2021-2022学年吉林省长春市农安县高一(下)期末物理试题含解析
展开2021-2022学年吉林省长春市农安县高一(下)期末物理试题考试时间:90 分钟 满分:100 分
一、选择题:本题共 12 小题,每小题4 分,共 48 分。在 1~8 小题给出的四个选项中,只有一个选项正 确,在 9~12 小题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得4 分,选对但不全的得 2 分, 有选错的得 0 分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 做曲线运动的物体,其加速度一定是变化的
B. 做曲线运动的物体,其速度大小一定是变化的
C. 做匀速圆周运动的物体,其所受合力不一定指向圆心
D. 做匀速圆周运动物体,在任意相等时间内的位移大小相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体的加速度不变时,只要加速度方向与速度方向不在同一直线上,物体做匀变速曲线运动,A错误;
B.做曲线运动的物体,其速度方向在时刻发生改变,但速度大小不一定变化,比如匀速圆周运动,B错误;
C.做匀速圆周运动的物体,其所受合力只改变速度的方向,不改变速度的大小,故合力一定指向圆心,C错误;
D.做匀速圆周运动的物体,在任意相等时间内的位移大小相同,D正确;
故选D。
2. 如图所示,水平转台上放着一个纸箱A,当转台匀速转动时,纸箱相对转台静止。关于这种情况下纸箱A的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力
B. 受重力、台面的支持力和静摩擦力
C. 受重力和台面的支持力
D. 受重力、台面的支持力、向心力和滑动摩擦力
【答案】B
【解析】
【详解】当转台匀速转动时,纸箱相对转台静止,所以纸箱A受重力、台面的支持力和静摩擦力,其中静摩擦力提供纸箱随转台一起做圆周运动的向心力,向心力是效果力,是一种力或几种力的合力,不是某种性质的力,因此ACD错误,B正确;故选B。
3. 做匀速圆周运动的物体,其向心加速度( )
A. 大小不变,方向改变 B. 大小改变,方向不变
C. 大小和方向都改变 D. 大小和方向都不变
【答案】A
【解析】
【详解】物体做匀速圆周运动时,要受到指向圆心的向心力的作用,向心力大小不变,方向时刻变化,所以向心加速度的方向始终指向圆心,在不同的时刻方向是不同的,而大小不变。
故选A。
4. 如图,质量为m的小球固定在长为l的细轻杆的一端,绕细杆的另一端O在竖直平面上做圆周运动,球转到最低点A时,线速度的大小为,此时( )
A. 杆受到压力 B. 杆受到的拉力
C. 杆受到的压力 D. 杆受到的拉力
【答案】B
【解析】
【详解】假设小球在最低点A受到向上的拉力F,由牛顿第二定律可得
解得
故杆受到的拉力。
故选B。
5. 根据开普勒行星运动定律,行星P在图中四个位置,哪个位置处运动速度最大( )
A. a点 B. b点 C. c点 D. d点
【答案】D
【解析】
【详解】根据开普勒第二定律,行星近日点最快,在远日点最慢,所以在近日点d最快。
故选D。
6. 关于天体运动的规律,下列说法正确的是( )
A. 开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律
B. 第谷在天文观测数据的基础上,总结出行星运动的三个规律
C. 通过“月-地检验”验证万有引力定律是在已知引力常量数值的基础上进行的
D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长
【答案】D
【解析】
【详解】A.牛顿在开普勒定律的基础上,导出了行星运动的规律,故A错误;
B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出行星运动的三个规律,故B错误;
C.验证万有引力定律时,引力常量未知,是100多年后卡文迪许利用扭秤测出,故C错误;
D.根据万有引力提供向心力
得
火星到太阳的距离大于地球到太阳的距离,故火星公转周期大于地球的公转周期,故D正确。
故选D。
7. A、B两个物体的质量比为1:3,速度之比是3:1,那么它们的动能之比是( )
A. 1:1 B. 1:3 C. 3:1 D. 9:1
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由
可知他们的动能之比为3:1。
故选C。
8. 2022年3月23日,中国空间站“天宫课堂”第二课开讲。空间站轨道可简化为高度约400km的圆轨道,认为空间站绕地球做匀速圆周运动。在400km的高空也有非常稀薄的气体,为了维持空间站长期在轨道上做圆周运动,需要连续补充能量。下列说法中正确的是( )
A. 如果不补充能量,系统的机械能将增大
B. 如果不补充能量,空间站运行的角速度将变小
C. 空间站的运行速度小于第一宇宙速度
D. 空间站的运行速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
【答案】C
【解析】
【详解】A.如果不补充能量,在空气阻力作用下,系统的机械能将减小,A错误;
B.根据牛顿第二定律得
解得
如果不补充能量,轨道半径减小,空间站运行的角速度将变大,B错误;
CD.根据牛顿第二定律得
解得
空间站轨道半径大于近地卫星的轨道半径,所以空间站的运行速度小于第一宇宙速度,C正确,D错误。
故选C。
9. 如图所示的皮带传动中,两轮半径不等,下列说法正确的是( )
A. 两轮角速度相等
B. 两轮边缘线速度的大小相等
C. 同一轮上各点的向心加速度跟该点与中心的距离成正比
D. 大轮边缘一点向心加速度大于小轮边缘一点的向心加速度
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.两轮属于皮带传动,轮边缘上的点,线速度大小相等,角速度和半径成反比,A错误,B正确;
C.同一轮上的各点,做同轴传动,角速度相等,根据可知,向心加速度,C正确;
D.大轮和小轮的边缘线速度大小相等,但是大轮的半径大,根据可知,大轮边缘上点的向心加速度相对较小,D错误。
故选BC。
10. 下列所述的实例中(均不计空气阻力),机械能守恒的是
A. 子弹射穿木块的过程
B. 人乘电梯加速上升的过程
C. 小钢球在空中做平抛运动的过程
D. 小球沿光滑圆弧槽滑下的过程
【答案】CD
【解析】
【详解】机械能守恒的条件是只有重力做功.
