辽宁省抚顺市六校协作体2022-2023学年高一(下)期末物理试卷
一、单选题(本大题共7小题,共28.0分)
1. 如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系着绳的小球向右拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,不计一切摩擦,小球向左摆到最低点过程中( )
A.小车和小球组成的系统动量守恒
B.车的机械能守恒
C.细绳中的拉力对小车做负功
D.小球和车组成的系统机械能守恒
【答案】D
【知识点】动量守恒定律;机械能守恒定律
【解析】【解答】A.小球摆动过程中,小球和车组成的系统只受重力和支持力作用,水平方向的合力为零所以系统水平方向动量守恒,在竖直方向上只有小球有竖直方向的分速度,且分速度大小也不断变化,所以竖直方向动量不守恒,所以系统动量也不守恒,故A不符合题意;
BCD.小球摆动过程中,拉力对小车做正功,小车机械能增加,拉力对小球做负功,小球的机械能减少,小球和小车单个物体机械能都不守恒,但小球和车组成的系统机械能守恒。
故答案为D。
【分析】根据动量守恒和机械能守恒条件分析判断。
2. 质量为的物块在合外力的作用下从静止开始沿直线运动。随时间变化的图线如图所示,则( )
A.时物块的速率为
B.时物块的动量大小为
C.时物块的动量大小为
D.时物块的速度为零
【答案】C
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A.根据动量定理得:,解得时物块的速率为,故A不符合题意;
B.根据动量定理得:,解得时物块的动量大小为,故B不符合题意;
C.根据动量定理得:,解得时物块的动量大小为,故C符合题意;
D.根据动量定理得:,解得时物块的速率为,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据动量定理求解。
3. 某质点的质量,在平面上运动。时,质点位于轴上。它在轴方向上运动的速度与时间的关系图像如图甲所示,它在轴方向上运动的位移与时间的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.质点做匀变速直线运动
B.质点受到的合力的大小
C.第末,质点合力做功的功率
D.当时,质点的速度大小为
【答案】D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】A.由图像知,质点在x轴方向做匀加速直线运动,在y轴方向做匀速直线运动,根据运动的合成与分解及曲线运动的条件知,质点做匀变速曲线运动,故A不符合题意;
B.质点的加速度, 质点受到的合力的大小,故B不符合题意;
C.时,质点沿x轴方向运动的速度大小,合力做功的功率为,故C不符合题意;
D.时,质点沿y轴方向运动的速度大小,质点的速度大小为,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据运动的合成与分解及曲线运动的条件分析质点的运动性质;由图像求出质点的加速度,时,质点在x轴、y轴方向的速度,再根据牛顿第二定律、求解合力和合力的功率。
4. 有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的小球、、,从同一位置以相同速度先后水平射入竖直方向的匀强电场中,它们落在正极板的位置如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.小球带正电,小球不带电,小球带负电
B.三个小球在电场中运动的时间
C.若把负极板向下移动少许,则球的运动时间变短
D.三个小球到达正极板的速度
【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】AB.小球在水平方向做匀速直线运动,根据结合图知;竖直方向做初速为零的匀加速直线运动,根据结合图知,根据知,所以小球A带正电,B不带电,C带负电,故AB不符合题意;
C.根据,,得:,可见把负极板向下移动少许电场强度不变。根据知,a不变,s不变,t不变,故C符合题意;
D.根据知,,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】小球在电场中做类平抛运动,根据水平方向和竖直方向运动规律结合图分析判断;先根据判断电场强度与两板距离的关系,再根据分析时间关系;根据动能定理分析判断。
5. 如图所示,. 为地球赤道上的物体,为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,为地球同步卫星。关于、、做匀速圆周运动的说法正确的是( )
A.角速度关系为
B.线速度的大小关系为
C.周期关系为
D.向心加速度的大小关系为
【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】a为地球赤道上的物体,c为地球同步卫星,所以、。根据,知,。
A.根据知,所以,故A不符合题意;
B.根据知,所以,故B不符合题意;
C.根据知,所以,故C符合题意;
D.根据知,所以,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】本题涉及到两种物理模型,以同步卫星作为中间媒介进行两两比较即可。
6. 如图甲为呼啦圈的一种,腰带外侧带有轨道,将滑轮置于轨道内,滑轮通过一根不可伸长的绳子与配重连接,其简化模型如图乙所示。水平固定好腰带,通过人体的微小扭动,配重将在滑轮的带动下一起在水平面内做匀速圆周运动,绳子与竖直方向夹角为,运动过程中腰带可看作不动,下列说法正确的是( )
