Page15第Ⅰ卷（選擇題共43分）一、單選題選擇題，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1-7題只有一項(xiàng)是符合題目要求，每小題4分，共28分1.手握繩子使在光滑水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的沙袋由M到N減速運(yùn)動，P是軌跡上的一點(diǎn)，O是沙袋運(yùn)動軌跡的圓心，F(xiàn)是繩對沙袋的拉力。下圖中表示力F的四種方向，可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】做圓周運(yùn)動的沙袋由M到N減速轉(zhuǎn)動，拉力F并非指向圓心，其切向分力使沙袋減速，其法向分力指向圓心，供應(yīng)沙袋做圓周運(yùn)動所需的向心力，F(xiàn)與速度夾鈍角。故選C。2.在東北寒冷的冬天，有一項(xiàng)“潑水成冰”的嬉戲，詳細(xì)操作是把一杯滾燙的開水按確定的弧線勻整快速地潑向空中，潑灑出的小水珠和熱氣被瞬間凝合成冰而形成壯麗的場景。如圖甲所示是某人玩潑水成冰嬉戲的精彩瞬間，其示意圖為圖乙。假設(shè)潑水過程中杯子的運(yùn)動看成勻速圓周運(yùn)動，人在內(nèi)把杯子旋轉(zhuǎn)了240°。下列說法不正確的是（）A.P位置的小水珠速度方向沿2方向B.杯子在旋轉(zhuǎn)時的角速度大小為rad/sC.杯子在旋轉(zhuǎn)時的線速度大小約為m/sD.杯子在P位置時的向心加速度方向沿方向【答案】B【解析】【詳解】A．圓周運(yùn)動的物體的速度方向沿圓周的切線方向，則P位置的小水珠速度方向沿2方向，選項(xiàng)A正確，不符合題意；B．杯子在旋轉(zhuǎn)時角速度大小為選項(xiàng)B錯誤，符合題意；C．杯子在旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)半徑大約0.8m，則線速度大小約為選項(xiàng)C正確，不符合題意；D．杯子做勻速圓周運(yùn)動，則在P位置時的向心加速度方向沿方向，選項(xiàng)D正確，不符合題意。故選B。3.如圖所示，光滑斜劈放在水平面上，斜面上用固定的豎直板攔住一個光滑球，當(dāng)整個裝置沿水平面對右以速度v勻速運(yùn)動時，以下說法中正確的是（）A.小球的重力做正功 B.斜面對球的彈力不做功C.擋板對球的彈力做正功 D.合外力做正功【答案】C【解析】【詳解】對小球進(jìn)行受力分析：小球受到豎直向下的重力，斜面對它垂直斜面對上的彈力，擋板對它水平向右的彈力，而小球位移方向水平向右，擋板對球的彈力做正功，斜面對它垂直斜面對上的彈力做負(fù)功，重力方向與位移方向垂直，重力不做功，合力為零，合力不做功。故選C。4.在圖中，A、B兩點(diǎn)分別位于大、小輪的邊緣上，C點(diǎn)位于大輪半徑的中點(diǎn)，大輪的半徑是小輪的2倍，它們之間靠摩擦傳動，接觸面上沒有相對滑動。下列結(jié)論正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】AB．設(shè)小輪半徑為r，則、、，因?yàn)锳、B兩點(diǎn)為傳動關(guān)系，所以依據(jù)，可得故AB錯誤；C．由于A、C兩點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動，所以依據(jù)可得故C正確；D．因?yàn)椋罁?jù)可得故D錯誤；故選C。5.為美觀和經(jīng)濟(jì)，很多橋面建成拱形。汽車通過橋頂時，對橋面的壓力會減小，過快的汽車將失去限制、無法轉(zhuǎn)向，造成平安隱患，故拱形橋上都會有限速標(biāo)記。