2023-2024学年福建省福州市部分学校教学联盟高一(下)期末物理模拟试卷

2023-2024学年福建省福州市部分学校教学联盟高一（下）期末物理模拟试卷一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题所给出的的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。1．（4分）下列说法正确的是（）A．开普勒在第谷观测的天文数据基础上得到了开普勒行星运动定律 B．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到牛顿力学理论也适用于微观粒子的运动 C．开普勒第一定律认为，所有行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆轨道中心 D．牛顿发现了万有引力定律，之后卡文迪什进行了“月﹣地检验”将其推广至自然界所有物体之间2．（4分）有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态 B．如图b，悬挂在同一点的两个小球在同一水平面内做圆锥摆运动，则绳长的角速度大 C．如图c，同一小球在内壁光滑且固定的圆锥筒内的A、B位置先后沿水平面分别做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力等于B位置处所受筒壁的支持力 D．如图d，火车转弯若超过规定速度行驶时，火车轮缘对内轨会有挤压作用3．（4分）如图，轻绳OA拴着质量为m的物体，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，下列说法正确的是（）A．小球过最高点时，绳子一定有拉力 B．小球过最高点时的最小速度是0 C．若将轻绳OA换成轻杆，则小球过最高点时，轻杆对小球的作用力可以与小球所受重力大小相等，方向相反 D．若将轻绳OA换成轻杆，则小球过最高点时，小球过最高点时的最小速度是4．（4分）两个相距为r的小物体，它们之间的万有引力为F，若保持距离不变，将它们的质量都增大3倍，那么它们之间万有引力的大小将变为（）A．9F B．3F C． D．二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。（多选）5．（6分）2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与“天和“核心舱成功对接，飞船变轨前绕地稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在半径为r2的圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与核心舱刚好在B点进行对接，下列说法正确的是（）A．神舟十七号在Ⅰ轨道上稳定运行的速度可能大于7.9km/s B．神舟十七号在Ⅱ轨道上由A向B运动时，速度减小，机械能减小 C．神舟十七号在Ⅱ轨道上经过A点的速度大于在Ⅰ轨道上经过A点的速度 D．神舟十七号在Ⅱ轨道上经过B点时加速变轨进入Ⅲ轨道与“天和”核心舱完成对接（多选）6．（6分）如图所示，A、B、C三个物体放在可绕竖直转轴转动的水平圆台上，已知A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A、B离转轴的距离均为R，C离转轴的距离为2R，A、C与圆台间的动摩擦因数均为μ，B与圆台间的动摩擦因数为，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。当圆台旋转的角速度由0开始缓慢增大时，不考虑物体相对于圆台滑动后可能出现的碰撞，下列说法正确的是（）A．物体均未发生相对滑动前，C的向心加速度最大 B．物体均未发生相对滑动前，C的向心力最大 C．当圆台旋转的角速度为时，只有A仍相对于圆台静止 D．随着圆台角速度的增大，C比B先开始相对于圆台滑动（多选）7．（6分）如图所示，传送带与地面的倾角θ＝37°，从A到B的长度为L＝14m，传送带以v0＝8m/s的速率逆时针转动，在传送带上端A无初速地放一个质量为m＝0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.25，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。则下列说法正确的是（）A．煤块刚放上传送带时，加速度大小a1＝8.5m/s2 B．煤块从A运动到B的时间为1.5s C．煤块从A运动到B的过程中，传送带上形成黑色划痕的长度为4m D．煤块从A运动到B的过程中，系统因摩擦产生的热量为6J（多选）8．（6分）2024年4月9日在北美洲南部能观察到日全食，此时月球和太阳的视角相等，如图所示。已知地球绕太阳运动的周期约为月球绕地球运动周期的13倍，太阳半径约为地球半径的100倍，地球半径约为月球半径的4倍，月球绕地球及地球绕太阳的运动均可视为圆周运动，根据以上数据可知（）A．