
(考試時間:100分鐘 試卷滿分:100分)
一、選擇題:本題共12小題,每小題4分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第1~8題只有一項符合題目要求,第9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分。
1.“八字剎車”是滑雪的減速技術,其滑行時的滑行姿態(tài)如圖甲所示,左邊雪板的受力情況可簡化為圖乙。雪板與水平雪面成β角,雪面對雪板的總作用力大小為F.方向可認為垂直于雪板所在平面ABCD.則其水平方向上的分力大小為( )
A.FsinβB.FcsβC.FtanβD.
2.2023年重慶市貨運量、港口吞吐量雙雙實現(xiàn)21億噸目標。其中,港口吞吐量歷史性突破2.2億噸,同比增長8.2%,物流公司為了提高工作效率會使用各種傳送帶裝置,如圖所示為一簡化的傳送帶模型,傳送帶與水平面之間的夾角為30°,其中A、B兩點間的距離為6m,傳送帶在電動機的帶動下以v=2m/s的速度勻速運動?,F(xiàn)將一質(zhì)量為m=8kg的小物體〈可視為質(zhì)點〉輕放在傳送帶的B點,已知小物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,則在傳送帶將小物體從B點傳送到A點的過程中,下列說法不正確的是( )
A.工件的動能增加最為16JB.工件的重力勢能增加240J
C.摩擦產(chǎn)生的熱量60JD.電動機多消耗的電能為304J
3.如圖所示,光滑斜面與水平面的夾角為,的長度為,在點正上方且與點等高的位置水平拋出一可看做質(zhì)點的物體A,拋出的速度為,在物體A拋出的同時,在斜面的頂點處一可看做質(zhì)點的物體B沿斜面無初速度下滑,重力加速度以下說法正確的是( )
A.兩物體一定能在斜面上相遇B.兩物體可能在斜面上相遇
C.物體A落在斜面上的時間為D.物體A落在斜面上的時間為
4.汽車行駛中經(jīng)常會經(jīng)過一些凹凸不平的路面,其凹凸部分路面可以看作圓弧的一部分,如圖所示的A、B、C處,其中B處的曲率半徑最大,A處的曲率半徑為,C處的曲率半徑為,,重力加速度為。若有一輛可視為質(zhì)點、質(zhì)量為的小汽車與路面之間各處的動摩擦因數(shù)均為,當該車以恒定的速率沿這段凹凸路面行駛經(jīng)過A、B、C三點時,下列說法正確的是( )
A.汽車在A處受到的摩擦力大小為
B.汽車經(jīng)過A處時處于失重狀態(tài),經(jīng)過C處時處于超重狀態(tài)
C.汽車在A點的行駛速度小于時,汽車將做平拋運動
D.汽車經(jīng)過C處時所受的向心力最小
5.嫦娥六號進入環(huán)月圓軌道,周期為T,軌道高度與月球半徑之比為k,引力常量為G,則月球的平均密度為( )
A.B.C.D.
6.某同學以初速度將質(zhì)量為m的實心球斜向上拋出,出手點離地高為,球在空中運動的部分軌跡如圖所示,運動中球離地的最大高度為。以地面為零勢能面,忽略空氣阻力。下列說法正確的是( )
A.球離手后做變加速曲線運動
B.球在最高點機械能為
C.該同學拋球過程對球做的功為
D.球落地前瞬間的機械能為
7.在如圖所示的四種典型電場的情況中,電場中a、b兩點的電場強度相同的是( )
A.圖甲中平行板電容器帶電時,極板間(除邊緣附近外)的任意兩點a、b
B.圖乙中兩個等量異種點電荷的連線上,與連線中點O不等距的兩點a、b
C.圖丙中離點電荷等距的任意兩點a、b
D.圖丁中兩個等量同種點電荷的連線的中垂線上,與連線中點O等距的任意兩點a、b
8.在靜電場中,從原點O由靜止釋放一帶負電的微粒,它沿著x軸正方向運動,依次經(jīng)過x軸上的x1、x2、x3、x4四點。已知微粒僅受電場力作用,該微粒的電勢能隨位置坐標x的變化關系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.x2和x4兩點處的電場強度相同
B.由x1運動到的過程中,微粒的加速度先增大后減小
C.由x1運動到的過程中,微粒的動能先增大后減小
D.從x1到x2過程中電場力對微粒做的功小于從x1到過程中電場力對微粒做的功
9.如圖甲,電鯰遇到危險時,可產(chǎn)生數(shù)百伏的電壓。若將電鯰放電時形成的電場等效為等量異種點電荷的電場,其中正電荷集中在頭部,負電荷集中在尾部,O為電鯰身體的中點,且AB為魚身長的一半,如圖乙所示,下列說法正確的是( )
A.A點電勢高于B點電勢
B.A點電勢低于B點電勢
C.將正電荷由A點移動到O點,電場力做負功
D.當電鯰產(chǎn)生400V的電壓時,AB間的電壓為200V
10.如圖甲是風洞示意圖,風洞可以人工產(chǎn)生可控制的氣流,用以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動。在某次風洞飛行表演中,質(zhì)量為50kg的表演者靜臥于出風口,打開氣流控制開關,表演者與風力作用的正對面積不變,所受風力大小F=0.05v2(采用國際單位制),v為風速??刂苬可以改變表演者的上升高度h,其v2與h的變化規(guī)律如乙圖所示。g取10m/s2。表演者上升10m的運動過程中,下列說法正確的是( )
A.打開開關瞬間,表演者的加速度大小為2m/s2
B.表演者一直處于超重狀態(tài)
C.表演者上升5m時獲得最大速度
D.表演者先做加速度逐漸增大的加速運動,再做加速度逐漸減小的減速運動
11.如圖所示,橄欖球愛好者某次訓練時,手抓質(zhì)量的橄欖球從靜止開始原地旋轉(zhuǎn)一圈,將橄欖球以的水平速度甩出,橄欖球出手時離地高度。已知橄欖球落地時的速度大小為,重力加速度g取,下列說法正確的是( )
A.原地旋轉(zhuǎn)一圈的過程中,合外力對橄欖球做功
