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江苏省淮安市高中校协作体2022-2023学年高一下学期期中物理试题
一、单选题
1.(2023高一下·云南月考)做曲线运动的物体,在运动过程中,一定变化的物理量是( )
A.加速度 B.质量 C.速度 D.合外力
2.(2023高一下·淮安期中)关于物体做曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.做曲线运动的物体,合外力一定为零
B.做曲线运动的物体,合外力一定是变化的
C.做曲线运动的物体,合外力方向与速度方向在同一直线上
D.做曲线运动的物体,合外力方向与加速度方向一定在同一直线上
3.(2023高一下·淮安期中)某游泳爱好者横渡富春江,他以恒定的速度向对岸游去,面部始终保持与河岸垂直。设江中各处水流速度相等,他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是( )
A.水速变大后,路程变长,时间不变
B.水速变大后,路程变长,时间变长
C.水速变大后,合速度变大,时间变短
D.路程、时间与水速无关
4.(2023高一下·淮安期中)旱冰爱好者在地面上滑行如图所示,若他正沿圆弧弯道以不变的速率滑行,则他( )
A.做匀速运动
B.所受的合力为0
C.受到重力、弹力、摩擦力和向心力
D.向心加速度方向不断变化
5.(2023高一下·淮安期中)运动员抛出去的篮球,在空中画出来一条美丽的曲线。站在赛场旁的观众观测到篮球某时刻速度大小为v,方向与水平地面成θ角,如图所示,则篮球竖直方向的分速度为( )
A. B.vcosθ C. D.
6.(2023高一下·淮安期中)在研究物体做曲线运动的条件实验中,小铁球以初速度在水平纸面上运动,忽略阻力,要使小铁球沿图中实线所示轨迹运动,则条形磁铁应垂直OC放置在( )
A.A位置 B.B位置 C.C位置 D.D位置
7.(2019高一下·青铜峡月考)决定平抛运动时间的是( )
A.抛出时的初速度 B.抛出时的高度
C.抛出时的初速度和高度 D.以上说法都不正确
8.(2023高一下·淮安期中)平抛物体的运动可以看成( )
A.水平方向的匀速运动和竖直方向的匀速运动的合成
B.水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀速运动的合成
C.水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀加速运动的合成
D.水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动的合成
9.(2023高一下·淮安期中)如图所示,某同学将一枚飞镖水平投向竖直悬挂的靶盘,结果飞镖打在靶心的正上方,若该同学仅仅减小投掷飞镖的速度,则飞镖从离手到击中靶盘的过程中( )
A.空中飞行时间不变 B.空中飞行时间变长
C.击中位置可能上移 D.不可能击中靶心
10.(2023高一下·淮安期中)一个物体以初速度v0水平抛出,落地时速度为v,则运动时间为(不计空气阻力,重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
11.(2023高一下·淮安期中)一定质量的物体在做匀速圆周运动过程中,所受到的合外力( )
A.大小为零 B.保持恒定 C.大小变化 D.方向变化
12.(2023高一下·淮安期中)下列说法正确的是( )
A.匀速圆周运动是一种匀速运动
B.匀速圆周运动是一种变速运动
C.匀速圆周运动的物体受的合外力为零
D.做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
13.(2023高一下·淮安期中)如图所示,在开门过程中,门上A、B两点的角速度、线速度v、向心加速度a、转速n的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
14.(2023高一下·淮安期中)走时准俑的时钟,时针和分针的角速度之比为( )
A.1∶12 B.12∶1 C.1∶60 D.60∶1
15.(2023·广东模拟)下列现象中属于防止离心现象带来危害的是( )
A.旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴
B.列车转弯处铁轨的外轨道比内轨道高些
C.拖把桶通过旋转使拖把脱水
D.洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水
16.(2021高一下·白城月考)A、B两物体做匀速圆周运动时的向心加速度随半径变化的关系图线如图所示,其中曲线为反比例函数的一部分,则( )
A.B物体运动时,其线速度的大小不变
B.B物体运动时,其角速度不变
C.A物体运动时,其角速度不变
D.A物体运动时,其线速度随的增大而减小
17.(2023高一下·淮安期中)嫦娥五号探测器绕月球可视为匀速圆周运动,其质量为m,轨道半径为r,线速度为v,则探测器所受的向心力大小为( )
A. B. C. D.
18.(2023高一下·淮安期中)对于万有引力定律的表达式,下列说法正确的是( )
A.G是引力常量,是人为规定的
B.当r等于零时,万有引力为无穷大
C.两物体受到的引力总是大小相等,与两物体质量是否相等无关
D.r是两物体间最近的距离
19.(2023高一下·淮安期中)为了培育优良品种,科学家们将植物种子放到宇宙飞船中,运载到太空轨道上去做实验。那么,这些植物的种子在太空轨道上和宇宙飞船一起绕地球运行时( )
A.处于完全失重状态 B.处于平衡状态
C.处于超重状态 D.处于静止状态
20.(2023高一下·淮安期中)在物理学史中,利用“扭秤实验”测出万有引力常量,并且被称为“称量地球质量”的物理学家是( )
A.第谷 B.伽利略 C.牛顿 D.卡文迪许
21.(2023高一下·淮安期中)经典力学不适用于下列哪种运动( )
A.“奋斗者”号的深海潜航 B.“嫦娥五号”的环月运动
C.新能源汽车的续航测试 D.微观粒子的波动
22.(2023高一下·新会期中)两个大小相等的实心均质小球,球心间距为L时,它们之间的万有引力大小为F,若把两小球球心间距离增大为时,则它们之间的万有引力大小为( )
A.F B. C. D.
23.(2023高一下·新会期中)关于行星运动的规律,下列说法符合史实和事实的是( )
A.天文学家第谷通过艰苦的观测,总结出行星运动三大定律
B.开普勒进行“月—地检验”,并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律
C.牛顿通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G
D.海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的,后人称其为“笔尖下发现的行星”
24.(2023高一下·淮安期中)2022年10月,我国将太阳探测卫星“夸父一号”发射升空,卫星顺利进入预定轨道。在“夸父一号”逐渐靠近太阳的过程中,其所受的太阳引力( )
A.逐渐减小 B.逐渐增大
C.先减小后增大 D.不变
25.(2023高一下·淮安期中)地球的半径为R,某卫星在地球表面所受地球对其万有引力为F,则该卫星在离地面高度约5R的轨道上,受到地球对其万有引力约为( )
A.5F B.6F C. D.
26.(2023高一下·淮安期中)“神舟十一号”飞船于2016年10月17日发射,对接“天宫二号”。若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为M,半径为R,引力常量为G,则飞船所在处的重力加速度大小为( )
A.0 B. C. D.
