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2015届江西省吉安市白鹭洲中学高三第一次月考物理试卷.doc


2014-2015 学年江西省吉安市白鹭洲中学高三(上)第一次 月考物理试卷
一、选择题(每小题 4 分) 1. (4 分) (2014 秋?仪征市月考) 在物理学的重大发现中科学家们创造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、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等.以 下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是() A.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叫假设法 B.根据速度定义式 v= , 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法 C.引入重心﹑合力与分力的概念时运用了等效替代法 D.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作 匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法

2. (4 分) (2014?宝鸡一模)在某次军事演习中,空降兵从悬停在高空的直升机上跳下,当 下落到距离地面适当高度时打开降落伞, 最终安全到达地面, 空降兵从跳离飞机到安全到达 地面过程中在竖直方向上运动的 v﹣t 图象如图所示,则以下判断中正确的是()

A.空降兵在 0~t1 时间内做自由落体运动 B.空降兵在 t1~t2 时间内的加速度方向竖直向上,大小在逐渐减小 C.空降兵在 0~t1 时间内的平均速度 D.空降兵在 t1~t2 时间内的平均速度 > ;

3. (4 分) (2014 秋?杭州校级月考) 一个质量可忽略不计的长轻质木板置于光滑水平地面上, 木板上放质量分别为 mA=1kg 和 mB=2kg 的 A、B 两物块,A、B 与木板之间的动摩擦因数

都为 μ=0.2,水平恒力 F 作用在 A 物块上,如图所示(重力加速度 g 取 10m/s2) .则下列说 法错误的是()

A.若 F=1N,则 A、B 都相对板静止不动 B.若 F=1.5N,则 A 物块所受摩擦力大小为 1.5N C.若 F=4N,则 B 物块所受摩擦力大小为 2N D.若 F=6N,则 B 物块的加速度为 1m/s2

4. (4 分) (2014?湖南二模)设地球为质量分布均匀的球体,O 为地心.已知质量分布均匀 的球壳对壳内物体的引力为零.在下列四个图中,能正确描述 x 轴上各点的重力加速度 g 的分布情况的是()

A.

B.

C.

D.

5. (4 分) (2014?上海)如图,带有一白点的黑色圆盘,可绕过其中心,垂直于盘面的轴匀 速转动,每秒沿顺时针方向旋转 30 圈.在暗室中用每秒闪光 31 次的频闪光源照射圆盘,观 察到白点每秒沿()

A.顺时针旋转 31 圈B.逆时针旋转 31 圈 C.顺时针旋转 1 圈D.逆时针旋转 1 圈

6. (4 分) (2011?徐汇区模拟) 有一竖直放置的“T”型架, 表面光滑,两个质量相同的滑块 A、 B 分别套在水平杆与竖直杆上,A、B 用一不可伸长的轻细绳相连,A、B 可看作质点,如 图所示,开始时细绳水平伸直,A、B 静止.由静止释放 B 后,已知当细绳与竖直方向的夹 角为 60° 时,滑块 B 沿着竖直杆下滑的速度为 v,则连接 A、B 的绳长为()

A.

B.

C.

D.

7. (4 分) (2015?孝感一模)在高处以初速度 v1 水平抛出一个带刺飞镖,在离开抛出点水平 距离 l、2l 处有 A、B 两个小气球以速度 v2 匀速上升,先后被飞标刺破(认为飞标质量很大, 刺破气球后不会改变其平抛运动的轨迹) .则下列判断正确的是()

A.飞标刺破 A 气球时,飞标的速度大小为 vA=

B.飞标刺破 A 气球时,飞标的速度大小为 vA=

C.AB 两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中,高度差为

+

D.AB 两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中,高度差为

8. (4 分) (2010?乾安县校级三模)如图所示,两根直木棍 AB 和 CD 相互平行,斜靠在竖 直墙壁上固定不动,水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下.若保持两木棍倾角不变,将两者间的 距离稍增大后固定不动,且仍能将水泥圆筒放在两木棍的上部,则()

A.每根木棍对圆筒的支持力变大,摩擦力不变 B.每根木棍对圆筒的支持力变大,摩擦力变大 C.圆筒将静止在木棍上 D.圆筒将沿木棍减速下滑

9. (4 分) (2014 春?广灵县校级期末)如图m 为在水平传送带上被传送的小物体 (可视为质 点) ,A 为终端皮带轮,已知皮带轮半径为 r,传送带与皮带轮之间不打滑,则要求使小物 体被水平抛出,A 轮转动()

A.角速度越小越好,最大为 B.线速度越大越好,至少为 C.转速越大越好,至少为 D.周期越小越好,最大值为

10. (4 分) (2012?河南模拟)美国东部时间 2011 年 3 月 17 日 21:00 左右,人类首个绕水 星运动的探测器“信使号”进入水星轨道,并发回首批照片.水星是最靠近太阳的行星,其密 度与地球的密度近似相等,半径约为地球的 .水星绕太阳一周需要 88 天,若将水星和地 球的公转轨道看做圆形, (地球表面的重力加速度为 9.8m/s2,地球公转周期为 365 天,地球 的第一宇宙速度为 7.9km/s)则() A.水星表面的重力加速度约为 3.7 m/s2 B.从水星表面发射卫星的第一宇宙速度约为 2.96 km/s

C.水星与地球连续两次相距最远的时间约为 365 天 D.水星与地球的公转加速度的比值可以由题设条件求出

二、填空题(共 15 分) 11. (10 分) (2014 秋?江西月考)某实验小组采用如图 1 所示的装置研究“小车运动变化规 律”.打点计时器工作频率为 50Hz. 实验的部分步骤如下: a.将木板的左端垫起,以平衡小车的摩擦力; b.在小车中放入砝码,纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码; c.将小车停在打点计时器附近,接通电源,释放小车,小车拖动纸带,打点计时器在纸带 上打下一系列的点,断开电源; d.改变钩码或小车中砝码的质量,更换纸带,重复 b、c 的操作.

