内容正文:
班级__________________姓名___________________
秘密★启用前
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.甲球从某一高度由静止释放,做自由落体运动落至水平地面。乙球从同样的高度由静止释放,运动过程中受到水平方向的恒定风力。仅考虑甲、乙第一次落地前的运动,则下列说法正确的是
A.甲、乙的位移相同
B.由于乙受风力,因此乙的运动时间更短
C.乙落地前的运动轨迹为直线
D.若风力很大,乙可能落不到地面
2.如图所示,甲、乙两位同学在各自的圆形跑道以相同速率同向匀速跑步,两运动轨迹圆心均为。某一时刻两人位置连线沿半径方向,下列说法正确的是
A.甲、乙两人的角速度可能相同
B.甲、乙两人任意时刻的位置连线均通过圆心
C.甲、乙两人的运动周期可能相同
D.甲、乙两人的向心力大小可能相同
3.如图所示,两球分别从空中点和点沿同一方向水平抛出,并同时经过同一点,、、共线且,空气阻力不计。下列说法正确的是
A.点的球先抛出
B.点的球和点的球运动到点所用的时间之比为
C.点处的球和点处的球的初速度之比为
D.两球到点时速度方向相同
4.金星的半径约为地球半径的,质量约为地球质量的。地球表面重力加速度为,地球的第一宇宙速度为。以下说法正确的是
A.金星表面的重力加速度约为
B.金星表面的重力加速度约为
C.金星的“第一宇宙速度”约为
D.金星的“第一宇宙速度”约为
5.如图所示,两名运动员先后在不同位置斜向上抛出质量为的篮球,均空心落入篮筐。两球轨迹的交点为,且两球经过点时的速率相同。已知甲、乙两球出手高度相同,忽略空气阻力,则关于篮球从抛出到入筐的过程,下列说法正确的是
A.甲、乙两球以相同的速度落入筐中
B.甲、乙两球在最高点的机械能不相同
C.甲球在空中运动过程中重力做功的平均功率更大
D.若两球同时抛出,两球有可能同时到达点
6.轨道玩具汽车有趣益智,深受小朋友的喜欢。如图所示,是某轨道玩具汽车一部分轨道的简化图,轨道Ⅰ为倾斜轨道,轨道Ⅱ一部分为圆心在点,半径为的半圆形水平板,另一部分为半圆边缘处的竖直挡板,可看成质点的质量为的小车从轨道Ⅰ上高为处静止释放,到达轨道Ⅱ时贴着挡板内侧运动。所有摩擦不计,小车从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时无能量损失,重力加速度为,则小车经过点时轨道Ⅱ对小车的作用力大小是
A. B. C. D.
7.如图所示,球1从点由静止释放,同时球2自水平地面上点斜向左上方抛出。、的水平、竖直距离均为,重力加速度。要使两球在第一次落地前相遇,球2的初速度
A.大小无要求,方向由指向
B.大小无要求,方向由指向的下方
C.大于,方向由指向
D.大于,方向由指向
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.某物流公司使用一架质量为的六旋翼无人机进行快递配送。该无人机需要将一个质量为的包裹从地面竖直向上运送至高度为的阳台,上升时受到恒定的空气阻力。重力加速度为,无人机的额定功率为。下列说法正确的是
A.若无人机从静止开始以加速度匀加速上升,匀加速阶段的最大速度
B.若无人机从静止开始以加速度匀加速上升,匀加速阶段的最大速度
C.上升过程中无人机和包裹所受合力与包裹所受合力大小之比始终为
D.若将包裹运送至阳台上,电动机至少需要做的功
9.为了验证地球对月球的引力与地球对地球表面物体的引力遵循相同的规律,牛顿进行了著名的“月—地检验”。月球绕地球做圆周运动的向心加速度为,地球表面做自由落体运动的苹果的加速度为,月球轨道半径为,地球半径为,,忽略地球自转影响。关于“月—地检验”,下列说法正确的是
A.可以通过测量月球绕地球的公转周期得到
B.“月—地检验”利用引力常量计算出和的大小
C.可以通过自由落体实验测量得出
