云南省普洱市西盟佤族自治县第一中学2022-2023高二下学期理综物理3月月考试卷

云南省普洱市西盟佤族自治县第一中学2022-2023学年高二下学期理综物理3月月考试卷
一、单选题
1.(2022·北京)如图所示,质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是(  )
A.斜面对物块的支持力大小为
B.斜面对物块的摩擦力大小为
C.斜面对物块作用力的合力大小为
D.物块所受的合力大小为
【答案】B
【知识点】力的合成;力的分解
【解析】【解答】对物块进行受力分析,并建立直角坐标系,将重力分解,如图所示
A.在Y轴方向上, 斜面对物块的支持力 Fn=mgcos,A不符合题意;
B. 斜面对物块的摩擦力Ff为滑动摩擦力,则Ff= Fn=mgcos,B符合题意;
C 、D.因物块在斜面上加速下滑,在X轴方向上有mgsin-Ff=ma;即mgsin>Ff,结合A项分析,推出斜面对物块的合力小于物块重力mg,物块所受合力为mgsin-Ff,C 、D不符合题意。
故答案为:B
[分析】对物块进行受力分析,利用正交分解法或直接合成法,再根据牛顿第二运动定律,对各项问题进行解答。
2.(2023高二下·西盟月考)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下,到b处起跳,c点为a、b之间的最低点,a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍,运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力,则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律;动能定理的综合应用
【解析】【解答】运动员从a到c根据动能定理有,在c点有,FNc ≤ kmg,联立有
故答案为:D。
【分析】利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出轨道半径的大小。
3.(2022·广东)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一,且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是(  )
A.火星公转的线速度比地球的大 B.火星公转的角速度比地球的大
C.火星公转的半径比地球的小 D.火星公转的加速度比地球的小
【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用;万有引力定律的应用;卫星问题
【解析】【解答】由题意可知,火星的公转周期大于地球的公转周期,
根据万有引力充当向心力得:
得,
因此可以得出火星的公转半径比地球的公转半径大,所以选项C错误。
再结合向心力的公式,解得,,
可以得出公转半径越大,线速度、角速度、公转加速度都在减小。所以AB选项错误,D选项正确.
故答案为:D。
【分析】根据万有引力充当向心力规律,先利用周期关系得出半径关系就可以得出各个参数关系。
4.(2022·北京)质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰,其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是(  )
A.碰撞前的速率大于的速率 B.碰撞后的速率大于的速率
C.碰撞后的动量大于的动量 D.碰撞后的动能小于的动能
【答案】C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】在x-t图中,图像斜率大小表示物体运动速度大小,斜率正负表示物体运动方向;速率为速度大小,据此:
A.碰撞前,m2静止,速率为0m/s,m1速率为4m/s,A不符合题意;
B.碰撞后,m2速率为2m/s,m1速率为2m/s,二者相等,B不符合题意;
C、D.碰撞前后动量守恒,取碰撞前m1运动方向为正方向,有,代入数据,推出m2=3m1,则碰撞后,m2动量及动能均都大于m1的动量、动能,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据x-t图像斜率表示物体运动速度,推出m1、m2碰撞前后的速度,根据动量守恒定律,推出两物体质量之比,进而推出碰撞后的动量及动能大小关系。
5.(2022·山东)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中(  )
A.火箭的加速度为零时,动能最大
B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能
C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
【答案】A
【知识点】动能定理的综合应用;机械能综合应用;能量守恒定律;动能与重力势能
【解析】【解答】火箭开始运动到再次点火的过程中,火箭先加速运动,后减速运动,当加速度为零时,火箭的动能最大,故A正确;
