
1.關(guān)于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,以下說(shuō)法中正確的是( )
A. 物體受變力作用才可能做曲線運(yùn)動(dòng)B. 物體受恒力作用也可能做曲線運(yùn)動(dòng)
C. 物體不受力也能做曲線運(yùn)動(dòng)D. 物體只要受到外力就一定做曲線運(yùn)動(dòng)
2.關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的適用范圍和局限性,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 經(jīng)典力學(xué)過(guò)時(shí)了,應(yīng)該被量子力學(xué)所取代
B. 由于超音速飛機(jī)的速度太大,其運(yùn)動(dòng)不能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)解釋
C. 人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)不適合用經(jīng)典力學(xué)來(lái)描述
D. 當(dāng)物體速度接近光速時(shí),其運(yùn)動(dòng)規(guī)律不適合用經(jīng)典力學(xué)來(lái)描述
3.在1905年愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論理論,此理論建立的前提有兩個(gè)假設(shè)條件以及在相對(duì)論理論下觀察到的不同現(xiàn)象,如果有接近光速運(yùn)動(dòng)下的物體時(shí)間和空間都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 在不同的慣性參考系中,一切物體的規(guī)律是不同的
B. 真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都是相同的
C. 物體在接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí),它沿運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度會(huì)變大
D. 狹義相對(duì)論只適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體,不適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體
4.太陽(yáng)的壽命估計(jì)為100億年,目前已度過(guò)了約50億年,當(dāng)太陽(yáng)耗盡核燃料后,最終將會(huì)演化變成( )
A. 主序星B. 白矮星C. 中子星D. 紅巨星
5.平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn):①水平方向做勻速運(yùn)動(dòng);②豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng),可做下面的實(shí)驗(yàn):如圖所示,用小錘擊打金屬片,A球就水平飛出,同時(shí)B球被松開(kāi),做自由落體運(yùn)動(dòng),兩球同時(shí)落到地面,這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明( )
A. 做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)
B. 做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C. A、B項(xiàng)中所述都能說(shuō)明
D. A、B項(xiàng)中所述都不能說(shuō)明
6.圖中是一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)圖像,則在圖中t1和t2兩個(gè)時(shí)刻振子相同的物理量為( )
A. 加速度
B. 位移
C. 速度
D. 回復(fù)力
7.如圖所示,質(zhì)量相同的三個(gè)小物塊a、b、c處在同一高度。a由靜止開(kāi)始沿光滑斜面下滑,b做自由落體運(yùn)動(dòng),c向右以某一初速度v0做平拋運(yùn)動(dòng),三者最終都落在同一個(gè)水平面上。若不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 三者落地時(shí)速度都相同B. 三者的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等
C. 三者的重力做功都相等D. 三者落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等
8.飛機(jī)在水平地面上空的某一高度水平勻速飛行,每隔相等時(shí)間投放一個(gè)物體.如果以第一個(gè)物體a的落地點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、飛機(jī)飛行方向?yàn)闄M坐標(biāo)的正方向,在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系.如圖所示是第5個(gè)物體e離開(kāi)飛機(jī)時(shí),拋出的5個(gè)物體(a、b、c、d、e)在空間位置的示意圖,其中不可能的是( )