D.若计算得,则验证了、遵循相同的规律
10.如图,粗糙水平面与竖直面内的半圆形光滑导轨在点相切,为导轨最低点,导轨半径为,圆心为。间的距离为,一个质量为的物块将弹簧压缩至点后由静止释放,经过点之后沿半圆形导轨运动,恰好能够到达半圆轨道的最高点点。将物块换成质量为的物块,依然将弹簧压缩至点由静止释放,物块从半圆轨道的点(未画出)脱离轨道,和之间的夹角是,重力加速度为。物块和与间的动摩擦因数均为。
下列说法正确的是
A.弹簧压缩至点时的弹性势能
B.弹簧压缩至点时的弹性势能
C.和的质量之比为
D.和的质量之比为
三、非选择题:本题共5题,共54分。
11.(6分)如图甲所示是向心力演示仪的示意图,其变速塔轮可以如图乙所示的三种方式转动。实验时摇动手柄,使塔轮转动,放置在挡板处的小球挤压挡板带动弹簧测力筒向下运动,根据标尺上露出的红白相间等分标记,可粗略计算两球所受向心力的比值。挡板A、B、C到转动轴的距离满足关系。现用其探究向心力大小与角速度的关系。
(1)本实验中左侧小球应置于_________(填“挡板A”或“挡板B”)处,两个小球质量应___________(填“相等”或“不等”);
(2)将皮带调至第二层,则左右小球角速度之比为____________________;
(3)实验小组以正确的操作做了多次实验,并记录实验数据如下表:
放置皮带层
左标尺露出的格子数
右标尺露出的格子数
第一层
3
3
第二层
2
8
第三层
1
9
根据表中数据,可得到初步结论:小球的向心力大小与___________(填“”“”或“”)成正比。
12.(9分)同学们利用图甲所示装置验证机械能守恒定律。实验中,先接通电源,再释放重锤,得到如图乙所示的一条纸带。
(1)下列说法正确的是。
A.图中电磁打点计时器直接使用220 V交流电源
B.打点计时器的限位孔须处于同一竖直线上
C.需要测量重锤的质量
D.实验绘出图像,图像的反向延长线是否过原点与机械能是否守恒无关
(2)处理数据时,不同同学采用了不同的方法:
甲同学将纸带上各点与起点间的距离作为重锤下落高度,并计算相应的重锤下落速度,绘制关系图像,其斜率为。若机械能守恒,则应满足_______________。(当地的重力加速度为)
乙同学根据纸带的数据利用求出重力加速度,并用此值计算得出打点“B”到“E”过程重锤的重力势能减小值为,另根据和计算出重锤在B和E的速度,并计算重锤在B和E处的动能,得动能增加值为,经计算发现与近似相等,则该结果(填“能”或“不能”)
验证机械能守恒定律,理由是________________________。
A.在误差允许范围内 B.没有用当地的重力加速度
13.(10分)如图所示,某轰炸机正在进行投弹训练,飞机在水平地面上方处以水平速度匀速飞行,目标位于斜坡上距坡底A点处,斜坡倾角,到达投弹位置,飞机将炸弹自由释放,后精确命中目标。,,不计空气阻力。求:
(1)炸弹离开飞机后在空中飞行的时间;
(2)炸弹释放位置到坡底A点的水平距离。
14.(12分)夯锤是我国古代打夯时常用的工具。如图甲所示,夯锤固定有四个把手,打夯时四个人分别握住一个把手,每人对其施加一竖直向上的恒力,使其上升,夯锤离开地面40 cm后松手,夯锤上升到最高点时,四个人再次握住把手,每人对其施加一竖直向下的作用力,其大小与夯锤距地面高度的变化关系如图乙所示,图中为的最大值。夯锤落地后将水平地面砸出一个6 cm深的凹坑。已知夯锤的质量,,。重力加速度,空气阻力不计。求:
(1)夯锤上升的最大高度;
(2)夯锤刚落地时的速度大小;(结果可用根式表示)
(3)夯锤对地面的平均冲击力大小。
