,已知重力加速度,测得小球质量为,绳长为,绳子与竖直方向夹角为。忽略球的大小,求:
(1)小球的向心力的大小;
(2)计算小球做圆周运动的角速度的大小;
(3)试讨论在绳长一定的情况下,转动角速度如果增大,绳与竖直方向夹角会怎样变化?(说明理由)
【答案】(1);(2);(3)增大
【详解】(1)对小球受力分析可得,小球的向心力大小为
(2)小球所受的合外力提供圆周运动的向心力,
可得小球做圆周运动的角速度的大小为
(3)当在绳长一定的情况下,转动角速度如果增大,
根据可得,减小,则绳与竖直方向夹角增大。
19.(10分)宇航员驾驶宇宙飞船到达月球,他在月球表面做了一个实验:在离月球表面高度为h处,将一小球以初速度水平抛出,水平射程为x。已知月球的半径为R,万有引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求:
(1)月球表面的重力加速度大小g月;
(2)月球的质量M;
(3)月球第一宇宙速度v。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)在月球上小球做平抛运动,则, ,解得
(2)在月球表面忽略地球自转,万有引力等于重力,即,解得
(3)重力提供向心力,则,解得
20.(12分)将一个透明玻璃漏斗倒扣在水平桌面上,如图所示.,,一条长为l(l(1)小球的线速度v多大时,小球与漏斗之间刚好没有挤压;
(2)当小球的线速度时,绳子对小球的拉力大小;
(3)当小球的线速度时,绳子对小球的拉力大小;
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)当小球与漏斗之间刚好没有挤压,小球只受重力和绳的拉力,
根据向心力公式有,解得
(2)当小球的线速度时,小球挤压漏斗,
设漏斗对小球的弹力为F,绳子拉力为T,水平方向有
竖直方向,联立解得
(3)当小球的线速度时,小球脱离漏斗,
设此时绳与竖直方向夹角为,根据向心力公式有,
竖直方向,联立解得,2023-2024学年高一物理下学期期中模拟考试(北京专用)
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第5~7章(人教版2019必修第二册)。
5.难度系数:0.75
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~10题只有一项符合题目要求,第11~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.下列关于曲线运动的说法中正确的是(  )
A.做曲线运动的物体速度方向时刻改变
B.物体只在重力作用下不可能做曲线运动
C.物体做曲线运动时加速度不可能是恒定的
D.做曲线运动的物体受到的合外力可能为零
2.如图所示,水平转台上放着一个纸箱A,当转台匀速转动时,纸箱相对转台静止。关于这种情况下纸箱A的受力情况,下列说法正确的是(  )
A.受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力
B.受重力、台面的支持力和静摩擦力
C.受重力和台面的支持力
D.受重力、台面的支持力和向心力
3.关于开普勒第三定律的表达式的理解正确的是(  )
A.k与成正比 B.k与成反比
C.k值与a和T都有关系 D.k值只与中心天体有关
4.如图所示,在某次投篮表演中,运动员将篮球以与水平成的倾角投出,篮球准确落入篮筐。这次跳起投篮时,若投球点和篮筐正好在同一水平面上,不考虑空气阻力。篮球运动到最高点时,关于篮球的速度和加速度,下列说法正确的是(  )
A.速度为零,加速度不为零
B.速度不为零,加速度不为零
C.速度为零,加速度也为零
D.速度不为零,加速度为零
5.“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过程中,发现A、B两颗均匀球形天体,两个天体各有一颗贴近其星球表面做圆周运动的卫星,测得这两颗卫星绕各自的天体运行的周期恰好相等,则( )
A.两颗卫星的线速度一定相等
B.天体A、B的质量一定相等
C.天体A、B的密度一定相等
D.天体A、B表面的重力加速度之比等于它们半径的反比
6.如图所示,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”卫星,运行轨道为椭圆轨道,其近地点和远地点的高度分别为和.关于“东方红一号”卫星,下列说法正确的是( )
A.在点的速度小于在点的速度
B.在点的加速度小于在点的加速度
C.在点受到的地球引力大于在点受到的地球引力
D.从点运动到点的过程中角速度逐渐增大
7.2017年9月12日,天舟一号货运飞船顺利完成了与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接,在对接前的某段时间内,若天宫二号和天舟一号分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行,如图所示,下列说法正确的是( )
A.天宫二号的运行速率大于天舟一号的运行速率
B.天宫二号的运行周期大于天舟一号的运行周期
C.天宫二号的向心加速度大于天舟一号的向心加速度
D.天舟一号适当减速才可能与天宫二号实现对接
8.2015年4月,科学家通过欧航局天文望远镜在一个河外星系中,发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统,如图所示。这也是天文学家首次在正常星系中发现超大质量双黑洞。这对验证宇宙学与星系演化模型、广义相对论在极端条件下的适应性等都具有十分重要的意义。若图中双黑洞的质量分别为M1和M2,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。根据所学知识,下列选项正确的是(  )
A.双黑洞的角速度之比ω1:ω2=M2:M1 B.双黑洞的轨道半径之比r1:r2=M2:M1
C.双黑洞的线速度之比v1:v2=1:1 D.双黑洞的向心加速度之比a1:a2=1:1
9.赛龙舟是端午节的传统。若某龙舟在静水中的速度大小为v1=4m/s,在比赛前划向比赛点的途中欲渡过一条两岸笔直平行的宽度为d=150m、水流速度大小处处为v2=3m/s的河,则下列说法中正确的是(  )
A.该龙舟不能垂直到达对岸
B.该龙舟过河的最短时间是50s
C.该龙舟在此河流中航行的最大速度为5m/s
D.该龙舟以最短时间渡河时,其沿水流方向的位移大小为112.5m
10.2021年6月17日,神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接,三位中国航天员首次进入了自己的空间站,对接过程的示意图如图所示,天和核心舱处于半径为r3的圆轨道III;神舟十二号飞船处于半径为r1的圆轨道I,运行周期为T1,通过变轨操作后,沿椭圆轨道II运动到B处与天和核心舱对接,则神舟十二号飞船(  )
A.沿轨道Ⅱ运行的周期为
B.在轨道I和轨道II运动经过A点时速度大小相同
C.沿轨道II从A运动到对接点B过程中,速度不断增大
D.沿轨道I运行的周期大于天和核心舱沿轨道III运行的周期
11.从同一高度水平抛出的物体,在空中运动一段时间,落到同一水平地面上.在不计空气阻力的条件下,由平抛运动规律可知( )
A.水平初速度越大,物体在空中运动的时间越长
B.质量越大,物体在空中运动的时间越短
C.水平初速度越大,物体的水平位移越大
D.水平初速度越大,物体落地时的速度越大
12.如图所示,质量为的小球在竖直平面内的光滑圆管中做圆周运动,圆的半径为,小球略小于圆管内径.若小球经过圆管最高点时与轨道间的弹力大小恰为,则此时小球的速度为( )