A. B.
C. D.
9.如圖所示,質(zhì)量為m的物體,以速度v離開(kāi)高為H的桌子,當(dāng)它落到距地為h的A點(diǎn)時(shí),在不計(jì)空氣阻力的情況下,以地面為重力勢(shì)能的零點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 物體在A點(diǎn)具有的機(jī)械能是12mv2+mgh
B. 物體在A點(diǎn)具有的機(jī)械能是12mv2+mgH
C. 物體在A點(diǎn)具有的動(dòng)能是12mv2+mgH
D. 物體在A點(diǎn)具有的動(dòng)能是mg(H+h)
10.一質(zhì)量為m的小球,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛于O點(diǎn),小球 在水平力F作用下,從平衡位置P很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn),如圖所示,則力F所做的功為( )
A. mgLcsθ
B. mgL(1?csθ)
C. FLsinθ
D. FL(1?csθ)
11.如圖所示為兩級(jí)皮帶傳動(dòng)裝置,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)皮帶均不打滑,中間兩個(gè)輪子是固定在一起的,輪1的半徑和輪2的半徑相同,輪3的半徑和輪4的半徑相同,且為輪1和輪2半徑的一半,則輪1邊緣的a點(diǎn)和輪4邊緣的c點(diǎn)相比( )
A. 線速度之比為1:4B. 角速度之比為4:1
C. 向心加速度之比為8:1D. 向心加速度之比為1:8
12.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)BDS,是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)中包含多種衛(wèi)星,如沿地球表面附近飛行的近地衛(wèi)星,以及地球同步衛(wèi)星等。圖為某時(shí)刻從北極上空俯瞰的地球同步衛(wèi)星A、近地衛(wèi)星B和位于赤道地面上的觀察點(diǎn)C的位置的示意圖。地球可看作質(zhì)量分布均勻的球體,衛(wèi)星A、B繞地心的運(yùn)動(dòng)可看作沿逆時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng),其軌道與地球赤道在同一平面內(nèi),不考慮空氣阻力及其他天體的影響。若已知引力常量,那么要確定地球的密度,只需要再測(cè)量( )
A. 衛(wèi)星A的質(zhì)量B. 衛(wèi)星B的質(zhì)量C. 衛(wèi)星A的運(yùn)行周期D. 衛(wèi)星B的運(yùn)行周期
二、填空題:本大題共4小題,共24分。
13.______發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力,并推出萬(wàn)有引力定律;______利用扭秤比較精確地測(cè)出了引力常量。
14.重力做功僅取決于物體的始、末位置,而與物體經(jīng)過(guò)的______無(wú)關(guān);它與重力勢(shì)能變化關(guān)系的表達(dá)式為:______。
15.如圖,輕彈簧上端固定,下端連接一小物塊,物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。以豎直向上為正方向,物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.1sin(2.5πt)m。t=0時(shí)刻,一小球從距物塊h高處自由落下,t=0.6s時(shí),小球恰好與物塊處于同一高度??芍?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是______ s;取重力加速度大小為g=10m/s2,則h=______ m。
16.如圖所示為質(zhì)量為m的汽車(chē)在水平路面上啟動(dòng)過(guò)程的v?t圖像,Oa為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,ab段是汽車(chē)以額定功率行駛時(shí)的加速階段速度隨時(shí)間變化的曲線,bc段是與ab段相切的水平直線。整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中阻力恒為f,則汽車(chē)的額定功率為_(kāi)_____,0~t3時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的路程為_(kāi)_____。
三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共2小題,共16分。
17.某實(shí)驗(yàn)小組“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)時(shí),將擺球(連同遮光片J)每次都從同一位置M下擺,傳感器K分別固定在A、B、C、D采集數(shù)據(jù),D點(diǎn)為擺球通過(guò)的最低點(diǎn)。在一次實(shí)驗(yàn)中以圖象方式采集數(shù)據(jù)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,所顯示的圖象如圖乙所示。圖象的橫軸表示擺球距離D點(diǎn)的高度h,縱軸表示擺球的重力勢(shì)能Ep、動(dòng)能Ek或機(jī)械能E(不計(jì)空氣阻力)。
(1)圖乙中的圖像表示擺球重力勢(shì)能Ep隨擺球距離D點(diǎn)的高度h變化關(guān)系的圖線是______(選填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(2)從圖乙中的圖象可以得出本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是:______。
18.一個(gè)研究向心力與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖如圖甲所示,其中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓柱體的質(zhì)量為m,放置在未畫(huà)出的圓盤(pán)上,圓周軌道的半徑為r,力電傳感器測(cè)定的是細(xì)線的拉力大小,光電傳感器測(cè)定的是圓柱體的線速度大小,表格中是所得數(shù)據(jù),圖乙為F?v圖像、F?v2圖像和F?v3圖像。
(1)結(jié)合表格中的數(shù)據(jù),為了更好地描述力與速度的關(guān)系,圖乙中的圖像應(yīng)選擇______(填“A”、“B”或“C”)圖像;
(2)為了研究F與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r成反比關(guān)系,實(shí)驗(yàn)時(shí)除了保持圓柱體質(zhì)量不變外,還應(yīng)保持其______不變;
(3)若已知向心力公式為F=mv2r,式中物理量均取國(guó)際單位,測(cè)得圓周軌道的半徑r=0.2m,則圓柱體的質(zhì)量為_(kāi)_____(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后3位)。
四、簡(jiǎn)答題:本大題共1小題,共20分。
19.蹦床運(yùn)動(dòng)
2023年10月2日杭州亞運(yùn)會(huì)蹦床比賽中,我國(guó)選手朱雪瑩、胡譯包攬冠亞軍。該項(xiàng)目是運(yùn)動(dòng)員借助彈力床的彈力彈向空中,在空中做各種體操動(dòng)作的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)。
在這次比賽中,若運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m=60kg,某一次下落、反彈的過(guò)程中,傳感器記錄到運(yùn)動(dòng)員腳底從離水平網(wǎng)面h1=3.2m高處自由下落,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦到腳底離水平網(wǎng)面h2=5m的高處,運(yùn)動(dòng)員在空中始終保持四肢并攏的直立狀態(tài),與網(wǎng)接觸的時(shí)間為t=1.0s。重力加速度g=10m/s2,忽略空氣阻力。
(一)運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中:
(1)著網(wǎng)時(shí)的速度大小v1=______m/s;離開(kāi)網(wǎng)時(shí)的速度大小v2=______m/s。
(2)在此次觸網(wǎng)時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能的變化量ΔE=______ J。
(3)傳感器記錄到的兩次最大高度之間的時(shí)間間隔是多少?
