内容正文:
高一物理答案
1.【答案】A
【解析】由动量与动能的关系式4,或P=V2m巴:可知,若质量相等,动量大的物体动能
2m
也较大,A正确:
物体沿固定的斜面下滑时,其所受支持力与运动时间均不为零,故其支持力冲量不为零,支持
力做功为零,B错误;
由动量定理,物体所受合外力冲量越大,它的动量变化量就越大,动量不一定大,C错误:
当一个系统的动量守恒时,此系统的机械能不一定守恒,如高速的子弹打入木块,会因摩擦做
功,产生热量,故机械能不守恒,D错误。故选A。
2.【答案】B
GM
【解析】根据第一宇宙速度定义,可列-”,得y=R
。
故行星和地球的第一宇
R2
R
GM行
宙速度之比为业行
R行
V1地
R,故选B。
GM地
R地
3.【答案】C
【解析】小球从A点到B点过程,
根据动能定理可得meR-形,=】m-0,可得
1
W,=ugR-二v2,故选C。
4.【答案】C
【详解】A.因小球处于水平面时B=0,而动能=6,由机械能定义可知此时小球重力势
能为E。=-,故A错误;
BCD.由题意可知,小球运动的过程中机械能守恒,机械能恒为零,小球到达隧道顶点P时的
重力势能为风=m+mgh,故BD错误,C正确。故选C
5.【答案】C
【解析】图甲中4受到的万有引力大小为=2×Gm
©os30=3G,根据向心力公式,可
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列R=V3Gm
2,V3a
3Gm
=l0年
3
图乙中A受到的万有引力大小F,=
Gm2
Gm2 5Gm2
(2a)2
=4,根据向心力公式,可列
5Gm
Aa
=2·a,0z
;
所以两种情况下星球A运动的角速度大小之比为
4a
_2W15
,故选C。
OL
6.【答案】C
【解析】A.当列车速度达到最大值m时,牵引力与阻力大小相等,由P=m=m
解得阻力f=
P=1x105N,故A正确:
B.由牛顿第二定律得F-∫=,其中P=m,联立可得a=P,故加速阶段速度v逐渐增
大,因此加速度4逐渐变小,故B正确:
C.当速度为180mh时,牵引力F=P-2x10N,根据牛顿第二定律,有P-f=m,解得
12
加速度a=F-1_2x105-1x105
ms2=0.2m/s2,故C错误;
m
5×103
D.加速阶段末速度为vm,若高铁列车从静止加速到最大速度vm所用时间为t,由动能定理得
P-众=1,将f=代入解得x=
2
2P
5000m,故D正确。本题选错误的,故选C。
7.【答案】D
【解析】小球运动半周,竖直方向的动量没有变化,只有水平方向的动量发生变化,根据动量
定理可知,支持力的水平分力的冲量大小为Ix=v=m·2v=2m,根据牛顿第二定律有
账如0=m反,小球运动半周所用时间1=,解得1=
gtan0'
小球竖直方向受力平衡,则支
持力的竖直分力的冲量大小等于重力的冲量大小,故1,=gt=
m0,则支持力的冲量大小
1=+=2+
nty
=4+
tan日
an0’故选D。
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8.【答案】BD
【解析】甲、乙和船组成的系统动量守恒,以水平向右为正方向,开始时总动量为零,根据动
量守恒定律有0=(年+m)v+z'z,代入数据解得v=-0.5m/s,负号说明小船和甲的速度方向
向左,故A错误、B正确;
根据动量定理可得,小船和甲获得的动量为P=-2'z=-120kgm/s,故甲和船受到的冲量大小
为I20N·s,方向水平向左,故C错误、D正确。故选BD。
9.【答案】BD
【解折】A.由万有引力定律c咖加=m,得v=√
GM
,r越小线速度越大,得Y4>g,A错
误;
GM
B.由G0=r,得wV
,r越小角速度越大,得0a>,B正确:
C.由开普勒第三定律
=,得
C错误:
R
T
D.两颗卫星同向转动,相邻两次间距最小时,A比B多转动1圈(角度差为2π),设时间为△1,
2π
2元
@=了,0,=元,则(@-@,△t=2,代入整理得
)A1=2π,解得Ar=
TT
T-T'
D正确。故选BD。
10.【答案】BD
【解析】A.物块刚放上去时,受重力、支持力、沿斜面向上的滑动摩擦力,根据牛顿第二定
律有ngcos3:0°-gsin30=ma,解得a=2.5m/s2,物块加速至与传送带共速所需时间5=,=2s位
a
移与=5m,由于<乙,且业>m30,物块与传送带共速后将随传送带匀速上升,故A
错误;
B.匀速运动阶段位移x,=L-x=1m时间5,==0.2s,总时间t=t+5,=22s,故B正确;
C.由A选项,在0~2s物块受到的是滑动摩擦力,2s~2.2s受到的是静摩擦力,故摩擦力的