根据能量守恒定律可知,火箭开始运动到再次点火的过程中,高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能和重力势能,故B错误;
该过程中,火箭受到竖直向下重力,竖直向下的空气阻力,高压气体对其向上的推力等,根据动量定理可知,火箭受到合力的冲量等于火箭动量的增加量,(即重力,阻力及推力的合冲量等于火箭动量的增加量)故C错误;
该过程中,火箭受到竖直向下重力,竖直向下的空气阻力,高压气体对其向上的推力等,根据动能定理可知,火箭受到合力做的功等于火箭动能的增加量,故D错误;
故选A。
【分析】首先可以对火箭受力分析,根据受力运动判断做功问题,然后判断火箭能量的变化情况,最后根据动量定理和动能定理进行判断动能动量的变化情况。
二、多选题
6.(2022·全国乙卷)质量为 的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取 。则(  )
A. 时物块的动能为零
B. 时物块回到初始位置
C. 时物块的动量为
D. 时间内F对物块所做的功为
【答案】A,D
【知识点】动量定理;动能与重力势能;功的计算;动量;冲量
【解析】【解答】物块与地面的摩擦力为,
设向右为正方向,0-3s根据动量定理可得
解得:v3=6m/s,
3s时物体的动量为P=mv3=,故C错误;
设3s后经过时间t物块的速度减为0,根据动量定理可得,解得t=1s,即4s时物体的速度为0,所以4s时物体的动能为零,故A正确;
根据上述情形做出运动时间图像,根据时间图像可以算出0-4s物体向右的位移为12m,4-6s根据动量定理可以算出6s末物体的速度为4m/s,方向向左,故4-6s物体位移为4m,所以6s时物块不能回到初始位置,故B错误;
0-3s,F对物体做功为,3-4s,F对物体做功为,4-6s,F对物体做功为,所以0-6s,F对物体做功为40J,故D正确;
故选AD。
【分析】本题可以根据动量定理算出每个时间点物体的速度,然后可以做出速度时间图像算出每个时间段内物体的位移,最后根据做功计算公式进行计算。
7.(2022·福建)一物块以初速度自固定斜面底端沿斜面向上运动,一段时间后回到斜面底端。该物体的动能随位移x的变化关系如图所示,图中、、均已知。根据图中信息可以求出的物理量有(  )
A.重力加速度大小 B.物体所受滑动摩擦力的大小
C.斜面的倾角 D.沿斜面上滑的时间
【答案】B,D
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】ABC.由动能定义式有:,解求得m。由动能定理,上滑过程:,下滑过程:。有图像的斜率可知:,。联立,可得:,。即可求解和f,但重力加速度大小、斜面的倾角不能求出,故AC不符合题意,B符合题意;
D.上滑过程,根据牛顿第二定律有:,又,联立,可得t,故D符合题意。
故答案为:BD
【分析】根据图像结合动能定理可解得摩擦力大小,由于物块的质量未知,无法计算其它物理量。
8.(2022·福建)奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方,导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间,小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法,继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有(  )
A.减小白金丝直径,小磁针仍能偏转
B.用铜导线替换白金丝,小磁针仍能偏转
C.减小电源电动势,小磁针一定不能偏转
D.小磁针的偏转情况与其放置位置无关
【答案】A,B
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A.减小白金丝直径,其电阻增大,白金丝导线中电流减小,但仍能产生磁场,所以小磁针仍能偏转,A符合题意;
B.用铜导线替换白金丝,电阻增大,导线中电流减小,但仍能产生磁场,小磁针仍能偏转,B符合题意;
C.减小电源电动势,导线中电流减小,但仍能产生磁场,小磁针仍能偏转,C不符合题意;
D.当小磁针与导线垂直时,根据安培定则可知,导线产生的磁场与导线垂直,小磁针不能偏转,所以小磁针的偏转情况与其放置位置由关,D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】减小白金属丝直径,用铜导线替换白金属丝,减小电源电动势,分析导线中电流的变化情况,判断小磁针能否偏转。小磁针的偏转情况与其放置位置有关,结合安培定则分析即可。
三、实验题
9.(2022·全国甲卷)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势 ,内阻很小),电流表 (量程 ,内阻约 ),微安表 (量程 ,内阻 待测,约 ),滑动变阻器R(最大阻值 ),定值电阻 (阻值 ),开关S,导线若干。
(1)在答题卡上将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图
(2)某次测量中,微安表的示数为 ,电流表的示数为 ,由此计算出微安表内阻    Ω.