(二)關(guān)于動(dòng)作失誤原因分析,兩位同學(xué)展開(kāi)了討論:
運(yùn)動(dòng)員反彈離開(kāi)網(wǎng)面時(shí)的速度大小還是v2,但在空中達(dá)到的最大高度只有h3=4.8m,并落到了網(wǎng)面外側(cè)的保護(hù)墊上。
甲同學(xué)說(shuō):“可能是在空中由于體態(tài)控制不到位,受到意外出現(xiàn)的阻力作用而沒(méi)有達(dá)到預(yù)計(jì)高度?!?br>乙同學(xué)說(shuō):“應(yīng)該是起跳時(shí)速度方向控制不好,不是豎直向上,所以不能達(dá)到預(yù)計(jì)高度?!?br>甲、乙兩位同學(xué)的說(shuō)法正確嗎?如果你同意甲的觀點(diǎn),請(qǐng)你求出運(yùn)動(dòng)員在空中阻力做的功;如果你同意乙的觀點(diǎn),請(qǐng)你求出運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的最小速度值和方向。要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:ABD.根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的條件,無(wú)論物體受恒力還是變力,只要力的方向和速度的方向不在一條直線上,物體就做曲線運(yùn)動(dòng),故AC錯(cuò)誤,B正確。
C.物體不受力時(shí)一定處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),不可能做曲線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤。
故選:B。
物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不在同一條直線上,合外力大小和方向不一定變化,由此可以分析得出結(jié)論.
本題關(guān)鍵是對(duì)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的條件的考查,掌握了做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,本題基本上就可以解決了.
2.【答案】D
【解析】解:A、經(jīng)典力學(xué)不會(huì)過(guò)時(shí),在低速宏觀物理過(guò)程中適用,不可替代。故A錯(cuò)誤;
B、超音速飛機(jī)的速度遠(yuǎn)低于光速,其運(yùn)動(dòng)能用經(jīng)典力學(xué)來(lái)解釋。故B錯(cuò)誤;
C、人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)低于光速,適合用經(jīng)典力學(xué)來(lái)描述。故C錯(cuò)誤;
D、當(dāng)物體速度接近光速時(shí),其運(yùn)動(dòng)規(guī)律不適合用經(jīng)典力學(xué)來(lái)描述。故D正確;
故選:D。
經(jīng)典力學(xué)不會(huì)過(guò)時(shí),在低速宏觀物理過(guò)程中適用;超音速飛機(jī)的速度、造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度都遠(yuǎn)小于光速,適合用經(jīng)典力學(xué)來(lái)描述;當(dāng)物體速度接近光速時(shí),其運(yùn)動(dòng)規(guī)律不適合用經(jīng)典力學(xué)來(lái)描述。
本題考查了經(jīng)典時(shí)空觀與相對(duì)論時(shí)空觀的主要區(qū)別。這種題型屬于基礎(chǔ)題,只要善于積累,難度不大。
3.【答案】B
【解析】解:A、根據(jù)相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)可知,在不同的慣性參考系中,一切物體的規(guī)律是相同的,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)可知,在不同的慣性參考系中真空中的光速是相同的,故B正確;
C、根據(jù)長(zhǎng)度的相對(duì)性關(guān)系:L=L0 1?(vc)2,可知一個(gè)沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的物體,其長(zhǎng)度總比物體靜止時(shí)的長(zhǎng)度小,故C錯(cuò)誤;
D、低速運(yùn)動(dòng)時(shí),只是高速運(yùn)動(dòng)的特殊情況,故相對(duì)論在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)仍適用。
故選:B。
狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè):
(1)狹義相對(duì)性原理:在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的.
