四川省绵阳南山中学2023-2024高一下学期期中考试物理试卷(原卷版+解析版)

绵阳南山中学2024年春季2023级半期考试
物 理 试 题
本试卷分为试题卷和答题卷两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成;答题卡共2页.满分100分,时间75分钟.考试结束后将答题卡交回.
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
注意事项:
1.答第Ⅰ卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上.
2.每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案,不能答在试题卷上.
一、单项选择题(本大题8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列物理学史中说法正确的是( )
A. 第谷经过多年的观测,总结出了开普勒行星运动定律
B. 卡文迪许测量出引力常量G,也被称为“第一个称量地球质量”的人
C. 火星的发现是利用了万有引力定律计算出的轨道发现的
D. 牛顿发现了万有引力定律,计算出了万有引力常量
【答案】B
【解析】
【详解】A.开普勒根据第谷多年的观测数据,总结出了开普勒行星运动定律,选项A错误;
B.卡文迪许测量出引力常量G,也被称为“第一个称量地球质量”的人,选项B正确;
C.海王星的发现是利用了万有引力定律计算出的轨道发现的,选项C错误;
D.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许通过扭秤实验测量出引力常量,选项D错误。
故选B。
2. 关于功概念下列说法正确的是( )
A. 由于功是标量,所以的功大于的功
B. 若一个力对物体做功为零,则该物体一定处于静止状态
C. 两物体间的一对滑动摩擦力做功之和一定等于零
D. 物体所受多个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于功是标量,但有正负,正负不表示大小和方向,而代表的是动力做功还是阻力做功,所以的功小于的功,故A错误;
B.若一个力对物体做功为零,可能是力与物体的位移方向垂直,则该物体不一定处于静止状态,故B错误;
C.发生相对滑动的两个物体对地位移不等,两物体间存在相对位移,所以两物体间的一对滑动摩擦力做功之和一定不等于零,故C错误;
D.功是标量,所以物体所受多个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍,A和B是前轮和后轮边缘上的点,C点是后轮半径一半处的一点,若拖拉机行进时车轮没有打滑,则( )
A. 两轮转动的转速相等
B. 两轮转动的周期相等
C. A、B、C三点的线速度大小之比为2∶2∶1
D. A、B、C三点向心加速度大小之比为2∶2∶1
【答案】C
【解析】
【详解】AB.拖拉机行进时,两轮边缘的线速度相同,即
根据
可知,两轮的周期和转速不相等,故AB错误;
C.因为B、C的角速度相同,则
所以A、B、C三点的线速度大小之比为
故C正确;
D.根据
因后轮的半径是前轮半径的两倍,则A、B两点的向心加速度之比
B、C两点的向心加速度之比
所以A、B、C三点的向心加速度大小之比为
D错误。
故选C。
4. 如图所示,有两条位于同一竖直平面内的水平轨道,轨道上有两个物体A和B,它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接,物体A以速率vA=10m/s匀速运动,在绳与轨道成30°角时,物体B的速度大小vB为( )
A. B. 20 m/s C. D. 5 m/s
【答案】C
【解析】
【详解】将B点的速度分解如图所示:
则有:,,解得:;故A,B,D错误;C正确;故选C.
