一、选择题(1-8为单选,9-12为多选,每题4分,共48分。多项选择全对得4分,选对但不全得2分,错选得0分。)
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A . 开普勒以行星运动定律为基础总结出万有引力定律
B . 伽利略在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律
C . 牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力常量
D . 哥白尼提出了“日心说”
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A . 甲图中,汽车通过凹形桥的最低点时,速度不能超过
B . 乙图中,“水流星”匀速转动过程中,在最低处水对桶底的压力最大
C . 丙图中,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对内轮缘会有挤压作用
D . 丁图中,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A,B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A,B两位置小球向心加速度不相等
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3.
(2023高一下·中牟月考)
体育课上,身材、体重完全相同的甲、乙两位同学比赛跳高,甲同学采用跨越式,乙同学采用背越式,如图所示。两同学的成绩相同,若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A . 甲同学跳高过程中克服重力做的功较多
B . 离地这一瞬间,地面对甲同学做功较多
C . 乙同学腾空过程经历的时间比甲的长
D . 乙同学上升过程重力的平均功率比甲的大
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4.
(2023高一下·中牟月考)
汽车转弯时要控制车速避免侧滑。如图所示是汽车出厂前需要进行的一项轮胎抓地侧滑实验,实验时将汽车放在水平圆盘上边缘附近位置,然后使汽车与圆盘一起绕中心轴转动,缓慢调节转速直到汽车刚要滑动,记下此时圆盘的转速
。已知汽车的质量为
, 汽车到圆盘中心的距离为
, 重力加速度为
, 最大静摩擦力视为滑动摩擦力。在这过程中,下列说法正确的是( )
A . 若汽车和圆盘起匀速转动,汽车受到重力、支持力、摩擦力和向心力
B . 若汽车和圆盘一起加速转动,汽车受到的摩擦力的方向指向圆心
C . 若汽车和圆盘一起匀速转动,汽车受到的合外力保持不变
D . 汽车与圆盘间的动摩擦因数为
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5.
(2023高一下·中牟月考)
英国著名科幻作家Arthur C。Clarke在小说《天堂之泉》中,首先向主流科学社会和公众介绍了“太空天梯”的设想。“太空天梯”的主体结构为一根缆绳:一端连接地球赤道,另一端连接地球同步卫星,且缆绳延长线通过地心。当两货物分别停在天梯的a、b两个位置时,以地心为参考系,下面说法正确的是( )
A . b处的线速度小于a处的线速度
B . b处的向心加速度小于a处的向心加速度
C . 若有一个轨道高度与a相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动,则其环绕地球的周期大于位于a处货物的周期
D . 若有一个轨道高度与b相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动,则其环绕地球的角速度大于位于b处货物的角速度
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6.
(2023高一下·中牟月考)
2023年2月10日,远在火星执行全球遥感科学探测任务的“天问一号”火星环绕器,已经在火星“上岗”满两年,不久的将来人类登上火星将成为现实。若a为火星表面赤道上的物体,b为轨道在火星赤道平面内的气象卫星,c为在赤道上空的火星同步卫星,卫星c和卫星b的轨道半径之比为4:1,且两卫星的绕行方向相同,下列说法正确的是( )
A . a、b、c的线速度大小关系为va < vb < vc
B . a、b、c的角速度大小关系为ωa < ωb < ωc
C . 在卫星b中一天内可看到8次日出
D . a、b、c的向心加速度大小关系为aa < ab < ac
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8.
(2023高一下·中牟月考)
如图甲所示,把硬币从募捐箱上的投币口放入,硬币在类似于漏斗形的部位(如图丙所示,O点为漏斗形口的圆心)滑动多圈之后从中间的小孔掉人募捐箱。如果硬币在不同位置的运动都可以看成匀速圆周运动,不计一切阻力,硬币从a点所在水平面逐渐滑落至b点所在水平面过程中,下列说法正确的是
A . 受到的支持力减小
B . 向心加速度减小
C . 运动的周期不变
D . 角速度增大
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10.
(2023高一下·中牟月考)
如图所示,在水平转台上放置有质量之比为
的滑块P和Q(均视为质点),它们与转台之间的动摩擦因数之比
, P到转轴
的距离为
, Q到转轴
的距离为r
Q , 且
, 转台绕转轴
匀速转动,转动过程中,两滑块始终相对转台静止。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A . P、Q所受的摩擦力大小相等
B . P、Q的线速度大小相等
C . 若转台转动的角速度缓慢增大,则Q一定比P先开始滑动
D . 若转台转动的角速度缓慢增大,则在任一滑块滑动前,P能达到的最大向心加速度为
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11.
(2023高一下·中牟月考)
有一质量为10
3kg的汽车,发动机额定功率为4×10
4W,在平直路面上行驶时所受阻力恒为车重的0.3倍,汽车以1m/s
2的恒定加速度启动,重力加速度g取10m/s
2。车辆启动过程中,下列说法正确的是( )
A . 发动机最大牵引力为4×103N
B . 做匀加速运动持续的时间为10s
C . 5s末汽车的速度为10m/s
D . 5s末发动机的实际功率为2×105W
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12.
