内容正文:
合肥一中高一(下)期中物理复习试卷1
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1.以下对几位物理学家所做的科学贡献的叙述中,正确的是( )
A. 卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体,得出万有引力定律,并测出了引力常量G的数值
B. 地心说的代表人物是哥白尼,认为地球是宇宙的中心,其他星球都在绕地球运动
C. 牛顿由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人
D. 开普勒用了20年时间研究第谷的行星观测记录,发现了行星运动的三大定律
2.用长为L的轻绳系着质量为m的小球悬挂于O点,将小球拉至水平位置由静止释放,下列说法中正确的是( )
A. 绳子越长,小球运动到最低点时受到的拉力越大
B. 绳子越长,小球运动到最低点时加速度越大
C. 绳子越长,小球运动到最低点时的速度越大
D. 小球下落过程中重力的功率不断增大
3.如图,一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内,其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动,当小球通过最高点时速率为,则下列说法正确的是( )
A. 若,则小球对管内壁无压力
B. 若,则小球对管内上壁有压力
C. 若,则小球对管内下壁没有压力
D. 不论多大,小球对管内壁都有压力
4.2025年2月9日,第九届亚冬会短道速滑女子3000米接力A组决赛在哈尔滨举行,中国队的范可新、公俐、张楚桐和王欣然夺得冠军。运动员经过弯道沿曲线从a点向b点运动的过程中,速度逐渐减小,在此过程中,运动员所受合外力方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,水平传送带的轮子直径为d,轮子下沿距水平地面的高度也为d,现将一滑块视为质点放在传送带的左端A点,滑块到达传送带的右端B点时恰好对传送带无压力。不计传送带的厚度以及空气阻力。滑块落到地面上的位置滑块落地后不反弹与B点间的距离为( )
A. d B. C. 2d D.
6.地球赤道上的一个物体A,离地高度约200km的卫星B,地球的静止卫星C,它们运行的轨道示意图如图所示,它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法中正确的是( )
A. 它们运动的线速度大小关系是
B. 它们运动的向心加速度大小关系是
C. 已知A运动的周期,可计算出地球的密度
D. 已知B运动的周期及地球半径,可计算出地球质量
7.“复兴号”动车组的总质量为m,在平直的轨道上行驶。该动车组有4节动力车厢,每节车厢发动机的额定功率均为P,动车组所受的阻力与其速率成正比。动车组能达到的最大速度为。若动车组从静止开始运动,则下列正确的是( )
A. 若动车组匀加速启动,则牵引力恒定
B. 若动力车输出功率恒定,则动车组做匀加速运动
C. 若动力车输出功率变为,则动车组的最大速度为
D. 若动力车输出功率变为,则动车组的最大速度为
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8.力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的,即力F必须是恒力。而实际问题中,有很多情况是变力在对物体做功。那么,用这个公式不能直接求变力的功,我们就需要通过其他的一些方法来求解力F所做的功。如图,对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功,下列说法正确的是( )
A. 甲图中若F大小不变,物块从A到C过程中力F做的为
B. 乙图中,全过程中F做的总功为72J
C. 丙图中,绳长为R,若空气阻力f大小不变,小球从A运动到B过程中空气阻力做
D. 图丁中,F始终保持水平,无论是F缓慢将小球从P拉到Q,还是F为恒力将小球从P拉到Q,F做的功都是
9.在水平地面上有一质量为2kg的物体,物体在水平拉力F的作 用下由静止开始运动,后撤 去拉力.该物体的运动的图如图所示,g取,下列说法正确的是( )
A. 物体的最大位移是56 m
B. 物体受到的拉力F的大小为 N
C. 物体与地面之间的动摩擦因数为
D. 前12s内,拉力与阻力做功的代数和为12 J
10.如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图,若A星的轨道半径大于B星的轨道半径,双星的总质量M,双星间的距离为L,其运动周期为T,则( )
A. A的质量一定大于B的质量
