14.2009年11月15日上午10时,庆祝中国空军成立60周年飞行跳伞表演在首都京郊沙河机场拉开帷幕,空军八一跳伞队在北京沙河机场举行了首场表演,某跳伞队员从静止的直升机上跳下,先做自由落体运动,在t1时刻,速度达到v1时打开降落伞,做减速运动,在t2时刻以速度v2着地。他的速度图象如图所示。下列有关该跳伞队员运动过程的分析正确的是 ( )
A.在t1~t2的时间内,其平均速度
B.降落伞打开后降落伞和跳伞队员所受的阻力越来越小
C.若第一个跳伞队员跳下后,经过时间t1,第二个跳伞队员跳下,则他们在空中的距离越来越大
D.若第一个跳伞队员跳下后,经过时间t1,第二个跳伞队员跳下,则他们在空中的距离越来越小
2.答题前,请考生务必将答题卷左侧密封线内的项目填写清楚。请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题卷上,在试题卷上作答无效。
第I卷(选择题)
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
25.如图所示,两块带有等量异种电荷的平行金属板分别固定在长l=1m的绝缘板的两端组成一带电框架,框架右端带负电的金属板上固定一根原长为l0=0.5m的绝缘轻弹簧,框架的总质量M=9kg。由于带电,两板间的电势差为U=2×103V。现用一质量为m=1kg、带电量q=+5×10-2C的带电小球(可视为质点且不影响板间的电场)将弹簧压缩后用线拴住,因而使弹簧具有65J的弹性势能。现使整个装置在光滑水平面上以v0=1m/s的速度向右运动,运动中拴小球的细线突然断开而使小球被弹开,不计一切摩擦,且电势能的变化量等于电场力与相对电场沿场强方向的位移之积,问:
(1)当小球刚被弹簧弹开时,小球与框架的速度分别为多大?
(2)通过分析计算回答:在细线断开后的运动中,小球能否与左端金属板发生接触?
24.“伽利略”号木星探测器,从1989年10月进入太空起,历经6年,行程37亿千米,终于到达木星周围。此后在t秒内绕木星运行N圈后,对木星及其卫星进行考察,最后坠入木星大气层烧毁。设这N圈都是绕木星在同一个圆周上运行,其运行速率为v,探测器上的照相机正对木星拍摄到整个木星时的视角为θ(如图所示),设木星为一球体,求:
(1)木星探测器在上述圆形轨道上运行时的轨道半径;
(2)探测器绕木星运动的最短周期。
23.(16分)如图所示,一光滑水平桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点,且两者固定不动。一长为L=0.8m的细绳,一端固定于O点,另一端系一个质量m1=0.2kg的小球。当绳在竖直方向时,球m1对水平桌面的作用力刚好为零。现将球提起使细绳拉直处于水平位置时无初速度释放。当球m1摆至最低点时,恰与放在桌面上的质量m2=0.8kg的小铁球正碰,碰后m1以2m/s的速度弹回,m2将沿半圆形轨道运动,恰好能通过最高点D。(g取10m/s2)试求:
(1)m2在圆形轨道运动最低点C的速度为多大?
(2)光滑圆形轨道半径R应为多大?
22.(18分)
(1)(6分)在“研究匀变速直线运动”的实验中,取下一段如图所示的纸带研究其运动情况。设O点为计数的起始点,在四个连续的计数点中,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s。若物体做理想的匀加速直线运动,则计数点A与起始点O之间的距离s1为 cm, 打下计数点A时物体的瞬时速度为 m/s, 物体的加速度为 m/s2。
(2)(12分)现要验证“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律,给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码若干。实验步骤如下(不考虑摩擦力的影响),在空格中填入适当的公式或文字。
①用天平测出小车的质量m;
②让小车自斜面上方一固定点A1由静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t;
③用米尺测A1与A2之间的距离s,则小车的加速度a= ;
④用米尺测量A1相对于A2的高度h,则小车所受的合外力F= ;(用h、s表示)
⑤在小车中加钩码,用天平测出此时小车与钩码的总质量m,同时改变h, 使m与h的乘积不变。测出小车从A1静止开始下滑到斜面底端A2所需的时间t,请说出要求总质量与高度的乘积不变的原因 。
⑥多次测量m和t,以m为横坐标,t2为纵坐标, 根据实验数据作图,如能得到一条
,则可验证“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律。
21.上表面粗糙的小车静止在光滑的水平面上,一滑块从车的左端以水平速度v冲上小车,下列说法正确的是
A.只要v足够大,滑块一定能从小车的右端冲出小车
B.若滑块能冲出小车,则不论v多大,滑块脱离小车时小车的位移为定值
C.若滑块能冲出小车,则v越大,小车在滑块脱离时的位移越小
D.若滑块不能冲出小车,则滑块的初速度v越大,滑块相对于小车滑动的时间越短
第Ⅱ卷
20.一根质量分布均匀的长绳AB,在水平外力F的作用下,沿光滑水平面做直线运动,如图甲所示,绳内距A端x处的张力T与x的关系如图乙所示,由图可知
A.水平外力F=6N B.绳子质量m=3kg
C.绳子的长度l=2m D.绳子的加速度a=2m/s2
19.一带电小球从空中的a点运动到b点,受重力、电场力和空气阻力作用,重力对小球做功3.5J, 小球克服电场力做功2J, 克服空气阻力做功0.5J, 则
A.小球在a点的重力势能比在b点少3.5J
B.小球在a点的电势能比在b点少2J
C.小球在a点的机械能比在b点多0.5J
D.小球在a点的动能比在b点少6J
18.如图所示,手持一根长为的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动,绳始终保持与该圆周相切,绳的另一端系一质量为m的木块,木块也在桌面上做匀速圆周运动,不计空气阻力
A.手对木块不做功
B.木块不受桌面的摩擦力
C.绳的拉力大小等于
D.手拉木块做功的功率等于
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