(2)光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的.
同時(shí)結(jié)合相對(duì)論的質(zhì)量相對(duì)性與空間的相對(duì)性分析即可。
考查相對(duì)論的內(nèi)容應(yīng)用,掌握時(shí)間變慢,長(zhǎng)度縮短(注意要沿著運(yùn)動(dòng)方向),并理解相對(duì)論與經(jīng)典理論的區(qū)別。
4.【答案】B
【解析】解:太陽(yáng)只是宇宙中一顆普通的恒星,壽命可達(dá)100億年,太陽(yáng)進(jìn)入暮年后,會(huì)把所有的燃料都耗盡,成為一顆白矮星,最終化為另一種天體存在于宇宙中,故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選:B。
根據(jù)宇宙中各個(gè)天體的演變過(guò)程可得出答案。
學(xué)生在解答本題時(shí),應(yīng)注意對(duì)于天體問(wèn)題要理解天體的變化過(guò)程。
5.【答案】A
【解析】解:因金屬片受到小錘的擊打,向前推動(dòng)小球A,使A球做平拋運(yùn)動(dòng),同時(shí)小球B從孔中自由落下,做自由落體運(yùn)動(dòng),A、B兩球同時(shí)落地。A球的水平初速度并不影響A球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng),說(shuō)明了兩球在豎直方向上具有相同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,不能說(shuō)明水平方向上的運(yùn)動(dòng)情況;故A正確BCD錯(cuò)誤。
故選:A。
探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律中,實(shí)驗(yàn)同時(shí)讓A球做平拋運(yùn)動(dòng),B球做自由落體運(yùn)動(dòng)。若兩小球同時(shí)落地,則說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)。
本題考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究出平拋運(yùn)動(dòng)處理的規(guī)律,并掌握了運(yùn)動(dòng)的合成與分解。
6.【答案】C
【解析】解:AB、由圖t1和t2時(shí)刻,振子相對(duì)于平衡位置的位移大小相等,但方向相反,由牛頓第二定律可得:a=?kxm,所以加速度大小相等,但方向相反,故AB錯(cuò)誤;
C、x?t圖線的斜率表示速度,由圖可知,在圖中t1和t2兩個(gè)時(shí)刻圖線的斜率都是負(fù)的,說(shuō)明兩個(gè)時(shí)刻的速度都沿x軸的負(fù)方向,t1和t2時(shí)刻,振子相對(duì)于平衡位置的位移大小相等,則速度的大小也相等,故C正確;
D、由圖t1和t2時(shí)刻,振子相對(duì)于平衡位置的位移大小相等,但方向相反,回復(fù)力:F=?kx,可知回復(fù)力也是大小相等,方向相反,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)具有對(duì)稱(chēng)性,位移、回復(fù)力、速度和加速度都是矢量,只有大小和方向都相同時(shí)才能說(shuō)相同,由此即可得知各選項(xiàng)的正誤。
本題考查對(duì)振動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí),要注意坐標(biāo)軸上方位移為正,下方位移為負(fù),注意速度的方向要根據(jù)位移的變化進(jìn)行確定,能根據(jù)振動(dòng)圖像得知各時(shí)刻的位移情況和速度的情況,會(huì)利用你的第二定律判斷加速度的大小和方向。
7.【答案】C
【解析】解:AC、設(shè)斜面的高度為h,a、b兩物體下落過(guò)程,由動(dòng)能定理有:mgh=12mv2,可得:v= 2gh,兩物體的初速度都為零,下落高度相等,所以?xún)晌矬w落地時(shí)速度大小相等,方向不同,
c兩物體下落過(guò)程,由動(dòng)能定理有:mgh=12mvc2?12mv02,可得vc= v02+2gh>v
三個(gè)物體下落過(guò)程重力做功WG=mgh,h相等,m相等,所以三者的重力做功都相等,故A錯(cuò)誤,C正確;
B、設(shè)斜面的傾角為α,a物體在斜面運(yùn)動(dòng)過(guò)程,由牛頓第二定律有:mgsinα=ma,可得加速度a=gsinα
物體a沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移x=hsinα,則有:hsinα=12ata2,可得ta= 2hgsin2α
b、c兩物體豎直方向都做自由落體運(yùn)動(dòng),則有:h=12gt2,可得b、c兩物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:t= 2hg,可知ta≠t,故B錯(cuò)誤;
D、a、b兩物體落地時(shí)速度大小相等,a落地時(shí)速度方向沿著斜面向下,可知兩物體豎直方向的速度vya
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