题目列表(包括答案和解析)
11、(15分)飞天同学是一位航天科技爱好者,当他从新闻中得知,中国航天科技集团公司将在2010年底为青少年发射第一颗科学实验卫星--“希望一号”卫星(代号XW-1)时,他立刻从网上搜索有关“希望一号”卫星的信息,其中一份资料中给出该卫星运行周期10.9min。他根据所学知识计算出绕地卫星的周期不可能小于83min,从而断定此数据有误。
已知地球的半径R=6.4×106m,地球表面的重力加速度g=10m/s2。请你通过计算说明为什么发射一颗周期小于83min的绕地球运行的人造地球卫星是不可能的。
10、(10分)(1)(4分)在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中,根据不同的实验原理应相应选取不同的测量电表,下列选项中正确的是
A.若用“等电势差”描绘等势线,用电压表
B.若用“等电势差”描绘等势线,用电流表
C.若用“等电势”描绘等势线,用灵敏电流表
D.若用“等电势”描绘等势线,用电压表
(2)(6分)探究能力是物理学研究的重要能力之一.有
同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能
与哪些因素有关。他以圆型砂轮为研究对象,研究其转动动
能与其质量、半径、角速度等的具体关系。如图所示,砂轮由
动力带动匀速旋转测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,用
一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下,设尺和砂轮间的摩
擦力恒为,(不计转轴的质量及其与支架间的摩擦)分
别取不同质量、不同半径的砂轮,使其以不同角速度旋转的进行实验,最后得到的数据如下表所示
半径/cm |
质量/m0 |
角速度/rad·s-1 |
圈数 |
转动动能/J |
4 |
1 |
2 |
8 |
|
4 |
1 |
3 |
18 |
|
4 |
1 |
4 |
32 |
|
4 |
2 |
2 |
16 |
|
4 |
3 |
2 |
24 |
|
4 |
4 |
2 |
32 |
|
8 |
1 |
2 |
16 |
|
12 |
1 |
2 |
24 |
|
16 |
1 |
2 |
32 |
|
(1)根据题给数据计算砂轮的转动动能Ek,并填在上面的表格里。
(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为_____________。
(3)以上实验运用了物理学中的一个重要的思维方法是:_________________。
9、(8分)如果用 F 表示滑动摩擦力的大小,用 FN 表示正压力的大小,则有F = μFN,式中 μ 叫做动摩擦因数.为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验。如图 10所示,在木块 A 和木板 B 上贴上待测的纸,B 板水平固定,用测力计拉 A ,使 A 匀速向左运动,读出并记下测力计的读数 F ,测出木块 A 的质量 m ,则 μ = F/mg
(1) 该同学把待测的纸贴在木块 A 和木板 B 上是为了( )
A.防止纸被拉破
B.防止纸在拉动过程中皱折
C.增大木块 A 和木板 B 之间的相互作用力
D.增大木块 A 和木板 B 之间的滑动摩擦力
(2) 在实验操作过程中,应尽量使木块 A 做匀速运动,以减小实验误差。操作示意图如图 所示,则测力计测得的滑动摩擦力误差较小的是( )
13、(19分)如图甲所示,某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物,运用传感器(未在图中画出)测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力F,并描绘出v-图象。假设某次实验所得的图象如图乙所示,其中线段AB与v轴平行,它反映了被提升重物在第一个时间段内v和的关系;线段BC的延长线过原点,它反映了被提升重物在第二个时间段内v和的关系;第三个时间段内拉力
F和速度v均为C点所对应的大小保持不变,因此图象上没有反映。实验中还测得重物由静止开始经
过t=1.4s,速度增加到vC=3.0m/s,此后物体做匀速运动。取重力加速度g=10m/s2,绳重及一切摩擦和
阻力均可忽略不计。
(1)在提升重物的过程中,除了重物的质量和所受重力保持不变以外,在第一个时间段内和第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变。请分别指出第一个时间段内和第二个时间段内所有其他保持不变的物理量,并求出它们的大小;
(2)求被提升重物在第一个时间段内和第二个时间段内通过的总路程。
12、(19分)。篮球比赛时,为了避免对方运动员的拦截,往往采取将篮球与地面发生一次碰撞后传递给队友的方法传球。设运动员甲以 vo = 5 m/s 的水平速度将球从离地面高 h1 = 0.8 m 处抛出,球与地面碰撞后水平方向的速度变为原来水平速度的 4/5,竖直方向离开地面的瞬间的速度变为与地面碰前瞬间竖直方向速度的 3/4,运动员乙恰好在篮球的速度变为水平时接住篮球,篮球的质量 m = 0.5 kg,与地面碰撞作用的时间 t = 0.02 s,运动员与篮球均可看成质点,不计空气阻力,篮球与地面接触时可看成是水平方向的匀变速运动,g 取 10 m/s2,求:
(1) 甲抛球的位置与乙接球的位置之间的水平距离 s
(2) 球与地面间的动摩擦因数 μ
11、(16分)如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆质量M=6.0kg平板车,在车上左端放有一质量mB=4.0kg木块B。车左边紧邻一个与平板车等高的光滑水平面,现有另一质量 mA= 2.0kg的木块A,从左侧光滑水平面上以v0=3.0m/s向右运动,然后与B发生碰撞,设木块A、B碰撞时间很短且为弹性正碰。碰后木块B开始在平板车上滑行,并与固定在平板车上的水平轻质弹簧作用后与弹簧分离,已知木块B把弹簧压缩到最短时距离平板车左侧的距离为L=0.20m,重力加速度为g=10m/s2,木块B与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.50。(结果保留两位有效数字)求:
(1)木块A、B碰撞后的瞬间木块B速度的大小。
(2)弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能。
(3)最终木块B与平板车左端的距离。
10、(10分)利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l。然后多次改变x,测出对应的l,画出l2-x关系图线,如图(b)所示,并由此得出相应的斜率k。
(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速度v0=________。
(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g,大气压强p0均为已知,利用图(b)中拟合直线的斜率k可得,管内气体压强p=________。
(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则(2)中得到的p与实际压强相比________(填偏大、偏小)。
计数点 |
s/cm |
△v 2/m2·s-2 |
计数点0 |
/ |
/ |
1 |
1.60 |
0.04 |
2 |
3.60 |
0.09 |
3 |
6.00 |
0.15 |
4 |
7.00 |
0.19 |
5 |
9.20 |
0.23 |
9、(8分)某同学用如图所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系。图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦。实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下
一系列点。
(1) 该同学在一条比较理想的纸带上,依次
选取0、1、2、3、4、5共六个计数点,分别测
量后5个计数点与计数点0之间的距离,并计
算出它们与0点之间的速度平方差
△v2(△v2=v2-v02),填入下表:
请以△v2为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出 △v2-s图象.若测出小车质量为0.2kg,结合图象可求得小车所受合外力的大小为 N。(结果保留两位有效数字)
(2)该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数,明显超出实验误差的正常范围。你认为主要原因是 ,实验操作中改进的措施是 。
13、(19分)某日有雾的清晨,一艘质量为m=500t的轮船,从某码头由静止起航做直线运动,并保持发动机的输出功率等于额定功率不变,经t0=10min后,达到最大行驶速度vm=20m/s,雾也恰好散开,此时船长突然发现航线正前方s0=480m处,有一只拖网渔船以v=5m/s的速度沿垂直航线方向匀速运动,且此时渔船船头恰好位于轮船的航线上,轮船船长立即下令采取制动措施,附加了制动力F=1.0×105N,结果渔船的拖网刚好越过轮船的航线时,轮船也刚好从该点通过,从而避免了事故的发生,已知渔船连拖网共长L=200m。求:
(1)轮船减速时的加速度a多大?
(2)轮船的额定功率p多大?
12、(19分)如图所示,皮带传动装置与水平面夹角为30°,轮半径R= m,两轮轴心相距L=3.75m,A、B分别使传送带与两轮的切点,轮缘与传送带之间不打滑。一个质量为0.1kg的小物块与传送带间的动摩擦因数为μ= 。g取10m/s2。
(1)当传送带沿逆时针方向以=3m/s的速度匀速运动时,将小物块无初速地放在A点后,它运动至B点需多长时间?(计算中可取≈16,≈20)
(2)小物块相对于传送带运动时,会在传送带上留下痕迹。
当传送带沿逆时针方向匀速运动时,小物块无初速地放在
A点,运动至B点飞出。要想使小物块在传送带上留下的痕
迹最长,传送带匀速运动的速度至少多大?
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