B. A的加速度一定大于B的加速度
C. L一定时,M越小,T越小
D. L一定时,A的质量减小而B的质量增加,它们的向心力减小
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11.甲同学设计如图a的实验装置验证向心力与速度的关系。将四分之一圆弧固定在桌面上,圆弧底下安装一个压力传感器,光电门固定在底端正上方。实验步骤如下:
让小球静止在圆弧底端,静止时,传感器示数为;
让小球从圆弧某一位置静止释放,记录通过光电门的时间t和压力传感器示数F;
改变释放位置,重复的步骤。
请回答以下问题:
①为完成实验,关于实验装置及相关测量,下列说法正确的是______。
A.圆弧要保持光滑
B.小球要选择体积小,密度大的
C.要测量小球的质量
②以______填“F”或“”为纵轴,为横轴作图像,若图像______,则说明向心力大小与小球速度平方成正比。
12.小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。
他观察到的现象是:小球A、B ______填“同时”或“先后”落地;
让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间______填“变长”“不变”或“变短”;
上述现象说明:平抛运动的时间与______大小无关,平抛运动的竖直分运动是______运动;
然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,数据处理时选择A点为坐标原点,结合试验中重锤方向确定坐标系,丙图中小方格的边长均为,g取,则小球运动中水平分速度的大小为______。
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
13.“氢气型”电动汽车利用氢气和氧气直接反应生成水,对环境没有污染。其发动机的额定功率为21kW,汽车连同驾乘人员总质量为,在水平路面上行驶时受到的阻力是700N,求:
汽车以额定功率在该水平路面匀速行驶的速度大小;
当汽车速度为时的加速度大小。
14.如图中所示,在倾角的光滑斜面上放着质量分别为和的两物块。轻弹簧一端与物块B相连,另一端与固定挡板相连,整个系统处于静止状态。从时刻开始,对A施加一沿斜面向上的力使物块沿斜面向上作匀加速运动,若力F随时间变化的规律如图乙所示,g取,求:
运动的加速度大小;
弹簧的劲度系数;
从A开始运动到A,B刚分离过程中力F做的功。
15.一游戏装置竖直截面如图所示,该装置由倾角的固定斜面CD、水平传送带EF、粗糙水平轨道FG、光滑圆弧轨道GPQ、及固定在Q处的弹性挡板组成。斜面CD高度,传送带EF与轨道FG离地面高度均为h,两者长度分别为、,OG、OP分别为圆弧轨道的竖直与水平半径,半径,圆弧PQ所对应的圆心角,轨道各处平滑连接。现将质量的滑块可视为质点从斜面底端的弹射器弹出,沿斜面从D点离开时速度大小,恰好无碰撞从E点沿水平方向滑上传送带。当传送带以的速度顺时针转动,滑块恰好能滑至P点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数,滑块与挡板碰撞后原速率反向弹回,不计空气阻力。,,求:
高度h;滑块与水平轨道FG间的动摩擦因数;滑块最终静止时离G点的距离x;
若传送带速度大小可调,要使滑块与挡板仅碰一次,且始终不脱离轨道,则传送带速度大小v的范围。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体,提出万有引力定律,但牛顿并没有测出引力常量G的数值,引力常量G的数值是卡文迪许测出的,故A错误;
B.地心说的代表人物是托勒密,他认为地球是宇宙的中心,其他星球都在绕地球运动,故B错误;
C.卡文迪许由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人,故C错误;
D.开普勒用了20年时间研究第谷的行星观测记录,发现了行星运动的三大定律,故D正确。
故选:D。
最早提出地心说的代表人物是托勒密;开普勒用了20年时间研究第谷的行星观测记录,提出了行星运动的三大定律;牛顿提出万有引力定律,但牛顿并未测出引力常量G,而是卡文迪许测出了引力常量G的数值,卡文迪许由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人。
考查力学的物理学史,应知道牛顿、卡文迪许、托勒密、开普勒等人做出的贡献及提出的学说。
2.【答案】C
【解析】解:将小球拉至水平位置由静止释放,设小球运动到最低点时的速度为v,根据动能定理
可得小球运动到最低点时的速度
可知绳子越长,小球运动到最低点时的速度越大,故C正确;
小球运动到最低点时,加速度大小为
