2025-2026学年云南省大理州漾濞彝族自治县第一中学高二(上)开学考试物理试卷(含解析)
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这是一份2025-2026学年云南省大理州漾濞彝族自治县第一中学高二(上)开学考试物理试卷(含解析),共21页。试卷主要包含了单选题,多选题,综合题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题:本大题共10小题,共30分。
1.人站在台阶式自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法中错误的是( )
A. 重力对人做负功B. 摩擦力对人做正功 C. 支持力对人做正功D. 合力对人做功为零
2.图为同一打点计时器打出的4条纸带,其中平均速度最大的是(打点时间间隔均相同)( )
A. B.
C. D.
3.细绳拴一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平轻弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53 ∘,如图所示。(sin53 ∘=0.8,cs53 ∘=0.6)下列说法正确的是( )
A. 小球静止时弹簧弹力的大小为0.8mgB. 小球静止时细绳拉力的大小为0.6mg
C. 细绳烧断瞬间小球的加速度为53gD. 细绳烧断瞬间小球的加速度为43g
4.物理思想和方法是研究物理问题的重要手段,如图所示,为了观察桌面的微小形变,在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被这两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点。当用力F压桌面时,光点的位置会发生明显变化,通过光点位置的变化反映桌面的形变。这个实验中主要用到的思想方法与下列哪个实验用到的思想方法相同( )
A. 卡文迪什通过扭称实验测量引力常量
B. 伽利略斜面实验探究物体下落规律
C. 实验探究圆周运动的向心力大小的表达式
D. 实验探究力的合成规律
5.2022年3月23日,航天员王亚平、叶光富在中国空间站太空舱(可视为匀速圆周运动)开设“天宫课堂”,
课堂中演示了“水油分离”实验。如图所示,用细绳系住装有水和油的瓶子,叶光富手持细绳的另一端,使瓶子在竖直平面内做圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 瓶子不可能做匀速圆周运动
B. 油和水分离后,油在水的外侧
C. 瓶子速度小于某一值就不能通过圆周的最高点
D. 瓶子的角速度速度一定,绳子越长,油和水越容易分离
6.水平地面上叠放着A、B两物体,如图所示,现在B上施加一个水平恒定拉力F,在力作用下A、B两物块静止,某时刻撤去力F后,二者仍静止.下列说法正确的是( )
A. 撤去F之前A受2个力作用
B. 撤去F之前B受到6个力作用
C. 撤去F前后,A的受力个数由3个变为2个
D. A、B间的动摩擦因数一定等于B与地面间的动摩擦因数
7.如图所示,质量为m的物块静止在粗糙的平板上,现将平板的一端缓慢抬起一定角度(物块始终与平板保持相对静止),则关于物块的受力情况分析正确的是( )
A. 弹力先减少后增大B. 摩擦力先增大后减小
C. 平板对物块的作用力保持不变D. 合力逐渐增大
8.如图所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上。A、B质量分别为mA=6.0kg,mB=2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,在物体B上施加水平方向的拉力F,开始时F=10N,此后逐渐增加,在增大到45N的过程中,以下判断正确的是( )
A. 两物体间始终没有相对运动
B. 两物体间从受力开始就有相对运动
C. 当拉力F16N时,开始相对滑动
9.健步行走是现在流行的一种健身方式。如图所示,在广场的两个同心圆圆形走道上,有一对父女沿同一方向匀速健步行走,女儿在图中A位置,父亲在图中B位立置。若女儿、父亲所在位置与圆心始终在一条线上,则下列说法正确的是( )
A. 女儿的线速度比较大B. 女儿的角速度比较大
C. 父亲的加速度比较大D. 父亲的转速比较大
10.如图所示,学校门口水平地面上有一质量为m的石墩,石墩与水平地面间的动摩擦因数为μ,工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时,两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ,则下列说法正确的是( )
A. 轻绳的合拉力大小为μmgcsθ
B. 轻绳的合拉力大小为μmgcsθ+μsinθ
C. 减小夹角θ,轻绳的合拉力一定减小