設(shè)汽車對橋面的壓力是其重力的0.6倍時，其速度就是限速標(biāo)記對應(yīng)的速度，橋頂圓弧對應(yīng)的半徑為130m，則該限速標(biāo)記所示速度約為（取）（）A.36km/h B.54km/h C.60km/h D.80km/h【答案】D【解析】【詳解】在最高點(diǎn)對汽車受力分析，依據(jù)牛頓其次定律可知由于橋面對汽車的支持力與汽車對橋面的壓力大小相等，聯(lián)立解得該限速標(biāo)記所示速度約為80km/h。故選B。6.“遼寧艦”質(zhì)量為，如圖是“遼寧艦”在海上轉(zhuǎn)彎時的照片，忽視水的阻力，假設(shè)整個過程中遼寧艦做勻速圓周運(yùn)動，速度大小為，圓周運(yùn)動的半徑為，下列說法中正確的是（）A.在A點(diǎn)時水對艦的合力指向圓心B.在A點(diǎn)時水對艦的合力大小約為C.在A點(diǎn)時的加速度大小為D.完全掉頭須要秒【答案】B【解析】【詳解】AB．遼寧艦在運(yùn)動的過程中受到重力與水的合力，總的合力的方向沿水平方向，供應(yīng)向心力，有代入數(shù)據(jù)解得F=2.4×106N由于總合外力的方向指向圓心，所以水的合力的方向?yàn)樾毕蛏?，水的合力的大小代入?shù)據(jù)可得F水≈6.0×107N故A錯誤，B正確；C．依據(jù)向心加速度公式代入數(shù)據(jù)可得a=0.4m/s2D．遼寧艦做圓周運(yùn)動的周期為完全掉頭須要的時間為故D錯誤。故選B。7.水平拋出的小球，t秒末的速度方向與水平方向的夾角為θ1，t+t0秒末速度方向與水平方向的夾角為θ2，忽視空氣阻力，則小球初速度的大小為（）A.gt0（cosθ1－cosθ2）B.C.gt0（tanθ1－tanθ2）D.【答案】D【解析】【詳解】小球做平拋運(yùn)動，水平方向上的速度不變，豎直方向上是自由落體運(yùn)動，有在t秒末在t+t0秒末得A．gt0（cosθ1－cosθ2）與分析不符，故A錯誤；B．與分析不符，故B錯誤；C．gt0（tanθ1－tanθ2）與分析不符，故C錯誤；D．與分析相符，故D正確。故選：D。二、多選題8.如圖所示，質(zhì)量為50kg的同學(xué)在做仰臥起坐運(yùn)動。若該同學(xué)上半身的質(zhì)量約為全身質(zhì)量的，她在1min內(nèi)做了50個仰臥起坐，每次上半身重心上升的高度均為0.3m，則她克服重力做的功W和相應(yīng)的功率P約為（）A.W＝4500J B.W＝450J C.P＝60W D.P＝75W【答案】AD【解析】【詳解】AB．她在1min內(nèi)克服重力做的功為故A正確，B錯誤；CD．她在1min內(nèi)克服重力做功的功率為故C錯誤，D正確。故選AD。9.如圖所示，在“嫦娥”探月工程中，飛船在軌道Ⅰ上做圓周運(yùn)動，到達(dá)軌道Ⅰ的A點(diǎn)時點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道Ⅱ的近月點(diǎn)B時，再次點(diǎn)火進(jìn)入近月軌道Ⅲ繞月做圓周運(yùn)動，則（）A.飛船在軌道Ⅲ上運(yùn)動時處于平衡狀態(tài)B.飛船在軌道Ⅱ上從A點(diǎn)運(yùn)行到B點(diǎn)，月球?qū)︼w船的引力做正功C.飛船在軌道Ⅰ上通過A點(diǎn)的速率等于在軌道Ⅱ上通過A點(diǎn)的速率D.飛船在軌道Ⅱ上通過B點(diǎn)時的加速度等于在軌道Ⅲ上通過B點(diǎn)時的加速度【答案】BD【解析】【詳解】A．飛船在軌道Ⅲ上運(yùn)動時，由萬有引力供應(yīng)向心力，合外力不為零，故飛船在軌道Ⅲ上運(yùn)動時不是處于平衡狀態(tài)，故A錯誤；B．飛船在軌道Ⅱ上從A點(diǎn)運(yùn)行到B點(diǎn)，速度越來越大，故月球?qū)︼w船的引力做正功，故B正確；C．飛船在軌道Ⅰ上通過A點(diǎn)時須要減速，做近心運(yùn)動，才能變軌到軌道Ⅱ上，故飛船在軌道Ⅰ上通過A點(diǎn)的速率大于在軌道Ⅱ上通過A點(diǎn)的速率，故C錯誤；D．