【答案】(1)
(2)990
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)根据实验器材和实验原理,作出实验电路图如图所示
(2)由于微安表的示数为 ,电流表的示数为 ,所以流过 的电流为8.91mA,故微安表两端的电压为V,所以微安表内阻 .
【分析】(1)根据实验器材和实验原理,即可作出实验电路图,滑动变阻器是分压接法;
(2)首先算出流过定值电阻 的电流,然后算出微安表两端的电压,最后算出微安表内阻。
10.(2023高二下·西盟月考)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为的滑块A与质量为的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞,碰撞时间极短,比较碰撞后A和B的速度大小和,进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空:
⑴调节导轨水平;
⑵测得两滑块的质量分别为和。要使碰撞后两滑块运动方向相反,应选取质量为   kg的滑块作为A;
⑶调节B的位置,使得A与B接触时,A的左端到左边挡板的距离与B的右端到右边挡板的距离相等;
⑷使A以一定的初速度沿气垫导轨运动,并与B碰撞,分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和;
⑸将B放回到碰撞前的位置,改变A的初速度大小,重复步骤(4)。多次测量的结果如下表所示;
1 2 3 4 5
0.49 0.67 1.01 1.22 1.39
0.15 0.21 0.33 0.40 0.46
0.31 0.33 0.33 0.33
⑹表中的   (保留2位有效数字);
⑺的平均值为   ;(保留2位有效数字)
⑻理论研究表明,对本实验的碰撞过程,是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞,则的理论表达式为   (用和表示),本实验中其值为   (保留2位有效数字),若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内,则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。
【答案】0.304;0.31;0.32;;0.34
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(2)应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块,碰后运动方向相反,故答案为:0.304kg的滑块作为A。
(6)由于两段位移大小相等,根据表中的数据可得
(7)平均值为
(8)弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒,可得,,联立解得,代入数据可得
【分析】(2)为了使碰后速度方向相反,所以应该取质量小的物块作为A;
(6)利用位移公式结合运动的时间可以求出速度之比;
(7)利用表格数据看求出对应k的平均值的大小;
(8)利用动量守恒定律及机械能守恒定律可以求出对应的表达式,结合数据可以求出对应的比值。
四、解答题
11.(2023高二下·西盟月考)清代乾隆《冰嬉赋》的用“躄躠”(可理解为低身斜体)二字揭示了滑冰的动作要领。500m短道速滑世界记录由我国运动员武大靖创造并保持,在其创造记录比赛中。
(1)武大靖从静止出发,先沿直道加速滑行,前8m用时2s。该过程可视为匀加速直线运动,求此过程加速度大小;
(2)武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为10m的匀速圆周运动,速度大小为14m/s。已知武大靖的质量为73kg,求此次过弯时所需的向心力大小。
【答案】(1)解:根据
解得
(2)解:根据
解得F=1430.8N
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀速圆周运动
【解析】【分析】(1)武大靖做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出加速度的大小;
(2)已知武大靖做匀速圆周运动的速度,结合向心力的表达式可以求出向心力的大小。
12.(2022·全国甲卷)将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔 发出一次闪光。某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间被删去了3个影像,所标出的两个线段的长度 和 之比为3:7。重力加速度大小取 ,忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。
【答案】根据题意可知,每两个小球影像之间的时间间隔为,设水平方向的速度为,
将第一段位移分解至水平方向和竖直方向,分别为,
第二段位移分解至水平方向和竖直方向,分别为,
又,
联立数式可以解得m/s。
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】首先根据题意,算出两小球影像的时间间隔,将第一段位移和第二段位移进行分解,根据平抛运动特点表示出水平方向位移和竖直方向位移,最后根据总位移的比值算出初速度大小。
13.(2022·全国乙卷)如图(a),一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上:物块B向A运动, 时与弹簧接触,到 时与弹簧分离,第一次碰撞结束,A、B的 图像如图(b)所示。已知从 到 时间内,物块A运动的距离为 。A、B分离后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,与一直在水平面上运动的B再次碰撞,之后A再次滑上斜面,达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为 ,与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求