A.增大转速的过程中,配重的加速度的大小恒定不变
B.若以更大的转速匀速转动,则绳子上的拉力将增大
C.若以更大的转速匀速转动,则身体对腰带的摩擦力将增大
D.若增加配重,保持转速不变,则绳子与竖直方向的夹角将减小
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】ABD.设绳长为L,悬挂点到腰带中心的距离为r,受力分析如图:
根据平衡条件和牛顿第二定律得:,,联立可得:,。可见转速增大,配重做匀速圆周运动的半径变大,变大,T、增大;若增加配重,保持转速不变,则绳子与竖直方向的夹角将不变,故AD不符合题意,B符合题意;
C.对腰带进行受力分析如图:
根据平衡条件得:,联立得:,可见f恒定,故C不符合题意。
故答案为:B
【分析】分别对配重和呼啦圈受力分析,由平衡条件和牛顿第二定律列方程分析。
7.(2021高一下·任城期中)从地面竖直向上抛出一物体,在运动过程中除受到重力外,还受到一大小恒定、方向始终与运动方向相反的空气阻力F阻的作用。距地面高度h在0至3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2,该物体运动过程受到的空气阻力F阻为( )
A.0.5N B.1 N C.1.5 N D.2 N
【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】由动能定理可得上升过程满足
下降过程满足
可知,图线的斜率表示物体受到的合外力,由图线分别可得
联立解得 ,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用动能定理结合图像斜率可以求出上升和下落过程其合力的大小,两式联立结合牛顿第二定律可以求出阻力的大小。
二、多选题(本大题共3小题,共18.0分)
8. 两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等。虚线是一个电子在该电场中的运动轨迹,轨迹与某等势面相切于点。下列说法正确的是( )
A.两点电荷是同种点电荷
B.点的电场强度比点的大
C.电子在点的电势能大于点的电势能
D.电子运动到点时动能最小
【答案】A,D
【知识点】等势面
【解析】【解答】A.根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷是同种电荷,故A符合题意;
B.A点的等差等势面疏,B点的等差等势面密,所以B点的电场强度大,故B不符合题意;
C.根据电子在电场中的运动轨迹可知电子受到斥力作用,所以电子从A到B电场力做负功,电势能增大,所以电子在点的电势能小于点的电势能,故C不符合题意;
D.电子从M到P电场力做负功,动能减小;电子从P到N电场力做正功,动能增大,所以电子运动到P点时动能最小,故D符合题意。
故答案为:AD
【分析】根据等势面分布判断点电荷的电性;根据等差等势面的疏密判断电场强度的强弱;先根据电子在电场中的运动轨迹判断它们之间的作用力,再根据电场力做功与电势能变化的关系判断电势能的大小;根据动能定理判断P点动能大小情况。
9. 质量的玩具电动汽车在平直的赛道上由静止启动,图像甲表示玩具车运动的速度与时间的关系,图像乙表示玩具车牵引力的功率与时间的关系。两幅图像中只有甲图内为曲线,图像的其余部分均为直线。设玩具车在运动过程中所受阻力不变,在末玩具车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( )
A.玩具车受到的阻力为
B.玩具车所受的最大牵引力为
C.过程中玩具车牵引力做的功为
D.玩具车在做变加速运动过程中的位移大小为
【答案】A,D
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A.由图像可知:,,速度最大时,牵引力等于阻力,则,解得:,故A符合题意;
B.内,牵引力最大,时,根据牛顿第二定律得:,由图像知:,联立解得:,故B不符合题意;
C. 过程中,汽车的功率不变,则牵引力做的功为,故C不符合题意;
D.根据动能定理得:,解得:,故D符合题意。
故答案为:AD
【分析】当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,根据功率公式求解阻力;汽车做匀加速运动的牵引力最大,根据牛顿第二定律求解最大牵引力;根据求牵引力的功;根据动能定理求变加速运动的位移。
10.如图所示,一倾角为的固定斜面的底端安装一轻质弹簧,、两物块的质量分别为和,静止于斜面上处。某时刻,以沿斜面向上的速度与发生弹性碰撞碰撞时间极短。与斜面间的动摩擦因数等于,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。与斜面间无摩擦。两物块均可以看作质点,、两物块第一次碰撞后的速度在减为零后才与发生了第二次碰撞。重力加速度大小为。则下列说法正确的是( )
A.第一次碰撞后瞬间的速度的大小为
B.第一次碰撞后瞬间的速度的大小为
C.若斜面足够长,物块从点上升的总高度
D.若斜面足够长,最后一共因摩擦产生内能
【答案】B,D
【知识点】动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【解答】AB.P与Q碰撞过程,取沿斜面向上为正方向,根据动量守恒定律和能量守恒定律得:,,解得:,,故A不符合题意,B不符合题意;
C.设上升的总高度为H,根据能量守恒定律得:,解得:
D.
