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文檔簡介
2024-2025學年安徽省A10聯盟高一(下)聯考物理試卷(5月)D卷一、單選題:本大題共8小題,共32分。1.足球運動一直深受師生的喜愛。圖中虛線為某次足球比賽時足球在空中的飛行軌跡,足球在空中運動時不旋轉,軌跡在豎直平面內。則足球在最高點的速度v的方向和所受合力F的方向可能為(
)A. B.
C. D.2.下列對功和能的說法正確的是(
)A.靜摩擦力一定不做功 B.物體所受合外力不為0,則動能一定變化
C.物體所受合外力為0,則機械能一定守恒 D.一對相互作用力做功的代數和可能不為03.一只叼著食物的鳥兒水平勻速飛行時不小心松開了嘴巴,食物(可視為質點)運動一段時間后落在地面上。從食物掉落開始計時,食物在水平方向上分運動的x?t圖像如圖所示。忽略空氣阻力,重力加速度g=10m/s2。關于食物在空中的運動,下列說法正確的是(
)
A.食物在空中運動的軌跡是一條直線 B.相等時間內食物的速度變化量不相等
C.第1s末,食物的速度大小為12m/s D.第1s末,食物離釋放點距離為4.“天問一號”是執行中國首次火星探測任務的探測器,該名稱源于屈原長詩《天問》,寓意探求科學真理征途漫漫,追求科技創新永無止境。已知萬有引力常量為G,忽略火星自轉,若探測器繞火星做勻速圓周運動,火星認為是質量分布均勻的球體,要想估測火星的平均密度,還需要測量(
)A.探測器的運行周期與軌道半徑
B.探測器的運行速度與軌道半徑
C.火星表面的重力加速度與火星半徑
D.探測器的軌道半徑與火星表面的重力加速度5.航模比賽中,某段時間內,航模飛機的運動可以看成在水平面內繞某中心點做勻速圓周運動。已知在時間t內,航模飛機通過的弧長為s,航模飛機與中心點的連線轉過的角度為θ,航模飛機的質量為m,重力加速度為g,則關于航模飛機的運動,下列說法正確的是(
)A.運動半徑為θs
B.向心加速度為t2θs
C.空氣對飛機的作用力大小為6.在空間站中,宇航員長期處于失重狀態。為緩解這種狀態帶來的不適,科學家設想建造一種環形空間站,如圖所示。環形空間站繞中心勻速旋轉,宇航員站在圓環內的外側壁上隨環形空間站做勻速圓周運動,可以使宇航員感受到與在地面相同效果的重力(即“等效重力”)體驗。已知地球表面的重力加速度為g,環形空間站的半徑為r。下列說法正確的是(
)
A.環形空間站中的航天員處于平衡狀態
B.宇航員感受到的“等效重力”方向沿半徑向外
C.環形空間站繞其軸線轉動的角速度大小為gr
D.環形空間站繞其軸線轉動的線速度大小為7.如圖所示,長為L的輕質細桿,一端固定于轉軸O,另一端固定一可視為質點、質量為m的小球,輕桿繞轉軸O在豎直平面內以角速度ω勻速轉動,重力加速度為g。從小球經過最高點時開始計時,下列說法正確的是(
)
A.輕質細桿對小球始終不做功
B.小球轉到與O等高點時,桿對小球的作用力大小為mLω2
C.從開始計時至第一次運動到最低點,小球重力做功的平均功率為2mgωLπ8.圖甲為游樂場中的“旋轉飛椅”,圖乙是飛椅的示意圖,主動輪接電動機,主動輪和從動輪利用齒輪傳動,從動輪通過轉軸與頂端大轉盤連接,大轉盤上距轉軸2R和R的位置分別懸掛長均為L的吊鏈,吊鏈下端連接座椅。游客坐在座椅上隨著轉盤一起轉動,經過一段時間后達到穩定狀態,此時,游客A、B與豎直方向的夾角分別為α、β,游客A、B的質量相等。已知緊密咬合的主動輪和從動輪的齒數分別為N1和N2。若游客和座椅可看成質點,不計吊鏈和座椅的重力及一切阻力,重力加速度為g,下列說法正確的是(
)
A.游客A的轉速為gtanα2R+Lsinα
B.主動輪的轉速為N22πN1gtanβR+Lsinβ
C.A、二、多選題:本大題共2小題,共8分。9.如圖所示,人造衛星的發射過程要經過多次變軌后方可到達預定軌道,在發射地球靜止軌道衛星的過程中,衛星從近地圓形軌道Ⅰ的A點先變軌到橢圓軌道Ⅱ,然后在遠地點B變軌進入地球靜止軌道Ⅲ。下列說法正確的是(
)
A.衛星在Ⅱ軌道上經過A點的速度小于在Ⅲ軌道上的速度
B.衛星在Ⅱ軌道和Ⅲ軌道上經過B點時的加速度大小相等
C.若地球自轉加快,靜止軌道Ⅲ離地面的高度應增大
D.衛星在Ⅲ軌道上運行的動能小于在Ⅰ軌道上的動能10.如圖所示,abc是豎直面內的光滑固定軌道,ab水平,長度為2R,bc是半徑為R的四分之一圓弧軌道,與ab相切于b點。一質量為m的小球,始終受到一個F=0.5mg的水平恒力作用,自a處由靜止開始向右運動,并落在水平軌道cd上。已知重力加速度為g,不計空氣阻力,在此過程中下列說法正確的是(
