福建省南平市三年(2020-2022)高一物理下学期期末试题题型分类汇编
展开一、单选题
1.(2022春·福建南平·高一期末)做曲线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.速度方向一定变化B.速度大小一定变化
C.加速度方向一定不变D.加速度大小一定变化
2.(2022春·福建南平·高一期末)如图所示,货物放在自动扶梯的水平台阶上,随扶梯一起向斜上方做匀速直线运动,下列关于货物受力做功说法正确的是( )
A.重力不做功
B.支持力做正功
C.摩擦力做负功
D.合外力做正功
3.(2022春·福建南平·高一统考期末)某渡船在横渡闽江时从江岸边的P位置出发,保持船头方向始终与对岸垂直,已知船在静水中的速度大小恒定,江水的流速不变。该渡船渡江的轨迹可能是图中的( )
A.①B.②C.③D.④
4.(2022春·福建南平·高一期末)2020年6月23日,北斗卫星导航系统第55颗卫星(北斗三号系统地球同步静止轨道卫星)发射成功,标志着中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统已全面建成。下列关于该卫星的说法正确的是( )
A.运行速度大于7.9km/s
B.可以相对地球静止在南平的正上方
C.向心加速度小于地球表面的重力加速度
D.绕地球运行的角速度比近地卫星绕地球运行的角速度大
5.(2022春·福建南平·高一期末)如图所示,轻质弹簧下端悬挂有一小球,上端固定在水平天花板上,将弹簧拉至水平方向,且弹簧处于原长,现将小球由静止释放,直至其运动到最低点,不计空气阻力,在此过程中( )
A.小球做匀速圆周运动
B.弹簧对小球作用力不做功
C.小球所受弹力的瞬时功率始终在增大
D.小球所受重力的瞬时功率先增大后减小
6.(2022春·福建南平·高一期末)图甲是首钢滑雪大跳台又称“雪飞天”,是北京2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛场地,苏翊鸣和谷爱凌在此圆梦冠军。为研究滑雪运动员的运动情况,建立如图乙所示的模型。两个滑雪运动员A、B分别从斜面顶端O点沿水平方向飞出后,A落在斜面底端,B落在斜面的中点,不计空气阻力,则( )
A.运动员A、B在空中飞行的时间之比为2∶1
B.运动员A、B到达斜面时的速度之比为
C.运动员A、B从斜面顶端水平飞出的速度之比为2∶1
D.运动员A、B到达斜面时速度方向与水平方向夹角的正切值之比为
7.(2020春·福建南平·高一期末)下列说法中正确的是( )
A.在空气中匀速下落的雨滴,其机械能守恒
B.牛顿巧妙地利用扭秤实验测得了万有引力常量
C.由知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
D.实验探究匀速圆周运动向心力与质量、角速度和半径的关系时,采用了控制变量法
8.(2020春·福建南平·高一统考期末)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定:()
A.等于拉力所做的功;
B.小于拉力所做的功;
C.等于克服摩擦力所做的功;
D.大于克服摩擦力所做的功;
9.(2020春·福建南平·高一期末)下列说法正确的是( )
A.地球同步卫星的质量一定是相同的
B.在轨运行的同步卫星中的物体,处于完全失重状态,所受重力为零
C.地球的第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度
D.地球的第一宇宙速度是在地面上发射人造地球卫星的最大发射速度
10.(2020春·福建南平·高一期末)小船横渡一条两岸平行的河流,水流速度与河岸平行,船相对于水的速度大小不变,船头始终垂直指向河岸,小船的运动轨迹如图中虚线所示。则小船在此过程中( )
A.无论水流速度是否变化,这种渡河耗时最短
B.越接近河中心,水流速度越小
C.各处的水流速度大小相同
D.渡河的时间随水流速度的变化而改变
11.(2020春·福建南平·高一统考期末)一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N,当汽车经过半径为80m的弯道时,下列判断正确的是( )
A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B.汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N
C.汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
12.(2020春·福建南平·高一期末)如图所示,质量为m的物体(可视为质点),从四分之一光滑固定的圆弧轨道顶端由静止开始下滑,圆弧轨道半径为R,重力加速度为g,当物体沿圆弧轨道转过圆心角时,重力做功的瞬时功率为( )
A.
