2021-2022学年黑龙江省佳木斯一中高一(下)期中物理试卷(文科)(含解析)
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2021-2022学年黑龙江省佳木斯一中高一(下)期中物理试卷(文科)
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共36小题,共72.0分)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 开普勒第三定律中的常数k与太阳有关
B. 牛顿发现了万有引力定律,并测出了引力常量
C. 天王星被称为“笔尖下发现的行星”
D. 同步卫星可以“静止”在大庆的上方
2. 关于功的正负,下列说法正确的是( )
A. 功的正负表示功的方向 B. 功的正负表示功的大小
C. 功的正负表示物体运动方向 D. 功的正负由力与位移的夹角决定
3. 下列关于做匀速圆周运动的物体说法中正确的是( )
A. 线速度大小不变、方向时刻改变 B. 线速度大小方向都不变
C. 向心力大小和方向都在变化 D. 向心加速度大小和方向都不变
4. 一物体做匀速圆周运动的半径为r,线速度大小为v,角速度为ω,周期为T,频率为f.关于这些物理量的关系,下列关系式正确的是( )
A. v=ωr B. v=2πf C. ω=2πRT D. ω=2πf
5. 坐在旋转木马上的小孩,绕中心轴做半径为2.0m的匀速圆周运动,当线速度为4.0m/s时,他的角速度是( )
A. 1.0rad/s B. 2.0rad/s C. 3.0rad/s D. 4.0rad/s
6. 一质量为1.0kg的物体,在水平面内做匀速圆周运动,圆周的半径为1.5m,若其线速度大小为3.0m/s,则它需要的向心力大小为( )
A. 3.0N B. 4.0N C. 6.0N D. 9.0N
7. 在学校安全教育中,要求学生骑自行车不带人、不超速。则下列说法正确的是( )
A. 带人后总质量变大,惯性变大 B. 带人后总质量变大,惯性变小
C. 超速时惯性变大 D. 超速时惯性变小
8. 轻质弹簧原长为6cm,弹簧的劲度系数为100N/m,弹簧未超出弹性限度。在沿弹簧轴线方向、大小为6N的力作用下,弹簧的长度为( )
A. 2cm B. 4cm C. 10cm D. 12cm
9. 有两个力,一个是10N,一个是2N。它们的合力可能等于( )
A. 5N B. 10N C. 15N D. 6N
10. 下列各组物理量中,全部是矢量的是( )
A. 速度、加速度 B. 加速度、质量 C. 速度、质量 D. 位移、时间
11. 石块在空中由静止开始释放,2秒内下落的高度约为(不计空气阻力)( )
A. 1米 B. 5米 C. 20米 D. 50米
12. 一位同学用手用力压着桌面,手对桌面的压力与桌面对手的支持力( )
A. 大小相等,方向相同 B. 大小相等,方向相反
C. 大小不等,方向相同 D. 大小不等,方向相反
13. 下列所描述的几个速度中,指平均速度的是( )
A. 子弹出枪口的速度是800m/s
B. 小球第3s末的速度是6m/s
C. 汽车通过站牌时的速度是20m/s
D. 汽车从甲站行驶到乙站的速度是15m/s
14. 关于牛顿第一定律的理解不正确的是( )
A. 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
B. 不受外力作用时,物体的运动状态保持不变
C. 在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由干没有外力维持木块运动的结果
D. 飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,这是因力他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
15. 一位同学乘坐电梯从六楼下到一楼的过程中,其v-t图象如图所示.下列说法正确的是( )
A. 前2s内该同学处于超重状态
B. 前2s内该同学的加速度是最后1s内的2倍
C. 该同学在10s内的平均速度是1m/s
D. 该同学在10s内通过的位移是17m
16. 质量1kg的物体在光滑水平面内受到两个水平力的作用,大小分别为F1=4N,F2=6N,则这个物体的加速度大小不可能为( )
A. 6m/s2 B. 9m/s2 C. 12m/s2 D. 4m/s2
17. 关于速度和加速度的认识下列说法正确的是( )
A. 加速度减小的运动一定是减速运动
B. 加速度增大的运动一定是加速运动
C. 加速度的大小与速度的变化量成正比
D. 加速度与速度没有必然关系,加速度由物体的受力和质量决定