15.(17分)探索宇宙深空,逃离地球的引力束缚是第一步。某同学设计了一个使航天器飞离地球到达无穷远处的方案:如图,先将航天器发射到一个较低的绕地球圆轨道1,该轨道与圆轨道3共面。在B位置加速(航天器瞬间完成加速)进入公转周期为的椭圆轨道2,其远地点在轨道3的A点,航天器在A点点火加速,被推进人轨道4后到达无穷远。已知地球的质量为,航天器在轨道3的环绕半径为,引力常量为G。航天器绕地球做椭圆运动时,近地点速率与近地点到地心距离的乘积等于远地点速率与远地点到地心距离的乘积。已知质量为M的中心天体将质量为m的物体从无穷远处吸引到距中心天体r处(>中心天体半径),万有引力做功为。不计地球以外其他星体引力对航天器的影响。
(1)求航天器在B位置时到地心的距离;
(2)要使航天器能在轨道4上飞到无穷远,求其在A点点火加速后相对于地球的最小速度大小;
(3)若航天器质量为,求从轨道1上加速变轨到轨道2,发动机为航天器提供的能量。(用(1)问中的和其他已知量表示结果)
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$高一物理参考答案
1.C解析:甲、乙竖直位移相同,乙有水平位移,因此乙的合位移更大,A错误;甲、乙竖直方向均做自由落体运
动,运动时间相同,B错误;乙受重力和风力,合力大小和方向恒定,由静止开始做匀加速直线运动,C正确;乙
竖直方向的运动不受水平风力的影响,可以落到地面,D错误。故选C。
2.D解析:由。=R-2,可知线速度大小相同,半径不同,角速度大小和运动周期一定不同,甲、乙任意时
刻位置连线不一定通过圆心,故A,B,C错误;F=mR,线速度相同,半径不同,质量大小关系不确定,因此
向心力大小可能相同,D正确。故选D。
3.D解析:两球竖直方向均做自由落体运动,由h=
,可得=臣会-层=A点的球先0出,
1
A、B错误;设AC与水平方向夹角为0,由tanB28t
gt,"A=A=2,C错误;设球落到C点
t得=2an0'0g8
时速度与水平方向的夹角为a,则tan&=艺=2tan9,0相同,则两球到C点时速度方向相同,D正确。故
00
选D。
GM
GM
4.D解析:根据g=
:,可得金星表面的重力加速度约为:,A,B错误:根据
二可得金星的“第一
/82
字宙速度”约为,√95,C错误,D正确。故选D。
5.C解析:忽略空气阻力,两球做斜抛运动,在轨迹交点P处速率相同,动能相同,重力势能相同,所以在P点
两球机械能相同,整个过程机械能守恒,则落入球筐时机械能相同,重力势能相同,速率相同,但速度方向不
同,A、B错误;由图可知,甲球在空中运动时轨迹的最高点较低,可知其运动时间较短,D错误;两次重力做功
相同,根据P=”可知两球在空中运动过程中甲球重力的平均功率更大,故C正确。故选C。
6.C解析:设小车运动到轨道Ⅱ上时速度为,小球经过O'点时轨道Ⅱ对小球的作用力大小为F,由动能定理
2gR二3心2一0,E三Kmg)2+m),解得F=5ng,C正确。敌选C。
7.D解析:利用相对运动法,球1、2加速度相同,相对加速度为零,即球2相对球1做匀速直线运动,因此球2
的速度方向由B指向A,相对位移=,即52m=4,i<雪-1s,因比>52m/s,D正确.故
选D。
8.BD解析:无人机从静止开始以加速度a匀加速上升,则F一(M+m)g一f=(M+m)a,牵引力大小为
F=M十m)(g+a)+f,所以匀加速阶段的最大速度为一M+m)(g十a)十:A错误,B正确;任一上
升阶段,包裹和无人机相对静止,所以上升过程中无人机和包裹所受合力与包裹所受合力大小之比始终为
M+m,C错误;电动机做的功等于克服重力与克服阻力所做的功之和W=(Mg十mg十f)h,D正确。故
m
选BD
9.ACD解析:计算a月是根据a月=(
),T是月球绕地球的公转周期,为月球的轨道半径,本实验的目的
物理答案(第1页,共3页)·
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是验证万有引力定律,故不能通过引力常量G计算,A正确,B错误;α苹可以通过自由落体实验测量得出,
C正确若计算得-,符合万有引力公式中的平方反比规律,则验证了F,、P,遵循相同的摄体,D正
