四川省宜宾三中2016-2017学年高一下学期期中物理试卷

2016-2017学年四川省宜宾三中高一（下）期中物理试卷一、单项选择题1、物理学家通过艰辛的实验和理论研究，探索出自然规律为人类的进步做出巨大贡献，值得我们敬仰，下列表述中符合物理学史的是（）A、牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因B、伽利略提出了万有引力定律C、开普勒总结归纳了行星运动定律，从而提出了日心说D、卡文迪许测出了引力常量2、关于运动的合成分解，下列说法正确的是（）A、合速度的大小一定比每个分速度的大小都大B、合运动的方向就是物体实际运动的方向C、两个匀变速直线运动的合运动一定也是匀变速直线运动D、两个直线运动的合运动一定也是直线运动3、下列说法中正确的是（）A、位于同一水平面上的质量不同的物体，它们的重力势能的数值一定不同B、物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关C、动能不但有大小，而且有方向D、合外力对物体所做的功，等于物体动能的减少量4、在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为1：3：5，当齿轮转动的时候，比较小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点有（）A、A点和B点的角速度之比为5：1B、A点和B点的角速度之比为1：1C、A点和B点的向心加速度之比为1：5D、A点和B点的线速度大小之比为1：55、已知万有引力恒量G，则还需知道下面哪一选项的数据，就可以计算地球的质量（）A、已知地球绕太阳运行的周期及地球中心到太阳中心的距离B、已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离C、已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度D、已知地球同步卫星的周期6、如图，倾角θ=37°的光滑斜面固定在水平面上，斜面长L=0.75m，质量m=1.0kg的物块从斜面顶端无初速度释放，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，则（）A、物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为18WB、物块滑到斜面底端时的动能为1.5JC、物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力的平均功率为24WD、物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力做功为7.5J7、有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动．图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h．如果增大高度h，则下列关于摩托车说法正确的是（）A、对侧壁的压力N增大B、做圆周运动的周期T不变C、做圆周运动的线速度增大D、做圆周运动的向心力F增大8、如图所示，将a、b两小球均以大小为20m/s的初速度分别从A、B两点间隔3s先后水平相向抛出，两小球恰好在空中相遇，且相遇时速度方向相互垂直，不计空气阻力，取g=10m/s2，则抛出点A、B间的水平距离是（）A、100mB、80mC、60mD、约109.7m二、多项选择题9、如图所示，一位同学玩飞镖游戏．圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L．当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动．忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（）A、飞镖击中P点所需的时间为B、圆盘的半径可能为C、圆盘转动角速度的最小值为D、P点随圆盘转动的线速度可能为10、如图所示，木板B托着木块A在竖直平面内做匀速圆周运动．从水平位置a到最高点b 的过程中（）A、B对A的支持力越来越大B、B对A的支持力越来越小C、B对A的摩擦力越来越大D、B对A的摩擦力越来越小11、如图所示，“嫦娥二号”卫星在月球引力作用下，先在轨道A绕月球做匀速圆周运动，轨道A距月球表面的高度为h A，运动的周期为T A，在P和Q处两次变轨后最终进入绕月球做匀速圆周运动的轨道B，轨道B距月球表面的高度为h B，运动的周期为T B，已知引力常量为G．