以小球为对象,根据牛顿第二定律可得 可得拉力大小为
可知小球运动到最低点时受到的拉力、加速度均与绳子长度无关,故AB错误;
D.根据功率表达式
小球竖直方向的分速度先增大后减小,则重力的功率先增大后减小,故D错误。
故选:C。
根据动能定理,对小球运动到最低点时分析,结合牛顿第二定律结合功率表达式分析求解。
本题考查了动能定理相关知识,理解合外力做功等于动能变化量是解决此类问题的关键。
3.【答案】C
【解析】解:设小球在最高点时管内下壁对小球有竖直向上的支持力,根据合外力提供向心力可得:
如果, 解得:
根据牛顿第三定律,可知小球对管内下壁有竖直向下的压力,故A错误;
B.设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力,根据合外力提供向心力可得:
如果 解得:
负号说明管内下壁对小球有竖直向上的支持力,根据牛顿第三定律,可知小球对管内下壁有竖直向下的压力,故B错误;
C.设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力,根据合外力提供向心力可得:
如果, 解得:
即管内上壁对小球有竖直向下的压力,大小为mg,根据牛顿第三定律,可知小球对管内上壁有竖直向上的压力,小球对管内下壁没有压力,故C正确;
D.设小球在最高点时管内壁对小球没有力的作用,根据合外力提供向心力可得:
解得: 此时小球对管内壁没有压力,故D错误。
故选:C。
当小球以不同的速度到达最高点时,则小球与管壁的作用力也不同。因此从小球与管壁无作用力的角度入手,得出这时的速度大小,然后当速度大于时管内上壁与其接触;当速度小于时管内下壁与其接触,从而可以求出答案
首先确定小球与管壁无作用力的速度,然后将速度进行比较,得出向心力大小,从而确定球与内壁的作用力。
4.【答案】A
【解析】解:根据曲线运动的特点,速度矢量与合力矢量分别在运动轨迹的两侧,合力方向指向轨迹的凹侧;运动员的速度在逐渐减小,合力方向与速度方向之间成钝角,故A正确,BCD错误。
故选:A。
运动员沿曲线运动时合外力指向曲线内侧,且速度逐渐减小说明合外力与速度方向夹角大于,据此判断合外力方向。
本题考查曲线运动的受力规律,侧重合外力指向曲线内侧及力与速度夹角对速度大小的影响,属于基础概念题,能强化曲线运动的受力分析逻辑。
5.【答案】D
【解析】解:滑块离开传送带后在空中运动的时间
设滑块通过B点时的速度大小为v,则滑块在空中运动的水平位移大小
设滑块的质量为m,则有
滑块落到地面上的位置滑块落地后不反弹与B点间的距离
代入数据得,故ABC错误,D正确。
故选:D。
6.【答案】B
【解析】解:AB、对于AC运动的角速度相同,根据,,可知,,
对于BC,由牛顿第二定律得,解得,,
则,,则它们运动的线速度大小关系即加速度关系是,,故A错误,B正确;
C、已知A运动的周期,可知同步卫星的周期,根据牛顿第二定律得,
密度,解得地球的密度,故C错误;
D、已知B运动的周期及地球半径,由牛顿第二定律得,解得地球质量,故D错误。
故选:B。
7.【答案】C
【解析】解:A、若动车组做匀加速直线运动启动,依据牛顿第二定律可得,则牵引力表达式为。随着速度v逐渐增大,牵引力F也随之增大,故A错误;
B、若动车组保持输出功率P恒定,根据可知牵引力F随速度增大而减小,加速度也随之减小,因此动车不可能做匀加速运动,故B错误;
CD、当动车达到最大速度时,牵引力与阻力平衡,即,此时有,解得:。由此可知,动车的最大速度与输出功率的平方根成正比。若输出功率变为,则最大速度变为;若输出功率变为,则最大速度变为,故C正确,D错误。
故选:C。
8.【答案】BC
【解析】解:A、在物块从A运动至C的过程中,力F的大小保持不变。根据功的定义,力F所做的功为,其中s为位移大小。由图可知,位移,因此,故A错误;
B、在图像中,图线与x轴所围成的面积表示力F所做的功。计算整个过程中图像所围成的面积,可得总功,解得:,故B正确;
C、在丙图所示情形中,绳长为R。若空气阻力f的大小恒定不变,可将小球的运动轨迹分割为无数微小的直线段。运用微元法分析,小球从A点运动到B点的过程中,空气阻力所做的功,解得:,故C正确;
D、在丁图所示情形中,力F始终保持水平方向。若F为恒力,将小球从P点缓慢拉至Q点,力F所做的功为。然而,若将小球从P点缓慢拉至Q点,F为水平方向的变力,其大小会发生变化,此时功的计算不能简单地用力的大小乘以位移,故D错误。
故选:BC。
9.【答案】AC
【解析】解:A、根据图象与时间轴所围成的面积可知,物体的最大位移为:,故A正确;
B、由图线可知:内加速度大小为:
内加速度大小为:
根据牛顿第二定律有: 解得:,;故B错误,C正确;
D、根据图象可知,12s时物体的速度为,根据动能定理可知,力与阻力做功的代数和为:;故D错误.
