内容正文:
高一物理
1.A解析:动能、功和功率都只有大小,没有方向,
属于标量;加速度是速度变化量与所用时间的比
值,既有大小又有方向,是矢量,其方向与速度变化
量的方向相同,A正确。故选A。
2.C解析:脚踏板轴处与大齿轮同轴。大齿轮与小
齿轮是同缘传动,边缘点线速度相等,小齿轮与后
轮是同轴传动,角速度相等,结合图中比例关系,
C点线速度最大,C正确。故选C。
3.B解析:根据牛顿第三定律和平衡条件
F甲
2Fsin45=mg,2 Fz sin30=mg,解得F2
号B正确。放选B
4.C解析:当小球刚好能到达最高点时,在最高点
绳子的拉力为零,此时重力提供向心力,即mg=
mv2L,解得v=gL,根据机械能守恒定律,可
计算v。=√5gL,当v。=√5gL时绳子在最高点拉
力为零,当v。>√5gL时绳子拉力不为零,A、B错
误;小球在最低点时绳子的张力与重力合力提供向
心办,即T-mg-觉,解得T=mg+C正
确;小球在任意位置的向心加速度都等于r,其
中)是该点的瞬时速度,在改变。D错误。故
选C。
5.A解析:舰载机从静止开始做匀加速运动,有
心2as,加速度a一2、。根据牛顿第二定律,电恩
推力F=a=m·平均功率下=PT=F号
4,A正确。故选A。
mv"
6.B解析:设A和B做匀速圆周运动的轨道半径分
别为x和R,相互作用的万有引力大小为F,运行
周期为T。由匀速圆周运动的规律得
6设-M,停60-M停)
由题意有L=R十r,综上T=2x√G(MA十MB)'
L
代人数据T=8.9×108s,B正确。故选B。
7.D解析:因为OA=3d,AB=4d,所以P下降4d
时,Q上升2d,此时弹簧拉伸量为d,该位置弹簧
弹性势能与初始释放位置弹性势能相等。根据机
械能守恒定律4mgd=2 mngd sin53°十2mu3十
·物理答案(第
参考答案
1
2mw品,根据牵连速度关系pcos37°-vo,综上解
/30
得or=2√8d。D正确。故选D.
8.AD解析:轨迹为曲线,纸飞机在A点的合力不
为零,A正确;速度方向沿切线方向,合力不沿切
线,B、C错误;飞机受到空气阻力,速率会减小,因
此在B点合力方向与速度方向夹角大于90°,D正
确。故选AD。
9.BCD解析:根据图像运动员在0一2s时间内做
加速度逐渐减小的加速度运动,平均速度大于速度
的平均值.A错误:a--9mg=8mg.
B正确;14s内数得的格数大约为40格,所以14s
内运动员下落的高度为:h=40×2×2m=160m,
重力做功W=mgh=1.12×105J,重力势能减少
1.12×105J,C正确;t=10s时速率为8ms,重力
的功率P=mgv=5.6kW,D正确。故选BCD。
10.BD解析:初始平衡时有kx。=2mg,解得k=
2mg,A错误;匀变速位移规律x。=2a(21),
1
xo
分离之前山-2a1P=名-。-1,
1
3华物块。6分离时弹资的压缩量为,与初
始时压缩量不同,C错误;分离时对A分析,
kx'-mg=ma,解得a=号,B正确:t=0时F最
2
小,Fm=2m号=mg,D正确。放选BD.
11.答案:(1)匀速直线(只填“匀速”也可)(1分)
(2)A(1分)
(3)A(2分)
(4)乙(2分)
解析:(1)平衡摩擦力时,需调节木板倾角,使小车
重力沿斜面的分力恰好抵消阻力,此时小车应能
做匀速直线运动。
(2)设悬挂钩码的总质量为M,由牛顿第二定律
有Mg=(M+m)a,两端取倒数整理得】
1
Mg
”十是一条倾斜直线,最为直观、雅
应选择】一m图像,A正确。故选A。
1页,共3页)·
(3)根据逐差法x4-2x2=a(2T)2,解得a=
A正确,放海A。
(4)乙方法能保持运动系统(小车、车上剩余砝码
及挂钩、钩上砝码)的总质量恒定,可有效减少系
统误差。
12.答案:(1)
(1分)》
t
(2)A(2分)
4mg
4Md2+md?