(1)第一次碰撞过程中,弹簧弹性势能的最大值;
(2)第一次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值;
(3)物块A与斜面间的动摩擦因数。
【答案】(1)第一次碰撞过程中,当弹簧被压缩最短时,弹簧弹性势能最大,此时AB两物体速度相等,
根据动量守恒定律可得,
根据能量守恒可得,
联立两式可得,;
(2)B接触弹簧后,压缩弹簧的过程中,A、B动量守恒,
即,两边都乘以t可得,
即,将 ,代入解得 ,
故弹簧压缩量的最大值为 ;
(3)根据题意可知,物块A两次到达相同的最高点,说明物块A第二次与B分离后速度大小仍为,方向向右,设物体A第一次滑下的速度为,碰撞后物体B的速度为,向左为正方向,
根据动量守恒得,
根据能量守恒得,
联立解得,
物体上滑过程中,根据动能定理得,
物体下滑过程中,根据动能定理得,
联立两式解得。
【知识点】弹性势能;动量守恒定律;能量守恒定律
【解析】【分析】(1)首先根据动量守恒定律列式,然后根据能量守恒列式,联立两式就可以求出结果;
(2)首先根据动量守恒列式,两边各乘以t,代入数据就可以算出弹簧压缩量的最大值;
(3)根据动量守恒列出式子,上滑或者下滑过程根据动能定理即可计算出动摩擦因数。
云南省普洱市西盟佤族自治县第一中学2022-2023学年高二下学期理综物理3月月考试卷
一、单选题
1.(2022·北京)如图所示,质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是(  )
A.斜面对物块的支持力大小为
B.斜面对物块的摩擦力大小为
C.斜面对物块作用力的合力大小为
D.物块所受的合力大小为
2.(2023高二下·西盟月考)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下,到b处起跳,c点为a、b之间的最低点,a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍,运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力,则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于(  )
A. B. C. D.
3.(2022·广东)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一,且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是(  )
A.火星公转的线速度比地球的大 B.火星公转的角速度比地球的大
C.火星公转的半径比地球的小 D.火星公转的加速度比地球的小
4.(2022·北京)质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰,其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是(  )
A.碰撞前的速率大于的速率 B.碰撞后的速率大于的速率
C.碰撞后的动量大于的动量 D.碰撞后的动能小于的动能
5.(2022·山东)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中(  )
A.火箭的加速度为零时,动能最大
B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能
C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
二、多选题
6.(2022·全国乙卷)质量为 的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取 。则(  )
A. 时物块的动能为零
B. 时物块回到初始位置
C. 时物块的动量为
D. 时间内F对物块所做的功为
7.(2022·福建)一物块以初速度自固定斜面底端沿斜面向上运动,一段时间后回到斜面底端。该物体的动能随位移x的变化关系如图所示,图中、、均已知。根据图中信息可以求出的物理量有(  )
A.重力加速度大小 B.物体所受滑动摩擦力的大小
C.斜面的倾角 D.沿斜面上滑的时间
8.(2022·福建)奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方,导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间,小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法,继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有(  )
A.减小白金丝直径,小磁针仍能偏转
B.用铜导线替换白金丝,小磁针仍能偏转
C.减小电源电动势,小磁针一定不能偏转
D.小磁针的偏转情况与其放置位置无关
三、实验题
9.(2022·全国甲卷)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势 ,内阻很小),电流表 (量程 ,内阻约 ),微安表 (量程 ,内阻 待测,约 ),滑动变阻器R(最大阻值 ),定值电阻 (阻值 ),开关S,导线若干。
(1)在答题卡上将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图
(2)某次测量中,微安表的示数为 ,电流表的示数为 ,由此计算出微安表内阻    Ω.
10.(2023高二下·西盟月考)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为的滑块A与质量为的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞,碰撞时间极短,比较碰撞后A和B的速度大小和,进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空:
⑴调节导轨水平;
⑵测得两滑块的质量分别为和。要使碰撞后两滑块运动方向相反,应选取质量为   kg的滑块作为A;
⑶调节B的位置,使得A与B接触时,A的左端到左边挡板的距离与B的右端到右边挡板的距离相等;
⑷使A以一定的初速度沿气垫导轨运动,并与B碰撞,分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和;
⑸将B放回到碰撞前的位置,改变A的初速度大小,重复步骤(4)。多次测量的结果如下表所示;
1 2 3 4 5
0.49 0.67 1.01 1.22 1.39
0.15 0.21 0.33 0.40 0.46
0.31 0.33 0.33 0.33
⑹表中的   (保留2位有效数字);
⑺的平均值为   ;(保留2位有效数字)
⑻理论研究表明,对本实验的碰撞过程,是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞,则的理论表达式为   (用和表示),本实验中其值为   (保留2位有效数字),若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内,则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。
四、解答题
11.(2023高二下·西盟月考)清代乾隆《冰嬉赋》的用“躄躠”(可理解为低身斜体)二字揭示了滑冰的动作要领。500m短道速滑世界记录由我国运动员武大靖创造并保持,在其创造记录比赛中。
(1)武大靖从静止出发,先沿直道加速滑行,前8m用时2s。该过程可视为匀加速直线运动,求此过程加速度大小;
(2)武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为10m的匀速圆周运动,速度大小为14m/s。已知武大靖的质量为73kg,求此次过弯时所需的向心力大小。
12.(2022·全国甲卷)将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔 发出一次闪光。某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间被删去了3个影像,所标出的两个线段的长度 和 之比为3:7。重力加速度大小取 ,忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。
13.(2022·全国乙卷)如图(a),一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上:物块B向A运动, 时与弹簧接触,到 时与弹簧分离,第一次碰撞结束,A、B的 图像如图(b)所示。已知从 到 时间内,物块A运动的距离为 。A、B分离后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,与一直在水平面上运动的B再次碰撞,之后A再次滑上斜面,达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为 ,与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求
(1)第一次碰撞过程中,弹簧弹性势能的最大值;
(2)第一次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值;
(3)物块A与斜面间的动摩擦因数。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】力的合成;力的分解
【解析】【解答】对物块进行受力分析,并建立直角坐标系,将重力分解,如图所示
A.在Y轴方向上, 斜面对物块的支持力 Fn=mgcos,A不符合题意;
B. 斜面对物块的摩擦力Ff为滑动摩擦力,则Ff= Fn=mgcos,B符合题意;
C 、D.因物块在斜面上加速下滑,在X轴方向上有mgsin-Ff=ma;即mgsin>Ff,结合A项分析,推出斜面对物块的合力小于物块重力mg,物块所受合力为mgsin-Ff,C 、D不符合题意。
故答案为:B
[分析】对物块进行受力分析,利用正交分解法或直接合成法,再根据牛顿第二运动定律,对各项问题进行解答。
2.【答案】D
【知识点】牛顿第二定律;动能定理的综合应用
【解析】【解答】运动员从a到c根据动能定理有,在c点有,FNc ≤ kmg,联立有
故答案为:D。
【分析】利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出轨道半径的大小。
3.【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用;万有引力定律的应用;卫星问题
【解析】【解答】由题意可知,火星的公转周期大于地球的公转周期,
根据万有引力充当向心力得:
得,
因此可以得出火星的公转半径比地球的公转半径大,所以选项C错误。
再结合向心力的公式,解得,,
可以得出公转半径越大,线速度、角速度、公转加速度都在减小。所以AB选项错误,D选项正确.
