天津市第一中学2019-2020高一下学期物理期末形成性阶段检测试卷

天津市第一中学2019-2020学年高一下学期物理期末形成性阶段检测试卷
一、单选题
1.(2020高一下·天津期末)有一行星大小与地球相同,密度为地球的2倍,则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的(  )
A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.8倍
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据万有引力等于重力,列出等式
则有
行星大小与地球相同,密度为地球的2倍,所以它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当不考虑天体自转,天体表面物体受到的重力等于万有引力,结合万有引力定律求解表面的加速度。
2.(2020高一下·天津期末)某行星的卫星,在接近行星表面的轨道上运动,已知万有引力常量为G,若要计算该行星的密度,只需测量出的一个物理量是(  )
A.行星的半径 B.卫星的半径
C.卫星运行的线速度 D.卫星运行的周期
【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用;卫星问题
【解析】【解答】A.根据密度公式得
已知行星的半径,不知道质量,无法求出行星的密度,A不符合题意;
B.已知卫星的半径,无法求出行星的密度,B不符合题意;
C.已知飞船的运行速度,根据万有引力提供向心力,则有
解得
代入密度公式得
由于不知道行星的半径,故无法求出行星的密度,C不符合题意;
D.根据万有引力提供向心力,则有
解得
代入密度公式得
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】卫星做圆周运动,万有引力提供向心力,结合卫星的周期,根据向心力公式列方程求解中心天体的质量,结合中心天体的体积求解密度。
3.(2020高一下·天津期末)以下说法中正确的是(  )
A.物体做匀速直线运动,机械能一定守恒
B.物体做匀加速直线运动,机械能一定不守恒
C.物体所受合外力不为零,机械能可能守恒
D.物体所受合外力不为零,机械能一定不守恒
【答案】C
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A.物体做匀速直线运动,动能不变,若匀速上升,重力势能增大,机械能不守恒,A不符合题意;
BCD.物体所受的合力不为零,例如只受重力(为恒力),物体做匀加速直线运动,只有重力做功时,机械能守恒,BD不符合题意,C符合题意;
故答案为:C。
【分析】如果一个系统,除重力外,不受到外力和非保守内力,那么这个系统机械能守恒,结合选项中物体的受力情况分析求解即可。
4.(2020高一下·天津期末)两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,甲、乙以相同的初动能在同一水平面上滑行,最后都静止下来,它们滑行的距离(  )
A.甲大 B.乙大 C.相等 D.无法确定
【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】材料相同,即接触面间的动摩擦因数相同,设为 ,在物体滑行至最后停止运动过程中,根据动能定理有
解得 ,因初动能和动摩擦因数相同,甲的质量大于乙的质量,故乙滑行的距离大。
故答案为:B。
【分析】对物体进行受力分析,结合物体的初末速度,对物体从起点运动到静止的过程应用动能定理求解物体移动的距离。
5.(2019高三上·海淀月考)如图所示,木块A放在木块B的左端,用恒力F将A拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做功为W1,生热为Q1;第二次让B可以在光滑地面上自由滑动,F做的功为W2,生热为Q2,则应有(  )
A.W1C.W1【答案】A
【知识点】功的计算
【解析】【解答】木块从木板左端滑到右端F所做的功W=Fs,因为木板不固定时木块的位移要比固定时长,所以W1<W2.摩擦产生的热量Q=fs相对,两次都从木板左端滑到右端,相对位移相等,所以Q1=Q2.A符合题意,B、C、D不符合题意.
故答案为:A.
【分析】根据W=Fscosθ,比较拉力所做的功,摩擦产生的热量Q=fs相对,通过比较相对位移比较摩擦产生的热量.