下列说法正确的是（）A、卫星沿椭圆轨道运动经Q处的加速度大于沿圆轨道B运动经Q处的加速度B、仅利用以上条件可求出月球的质量C、卫星在轨道P处变轨后运动的速率变小D、卫星在轨道A上运动的速率大于在轨道B上运动的速率12、如图所示，同一物体分別从A、B两点沿各自的斜面下滑到C点，物体与两斜面间的动摩擦因素μ相同．从A点滑到C点速度为V1，从B点滑到C点速度为V2．则（）A、V1＜V2B、V1＞V2C、两个过程摩擦力做功不同D、两个过程摩擦力做功相同三、实验题13、为验证向心力公式，某探究小组设计了如图所示的演示实验，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m，直径为d的小钢球．将米尺固定在水平桌面上，测量出悬点到钢球的细线长度l，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，待钢球的运动稳定后，用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看，读出钢球外侧到O点的距离r，并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t．则：(1)小钢球做圆周运动的周期T=________．(2)小钢球做圆周运动的向心力F=________14、某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图．O点不是抛出点，x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是________ m/s，抛出点的坐标x=________m，y=________m （g取10m/s2）四、计算题15、在冬天，高为h=1.25m的平台上，覆盖一层薄冰．一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘s=24m处以7m/s初速度向平台边缘滑去，如图所示，平台上的薄冰面与雪橇间的动摩擦因数为μ=0.05，取g=10m/s2．求：(1)滑雪者滑离平台时速度的大小；(2)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离．16、据报道我国将在2020年左右发射一颗火星探测卫星．如果火星半径为R，火星表面的重力加速度为g0，万有引力常量为G，不考虑火星的自转．求：(1)火星的质量；(2)卫星在距离火星表面高度h=R的圆轨道上的速度大小．17、一列火车总质量m=5×105kg，机车发动机的额定功率P=3×106 W，水平轨道对列车的阻力f是车重的0.02倍，火车在轨道上从静止开始行驶时，发动机功率不超过额定功率P，取g=10m/s2，求：(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度v m；(2)当行驶速度为v=20m/s时，机车发动机的功率为额定功率，此时加速度a是多大；(3)若火车从静止开始保持以0.2m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间t为多少．18、如图，一滑块经水平轨道AB，进入竖直平面内的四分之一圆弧轨道BC．已知滑块的质量m=0.60kg，在A点的速度v A=8.0m/s，AB长x=5.0m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15，圆弧轨道的半径R=2.0m，滑块离开C点后竖直上升h=0.20m，取g=10m/s2．求：(1)滑块经过B点时速度的大小；(2)滑块经过B点时圆弧轨道对它的支持力的大小；(3)滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功．答案解析部分一、<b >单项选择题</b>1、【答案】D【考点】物理学史【解析】【解答】解：A、伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因；故A错误．B、伽利略通过斜面实验根据实验结果，伽利略将实验结论进行合理的外推，得到落体的运动规律，但没有得出万有引力定律；故B错误；C、开普勒总结归纳了行星运动定律，但哥白尼提出了日心说；故C错误；D、牛顿发现了万有引力定律，但未测定出引力常量，是卡文迪许测定了引力常量G．