(2分)
(3)偏小(2分)在匀加速直线运动中,中间时
刻的速度小于通过中点的速度(合理即可)
(2分)
解析:(1)此时滑块的速度为0=
t
(2)由系统规械能守恒有网g专-M(侣)广+
图线是图乙中的A。图线斜率k=(4M十m)d
Amg
(3)实验中以平均速度作为测量值,根据匀加速
t
直线运动的性质,在遮光的中间时刻,滑块的实际
位移小于L,故速度的测量值小于其实际值。
13.答案:(1)10m.s
(2)45s
解析:(1)接驳车在t1=10s时结束匀加速,匀速
运动的速度为匀加速的末速度,由速度公式得
v=aiti
(2分)
解得v=10m.s
(2分)
(2)匀加速阶段位移
=20,i=50m
(1分)
匀减速刹车阶段,初速度为v=10m/s,末速度为
0,加速度大小a2=2m/s2,由速度位移公式得
v2
匀减速位移x,=2a,
=25m
(1分)
则匀速运动阶段的位移
x2=x总一x1-x3=450m
(1分)》
匀速行驶的时间
t,-=45s
(2分)
14.答案:(1)-GMm
2r1
·物理答案(第
、GMm(r2-r1)
(3
2r1(r1+r2)
解析:(1)卫星在轨道I上做匀速圆周运动,万有
引力提供向心力
GMmvi
r
=1n
(1分)
rI
解得轨道I的运行速度
GM
u1一1
(1分)
轨道I上卫星的动能
1
GMm
Ev=2mvi=
(1分)
2r1
由题意得引力势能
Ep =-GMm
(1分)
总机械能
GMm
E1=Ek1十El=
(1分)
2r1
(2)同理,卫星在轨道Ⅲ上做匀速圆周运动,有动
GMm
能Es=2r2
,引力势能Eg=
GMm
(1分)
r2
轨道Ⅲ的总机械能
GMm
E3=Eka十E3=
(1分)
2r2
机械能变化量
GMm
△E=E3一E1=
GMm
2r2
(1分)
2r1
化简得△E=GMm(L-1)
2
(1分)
\r1r2
(3)根据开普勒第二定律,卫星在转移轨道A、B
两点单位时间扫过的面积相等:
1
1
2a=20r,得g=
(1分)
转移轨道上机械能守恒,有
2 mv-GMm 1
1
2 mvj-GMm
(1分)
解得转移轨道A点速度
2GMr,
UA=
(1分)
ANr1(r1十r2)
点火时间极短,卫星位置不变,引力势能不变,机
械能增量等于动能增量,有
1
1
△Ea=2nui-2mo
(1分)
整理得
△EA=
GMm(r2-r1)
(1分)
2r1(r1+r2)
15.答案:(1)2√/65m/s
页,共3页)·
(2)195m
(3)4+12/14
m
5
解析:(1)物块到达圆弧轨道末端时,由牛顿第三
定律可知轨道对物块的支持力V=28N,沿轨道
半径方向合力提供向心力,有
V+mg sin37°=mu
(1分)
R
解得物块到达轨道末端的速度大小
v1=10m/s
(1分)
物块沿光滑圆弧轨道从底端运动到上端,由动能
定理得
1
-mgR (1+sin 37)-2mvm
(1分)
解得二者共速时的速度大小
v=2√/65m/s
(1分)
(2)对小物块由牛顿第二定律,滑动摩擦力提供加
速度,有a1=2g=4m/s2,方向向左。对木板由
牛顿第二定律有
u2mg一h1(M十m)g=Ma2
(1分)
解得木板加速度a2=2ms2,方向向右。
设物块初速度为v。,共速时间为t,则有
vo-ait=a2t=v
(1分)
解得t=√65s,因此oo=v+a1t=6√65ms
(1分)
·物理答案(第
即小物块滑上木板的初速度为6√65ms。
共速过程中小物块的位移
x1=vot-
2a1t2=260m
(1分)
共速过程中木板的位移
1
x:=2a,t2=65m
(1分)
木板的长度等于二者相对位移,即
L=x1-x2=195m
(1分)
(3)物块从轨道飞出后做斜抛运动,
水平分速度v.=v1sin37°=6m/s
(1分)
竖直分速度v,=v1cos37°=8m/s。
(1分)
斜抛过程竖直方向位移
1
H=R+Rsin37--v,+gt:=8m
(1分)
解得1=4+214
5
(1分)
水平位移x=0,1=24十124
5
m
(1分)
小物块从轨道飞出后做斜抛运动,落地点到圆弧
轨道下端的水平距离
△x=x-Rcos37°=4+1214
m。
5
(1分)
3页,共3页)
高一物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.我国高速铁路运营里程已经突破5万公里,成为中长途客运的主力军。某次列车从车站匀加速启动过程中,下列描述其运动状态的物理量属于矢量的是( )
A.列车的加速度 B.列车的动能 C.机车的功率 D.牵引力的功
2.如图所示,自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连,小齿轮和后轮绕共同的轴转动,各部件实际比例关系与图中比例关系相等。在匀速行驶阶段图中所标注的A、B、C、D四点中线速度最大的点是脚踏板大齿轮小齿轮( )
A.A B.B C.C D.D
3.如图为两存放均质圆筒状工件的“V”形置物架,置物架固定且左右对称,内壁光滑。甲图中置物架斜面与水平面夹角为45°、乙图中置物架斜面与水平面夹角为60°。当相同的工件分别静置在两置物架上时,工件对两置物架左侧斜面压力大小之比为( )
A.1 B. C. D.