D. 轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力也最小
二、多选题:本大题共5小题,共20分。
11.如图所示,P和Q叠放在一起,静止在水平桌面上,在下列各对力中属于作用力和反作用力的是( )
A. P所受的重力和P对地球的吸引力B. P对Q的压力和Q对P的支持力
C. Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力D. Q所受的重力和Q对P的支持力
12.某物体由地面在竖直向上的外力作用下加速运动,经过一段时间后,物体运动的v−t图象如图所示,关于物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 物体在OA段的加速度大于AB段的加速度
B. 外力撤去之前为恒力
C. 物体受到的空气阻力可以忽略不计
D. 物体在tC时刻上升到最高点
13.下列各种说法正确的是( )
A. 子弹从枪口射出后,它能在空中继续向前飞行,是因为子弹受到了惯性力的作用
B. 物体在加速时,作用力与反作用力仍然大小相等
C. 水平匀速飞行的飞机在投放救灾物资时,应该在离目标还有一段水平距离时就开始投放物品
D. 在失重的环境下,弹簧测力计会失效,只能通过天平测量物体的质量
14.如图所示为某建筑工地的传送装置,长为5.8m的传送带倾斜地固定在水平面上,以恒定的速率v0=4m/s逆时针转动,质量m=1kg的工件无初速地放在传送带的顶端P,经过1.4s,工件运动到传动带的底端Q,且到底端时的速度为v=6m/s,重力加速度g取10m/s2,cs37 ∘=0.8,sin37 ∘=0.6,则下列说法正确的是( )
A. 工件加速至传送带的速度时间为0.4s
B. 传送带与水平面的倾角为θ=53 ∘
C. 传送带的滑动摩擦因数为0.2
D. 工件加速至传送带的速度过程中加速度为10m/s2
15.如图所示在粗糙的桌面上有一个质量为M的物块,通过轻绳跨过定滑轮与质量为m的小球相连,不计轻绳与滑轮间的摩擦,在小球下落的过程中,下列说法正确的是( )。
A. 小球的机械能守恒
B. 物块小球组成的系统机械能守恒
C. 若小球匀速下降,小球减少的重力势能等于物块M与桌面间摩擦产生的热量
D. 若小球加速下降,小球减少的机械能大于物块M与桌面间摩擦产生的热量
三、综合题:共50分。
16.在用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中∶
(1)实验时,应( )
A.先接通电源后释放纸带
B.先释放纸带后接通电源
(2)可以直接从纸带上读出的物理量是( )
A.重物的速度
B.重物下落的时间
C.重物下落的高度
17.某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理。实验步骤如下:
a.安装好打点计时器和纸带,平衡小车受到的阻力;
b.细线通过轨道左端光滑的定滑轮和动滑轮,与力传感器相连,动滑轮上挂上一定质量的钩码,将小车拉到靠近打点计时器的一端;
c.打开力传感器并接通打点计时器的电源;
d.释放小车,小车在轨道上做匀加速直线运动:
e.记录下力传感器的示数F;
f.改变挂在动滑轮下方的钩码质量,重复上述操作;
g.处理数据,得到实验结论。
(1)对于本实验,钩码的质量______(选填“需要”或“不需要”)远小于小车的质量。
(2)选取的一条纸带如图乙所示,O点为打下的第一个点,图乙中的x1、x2与x3均已知,打点计时器所接交流电源的频率为f,小车的质量为m,力传感器的示数为F,从释放小车到打点计时器打下B点,小车的合力做的功为_____;若满足表达式_______,则动能定理得到验证。
18.某学习小组设计如下实验研究平抛运动。如图所示,弯曲轨道AB固定在水平桌面上,在离轨道边缘B不远处有一可移动的竖直平面abcd,平面中心竖直线标有刻度,0刻度线与桌面边缘平齐。以边缘B正下方的O点为原点建立水平x轴。实验时,将竖直平面移动到x处,从固定立柱处由静止释放体积很小的钢珠,钢珠从B点离开后击中中心竖直线某点,记录刻度值y;改变x,重复实验。
(1)研究平抛运动规律时,下述条件对减小误差没有帮助的是___。
A.弯曲轨道边缘保持水平
B.弯曲轨道尽量光滑
C.保持平面abcd与水平面垂直
D.使用相同体积但质量较大的小钢珠
(2)如图所示的图像中,能正确反映y与x的关系的是___。
A. B. C.
19.某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度.
(1)该同学实验开始时安装如图甲,请指出该同学在实验操作中存在的两处错误:
① __________;
② __________.
(2)若该同学从纸带中挑取一段清晰的点来研究如图乙,分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出速度的二次方(v2)与距离(ℎ)的关系图线,如图丙所示,则重力加速度g=______m/s2.