(1)设钩码质量为 m1、砝码和小车总质量为 m2,重力加速度为 g,则小车的加速度为:a= (用题中所给字母表示) ; (2)如图 2 是某次实验中得到的一条纸带,在纸带上取计数点 O、A、B、C、D 和 E,用 最小刻度是毫米的刻度尺进行测量,读出各计数点对应的刻度 x,通过计算得到各计数点到 O 的距离 s 以及对应时刻小车的瞬时速度 v.请将 C 点对应的测量 xC 值和计算速度 vC 值填 在下表中的相应位置.

计数点x/cms/cmv/(m?s 1)


O1.000.30 A2.341.340.38 B4.043.040.46 C D8.337.330.61 E10.909.900.70 (3)实验小组通过绘制△ v2﹣s 图线来分析运动规律(其中△ v2=v2﹣v02,v 是各计数点对 应时刻小车的瞬时速度,v0 是 O 点对应时刻小车的瞬时速度) .他们根据实验数据在图 3 中 标出了 O、A、B、D、E 对应的坐标点,请你在该图中标出计数点 C 对应的坐标点,并画 出△ v2﹣s 图线. (4)实验小组绘制的△ v2﹣s 图线的斜率 k=(用题中所给字母表示) , 若发现该斜率大于理 论值,其原因可能是. 5.00

12. (5 分) (2014 春?菏泽期中)一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星 表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在行星上,宇宙飞船上备有以下实验仪器: A.弹簧测力计一个 B.精确秒表一只 C.天平一台(附砝码一套) D.物体一个 为测定该行星的质量 M 和半径 R,宇航员在绕行及着陆后各进行一次测量,依据测量数据 可以求出 M 和 R(已知引力常量为 G) . (1)绕行时测量所用的仪器为(用仪器的字母序号表示) ,所测物理量为. (2)着陆后测量所用的仪器为,所测物理量为.用测量数据求该星球半径 R=.

三、计算题(共 45 分) 13. (10 分) (2012?邯郸模拟)猎狗能以最大速度 v1=10m/s 持续地奔跑,野兔只能以最大速 度 v2=8m/s 的速度持续奔跑.一只野兔在离洞窟 s1=200m 处的草地上玩耍,猎狗发现野兔后

径直朝野兔追来.兔子发现猎狗时,与猎狗相距 s2=60m 且猎狗速度已达最大,兔子立即掉 头跑向洞窟.设猎狗、野兔、洞窟总在同一直线上,求: (1)野兔必须在多长时间内回到洞窟才能保证安全; (2)野兔的加速度至少要多大才能保证安全回到洞窟.

14. (11 分) (2014 秋?永嘉县校级月考)一般来说,正常人从距地面 1.5m 高处跳下,落地 时速度较小,经过腿部的缓冲,这个速度对人是安全的,称为安全着地速度.如果人从高空 跳下,必须使用降落伞才能安全着陆,其原因是,张开的降落伞受到空气对伞向上的阻力作 用.经过大量实验和理论研究表明,空气对降落伞的阻力 f 与空气密度 ρ、降落伞的迎风面 积 S、降落伞相对空气速度 v、阻力系数 c 有关(由伞的形状、结构、材料等决定) ,其表达 式是 f= cρSv2.根据以上信息,解决下列问题. (取 g=10m/s2) (1)在忽略空气阻力的情况下,计算人从 1.5m高处跳下着地时的速度大小 (计算时人可视 为质点) ; (2)在某次高塔跳伞训练中,运动员使用的是有排气孔的降落伞,其阻力系数 c=0.90,空 气密度取 ρ=1.25kg/m3.降落伞、运动员总质量 m=80kg,张开降落伞后达到匀速下降时,要 求人能安全着地,降落伞的迎风面积 S 至少是多大? (3)跳伞运动员和降落伞的总质量 m=80kg,从跳伞塔上跳下,在下落过程中,经历了张 开降落伞前自由下落、 张开降落伞后减速下落和匀速下落直至落地三个阶段. 如图是通过固 定在跳伞运动员身上的速度传感器绘制出的从张开降落伞开始做减速运动至达到匀速运动 时的 v﹣t 图象.根据图象估算运动员做减速运动的过程中,空气阻力对降落伞做的功.

15. (12 分) (2012?凯里市校级模拟)一般教室门上都安装一种暗锁,这种暗锁由外壳 A、 骨架 B、弹簧 C(劲度系数为 k) 、锁舌 D(倾斜角 θ=45°) 、锁槽 E,以及连杆、锁头等部 件组成,如图 1 所示.设锁舌 D 的侧面与外壳 A 和锁槽 E 之间的摩擦因数均为 μ,最大静 摩擦力 fm 由 fm=μN(N 为正压力)求得.有一次放学后,当某同学准备关门时,无论用多 大的力,也不能将门关上(这种现象称为自锁) ,此刻暗锁所处的状态的俯视图如图 2 所示, P 为锁舌 D 与锁槽 E 之间的接触点,弹簧由于被压缩而缩短了 x.