4.如图所示,用长为L的轻绳将一个质量为m的小球系于竖直平面内的O点,小球从最低点以初速度v0开始运动,且可以做完整的圆周运动。忽略空气阻力,重力加速度大小为g。关于小球在竖直平面内做圆周运动的过程,下列说法正确的是( )
A.若小球恰好能够做完整的圆周运动,运动过程中绳子的拉力始终大于零
B.若小球能在竖直面内做完整的圆周运动,则在最高点的速度至少为
C.小球在最低点时绳子的张力等于
D.小球在任意位置的向心加速度大小都等于g
5.“福建舰”航空母舰采用先进的电磁弹射技术。在测试阶段,一架质量为m的舰载机模型在水平电磁推力作用下,在平直跑道上从静止开始做匀加速直线运动。当其通过的位移为s时,舰载机达到起飞所需的速度v。忽略一切阻力,在此弹射过程中,电磁推力对舰载机模型做功的平均功率P为( )
A. B. C. D.
6.天狼星是夜空中最亮的恒星,由主星天狼星A(Sirius A)和伴星天狼星B(Sirius B)组成。二者可视为双星系统,在相互引力作用下,绕其连线上的某一点O做匀速圆周运动。观测得知,两星中心之间的距离L保持为2.0×1012 m不变,天狼星A的质量MA=4.0×1030 kg,天狼星B的质量MB=2.0×1030 kg,引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2。忽略其他天体的影响,π=3.14。则该双星系统的运动周期约为
A.2.0×1012 s B.8.9×108 s C.5.0×104 s D.7.0×102 s
7.如图所示,轻弹簧下端固定于倾角为53°的光滑固定斜面底端,弹簧上端连接物块Q。一轻绳跨过轻小定滑轮O,一端与物块Q连接,另一端与套在光滑竖直杆上的物块P连接,定滑轮到竖直杆的距离为3d。已知物块P和Q的质量均为m,两物块均可视为质点。初始时用手托住P使其静止在A点(与滑轮中心等高),OQ段轻绳与斜面平行且恰好伸直,弹簧压缩量为d,不计滑轮大小及摩擦作用,弹簧始终在弹性限度内。sin53°=0.8,cos53°=0.6,AB间距为4d,重力加速度为g。由静止释放P,当P运动到B点时P的速率为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.如图是某纸飞机的运动轨迹,该段轨迹上的所有点可近似认为在同一水平面上,A和B是轨迹上两点。下列说法正确的是( )
A.纸飞机在A点的合力不为零
B.纸飞机在A点的速度方向沿AB连线
C.纸飞机在B点的合力方向沿轨迹的切线
D.纸飞机在B点的合力方向可能与速度方向夹角大于90°
9.质量为70 kg的某跳伞运动员从悬停的直升机上竖直跳下,其下落过程的v-t图像如图所示。重力加速度g=10 m/s2。则下列关于运动员在0~14 s内运动情况的说法正确的是( )
A.运动员在0-2 s时间内平均速度大小等于8 m/s
B.运动员在0-2 s时间内平均加速度大小等于8 m/s2
C.运动员在14 s内重力势能的减少量约为1.12×105 J
D.运动员在t=10 s时重力功率约为5.6 kW
10.一轻弹簧的一端固定在水平地面上,另一端与质量为m的小物块a相连。质量也为m的小物块b叠放在a的上方,系统处于静止状态,此时弹簧的压缩量为x0。某时刻对b施加竖直向上的外力F,使b始终做匀加速直线运动。经过一段时间后,物块a、b分离;再经过相同时间,b距其初始位置的高度恰好也为x0,弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.弹簧的劲度系数为
B.物块b的加速度大小为
C.物块a、b分离时弹簧的弹性势能与开始时相同
D.分离前外力的最小值为mg
三、非选择题:本题共5题,共54分。
11.(6分)某实验小组用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。小车在与长木板平行的细线拉力作用下沿长木板运动,通过得到的纸带测出其加速度。细线另一端绕过光滑定滑轮悬挂拉力挂钩,挂钩上可放置钩码以改变拉力大小。小车及车上的配重片总质量可通过增减配重片来改变。拉力挂钩重力不计。
(1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,实验前必须进行的操作是:不挂钩码,将长木板不带定滑轮的一端适当垫高,轻推小车,直到小车能带动纸带做__________运动,以平衡摩擦力。
(2)为探究加速度a与小车及配重片总质量m的关系,该小组保持细线悬挂的钩码数量不变,多次改变小车和配重片的总质量,测得多组数据并记录。下列图像中,最能直观、准确判断a与m的关系的是__________。
A.图像 B.a-m2图像 C.a2-m图像
(3)经正确操作后获得一条如图乙所示的纸带,各计时点的位置到A点距离分别为x1、x2、x3、x4。已知打点计时器的打点周期为T,则小车加速度的表达式最合理的是__________。