冲量大小为I=mgcos0-t+gsin0·t,=30N·s+2N·s=32N·s,故C错误;
D.电动机多消耗的电能等于物块机械能增加量与摩擦生热之和。摩擦生热
1
2=gcos30°.(v吨-x)=75J,机械能增加量△E=gLsin30°+2=85J
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则E电=△E+Q=160J,故D正确。故选BD。
11.【答案】(1)D(1分):(2)B和C(1分,字母符号不正确不得分):(3)①④(2分,未按要
求作答不得分);(4)1:1(2分,写成“1”也可得分)
【解析】(1)在研究向心力的大小F与质量、角速度ω和半径r之间的关系时,我们通过控
制、ω、r中两个物理量不变,探究F与另一个物理量之间的关系,所以用到了控制变量法。
故选D;
(2)探究向心力的大小与角速度的关系,要保持转动半径和质量一定,则可将传动皮带套在
塔轮②⑤上,将质量相同的小球分别放在挡板B和C处:
(3)探究向心力的大小与运动半径之间的关系,要保持角速度和质量一定,应将皮带套在①④
塔轮上;
(4)由向心力的公式F=wR,得F:F,=1:1。
12.【答案】(IBC(2分,漏选得一分,错选不得分:(②)mgh(1分),(2M+mr(1分为
(3)1.15(1分),C(2分):(4)C(2分)
【解析】(1)本实验的目的是验证机械能守恒,无需选取最初第1、2两点间距离接近2mm的
纸带,故A错误;
安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上,故B正确:
为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,接通电源前让重物A尽量靠
近打点计时器,故C正确:
实验时应先接通电源,再释放重物,故D错误。故选BC。
(2)根据功能关系此过程中系统减少的重力势能为△E。=(M+m)gh-Mgh=gh,系统增加的动
能为县-2M+mr2
(3)①打下b点时重物的速度为=c=460×I0
m/s=1.15m/g,
2T
0.04
②存在空气阻力,系统会克服阻力做功,动能增加量应小于重力势能减少量,故A错误:
若滑轮有质量,转动时会消耗部分机械能,动能增加量应小于重力势能减少量,故B错误;
实际电源频率小于50Hz,实际打点周期T0.02s,计算时仍用T-0.02s,导致速度计算值偏
大,动能增加量偏大,可能大于重力势能减少量,故C正确:
实际电源频率大于50Hz,实际打点周期T<0.02s,计算时仍用T-0.02s,导致速度计算值偏
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小,动能增加量偏小,故D错误。故选C。
(4)重物下落时受到阻力,假定阻力为f则有mg-fh=m+2MN,则有v=2gh,
m+2M
可知,如果f恒定,图线过原点,故A错误:
电源电压的高低只会影响纸带上点迹的清晰度,故B错误;
以h为横轴、2为纵轴作出了如图丙所示的图线,发现图线明显未过原点O,即打点计时器打
第一点时重物已有速度,其原因可能是先放纸带后接通电源所致,故C正确:
本实验不能直接用公式v=√2gh来求解瞬时速度,否则就体现不了实验验证,而变成了理论推
导;另一方面,利用公式v=√2gh计算重物速度,两边平方后可知v2-h图线一定会过原点,故
D错误。故选C。
13.【答案】(1)v4=30m/s,vB=45ms;(2)t=2s,L=150m
【解析】(1)炸成A、B两块时,根据在水平方向动量守恒4y4-Y=0…(2分)
可得、
2
Vg 3
(1分)
由题意306×△E=E4+EB…
…(2分)
1
1
其中Ea-2m,Ea=2mm时
联立解得v4=30m/s,Vg=45ms…
…(2分)
(2)炸成A、B两块后,两部分分别做平抛运动,
A、B两部分落地的时间为t=”-20s
=2S…(1分)
810
则两部分水平位移分别为L4=V4t=60m,Lg=Vt=90m…(1分)
则,A、B两部分落地时的距离L为L=L4十LB=I50…(1分)
14.【答案】(1)
GM T2
4π2
【解析】(1)由题意可得该同步卫星公转周期为行星自转周期1
由万有引力提供向心力可列G,”=m4红
2
。。。·。……。……。…。。…。。。。。。。。。(]
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解得r=
GM T
…(1分)
4π2
(2)在赤道上有G
4π
-mg+m
R...
