19.(12分)某游樂場中有一種叫“空中飛椅”的游樂設(shè)施,其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤上,繩子下端連接座椅,人坐在飛椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋。若將人與座椅看成質(zhì)點,則可簡化為如圖所示的物理模型。其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤,可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動,設(shè)輕繩長L=10m,人與座椅的總質(zhì)量m =60kg,轉(zhuǎn)盤靜止時人與轉(zhuǎn)軸之間的距離d=4m,此時座椅離地面H=3m。轉(zhuǎn)盤慢慢加速運動,經(jīng)過一段時間后轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定,此時人與轉(zhuǎn)軸之間的距離變?yōu)镈=10m且保持不變。不計空氣阻力,繩子不可伸長,取g=10m/s2。問:
(1)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到穩(wěn)定狀態(tài)時,人距地面的高度?
(2)最后轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動時的角速度大約為多少?
(3)若轉(zhuǎn)盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動后,一位游客隨身帶的手機突然滑下來。手機著地后,正在轉(zhuǎn)軸中心處的管理員發(fā)現(xiàn)這一情況后,跑過來撿手機。問他至少應該跑多遠才行?
18.(10分)將一個動力傳感器連接到計算機上,我們就可以測量快速變化的力。某一質(zhì)量為0.1kg小球用一條不可伸長的輕繩連接,繩的另一端固定在懸點上,當小球在豎直面內(nèi)來回擺動時,用動力傳感器測得繩子對懸點的拉力隨時間變化的曲線如圖所示,取重力加速度g=10m/s2.
求繩子的最大偏角θ。
17.( 每空格2分,共16分)
1).在做《研究勻變速直線運動》的實驗時,某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶如圖所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7個計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點,圖中沒有畫出,打點計時器接周期為T =0.02s的交流電源.經(jīng)過測量得:d1=3.60cm,d2=7.70cm, d3=12.32cm, d4=17.41cm, d5=23.00cm, d6=29.10cm.
(1)計算vF =_____________m/s;
(2)物體的加速度a =__________m/s2;
(3)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f =51Hz,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值與實際值相比___________(選填:偏大、偏小或不變)
2).光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。
利用如圖2所示裝置測量滑塊與長1m左右的木板間動摩擦因數(shù)及被壓縮彈簧的彈性勢能,圖中木板固定在水平面上,木板的左壁固定有一個處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧(彈簧長度與木板相比可忽略),彈簧右端與滑塊接觸,1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門,與之連接的兩個光電計時器沒有畫出。現(xiàn)使彈簧解除鎖定,滑塊獲得一定的初速度后,水平向右運動,光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0×10-2s和5.0×10-2s,用游標卡尺測量小滑塊的寬度d,卡尺示數(shù)如圖3所示.
(1)讀出滑塊的寬度d= cm
(2) 滑塊通過光電門1的速度為v1 ,通過光電門2的速度v2 ,則v2 = m/s;(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)若用米尺測量出兩個光電門之間的距離為L,已知當?shù)氐闹亓铀贋間,則滑塊與木板動摩擦因數(shù)μ表達式為 (各量均用字母表示)。
(4)若用米尺測量出滑塊初始位置到光電門2的距離為x, 為測量被壓縮彈簧的彈性勢能, 還需測量的物理量是 (說明其含義,并指明代表物理量的字母), 被壓縮彈簧的彈性勢能可表示為 (各量均用字母表示,且μ可以作為已知量)
16.一小球以初速度v0豎直上拋,它能到達的最大高度為H,問下列幾種情況中,哪種情況小球可能達到高度H(忽略空氣阻力)( )
A.以初速v0沿光滑斜面向上運動(圖a)
B.以初速v0沿光滑的拋物線軌道,從最低點向上運動(圖b)
C. 以初速v0沿半徑為R的光滑圓軌道,從最低點向上運動(圖c,H>R>H/2)。
D.以初速v0沿半徑為R的光滑圓軌道,從最低點向上運動(圖d,R>H)。
第Ⅱ卷(非選擇題 共55分)
15.如圖a、b所示,是一輛質(zhì)量為6×103kg的公共汽車在t=0和t=4s末兩個時刻的兩張照片。當t=0時,汽車剛啟動(汽車的運動可看成勻加速直線運動)。圖c是車內(nèi)橫桿上懸掛的拉手環(huán)經(jīng)放大后的圖像(其中細繩與豎直方向的夾角可以測量)。根據(jù)題中提供的信息,可以估算出的物理量有( )
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C.4s內(nèi)汽車所受的摩擦力的大小 D.4s內(nèi)汽車所受的牽引力的大小
14.2007 年3 月26 日,中俄共同簽署了《 中國國家航天局和俄羅斯聯(lián)邦航天局關(guān)于聯(lián)合探測火星一火衛(wèi)一合作的協(xié)議》,雙方確定于2008年聯(lián)合對火星及其衛(wèi)星“火衛(wèi)一”進行探測。 “火衛(wèi)一”就在火星赤道正上方運行,與火星中心的距離為9450km.繞火星1周需7h39min,若其繞行軌道可簡化為圓形軌道,則由以上信息能確定的是 ( )
A.火衛(wèi)一的質(zhì)量 B.火星的質(zhì)量
C.火星表面的重力加速度 D.火衛(wèi)一的向心加速度
13.在固定于地面的斜面上垂直安放著一擋板,截面為 1/4 圓的柱狀物體甲放在斜面上,半徑與甲相等的光滑圓球乙被夾在甲與擋板之間,沒有與斜面接觸而處于靜止狀態(tài),如圖所示,F(xiàn)在從球心O1處對甲施加一平行于斜面向下的力F,使甲沿斜面方向極其緩慢地移動,直至甲與擋板接觸為止。設(shè)乙對擋板的壓力F1,甲對斜面的壓力為F2,在此過程中 ( )
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C.F1緩慢減小,F2緩慢增大 D.F1緩慢減小,F2緩慢減小
12.如圖所示,小車上固定著三角硬桿,桿的端點固定著一個質(zhì)量為m的小球.當小車水平向右的加速度逐漸增大時,桿對小球的作用力的變化(用F1至F4變化表示)可能是下圖中的(OO'沿桿方向)( )
11.如圖所示,M為固定在水平桌面上的有缺口的方形木塊,abcd為半徑為R的3/4圓周的光滑軌道,a為軌道的最高點,de面水平且有一定長度。今將質(zhì)量為m的小球在d點的正上方高為h處由靜止釋放,讓其自由下落到d處切入軌道內(nèi)運動,不計
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A.在h一定的條件下,釋放后小球的運動情況與小球的質(zhì)量有關(guān)
B.只要改變h的大小,就有可能使小球通過a點后,落在de之間
C.無論怎樣改變h的大小,都不可能使小球通過a點后落回軌道內(nèi)
D.若使h=R,則小球?qū)⑼ㄟ^a點并剛好到達d點
10. 質(zhì)量為0.3kg的物體在水平面上運動,圖中
的兩條直線分別表示物體受水平拉力和不受水平拉
力的v-t圖像,則下列說法中正確的是( )
A.水平拉力可能等于0.3N
B.水平拉力一定等于0.1N
C.物體的摩擦力可能等于0.1N
D.物體的摩擦力可能等于0.2N
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