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2022年高中物理学业水平测试卷
1.做匀速圆周运动的两物体甲和乙,它们的向心加速度分别为a1和a2,且a1>a2,下列判断正确的是( )
A.甲的线速度大于乙的线速度
B.甲的角速度比乙的角速度小
C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小
D.甲的速度方向比乙的速度方向变化快
【答案】D
【解析】由于不知甲和乙做匀速圆周运动的半径大小关系,故不能确定它们的线速度、角速度的大小关系,故ABC错误;向心加速度是表示线速度方向变化快慢的物理量,a1>a2,表明甲的速度方向比乙的速度方向变化快,故D正确。
2.在一斜面顶端,将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的( )
A.2倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍
【答案】A
【解析】设斜面倾角为α,小球落在斜面上速度方向偏向角为θ,小球水平抛出,均落在斜面上;根据平抛运动的推论可得tan θ=2tan α,所以甲、乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等;故对甲有,对乙有,所以,故A正确,BCD错误。
3.如图所示,B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星,椭圆的半长轴为a,运行B周期为;C为绕地球沿圆周轨道运动的卫星,圆周的半径为r,运行周期为。下列说法或关系式中正确的是( )
A.地球位于B卫星轨道的一个焦点上,位于C卫星轨道的圆心上
B.卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
C.,该比值的大小与地球和卫星有关
D.,该比值的大小不仅与地球有关,还与太阳有关
【答案】A
【解析】根据开普勒第一定律和行星运动规律可知地球位于B卫星的椭圆轨道的一个焦点上,位于C卫星圆轨道的圆心上,故A正确;卫星B为椭圆轨道,不断的在做离心运动和近心运动,近地点的线速度最大,远地点的线速度最小;而卫星C为圆轨道,运动的速度大小均不变,故B错误;由开普勒第三定律可知,k值与中心天体地球的质量有关,而与环绕天体卫星无关,取椭圆轨道的半长轴或圆轨道的半径,故CD错误。
4.2021年4 月 29 日 11 时 22 分我国空间站“天和”核心舱发射成功。在地球引力作用下,绕地球做匀速圆周运动,已知地球的质量为M,地球的半径为R,“天和”的质量为m,离地面的高度为h,引力常量为G,则地球对“天和”的万有引力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据万有引力定律可知地球对“天和”的万有引力大小为,故选B。
5.质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率v水平向右做匀速直线运动,当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时(如图所示),下列判断正确的是( )
A.P的速率为v B.P的速率为
C.绳的拉力大于 D.绳的拉力小于
【答案】C
【解析】将小车的速度在沿细绳和垂直细绳两个方向分解,则沿绳方向的分量大小为,所以P的速率为,故AB错误;由于θ2不断减小,所以vP不断增大,根据牛顿第二定律可知P所受合外力沿斜面向上,则绳的拉力大于,故C正确,D错误。
6.高铁项目的建设加速了国民经济了发展,铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h的设计与r和速率v有关。当火车以规定速度通过弯道时,内低外高的轨道均不受挤压,则下列说法正确的是( )
A.当火车以规定速度转弯时,火车受重力、支持力、向心力
B.若要降低火车转弯时的规定速度,可减小火车的质量
C.若要增加火车转弯时的规定速度,可适当增大弯道的坡度
D.当火车的速度大于规定速度时,火车将挤压内轨
【答案】C
【解析】当火车以规定速度转弯时,火车受重力、支持力作用,二者的合力提供向心力,故A错误;合力提供向心力,即,则,可以看出规定的速度与火车的质量无关,故B错误;根据公式,可以看出当θ增大时,规定速度也增大,故C正确;当火车的速度大于规定速度时,则受到外轨弹力与重力和支持力的合力一起提供向心力,使火车继续做圆周运动,故D错误。
7.无缝钢管的制作原理如图所示,竖直平面内,管状模型置于两个支承轮上,支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动,铁水注入管状模型后,由于离心作用,紧紧地覆盖在模型的内壁上,冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径R,则下列说法正确的是( )
A.铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上
B.模型各个方向上受到的铁水的作用力相同
C.管状模型转动的角速度ω最大为
D.若最上部的铁水恰好不离开模型内壁,此时仅重力提供向心力
【答案】D
【解析】离心力不是真实存在的力,故A错;模型最下部受到铁水的作用力最大,最上方受到的作用力最小,B错误;最上部的铁水如果恰好不离开模型内壁,则
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