(1)试问,自锁状态时 D 的下表面所受摩擦力的方向 (2)求此时(自锁时)锁舌 D 与锁槽 E 之间的正压力的大小 (3)无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,则 μ 至少要多大?

16. (12 分) (2010?南平模拟)如图所示,在距水平地面高为 0.4m 处,水平固定一根长直 光滑杆,杆上 P 处固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在 P 点的右边,杆上套一 质量 m=3kg 的滑块 A. 半径 R=0.3m 的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上, 其圆心 O 在 P 点的正下方,在轨道上套有一质量 m=3kg 的小球 B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定 滑轮将两小球连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,滑块和小球均可看作质点,且不 计滑轮大小的影响.现给滑块 A 施加一个水平向右、大小为 60N 的恒力 F,则: (1)求把小球 B 从地面拉到半圆形轨道顶点 C 的过程中力 F 做的功. (2)求小球 B 运动到 C 处时所受的向心力的大小. (3)问小球 B 被拉到离地多高时滑块 A 与小球 B 的速度大小相等?

2014-2015 学年江西省吉安市白鹭洲中学高三(上)第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析

一、选择题(每小题 4 分) 1. (4 分) (2014 秋?仪征市月考) 在物理学的重大发现中科学家们创造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、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等.以 下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是() A.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叫假设法 B.根据速度定义式 v= , 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法 C.引入重心﹑合力与分力的概念时运用了等效替代法 D.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作 匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法

考点:物理学史. 专题:常规题型. 分析:在研究多个量之间的关系时,常常要控制某些物理量不变,即控制变量法; 当时间非常小时, 我们认为此时的平均速度可看作某一时刻的速度即称之为瞬时速度, 采用 的是极限思维法; 质点是实际物体在一定条件下的科学抽象,是采用了建立理想化的物理模型的方法; 在研究曲线运动或者加速运动时,常常采用微元法,将曲线运动变成直线运动,或将变化的 速度变成不变的速度. 解答:解:A、质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法,故 A 错误; B、根据速度定义式 v= ,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法,故 B 正确; C、引入重心﹑合力与分力的概念时运用了等效替代法,故 C 正确;

D、在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀 速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法,故 D 正确; 本题选不正确的,故选:A. 点评:在高中物理学习中, 我们会遇到多种不同的物理分析方法, 这些方法对我们理解物理 有很大的帮助;故在理解概念和规律的基础上,更要注意科学方法的积累与学习.

2. (4 分) (2014?宝鸡一模)在某次军事演习中,空降兵从悬停在高空的直升机上跳下,当 下落到距离地面适当高度时打开降落伞, 最终安全到达地面, 空降兵从跳离飞机到安全到达 地面过程中在竖直方向上运动的 v﹣t 图象如图所示,则以下判断中正确的是()

A.空降兵在 0~t1 时间内做自由落体运动 B.空降兵在 t1~t2 时间内的加速度方向竖直向上,大小在逐渐减小 C.空降兵在 0~t1 时间内的平均速度 D.空降兵在 t1~t2 时间内的平均速度 > ;

考点:匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的速度与时间的关系. 专题:运动学中的图像专题. 分析:速度时间图线切线的斜率表示瞬时加速度, 图象与时间轴所围成的面积表示物体在这 段时间内通过的位移. 解答:解:A、空降兵在 0~t1 时间内斜率越来越小,故加速度不恒定;空降空不是自由落 体运动;故 A 错误; B、由图象可知,空降兵在 t1~t2 时间内的加速度方向竖直向上,大小在逐渐减小;故 B 正 确; C、因空降兵不是匀变速直线运动,故空降兵在 0~t1 时间内的平均速度不等于 C 错误; ;故

D、用直线将 t1~t2 的速度连接起来,由图可知,若物体做匀减速直线运动,平均速度为 = ;而由图可知,图中图象围成的面积小于匀变速直线运动时的面积,故空 ;故 D 错误;

降兵在 t1~t2 时间内的平均速度 < 故选:B.

点评:本题考查学生对图象的认识,注意从图象中找出物体的速度、加速度及位移;并且灵 活应用匀变速直线运动中的平均速度公式.

3. (4 分) (2014 秋?杭州校级月考) 一个质量可忽略不计的长轻质木板置于光滑水平地面上, 木板上放质量分别为 mA=1kg 和 mB=2kg 的 A、B 两物块,A、B 与木板之间的动摩擦因数 都为 μ=0.2,水平恒力 F 作用在 A 物块上,如图所示(重力加速度 g 取 10m/s2) .则下列说 法错误的是()

A.若 F=1N,则 A、B 都相对板静止不动 B.若 F=1.5N,则 A 物块所受摩擦力大小为 1.5N C.若 F=4N,则 B 物块所受摩擦力大小为 2N D.若 F=6N,则 B 物块的加速度为 1m/s2

