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- 2021-05-31 发布
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物理试卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。考试结束后,将答题卡交回。
注意事项:
1、答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2、选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3、请按照题号顺序在各题目的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4、作图可先使用铅笔画出,确定后必须使用黑色字迹的签字笔描黑。
5、保持卡面清洁,不得折叠,不得弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单选题
1.关于向心力的下列说法正确的是( )
A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B.向心力只能改变做圆周运动的物体的速度方向,不能够改变速度的大小
C.做匀速圆周运动的物体其向心力指向圆心,所以是恒力
D.做匀速圆周运动的物体其向心力可以改变线速度的大小
2.某运动员在比赛中经过一水平帘道时沿N向M方向运动,速度逐渐增大,图中画出了他转弯时所受合力F的四种方向,正确的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动,已知图中双向四车道的总宽度约为15m,假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍,则运动的汽车( )
A.所受的合力可能为零 B.只受重力和地面的支持力作用
C.最大速度不能超过25m/s D.所需的向心力由重力和支持力的合力提供
4.关于如图a、图b、图c、图d所示的四种圆 周运动模型,下列说法正确的是( )
A.如图a所示,汽车安全通过拱桥最高点时,车对桥面的压力大于车的重力
B.如图b所示,在固定圆锥筒(内壁光滑)内做匀速圆周运动的小球,受重力、弹力和向心力
C.如图c所示,轻质细杆一端固定一小球,绕另一端0在竖直面内做圆周运动,在最高点小球所受合力不可能为零
D.如图d所示,火车以规定速度经过外轨高于内轨的弯道,向心力由火车所受重力和支持力的合力提供
5.如图所示,在火星与木星的轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.太阳对各小行星的引力相同
B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
C.小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度
D.小行星带内各小行星的线速度值都大于地球公转的线速度
6.质点所受的合力F随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上,已知时质点的速度为零,在图示的各时刻中质点的速度最大的时刻是( )
A.时刻质点速度最大
B.时刻质点速度最大
C.时刻质点离出发点最远
D.时刻质点开始向出发点运动
7.如图所示,在斜面底端C点以一定初速度斜向 左上方抛出质量相同的两小球a、b,小球a、b分別沿水平方向击中斜面顶端A和斜面中点B,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球a、b在空中飞行的时间之比为2: 1
B.小球a、b在抛出点时的初速度大小之比为2: 1
C.小球a、b分别击中A、B两点时的动能之比为4: 1
D.小球a、b在抛出点时速度与水平方向的夹角之比为1: 1
8.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降的过程。将运动员和伞看成一个系统,在运动员下降的过程中,下列说法正确的是( )
A.阻力对系统始终做负功
B.系统受到的合外力始终向下
C.重力做功使系统的重力势能增加
D.任意相等的时间内重力做的功相等
9.如图所示,小船从河边A点开始过河,船头指向河的上游,与河岸的夹角为θ,水流速度不变。若船沿船头指向方向的速度保持不变,船恰好垂直河岸到达正对面的B点。若船头指向不变,沿船头指向方向的速度从随时间均匀增大,则下列说法正确的是( )
A.小船的轨迹是直线 B.小船仍可以到达点
C.小船渡河时间不变 D.小船的速度是均匀变化的
10.在距离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为v0,当它落到地面时速度为v,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )
A. B.
C. D.
11.某星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的一半,若从地球上高h处平抛一物体,射程为60m,则在该星球上,从同样高度以同样的初速度平抛同一物体,射程应为( )
A.10m B.15m C.90m D.360m
二、多选题
12.2017年9月25日是我国新一代同 步卫星“风云四号”在轨交付的日子,与上一代相比,“风云四号”的整星观察数据量提高了 160倍,当日,腾讯公司把微信的启动页面从阿波罗17号宇航员所拍摄的非洲大陆上空视角照片更换为“风云四 号”拍摄的中国所在的东半球上空视角照片,下列关于“风云四号” 同步卫星的说法正确的是( )
A.—定位于赤道正上空 B.绕地球运行的周期比月球绕地球运行的周期大
C.发射速度大于7.9 km/s D.运行速度大于7.9 km/s
13.如图装置,A、B转轮通过摩擦传动,半径,各接触面均不打滑,则转轮A 、B、C边缘的线速度和角速度之比分别为( )
A.
B.
C.
D.
14.如图所示,竖直固定的粗糙圆环半径为R,在圆心上方处固定一个光滑的轴,一个原长为R的轻弹簧一端套在轴上,另一端系一个质量为m的小球小球套在环上可以滑动。初始时刻,小球在最高点A点的速度大小为,圆环对小球作用力大小为,当小球运动到最低点B点时,圆环对小球的作用力大小为,则小球从A点到B点过程中克服摩擦力做的功可能为( )
A. 0.5 B. C. 1.5 D.2
15.如图所示,A、B、C、D四个图中的小球以及小球所在的斜面完全相同,现从同一高度处由静止释放小球,小球下落同样的高度,使进入不同的轨道,除去底部一小段圆弧。A图中的轨道是一段斜面,且高于;B图中的轨道与A图中轨道比较只是短了一些,斜面高度低于;C图中的轨道是一个内径大于小球直径的管,其上部为直管,下部为圆弧形,底端与斜面衔接,管的高度高于;D图中的轨道是半圆轨道,其直径等于。如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失,小球进入轨道后能运动到高度的图是( )
A.B.C.D.