A.子弹射穿木块的过程中摩擦力做功,机械能不守恒,故A错误;
B.人乘电梯加速上升的过程电梯对人做正功,机械能不守恒,故B错误;
C.小钢球在空中做平抛运动的过程只有重力做功,机械能守恒,故C正确;
D.小球沿光滑圆弧槽滑下的过程只有重力做功,机械能守恒,故D正确.
故选:CD.
点睛:机械能守恒的条件是只有重力做功.分析各个过程重力以外的其他力是否做功,即可判断.
11. 在下列几种情况下,甲乙两物体动能相等的是( )
A. 甲的速度是乙的2倍,甲的质量是乙的一半
B. 甲的质量是乙的2倍,甲的速度是乙的一半
C. 甲的质量是乙的4倍,甲的速度是乙的一半
D. 质量相同,速度的大小相同,但甲向东运动,乙向西运动
【答案】CD
【解析】
【详解】根据动能定义式Ek=,则有:
A.甲的速度是乙的2倍,甲、乙两物体动能要相等,则甲的质量是乙的,A错误;
B.甲的质量是乙的2倍,甲、乙两物体动能要相等,则甲的速度是乙的,B错误;
C.甲的质量是乙的4倍,甲、乙两物体动能要相等,甲的速度是乙的一半,C正确;
D.动能是标量,和速度大小无光,质量相同,速度大小相同的两物体,动能相同,D正确。
故选CD。
12. 如图所示,一木块静止在光滑水平地面上,一子弹水平射入木块中,射入深度为d,假设子弹在射入木块的过程中受阻力大小不变为f,已知木块运动s后开始做匀速直线运动,则( )
A. 子弹减少的动能为fd
B. 子弹减少的动能为f(s+d)
C. 木块获得的动能为f(s+d)
D. 木块获得的动能为fs
【答案】BD
【解析】
【详解】A、B项:对子弹由动能定理得,子弹减少的动能,故A错误,B正确;
C、D项:对木块由动能定理得,木块获得的动能,故C错误,D正确.
二、实验题。本题共6个空,每空2分,共12分。
13. 某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律,频闪仪每隔0.05 s闪光一次,如图所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。已知小球质量,当地重力加速度取。
时刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度/m∙s-1 | 4.99 | 4.48 | 3.98 | 3.48 |
(1)从到时间内,重力势能增量_____J(结果保留2位有效数字),动能减少量;
(2)在误差允许的范围内,若与近似相等,即可验证机械能守恒定律。由上述计算得____(选填“>”“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是___。
【答案】 ①. 0.62 ②. < ③. 存在空气阻力
【解析】
【详解】(1)[1]重力势能的增加量
(2)[2][3]由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在,导致动能减小量没有全部转化为重力势能,因此
14. 用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验:
(1)实验完毕后选出一条纸带如图所示,其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电,用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重物的质量为1.00kg,取g=10.0m/s2,甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了____J;此时重物的动能比开始下落时增加了____J(结果均保留三位有效数字);
(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以v2为纵轴画出了如图的图线,图线未过原点O的原因是______。
【答案】 ①. 1.86 ②. 1.71 ③. 先释放纸带,后接通电源(造成打第一个店已有初速度)
【解析】
【详解】(1) 减少的重力势能大小为mgh=mg×OB=1×10×0.186=1.86J
先求出B点的速度,B点速度大小等于AC中间时刻速度,则
m/s,那么B处的动能为
(2) 先释放重物,再接通计时器电源(“打下第一个点时重物已经有速度”也对)
三、计算题:本题共 3 小题,15题 8分,16、17每题10分,共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤;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
15. 如图所示,质量m=800kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为50 m。当小汽车通过凹形桥面最低点时对桥面的压力为8400N,则:
(1)汽车的运行速率是多少?
