摘要:
**基本信息**
以火星探测、滑板运动等真实情境为载体,融合简谐运动、万有引力等核心知识,通过实验探究与综合计算,考查物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|7/28|简谐运动、曲线运动、万有引力|结合振动图像、汽车过桥等情境,考查运动与相互作用观念|
|多选|3/18|电场力平衡、平抛运动、圆周运动|通过电场中小球平衡、双球平抛比较,体现科学推理|
|实验题|2/14|平抛运动、机械能守恒|用传感器测速度研究机械能守恒,突出科学探究|
|计算题|3/40|万有引力、平抛与斜面、动能定理|综合月球轨道舱周期计算、斜面平抛运动,考查模型建构与问题解决|
内容正文:
高一物理
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,只有一项符合题目要求。)
1.一个小球与弹簧连接套在光滑水平细杆上,在间做简谐运动,点为的中点。以点为坐标原点,水平向右为正方向建立坐标系,得到小球振动图像如图所示。下列结论正确的是( )
A. 小球振动的频率是 B. 时,小球在位置
C. 小球在通过位置时,速度最大 D. 如果小球的振幅增大,则振动周期也增大
2.下列关于教材中的情境,其中说法正确的是( )
A. 图汽车通过凹形桥时,为了防止爆胎,应快速驶过
B. 图所示为论述“物体做曲线运动的速度方向”的示意图,这里运用了“极限”的思想方法
C. 图竖直平面内转动的“水流星”,水和水杯做匀变速曲线运动
D. 图洗衣机脱水的原理是:水滴受到的离心力大于它所需的向心力,从而沿切线甩出
3.“火星”是模拟火星的志愿者实验活动假如某志愿者乘坐宇宙飞船登上火星,在该火星“北极”距星球表面附近处自由释放一个小球,测得落地时间为,已知火星半径为,自转周期为,万有引力常量为。下列说法正确的是( )
A. 火星的质量为
B. 火星的第一宇宙速度为
C. 宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期可能为
D. 如果火星存在一颗同步卫星,其距星球表面高度为
4.如图所示,滑板运动员以速度从距离地面高度为的平台末端水平飞出,落在水平地面上。运动员和滑板均可视为质点,忽略空气阻力的影响,下列说法中正确的是
A. 一定时,越大,运动员在空中运动时间越长
B. 一定时,越大,运动员落地瞬间速度越大
C. 运动员落地瞬间速度与高度无关
D. 运动员落地位置与大小无关
5.如图所示在光滑的水平面上放着一个质量为的木箱,拉力与水平方向成角,木箱从静止开始运动,末拉力的瞬时功率为( )
A. B. C. D.
6.两等量异种点电荷周围电场线分布如图所示,两电荷连线中点为,、两点关于二者连线对称,、两点关于点对称,以下说法正确的是( )
A. 点电场强度为 B. 点电场强度小于点电场强度
C. 、两点的电场强度相同 D. 、两点的电场强度相同
7.如图所示,水平传送带的长度,皮带轮以速度顺时针匀速转动,传送带的左端与一光滑圆弧槽末端相切,现有一质量为的物体视为质点,从高处点无初速度下滑,物体从点滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数为,取,保持物体下落的高度不变,改变皮带轮的速度,则物体到达传送带另一端的速度随的变化图线是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个小题有多项符合题目要求,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.如图所示,轻质悬线下挂着一个带正电的小球。它的质量为、电荷量为,整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度为,重力加速度为,下列说法正确的是
A. 小球平衡时,悬线与竖直方向夹角的正切值为
B. 若剪断悬线,则小球做曲线运动
C. 若剪断悬线,则小球做匀速直线运动
D. 若剪断悬线,则小球做匀变速直线运动
9.将、两个小球从不同高度同时水平抛出,其运动轨迹在同一竖直平面内,如图中虚线所示,两轨迹的交点为,不计空气阻力,则 ( )
A. 球比球先落地 B. 球的水平位移一定大于球
C. 、两球可能会在点相遇 D. 、两球落地时速度大小可能相同
10.如图所示,用细线相连的两个质量均为的相同小物块和可视为质点,沿半径方向放在水平圆盘上,与转轴的距离为,与转轴的距离为,物块与圆盘间的动摩擦因数为,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,圆盘静止时,细线处于水平且无张力,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用表示圆盘转动的角速度,则( )
A. ,两物体受到的摩擦力方向相反 B. 当时,细线张力为
C. 当时,两物体开始滑动 D. 两物体开始滑动时,细线上张力为
三、实验题(共2小题,共14分)
11.如图甲,科学探究平抛运动特点的实验中:
下列说法正确的是 ;
A.安装斜槽时其末端切线应水平
B.小球应选择密度小且体积大的材料
C.小球必须每次从斜槽上不同位置由静止开始释放
实验中描绘出小球的运动轨迹如图乙所示,、、三点的位置已标出。取,则小球的初速度为 ,抛出点的横坐标 。
12.某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题,设计了如下实验.、是质量均为的小物块,是质量为的重物,、间由轻弹簧相连,、间由轻绳相连.在物块下放置一压力传感器,重物下放置一速度传感器,压力传感器与速度传感器相连.当压力传感器示数为零时,就触发速度传感器测定此时重物的速度.整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度为实验操作如下:
开始时,系统在外力作用下保持静止,细绳拉直但张力为零.现释放,使其向下运动,当压力传感器示数为零时,触发速度传感器测出的速度为.