)
A.小球運動到c點時對圓弧軌道的壓力大小為2mg
B.小球運動到c點時的加速度大小為2g
C.小球從離開c點至落在水平軌道cd的過程中,做勻變速曲線運動
三、實驗題:本大題共2小題,共18分。11.如圖所示的向心力演示儀,長槽上P2擋板距左轉軸的距離是P1擋板距左轉軸距離的兩倍,P1擋板距左轉軸的距離與短槽上(1)轉動手柄1,可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動,槽內的小球也隨著做勻速圓周運動,其中兩小球所受向心力的比值可以通過器件________(填“6”或“7”)粗略計算出;(2)現將質量相等的兩小球A和B分別放在左右兩邊的槽內,如圖所示。某次實驗皮帶套的兩個塔輪的半徑分別為R左:R右=2:1,則12.某實驗小組設計了如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。將拉力傳感器固定在天花板上,用一根不可伸長的輕繩一端固定在拉力傳感器上,另一端連接一個可視為質點、質量m=100g的小球。用刻度尺測出小球球心到傳感器上懸點的距離L=1m、輕繩豎直時小球球心到桌面的高度h=0.2m。將小球從最低點向右拉開一段距離,緊靠豎直刻度尺,輕繩伸直,讀出小球與刻度尺的接觸點到水平桌面的高度H。已知重力加速度g=9.8m/s2(1)關于本實驗,以下說法正確的是(
)A.要選用體積小、密度大的小球B.利用v=C.小球從釋放到最低點,拉力傳感器的示數一直變大(2)水平移動刻度尺,當接觸點到水平桌面的高度H=0.6m時,由靜止釋放小球,拉力傳感器顯示小球擺動過程中細線的最大拉力F=1.72N,則從釋放運動到最低點過程中小球的動能增量ΔEk=________J,重力勢能減少量ΔEp=________J(3)水平移動刻度尺,改變小球由靜止釋放的位置,多次重復實驗,測出多組H及對應的F,作出F?H圖像,若機械能守恒,則圖像的斜率為________(用字母m、L、g表示)。四、計算題:本大題共3小題,共30分。13.圖甲為管口出水方向可調的瓶裝水電動取水器,某同學將取水器管口調成水平方向,使水從管口沿水平方向噴出,待水在空中形成穩定的彎曲水柱后,緊貼水柱后方放置白底方格板,放置方格板時方格板上的方格線分別豎直和水平,現利用手機正對水柱拍攝照片,取水柱上的三個點a、b、c,如圖乙所示。已知每個正方形方格的邊長為L,重力加速度為g,不計空氣阻力,求:(1)水流噴出時的初速度大小;(2)出水口到b點的位移大小。14.如圖所示,火箭內測試儀平臺上放置一個壓力傳感器,有一個物體放在壓力傳感器上。現在火箭以加速度a=g2豎直向上勻加速發射升空,某時刻物體對傳感器的壓力恰好是在地面發射加速時的1727。已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,引力常量為(1)地球的平均密度;(2)該時刻火箭所在位置的重力加速度大小;(3)該時刻火箭離地面的高度。15.如圖所示,豎直平面內固定的四分之一光滑圓弧軌道AB和水平傳送帶BC相切于B點,圓弧軌道的半徑R=1.8m,傳送帶以速度v=3m/s沿逆時針方向運行,水平地面上固定一傾角θ=45°的直角斜面體DEF,直角邊EF的高度h=5m,C點位于D點的正上方,并與E點等高。一個可視為質點、質量m=1kg的滑塊從圓弧軌道頂端A點由靜止開始自由下滑,滑塊剛好不從傳送帶右端C點滑落。已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(1)滑塊第一次滑到B點時對圓弧軌道的壓力;(2)滑塊從滑上傳送帶至第一次返回到B點的過程中,與傳送帶因摩擦產生的熱量;(3)若圓弧軌道半徑可調,滑塊從C點飛出后,落到斜面DE上的最小動能及對應圓弧軌道的半徑。
答案和解析1.【答案】A
【解析】A由于圖中軌跡不對稱,說明足球受到空氣阻力和重力作用,圖示位置足球受豎直向下的重力和水平向左的空氣阻力,所以足球所受合力方向為左下方,故A正確。BCD錯誤。2.【答案】D
【解析】A、物體運動情況未知,不能判斷靜摩擦力是否做功,故A錯誤;
B、物體所受合外力不為0時,合外力方向上不一定有位移,如勻速圓周運動,因此動能不一定變,故B錯誤;
C、機械能守恒的條件是只有重力或彈力做功,與合外力是否為0無關,故C錯誤;