考点:摩擦力的判断与计算. 专题:摩擦力专题. 分析:根据滑动摩擦力公式求出 A、B 与木板之间的最大静摩擦力,比较拉力和最大静摩擦 力之间的关系判断物体的运动情况, 进而判断物体所受摩擦力的情况, 根据牛顿第二定律求 出 B 的加速度. 解答:解:A 与木板间的最大静摩擦力:fA=μmAg=0.2× 1× 10N=2N, B 与木板间的最大静摩擦力:fB=μmBg=0.2× 2× 10N=4N, A、F=1N<fA,所以 AB 相对木板保持相对静止,整体在 F 作用下向左匀加速运动,故 A 正确; B、若 F=1.5N<fA,所以 AB 即木板保持相对静止,整体在 F 作用下向左匀加速运动,根据 牛顿第二定律得:

F﹣f=mAa,所以 A 物块所受摩擦力 f<F=1.5N,故 B 错误; C、当 A 刚好在木板上滑动,B 和木板整体受到摩擦力 2N,轻质木板,质量不计,所以 B 的加速度 a= =1m/s2 此时对整体:F0=(mA+mB)a=(1+2)× 1=3N F=4N>F0,所以 A 在木板上滑动,B 和木板整体受到摩擦力 2N,B 的加速度 a=1m/s2 对 B 进行受力分析,摩擦力提供加速度,f′=mBa=2× 1=2N,故 C 正确; D、 F=6N>F0, 所以 A 相对于木板滑动, B 和木板整体受到摩擦力 2N, B 的加速度 a=1m/s2, 故 D 正确. 本题选错误的,故选:B. 点评:本题以常见的运动模型为核心,考查了摩擦力、牛顿第二定律、隔离法与整体法的应 用等知识;解决的关键是正确对两物体进行受力分析.

4. (4 分) (2014?湖南二模)设地球为质量分布均匀的球体,O 为地心.已知质量分布均匀 的球壳对壳内物体的引力为零.在下列四个图中,能正确描述 x 轴上各点的重力加速度 g 的分布情况的是()

A.

B.

C.

D.

考点:万有引力定律及其应用. 专题:万有引力定律的应用专题. 分析:根据题意知,地球表面的重力加速度等于半径为 R 的球体在表面产生的加速度,在 其内部距离地心距离为 r 处一点的加速度相当于半径为 r 的球体在其表面产生的加速度,根 据地球质量分布均匀得到加速度的表达式,再根据半径关系求解即可. 解答:解: 令地球的密度为 ρ, 则在地球表面, 重力和地球的万有引力大小相等, 有: g= 由于地球的质量为 M= πR3ρ, 所以重力加速度的表达式可写成:g= . ,

根据题意有,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,故在深度为 R﹣r 的井底,受到 地球的万有引力即为半径等于 r 的球体在其表面产生的万有引力,g′= 当 r<R 时,g 与 r 成正比,当 r>R 后,g 与 r 平方成反比. 故选:A. 点评:抓住在地球表面重力和万有引力相等,在矿井底部,地球的重力和万有引力相等,要 注意在地球内部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为 r 的球体的质量. r

5. (4 分) (2014?上海)如图,带有一白点的黑色圆盘,可绕过其中心,垂直于盘面的轴匀 速转动,每秒沿顺时针方向旋转 30 圈.在暗室中用每秒闪光 31 次的频闪光源照射圆盘,观 察到白点每秒沿()

A.顺时针旋转 31 圈B.逆时针旋转 31 圈 C.顺时针旋转 1 圈D.逆时针旋转 1 圈

考点:线速度、角速度和周期、转速. 专题:匀速圆周运动专题. 分析:根据圆盘转动频率和频闪光的频率之间的关系进行求解. 解答:解:带有一白点的黑色圆盘,可绕过其中心,垂直于盘面的轴匀速转动,每秒沿顺时 针方向旋转 30 圈,即 f0=30Hz, 在暗室中用每秒闪光 31 次的频闪光源照射圆盘,即 f′=31Hz, f0<f′<2f0, 所以观察到白点逆时针旋转, f′﹣f0=f″=1Hz, 所以观察到白点每秒逆时针旋转 1 圈. 故选:D. 点评:考查实际频率与变化的频率的关系,掌握能看到白点的原理与解题的思路.

6. (4 分) (2011?徐汇区模拟) 有一竖直放置的“T”型架, 表面光滑,两个质量相同的滑块 A、 B 分别套在水平杆与竖直杆上,A、B 用一不可伸长的轻细绳相连,A、B 可看作质点,如 图所示,开始时细绳水平伸直,A、B 静止.由静止释放 B 后,已知当细绳与竖直方向的夹 角为 60° 时,滑块 B 沿着竖直杆下滑的速度为 v,则连接 A、B 的绳长为()

A.

B.

C.

D.

考点:运动的合成和分解;力的合成与分解的运用. 专题:运动的合成和分解专题. 分析:将 A、B 的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向,根据两物体沿绳子方向的速 度相等,求出 A 的速度,再根据系统机械能守恒,求出 B 下降的高度,从而求出 AB 的绳 长. 解答:解:将 A、B 的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向,两物体沿绳子方向的速 度相等,有 vBcos60° =vAcos30° ,所以 .AB 组成的系统机械能守恒,有

.所以 h= 故选 D.

,绳长 l=2h=

.故 D 正确,A、B、C 错误.

点评:解决本题的关键会对速度进行分解,以及知道 AB 组成的系统机械能守恒.