20.一质量为m=2.0kg的无人机对一轿车进行拍摄。如图所示,无人机以车中心所在的竖直线为轴线,在地面上方的水平面内做半径为R=4.0m、角速度为ω=1.5rad/s的匀速圆周运动。
(1)空气对无人机的作用力方向为( )
A.竖直向上 B.斜向上 C.水平方向
(2)空气对无人机的作用力大小为____N(结果保留3位有效数字)。
21.嫦娥一号是中国自主研制并发射的首个月球探测器,由中国空间技术研究院研制,于2007年10月24日在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。嫦娥一号主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。嫦娥一号发射成功,中国成为世界第五个发射月球探测器的国家。
(1)嫦娥一号探测器在加速升空过程中处于_______状态(“超重”或“失重”)。
(2) 2007年10月24日我国首个月球探测器“嫦娥一号”成功发射,于11月7日进入离月球表面200公里的圆形工作轨道匀速绕行。“嫦娥一号”( )
A. 处于平衡状态B. 做匀变速运动
C. 受到月球引力和向心力两个力的作用D. 受到月球的引力作为向心力
(3)“嫦娥一号”绕地球的运动近似可以看作匀速圆周运动,在天宫空间站运行的过程中,下列哪些物理量保持不变( )
A. 线速度B. 角速度C. 加速度D. 向心力
(4)“嫦娥一号”要想发射成功,必须要超过第一宇宙速度,第一宇宙速度是( )
A. 6.8km/sB. 7.2km/sC. 8.5km/sD. 7.9km/s
(5)地球质量为M、半径为R、引力常量为G。则地球表面处的重力加速度可表示为( )
A. g=RGMB. g=R2GMC. g=GMRD. g=GMR2
(6)“嫦娥一号”绕地球的运动近似可以看作匀速圆周运动,其绕地球运动需要的向心力由__________提供。当“嫦娥一号”绕地球的轨道半径变大,这个向心力会_____(变大、变小、或不变)
中国空间站凌日2024年8月29日10点07分38秒,中国空间站过境连云港上空凌日,这仅仅0.5秒的震撼瞬间被地面摄影师精准定格。在照片上,中国空间站只是一个小点,但这凝聚了中国航天人三十年的追梦历程,承载着祖国航天事业的奋斗征程。
22.将空间站凌日过程的视频通过逐帧叠加处理,获得如图所示的照片,从图中可以数出中国空间站凌日过程留下的点数约为20个,由此可确定拍摄帧率最接近( )
A. 0.4HzB. 4HzC. 40HzD. 400Hz
23.空间站凌日过程中,下列表示太阳、地球、空间站三者位置关系的示意图合理的是( )
A. B.
C. D.
24.某同学利用照片估算太阳的密度。他在照片中画了两条线段:AB是空间站运动轨迹的连线,AC是太阳所成像的直径,测出两线段间夹角θ。已知空间站的轨道离地面高为ℎ,飞行速度为v,地面上观察者测得本次空间站凌日时长为t,地球绕日公转周期为T,万有引力常量为G。
(1)用r日地表示地球和太阳间的距离,R日表示太阳的半径,则下列关系式正确的是( )
A.R日=vtcsθ2ℎr日地 B.R日=vt2ℎcsθr日地
C.R日=2ℎcsθvtr日地 D.R日=2ℎvtcsθr日地
(2)若已知R日=kr日地,估算太阳的平均密度为_______;
(3)若空间站中计时器测得凌日时长为t’,仅考虑狭义相对论效应,则( )
A.t’略大于t B.t’等于t C.t’略小于t
25.设空间站质量为m,运行轨道离地面的高度为ℎ,运行速度大小为v,地球半径为R,万有引力常量为G,则地球的质量为_______;以无穷远处为零势能面,空间站在轨道上正常运行时的机械能为_______。
答案解析
1.【答案】B
【解析】解:人站在自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,受重力和支持力,重力做负功,支持力做正功,合外力为零,所以合外力做功等于零。人不受摩擦力,所以没有摩擦力做功。故ACD正确,B错误。
本题选错误的,故选:B。
做功的必要因素是:力与在力方向上有位移。功的大小W=Fscsθ,θ为力与位移的夹角。
解决本题的关键知道做功的必要因素,以及知道力的方向与位移的夹角大于等于0°小于90°,该力做正功,大于90°小于等于180°,该力做负功。
2.【答案】A
【解析】由于打点计时器打点的时间间隔相等,在打下相同个数点的过程中,所用的时间相同,而纸带A的位移最大,所以纸带A的平均速度最大,故A正确,BCD错误.故选A.
