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期中物理 参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C B D A D AC AD AD ABD
1.D
【详解】AB.根据匀变速直线运动位移与时间的关系式
答案第1页,共9页
x = v
0
t +
1
2
a t 2
等式两边同除以时间t,变式可得
x 1
=v + at
t 0 2
将该函数与图像对应可得
v
0
= 1 m /s , a = 1 m / s 2
可知,质点做初速度为1m/s,加速度为1m/s2的匀加速直线运动,故AB错误;
C.根据速度与时间的关系式可得,质点在1s末速度为
v
1
= v
0
+ a t1 = (1 + 1 1 ) m /s = 2 m /s
故C错误;
D.根据位移与时间的关系可得质点在第1s内的位移为
x
1
= v
0
t1 +
1
2
a 2 t1 = (1 1 +
1
2
1 1 2 ) m = 1 .5 m
可得,质点在第1s内的平均速度为
v =
x
1
t1
=
1 .5
1
m /s = 1 .5 m /s
故D正确。
故选D。
2.C
【详解】A.在0~0.25s时间内铁块从平衡位置向最高点运动,铁块的速度逐渐减小,故A错误;
B.图像可知铁块做简谐运动,t=0.25s和t=0.75s两时刻物块相对平衡位置的位移大小相等,但平衡时弹簧的形变
量并不为零,故两时刻弹簧形变量不同,即弹簧的弹力不相等,故B错误;
C.t=0.25s至t=0.50s这段时间物体从最高点向平衡位置运动,相对平衡位置的位移逐渐减小,则所受合外力(回
复力)逐渐减小,则加速度减小,即物体做加速度逐渐减小的加速运动,故C正确;
D.图像斜率可知0.6s速度方向为负方向,向下,故D错误。
故选C
3.B
【详解】A.小球在半圆槽内由A向B运动过程中,由于槽的左侧有一固定的物块,半圆槽不会向左运动,只有重力
对小球做功,小球的机械能守恒;小球由B向C运动过程中,半圆槽向右运动,重力和弹力对小球做功,小球的机
械能不守恒, A错误;
B.小球在半圆槽内由A向B运动过程中,半圆槽的左侧固定物块对槽有作用力,小球和半圆槽在水平方向受合外力
{#{QQABJQE9xgK4kJZACQ7qRQlAC0kYkICTLKgGwVAQqAYrQRNIFAA=}#}不等于零,小球与半圆槽组成系统在水平方向动量不守恒,B正确;
C.小球自半圆槽的最低点
答案第2页,共9页
B 向 C 运动的过程中,半圆槽向右运动,小球和半圆槽在水平方向不受外力,小球和半圆
槽在水平方向动量守恒,C错误;
D.小球离开C点以后,即有竖直向上的分速度,又有水平方向分速度,小球做斜上抛运动,D错误。
故选B。
4.D
【详解】A.两个小圆环在大环上先有向下的加速度分量,失重;然后有向上的加速度分量,超重,选项A错误;
B.小环受重力,大环对小环的支持力而做圆周运动;
①当小环运动到上半圆上某位置时,其重力沿半径指向圆心的分力恰好等于向心力时,此时小环对大环压力为零;
②小环运动到与圆心等高处,大环对小环压力沿水平方向指向圆心,小环对大环没有竖直方向的压力作用;
所以在此两处,大环对轻杆拉力大小为Mg,故B错误;
C.两小圆环水平速度等大反向,竖直速度逐渐增加,则大环与两小环所构成的系统动量不守恒,选项C错误;
D.若小圆环做自由落体运动从最高点到最低点,则用时间为
4 R
g
;而小圆环沿大圆环下滑时加速度的竖直分量
4R
小于g,可知小环运动时间大于 ,选项D正确。
g
故选D。
5.A
【详解】A.t 时刻m 和m 速度相等,此时m 和m 组成的系统机械能最小,弹簧的弹性势能最大,即压缩量最大;,
1 1 2 1 2
故A正确;
B.t 时刻m 和m 图线的斜率均为零,所以加速度均为零,弹簧对二者的弹力为零,即弹簧恢复原长;此时m 的
2 1 2 2
速度不是v ,且m 的速度不是零,不满足速度交换的情况,故B错误;
0 1
CD.v-t图像斜率的正负表示加速度的方向,在0~t 时间内,m 的加速度方向始终沿负方向,m 的加速度方向始终
2 1 2
沿正方向,所以这段时间内弹簧对m 的弹力始终沿负方向,对m 的弹力始终沿正方向,即弹簧处于压缩状态;同
