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文档简介
…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年浙教版共同必修二物理上册阶段测试试卷351考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、如图所示,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,它们的质量相等,在甲图用力F1推物体,在乙图用力F2拉物体,两种情况下,力与水平方向所成夹角相等,物体都做匀速运动,经过相同的位移,则F1和F2大小关系、F1对物体功W1和F2对物体做功W2关系满足。
A.F1=F2B.F1<F2C.W1<W.2D.W1>W22、如图所示是具有更高平台的消防车,具有一定质量的伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400kg)上升60m到达灭火位置,此后,在登高平台上的消防员用水炮灭火,已知水炮的出水量为3m3/min,水离开炮口时的速率为20m/s,则用于()
A.水炮工作的发动机输出功率为1×104WB.水炮工作的发动机输出功率为4×104WC.水炮工作的发动机输出功率为2.4×106WD.伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800w3、在下列所述实例中,机械能守恒的是:A.滑块沿光滑斜面下滑的过程B.火箭加速上升的过程C.雨滴在空中匀速下落的过程D.游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程4、小车静止在光滑的水平导轨上,一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速释放,在小球下摆到最低点的过程中,下列说法正确的是()
A.绳对球的拉力不做功B.球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能C.绳对车做的功等于球减少的动能D.球减少的重力势能等于球增加的动能5、如图所示为火车车轮在转弯处的截面示意图,轨道的外轨高于内轨,在此转弯处规定火车的行驶速度为v;则。
A.若火车通过此弯道时速度大于v,则火车的轮缘会挤压外轨B.若火车通过此弯道时速度小于v,则火车的轮缘会挤压外轨C.若火车通过此弯道时行驶速度等于v,则火车的轮缘会挤压外轨D.若火车通过此弯道时行驶速度等于v,则火车对轨道的压力小于火车的重力6、在航天员的训练中;有一个项目是超重环境适应。如图所示,一个航天员坐在大型离心机里,当离心机静止时,训练室地板水平。当离心机在水平面内高速转动时,航天员就感受到强烈的超重作用。关于该项训练,下列说法中正确的是()
A.离心机的转动使航天员的质量增大了B.离心机的转动越快,航天员受到的重力越大C.离心机高速转动时,航天员感受到的“重力”是沿水平向外的D.离心机高速转动时,航天员感受到的“重力”是垂直于训练室地板向下的7、如图所示,竖直平面内放一直角杆MON,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数μ=0.2,杆的竖直部分光滑.两部分各套有质量均为1kg的小球A和B,A、B球间用细绳相连.初始A、B均处于静止状态,已知OA=3m,OB=4m,若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m(取g=10m/s2),那么该过程中拉力F做功为()
A.4JB.10JC.12JD.14J8、小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上;P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示,将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点()
A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)9、如图所示,A、B、C三个物体放在旋转圆台上,它们与圆台之间的动摩擦因数均为μ,A的质量为2m,B、C质量均为m,A、B离轴心距离为R,C离轴心2R,则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动)()
A.物体C的向心加速度最大B.物体B受到的静摩擦力最大。
C.ω=是C开始滑动的临界角速度D.当圆台转速增加时,B比A先滑动10、如图所示,两个质量均为m的小木块a和b,(可视为质点)放在水平圆盘上,之间用轻质细线连接,且a,b之间的距离恰等于线长,a与转轴OO’的距离为L,b与转轴的距离为2L;木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动.用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是。
A.b一定比a先开始滑动B.当时,细线突然断开,a立即做离心运动C.当时,a所受摩擦力的大小为kmgD.当时,b受到的静摩擦力达到最大值11、如图所示;水平放置的转盘以一定角速度做匀速圆周运动,放在转盘上的小物体跟着转盘一起做匀速圆周运动,与圆盘保持相对静止,则下列说法正确的是()