18. 光滑水平面上质量为m的物体,受到与水平面夹角为θ的斜向上力F作用,当物体在水平面上匀加速运动时,加速度为( )
A. Fm B. Fsinθm C. Fcosθm D. Ftanθm
19. 质量为3kg的物体,在0~4s内受水平力F的作用,在4~10s内因受摩擦力作用而停止,其v-t图像如图所示。在0~4s内物体所受的拉力为( )
A. 5N B. 12N C. 10N D. 15N
20. 国际单位制中,质量、长度、时间三个基本量的单位分别为( )
A. N、m、s B. N、kg、s C. kg、m、s D. kg、m、J
21. 骑自行车出行,不仅低碳环保,还能强身健体。自行车的大齿轮、小齿轮是相互关联的转动部分,其边缘有两个点A、B,如图所示。当大齿轮带动小齿轮匀速转动时,下列说法正确的是( )
A. A、B两点的线速度大小相等 B. A点的线速度比B点的线速度大
C. A点的线速度比B点的线速度小 D. A、B两点的周期相等
22. 投篮时,篮球在空中运动的轨迹如刻所示。将篮球视为质点,则篮球在图中相应位置时所标的速度方向正确的是( )
A. v1 B. v2 C. v3 D. v4
23. 用如图所示的装置研究平抛运动。敲击弹性金属片后,球同时开始运动,均落在水平地面上,下列说法合理的是( )
A. A球比B球先落地
B. B球比A球先落地
C. 两个小球同时落地
D. 只有实验装置距离地面某一高度时,两个小球才同时落地
24. 关于平抛运动的物体在空中运动的时间,下列判断中正确的是( )
A. 由下落高度决定 B. 由初速度决定
C. 由位移决定 D. 由初速度和下落高度共同决定
25. 如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=2m/s的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球(可看做质点)。此时释放点到水平地面的距离h=20m,空气阻力忽略不计,取重力加速度g=10m/s2。小球的落地点到释放点的水平距离为( )
A. 20m B. 10m C. 4m D. 2m
26. 如图所示,小球沿碗的光滑内壁在水平面内做匀速圆周运动,不计空气阻力。则小球受到( )
A. 重力 B. 重力和支持力
C. 重力和向心力 D. 重力、支持力和向心力
27. 如图所示,质量为m的物块随水平转盘绕竖直固定轴做匀速圆周运动,角速度为ω,物块到轴心的距离为r。则物块受到的向心力大小为( )
A. mω2r2 B. mωr C. mωr2 D. mω2r
28. 两个相距为r的小物体,它们之间的万有引力为F,若保持距离不变,将它们的质量都增大3倍,那么它们之间万有引力的大小将变为( )
A. 9F B. 3F C. F3 D. F9
29. 2021年12月9日,翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员在“中国空间站”以天地互动的方式进行了8项太空授课项目,取得了非常好的效果。若将“中国空间站”绕地球的运动视为匀速圆周运动,已知“中国空间站”的质量为m,运动轨道半径为r。将地球视为质量分布均匀的球体,其质量为M,引力常量为G,则地球对“中国空间站”的万有引力大小为( )
A. GMmr B. GMmr2 C. MmGr2 D. GrMm
30. 2022年4月16日神舟13号胜利返回地面,查资料知道返回前神舟13号飞船会在离地高为h轨道上绕地做圆周运动再择机返回地面,飞船在轨道上做圆周运动的周期为T,已知地球半径R,万有引力常量G,则地球的质量为( )
A. 4π2R3GT2 B. 4π2h3GT2 C. 4π2(R+h)3GT2 D. 4π2R2(R+h)GT2
31. 北斗卫星导航系统由五十多颗卫星组成,其中有些卫星处在地球同步轨道,成为地球的同步卫星。这些地球同步卫星的周期是( )
A. 12h B. 24h C. 36h D. 48h
32. 如图,S1、S2、S3为火星与太阳连线在相等时间内扫过的任意三个面积,由开普勒行星运动定律可知( )
A. S1
33. 一辆汽车保持60Kw的额定功率行驶.当汽车的速度为20m/s时,牵引力的大小为( )
A. 2000N B. 2500N C. 3000N D. 4000N
34. 如图,小亮用力拉着木箱水平向右匀速前进,关于木箱所受各,力做功的情况,下列说法正确的是( )
A. 重力做正功 B. 拉力做正功 C. 支持力做负功 D. 摩擦力不做功
35. 质量为m的物体做自由落体运动,某时刻速度为v,此时重力的功率是( )
A. 0 B. 12mgv C. mgv D. 2mgv
36. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其速率( )
A. 一定等于7.9km/s B. 小于7.9km/s
C. 一定大于7.9km/s D. 在7.9km/s~11.2km/s之间
二、多选题(本大题共9小题,共18.0分)
37. 当物体处于平衡状态时,下列说法正确的是( )
A. 物体可能保持静止 B. 物体可能做匀速直线运动
C. 物体可能做匀减速直线运动 D. 物体可能做匀加速直线运动
38. 如图所示,轻杆端固定在水平转轴O上,另一端固定一个小球,轻杆随转轴在竖直平面内做圆周运动,当小球运动至最高点时,轻杆对小球的作用力( )
A. 方向一定竖直向上 B. 方向可能竖直向下
C. 大小可能为0 D. 大小不可能为0
39. 利用离心运动的机械叫做离心机械。下列机械属于离心机械的是( )
A. 洗衣机脱水筒 B. 棉花糖制作机 C. 低温离心机 D. 旋转秋千
40. 若人造卫星绕地球做匀速圆周运动,则离地面越近的卫星( )
A. 线速度越大 B. 线速度越小 C. 角速度越大 D. 角速度越小
41. 如图所示,一长为L的细线一端固定在A点,另一端系一小球,现使小球在水平面内绕O点做匀速圆周运动,细线与竖直方向的夹角为θ,在小球的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球所受合外力的方向水平指向O点
B. 小球所受合外力的方向沿细绳指向A点
C. 小球做匀速圆周运动的半径为L
D. 小球做匀速圆周运动的半径为Lsinθ
42. 将一个力分解为两个分力,合力与分力的关系是( )
A. 合力大小一定等于两个分力大小之和
B. 合力大小可能比每个分力都大,也可能比每个分力都小
C. 合力的大小不可能小于每个分力的大小
D. 合力的大小可能比一个分力大,比另一个分力小
43. 如图所示,小车在水平面上做直线运动,悬挂于车内的小球偏离竖直方向且与车保持相对静止,由此判断,小车的运动情况可能是( )
A. 向右做匀加速运动 B. 向右做匀减速运动
C. 向左做匀加速运动 D. 向左做匀减速运动
44. 关于匀速圆周运动和平抛运动,以下说法正确的是( )
A. 做匀速圆周运动和平抛运动的物体所受合力都是恒力
B. 平抛运动是匀变速曲线运动
C. 做平抛运动的物体,速度变化量方向总是竖直向下的
D. 匀速圆周运动和平抛运动都是变加速曲线运动
45. 2022年2月27日,文昌航天发射场长征八号火箭托举着22颗卫星腾空而起,创造了我国“一箭多星”数量最多的纪录。用于光学遥感的启明星一号卫星距地面高度为h,周期为T,地球可以看成半径为R的均匀球体,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,则下列根据题中信息求出的物理量正确的是( )
A. 启明星一号卫星的质量为4π2R3GT2 B. 地球的质量为4π2(R+h)3GT2
C. 地球的平均密度为3π(R+h)3GT2R3 D. 地球的平均密度为3g4πGR
第II卷(非选择题)
三、计算题(本大题共1小题,共10.0分)
46. 一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离L=5m(如图所示),雪橇与地面间的滑动摩擦力f=100N。求:
(1)拉力P对雪橇所做的总功。
(2)摩擦力f对雪橇所做的功。
(3)各力对雪橇所做的总功。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A、开普勒第三定律中R3T2=k,常数k是由中心天体决定的,与其他因素无关;故A正确;
B、牛顿发现了万有引力定律,卡文迪什首次用扭秤实验测出万有引力常量;故B错误;
C、海王星是先通过万有引力定律计算后才被发现的;故被称为“笔尖下发现的行星”;故C错误;
D、同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的。所以静止同步卫星只能在赤道的正上方,不可以“静止”在大庆的上方,故D错误;
故选:A。
开普勒第三定律中常数k是由中心天体决定的,与其他因素无关;卡文迪什测出引力常量;海王星被称为“笔尖下发现的行星”;根据同步卫星的特点可确定其位置。
本题考查有关万有引力定律发现的物理学史和同步卫星的特点,要注意准确掌握各物理学家的贡献,熟记同步卫星的几个一定“定周期,定轨道,定速度”。
2.【答案】D
【解析】解:A、功的正负不表示方向,也不表示大小;只表示是动力做功还是阻力做功,故只说明了能转化的方向;故ABC错误;
D、由W=FLcosθ可知,功的正负由力与位移的夹角决定,故D正确
故选:D。
功的正负不表示方向,功是标量;正功表示动力做功,而负功表示阻力做功.