6.(2019高三上·曲阳月考)将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2底边相同,2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿斜面下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数 均相同。在这三个过程中,下列说法不正确的是(  )
A.沿着1和2下滑到底端时,物块的速率不同,沿着2和3下滑到底端时,物块的速率相同
B.沿着1下滑到底端时,物块的速度最大
C.物块沿着3下滑到底端的过程中,产生的热量是最多的
D.物块沿着1和2下滑到底端的过程中,产生的热量是一样多的
【答案】A
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB.设1、2、3木板与地面的夹角分别为 、 、 ,木板长分别为 、 、 ,当物块沿木板1下滑时,由动能定理有
当物块沿木板2下滑时,由动能定理有 ,
又 , ,可得 ;当物块沿木板3下滑时,由动能定理有
又 , ,可得 , A符合题意,B不合题意。
CD.三个过程中产生的热量分别为 , , ,
则 , CD不合题意。
故答案为:A
【分析】利用运动学公式求解物体与传送带的相对位移,摩擦力产生的热量用摩擦力的大小乘以两物体相对运动的距离即可。
7.(2019高二上·蕉岭期中)如图所示,三个点电荷q1、q2、q3固定在同一直线上,q2与q 3间距离为q 1与q 2间距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比为(  )
A.(-9)∶4∶(-36) B.9∶4∶36
C.(-3)∶2∶(-6) D.3∶2∶6
【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】若q2为负电荷,假设q1带负电,要使q2平衡则q3也应带负电,但此时q1、q3因都受斥力而不平衡,故q1带正电,同理分析q3带正电。
若同理也可能是q1、q3带负电,q2带正电。由于三个电荷均处于平衡状态,所以对q1有: …①
对q2有: ②
对q3有: …③
联立①②③可解得:
根据题意可知l2=2l1,所以q1:q2:q3= :1:9
由于q1、q3是同种电荷,故q1:q2:q3=-9:4:-36或q1:q2:q3=9:-4:36;
故答案为:A
【分析】利用平衡结合库仑定律可以求出电荷量的比值。
8.(2020高一下·天津期末)如图所示,两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球,并悬挂在O点,当两个小球静止时,它们处在同一水平面上,两细线与竖直方向间夹角分别为 、 , 。现将两细线同时剪断,则(  )
A.两球都做匀变速运动
B.落地时两球水平位移相同
C.两球下落时间
D.a球落地时的速度小于b球落地时的速度
【答案】D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】设两球之间的库仑力大小为 ,当两小球静止时,则有
因为 ,所以有
将两细线同时剪断后,两球在竖直方向只受重力,在竖直方向做自由落体运动,所以两球下落时间相同;在下落过程中,两球处于同一水平面,在水平方向上,由于库仑斥力的作用下,导致间距的增大,从而使得库仑力减小,则水平方向的加速度减小,所以两球不可能做匀变速运动;根据 可知,加速度
根据 可知两球落地时水平位移
根据 可知落地时 球落地时的速度小于 球落地时的速度,A、B、C不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间,进而求解末状态的水平速度和竖直速度。
9.(2019高一下·祁县期中)假设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,若卫星离地面越高,则卫星的(  )
A.速度越大 B.角速度越大
C.向心加速度越大 D.周期越长
【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】设人造卫星的质量为m,轨道半径为r,线速度为v,公转周期为T,地球质量为M,由于人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,由万有引力提供向心力得:
得:
卫星离地面越高,则周期越长,卫星的线速度越小,卫星的角速度越小,向心加速度越小,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D
【分析】利用引力提供向心力结合半径的变化可以判别线速度、角速度、向心加速度和周期的变化。
二、多选题
10.(2020高一下·天津期末)在某一高处的同一点将三个质量都相等的小球,以大小相等的初速度分别竖直上抛,平抛和竖直下抛,不计空气阻力,则(  )
A.从抛出到落地的过程中,重力对它们做的功相等
B.落地时三个小球的动能相等
C.三小球落地时间相同
D.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功的平均功率相等
【答案】A,B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB.因为三种运动过程中下落的高度相同,所以重力做功相等,根据动能定理可得
解得
