【K12教育学习资料】[学习]四川省宜宾市一中2017-2018学年高一物理下学期第8周周训练题

四川省宜宾市一中2017-2018学年高一物理下学期第8周周训练题
第一部分：双向细目表
2017-2018学年下学期高一年级期中考试仿真测试卷
物理
一、单项选择题(本大题共8小题，每小题3分，共24分) 1．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是( ) A ．物体做曲线运动，其速度一定改变 B ．物体做曲线运动，其加速度一定改变
C ．物体在恒力作用下运动，其速度方向一定不变
D ．物体在变力作用下运动，其速度大小一定改变
2．如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A 点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的（ ） A ．直线P B ．曲线Q C ．曲线R D ．无法确定
3．用如图所示装置探究平抛运动的规律．两个相同的小钢球A 、B 的球心等高，用力向左击打B ，使B 离开装置做平抛运动，同时电路断开，A 开始自由下落，经一段时间后两球在空中相撞．下列说法正确的是( )
A ．该实验说明
B 在水平方向做匀速运动
B ．该实验说明B 在竖直方向做自由落体运动
C ．若加大击打力度，两球可能不相撞
D ．若减小击打力度，两球一定不相撞
4．图为某品牌自行车的部分结构示意图．A 、B 、C 分别是飞轮边缘、大齿盘边缘和链条上一个点．现在提起自行车后轮，转动脚蹬子，使大齿盘和飞轮在链条带动下转动，下列说法错误的是( )
A ．A 、
B 、
C 三点线速度大小相等 B ．A 、B 两点的角速度大小相等
C ．A 、B 两点的向心加速度大小与飞轮、大齿盘半径成反比
D ．由图中信息可知，A 、B 两点的角速度之比为3∶1
5．火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘(如图甲所示)挤压的弹力F 提供了火车转弯的向心力(如图乙所示)，但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损．在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨(如图丙所示)，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v ，重力加速度为g ，以下说法中正确的是( )
A ．该弯道的半径R ＝v 2
g
B ．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C ．当火车速率大于v 时，外轨将受到轮缘的挤压
D ．当火车速率小于v 时，外轨将受到轮缘的挤压
6．电影《火星救援》的热映，再次激起了人们对火星的关注．某火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动，已知探测器速度为v ，周期为T ，引力常量为G .下列说法不正确的是( )
A ．可算出探测器的质量m ＝Tv 32πG
B ．可算出火星的质量M ＝Tv 3
2πG
C ．可算出火星的半径R ＝Tv
2π
D ．飞船若要离开火星，必须启动助推器使飞船加速
7．荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动．图为小孩荡秋千运动到最高点的示意图，下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A ．小孩运动到最高点时，小孩所受的合力为零
B ．小孩从最高点运动到最低点过程做匀速圆周运动
C ．小孩运动到最低点时处于失重状态
D ．小孩运动到最低点时，小孩的重力和绳子拉力的合力提供其做圆周运动的向心力
8．一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示．水平台面的长和宽分别为L 1和L 2，中间球网高度为h .发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射
乒乓球，发射点距台面高度为3h .不计空气的作用，重力加速度大小为g .若乒乓球的发射速率v 在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v 的最大取值范围是( ) A ．L 1
2g
6h <v <L 1g 6h B ．L 1
4
g
h <v <（4L 21＋L 2
2）g
6h
C ．
L 1
2
g 6h <v <12
（4L 2
1＋L 2
2）g 6h D ．
L 1
4
g h <v <12
（4L 2
1＋L 2
2）g
6h
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分，每小题给出的四个选项中至少有两个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
9．如图所示，塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车A ，小车通过钢索吊着物体B .在小车A 与物体B 以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，钢索将物体B 从地面向上吊起．A 、B 之间的距离d 随时间t 以d ＝H －2t 2的规律变化，式中H 为小车距地面的高度．这段时间内从地面上观察，
下列说法中正确的是( ) A ．物体B 的运动轨迹是直线 B ．物体B 的运动轨迹是曲线
C ．钢索对物体B 的拉力等于物体B 所受的重力
D ．钢索对物体B 的拉力大于物体B 所受的重力 10．如图所示，河宽L ＝200 m ，越到河中央河水的流速越大，且流速大小满足u ＝0.2x (x 是离最近的河岸的距离)．一小船在静水中的速度v ＝10 m/s ，小船自A 处出发，渡河时，船头始终垂直河岸方向，到达对岸B 处．设船的运动方向与水流方向的夹角为θ，下列说法正确的是( )
