2011-2012巢湖市高补班第三次月考物理试卷

一、选择题

1. 难度：简单

在空军演习中，某空降兵从飞机上跳下，他从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v – t图像如图所示，则下列说法正确的是  (    )

A．0~10s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力

B．第10s末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15s末

C．10s~15s空降兵竖直方向的加速度向下，加速度大小在逐渐减小

D．15s后空降兵保持匀速下落，此过程中机械能守恒

2. 难度：中等

两个可视为质点的小球a和b，用质量可忽略的刚性细杆相连放置在一个光滑的半球面内，如图所示．已知小球a和b的质量之比为 ，细杆长度是球面半径的 倍．两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角θ是 (　　)

A．45°　　　B．30°　　　C．22.5°　　　D．15°

3. 难度：中等

把一钢球系在一根弹性绳的一端，绳的另一端固定在天花板上，先把钢球托起(如图所示)，然后放手．若弹性绳的伸长始终在弹性限度内，关于钢球的加速度a、速度v随时间变化的图像，下列说法正确的是(　　)

A．甲为a－t图像    B．乙为a－t图像    C．丙为v－t图像    D．丁为v－t图像

4. 难度：中等

以初速度v₀竖直向上抛出一质量为m的小物块．假定物块所受的空气阻力f大小不变．已知重力加速度为g，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为

A．和v₀         

B．和v₀

C．和v₀         

D．和v₀

5. 难度：中等

银河系的恒量中大约有四分之一是双星，某双星由质量不等的星体S₁和S₂构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线某一点C做匀速圆周运动，已知S₁和S₂的质量分别为M₁和M₂，S₁和S₂的距离为L，已知引力常数为G。由此可求出S₁的角速度为（    ）

A．    B．    C．    D．

6. 难度：中等

如图所示，上表面光滑的半圆柱体放在水平面上，小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点，在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态。下列说法中正确的是：（  ）

A．半圆柱体对小物块的支持力变大          

B．外力F先变小后变大

C．地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小    

D．地面对半圆柱体的支持力变大

7. 难度：中等

如图斜面ABC，AB段是光滑的，BC段是有粗糙的。某物体从A点由静止开始下滑，当滑至C点时恰好停止，则下列说法正确的是：（   ）

A．BC段长度总大于AB段，但BC段的动摩擦因数越大时，BC段的长度越接近AB段的长度

B．BC段长度总大于AB段，但BC段的动摩擦因数越小时，BC段长度越接近AB段的长度

C．在θ角小到一定值时，不论BC段动摩擦因数大小，AB段长度都不可以大于BC段长度

D．θ=15⁰时，选择适当的动摩擦因数，可使得AB的长度大于BC段的长度

8. 难度：中等

放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B。A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧。A、B均处于静止状态。下列说法中正确的是 （    ）

A．B受到向左的摩擦力         

B．B对A的摩擦力向右

C．地面对A的摩擦力向右       

D．地面对A没有摩擦力

9. 难度：中等

如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则 (　 　)

A．该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于2π

B．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2π

C．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于2mg

D．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于2mg

10. 难度：困难

如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a开始运动，当其速度达到v后，便以此速度作匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正确的是（重力加速度为g）                      （        ）

A．μ与a之间一定满足关系       

B．黑色痕迹的长度为

C．煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为

D．煤块与传送带由于摩擦而产生的热量为mv²/2

11. 难度：困难

半径为R的圆桶固定在小车上，有一光滑小球（可视为质点）静止在圆桶最低点，如图所示．小车以速度v向右做匀速运动、当小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆桶中上升的高度不可能为 （     ）

A．等于    B．大于    C．小于    D．等于2R

12. 难度：中等

如图所示，一个小球（视为质点）从H=12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R=4m的竖直圆环，圆环轨道部分的动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时速度为零，则h之值可能为（g=10m/s²）      （    ）

A．8m       B．9m       C．10m     D．11m

二、实验题

13. 难度：中等

（6分）如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置：

（1）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地．该实验结果可表明（       ）

A．两小球落地速度的大小相同

B．两小球在空中运动的时间相等

C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同

D．两小球在空中运动时的加速度相等

（2）利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图乙所示．图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标x_B = 40cm ，y_B = 20cm，A、C点均在坐标线的中点．则a小球水平飞出时的初速度大小为v_o= ______  __m/s；平抛小球在B点处的即时速度的大小v_B=____    __m/s。

14. 难度：困难

(8分)某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。

（1）图线__     ____是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（选填“①”或“②”）

（2）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，为消除此误差可采取的简便且有效的措施是        （        ）

A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上长时间缓慢运动（即将小车与传感器发射部分的重力沿轨道方向恰与其所受摩擦力平衡）

B．在增加钩码数量进行实验的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车与传感器发射部分的总质量

C．在钩码与细绳之间放置一力传感器，直接得到小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图像

D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验

（3）小车和位移传感器发射部分的总质量m=      kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=___；

三、计算题

15. 难度：中等

（6分）天宫一号于2011年9月29日成功发射，它将和随后发射的神州飞船在空间完成交会对接，实现中国载人航天工程的一个新的跨越。天宫一号进入运行轨道后，其运行周期为T，距地面的高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G。若将天宫一号的运行轨道看做圆轨道，求：

（1）地球质量M；       

（2）地球的平均密度。

16. 难度：中等

（10分）如图所示，离地面足够高处有一竖直的空管，质量为2kg，管长为24m， M、N为空管的上、下两端，空管受到16N竖直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下做加速运动，同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线竖直上抛，小球只受重力，取g=10m/s².求：

（1）若小球上抛的初速度为10m/s，经过多长时间从管的N端穿处?

（2）若此空管的N端距离地面64m高，欲使在空管到达地面时小球必须落到管内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度大小的范围?

17. 难度：中等

（11分）如图所示，在光滑的水平面上停着一辆小车，小车平台的上表面是粗糙的。它靠在光滑的水平桌面旁并与桌面等高。现在有一个质量为m = 2kg的物体C以速度v₀ = 10m/s沿水平桌面向右运动，滑过小车平台后从A点离开，恰能落在小车前端的B点。已知小车总质量为M=5kg，O点在A点的正下方，OA=0.8m，OB=1.2m，物体与小车摩擦系数µ = 0.2，g取10m/s²。求：

（1）物体刚离开平台时，小车获得的速度大小。

（2）物体在小车平台上运动的过程中，小车对地发生多大的位移。

18. 难度：困难

（11分）如图所示，某货场需将质量m₁＝100 kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物由轨道顶端无初速度滑下，轨道半径R＝1.8 m．地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l＝2 m，质量均为m₂＝100 kg，木板上表面与轨道末端相切．货物与木板间的动摩擦因数为μ₁，木板与地面间的动摩擦因数μ₂＝0.2．(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g＝10 m/s²)

(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小和方向。

(2)若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ₁应满足的条件．

(3)若μ₁＝0.5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间．