因重力做功相同,初动能也相同,故落地时三个小球的动能相等,AB符合题意;
C.落地的时间不同,竖直上抛时间最长,竖直下抛时间最短,C不符合题意;
D.平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,故上抛时间最长,下抛时间最短,根据
平均功率不等,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】对物体进行受力分析,合外力做功对应故物体动能的变化量,合外力对物体做正功,物体的动能增加,利用动能定理列方程求解即可。
11.(2020高一下·天津期末)质量为m的物体,从静止匀加速上升到h高度,加速度大小为g,以下说法中正确的是(  )
A.物体的动能增加了mgh B.物体的重力势能增加了mgh
C.物体的机械能增加了2mgh D.物体的机械能不变
【答案】A,B,C
【知识点】功能关系;牛顿第二定律;动能;重力势能的变化与重力做功的关系;机械能守恒定律
【解析】【解答】B.物体上升了h高度,即克服重力做功mgh,重力势能增加mgh,B符合题意;
A.根据牛顿第二定律可得 ,
解得
根据动能定理
解得 ,A符合题意;
CD.在上升过程中F做正功,机械能增加量等于F所做的功,所以
C符合题意,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】重力做功与路径无关,只与初末位置有关,利用公式W=Gh求解即可。重力势能的大小与零势能面的选取有关,但是零势能面的选取是任意的,重力做正功,重力势能减小,反之增大。
12.(2019高二上·青冈月考)如图,A、B两点固定两个等量正点电荷,在AB连线的中点放一点电荷q(不计重力)。若给该点电荷一个初速度v0,方向与AB连线垂直,则该点电荷可能的运动情况是(  )
A.匀变速直线运动
B.往复直线运动
C.加速度不断减小,速度不断增大的直线运动
D.加速度先增大后减小,速度不断增大的直线运动
【答案】B,D
【知识点】加速度;电场及电场力
【解析】【解答】若点电荷带正电,受力沿着中垂线向外,做加速度先增大后减小,速度不断增大的直线运动;若点电荷带负电,受力指向连线中心,做往复运动。
故答案为:BD。
【分析】若电荷带正电那么电荷做加速度先增后减的加速运动;假如是负电荷那么先减速后反向加速做往返运动。
13.(2016高二上·襄阳开学考)在验证机械能守恒定律的实验中,要验证的是重锤重力势能的减少量等于它的动能的增加,以下步骤中仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有(  )
A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和低压直流电源连接起来
B.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度
C.接通电源,释放纸带
D.用秒表测出重锤下落的时间
【答案】A,D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】解:A、打点计时器连接交流电源,故A错误.
B、把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度,故B正确.
C、实验时先接通电源,再释放纸带,故C正确.
D、打点计时器可以记录时间,不需要用秒表测出重锤下落的时间,故D是多余的.
本题选多余的或错误的,故选:AD.
【分析】根据实验的原理以及操作中的注意事项确定多余的操作步骤和错误的操作步骤,注意打点计时器接交流电源,可以记录时间.
三、填空题
14.(2020高一下·天津期末)质量为1 kg的物体从高处自由下落,经过4秒钟,(g = 10 m/s2)则物体在4秒内重力对物体做功的平均功率为   W,在4秒末重力做功的瞬时功率为   W。
【答案】200;400
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】 内位移
则重力做功
则重力做功的平均功率 。
末的速度
则重力做功的瞬时功率
【分析】求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
15.(2020高一下·天津期末)质量为m,发动机的额定功率为P0的汽车沿平直公路行驶,当它的加速度为a时,速度为v,测得发动机的实际功率为P1,假定运动中所受阻力恒定,它在平直的路上匀速行驶的最大速度为   。
【答案】
【知识点】功率及其计算;机车启动
【解析】【解答】当速度为 时,发动机的实际功率为 ,此时的牵引力
根据牛顿第二定律有
解得
当牵引力等于阻力时,速度最大
【分析】当汽车的牵引力等于阻力的时候,汽车的加速度为零,此时的汽车的速度最大,利用公式P=Fv求解即可。
16.(2018高二上·建平期中)如图所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°,现在A、B两点放置两点电荷 、 ,测得C点场强的方向与AB平行,则 带   , =   。
【答案】负;
【知识点】库仑定律;电场强度的叠加
【解析】【解答】放在A点和B点的点电荷在C处产生的场强方向在AC和BC的连线上,因C点场强方向与BA方向平行,故放在A点的点电荷和放在B点的点电荷产生的场强方向只能如图所示,由C→A和由B→C,故qA带负电,qB带正电,且EB=2EA,即k =2k ,又由几何关系知 =2 ,所以.