3.【答案】C
【解析】解:AB、小球静止时,受力如图所示
由图示可知,弹簧的弹力大小:F=mgtan53°=43mg
细绳的拉力大小为:T=mgcs53∘=53mg,故AB错误;
CD、细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,
由牛顿第二定律可知,此瞬间小球的加速度大小为:a=Tm,解得:a=53g,故C正确,D错误。
故选:C。
小球静止时,分析受力情况,求出弹簧的弹力大小和细绳的拉力大小.细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,即可求出加速度.
本题考查了求瞬时加速度问题,知道弹簧的弹力不能突变是解题的前提,应用牛顿第二定律即可解题。
4.【答案】A
【解析】A.卡文迪什通过扭称实验测量引力常量利用的方法是微小量放大法,题干中运用的方法也是微小量放大法,两者方法相同,故A项正确;
B.伽利略斜面实验探究物体下落规律,采用了提出问题—假设(猜想)—数学推论—实验验证—合理外推—得出结论的探究方法,而题干采用的方法为微小量放大法,两者方法不相同,故B项错误;
C.实验探究圆周运动的向心力大小的表达式,该实验主要采用控制变量法,题干采用的为微小量放大法,两者方法不相同,故C项错误;
D.实验探究力的合成规律,该实验主要采用等效替代的方法,题干采用的为微小量放大法,两者方法不相同,故D项错误。
故选A。
5.【答案】D
【解析】A.瓶子所受万有引力全部用来提供围绕地球做圆周运动的向心力,瓶子在空间站中处于完全失重状态,瓶子在空间站内做圆周运动的向心力由绳子拉力提供,只要绳子拉力能提供瓶子所需要的向心力,瓶子就能做匀速圆周运动,故A错误;
B.水的密度大于油的密度,在混合液体中取半径相同处体积相等的水和油的液体小球,水球的质量大,根据
F向=mω2r
可知,水球需要的向心力更大,故当向心力不足时,水球更容易做离心运动,水会向瓶底移动,圆周运动让试管里的水和油产生了离心现象,密度较大的水将集中于外部,故B错误;
C.由于在太空中失重,瓶子在空间站内做圆周运动的向心力全部由绳子拉力提供,只要瓶子有一定速度就可以通过圆周的最高点,故C错误;
D.根据
F向=mω2r
瓶子的角速度速度一定,绳子越长,所需向心力越大,油和水越容易分离,故 D正确。
故选D。
6.【答案】A
【解析】对整体受力分析,再由整体的状态判断A或B的受力个数;撤力后,对A受力分析判断得解;由题意判断A、B间的动摩擦因数与B与地面间的动摩擦因数的关系。
本题主要考查物体的受力分析,能利用整体的受力判断个体的状态及受力是解题的关键,难度不大。
【解答】
AC.撤去F之前,整体处于平衡状态,故A受力平衡,合力为零,故A仅受重力及支持力而平衡,撤力后由于整体仍静止,故A仍受两个力作用,故A正确,C错误;
B.撤去F之前,对B受力分析,其受重力、地面对其的支持力及A对其竖直向下的压力,拉力F及地面对其向左的静摩擦力,共5个力的作用,故B错误;
D.由题意不能判断A、B间的动摩擦因数与B与地面间的动摩擦因数的关系,故D错误。
故选A。
7.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查三力作用下的物体的动态平衡问题。对物块进行受力分析,根据平衡条件,分析物块的各个力的变化情况以及物块所受合力的情况。
【解答】
A、物块受重力、支持力和静摩擦力,由于物块始终与平板保持相对静止,故物块受力平衡,则弹力N=mgcsα,将物块缓慢抬起一定角度,α角增大,csα减小,则弹力N减小,故A错误
B、物块所受的静摩擦了f=mgsinα,α角增大,sinα增大,故摩擦力增大,故B错误
C、平板对物块的作用力是弹力和摩擦力的合力,因物块始终与平板保持相对静止,故物块受力平衡。则弹力和摩擦力的合力与物块的重力是一对平衡力,故平板对物块的作用力保持不变,故C正确