27.(2023高一下·淮安期中)中国航天事业迅猛发展,进入世界领先行列。如图所示,若A、B、C三颗人造地球卫星在同一平面内,沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动周期分别为TA、TB、TC,角速度分别为ωA、ωB、ωC,则( )
A.TA=TB=TC B.TA<TB<TC
C.ωA=ωB=ωC D.ωA<ωB<ωC
28.(2023高一下·淮安期中)如图所示,焦点为和的椭圆表示火星绕太阳运行的轨道,已知火星运行到A点的速率比运行到B点的速率小,则根据开普勒定律可知,太阳应位于( )
A.A处 B.B处 C.处 D.处
29.(2023高一下·淮安期中)力对物体做功的功率,表述正确的是( )
A.力对物体做功越多,这个力的功率就一定越大
B.力对物体做功越少,这个力的功率就一定越小
C.力对物体做功的时间越短,这个力的功率就越大
D.功率是表示做功快慢的物理量,而不是表示做功大小的物理量
30.(2023高一下·淮安期中)用100N的力在水平地面上拉车行走200m,拉力与水平方向成60°角斜向上。在这一过程中拉力对车做的功约是( )
A.3.0×104J B.4.0×104J C.1.0×104J D.2.0×104J
31.(2023高一下·淮安期中)质量为5t的汽车在水平路面上以v=20m/s的速度做匀速直线运动,所受的阻力为1.0×103N,则汽车发动机的瞬时功率为( )
A.2.0×104J B.1.1×104W C.2.0×104W D.2.2×104W
32.(2023高一下·淮安期中)如图所示,一滑雪运动员从山坡上的A点由静止开始滑到山坡底的B点,该运动员和雪橇的总质量为m,滑到B点的速度大小为v,A、B两点的高度差为h,重力加速度为g,在此过程中,该运动员和雪橇克服阻力做的功为( )
A. B. C. D.
33.(2023高一下·淮安期中)2022年4月16日,我国神舟十三号载人飞船在东风着落场平安着陆。如图所示为载人飞船在主降落伞牵引下正向地面匀速下降,此过程中飞船的机械能( )
A.增加 B.减少 C.不变 D.无法判断
34.(2023高一下·淮安期中)如图所示,一质量为、静止于地面1位置的足球被球员踢出后落到地面3的位置,在空中达到的最高点2的高度为。以地面为参考平面,则足球在最高点2时的重力势能为()( )
A.15J B.20J C.500J D.1500J
35.(2023高一下·淮安期中)如图,运动员将质量为m的足球从地面上以速度v踢出,足球恰好水平击中高为h的球门横梁。以地面为零势能面,不计空气阻力,则足球在飞行过程中的机械能为( )
A.mv2 B.mgh C.mv2+mgh D.mv2-mgh
36.(2023高一下·淮安期中)如图所示,轻弹簧的一端固定在墙上,小孩对弹簧的另一端施加一个向右的作用力让弹簧伸长,则在弹簧伸长的过程中,弹簧的弹性势能( )
A.增加 B.减小
C.先增加后减小 D.先减小后增加
37.(2019高一下·太原期末)在平直公路上以“6挡”匀速行驶的汽车,遇到上坡时,在功率保持不变时,必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位,其目的是( )
A.增大速度,得到较小的牵引力 B.减小速度,得到较小的牵引力
C.增大速度,得到较大的牵引力 D.减小速度,得到较大的牵引力
38.(2020高一下·江苏月考)一端固定的轻质弹簧处于原长,第一次用互成角度的两个力F1、F2拉弹簧的另一端至O点,如图所示,在此过程F1、F2分别做了6 J、8 J的功,;第二次换用另一个力F仍使弹簧重复上述过程,该过程F所做的功是( )
A.2 J B.8 J C.10 J D.14 J
39.(2023·广东模拟)北斗导航系统中的地球同步卫星绕地球近似做匀速圆周运动,其运行的线速度( )
A.大于第一宇宙速度 B.等于第一宇宙速度
C.小于第一宇宙速度 D.等于第二宇宙速度
40.(2023高一下·淮安期中)下列关于机械能守恒的说法正确的是( )
A.做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒
B.做匀加速直线运动的物体的机械能不可能守恒
C.运动物体只要不受摩擦力作用,其机械能就一定守恒
D.物体只发生动能和势能的相互转化时,其机械能一定守恒
41.(2023高一下·淮安期中)一质量为m的物体以加速度匀加速下降距离h的过程中,下列说法中正确的是( )
A.物体的动能增加了mgh
B.物体的重力势能减少了mgh
C.物体所受合力为
D.除重力以外的其他力的合力为
42.(2021高一下·金华期末)如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离,恰好垂直落在球拍上的B点,已知球拍与水平方向夹角 , 两点高度差 ,忽略空气阻力,重力加速度 ,则球刚要落到球拍上时速度大小为( )
A. B. C. D.
43.(2023高一下·淮安期中)如图所示,一辆汽车驶上一圈弧形的拱桥,当汽车以30m/s的速度经过桥顶时,恰好对桥顶没有压力。若汽车以10m/s的速度经过桥顶,则汽车对桥项的压力与汽车自身重力之比为( )
A.8:9 B.9:8 C.1:3 D.3:1
44.(2023高一下·淮安期中)如图所示,均质细杆的上端A靠在光滑竖直墙面上,下端置于光滑水平面上,现细杆由与墙面夹角很小处滑落,则当细杆A端与B端的速度大小之比为时,细杆与水平面间夹角为( )