地球到太阳的距离与月球到地球的距离之比约为400：1 B．地球对月球的引力与太阳对月球的引力之比约为2：1 C．太阳的质量约为地球质量的3.8×105倍 D．地球与太阳的平均密度之比约为2：1三、非选择题：共60分。其中9、10、11小题为填空题，12、13小题为实验题，14～16小题为计算题。考生根据要求在答题卡的非选择区域内作答。9．（6分）如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是边缘上的一点，左轮上的两轮共用同一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于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与d点的角速度之比为，a、b、c与d点的线速度之比为，a、b、c与d点的周期之比为。10．（4分）质量为m的物体以某一初速度冲上倾角为30°的斜面，减速上滑的加速度大小为0.6g（g为重力加速度），则物体在沿斜面向上滑行距离s的过程中，物体动能的增量为，物体的机械能的改变量为。11．（2分）若在速度为0.5倍光速的飞船上有一只完好的手表走过了60s，根据相对论时空观的时间延缓效应，地面上的人认为它走过这60s“实际”上花了s。12．（6分）某同学利用如图1所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度ω之间的关系。左右塔轮每层半径之比自上而下分别是1：1，2：1和3：1（如图2所示）。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A或B处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，请回答下列问题：（1）在该实验中，主要利用了来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；A．放大法B．控制变量法C．微元法D．等效替代法（2）若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处，将传动皮带置于第层（填“一”、“二”或“三”）；（3）某次实验时，小明同学将质量为m1和m2的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，通过左右两标尺露出的格子数得到左右两小球所受向心力的大小之比为2：3，由此可知m1：m2＝。13．（6分）某学习小组做探究平抛运动规律的实验。（1）在图甲中用小锤击打弹性金属片后，a球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时b球被释放，做自由落体运动，观察到两球同时落地。改变小锤击打力度，两球仍然同时落地。以上现象说明。（填正确答案标号）A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动B．两小球在空中运动的时间相等C．两小球落地时速度相等D．两小球在竖直方向的加速度相等（2）利用频闪相机拍摄图甲中a小球运动过程，经处理后得到如图丙所示的点迹图像。方格纸每小格的边长L＝5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，则该小球做平抛运动的初速度为m/s；若以A点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，记小方格的长度为1，则小球的抛出点坐标为。（g取10m/s2）14．（10分）载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标。假设宇航员登上月球后，以初速度v0竖直向上抛出一个小球，测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t。已知引力常量为G，月球的半径为R，不考虑月球自转的影响，求：（1）月球表面的重力加速度大小g月；（2）月球的质量M；（3）飞船在距离月球表面高度为2R的轨道绕月球做匀速圆周运动时的周期T。15．（10分）如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上（未画出）获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。已知一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度v0＝10m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ＝37°，斜坡可以看成一斜面。（不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：（1）运动员在空中飞行的时间；（2）A、B间的距离；（3）运动员从A点飞出后，经多长时间离斜坡的距离最远？