D、物块始终与平板保持相对静止,故物块所受合力始终为0,故D错误
故选C。
8.【答案】D
【解析】当A、B间的静摩擦力达到最大值时,A、B开始相对滑动,根据牛顿第二定律,对A
μmAg=mAa
得
a=2m/s2
对整体
F=(mA+mB)a=16N
当F>16N时,开始相对滑动。
故选D。
9.【答案】C
【解析】B.根据女儿、父亲所在位置与圆心始终在一条线上可知,他们相同时间转过相同的角度,由角速度定义式 ω=θt 可知,他们的角速度相同,故B错误;
A.由线速度与角速度的关系 v=ωr 可知,角速度相同时,半径大线速度大,故父亲的线速度较大,故A错误;
C.由 a=ω2r 可知,父亲的加速度比较大,故C正确;
D.由 ω=2πn 可知,他们的转速相等,D错误。
故选C。
10.【答案】B
【解析】【分析】
对石墩受力分析,由平衡条件列方程求解出轻绳的合拉力大小表达式,然后应用数学知识的三角函数知识去求解。
本题以学校门口水平地面上的石墩为情景载体,考查了共点力平衡在实际问题中的应用,解决此题的关键是对石墩进行受力分析,根据平衡条件结合数学的三角函数进行求解。
【解答】
AB.设轻绳的合拉力大小为T,对石墩受力分析,如图所示:
由平衡条件,可知在水平方向上有:Tcsθ=f
竖直方向上有:Tsinθ+N=mg
根据滑动摩擦力公式得:f=μN
联立解得轻绳的合拉力大小为:T=μmgcsθ+μsinθ,故A错误,B正确;
C.合拉力的大小为:T=μmgcsθ+μsinθ=μmg 1+μ2sin(θ+α),其中tanα=1μ,可知当θ+α=90°时,拉力有最小值,即减小夹角θ,轻绳的合拉力不一定减小,故C错误;
D.摩擦力大小为:f=Tcsθ=μmgcsθcsθ+μsinθ=μmg1+μtanθ,可知增大夹角θ,摩擦力一直减小,当趋近于90°时,摩擦力最小,故轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力不是最小,故D错误。
11.【答案】ABC
【解析】解:A、P所受到的重力和P对地球的吸引力,它们是两个物体之间的相互作用力,是一对作用力和反作用力,故A正确。
B、P对Q的压力和Q对P的支持力,它们是两个物体之间的相互作用力,是一对作用力和反作用力。故B正确。
C、Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力,它们是两个物体之间的相互作用力,是一对作用力和反作用力,故C正确。
D、P所受到的重力和Q对P的支持力,很显然,这两个力都作用在一个物体P上,它们不是一对作用力和反作用力,所以D错误。
故选:ABC。
对物体进行受力分析,再根据牛顿第三定律来判断,要注意区分开“一对平衡力”与“作用力和反作用力”.
作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力,并且大小相等,方向相反,同时产生同时消失,而平衡力不会同时产生和消失.
12.【答案】BD
【解析】解:A、根据图象的斜率表示物体的加速度,知物体在OA段的加速度小于AB段的加速度,故A错误.
B、外力撤去之前图象的斜率一定,加速度一定,由牛顿第二定律知外力为恒力,故B正确.
C、由斜率看出,AB段的加速度大小比BC段的加速度大,所以空气阻力不能忽略不计,故C错误.
D、在0−tC时间内,物体的速度一直为正,物体在上升,tC时刻后速度的速度为负,物体在下降,所以物体在tC时刻上升到最高点,故D正确.
故选:BD
v−t图象表示物体运动的速度随时间变化的关系,图象的斜率表示物体的加速度,根据AB段和BC段图象的斜率分析加速度关系,判断空气阻力是否可以不计.由速度方向分析何时到达最高点.
v−t图象在运动学中有着非常重要的作用,应掌握图象的意义、斜率及图象与时间轴围成的面积的含义,能根据速度的符号分析物体的运动方向.