1 2
理可知,在t ~t 时间内,弹簧对m 的弹力始终沿正方向,对m 的弹力始终沿负方向,即弹簧处于拉长状态,综上
2 4 1 2
所述可知CD错误。
故选A。
6.D
【详解】A.如图所示
其中B对C的弹力大小等于F ,可得
1
2mg
2
F = =2mg
1 cos60
故A错误;
{#{QQABJQE9xgK4kJZACQ7qRQlAC0kYkICTLKgGwVAQqAYrQRNIFAA=}#}BCD.撤去外力后,C落地前,C与A、B始终垂直, 则由速度关联可知
答案第3页,共9页
v
C
c o s 3 0 = v
B
c o s 3 0
即任意时刻v =v ,则
C B
a
C
= a
B
落地前C下降的高度为
R
h= −R=R
cos60
B、C的系统只有重力势能与动能的转化,机械能守恒,即
1 1
2mgh= 2mv 2+ mv 2
2 C 2 B
可得
4Rg
v =
B 3
故BC错误D正确。
故选D。
7.AC
【详解】A.人对车的推力为F,在力F方向上车行驶了L,则推力F做的功为
W = F L
故A正确;
B.人受到车对人的推力、摩擦力、支持力,支持力不做功,所以摩擦力与推力做的功即为车对人做的功,由牛顿
第二定律可知二力的合力向左,大小为ma,车向左运动了L,故车对人做的功为
W = maL
1
故B错误;
CD.竖直方向车对人的作用力大小为mg,则车对人的作用力
F = ( m g ) 2 + ( m a ) 2
人在水平方向受到F的反作用力和车对人向左的摩擦力,则
F − F = ma
f
可得
F = ma+ F
f
则车对人的摩擦力做的功为
W =(F+ ma)L
故C正确,D错误。
故选ABC。
8.AD
【详解】AB.设绳子和竖直杆的夹角为,两竖直杆之间的距离为d,由几何关系可得
s in
d
L
=
绳子张力为F ,衣服的质量为 m ,对衣服由物体的平衡可得
2Fcos=mg
4
当d = L时
1 5
{#{QQABJQE9xgK4kJZACQ7qRQlAC0kYkICTLKgGwVAQqAYrQRNIFAA=}#}答案第4页,共9页
c o s
3
5
=
2 F
3
5
= m g
3
当d = L时
2 5
c o s
4
5
=
2 F
4
5
= m g
联立得
F =
4
3
F
故A正确、B错误;
4
CD.当两竖直杆的距离为d = L时
1 5
c o s
3
5
=
F =
5
6
m g
故C错误,D正确。
故选AD。
9.AD
【详解】A.根据乙图可知,当
x = h + x
0
小球的重力等于弹簧的弹力,此时小球加速度减小到零,速度最大,即小球的动能最大,A正确;
B.由图象可知, h + x
0
为平衡位置,小球刚接触弹簧时有动能,由对称性知识可得,小球到达最低点的坐标大于 h + 2 x
0
,
B错误;
C.小球接触弹簧至运动到最低点的过程中,规定向下为正方向,对小球由动量定理得
I
G
− I
弹
= 0 − m v
0
则有
I
G
I
弹
所以重力的冲量小于弹簧弹力的冲量,C错误;
D.由图象可知, h + x
0
为平衡位置,根据运动的对称性,小球运动到h+2x 位置时的速度与
0
h 位置的速度相等,从
h ~h+2x 过程中,根据动能定理
0
m g 2 x
0
− W = 0
可得在这个过程中,克服弹簧弹力做功
W=2mgx
0
因此在h+2x 处弹簧的弹性势能为
0
E =2mgx
弹 0
D正确。
故选AD。
{#{QQABJQE9xgK4kJZACQ7qRQlAC0kYkICTLKgGwVAQqAYrQRNIFAA=}#}10.ABD
【详解】A.由图可知
答案第5页,共9页
T
1
: T
2
= t1 : 2 t
2
= 1 : 2 2
故A正确:
B.当P离行星最近时
8 F = G
M
d
m
2
1
1
当P离行星最远时
Mm
2F =G 1
d 2
2
当Q离行星最近时
9 F = G
M m
2 l1
2
当Q离行星最远时
Mm
F =G 2
l 2
2
由开普勒第三定律可知
d +d 3
2 1 2
T
2
1 =
T 2 l 1 +l 2
2
联立解得
d :l =2:3
1 1
故B正确;
C.由B可知
8
9
F
F
=
G
G
M
M
m2
d
1m2
l1
1
2
解得
m
1
: m