A ．小船渡河时间大于20 s
B ．A 、B 两点间距离为200 2 m
C ．到达河中央前小船加速度大小为0.2 m/s 2
D ．在河中央时，θ最小，且tan θ＝0.5
11．如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O 点的半圆，内、外半径分别为r 和2r .一辆质量为m 的赛车通过AB 线经弯道到达A ′B ′线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以O ′为圆心的半圆，OO ′＝r .赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静
摩擦力为F max .选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大)，则( ) A ．选择路线①，赛车经过的路程最短 B ．选择路线②，赛车的速率最小 C ．选择路线③，赛车所用时间最短
D ．①、②、③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 12．质量为m 的小球由轻绳a 和b 分别系于一轻质细杆的A 点和B 点，如图所示，绳a 与水平方向成θ角，绳b 在水平方向且长为l .当轻杆绕轴AB 以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动．下列说法正确的是(重力加速度为g )( )
A ．a 绳的张力不可能为零
B ．a 绳的张力随角速度ω的增大而增大
C ．当角速度ω>
g
l tan θ
，b 绳中将出现张力
D ．若b 绳突然被剪断，则a 绳的张力一定发生变化
三、填空与实验题(第13小题6分，第14小题10分，共16分)
13．(6分)在光滑的水平面内，一质量m ＝1 kg 的质点以速度v 0＝10 m/s 沿x 轴正方向运动，经过原点后受一沿y 轴正方向(竖直方向)的恒力F ＝15 N 作用，如图11所
示，直线OA与x轴成α＝37°，曲线为质点的轨迹图(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点，质点从O点到P点所经历的时间为________，P点的坐标为________．
(2)质点经过P点时的速度大小为________．
14．某物理实验小组采用如图所示的装置研究平抛运动．
(1)安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是________(填选项前的字母)．A．保证小球飞出时的速度既不太大也不太小
B．保证小球飞出时的初速度水平
C．保证小球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线
(2)某同学每次都将小球从斜槽的同一位置由静止释放，并从斜槽末端水
平飞出．改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可
描绘出小球的运动轨迹．该同学设想小球先后三次做平抛运动，将水平板依
次放在图中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实
验中小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，忽略空气阻力的影响，
则下面分析正确的是________(填选项前的字母)．
A．x2－x1＝x3－x2
B．x2－x1＜x3－x2
x1＞x3－x2
C．x
D．无法判断(x2－x1)与(x3－x2)的大小关系
(3)另一同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动
轨迹．部分运动轨迹如图所示，图中小格在水平方向与竖直方向上的长度均为L，P1、
P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2之间、P2和P3之间的水平距离相等，重力加速
度为g，可求出小球从P1运动到P2所用的时间为________，小球抛出时的水平速度为
________．
四、计算题(本大题共4小题，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(10分)我国自主研制的北斗卫星导航系统包括5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星，将为全球用户提供高精度、高可靠性的定位、导航服务．设A为地球同步卫星，质量为m1；B为绕地球做圆周运动的非静止轨道卫星，质量为m2，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转周期为T0，地球表面的重力加速度为g.求：
(1)卫星A运行的角速度；(2)卫星B运行的线速度．
16．(10分)如图所示，ABC为竖直平面内的光滑圆弧轨道，圆弧的半径R＝0.3 m，弧AB对应的圆心角θ＝60°，BC为竖直直径．质量为0.6 kg的小球以某一初速度从圆弧轨道左侧P点水平飞出，恰好从圆弧的A点沿其切线方向进入圆弧，置于A点的速度传感器(图中未画出)测得小球经A点时的速度v1＝4 m/s.(g 取10 m/s2)
(1)求P点与A点的水平距离和竖直高度；
(2)置于C点的速度传感器(图中未画出)测得小球经C点时的速度v
2＝7 m/s，则
小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力多大？
17．(12分)如图所示，轻杆长为3L，在杆的两端分别固定质量均为m的球A和球B，
杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动．已知球B运动到最高点时，
球B 对杆恰好无作用力．
(1)当球B 在最高点时，求杆对球A 的作用力大小； (2)若球B 转到最低点时的速度v B ＝
26
5
gL ，求杆对球A 和球B 的作用力F A 和F B .
