
1.如圖所示,某人向?qū)γ娴纳狡律纤綊伋鰞蓚€質(zhì)量不等的石塊,分別落到A、B兩處.不計空氣阻力,則落到B處的石塊( )
A. 初速度大,運動時間短B. 初速度大,運動時間長
C. 初速度小,運動時間短D. 初速度小,運動時間長
2.某公園里的過山車駛過軌道的最高點時,乘客在座椅里面頭朝下,人體顛倒,若軌道半徑為R,人所受重力為mg,要使乘客經(jīng)過軌道最高點時對座椅的壓力等于自身的重力,則過山車在最高點時的速度大小為( )
A. 0B. gRC. 2gRD. 3gR
3.三種宇宙速度分別是7.9km/s,11.2km/s,16.7km/s,則表明( )
A. 物體繞地球做勻速圓周運動的最小速度是7.9km/s
B. 物體繞地球做勻速圓周運動的最小速度是11.2km/s
C. 物體繞地球做勻速圓周運動的最大速度是7.9km/s
D. 物體繞太陽轉(zhuǎn)動的最大速度是7.9km/s
4.如圖所示,同一物塊分別放在水平面和固定斜面上,在兩個大小相等的推力F1、F2作用下運動,F(xiàn)1、F2方向分別平行于水平面和斜面.若物塊在推力作用下通過的位移大小相等,則推力F1、F2對物塊所做的功( )
A. 相等B. 與物塊和接觸面的粗糙程度有關(guān)
C. 在水平面上推力所做的功較多D. 在斜面上推力所做的功較多
5.小明同學(xué)騎電動自行車沿平直公路行駛,因電瓶“沒電”,故改用腳蹬騎車勻速前行.設(shè)小明與車的總質(zhì)量為100kg,人與車的速度恒為5m/s,騎行過程中所受阻力約為車和人總重的0.02倍,取g=10m/s2,小明騎此電動車做功的功率約為( )
A. 10 WB. 100 WC. 1000 WD. 10000 W
6.將物體由地面豎直上拋,如果不計空氣阻力,物體能夠達到的最大高度為H,以地面為零勢能面,當(dāng)物體在上升過程中的某一位置,它的動能是重力勢能的2倍,則這一位置的高度為( )
A. H4B. H3C. H2D. 2H3
7.喜歡從高處往下跳是學(xué)齡前兒童的天性.如圖所示,一質(zhì)量為20kg的小朋友從0.5m高的臺階上跳下,雙腳著地瞬間的速率約為4m/s,則小朋友這次跳躍消耗體內(nèi)的化學(xué)能約為( )
A. 0
B. 60J
C. 160J
D. 100J
8.有一宇宙飛船到了某行星上(該行星沒有自轉(zhuǎn)運動),以速度v接近行星赤道表面勻速飛行,測出運動的周期為T,已知引力常量為G,則可得( )
A. 該行星的半徑為vTπB. 該行星的平均密度為3πGT2
C. 該行星的質(zhì)量為v3TπGD. 該行星表面的重力加速度為2πvGT
二、多選題:本大題共3小題,共13分。
9.“和諧”號動車組列車高速運行時可以讓乘客體驗追風(fēng)的感覺。我們把火車轉(zhuǎn)彎近似看成是做勻速圓周運動,火車速度提高會使外軌受損。為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時不使外軌受損這一難題,你認為以下措施可行的是( )
A. 增大彎道半徑B. 減小彎道半徑
C. 增加內(nèi)外軌的高度差D. 減小內(nèi)外軌的高度差
10.如圖所示,一根輕彈簧下端固定,豎立在水平面上,其正上方A位置有一只小球.小球從靜止開始下落,在B位置接觸彈簧的上端,在C位置小球所受彈力大小等于重力,在D位置小球速度減小到零,小球下降階段下列說法中正確的是( )
A. 在B位置小球加速度最大
B. 在C位置小球速度最大
C. 從A→C位置小球重力勢能的減少量小于重力做的功
D. 從A→D位置小球重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加
11.在做“研究平拋運動”實驗時,下列說法正確的是( )
A. 安裝有斜槽的木板時,一定要注意檢查斜槽末端的切線是否水平、木板是否豎直
B. 斜槽必須光滑
C. 每次實驗都要把小球從同一位置由靜止釋放
D. 實驗的目的是描出小球的運動軌跡,分析平拋運動水平和豎直分運動的規(guī)律
三、實驗題:本大題共1小題,共12分。
12.在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中,使質(zhì)量為m=1.00kg的重物自由下落,打點計時器在紙帶上打出一系列的點,選取一條符合實驗要求的紙帶,如圖1所示。O為第一個點,A、B、C為從合適位置開始選取的連續(xù)點中的三個點。已知打點計時器每隔0.02s打一個點,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.80m/s2,那么:
(1)根據(jù)圖1中所給的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中O點到______點來驗證機械能守恒定律。
(2)從O點到(1)問中所取的點,對應(yīng)的重物重力勢能的減少量ΔEp=______ J,動能增加量ΔEk=______ J。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)若測出紙帶上所有點到O點的距離,根據(jù)紙帶算出各點的速度v及重物下落的高度h,則以v22為縱軸、以h為橫軸畫出的圖像是圖2中的______。
四、計算題:本大題共3小題,共39分。
13.把一小球從離地面h=5m處,以v0=10m/s的初速度水平拋出,不計空氣阻力(g=10m/s2).求:
(1)小球在空中飛行的時間.