故D 正确；故选：D【分析】本题掌握开普勒、牛顿、卡文迪许以及伽利略等等科学家的成就，就能进行解答．2、【答案】B【考点】速度的合成与分解，曲线运动的条件【解析】【解答】解：A、依据矢量的合成法则，则合速度的大小与每个分速度的大小关系不确定．故A错误．B、合运动的方向就是物体实际运动的方向．故B正确；C、两个匀变速直线运动的合运动，当合加速度与合速度共线时，则一定是匀变速直线运动；若两者不共线时，则合运动是匀变速曲线运动．故C错误；D、两个直线运动的合运动不一定是直线运动．如平抛运动，故D错误；故选：B．【分析】当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，合运动是直线运动，不在同一条直线上，合运动是曲线运动．3、【答案】B【考点】恒力做功，机械能守恒及其条件，动能与重力势能【解析】【解答】解：A、根据重力势能的表达式E p=mgh，位于同一水平面上的质量不同的物体，如果以该平面为参考平面，则它们的重力势能相等，均为零，故A错误；B、重力做功的特点是只跟初末位置有关，跟路径和路程无关，故B正确；C、动能是标量，没有方向．故C错误；D、根据动能定理可知，合外力对物体所做的功，等于物体动能的变化量，动能不一定减小，故D错误；故选：B．【分析】重力势能具有相对性，动能和重力势能均是标量；重力做功量度重力势能的变化，合力做功量度动能的变化．4、【答案】A【考点】描述圆周运动的物理量，匀速圆周运动【解析】【解答】解：AB、大齿轮和小齿轮是同缘传动，边缘点的线速度大小相等，故A点和B点的线速度大小之比为1：1，A点和B点的半径之比为1：5，线速度相等，根据v=ωr，角速度之比为5：1，故A正确，B错误；CD、根据a=ωv得A点和B点的向心加速度速度大小之比为5：1，故CD错误；故选：A【分析】大齿轮和小齿轮是同缘传动，边缘点的线速度大小相等；再根据v=ωr判断角速度的关系，根据a=ωr判断出向心加速度的关系．5、【答案】B【考点】万有引力定律及其应用，天体的匀速圆周运动的模型【解析】【解答】解：A、根据万有引力等于向心力，由旋转天体公转半径和周期可求出中心天体的质量．故已知地球绕太阳运行的周期和地球中心到太阳中心的距离只能求出太阳的质量，而不能求出地球的质量，故A错误．B、已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离，根据万有引力等于向心力得G =mr ，知道月球的周期和轨道半径，可以求出地球的质量．故B正确．C、已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度．由G =m ，可得M= ，只知道卫星的线速度v，不知道地球半径R，不能求出地球的质量M．故C错误．D、同步卫星的周期已知，不知道同步卫星的高度和地球半径，所以无法知道同步卫星的轨道半径，不能求出地球的质量，故D错误．故选：B【分析】根据旋转天体绕中心天体运行的模型，由旋转天体公转半径和周期求出中心天体的质量分析：地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离r可求出太阳的质量．月球绕地球运动的周期T和轨道半径r可求出地球的质量．6、【答案】A【考点】恒力做功，动能定理的理解，功率的计算【解析】【解答】解：A、由受力分析可知mgsin37°=mgaa=gsin37°=6m/s2V=at=6m/s2×0.5s=3m/s瞬时功率为：P瞬=mgvsin37°=1kg×10m/s2×3m/s×0.6=18W，故A正确B、根据动能定理可得：E k=mgLsinθ=4.5J，故B错误C、由X= 得：t=0.5s平均功率为：P平= =9W，故C错误D、重力做的功为：W G=mgLsin37°=4.5J，故D错误；故选：A【分析】根据牛顿第二定律求出物块下滑的加速度，然后有运动学公式求出下滑时间和速度，由W G=mgh求出重力做的功，由P= 求出平均功率，瞬时功率为P=mgVcosθ．在整个下滑过程中，重力做的功全部转化为动能．7、【答案】C【考点】描述圆周运动的物理量，匀速圆周运动，向心力，圆周运动实例分析【解析】【解答】解：A、摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力，作出力图．侧壁对摩托车的支持力F= 不变，则摩托车对侧壁的压力不变．故A错误．B、如图，向心力F n=mgtanθ，m，θ不变，向心力大小不变，根据牛顿根据牛顿第二定律得F n=m ，h越高，r越大，F n不变，则T越大，故BD错误．