A.物体处在平衡状态B.物体受到三个力的作用C.在角速度一定时,物块到转轴的距离越远,物块越容易脱离圆盘D.在物块到转轴距离一定时,物块运动周期越小,越不容易脱离圆盘12、天花板下悬挂轻质光滑小圆环可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转,一根轻绳穿过P,两端分别连接质量为m1和m2的小球;设两球同时做如图所示的圆锥摆运动,且在任意时刻两球均在同一水平面内,则()
A.两圆锥摆运动的周期相等B.两圆锥摆运动的向心加速度大小相等C.m1和m2到P点的距离之比等于m2:m1D.m1和m2到P点的距离之比等于m1:m213、如图所示;竖直平面内固定有半径为R的光滑半圆形槽,一小球(可看作质点)自半圆形槽左边缘的A点无初速地释放,在最低B点处安装一个压力传感器以测量小球通过B点时对轨道的压力大小,下列说法正确的是。
A.压力传感器的示数与小球的质量无关B.压力传感器的示数与半圆形槽半径R无关C.小球在B点的速度与半圆形槽半径R无关D.小球在B点的加速度与半圆形槽半径R无关14、如图所示,处于竖直平面内的光滑细金属圆环半径为R,质量均为m的带孔小球A、B穿于环上,两根长为R的细绳一端分别系于A、B球上,另一端分别系于圆环的最高点和最低点,现让圆环绕竖直直径转动,当角速度缓慢增大到某一值时,连接B球的绳子恰好拉直,转动过程中绳不会断,则下列说法正确的是()
A.连接B球的绳子恰好拉直时,转动的角速度为B.连接B球的绳子恰好拉直时,金属圆环对A球的作用力为零C.继续增大转动的角速度,金属环对B球的作用力可能为零D.继续增大转动的角速度,A球可能会沿金属环向上移动15、如图所示,光滑水平面上有一个四分之三圆弧管,内壁也光滑,半径R=0.2m,质量M=0.8kg,管内有一个质量m=0.2kg的小球,小球直径略小于弯管的内径,将小球用外力锁定在图示位置,即球和环的圆心连线与竖直方向成37°角,对图弧管施加水平恒定外力F作用,同时解除锁定,系统向右加速,发现小球在管中位置不变,当系统运动一段距离后管撞击到障碍物上突然停下,以后小球继续运动通过最高点后又落入管中,g取10m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是()
A.拉力F的大小为6NB.小球在轨道最高点时速度为1m/sC.系统运动一段距离后管撞击到障碍物时速度为2m/sD.拉力F做的功为4.1J16、如图所示;范围足够大;磁感应强度为B的匀强磁场垂直于xoy平面向里,两质量相等的粒子带等量异种电荷,它们从x轴上关于O点对称的两点同时由静止释放,运动过程中未发生碰撞,不计粒子所受的重力.则。
A.两粒子沿x轴做圆周运动B.运动过程中,若两粒子间的距离等于初始位置间的距离时,它们的速度均为零C.运动过程中,两粒子间的距离最小时,它们的速度沿X轴方向的分量VX可能不为零D.若减小磁感应强度,再从原处同时由静止释放两粒子,它们可能会发生碰撞评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)17、近年,我国的高铁发展非常迅猛.为了保证行车安全,车辆转弯的技术要求是相当高的.如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道,则车辆经过弯道时,火车的_____(选填“外轮”、“内轮”)对轨道有侧向挤压,容易导致翻车事故.为此,铺设轨道时应该把____(选填“外轨”、“内轨”)适当降低一定的高度.如果两轨道间距为L,内外轨高度差为h,弯道半径为R,则火车对内外轨轨道均无侧向挤压时火车的行驶速度为_____.(倾角θ较小时;sinθ≈tanθ)
18、高速铁路弯道处,外轨比内轨_____(填“高”或“低”);列车通过弯道时______(填“有”或“无”)加速度.19、修建铁路弯道时,为了保证行车的安全,应使弯道的内侧__________(填“略高于”或“略低于”)弯道的外侧,并根据设计通过的速度确定内外轨高度差。若火车经过弯道时的速度比设计速度小,则火车车轮的轮缘与铁道的_______(填“内轨”或“外轨”)间有侧向压力。20、质量为m的汽车,在半径为20m的圆形水平路面上行驶,最大静摩擦力是车重的0.5倍,为了不使轮胎在公路上打滑,汽车速度不应超过__________m/s.(g取10m/s2)21、如图所示,两个内壁均光滑,半径不同的半圆轨道固定于地面,一个小球先后从与球心在同一高度的A、B两点由静止开始下滑,通过轨道最低点时,小球的速度大小___________(填“相同”或“不相同”),小球的向心加速度的大小___________(填“相同”或“不相同”)22、一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h,已知重力加速度为g,则提升过程中,物体的重力势能的变化为____;动能变化为____;机械能变化为___。23、放在草地上质量为0.8kg的足球,被运动员甲以10m/s的速度踢出,则球的动能为______J;当此球以5m/s的速度向运动员乙飞来时,又被运动员乙以5m/s的速度反向踢回,球的动能改变量为为______J。24、如图所示,弯折的直角轻杆ABCO通过铰链O连接在地面上,AB=BC=OC=9m,一质量为m的小滑块以足够大的初始速度,在杆上从C点左侧x0=2m处向左运动,作用于A点的水平向右拉力F可以保证BC始终水平。若滑块与杆之间的动摩擦因数与离开C点的距离x满足μx=1,则滑块的运动位移s=________________m时拉力F达到最小。若滑块的初始速度v0=5m/s,且μ=0.5-0.1x(μ=0后不再变化),则滑块达到C点左侧x=4m处时,速度减为v=_________________m/s。
评卷人得分四、实验题(共2题,共12分)25、某同学利用图示装置“探究功与动能变化的关系”;图中气垫导轨已调至水平.