18．(12分)小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m 的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d 后落地，如图11所示．已知握绳的手离地面高度为d ，手与球之间的绳长为3
4d ，重力加速度为g ，忽略手的运动半径和
空气阻力．
(1)求绳断时球的速度大小v 1和球落地时的速度大小v 2； (2)求绳能承受的最大拉力；
(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离为多少？
第三部分：试题答案
1．A [解析] 曲线运动中，物体在某一点的速度沿曲线在这一点的切线方向，其方向一定改变，一定存在加速度，但加速度可以是恒定的，也可以是变化的，选项A 正确，选项B 错误；做平抛运动的物体在恒力作用下运动，其速度方向发生了变化，选项C 错误；做匀速圆周运动的物体在变力作用下运动，其速度大小不变，选项D 错误． 2．B
3．B [解析] 两球在空中相撞，说明两球在竖直方向的运动相同，选项B 正确；两球相撞，有x ＝v 0t ＝
v 0
2h
g
，若加大击打力度，即增大v 0，两球一定相撞，若减小击打力度，即减小v 0，两球可能相撞，也可
能不相撞，选项C 、D 错误．
4．B [解析] A 、B 、C 三点通过同一链条传动，线速度大小相等，A 正确；由ω＝v
r
可知，A 、B 两点的角速度大小不相等，且ωA ωB ＝4214＝3，B 错误，D 正确；由a ＝v
2
r 可知，A 、B 两点的向心加速度与飞轮、大齿盘
半径成反比，C 正确．
5．C [解析] 设内、外轨所在平面的坡度为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时，有mg tan θ＝m v 2
R
，故
弯道的半径R ＝
v 2g tan θ
，且火车的质量不影响规定的行驶速度，选项A 、B 错误；当火车速率大于v 时，
外轨对轮缘产生向里的挤压，当火车速率小于v 时，内轨对轮缘产生向外的挤压，选项C 正确，选项D 错误． 6．A
7．D [解析] 小孩运动到最高点时，速度为零，受重力和绳子拉力作用，合力不为零，合力方向沿着切线方向，故选项A 错误；小孩从最高点运动到最低点过程中，线速度越来越大，选项B 错误；小孩运动到最低点时，具有向心加速度，方向竖直向上，故小孩处于超重状态，选项C 错误；小孩运动到最低点时，小孩的重力和绳子拉力的合力提供其做圆周运动的向心力，故选项D 正确． 8．D [解析] 当球落到右侧角上的时候，设飞行时间为t 1，则3h ＝12gt 2
1，t 1＝
6h
g
，t 1时间内的水平位
移x 1＝
L 21
＋⎝ ⎛⎭
⎪⎫L 222
＝L 21
＋L 22
4，发射速度v 1＝x 1t 1＝
1
2
（4L 21＋L 2
2）g
6h
；当球刚好擦网落到台面中间线上的
时候，设飞行时间为t 2，则3h －h ＝12gt 2
2，t 2＝2
h g ，t 2时间内的水平位移x 2＝L 12，发射速度v 2＝x 2t 2＝L 14g
h
，则v 2<v <v 1，D 正确．
9．BD [解析] 由d ＝H －2t 2
可得，物体B 在竖直方向上做匀加速运动，加速度a y 恒定，由牛顿第二定律得，钢索对物体B 的拉力F ＝mg ＋ma y >mg ；B 同时参与水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动，故合运动的轨迹是曲线，选项B 、D 正确．
10．BD [解析] 过河时间t 0＝L
v
＝20 s ，选项A 错误；河水流速u 1＝0.2vt ＝2t (t ≤10 s)、u 2＝0.2×(200－vt )＝40－2t (10 s<t ≤20 s)，其平均速度为10 m/s ，沿河岸方向的分加速度大小为a ＝2 m/s 2
，分位移
y ＝vt 0＝200 m ，故合位移s ＝L 2＋y 2＝200 2 m ，选项B 正确，选项C 错误；船速与水流方向的夹角θ
的正切tan θ＝v u
，当u ＝20 m/s 时，θ最小，且tan θ＝0.5，选项D 正确．
11．ACD [解析] 由平面几何关系可分别算出三个路线的路程：s 1＝2r ＋πr ，s 2＝2r ＋2πr ，s 3＝2πr ，
故选项A 正确．由F max ＝m v 2R ，可分别算出三条路线的最大速度：v 1＝rF max m ，v 2＝2rF max m ，v 3＝2rF max
m ，
故选项B 错误．由t ＝s
v
，把各条路线的s 和v 分别代入，可分别算出运动时间，得出选项C 正确．由F max
＝ma 向，可得出三条路线上的向心加速度大小相等，选项D 正确．
12．AC [解析] 设绳子a 、b 的张力分别为F a 、F b ，对于小球，在竖直方向上，有F a sin θ＝mg ，选项A 正确，选项B 错误；在水平方向，有F a cos θ＋F b ＝m ω2
l ，当F b ＝0时，角速度ω＝
g l tan θ
，若角速
度大于该值，则b 绳中将出现张力，选项C 正确；当b 绳中没有张力时，若突然剪断b 绳，则a 绳的张力不变，选项D 错误．
13．(1)1 s (10 ,7.5 ) (2)513 m/s
解析 (1)质点在x 轴方向上不受外力作用做匀速直线运动，在y 轴方向上受恒力F 作用做匀加速直线运动．
由牛顿第二定律得
a ＝F m ＝15
1
m/s 2＝15 m/s 2 设质点从O 点到P 点经历的时间为t ，P 点坐标为(x P ，y P )，则x P ＝v 0t ，y P ＝12at 2
，
又tan α＝y P
x P
联立解得
t ＝1 s ，x P ＝10 m ，y P ＝7.5 m 即P 点坐标为(10 ,7.5 )
(2)质点经过P 点时沿y 轴方向的速度v y ＝at ＝15 m/s 故质点经过P 点的速度大小：
v P ＝v 20＋v 2
y ＝513 m/s.