依據(jù)牛頓其次定律有解得，離月球相等的距離，則向心加速度相等，故飛船在軌道Ⅱ上通過B點(diǎn)時的加速度等于在軌道Ⅲ上通過B點(diǎn)時的加速度，故D正確。故選BD。10.如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺上放置有輕繩相連的質(zhì)量相同的滑塊1和滑塊2，轉(zhuǎn)臺繞轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻運(yùn)轉(zhuǎn)動過程中，輕繩始終處于水平狀態(tài)，兩滑塊始終相對轉(zhuǎn)臺靜止，且與轉(zhuǎn)臺之間的動摩擦因數(shù)相同，滑塊1到轉(zhuǎn)軸的距離小于滑塊2到轉(zhuǎn)軸的距離．關(guān)于滑塊1和滑塊2受到的摩擦力f1和f2與ω2的關(guān)系圖線，可能正確的是A. B.C. D.【答案】AC【解析】【詳解】兩滑塊的角速度相等，依據(jù)向心力公式F=mrω2，考慮到兩滑塊質(zhì)量相同，滑塊2的運(yùn)動半徑較大，摩擦力較大，所以角速度增大時，滑塊2先達(dá)到最大靜摩擦力．接著增大角速度，滑塊2所受的摩擦力不變，繩子拉力增大，滑塊1的摩擦力減小，當(dāng)滑塊1的摩擦力減小到零后，又反向增大，當(dāng)滑塊1摩擦力達(dá)到最大值時，再增大角速度，將發(fā)生相對滑動．故滑塊2的摩擦力先增大達(dá)到最大值不變．滑塊1的摩擦力先增大后減小，在反向增大．故A、C正確，B、D錯誤．故選AC．第II卷（非選擇題）三、試驗(yàn)題11.為了更全面地探究平拋運(yùn)動的規(guī)律，某試驗(yàn)小組利用如圖甲、乙所示兩種裝置進(jìn)行試驗(yàn)：（1）該小組先利用圖甲所示裝置，用小錘打擊彈性金屬片，使A球沿水平方向拋出，同時使B球由靜止自由下落，此后僅能聽到一個落地聲音，通過此現(xiàn)象可以得到，平拋運(yùn)動在豎直方向做___________（填“勻速直線”或“自由落體”）運(yùn)動；（2）該小組利用圖乙裝置操作時，以下做法合理的是（）A．安裝斜槽軌道，使其末端切線保持水平B．每次小球釋放的初始位置可以隨意選擇C．每次小球應(yīng)從同一位置由靜止釋放D．為描出小球的運(yùn)動軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接（3）利用圖乙裝置，在某次試驗(yàn)得到一條軌跡，但忘了標(biāo)記拋出點(diǎn)，記錄了運(yùn)動過程中A、B、C三點(diǎn)，測得各點(diǎn)之間的距離關(guān)系如圖丙所示，，，，則小球平拋的初速度___________。（g?。敬鸢浮竣?自由落體②.AC##CA③.1.5##1.50【解析】【詳解】（1）[1]A、B兩球同時落地，說明A球的運(yùn)動在豎直方向上和B球一樣，故平拋運(yùn)動在豎直方向上做自由落體運(yùn)動。（2）[2]A．小球離開軌道后，速度方向要水平，故需調(diào)整末端切線保持水平，A正確；BC．本試驗(yàn)通過變更水平擋板的高度，測繪出小球做平拋運(yùn)動時在不同高度的位置，故每次試驗(yàn)小球應(yīng)從同一位置由靜止釋放，這樣才能保證小球飛出軌道的初速度大小相等，故B錯誤，C正確；D．為描出小球的運(yùn)動軌跡，描繪的點(diǎn)應(yīng)當(dāng)用平滑的曲線連接，D錯誤。故選AC。（3）[3]由圖丙可得，由平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動可知，在豎直方向上有解得又由可解得12.圖甲是探究向心力大小與質(zhì)量m、半徑r、線速度v的關(guān)系的試驗(yàn)裝置圖。電動機(jī)帶動轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動，變更電動機(jī)的電壓可以變更轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速，光電計(jì)時器可以記錄轉(zhuǎn)臺每轉(zhuǎn)一圈的時間。