【分析】C点处的电场强度是由A、B两个电荷共同产生的,结合C点处电场电场强度的方向,利用点电荷的场强公式分析求解即可。
四、解答题
17.(2020高一下·天津期末)天体运动中,两颗相距较远的恒星,相互吸引,绕共同的圆心做圆周运动,称为双星,已知两颗恒星的质量分别为M1、M2,两星相距L,求这两颗恒星的轨道半径和周期(引力恒量为G)。
【答案】解:设 、 的轨道半径分别为 、 ,角速度为 ,根据牛顿第二定律得,对 有
对 有
由以上二式有 ,
将 代入

周期
解得
【知识点】万有引力定律的应用;双星(多星)问题
【解析】【分析】两个星球围绕着质心做圆周运动,万有引力提供向心力,其中两个星球具有相同的周期,以此为条件分析两者的线速度大小。
18.(2020高一下·天津期末)如图,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O点为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高.质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O点等高的D点,g取10m/s2。
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值;
(3)若滑块离开C点的速度大小为10m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间t。
【答案】(1)解:滑块从A到D过程,根据动能定理有
整理得
(2)解:若滑块能到达C点,根据牛顿第二定律有
因 FN≥0,解得
滑块从A到C的过程,由根据动能定理有
解得
(3)解:离开C点做平抛运动,则有x=vCt
y= gt2
又由几何关系有
联立代入得t=0.1s
【知识点】动能定理的综合应用;竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】(1)对物体进行受力分析,结合物体的初末速度,对物体从A点运动到D点的过程应用动能定理求解动摩擦因数;
(2)对物体进行受力分析,对物体从A点运动到C点的过程应用动能定理求解物体的末速度;
(3)物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间。
19.(2020高一下·天津期末)如图所示,长L=1.25m,质量M=8kg的平板车静止在光滑水平面上,车的左端放一质量m=2kg的木块,它与车面间的动摩擦因数μ=0.2,今以水平恒力F=10N拖木板在车上滑行,物体最终从车的右端滑落,木块在小车上滑动的过程中,问:
(1)木块和小车对地的加速度各是多少?
(2)拉力对木块做了多少功?
(3)小车和木块各获得多大动能?
(4)摩擦产生多少热量?
