这份高一物理期末考试题包含了多个物理概念的考察,涵盖了力学和天体物理学的基础知识。以下是对这些知识点的详细解析:
1. 加速度不变的运动:这个题目涉及到运动学的基本概念。加速度是速度变化率,若加速度不变,运动可能是直线也可能是曲线,比如平抛运动或抛物线运动。选项B正确。如果初速度为零,由于只有一个方向的加速度(如重力),运动一定是直线,所以D选项也是正确的。
2. 第一宇宙速度:这是天体物理学中的概念,指的是物体在地球表面附近环绕地球做圆周运动所需的最小速度。根据万有引力定律和向心力的关系,第一宇宙速度可表示为\( \sqrt{\frac{GM}{R}} \),其中G是万有引力常数,M是地球质量,R是地球半径。所以正确答案是D。
3. 小球在竖直面内做圆周运动:当小球在最高点时,瞬时速度为\(\sqrt{\frac{gR}{3}}\),此时重力提供向心力,小球对杆的作用力可能表现为拉力也可能表现为压力,取决于速度的大小。如果速度恰好等于\(\sqrt{\frac{gR}{3}}\),作用力为零;速度大于这个值,作用力为拉力;小于这个值,作用力为压力。因此,C选项(mg/23的拉力)可能是正确的,但这需要具体速度的判断,题目中未给出足够的信息来确定。
4. 沿斜面下滑的物体:物体在光滑斜面上下滑,只有重力做功,因此重力的冲量等于物体质量和下降高度的乘积。由于高度相同,重力的冲量相同,A选项正确。但由于斜面倾角不同,物体到达底端时的速度会不同,所以动量和动量的水平分量不一定相同,BC选项无法判断。
5. 子弹射入木块:这是一个能量转换和动量守恒的问题。子弹射入木块后,系统内部有摩擦力做功,转化为热能,所以机械能不守恒,D选项正确。而动量守恒只在没有外力或外力总动量为零的情况下成立,子弹射入木块过程中,系统的总动量不守恒。
6. 质量不同的物体在摩擦面上滑行:由于摩擦系数相同,物体受到的阻力与质量成正比,初动能相等意味着初动量相同。滑行距离与阻力和物体质量成反比,滑行时间与阻力和物体质量的平方根成反比。因此,质量为2m的物体滑行距离是质量为1m物体的1/4,而滑行时间是其2倍,即滑行距离之比21:1,滑行时间之比21:2,B选项正确。
以上就是对题目中涉及的物理知识点的详细解析,涵盖了加速度、第一宇宙速度、圆周运动、动量守恒、能量转换等多个方面。对于高一学生来说,理解和掌握这些知识点是物理学习的重要基础。