14.(10分)
(1)对球受力分析如图所示,则:……………………3分
代入数据得…………………………………………2分
(2)小球做圆周运动的向心力由绳拉力和重力的合力提供
………………………………2分
………………………………………2分
代入数据得……………………………………1分
16.(15分) 2006年都灵冬奥会上,我国选手以总分250.77的成绩创造中国自由式滑雪的里程碑,实现了我国冬奥史上金牌两个“零的突破”(男子项目金牌零的突破和雪上项目金牌零的突破),创造了我国冬奥会历史上的奇迹。自由式滑雪的运动模型可简化如下:如图所示,斜面轨道AB与水平面之间的夹角θ=53°,BD为半径R = 4 m的圆弧形轨道,且B点与D点在同一水平面上,在B点,轨道AB与圆弧形轨道BD相切,整个轨道处于竖直平面内且处处光滑,在A点处的一质量m=1kg的小球由静止滑下,经过B、C点后从D点斜抛出去,最后落在地面上的S点处时的速度大小vs= 8m/s,已知A点距地面的高度H = 10m,B点距地面的高度h =5 m,设以MDN为分界线,假设其左边为存在空气阻力的区域,右边为不考虑空气阻力的真空区域,g取10m/s2,cos53°=0.6
(1)小球经过B点的速度为多大?
(2)小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力多大?
(3)小球从D点抛出后,在MDN分界线左边的区域受到的阻力f与其瞬时速度方向始终相反,求小球从D点至S点的过程中,阻力f所做的功。
15.(12分)已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑地球自转的影响。
(1)推导出第一宇宙速度v1的表达式;
(2)我国自行研制的“神舟七号”载人飞船于2008年9月25日从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场用长征二号F火箭发射升空。假设“神舟七号”飞船进入预定轨道后绕地球做匀速圆周运动,运行的周期是T,结合题干中所给的已知量,求飞船绕地球飞行时离地面的高度h。
14.(10分)旋转秋千是游乐园里常见的游乐项目,它有数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上,每一座椅可坐一人。启动时,座椅在旋转圆盘的带动下围绕竖直的中心轴旋转飘游,如图甲所示,我们把这种情况抽象为图乙的模型:一质量m=40kg的球通过长L=12.5m的轻绳悬于竖直面内的直角杆上,水平杆长L′=7.5m。整个装置绕竖直杆转动,绳子与竖直方向成角。当θ =37°时,(g = 9.8m/s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8)求:
(1)绳子的拉力大小;
(2)该装置转动的角速度。
13.(8分)如图,两平行金属板A、B间为一匀强电场,A、B相距6cm,C、D为电场中的两点,且CD=4cm,CD连线和场强方向成60°角.已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10-17J,电子电量为-1.6×10-19C。求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)两平行金属板A、B间的电势差UAB;
12.(6分)小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度。他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。如图是自行车的传动示意图,其中Ⅰ是大齿轮,Ⅱ是小齿轮,Ⅲ是后轮。当大齿轮Ⅰ(脚踏板)的转速通过测量为n(r/s)时,则大齿轮的角速度是 rad/s。若要知道在这种情况下自行车前进的速度,除需要测量大齿轮Ⅰ的半径r1,小齿轮Ⅱ的半径r2外,还需要测量的物理量是 。用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式为: 。
11.(8分)某研究性学习小组在探究电荷间的相互作用与哪些因素有关时,设计了以下实验:
(1).该组同学首先将一个带正电的球体A固定在水平绝缘支座上。把系在绝缘细线上的带正电的小球B(图中未画出)先后挂在图中P1、P2、P3位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。同学们根据力学知识分析得出细线偏离竖直方向的角度越小,小球B所受带电球体A的作用力 (填“越大”或“越小”或“不变”),实验发现小球B在位置 细线偏离竖直方向的角度最大(填“P1或P2或P3”)
(2).接着该组同学使小球处于同一位置,增大或减少小球A所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化。如图,悬挂在P1点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B。在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A。当A球到达悬点P1的正下方并与B在同一水平线上B处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为θ。若两次实验中A的电量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则q2/q1为( )
A.2 B.3 C. D.
10.(10分)在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,P为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)如图所示.(相邻记数点时间间隔为0.02s),那么:
(1)纸带的 (用字母“P”或“C”表示)端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB= ;
(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP= ,此过程中物体动能的增加量△Ek= ;(g取9.8m/s2)(结果保留2位有效数字)
(4)通过计算,数值上△EP △Ek(填“<”、“>”或“=”),这是因为:
。
9.如图,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中(弹簧一直保持竖直)( )
A.弹簧的弹性势能一直在增大 B.小球的重力势能一直减小
C.小球的动能先增大后减小 D.小球的机械能先增大后减小
第II卷 非选择题部分(共69分)
8.铁道部决定在前3次火车提速的基础上再实行两次大提速,旅客列车在500km左右实现“夕发朝至”,进一步适应旅客要求。为了适应提速的要求,下列说法正确的是 ( )
A.机车的功率可保持不变 B.机车的功率必须增大
C.铁路转弯处的路基坡度应加大 D.铁路转弯处的路基坡度应减小
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