【分析】
三、实验题(本大题共2小题,共28.0分)
11. 某实验小组用如图所示的装置“验证向心力与线速度关系”。滑块套在水平杆上,随杆一起绕竖直轴做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力的大小。滑块上固定一遮光片,宽度为,图示位置滑块正上方有一光电门固定在铁架台的横杆上,滑块旋转半径为,每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力和线速度的数据。
(1)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为,则滑块的线速度 ;
(2)若以为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条过原点的直线,从而验证向心力大小与 (选填“”“”或“”)成正比;
(3)此实验中,若滑块的线速度不变,改变旋转半径,则可以得到与成 (填“正比”或“反比”)。
【答案】(1)
(2)
(3)反比
【知识点】向心力
【解析】【解答】(1)滑块的线速度为;
(2)根据得:,从而验证向心力大小与成正比;
(3)根据知与成反比。
【分析】(1)根据挡光片的宽度及遮光时间求滑块的线速度;
(2)(3)根据分析作答。
12. 利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期,重力加速度为。
(1)甲同学实验时进行了如下操作,其中正确的是____ 选填选项前的字母。
A.需使用天平测出重物的质量
B.安装打点计时器时应尽量使两个限位孔在同一竖直线上
C.操作时应先接通电源然后释放纸带
D.测量纸带上某点到第一个点间的距离,利用计算点的速度
(2)甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带,如图所示其中一段纸带图中未画出。图中点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点、、、、、作为计数点。测出、、点距起始点的距离分别为、、,由此可计算出打点计时器打下点时重物下落的瞬时速度 结果保留两位有效数字。用表示重物的质量,在误差允许的范围内,若满足表达式 ,则可认为重物下落过程中机械能守恒用给出的已知物理量的符号表示。
(3)乙同学想用图像法处理数据。他在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点的距离,计算对应计数点的重物速度,进而描绘出图像。请你帮他分析确定判断的依据:要想说明机械能是守恒的,则图线应该是一条过原点的直线,且斜率等于 。
【答案】(1)B;C
(2)3.0;
(3)当地重力加速度
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)A.根据实验原理可知重物的质量会被消去,所以无需测出其质量,故A不符合题意;
B.安装打点计时器时应尽量使两个限位孔在同一竖直线上,故B符合题意;
C.操作时应先接通电源然后释放纸带,故C符合题意;
D.通过计算出瞬时速度v,就已经把重物的实际运动看成了自由落体运动,故D不符合题意。
故答案为:BC
(2) 重物下落的瞬时速度, 在误差允许的范围内,若满足表达式,则可认为重物下落过程中机械能守恒。
(3)由得:,所以斜率等于。
【分析】(1)根据实验原理与实验操作规范分析判断;
(2)根据E点的瞬时速度等于DF段的平均速度,求E点的瞬时速度,根据机械能守恒定律确定表达式;
(3)根据机械能守恒的表达式推出,由图像的性质作答。
四、简答题(本大题共2小题,共26.0分)
13. 如图所示,匀强电场方向沿轴的正方向,场强为。在点有一个质量为,电荷量为的粒子,以沿轴负方向的初速度开始运动,经过一段时间到达点,(不计重力作用)。求:
(1)粒子的初速度的大小;
(2)当粒子到达点时的速度。
【答案】(1)解:粒子在电场中做类平抛运动,沿轴负方向做匀速直线运动,沿轴负方向做匀加速直线运动。
根据两点的坐标,列运动学方程为
方向有:
方向有:
合力为电场力,列牛顿第二定律为:
联立解得初速度:
答:粒子的初速度的大小为;
(2)解:沿方向的速度为:
合速度与的夹角为:
联立解得
所以合速度为:
代入数据解得:
答:当粒子到达点时的速度为,方向与轴负方向偏左下成角。
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】(1)粒子在电场中做类平抛运动,根据运动学公式和牛顿第二定律求解粒子的初速度的大小;