【答案】(1)解:以木块为研究对象,由牛顿第二定律
解得
再以小车为研究对象
解得
(2)解:由匀变速直线运动的追击问题可知
解得
在这1s间木块位移为
拉力做功
(3)解:以木块为研究对象,摩擦力做功为
所以合力对木块做功为9J,由动能定理可知木块获得动能为9J。小车位移为
摩擦力对小车做功为
即小车获得动能为1J
(4)解:系统内一对摩擦力对系统做功为
即摩擦产生了 的热量。
【知识点】对单物体(质点)的应用;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)分别对两个物体进行受力分析,利用牛顿第二定律求解物体各自的加速度;
(2)结合物体的加速度和运动位移,利用公式W=Fs求解外力做功;
(3)对物体进行受力分析,合外力做功对应故物体动能的变化量,合外力对物体做正功,物体的动能增加;
(4)利用运动学公式求解物体与小车的相对位移,摩擦力产生的热量用摩擦力的大小乘以两物体相对运动的距离即可。
天津市第一中学2019-2020学年高一下学期物理期末形成性阶段检测试卷
一、单选题
1.(2020高一下·天津期末)有一行星大小与地球相同,密度为地球的2倍,则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的(  )
A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.8倍
2.(2020高一下·天津期末)某行星的卫星,在接近行星表面的轨道上运动,已知万有引力常量为G,若要计算该行星的密度,只需测量出的一个物理量是(  )
A.行星的半径 B.卫星的半径
C.卫星运行的线速度 D.卫星运行的周期
3.(2020高一下·天津期末)以下说法中正确的是(  )
A.物体做匀速直线运动,机械能一定守恒
B.物体做匀加速直线运动,机械能一定不守恒
C.物体所受合外力不为零,机械能可能守恒
D.物体所受合外力不为零,机械能一定不守恒
4.(2020高一下·天津期末)两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,甲、乙以相同的初动能在同一水平面上滑行,最后都静止下来,它们滑行的距离(  )
A.甲大 B.乙大 C.相等 D.无法确定
5.(2019高三上·海淀月考)如图所示,木块A放在木块B的左端,用恒力F将A拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做功为W1,生热为Q1;第二次让B可以在光滑地面上自由滑动,F做的功为W2,生热为Q2,则应有(  )
A.W1C.W16.(2019高三上·曲阳月考)将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2底边相同,2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿斜面下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数 均相同。在这三个过程中,下列说法不正确的是(  )
A.沿着1和2下滑到底端时,物块的速率不同,沿着2和3下滑到底端时,物块的速率相同
B.沿着1下滑到底端时,物块的速度最大
C.物块沿着3下滑到底端的过程中,产生的热量是最多的
D.物块沿着1和2下滑到底端的过程中,产生的热量是一样多的
7.(2019高二上·蕉岭期中)如图所示,三个点电荷q1、q2、q3固定在同一直线上,q2与q 3间距离为q 1与q 2间距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比为(  )
A.(-9)∶4∶(-36) B.9∶4∶36
C.(-3)∶2∶(-6) D.3∶2∶6
8.(2020高一下·天津期末)如图所示,两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球,并悬挂在O点,当两个小球静止时,它们处在同一水平面上,两细线与竖直方向间夹角分别为 、 , 。现将两细线同时剪断,则(  )
A.两球都做匀变速运动
B.落地时两球水平位移相同
C.两球下落时间
D.a球落地时的速度小于b球落地时的速度
9.(2019高一下·祁县期中)假设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,若卫星离地面越高,则卫星的(  )
A.速度越大 B.角速度越大
C.向心加速度越大 D.周期越长
二、多选题
10.(2020高一下·天津期末)在某一高处的同一点将三个质量都相等的小球,以大小相等的初速度分别竖直上抛,平抛和竖直下抛,不计空气阻力,则(  )
A.从抛出到落地的过程中,重力对它们做的功相等
B.落地时三个小球的动能相等
C.三小球落地时间相同
D.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功的平均功率相等
11.(2020高一下·天津期末)质量为m的物体,从静止匀加速上升到h高度,加速度大小为g,以下说法中正确的是(  )
A.物体的动能增加了mgh B.物体的重力势能增加了mgh
C.物体的机械能增加了2mgh D.物体的机械能不变
12.(2019高二上·青冈月考)如图,A、B两点固定两个等量正点电荷,在AB连线的中点放一点电荷q(不计重力)。若给该点电荷一个初速度v0,方向与AB连线垂直,则该点电荷可能的运动情况是(  )
A.匀变速直线运动
B.往复直线运动
C.加速度不断减小,速度不断增大的直线运动