本题考查功的正负的含义,要求明确功的正负不表示方向,只表示能量转化的方向
3.【答案】A
【解析】解:AB、匀速圆周运动的线速度大小不变,方向变化,是变速运动,故A正确B错误;
D、匀速圆周运动的加速度的大小不变,方向始终指向圆心,加速度是变化的,是变加速运动,故D错误;
C、匀速圆周运动的向心力的大小不变,方向始终指向圆心,是变化的,故C错误;
故选:A。
匀速圆周运动速度大小不变,方向变化,是变速运动;加速度方向始终指向圆心,加速度是变化的,是变加速运动。
矢量由大小和方向才能确定的物理量,所以当矢量大小变化、方向变化或大小方向同时变化时,矢量都是变化的。
4.【答案】D
【解析】解:AB、根据圆周运动公式可知,v=ωr=2πrT,故AB错误;
CD、根据圆周运动公式可知,ω=2πT=2πf,故C错误,D正确;
故选:D。
根据圆周运动公式推导出线速度和角速度的表达式。
本题主要考查了圆周运动的相关应用,熟悉公式的推导即可,属于基础题型。
5.【答案】B
【解析】解:根据公式ω=vr=4.02.0rad/s=2.0rad/s,故B正确,ACD错误;
故选:B。
根据公式v=ωr代入数据计算出角速度的大小。
本题主要考查了圆周运动的公式,熟记公式代入数据即可完成分析,属于基础题型。
6.【答案】C
【解析】解:根据向心力计算公式有:F=mv2R
代入数据解得:F=6.0N
故ABD错误,C正确;
故选:C。
根据F=mv2R求向心力的大小。
本题考查向心力,解题关键掌握基本公式即可。
7.【答案】A
【解析】解:AB、惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,可知带人后总质量变大,惯性变大。故A正确,B错误;
CD、惯性大小只与物体的质量有关,与物体是否运动、运动的快慢无关,故CD错误;
故选:A。
惯性是物体的固有属性,它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
惯性是物理学中的一个性质,它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质,不能和生活中的习惯等混在一起。
8.【答案】D
【解析】解:由胡克定律F=kx可得:
弹簧的形变量:x=Fk=6100m=0.06m=6cm
若弹簧处于伸长状态,则:l=l0+x=6cm+6cm=12cm
若弹簧处于压缩状态,则:l=l0-x=6cm-6cm=0cm(不符合实际,超出了弹簧的弹性限度),故D正确,ABC错误。
故选:D。
由题确定出弹簧的弹力和劲度系数,根据胡克定律求解弹簧的形变量,从而确定弹簧的长度。
本题考查胡克定律的基本应用,关键要知道公式F=kx中,x是弹簧伸长的长度或缩短的长度,不是弹簧的长度,该题还应特别注意单位的换算。
9.【答案】B
【解析】解:设10N的力为F1,2N的力为F2,
当两力方向相同时,合力最大,为Fmax=F1+F2=10N+2N=12N;
当两力方向相反时,合力最小,为Fmin=|F1-F2|=|10N-2N|=8N;
则这两个力的合力范围为:8N≤F合≤12N,有可能是10N,而5N、15N、6N是不可能的,故B正确,ACD错误
故选:B。
根据两个力的合力范围|F1-F2|≤F合≤F1+F2.找出合力的最大值和最小值,确定合力的范围,逐一看一下哪些力在该范围内,即可得知正确选项。
解决本题的关键掌握两个力的合力范围|F1-F2|≤F合≤F1+F2.
10.【答案】A
【解析】解:A、速度、加速度是矢量,故A正确;
B、加速度是矢量,质量是标量,故B错误;
C、速度是矢量,质量是标量,故C错误;
D、位移矢量,时间是标量,故D错误;
故选:A。
矢量是既有大小又有方向的物理量,运算时遵守平行四边形定则,而标量只有大小没有方向,运算遵守代数运算法则。
解决本题的关键要明确矢量与标量的区别:运算法则不同,矢量运算遵守平行四边形定则,标量运算遵守代数运算法则。
11.【答案】C
【解析】解:根据自由落体规律,h=12gt 2=12×10×2 2=20m,故C正确,ABD错误;
故选:C。
根据自由落体运动的规律h=12gt 2求出下降的高度.
解决本题的关键是理解自由落体运动的规律,常用公式有v=gt、h=12gt 2、v 2=2gh
12.【答案】B
【解析】解:手对桌面的压力与桌面对手的支持力是两个物体之间的相互作用,是一对作用力与反作用力,二者大小相等,方向相反,故B正确,ACD错误。
故选:B。
作用力和反作用力是发生在相互作用的物体上,即两个物体上,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
本题考查对作用力与反作用力的理解,要理解它们的特点,能正确区分作用力与反作用力和平衡力。
13.【答案】D
【解析】解:A、子弹出枪口的速度是研究的某一位置的速度,是瞬时速度,故A错误;
B、第3s末是一时刻,该时刻的速度表示瞬时速度,故B错误;
C、汽车通过站牌时的速度,是对应一个位置的速度,是瞬时速度,故C错误;
D、汽车从甲站行驶到乙站的速度表示一段位移内的速度,为平均速度。故D正确。
故选:D。
瞬时速度表示某一时刻或某一位置的速度,平均速度表示某一段时间或某一段位移内的速度。
解决本题的关键会区分平均速度和瞬时速度,瞬时速度表示某一时刻或某一位置的速度,平均速度表示某一段时间或某一段位移内的速度。
14.【答案】C
【解析】解:A、牛顿第一定律反映了物体在不受外力作用时将保持匀速直线运动状态或静止状态,故A正确;
B、不受外力作用时,由于惯性的作用,物体的运动状态保持不变,故B正确;
C、水平地面上的木块最终要停下来,是因为物体受到了摩擦力的作用,故C不正确;
D、力是改变物体运动状态的原因,故物体运动状态发生改变时,一定受到了外力的作用,飞跑的运动员,由于遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态,故D正确;
本题选择不正确的,故选:C。
牛顿第一定律描述了力和运动的关系,要明确力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因。
牛顿第一定律也称惯性定律,它揭示了力与运动的关系,在初学时应认真体会,加深理解。
15.【答案】D
【解析】解:A、前2s内物体做匀加速直线运动,加速度方向向下,该同学处于失重状态.故A错误.