C、根据知，向心力大小不变，h越高，r越大，则线速度越大，故C正确．故选：C．【分析】摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力，作出力图，得出向心力大小不变．h越高，圆周运动的半径越大，由向心力公式分析周期、线速度大小．8、【答案】A【考点】速度的合成与分解，平抛运动【解析】【解答】解：a经过t时间两球的速度方向相互垂直，此时b运动时间为（t﹣3）s，根据几何关系可得：tanθ= ，代入数据解得t=4s．则A、B间的水平距离x=v0t+v0（t﹣3）=20×4×20×1m=100m．故选：A．【分析】两球相差3s抛出，根据竖直方向的速度v A=gt，v B=g（t﹣3），结合两球的速度方向相互垂直，利用几何关系进而求出下落的时间，根据水平方向上做匀速直线运动求出抛出点A、B间的距离．二、<b >多项选择题</b>9、【答案】A,D【考点】平抛运动，描述圆周运动的物理量，匀速圆周运动【解析】【解答】解：A、飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此t=，故A正确．B、飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则2r= ，解得圆盘的半径r= ，故B错误．C、飞镖击中P点，则P点转过的角度满足θ=ωt=π+2kπ（k=0，1，2…）故ω= = ，则圆盘转动角速度的最小值为．故C错误．D、P点随圆盘转动的线速度为v=ωr= • =当k=2时，v= ．故D正确．故选：AD．【分析】飞镖做平抛运动的同时，圆盘上P点做匀速圆周运动，恰好击中P点，说明A点正好在最低点被击中，则P点转动的时间t=（2n+1），根据平抛运动水平位移可求得平抛的时间，两时间相等联立可求解．10、【答案】B,D【考点】匀速圆周运动，向心力，圆周运动实例分析【解析】【解答】解：A在运动的过程中受重力、支持力、静摩擦力，三个力的合力提供向心力．合力沿水平方向的分力等于A所受的摩擦力，合力沿竖直方向的分力等于重力和支持力的合力，合力的大小不变，由a到b的运动过程中，合力沿水平方向的分力减小，所以摩擦力减小．合力沿竖直方向的分力逐渐增大，所以支持力逐渐减小．故B、D正确，A、C 错误．故选BD．【分析】物块A做匀速圆周运动靠合力提供向心力．在a运动到b的过程中，木块受重力、支持力和静摩擦力．11、【答案】B,C【考点】开普勒定律，万有引力定律及其应用，卫星问题，人造卫星与飞船【解析】【解答】解：A、卫星在椭圆轨道Q处和圆轨道Q处所受的万有引力大小相等，结合牛顿第二定律知，加速度大小相等，故A错误．B、在轨道A，根据万有引力提供向心力有：，在轨道B，有：，联立可以得出月球的质量和月球的半径，故B正确．C、卫星在轨道P处变轨时，需减速，使得万有引力大于向心力，做近心运动，故C正确．D、根据得，v= ，由于卫星在轨道A上的轨道半径大于卫星在轨道B 上的轨道半径，则在轨道A上的速率小于在轨道B上运动的速率，故D错误．故选：BC．【分析】根据万有引力的大小，结合牛顿第二定律比较加速度的大小．在轨道A和轨道B 上，根据万有引力提供向心力分别列出方程，联立求出月球的质量．根据卫星变轨的原理判断在P处速度是增大还是减小．根据万有引力提供向心力得出线速度与轨道半径的关系，从而比较速率的大小．12、【答案】B,D【考点】动能定理的理解，摩擦力做功【解析】【解答】解：A、设竖直面与C点的距离为s，斜面与水平方向的夹角为θ，则可知高度h=stanθ，斜面长度x= ，则由动能定理可知：mgh﹣μmgxcosθ= mv2解得：v= ，则可知，夹角越大，速度越大，故V1＞V2；故A错误，B 正确；C、摩擦力做功W=μmgxcosθ=μmg cosθ=μmgs，故说明两过程摩擦力做功相同，故C 错误，D正确．故选：BD．【分析】分析两斜面的相同点和不同点，利用底面长度和斜面倾角进行分析，得出速度的表达式，即可明确速度的大小关系，再根据功的公式即可分析摩擦力做功的关系．三、<b >实验题</b>13、【答案】（1）（2）m【考点】描述圆周运动的物理量，向心力，圆周运动实例分析【解析】【解答】解：（1）钢球转动n圈用的时间为t，则周期为：T= ．（2）钢球转动半径为：R=r﹣，根据向心力公式得：F= =m ．故答案为：（1）；m ．【分析】（1）根据钢球转动n圈用的时间t求出周期；（2）根据向心力与周期的关系求出小钢球做圆周运动的向心力．14、【答案】2；﹣0.6；﹣0.3【考点】平抛运动，力学实验，匀变速直线运动导出公式应用【解析】【解答】解：根据△y=gT2，T= =0.1s，则平抛运动的初速度v0= = =2m/s．