A. B. C. D.
13.如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度v0=0.02m/s匀速上浮的同时,玻璃管沿 x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动。测出 t 时刻R的 x、y 坐标值分别为0.25m和0.10m。则此时(  )
A.玻璃管的速度的大小为 0.05m/s
B.玻璃管的加速度的大小为 0.02m/s2
C.蜡块的运动轨迹方程为
D.蜡块的运动轨迹方程为
14.牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验,物理学史上称为著名的“月地检验”。已经知道地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球中心与地球中心距离是地球半径k 倍,根据万有引力定律,可以求得月球受到万有引力产生的加速度为a1。又根据月球绕地球运动周期为T,可求得月球的向心加速度为a2,两者数据代入后结果相等,定律得到验证。以下说法正确的是( )
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共18分。
15.(4分)如图是向心力演示仪的示意图,转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动,槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8,标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可改变两个塔轮的转速比,以探究物体做圆周运动向心力大小的影响因素。现将小球A和B分别放在两边的槽内,如图所示。要探究向心力与角速度的关系,应保证两球的质量和运动半径相同,使两球的角速度 (选填“相同”或“不同”)。皮带套的两个塔轮的半径分别为、。某次实验让,则A、B两球的角速度之比为 。
16.(14分)某同学探究平抛运动的特点。
(1)用如图1所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。用小锤打击弹性金属片后,球沿水平方向飞出,同时球被松开并自由下落。若仅要探究球竖直方向分运动是否是自由落体运动,较为便捷的实验操作是 。
(2)用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出,落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,白纸上将留下一系列痕迹点。
①下列操作中有必要的是 (选填选项前的字母))
A.通过调节使斜槽末段保持水平 B.每次需要从不同位置静止释放球
C.通过调节使硬板保持竖直 D.尽可能减小球与斜槽之间的摩擦
②请给出一种检查“斜槽末段是否水平”的方法 。
③某同学用图2的实验装置得到的痕迹点如图3所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验时
(选填选项前的字母)
A.A球释放的高度偏高 B.A球释放的高度偏低
C.A球没有被静止释放 D.挡板未水平放置
④纠正③中错误后,该同学若每一次都使挡板下移相同的距离,多次实验后,在白纸上得到的图像是 。
(3)在利用图2所示装置确定平抛运动水平分运动的特点时,请你根据(1)得出的平抛运动在竖直方向分运动的特点,设计一个确定“相等的时间间隔”的方案 。
三、计算题:本题共4小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
17.(8分)如图所示,射击枪水平放置,射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上,枪口与目标靶之间的距离s=100m,子弹射出的水平速度v=200m/s,子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放,不计空气阻力,取重力加速度g为10 m/s2,求:
(1)从子弹由枪口射出开始计时,经多长时间子弹击中目标靶?
(2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离h为多少?
18.(10分)一根细线与小球相连,使小球在水平面内做匀速圆周运动,已知重力加速度,测得小球质量为,绳长为,绳子与竖直方向夹角为。忽略球的大小,求:
(1)小球的向心力的大小;
(2)计算小球做圆周运动的角速度的大小;
(3)试讨论在绳长一定的情况下,转动角速度如果增大,绳与竖直方向夹角会怎样变化?(说明理由)
19.(10分)宇航员驾驶宇宙飞船到达月球,他在月球表面做了一个实验:在离月球表面高度为h处,将一小球以初速度水平抛出,水平射程为x。已知月球的半径为R,万有引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求:
(1)月球表面的重力加速度大小g月;
(2)月球的质量M;
(3)月球第一宇宙速度v。
20.(12分)将一个透明玻璃漏斗倒扣在水平桌面上,如图所示.,,一条长为l(l(1)小球的线速度v多大时,小球与漏斗之间刚好没有挤压;
(2)当小球的线速度时,绳子对小球的拉力大小;
(3)当小球的线速度时,绳子对小球的拉力大小;
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