故答案为:D。
【分析】根据万有引力充当向心力规律,先利用周期关系得出半径关系就可以得出各个参数关系。
4.【答案】C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】在x-t图中,图像斜率大小表示物体运动速度大小,斜率正负表示物体运动方向;速率为速度大小,据此:
A.碰撞前,m2静止,速率为0m/s,m1速率为4m/s,A不符合题意;
B.碰撞后,m2速率为2m/s,m1速率为2m/s,二者相等,B不符合题意;
C、D.碰撞前后动量守恒,取碰撞前m1运动方向为正方向,有,代入数据,推出m2=3m1,则碰撞后,m2动量及动能均都大于m1的动量、动能,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据x-t图像斜率表示物体运动速度,推出m1、m2碰撞前后的速度,根据动量守恒定律,推出两物体质量之比,进而推出碰撞后的动量及动能大小关系。
5.【答案】A
【知识点】动能定理的综合应用;机械能综合应用;能量守恒定律;动能与重力势能
【解析】【解答】火箭开始运动到再次点火的过程中,火箭先加速运动,后减速运动,当加速度为零时,火箭的动能最大,故A正确;
根据能量守恒定律可知,火箭开始运动到再次点火的过程中,高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能和重力势能,故B错误;
该过程中,火箭受到竖直向下重力,竖直向下的空气阻力,高压气体对其向上的推力等,根据动量定理可知,火箭受到合力的冲量等于火箭动量的增加量,(即重力,阻力及推力的合冲量等于火箭动量的增加量)故C错误;
该过程中,火箭受到竖直向下重力,竖直向下的空气阻力,高压气体对其向上的推力等,根据动能定理可知,火箭受到合力做的功等于火箭动能的增加量,故D错误;
故选A。
【分析】首先可以对火箭受力分析,根据受力运动判断做功问题,然后判断火箭能量的变化情况,最后根据动量定理和动能定理进行判断动能动量的变化情况。
6.【答案】A,D
【知识点】动量定理;动能与重力势能;功的计算;动量;冲量
【解析】【解答】物块与地面的摩擦力为,
设向右为正方向,0-3s根据动量定理可得
解得:v3=6m/s,
3s时物体的动量为P=mv3=,故C错误;
设3s后经过时间t物块的速度减为0,根据动量定理可得,解得t=1s,即4s时物体的速度为0,所以4s时物体的动能为零,故A正确;
根据上述情形做出运动时间图像,根据时间图像可以算出0-4s物体向右的位移为12m,4-6s根据动量定理可以算出6s末物体的速度为4m/s,方向向左,故4-6s物体位移为4m,所以6s时物块不能回到初始位置,故B错误;
0-3s,F对物体做功为,3-4s,F对物体做功为,4-6s,F对物体做功为,所以0-6s,F对物体做功为40J,故D正确;
故选AD。
【分析】本题可以根据动量定理算出每个时间点物体的速度,然后可以做出速度时间图像算出每个时间段内物体的位移,最后根据做功计算公式进行计算。
7.【答案】B,D
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】ABC.由动能定义式有:,解求得m。由动能定理,上滑过程:,下滑过程:。有图像的斜率可知:,。联立,可得:,。即可求解和f,但重力加速度大小、斜面的倾角不能求出,故AC不符合题意,B符合题意;
D.上滑过程,根据牛顿第二定律有:,又,联立,可得t,故D符合题意。
故答案为:BD
【分析】根据图像结合动能定理可解得摩擦力大小,由于物块的质量未知,无法计算其它物理量。
8.【答案】A,B
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A.减小白金丝直径,其电阻增大,白金丝导线中电流减小,但仍能产生磁场,所以小磁针仍能偏转,A符合题意;
B.用铜导线替换白金丝,电阻增大,导线中电流减小,但仍能产生磁场,小磁针仍能偏转,B符合题意;
C.减小电源电动势,导线中电流减小,但仍能产生磁场,小磁针仍能偏转,C不符合题意;
D.当小磁针与导线垂直时,根据安培定则可知,导线产生的磁场与导线垂直,小磁针不能偏转,所以小磁针的偏转情况与其放置位置由关,D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】减小白金属丝直径,用铜导线替换白金属丝,减小电源电动势,分析导线中电流的变化情况,判断小磁针能否偏转。小磁针的偏转情况与其放置位置有关,结合安培定则分析即可。
9.【答案】(1)
(2)990
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)根据实验器材和实验原理,作出实验电路图如图所示
(2)由于微安表的示数为 ,电流表的示数为 ,所以流过 的电流为8.91mA,故微安表两端的电压为V,所以微安表内阻 .