5. 如图所示,A、B、C三个物体放在旋转的水平圆盘面上,物体与盘面间的最大静摩擦力均是其重力的k倍,三物体的质量分别为2m、m、m,它们离转轴的距离分别为R、R、2R。当圆盘旋转时,若A、B、C三物体均相对圆盘静止,则下列判断中正确的是(  )
A. A物的向心加速度最大
B. B和C所受摩擦力大小相等
C. 当圆盘转速缓慢增大时,C比A先滑动
D. 当圆盘转速缓慢增大时,B比A先滑动
【答案】C
【解析】
【详解】A.三物体均相对圆盘静止,角速度相同;由于C物体的转动半径最大,根据,C物体的向心加速度最大,故A项错误;
B.B物体所受摩擦力
C物体所受摩擦力
故B项错误;
CD.A物体恰相对圆盘静止时
B物体恰相对圆盘静止时
C物体恰相对圆盘静止时
解得
所以C物体最先滑动,A、B两物体同时滑动,故C项正确,D项错误。
故选C。
6. 地球同步卫星轨道在距离地面的Ⅲ轨道处,依靠人类目前的火箭发射能力不能直接把卫星送到如此远的空间位置.想要进入高轨道Ⅲ需先将卫星发射到近地轨道Ⅰ,再经转移轨道Ⅱ进行变轨到达轨道Ⅲ.以下关于卫星变轨过程描述正确的是( )
A. 通过调整同步卫星可以定点在绵阳上空
B. 无论在那个轨道上运行,卫星的速率始终不会大于
C. Ⅱ轨道上B点速率在整个变轨过程中最小
D. 卫星在Ⅱ轨道上A点的加速度大于在Ⅰ轨道上A点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.同步卫星只能定点在赤道的上空,不可以定点在绵阳上空,选项A错误;
B.卫星若在近地轨道上加速做离心运动时,卫星的速率可能会大于,选项B错误;
C.Ⅱ轨道上B点是椭圆轨道的最远点,根据开普勒第二定律可知在该点速率在整个变轨过程中最小,选项C正确;
D.根据
可知,卫星在Ⅱ轨道上A点的加速度等于在Ⅰ轨道上A点的加速度,选项D错误。
故选C。
7. 如图所示,质量为m的小球刚好静止在竖直放置的光滑圆管道内的最低点,管道的半径为R(不计内外径之差),水平线ab过轨道圆心,现给小球一向右的初速度,下列说法正确的是( )
A. 若小球刚好能做完整的圆周运动,则它通过最高点时的速度为
B. 若小球通过最高点时的速度为,则外侧管壁对小球一定有作用力
C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球也可能有作用力
D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球不一定有作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A.因小球在最高点时有支撑物,则若小球刚好能做完整的圆周运动,则它通过最高点时的速度为零,选项A错误;
B.若小球通过最高点时的速度为,则根据
可得
则内侧管壁对小球一定有向上的作用力,选项B错误;
C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,向心力有向上的分量,则内侧管壁对小球没有作用力,只有外侧管壁对小球有作用力,选项C错误;
D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球不一定有作用力,例如选项B的情况,选项D正确。
故选D。
8. 地球赤道上的一个物体A,离地高度约的卫星B,地球的同步卫星C,它们运行的轨道示意图如图所示,它们都绕地心做匀速圆周运动.下列有关说法中正确的是( )
A. 它们运动的线速度大小关系是
B. 它们运动的向心加速度大小关系是
C. 已知A运动的周期,可计算出地球的密度
D. 已知B运动的周期及地球半径,可计算出地球质量
【答案】B
【解析】
【详解】AB.对于AC运动的角速度相同,根据
可知
对于BC,根据
可得
可知
则它们运动的线速度大小关系即加速度关系是
选项A错误,B正确;
C.已知A运动的周期,可知同步卫星的周期根据
可计算出地球的密度
选项C错误;
D.已知B运动的周期及地球半径,则
可计算出地球质量
选项D错误。
故选B。
二、多项选择题(本大题4小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错或不选的得0分.)