(1)测得两光电门中心间的距离为L,测得固定在滑块上的竖直挡光条的宽度为d,记录挡光条通过光电门1和2的时间分别为t1和t2,则滑块通过光电门1时的速度大小v1=_____________(用对应物理量的符号表示).
(2)在(1)中,从力传感器中读出滑块受到的拉力大小为F,滑块、挡光条和力传感器的总质量为M,若动能定理成立,则必有FL=_____________(用对应物理量的符号表示).
(3)该实验__________(选填“需要”或“不需要”)满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和力传感器的总质量.26、用如图所示装置做“验证动能定理”的实验.实验中;小车碰到制动挡板时,钩码尚未到达地面.
(1)为了使细绳的拉力等于小车所受的合外力,以下操作必要的是__________(选填选项前的字母)
A.在未挂钩码时;将木板的右端垫高以平衡摩擦力。
B.在悬挂钩码后;将木板的右端垫高以平衡摩擦力。
C.调节木板左端定滑轮的高度;使牵引小车的细绳与木板平行。
D.所加钩码的质量尽量大一些。
(2)如图是某次实验中打出纸带的一部分.为个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有个打出的点没有画出,所用交流电源的频率为.通过测量,可知打点计时器打点时小车的速度大小为__________.
(3)甲同学经过认真、规范地操作,得到一条点迹清晰的纸带.他把小车开始运动时打下的点记为再依次在纸带上取等时间间隔的等多个计数点,可获得各计数点到的距离及打下各计数点时小车的瞬时速度.如图是根据这些实验数据绘出的图象.已知此次实验中钩码的总质量为小车中砝码的总质量为取重力加速度则由图象可知小车的质量为__________.(结果保留三位有效数字)
(4)在钩码质量远小于小车质量的情况下,乙同学认为小车所受拉力大小等于钩码所受重力大小.但经多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些,造成这一情况的原因可能是__________________________________________________.
(5)假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图中正确反映关系的是____________.
评卷人得分五、解答题(共4题,共8分)27、有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥.取g=10m/s2,求:
(1)若汽车到达桥顶时速度为5m/s,桥对汽车的支持力F的大小;
(2)若汽车经过桥顶时恰好对桥顶没有压力而腾空,汽车此时的速度大小v;
(3)已知地球半径R=6400km,现设想一辆沿赤道行驶的汽车,若不考虑空气的影响,也不考虑地球自转,那它开到多快时就可以“飞”起来.28、细管内壁光滑、厚度不计,加工成如图所示形状,长的段固定在竖直平面内,其端与半径的光滑圆弧轨道平滑连接,段是半径的圆弧,段在水平面上,管中有两个可视为质点的小球.开始球静止,球以速度向右运动,与球发生弹性碰撞之后,球能够通过轨道最高点球则滑回段从细管的点滑出.(重力加速度取)求:
①若碰后球的速度大小;
②若未知,碰后球的最大速度;
③若未知,的取值范围.29、小物块A、B由跨过定滑轮的轻绳相连,A置于倾角为37°的光滑固定斜面上,B位于水平传送带的左端,轻绳分别与斜面、传送带平行,传送带始终以速度v0=2m/s向右匀速运动,某时刻B从传送带左端以速度v1=6m/s向右运动,经过一段时间回到传送带的左端,已知A、B的质量均为1kg,B与传送带间的动摩擦因数为0.2.斜面、轻绳、传送带均足够长,A不会碰到定滑轮,定滑轮的质量与摩擦力均不计,g取10m/s2;sin37°=0.6,求:
(1)B向右运动的总时间;
(2)到B再次回到传送带左端的过程中;B与传送带间因摩擦产生的热量.