三、实验题
16.某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,打点计时器工作频率为50 Hz。
1.实验中木板略微倾斜,这样做的目的是( )(选填正确选项前的字母)
A.释放小车后,小车能匀加速下滑
B.增大橡皮筋对小车的弹力
C.使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.使橡皮筋松弛后小车做匀加速运动
2.实验中是通过改变橡皮筋的_______(选填“长度”或“条数”)来改变做功的值。
3.若根据多次测量数据画出的图象如图乙所示,根据图线形状可知,对W与v的关系的以下猜想中肯定不正确的是( )
A. B. C. D.
四、计算题
17.如图所示,圆环以直径为轴匀速转动, 已知其,转动周期,求环上点和点的角速度和线速度.
18.如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:
1.弹簧开始时的弹性势能;
2.物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
3.物体离开C点后落回水平面时,重力的瞬时功率是多大?
19.滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱.如图是滑板运动的轨道,AB和CD是一段圆弧形轨道,BC是一段长7m的水平轨道.一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑,经BC轨道后冲上CD轨道,到Q点时速度减为零.已知运动员的质量50kg.h=1.4m,H=1.8m,不计圆弧轨道上的摩擦。(g=10m/s2)求:
1.运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少?
2.运动员与BC轨道的动摩擦因数。
3.运动员最后停在BC轨道上距B为多少米处?
三、实验题
16.某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,打点计时器工作频率为50 Hz。
1.实验中木板略微倾斜,这样做的目的是( )(选填正确选项前的字母)
A.释放小车后,小车能匀加速下滑 B.增大橡皮筋对小车的弹力
C.使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.使橡皮筋松弛后小车做匀加速运动
2.实验中是通过改变橡皮筋的_______(选填“长度”或“条数”)来改变做功的值。
3.若根据多次测量数据画出的图象如图乙所示,根据图线形状可知,对W与v的关系的以下猜想中肯定不正确的是( )
A. B. C. D.
四、计算题
17.如图所示,圆环以直径为轴匀速转动, 已知其,转动周期,求环上点和点的角速度和线速度.
18.如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:
1.弹簧开始时的弹性势能; 2.物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
3.物体离开C点后落回水平面时,重力的瞬时功率是多大?
19.滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱.如图是滑板运动的轨道,AB和CD是一段圆弧形轨道,BC是一段长7m的水平轨道.一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑,经BC轨道后冲上CD轨道,到Q点时速度减为零.已知运动员的质量50kg.h=1.4m,H=1.8m,不计圆弧轨道上的摩擦。(g=10m/s2)求:
1.运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少?
2.运动员与BC轨道的动摩擦因数。
3.运动员最后停在BC轨道上距B为多少米处?
参考答案
1.答案:B
解析:物体做圆周运动需要向心力而不是产生向心力,所以A项错误;向心力方向始终与速度方向垂直,只改变速度的方向不改变速度的大小,所以B项正确,D项错误;向心力始终指向圆心,方向时刻改变,是变力,所以C项错误。
2.答案:D
解析:运动员从点N运动到M,做曲线运动,合力必指向曲线内侧;他在加速,所以沿切线方向有与速度方向相同的分力,故A、B、C错误,D正确。
3.答案:C
解析:汽车在水平路面上做匀速圆周运动,合外力时刻指向圆心,拐弯时靠静摩擦力提供向心力,因此排除选顼ABD,选项C正确。
4.答案:D
解析:汽车在最高点时.有,知,车对桥面的压力小干车的重力,故A错误;在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球,受重力、弹力,故B错误;题图c是竖直平面内圆周运动的杆模型,小球在最高点时最小速度为零,所以在最高点时小球所受合力可能为零。故C错误;火车以规定速度经过外轨高于内轨的弯道,向心力由火车所受重力和支持力的合力提供,故D正确
5.答案:C
解析:各小行星的质量不一定都相同,它们到太阳中心的距离不一定都相同,因此太阳对各小行星的引力大小不一定相等,而这些小行星与太阳的连线也不可能都重合,太阳对它们的引力方向也不可能都相同。A错;对小行星环绕太阳的圆周运动有:、、,解得:,、。因此,小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度。选项C正确;由于各小行星的轨道半径均大于地球公转轨道半径,带内各小行星的线速度值都小于地球公转的线速度,周期均小于地球的公转周期(一年)。选项BD错误。
6.答案:B
解析:试题分析:根据图线,物体做加速度增大的加速运动;物体做加速度减小的加速运动;物体做加速度增大的减速运动;物体做加速度减小的减速运动,时刻物体速度为零,然后继续按原来的规律向前运动。所以时刻质点速度最大,时刻质点离出发点最远。选项B正确。
7.答案:D
解析:因两小球都是水平击中斜面,所以可将小球的运动过程逆向,两小球的逆过程均为平抛运动.由知小球a、b在空中飞行的时间之比为,A错;因两小球做平抛运动时发生的位移与水平方向夹角均为斜面倾料角,由平抛运动的推论知小球a、b在抛出点时速度与水平方向的夹角之比为1:1,D对;设小球抛出时速度为,与水平方向夹角为α,则水平射程,即小球a、b在抛出点时的初速度大小之比为,B错;两小球分别击中
A、B两点时的动能为,即小球a、b在分别击中A、B两点时的动能之比为2:1,C错。
8.答案:A
解析:阻力的方向始终与运动员运动的方向相反,所以阻力对系统始终做负功,A正确。在减速下降的过程中,由牛顿第二定律可知,此时合外力的方向是向上的,B错误。在下降的过程中重力做正功,系统的重力势能减小,C错误。重力做的功,在相等的时问内下降的高度不一定相等,重力做的功不一定相等,D错误。
9.答案:D
解析:小船沿船头指向方向的速度均匀增大时.小船的运动是匀变速直线运动与匀速直线运动的合运动,为匀变速曲线运动,加速度不变,则小船速度变化均匀,选项A错误,D正确;将沿船头指向方向的速度沿垂直河岸和平行河岸的方向分解,两个分速度均增加.则小船渡河时间变小,小船不能到达B点,选项BC错误。
10.答案:C
解析:由动能定理得:
.