9. 生活中常见的电梯有三种:斜行电梯(甲)、直升电梯(乙)、阶梯式电梯(丙),若三种电梯均处于匀速运动阶段,将三个质量一样的物块分别放在三个电梯上,则在三种电梯中各力做功说法正确的是( )
A. 从一楼到二楼,乙图重力对物体做功最小
B. 上升过程,甲图中摩擦力对物体做正功
C. 上升过程,三个图中支持力均对物体做正功
D. 从一楼到二楼,三个图中合力对物体做功大小相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A.从一楼到二楼,三个图中重力对物体做功相同,选项A错误;
B.上升过程,甲图中电梯对物体的摩擦力沿斜面向上,则摩擦力对物体做正功,选项B正确;
C.上升过程,甲图中支持力与位移方向垂直,对物体不做功,选项C错误;
D.从一楼到二楼,三个图中物体的动能变化量均为零,可知合力对物体做功大小相同,选项D正确。
故选BD。
10. 已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动,经过时间t(t小于航天器的绕行周期),航天器运动的弧长为s,航天器与月球的中心连线扫过的角度为,引力常量为G,则( )
A. 航天器的轨道半径为 B. 航天器的环绕周期为
C. 月球的质量为 D. 月球的密度为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.航天器的轨道半径为
选项A错误;
B.航天器的环绕周期为
选项B正确;
C.根据
可得月球的质量为
选项C正确;
D.月球的半径未知,则不能求解月球的密度,选项D错误。
故选BC。
11. 公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图所示,某公路急转弯处是一半径为R的圆弧,当质量为m的汽车行驶速率为时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,重力加速度为g,则在该转弯处( )
A. 汽车所受支持力为mg
B. 当路面结冰时,与未结冰时相比,的值应减小
C. 车速低于,车辆会受到向外侧的摩擦力
D. 转弯处为斜坡,坡面与水平方向夹角为,
【答案】CD
【解析】
【详解】A.转弯处为斜坡,坡面与水平方向夹角为,则汽车所受支持力为
选项A错误;
BD.转弯处为斜坡,坡面与水平方向夹角为,则
可得
当路面结冰时,与未结冰时相比,的值不变,选项B错误,D正确;
C.车速低于,则重力和路面的支持力的合力大于所需的向心力,则车辆有向心运动的趋势,则车辆会受到向外侧的摩擦力,选项C正确。
故选CD。
.
12. 如图所示,同一竖直平面内有四分之一圆环BC和倾角为的斜面AC,A、B两点与圆环BC的圆心O等高。现将甲、乙小球分别从A、B两点以初速度、沿水平方向同时抛出,两球恰好在C点相碰(不计空气阻力),已知,,下列说法正确的是( )
A. 初速度、大小之比为3∶4
B. 若大小变为原来的两倍,让两球仍在OC竖直面相遇,则应增大到原来4倍
C. 若大小变为原来的一半,则甲球恰能落在斜面的中点D
D. 若要甲球垂直击中圆环BC,则应变为原来的倍
【答案】AD
【解析】
【详解】A.两小球竖直位移相同,则运动时间相同,初速度、大小之比为
故A正确;
B.若让两球仍在OC竖直面相遇,则
其中

若大小变为原来的两倍,则时间t变为原来的一半,要能相遇,则B球的速度要增大为原来的2倍,故B错误;
C.甲球落在D、C两点时的竖直位移之比为
根据可知甲球落在D、C两点时时间之比为
甲球落在D、C两点时的水平位移之比为
根据可知甲球落在D、C两点时的初速度大小之比为
故若大小变为,则甲球恰能落在斜面的中点D,故C错误;
D.若要甲球垂直击中圆环BC,则击中BC时速度方向一定过O点,且根据平抛运动规律的推论可知O点为甲球水平位移的中点,故甲球落点到O点的水平距离为
竖直距离为
结合在C点相碰

根据
解得

所以若要甲球垂直击中圆环BC,则应变为原来的倍,故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
三、填空题(每空2分,共计16分)
13. 在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中,如图甲所示,悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时刚好位于圆心正上方。用手拨动钢球,设法使它在空中做匀速圆周运动,通过俯视观察发现其做圆周运动的半径为r,钢球的质量为m,重力加速度为g。
(1)用秒表记录运动n圈的总时间为t,那么钢球做圆周运动需要的向心力的表达式为F=___________。
(2)通过刻度尺测得钢球轨道平面距悬点的高度为h,那么钢球做圆周运动时外力提供向心力的表达式为F=___________。
(3)改变钢球做圆周运动的半径,多次实验,得到如图乙所示的关系图像,可以达到粗略验证向心力表达式的目的,该图线的斜率表达式为k=___________。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]根据向心力公式有,而且
解得
(2)[2]如图所示,由几何关系可得
(3)[3]由上面分析得
整理得
故图线的斜率表达式为
14. 用如图甲所示的装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上.钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上.由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点.移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点.