(已知)
30、动能定理描述了力对物体作用在空间上累积的效果,动量定理则描述了力对物体作用在时间上累积的效果,二者是力学中的重要规律.
(1)如图所示,一个质量为m的物体,初速度为v0,在水平合外力F(恒力)的作用下,运动一段距离x后,速度变为vt.请根据上述情境,利用牛顿第二定律推导动能定理,并写出动能定理表达式中等号两边物理量的物理意义.
(2)在一些公共场合有时可以看到,“气功师”平躺在水平地面上,其腹部上平放着一块大石板,有人用铁锤猛击大石板,石板裂开而人没有受伤.现用下述模型分析探究.
若大石板质量为M=80kg,铁锤质量为m=5kg.铁锤从h1=1.8m高处由静止落下,打在石板上反弹,当反弹达到最大高度h2=0.05m时被拿开.铁锤与石板的作用时间约为t1=0.01s.由于缓冲,石板与“气功师”腹部的作用时间较长,约为t2=0.5s,取重力加速度g=10m/s2.请利用动量定理分析说明石板裂开而人没有受伤的原因.参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、D【分析】【详解】
对甲图中物体受力分析,受推力、重力、支持力和摩擦力,如图1根据平衡条件,有x方向:y方向:其中:解得
对乙图物体受力分析,受拉力、重力、支持力和摩擦力,如图2根据平衡条件,有x方向:y方向:解得比较两式,得到由于位移相同,力与水平方向夹角相等,根据恒力做功的表达式得到故故选D.2、B【分析】【详解】
试题分析:水炮发动机做的功为水增加的动能与重力势能之和,伸缩臂在抬升等高平台的同时也将本身也抬高了,计算做功时,需要计算这部分功,结合根据公式分析.
伸缩臂将人与平台抬高60m,用时5min,同时伸缩臂也有质量,设为M,则其输出功率为D错误;水炮工作的发动机首先将水运至60m高的平台,然后给水20m/s的速度,即做的功等于水增加的动能与重力势能之和,每秒射出水的质量为故功率为B正确AC错误.3、A【分析】【分析】
物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功;根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况,判断做功情况,即可判断物体是否是机械能守恒.也可以根据机械能的概念分析.
【详解】
A;木箱沿光滑斜面下滑的过程;斜面对木箱的支持力不做功,只有重力做功,所以木箱的机械能守恒;故A正确.
B;火箭加速上升的过程;动能增加,重力势能增加,故机械能增加;故B错误.
C;雨滴在空中匀速下落的过程;动能不变,重力势能减小,所以机械能减小;故C错误.
D;游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程;动能不变,重力势能不断变化,所以机械能也在变化;故D错误.
故选A.
【点睛】
本题是对机械能守恒条件的直接考查,掌握住机械能守恒的条件及机械能的概念即可进行判断.4、B【分析】【详解】
AD;在小球下摆到最低点的过程中;绳对球的拉力做负功,球的机械能减小,选项AD错误;
BC;对小球;由功能关系,球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能,绳对车做的功等于球克服绳拉力做的功,选项B正确,C错误.
故选B5、A【分析】【详解】
如图所示为火车车轮在转弯处的截面示意图,轨道的外轨高于内轨,在此转弯处规定火车的行驶速度为v;则。
A.当转弯的实际速度大于规定速度时;火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力,火车有离心趋势,故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压,故A正确;
B.当转弯的实际速度小于规定速度时;火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力,火车有向心趋势,故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压,故B错误;
C.当火车以v的速度通过此弯路时;火车重力与轨道面支持力的合力恰好提供向心力,内外轨都无压力,故C错误;
D.设内外轨间形成斜面倾角为当火车以v的速度通过此弯路时,由受力可知,解得:所以火车对轨道的压力大于火车的重力,故D错误.