B.
C.
D.
13.(2020春·福建南平·高一期末)如图甲所示,物块(可视为质点)与一轻质弹簧上端相连,在A点处于静止状态,现对物块施加向上的恒定拉力F,当物块上升高度h到达B点时(如图乙),弹簧对物块的弹力与在A点时的大小相等,此时物块的速度为v,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A.弹簧弹性势能增加了mgh
B.物块重力势能增加了
C.物块机械能增加了
D.物块与弹簧组成的系统机械能增加了
14.(2020春·福建南平·高一期末)如图所示,一小球(可视为质点),用不可伸长、长度为l的轻绳连接悬挂于O点,小球被刚性小锤水平击打,击打后迅速离开,需两次击打才能让小球到达圆弧最高点,且小球总在圆弧上运动。两次击打均在最低点A完成,击打的时间极短。若锤第一次对小球做功为W1,第二次对小球做功为W2,则W1:W2的最大值为( )
A.1:2B.1:3C.2:3D.3:2
二、多选题
15.(2022春·福建南平·高一期末)如图所示为一皮带传动装置,在匀速传动过程中皮带不打滑,,下面关于轮上的A、B、C,三点说法正确的是( )
A.A、B两点的线速度之比为1∶1
B.A、B两点的角速度之比为1∶2
C.B、C两点的周期之比为2∶1
D.B、C两点的加速度之比为2∶1
16.(2022春·福建南平·高一期末)科学家在离地球约14光年的红矮星wlf1061周围发现了三颗行星b、c、d,它们的公转周期分别是5天、18天、67天,公转轨道可视为圆,如图所示,已知万有引力常量为G,则( )
A.可求出b、c的质量之比
B.可求出c、d的向心加速度之比
C.若已知c的公转半径,可求出红矮星的质量
D.若已知c的公转半径,可求出红矮星的密度
17.(2022春·福建南平·高一期末)如图所示,质量分别为2m、m的A、B小球固定在轻杆的两端,可绕水平轴O无摩擦转动。已知杆长为,水平轴O在杆的中点,初始时A、O、B在同一竖直线上。现装置因轻微扰动而发生转动,在杆绕轴O转过90°的过程中( )
A.球B的机械能保持不变
B.球A和球B的动能变化量之和为
C.球A和球B的重力势能减少量之和为
D.杆对球A做负功,球A的机械能减少了
18.(2022春·福建南平·高一期末)一物块放在水平面上,第一次水平拉力F1,作用在物块上,一段时间后撤去拉力;第二次水平拉力F2作用在同一物块上,一段时间后也撤去拉力,两次物块运动的v-t图像如图所示,则在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A.拉力F1小于拉力F2
B.两种情况下合外力做的功相等
C.拉力F1做的功比拉力F2做的功少
D.第一种情况下克服摩擦力做的功大于第二种情况下克服摩擦力做的功
19.(2020春·福建南平·高一期末)如图所示,A、B两个小物块放在同轴转动的两个水平圆盘上,已知A、B物块距转轴的距离rA:rB=1:2,且mA:mB=1:2,当两圆盘以某一角速度匀速转动时,两物块与圆盘均保持相对静止,两物块与圆盘间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.A、B两个物块的加速度之比为1:2
B.A、B两个物块所受的静摩擦力之比为1:2
C.当圆盘转动的角速度逐渐增大时,B先相对圆盘运动
D.当圆盘转动的角速度逐渐增大时,A、B同时相对圆盘运动
20.(2020春·福建南平·高一期末)如图所示,半径为R的半球形凹槽固定在水平地面上,一不可伸长的轻绳跨过A点的小定滑轮,绳的一端连着人,另一端连着可视为质点的小球,此时小球处于半球形凹槽最低点B,当人以1m/s的速度向左匀速直线运动,定滑轮及凹槽内侧均光滑,小球沿着凹槽由B运动至图中C点的过程中( )
A.小球速度大小始终等于1m/sB.小球速度最大值等于m/s
C.小球机械能逐渐增大D.小球机械能先增大后减小
21.(2020春·福建南平·高一期末)如图所示,小球A、B同时从同一竖直线上两位置水平抛出,A、B之间的竖直高度差2m,斜面倾角θ为,若两球经1s同时落在斜面上。不计空气阻力,g取10m/s2,sin=0.6,cs=0.8,则A、B球平抛的初速度分别是( )
A.vA=3m/sB.vA=4m/sC.vB=m/sD.vB=m/s
22.(2020春·福建南平·高一期末)如图甲所示,平板B静止在光滑水平面上,质量为m的小滑块A,在水平向右恒力F的作用下,从平板B的左端由静止开始向右匀加速运动,经过一段时间后,撤去恒力F,以滑块A从平板B左端运动开始计时,它们运动的v-t图像如图乙所示,滑块未滑离平板,重力加速度为g。以下说法中正确的是( )