16．（16分）如图所示，在距水平地面高h1＝1.2m的光滑水平台面上，一个质量m＝1.5kg的物块（视质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存的弹性势能Ep＝3J。现打开锁扣K，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC。已知B点距水平地面的高h2＝0.6m，圆弧轨道BC的圆心O，C点的切线水平，并与水平地面上长为L＝2.8m的粗糙直轨道CD平滑连接，小物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，重力加速度g＝10m/s2，空气阻力忽略不计。试求：（1）物块运动到B的瞬时速度vB大小；（2）物块在圆弧轨道BC上滑到C时对轨道压力NC大小；（3）若物块与墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半，且只会发生一次碰撞，那么物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ应该满足怎样的条件。

2023-2024学年福建省福州市部分学校教学联盟高一（下）期末物理模拟试卷参考答案与试题解析一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题所给出的的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。1．（4分）下列说法正确的是（）A．开普勒在第谷观测的天文数据基础上得到了开普勒行星运动定律 B．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到牛顿力学理论也适用于微观粒子的运动 C．开普勒第一定律认为，所有行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆轨道中心 D．牛顿发现了万有引力定律，之后卡文迪什进行了“月﹣地检验”将其推广至自然界所有物体之间【考点】力学物理学史；天体运动的探索历程；开普勒三大定律．【答案】A【分析】根据天体物理学的发展过程分析；根据牛顿力学的局限性分析；根据开普勒第一定律分析；根据“月﹣地检验”的过程进行分析。【解答】解：A、由天体物理学的发展可知开普勒在第谷观测的天文数据基础上得到了开普勒行星运动定律，故A正确；B、牛顿力学只适用于宏观低速运动，不适用与微观高速运动，故B错误；C、开普勒第一定律认为，所有行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，故C错误；D、牛顿发现了万有引力定律，之后也是牛顿进行了“月﹣地检验”将其推广至自然界所有物体之间，故D错误。故选：A。2．（4分）有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态 B．如图b，悬挂在同一点的两个小球在同一水平面内做圆锥摆运动，则绳长的角速度大 C．如图c，同一小球在内壁光滑且固定的圆锥筒内的A、B位置先后沿水平面分别做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力等于B位置处所受筒壁的支持力 D．如图d，火车转弯若超过规定速度行驶时，火车轮缘对内轨会有挤压作用【考点】拱桥和凹桥类模型分析；牛顿第二定律的简单应用．【答案】C【分析】对汽车通过拱桥的最高点时合力提供向心力分析A项；对小球进行分析，根据合外力提供向心力，结合角速度分析B项；根据水平面分别做匀速圆周运动，重力与支持力的合力提供向心力分析C项；根据火车转弯时，在重力与斜面轨道支持力的合力提供向心力分析D项。【解答】解：A．汽车通过拱桥的最高点时由重力与支持力的合力提供向心力，故汽车加速度方向向下，汽车处于失重状态，故A错误；B．对小球进行分析，根据合外力提供向心力有mgtanθ＝mω2Lsinθ解得角速度满足由于小球在同一水平面内，则Lcosθ相等，均等于轨迹圆心到悬点的高度差，可知，两小球的角速度相等，与绳长无关，故B错误；C．水平面分别做匀速圆周运动，重力与支持力的合力提供向心力，令圆锥侧面与水平面夹角为θ，对小球进行分析有可知，小球在A位置处所受筒壁的支持力等于B位置处所受筒壁的支持力，故C正确；D．火车转弯时，若超过规定速度行驶时，重力与斜面轨道支持力的合力不足以提供向心力，火车有向外做离心运动的趋势，此时火车轮缘对外轨会有挤压作用，故D错误。故选：C。3．（4分）如图，轻绳OA拴着质量为m的物体，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，下列说法正确的是（）A．小球过最高点时，绳子一定有拉力 B．小球过最高点时的最小速度是0 C．若将轻绳OA换成轻杆，则小球过最高点时，轻杆对小球的作用力可以与小球所受重力大小相等，方向相反 D．