(2)若以所求速度行驶,汽车对凸形桥面最高点的压力是多少?(g取10 m/s2)
【答案】(1) 5m/s;(2) 7600N
【解析】
【详解】(1)汽车在最低点受到的支持力方向竖直向上,根据牛顿第二定律得
代入数据得
(2)当汽车运动到最高点时,受到的支持力方向竖直向下,,根据牛顿第二定律得
代入数据得
16. 已知地球表面的重力加速度为,地球的半径为,引力常量为,不考虑地球自转的影响。求:
(1)地球的质量;
(2)地球近地卫星速度大小和运行周期。
【答案】(1);(2),
【解析】
【详解】(1)不考虑地球自转的影响,地面上质量为的物体所受重力等于地球对物体引力有
解得
(2)设近地卫星的质量为,有
又
联立解得
,
17. 哈尔滨第24届世界大学生冬运会某滑雪道为曲线轨道,滑雪道长s=2.5×103m,竖直高度h=720m.运动员从该滑道顶端由静止开始滑下,经t=200s到达滑雪道底端时速度v=30m/s,人和滑雪板的总质量m=80kg,取g=10m/s2,求人和滑雪板
(1)到达底端时的动能;
(2)在滑动过程中重力做功的功率;
(3)在滑动过程中克服阻力做的功.
【答案】(1)36×104J (2)2.88×103W (3)5.4×105J
【解析】
【详解】(1)到达底端时的动能Ek=mv2
代入数据得Ek=3.6×104J
(2)在滑动过程中重力做的功W=mgh
功率P=
代入数据解得P=2.88×103W
(3)设在滑动过程中克服阻力做的功Wf,由动能定理有
mgh-Wf=mv2
代入数据解得Wf=5.4×105J
四、选做题。从下面的试题中选做一道试题作答,选择题4分:选对不全2分,全对4分;计算题8分,共12分
18. 关于元电荷的解释,下列说法正确的是( )
A. 元电荷就是电子或质子
B. 元电荷跟电子所带电荷量的大小相等
C. 元电荷的值是1 C
D. 物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.元电荷是指电子或质子所带的电荷量,不是质子或电子,故A错误,B正确;
C.电荷量e的数值最早是由密立根用实验测得,元电荷的值通常取
e=1.60×10-19C
故C错误;
D.任何物体的带电量均是元电荷的整数倍,故元电荷是自然界中已知的最小电荷量,故D正确;
故选BD。
19. 如图所示,一质量为m的带负电小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ角.已知电场强度为E,重力加速度为g.求:
(1)小球所带电荷量的大小;
(2)将细线突然剪断的瞬间,小球的加速度大小.
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)对小球受力分析,受重力、电场力和拉力,如图,根据共点力平衡条件,则有:
则所带电量为:
(2)剪短细线后,小球受到重力和电场力,合力恒定,如图,故做初速度为零的匀加速直线运动;则有:
则小球的加速度为:
20. 对于质量一定的物体,下列说法正确的是( )
A. 如果物体运动的速度大小不变,物体的动量也保持不变
B. 运动的物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向
C. 物体的动量发生改变,则合外力一定对物体做了功
D. 物体的动能发生改变,其动量一定发生改变
【答案】BD
【解析】
【详解】A.动量是矢量,只要速度方向发生变化,动量也发生变化,故A错误;
B.动量具有瞬时性,任一时刻物体动量的方向,即为该时刻物体的速度方向,故B正确;
C.当物体速度的方向改变而大小未变时,动量也发生了改变,但合外力对物体没有做功,故C错误;
D.物体的动能发生改变,则其速度大小一定改变,则动量一定改变,故D正确。
故选BD。
21. 如图所示,质量的物体以水平速度滑上静止在光滑水平面上的平板小车,小车质量,物体与小车车面之间的动摩擦因数,取,设小车足够长,求:
(1)小车和物体的共同速度的大小;
(2)在物体相对小车滑动的过程中,系统损失的动能。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)物体在小车上运动的过程,以物体和小车为系统,满足动量守恒,设共同速度大小为,则有
解得
(2)在物体相对小车滑动的过程中,系统损失的动能为
2021-2022学年吉林省长春市农安县高二(上)期末物理试卷(含答案解析): 这是一份2021-2022学年吉林省长春市农安县高二(上)期末物理试卷(含答案解析),共14页。试卷主要包含了P3.因为OP2=OP3,等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年吉林省长春市实验中学高一(下)第一次阶段性考试物理试题含解析: 这是一份2021-2022学年吉林省长春市实验中学高一(下)第一次阶段性考试物理试题含解析,共19页。试卷主要包含了选择题,计算题等内容,欢迎下载使用。
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