学期高三第二次月考物理附答案Word格式.docx
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C.地面对滑梯的摩擦力方向始终水平向左
D.地面对滑梯的支持力大小始终等于小朋友和滑梯的总重力大小
6.在一次救灾行动中,需要把飞机上的50麻袋粮食投放到行驶的列车上,已知列车的质量为M,列车在铁轨上以速度v0做匀速直线运动,列车上方的飞机也沿铁轨以速度v1同向匀速飞行.在某段时间内,飞机连续释放下50袋粮食,每袋粮食质量为m,且这50袋粮食全部落在列车车厢内.不计列车与铁轨之间的摩擦,则列车载有粮食后的速度为( )
A.
B.
C.
D.
7.地球赤道地面上有一物体随地球的自转而做圆周运动,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;
绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;
地球同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;
地球表面重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者质量相等,则下列结论正确的是()
A.F1=F2>F3B.a1=a2=g>a3C.v1=v2=v>v3D.ω1=ω3<ω2
8.如图所示,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上。
现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。
已知A的质量为4m,B、C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。
释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。
下列说法正确的是()
A.斜面倾角α=60°
B.A获得最大速度为
C.C刚离开地面时,B的加速度最大
D.从释放A到C刚离开地面的过程中,A、B两小球组成的系统机械能守恒
9.如图所示为竖直平面内的直角坐标系。
一质量为m的质点,在恒力F和重力的作用下,从坐标原点O由静止开始沿直线ON斜向下运动,直线ON与y轴负方向成θ角(θ<
90°
)。
不计空气阻力,则以下说法正确的是()
A.当F=mgtanθ时,拉力F最小
B.当F=mgsinθ时,拉力F最小
C.当F=mgsinθ时,质点的机械能守恒
D.当F=mgtanθ时,质点的机械能一定增大
10.2013年我国将实施16次宇航发射,计划将“神舟十号”、“嫦娥三号”等20颗航天器送入太空,若已知地球和月球的半径之比为a,“神舟十号”绕地球表面附近运行的周期与“嫦娥三号”绕月球表面附近运行的周期之比为b,则( )
A.“神舟十号”绕地球表面运行角速度与“嫦娥三号”绕月球表面运行角速度之比为
B.地球和月球的质量之比为
C.地球表面的重力加速度与月球表面的重力加速度之比为
D.地球和月球的第一宇宙速度之比为
11.质量为M的物块以速度V运动,与质量为m的静止物块发生正撞,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比M/m可能为()
A.2B.3C.4D.5
12.如图所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车,其左侧有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB,轨道最低点B与水平轨道BC相切,整个轨道处于同一竖直平面内.将质量为m的物块(可视为质点)从A点无初速释放,物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出.设重力加速度为g,空气阻力可忽略不计.关于物块从A位置运动至C位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.小车和物块构成的系统动量不守恒
B.摩擦力对物块和轨道BC所做的功的代数和为零
C.物块运动过程中的最大速度为
D.小车运动过程中的最大速度为
二、填空题(每题4分共16分)
13.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_________
14.质量为m=60kg的人站在质量为M=100kg的小车上,一起以v=3m/s的速度在光滑水平地面上做匀速直线运动.若人相对车以u=4m/s的速率水平向后跳出,则车的速率变为_______m/s
15.如果一种手持喷水枪的枪口截面积为0.6cm2,喷出水的速度为20m/s(水的密度为1×
103kg/m3)。
当它工作时,估计水枪的功率为____________W,如果喷出的水垂直冲击到煤层速度变为零,则对煤层的压强为__________Pa。
16.如图所示,长度为L=6m、倾角θ=30°
的斜面AB,在斜面顶端B向左水平抛出小球1、同时在底端A正上方某高度处水平向右抛出小球2,小球2垂直撞在斜面上的位置P,小球1也同时落在P点,则两球平抛下落的高度为________m,下落的时间为_______s。
(v1、v2为未知量)
三、实验探究题(本题10分)
17.“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图甲所示,当小车在一条橡皮筋的作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W。
当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。
每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、________(填测量工具)和________电源(填“交流”或“直流”)。
(2)某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时,拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端,在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是( )
A.始终是均匀的 B.先减小后增大
C.先增大后减小D.先增大后均匀不变
(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法中正确的是( )
A.橡皮筋处于原长状态B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处D.小车已过两个铁钉的连线
18.在验证机械能守恒定律的实验中,有位同学按以下步骤进行实验操作:
A.用天平称出重锤和夹子的质量
B.固定好打点计时器,将连着重锤的纸带穿过限位孔,用手提住且让手尽量靠近打点计时器
C.松开纸带,接通电源,开始打点.并如此重复多次,以得到几条打点纸带
D.取下纸带,挑选点迹清晰的纸带,记下起始点O,在距离O点较近处选择几个连续计数点(或计时点),并计算出各点的速度值
E.测出各点到O点的距离,即得到重锤下落高度
F.计算出mghn和
m
n2,看两者是否相等
在以上步骤中,不必要的步骤是;
有错误或不妥的步骤是(填写代表字母);
四、计算题(本题共34分)
19.(6分)跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞打开后,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20N
s2/m2,运动员和伞的总质量m=72kg.设跳伞塔足够高,且运动员跳离塔后即打开伞,取g=10m/s2.
