本试卷有20道题,考试时长90分钟,满分100分。
第一部分
本部分共14小题,每小题3分,共42分。在每题的四个选项中选出最符合要求的一项。
1. 小明同学想在周末的时候去体验一下超重,下列场所中不适合他选择的是
A. 去乘坐高楼的观光电梯 B. 去游乐场玩旋转木马
C. 去游乐场乘坐过山车 D. 去游乐场乘坐摩天轮
2. 如图,质量mA>mB的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面。让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是
3. 大型商城有两种自动扶梯,一种如上图所示是台阶式的,适合一般顾客使用;一种如下图所示是斜坡式的,适合推购物车顾客使用。现有两个顾客分别站立在两部电梯上随扶梯运动。下列判断正确的是
A. 若扶梯加速上行,上图顾客所受摩擦力水平向右
B. 若扶梯加速上行,下图顾客所受摩擦力沿斜坡向下
C. 若扶梯匀速下行,上图顾客所受摩擦力水平向左
D. 若扶梯匀速下行,下图顾客所受摩擦力沿斜坡向下
4. 小明在操场上观看同学进行篮球比赛,联系所学物理知识,他对篮球的运动有下列一些判断,若不考虑空气阻力,这些判断中错误的是
A. 投出去的篮球沿曲线运动是因为篮球初速度与其所受重力方向不共线
B. 篮球从投出到落入篮筐之前的飞行过程中,篮球与地球组成的系统机械能是守恒的
C. 开球时,在裁判竖直向上抛篮球直至篮球脱手的过程中,篮球的速度一直增大
D. 传球时,同学接到球后双手握球自然回收的过程可以有效减小篮球和手之间作用力
5. 质量为m的乘客乘竖直电梯上楼,其位移s与时间t的关系图像如图。乘客所受支持力的大小用F表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是
A. 0~t1时间内,v增大,F>mg
B. t1~t2时间内,v减小,F<mg
C. t2~t3时间内,v增大,F<mg
D. t2~t3时间内,v减小,F>mg
6. 某段城市道路上发生了一起交通事故,已知该路段的限速标志如图所示。交警现场勘察测得车轮紧急刹车时在地上摩擦出的印迹长度约为15m,已知轮胎与干燥路面间的动摩擦因数约为0.7,设紧急制动时行车电脑会自动切断汽车动力。由以上信息不能得出下列结论中的
A. 汽车紧急刹车时的最大加速度
B. 汽车与地面间的滑动摩擦力
C. 刹车前汽车是否超速行驶
D. 汽车行驶的初速度
7. 我国首次火星探测任务被命名为”天问一号”。已知火星质量约为地球质量的10%,半径约为地球半径的50%,下列说法正确的是
A. 火星探测器的发射速度应大于地球的第三宇宙速度
B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间
C. 火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度
D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
8. 质量为m的物体,在竖直方向的拉力F作用下,以大小为g/3的加速度沿竖直方向匀减速下降h。该过程中,关于功和能的下列说法正确的是
A. 物体的机械能增加了4mgh/3
B. 物体的机械能减少了mgh/3
C. 物体的重力势能减少了mgh
D. 物体的动能减少了2mgh/3
9. 假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0;在赤道的大小为g;地球自转的周期为T;引力常量为G。地球的密度为
A. B.
C. D.
10. 一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后卫星以速度v1向前方飞行。忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后箭体的速度v2为
A. v0-v2 B. v0+v2
C. v0+ D. v0+
11. 筋膜枪是一款用于运动后肌肉放松的网红理疗仪,如图。当人在健身或运动后,交感神经过度兴奋,造成肌肉在静态的时候还是过于紧张,产生筋膜粘连,从而影响恢复生长。筋膜黏连或者损伤时,身体常常会出现很多不适的反应,如肌肉发僵、酸痛等。筋膜枪最高能每分钟产生2000-3000次的震动,通过枪头冲击身体目标部位带动肌肉振动来帮助肌肉组织放松恢复,促进血液循环。同时有效消散人体在因运动、工作、生活之中的疲劳而产生的大量肌酸,具有非常好的缓解肌体疲劳的作用。已知正常人体的共振频率约为7.5Hz左右,其中各部分又有自己的共振频率,如内脏为4~6Hz,头部为8~12Hz等。根据以上信息判断,下列说法正确的是
A. 使用筋膜枪按摩肌肉时,每分钟震动次数越多,肌肉振动幅度越大
B. 使用筋膜枪按摩肌肉时,每分钟震动次数越少,肌肉振动幅度越大
C. 在某些振动频率上使用筋膜枪对身体某些部位进行长时间按摩时,有可能会造成局部血管破裂,对身体带来伤害
D. 可以用筋膜枪对头部、关节、颈部肌肉群等部位进行振动放松
12. 简谐波沿x轴负方向传播,周期为T,波长为。若在x=0处质点的振动图像如下图所示,则该波在t=T/2时刻的波形曲线为
A B C D
13. 如图(a),长木板静止于光滑水平桌面上,t=0时,小物块以速度v0滑到长木板上并恰好未滑离木板,图(b)为该过程中物块与木板运动的v-t图像,图中t1、v0、v1已知。重力加速度为g。由此不能求出
A. 木板的长度
B. 物块与木板的质量之比
C. 物块与木板之间的动摩擦因数
D. 从t=0开始到t1时刻的过程,木块和木板组成的系统减少的机械能
14. 如图,完全相同的A、B两滑块用轻弹簧相连,放在粗糙水平面上,初始时B被水平力F压在某位置处于静止,弹簧被压缩到一定程度。某时刻突然撤去F,已知最终A能离开左侧墙壁,且弹簧第一次恢复原长时B的速度大小为v0。则关于撤去F后的过程,下列分析中正确的是
A. A离开墙前,A、B和弹簧组成的系统机械能是守恒的
B. A离开墙后,A、B组成的系统动量是守恒的
C. 从B开始运动直至A、B都静止的过程中,B速度为v0的时刻只出现过2次
D. 从B开始运动直至A、B都静止的过程中,A速度为v0的时刻只出现过1次
第二部分
本部分共6题,共58分。
15.(9分)如图1所示为某同学研究”在合力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图。