11.答案:A
解析:
12.答案:AC
解析:地球同步卫星公转周期为,高度一定,位于赤道正上空,故A正确。根据,可得,同步卫星绕地球运行的半径比月球绕地球运行的半径
小,则周期小,故B错误。第一宇宙速度是卫星发射到近地轨道的速度,第二宇宙速度是发射绕太阳运行的卫星的最小速度,故发射地球卫星的速度应大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度,故C正确。由万有引力提供向心力得,解得,可知卫星的线速度v随轨道半径r的增大而减小。为第一宇宙速度,即卫星围绕地球表面运行的速度,因同步卫星的轨道半径比地球半径大,因此其线速度应小于 7. 9 km/s,故D 错误。
13.答案:BC
解析:转轮A、B通过皮带传动,转轮A、C通过率摩擦传动,三者边缘的线速度大小相等,A错,B对;由可知线速度一定时,角速度气半径成反比,即可得,C对,D错。
14.答案:AC
解析:弹簧原长为R,小球在A点处弹簧压缩量为,设弹力大小为F,若时圆环对小球的作用力背离圆心,则有,方程无解,即此时圆环对小球的作用力—定指向圆心,则有,得。小球在B点处时,弹簧伸长量为
,弹力大小仍为F,若此时圆环对小球的作用力背离圆心,则有,得,小球从A点至B点,有,得,C 正
确;同理,若此时圆环对小球的作用力指向圆心,则有,得,小球从A点到B点,有,得, A 正确。
15.答案:AC
解析:A图中小球沿轨道上滑直到速度为零,由于机械能守恒,因此小球能上升到高度,A正确;B图中,小球到达轨道顶端后离开轨道做斜上抛运动,到达抛物线最高点时速度不为零,因此动能不为零,则小球不能上升到高度,B错误;C图中小球沿竖直管向上运动,直到速度减少到零,小球可上升到高度,C正确;D图中小球进入圆轨道后做圆周运动,能到达最高点的条件是在最高点时重力等于向心力,动能不能为零,所以D错误。
16.答案:1.C 2.条数 3.AB
解析:1.本实验的目的就是探究像皮筋对小车做的功与小车速度变化的关系,实验中木板略微倾斜是为了平衡摩擦力,确保橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功.C对。
2.本实验通过改变橡皮筋的条数来改变做功的大小。
3.由题图乙知W随v的增大而增大且斜率逐渐增大.所以猜想肯定不正确的是A和B。
17.答案:点和点的角速度相同,其大小是,和点绕直径做圆周运动,其轨迹的圆心不同。点和点的圆周运动半径分别为
故其线速度分别为。
解析:
18.答案:1.3.5 2. 3.
解析:1.设弹簧的弹性势能为,物体经过B点时的速度为,圆形轨道对物体的支持力大小为N,物体对半圆形轨道的压力为由牛顿第三定律及题意知,由能量守恒得 ,在B点,由牛顿第二定律得:
联立解得
2.设物体克服阻力做功为,在C点速度为,
物体恰到达C点,重力提供向心力,有 由动能定理得:
联立解得
3.物体落到水平面上时的竖直分速度,所以重力的瞬时功率是
19.答案:1.以水平轨道为零势能面,运动员从到的过程,根据机械能守恒定律,有:
代入数据解得: .
从到的过程中,有:
代入数据解得: .
2.在至过程中,由动能定理有: ,
代入数据解得: .
3.设运动员在滑行的总路程为.
对整个过程,由能量守恒知,机械能的减少量等于因滑动摩擦而产生的内能,则有:
代入数据解得:
故运动员最后停在距点2m的地方.
解析: