B.v1>v3,v1>v2P,v2Q>v3
C.该卫星在轨道I上的加速度大于在轨道III上的加速度
D.该卫星在轨道II上经过P点的加速度等于在轨道I上经过P点的加速度
6.甲图是洗衣机脱水桶甩干衣服的情境,乙图是两个圆锥摆,丙图是完全相同的两个小球在内壁光滑的倒圆锥内做匀速圆周运动。
关于这三种圆周运动,下列说法正确的是
A.甲图中衣服随脱水桶一起匀速转动的过程中,桶对衣服的摩擦力提供向心力
B.乙图中两小球的线速度大小相等
C.乙图中两小球具有相同的运动周期
D.丙图中a球的角速度大于b球的角速度
7.如图所示,质量为M,长为L的木板静止于光滑水平面上,质量为m的物块(可看做质点),以某一初速度从长木板左端开始运动。
已知物块与木板间的动摩擦因数为µ,重力加速度为g,最终物块刚好没从木板的右端滑下。
物块相对木板滑动的过程中,木板的位移为x,则在此过程中
A.物块与木板组成的系统机械能守恒
B.物块的动能减少了μmgL
C.长木板获得的动能为μmgx
D.m与M组成的系统机械能损失了μmg(L+x)
8.2021年5月15日,“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星,我国首次火星探测任务着陆成功。
“天问一号”探测器着陆前曾绕火星飞行,某段时问可认为绕火星做匀速圆周运动,轨道半径为火星半径的k倍。
已知火星质量约为地球质量的10%,半径约为地球半径的50%,地球表面重力加速度大小为g。
设地球半径为R,则“天向一号”绕火星做圆周运动的速率约为
A.
B.
C.
D.
9.如图所示,一小物块以一定的初速度从粗糙固定斜面底端开始沿斜面向上滑动,速度减为零后又返回到底端。
取地面为重力势能参考平面,该过程中,物块的动能Ek和机械能E随位移x变化关系的图象正确的是
10.小球穿在光滑水平杆上,轻弹簧的一端固定在O点,另一端与小球相连。
现将小球由静止释放,已知小球运动到M、N两个位置时,弹簧的形变量相等,OM的长度大于ON。
则小球从M点到N点的过程中
A.弹簧的弹力对小球先做正功后做负功,总功W=0
B.弹簧的弹力对小球先做正功后做负功,总功W>0
C.小球的机械能守恒
D.小球速度最大时,弹簧的弹力对小球做功的功率为零
11.一质量为1.0×103kg的汽车在路口停车线处等信号灯。
当绿灯亮时,汽车开始沿平直公路行驶,在前300m的运动过程中,加速度随位移的变化关系如图所示。
若汽车行驶过程中所受阻力恒定,且在200m~300m内汽车牵引力做的功为1.2×104J,对于汽车在这个运动过程中,下列说法正确的是
A.汽车在0~100m内是以恒定功率运动的
B.汽车所受阻力大小为120N
C.汽车在0~100m内汽车牵引力所做的功为1.5×105J
D.汽汽车的最大速度约为21m/s
12如图所示,在过水平圆盘轴心的直径上,放着两个质量均为m的滑块A和B,A、B用不可伸长的细绳相连,A与圆心的距离为r,B与圆心的距离为2r。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两滑块与圆盘之间的动摩擦因数均为µ,重力加速度为g,圆盘静止时细绳伸直且拉力为零。
现在使圆盘转速缓慢增加,直到两物体刚好相对圆盘滑动,在此过程中
A.当圆盘的角速度增大到
时,绳子开始出现拉力
B.滑块A所受的摩擦力始终指向圆心
C.滑块B所受的摩擦力始终指向圆心
D.当圆盘的角速度增大到
时,A、B开始相对圆盘发生滑动
第II卷(非选择题,共52分)
二、实验题(本题共2小题,共14分。
请按题目要求作答)
13.(6分)某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,所用器材包括气垫导轨、上方安装有遮光片的滑块、两个与计算机相连接的光电门A和B、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下:
(1)启动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等时,可认为气垫导轨水平。
(2)用天平测出砝码与砝码盘的总质量为m、滑块(含遮光片)的质量为M,光电门AB之间的距离为L,测量遮光片的宽度为d。
(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块。
释放砝码和砝码盘,令滑块在细线的拉动下从左边开始运动,滑块从A运动到B的过程中,砝码和砝码盘的重力势能减少了。
(4)和计算机连接的光电门测量出遮光片经过A、B两处光电门的遮光时间分别为t1、t2,从而得出滑块经过A、B两点时的速度。
通过A点时的速度为。
(5)在滑块从A运动到B的过程中,要验证砝码和砝码盘、滑块组成的系统机械能守恒,需要满足的表达式为。
(均用题中给出的物理量对应符号及重力加速度g表示)
14.(8分)“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示,小车在橡皮筋的作用下沿木板滑行。
当小车在1条橡皮筋作用下时,橡皮筋对小车做的功记为W;当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W……,实验中小车的速度由打点计时器所打的纸带测出。
(1)本实验中(“需要”或“不需要”)平衡小车所受摩擦力
(2)小车在一条橡皮筋作用下运动,当小车速度达到最大时,橡皮筋处于(“伸长状态"或“原长状态”)