(2)小球落地點離拋出點的水平距離.
(3)小球落地時的速度.
14.如圖所示,斜槽軌道下端與一個半徑為0.4m的圓形軌道相連接.一個質(zhì)量為0.1kg的物體從高為H=2m的A點由靜止開始滑下,運動到圓形軌道的最高點C處時,對軌道的壓力等于物體的重力.求物體從A運動到C的過程中克服摩擦力所做的功(g取10m/s2).
15.質(zhì)量為2 000 kg的汽車在平直公路上行駛,所能達到的最大速度為20m/s,設(shè)汽車所受阻力為車重的0.2倍(即f=0.2G)。如果汽車在運動的初始階段是以2m/s2的加速度由靜止開始做勻加速行駛,重力加速度g取10m/s2,試求:
(1)汽車的額定功率;
(2)汽車在勻加速行駛時的牽引力大??;
(3)汽車做勻加速運動的最長時間;
(4)汽車在第3s末的瞬時功率;
(5)試畫出汽車在8s內(nèi)的P?t圖像。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】小球落在B點高度差較小,根據(jù)t= 2hg,知落在B處的石塊運動時間較短,根據(jù)初速度v0=xt知,B處的水平位移大,時間短,則初速度較大。故A正確,B、C、D錯誤。
故選:A。
2.【答案】C
【解析】解:要使乘客經(jīng)過軌道最高點時對座椅的壓力等于自身的重力,根據(jù)牛頓第二定律可得
mg+N=mv2R
根據(jù)牛頓第三定律結(jié)合題意可知N=N′=mg
解得
v= 2gR
故ABD錯誤,C正確;
故選:C。
在最高點,乘客靠重力和座椅的彈力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出最高點的速度大?。?br>解決本題的關(guān)鍵知道圓周運動向心力的來源,結(jié)合牛頓第二定律進行求解,基礎(chǔ)題.
3.【答案】C
【解析】A、第一宇宙速度7.9km/s是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動時的最大速度.故A錯誤.
B、11.2km/s是第二宇宙速度,即脫離地球的吸引而進入繞太陽運行的軌道的速度,故B錯誤.
C、物體繞地球做勻速圓周運動的最大速度是第一宇宙速度7.9km/s,故C正確.
D、7.9km/s是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動時的最大速度,故D錯誤.
故選C.
第一宇宙速度是衛(wèi)星沿地球表面運動時的速度,半徑越大運行速度越小,故第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星最大的運行速度;當(dāng)衛(wèi)星的速度大于等于第二宇宙速度時衛(wèi)星脫離地球的吸引而進入繞太陽運行的軌道;當(dāng)物體的速度大于等于第三宇宙速度速度16.7km/m時物體將脫離太陽的束縛成為一顆人造地球恒星.
本題考查對宇宙速度的理解能力.對于第一宇宙速度不僅要理解,還要會計算.第一宇宙速度是近地衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動的速度,要強調(diào)衛(wèi)星做勻速圓周運動.
4.【答案】A
【解析】ACD、根據(jù)功的計算公式W=Fscsθ可知某個力所做的功等于這個力與力方向上位移的乘積,與其他因素?zé)o關(guān);根據(jù)題意可知,由于F1=F2,且在力方向上的位移相等,則這兩個力所做的功大小相等,故A正確,BCD錯誤.