(1)下列实验条件必须满足的有__________.
A. 斜槽轨道光滑 B. 斜槽轨道末端水平
C. 挡板高度等间距变化 D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系.
①改变水平挡板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛运动,将水平板依次放在如图乙中1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中,小球从拖出点到落点的水平位移依次为、、.忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是____________________.
A. B.
C. D.无法判断
②若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图丙所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是和,则____________________(选填“>”“=”或“<”),可求得钢球平抛的初速度大小为____________________(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示).
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是____________________.
A. 从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B. 用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C. 将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
【答案】(1)BD (2) ①. C ②. 大于 ③. (3)AB
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽轨道不一定要光滑,选项A错误;
B.斜槽轨道末端水平,以保证小球能做平抛运动,选项B正确;
C.挡板高度不一定要等间距变化,选项C错误;
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,以保证小球到达底端时的速度相同,选项D正确。
故选BD。
【小问2详解】
①[1]因为1与2的间距等于2与3的间距,因小球下落的速度逐渐变大,可知为1与2的时间t12大于2与3间的时间t23,根据x=vt可知,故选C。
②[2]如果A点是抛出点,则在竖直方向上为初速度为零匀加速直线运动,则AB和BC的竖直间距之比为1:3,但由于A点不是抛出点,故在A点已经具有竖直分速度,故竖直间距之比大于1:3;
[3]根据
x=v0T
可得初速度
【小问3详解】
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,只受重力具有初速度,做平抛运动,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹,此方案是可行的,故A正确;
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹,此方案是可行的,故B正确;
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,由于铅笔和纸之间没有压力,故不会形成运动轨迹,故C错误。
故选AB。
四、本大题3小题,共36分.要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案.
15. 2024年4月下旬,我国神舟十八号载人飞船将3名宇航员送入中国空间站“天宫”,与神舟十七号宇航员进行交接.飞船进入空间站前需先进入近地轨道(绕行半径约为地球半径),再通过变轨进入空间站轨道.已知近地轨道和空间站轨道均为圆周轨道,地球半径为R,空间站高度为h,地球表面重力加速度为g,试求:
(1)神舟十八号在近地轨道时的运行速度;
(2)神舟十八号在空间站时的运行周期.
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)近地卫星由重力提供向心力
解得
(2)再由万有引力提供向心力
由黄金代换
解得

16. 掷飞镖是在现在体育项目中一个重要的比赛项目.如图所示,现有一运动员从同一位置先后水平掷出两支相同的飞镖,落在同一竖直标靶上,飞镖A与竖直标靶成角,B与竖直标靶成角,落点相距为d,不计空气阻力,则:
(1)飞镖A与B在空中飞行的时间之比为多少?
(2)该运动员郑飞镖的位置与标靶的水平距离为多少?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)飞镖A做平抛运动
由几何关系
飞镖B做平抛运动
由几何关系
联立解得
(2)A、B在竖直面内做自由落体运动
联立解得,该运动员郑飞镖的位置与标靶的水平距离为
17. 一质量的物块从半径的圆弧顶端下滑从底端A点水平抛出,恰好无碰撞落在倾斜角度的粗糙斜面上,斜面摩擦因数,最后到达斜面底端速度,已知物块在A点所受轨道的支持力大小为,,试求:
(1)物块在A点的速度大小;
(2)物块在斜面BC上的运动时间;
(3)物块从A点到C点过程中,重力对小球做功及摩擦力对小球做功.
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)在A点所受合外力提供向心力
解得物块在A点的速度大小为
(2)已知B点速度方向,分解速度
物体在斜面BC上时,由受力分析
解得物块在斜面BC上的运动时间为
(3)平抛运动竖直分运动
由运动学公式
重力做功
摩擦力做功
解得绵阳南山中学2024年春季2023级半期考试
物 理 试 题
本试卷分为试题卷和答题卷两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成;答题卡共2页.满分100分,时间75分钟.考试结束后将答题卡交回.
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
注意事项:
1.答第Ⅰ卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上.
2.每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案,不能答在试题卷上.