13.【答案】BC
【解析】A.子弹从枪口射出后,它能在空中继续向前飞行,是因为子弹具有惯性,并非受到了惯性力的作用,故A错误;
B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,力的性质相同,它们同时产生,同时变化,同时消失。与运动状态无关,故B正确;
C.水平匀速飞行的飞机在投放救灾物资时,由于惯性,物资有水平方向的初速度,故应该在离目标还有一段水平距离时就开始投放物品,故C正确;
D.天平是利用杠杆原理,与重力有关。所以在失重状态下不能使用天平称量物体的质量,故D错误;
故选BC。
14.【答案】AD
【解析】A.由题意,设开始到与传送带共速的时间为 t1 ,则有 v02t1+v0+v2(t−t1)=5.8m
代入数据解得 t1=0.4 s ,故A正确;
BCD.工件开始加速阶段的加速度大小为 a1=v0t1=40.4=10m/s2
共速后的工件继续加速的加速度大小为 a2=v−v0t−t1=6−41.4−0.4m/s2=2m/s2
由牛顿定律 mgsinθ+μmgcsθ=ma1 , mgsinθ−μmgcsθ=ma2
联立解得 θ=37 ∘ , μ=0.5 ,故BC错误,D正确。
15.【答案】CD
【解析】A、在小球下落的过程中,绳子的拉力做负功,其机械能减少,故A错误.
B、由于物块要克服摩擦力做功,物块与小球组成的系统机械能不守恒,故B错误.
C、若小球匀速下降,系统的动能不变,则根据能量守恒可知,小球减少的重力势能等于物块M与桌面间摩擦产生的热量,故C正确.
D、若小球加速下降,则根据能量守恒可知,小球减少的机械能等于物块M与桌面间摩擦产生的热量及小球和物块M增加的动能之和,所以小球减少的机械能大于物块M与桌面间摩擦产生的热量,故D正确.
故选:CD.
机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功,若除重力或弹力以外的力做功不为零,机械能将不守恒.根据能量守恒进行分析.
解决本题的关键要掌握机械能守恒的条件,正确分析物体的受力情况,判断力的做功情况,从而判断机械能是否守恒及能量怎样转化,本题中对单个物体机械能都不守恒.
16.【答案】A B
【解析】解:(1)如果先释放纸带再接通电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对试验产生较大的误差,故选A。
(2)打点计时器打点的频率固定,则相邻两个计数点的时间间隔相同,可以直接从纸带上读出重物下落的时间,物体下落的高度需要用刻度尺测量,重物的速度需要结合测量的计数点的距离和得到的时间计算所得,故选B。
故答案为:(1)A;(2)B。
(1)根据打点计时器正确使用方法分析;
(2)纸带上记录了计数点的位置,各计数点时间间隔相等。
本题主要考查打点计时器的使用和测量,打点计时器是高中力学实验中非常重要的实验仪器,必须熟练掌握其使用方法和用途。
17.【答案】不需要, Fx2 ,Fx2=mf2(x3−x1)8
【解析】解:(1)力传感器测量的就是绳子的拉力,没有必要使钩码的质量远小于小车的质量。
(2)从释放小车到打点计时器打B点,小车的合力做的功为W=Fx2
电源的频率为f,则打点间隔为T=1f
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得B点的速度为vB=x3−x12T
解得:vB=f(x3−x1)2
根据动能定理得:W=12mvB2,即Fx2=mf2(x3−x1)8
故答案为:(1)不需要;(2)Fx2=mf2(x3−x1)8
(1)小车所受拉力可由力传感器测出,不需要满足重物的质量远小于小车的质量。
(2)根据功的公式求出拉力对小车做功的大小,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,从而得出动能的增加量,从O点到B点过程来由动能定理解题。
解决本题的关键知道实验的原理和注意事项,掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解速度,从而得出动能的增加量。在本实验中,需注意运用力传感器测量拉力的大小,不需要满足重物的质量远小于小车的质量。
18.【答案】B C
【解析】(1)[1] A.弯曲轨道边缘保持水平,能保证小球离开轨道后做平抛运动,对减小误差有帮助,A正确,不符合题意;
B.本实验只需要保证每次小球做平抛运动的初速度相同即可,与弯曲轨道的光滑程度无关,因此弯曲轨道尽量光滑,对减小误差没有帮助,B错误,符合题意;
C.刻度值y是竖直方向的位移,保持平面abcd与水平面垂直,对减小误差有帮助,C正确,不符合题意;