7. (4 分) (2015?孝感一模)在高处以初速度 v1 水平抛出一个带刺飞镖,在离开抛出点水平 距离 l、2l 处有 A、B 两个小气球以速度 v2 匀速上升,先后被飞标刺破(认为飞标质量很大, 刺破气球后不会改变其平抛运动的轨迹) .则下列判断正确的是()

A.飞标刺破 A 气球时,飞标的速度大小为 vA=

B.飞标刺破 A 气球时,飞标的速度大小为 vA=

C.AB 两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中,高度差为

+

D.AB 两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中,高度差为

考点:平抛运动. 专题:平抛运动专题. 分析:平抛运动在水平方向上做匀速直线运动, 在竖直方向上做自由落体运动, 根据水平方 向上位移求出飞标刺破 A 气球时已运动的时间,从而求出飞镖竖直方向上的分速度,根据 平行四边形定则求出飞标刺破 A 气球时,飞标的速度大小. 两气球在上升的过程中高度差不变,根据气球和飞镖竖直方向上的运动规律求出高度差. 解答:解:A、B、飞标刺破 A 气球时,设经历时间 t,满足:v1t=l 故:t=

故飞镖的速度:v=

=

,故 A 错误,B 正确;

C、D、飞镖从刺破 A 球到刺破 B 球的时间 t′=t=



飞镖从刺破 A 球后气球 B 上升的高度:h1=v2t,飞镖下降的高度 h2=

两气球在上升的过程中高度差不变,所以 h=h1+h2= 故选:BC

.故 C 正确,D 错误

点评:解决本题的关键掌握平抛运动水平方向和竖直方向上的运动规律, 知道分运动与合运 动具有等时性.

8. (4 分) (2010?乾安县校级三模)如图所示,两根直木棍 AB 和 CD 相互平行,斜靠在竖 直墙壁上固定不动,水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下.若保持两木棍倾角不变,将两者间的 距离稍增大后固定不动,且仍能将水泥圆筒放在两木棍的上部,则()

A.每根木棍对圆筒的支持力变大,摩擦力不变 B.每根木棍对圆筒的支持力变大,摩擦力变大 C.圆筒将静止在木棍上 D.圆筒将沿木棍减速下滑

考点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 专题:共点力作用下物体平衡专题. 分析:水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下过程中,受到重力、两棍的支持力和摩擦力,根据平 衡条件得知,摩擦力不变.将两棍间的距离稍增大后,两棍支持力的合力不变,夹角增大, 每根木棍对圆筒的支持力变大,最大静摩擦力增大,可知圆筒将静止在木棍上. 解答:解: A、B 水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下过程中,受到重力、两棍的支持力和摩擦力,根据平 衡条件得知,两棍支持力的合力和摩擦力不变.将两棍间的距离稍增大后,两棍支持力的合 力不变,而两支持力夹角增大,则每根木棍对圆筒的支持力变大.故 A 正确,B 错误.

C、D 由上知,每根木棍对圆筒的支持力变大,圆筒的最大静摩擦力增大,而重力沿斜面向 下的分力不变,则圆筒仍静止在木棍上.故 C 正确,D 错误. 故选 AC 点评:本题中运用到推论:当两个分力大小一定时,夹角增大时,其合力减小,分析两棍支 持力的变化.

9. (4 分) (2014 春?广灵县校级期末)如图m 为在水平传送带上被传送的小物体 (可视为质 点) ,A 为终端皮带轮,已知皮带轮半径为 r,传送带与皮带轮之间不打滑,则要求使小物 体被水平抛出,A 轮转动()

A.角速度越小越好,最大为 B.线速度越大越好,至少为 C.转速越大越好,至少为 D.周期越小越好,最大值为

考点:平抛运动;线速度、角速度和周期、转速. 专题:平抛运动专题. 分析:当物体在轮子的最高点对轮子的压力为零, 则物体做平抛运动, 根据牛顿第二定律求 出最小的线速度.从而结合线速度、角速度、周期、转速的关系进行求解. 解答:解:A、当物体对轮子的压力为零时,物体做平抛运动,根据 mg=m 知线速度越大越好,最小值为 B 正确. C、转速 n= ,知转速越大越好,最小为 .故 C 正确. ,角速度最大越好,最小角速度 ω= = 得,v= ,

.故 A 错误,

D、周期越小越好,周期最大值 T= 故选:BC.

.故 D 错误.

点评:解决本题的关键知道物体做平抛运动的临界情况,掌握线速度、角速度、周期、转速 之间的关系,并能灵活运用.

10. (4 分) (2012?河南模拟)美国东部时间 2011 年 3 月 17 日 21:00 左右,人类首个绕水 星运动的探测器“信使号”进入水星轨道,并发回首批照片.水星是最靠近太阳的行星,其密 度与地球的密度近似相等,半径约为地球的 .水星绕太阳一周需要 88 天,若将水星和地 球的公转轨道看做圆形, (地球表面的重力加速度为 9.8m/s2,地球公转周期为 365 天,地球 的第一宇宙速度为 7.9km/s)则() A.水星表面的重力加速度约为 3.7 m/s2 B.从水星表面发射卫星的第一宇宙速度约为 2.96 km/s C.水星与地球连续两次相距最远的时间约为 365 天 D.水星与地球的公转加速度的比值可以由题设条件求出

考点:万有引力定律及其应用. 专题:万有引力定律的应用专题. 分析:根据万有引力充当向心力和密度公式求重力加速度;根据第一宇宙速度公式求解速 度, 由开普勒行星运动定律和周期之比可以求出水星与地球公转轨道的半径之比, 所以可以 由题设条件求出水星与地球的公转加速度的比值. 解答:解:A、由万有引力定律 GM=gR2,整理得 B、第一宇宙速度 C、设最远时间为 t,则 ,代入数据得 V=2.96km/s,B 正确; ,解得 t=116 天,C 错误; ,A 正确;

D、行星的加速度

,由开普勒运动定律和周期之比求出轨道半径之比,所以水星

与地球的公转加速度的比值可以由题设条件求出,D 正确; 故选:ABD 点评:本题关键是根据行星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力求解.

