(高一物理答案)2022-2023学年度第二学期期中考试

张家口市2022-2023学年度高一年级第二学期期中考试
物理参考答案
题号123456789
10
11
12
答案
D
B
A
B
D
C
C
C
A D
B D A
C
D C D 1.D 解析:
物体做变速直线运动时速度发生变化,A 错误;物体在恒力作用下可能做曲线运动,如平抛运动,B 错误;做匀速圆周运动的物体,其线速度大小不变,方向时刻变化,C 错误;做曲线运动的物体的轨迹总是向合力的方向弯曲,即做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向轨迹的凹侧,D 正确㊂2.B 解析:整个过程中,运动员的高度下降了h =3.2m-1.8m=1.4m ,运动员的质量m =60k g
,则重力对运动员做正功为:W =m g
h =840J ,A 错误,B 正确;运动员的重力做了840J 的正功,所以运动员的重力势能减小了840J ,C ㊁D 错误㊂
3.A 解析:飞机做圆周运动的向心力由重力和升力的合力提供,则由牛顿第二定律可得m g
t a n θ=m v
2
r
,即r =v 2g
t a n θ,故选A ㊂4.B 解析:根据万有引力提供向心力,即有G M m r 2=m a =m v
2r =m 4π2
T 2r ,得a =G M r 2,v =G M r ,T =
4π
2r 3
G M
,同步卫星的轨道半径大,则同步卫星的加速度小,速度小,周期大,B 正确,A ㊁C 错误;卫星运行的轨道半径越大,发射时需要的发射速度越大,D 错误㊂
5.D 解析:物体绕轴做匀速圆周运动,角速度相等,有a =ω2r ,由于C 物体的转动半径最大,故向心加速度最大,A 错误;
物体绕轴做匀速圆周运动,角速度相等,静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律,有F f =m ω2r ,故B 受到的摩擦力最小,B 错误;物体恰好滑动时,静摩擦力达到最大,有μm g =m
ω2r ,解得ω=μg r
,即转动半径最大的最容易滑动,故物体C 先滑动,然后物体A ㊁B 一起滑动,C 错误,D 正确㊂6.C 解析:根据一天内可以看到16次日出可以求得空间站的周期T 1,
并且地球半径R 和空间站轨道高度h 均已知,根据G M m (R +h )2=m 4π
2
T 21
(R +h ),可求出地球的质量,地球的半径已知,可求出地球的体积,根据ρ=M V ,可求得地球的平均密度,A 正确;
忽略地球自转,则由黄金代换公式有g =G M
R
2,设地球的第一宇宙速度为v ,质量为m 的物体绕地球表面以第一宇宙速度v 运行,根据牛顿第二定律有G M m R
2=m v
2
R ,结
合A 选项,可知能确定地球的第一宇宙速度和地球表面的重力加速度,B 正确;
由于空间站的质量未知,所以无法求得空间站与地球间的万有引力,C 错误;空间站的线速度大小为v 1=
2π(R +h )T 1,根据G M m r
2=m v 2r ,结合G M m r 2=m 4π
2T
2r ,结合地球的质量联立可求出同步卫星的线速度大小,故可求出地球同步卫星与空间站的线速度大小的比值,D 正确㊂
7.C 解析:该同学身高约1.6m ,
则每次上半身重心上升的距离约为1
4
ˑ1.6m=0.4m ,
则她每一次克服重力做的功W =0.6m g
h =0.6ˑ50ˑ10ˑ0.4J =120J ,1m i n 内她克服重力所做的总功W 总=30ˑ120J
=3600J ,她克服重力做功的平均功率为P =W 总t =360060
W=60W ,50W 与60W 最接近,
C 正确,A ㊁B ㊁
D 错误㊂
8.C 解析:
四个小球抛出后,加速度都是g ,竖直方向都做匀变速直线运动,设高度为h ,则有对于第一个小球h =v 0t +12
g t 2,第二个小球先上升后下落,返回出发点时,速率等于v 0,
则知竖直上抛小球的运动时间大于竖直下抛小球的运动时间,第三个小球做平抛运动h =12