A.滑块A与平板B之间的动摩擦因数为
B.滑块A与平板B之间因摩擦产生的热量为
C.在2t0时间内摩擦力对平板B做功的平均功率为
D.滑块A在平板B上运动的过程中,恒力F做功大小为
三、填空题
23.(2022春·福建南平·高一期末)如图所示,一质量为m的小球从桌面上方高H处静止释放,桌面离地高度为h。若取桌面为重力势能的零参考平面,小球释放瞬间的机械能为___________;不计空气阻力,小球下落到地面时的动能为___________。
24.(2022春·福建南平·高一期末)物体A穿在光滑的竖直杆上,人用绳子通过光滑轻质定滑轮拉A,使其向上运动,到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,物体A速度大小为v0,此刻人拉绳的速度大小是___________,若物体的重力是mg,人的拉力是F,此刻物体的加速度大小为___________。
四、实验题
25.(2022春·福建南平·高一期末)某实验装置如图所示。水平光滑圆盘可绕通过圆心的竖直轴匀速转动,竖直轴的角速度可以由电动机控制,圆盘沿半径方向有一个小槽,槽内有可移动的压力传感器,用来测量向心力的大小,将实验小球紧贴压力传感器放置。利用该装置可探究做圆周运动的物体向心力F的大小与小球运动半径r、角速度ω及质量m的关系
(1)换用不同m的小球,在保证___________和r不变的条件下,观察F的大小;发现圆周运动所需向心力随小球的___________的增大而增大。(均用题干所给的符号表示)
(2)经过探究,可以得出向心力大小的表达式F=___________。(用题干所给的符号表示)
(3)物理学中此种实验方法叫___________。
A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法
26.(2022春·福建南平·高一期末)若航天员在一个未知星球上做探究平抛运动规律的实验。
(1)如图甲所示,在水平地面上竖直放置两个相同的弧形光滑轨道M、N,让两小铁球P、Q均能以相同的初速度同时分别从两轨道下端水平射出。实验中观察到P球落地时刚好和Q球相遇。仅仅改变弧形轨道M的高度H,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明___________。
A.平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
B.平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
C.平抛运动在水平方向上是匀加速直线运动
(2)在有坐标纸的背景屏前用频闪数码相机拍下小球在平抛运动过程中的不同位置,如图乙所示,a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s,照片中每个格子边长1.0cm。又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则由以上信息,可知a点___________(填“是”或“不是”)小球的抛出点;
(3)由(2)所得信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为___________m/s2;小球平抛的初速度v0=___________m/s。(结果均保留两位有效数字)
27.(2020春·福建南平·高一期末)用如图甲所示装置研究平抛运动,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点水平飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有____________;
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的________(选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点;