(2023高一下·中牟月考)
如图所示,竖直杆
在A、
两点通过光滑铰链连接两等长轻杆
和
,
和
与竖直方向的夹角均为
, 轻杆长均为
, 在
处固定一质量为
的小球,重力加速度为
, 在装置绕竖直杆
转动的角速度
从0开始逐渐增大过程中,下列说法正确的是( )
A . 当时,杆和杆对球的作用力都表现为拉力
B . 杆对球的作用力提供小球圆周运动的向心力
C . 一定时间后,杆与杆上的力的大小之差恒定
D . 某时刻杆对球的作用力可能为0
二、实验题(每题6分,共12分。13题每空1分,共6分,14题每空2分,共6分。)
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13.
(2023高一下·中牟月考)
在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示仪如图1、2所示。图3是部分原理示意图:其中皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的2倍,轮④的半径是轮⑤的2倍,两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的短臂,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力,图2中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为2m的球Ⅰ和球Ⅱ,质量为m的球Ⅲ。
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(1)
为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系,实验时应将皮带与轮①和轮相连,同时应选择球Ⅰ和球(填Ⅱ或Ⅲ)作为实验球。
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(2)
若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连,这是要探究向心力与(填物理量的名称)的关系,此时轮②和轮⑤的这个物理量值之比为,应将两个实验球分别置于短臂C和短臂处(填A或B)。
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(3)
下列实验采用的实验方法与本实验采用的实验方法相同的是( )
A . 探究平抛运动的特点
B . 探究小车速度与时间的关系
C . 探究加速度与力和质量的关系
D . 探究两个互成角度的力的合成规律
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14.
(2023高一下·中牟月考)
2022年3月23日下午,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,王亚平做了太空抛物实验,奥运顶流“冰墩墩”在空间站上被航天员抛出后,并没有像在地面上那样做曲线运动,而是水平飞出去了。
请根据此实验回答以下问题:
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(1)
关于冰墩墩被水平抛出后,做水平运动的原因,以下解释中正确的是____;
A . 冰墩墩在空间站内不受力的作用
B . 冰墩墩水平方向不受外力作用
C . 冰墩墩处于完全失重的状态
D . 冰墩墩随空间站绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力
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(2)
历史上,牛顿曾提出:若在地球表面的高山上来做平抛实验,把物体抛出,它将落向地面;如果将物体抛出的速度变大,它将会落向更远的地方。如果抛出的速度足够大,它有可能不落回地面,而是绕地球运转。已知地球半径为6.37 × 10
3km,小伟同学用如下方法推导这一速度:
其结果与正确值相差很远,这是由于他在近似处理中,错误的假设是____;
A . 卫星的轨道是圆的
B . 卫星的轨道半径等于地球半径
C . 卫星的周期等于地球自转的周期
D . 卫星的向心力等于它在地球上受到的地球引力
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(3)
已知地球表面重力加速度g = 9.8m/s2 , 请你利用已学习的物理知识求出正确的“足够大的速度”为km/s。(保留3位有效数字)
三、解答题(15题8分,16题10分,17题10分,18题12分,共40分。答题要求有必要的文字说明和解题过程。)
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15.
(2023高一下·中牟月考)
如图,某同学用与水平方向成37°角斜向上的拉力F拉动箱子由静止开始向右滑动,已知物体质量10kg,拉力F为50N,箱子和地面间的滑动摩擦因数为0.4,取
,
,
。求:
-
-
-
16.
(2023高一下·中牟月考)
如图,一个质量为
的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧瞬间速度大小不变)。已知圆弧的半径
,
, B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点,小球到达A点时的位置与P点间的水平距离为
, 求:
-
(1)
小球做平抛运动的初速度大小
;
-
(2)
若小球恰好能过C点,且轨道的B点和C点受到小球的压力之差为
, 求小球运动到B点时的速度大小。
-
17.
(2023高一下·中牟月考)
宇航员在某星球表面将一小钢球以某一初速度竖直向上抛出,测得小钢球上升的最大高度为h,小钢球从抛出到落回星球表面的时间为t.不计空气阻力,忽略该星球的自转,已知该星球的半径为R(R远大于h),该星球为密度均匀的球体,引力常量为G.求:
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18.
(2023高一下·中牟月考)
如图所示,地球的两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动,已知卫星一运行的周期为
, 地球的半径为
, 卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为
,
, 引力常量为G,某时刻两卫星与地心连线之间的夹角为
。求:(结果均用
、
、G表示)
-
-
(2)
卫星二围绕地球做圆周运动的周期
;
-
(3)
从图示时刻开始,经过多长时间两卫星第一次相距最近。