g t 2,第四个小球竖直方向做竖直上抛运动,
运动时间比平抛运动的时间长㊂故可知竖直下抛的小球运动时间最短,竖直上抛的小球运动时间最长,A
错误;平抛和斜抛的两个小球,落地时速度方向与竖直上抛和竖直下抛的小球速度方向不同,则每个小球落地时的速度不全相同,B 错误;重力做功W G =m g h ,高度h 相等,重力相等,则重力对每个小球做的功相同,C 正确;根据动能定理m g h =12m v 2-12
m v 2
0,
落地时速度大小相等,但方向不同,小球落地时重力做功的瞬时功率公式为P =m g
v c o s θ,重力的瞬时功率不相等,D 错误㊂9.A D 解析:
小球受重力和细线的拉力作用,细线拉力竖直方向上的分力与重力平衡,水平分力提供向心力,A 正确;向心力是效果力,匀速圆周运动中向心力由合外力提供,物体受到重力㊁支持力和摩擦力三个力的作用,B 错误;
汽车过拱形桥最高点时,加速度向下,处于失重状态,速度越大,所需要的向心力越大,对桥面的压力越小,C 错误;汽车在水平路面转弯时,受到重力㊁支持力㊁摩擦力三个力的作用,摩擦力提供向心力,速度过大可能导致汽车做离心运动,容易造成交通事故,D 正确㊂
10.B D 解析:设需经过时间t 二者下一次相距最近,则t T 1-t T 2=1
,得t =T 1T 2T 2-T 1
,A 错误;设神舟十五号飞船与中国空间站的质量分别为m 1㊁m 2,绕地球做匀速圆周运动的轨道半径分别为r 1㊁r 2,
地球质量为M ,则有G M m 1r 21=m 1(2πT 1)2r 1,G M m 2r 2
2
=m 2(2πT 2)2
r 2,解得r 1
r 2=T 1T 2 2
3
,
B 正确;神舟十五号飞船由轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需要加速,
C 错误;
由G M m r 2=m a 得a =G M r
2
,
神舟十五号飞船对接后的轨道半径大于地球半径,则神舟十五号飞船对接后的向心加速度小于地球近地卫星的向心加速度,D 正确㊂
11.A C D 解析:
物体在传送带上的划痕长度等于物体在传送带上的相对位移,物体达到速度v 所需的时间t =v μ
g ,在这段时间内物体的位移x 1=v 22μg ,传送带的位移x 2=v t =v 2
μg ,
则物体在传送带上的相对位移x =x 2-x 1=v 2
2μ
g ,A C 正确;传送带克服摩擦力做的功就是电动机多做的功,电动机多做的功转化成了物体的动能和摩擦产生的内能,物体在这个过程中获得的动能为12
m v 2,
所以电动机多做的功一定大于
12
m v 2,
B 错误;电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率,大小为P =F f v =μm g v ,D 正确㊂12.
C
D 解析:由图可知,当电动汽车速度最大时,牵引力等于阻力,可得f =F m i n =
600N ,A 错误;A B 阶段,牵引力保持不变,根据公式P =F v ,易知随着电动汽车速度的增加,牵引力的功率增加,B 错误;
电动汽车的额定功率为P 额=F m i n v m a x =
10.8k W ,C 正确㊂A B 阶段,牵引力保持不变,根据牛顿第二定律有F -f =m a ,a 1=
2m /s 2
,匀加速的末速度v =P F =3.6m /s ,可知t =v a 1
=1.8s ,D 正确㊂13.答案:(1)控制变量法(2分) (2)B (2分) (3)2ʒ1(2分)解析:(1
)在该实验中应用了控制变量法来探究向心力的大小F 与质量m ㊁角速度ω和半径r 之间的关系㊂(2)如图乙所示,如果两个钢球的质量m 相等,且a ㊁b 轮半径相同,
两球转动的角速度ω相同,则是在探
究向心力的大小F 与转动半径r 的关系㊂
(3)钢球①㊁②的角速度相等,则根据v =ωr 可知,线速度之比为2ʒ1㊂14.答案:(1)滑槽最高点(2分) (2
)x 1g 2H
(2
分) (3)A B (2分) (4)0.5(2分)
解析:(1