B、前2s内同学的加速度大小a1=22m/s2=1m/s2,最后1s内加速度的大小a2=21m/s2=2m/s2,知前2s内该同学的加速度是最后1s内的一半.故B错误.
C、D、图线与时间轴围成的面积表示位移,则10s内的位移x=10+72×2m=17m,平均速度v=xt=1710m/s=1.7m/s.故C错误,D正确.
故选:D.
根据加速度的方向判断超失重情况:当加速度方向向上时物体处于超重状态,相反,加速度方向向下时物体处于失重状态;图线的斜率表示加速度,图线与时间轴围成的面积表示位移的大小.
解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义,知道图线与时间轴围成的面积表示位移,图线的斜率表示加速度.
16.【答案】C
【解析】解:置于光滑水平桌面上质量为1kg的物体,同时受到大小分别为4N和6N的两个水平力作用,合力范围为:
2N≤F≤10N
物体的质量为1kg,根据牛顿第二定律,加速度的范围为:
2m/s2≤a≤10m/s2,故ABD是可能的,C是不可能。
本题选不可能的,
故选:C。
两个共点力的合力范围为:F1+F2≥F≥|F1-F2|;先求解合力范围,再根据牛顿第二定律确定加速度范围。
本题关键是确定两个共点力的合力范围,然后牛顿第二定律公式a=Fm确定加速度范围。
17.【答案】D
【解析】解:A、当加速度方向与速度方向相同时,加速度减小,速度继续增大,故A错误;
B、当加速度方向与速度方向相反时,加速度增大,速度减小的更快,故B错误;
C、加速度是描述速度变化快慢的物理量,与速度变化量无关,故C错误;
D、加速度与速度没有必然关系,加速度由物体的受力和质量决定,故D正确;
故选:D。
根据加速度的定义式a=ΔvΔt可知物体的加速度等于物体的速度的变化率,加速度的方向就是物体速度变化量的方向,与物体速度的方向无关,即物体的速度变化越快物体的加速度越大.
本题考查加速度的定义式,只要理解了加速度的概念就能顺利解决,注意加速度与速度没有必然联系.
18.【答案】C
【解析】解:拉力在水平方向的分力即为物体受到的合外力,为:F合=Fcosθ
根据牛顿第二定律可得:a=F合m=Fcosθm,故C正确、ABD错误。
故选:C。
以物体为研究对象,根据牛顿第二定律进行解答。
本题主要是考查了牛顿第二定律的知识;利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用牛顿第二定律建立方程进行解答。
19.【答案】D
【解析】解:物体先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,设匀加速运动的加速度大小为a1,匀加速运动的加速度大小为a2,则a1=Δv1Δt1=124m/s2,a2=Δv2Δt2=1210-4m/s2=2m/s2,在4~10s内,根据牛顿第二定律得f=ma2=3×2N=6N,在0~4s内,有F-f=ma1,代入数据解得F=15N,故ABC错误,D正确。
故选:D。
先根据图象可得到物体有拉力作用时和撤去拉力作用后的加速度大小,然后根据牛顿第二定律列方程即可得到结果。
特别注意速度—时间图象的斜率表示加速度,根据牛顿第二定律写出两种情况下的加速度方程即可,此题颇为基础,难度中等。
20.【答案】C
【解析】解:力学中的基本物理量有三个,它们分别是长度、质量、时间,它们的单位分别为米、千克、秒,故C正确,ABD错误。
故选:C。
明确国际单位制的基本内容,牢记哪些单位为国际单位制中基本单位即可求解。
国际单位制规定了七个基本物理量.分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量.它们的在国际单位制中的单位称为基本单位,而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位;他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。
21.【答案】A
【解析】
【分析】
大齿轮与小齿轮是同缘传动,边缘点线速度大小相等,结合T=2πrv判断周期即可。
本题解题的关键在于把握同缘传动中边缘点线速度大小相等的特点。
【解答】
ABC、边缘有两个点A、B是皮带传动,线速度大小相等,故A正确,BC错误;
D、AB两点线速度大小相等,而半径不相等,根据T=2πrv可知A、B两点的周期不相等,故D错误。
22.【答案】C
【解析】解:由于曲线运动速度方向为该点切线的方向,所以在图中的点只有点v3速度方向符合要求,故C正确,ABD错误。
故选:C。