故選:A
根據(jù)功的計算公式W=Fscsθ可知:比較功的大小要比較拉力F和力的方向上移動距離s的大小,從題目中找出F、s的大小就可比較做功的多少.
比較做功多少的題目,要緊扣做功的兩個必要條件,只要拉力和移動距離相等,則做功相等.
5.【答案】B
【解析】【分析】
人在勻速行駛時,受到的阻力的大小和腳蹬車的力的大小相等,由P=FV=fV可以求得此時人受到的阻力的大?。?br>在計算平均功率和瞬時功率時一定要注意公式的選擇,P=Wt只能計算平均功率的大小,而P=Fv可以計算平均功率也可以是瞬時功率,取決于速度是平均速度還是瞬時速度.
【解答】
設(shè)人汽車的速度大小為5m/s,人在勻速行駛時,人和車的受力平衡,阻力的大小為f=0.02mg=0.02×1000N=20N,此時的功率P=FV=fV=20×5W=100W,所以B正確。
故選:B。
6.【答案】B
【解析】解:以地面為零勢能面,物體總的機械能為mgH。
設(shè)高度為h時,動能是重力勢能的2倍,即Ek=2mgh
由機械能守恒定律可得:mgh+Ek=mgH
聯(lián)立解得:h=H3,故ACD錯誤,B正確。
故選:B。
不計空氣阻力,物體的機械能守恒,根據(jù)機械能守恒定律和動能與重力勢能的關(guān)系分別列式,即可求解。
本題考查機械能守恒定律的應(yīng)用,要抓住不計空氣阻力時,拋體的機械能是守恒的,并能挖掘和利用題設(shè)的條件進行解答。
7.【答案】B
【解析】設(shè)起跳階段人做功為W,整個過程中根據(jù)動能定理可知mgh+W=12mv2,解得W=12mv2?mgh=12×20×42J?20×10×0.5J=60J,起跳所做的功由消耗體內(nèi)的化學(xué)能,故消耗的化學(xué)能為60J,故B正確
故選:B
整個過程根據(jù)動能定理求得在起跳過程中消耗的內(nèi)能
本題主要考查了動能定理,關(guān)鍵是合理的選取過程,明確各力做功即可判斷
8.【答案】B
【解析】答:設(shè)行星半徑為R,質(zhì)量為M,宇宙飛船質(zhì)量為m,行星表面重力加速度為g
A、宇宙飛船繞行星作勻速圓周運動,以速度v接近行星赤道表面勻速飛行,軌道半徑近似等于R,由v=2πRT 得行星半徑R=vT2π,故A錯誤;
B、法一:二級結(jié)論記憶法:ρ?=3πGT2(前提是一個天體繞另一個天體表面運行)
法二:由萬有引力定律:GMmR2=m(2πT)2R,得M=4π2R3GT2,由V=43πR3,所以行星平均密度:ρ?=MV=3πGT2,故B正確;
C、由萬有引力定律:GMmR2=m(2πT)2R,得M=4π2R3GT2,由v=2πRT,得行星質(zhì)量:M=v3T2πG,故C錯誤;
D、由黃金變換:GMmR2=mg,得:g=GMR2,結(jié)合行星質(zhì)量:M=v3T2πG,得:g=2πvT,故D錯誤。
故選:B。
A、由勻速圓周運動線速度定義求得;B、C、由萬有引力定律和牛頓第二定律推導(dǎo)即可;D、由黃金變換結(jié)合前推導(dǎo)結(jié)論可得。
衛(wèi)星問題重點在于公式的推導(dǎo)及變換,常結(jié)合黃金變換及有關(guān)數(shù)學(xué)知識。
9.【答案】AC
【解析】AB、設(shè)彎道半徑為R,路面的傾角為θ,由牛頓第二定律得
mgtanθ=mv2R,θ一定,v增大時,可增大半徑R.故A正確,B錯誤。
CD、根據(jù)mgtanθ=mv2R,由于θ較小,則tanθ≈sinθ≈hL,h為內(nèi)外軌道的高度差,L為路面的寬度。則mghL=mv2R,L、R一定,v增大,h增大。故C正確,D錯誤。
故選:AC。
火車高速轉(zhuǎn)彎時不使外軌受損,則拐彎所需要的向心力由支持力和重力的合力提供。根據(jù)牛頓第二定律分析。
本題是實際應(yīng)用問題,考查應(yīng)用物理知識分析處理實際問題的能力,本題與圓錐擺問題類似,基礎(chǔ)是對物體進行受力分析。
10.【答案】BCD
【解析】解:AB、小球從B至C過程,重力大于彈力,合力向下,小球加速。隨著彈力的增大,合力減小,加速度減小。從C到D過程,重力小于彈力,合力向上,小球減速,隨著彈力增大,合力反向增大,加速度增大,所以小球加速度先減小后增大,在D位置小球加速度最大。速度先增大后減小,在C點動能最大,故A錯誤,B正確;
C、據(jù)功能關(guān)系有:從A→C位置小球重力勢能的減少量小于重力做的功。故C正確。
D、小球下降過程中,重力和彈簧彈力做功,小球和彈簧系統(tǒng)機械能守恒;從A→D位置,動能變化量為零,故小球重力勢能的減小等于彈性勢能的增加,故D正確。
故選:BCD。
小球下降過程中,分析其受力情況,判斷加速度的變化情況.重力和彈簧彈力做功,小球和彈簧系統(tǒng)機械能守恒,在平衡位置C動能最大.