D.加速度先增大后减小,速度不断增大的直线运动
13.(2016高二上·襄阳开学考)在验证机械能守恒定律的实验中,要验证的是重锤重力势能的减少量等于它的动能的增加,以下步骤中仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有(  )
A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和低压直流电源连接起来
B.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度
C.接通电源,释放纸带
D.用秒表测出重锤下落的时间
三、填空题
14.(2020高一下·天津期末)质量为1 kg的物体从高处自由下落,经过4秒钟,(g = 10 m/s2)则物体在4秒内重力对物体做功的平均功率为   W,在4秒末重力做功的瞬时功率为   W。
15.(2020高一下·天津期末)质量为m,发动机的额定功率为P0的汽车沿平直公路行驶,当它的加速度为a时,速度为v,测得发动机的实际功率为P1,假定运动中所受阻力恒定,它在平直的路上匀速行驶的最大速度为   。
16.(2018高二上·建平期中)如图所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°,现在A、B两点放置两点电荷 、 ,测得C点场强的方向与AB平行,则 带   , =   。
四、解答题
17.(2020高一下·天津期末)天体运动中,两颗相距较远的恒星,相互吸引,绕共同的圆心做圆周运动,称为双星,已知两颗恒星的质量分别为M1、M2,两星相距L,求这两颗恒星的轨道半径和周期(引力恒量为G)。
18.(2020高一下·天津期末)如图,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O点为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高.质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O点等高的D点,g取10m/s2。
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值;
(3)若滑块离开C点的速度大小为10m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间t。
19.(2020高一下·天津期末)如图所示,长L=1.25m,质量M=8kg的平板车静止在光滑水平面上,车的左端放一质量m=2kg的木块,它与车面间的动摩擦因数μ=0.2,今以水平恒力F=10N拖木板在车上滑行,物体最终从车的右端滑落,木块在小车上滑动的过程中,问:
(1)木块和小车对地的加速度各是多少?
(2)拉力对木块做了多少功?
(3)小车和木块各获得多大动能?
(4)摩擦产生多少热量?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据万有引力等于重力,列出等式
则有
行星大小与地球相同,密度为地球的2倍,所以它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当不考虑天体自转,天体表面物体受到的重力等于万有引力,结合万有引力定律求解表面的加速度。
2.【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用;卫星问题
【解析】【解答】A.根据密度公式得
已知行星的半径,不知道质量,无法求出行星的密度,A不符合题意;
B.已知卫星的半径,无法求出行星的密度,B不符合题意;
C.已知飞船的运行速度,根据万有引力提供向心力,则有
解得
代入密度公式得
由于不知道行星的半径,故无法求出行星的密度,C不符合题意;
D.根据万有引力提供向心力,则有
解得
代入密度公式得
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】卫星做圆周运动,万有引力提供向心力,结合卫星的周期,根据向心力公式列方程求解中心天体的质量,结合中心天体的体积求解密度。
3.【答案】C
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A.物体做匀速直线运动,动能不变,若匀速上升,重力势能增大,机械能不守恒,A不符合题意;
BCD.物体所受的合力不为零,例如只受重力(为恒力),物体做匀加速直线运动,只有重力做功时,机械能守恒,BD不符合题意,C符合题意;
故答案为:C。
【分析】如果一个系统,除重力外,不受到外力和非保守内力,那么这个系统机械能守恒,结合选项中物体的受力情况分析求解即可。
4.【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】材料相同,即接触面间的动摩擦因数相同,设为 ,在物体滑行至最后停止运动过程中,根据动能定理有
解得 ,因初动能和动摩擦因数相同,甲的质量大于乙的质量,故乙滑行的距离大。
故答案为:B。
【分析】对物体进行受力分析,结合物体的初末速度,对物体从起点运动到静止的过程应用动能定理求解物体移动的距离。
5.【答案】A
【知识点】功的计算
【解析】【解答】木块从木板左端滑到右端F所做的功W=Fs,因为木板不固定时木块的位移要比固定时长,所以W1<W2.摩擦产生的热量Q=fs相对,两次都从木板左端滑到右端,相对位移相等,所以Q1=Q2.A符合题意,B、C、D不符合题意.
故答案为:A.