b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图乙所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2,则______(选填“>”、“=”或者“<”)。可求得钢球平抛的初速度大小为______(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。
28.(2020春·福建南平·高一期末)如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律。
(1)安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如下图所示。纸带的___端(选填“左”或“右”)与重物相连;
(2)上图中O点为打点起始点,且速度为零。选取纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点,为验证重物对应O点和F点机械能是否相等,应测量O、F两点间的距离h1和________两点间(图中纸带对应的点)的距离h2,已知打点计时器打点周期为T,重力加速度为g,从O点到F点的过程中若满足________表达式,说明重物下落过程机械能守恒(用本题所给物理量表示);
(3)某同学在实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,于是深入研究阻力对本实验的影响。他测出各计数点到起始点O的距离h,并计算出各计数点的速度v,用实验测得的数据绘制出如图所示的v2-h图线。已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,由图线求得重物下落时受到阻力与所受重力的百分比为__________%(保留三位有效数字)。
五、解答题
29.(2022春·福建南平·高一期末)天和核心舱是中国空间站“天宫”的组成部分。可支持3名航天员长期在轨驻留,开展舱内外空间科学实验和技术试验。若已知地球的质量为M,半径为R,核心舱的轨道距地面高度为h,万有引力常量为G。求:
(1)地球表面的重力加速度g;
(2)核心舱在该轨道处的线速度v的大小。
30.(2022春·福建南平·高一期末)2022年北京冬奥会,中国代表团在本次北京冬奥会获得了九枚金牌,获得了历史最好的成绩。冬奥会期间为了防止疫情传播,所有运动员全部采取闭环管理,运动员的转运工作全部采用氢能源车运输。下表是氢能源转运车的若干参数:
若转运车保持直线运动且受到的阻力大小恒定,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)转运车满载运动过程中受到的阻力大小f;
(2)转运车满载后以2m/s2的加速度从静止开始做匀加速启动,转运车达到额定功率时需要的时间t;
(3)从达到额定功率开始,转运车保持额定功率继续行驶25s,速度达到满载最大速度,则该过程的位移s是多少。
31.(2022春·福建南平·高一期末)小明将如图甲所示的装置放在水平地面上,该装置由半径R=0.15m的光滑圆弧轨道、BC长=1.0m的水平传送带及水平平台衔接而成,在平台右边固定一轻质弹簧,弹簧左端恰好位于距C点右边x=1.5m处的D点。有一质量为2kg的物块从光滑圆弧轨道上端A点静止释放,传送带以v=的速度顺时针匀速转动,物块与传送带的滑动摩擦因数,物块与水平平台CD之间滑动摩擦因数,DE部分光滑。(g取10m/s2)求:
(1)滑块运动到斜面底端B点时对轨道的压力大小;
(2)滑块通过传送带BC过程系统产生的热量Q;
(3)①弹簧压缩过程最大的弹性势能EPm;
②在图乙中画出滑块从C点(坐标原点)开始全过程的动能图像(仅作图,不要求写计算过程)
32.(2020春·福建南平·高一期末)天文观测到某行星的一颗卫星,以轨道半径r、周期T环绕该行星做圆周运动,已知万有引力常量为G。
(1)求该行星的质量M;
(2)若该行星的半径是卫星运动轨道半径的,求行星表面处的重力加速度;
(3)若在该行星表面竖直上抛一物体,经过时间t落回抛出点,求上抛初速度的大小。
33.(2020春·福建南平·高一期末)如图所示,长度为1.0m,倾角为37°的光滑斜面AB与光滑圆轨道CD固定在同一竖直平面内,其间通过一长度为6.0m的粗糙水平面BC相连,圆轨道半径为1.3m,对应的圆心角为60°,现将质量为1kg的小滑块P(可视为质点)从A点左上方某一位置以4m/s的速度水平抛出,到达A点时恰好沿AB方向向下运动,到达B点后无能量损失进入BC段运动,小滑块与BC间的动摩擦因数为0.2,经C点进入圆轨道运动。不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8。