本題關(guān)鍵是要明確小球的運動情況,知道在平衡位置時其動能最大.要注意系統(tǒng)的機械能守恒,但小球的機械能并不守恒.
11.【答案】ACD
【解析】解:A、為了保證小球的初速度水平,以及平拋運動的軌跡在豎直面內(nèi),安裝斜槽的木板時,一定要保持斜槽末端切線水平,使得木板豎直,故A正確.
B、為了保證小球的初速度相等,每次從斜槽的同一位置由靜止釋放小球,斜槽不一定需要光滑,故B錯誤,C正確.
D、“研究平拋運動”的實驗?zāi)康氖敲璩鲂∏虻倪\動軌跡,分析平拋運動的規(guī)律,故D正確.
故選:ACD.
保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平,因為要畫同一運動的軌跡,必須每次釋放小球的位置相同,且由靜止釋放,以保證獲得相同的初速度.
記錄平拋運動軌跡實驗中關(guān)鍵是斜槽末端槽口的切線保持水平及固定后的斜槽要豎直.同時要熟練運用平拋運動處理規(guī)律來解題.
12.【答案】
【解析】解:(1)實驗需要驗證重物重力勢能的減少量與動能的增加量相等,需要求出重物的速度,根據(jù)題圖1結(jié)合勻變速直線運動的推論可以求出打B點時重物的瞬時速度,因此應(yīng)取圖中O點到B點來驗證機械能守恒定律。
(2)從O點到B點,對應(yīng)的重物重力勢能的減少量:ΔEp=mg?OB=1.00×9.80×19.20×10?2J≈1.88J
打B點時重物的瞬時速度為:vB=AC2T=(23.23?15.55)×10?22×0.02m/s=1.92m/s
從O點到B點,對應(yīng)的重物動能增加量:ΔEk=12mvB2=12×1.00×1.922J≈1.84J
(3)重物下落過程,由機械能守恒定律得:mgh=12mv2
整理得:v22=gh
g是定值,則v22與h成正比,故BCD錯誤,A正確。
故選:A。
故答案為:(1)B;(2)1.88、1.84;(3)A。
(1)下降時重力勢能的減小,而動能增加。必須測出從開始到某點重力勢能的減少量,及動能的增加量,所以從紙帶數(shù)據(jù)來看,只能選擇從O點到B點進行處理;
(2)根據(jù)B點的速度求出動能的增加量根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的瞬時速度,再求該過程重力勢能的減少量和動能增加量;
(3)根據(jù)機械能守恒得出v22?h的表達式,從而確定正確的圖線。
解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法,會通過紙帶求解瞬時速度,從而得出動能的增加量,會根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量。
13.【答案】解:(1)小球做平拋運動,在豎直方向上做自由落體運動,根據(jù)h=12gt2得
t= 2hg= 2×510s=1s
(2)小球落地點離拋出點的水平距離x=v0t=10×1m=10m
(3)小球落地時豎直分速度vy=gt=10×1m/s=10m/s
所以落地時速度大小v= v02+vy2= 102+102m/s=10 2m/s
落地速度與水平方向夾角的正切tanα=vyv0=1010=1,則α=45°
故小球落地速度與水平方向夾角為45°。
答:(1)小球在空中飛行的時間為1s;
(2)小球落地點離拋出點的水平距離為10m;
(3)小球落地時的速度大小為10 2m/s,方向與水平方向成45°。
【解析】(1)小球做平拋運動,在水平方向上做勻速直線運動,在豎直方向上做自由落體運動,根據(jù)下落的高度求出小球在空中飛行的時間。
(2)結(jié)合初速度和運動時間求出小球落地點離拋出點的水平距離。
(3)根據(jù)自由落體運動的規(guī)律求出落地時豎直分速度,再進行合成得到小球落地時的速度大小和方向。