一、单项选择题(本大题8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列物理学史中说法正确的是( )
A. 第谷经过多年的观测,总结出了开普勒行星运动定律
B. 卡文迪许测量出引力常量G,也被称为“第一个称量地球质量”的人
C. 火星的发现是利用了万有引力定律计算出的轨道发现的
D. 牛顿发现了万有引力定律,计算出了万有引力常量
2. 关于功的概念下列说法正确的是( )
A. 由于功是标量,所以的功大于的功
B. 若一个力对物体做功为零,则该物体一定处于静止状态
C. 两物体间的一对滑动摩擦力做功之和一定等于零
D. 物体所受多个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功
3. 如图所示,拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍,A和B是前轮和后轮边缘上的点,C点是后轮半径一半处的一点,若拖拉机行进时车轮没有打滑,则( )
A. 两轮转动转速相等
B. 两轮转动的周期相等
C. A、B、C三点的线速度大小之比为2∶2∶1
D. A、B、C三点的向心加速度大小之比为2∶2∶1
4. 如图所示,有两条位于同一竖直平面内的水平轨道,轨道上有两个物体A和B,它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接,物体A以速率vA=10m/s匀速运动,在绳与轨道成30°角时,物体B的速度大小vB为( )
A. B. 20 m/s C. D. 5 m/s
5. 如图所示,A、B、C三个物体放在旋转的水平圆盘面上,物体与盘面间的最大静摩擦力均是其重力的k倍,三物体的质量分别为2m、m、m,它们离转轴的距离分别为R、R、2R。当圆盘旋转时,若A、B、C三物体均相对圆盘静止,则下列判断中正确的是(  )
A. A物的向心加速度最大
B. B和C所受摩擦力大小相等
C. 当圆盘转速缓慢增大时,C比A先滑动
D. 当圆盘转速缓慢增大时,B比A先滑动
6. 地球同步卫星轨道在距离地面的Ⅲ轨道处,依靠人类目前的火箭发射能力不能直接把卫星送到如此远的空间位置.想要进入高轨道Ⅲ需先将卫星发射到近地轨道Ⅰ,再经转移轨道Ⅱ进行变轨到达轨道Ⅲ.以下关于卫星变轨过程描述正确的是( )
A. 通过调整同步卫星可以定点在绵阳上空
B. 无论在那个轨道上运行,卫星的速率始终不会大于
C. Ⅱ轨道上B点速率在整个变轨过程中最小
D. 卫星在Ⅱ轨道上A点的加速度大于在Ⅰ轨道上A点的加速度
7. 如图所示,质量为m的小球刚好静止在竖直放置的光滑圆管道内的最低点,管道的半径为R(不计内外径之差),水平线ab过轨道圆心,现给小球一向右的初速度,下列说法正确的是( )
A. 若小球刚好能做完整的圆周运动,则它通过最高点时的速度为
B. 若小球通过最高点时的速度为,则外侧管壁对小球一定有作用力
C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球也可能有作用力
D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球不一定有作用力
8. 地球赤道上的一个物体A,离地高度约的卫星B,地球的同步卫星C,它们运行的轨道示意图如图所示,它们都绕地心做匀速圆周运动.下列有关说法中正确的是( )
A. 它们运动的线速度大小关系是
B. 它们运动的向心加速度大小关系是
C. 已知A运动的周期,可计算出地球的密度
D. 已知B运动的周期及地球半径,可计算出地球质量
二、多项选择题(本大题4小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错或不选的得0分.)