(1)求小滑块水平抛出点距离A点的竖直高度;
(2)求小滑块第一次刚到C点时对圆轨道的压力大小;
(3)通过计算判断小滑块是否会从轨道的D点飞出。
34.(2020春·福建南平·高一期末)如图所示是一种电动机工作的模型示意图,物体放在足够长、倾角为37°的粗糙斜面上,并由跨过固定滑轮的足够长轻绳与电动机相连,物体的质量为1.5kg。物体在电动机牵引下由静止开始做匀加速运动,加速度大小为2m/s2,已知电动机额定功率为36W,不计空气阻力及滑轮摩擦,物体与斜面间的动摩擦因数为0.5,g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8,在物体沿斜面向上运动过程中,求:
(1)物体做匀加速运动的时间;
(2)物体运动过程中的最大速度;
(3)若已知物体从静止开始运动到恰好达到最大速度所用时间为1.8s,求此过程中物体通过的位移大小。
项目
电机额定输出功率(kW)
最大总重
(满载)(kg)
满载最大速度(km/h)
充满电满载续航里程
(运行的最大距离)(km)
参数
80
2000
72
120
参考答案:
1.A
【详解】AB.做曲线运动的物体速度方向一定发生改变,速度大小有可能不变,例如匀速圆周运动,A正确,B错误;
CD.做曲线运动的物体的加速度方向有可能发生变化,加速度大小有可能不变,例如
匀速圆周运动,CD错误。
故选A。
2.B
【详解】根据题意可知,货物一起向斜上方做匀速直线运动,对货物受力分析,受重力和支持力,且合力为零
A.根据题意可知,重力竖直向下,位移斜向上,由做功公式可知,重力做负功,故A错误;
B.根据题意可知,支持力竖直向上,位移斜向上,由做功公式可知,支持力做正功,故B正确;
CD.由于摩擦力和合外力为零,则不做功,故CD错误。
故选B。
3.C
【详解】依题意,渡船参与两个分运动,沿船头方向的匀速直线运动和沿水流方向的匀速直线运动,根据运动的合成与分解可知,其合运动为匀速直线运动,所以渡江的轨迹可能为图中的③。
故选C。
4.C
【详解】A.是卫星绕地球做圆周运动的最大速度,故A错误;
B.同步卫星轨道必须在赤道上空,不能在南平的正上方,故B错误;
C.据万有引力等于地球表面的重力有
可得
由万有引力提供向心力有
可得
由于同步卫星的轨道半径大于地球半径,则向心加速度小于地球表面的重力加速度,故C正确;
D.由万有引力提供向心力有
可得
由于同步卫星的轨道半径大于近地卫星绕地球运行半径,则绕地球运行的角速度比近地卫星绕地球运行的角速度小,故D错误。
故选C。
5.D
【详解】A.小球下落过程中,弹簧长度在增加,小球做变加速曲线运动,不是匀速圆周运动。故A错误;
B.小球下落过程中,弹簧的弹性势能增加,弹簧对小球做负功。故B错误;
CD.根据
PG=mgvy
可知,开始时小球的速度为零,则重力的瞬时功率为零,到达最低点时,速度的方向与重力垂直,则沿竖直方向的分速度为零,此时重力的瞬时功率又变为零,则小球重力的瞬时功率先变大后减小。同理,小球所受弹力的瞬时功率始先增大后减小。故C错误;D正确。
故选D。
6.B
【详解】A.滑雪运动员从O点飞出后做平抛运动,根据几何知识B落点的高度是A落点高度的一半,根据
得
A错误;
BCD.根据题意A、B做平抛运动得位移与水平方向夹角相等,则根据位移与水平方向夹角正切值有
得
则运动员A、B到达斜面时的速度之比
运动员A、B到达斜面时速度方向与水平方向夹角的正切值之比为
B正确,CD错误。
故选B。
7.D
【详解】A.在空气中匀速下落的雨滴,动能不变,重力势能减小,故机械能减小,故A错误;
B.卡文迪许巧妙地利用扭秤实验测得了万有引力常量;故B错误;
C.由知,只要知道W和t就可求出时间t内的平均功率,而不是瞬时功率,故C错误;
D.实验探究匀速圆周运动向心力与质量、角速度和半径的关系时,采用了控制变量法,故D正确。
故选D。
8.B
【分析】受力分析,找到能影响动能变化的是那几个物理量,然后观测这几个物理量的变化即可.
【详解】木箱受力如图所示:
木箱在移动的过程中有两个力做功,拉力做正功,摩擦力做负功,
根据动能定理可知即: ,所以动能小于拉力做的功,故B正确;无法比较动能与摩擦力做功的大小,ACD错误.
故选B
【点睛】正确受力分析,知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功,然后利用动能定理求解末动能的大小.