曲线运动的速度方向为该点切线的方向,由此分析即可。
本题主要考查了曲线运动瞬时速度的方向,知道任一点的切线方向为速度方向即可。
23.【答案】C
【解析】解:根据装置图可知,两球由相同高度同时运动,P做平抛运动,Q做自由落体运动,平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动,球的落地时间由竖直方向自由落体运动决定,由于两球同时运动,因此在任一时刻两球在竖直方向上高度相同,它们同时落地。该实验可以证明平抛运动可以分解为竖直方向上的自由落体运动。故C正确,ABD错误。
故选:C。
本题图源自课本中的演示实验,通过该装置可以判断两球同时落地,可以验证做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动;
本题比较简单,重点考查了平抛运动特点,平抛是高中所学的一种重要运动形式,要重点加强。
24.【答案】A
【解析】解:平抛运动可以分解为竖直方向上的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动,当物体落地时运动即停止,所以其飞行时间只与竖直高度有关,与初速度和位移等无关,故 A正确,BCD错误。
故选:A。
平抛运动是匀变速曲线运动,加速度不变。根据平抛运动的分解规律可知,平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。运动时间、落地速度都可以根据两个分运动规律解得。
本题考查平抛运动基本知识,需对平抛运动的性质,运动时间和速度方向相关知识熟练掌握。
25.【答案】C
【解析】解:小球离开无人机时,具有和无人机相同的水平速度,即v0=2.0m/s
根据小球竖直方向做自由落体运动得:h=12gt2
代入数据解得小球下落的时间为:t=2s;
根据小球水平方向做匀速直线运动得:x=v0t
代入数据解得小球释放点与落地点之间的水平距离为:x=4.0m;故C正确,ABD错误。
故选:C。
小球离开无人机后做平抛运动,根据小球竖直方向做自由落体运动求解小球下落的时间;根据小球水平方向做匀速直线运动求解水平距离。
本题主要是考查了平抛运动规律的应用,知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,能够根据平抛运动的规律结合运动学公式解答。
26.【答案】B
【解析】解:玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动,受到重力和支持力作用,合力提供向心力,故ACD错误,B正确。
故选:B。
对玻璃球受力分析,确定物体的受力情况;明确球受到的合外力充当向心力。
向心力是根据效果命名的力,只能由其它力的合力或者分力来充当,不是真实存在的力,不能说物体受到向心力。
27.【答案】D
【解析】解:物块做圆周运动,靠静摩擦力提供向心力,有:f=mrω2,故D正确,ABC错误。
故选:D。
物块和转盘一起做圆周运动,靠静摩擦力提供向心力,结合牛顿第二定律求出物块受到的摩擦力大小。
解决本题的关键知道物块做圆周运动向心力的来源,掌握向心力公式,并能灵活运用。
28.【答案】A
【解析】解:根据万有引力定律得:
甲、乙两个质点相距r,它们之间的万有引力为F=GMmr2;
若保持它们各自的距离不变,将它们之间的质量增大3倍,则甲、乙两个质点间的万有引力F'=G3M×3mr2=9GMmr2=9F,故A正确,BCD错误。
故选:A。
根据万有引力定律的内容:万有引力是与质量乘积成正比,与距离的平方成反比,进行分析,分别列出表达式即可求出质量变化后的引力大小。
本题考查万有引力定律的应用,要求解一个物理量大小变化,我们应该把这个物理量先表示出来,再根据已知量进行判断。
29.【答案】B
【解析】解:探测器绕火星做匀速圆周运动,根据万有引力定律可知火星对探测器的万有引力大小为F=GMmr2,故ACD错误,B正确。
故选:B。
已知探测器的质量为m,火星的质量为M,火星做匀速圆周运动的轨道半径为r,根据万有引力定律求火星对探测器的万有引力大小。
解答本题的关键要掌握万有引力定律,知道公式中r是火星做匀速圆周运动的轨道半径。
30.【答案】C
【解析】解:卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,有:GMm(R+h)2=m(R+h)4π2T2
解得:M=4π2(R+h)3GT2
故C正确,ABD错误;
故选:C。
卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力求出地球质量.
