2017-2018下学期北京东城区第十一中学高一期中物理考试.docx
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1、2017-2018年下学期北京市十一中学高一期中试卷1、甲乙两同学用打点计时器进行“验证机械能守恒定律”的实验,实验装置如图1所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重锤带动纸带从静止开始自由下落,已知当地的重力加速度为g。(1)该实验_(选填“需要”或“不需要”)测量重物的质量。(2)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的_A. 动能变化量与重力势能变化量B. 速度变化量与重力势能变化量C. 速度变化量与高度变化量D. 动能变化量与高度变化量(3) 甲同学在操作正确的条件下,质量为m的重物拖着纸带从静止竖直下落,打点计时器在纸带上打下一系列的点,如图2所示,相邻计数点时间间隔为
2、T,P为纸带运动的起电。重力加速度为g。从P到B点的过程中重物重力势能的减小量Ep=_,重物动能的增加量Ek=_。(用物理量的字母表示)(4) 乙同学实验中截取得到一条点迹清晰的纸带,如图3所示,把第一个点记作0,另选连续的8个点作为测量的点。将第n个点距0点的距离记为hn,第n点的速度为vn,将测量得到的hn和vn2在如图4所示的平面直角坐标系中描点做出v2-h图,若想验证机械能守恒,则得到的直线应为图中的_线(选填“甲”,“乙”或“丙”),直线斜率为_。(5)下列操作中有助于减小本实验误差的是_A. 重物应选用质量大和体积小的金属重锤B. 两限位孔在同一竖直面内上下对正C. 用手托稳重物,
3、撤手释放重物后接通电源【答案】(1)不需要(2)A(3)mgx2 x3-x12T(4)丙 (5)AB2、 将实际问题抽象成物理模型分析解决,是物理学中常用的方法。比如分析蹦床运动受力情况时,我们经常将其简化成如图5所示的模型,下端固定在地面上的轻弹簧此时长度为原长,一质量为m的小物块从距弹簧上端高度为h1,处无初速度下落,接触弹簧后继续下落至最低点,重力加速度为g,弹簧劲度系数为k,忽略空气阻力,物块与弹簧接触时无能量损耗,已知弹簧弹性势能EP与形变量x之间满足关系EP=12kx2。请分析下列问题:(1)求物块接触弹簧时的速度v0的大小(2)物块动能为EK,重力势能为EP1,弹簧弹性势能为EP
4、2,物块接触弹簧后至下落到最低点的过程中,三种能量的大小变化关系是( )A. EK一直减小,EP1一直减小,EP2一直增大B. EK一直减小,EP1先减小后增大,EP2一直增大C. EK先增大后减小,EP1一直减小,EP2一直增大D. EK先增大后减小,EP1一直减小,EP2先增大后减小(3)物块接触弹簧后至下落到最低点的过程中动能最大时,求弹簧形变量x和此时物块的速度v的大小;(4)物块下落至最低点后物块弹起,弹起后物块向上继续运动,直到与弹簧分离与弹簧分离后,小物块继续上升直至速度为零,此时小物块所处的位置与下落初始位置相比( )A 略低 B略高 C一样高 D无法确定【答案】(1)物块下落
5、至接触弹簧时做自由落体运动,故:v02=2gh1,解得v0=2gh1(2)C(3)当物体动能最大时,物体加速度为零F=kx=mg,解得x=mgk由物块刚接触弹簧至此时列动能定理得mgx-12kx2=12mv2-12mv02解得v=2mg2k+2gh1(4)C3、如图6所示为一建筑中的电梯,其在拉力F的作用下由底层空载从静止驶向高层时的加速度随时间变化图像a-t图,如图7所示。电梯轿厢质量m=1103kg,取g=10m/s2,不计空气阻力和额外功。(1)分析回答以下问题:电梯匀加速上升时,拉力F1的大小;电梯匀速上升时,拉力F2的功率;电梯全部上升过程中拉力做的功;(2)电梯最大载重为800kg
6、,最大输出功率为0.99104W,当电梯满载上升时(此时电梯与载重总质量为1.8103kg),请你类比平直的水平路面上机车的两种启动方式,回答电梯最终匀速上升的速度v2的大小;电梯可以保持匀加速运动的时间t和结束匀加速运动状态时电梯速度v1的大小。【答案】(1)F1-mg=ma1,解得F1=1.1104N电梯匀速上升速度:v=0+at=2m/s匀速上升功率:P=Fv=2103W匀加速上升位移:x1=12at2=2m匀速上升位移:x2=vt=32m匀减速上升拉力:F3-mg=ma2,解得F3=0.9104匀减速上升位移:x3=x1=2m拉力做功W=F1x1+F2x2+F3x3=3.6105J(2
7、)v2=P额f=PMg=0.55m/s电梯以恒定加速度启动,a=1m/s2故此时牵引力F=Mg+ma=1.98104N匀加速运动瞬时功率P=Fv=FatP额匀加速运动最长时间t=P额Fa=0.5s结束匀加速时电梯速度v1=P额F=0.5m/s4、2018年3月8号,世界顶级科学期刊Nature集体发表了四个由美国的“朱诺”木星探测器发回数据得到的最新人类木星探测结果,“朱诺”木星探测器于2012年发射升空,起初两年围绕地球轨道飞行(1)如图8所示,若已知引力常量G,地球质量为M,地球半径为R,“朱诺”探测器进入的初期轨道距地面的高度为h,不及地球自转影响,求卫星绕地球运行的线速度的大小v。(2
8、)已知“朱诺”探测器的停泊轨道半径小于同步卫星轨道半径(皆为圆轨道),设探测器的线速度为v1,周期为T1,同步卫星的线速度为v2,周期为T2,则_Av1v2 BV1=v2B T1T2 DT1=T2C “朱诺”探测器逃离地球前需要经过一系列变轨过程,如图9所示,探测器在Q点调整后进入圆形轨道3,进一步调整后进入椭圆轨道2,最后再经过调整进入工作轨道1。则_A. “朱诺”探测器在轨道1的加速度大于在轨道3的加速度B. “朱诺”探测器在轨道2进入轨道1需要在P点出减速C. “朱诺”探测器在轨道2经过P点时速度大于Q点速度D. “朱诺”探测器在轨道2从P点到Q点时万有引力做正功(4)“朱诺”探测器最终
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