9.C
【详解】A.在同一轨道上的同步卫星质量不一定相同,故A错误;
B.同步卫星绕地球匀速圆周运动,万有引力完全提供向心力,卫星中物体处于完全失重状态,所受重力完全提供圆周运动向心力,不是不再受重力作用,故B错误;
C.由万有引力提供向心力有
得
第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,则也是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度,故C正确;
D.地球的第一宇宙速度是在地面上发射卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度,故D错误。
故选C。
10.A
【详解】AD.由于船头始终垂直指向河岸,这种渡河方式耗时最短,无论水流速度是否变化,渡河的时间不变,故A正确,D错误;
BC.从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道,小船先具有向下游的加速度,小船后具有向上游的加速度,故加速度是变化的,由于水流是先加速后减速,即越接近河岸水流速度越小,故B、C错误;
故选A。
11.D
【分析】汽车转弯时做圆周运动,重力与路面的支持力平衡,侧向静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律分析解题.
【详解】汽车转弯时受到重力,地面的支持力,以及地面给的摩擦力,其中摩擦力充当向心力,A错误;当最大静摩擦力充当向心力时,速度为临界速度,大于这个速度则发生侧滑,根据牛顿第二定律可得,解得,所以汽车转弯的速度为20m/s时,所需的向心力小于1.4×104N,汽车不会发生侧滑,BC错误;汽车能安全转弯的向心加速度,即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2,D正确.
【点睛】本题也可以求解出以20m/s的速度转弯时所需的向心力,与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较,若静摩擦力不足提供向心力,则车会做离心运动.
12.A
【详解】对物体由动能定理有
可知
则重力做功的瞬时功率为
故A正确,BCD错误。
故选A。
13.D
【详解】A.由于A、B两位置形变量相同,弹性势能相同,故A错误;
B.由于从A到B上升的高度为h,重力做负功,重力势能增加,增加了mgh,故B错误;
C.由于机械能的增加量为除重力或弹力之外的其他力做的功,即为Fh,故C错误;
D.由动能定理可得,物块与弹簧组成的系统机械能增加了,故D正确。
故选D。
14.C
【详解】如果第一次敲击超过了半径l的高度,那么球就不可能是贴着圆形轨道返回,这个是因为圆周运动需要向心力来维持,小球上升的最大高度一定是小球速度为0的时候。那么,这个时候就没有力来维持小球的圆周运动,小球就会脱离轨道,因此
那么第二次,沿袭第一次的分析方式,小球能通过最高点,即小球在最高点的时候需要至少重力来提供支持力,因此第二次敲击后小球至少在最高点有
这样,小球在最高点的速度为
那么小球这个时候的能量至少为
而第一次敲击使小球有能量Ek,那么第二次敲击所需要的能量至少是
因此
故C正确,ABD错误。
故选C。
15.AD
【详解】AB.根据题意可知,A、B两点为皮带传动,则A、B两点的线速度之比为1∶1,由公式可得,A、B两点的角速度之比为
故B错误,A正确;
CD.根据题意可知,B、C两点为同轴转动,则B、C两点的角速度之比为,由公式可得,B、C两点的周期之比为,由公式可知,B、C两点的加速度之比为
故C错误,D正确。
故选AD。
16.BC
【详解】A.根据题意,设红矮星的质量为,行星的质量为,由万有引力提供向心力有
可知,行星质量消掉,即无法求出行星b、c的质量之比,故A错误;
B.由开普勒第三定律,由于有三颗行星b、c、d的公转周期分别是5天、18天、67天,则可求c、d的半径之比,又有公式,则可求c、d的向心加速度之比,故B正确;
CD.若已知c的公转半径,由万有引力提供向心力有
可得
可求红矮星的质量,由密度公式可得,红矮星的密度为
由于不知道红矮星的半径,则无法求出红矮星的密度,故D错误,C正确。
故选BC。
17.CD
