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- 2021-05-27 发布
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物理试卷
(满分:100 分 时间:90 分钟)
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题:(本题共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,第1~11题只有一项符合题目要求;第12~15题有多项符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错或不选的得0分)
1、在物理学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是( )
A、开普勒进行了“月—地检验”,得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论
B、哥白尼提出“日心说”,发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律
C、第谷通过对天体运动的长期观察,为后人发现行星运动的规律做好了准备
D、牛顿发现了万有引力定律并测量出了万有引力常数
2、下列关于力与运动的叙述中正确的是()
A、物体所受合力方向与运动方向有夹角时,该物体速度一定变化,加速度也一定变化
B、物体做圆周运动,所受的合力一定指向圆心
C、物体运动的速率在增加,所受合力方向与运动方向夹角小于90°
D、物体在变力作用下有可能做曲线运动,做曲线运动物体一定受到变力作用
3、一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动,其运动规律为x=-2t2-4t,y=3t2+6t(式中的物理量单位均为国际单位),关于物体的运动,下列说法正确的是 ()
A、物体在x轴方向上做匀减速直线运动
B、物体运动的轨迹是一条直线
C、物体在y轴方向上做变加速直线运动
D、物体运动的轨迹是一条曲线
4、如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是()
A、A的速度比B的大
B、A与B的向心加速度大小相等
C、悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等
D、悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小
5、一条水平放置的水管,距地面高h=1.8 m,水管的横截面积为S=2×10-4 m2,水从管口处以v=2 m/s不变的速率源源不断地沿水平方向射出,设出口处横截面上各处水的速率都相等,假设水流在空中不散开,重力加速度g取10 m/s2,不计各种阻力。请估算水流稳定后空中的水的体积为()
A、3.2×10-4m3 B、4×10-4m3 C、2.4×10-4m3 D、2.4×10-3 m3
6、已知引力常量G和下列某组数据不能计算出地球的质量,这组数据是( )
A、月球绕地球运行的周期 及月球与地球之间的距离
B、地球绕太阳运行的周期及地球与太阳之间的距离
C、人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期
D、若不考虑地球自转,已知地球的半径及地球表面重力加速度
7、如图所示,开始时A、B
间的细绳呈水平状态,现由计算机控制物体A的运动,使其恰好以速度v沿竖直杆匀速下滑,经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动。下列v t图像中,最接近物体B的运动情况的是()
8、如图所示,在倾角为α=30°的光滑斜面上,有一根长为L=0.8 m的细绳,一端固定在O点,另一端系一质量为m=0.2 kg的小球,沿斜面做圆周运动,若要小球能通过最高点A,重力加速度g取10 m/s2,则小球在最高点A的最小速度是()
A、2m/s B、2m/s C、2 m/s D、2 m/s
9、如图所示,长均为L的两根轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间的距离也为L,重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动,若小球在最高点速率为v时,两根轻绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点速率为2v时,每根轻绳的拉力大小为()
A、3mg B、mg C、mg D、2mg
10、在一斜面顶端,将甲、乙两个小球分别以2v和v的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的()
A、2倍 B、4倍 C、6倍 D、8倍
11、某人划船横渡一条河,河水流速处处相同且恒定,船的划行速率恒定。已知此人过河最短时间为T1;若此人用最短的位移过河,则需时间为T2;已知船的划行速度大于水速。则船的划行速率与水流速率之比为( )
A、 B、 C、 D、
12、在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的横向挤压,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,两轨所在面的倾角为θ,则( )
A、该弯道的半径r=
B、当火车质量改变时,规定的行驶速度大小不变
C、当火车速率大于v时,内轨将受到轮缘的横向挤压
D、当火车速率大于v时,外轨将受到轮缘的横向挤压
13、有一质点正在做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( )
A、质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B、质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C、质点加速度的方向不可能总是与该恒力的方向相同
D、质点单位时间内速度的变化量总是相同
14、如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m的两个物体A和B,它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为RA=r,RB=2r
,与盘间的动摩擦因数μ相同,当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好要发生滑动时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A、此时绳子张力为3μmg
B、此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心
C、此时圆盘的角速度为
D、此时烧断绳子,A仍相对盘静止,B将做离心运动
15、从竖直墙的前方A处,沿AO方向水平发射三颗弹丸a、b、c,在墙上留下的弹痕如图所示,已知Oa=ab=bc,则a、b、c三颗弹丸(不计空气阻力)( )
A、初速度之比是::
B、初速度之比是1::
C、从射出至打到墙上过程速度增量之比是1::
D、从射出至打到墙上过程速度增量之比是::