向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用.该类的题目中,运用万有引力提供向心力列出等式.然后应用要结合的圆周运动的知识解决问题.
31.【答案】B
【解析】解:地球同步卫星与地球自转周期相同,所以地球同步卫星的周期与地球自转周期相同,即为24h,故B正确,ACD错误。
故选:B。
根据地球同步卫星与地球周期相同,周期为24h,从而即可求解。
本题考查地球同步卫星的特点,要明确地球同步卫星的周期与地球自转周期相同,地球同步卫星在赤道正上方。
32.【答案】D
【解析】解:根据开普勒第二定律可知,火星与太阳连线在相等时间内扫过的面积相等,则有S1=S2=S3,故ABC错误,D正确;
故选:D。
根据开普勒第二定律即可解题。
本题主要考查了开普勒第二定律,解题关键是掌握火星与太阳连线在相等时间内扫过的面积相等。
33.【答案】C
【解析】解:根据功率与瞬时速度的关系P=Fv可得,当汽车的速度为20m/s时,牵引力的大小为:
F=Pv=60×10320=3000N
故选:C。
根据功率与瞬时速度的关系P=Fv求出牵引力的大小.
该题考查对瞬时功率的表达式的理解,解答的关键是知道功率与牵引力、速度的关系,基础题.
34.【答案】B
【解析】解:AC、重力与支持力的方向均与物体的运动方向垂直,不做功,故AC错误;
B、拉力为恒力,根据功的定义W=Fxcosθ,cosθ>0,拉力做正功,故B正确;
D、摩擦力与运动方向相反,做负功,故D错误。
故选:B。
根据功的定义W=Fxcosθ判断恒力是否做功,木箱做匀速运动,根据动能定理可知,合外力做功为零。
解答此题的关键是根据功的定义W=Fxcosθ判断力是否做功。要注意力是否对物体做功和做正功、负功的关键是看力和位移之间的夹角是大于0、等于0还是小于0。
35.【答案】C
【解析】解:物体的速度为v,则由P=Fv可得,重力的功率P=mgv,故C正确,ABD错误。
故选:C。
根据功率公式P=Fv即可求出重力的功率。
本题考查功率公式P=Fv的应用,要注意本公式可以求瞬时功率,也可以求平均功率。
36.【答案】B
【解析】解:第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最大环绕速度,第二宇宙速度是卫星脱离地球吸引的最小速度,所以人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其速率小于7.9km/s,故ACD错误,B正确;
故选:B。
根据第一宇宙速度与第二宇宙速度的含义和特点分析判断。
本题考查宇宙速度的理解,解题关键掌握三类宇宙速度的特点与含义。
37.【答案】AB
【解析】解:AB、当物体处于平衡状态时物体受力平衡,此时物体处于静止状态或匀速直线运动状态,故AB正确;
CD、物体做匀减速直线运动或匀加速直线运动时加速度不为零,物体不是处于平衡状态,故CD错误。
故选:AB。
物体处于静止状态或匀速直线运动状态时受力平衡,此时物体处于平衡状态。
本题主要是考查平衡状态,关键是理解物体处于平衡状态时的受力情况和运动情况。
38.【答案】BC
【解析】解:小球做匀速圆周运动,由合力提供向心力,小球运动到最高点时,设杆对小球的作用力方向竖直向下,则有:
mg+F=mω2R
解得:F=mω2R-mg
当ω=gR时,F=0;
当ω>gR时,F=mω2R-mg,杆对小球的作用力方向竖直向下。
当0≤ω
故选:BC。
小球在竖直平面内做匀速圆周运动,由合力提供向心力,小球运动到最高点时,根据牛顿第二定律求杆对球的作用力。
解题的关键是要明确小球做匀速圆周运动时,由合力提供向心力,沿圆弧切线方向的合力为零。
39.【答案】ABC
【解析】解:A、洗衣机脱水筒,转速增加,水所需要的向心力增加,当衣服对水的附着力小于水所需要的向心力,将发生离心现象,属于离心机械,故A正确;
B、棉花糖制作机,通过机器转速增加,所需要的向心力增加,发生离心现象,制成棉花糖,属于离心机械,故B正确;
C、低温离心机的工作原理是通过机器转速增加,所需要的向心力增加,发生离心现象,属于离心机械,故C正确;
D、旋转秋千做的是圆周运动,没有发生离心现象,不属于离心机械,故D错误。
故选:ABC。
物体做圆周运动时,当物体受到指向圆心的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时,物体就要远离圆心,此时物体做的就是离心运动。
根据离心运动的定义分析选项涉及到的机械的工作原理。
此题考查了离心现象,明确合力小于所需要的向心力时,物体就要远离圆心,做的就是离心运动,对照日常生活中的具体事例分析作答。
40.【答案】AC
【解析】解:地球卫星绕地球做匀速圆周运动,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,根据万有引力提供向心力,得GMmr2=mv2r=mω2r=ma=m4π2T2r
得v=GMr,ω=GMr3,a=GMr2,T=2πr3GM
可知,地球离地越近,轨道半径越小,线速度、角速度、加速度均越大,周期越小,故BD错误,AC正确。
故选:AC。
地球卫星绕地球做匀速圆周运动,根据人造卫星的万有引力等于向心力,列式求出线速度、角速度、加速度和周期与轨道半径的表达式,再进行分析即可.