二、填空题(共 15 分)

11. (10 分) (2014 秋?江西月考)某实验小组采用如图 1 所示的装置研究“小车运动变化规 律”.打点计时器工作频率为 50Hz. 实验的部分步骤如下: a.将木板的左端垫起,以平衡小车的摩擦力; b.在小车中放入砝码,纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码; c.将小车停在打点计时器附近,接通电源,释放小车,小车拖动纸带,打点计时器在纸带 上打下一系列的点,断开电源; d.改变钩码或小车中砝码的质量,更换纸带,重复 b、c 的操作.

(1)设钩码质量为 m1、砝码和小车总质量为 m2,重力加速度为 g,则小车的加速度为:a= (用题中所给字母表示) ;

(2)如图 2 是某次实验中得到的一条纸带,在纸带上取计数点 O、A、B、C、D 和 E,用 最小刻度是毫米的刻度尺进行测量,读出各计数点对应的刻度 x,通过计算得到各计数点到 O 的距离 s 以及对应时刻小车的瞬时速度 v.请将 C 点对应的测量 xC 值和计算速度 vC 值填 在下表中的相应位置. 计数点x/cms/cmv/(m?s 1)


O1.000.30 A2.341.340.38 B4.043.040.46

C

6.00 5.00 0.54

D8.337.330.61 E10.909.900.70 (3)实验小组通过绘制△ v2﹣s 图线来分析运动规律(其中△ v2=v2﹣v02,v 是各计数点对 应时刻小车的瞬时速度,v0 是 O 点对应时刻小车的瞬时速度) .他们根据实验数据在图 3 中 标出了 O、A、B、D、E 对应的坐标点,请你在该图中标出计数点 C 对应的坐标点,并画 出△ v2﹣s 图线. (4)实验小组绘制的△ v2﹣s 图线的斜率 k=2 (用题中所给字母表示) ,若发现该斜

率大于理论值,其原因可能是平衡摩擦力时木板左端垫起的太高.

考点:探究小车速度随时间变化的规律. 专题:实验题. 分析:对小车和砝码进行受力分析,根据牛顿第二定律求解加速度. 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上 C 点 时小车的瞬时速度大小. 在坐标系中描出对应点,然后作出图象. 根据实验原理与实验操作分析实验误差. 解答:解: (1)设钩码质量为 m1、砝码和小车总质量为 m2,重力加速度为 g, 对砝码进行研究,根据牛顿第二定律得 m1g﹣F=m1a 对小车进行研究,根据牛顿第二定律得 F=m2a 解得:a= (2)C 点对应的测量 xC=6.00cm, 由于每相邻两个计数点间还有 1 个点,所以相邻的计数点间的时间间隔 T=0.04s, 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上 C 点 时小车的瞬时速度大小. vC= =0.54m/s

(3)画出△ v2﹣s 图线:

该图中计数点 C 对应的坐标为(5,0.20) . (4)由匀变速直线运动的速度位移公式可知 v2﹣ △ v2﹣s 图象的斜率 k=2a=2 力时木板左端垫起的太高. 故答案为: (1) (3)如图 (4)2 ,木板的左侧垫的过高 (2)6.00,0.54 =2as,

,斜率大于理论值,说明加速度 a 偏大,可能是平衡摩擦

点评:本题考查了求瞬时速度、作图象、实验误差分析等,要掌握匀变速直线运动的推论, 这是求出瞬时速度的关键; 要掌握描点法作图的方法; 求出图象的函数表达式后再分析实验 误差.

12. (5 分) (2014 春?菏泽期中)一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星 表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在行星上,宇宙飞船上备有以下实验仪器: A.弹簧测力计一个 B.精确秒表一只 C.天平一台(附砝码一套) D.物体一个 为测定该行星的质量 M 和半径 R,宇航员在绕行及着陆后各进行一次测量,依据测量数据 可以求出 M 和 R(已知引力常量为 G) . (1)绕行时测量所用的仪器为B(用仪器的字母序号表示) ,所测物理量为周期 T.

(2)着陆后测量所用的仪器为ACD,所测物理量为物体质量 m、重力 F.用测量数据求该 星球半径 R= .

考点:万有引力定律及其应用. 专题:万有引力定律的应用专题. 分析:宇宙飞船在行星表面的圆形轨道绕行时处于完全失重状态.要测量行星的半径和质 量, 根据重力等于万有引力和万有引力等于向心力, 列式求解会发现需要测量出行星表面的 重力加速度和行星表面卫星的公转周期,列出表达式,从而确定所需要的器材. 解答:解: (1)在行星表面,由重力等于万有引力得: mg=G 宇宙飞船绕行星表面做圆周运动时,万有引力等于向心力,则得: G =m R

由以上两式解得: R= …①

M=

…②

物体的重力 F=mg…③ 因而需要用秒表测量绕行时周期 T, (2)着陆后测量所用的仪器为 ACD,用天平测量质量 m,用弹簧秤测量重力 F;所测物理 量为物体重量 F 和质量 m. 由②③得:M= ,

由①③得:R=

故答案为:B;周期 T;ACD;物体质量 m、重力 F;

点评:本题关键先要弄清实验原理,再根据实验原理选择器材,计算结果.

