2017-2018学年度安徽省淮北市第一中学高三上学期物理第一次模拟试题

2017-2018学年度安徽省淮北市第一中学高三上学期物理第一次模拟试题
考试时间：100分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
1．对于万有引力定律的表达式，下面说法中正确的是（）
A. 公式中为引力常量，它不是由实验测得的，而是人为规定的
B. 当两物体表面距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C. 与受到彼此的引力总是大小相等的，而与、是否相等无关
D. 与受到彼此的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力
2．关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（)
A. 轨道半径越大，线速度越小，角速度越小
B. 轨道半径越大，线速度越大，角速度越大
C. 轨道半径越大，线速度越大，周期越长
D. 轨道半径越小，线速度越小，周期越长
3．在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上减速转弯，从俯视图中可以看到，赛车沿圆周由P向Q行驶，下列图中画出了赛车转弯时所受合力的四种方式，你认为正确的是（）
A. B. C. D.
4．雨伞半径R高出地面h，雨伞以角速度 旋转时，雨滴从伞边缘飞出，忽略空气阻力，则以下说法中正确的是：（）
A. 雨滴沿飞出的点的半径方向飞出，做平抛运动
B. 雨滴沿飞出的点的切线方向飞出，做平抛运动
C. 雨滴落地后在地面形成一个和伞半径相同的圆
D. 雨滴落地后在地面形成一个比伞半径小的圆
5．下列关于向心加速度的说法中，正确的是
A. 向心加速度的方向始终与速度的方向垂直
B. 向心加速度的方向可能与速度方向不垂直
C. 向心加速度的方向保持不变
D. 向心加速度的方向与速度的方向平行
6．宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,而不至因为万有引力的作用而吸引到一起.如图所示,某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动,它们的轨道半径之比r A:r B=1:2,则两颗天体的( )
A. 质量之比 m A :m B =2:1
B. 角速度之比ωA :ωB =1:2
C. 线速度大小之比 v A :v B =2:1
D. 向心力大小之比F A :F B =2:1
7．设地球的半径为R 0，质量为m 的卫星在距地面R 0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g 0，则以下说法错误的是 A.
B.
C. 卫星的加速度为
2
g D.
卫星的周期2 8．两颗人造卫星 、 绕地球做圆周运动，周期之比为 ，则轨道半径之比和
运动速率之比分别为（ ）
A. B. C. D.
9．如图所示， 、 、 是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星， 和 质量相等且小于 的质量，则说法正确的是（ ）
A. 所需向心力最小
B. 、 的周期相同且大于 的周期
C. 、 向心力加速度大小相等，且大于 的向心加速度
D. 、 的线速度大小相等，且小于 的线速度
10．如图所示，在高 处有小球 ，速度 水平抛出，与此同时，地面上有个小球 以速度 竖直上抛，两球在空中相遇，则（ ）
A. 从它们抛出的到相遇所需的时间是
B. 从它们抛出的到相遇所需的时间是
C. 两球抛出的时的水平距离为
D. 两球抛出的时的水平距离为
11．质量为 的物块，沿着半径为 的半径形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为 ，若物体与球壳之间的摩擦因数为 ，则物体在最低点时，下列说法正确的是（ ）
A. 受到向心力为
B. 受到有摩擦力为
C. 受到有摩擦力为
D. 受到的合力方向斜向左上方
12．已知引力常量，月球中心到地球中心的距离，月球绕地球运行的周期，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（）
A. 地球的质量
B. 月球的质量
C. 地球的半径
D. 月球绕地球运行速度的大小
13．某研究性学习小组进行了如下实验：如图1-Z-12所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R(R视为质点)，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0＝3 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动．
（1）同学们测出某时刻R的坐标为(4 cm，6 cm)，此时R的速度大小为________cm/s，R 的加速度大小为________cm/s2.
（2）R在上升过程中运动轨迹的示意图是图中的________(填选项字号)．
14．某物理实验小组采用如图甲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_________ A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B．保证小球飞出时，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无初速释放，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。

某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图乙1、2、3的位置，且l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，下面分析正确的是_________。

A．x2-x1=x3-x2B．x2-x1＜x3-x2C．x2-x1＞x3-x2 D．无法判断
（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。

部分运动轨迹如图丙所示。

图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、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_________。

