题目列表(包括答案和解析)
18.(15分)国家飞碟射击队用如图所示装置进行模拟训练,被训练 的队员在高H = 20 m
的塔顶,在地面上距塔水平距离为s处有一个电子
抛靶装置,圆形靶可被以速度v2竖直抛出,当靶被
抛出的同时立即用特制手枪沿水平射击,子弹速度
v1 = 100 m/s.不计人的反应时间、抛靶装置的高度
及子弹的枪膛中的运动时间,且忽略空气阻力及靶
的大小(g = 10 m/s2).
(1)当s取值在什么范围时,无论v2为何值都不能击中靶?
(2)若s = 100 m,v2 = 20 m/s,试通过计算说明靶能否被击中?
17.(16分)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高,其内
外轨高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率.下图表格中是
铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h.
弯道半径r/m |
660 |
330 |
220 |
165 |
132 |
110 |
内外轨高度差h/mm |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
(1)根据表中数据,试导出h和r关系的表达式,并求出当r=440m时,h的设计值;
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧
向压力,又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1435mm,结合表中数据,算出
我国火车的转弯速率v(以km/h为单位,结果取整数;路轨倾角很小时,正弦值按
正切值处理)
(3)随着人们生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求.为了提高运输力,
国家对铁路不断进行提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高.请根据上述计算原
理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施?
16.(15分)在广场游玩时,一个小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上,并将
小石块放置于水平地面上.已知小石块的质量为m1,气球(含球内氢气)的质量为m2,
气球体积为V,空气密度为ρ(V和ρ均视作不变量),风沿水平方向吹,风速为v.已
知风对气球的作用力f=ku(式中k为一已知系数,u为气球
相对空气的速度).开始时,小石块静止在地面上,如图所示.
(1)若风速v在逐渐增大,小孩担心气球会连同小石块一起
被吹离地面,试判断是否会出现这一情况,并说明理由.
(2)若细绳突然断开,已知气球飞上天空后,在气球所经过
的空间中的风速v保持不变量,求气球能达到的最大速
度的大小.
15.(15分)如图所示,光滑斜面的倾角为θ,若将一小球在斜面上离底边长L处沿斜面水
平方向以速度v0抛出,问小球滑到斜面底端时水平位移s是多大? 末速度vt多大?
某同学对此题的解法为:平抛出的小球下落高度为Lsinθ,水平方
向位移为s,则有,,。
由此可求得水平位移s和末速度vt。
问:你同意上述解法吗?若同意,求出水平位移s和末速度vt;若不同意,则说明理由
并求出你认为正确的结果。
14.(14分)如果你用卫星电话通过同步卫星转发的无线电信号与对方通话,则在你讲完话后,最短要等多少时间才能听到对方的回话?已知地球的质量为M,地球半径为R,万有引力常量为G,地球的自转周期为T,无线电信号的传播速度为c(最后答案用题目中的符号表示).
13.(15分)如图所示,圆盘绕轴匀速转动时,在距离圆心0.8m处放一质量为0.4kg的金属
块,恰好能随圆盘做匀速圆周运动而不被甩出,此时圆盘的角速度为2rad/s。求:
(1)金属块的线速度;金属块的向心加速度。
(2)金属块受到的最大静摩擦力。
(3)若把金属块放在距圆心1.25m处,在角速度不变的情况下,金属块还能随圆盘做匀
速圆周运动吗?并说明理由。
12.(12 分)如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在
电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的
电火花计时器.
(1)请将下列实验步骤按先后排序:________________________。
① 使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
② 接通电火花计时器的电源,使它工作起来
③ 启动电动机,使圆形卡纸转动起来
④ 关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出
角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值。
(2)要得到角速度ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是_______
A .秒表 B .毫米刻度尺 C. 圆规 D .量角器
(3)写出ω的表达式,并指出表达式中各个物理量的意义:___________________
(4)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持泉好
接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动.则
卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图丙所示.这对
测量结果有影响吗?______________________。
甲 乙 丙
11.(8分)如图甲所示,是一位同学在实验室中照的一小球做平抛运动的频闪照片的一部分,
由于照相时的疏忽,没有摆上背景方格板,图中
方格是后来用直尺画在相片上的(图中格子的竖
直线是实验中重垂线的方向,每小格的边长均为
5mm ) ,为了补救这一过失,他对小球的直径进 行
了测量,如图乙所示,如果取重力加速度 g=10m / s 2 ,则(1)照片闪光的频率为____Hz ; (2)小球作平抛运动的初速度为____m / s。
10.北京时间2006年2月24日凌晨,都灵奥运会花样滑冰女子单人滑的比赛结束,最终日
本名将荒川静香力挫美国名将科恩和俄罗斯老将斯鲁茨卡娅,获得冠军。图为俄罗斯名
将斯鲁茨卡娅在滑冰过程中美丽的倩影。假设图中斯鲁茨卡娅在沿圆弧形运动,若已知
该运动员的质量大致在60kg左右,除此之外,根据图中的信息和你所学的物理知识,
你能估测的物理量是 ( )
A.地面对冰鞋静摩擦力的大小
B.运动员的滑行速度
C.运动员转弯时的向心加速度
D.地面对人的支持力
第Ⅱ卷(非选择题 共110分)
9.一条河宽度为d,河水流速为,小船在静水中的速度为。要使小船在渡河过程中所
行路程s最短,则 ( )
A.当<时,s = d B.当>时,
C.当>时, D.当>时,
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