若将轻绳OA换成轻杆，则小球过最高点时，小球过最高点时的最小速度是【考点】杆球类模型及其临界条件；牛顿第二定律的简单应用．【答案】C【分析】球在最高点时，当绳子拉力为零，重力提供向心力，此时速度最小，根据牛顿第二定律求出最高点的最小速度，若将轻绳OA换成轻杆，则小球过最高点时，速度可以为0，此时mg＝F．【解答】解：AB、小球在最高点，向心力由重力和轻绳拉力共同提供，根据牛顿第二定律可得：F+mg＝m当轻绳拉力变小时，小球的速度会随之减小，当拉力为零时，小球具有最小速度为：v＝，故AB错误；CD、若将轻绳OA换成轻杆，则小球过最高点时，轻杆对小球的作用力可以与小球所受重力大小相等，方向相反，此时满足：F﹣mg＝m＝0即小球过最高点的速度为零，故C正确，D错误。故选：C。4．（4分）两个相距为r的小物体，它们之间的万有引力为F，若保持距离不变，将它们的质量都增大3倍，那么它们之间万有引力的大小将变为（）A．9F B．3F C． D．【考点】万有引力与重力的关系（黄金代换）．【答案】A【分析】根据万有引力定律的内容：万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比，进行分析，分别列出表达式即可求出质量变化后的引力大小。【解答】解：根据万有引力定律得：甲、乙两个质点相距r，它们之间的万有引力为F＝；若保持它们各自的距离不变，将它们之间的质量增大3倍，则甲、乙两个质点间的万有引力F′＝＝＝9F，故A正确，BCD错误。故选：A。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。（多选）5．（6分）2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与“天和“核心舱成功对接，飞船变轨前绕地稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在半径为r2的圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与核心舱刚好在B点进行对接，下列说法正确的是（）A．神舟十七号在Ⅰ轨道上稳定运行的速度可能大于7.9km/s B．神舟十七号在Ⅱ轨道上由A向B运动时，速度减小，机械能减小 C．神舟十七号在Ⅱ轨道上经过A点的速度大于在Ⅰ轨道上经过A点的速度 D．神舟十七号在Ⅱ轨道上经过B点时加速变轨进入Ⅲ轨道与“天和”核心舱完成对接【考点】近地卫星与黄金代换；万有引力与重力的关系（黄金代换）；第一、第二和第三宇宙速度的物理意义．【答案】CD【分析】A.根据第一宇宙速度和各轨道运行速度的大小关系进行判断；B.根据引力做功的情况判断速度的大小变化情况和机械能是否守恒；CD.根据离心运动的知识分析解答。【解答】解：A.第一宇宙速度7.9km/s是卫星的最小发射速度，是卫星的最大绕行速度，所以神舟十七号在Ⅰ轨道上稳定运行的速度一定不能大于7.9km/s，故A错误；B.神舟十七号在Ⅱ轨道上由A向B运动时，只有引力做负功，速度减小，机械能保持不变。故B错误；C.从Ⅰ轨道到Ⅱ轨道需要加速，所以神舟十七号在Ⅱ轨道上经过A点的速度大于在Ⅰ轨道上经过A点的速度。故C正确；D.神舟十七号在Ⅱ轨道上经过B点时加速变轨进入Ⅲ轨道与“天和”核心舱完成对接，故D正确。故选：CD。（多选）6．（6分）如图所示，A、B、C三个物体放在可绕竖直转轴转动的水平圆台上，已知A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A、B离转轴的距离均为R，C离转轴的距离为2R，A、C与圆台间的动摩擦因数均为μ，B与圆台间的动摩擦因数为，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。当圆台旋转的角速度由0开始缓慢增大时，不考虑物体相对于圆台滑动后可能出现的碰撞，下列说法正确的是（）A．物体均未发生相对滑动前，C的向心加速度最大 B．物体均未发生相对滑动前，C的向心力最大 C．当圆台旋转的角速度为时，只有A仍相对于圆台静止 D．随着圆台角速度的增大，C比B先开始相对于圆台滑动【考点】牛顿第二定律求解向心力；牛顿第二定律的简单应用．【答案】AC【分析】根据向心力和向心力加速度表达式，可分析出AB选项；对物体分析，根据最大静摩擦力提供向心力可得出滑动的临界条件，从而分析出CD选项。【解答】解：A、根据向心加速度的表达式a＝ω2r，可知A的向心加速度为a1＝ω2R，B的向心加速度为a2＝ω2R，C的向心加速度为a3＝ω2•2R＝2ω2R，所以C的向心加速度最大，故A正确；B、根据向心力的表达式为F＝mω2r，可知A的向心力为F1＝3mω2R，B的向心力为F2＝2mω2R，C的向心力为F3＝mω2•2R＝2mω2R，所以A的向心力最大，故B错误；C、对于任意物体而言，当向心力与最大静摩擦力相等时，若再增加一点角速度，此时就会发生相对滑动所以对A而言有3μmg＝3mR，解得ω1＝，对B而言有•2mg＝2mR，解得ω2＝，对C而言有μmg＝m•2R，解得ω3＝，所以当角速度为时，B、C均发生相对滑动，只有A仍相对于圆台静止，故C正确；D、根据C选项分析可知，当角速度逐渐增大时，B比C先开始滑动，故D错误。