A. B. C. D.
45.(2023高一下·淮安期中)如图为一物体在水平力作用下沿水平面运动位移的图象,则该水平力在这段位移内对物体所做的功的大小为( )
A.800J B.1200J C.1600J D.无法计算
二、实验题
46.(2023高一下·淮安期中)某实验小组利用图示装置验证机械能守恒定律。实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源,然后释放纸带。打出的纸带如图所示,选取纸带上打出的连续五个点 A、B、C、D、E,测出 A 点距起点 O 的距离为 x0 ,点 A、C 间的距离为x 1,点 C、E 间的距离为x 2.已知重物的质量为 m,交流电的频率为 f,从释放纸带到打出点 C:
(1)关于“验证机械能守恒定律”的实验,以下说法中正确的是___________(填选项前的字母)。
A.实验时需要称出重物的质量
B.实验中应先释放纸带,再接通电源
C.重物最好选用密度大、质量大的
(2)在验证机械能守恒定律的实验中,若以为纵轴、以 h 为横轴,根据实验数据绘出的图像应是 ,才能验证机械能守恒定律,图像的斜率等于 的数值。
(3)一般来说,实验中测得的ΔEp ΔEk(填“大于”、“等于”“小于”),这是因为 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】AD. 做匀变速曲线运动的物体,加速度与合外力均不变,AD不符合题意;
B.质量是物体的固有属性,故做曲线运动的物体,质量不变,B不符合题意;
C.做曲线运动的物体,在运动过程中,速度的方向一定变化,故一定变化的物理量是速度,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】曲线运动中物体的速度为该点的切线方向,质量是物体的固有属性。
2.【答案】D
【知识点】曲线运动的条件;曲线运动
【解析】【解答】A.做曲线运动的物体,由于速度方向不断改变,物体的加速度不为零,根据牛顿第二定律,物体的合外力也一定不为零,A错误;
C.做曲线运动的物体,例如平抛运动,物体的合外力不变,B错误;
C.根据曲线运动的条件,合外力方向与速度方向不在同一直线上,C错误;
D.合外力方向与加速度方向相同,做曲线运动的物体,合外力方向与加速度方向一定在同一直线上,D正确。
故选:D。
【分析】做曲线运动的物体,合外力一定不为零,但可以是恒力,同时合外力与速度不共线,但与加速度方向共线。
3.【答案】A
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】在垂直于河岸方向上,游泳者的速度恒定不变,河的宽度一定,根据t=,其过河所用时间一定,不受水速影响。但若水速增加,根据速度合成原理,合速度变大,时间一定,路程变长。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】根据t=,分析渡河时间,根据速度合成原理,合速度变大,分析路程变长。
4.【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.旱冰爱好者沿圆弧弯道以不变的速率滑行 ,做匀速圆周运动,速度方向在改变,不是匀速运动,故A错误;
B.旱冰爱好者做匀速圆周运动,所受合力不是0,合力提供做圆周运动的向心力,故B错误;
C.旱冰爱好者受到重力、弹力、摩擦力。向心力是一种效果力,受力分析时不加入向心力,合力提供向心力。故C错误;
D.向心加速度的方向时刻指向圆周运动的圆心,故向心加速度方向不断变化。故D正确。
故选:D。
【分析】匀速圆周运动是变速曲线运动;合力提供做圆周运动的向心力;向心力是一种效果力,合力提供向心力;向心加速度的方向不断变化。
5.【答案】A
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】将篮球的速度沿竖直方向和水平方向进行正交分解,则竖直方向分速度为v竖= 。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】根据运动合成和分解,求解 篮球竖直方向的分速度 。
6.【答案】B
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】曲线运动受力指向曲线内侧,磁铁对铁球的引力向下侧,所以磁铁应放在B位置。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】曲线运动受力指向曲线内侧。
7.【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据平抛运动规律则 ,显然决定飞行时间的应该是平抛运动物体的高度,
故答案为:B
【分析】利用平抛运动的位移公式可以判别高度决定时间。
8.【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据平抛运动规律,平抛运动可以分解成水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动。故ABC错误,D正确。
故选:D。
【分析】根据平抛运动规律,分析平抛运动分运动性质。
9.【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB.飞镖做平抛运动,水平方向上匀速直线运动,竖直方向上自由落体运动。仅仅减小投掷飞镖的速度v时,根据x=vt,x不变,则击中靶盘的时间变长,即在空中飞行时间变长。故A错误,B正确;
CD.竖直方向上,根据h=gt2,当t变大,竖直位移变大,击中点向下偏移,有可能击中靶心。故C错误,D正确。
故选:B。
【分析】根据飞镖做平抛运动,水平方向上匀速直线运动,竖直方向上自由落体运动,即可解答。
10.【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据速度的关系,落地时物体竖直方向上的速度vy=,则运动时间为 t== ,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】根据速度的关系,求落地竖直速度,再根据速度—时间公式,求运动时间。
11.【答案】D
【知识点】向心力
【解析】【解答】匀速圆周运动,合外力大小不变,方向时刻指向圆心且不断变化,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【分析】匀速圆周运动合力提供向心力,方向时刻变化。
12.【答案】B
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】AB.匀速圆周运动,速度大小保持不变,但方向一直变化,是变速运动。故A错误,B正确;
CD.匀速圆周运动,合力提供向心力,物体受到的合外力不是零,不可能处于平衡状态。故CD错误。
故选:B。
【分析】匀速圆周运动是变速运动;合力提供向心力,不受平衡状态。
13.【答案】C
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】同轴转动,角速度相等,根据v=r,a=2r,n=,A点半径更大,故C正确,ABD错误。故选:C。
【分析】同轴转动,角速度相等,根据v=r,a=2r,n=,分析比较。
14.【答案】A
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】时针转一圈需要12个小时,分针转一圈需要1小时,故其角速度之比为,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】本题根据角速度定义=,即可找到 时针和分针的角速度之比。
15.【答案】B
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】 旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴 , 拖把桶通过旋转使拖把脱水和洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水 ,都是利用的离心运动;在修建铁路时,列车转弯处铁轨的外轨比内规高些,目的是由重力的分力提供一部分向心力,弥补向心力不足,防止车速过大,火车产生离心运动而发生侧翻,属于防止离心现象带来的危害。
故单位:B
【分析】物体做圆周运动时需要外界提供向心力,当外界所提供的向心力消失或不够时,物体将做离心运动。
16.【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;向心加速度
【解析】【解答】AB.B图中a与r成正比,则由向心加速度公式a=ω2r可知,B物体运动的角速度保持不变,B符合题意,A不符合题意;
CD.A图中a与r成反比,则由向心加速度公式 可知,A物体的线速度大小不变,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据向心加速度与角速度、线速度的关系判断分析。
17.【答案】A
【知识点】向心力
【解析】【解答】探测器所受的向心力大小F==m=mv,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】本题根据向心力公式F==m=mv,即可解答。
18.【答案】C
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】A.引力常量G的值是卡文迪许利用“扭秤实验”测定,不是人为规定,A错误;
B.当两个物体间的距离趋近于零时,万有引力公式不再适用,B错误;
C.力是物体间的相互作用,根据牛顿第三定律,两物体之间的万有引力是一对相互作用力,总是大小相等,与两物体是否相等无关,C正确;
D.r是两质点之间的距离,质量分布均匀的球体,r是两球体球心之间的距离,D错误。
故选:C。
【分析】引力常量G的值是卡文迪许测定;万有引力公式适用于质点;万有引力是一对相互作用力;质量分布均匀的球体,r是两球体球心之间的距离。
19.【答案】A
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】植物的种子在太空轨道上和宇宙飞船一起绕地球运行时处于完全失重状态。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】宇宙飞船绕地球飞行处于完全失重状态。