【详解】A.由题意可知,B球向上运动,重力势能增大,速度增大,机械能增大,故A错误;
BC.球A和球B运动过程中只有重力做功,其机械能守恒,重力势能转化为动能,动能变化量之和为
即重力势能减小,动能增大,故B错误,C正确;
D.对A、B两个球组成的系统来说,由题意可得,球A与球B的角速度相同,线速度也相同,由机械能守恒可得
对小球A,由动能定理可得
即球A机械能减小,由于杆对球A的力与球A运动方向相反,所以杆对球A做负功,故D正确。
故选CD。
18.BC
【详解】A.由图像可知,拉力F1作用时产生的加速度较大,根据
F=ma+f
可知,拉力F1大于拉力F2,选项A错误;
B.合外力做功等于动能变化量,则两种情况下动能变化量都为零,则合外力做的功相等,选项B正确;
CD.因
而
由图像可知第一种情况下拉力F1作用时物体的总位移s较小,则第一种情况下克服摩擦力做的功小于第二种情况下克服摩擦力做的功,则拉力F1做的功比拉力F2做的功少,选项C正确,D错误。
故选BC。
19.AC
【详解】由题知:A、B物块距转轴的距离rA:rB=1:2,且mA:mB=1:2,两物块与圆盘均保持相对静止且为同轴转动,所以两物块角速度相等。
A.由可知,A、B两个物块的加速度之比为1:2,故A正确;
B.由可知,A、B两个物块所受的静摩擦力之比为1:4,故B错误;
CD.由可得
所以
故当圆盘转动的角速度逐渐增大时,B先相对圆盘运动,故C正确,D错误。
故选AC。
20.BC
【详解】设小球沿着凹槽由B运动至图中C点的过程中某一位置,此时绳与速度方向夹角为,由速度的合成与分解可知
得
由B运动至图中C点的过程中,绳与速度方向夹角变小,则球的速度变小,当小球在B处时速度最大则有
得
m/s
故A错误,B正确;
CD.小球沿着凹槽由B运动至图中C点的过程中,绳的拉力方向与速度方向夹角小于,则绳子拉力做正功,故小球机械能逐渐增大,故C正确,D错误。
故选BC。
21.BD
【详解】AB.由平抛运动知识可知下落高度为
h=5m
由平面几何知识可得,小球A在水平方向运动的位移为
解得
故A错误,B正确;
CD.由平面几何知识可得,小球B在水平方向运动的位移为
解得
故C错误,D正确。
故选BD。
22.AC
【详解】A.由图乙可知,撤去外力后物块A的加速度大小为
由牛顿第二定律可知
则滑块A与平板B之间的动摩擦因数为
故A正确;
B.滑块A的位移为
平板B的位移为
滑块A与平板B之间因摩擦产生的热量为
Q=
故B错误;
C.在2t0时间内摩擦力对平板B做功的平均功率为
故C正确;
D.时刻撤去外力,时间内物块的位移为
由动能定理可知
解得
WF=3mv02
故D错误。
故选AC。
23.
【详解】[1]根据题意可知,小球释放瞬间的动能为零,重力势能为
小球释放瞬间的机械能为
[2] 不计空气阻力,由机械能守恒定律有
可得
24. v0csθ
【详解】[1]将物体A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图所示
可得人拉绳的速度大小为
[2]对物体A受力分析,如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得
25.
m mω2r C
【详解】(1)[1][2]根据控制变量法准量,在探究向心力和质量m之间的关系时,应保证其余两个变量不发生改变,即保证和,可以观察到向心力随着球的质量增大而增大。
(2)[3]向心力表达式为
(3)[4]该试验主要采用的方法为控制变量法,ABD错误,C正确。
故选C。
26. B 不是 4.0 m/s2 0.80m/s
【详解】(1)[1]实验中观察到P球落地时刚好和Q球相遇。说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动。
故选B。
(2)[2]由图可知,竖直方向上相等时间内的位移之比为1:2:3,不符合初速度为零的匀变速直线运动特点,可知a点的竖直分速度不为零,a点不是小球的抛出点。
(3)[3]该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,可知图中正方形的边长为4cm,竖直方向有
解得
[4]小球水平方向做匀速直线运动,其初速度为
27. BD 球心 >