6、D【分析】【详解】
AB.航天员的质量与离心机的转动无关;航天员受到的重力也与离心机的转动无关.故AB两项错误.
CD.离心机高速转动时,航天员受重力、垂直于地板的支持力,两力的合力提供航天员做圆周运动所需的向心力,航天员感受到的“重力”是垂直于训练室地板向下的.故C项错误,D项正确.7、D【分析】【分析】
对AB整体受力分析;根据共点力平衡条件列式,求出支持力N,从而得到滑动摩擦力为恒力,最后对整体运用动能定理列式,得到拉力的功;
【详解】
对AB整体受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1;如图所示:
根据共点力平衡条件,有
竖直方向:
水平方向:
其中:
解得:
对整体在整个运动过程中运用动能定理列式,得到:
根据几何关系,可知求B上升距离故有:故选项D正确,选项ABC错误.
【点睛】
本题中拉力为变力,先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力,然后根据动能定理求变力做功.8、C【分析】【详解】
A.从静止释放至最低点,由机械能守恒得
解得
可知在最低点的速度只与半径有关,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短,所以
选项A错误;
B.根据
可知动能与质量和半径有关;由于P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短,所以不能比较动能的大小,选项B错误;
CD.在最低点,拉力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得
向心加速度
由于P球的质量大于Q球的质量;所以P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力,向心加速度两者相等,选项C正确,D错误。
故选C。
【点睛】
求最低的速度、动能时,也可以使用动能定理求解;在比较一个物理量时,应该找出影响它的所有因素,全面的分析才能正确的解题。二、多选题(共8题,共16分)9、A:C【分析】【详解】
A.物体绕轴做匀速圆周运动,角速度相等,根据向心加速度方程有a=ω2r,由于C物体的转动半径最大;故向心加速度最大,故A正确;
B.物体绕轴做匀速圆周运动,角速度相等,静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律可得,f=mω2r,故B的摩擦力最小;故B错误;
C.对C分析可知,当C物体恰好滑动时,静摩擦力达到最大,有μmg=m·2Rω2;解得:故临界角速度为故C正确;
D.由C的分析可知,转动半径越大的临界角速度越小,越容易滑动,与物体的质量无关,故物体C先滑动,物体A、B将一起后滑动,故D错误.10、C:D【分析】【详解】
两个物体用细线相连,一定是同时开始滑动,故A错误;对于单个木块,静摩擦力提供向心力,恰好不滑动时,有:kmg=mω2r,故故如果没有细线相连,a、b恰好不滑动的临界角速度分别为:若ω=时,细线突然断开,由于<故a不会做离心运动,故B错误;角速度逐渐增加的过程中,是b物体的静摩擦力先达到最大,临界角速度为故D正确;当a的静摩擦力达到最大时,两个物体整体恰好不滑动,故:kmg+kmg=mω2L+mω22L,联立解得:ω=故C正确;故选CD.
点睛:本题的关键是正确分析木块的受力,明确木块做圆周运动时,静摩擦力提供向心力,把握住临界条件:单个静摩擦力达到最大、两个物体的静摩擦力达到最大,由牛顿第二定律分析解答.11、B:C【分析】【详解】
A.物体做匀速圆周运动;加速度不为零,则不是处在平衡状态,故A错误;
B.物体受到重力;圆盘的支持力和摩擦力三个力的作用;故B正确;
C.根据
可知;在角速度一定时,物块到转轴的距离越远,需要的向心力越大,物块越容易脱离圆盘,故C正确;
D.在物块到转轴距离一定时;物块运动周期越小,则角速度越大,需要的向心力越大,越容易脱离圆盘,故D错误。
故选BC。
【点睛】
本题学生很容易错误的认为物体受到向心力作用,要明确向心力的特点;同时要知道物块出现滑动的条件是最大静摩擦力小于所需的向心力。12、A:C【分析】【分析】
【详解】
A.根据圆锥摆的周期T=2π
故A正确;
B.根据向心加速度
由于r不同;故B错误;
CD.因为无摩擦,所以同一根绳上的力大小相等,设绳的张力为F,由于向心力为Fn=Fsin=m2lsin
可知m与l成反比;故C正确,D错误。
故选AC。13、B:D【分析】【分析】
先根据动能定理求出到达最低点的速度;再根据向心力公式及牛顿第三定律求得球对内壁的压力大小;
【详解】
设小球到达B处的速度为v,则在B点下有解得压力传感器的示数F=3mg,小球在B点的速度小球在B点的加速度大小故BD正确,AC错误;
故选BD.