2
= 3 2 : 8 1
故C错误;
D.设卫星Q的轨迹半长轴为a,半短轴为b,焦距为c,则有
a =
l1 +
2
l2
c=a−l
1
c2 =a2−b2
联立解得
a:b=2: 3
所以Q的轨道长轴与短轴之比为2: 3,故D正确。
故选ABD。
11.(1)水平
{#{QQABJQE9xgK4kJZACQ7qRQlAC0kYkICTLKgGwVAQqAYrQRNIFAA=}#}(2)不在
(3)1.7
【详解】(1)安装并调节装置A时,必须保证轨道末端水平,以保证小球做平抛运动。
(2)根据曲线方程
答案第6页,共9页
y = 1 .6 3 x 2 + 0 .1 3 x 可知抛物线的顶点横坐标为
x = −
2
0
.1
1
3
.6 3
m − 0 .0 4 m
可知坐标原点不在抛出点。
(3)设在坐标原点位置小球的水平速度为v 竖直速度v ,则根据
0 y0
x = v
0
t
y = v
0 y
t +
1
2
g t 2
解得
y = v
0 y
x
v
0
+
1
2
g (
x
v
0
) 2 =
2
g
v 20
x 2 +
v
0 y
v
0
x
对比
y = 1 .6 3 x 2 + 0 .1 3 x
可得
g
=1.63
2v2
0
解得
v ≈1.7m/s
0
12. 20.0 6 红色 29
【详解】(1)[1]开关S端与“6”相连,作为大量程电压表使用,量程为0~25V,根据电压表读数规则可知,多用电
表读数为20.0V;
(2)[2]分析多用电表内部结构,开关S端与“4”相连,则作为欧姆表使用,此时干路电流最大为
I =10mA
m
则根据闭合电路欧姆定律可知,
E=
I
m5 ( R
x
+ r内 )
E=I r
m 内
联立解得
R =6kΩ
x
(3)[3][4]电流从红表笔流入电表,故多用电表的表笔A为红表笔。
当开关S端接“1”时,电流挡的量程为0~100mA,根据电表改装原理可知,
I (r+R )=(I﹣I )R
g 6 1 g 5
当开关S端接“2”时,电流挡的量程为0~10mA,则有
I r=(I﹣I )(R +R )
g 2 g 5 6
联立解得
R =29Ω
5
13.(1)5.1106Pa
{#{QQABJQE9xgK4kJZACQ7qRQlAC0kYkICTLKgGwVAQqAYrQRNIFAA=}#}(2)
答案第7页,共9页
4 5 0 L
(3) 释放 1.81×105𝐽
【详解】(1)鱼在深海处的压强 p p
0
g H 5 .1 1 0 6 P a = + =
(2)为使一层水箱压强达到p,二层水箱中气体压强为 p
1
p g h 4 .6 1 0 6 P a = − =
将外界压强为 p
0
,体积为 V 的空气注入一层水箱, p
0
( V + Δ V ) = p V1
解得 V = 4 5 0 L
(3)由于水箱内气体温度恒定,故内能不变,此过程外界对二层水箱气体做功𝑊 =+1.81×105𝐽
由热力学第一定律得𝑄 =𝛥𝑈−𝑊 =−1.81×105𝐽
即水箱气体释放热量1.81×105𝐽
14.(1) 5 m / s (2) 0 .4 ,4J (3) 1 .5 m
【详解】(1)以滑块为研究对象,从释放到C点的过程,由动能定理得:
W
1
m g x
1
2
m v 2C
弹
− =
又W =-E
弹 P
代入数据得:v =5m/s
C
(2)滑块从C点到D点一直加速,到D点恰好与传送带同速,由动能定理得:
1
μ mgL= mv2−
2
2
1
2
mv 2
C
代入数据解得:μ =0.4
2
产生的内能Q=mgx=mg(vt−L)
2 2
可得Q=4J
(3)当传送带的速度大小调为5m/s,则滑块到D点时速度v =5m/s,设滑块脱离轨道的位置与圆心O的连线与竖直
D
方向的夹角为α,则从D点到脱离位置,由机械能守恒: m g [ R ( c o s c o s ) s s in ]
1
2
m v 2D
1
2
m v 2 + − = −
v2
又mgcos=m
R
可得 c o s
1
2
=
脱离位置与F的高度 h R R c o s 1 .5 m = + =
点睛:分析清楚滑块的运动情况和受力情况是解题的基础,关键要明确在涉及力在空间效果时,运用动能定理是常
用的方法.对于滑块脱离轨道的情况,主要是根据N=0时进行求解.
