答案:
C
5.如图所示是“天宫二号”空间实验室轨道控制时在近地点高度(Q点)200千米、远地点高度(P点)394千米的椭圆轨道运行,已知地球半径取6400km,M、N为短轴与椭圆轨道的交点,对于“天宫二号”空间实验室在椭圆轨道上的运行,下列说法正确的是()
A.“天宫二号”空间实验室在P点时的加速度一定比Q点小,速度可能比Q点大
B.“天宫二号”空间实验室从N点经P点运动到M点的时间可能小于“天宫二号”空间实验室从M点经Q点运动到N点的时间
C.“天宫二号”空间实验室在远地点(P点)所受地球的万有引力大约是在近地点(Q点)的
D.“天宫二号”空间实验室从P点经M点运动到Q点的过程中万有引力做正功,从Q点经N点运动到P点的过程中要克服万有引力做功
解析:
A:
根据可得:
“天宫二号”空间实验室在P点时的加速度一定比Q点小,根据卫星在运行过程中机械能守恒可得:
P点处离地面较远,重力势能较大,动能较小,即P点速度比Q点小,故A错误。
B:
“天宫二号”空间实验室从N点经P点运动到M点与“天宫二号”空间实验室从M点经Q点运动到N点路程一样,但在从N点经P点运动到M点这一阶段离地较远,重力势能较大,速度较小,综上:
从N点经P点运动到M点这一阶段所用时间较长,故B错误。
C:
万有引力近地点高度(Q点)200千米、远地点高度(P点)394千米、地球半径取6400km故天宫二号”空间实验室在远地点(P点)所受地球的万有引力不是在近地点(Q点)的,故C错误。
D:
空间实验室从P点经M点运动到Q点的过程中,高度降低,万有引力做正功;从Q点经N点运动到P点的过程中,高度升高,要克服万有引力做功,故D正确。
答案:
D
6.如图所示,水平圆盘可绕通过圆心的竖直轴转动,盘上放两个小物体P和Q,它们的质量相同,与圆盘的最大静摩擦力都是fm,两物体中间用一根细线连接,细线过圆心O,P离圆心距离为r1,Q离圆心距离为r2,且r1<r2,两个物体随圆盘以角速度ω匀速转动,且两个物体始终与圆盘保持相对静止,则下列说法正确的是( )
A.ω取不同值时,P和Q所受静摩擦力均指向圆心
B.ω取不同值时,Q所受静摩擦力始终指向圆心,而P所受静摩擦力可能指向圆心,也可能背离圆心
C.ω取不同值时,P所受静摩擦力始终指向圆心,而Q所受静摩擦力可能指向圆心,也可能背离圆心
D.ω取不同值时,P和Q所受静摩擦力可能都指向圆心,也可能都背离圆心
解析:
根据,Q的转动半径大,Q先达到最大静摩擦力,当角速度增加,绳子出现张力,Q靠张力和静摩擦力的合力充当向心力,P也靠张力和静摩擦力的合力充当向心力,角速度增大,绳子的拉力逐渐增大,P所受的静摩擦力先减小后反向增大,当反向增大到最大静摩擦力时,如果角速度再增大,PQ与圆盘间会发生相对滑动,所以:
Q所受静摩擦力始终指向圆心,而P所受静摩擦力可能指向圆心,也可能背离圆心。
即B正确,ACD错误。
答案:
B
7.
如图所示为健身用的“跑步机”,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到阻力恒为Ff,使皮带以速度v匀速向后运动,则在运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的阻力
B.人对皮带不做功
C.人对皮带做功的功率为mgv
D.人对皮带做功的功率为Ffv
解析:
皮带匀速转动,则人对皮带的力和皮带受到的阻力平衡,人对皮带的力的方向和皮带运动的方向相同,人对皮带做正功,做功的功率P=Fv=Ffv,A、B、C错误,D正确。
答案:
D
8.