【详解】(1)[1]通过步骤理解实验原理和方法,控制实验条件,确保平抛的初速度大小一定、方向水平,只要无初速度等高点释放,由动能定理知道,到斜槽末端速度大小一定,和斜槽是否光滑无关;为了描出运动轨迹,和挡板是否竖直等间距移动无关,故选BD。
(2)[2]为了凸显研究质点的运动,应该体现球心,所以选球心为原点;
[3]由水平间距相等,知道时间等时,在竖直方向匀变速,若初速度为零,竖直间距的比值应该是1:3:5,而A点不是抛出点,比值应该更大,填写“>”;
[4]由
可得
28. 左 E、G 1.02
【详解】(1)[1]根据纸带加速过程中在相同时间内间距逐渐增大,从而可确定和重物连接的点便是运动起始点,所以纸带的左端与重物相连,故填“左”;
(2)[2]匀变速直线运动中:某段的平均速度等于该段中间时刻的瞬时速度。而且研究过程要求距离相对较大,实验误差较小,所以选末状态为“F”点,而且可通过E、G两点间求平均速度来求得,所以应填写“E、G”;
[3]重物从O点到F点的过程中,若满足
又
联立可得
所以,重物下落过程中若满足,说明重物机械能守恒;
(3)[4]由于重物受到阻力作用且做匀加速直线运动,所以有
故图线的斜为2a,由图线代入数据可求得:a=9.7m/s2
由牛顿第二定律有
可求得:f=0.1m
所以
29.(1);(2)
【详解】(1)万有引力提供向心力
得
(2)万有引力提供向心力
得
30.(1)4000N;(2)5s;(3)425m
【详解】(1)满载最大速度行驶时
由功率的表达式有
解得
(2)由牛顿第二定律
设达到额定功率时的末速度为
又
解得
(3)由动能定理有
解得
s=425m
31.(1)60N;(2)3J;(3)①6J,②
【详解】(1)A到B由机械能守恒定律
解得
由牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律
(2)由于滑块的速度小于传送带的速度,设经过时间t与皮带共速,由牛顿第二定律有
根据运动学公式
滑块位移
传送带位移
解得
系统产生热量
解得
(3)①由题意可知滑块将以的速度滑上平台,由功能关系
解得
②作图如下所示
【点睛】
32.(1) ;(2) ;(3)
【详解】(1)设卫星质量为m,根据
得
(2)根据
得
根据
可知
可知加速度与成正比,卫星贴地飞行时加速度大小为g,故
联立解得
(3)由题意可知,以上抛,经过后到达最高点且速度变为零,可得
33.(1)0.45m;(2)20N;(3)不会
【详解】(1)小滑块到达A点前,做平抛运动,由于到达A点时恰好沿AB方向向下运动,由平抛运动规律有
又
联立两式代入数据求得
(2)设小滑块第一次刚到C点时速度为,则小滑块从起抛点到C点,由动能定理得
代入数据求得:
小滑块到达C点时,设圆轨道对小滑块的支持力为N,则有
由牛顿第三定律得,小滑块对圆轨道的压力大小
联立以上式子,代入数据求得
(3)设小滑块能沿光滑圆弧轨道CD到达最高点时距水平面高度为H,由动能定理得
代入数据求得
又因为D点到水平地面的高度为
故可判断小滑块恰好到达D点,所以小滑块不会从轨道的D点飞出
34.(1)1.0s;(2)2.4m/s;(3)2.832m
【详解】(1)物块由静止开始做匀加速运动,由牛顿第二定律可得
代入数据得
根据可知,物块做匀加速直线运动能达到的最大速度v为
根据运动学公式,物体做匀加速运动的时间t为
(2)当电动机的的牵引力减小到与外力相等时,物体的速度达到最大,即
代入数据可得
则物体的最大速度为
(3)物体做匀加速运动的位移为
设物体在整个过程中通过的位移大小s,物体做匀加速运动时牵引力F不变,做变加速运动时功率不变,做变加速运动的时间为
整个过程,根据动能定理得
代入数据解得
福建省南平市三年(2020-2022)高一物理下学期期末试题题型分类汇编4-解答题: 这是一份福建省南平市三年(2020-2022)高一物理下学期期末试题题型分类汇编4-解答题,共12页。试卷主要包含了解答题等内容,欢迎下载使用。
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福建省南平市三年(2020-2022)高一物理下学期期末试题题型分类汇编2-多选题: 这是一份福建省南平市三年(2020-2022)高一物理下学期期末试题题型分类汇编2-多选题,共15页。试卷主要包含了多选题等内容,欢迎下载使用。