第Ⅱ卷 (非选择题 共55分)
二、填空、实验题(每空2分,共22分,解答时只需把答案填在答题卷对应横线上,不必写出演算步骤。)
16、如图所示,人在岸上拉船,不计绳与轮之间的摩擦,已知船的质量为m,水的阻力恒为f,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v,此时人拉绳的力大小为F,则此时人拉绳行走的速度大小为 ;如果人匀速行走,则船做(填“加速、减速、匀速”) 运动;此时船的加速度大小为 。
17、假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,则矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为
18、如图所示,质量为m的物体,沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直固定放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为v,若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则物体在最低点时,物体受到的摩擦力大小为 ;物体做圆周运动所需要的向心力为 ;物体所受的合力方向(选填“竖直向上、竖直向下、斜向左上方、斜向右上方”) 。
x
y
19、如图,为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分,其背景是边长为5 cm的小方格,重力加速度g取10 m/s2。由图可知:小球从A点运动到B点经历的时间(填“小于”、“等于”或“大于”) 从B点运动到C点经历的时间;小球抛出时的初速度大小为 m/s,小球经过A点时的速度大小为_________m/s,若以A为坐标原点,则抛出点的坐标为(_________,_________)。
三、计算题(本题共3小题,共计33 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的、答案中必须明确写出数值和单位。)
20.(9分)如图所示,在竖直平面内的xOy坐标系中,Oy竖直向上,Ox水平。设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力。一小球从坐标原点O沿Oy方向竖直向上抛出,初速度为v0=4 m/s,不计空气阻力,到达最高点的位置如图中M点所示,(坐标格为正方形,g取10
m/s2)求:
(1)小球在M点的速度v1;
(2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N;
(3)小球到达N点的速度v2的大小。
21、(11分)如图所示,一物体M从A点以某一初速度沿倾角α=37°的粗糙固定斜面向上运动,自顶端B点飞出后,垂直撞到高H=2.25 m的竖直墙面上C点,又沿原轨迹返回B点(物体M与墙面碰撞过程没有能量损失)。已知B、C两点的高度差h=0.45 m,物体M与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2。试求:
(1) 物体M沿斜面向上运动时的加速度大小;
(2) 物体被墙面弹回后返回B点时的速度的大小;
(3)物体被墙面弹回后,从B点回到A点所需的时间。
22.(13分)如图所示,正方形光滑水平台面WXYZ边长L=1.8m,距地面高h=0.8m。CD线平行于WX边,且它们间距d=0.1m。一个质量为m的微粒从W点静止释放,在WXDC平台区域受到一个从W点指向C点的恒力F1=1.25×10-11N作用,进入CDYZ平台区域后,F1消失,受到另一个力F2作用,其大小满足F2=5×10-13V(V是其速度大小),运动过程中其方向总是垂直于速度方向,从而在平台上做匀速圆周运动,然后由XY边界离开台面,(台面以外区域F2=0)。微粒均视为质点,取g=10m/s2
(1)若微粒质量m=1×10-13kg,求微粒在CDYZ平台区域运动时的轨道半径。
(2)若微粒质量m=1×10-13kg,求微粒落地点到平台下边线AB的距离。
物理参考答案( 满分:100 分 时间:90 分钟)
第Ⅰ卷(选择题,共45分,本题共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,第1~11题只有一项符合题目要求;第12~15题有多项符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错或不选的得0分)
一、选择题:1.C 2.C3.B4.D 5.C 6.B 7.A 8.D 9.C 10.A
11. B 12.ABD 13.BD 14.AC 15.AC
二、实验、填空题(每空2分,共20分.)
16.vcos θ 、加速、 17.1-18.μ(mg+m) 、 斜向左上方
19.等于、2.5、(约3.2)、(-50cm,-20cm)
三、计算题(本题共3小题。 共计33分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的、答案中必须明确写出数值和单位。)
20.(9分)解析:(1)设正方形的边长为s0。
小球竖直方向做竖直上抛运动,v0=gt1, 2s0=t1……………2分
水平方向做匀加速直线运动,3s0=t1……………1分
解得v1=6 m/s。……………1分
(2)由竖直方向运动的对称性可知,小球再经过t1到达x轴,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,所以回到x轴时落到x=12处,位置N的坐标为(12,0),……………1分
运动轨迹及N如图。
……………1分
(3)到N点时竖直分速度大小为v0=4 m/s,……………1分
水平分速度vx=2v1=12 m/s,……………1分
故v2==4 m/s。……………1分
答案:(1)6 m/s(2)见解析图(3)4 m/s
21.(11分)解:(1)物体M沿斜面向上运动时的加速度大小为a,
由牛顿第二定律有
mgsin θ+μmgcos θ=ma……………2分
代入数据得a=8 m/s2……………1分
(2)从C点到B点做平抛运动,设落至B点时在竖直方向的速度为vBy,
由平抛运动规律有
vBy== m/s=3 m/s……………2分
由题意知物体落至B点时的速度方向沿斜面向下,与水平方向的夹角为37°,
vB== m/s=5 m/s……………1分
(3)设物体从B点返回到A点过程中的加速度大小为a′,
时间为t′,由牛顿第二定律得
mgsin θ-μmgcos θ=ma′,……………2分
得a′=4 m/s2……………1分
由运动学公式有=vBt′+a′t′2……………1分
代入数据得t′=0.5 s(-3 s舍去)……………1分
答案(1)8 m/s2(2)5 m/s(3)0.5 s
22.(13分)解:(1)微粒从W到C,由牛顿第二定律得:
F1=ma……………1分
又v2=2ad……………1分
所以v=……………1分
v=5m/s……………1分
v
微粒在CDZY区域运动时,F2提供向心力,由牛顿第二定律得
……………1分
得
……………1分
代入数据得
(2)微粒在CDZY区域运动时,其运行轨迹如图
……2分
由几何关系得
微粒离开平台后做平抛运动
……………2分
……………………2分
所以
故微粒落地点到平台下边线AB的距离为:
……………………1分