20.【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】牛顿提出了万有引力定律,卡文迪许利用“扭秤实验”测出引力常量,并且被称为“称量地球质量”的物理学家。故D正确,ABC错误。
故选:D。
【分析】卡文迪许被称为“称量地球质量”的物理学家。
21.【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学适用于宏观低速运动,“奋斗者”号的深海潜航、“嫦娥五号”的环月运动、新能源汽车的续航测试均属于宏观低速运动,微观粒子的波动适用于量子力学。故D正确,ABC错误。
故选:D。
【分析】经典力学适用于宏观低速运动,微观粒子的波动适用于量子力学。
22.【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】 球心间距为L时 ,,球心间距为2L时 ,,故D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D
【分析】根据万有引力定律求解。
23.【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A. 天文学家开普勒通过艰苦的观测,总结出行星运动三大定律,故A不符合题意;
B. 牛顿进行“月—地检验”,并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律,故B不符合题意;
C. 卡文迪许通过扭秤实验测得引力常量G,故C不符合题意;
D.海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的,后人称其为“笔尖下发现的行星”,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可。
24.【答案】B
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】根据F=G,“夸父一号”靠近太阳的过程中,距离r减小,其所受的太阳引力逐渐增大。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】根据F=G,分析其所受的太阳引力 变化。
25.【答案】D
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】根据F=G,则该卫星在离地面高度约5R的轨道上, 距离变6倍, 受到地球对其万有引力约为,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【分析】根据F=G,分析卫是星受到地球对其万有引力 变化。
26.【答案】B
【知识点】向心加速度
【解析】【解答】飞船质量为m,在距地面高度为h的地方,地球的引力等于重力=mg
解得飞船所在处的重力加速度g=,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【分析】根据地球的引力等于重力,分析飞船所在处的重力加速度大小 。
27.【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】万有引力提供向心力,则=m=m,则TA<TB<TC,ωC<ωB<ωA,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】万有引力提供向心力,则=m=m,分析周期和角速度大小。
28.【答案】C
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】根据开普勒第二定律,近日点速率大于远日点的速率,B点的速率大,故B点为近日点,所以F1为太阳所在位置。故ABD错误;C正确。
故选:C。
【分析】根据开普勒第二定律,近日点速率大于远日点的速率。
29.【答案】D
【知识点】功的概念
【解析】【解答】ABC.根据功率定义式有P=,功率为单位时间内做功大小,功率的大小与做功多少、做功的时间没有直接关系,故ABC错误;
D.功率是表示做功快慢,不表示做功多少,故D正确。
故选:D。
【分析】功率为单位时间内做功大小,表示做功快慢。
30.【答案】C
【知识点】功的计算
【解析】【解答】根据功的定义,W=Flcos=100200cos60=1.0×104J ,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】根据功的定义,W=Flcos,求拉力做的功。
31.【答案】C
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】汽车发动机的瞬时功率P=Fv,以v=20m/s的速度做匀速直线运动时,牵引力与阻力平衡,有
F=f=1.0×103N,则P=Fv=fv=2.0×104W,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【分析】匀速直线运动时,求牵引力,再根据瞬时功率计算式,求瞬时功率。
32.【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】运动员和雪橇从A点到B点过程, 根据动能定理mgh-Wf=
解得运动员和雪橇克服阻力做的功Wf=,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】运动员和雪橇从A点到B点过程, 根据动能定理列式,求运动员和雪橇克服阻力做的功。
33.【答案】B
【知识点】功能关系
【解析】【解答】载人飞船匀速下降,动能不变,重力势能减小,则机械能减小。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】根据运动状态,分析动能和重力势能,从而判断机械能变化。
34.【答案】A
【知识点】重力势能
【解析】【解答】以地面为零势能面,足球在最高点2时,重力势能为mgh=0.5103J=15J,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】选取零势能面,根据重力势能定义,分析重力势能大小。
35.【答案】A
【知识点】功能关系
【解析】【解答】以地面为零势能面,足球在地面上的机械能为mv2 ,不计阻力,足球的机械能守恒,则飞行过程的机械能均为mv2,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】选取零势能面,求足球在地面上的机械能,根据足球的机械能守恒,分析足球在飞行过程中的机械能 不变。
36.【答案】A
【知识点】弹性势能
【解析】【解答】小孩对弹簧的另一端施加一个向右的作用力让弹簧伸长的过程中,形变量增大,弹性势能增大。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】形变量增大,弹性势能增大。
37.【答案】D
【知识点】功率及其计算;机车启动
【解析】【解答】AC. 在功率保持不变时,必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位,速度变小,AC不符合题意。
BD. 在功率保持不变时,必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位,速度变小,根据功率方程 可知,得到较大的牵引力,更容易上坡,B不符合题意D符合题意。
故答案为:D
【分析】对于功率的公式P=Fv,当发动机的输出牵引力比较大时,对应的速度就比较小,故上坡时速度会很小。
38.【答案】D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】 拉弹簧的作用效果与力F拉弹簧的作用效果相同,故力F拉弹簧做的功等于力 拉弹簧做功之和故为W=6+8=14J,
故答案为:D.
【分析】利用效果相同可以求出第二次拉力做功的大小。
39.【答案】C
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】根据万有引力提供向心力:,
解得:,
可见,当卫星的轨道半径等于地球半径时,运行速度等于第一宇宙速度,而同步卫星的轨道半径大于地球半径,故同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度,第二宇宙速度大于第一宇宙速度,故C符合题意。
故答案为:C
【分析】卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力分析判断。
40.【答案】D
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A.做匀速直线运动,动能不变,势能可以变化,机械能不一定守恒,A错误;
B.做匀加速直线运动,如果在运动过程中只有重力做功,机械能可能守恒,B错误;
C.运动物体不受摩擦力时也可能还有除重力外的其他力对物体做功,机械能仍可能不守恒,C错误;
D.物体只有动能与势能相互转化时,机械能一定保持不变,D正确。
故选:D。
【分析】判断机械能是否守恒可以使用:1.定义法,根据动能和势能分析机械能变化;2.做功法,除重力和系统内弹力外没有其他力做功,机械能守恒。
41.【答案】B
【知识点】牛顿第二定律;动能定理的综合应用
【解析】【解答】 一质量为m的物体以加速度匀加速下降距离h的过程中, 动能增量为合外力做功,根据牛顿第二定律,合力F=ma=,故动能增量为Fh=,重力做功mgh,故重力势能减小mgh,除重力外其他力为-mg=-,方向与重力相反,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】根据动能定理,分析动能变化;根据重力势能重力做功关系,分析重力势能变化;根据牛顿第二定律求合外力;根据力的合成求其他力。
42.【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】由题意有 ,可得
将球刚要落到球拍上时的速度沿水平方向和竖直方向分解,如图所示
竖直分速度大小
则球在B点的速度大小
A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据平抛运动的相关知识和规律,以及球落在球拍上时的几何关系列方程求解。