D.使用相同体积但质量较大的小钢珠,能减小空气阻力的影响,使小钢球运动更接近平抛运动,对减小误差有帮助,D正确,不符合题意。
故选B。
(2)[2]由平抛运动的规律可知,在水平方向有
x=v0t
在竖直方向有
y=12gt2
联立解得
y=g2v02x2
可知 y−x2 是成正比例关系,因此AB错误,C正确。
故选C。
19.【答案】(1)①打点计时器使用交流电源,而该题中接了直流电源;
②重物离打点计时器太远,这样纸带上打点很少,不利于减小误差;
(2)9.4
【解析】【分析】
本题考查了测量重力加速度;了解实验的装置和工作原理,对于纸带的问题,我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律,会通过图象求解重力加速度。
(1)掌握打点计时器的具体应用,熟悉打点计时器的使用细节即可正确解答本题;
(2)匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.再根据匀变速直线运动速度与位移的关系得出图像斜率的物理意义进行解答。
【解答】
(1)打点计时器使用交流电源,而该题中接了直流电;
重物离打点计时器太远,这样纸带上上所打点很少,不利于减小误差,导致纸带上所打点太少;
(2)由图结合公式v2=2gℎ+v02可知图线的斜率表示2g,所以2g=18.8,则g=9.4m/s2。
故答案为:(1)①打点计时器使用交流电源,而该题中接了直流电源;②重物离打点计时器太远,这样纸带上打点很少,不利于减小误差;(2)9.4。
20.【答案】(1)B
(2)26.9
【解析】(1)空气对无人机的作用力与重力的合力提供圆周运动所需的向心力,无人机的受力情况如图所示
故空气对无人机的作用力方向为斜向上。
故选B。
(2)无人机做匀速圆周运动所需的向心力为 Fn=mω2R=2.0×1.52×4.0N=18N
空气对无人机的作用力大小为 F= mg2+Fn2= 2.0×102+182N≈26.9N
21.【答案】【小题1】
超重
【小题2】
D
【小题3】
B
【小题4】
D
【小题5】
D
【小题6】
万有引力 变小
【解析】1. 嫦娥一号探测器在加速升空过程中,加速度向上,为超重。
2.
A.“嫦娥一号”做匀速圆周运动,合外力提供向心力,处于非平衡状态,故A错误;
B.“嫦娥一号”合外力始终指向圆心,方向发生变化,加速度方向变化,故B错误;
CD.向心力为效果力,“嫦娥一号”的向心力由月球引力提供,故C错误,D正确。
故选D。
3.
匀速圆周运动,线速度、向心力、加速度大小不变,方向时刻发生变化;角速度不变。
故选B。
4. 第一宇宙速度是 7.9km/s 。
5.
设在地球表面的物体的质量为m,则
GMmR2=mg
解得
g=GMR2
故选D。
6.
[1]“嫦娥一号”绕地球的运动近似可以看作匀速圆周运动,其绕地球运动需要的向心力由地球对“嫦娥一号”的万有引力提供;
[2]根据
F=GMmr2
可知,运动半径变大,万有引力变小。
22~23.【答案】C 、D
【解析】1.
从图中可以数出中国空间站凌日过程留下的点数(可近似看作帧数)n约为20个,则拍摄周期 T=0.520s
则拍摄帧率 f=1T=200.5Hz=40Hz
故选C。
2.
空间站凌日现象类似于日食现象,是由于光沿直线传播形成的。当空间站运行到太阳和地球之间,并且三者在同一条直线上时,从地球上看,空间站会遮挡住太阳的一部分,就会发生空间站凌日现象。所以太阳、空间站、地球三者的位置关系应该是太阳、空间站、地球依次排列,D选项符合该位置关系。
故选D。
24.【答案】B,ρ=3πGT2k3,C
【解析】[1]根据匀速直线运动位移公式,空间站飞行速度为v,凌日时长为t,则空间站在凌日时长t内运动的距离 AB=vt
由几何关系可得 R日r日地=AB2csθℎ
联立解得 R日=vt2ℎcθr日地
故选B。
[2]地球绕太阳运动,有 GM太m地r日地2=m地4π2T2r日地
联立解得太阳质量 M太=4π2r 日地3GT2
因为太阳密度 p=M太43πR 日3 , R太=kr日地
联立解得 ρ=3πGT2k3
[3]根据题意,结合狭义相对论有 t=t′ 1−(vc)2>t′
故选C。
25.【答案】M=v2R+ℎG, E=−12mv2
【解析】[1]根据万有引力提供向心力,空间站绕地球做匀速圆周运动时,有 GMmR+ℎ2=mv2R+ℎ
解得地球质量 M=v2R+ℎG
[2]以无穷远处为零势能面,空间站轨道运行时的机械能动能和引力势能之和,即 E=12mv2−GMmR+ℎ
将M代入并化简,得到 E=−12mv2
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