(1)求下落速度达到v=3m/s时,跳伞运动员的加速度大小;
(2)求跳伞运动员最终下落的速度;
(3)若跳伞塔高h=200m,跳伞运动员在着地前已经做匀速运动,求从开始跳下到即将触地的过程中,伞和运动员损失的机械能.(本问结果保留3位有效数字
20.(7分)用天文望远镜长期观测,人们在宇宙中发现了许多双星系统,通过对它们的研究,使我们对宇宙中物质存在的形式和分布有了较深刻的认识,双星系统是由两个星体构成,其中每个星体的线度都小于两星体间的距离,一般双星系统距离其它星体很远,可以当做孤立系统处理,现根据对某一双星系统的光度学测量确定,该双星系统中每个星体的质量都是M,两者相距L,它们正围绕两者连线的中点做圆周运动。
万有引力常量为G。
(1)计算该双星系统的运动周期T计算。
(2)若实验上观测到的运动周期为T观测,且T观测:
T计算=1:
(N>
1),为了解释T观测与T计算的不同,目前有一种流行的理论认为,在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质,作为一种简化模型,我们假定在这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着暗物质,而不考虑其它暗物质的影响,试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度。
21.(10分)2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。
图1为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。
飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止。
若航母保持静止,在某次降落中,以飞机着舰为计时起点,飞机的速度随时间变化关系如图2所示。
飞机在t1=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置,此时速度v1=70m/s;
在t2=2.4s时飞机速度v2=10m/s。
飞机从t1到t2的运动可看成匀减速直线运动。
设飞机受到除阻拦索以外的阻力f大小不变,f=5.0×
104N,“歼15”舰载机的质量m=2.0×
104kg。
(1)若飞机在t1时刻未钩住阻拦索,仍立即关闭动力系统,仅在阻力f的作用下减速,求飞机继续滑行的距离(假设甲板足够长);
(2)在t1至t2间的某个时刻,阻拦索夹角α=120°
,求此时阻拦索中的弹力T;
(3)飞机钩住阻拦索后在甲板上滑行的距离比无阻拦索时少s=898m,求从t2时刻至飞机停止,阻拦索对飞机做的功W。
22.(11分)如图所示,半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内.小球A、B质量分别为m、βm(β为待定系数).A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的B球相撞,碰撞后A、B球能达到的最大高度均为
R,碰撞中无机械能损失.重力加速度为g.试求:
(1)待定系数β;
(2)第一次碰撞刚结束时小球A、B各自的速度和B球对轨道的压力;
(3)小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度,并讨论小球A、B在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度.
参考答案
1
2
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4
5
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7
8
9
10
11
12
B
D
A
C
BC
ACD
AB
AD
13.外轮,内轨,
14.4.515.240,
16.1.8m、0.6s
17.
(1)毫米刻度尺交流
(2)D(3)B
18.ABCDF
19.
(1)由牛顿第二定律
及
(2)跳伞员最后应做匀速运动,故有
解得
(3)损失的机械能
20.
(1)双星绕它们的连线中点做圆周运动,由万有引力提供向心力,根据万有引力和牛顿第二定律得:
,而
。
解得:
(2)因为
,这个差异是以双星连线为直径的球体内均匀分布着的暗物质引起的,设这种暗物质质量为M′,位于两星连线中点处的质点对双星的影响相同,这时双星做圆周运动的向心力由双星的万有引力和M′对双星的万有引力提供,所以有:
,又
解得暗物质的质量为:
而暗物质的体积为:
所以暗物质的密度为:
21.
(1)飞机仅在阻力f的作用下做匀减速直线运动,
由动能定理得:
-fx=0-
x=980m;
(2)由v-t图象可知,飞机加速度:
a=
加速度大小为30m/s2
对飞机,由牛顿第二定律得:
T=5.5×
105N;
(3)由图象面积可知,从t1时刻至t2时刻,飞机的位移为s1=80m,
从t2时刻至飞机停止,飞机的位移为s2=2m,
从t2时刻至飞机停止,由动能定理得:
W=-9×
105J.
22.
(1)由mgR=
+
得β=3
(2)设A、B碰撞后的速度分别为v1、v2,则
mv12=
βmv22=
设向右为正、向左为负,得
v1=-
方向向左
v2=
方向向右
设轨道对B球的支持力为N,B球对轨道的压力为N′,方向竖直向上为正、向下为负,
则N-βmg=βm
N′=-N=-4.5mg,方向竖直向下
(3)设A、B球第二次碰撞刚结束时的速度分别为V1、V2,则
解得V1=-
V2=0
(另一组解:
V1=-v1,V2=-v2不合题意,舍去)
由此可得:
当n为奇数时,小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同;
当n为偶数时,小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同.
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