A点在竖直方向上的分速度v yA= = =3m/s．平抛运动到A的时间t= = =0.3s，此时在水平方向上的位移x=v0t=2×0.3=0.6m，在竖直方向上的位移y= gt2= =0.45m，即为0.45﹣0.15=0.3m；所以抛出点的坐标x=﹣0.6m，y=﹣0.3m．故答案为：2，﹣0.6；﹣0.3．【分析】平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据△y=gT2，求出时间，再根据等时性，求出水平初速度；OB段在竖直方向上的平均速度等于A点竖直方向上的瞬时速度，再根据A点竖直方向上的速度求出下落的时间，求出下落的水平位移和竖直位移，从而求出抛出点的坐标．四、<b >计算题</b>15、【答案】（1）解：设滑雪者离开平台的速度为v，由①根据牛顿第二定律得：a=﹣μg=﹣5 ②联立①②得：解得：v=5m/s（2）解：滑雪者离开平台做平抛运动．下落时间为t，由得t= = =0.5s水平距离为x=vt=5×0.5=2.5m【考点】对单物体(质点)的应用，平抛运动，匀变速直线运动基本公式应用【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律和速度位移公式求出滑雪者到达平台边缘的速度；（2）根据高度求出平抛的时间，由x=vt求出离开平台的水平位移；16、【答案】（1）解：在火星表面，不考虑火星的自转时，物体的重力等于火星对物体的万有引力，有：G =mg0解得火星的质量：M=（2）解：卫星绕火星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有：G =m又h=R联立解得：v=【考点】万有引力定律及其应用，卫星问题，人造卫星与飞船【解析】【分析】（1）在火星表面，不考虑火星的自转时，物体的重力等于火星对物体的万有引力，由此列式即可求火星的质量；（2）卫星绕火星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，列式求解卫星运行的速度即可．17、【答案】（1）解：列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，列车的加速度为零，速度达最大值v mF=f=kmgv m=（2）解：当v＜v m时，列车加速运动，根据牛顿第二定律可得：当v=20m/s时，F1= = =1.5×105 Na= =0.1 m/s2（3）解：据牛顿第二定律可得牵引力为：F′=f+ma′=0.02×5×106+5×105×0.2N=2×105 N在此过程中，速度增大，发动机功率增大，当功率为额定功率时速度大小为v m′，即：v m′= = m/s=15m/st= = =75s【考点】机车启动，功率的计算，瞬时功率与平均功率【解析】【分析】（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=fv m求出火车的最大速度；（2）根据P=Fv求出火车的牵引力，结合牛顿第二定律求出加速度；（3）根据牛顿第二定律求出牵引力，结合P=Fv求出匀加速直线运动的末速度，根据速度时间公式求出匀加速运动的时间．18、【答案】（1）解：滑块从A到B过程，只有摩擦力做功，由动能定理得﹣fx= mv B2﹣mv A2①其中摩擦力f=μmg②联立上式，解得v B=7.0m/s ③即滑块经过B点时速度的大小为7.0m/s（2）解：在圆弧上B点，支持力和重力的合力提供向心力N﹣mg=m ④解得N=mg+ =20.7N ⑤即滑块经过B点时圆弧轨道对它的支持力的大小为20.7N（3）解：滑块离开C点后做竖直上抛运动，由运动学公式v C2=2gh ⑥从B到C的过程中，设摩擦力做功W f，由动能定理﹣mgR﹣W f= m ﹣m ⑦联立③⑥⑦式，解得W f=﹣1.0J克服摩擦力做功W f′=1.0J即滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功为1.0J【考点】向心力，圆周运动实例分析，动能定理的理解，动能定理的综合应用，摩擦力做功【解析】【分析】（1）滑块由A至B过程，只有摩擦力做功，可以由动能定理求解；（2）滑块在圆弧轨道上B点，支持力和重力的合力提供向心力，可根据牛顿第二定律列式求解；（3）先根据运动学公式求出在C点的速度，再对滑块由B至C段过程运用动能定理列式求解；也可以直接对由B至最高点过程运用动能定理列式求解．。