15.(1)
6
5
5 g L
L
;(2)(7 5−6 3) ;(3)
g
1 6
2
1
4
7
8
m g L
【详解】(1)根据牛顿第二定律,滑块A下滑的加速度大小为
5mgsin−5mgcos g
a= =gsin−gcos=
5m 5
设第一次与挡板碰撞前的速度大小为v,根据运动学公式可得
1
2a18L=v2
1
解得
{#{QQABJQE9xgK4kJZACQ7qRQlAC0kYkICTLKgGwVAQqAYrQRNIFAA=}#}答案第8页,共9页
v
1
=
6
5
5 g L
(2)滑块A从静止释放到与挡板第一次碰撞所用时间为
t1 =
v
1a = 6
5 L
g
滑块A与挡板第一次碰撞后的速度为
v 1 =
5
6
v
1
= 5 g L
根据牛顿第二定律,滑块A上滑的加速度大小为
a
5 m g s i n
5 m
5 m g c o s
g s i n g c o s g
=
+
= + =
滑块A与挡板相撞反弹后向上运动到离挡板距离为L处的速度为 v ,所用时间为t ,则有
2
− 2 a L = v 2 − v 21
解得
v = 3 g L
可得
t
2
=
v −
1
a
v
=
5 g L −
g
3 g L
= ( 5 − 3 )
L
g
此时滑块B的速度大小也为 v ,滑块B下滑时的加速度与滑块A下滑时的加速度相同,可知滑块B下滑所用时间
为
t
B
=
v
a
=
3 g
g
5
L
= 5 3
L
g
则滑块A、B释放的时间差为
L
t=t +t −t =(7 5−6 3)
1 2 B g
(3)根据题意,滑块A第一次与挡板碰撞过程损失的机械能为
1 1 11
E = 5mv2− 5mv2 = mgL
损1 2 1 2 1 2
滑块A与滑块B发生弹性碰撞,设碰后速度分别为v 、v ,以沿斜面向上为正方向,则有
A B
5 m v − 3 m v = 5 m v
A
+ 3 m v
B
1
2
5 m v 2 +
1
2
3 m v 2 =
1
2
5 m v 2A +
1
2
3 m v 2B
解得
v 3gL
v =− =−
A 2 2
可知碰后滑块A沿斜面向下加速运动,设与挡板第二次碰撞前的速度为v ,则有
2
2aL=v2− v 2
2 A
解得
{#{QQABJQE9xgK4kJZACQ7qRQlAC0kYkICTLKgGwVAQqAYrQRNIFAA=}#}答案第9页,共9页
v
2
=
2
2
3
0
g L
5
已知每次滑块A与挡板碰撞,碰后速率为碰前的 倍,可知滑块A每次与挡板碰撞损失的机械能与碰撞前的机械能
6
之比为
E E −E 11
损 = k k =
E E 36
k
可知滑块A第二次与挡板碰撞损失的机械能为
E
损 2
=
1
3
1
6
(
1
2
5 m v 22 ) =
2
2
5
8
3
8
m g L
设滑块A第 n (n2)次与挡板前的速度为v ,碰撞后的速度为v ,碰后上滑的最大距离为L ,之后滑块下滑到
n n n
再次与挡板碰撞前的速度为 v
n+1
,则有
2aL =v2,2aL =v2
n n n n+1
可得
v
v
2n
+ 12n =
a
a
=
1
5
则有
2 v
n +2
v
n
1 =
3
2
v
6
5
2n
+ 1
2 v
n
=
5
3 6
可知滑块A第 n + 1 次与挡板碰撞损失的机械能与滑块A第 n 次与挡板碰撞损失的机械能之比为
E 5
损(n+1) =
E 36
损n
可知从第二次碰撞之后,滑块每次与挡板损失的机械能都是前一次挡板损失的机械能的
5
3 6
倍,则整个过程中滑块A
与挡板碰撞损失的能量为
E
损
= E
损 1
+
1 +
5
3 6
+ (
5
3 6
) 2 + + (
5
3 6
) n − 1
E
损 2
解得
E
损
=
1 6
2
1
4
7
8
m g L
{#{QQABJQE9xgK4kJZACQ7qRQlAC0kYkICTLKgGwVAQqAYrQRNIFAA=}#}