…(1分)
在两极上有G
…(1分)
R2
=g2…
根据题意有g2-1g1=0.2×g2…
(1分)
联立可得R=8,I
20m2,M=8R2
…(2分)
G
M
该行星的密度P二
4
R3
…(1分)
31
解得p=
15元
…(2分)
GT?
(3)在“赤道”上的物体会飘浮起来,则物体与地面无接触
可列Gm
2π
R…
…(1分)
T
由(1)(2)可得0.2×g2=m
2π
R,M=8
G
结合上述解得T'=
(2分)
15.【答案】(1)2.5m/s;(2)125J;(3)会发生相对滑动,证明见解析
【详解】(1)设小物块A下滑的加速度为4,对小物块A进行受力分析,沿斜面方向列牛顿第
二定律方程为gin日-L1gc0s日=1C1…(1分)
解得☑=-2.5ms2…(1分)
故小物块A以2.5m/s2的加速度向下做匀减速直线运动:
设长木板B下滑的加速度为4,对长木板B进行受力分析,沿斜面方向列牛顿第二定律方程
为ngsin8+山1gc0s日-41·2gc0s8=1a3,
…(1分)
解得4,=2.5m/s2.…
(1分)
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故长木板B以2.5/s2的加速度向下做匀加速直线运动。设小物块A、长木板B经过t时间第一
次达到共速,根据运动学公式有v,+4t=4t,代入数据解得t=ls
所以小物块A、长木板B第一次共速时的速度大小为v=a,f=2.5mS…(1分)
(2)小物块A的对地位移x4
+V共
5+2.5
m/s×ls=3.75m…(1分)
、2
木板B的对地位移x=
0+V共
0+2.5
×t=
2
2
1m/s×1s=1.25m…(1分)
A、B之间的相对位移△x=x4-xg=2.5m…(1分)
物块A与木板B之间产生的热量9=42gcos6△x=30N×2.5m=75J…(1分)
木板B与斜面之间产生的热量Q2=4·(g+gcos0.x=40N×1.25m=50J…(1分)
所以总热量Q=十Q2=75J+50J=125J…(1分)
(3)假设弹簧被长木板B压缩的过程中小物块A与长木板B未发生相对滑动,设弹簧的最大
压缩量为x,则对小物块A和长木板B整体列能量守恒定律方程有
2mgn9叶专27m号+42ge0s0
…(1分)
代入数据解得xm=1m…
…(1分)
对小物块A和长木板B整体列牛顿第二定律方程有
2gsin0-k化m-4·211gC0s0=21☑m…(1分)
当xm=lm时解得am=-6.25m/s2…
…(1分)
由于小物块A与长木板B间达到最大静摩擦力时小物块A的加速度大小为2.5/s2,小于
6.25s2,所以假设不成立,即在弹簧被长木板B压缩的过程中小物块A与长木板B会发生相
对滑动…(】分)
高一物理第7页共7页高一物理
注意事项:1.本试卷考试时间为75分钟,满分100分。
2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
一、单选题: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,
只有一项符合题目要求的。
1.下列说法正确的是
A.两个物体质量相等,动量大的物体其动能也一定大
B.物体沿固定的斜面下滑时所受支持力的冲量为零
C.物体所受合外力冲量越大,它的动量就越大
D.当一个系统的动量守恒时,此系统的机械能也一定守恒
2.
某行星的质量约为地球质量的0,半径约为地球半径的,则该行星与地球的第
一宇宙速度之比约为
A.1
B.2
C.
1
D.
√10
10
3.
