【标题和描述】提到的文件是一个高中物理期末考试的试题文档,主要涵盖了高一物理的知识点,包括选择题和多选题,涉及匀速圆周运动、机械能守恒、动力学等多个方面。
**知识点详解:**
1. **匀速圆周运动**:题目中提到了"匀速圆周运动",这是高中物理中的重要概念。匀速圆周运动是指物体沿圆周运动,其线速度方向不断改变,但速率(即速度的大小)保持不变。在匀速圆周运动中,物体所受合外力指向圆心,称为向心力,且加速度始终指向圆心,是个向心加速度。因此,正确的选项是B,角速度不变。
2. **动力学问题**:第二题涉及到运动员的运动轨迹,讨论了速度v的方向和加速度a的方向。在物理学中,速度是物体运动的快慢和方向,而加速度则是速度变化的快慢和方向。对于曲线运动,加速度并不一定与速度方向相同,尤其在曲线运动的切线方向(速度方向)和法线方向上,会有不同的加速度分量。
3. **机械能守恒**:题目中提到了多个情况下的机械能守恒。机械能守恒定律指出,在只有保守力(如重力、弹力)做功的系统中,系统的机械能(动能和势能之和)保持不变。在选择题的四个选项中,只有丁图中轻弹簧将地面上 A、B 两小车弹开的场景满足机械能守恒条件。
4. **功与能量转换**:第四题讨论了重力做功与动能、势能的变化。重力做正功时,物体的重力势能减少,动能增加。所以,重力对他做功2000J,意味着重力势能减少了2000J。同时,克服阻力做功100J,说明总机械能减少了100J。因此,正确的答案是D。
5. **圆周运动模型**:第五题涉及了四种不同的圆周运动模型。其中,图甲中,小球在最高点受力分析表明,如果速度足够大,小球在最高点所受合力可以为零;图乙中,汽车过凸形桥最高点时,速度越大,对桥面的压力越小;图丙中,铁路弯道处外轨高于内轨是为了提供向心力,质量改变不影响规定速度;图丁中,洗衣机脱水时,水所受合力必须等于所需向心力,否则不能做圆周运动。
6. **齿轮传动**:第六题涉及到齿轮的转动特性。齿轮传动中,相同时间内,所有齿轮的齿数乘以转速(即角速度)是相等的,因此边缘点的线速度与其半径成正比。向心加速度与半径成正比,但也要考虑角速度的影响。
**多选题部分**:
7. **物理学史与物理规律**:开普勒定律适用于所有天体运动,不只是行星绕太阳;牛顿的万有引力定律揭示了重力与行星运动的统一;卡文迪什通过扭秤实验测定了引力常量;牛顿力学适用于宏观低速物体,不适用于微观高速物体。
8. **平抛运动**:平抛运动中,物体在空中运动时间仅取决于初始高度,与初速度方向无关,所以A、B处的物体运动时间相同。
9. **天问一号火星探测**:天问一号的椭圆轨道中,火星并不在中心,而是在一个焦点上;近火点速率大于远火点速率;随着探测器靠近火星,引力增大;近地轨道的周期小于大椭圆轨道。
10. **电梯运动分析**:从速度图可以看出电梯经历了加速、匀速和减速过程。根据牛顿第二定律和电梯的加速度,可以计算电梯的力和能量变化。
这些试题覆盖了高中物理的重要概念,包括天体运动、动力学、能量守恒、圆周运动以及平抛运动等,旨在检验学生对基本物理定律的理解和应用能力。