故选：AC。（多选）7．（6分）如图所示，传送带与地面的倾角θ＝37°，从A到B的长度为L＝14m，传送带以v0＝8m/s的速率逆时针转动，在传送带上端A无初速地放一个质量为m＝0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.25，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。则下列说法正确的是（）A．煤块刚放上传送带时，加速度大小a1＝8.5m/s2 B．煤块从A运动到B的时间为1.5s C．煤块从A运动到B的过程中，传送带上形成黑色划痕的长度为4m D．煤块从A运动到B的过程中，系统因摩擦产生的热量为6J【考点】功是能量转化的过程和量度；牛顿第二定律的简单应用．【答案】CD【分析】煤块放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于煤块的速度，传送带给煤块一沿斜面向下的滑动摩擦力，煤块由静止开始加速下滑，当煤块加速至与传送带速度相等时，由于u＜tanθ煤块在重力作用下将继续加速，此后煤块的速度大干传送带的速度，传送带给煤块沿传送带向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下，煤块继续加速下滑，综上可知，滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变”，根据牛顿第二定律求出两段的加速度，再根据速度一时间关系求两段的时间；第一阶段煤块的速度小于皮带速度，煤块相对皮带向上移动；第二阶段，煤块的速度大于皮带速度，煤块相对皮带向下移动；根据运动学公式求解相对位移；根据摩擦产生的热等于摩擦力乘以相对通过的距离求解。【解答】解：A、煤块刚放上传送带时，加速度大小为故A错误；B、煤块加速至与传送带的速率相同时所用的时间为1s内煤块运动的位移1s后煤块的加速度根据匀加速直线运动的位移一时间公式有解得t2＝1s或﹣5s，负值舍去煤块从A运动到B的时间为t＝t1+t2＝2s故B错误；C、1s内传送带上形成黑色划痕的长度为L1＝v0t1﹣x1＝4m1s～2s内煤块的速度大于传送带的速率，传送带上形成黑色划痕的长度为故煤块从A运动到B的过程中传送带上形成黑色划痕的长度为4m，故C正确；D、煤块从A运动到B的过程中，系统因摩擦产生的热量为Q＝Wf＝fL＝μmg（L1+L2）cosθ＝6J故D正确。故选：CD。（多选）8．（6分）2024年4月9日在北美洲南部能观察到日全食，此时月球和太阳的视角相等，如图所示。已知地球绕太阳运动的周期约为月球绕地球运动周期的13倍，太阳半径约为地球半径的100倍，地球半径约为月球半径的4倍，月球绕地球及地球绕太阳的运动均可视为圆周运动，根据以上数据可知（）A．地球到太阳的距离与月球到地球的距离之比约为400：1 B．地球对月球的引力与太阳对月球的引力之比约为2：1 C．太阳的质量约为地球质量的3.8×105倍 D．地球与太阳的平均密度之比约为2：1【考点】万有引力与重力的关系（黄金代换）；牛顿第二定律求解向心力．【答案】AC【分析】根据几何知识求出地球到太阳的距离与月球到地球的距离之比。环绕天体绕中心做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力列方程，得到中心天体的质量，再求太阳的质量与地球质量之比，结合密度公式求解地球与太阳的平均密度之比。【解答】解：A、已知太阳半径与地球半径之比r太：r地＝100：1，地球半径与月球半径之比r地：r月＝4：1，则太阳半径与月球半径之比r太：r月＝400：1由几何关系可知结合视角图可得地球到太阳的距离与月球到地球的距离之比约为：r1：r2＝（2r太）：（2r月）＝400：1，故A正确；BCD、环绕天体绕中心做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力可得中心天体的质量表达式为M＝设地球绕太阳运动的周期为T1，月球绕地球运动周期为T2，则太阳的质量与地球质量之比为＝＝×≈3.8×105地球对月球的引力与太阳对月球的引力之比约为F地月：M太月＝：解得：F地月：M太月≈0.4星球的密度为则地球与太阳的平均密度之比约为＝解得：≈2.6，故C正确，BD错误。故选：AC。三、非选择题：共60分。其中9、10、11小题为填空题，12、13小题为实验题，14～16小题为计算题。考生根据要求在答题卡的非选择区域内作答。9．（6分）如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是边缘上的一点，左轮上的两轮共用同一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于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与d点的角速度之比为2：1：1：1，a、b、c与d点的线速度之比为2：1：2：4，a、b、c与d点的周期之比为1：2：2：2。