(1)下面列出了一些实验器材:
电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶、刻度尺。
除以上器材外,还需要的实验器材有:___________。
A. 秒表 B. 天平(附砝码)
C. 低压交流电源 D. 低压直流电源
(2)实验中,该同学把小车放在木板上,先把一条纸带固定在小车后面,将纸带穿过打点计时器。再把木板一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做_________运动。该过程中_________(选填”需要”、”不需要”)开启打点计时器打点。
(3)实验中,为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力,砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是_________。这样,在改变小车上砝码的质量时,只要砂和砂桶质量不变,就可以认为小车所受拉力几乎不变,即合力恒定。
(4)如图2所示,A、B、C、D为四个相邻的计数点,若相邻计数点之间的时间间隔为T,A、B间的距离为x1,C、D间的距离为x2,则小车的加速度a=_________。
若已知T=0.10s,x1=5.90cm,x2=6.46cm,则a=________m/s2(结果保留2位有效数字)。
(5)在做实验时,该同学已补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力。在处理数据时,他以小车的加速度的倒数为纵轴,以小车和车上砝码的总质量M为横轴,描绘出-M图象,图3中能够正反映-M关系的示意图是
图3
16.(9分)在”用单摆测重力加速度”的实验中,某同学的主要操作步骤如下:
①取一根符合实验要求的摆线,下端系一金属小球,上端固定在O点;
②在小球静止悬挂时测量出O点到小球球心的距离l;
③拉动小球使细线偏离竖直方向一个较小的角度,然后由静止释放小球;
④用秒表记录小球完成n次全振动所用的时间t。
(1)用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值,其表达式为g=________;
(2)若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是___________。(选填下列选项前的序号)
A. 测量摆长时,把摆线的长度当成了摆长
B. 摆线上端未牢固地固定于O点,振动中出现松动,使摆线越摆越长
C. 测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间t记为了n次全振动的时间,并由计算式T=t/n求得周期
D. 摆球的质量过大
(3)在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后,为了减小实验误差,他决定用图象法处理数据,并通过改变摆长,测得了多组摆长l和对应的周期T,并用这些数据作出T2–l图象如图甲所示。若图线的斜率为k,则重力加速度的测量值g=__________。
17.(9分)
质量m=0.1kg的小物块在F=1.0N的水平力作用下沿粗糙水平桌面由静止开始运动s=1.0m后飞离桌面并做平抛运动,最终落在水平地面上与桌沿水平距离为x=0.9m的地方,如图。已知桌面高h=0.45m,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小物块飞离桌面时的速率v1;
(2)桌面摩擦力对小物块所做的功W;
(3)物块与桌面间的动摩擦因数μ。
18.(10分)
城市进入高楼时代后,高空坠物已成为危害极大的社会安全问题,由物理学知识可知,即使是很小的物体从高处坠落也可能对人造成严重的伤害。
设一个50g的鸡蛋从16楼的窗户自由落下,相邻楼层的高度差约为3m,鸡蛋下落起点距地面的高度约为45m,与地面撞击时鸡蛋的竖直高度为6cm,认为鸡蛋下沿落地后,鸡蛋上沿的运动是匀减速运动,并且上沿运动到地面时恰好静止,以鸡蛋的上、下沿落地的时间间隔作为鸡蛋与地面的撞击时间,不计空气阻力,g=10m/s2。试计算:
(1)鸡蛋下沿着地时的速度大小v;
(2)鸡蛋着地后与地面的撞击时间△t;
(3)从16楼下落的鸡蛋对地面的平均冲击力F。
19.(10分)
游乐园里的过山车项目因其惊险刺激而广泛受到年轻人的喜爱,过山车设施也修建得越来越高大,运行速度越来越快。某课外小组的同学为研究该项游乐活动的安全性问题,将实际过山车简化为如下物理模型:弧形轨道AB与半径为r的圆轨道在B点相连,固定在竖直面内,如图所示。游客乘坐小车由轨道AB上高为h的A处无初速下滑并通过圆形轨道后继续运动。他们查询资料还发现,正常人体在短时间内能承受的压力不超过其体重的10倍。设所有轨道光滑,试根据以上信息分析,对过山车安全运行的初始下降高度h有何要求?
20.(11分)
如图,光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙,μ=0.1)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA=2kg,mB=1kg,mC=2kg。开始时C静止,A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞。B、C均可看成质点,g=10m/s2,求:
(1)A与C发生碰撞后瞬间A的速度v;
(2)B在A上滑动的距离L。
参考答案
一、单项选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
B | A | A | C | A | B | C |
8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
C | A | C | C | B | D | C |
二、实验题(本题共2小题,共18分)
15.(1)BC(2分)
(2)匀速直线;需要
(3)m<<M
(4);0.28(各1分)
(5)C(2分)
16.(1)
(2)C
(3)(各3分)
三、计算题(本题共4小题,共40分。)
17.(1)3m/s
(2)-0.55J
(3)0.55
18.(1)30m/s
(2)4×10-3s
(3)375.5N 方向向下(牛三)
19. 2.5r≤h≤4.5r
20.(1)2m/s
(2)3m