如图,一小球在竖直面内从是圆弧的最高点A由静止开始下滑(A与圆心0等
高),滑至最低点B的速度为v。已知小球的质量为,圆弧粗糙且半径为R,
重力加速度为g。该过程中小球克服摩擦力做功W:为
A.Wi=-mgR
B.W=一
2n2
C.Wi=mgR-
D.0
4.能量是个状态量,其具有相对性。如图所示,一个可视为质点、质量为m的小
球沿光滑水平面以速度。向左匀速运动,随后穿越光滑固定隧道继续向左运动。
隧道与水平地面平滑衔接,且隧道最高点P到水平面的高度为h,重力加速度为
g。设小球穿越隧道前沿水平面运动时的机械能E=0,不计空气阻力,下列说法
正确的是
子
A.小球在水平面时,重力势能为0
B.小球运动过程中机械能守恒,在P点时重力势能为mgh
C.小球运动过程中机械能守恒,在P点时重力势能为mgh一
2n6
D.小球到达P点时的机械能为一mgh,重力势能为2m6
高一物理第1页共6页
5.宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统。如图所示,质量均为m的三个星
球A、B、C。图甲中,三星球构成边长为α的等边三角形,三星在同一平面内
绕三角形中心O(未标出)做匀速圆周运动;图乙中,三星球在一条直线上,两图
中相邻两星球间的距离均为α,A、C绕B点做匀速圆周运动,则两种情况下星
球A的角速度大小之比为
A.3
B.23
a B a
5
5
2/15
D,
3√15
6.某条高铁将全线开通运行,使用的是中国标准动车组复兴号。假设在某平直路段
上高铁列车以恒定功率由静止开始加速启动,经一段时间后列车运动可视为匀速
直线运动,发动机的输出功率恒为1.0×104kW,且行驶过程中受到的阻力大小
恒定,列车的质量约为500吨,最大行驶速度为360k/h。下列说法错误的是
A.高铁列车受到阻力大小为1×10N
B.在加速阶段,高铁列车的加速度在逐渐变小
C.当高铁列车的速度为180km/h时,列车的加速度大小为0.4m/s2
D.若高铁列车在加速阶段经历时间5min,则加速阶段行驶的距离为5km
7.如图所示,质量为m的小球,在光滑、固定的玻璃漏斗内壁以速度在某一水
平面内做匀速圆周运动,漏斗母线与水平面间的夹角为,则小球运动半周的过
程中,漏斗内壁对小球的支持力冲量大小为
A.2mv
B.muπ2c0s20
C.mw√/4+πcos20
D.mv
4
'tan20
二、多选题: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,
有两个或两个以上正确答案,全部选对得6分,漏选得3分,错选0分。
8.如图所示,质量为m=200kg的小船静止在平静的水面上,船两端载着质量分别
为m甲=40kg、mz=60kg的甲、乙游泳者。某时刻乙游泳者向右以2m/s(相对
于岸)的水平速度跃入水中,甲游泳者始终在船上且与船相对静止,不计水对船
的阻力,关于小船和甲游泳者构成的系统,下列说法正确的是
A.系统获得的速度大小为1m/s,方向水平向左
甲
B.系统获得的速度大小为0.5m/s,方向水平向左
C.系统受到的冲量大小为120N·s,方向水平向右
0
D.系统受到的冲量大小为120N·s,方向水平向左
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9.如图所示,A、B两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动,绕行方向相同,已知A、
B的转动周期分别为T1、T2。不计其他天体对卫星的影响,不计A、B之间的
引力,下列说法正确的是
A.A的线速度小于B的线速度
B.A的角速度大于B的角速度
B
CA的轨道半径与B的轨道半径的比为=圆
地球
D.A、B两颗卫星相邻两次间距最小的时间为。一云
T T2
10.如图所示,一电动倾斜传送带上端与一水平面平滑相连,将可视为质点的物块轻放
在传送带底端。已知传送带以速度v=5/s顺时针方向匀速运行,与水平面夹角为
0,传送带长L=6m,物块与传送带间的动摩擦因数2B(最大静摩擦力等于滑动
摩擦力),物块的质量m=2kg,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。下列说法
正确的是
●
丁300
A.物块在传送带上运行的过程中会减速上升
B.物块在传送带上运行的时间为2.2s
C.物块从底端运送到顶端的过程中,物块所受摩擦力冲量大小为30N·s
D.物块从底端运送到顶端的过程中,电动机多消耗的电能为160J
三、非选择题:本题共5道小题,共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和
重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分;有数值计算的,答案中必须明确
写出数值和单位。
11.(6分)向心力演示仪构造如图甲所示,简化示意图如图乙所示。挡板A到转轴
