内容正文:
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,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. C. D.
3.如图,一小球在竖直面内从圆弧的最高点A由静止开始下滑(A与圆心O等高),滑至最低点B的速度为v。已知小球的质量为m,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为
A. B.
C. 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
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
D.小球到达P点时的机械能为-mgh,重力势能为
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a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a,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. B. C. D.
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,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360 km/h。下列说法错误的是
A.高铁列车受到阻力大小为
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180 km/h时,列车的加速度大小为
D.若高铁列车在加速阶段经历时间5 min,则加速阶段行驶的距离为5 km
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v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θ,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.
C. D.
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=200 kg的小船静止在平静的水面上,船两端载着质量分别为、的甲、乙游泳者。某时刻乙游泳者向右以2 m/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1 m/s,方向水平向左
B.系统获得的速度大小为0.5 m/s,方向水平向左
C.系统受到的冲量大小为120 N·s,方向水平向右
D.系统受到的冲量大小为120 N·s,方向水平向左
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、。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
C.A的轨道半径与B的轨道半径的比为
D.A、B两颗卫星相邻两次间距最小的时间为
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 m/s顺时针方向匀速运行,与水平面夹角为30°,传送带长L=6 m,物块与传送带间的动摩擦因数(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),物块的质量m=2 kg,重力加速度g取,不计空气阻力。下列说法正确的是
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2.2 s
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30 N·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160 J
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。
(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50 Hz。
(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2 mm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v,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,a、b、c为三个相邻点,则打下b点时重物的速度v=_______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50 Hz D.实际电源频率大于50 Hz
(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v,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0.1 kg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20 m/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、B部分的质量。已知第二响释放的能量共有225 J,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,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,求该行星的同步卫星的轨道半径r;
(2)求该行星的密度;
(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(结果可带根号)。
15.(16分)如图所示,一倾角、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,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,小物块A与长木板B间的动摩擦因数,A、B质量均为m=4 kg,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,弹簧始终在弹性限度内,弹簧的弹性势能为(k为劲度系数,x为弹簧形变量)。
(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=50 N/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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高一物理答案
1.A 2.B 3.C 4.C 5.C 6.C 7.D 8.BD 9.BD 10.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”可得分)
12.【答案】(1)BC(2分,漏选得一分,错选不得分);(2)mgh(1分),(1分);
(3)1.15(1分),C(2分);(4)C(2分)
13.【答案】(1),;(2)t=2 s,L=150 m
【解析】(1)炸成A、B两块时,根据在水平方向动量守恒 (2分)
可得 (1分)
由题意 (2分)
其中,
联立解得, (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 (1分)
则两部分水平位移分别为, (1分)
则,A、B两部分落地时的距离L为 (1分)
14.【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)由题意可得该同步卫星公转周期为行星自转周期T
由万有引力提供向心力可列 (1分)
解得 (1分)
(2)在赤道上有 (1分)
在两极上有 (1分)
根据题意有 (1分)
联立可得, (2分)
该行星的密度 (1分)
解得 (2分)
(3)在“赤道”上的物体会“飘浮”起来,则物体与地面无接触
可列 (1分)
由(1)(2)可得,
结合上述解得 (2分)
15.【答案】(1)2.5 m/s;(2)125 J;(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,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 (1分)
解得 (1分)
故小物块A以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,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 (1分)
解得 (1分)
故长木板B以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,代入数据解得t=1 s
所以小物块A、长木板B第一次共速时的速度大小为 (1分)
(2)小物块A的对地位移 (1分)
木板B的对地位移 (1分)
A、B之间的相对位移 (1分)
物块A与木板B之间产生的热量 (1分)
木板B与斜面之间产生的热量(1分)
所以总热量 (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,则对小物块A和长木板B整体列能量守恒定律方程有
(1分)
代入数据解得 (1分)
对小物块A和长木板B整体列牛顿第二定律方程有
(1分)
当时解得 (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,小于,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(1分)
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