43.【答案】A
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】 当汽车以30m/s的速度经过桥顶时,恰好对桥顶没有压力。 此时满足mg=m, 若汽车以10m/s的速度经过桥顶, 满足mg-F=m,联立解得 汽车对桥项的压力与汽车自身重力之比为 8:9,故A正确,BCD错误。
【分析】竖直面圆周运动,合力提供向心力,根据情况受力分析列式,即可解答。
44.【答案】A
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】当细杆与水平面间夹角为 时,细杆A端与B端的速度沿杆方向的分速度相等,即vAsin =vBcos , 细杆A端与B端的速度大小之比为时, 解得 为 ,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】细杆A端与B端的速度沿杆方向的分速度相等,根据速度正交分解,求解角度。
45.【答案】B
【知识点】功的计算
【解析】【解答】F-s面积代表做功,则 该水平力在这段位移内对物体所做的功的大小 W=,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】F-s面积代表做功,即可解答。
46.【答案】(1)C
(2)过原点的倾斜直线;g
(3)大于;重物克服阻力做功
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)A.“验证机械能守恒定律”,分析mgh=,m可约去,不需要测质量,故A错误;
B.为充分利用纸带,实验中应先接通电源,再释放纸带,故B错误;
C.实验供选择的重物应该相对质量较大、密度较大的物体,减少摩擦阻力的影响,故C正确。
故选:C。
(2)机械能守恒,mgh=,则,图像应是过原点的倾斜直线,图像斜率为g。
(3)因阻力影响,一般 ΔEp > ΔEk 。
【分析】“验证机械能守恒定律”,m可约去;实验中应先接通电源,再释放纸带;选择的重物应该相对质量较大、密度较大的物体。的图像是过原点的倾斜直线,图像斜率为g。因阻力影响,一般 ΔEp > ΔEk 。
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江苏省淮安市高中校协作体2022-2023学年高一下学期期中物理试题
一、单选题
1.(2023高一下·云南月考)做曲线运动的物体,在运动过程中,一定变化的物理量是( )
A.加速度 B.质量 C.速度 D.合外力
【答案】C
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】AD. 做匀变速曲线运动的物体,加速度与合外力均不变,AD不符合题意;
B.质量是物体的固有属性,故做曲线运动的物体,质量不变,B不符合题意;
C.做曲线运动的物体,在运动过程中,速度的方向一定变化,故一定变化的物理量是速度,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】曲线运动中物体的速度为该点的切线方向,质量是物体的固有属性。
2.(2023高一下·淮安期中)关于物体做曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.做曲线运动的物体,合外力一定为零
B.做曲线运动的物体,合外力一定是变化的
C.做曲线运动的物体,合外力方向与速度方向在同一直线上
D.做曲线运动的物体,合外力方向与加速度方向一定在同一直线上
【答案】D
【知识点】曲线运动的条件;曲线运动
【解析】【解答】A.做曲线运动的物体,由于速度方向不断改变,物体的加速度不为零,根据牛顿第二定律,物体的合外力也一定不为零,A错误;
C.做曲线运动的物体,例如平抛运动,物体的合外力不变,B错误;
C.根据曲线运动的条件,合外力方向与速度方向不在同一直线上,C错误;
D.合外力方向与加速度方向相同,做曲线运动的物体,合外力方向与加速度方向一定在同一直线上,D正确。
故选:D。
【分析】做曲线运动的物体,合外力一定不为零,但可以是恒力,同时合外力与速度不共线,但与加速度方向共线。
3.(2023高一下·淮安期中)某游泳爱好者横渡富春江,他以恒定的速度向对岸游去,面部始终保持与河岸垂直。设江中各处水流速度相等,他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是( )
A.水速变大后,路程变长,时间不变
B.水速变大后,路程变长,时间变长
C.水速变大后,合速度变大,时间变短
D.路程、时间与水速无关
【答案】A
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】在垂直于河岸方向上,游泳者的速度恒定不变,河的宽度一定,根据t=,其过河所用时间一定,不受水速影响。但若水速增加,根据速度合成原理,合速度变大,时间一定,路程变长。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】根据t=,分析渡河时间,根据速度合成原理,合速度变大,分析路程变长。
4.(2023高一下·淮安期中)旱冰爱好者在地面上滑行如图所示,若他正沿圆弧弯道以不变的速率滑行,则他( )
A.做匀速运动
B.所受的合力为0
C.受到重力、弹力、摩擦力和向心力
D.向心加速度方向不断变化
【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.旱冰爱好者沿圆弧弯道以不变的速率滑行 ,做匀速圆周运动,速度方向在改变,不是匀速运动,故A错误;
B.旱冰爱好者做匀速圆周运动,所受合力不是0,合力提供做圆周运动的向心力,故B错误;
C.旱冰爱好者受到重力、弹力、摩擦力。向心力是一种效果力,受力分析时不加入向心力,合力提供向心力。故C错误;
D.向心加速度的方向时刻指向圆周运动的圆心,故向心加速度方向不断变化。故D正确。
故选:D。
【分析】匀速圆周运动是变速曲线运动;合力提供做圆周运动的向心力;向心力是一种效果力,合力提供向心力;向心加速度的方向不断变化。
5.(2023高一下·淮安期中)运动员抛出去的篮球,在空中画出来一条美丽的曲线。站在赛场旁的观众观测到篮球某时刻速度大小为v,方向与水平地面成θ角,如图所示,则篮球竖直方向的分速度为( )
A. B.vcosθ C. D.
【答案】A
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】将篮球的速度沿竖直方向和水平方向进行正交分解,则竖直方向分速度为v竖= 。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】根据运动合成和分解,求解 篮球竖直方向的分速度 。
6.(2023高一下·淮安期中)在研究物体做曲线运动的条件实验中,小铁球以初速度在水平纸面上运动,忽略阻力,要使小铁球沿图中实线所示轨迹运动,则条形磁铁应垂直OC放置在( )
A.A位置 B.B位置 C.C位置 D.D位置
【答案】B
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】曲线运动受力指向曲线内侧,磁铁对铁球的引力向下侧,所以磁铁应放在B位置。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】曲线运动受力指向曲线内侧。
7.(2019高一下·青铜峡月考)决定平抛运动时间的是( )
A.抛出时的初速度 B.抛出时的高度
C.抛出时的初速度和高度 D.以上说法都不正确
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据平抛运动规律则 ,显然决定飞行时间的应该是平抛运动物体的高度,
故答案为:B
【分析】利用平抛运动的位移公式可以判别高度决定时间。
8.(2023高一下·淮安期中)平抛物体的运动可以看成( )
A.水平方向的匀速运动和竖直方向的匀速运动的合成
B.水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀速运动的合成
C.水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀加速运动的合成
D.水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动的合成
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据平抛运动规律,平抛运动可以分解成水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动。故ABC错误,D正确。
故选:D。
【分析】根据平抛运动规律,分析平抛运动分运动性质。
9.(2023高一下·淮安期中)如图所示,某同学将一枚飞镖水平投向竖直悬挂的靶盘,结果飞镖打在靶心的正上方,若该同学仅仅减小投掷飞镖的速度,则飞镖从离手到击中靶盘的过程中( )
A.空中飞行时间不变 B.空中飞行时间变长
C.击中位置可能上移 D.不可能击中靶心
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB.飞镖做平抛运动,水平方向上匀速直线运动,竖直方向上自由落体运动。仅仅减小投掷飞镖的速度v时,根据x=vt,x不变,则击中靶盘的时间变长,即在空中飞行时间变长。故A错误,B正确;
CD.竖直方向上,根据h=gt2,当t变大,竖直位移变大,击中点向下偏移,有可能击中靶心。故C错误,D正确。
故选:B。
【分析】根据飞镖做平抛运动,水平方向上匀速直线运动,竖直方向上自由落体运动,即可解答。
10.(2023高一下·淮安期中)一个物体以初速度v0水平抛出,落地时速度为v,则运动时间为(不计空气阻力,重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据速度的关系,落地时物体竖直方向上的速度vy=,则运动时间为 t== ,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】根据速度的关系,求落地竖直速度,再根据速度—时间公式,求运动时间。
11.(2023高一下·淮安期中)一定质量的物体在做匀速圆周运动过程中,所受到的合外力( )
A.大小为零 B.保持恒定 C.大小变化 D.方向变化