14．(1)B (2)C (3)
2L g
3
gL
2
[解析] (1)实验中要保证抛出的小球的初速度沿水平方向，斜槽末端的切线必须是水平的，选项B 正确． (2)由于小球在竖直方向上做自由落体运动，竖直方向的速度越来越大，则从1到2的时间大于从2到3的时间，在水平方向上做匀速运动，由x ＝v 0t ，得x 2－x 1>x 3－x 2，选项C 正确．
(3)由图中P 1和P 2之间、P 2和P 3之间的水平距离相等，可得从P 1到P 2、从P 2到P 3的时间相等，设相等的时
间间隔为T ，则5L －3L ＝gT 2
，解得T ＝2L
g
，由3L ＝v 0T ，解得v 0＝3
gL
2
.
15．(1)2π
T 0 (2)R
g
R ＋h
解析 (1)因为卫星A 的周期与地球自转周期相等 所以卫星A 的角速度ω＝2π
T 0
(2)卫星B 绕地球做匀速圆周运动，设地球质量为M ，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有
G
Mm 2
R ＋h
2
＝m 2
v 2R ＋h
在地球表面有G Mm R
2＝mg 联立解得v ＝R
g
R ＋h
.
16．(1)0.69 m 0.60 m (2)8 N [解析] (1)对小球到A 点的速度分解可知
v 0＝v 1x ＝v 1cos 60°＝2 m/s v 1y ＝v 1sin 60°＝2 3 m/s
由平抛运动规律得t ＝
v 1y g ＝35
s P 与A 的水平距离x ＝v 0t ＝
23
5
m≈0.69 m P 与A 的竖直高度h ＝12
gt 2＝0.60 m.
(2)由圆周运动向心力公式得
F N C ＋mg ＝mv 22
R
解得F N C ＝mv 22
R
－mg ＝8 N
由牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为8 N ，方向竖直向上． 17．(1)1.5mg (2)0.3mg ，方向竖直向下 3.6mg ，方向竖直向上 [解析] (1)设球B 在最高点时的角速度为ω，由向心力公式，有
mg ＝m ω2·2L
此时球A 在最低点，由向心力公式，有
F －mg ＝m ω2L
解得F ＝1.5mg .
(2)当球B 在最低点时，由向心力公式，有
F B －mg ＝m v 2B
2L
解得F B ＝3.6mg ，方向竖直向上 又v B ＝ω1·2L ，v A ＝ω1L
此时球A 在最高点，由向心力公式，有F A ＋mg ＝m v 2A
L
解得F A ＝0.3mg ，方向竖直向下． 18．答案 (1)2gd 52gd (2)113
mg (3)d 2
23
3
d
解析 (1)设绳断后球飞行时间为t ，由平抛运动规律得 竖直方向14d ＝12gt 2
水平方向d ＝v 1t 解得v 1＝2gd
在竖直方向上有v ⊥2
＝2g (1－34
)d ，则
v 22－v 12＝2g (1－34
)d
解得v 2＝
52
gd (2)设绳能承受的最大拉力大小为F T ，这也是球受到绳的最大拉力大小．球做圆周运动的半径为R ＝3
4d
对小球在最低点由牛顿第二定律得
F T －mg ＝mv
21R
解得F T ＝11
3
mg
(3)设绳长为l ，绳断时球的速度大小为v 3，绳承受的最大拉力不变．由牛顿第二定律得
F T －mg ＝mv
23l
解得v 3＝
83
gl 绳断后球做平抛运动，竖直位移为d －l ，水平位移为x ，时间为t 1，则 竖直方向d －l ＝12gt 12
水平方向x ＝v 3t 1
解得x ＝4
l d －l
3
当l ＝d 2时，x 有极大值，x max ＝233
d .。