(2)根据运动学公式和运动的合成与分解求解粒子到达点时的速度。
14. 一装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上倾角的光滑直轨道,粗糙水平直轨道,竖直墙组成,且各处平滑连接。右边的水平光滑地面上放有一无动力小车,并紧靠在竖直墙处,小车上表面与水平直轨道在同一水平面上。小车上表面的动摩擦因数、质量,轨道段长度为。将一质量也为的滑块从倾斜轨道上高度处静止释放,滑块在段运动时的阻力为其重力的倍。求:
(1)滑块到达点时的速度;
(2)滑块滑上小车后相当于小车的位移。
【答案】(1)解:滑块从开始下滑到整个过程,由动能定理得
解得
答:滑块到达点时的速度为;
(2)解:滑块与小车相互作用列动量守恒得
作用过程中发热量为
根据能量守恒可得
解得
答:滑块滑上小车后相当于小车的位移为。
【知识点】能量守恒定律;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)对滑块从开始下滑到C整个过程,利用动能定理求滑块到达点时的速度;
(2)根据动量守恒求出共同的速度v,根据能量守恒求滑块滑上小车后相对于小车的位移。
辽宁省抚顺市六校协作体2022-2023学年高一(下)期末物理试卷
一、单选题(本大题共7小题,共28.0分)
1. 如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系着绳的小球向右拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,不计一切摩擦,小球向左摆到最低点过程中( )
A.小车和小球组成的系统动量守恒
B.车的机械能守恒
C.细绳中的拉力对小车做负功
D.小球和车组成的系统机械能守恒
2. 质量为的物块在合外力的作用下从静止开始沿直线运动。随时间变化的图线如图所示,则( )
A.时物块的速率为
B.时物块的动量大小为
C.时物块的动量大小为
D.时物块的速度为零
3. 某质点的质量,在平面上运动。时,质点位于轴上。它在轴方向上运动的速度与时间的关系图像如图甲所示,它在轴方向上运动的位移与时间的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.质点做匀变速直线运动
B.质点受到的合力的大小
C.第末,质点合力做功的功率
D.当时,质点的速度大小为
4. 有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的小球、、,从同一位置以相同速度先后水平射入竖直方向的匀强电场中,它们落在正极板的位置如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.小球带正电,小球不带电,小球带负电
B.三个小球在电场中运动的时间
C.若把负极板向下移动少许,则球的运动时间变短
D.三个小球到达正极板的速度
5. 如图所示,. 为地球赤道上的物体,为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,为地球同步卫星。关于、、做匀速圆周运动的说法正确的是( )
A.角速度关系为
B.线速度的大小关系为
C.周期关系为
D.向心加速度的大小关系为
6. 如图甲为呼啦圈的一种,腰带外侧带有轨道,将滑轮置于轨道内,滑轮通过一根不可伸长的绳子与配重连接,其简化模型如图乙所示。水平固定好腰带,通过人体的微小扭动,配重将在滑轮的带动下一起在水平面内做匀速圆周运动,绳子与竖直方向夹角为,运动过程中腰带可看作不动,下列说法正确的是( )
A.增大转速的过程中,配重的加速度的大小恒定不变
B.若以更大的转速匀速转动,则绳子上的拉力将增大
C.若以更大的转速匀速转动,则身体对腰带的摩擦力将增大
D.若增加配重,保持转速不变,则绳子与竖直方向的夹角将减小
7.(2021高一下·任城期中)从地面竖直向上抛出一物体,在运动过程中除受到重力外,还受到一大小恒定、方向始终与运动方向相反的空气阻力F阻的作用。距地面高度h在0至3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2,该物体运动过程受到的空气阻力F阻为( )
A.0.5N B.1 N C.1.5 N D.2 N
二、多选题(本大题共3小题,共18.0分)
8. 两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等。虚线是一个电子在该电场中的运动轨迹,轨迹与某等势面相切于点。下列说法正确的是( )