本题的关键是掌握万有引力提供向心力这一基本思路,通过列式分析各量的关系.要记住线速度、角速度、加速度随与轨道半径的变化情况是一致的.
41.【答案】AD
【解析】解:AB、小球在水平面内绕O点做匀速圆周运动,小球受重力和绳的拉力两个力,两个力的合力提供向心力,向心力水平指向O点,故A正确,B错误。
CD、根据几何知识知小球做匀速圆周运动的半径为r=Lsinθ,故C错误,D正确。
故选:AD。
小球做匀速圆周运动,靠合力提供向心力.根据牛顿第二定律求出小球的向心力,根据几何知识求小球做匀速圆周运动的半径.
解决本题的关键搞清向心力的来源,根据几何知识求解半径,简单题目.
42.【答案】BD
【解析】解:A、合力与分力的大小关系遵循平行四边形定则,合力不是等于两个分力的大小之和。故A错误。
B、合力的大小可能比分力大,可能比分力小,也有可能与分力大小相等。故B、D正确,C错误。
故选:BD。
力的合成和分解遵循平行四边形定则,合力的大小可能比分力大,可能比分力小,也有可能与分力大小相等.
解决本题的关键知道合力和分力的大小遵循平行四边形定则.
43.【答案】AD
【解析】解:球和车厢相对静止,它们的运动情况相同,以球为研究对象,球受两个力作用:重力mg和线的拉力F,由球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动,故其加速度沿水平方向,合外力沿水平方向,作出平行四边形如图所示,球所受的合外力和加速度方向水平向右,所以车厢可能水平向右做匀加速直线运动,也可能水平向左做匀减速直线运动,故AD正确、BC错误。
故选:AD。
对小球进行受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,而车厢相对于小球静止,加速度相等,进而判断车厢的运动情况。
本题主要考查了牛顿第二定律及力的合成与分解原则,要求同学们能正确对小球进行受力分析,知道速度方向可能与加速度方向相同或相反。
44.【答案】BC
【解析】解:ABD、匀速圆周运动的向心力的方向始终是指向圆心的,方向是不断变化的,不是恒力,不是匀变速运动,平抛运动只受重力作用,合力为恒力,是匀变速曲线运动,故AD错误,B正确;
C、做平抛运动的物体,速度变化量方向和重力方向相同总是竖直向下的,故C正确;
故选:BC。
平抛运动的加速度不变,做匀变速曲线运动,匀速圆周运动的加速度大小不变,方向时刻改变,速度的大小不变,方向时刻改变.
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查,匀速圆周运动,平抛运动等都是曲线运动,对于它们的特点要掌握住.
45.【答案】BC
【解析】解:AB.对卫星绕地球做圆周运动,根据牛顿第二定律
GMm(R+h)2=m4π2T2(R+h)
代入可得地球质量为
M=4π2(R+h)3GT2
可知卫星的质量无法解得;
故A错误,B正确;
CD.根据密度的计算公式有:ρ=MV=M43πR3
联立解得:ρ=3π(R+h)3GT2R3
故C正确,D错误。
故选:BC。
万有引力提供向心力,从而求得地球的质量;无法计算卫星质量,根据密度的计算公式解得地球密度。
本题考查了万有引力定律及其应用,解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力两个理论,并能灵活运用。
46.【答案】解:(1)根据功的计算公式可知,拉力做的功为
WF=FLcosθ=500×5×0.8J=2000J
(2)雪橇受到的摩擦力做的功为
Wf=-100×5J=-500J
(3)雪橇受到了重力、支持力、拉力和摩擦力,因为重力和拉力不做功,所以合力对雪橇做的功为
W=WF-Wf=2000J-500J=1500J
答:(1)拉力P对雪橇所做的总功为2000J。
(2)摩擦力f对雪橇所做的功为-500J。
(3)各力对雪橇所做的总功为1500J。
【解析】熟悉雪橇的受力分析,结合功的计算公式即可完成分析。
本题主要考查了功的计算公式,熟悉受力分析的应用和功的计算公式即可完成分析,属于基础题型。
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