【答案】D
【知识点】向心力
【解析】【解答】匀速圆周运动,合外力大小不变,方向时刻指向圆心且不断变化,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【分析】匀速圆周运动合力提供向心力,方向时刻变化。
12.(2023高一下·淮安期中)下列说法正确的是( )
A.匀速圆周运动是一种匀速运动
B.匀速圆周运动是一种变速运动
C.匀速圆周运动的物体受的合外力为零
D.做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
【答案】B
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】AB.匀速圆周运动,速度大小保持不变,但方向一直变化,是变速运动。故A错误,B正确;
CD.匀速圆周运动,合力提供向心力,物体受到的合外力不是零,不可能处于平衡状态。故CD错误。
故选:B。
【分析】匀速圆周运动是变速运动;合力提供向心力,不受平衡状态。
13.(2023高一下·淮安期中)如图所示,在开门过程中,门上A、B两点的角速度、线速度v、向心加速度a、转速n的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】同轴转动,角速度相等,根据v=r,a=2r,n=,A点半径更大,故C正确,ABD错误。故选:C。
【分析】同轴转动,角速度相等,根据v=r,a=2r,n=,分析比较。
14.(2023高一下·淮安期中)走时准俑的时钟,时针和分针的角速度之比为( )
A.1∶12 B.12∶1 C.1∶60 D.60∶1
【答案】A
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】时针转一圈需要12个小时,分针转一圈需要1小时,故其角速度之比为,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】本题根据角速度定义=,即可找到 时针和分针的角速度之比。
15.(2023·广东模拟)下列现象中属于防止离心现象带来危害的是( )
A.旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴
B.列车转弯处铁轨的外轨道比内轨道高些
C.拖把桶通过旋转使拖把脱水
D.洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水
【答案】B
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】 旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴 , 拖把桶通过旋转使拖把脱水和洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水 ,都是利用的离心运动;在修建铁路时,列车转弯处铁轨的外轨比内规高些,目的是由重力的分力提供一部分向心力,弥补向心力不足,防止车速过大,火车产生离心运动而发生侧翻,属于防止离心现象带来的危害。
故单位:B
【分析】物体做圆周运动时需要外界提供向心力,当外界所提供的向心力消失或不够时,物体将做离心运动。
16.(2021高一下·白城月考)A、B两物体做匀速圆周运动时的向心加速度随半径变化的关系图线如图所示,其中曲线为反比例函数的一部分,则( )
A.B物体运动时,其线速度的大小不变
B.B物体运动时,其角速度不变
C.A物体运动时,其角速度不变
D.A物体运动时,其线速度随的增大而减小
【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;向心加速度
【解析】【解答】AB.B图中a与r成正比,则由向心加速度公式a=ω2r可知,B物体运动的角速度保持不变,B符合题意,A不符合题意;
CD.A图中a与r成反比,则由向心加速度公式 可知,A物体的线速度大小不变,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据向心加速度与角速度、线速度的关系判断分析。
17.(2023高一下·淮安期中)嫦娥五号探测器绕月球可视为匀速圆周运动,其质量为m,轨道半径为r,线速度为v,则探测器所受的向心力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】向心力
【解析】【解答】探测器所受的向心力大小F==m=mv,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】本题根据向心力公式F==m=mv,即可解答。
18.(2023高一下·淮安期中)对于万有引力定律的表达式,下列说法正确的是( )
A.G是引力常量,是人为规定的
B.当r等于零时,万有引力为无穷大
C.两物体受到的引力总是大小相等,与两物体质量是否相等无关
D.r是两物体间最近的距离
【答案】C
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】A.引力常量G的值是卡文迪许利用“扭秤实验”测定,不是人为规定,A错误;
B.当两个物体间的距离趋近于零时,万有引力公式不再适用,B错误;
C.力是物体间的相互作用,根据牛顿第三定律,两物体之间的万有引力是一对相互作用力,总是大小相等,与两物体是否相等无关,C正确;
D.r是两质点之间的距离,质量分布均匀的球体,r是两球体球心之间的距离,D错误。
故选:C。
【分析】引力常量G的值是卡文迪许测定;万有引力公式适用于质点;万有引力是一对相互作用力;质量分布均匀的球体,r是两球体球心之间的距离。
19.(2023高一下·淮安期中)为了培育优良品种,科学家们将植物种子放到宇宙飞船中,运载到太空轨道上去做实验。那么,这些植物的种子在太空轨道上和宇宙飞船一起绕地球运行时( )
A.处于完全失重状态 B.处于平衡状态
C.处于超重状态 D.处于静止状态
【答案】A
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】植物的种子在太空轨道上和宇宙飞船一起绕地球运行时处于完全失重状态。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】宇宙飞船绕地球飞行处于完全失重状态。
20.(2023高一下·淮安期中)在物理学史中,利用“扭秤实验”测出万有引力常量,并且被称为“称量地球质量”的物理学家是( )
A.第谷 B.伽利略 C.牛顿 D.卡文迪许
【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】牛顿提出了万有引力定律,卡文迪许利用“扭秤实验”测出引力常量,并且被称为“称量地球质量”的物理学家。故D正确,ABC错误。
故选:D。
【分析】卡文迪许被称为“称量地球质量”的物理学家。
21.(2023高一下·淮安期中)经典力学不适用于下列哪种运动( )
A.“奋斗者”号的深海潜航 B.“嫦娥五号”的环月运动
C.新能源汽车的续航测试 D.微观粒子的波动
【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学适用于宏观低速运动,“奋斗者”号的深海潜航、“嫦娥五号”的环月运动、新能源汽车的续航测试均属于宏观低速运动,微观粒子的波动适用于量子力学。故D正确,ABC错误。
故选:D。
【分析】经典力学适用于宏观低速运动,微观粒子的波动适用于量子力学。
22.(2023高一下·新会期中)两个大小相等的实心均质小球,球心间距为L时,它们之间的万有引力大小为F,若把两小球球心间距离增大为时,则它们之间的万有引力大小为( )
A.F B. C. D.
【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】 球心间距为L时 ,,球心间距为2L时 ,,故D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D
【分析】根据万有引力定律求解。
23.(2023高一下·新会期中)关于行星运动的规律,下列说法符合史实和事实的是( )
A.天文学家第谷通过艰苦的观测,总结出行星运动三大定律
B.开普勒进行“月—地检验”,并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律
C.牛顿通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G
D.海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的,后人称其为“笔尖下发现的行星”
【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A. 天文学家开普勒通过艰苦的观测,总结出行星运动三大定律,故A不符合题意;
B. 牛顿进行“月—地检验”,并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律,故B不符合题意;
C. 卡文迪许通过扭秤实验测得引力常量G,故C不符合题意;
D.海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的,后人称其为“笔尖下发现的行星”,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可。
24.(2023高一下·淮安期中)2022年10月,我国将太阳探测卫星“夸父一号”发射升空,卫星顺利进入预定轨道。在“夸父一号”逐渐靠近太阳的过程中,其所受的太阳引力( )
A.逐渐减小 B.逐渐增大
C.先减小后增大 D.不变
【答案】B
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】根据F=G,“夸父一号”靠近太阳的过程中,距离r减小,其所受的太阳引力逐渐增大。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】根据F=G,分析其所受的太阳引力 变化。
25.(2023高一下·淮安期中)地球的半径为R,某卫星在地球表面所受地球对其万有引力为F,则该卫星在离地面高度约5R的轨道上,受到地球对其万有引力约为( )
A.5F B.6F C. D.