【考点】传动问题．【答案】2：1：1：1；2：1：2：4；1：2：2：2【分析】同轴转动的各点角速度相等，靠传送带传动轮子上的点线速度大小相等，根据公式v＝，v＝rω求解即可。【解答】解：a点、c点，靠传送带传动轮子边缘转动，故：va＝vc则有：ωara＝ωcrc；ra＝所以：ωa：ωc＝rc：ra＝2：1；Ta：Tc＝ra：rc＝1：2b、c、d点为同轴转动，角速度相同故：ωa：ωb：ωc：ωd＝2：1：1：1；Ta：Tb：Tc：Td＝1：2：2：2；b、c、d点为同轴转动，角速度相同则有：ωb＝ωc＝ωd＝＝所以：vb：vc：vd＝rb：rc：rd＝1：2：4a点、c点，靠传送带传动轮子边缘转动，线速度相同故va：vb：vc：vd＝2：1：2：4；故答案为：2：1：1：1；2：1：2：4；1：2：2：210．（4分）质量为m的物体以某一初速度冲上倾角为30°的斜面，减速上滑的加速度大小为0.6g（g为重力加速度），则物体在沿斜面向上滑行距离s的过程中，物体动能的增量为﹣0.6mgs，物体的机械能的改变量为﹣0.1mgs。【考点】功是能量转化的过程和量度；牛顿第二定律的简单应用；动能定理的简单应用．【答案】﹣0.6mgs，﹣0.1mgs。【分析】先根据牛顿第二定律求出物体受到的合外力大小，再由动能定理求动能的增量。根据牛顿第二定律求出物体受到的摩擦力大小，再根据功能关系求物体的机械能的改变量。【解答】解：物体在沿斜面向上滑行时受合外力大小为F＝ma＝0.6mg由动能定理得ΔEk＝﹣Fs＝﹣0.6mgs根据牛顿第二定律得f+mgsin30°＝ma解得：f＝0.1mg根据功能关系可知物体的机械能的改变量为ΔE＝﹣fs＝﹣0.1mgs故答案为：﹣0.6mgs，﹣0.1mgs。11．（2分）若在速度为0.5倍光速的飞船上有一只完好的手表走过了60s，根据相对论时空观的时间延缓效应，地面上的人认为它走过这60s“实际”上花了s。【考点】狭义相对论的原理和两个基本假设．【答案】。【分析】根据相对论时空观可以计算。【解答】解：由相对论时空观可得其中v＝0.5c，Δt＝60s联立解得故地面上的人认为它走过这60s“实际”上花了。故答案为：。12．（6分）某同学利用如图1所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度ω之间的关系。左右塔轮每层半径之比自上而下分别是1：1，2：1和3：1（如图2所示）。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A或B处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，请回答下列问题：（1）在该实验中，主要利用了B来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；A．放大法B．控制变量法C．微元法D．等效替代法（2）若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处，将传动皮带置于第一层（填“一”、“二”或“三”）；（3）某次实验时，小明同学将质量为m1和m2的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，通过左右两标尺露出的格子数得到左右两小球所受向心力的大小之比为2：3，由此可知m1：m2＝3：1。【考点】探究圆周运动的相关参数问题；牛顿第二定律求解向心力．【答案】（1）B；（2）一；（3）3：1【分析】（1）（2）根据本实验的原理和要求，分析判断；（3）根据线速度、角速度和半径关系式及向心力公式解答。【解答】解：（1）本实验采用的主要实验方法为控制变量法，故AC错误，B正确；故选：B。（2）若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在位置C和位置B处，将传动皮带置于第一层。第一层，两塔轮的半径相同，因为是皮带传动，线速度相同，由线速度与角速度关系：v＝ωR得到：两塔轮转动的角速度相同，两钢球转动的角速度也相同。（3）小明同学将质量为m1和m2的小球分别放在B、C位置，则运动半径之比为2：1，传动皮带位于第三层，根据v＝Rω可知，角速度之比为1：3，通过左右两标尺露出的格子数得到左右两小球所受向心力的大小之比为2：3，根据向心力公式F＝mrω2解得m1：m2＝3：1。故答案为：（1）B；（2）一；（3）3：113．（6分）某学习小组做探究平抛运动规律的实验。（1）在图甲中用小锤击打弹性金属片后，a球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时b球被释放，做自由落体运动，观察到两球同时落地。改变小锤击打力度，两球仍然同时落地。