【分析】根据W=Fscosθ,比较拉力所做的功,摩擦产生的热量Q=fs相对,通过比较相对位移比较摩擦产生的热量.
6.【答案】A
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB.设1、2、3木板与地面的夹角分别为 、 、 ,木板长分别为 、 、 ,当物块沿木板1下滑时,由动能定理有
当物块沿木板2下滑时,由动能定理有 ,
又 , ,可得 ;当物块沿木板3下滑时,由动能定理有
又 , ,可得 , A符合题意,B不合题意。
CD.三个过程中产生的热量分别为 , , ,
则 , CD不合题意。
故答案为:A
【分析】利用运动学公式求解物体与传送带的相对位移,摩擦力产生的热量用摩擦力的大小乘以两物体相对运动的距离即可。
7.【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】若q2为负电荷,假设q1带负电,要使q2平衡则q3也应带负电,但此时q1、q3因都受斥力而不平衡,故q1带正电,同理分析q3带正电。
若同理也可能是q1、q3带负电,q2带正电。由于三个电荷均处于平衡状态,所以对q1有: …①
对q2有: ②
对q3有: …③
联立①②③可解得:
根据题意可知l2=2l1,所以q1:q2:q3= :1:9
由于q1、q3是同种电荷,故q1:q2:q3=-9:4:-36或q1:q2:q3=9:-4:36;
故答案为:A
【分析】利用平衡结合库仑定律可以求出电荷量的比值。
8.【答案】D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】设两球之间的库仑力大小为 ,当两小球静止时,则有
因为 ,所以有
将两细线同时剪断后,两球在竖直方向只受重力,在竖直方向做自由落体运动,所以两球下落时间相同;在下落过程中,两球处于同一水平面,在水平方向上,由于库仑斥力的作用下,导致间距的增大,从而使得库仑力减小,则水平方向的加速度减小,所以两球不可能做匀变速运动;根据 可知,加速度
根据 可知两球落地时水平位移
根据 可知落地时 球落地时的速度小于 球落地时的速度,A、B、C不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间,进而求解末状态的水平速度和竖直速度。
9.【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】设人造卫星的质量为m,轨道半径为r,线速度为v,公转周期为T,地球质量为M,由于人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,由万有引力提供向心力得:
得:
卫星离地面越高,则周期越长,卫星的线速度越小,卫星的角速度越小,向心加速度越小,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D
【分析】利用引力提供向心力结合半径的变化可以判别线速度、角速度、向心加速度和周期的变化。
10.【答案】A,B
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB.因为三种运动过程中下落的高度相同,所以重力做功相等,根据动能定理可得
解得
因重力做功相同,初动能也相同,故落地时三个小球的动能相等,AB符合题意;
C.落地的时间不同,竖直上抛时间最长,竖直下抛时间最短,C不符合题意;
D.平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,故上抛时间最长,下抛时间最短,根据
平均功率不等,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】对物体进行受力分析,合外力做功对应故物体动能的变化量,合外力对物体做正功,物体的动能增加,利用动能定理列方程求解即可。
11.【答案】A,B,C
【知识点】功能关系;牛顿第二定律;动能;重力势能的变化与重力做功的关系;机械能守恒定律
【解析】【解答】B.物体上升了h高度,即克服重力做功mgh,重力势能增加mgh,B符合题意;
A.根据牛顿第二定律可得 ,
解得
根据动能定理
解得 ,A符合题意;
CD.在上升过程中F做正功,机械能增加量等于F所做的功,所以
C符合题意,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】重力做功与路径无关,只与初末位置有关,利用公式W=Gh求解即可。重力势能的大小与零势能面的选取有关,但是零势能面的选取是任意的,重力做正功,重力势能减小,反之增大。
12.【答案】B,D
【知识点】加速度;电场及电场力
【解析】【解答】若点电荷带正电,受力沿着中垂线向外,做加速度先增大后减小,速度不断增大的直线运动;若点电荷带负电,受力指向连线中心,做往复运动。
故答案为:BD。
【分析】若电荷带正电那么电荷做加速度先增后减的加速运动;假如是负电荷那么先减速后反向加速做往返运动。
13.【答案】A,D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】解:A、打点计时器连接交流电源,故A错误.