【点睛】
考查了动能定理及向心力公式的直接应用,难度不大,属于基础题;14、A:B【分析】【分析】
球A、B均做匀速圆周运动;合力提供向心力,考虑细线拉力为零的临界情况,根据牛顿第二定律列式分析即可.
【详解】
A、当连接B球的绳刚好拉直时,mgtan60°=mω2Rsin60°,求得A项正确;
B、连接B球的绳子恰好拉直时,A球与B球转速相同,A球所受合力也为mgtan60°,又小球A所受重力为mg,可判断出A球所受绳的拉力为2mg,A球不受金属圆环的作用力;B项正确;
C、继续增大转动的角速度,连接B球的绳上会有拉力,要维持B球竖直方向所受外力的合力为零,环对B球必定有弹力;C项错误;
D、当转动的角速度增大,环对B球的弹力不为零,根据竖直方向上A球和B球所受外力的合力都为零,可知绳对A球的拉力增大,绳应张得更紧,因此A球不可能沿环向上移动;D项错误.
故选AB.
【点睛】
本题中球做匀速圆周运动,关键是找到向心力来源,根据牛顿第二定律列式求解.要注意向心力是一种效果力,受力分析时,切不可在物体的相互作用力以外再添加一个向心力.15、B:D【分析】【分析】
【详解】
A.对小球有
对系统有
故A错误;
B.小球离开环管做平抛运动,则有:R=
由以上两式解得
故B正确;
C.系统的速度由机械能守恒定律得
解得
故C错误;
D.F做的功
故D正确。
故选BD。16、B:D【分析】【详解】
A.两个粒子在相互的库仑引力作用下;从静止开始加速,都受到向上的洛伦兹力而向上偏转,做曲线运动,但不是圆周运动,故A错误.
B.两个粒子的速度大小情况相同.若两粒子间的距离等于初始位置间的距离时;静电力对两个粒子做功为0,根据动能定理可知它们的速度均为零.故B正确.
C.从开始运动到距离最小的过程,静电力一直做正功,动能都增大,速度与x轴的夹角不断增大,沿y轴方向的速度分量vy不断增大;当距离最小后,两者距离增大,此时它们的速度沿x轴方向的分量vx为零,它们的速度沿y轴方向的分量vy最大.故C错误.
D.若减小磁感应强度,由公式分析可知;轨迹的曲率半径变大,可能发生碰撞.故D正确.
故选BD.
考点:带电粒子在磁场中的运动。
【名师点睛】
本题关键分析两个粒子的受力情况,来判断其运动情况,分析时,要抓住洛伦兹力与速率成正比的特点,由公式分析轨迹的曲率半径的变化.三、填空题(共8题,共16分)17、略
【分析】【详解】
试题分析:火车内外轨道一样高时,火车转弯,由于离心运动,会向外滑离轨道,所以外轮对外轨有个侧向压力.当把内轨降低一定高度后,内外轨有个高度差,火车转弯时就可以让重力与轨道对火车弹力的合力来提供向心力,从而避免了对轨道的侧向压力.由几何知识可知此时的合力当倾角比较小时根据得出
考点:水平圆周运动、离心运动【解析】外轮内轨18、略
【分析】【详解】
高速铁路弯道处由重力和支持力的合力提供向心力,故外轨比内轨高;列车在铁路弯道处即使速度大小不变,至少速度方向变化,有向心加速度.【解析】高有19、略
【分析】【详解】
火车以规定的速度转弯时;其所受的重力和支持力的合力提供向心力,当转弯的实际速度大于或小于规定的速度时,火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力,火车有离心趋势或向心趋势,故其轮缘会挤压车轮;如果内外轨道等高,火车转弯,靠外轨对车轮向内的挤压提供向心力,这样容易破坏铁轨,不安全,所以应使弯道的内侧略低于弯道的外侧,靠重力和支持力的合力来提供向心力一部分;火车以某一速度v通过某弯道时,内;外轨道均不受侧压力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力。
由图可以得出
为轨道平面与水平面的夹角,合力等于向心力,故
如果火车以比规定速度稍小的速度通过弯道,重力和支持力提供的合力大于向心力,所以火车车轮的轮缘与铁道的内轨间有侧向压力。【解析】略低于内轨20、略
【分析】质量为m的汽车,在半径为20m的圆形水平路面上行驶时,静摩擦力提供向心力,最大静摩擦力对应汽车行驶的最大速度,所以有:kmg=m得:v=m/s="10"m/s.