用一輕質(zhì)細(xì)線繞過固定在轉(zhuǎn)臺中心的光滑小滑輪將金屬塊與力傳感器連接，金屬塊被約束在轉(zhuǎn)臺的凹槽中并只能沿半徑方向移動，且跟轉(zhuǎn)臺之間的摩擦力忽視不計(jì)。（1）某同學(xué)為了探究向心力與質(zhì)量關(guān)系，須要限制_________和_________兩個變量保持不變；（2）另一同學(xué)為了探究向心力與線速度的關(guān)系，用刻度尺測得金屬塊做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r，光電計(jì)時器讀出轉(zhuǎn)動的周期T，則線速度大小為v=_________（用題中所給字母表示）；（3）該同學(xué)多次變更轉(zhuǎn)速后，記錄了一系列力與對應(yīng)周期的數(shù)據(jù)，并在圖乙所示的坐標(biāo)系中描繪出了圖線，若已知金屬塊質(zhì)量m=0.24kg，則金屬塊轉(zhuǎn)動的半徑r=_______m。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.半徑②.線速度③.④.0.27【解析】【詳解】（1）[1][2]向心力大小與質(zhì)量m、半徑r、線速度v三個物理量有關(guān)，探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系時，須要限制半徑和線速度兩個變量保持不變。（2）[3]依據(jù)線速度與周期的關(guān)系可知（3）[4]依據(jù)向心力公式可知的斜率代入解得四、解答題13.木星的衛(wèi)星之一叫“艾奧”，它上面的珞珈火山噴出的巖塊初速度為時，上上升度可達(dá)h，已知“艾奧”的半徑為R，忽視“艾奧”的自轉(zhuǎn)及巖塊運(yùn)動過程中受到淡薄氣體的阻力，引力常量為，求：（1）“艾奧”的質(zhì)量；（2）在“艾奧”上放射衛(wèi)星所需的最小放射速度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）巖塊做豎直上拋運(yùn)動，則有解得衛(wèi)星表面重力加速度為忽視“艾奧”的自轉(zhuǎn)，則有解得（2）行星的第一宇宙速度等于衛(wèi)星在該行星表面軌道做勻速圓周運(yùn)動時的線速度，某衛(wèi)星在“艾奧”表面繞其做圓周運(yùn)動時有解得14.如圖所示，質(zhì)量為的小球從平臺上水平拋出后，落在一傾角的光滑斜面頂端，并恰好無碰撞的沿光滑斜面滑下，頂端與平臺的高度差，斜面的高度。g取，求：（1）小球水平拋出的初速度是多大；（2）小球從平臺水平拋出到斜面底端所用的時間。【答案】（1）3m/s；（2）14s【解析】【詳解】由題意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，說明此時小球速度方向與斜面平行，否則小球會彈起，豎直位移得豎直分速度得小球沿斜面做勻加速直線運(yùn)動的加速度初速度又解得所以s15.如圖所示，水平放置的正方形光滑木板abcd，邊長為2L，距地面的高度為，木板正中間有一個光滑的小孔O，一根長為2L的細(xì)線穿過小孔，兩端分別系著兩個完全相同的小球A、B，兩小球在同一豎直平面內(nèi)。小球A以角速度在木板上繞O點(diǎn)沿逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動時，B也在水平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動，O點(diǎn)正好是細(xì)線的中點(diǎn)，其中，不計(jì)空氣阻力，取。求：（1）小球B的角速度；（2）懸掛B球的細(xì)線與豎直方向的夾角；（3）當(dāng)小球A、B的速度方向均平行