A.两点电荷是同种点电荷
B.点的电场强度比点的大
C.电子在点的电势能大于点的电势能
D.电子运动到点时动能最小
9. 质量的玩具电动汽车在平直的赛道上由静止启动,图像甲表示玩具车运动的速度与时间的关系,图像乙表示玩具车牵引力的功率与时间的关系。两幅图像中只有甲图内为曲线,图像的其余部分均为直线。设玩具车在运动过程中所受阻力不变,在末玩具车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( )
A.玩具车受到的阻力为
B.玩具车所受的最大牵引力为
C.过程中玩具车牵引力做的功为
D.玩具车在做变加速运动过程中的位移大小为
10.如图所示,一倾角为的固定斜面的底端安装一轻质弹簧,、两物块的质量分别为和,静止于斜面上处。某时刻,以沿斜面向上的速度与发生弹性碰撞碰撞时间极短。与斜面间的动摩擦因数等于,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。与斜面间无摩擦。两物块均可以看作质点,、两物块第一次碰撞后的速度在减为零后才与发生了第二次碰撞。重力加速度大小为。则下列说法正确的是( )
A.第一次碰撞后瞬间的速度的大小为
B.第一次碰撞后瞬间的速度的大小为
C.若斜面足够长,物块从点上升的总高度
D.若斜面足够长,最后一共因摩擦产生内能
三、实验题(本大题共2小题,共28.0分)
11. 某实验小组用如图所示的装置“验证向心力与线速度关系”。滑块套在水平杆上,随杆一起绕竖直轴做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力的大小。滑块上固定一遮光片,宽度为,图示位置滑块正上方有一光电门固定在铁架台的横杆上,滑块旋转半径为,每经过光电门一次,通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力和线速度的数据。
(1)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为,则滑块的线速度 ;
(2)若以为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条过原点的直线,从而验证向心力大小与 (选填“”“”或“”)成正比;
(3)此实验中,若滑块的线速度不变,改变旋转半径,则可以得到与成 (填“正比”或“反比”)。
12. 利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期,重力加速度为。
(1)甲同学实验时进行了如下操作,其中正确的是____ 选填选项前的字母。
A.需使用天平测出重物的质量
B.安装打点计时器时应尽量使两个限位孔在同一竖直线上
C.操作时应先接通电源然后释放纸带
D.测量纸带上某点到第一个点间的距离,利用计算点的速度
(2)甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带,如图所示其中一段纸带图中未画出。图中点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点、、、、、作为计数点。测出、、点距起始点的距离分别为、、,由此可计算出打点计时器打下点时重物下落的瞬时速度 结果保留两位有效数字。用表示重物的质量,在误差允许的范围内,若满足表达式 ,则可认为重物下落过程中机械能守恒用给出的已知物理量的符号表示。
(3)乙同学想用图像法处理数据。他在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点的距离,计算对应计数点的重物速度,进而描绘出图像。请你帮他分析确定判断的依据:要想说明机械能是守恒的,则图线应该是一条过原点的直线,且斜率等于 。
四、简答题(本大题共2小题,共26.0分)
13. 如图所示,匀强电场方向沿轴的正方向,场强为。在点有一个质量为,电荷量为的粒子,以沿轴负方向的初速度开始运动,经过一段时间到达点,(不计重力作用)。求:
(1)粒子的初速度的大小;
(2)当粒子到达点时的速度。
14. 一装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上倾角的光滑直轨道,粗糙水平直轨道,竖直墙组成,且各处平滑连接。右边的水平光滑地面上放有一无动力小车,并紧靠在竖直墙处,小车上表面与水平直轨道在同一水平面上。小车上表面的动摩擦因数、质量,轨道段长度为。将一质量也为的滑块从倾斜轨道上高度处静止释放,滑块在段运动时的阻力为其重力的倍。求:
(1)滑块到达点时的速度;
(2)滑块滑上小车后相当于小车的位移。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】动量守恒定律;机械能守恒定律
【解析】【解答】A.小球摆动过程中,小球和车组成的系统只受重力和支持力作用,水平方向的合力为零所以系统水平方向动量守恒,在竖直方向上只有小球有竖直方向的分速度,且分速度大小也不断变化,所以竖直方向动量不守恒,所以系统动量也不守恒,故A不符合题意;
BCD.小球摆动过程中,拉力对小车做正功,小车机械能增加,拉力对小球做负功,小球的机械能减少,小球和小车单个物体机械能都不守恒,但小球和车组成的系统机械能守恒。
故答案为D。
【分析】根据动量守恒和机械能守恒条件分析判断。
2.【答案】C
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A.根据动量定理得:,解得时物块的速率为,故A不符合题意;
B.根据动量定理得:,解得时物块的动量大小为,故B不符合题意;
C.根据动量定理得:,解得时物块的动量大小为,故C符合题意;
D.根据动量定理得:,解得时物块的速率为,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据动量定理求解。
3.【答案】D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】A.由图像知,质点在x轴方向做匀加速直线运动,在y轴方向做匀速直线运动,根据运动的合成与分解及曲线运动的条件知,质点做匀变速曲线运动,故A不符合题意;
B.质点的加速度, 质点受到的合力的大小,故B不符合题意;
C.时,质点沿x轴方向运动的速度大小,合力做功的功率为,故C不符合题意;
D.时,质点沿y轴方向运动的速度大小,质点的速度大小为,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】根据运动的合成与分解及曲线运动的条件分析质点的运动性质;由图像求出质点的加速度,时,质点在x轴、y轴方向的速度,再根据牛顿第二定律、求解合力和合力的功率。
4.【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】AB.小球在水平方向做匀速直线运动,根据结合图知;竖直方向做初速为零的匀加速直线运动,根据结合图知,根据知,所以小球A带正电,B不带电,C带负电,故AB不符合题意;
C.根据,,得:,可见把负极板向下移动少许电场强度不变。根据知,a不变,s不变,t不变,故C符合题意;
D.根据知,,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】小球在电场中做类平抛运动,根据水平方向和竖直方向运动规律结合图分析判断;先根据判断电场强度与两板距离的关系,再根据分析时间关系;根据动能定理分析判断。
5.【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】a为地球赤道上的物体,c为地球同步卫星,所以、。根据,知,。
A.根据知,所以,故A不符合题意;
B.根据知,所以,故B不符合题意;
C.根据知,所以,故C符合题意;
D.根据知,所以,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】本题涉及到两种物理模型,以同步卫星作为中间媒介进行两两比较即可。
6.【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】ABD.设绳长为L,悬挂点到腰带中心的距离为r,受力分析如图:
根据平衡条件和牛顿第二定律得:,,联立可得:,。可见转速增大,配重做匀速圆周运动的半径变大,变大,T、增大;若增加配重,保持转速不变,则绳子与竖直方向的夹角将不变,故AD不符合题意,B符合题意;
C.对腰带进行受力分析如图:
根据平衡条件得:,联立得:,可见f恒定,故C不符合题意。
故答案为:B
【分析】分别对配重和呼啦圈受力分析,由平衡条件和牛顿第二定律列方程分析。
7.【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】由动能定理可得上升过程满足
下降过程满足
可知,图线的斜率表示物体受到的合外力,由图线分别可得
联立解得 ,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用动能定理结合图像斜率可以求出上升和下落过程其合力的大小,两式联立结合牛顿第二定律可以求出阻力的大小。