【答案】D
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】根据F=G,则该卫星在离地面高度约5R的轨道上, 距离变6倍, 受到地球对其万有引力约为,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【分析】根据F=G,分析卫是星受到地球对其万有引力 变化。
26.(2023高一下·淮安期中)“神舟十一号”飞船于2016年10月17日发射,对接“天宫二号”。若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为M,半径为R,引力常量为G,则飞船所在处的重力加速度大小为( )
A.0 B. C. D.
【答案】B
【知识点】向心加速度
【解析】【解答】飞船质量为m,在距地面高度为h的地方,地球的引力等于重力=mg
解得飞船所在处的重力加速度g=,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【分析】根据地球的引力等于重力,分析飞船所在处的重力加速度大小 。
27.(2023高一下·淮安期中)中国航天事业迅猛发展,进入世界领先行列。如图所示,若A、B、C三颗人造地球卫星在同一平面内,沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动周期分别为TA、TB、TC,角速度分别为ωA、ωB、ωC,则( )
A.TA=TB=TC B.TA<TB<TC
C.ωA=ωB=ωC D.ωA<ωB<ωC
【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】万有引力提供向心力,则=m=m,则TA<TB<TC,ωC<ωB<ωA,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】万有引力提供向心力,则=m=m,分析周期和角速度大小。
28.(2023高一下·淮安期中)如图所示,焦点为和的椭圆表示火星绕太阳运行的轨道,已知火星运行到A点的速率比运行到B点的速率小,则根据开普勒定律可知,太阳应位于( )
A.A处 B.B处 C.处 D.处
【答案】C
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】根据开普勒第二定律,近日点速率大于远日点的速率,B点的速率大,故B点为近日点,所以F1为太阳所在位置。故ABD错误;C正确。
故选:C。
【分析】根据开普勒第二定律,近日点速率大于远日点的速率。
29.(2023高一下·淮安期中)力对物体做功的功率,表述正确的是( )
A.力对物体做功越多,这个力的功率就一定越大
B.力对物体做功越少,这个力的功率就一定越小
C.力对物体做功的时间越短,这个力的功率就越大
D.功率是表示做功快慢的物理量,而不是表示做功大小的物理量
【答案】D
【知识点】功的概念
【解析】【解答】ABC.根据功率定义式有P=,功率为单位时间内做功大小,功率的大小与做功多少、做功的时间没有直接关系,故ABC错误;
D.功率是表示做功快慢,不表示做功多少,故D正确。
故选:D。
【分析】功率为单位时间内做功大小,表示做功快慢。
30.(2023高一下·淮安期中)用100N的力在水平地面上拉车行走200m,拉力与水平方向成60°角斜向上。在这一过程中拉力对车做的功约是( )
A.3.0×104J B.4.0×104J C.1.0×104J D.2.0×104J
【答案】C
【知识点】功的计算
【解析】【解答】根据功的定义,W=Flcos=100200cos60=1.0×104J ,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】根据功的定义,W=Flcos,求拉力做的功。
31.(2023高一下·淮安期中)质量为5t的汽车在水平路面上以v=20m/s的速度做匀速直线运动,所受的阻力为1.0×103N,则汽车发动机的瞬时功率为( )
A.2.0×104J B.1.1×104W C.2.0×104W D.2.2×104W
【答案】C
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】汽车发动机的瞬时功率P=Fv,以v=20m/s的速度做匀速直线运动时,牵引力与阻力平衡,有
F=f=1.0×103N,则P=Fv=fv=2.0×104W,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【分析】匀速直线运动时,求牵引力,再根据瞬时功率计算式,求瞬时功率。
32.(2023高一下·淮安期中)如图所示,一滑雪运动员从山坡上的A点由静止开始滑到山坡底的B点,该运动员和雪橇的总质量为m,滑到B点的速度大小为v,A、B两点的高度差为h,重力加速度为g,在此过程中,该运动员和雪橇克服阻力做的功为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】运动员和雪橇从A点到B点过程, 根据动能定理mgh-Wf=
解得运动员和雪橇克服阻力做的功Wf=,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】运动员和雪橇从A点到B点过程, 根据动能定理列式,求运动员和雪橇克服阻力做的功。
33.(2023高一下·淮安期中)2022年4月16日,我国神舟十三号载人飞船在东风着落场平安着陆。如图所示为载人飞船在主降落伞牵引下正向地面匀速下降,此过程中飞船的机械能( )
A.增加 B.减少 C.不变 D.无法判断
【答案】B
【知识点】功能关系
【解析】【解答】载人飞船匀速下降,动能不变,重力势能减小,则机械能减小。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】根据运动状态,分析动能和重力势能,从而判断机械能变化。
34.(2023高一下·淮安期中)如图所示,一质量为、静止于地面1位置的足球被球员踢出后落到地面3的位置,在空中达到的最高点2的高度为。以地面为参考平面,则足球在最高点2时的重力势能为()( )
A.15J B.20J C.500J D.1500J
【答案】A
【知识点】重力势能
【解析】【解答】以地面为零势能面,足球在最高点2时,重力势能为mgh=0.5103J=15J,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】选取零势能面,根据重力势能定义,分析重力势能大小。
35.(2023高一下·淮安期中)如图,运动员将质量为m的足球从地面上以速度v踢出,足球恰好水平击中高为h的球门横梁。以地面为零势能面,不计空气阻力,则足球在飞行过程中的机械能为( )
A.mv2 B.mgh C.mv2+mgh D.mv2-mgh
【答案】A
【知识点】功能关系
【解析】【解答】以地面为零势能面,足球在地面上的机械能为mv2 ,不计阻力,足球的机械能守恒,则飞行过程的机械能均为mv2,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】选取零势能面,求足球在地面上的机械能,根据足球的机械能守恒,分析足球在飞行过程中的机械能 不变。
36.(2023高一下·淮安期中)如图所示,轻弹簧的一端固定在墙上,小孩对弹簧的另一端施加一个向右的作用力让弹簧伸长,则在弹簧伸长的过程中,弹簧的弹性势能( )
A.增加 B.减小
C.先增加后减小 D.先减小后增加
【答案】A
【知识点】弹性势能
【解析】【解答】小孩对弹簧的另一端施加一个向右的作用力让弹簧伸长的过程中,形变量增大,弹性势能增大。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】形变量增大,弹性势能增大。
37.(2019高一下·太原期末)在平直公路上以“6挡”匀速行驶的汽车,遇到上坡时,在功率保持不变时,必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位,其目的是( )
A.增大速度,得到较小的牵引力 B.减小速度,得到较小的牵引力
C.增大速度,得到较大的牵引力 D.减小速度,得到较大的牵引力
【答案】D
【知识点】功率及其计算;机车启动
【解析】【解答】AC. 在功率保持不变时,必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位,速度变小,AC不符合题意。
BD. 在功率保持不变时,必须由“6”挡换到“5”挡或更低的挡位,速度变小,根据功率方程 可知,得到较大的牵引力,更容易上坡,B不符合题意D符合题意。
故答案为:D
【分析】对于功率的公式P=Fv,当发动机的输出牵引力比较大时,对应的速度就比较小,故上坡时速度会很小。
38.(2020高一下·江苏月考)一端固定的轻质弹簧处于原长,第一次用互成角度的两个力F1、F2拉弹簧的另一端至O点,如图所示,在此过程F1、F2分别做了6 J、8 J的功,;第二次换用另一个力F仍使弹簧重复上述过程,该过程F所做的功是( )
A.2 J B.8 J C.10 J D.14 J
【答案】D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】 拉弹簧的作用效果与力F拉弹簧的作用效果相同,故力F拉弹簧做的功等于力 拉弹簧做功之和故为W=6+8=14J,
故答案为:D.