确。故选ACD。
10.AC解析:物块P恰好能够到达半圆轨道的最高点,则有mg=m
R,从A到C的过程中,根据能量守恒可
得E,=mg·3R十2mgR十2mu,解得E,=3.5mgR,A正确,B错误;物块Q从D点脱离时,
Mgcos60°=Mu2
R,UD=
√2,从A到D的过程中,根据能量守恒可得E,=Mg·3R十
gR
MgR+Rcos60)+号M2解得E,-1R.故P和Q的质量之比为行-,C正确,D媚误。故
11
选AC。
11.答案:(1)挡板A(1分)相等(1分)(2)1:2(2分)(3)w2(2分)
解析:(1)由于本实验要探究向心力和角速度的关系,因此要使两个小球的轨道半径和质量相同,因此左侧
小球应放在挡板A处。
(2)将皮带调至第二层,半径之比为2:1,线速度相同,因此角速度之比为1:2。
(3)根据表格可知,在两小球角速度之比分别为1:1、1:2和1:3时,其向心力大小之此分别为1:1、1:4
和1:9,则可知小球的向心力大小与。2成正比。
12.答案:(1)BD(2分)(2)=2g(2分)不能(2分)B(3分)
解析:(1)图中打点计时器为电磁打点计时器,所用电源为8V低压交流电源,A错误;为了减小纸带与限位
孔之间的摩擦,打点计时器的两限位孔必须在同一竖直线上,B正确;不需要测量重锤的质量,C错误;机械
能是否守恒只与2-h图像的斜率有关,与图像是否过原点无关,D正确。故选BD。
(2)根据mgA=mm-m,整理可得。2=2gh十,可知理论上,若机械能守恒,斜率k=2g。该结果
不能验证机械能守恒定律,理由是:该同学求出的g是重锤和纸带受到摩擦与空气阻力时做匀加速运动的
加速度α,不是当地的重力加速度,所以无法验证机械能守恒定律。故选B。
13.答案:(1)10s(2)920m
解析:(1)炸弹在竖直方向做自由落体运动
A-Lsn9=2t3分)
解得t=10s(3分)
(2)炸弹释放位置到坡底A点的水平距离
s=vot-Lcos 0=920 m (4)
14.答案:(1)0.6m(2)√5
78
m/s(3)14000N
解析:(1)四人对夯锤各施加一竖直向上的恒力F,夯锤上升到最大高度。的过程中,根据动能定理
4F1h-mgh。=0-0(2分)
其中h=40cm,
解得h。=0.6m(2分)
(2)从最高点到夯锤刚落地瞬间
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mg,+w,=名mw21分)
W,=号X4.h,1分)
8
解得=5
m/s
(2分)
(3)从刚接触地面到停下的过程
1
(mg-F)△h=0-2m
(2分)
其中△h=0.06m
解得F=14000N
(2分)
15.答案:(1)
32TGm1
-r。(2)
2Gm1(3)
mim2(ro-a)
π2
ro
2a(a+ro)
解析:(1)航天器在轨道3运行周期应满足
6-m(停
r。2
(1分)
轨道2半长轴为6=0十r
2
(1分)
根据开普勒第三定律
b3 ro
T-T
(1分)
解得:a=
32T。Gm1
-r。(1分)
(2)航天器被加速后飞到无穷远过程,由动能定理
=0一
1
ro
mo2(2分)
解得v=
2Gmi
ro
(2分)
(3)航天器从轨道2近地点到远地点,由动能定理
-(6m-Gm)=2m:i-2mi2分)
a
由开普勒第二定律有vBa=vAr。(1分)
联立以上两式,解得=
2Gmiro
a(atro)
(1分)
航天器在轨道1上做匀速圆周运动
Gmim
。
2=m2a
(2分)
1
则有2m2i
Gmm2(1分)
2a
从轨道1变轨到轨道2发动机提供的能量为瞬间点火加速航天器的动能变化
B2m,i-号,时
1
Gmim2(ro-a)
2a(a+ro)
(2分)
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