三、计算题(共 45 分) 13. (10 分) (2012?邯郸模拟)猎狗能以最大速度 v1=10m/s 持续地奔跑,野兔只能以最大速 度 v2=8m/s 的速度持续奔跑.一只野兔在离洞窟 s1=200m 处的草地上玩耍,猎狗发现野兔后 径直朝野兔追来.兔子发现猎狗时,与猎狗相距 s2=60m 且猎狗速度已达最大,兔子立即掉 头跑向洞窟.设猎狗、野兔、洞窟总在同一直线上,求: (1)野兔必须在多长时间内回到洞窟才能保证安全; (2)野兔的加速度至少要多大才能保证安全回到洞窟.

考点:匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系. 专题:直线运动规律专题. 分析:(1)猎狗以速度为 v1=10m/s 匀速直线运动,跑到洞窟的距离为 s1+s2,由 s=vt 公式 求解时间. (2)先假设野兔一直做加速直线运动,根据它到达洞窟的速度与 v2=8m/s 相比较,分析野 兔的运动情况.当野兔与猎狗同时跑到洞窟时,野兔恰好安全逃脱.根据位移关系求解野兔 加速运动的时间,再求解加速度. 解答:解: (1)设猎狗到达洞窟的时间为 t 对猎狗 s1+s2=v1t…① 得:t=26s…② 野兔必须在 26s 内回到洞窟才能保证安全 (2)设野兔的加速度至少为 a 才能安全回洞窟,野兔若一直加速,则到达洞窟的速度 , 不符合题设, 故野兔应先加速运动, 当速度达到 v2 后以 v2 匀速 运 动,设加速时间为 t0,则有: v2t0+v2(t﹣t0)…③ 得 t0=2s…④ 故 …⑤

答: ( (1)26s, (2)4m/s2

点评:本题关键是分析野兔的运动情况,不能死代公式,得到结果可能不合理,要注意检验 解题结果是否符合实际.

14. (11 分) (2014 秋?永嘉县校级月考)一般来说,正常人从距地面 1.5m 高处跳下,落地 时速度较小,经过腿部的缓冲,这个速度对人是安全的,称为安全着地速度.如果人从高空 跳下,必须使用降落伞才能安全着陆,其原因是,张开的降落伞受到空气对伞向上的阻力作 用.经过大量实验和理论研究表明,空气对降落伞的阻力 f 与空气密度 ρ、降落伞的迎风面 积 S、降落伞相对空气速度 v、阻力系数 c 有关(由伞的形状、结构、材料等决定) ,其表达 式是 f= cρSv2.根据以上信息,解决下列问题. (取 g=10m/s2) (1)在忽略空气阻力的情况下,计算人从 1.5m高处跳下着地时的速度大小 (计算时人可视 为质点) ; (2)在某次高塔跳伞训练中,运动员使用的是有排气孔的降落伞,其阻力系数 c=0.90,空 气密度取 ρ=1.25kg/m3.降落伞、运动员总质量 m=80kg,张开降落伞后达到匀速下降时,要 求人能安全着地,降落伞的迎风面积 S 至少是多大? (3)跳伞运动员和降落伞的总质量 m=80kg,从跳伞塔上跳下,在下落过程中,经历了张 开降落伞前自由下落、 张开降落伞后减速下落和匀速下落直至落地三个阶段. 如图是通过固 定在跳伞运动员身上的速度传感器绘制出的从张开降落伞开始做减速运动至达到匀速运动 时的 v﹣t 图象.根据图象估算运动员做减速运动的过程中,空气阻力对降落伞做的功.

考点:功的计算;牛顿第二定律. 专题:功的计算专题.

分析:(1)在忽略空气阻力的情况下,人做自由落体运动,由运动学公式求解人着地时的 速度大小; (2)由(1)求出人安全着陆的速度大小,张开降落伞后达到匀速下降时,空气阻力大小等 于运动员的重力,根据平衡条件和 f= cρSv2 结合可求出降落伞的迎风面积 S; (3)由 v﹣t 图读出,降落伞张开时运动员的速度大小和运动员收尾速度大小,由 v﹣t 图 线和时间轴所围面积求得在 0~3s 时间内运动员下落高度, 由动能定理求解空气阻力对降落 伞做的功. 解答:解: (1)设人从 1.5m 高处跳下着地时的安全速度大小为 v0,则有:

(2)由(1)可知人安全着陆的速度大小为 力大小等于运动员的重力,则有:

m/s,跳伞运动员在空中匀速下降时空气阻

解得:

=

m2=47.4m2

(3)设空气阻力对降落伞做功为 Wf,由 v﹣t 图可知,降落伞张开时运动员的速度大小 v1=20m/s,运动员收尾速度即匀速直线运动的速度 v2=5.0m/s,设在这段时间内运动员下落 的高度为 h,根据动能定理有: mgh+Wf= 得:Wf=﹣mgh+ 由 v﹣t 图线和时间轴所围面积可知,在 0~3s 时间内运动员下落高度 h=25m 带入数据解得:W=﹣3.5× 104J 答: (1)人从 1.5m 高处跳下着地时的速度大小是 5.5m/s; (2)要求人能安全着地,降落伞的迎风面积 S 至少是 47.4m2; (3)运动员做减速运动的过程中,空气阻力对降落伞做的功是﹣3.5× 104J. 点评:本题首先要有耐心读题,获取有效信息,其次,通过分析运动过程,把握每个过程遵 守的规律,实质是运动学公式和动能定理的综合应用.