D、一對相互作用力做功的代數和可能為0,可能不為0,可能為正功,可能為負功,故D正確。3.【答案】D
【解析】AB、食物釋放后做平拋運動,軌跡是拋物線,相等時間內速度的變化量相等,故AB錯誤;
C、1s時食物水平方向速度vx=xt=2m/s,位移x=vxt=2m,豎直方向速度vy=10m/s,位移4.【答案】C
【解析】A、B選項可計算火星質量,但不知道火星半徑,無法計算火星密度;
D選項既不能求火星質量,也不能計算火星密度;故ABD錯誤,C正確。5.【答案】C
【解析】AB.航模飛機的線速度等于st,角速度等于θt,故半徑r=vω=sθ,向心加速度為θst2,故AB錯誤;6.【答案】B
【解析】A、旋轉艙中的宇航員做勻速圓周運動,圓環繞中心勻速旋轉使宇航員感受到與地球一樣的“重力”是向心力所致,向心加速度大小應為g,合力指向圓心,處于非平衡狀態,A錯誤;
B、宇航員要感受到與在地面相同效果的重力體驗,需要站立在環形空間站外側,故宇航員感受到的“等效重力”方向沿半徑向外。B正確;
CD、根據g=ω2r=v2r,解得:故選B7.【答案】C
【解析】A、桿勻速轉動,從開始計時至第一次運動到最低點,桿對球的作用力做功與重力做功代數和為零,小球重力做功的平均功率為P=W12T=2mgLπω=2mgLωπ,故A錯誤,C正確;
B、小球轉動到與8.【答案】B
【解析】對游客A有mgtanα=m(2R+Lsinα)(2πn2)2,解得n2=12πgtanα2R+Lsinα,故A錯誤;
對游客B有mgtanβ=m(R+Lsinβ)(2πn2)2,由N1n1=N2n2,得主動輪的轉速n1=N2N112πgtanβR+Lsinβ,故B正確;9.【答案】BD
【解析】衛星在Ⅱ軌道經過A點的速度大于在I軌道的速度,I軌道的速度大于Ⅲ軌道的速度,故衛星在Ⅱ軌道經過A點的速度大于在Ⅲ軌道的速度,衛星在Ⅲ軌道的動能比在I軌道動能小,故A錯誤、D正確;
由an=GMr2知衛星在Ⅱ、Ⅲ軌道經過B點的加速度相等,故B正確;
由GMm10.【答案】BC
【解析】A、a到c過程,對小球由動能定理F?3R?mgR=12mvc2?0,得vc=gR,c處水平方向Nc?F=mvc2R,解得Nc=1.5mg,由牛頓第三定律,小球運動到c點時對圓弧軌道的壓力大小為1.5mg,故A錯誤;
B、c處加速度a=vc2R2+g11.【答案】(1)7;
(2)1:2;1:4
【解析】解:(1)6為橫臂,小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供;7為標尺,根據7上露出的紅白等分標記,可粗略計算出兩球所受向心力的比值;
(2)兩個塔輪轉動的線速度相等,由ω=vR得A、B兩球轉動時的角速度之比為1:2;
由Fn12.【答案】(1)AC;
(2)0.37;0.39;
(3)2mgL【解析】解:(1)A、小球運動過程中有阻力作用,要選用體積小、密度大的小球,故A正確;
B、利用v=2g(H?h)計算小球在最低點的速度,直接應用了機械能守恒,故B錯誤;
C、小球運動過程中重力的法向分力以及速度均不斷增大,故繩上的拉力一直增大,在最低點拉力最大,故C正確。
(2)在最低點根據牛頓第二定律有F?mg=mv2L,
所以在最低點的動能Ek=12mv2=12(F?mg)L=0.37J,
所以從釋放到最低點動能增量△Ek13.【答案】(1)由于a到b,b到c的水平位移相等,且水在水平方向做勻速直線運動,所以從a到b和b到c的時間相等。
設tab=tbc=T,豎直方向上:5L?3L=gT2①
水平方向上:2L=v0T②
聯立解得:v0=2gL
(2)設b點的豎直分速度為vby,從出水口到b點的時間為t,根據勻變速直線運動中間時刻的速度為全程的平均速度,
可知:vby=8L2T=4LT③水柱從出水口到b點的時間:【解析】詳細解答和解析過程見【答案】14.【答案】(1)在地球表面:GMmR2=mg
地球的體積:V=43πR3
地球的平均密度:ρ=MV
聯立以上各式解得:ρ=3g4πGR
(2)設該時刻火箭所在位置重力加速度為g′在地球表面:F1?mg=ma
在該時刻火箭所在位置:F2?mg′=ma
由題意:【解析】詳細解答和解析過程見【答案】15.【答案】解:(1)從A到B:mgR=12mvB2?0,
在B點:FN?mg=mvB2R,
聯立解得:FN=30N,
由牛頓第三定
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