8.【答案】A,D
【知识点】等势面
【解析】【解答】A.根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷是同种电荷,故A符合题意;
B.A点的等差等势面疏,B点的等差等势面密,所以B点的电场强度大,故B不符合题意;
C.根据电子在电场中的运动轨迹可知电子受到斥力作用,所以电子从A到B电场力做负功,电势能增大,所以电子在点的电势能小于点的电势能,故C不符合题意;
D.电子从M到P电场力做负功,动能减小;电子从P到N电场力做正功,动能增大,所以电子运动到P点时动能最小,故D符合题意。
故答案为:AD
【分析】根据等势面分布判断点电荷的电性;根据等差等势面的疏密判断电场强度的强弱;先根据电子在电场中的运动轨迹判断它们之间的作用力,再根据电场力做功与电势能变化的关系判断电势能的大小;根据动能定理判断P点动能大小情况。
9.【答案】A,D
【知识点】机车启动
【解析】【解答】A.由图像可知:,,速度最大时,牵引力等于阻力,则,解得:,故A符合题意;
B.内,牵引力最大,时,根据牛顿第二定律得:,由图像知:,联立解得:,故B不符合题意;
C. 过程中,汽车的功率不变,则牵引力做的功为,故C不符合题意;
D.根据动能定理得:,解得:,故D符合题意。
故答案为:AD
【分析】当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,根据功率公式求解阻力;汽车做匀加速运动的牵引力最大,根据牛顿第二定律求解最大牵引力;根据求牵引力的功;根据动能定理求变加速运动的位移。
10.【答案】B,D
【知识点】动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【解答】AB.P与Q碰撞过程,取沿斜面向上为正方向,根据动量守恒定律和能量守恒定律得:,,解得:,,故A不符合题意,B不符合题意;
C.设上升的总高度为H,根据能量守恒定律得:,解得:
D.
【分析】
11.【答案】(1)
(2)
(3)反比
【知识点】向心力
【解析】【解答】(1)滑块的线速度为;
(2)根据得:,从而验证向心力大小与成正比;
(3)根据知与成反比。
【分析】(1)根据挡光片的宽度及遮光时间求滑块的线速度;
(2)(3)根据分析作答。
12.【答案】(1)B;C
(2)3.0;
(3)当地重力加速度
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)A.根据实验原理可知重物的质量会被消去,所以无需测出其质量,故A不符合题意;
B.安装打点计时器时应尽量使两个限位孔在同一竖直线上,故B符合题意;
C.操作时应先接通电源然后释放纸带,故C符合题意;
D.通过计算出瞬时速度v,就已经把重物的实际运动看成了自由落体运动,故D不符合题意。
故答案为:BC
(2) 重物下落的瞬时速度, 在误差允许的范围内,若满足表达式,则可认为重物下落过程中机械能守恒。
(3)由得:,所以斜率等于。
【分析】(1)根据实验原理与实验操作规范分析判断;
(2)根据E点的瞬时速度等于DF段的平均速度,求E点的瞬时速度,根据机械能守恒定律确定表达式;
(3)根据机械能守恒的表达式推出,由图像的性质作答。
13.【答案】(1)解:粒子在电场中做类平抛运动,沿轴负方向做匀速直线运动,沿轴负方向做匀加速直线运动。
根据两点的坐标,列运动学方程为
方向有:
方向有:
合力为电场力,列牛顿第二定律为:
联立解得初速度:
答:粒子的初速度的大小为;
(2)解:沿方向的速度为:
合速度与的夹角为:
联立解得
所以合速度为:
代入数据解得:
答:当粒子到达点时的速度为,方向与轴负方向偏左下成角。
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】(1)粒子在电场中做类平抛运动,根据运动学公式和牛顿第二定律求解粒子的初速度的大小;
(2)根据运动学公式和运动的合成与分解求解粒子到达点时的速度。
14.【答案】(1)解:滑块从开始下滑到整个过程,由动能定理得
解得
答:滑块到达点时的速度为;
(2)解:滑块与小车相互作用列动量守恒得
作用过程中发热量为
根据能量守恒可得
解得
答:滑块滑上小车后相当于小车的位移为。
【知识点】能量守恒定律;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)对滑块从开始下滑到C整个过程,利用动能定理求滑块到达点时的速度;
(2)根据动量守恒求出共同的速度v,根据能量守恒求滑块滑上小车后相对于小车的位移。