)第二次实验中,应让滑块B 仍从滑槽最高点由静止滑下㊂(2)两图中滑块到达滑槽底端的速度相等,图甲中由平抛运动知识得,水平方向v 1=
x 1t ,竖直方向有H =12
g t 2,联立解得v 1=
x 1g 2H ㊂(3)利用平抛运动,同理可求得图乙中离开桌面的速度v 2=
x 2g 2H
,物体在水平桌面上运动,由动能定
理得,-μm g L =12m v 22-12
m v 21,联立解得μ=x 21-x 22
4H L ,由表达式可知引起误差的是A ㊁B ㊂(4
)上式代入数据得μ=0.5㊂15.答案:(1)480J (2)1.6m 解析:(1)小朋友在斜面A B 上下滑过程中重力所做的功为W G =m g
l s i n θ(2分)解得W G =480J
(1分)
(2)对小朋友由A 到B ,根据动能定理可得m g l s i n θ-μ
m g c o s θ㊃l =E k -0(2分)
设在水平滑道上滑行的距离为x ,根据动能定理可得-μ
m g x =0-E k (2分)解得x =1.6m
(1分)
16.答案:(1
)103r a d /s (2)2m 解析:(1)设小球转动角速度最大时细线与转轴的夹角为θ,分析可知F m c o s θ=m g
(1分)
m g
t a n θ=m ω2
m
L s i n θ(1分)
解得ωm =103
r a d /
s
(2分)
(2
)细线断时,小球的速度v =ωm L s i n θ(1分)
解得v =4m /s
(1分)细线拉断后小球做平抛运动有h -L c o s θ=12
g t 2
,
x =v t
(1分)
小球的落地点到P 点在水平地面上的竖直投影点的距离d =(L s i n θ)2
+x 2
(1分)
解得d =2m
(1分)
17.答案:(1)36s (2)3.6ˑ103k g /m 3
解析:1 25s 末达到最高点,
由于图线与坐标轴包围的面积为物体的位移,故有H =1
2
ˑ25ˑ96m=1200m
(1分)即探测器在该行星表面达到的最大高度为1200m ,
发动机关闭后,探测器减速上升的过程中,只受重力,故加速度即为重力加速度,则该星球表面重力加速度大小为g =Δv Δt
=6m /s
2
(2分)
探测器从最高点开始做自由落体运动,自由落体运动的时间为t ,则有H =12
g t
2
(1分)解得t =
2H
g
=20s (1分)
发动机故障后探测器落回地面的总时间T =(25s -t A )
+t =36s (2分)
2 由行星表面的万有引力等于重力得G
M m
R 2
=m g (2分)
行星的质量M =ρ㊃43π
R 3
(2分)解得ρ=3g 4πR G ʈ3.6ˑ103k g
/m 3
(1分)
18.答案:(1)5m /s (2)16.5N (3)μȡ0.205或μɤ0.025解析:(1)小物块经过t =0.3s
恰好能从光滑圆弧形轨道C D 的C 点沿切线方向进入圆弧形轨道,如图由几何关系知
s i n 37ʎ=
g
t v C
(2分)
解得v C =
5m /s (1分)
(2)如图由几何关系得h C D =
2m (1分)
由C 到D 根据动能定理得m g h C D =12m v 2D -12
m v 2C
(2分)
解得v D =65m
/s 小物块在D 点时有F N -m g =m
v 2
D
R 0
(2分)
解得F N =16.5N
(1分)
由牛顿第三定律知,物块在D 点对轨道的压力为16.5N
(1分)
(3
)要使小物块在运动过程中不与轨道脱离,小物块恰能运动到1
4圆周处时,由动能定理得-μ1m g L -m g R =0-12
m v 2D (2分)解得μ1=
0.205小物块恰能做完整的圆周运动时,在最高点由重力提供向心力m g =m v 2
R
(1分)解得v =23m /s
由动能定理得-μ2m g L -m g ㊃2R =12m v 2-12
m v 2D (2分)
解得μ2=
0.025要使物体在运动过程中不与轨道脱离,小物块与水平轨道D E 段间的动摩擦因数μ应满足
μȡ
0.205或μɤ0.025(2分)。