15. (12 分) (2012?凯里市校级模拟)一般教室门上都安装一种暗锁,这种暗锁由外壳 A、 骨架 B、弹簧 C(劲度系数为 k) 、锁舌 D(倾斜角 θ=45°) 、锁槽 E,以及连杆、锁头等部 件组成,如图 1 所示.设锁舌 D 的侧面与外壳 A 和锁槽 E 之间的摩擦因数均为 μ,最大静 摩擦力 fm 由 fm=μN(N 为正压力)求得.有一次放学后,当某同学准备关门时,无论用多 大的力,也不能将门关上(这种现象称为自锁) ,此刻暗锁所处的状态的俯视图如图 2 所示, P 为锁舌 D 与锁槽 E 之间的接触点,弹簧由于被压缩而缩短了 x.

(1)试问,自锁状态时 D 的下表面所受摩擦力的方向 (2)求此时(自锁时)锁舌 D 与锁槽 E 之间的正压力的大小 (3)无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,则 μ 至少要多大?

考点:共点力平衡的条件及其应用;摩擦力的判断与计算;力的合成与分解的运用;胡克定 律. 专题:共点力作用下物体平衡专题. 分析:(1)锁舌有向左运动的趋势,故下表面受的摩擦力为静摩擦力,方向向右. (2)对锁舌进行受力分析,根据平衡条件分别在互相垂直的方向上列方程,在根据摩擦力 计算公式 fm=μN,联立方程组求解. (3)无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,说明正压力 N 无穷大,根据 N 的 表达式求解 μ 即可. 解答:解: (1)设锁舌 D 的下表面所受到的最大静摩擦力为 f1,其方向向右,如图所示. (2)设锁舌 D 受到锁槽 E 的最大静摩擦力为 f2,正压力为 N,下表面的正压力为 F,弹力 为 kx,由平衡条件: kx+f1+f2cosθ﹣Nsinθ=0 F﹣Ncosθ﹣f2sinθ=0 又 f1=μF

f2=μN 联解上述方程得:

(3)令 N 趋向于无穷大,则有 1﹣2μ﹣μ2=0 解得 μ= =0.41

答: (1)自锁状态时 D 的下表面所受摩擦力的方向向右. (2)此时(自锁时)锁舌 D 与锁槽 E 之间的正压力的大小为 .

(3)无论用多大的力拉门,暗锁仍然能够保持自锁状态,则 μ 至少为 0.41.

点评:此题关键是对锁舌进行正确的受力分析, 解决共点力平衡问题的关键就是对研究对象 进行受力分析,不能多力,不能漏力,各个力的方向不能错.

16. (12 分) (2010?南平模拟)如图所示,在距水平地面高为 0.4m 处,水平固定一根长直 光滑杆,杆上 P 处固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在 P 点的右边,杆上套一 质量 m=3kg 的滑块 A. 半径 R=0.3m 的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上, 其圆心 O 在 P 点的正下方,在轨道上套有一质量 m=3kg 的小球 B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定 滑轮将两小球连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,滑块和小球均可看作质点,且不 计滑轮大小的影响.现给滑块 A 施加一个水平向右、大小为 60N 的恒力 F,则: (1)求把小球 B 从地面拉到半圆形轨道顶点 C 的过程中力 F 做的功. (2)求小球 B 运动到 C 处时所受的向心力的大小. (3)问小球 B 被拉到离地多高时滑块 A 与小球 B 的速度大小相等?

考点:功能关系;功的计算. 专题:功的计算专题. 分析:(1)根据几何知识求出滑块移动的位移大小,再求解力 F 做的功. (2)当 B 球到达 C 处时,滑块 A 的速度为零,力 F 做的功等于 AB 组成的系统机械能的增 加,根据功能关系列方程求解小球 B 运动到 C 处时的速度大小 v.由向心力公式 向心力. (3)当绳与轨道相切时两球速度相等,小滑块 A 与小球 B 的速度大小相等,由几何知识求 出小球 B 上升的高度. 解答:解: (1)对于 F 的做功过程,由几何知识有 求

则力 F 做的功 所以,W=60× (0.5﹣0.1)=24J. (2)由于 B 球到达 C 处时,已无沿绳的分速度,所以此时滑块 A 的速度为零, 考察两球及绳子组成的系统的能量变化过程,由功能关系,得

代入已知量,得 解得 因为向心力公式为

所以,代入已知量,得 (3)当绳与轨道相切时两球速度相等,

由相似三角形知识,得 代入已知量,得 所以, 答: (1)把小球 B 从地面拉到半圆形轨道顶点 C 的过程中力 F 做的功为 24J. (2)小球 B 运动到 C 处时所受的向心力的大小是 100N. (3)小球 B 被拉到离地 0.225m 高时滑块 A 与小球 B 的速度大小相等.

点评:本题连接体问题, 从功能关系研究物体的速度与高度, 关键分析两物体之间的关系和 运用几何知识研究物体的位移.


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