(3)实验中要求用完全相同的橡皮筋,每次实验不必计算出橡皮筋对小车做功的具体数值。
某次实验所测数据如下表所示:
请将表中7组功与速度平方的数据标在坐标系中,并画出W-v2的关系图象
(4)根据作出的W-v2图象,可以得到W随v2变化的关系为。
三、计算题(本题共4题,共38分。
解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后结果的不能得分。
有数值计算的题,结果必须写出数值和单位)
15.(8分)一小型无人机模拟投弹演习,某时刻无人机将一小球以某一初速度沿水平方向抛出,小球刚好垂直打在倾角θ=37°的斜坡上,打在斜坡上的速度为50m/s,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:
(1)小球的飞行时间;
(2)小球的水平位移;(3)小球抛出点到落点的高度。
16.(8分)2020年10月14日发生了火星冲日,即火星、地球和太阳位于同一直线上,且火星与地球的距离达到了最近,如图所示。
火星和地球的相关数据如下表所示
(1)求火星绕太阳的公转周期(计算结果保留一位小数,取
=1.22);
(2)估算相邻两次火星冲日的时间间隔。
17.(9分)某地有一风力发电机,它的叶片转动时可形成半径为R的圆面。
某时间内该地区的风速恒定为v0,风向恰好跟叶片转动的圆面垂直,已知空气的密度为ρ,假设这个风力发电机能将此圆面内10%的空气动能转化为电能。
求:
(1)单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能;
(2)此风力发电机的发电功率。
18.(13分)如图甲所示,轻质弹簧原长为0.2m,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将质量M=0.8kg的物体由静止释放,当弹簧压缩至最短时,弹簧长度为0.1m。
现将该轻质弹簧水平放置,一端固定在O点,另一端在A点与一质量为m=0.1kg的物块接触但不连接,AB是长度为1m的水平光滑轨道,B端与半径为R=0.1m的光滑竖直半圆轨道BCD相切,如图乙所示。
现用力缓慢推物块m,将弹簧长度压缩至0.1m,然后由静止释放。
求:
(1)弹簧的劲度系数k和弹簧压缩至0.1m时的弹性势能Ep;
(2)物块m经过D点时对轨道的压力;
(3)若在AB段铺设某种材料,物块与这种材料之间的动摩擦因数为μ,使物块在BCD上不脱离轨道,求μ的取值范围。
郑州市2020—2021学年下期期末考试
高中一年级物理参考答案
一、选择题:
本题共12小题,每小题4分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一项符合题目要求,第9~12小题有多项符合题目要求。
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.A2.C3.D4.B5.B6.C7.C8.D9.AC10.AD11.BD12.AC
二、实验题(本题共2小题,共14分。
请按题目要求作答。
)
13.mgL(2分)
(2分)
(2分)
14.
(1)需要(2分)
(2)原长状态(2分)
(3)如图所示(2分)(4)W与v2成正比(2分)
三、计算题(本题共4小题,共38分。
解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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的单位。
)
15.
(1)由速度分解可知竖直方向的速度为vy=vcos37°
解得vy=40m/s(1分)
由vy=gt(1分)
可得小球的飞行时间为t=4s(1分)
(2)由速度分解可得vx=vsin37°
vx=30m/s(1分)
水平方向做匀速运动x=vxt(1分)
解得小球的水平位移为x=120m(1分)
(3)小球在竖直方向做自由落体运动
(1分)
代入可得小球抛出点到落点的高度为h=80m(1分)
16.
(1)设地球绕太阳公转半径为R,由图表信息可得火星绕太阳公转半径为1.5R(1分)
根据开普勒第三定律
(2分)
代入数据得T2=1.8年(1分)
(2)设至少再经过t年会再次出现火星冲日
(3分)
代入数据得t=2.25年(1分)
17.
(1)设单位时间内冲击发电级叶片的空气体积为V
由体积公式得V=πR2v0(2分)
单位时间内冲击发电机叶片的空气质量m=ρπR2v0(1分)
单位时间内冲击发电机叶片的空气动能
代入得
(1分)
(2)根据题意可得单位时间产生的电能E=10%Ek(1分)
由功能关系E=W
由功率公式
(2分)
代入数据得
(2分)
18.
(1)轻质弹簧竖直时,静止释放M至弹簧长度压缩为0.1m过程:
弹簧形变量Δx=0.1m
弹簧弹力做功
(1分)
对M用动能定理
(1分)
代入数据得k=160N/m(1分)
弹簧长度被压缩至0.1m时弹性势能EP=Mgh
代入得EP=0.8J(1分)
(2)当弹簧长度压缩至0.1m时弹簧弹性势能EP=0.8J
对m,从A点到D点用动能定理
(2分)
在D点,合力提供向心力
(1分)
代入数据得FN=11N
由牛顿第三定律得
方向竖直向上(1分)
(3)第一种情况,物块m运动到C点速度刚好为零
代入数据得
(1分)
第二种情况,物块刚好能到D点
(1分)
从A点到D点的过程中
联立得
(1分)
保证物块能进入BCD轨道
(1分)
综上所述
或
(1分)