解決本題的關(guān)鍵要掌握平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律,結(jié)合運動學(xué)公式靈活求解。對于落地的速度,也可以根據(jù)機械能守恒定律或動能定理求解。
14.【答案】解:根據(jù)牛頓第三定律可知,小球在C點受到軌道的壓力大小與重力相等N=mg,方向豎直向下,又小球在C點時在豎直方向所受合力提供圓周運動向心力有:
N+mg=mvC2R ①
小球從A到C的過程中只有重力和摩擦力做功,根據(jù)動能定理有:
Wf+mg(H?2R)=12mvC2?0 ②
聯(lián)列①②兩式代入m=0.1kg,H=2m,R=0.4m,可解得:
Wf=?0.8J
因為摩擦力做負功所以克服摩擦力做0.8J的功.
答:物體克服摩擦力做功0.8J.
【解析】小球到達C點時,小球豎直方向所受合力提供小球圓周運動向心力,從而求得小球在C點的速度,再根據(jù)動能定理求得小球從A到C過程中摩擦力做的功即可.
解決本題的關(guān)鍵是根據(jù)圓周運動規(guī)律求得小球運動到圓周軌道最高點時的速度,能根據(jù)動能定理列式求解即可,不難屬于基礎(chǔ)題.
15.【答案】解:(1)當(dāng)汽車達到最大速度的時候,汽車的牽引力等于阻力,此時車速為最大速度且勻速,所以汽車的額定功率 P額 =Fv=fv=0.2mgv=0.2×2000×10×20W=80kW;
(2)汽車在勻加速行駛時,由牛頓第二定律可得:F?f=ma,
所以有:F=ma+0.2mg=2000×2+0.2×2000×10N=8000N;
(3)設(shè)汽車勻加速運動所能達到的最大速度為v0,則P額 =Fv0,
代入數(shù)據(jù)得 v0=10m/s,
則汽車做勻加速運動的最長時間t0 =v0 a=102s=5s;
(4)3s時汽車正在做勻加速運動,則瞬時速度為 v3=at3=6m/s,
所以汽車在第 3s 末的瞬時功率P3=Fv3=48kW。
(5)綜上分析可知 0~5s汽車做勻加速運動,功率隨時間均勻增大,5s之后汽車保持額定功率80kW不變,則在 8s 內(nèi)的 P?t圖像為:
【解析】(1)當(dāng)汽車速度達到最大速度時,牽引力等于阻力,此時的速度最大,功率等于額定功率,根據(jù)P=Fv=fv即可求解汽車的額定功率;
(2)根據(jù)牛頓第二定律即可求解汽車勻加速運動時的牽引力;
(3)根據(jù)P=Fv求出勻加速運動的末速度,再根據(jù)速度公式求出勻加速運動的時間;
(4)根據(jù)速度時間公式求出第3s末的速度,再根據(jù)P=Fv即可求出第3s末的瞬時功率;
(5)汽車在勻加速運動的過程中,根據(jù)P=Fv=Fat得P與t成正比,勻加速運動結(jié)束后汽車保持額定功率不變。
這是一份2022-2023學(xué)年陜西省榆林市高一(下)期末物理試卷(含詳細答案解析),共17頁。試卷主要包含了單選題,多選題,實驗題,簡答題,計算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2022-2023學(xué)年陜西省安康市高一(下)期末物理試卷(含詳細答案解析),共15頁。試卷主要包含了單選題,多選題,實驗題,計算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2022-2023學(xué)年陜西省安康市漢濱區(qū)七校高二(下)期末聯(lián)考物理試卷(含解析),共15頁。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,計算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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