含解析
一、 选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意
1. 2014年12月31日,搭载“风云二号”08星的运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射。发射过程中“风云二号”08星的某一运行轨道为椭圆轨道,周期为T0,如图所示。则( )
A. “风云二号”08星在B、D两点运行速率不等 B. “风云二号”08星A→B→C过程中,速率逐渐变大 C. “风云二号”08星在A→B过程所用时间小于 D. “风云二号”08星在B→C→D过程中所用时间等于
参考答案:
C 【分析】
卫星沿着椭圆轨道运动,由开普勒的面积定律得到各个点的运动快慢,周期定律得到对称性.
【详解】A、卫星沿椭圆轨道运动,由面积定律可知B、D两点与地球的连线相等且运动对称,则速率相等;故A错误.
B、卫星从近地点A到远地点C的过程中,万有引力与线速度成钝角,则卫星做减速运动,速率逐渐减小;故B错误.
C、卫星运动一圈的周期为T0,运动具有对称性和周期性,AC为一条对称轴,则
,因AB段比BC段运动快些,则
,有,且,
故,;故C正确.
D、BD线是椭圆轨迹的对称轴,但BAD段比BCD段离地球近些,平均速率略大,则
,
故选C.
;故D错误.
【点睛】本题关键是利用开普勒三大定律分析卫星的运动快慢,轨迹对称性与运动对称性的应用.
2. 关于机械运动和参考系,以下说法不正确的是( ) A.一个物体相对于别的物体的位置变化,叫做机械运动 B.不选定参考系,就无法研究某一物体是怎样运动的 C.参考系一定是不动的物体 D.参考系是人们假定不动的物体 参考答案: C
3. 一个物体从某高处下落做自由落体运动,已知重力加速度为g,要求该物体下落的高度,还必须知道另外一个物理量:( )
A.该物体第一秒内的位移 B.该物体下落的平均速度 C.该物体落地时的速度 D.该物体下落最后1s内的位移 参考答案: A
4. 如图12所示,分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一固定的光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端,物体到达顶端时三个力的功率分
别为P1、P2、P3,则( )
A.P1=P2=P3 B.P1>P2=P3 C.P3>P2>P1 D.P1>P2>P3 参考答案:
5. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知( ) A.太阳位于木星运行轨道的中心
B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
参考答案:
C
【考点】万有引力定律及其应用.
【分析】熟记理解开普勒的行星运动三定律:
第一定律:所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上. 第二定律:对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等. 第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等. 【解答】解:A、第一定律的内容为:所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动,太阳处于椭圆的一个焦点上.故A错误;
B、第二定律:对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等.行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化,故B错误;
C、若行星的公转周期为T,则常量K与行星无关,与中心体有关,故C正确;
D、第二定律:对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等,是对同一个行星而言,故D错误; 故选C.
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图甲所示,2011年11月3日凌晨,我国“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功实现了空间交会对接试验,这是我国载人太空飞行的又一个里程碑.设想在未来的时间里我国已经建立了载人空间站,空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态,此时无法用天平称量物体的质量.某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置,如图乙所示:光电传感器B能够接受光源A发出的细激光束,若B被挡光就将一个电信号给与连接的电脑.将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上,左端栓在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上,N处系有被测小球,让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动.
(1)实验时,从电脑中读出小球自第1次至第n次通过最高点的总时间t和测力计示数F,除此之外,还需要测量的物理量是:_______________________.
(2)被测小球质量的表达式为 m=____________________________〔用(1)中的物理量的符号表示〕.
参考答案:
7. 一个人从A井竖直向下运动了10m到井底,在井底又沿着水平隧道向东走了40m,然后又从B井竖直向上返回地面.若A、B两个井口恰在同一水平面上,则:此人发生的位移是_______方向_________通过的路程是___________。
参考答案:
(1). 40m (2). 向东 (3). 60m
解:位移是从初位置到末位置的有方向的线段为:40m,方向自然是从始位指向终位也就是向东;路程就是此人实际运动轨迹的长度之和为:10+40+10=60
8. 如图所示,(a)中U形管内液面高度差为h,液体密度为ρ,大气压强为p0,此时容器内被封闭气体的压强p1为______________;(b)中内壁光滑的气缸放置在水平桌面上,
活塞的质量为m1,底面积为S,在活塞上再放置一个质量为m2的金属块,大气压强为p0,则气缸内被封闭气体的压强p2为_________________。(已知重力加速度为g)
参考答案:
p0-ρgh,p0+(m1+m2)g/S
9. 某同学拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,处理时每隔1个点取一个记数点,标上字母A、B、C、D、E、F。
如图所示,某同学用mm刻度尺进行测量,请帮忙读出B、C在刻度尺上的位置,填到下表中: 计数点 B 位置(cm) C D 4.44 E 6.22 F 8.12 由读出数据可计算出打下AF段纸带时小车的平均速度为 m/s。 (2)(4分)根据所读出的数据,则打点计时器打下C点时小车的速度VC = m/s,小车从C点运动D点过程中的加速度a= m/s2。 参考答案:
(1)(6分) 1.30 , 2.80 , 0.405 。 (2)(4分) 0.40 , 0.75 。
10. 将一个力传感器连接到计算机上,我们就可以测量快速变化的力。图中所示就是用这种方法测得的小滑块在半球形碗内在竖直平面内来回滑动时,对碗的压力大小随时间变化的曲线。从这条曲线提供的信息,可以判断滑块约每隔 秒经过碗底一次,随着时间的变化滑块对碗底的压力 (填“增大”、 “减小”、“不变”或“无法确定”)。
参考答案:
11. 在探究“电流与电阻的关系”实验中,
(1)小新将实物连接成如图25所示电路,其中有一处连线错误,请你在连接错误的导线上画“×”并改正。
(2)将电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使定值电阻R两端电压为2V,电流表示数如图26所示,为_________A。
(3)换上10Ω的电阻后,闭合开关,电压表示数将__________(选填“变大”或“变小”),此时应将滑片P向___________(选填“A\"或“B”)端移动,使电阻两端电压为_______V。
(4)小芳同学正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是______________________________。
参考答案: .