如图所示,重10N的滑块在倾角为30°的斜面上,从a点由静止下滑,到b点接触到一个轻弹簧。
滑块压缩弹簧到c点开始弹回,返回b点离开弹簧,最后又回到a点,已知ab=0.8m,bc=0.4m,那么在整个过程中( )
A.滑块滑到b点时动能最大
B.滑块动能的最大值是6J
C.从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6J
D.滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒
解析:
滑块能回到原出发点,所以滑块和弹簧组成的系统机械能守恒,D项正确;以c点为参考点,则在a点滑块的机械能为6J,在c点时滑块的速度为0,重力势能也为0,从c到b弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减少量,故为6J,所以C项正确;由a到c的过程中,因重力势能不能全部转变为动能,动能的最大值在平衡位置,小于6J,A、B项错误。
答案:
CD
9.如图所示,物体A放在物体B上,物体B放在光滑的水平面上,已知mA=6kg,mB=2kg.A、B间动摩擦因数μ=0.2.A物上系一细线,细线能承受的最大拉力是20N,水平向右拉细线,下述中正确的是(g=10m/s2)( )
A.当拉力0<F<12N时,A静止不动
B.当拉力F>12N时,A相对B滑动
C.当拉力F=16N时,B受A摩擦力等于4N
D.在绳可以承受的范围内,无论拉力F多大,A相对B始终静止
解析:
隔离对B分析,求出B的最大加速度,再对整体分析,求出发生相对滑动所需的最大拉力.
解答:
A.假设绳子不断裂,则当绳子拉力增大到某一值时B物体会开始滑动,此时A. B之间达到最大静摩擦力。
以B为研究对象,最大静摩擦力产生加速度,由牛顿第二定律得:
μmAg=mBa
a=μg=6m/s2
以整体为研究对象,由牛顿第二定律得
F=(mA+mB)a=(6+2)×6N=48N
即当绳子拉力达到48牛时两物体才开始相对滑动。
所以A. B错误。
C.当拉力为16N时,由F=(mA+mB)a′解得a′=2m/s2,
f=mBa′=2×2N=4N,故C. D正确。
答案:
CD
10.
如图所示,A和B两个小球固定在一根轻杆的两端,A球的质量为m,B球的质量为2m,此杆可绕穿过O点的水平轴无摩擦地转动。
现使轻杆从水平位置由静止释放,则在杆从释放到转过90°的过程中,下列说法正确的是( )
A.A球的机械能增加
B.杆对A球始终不做功
C.B球重力势能的减少量等于B球动能的增加量
D.A球和B球组成系统的总机械能守恒
解析:
杆从释放到转过90°的过程中,A球“拖累”B球的运动,杆对A球做正功,A球的机械能增加,A正确,B错误;杆对B球做负功,B球的机械能减少,总的机械能守恒,D正确,C错误。
答案:
AD
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、非选择题(本题共5个小题,共60分)
11.某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律:
(1)通过实验得到如图乙所示的aF图象,造成这一结果的原因是:
在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角________(选填“偏大”或“偏小”)。
(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,实际小车在运动过程中所受的拉力________砝码和盘的总重力(填“大于”“小于”或“等于”),为了便于探究、减小误差,应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足________的条件。
(3)该同学得到如图丙所示的纸带。
已知打点计时器电源频率为50Hz。
A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。
Δx=xDG-xAD=________cm。
由此可算出小车的加速度a=________m/s2。
(结果保留两位有效数字)
解析:
(1)根据所给的aF图象可知,当F=0时,小车已经有了加速度a0,所以肯定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大造成的。
(2)根据牛顿定律,对小车F=Ma,对砝码和盘mg-F=ma,解得F=只有当M≫m时,小车受到的拉力才近似等于mg,从而减少误差。
(3)由题图丙可读出xAD=2.10cm,xDG=3.90cm,所以Δx=xDG-xAD=1.80cm,根据Δx=aΔt2,解得a=5.0m/s2。
答案:
(1)偏大
(2)小于 M≫m (3)1.80 5.0
12.如图甲所示,是某研究性学习小组做探究动能定理的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行的情形。
这时,橡皮筋对小车做的功记为W。
当我们把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,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。
小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出。
(1)除了图中已给出的实验器材外,还需要的器材有________。
(2)平衡摩擦力后,每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量;
(3)下面是本实验的数据记录表,请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置;
橡皮筋做的功
10个间距的距离x
(m)
10个间距
的时间T
(s)
小车获得的速度vn
小车速度的平方v
第1次
W