B.原地旋轉(zhuǎn)一圈的過程中,合外力對橄欖球做功
C.橄欖球被甩出后,空氣阻力對橄欖球做功
D.橄欖球被甩出后,空氣阻力對橄欖球做功
12.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),其空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星組成。已知地球靜止軌道衛(wèi)星的運行周期為T,地球(可視為質(zhì)量分布均勻的球體)的半徑為R,近地衛(wèi)星(軌道半徑近似等于地球半徑)的運行周期為,引力常量為G,下列說法正確的是( )
A.地球的質(zhì)量為
B.地球的平均密度為
C.地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑為
D.地球赤道上與北極極點上重力加速度大小的比值為
二、實驗題:本題共2小題,共15分。
13.(8分)某實驗小組通過如圖所示的裝置驗證向心力公式。一個體積較小,質(zhì)量為m的滑塊套在水平桿上(不會翻到),力傳感器通過一根細繩連接滑塊,用來測量繩中拉力F的大小,最初整個裝置靜止,細繩剛好伸直但無張力,然后讓整個裝置逐漸加速轉(zhuǎn)動,最后滑塊隨桿一起繞豎直桿做勻速圓周運動?;瑝K的中心固定一塊擋光片,寬度為d,滑塊的中心到轉(zhuǎn)軸的距離為L,每經(jīng)過光電門一次,通過力傳感器和光電計時器就同時獲得一組細繩拉力F和擋光片經(jīng)過光電門時的擋光時間的數(shù)據(jù)。
(1)某次旋轉(zhuǎn)過程中擋光片經(jīng)過光電門時的擋光時間為,則滑塊轉(zhuǎn)動的線速 ;
(2)認為繩的張力充當向心力,如果 (用已知量和待測量的符號表示),則向心力的表達式得到驗證。
(3)該小組驗證向心力的表達式時,經(jīng)多次實驗,儀器正常,操作和讀數(shù)均沒有問題,發(fā)現(xiàn)拉力F的測量值與滑塊的向心力的理論值相比 (填“偏大”或“偏小”),主要原因是 。
14.(7分)(1)如圖甲所示為探究平行板電容器電容大小決定因素的實驗,給電容器充電后與電源斷開,保持電荷量不變。若將B板向右移動少許,靜電計指針偏角 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
(2)某同學用圖乙所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象?,F(xiàn)提供如下實驗器材:電源電壓為5V(內(nèi)阻不計)、電容器C、電阻箱R、毫安表、單刀雙擲開關S和導線若干。
①將開關S撥至位置1,電容器充電完畢后,將開關S撥至位置2,此過程得到的圖像如圖丙所示,則電容器充電完畢后的電荷量為 C,電容器的電容 F。(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
②如果不改變電路其他參數(shù),只增大電阻箱R接入電路的阻值,則此過程的曲線與坐標軸所圍成的面積將 (選填“減小”“不變”或“增大”)。
三、計算題:本題共3小題,共37分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
15.(11分)在光滑水平地面上停放著一質(zhì)量的足夠長平板小車,質(zhì)量的小物塊靜置于小車上,如圖甲。時刻,小物塊以速度向右滑動,同時對物塊施加一水平向左、大小恒定的外力,物塊與小車在第內(nèi)運動的圖像如圖乙所示。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度大小取。求:
(1)物塊與小車間的動摩擦因數(shù)和恒力的大??;
(2)第內(nèi)物塊與小車間的相對位移。
16. (12分)如圖所示,豎直固定的四分之一粗糙圓軌道下端B點水平,半徑。質(zhì)量的長薄板靜置于傾角的粗糙斜面CD上,其最上端剛好在斜面頂端C點。一質(zhì)量為的滑塊可看成質(zhì)點從圓軌道A點由靜止滑下,運動至B點時對軌道的壓力大小為,接著從B點水平拋出,恰好以平行于斜面的速度落到薄板最上端,并在薄板上開始向下運動;當小物體落到薄板最上端時,薄板無初速度釋放并開始沿斜面向下運動,其運動至斜面底端時與豎直固定的光滑半圓軌道DE底端粘接在一起。已知斜面CD長,薄板長,厚度忽略不計,其與斜面的動摩擦因數(shù),滑塊與長薄板間的動摩擦因數(shù)為,滑塊從斜面底端滑離時的能量損失和運動過程中空氣阻力均忽略不計,,,,試求:
(1)滑塊由A到B運動過程中克服摩擦力做的功;
(2)滑塊與薄板共速前二者之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q;
(3)如果要使滑塊不會中途脫離豎直半圓軌道DE,其半徑需要滿足什么條件?
17. (14分)如圖所示,虛線MN左側(cè)有一方向水平向左、電場強度大小為E的勻強電場。
在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著長為L,間距為d的平行金屬板,兩板之間電壓為U,AO過兩板的中線,在虛線PQ右側(cè)距離為處有一水平放置,長度為的屏,屏到AO的距離為d?,F(xiàn)將一帶電量為,質(zhì)量為m的帶電粒子無初速度地放入電場中的A點,A點到MN的距離為kL,粒子最后可打在右側(cè)屏上。不計帶電粒子的重力,求:
(1)求帶電粒子到達MN時的速度大小;
(2)求帶電粒子離開平行金屬板時距中心線AO的偏移量;
(3)使粒子打在屏的最右側(cè),求k的取值。
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