【分析】(1)根据实验器材和实验原理,即可作出实验电路图,滑动变阻器是分压接法;
(2)首先算出流过定值电阻 的电流,然后算出微安表两端的电压,最后算出微安表内阻。
10.【答案】0.304;0.31;0.32;;0.34
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(2)应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块,碰后运动方向相反,故答案为:0.304kg的滑块作为A。
(6)由于两段位移大小相等,根据表中的数据可得
(7)平均值为
(8)弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒,可得,,联立解得,代入数据可得
【分析】(2)为了使碰后速度方向相反,所以应该取质量小的物块作为A;
(6)利用位移公式结合运动的时间可以求出速度之比;
(7)利用表格数据看求出对应k的平均值的大小;
(8)利用动量守恒定律及机械能守恒定律可以求出对应的表达式,结合数据可以求出对应的比值。
11.【答案】(1)解:根据
解得
(2)解:根据
解得F=1430.8N
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀速圆周运动
【解析】【分析】(1)武大靖做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出加速度的大小;
(2)已知武大靖做匀速圆周运动的速度,结合向心力的表达式可以求出向心力的大小。
12.【答案】根据题意可知,每两个小球影像之间的时间间隔为,设水平方向的速度为,
将第一段位移分解至水平方向和竖直方向,分别为,
第二段位移分解至水平方向和竖直方向,分别为,
又,
联立数式可以解得m/s。
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】首先根据题意,算出两小球影像的时间间隔,将第一段位移和第二段位移进行分解,根据平抛运动特点表示出水平方向位移和竖直方向位移,最后根据总位移的比值算出初速度大小。
13.【答案】(1)第一次碰撞过程中,当弹簧被压缩最短时,弹簧弹性势能最大,此时AB两物体速度相等,
根据动量守恒定律可得,
根据能量守恒可得,
联立两式可得,;
(2)B接触弹簧后,压缩弹簧的过程中,A、B动量守恒,
即,两边都乘以t可得,
即,将 ,代入解得 ,
故弹簧压缩量的最大值为 ;
(3)根据题意可知,物块A两次到达相同的最高点,说明物块A第二次与B分离后速度大小仍为,方向向右,设物体A第一次滑下的速度为,碰撞后物体B的速度为,向左为正方向,
根据动量守恒得,
根据能量守恒得,
联立解得,
物体上滑过程中,根据动能定理得,
物体下滑过程中,根据动能定理得,
联立两式解得。
【知识点】弹性势能;动量守恒定律;能量守恒定律
【解析】【分析】(1)首先根据动量守恒定律列式,然后根据能量守恒列式,联立两式就可以求出结果;
(2)首先根据动量守恒列式,两边各乘以t,代入数据就可以算出弹簧压缩量的最大值;
(3)根据动量守恒列出式子,上滑或者下滑过程根据动能定理即可计算出动摩擦因数。

延伸阅读:

标签:

上一篇:上海市高三下学期物理冲刺模拟试题(答案解析)

下一篇:天津市2023届高三5月考物理模拟试题(8份资料打包+答案解析)