思路分析:根据静摩擦力提供向心力,当摩擦力最大时,汽车的速度最大,根据kmg=m代入数据可得最大速度不得超过10m/s。
试题点评:考查静摩擦力作用下的匀速圆周运动的实例分析【解析】1021、略
【分析】试题分析:小球从与球心在同一水平高度的A;B两点由静止开始自由下滑过程中;受到重力和支持力作用,但只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律可求出小球到最低点的速度,然后由向心加速度公式求向心加速度;
根据机械能守恒得:解得最低点的速度为半径大的小球,通过最低点的速度大,根据可知小球通过最低点的向心加速度是相同的.【解析】不相同相同22、略
【分析】【详解】
[1]物体上升高度为h,则重力做负功mgh,重力势能增加mgh.
[2]物体所受合外力为由动能定理:
可得动能变化:
[3]由功能关系除重力以外的力做功衡量机械能变化,由:
可知则机械能增加【解析】mghmahm(a+g)h23、略
【分析】【详解】
足球的动能为:动能的该变量为:.【解析】40J0J24、略
【分析】【详解】
[1]滑块向左做减速运动,对杆有压力和向左的滑动摩擦力;
对杆,根据力矩平衡条件,有:
代入数据和,有:
当,即时,拉力达到最小;
[2]滑块从点达到点左侧处过程,根据动能定理,有:
其中:
联立解得:。【解析】31四、实验题(共2题,共12分)25、略
【分析】【详解】
解:(1)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度可知,滑块通过光电门1的瞬时速度为通过光电门2的瞬时速度为
(2)拉力做功等于动能的变化量,则有
(3)该实验中由于已经用力传感器测出绳子拉力大小,不是将砝码和砝码盘的重力作为小车所受的拉力,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.【解析】不需要26、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]小车下滑时受到重力;细线的拉力,支持力和摩擦力,为了在实验中能够把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,并且调节木板左端定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行,故AC正确,BD错误;所以AC选项是正确的.
(2)[2]相邻的两个计数之间还有个打出的点没有画出,则
(3)[3]根据动能定理得:
则
根据图象可以知道斜率
则
计算得出.
(4)[4]多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些;则可能长木板的右端垫起的高度过高,有一部分重力势能转化为动能;
若滑轮的轴处有摩擦;则拉力做的功总是要比小车动能变化量大一些,小车释放时离打点计时器太近,拉力做的功和小车动能变化量相等,在钩码质量远小于小车质量的情况下,绳子的拉力等于钩码的重力,钩码做匀加速运动,不影响拉力做功.
(5)[5]若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则
得
图象为过原点的直线,故A正确.【解析】AC0.360.18多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些,则可能长木板的右端垫起的高度过高,有一部分重力势能转化为动能;若滑轮的轴处有摩擦,则拉力做的功总是要比小车动能变化量大一些,小车释放时离打点计时器太近,拉力做的功和小车动能变化量相等,在钩码质量远小于小车质量的情况下,绳子的拉力等于钩码的重力,钩码做匀加速运动,不影响拉力做功.A五、解答题(共4题,共8分)27、略
【分析】【详解】
(1)汽车到达桥顶时,重力和支持力的合力提供向心力,据牛顿第二定律得
mg-FN=m
解得FN=7600N
(2)汽车经过桥顶恰好对桥没有压力而腾空,则N=0,汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供,有mg=m
解得v0=10m/s=22.4m/s
(3)汽车要在地面上腾空,所受的支持力为零,重力提供向心力,则有
mg=m
得:v′=8000m/s
【点睛】
本题关键是找出汽车经过桥顶时向心力的来源,然后根据牛顿第二定律和向心力公式
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