以上现象说明ABD。（填正确答案标号）A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动B．两小球在空中运动的时间相等C．两小球落地时速度相等D．两小球在竖直方向的加速度相等（2）利用频闪相机拍摄图甲中a小球运动过程，经处理后得到如图丙所示的点迹图像。方格纸每小格的边长L＝5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，则该小球做平抛运动的初速度为1.5m/s；若以A点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，记小方格的长度为1，则小球的抛出点坐标为（﹣3，﹣1）。（g取10m/s2）【考点】探究平抛运动的特点．【答案】（1）ABD；（2）1.5；（﹣3，﹣1）【分析】（1）根据实验原理及实验现象分析解答；（2）根据不同方向上的运动特点结合运动学公式计算出小球的初速度，根据平抛运动规律解得抛出点坐标。【解答】解：（1）B、因为两球同时释放，同时落地，所以两球下落的时间相等，故B正确；AD、b球做自由落体运动，则竖直方向上a球做自由落体，两小球在竖直方向的加速度相等，故AD正确；C、因为下落的高度相同，落地时两球竖直方向的速度相同，因为α球有初速度，所以a球落地的速度比b球的落地速度大，故C错误；故选：ABD。（2）在竖直方向上，根据Δy＝5L﹣3L＝2L＝gT2将L＝5cm＝0.05m代入解得T＝0.1s小球平抛运动的初速度v0＝解得v0＝1.5m/sB点的竖直分速度v'＝从抛出点到B点的时间t＝解得t＝0.2s则抛出点到B点的水平位移x＝v0t抛出点到B点的竖直位移y＝解得x＝0.3m＝30cm＝6l，y＝0.2m＝20cm＝4l小球的抛出点到A点的水平距离为x0＝3l﹣6l＝﹣3l竖直距离为y0＝2l﹣3l＝﹣l若以A点为坐标原点，则小球的抛出点坐标为（﹣3，﹣1）故答案为：（1）ABD；（2）1.5；（﹣3，﹣1）14．（10分）载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标。假设宇航员登上月球后，以初速度v0竖直向上抛出一个小球，测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t。已知引力常量为G，月球的半径为R，不考虑月球自转的影响，求：（1）月球表面的重力加速度大小g月；（2）月球的质量M；（3）飞船在距离月球表面高度为2R的轨道绕月球做匀速圆周运动时的周期T。【考点】万有引力与重力的关系（黄金代换）；竖直上抛运动的规律及应用．【答案】（1）月球表面的重力加速度大小g月为；（2）月球的质量M为；（3）飞船在距离月球表面高度为2R的轨道绕月球做匀速圆周运动时的周期T为。【分析】（1）小球在月球表面做竖直上抛运动，由t＝求出月球表面的重力加速度；（2）物体在月球表面上时，由重力等于月球对物体的万有引力求出月球的质量M；（3）飞船绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力求得绕行周期。【解答】解：（1）小球在月球表面上做竖直上抛运动，有可得月球表面的重力加速度大小为：（2）假设月球表面一物体质量为m，根据月球对物体的万有引力等于物体的重力，有解得月球的质量为：（3）飞船在距离月球表面高度为2R的轨道做匀速圆周运动时，轨道半径为3R，根据万有引力提供向心力有结合解得绕月球做匀速圆周运动的周期为：答：（1）月球表面的重力加速度大小g月为；（2）月球的质量M为；（3）飞船在距离月球表面高度为2R的轨道绕月球做匀速圆周运动时的周期T为。15．（10分）如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上（未画出）获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。已知一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度v0＝10m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ＝37°，斜坡可以看成一斜面。（不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：（1）运动员在空中飞行的时间；（2）A、B间的距离；（3）运动员从A点飞出后，经多长时间离斜坡的距离最远？【考点】平抛运动速度的计算．【答案】（1）运动员在空中飞行的时间为1.5s；（2）A、B间的距离为18.75m；（3）运动员从A点飞出后，经0.75s离斜坡的距离最远。【分析】（1）（2）根据水平位移和竖直位移的关系求出平抛运动的时间，结合初速度和时间求出水平位移，从而得出A、B间的距离；（3）运动员离斜抛距离最远时，合速度方向与斜面平行，根据平抛运动的规律求时间。【解答】解：（1）运动员由A点到B点做平抛运动，水平方向的位移x