故选:
10.【答案】BD
【解析】解:双星靠相互间的万有引力提供向心力,则向心力相等,故有
因为
则,故即B的质量一定大于A的质量,故A错误;
B.双星系统中两颗恒星间距不变,是同轴转动,角速度相等,根据
因为 所以,故B正确;
C.根据牛顿第二定律,有,
其中 代入数据得,故L一定,M越小,T越大,故C错误;
D.由万有引力提供向心力
A的质量小于B的质量,L一定时,A的质量减小而B的质量增加,根据数学知识可知,它们的质量乘积减小,所以它们的向心力减小,故D正确。
故选:BD。
11.【答案】B 过原点的直线。
【解析】解:①实验时,只要从圆弧的同一高度处静止释放小球,小球经过光电门的速度就相同,因此圆弧没必要保持光滑,故A错误;
B.为了使小球做圆周运动的半径等于圆弧的半径,为了使小球通过光电门的平均速度等于小球通过光电门的瞬时速度,小球要选择体积小,密度大的小球,故B正确;
C.小球在最低点
由于小球质量和圆弧半径为定值,因此在验证向心力与速度的关系实验中,不需要测量小球的质量,故C错误。故选:B。
②小球经过光电门的速度 根据牛顿第二定律
以为纵轴,为横轴作图像,若图像是一条过原点的直线,则说明向心力大小与小球速度平方成正比。
故答案为:①B;②;过原点的直线。
12.【答案】同时 不变 初速度 自由落体
【解析】解:小锤轻击弹性金属片时,A球做抛运动,同时B球做自由落体运动,通过实验可以观察到它们同时落地;
用较大的力敲击弹性金属片,则被抛出初速度变大,但竖直方向运动不受影响,因此运动时间仍不变;
上述现象说明:平抛运动的时间与初速度无关,平抛运在竖直方向上做自由落体运动;
设小球从A到B、从B到C的时间均为T,竖直方向根据匀变速直线运动的规律可得: 解得:,则小球运动中水平分速度的大小为: 代入数据解得;
B点竖直分速度为: 代入数据解得, 则B点的速度为:
代入数据解得
故答案为:同时;不变;初速度,自由落体;
13.【解析】解:汽车以额定功率在该水平路面匀速行驶时,牵引力与阻力相等,则有:;
当汽车速度时,汽车的牵引力为:,由牛顿第二定律可得:,解得:。
14. 【答案】解:未施加拉力F时,A、B均静止,可得:①
时刻刚施加F时,对A、B整体,据牛顿第二定律可得:②
由图象可得此时 由以上两式解得:③
据题意可知时,A、B开始分离,刚分离时,
对B根据牛顿第二定律可得:④
内,对B:
又: 解得:
设A、B运动的位移为x,A、B分离前,有:
⑦可得:
从A开始运动到A、B分离: 解得: 此时拉力F的大小为 ①
由此可得从开始运动到A、B刚分离,F随A、B的位移x变化的图象如图所示,由图象可得:
15. 【答案】解:从D到E过程中滑块做斜抛运动,把D点速度分解到竖直和水平方向,
竖直方向: 水平方向:
运动到E点时竖直方向上速度为零,由运动学公式 得
所以,
滑块以滑上传送带,假设能被加速到,则:成立。
故滑块离开F点的速度 从F到P过程应用动能定理得
由分析可知,物块从P返回后向左进入传送带,又以原速率返回,设物块从P返回后,在FG之间滑行的总路程为s,对全过程应用动能定理得 解得:
所以,滑块停止时离G点:
设传送带速度为时,滑块恰能到Q点,在Q点满足:,得:
从F到Q应用动能定理得
解得:
设传送带速度为时,滑块撞挡板后恰能重新返回到P点,对该过程应用动能定理得
解得:
若滑块被传送带一直加速,则: 可得
所以,传送带可调节的速度范围为
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