距离为2R,挡板B、C到转轴距离为R,其中左右塔轮半径从上到下比例分别
为:①:④=1:1;②:⑤=2:1;③:⑥=4:1。
标尺
弹簧测力筒
小球
挡板A
挡板B
挡板d
小球
长槽
变速塔
短槽
变速轮
传动皮
手柄
塔轮
图甲
图乙
高一物理第3页共6页
(1)本实验采取的主要研究方法是
A.微元法
B.理想实验法
C.等效替代法
D.控制变量法
(2)探究向心力的大小与角速度的关系,可将传动皮带套在②⑤塔轮上,将两
个完全相同的小球分别放在挡板
处(选填“A和C”或“B和C”);
(3)探究向心力的大小与运动半径之间的关系,应将皮带套在
塔轮上
(选填“①④”“②⑤”或“③⑥”):
(4)将皮带套在②⑤上,质量比为2:1的不同材质的小球放在挡板A、C处,
当左右标尺露出的格数之比为
时,向心力的公式得到验证。
12.(9分)在验证系统机械能守恒定律的实验中,某同学采用了如图甲所示的装
置,绕过定滑轮的细线两端悬挂质量相等的重物A和B,在B下面再挂钩码
C,打点计时器使用交流电源频率为50Hz。
A02
白B
?a
b
打点计时器
吓
0cm1234
5
纸带
甲
乙
丙
(1)通过重物A下方的打点计时器可分析A的运动情况。下列操作过程正确的
是
A.应选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带
B.安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上
C.接通电源前让重物A尽量靠近打点计时器
D.实验时应先释放重物再接通电源
(2)测得重物A和B的质量均为M,钩码C的质量为m,据纸带测得重物A
由静止上升高度为h时对应速度为,重力加速度为g,则此过程中系统减
少的重力势能,系统增加的动能为;
(3)某次实验打出纸带的一部分如图乙所示,α、b、c为三个相邻点,则打下b
点时重物的速度o=
m/s(结果保留三位有效数字),实验中发现系
统动能的增加量总是稍大于系统重力势能的减少量,造成这一实验误差的
原因可能是
A.存在空气阻力
B.滑轮有质量
C.实际电源频率小于50Hz
D.实际电源频率大于50Hz
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(4)某同学利用实验时打出的纸带,测量出了各计数点到起始点的距离h,算
出了各计数点对应的速度w,然后以h为横轴、为纵轴作出了如图丙所
示的图线,发现图线明显未过原点O,其主要原因可能是
(填正确
答案标号)。
A.重物下落时受到阻力
B.打点计时器连接的电源电压偏高
C.先松开纸带,后接通电源
D.利用公式v=√2gh计算重物速度
13.(10分)双响爆竹,其一响之后,腾空再发一响,因此得名“二踢脚”。如图所
示,质量为0.1kg的二踢脚竖立在地面上被点燃后发出一响,向下喷出少量高压
气体(此过程位移可忽略)后获得20m/s的速度竖直升起,到达最高点时恰好发
生第二响,立即被炸成A、B两块(速度均沿水平方向),A部分的质量A=
0.06kg、B部分的质量mB=0.04kg。已知第二响释放的能量共有225J,但只有
30%转化为A、B的动能,不计二踢脚内火药的质量和所受的空气阻力,重力加
速度g取10m/s2,求:
(1)炸裂后A、B两部分速度大小;
(2)A、B两部分的下落时间以及落地时的距离。
14.(13分)已知某行星自转周期为T,某物体在赤道处的重力是两极处的80%,
万有引力常量G。
(1)若已知该行星的质量为M,,求该行星的同步卫星的轨道半径r;
(2)求该行星的密度p;
(3)设想该行星自转角速度加快到某一值时,在“赤道”上的物体会“飘浮”
起来,求此时该行星的自转周期T(结果可带根号)。
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15.(16分)如图所示,一倾角0=30°、足够长的固定斜面上静置一长木板B,长
木板B右上端有一可视为质点的小物块A。一挡板垂直固定在斜面底端,并连
接处于原长状态的轻质弹簧。现给小物块A沿斜面向下的初速度vo=5m/s,整
个运动过程中小物块A始终未滑离长木板B。已知长木板B与斜面间的动摩擦
因数-受,小物块A与长木板B间的动摩擦因数:=复,A、B质益均为
m=4kg,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,弹簧始终
在弹性限度内,弹簧的弹性势能为E,=kx2(k为劲度系数,工为弹簧形变
量)。
%1
B
Loo
(1)求小物块A、长木板B第一次共速时的速度大小;
(2)求当A、B第一次共速过程中产生的总热量Q;
(3)若弹簧的劲度系数k=50N/m,试通过计算判断在弹簧被长木板B压缩的
过程中小物块A与长木板B是否会发生相对滑动。
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