【分析】利用效果相同可以求出第二次拉力做功的大小。
39.(2023·广东模拟)北斗导航系统中的地球同步卫星绕地球近似做匀速圆周运动,其运行的线速度( )
A.大于第一宇宙速度 B.等于第一宇宙速度
C.小于第一宇宙速度 D.等于第二宇宙速度
【答案】C
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】根据万有引力提供向心力:,
解得:,
可见,当卫星的轨道半径等于地球半径时,运行速度等于第一宇宙速度,而同步卫星的轨道半径大于地球半径,故同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度,第二宇宙速度大于第一宇宙速度,故C符合题意。
故答案为:C
【分析】卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力分析判断。
40.(2023高一下·淮安期中)下列关于机械能守恒的说法正确的是( )
A.做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒
B.做匀加速直线运动的物体的机械能不可能守恒
C.运动物体只要不受摩擦力作用,其机械能就一定守恒
D.物体只发生动能和势能的相互转化时,其机械能一定守恒
【答案】D
【知识点】机械能守恒定律
【解析】【解答】A.做匀速直线运动,动能不变,势能可以变化,机械能不一定守恒,A错误;
B.做匀加速直线运动,如果在运动过程中只有重力做功,机械能可能守恒,B错误;
C.运动物体不受摩擦力时也可能还有除重力外的其他力对物体做功,机械能仍可能不守恒,C错误;
D.物体只有动能与势能相互转化时,机械能一定保持不变,D正确。
故选:D。
【分析】判断机械能是否守恒可以使用:1.定义法,根据动能和势能分析机械能变化;2.做功法,除重力和系统内弹力外没有其他力做功,机械能守恒。
41.(2023高一下·淮安期中)一质量为m的物体以加速度匀加速下降距离h的过程中,下列说法中正确的是( )
A.物体的动能增加了mgh
B.物体的重力势能减少了mgh
C.物体所受合力为
D.除重力以外的其他力的合力为
【答案】B
【知识点】牛顿第二定律;动能定理的综合应用
【解析】【解答】 一质量为m的物体以加速度匀加速下降距离h的过程中, 动能增量为合外力做功,根据牛顿第二定律,合力F=ma=,故动能增量为Fh=,重力做功mgh,故重力势能减小mgh,除重力外其他力为-mg=-,方向与重力相反,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】根据动能定理,分析动能变化;根据重力势能重力做功关系,分析重力势能变化;根据牛顿第二定律求合外力;根据力的合成求其他力。
42.(2021高一下·金华期末)如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离,恰好垂直落在球拍上的B点,已知球拍与水平方向夹角 , 两点高度差 ,忽略空气阻力,重力加速度 ,则球刚要落到球拍上时速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】由题意有 ,可得
将球刚要落到球拍上时的速度沿水平方向和竖直方向分解,如图所示
竖直分速度大小
则球在B点的速度大小
A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据平抛运动的相关知识和规律,以及球落在球拍上时的几何关系列方程求解。
43.(2023高一下·淮安期中)如图所示,一辆汽车驶上一圈弧形的拱桥,当汽车以30m/s的速度经过桥顶时,恰好对桥顶没有压力。若汽车以10m/s的速度经过桥顶,则汽车对桥项的压力与汽车自身重力之比为( )
A.8:9 B.9:8 C.1:3 D.3:1
【答案】A
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】 当汽车以30m/s的速度经过桥顶时,恰好对桥顶没有压力。 此时满足mg=m, 若汽车以10m/s的速度经过桥顶, 满足mg-F=m,联立解得 汽车对桥项的压力与汽车自身重力之比为 8:9,故A正确,BCD错误。
【分析】竖直面圆周运动,合力提供向心力,根据情况受力分析列式,即可解答。
44.(2023高一下·淮安期中)如图所示,均质细杆的上端A靠在光滑竖直墙面上,下端置于光滑水平面上,现细杆由与墙面夹角很小处滑落,则当细杆A端与B端的速度大小之比为时,细杆与水平面间夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】当细杆与水平面间夹角为 时,细杆A端与B端的速度沿杆方向的分速度相等,即vAsin =vBcos , 细杆A端与B端的速度大小之比为时, 解得 为 ,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】细杆A端与B端的速度沿杆方向的分速度相等,根据速度正交分解,求解角度。
45.(2023高一下·淮安期中)如图为一物体在水平力作用下沿水平面运动位移的图象,则该水平力在这段位移内对物体所做的功的大小为( )
A.800J B.1200J C.1600J D.无法计算
【答案】B
【知识点】功的计算
【解析】【解答】F-s面积代表做功,则 该水平力在这段位移内对物体所做的功的大小 W=,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】F-s面积代表做功,即可解答。
二、实验题
46.(2023高一下·淮安期中)某实验小组利用图示装置验证机械能守恒定律。实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源,然后释放纸带。打出的纸带如图所示,选取纸带上打出的连续五个点 A、B、C、D、E,测出 A 点距起点 O 的距离为 x0 ,点 A、C 间的距离为x 1,点 C、E 间的距离为x 2.已知重物的质量为 m,交流电的频率为 f,从释放纸带到打出点 C:
(1)关于“验证机械能守恒定律”的实验,以下说法中正确的是___________(填选项前的字母)。
A.实验时需要称出重物的质量
B.实验中应先释放纸带,再接通电源
C.重物最好选用密度大、质量大的
(2)在验证机械能守恒定律的实验中,若以为纵轴、以 h 为横轴,根据实验数据绘出的图像应是 ,才能验证机械能守恒定律,图像的斜率等于 的数值。
(3)一般来说,实验中测得的ΔEp ΔEk(填“大于”、“等于”“小于”),这是因为 。
【答案】(1)C
(2)过原点的倾斜直线;g
(3)大于;重物克服阻力做功
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)A.“验证机械能守恒定律”,分析mgh=,m可约去,不需要测质量,故A错误;
B.为充分利用纸带,实验中应先接通电源,再释放纸带,故B错误;
C.实验供选择的重物应该相对质量较大、密度较大的物体,减少摩擦阻力的影响,故C正确。
故选:C。
(2)机械能守恒,mgh=,则,图像应是过原点的倾斜直线,图像斜率为g。
(3)因阻力影响,一般 ΔEp > ΔEk 。
【分析】“验证机械能守恒定律”,m可约去;实验中应先接通电源,再释放纸带;选择的重物应该相对质量较大、密度较大的物体。的图像是过原点的倾斜直线,图像斜率为g。因阻力影响,一般 ΔEp > ΔEk 。
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