在实验中保持,质量不变,改变的质量,多次重复第步.
该实验中,和大小关系必需满足 选填“小于”、“等于”或“大于”
为便于研究速度与质量的关系,每次测重物的速度时,其已下降的高度应 选填“相同”或“不同”
根据所测数据,为得到线性关系图线,应作出 选填“”、“”或“”图线.
根据问的图线知,图线在纵轴上截距为,则弹簧的劲度系数为 用题给的已知量表示.
四、计算题(本题共3小题,共40分.作答时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能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)如图所示,返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后,由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱。已知月球的半径为,轨道舱到月球表面的距离为,引力常量为,月球表面的重力加速度为,不考虑月球的自转。求:
月球的质量;
月球的第一宇宙速度大小;
轨道舱绕月飞行的周期。
14.(14分)如图所示,一小球从平台边缘水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角的粗糙斜面顶端,并刚好沿斜面加速下滑。已知动摩擦因数,斜面顶端与平台的高度差,重力加速度。,。
求小球水平抛出的初速度和斜面顶端与平台边缘的水平距离。
若斜面顶端高,求小球离开平台至到达斜面底端所经历的时间。
15.(16分)如图所示,粗糙的水平面与光滑的竖直圆轨道在点相切,圆轨道的半径,是轨道的最高点,一质量可以看成质点的物体静止于水平面上的点。现用的水平恒力作用在物体上,使它在水平面上做匀加速直线运动,当物体到达点时撤去力,之后物体沿圆轨道运动,物体恰好能通过点。已知物体与水平面间的动摩擦因数,取重力加速度。求:
物体通过点时速度的大小;
物体刚进入圆轨道点时所受支持力的大小;
与之间的距离。
答案
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
根据动能定理得,,解得,物块在传送带上做匀变速直线运动的加速度大小,若一直做匀减速直线运动,则到达点的速度,若一直做匀加速直线运动,则达到点的速度,知传送带的速度时,物体到达点的速度为。传送带的速度时,物体到达点的速度为。若传送带的速度,将先做匀减速运动,达到传送带速度后做匀速直线运动。若传送带速度,将先做匀加速运动,达到传送带速度后做匀速直线运动,故A正确,BCD错误。
8.
9.
由于、两个小球从不同高度同时水平抛出,球下落高度小,由,可知球比球先落地,A正确;水平位移,,但两球水平抛出时的初速度大小未知,则球的水平位移不一定大于球的,B错误;由于、两个小球从不同高度同时水平抛出,下落到点的时间不同,所以不能在点相遇,C错误;由于两球的初速度大小未知,则两球落地的速度大小可能相同, D正确.
10.
A.都做匀速圆周运动,合外力提供向心力,当转速较小时,绳子没有张力,都是由静摩擦力提供向心力,方向都指向圆心,方向相同,故A错误;
B.当时,对有:
解得:,故B正确;
当开始滑动时,、所受静摩擦力均达最大,设此时细绳张力为:
对:
对:
联立解得:,,故C错误,D正确。
故选BD。
11.
12.大于
相同
解:根据题意,确保压力传感器的示数为零,因此弹簧要从压缩状态到伸长状态,那么的质要大于的质量;
要刚释放时,弹簧处于压缩状态,若使压力传感器为零,则弹簧的拉力为:,
因此弹簧的形变量为:;
不论的质量如何,要使压力传感器示数为零,则物体上升了,
则下落的高度为,即下落的高度总相同;
选取、及弹簧为系统,根据机械能守恒定律,则有:;
整理可知:;
为得到线性关系图线,因此应作出的图象;
由上表达式可知,;
解得:;
13.解析月球表面上质量为的物体,其在月球表面有 可得月球质量
在月球表面附近根据重力和向心力的关系可知 解得
轨道舱绕月球做圆周运动,设轨道舱的质量为,由万有引力提供向心力得 解得。
14.解:从平台到斜面的过程中,小球做平抛运动,则有: ,解得:
到达斜面时速度方向与斜面平行,则有: ,解得:,因此斜面顶端与平台边缘的水平距离为:;
在斜面上由牛顿第二定律有: ,解得加速度:
到达斜面时的速度为:
斜面上物体做匀加速直线运动,则有:
解得:
总时间:。
15.解:物体恰好能通过点,则根据牛顿第二定律
代入数据解得
物体从到运动过程中只有重力对其做功,据动能定理有:
在点根据牛顿第二定律
代入数据解得:
物体从到,根据动能定理有:
代入数据解得:。
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