9. 生活中常见的电梯有三种:斜行电梯(甲)、直升电梯(乙)、阶梯式电梯(丙),若三种电梯均处于匀速运动阶段,将三个质量一样的物块分别放在三个电梯上,则在三种电梯中各力做功说法正确的是( )
A. 从一楼到二楼,乙图重力对物体做功最小
B. 上升过程,甲图中摩擦力对物体做正功
C. 上升过程,三个图中支持力均对物体做正功
D. 从一楼到二楼,三个图中合力对物体做功大小相同
10. 已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动,经过时间t(t小于航天器的绕行周期),航天器运动的弧长为s,航天器与月球的中心连线扫过的角度为,引力常量为G,则( )
A. 航天器的轨道半径为 B. 航天器的环绕周期为
C. 月球的质量为 D. 月球的密度为
11. 公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图所示,某公路急转弯处是一半径为R的圆弧,当质量为m的汽车行驶速率为时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,重力加速度为g,则在该转弯处( )
A. 汽车所受支持力为mg
B. 当路面结冰时,与未结冰时相比,值应减小
C. 车速低于,车辆会受到向外侧的摩擦力
D. 转弯处为斜坡,坡面与水平方向夹角为,
12. 如图所示,同一竖直平面内有四分之一圆环BC和倾角为的斜面AC,A、B两点与圆环BC的圆心O等高。现将甲、乙小球分别从A、B两点以初速度、沿水平方向同时抛出,两球恰好在C点相碰(不计空气阻力),已知,,下列说法正确的是( )
A. 初速度、大小之比为3∶4
B. 若大小变为原来两倍,让两球仍在OC竖直面相遇,则应增大到原来4倍
C. 若大小变为原来的一半,则甲球恰能落在斜面的中点D
D. 若要甲球垂直击中圆环BC,则应变为原来的倍
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
三、填空题(每空2分,共计16分)
13. 在“用圆锥摆验证向心力表达式”实验中,如图甲所示,悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时刚好位于圆心正上方。用手拨动钢球,设法使它在空中做匀速圆周运动,通过俯视观察发现其做圆周运动的半径为r,钢球的质量为m,重力加速度为g。
(1)用秒表记录运动n圈的总时间为t,那么钢球做圆周运动需要的向心力的表达式为F=___________。
(2)通过刻度尺测得钢球轨道平面距悬点的高度为h,那么钢球做圆周运动时外力提供向心力的表达式为F=___________。
(3)改变钢球做圆周运动的半径,多次实验,得到如图乙所示的关系图像,可以达到粗略验证向心力表达式的目的,该图线的斜率表达式为k=___________。
14. 用如图甲所示的装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上.钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上.由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点.移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点.
(1)下列实验条件必须满足的有__________.
A. 斜槽轨道光滑 B. 斜槽轨道末端水平
C. 挡板高度等间距变化 D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系.
①改变水平挡板高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛运动,将水平板依次放在如图乙中1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中,小球从拖出点到落点的水平位移依次为、、.忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是____________________.
A. B.
C. D.无法判断
②若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图丙所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是和,则____________________(选填“>”“=”或“<”),可求得钢球平抛的初速度大小为____________________(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示).
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是____________________.
A. 从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B. 用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C. 将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
四、本大题3小题,共36分.要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案.
15. 2024年4月下旬,我国神舟十八号载人飞船将3名宇航员送入中国空间站“天宫”,与神舟十七号宇航员进行交接.飞船进入空间站前需先进入近地轨道(绕行半径约为地球半径),再通过变轨进入空间站轨道.已知近地轨道和空间站轨道均为圆周轨道,地球半径为R,空间站高度为h,地球表面重力加速度为g,试求:
(1)神舟十八号在近地轨道时的运行速度;
(2)神舟十八号在空间站时的运行周期.
16. 掷飞镖是在现在体育项目中一个重要的比赛项目.如图所示,现有一运动员从同一位置先后水平掷出两支相同的飞镖,落在同一竖直标靶上,飞镖A与竖直标靶成角,B与竖直标靶成角,落点相距为d,不计空气阻力,则:
(1)飞镖A与B在空中飞行的时间之比为多少?
(2)该运动员郑飞镖的位置与标靶的水平距离为多少?
17. 一质量的物块从半径的圆弧顶端下滑从底端A点水平抛出,恰好无碰撞落在倾斜角度的粗糙斜面上,斜面摩擦因数,最后到达斜面底端速度,已知物块在A点所受轨道的支持力大小为,,试求:
(1)物块在A点的速度大小;
(2)物块在斜面BC上的运动时间;
(3)物块从A点到C点过程中,重力对小球做功及摩擦力对小球做功.

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