B、把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度,故B正确.
C、实验时先接通电源,再释放纸带,故C正确.
D、打点计时器可以记录时间,不需要用秒表测出重锤下落的时间,故D是多余的.
本题选多余的或错误的,故选:AD.
【分析】根据实验的原理以及操作中的注意事项确定多余的操作步骤和错误的操作步骤,注意打点计时器接交流电源,可以记录时间.
14.【答案】200;400
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】 内位移
则重力做功
则重力做功的平均功率 。
末的速度
则重力做功的瞬时功率
【分析】求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
15.【答案】
【知识点】功率及其计算;机车启动
【解析】【解答】当速度为 时,发动机的实际功率为 ,此时的牵引力
根据牛顿第二定律有
解得
当牵引力等于阻力时,速度最大
【分析】当汽车的牵引力等于阻力的时候,汽车的加速度为零,此时的汽车的速度最大,利用公式P=Fv求解即可。
16.【答案】负;
【知识点】库仑定律;电场强度的叠加
【解析】【解答】放在A点和B点的点电荷在C处产生的场强方向在AC和BC的连线上,因C点场强方向与BA方向平行,故放在A点的点电荷和放在B点的点电荷产生的场强方向只能如图所示,由C→A和由B→C,故qA带负电,qB带正电,且EB=2EA,即k =2k ,又由几何关系知 =2 ,所以.
【分析】C点处的电场强度是由A、B两个电荷共同产生的,结合C点处电场电场强度的方向,利用点电荷的场强公式分析求解即可。
17.【答案】解:设 、 的轨道半径分别为 、 ,角速度为 ,根据牛顿第二定律得,对 有
对 有
由以上二式有 ,
将 代入

周期
解得
【知识点】万有引力定律的应用;双星(多星)问题
【解析】【分析】两个星球围绕着质心做圆周运动,万有引力提供向心力,其中两个星球具有相同的周期,以此为条件分析两者的线速度大小。
18.【答案】(1)解:滑块从A到D过程,根据动能定理有
整理得
(2)解:若滑块能到达C点,根据牛顿第二定律有
因 FN≥0,解得
滑块从A到C的过程,由根据动能定理有
解得
(3)解:离开C点做平抛运动,则有x=vCt
y= gt2
又由几何关系有
联立代入得t=0.1s
【知识点】动能定理的综合应用;竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】(1)对物体进行受力分析,结合物体的初末速度,对物体从A点运动到D点的过程应用动能定理求解动摩擦因数;
(2)对物体进行受力分析,对物体从A点运动到C点的过程应用动能定理求解物体的末速度;
(3)物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间。
19.【答案】(1)解:以木块为研究对象,由牛顿第二定律
解得
再以小车为研究对象
解得
(2)解:由匀变速直线运动的追击问题可知
解得
在这1s间木块位移为
拉力做功
(3)解:以木块为研究对象,摩擦力做功为
所以合力对木块做功为9J,由动能定理可知木块获得动能为9J。小车位移为
摩擦力对小车做功为
即小车获得动能为1J
(4)解:系统内一对摩擦力对系统做功为
即摩擦产生了 的热量。
【知识点】对单物体(质点)的应用;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)分别对两个物体进行受力分析,利用牛顿第二定律求解物体各自的加速度;
(2)结合物体的加速度和运动位移,利用公式W=Fs求解外力做功;
(3)对物体进行受力分析,合外力做功对应故物体动能的变化量,合外力对物体做正功,物体的动能增加;
(4)利用运动学公式求解物体与小车的相对位移,摩擦力产生的热量用摩擦力的大小乘以两物体相对运动的距离即可。

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