(1)如答图4所示 (2)0.4 (3)变大 A 2 (4)定值电阻开路(答案科学合理即可)
12. 如图示是一个物体向东运动的v-t图像,由图可知,在0~2s内物体的加速度大小
是 ,方向是 ;在2~6s内物体的加速度大小为 ;在6~9s内物体的加速度大为 ,方向为 。
参考答案:
3m/s2 向东; 0; 2m/s2 向西
13. 如图为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点.左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点和c点分别位于轮轴小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中,皮带不打滑.则a、b、c三点的线速度大小之比为 ;a、b、c三点的角速度大小之比为 ;a、b、c三点的向心加速度大小之比为 .
参考答案:
2:1:2; 2:1:1; 4:1:2.
【考点】向心加速度;线速度、角速度和周期、转速.
【分析】皮带传动装置,在传动过程中不打滑,则有:共轴的角速度是相同的;同一皮带的与皮带接触边缘的线速度大小是相等的.所以当角速度一定时,线速度与半径成正比;当线速度大小一定时,角速度与半径成反比.因此根据题目条件可知三点的线速度及角速度关系.
【解答】解:如图所示,a与c同一皮带下传动,则va=vc,因为ra:rc=1:2,根据v=ωr,
所以ωa:ωc=rc:ra=2:1
c、b、d三点共轴,则ωc=ωb=ωd,因为rb:rc:rd=1:2:4,所以va:vb:vc=2:1:2 根据v=ωr得角速度之比ωa:ωb:ωc=2:1:1 又因为a=vω,所以aa:ab:ac=4:1:2 故答案为:2:1:2; 2:1:1; 4:1:2.
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 某同学在做“探究力的合成的平行四边形定则”实验时,利用坐标纸记下了橡皮条结点位置O以及两个弹簧测力计拉力的大小和方向,如图7所示。 (1)试在图中作出无实验误差情况下橡皮条的拉力图示,并用F3表示该力。 (2)有关此实验,下列叙述正确的有_________。 A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮条的拉力大 B.橡皮条的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力
C.两次拉橡皮条时,需将橡皮条结点拉到同一位置O,这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮条结点的位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可
参考答案:
(1)作图略(2)AC
15. 某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz
(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点_____和______之间某时刻开始减速。 (2)计数点5对应的速度大小为________m/s,计数点6对应的速度大小为______m/s。(保留三位有效数字)
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a=_______m/s2。
参考答案:
(1)6,7 (2)1.00,1.20 (3)2.00
利用中间时刻的瞬时 速度等于某段时间的平均速度,可以求出各点的瞬时速度;利用逐差法可以求出加速度。
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平.质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始,整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场,小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上,大小与重力相等,结果小球从管口C处离开圆管后,又能经过A点. 设小球运动过程中电荷量没有改变,重力加速度为g,求:
(1)小球到达B点时的速度大小; (2)小球受到的电场力大小;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.
参考答案:
答案:(1)
,(2)F=
,(3)
。
17. 在光滑水平面上有一静止的物体,现以水平恒力甲推这个物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体,当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32J,则在整个过程中; (1) 恒力甲做的功为多少? (2) 恒力乙做的功为多少? 参考答案:
18. 如图所示,一个光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,然后小球从轨道口B处飞出,最后落在水平面上,已知小球落地点C与B处的水平距离为大?
R,重力加速度为g,则小球通过B处时对轨道口的压力为多
参考答案:
解:根据2R=得:t=,
则B点的速度为:v=,
在B点,根据牛顿第二定律得:,
解得:N=.
根据牛顿第三定律知,小球对B点的压力为0.25mg.
答:小球通过B处时对轨道口的压力为0.25mg. 【考点】向心力;平抛运动.
【分析】根据高度求出平抛运动的时间,结合水平位移和时间求出小球通过B点的速度,再根据牛顿第二定律求出轨道B点对小球的弹力,从而得出小球通过B点时对轨道的压力.
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