A. B. C.
(4)在探究加速度a与合力F的关系时,两位同学采用了不同的方案来改变挂钩上钩码的质量:
甲同学:每次从钩码盒中取出一个钩码,依次添加到细线末端的拉力挂钩上。
乙同学:实验前在小车上放置了若干个钩码作为配重。实验中,每次从小车上取下一个钩码,添加到细线末端的拉力挂钩上。
在其他操作均规范、相同的情况下,__________(填“甲”或“乙”)同学的方法能更有效地减小系统误差。
12.(9分)某科创小组利用实验室提供的实验器材设计了如图甲所示的实验装置,用以探究机械能守恒定律。他们将附有刻度尺的气垫导轨调整水平,在导轨左侧P2处固定一光电门,将轻绳一端固定在P1点,另一端与滑块相连,滑块上安装遮光条,并且可以增加砝码以改变其质量,在轻绳上通过不计质量的动滑轮悬挂一个重物。打开气泵,将滑块从导轨右侧P3处由静止释放,记录遮光条通过光电门的时间以及遮光条中心到光电门的距离。已知重物的质量为m,遮光条的宽度为d,重力加速度为g。滑块、遮光条以及砝码的总质量用M表示,遮光条通过光电门的时间用t表示,遮光条中心和光电门之间的距离用L表示。
(1)若某次实验中遮光条挡光时间为t1,此时滑块的速度为__________。
(2)该小组探究系统机械能守恒定律时,使滑块、遮光条、砝码的总质量保持为M不变,改变L进行若干次实验,根据实验数据画出的图线是图乙中的__________(选填“A”或“B”),图线斜率k=__________(用所给的字母表示)。
(3)遮光条有一定宽度,这会导致测出的速度相比滑块的实际速度__________(填“偏小”或“偏大”),原因是________________________。
13.(9分)为方便师生出行,某校园无人接驳车从t=0时刻由静止开始沿平直道路做匀加速直线运动。其加速度大小,在时开始做匀速运动,行驶一段时间后开始匀减速刹车,加速度大小,刚好停在图书馆站点,已知接驳车行驶的总位移为525 m。求:
(1)接驳车匀速运动时的速度大小;
(2)接驳车匀速行驶的时间。
14.(14分)在发射卫星时,先将卫星发射至距地心为r1的近地停泊圆形轨道Ⅰ上,在卫星经过A点时短暂开动发动机实施变轨,进入椭圆转移轨道Ⅱ,椭圆轨道的近地点为A,远地点为B。在卫星沿椭圆轨道运动经过B点时再次点火实施变轨,将卫星送入轨道半径为r2的工作圆轨道Ⅲ。已知转移轨道Ⅱ分别与轨道Ⅰ和轨道Ⅲ相切,两次点火过程均使卫星沿切向方向加速,且点火时间很短可忽略。地球质量为M,卫星质量为m(近似不变),万有引力常量为G。已知:①选无限远处为零势能点时,卫星的引力势能大小为,其中r为卫星到地心之间的距离;②根据开普勒第二定律,卫星与地球连线在单位时间内扫过的面积为,其中v是某时刻卫星在轨道上的速率,r是此时卫星到地心的中心距离,为速度方向与卫星和地心连线的夹角。求:
(1)卫星在轨道Ⅰ上运行时的机械能;
(2)卫星从轨道Ⅰ进入轨道Ⅲ运行的过程中,机械能的变化量;
(3)卫星经过A点时开动发动机实施变轨的过程中,卫星增加的机械能。
15.(16分)粗糙的水平地面上静置一质量M=2 kg的长薄木板,木板右端与固定的光滑圆弧轨道底端对齐,圆弧轨道半径R=5 m,轨道最上端与圆心的连线和水平方向夹角为37°,轨道下端切线与木板上表面等高、距地面高度可忽略。质量为m=2 kg的小物块(可视为质点)以某一水平初速度从木板左端滑上木板。小物块恰好未从木板上滑落,二者共速时物块刚好到达木板右端并滑上圆弧轨道,同时撤去木板。已知小物块到达圆弧轨道最上端时对轨道的压力为28 N,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,小物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4。重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,空气阻力不计。求:
(1)小物块与木板共速时的速度大小;
(2)木板的长度;
(3)小物块从轨道飞出后首次落地的位置到圆弧轨道下端的水平距离。
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