15．在冬天，高为h=1.25m的平台上，覆盖了一层冰，一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘s=24m处以一定的初速度向平台边缘滑去，如图所示，当他滑离平台即将着地时的瞬间，其速度方向与水平地面的夹角为θ=45°，取重力加速度g=10m/s2。

求：
（1）滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是多大；
（2）若平台上的冰面与雪橇间的动摩擦因数为μ=0.05，则滑雪者的初速度是多大？16．如图所示，一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道特技表演，竖直圆的半径；若摩托车运动的速率恒为，人和车的总质量（摩托车车身的长不计，取g=10m/s2
求：（）摩托车通过最高点时对轨道压力．
（）摩托车通过最低点时对轨道压力．
（）当摩托车的速度恰好竖直上时对轨道压力．
17．已知地球与火星的质量之比球火，半径之比球火现用一段绳子水
平拖动放在火星表面固定木板上的箱子，设箱子与木板间摩擦因数为，水平拉力，箱子的质量为，地球表面重力加速度取10m/s2．求：
（）火星表面的重力加速度是多少．
（）箱子获得的加速度是多少．
18．科学家认为在太阳系中除地球外最有可能出现生命的是土卫六——泰坦。

为了研究土卫六，假设我们发射一个质量为m的探测器，使探测器进入土卫六引力区时，能够绕土卫六做匀速圆周运动，此时探测器距离土卫六表面的高度为h，以后探测器可以经过一系列的制动到达土卫六表面附近，然后开始以初速度v0垂直土卫六地面匀减速下落，直到悬停，所用的时间为t，假设轨迹为直线。

土卫六的半径为R，土卫六表面的重力加速度为g，引力常量为G，求:
(1)探测器绕土卫六做圆周运动的周期；
(2)土卫六的第一宇宙速度及平均密度；
(3)探测器下落时发动机的平均推力F。

参考答案
1．C
【解析】G 为引力常数，由卡文迪许通过实验测得，故A 错误；当两物体间的距离r 趋向零时，两物体不能看成质点，万有引力定律不再适用，得不到万有引力趋于无穷大的结论，故B 错误；两个物体间的引力总是大小相等，方向相反的，是一对作用力与反作用力，故C 正确，D 错误。

所以C 正确，ABD 错误。

2．A
【解析】根据万有引力提供向心力：
，解得线速度为：
，角速度为：
，可知轨道半径越大，线速度越小，角速度越小，故A 正确，B 错误；根据万有引力提供向心力：
，解得：
，及
，可知轨道半径越大，线速度越
小，周期越长，故C 错误；根据万有引力提供向心力：
，解得：
，及
，
可知轨道半径越小，线速度越大，周期越小，故D 错误。

所以A 正确，BCD 错误。

3．D
【解析】试题分析：做曲线运动的物体，运动的轨迹是曲线，物体受到的合力应该是指向运动轨迹弯曲的内侧，速度沿着轨迹的切线的方向．
解：赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由于赛车是从P 向Q 运动的，并且速度在减小，所以合力与赛车的速度方向的夹角要大于90°，故D 正确，A 、B 、C 错误． 故选D ． 4．B
【解析】AB ．雨点甩出后沿飞出点的切线方向飞出，做平抛运动，故A 错误，B 正确；
CD ．竖直方向有： 212h gt =
， t =；水平方向初速度为雨伞边缘的线速度，所以0v R ω=．
雨点甩出后水平方向做匀速直线运动， 0x v t =为ω=
设雨伞的轴心点到落地点的水平距离为s ：则s ==
故CD 错误． 故选：B
点睛：物体做平抛运动，我们可以把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同． 5．A 【解析】试题分析：做圆周运动的物体向心加速度的方向始终与速度的方向垂直，指向圆心，所以加速度的方向不断变化，故选A 考点：向心加速度
【名师点睛】本题解答时要注意，匀速圆周运动中的“匀速”只是指速度的大小不变，合力作为向心力始终指向圆心，合力的方向是时刻在变化的，加速度的方向也是时刻在变化的。

6．A 【解析】双星都绕O 点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，角速度相等，设为ω。

根据牛顿第二定律，对A 有：
，对B 有：
，联立可得：
m A ：m B =r B ：r A =2：1，故A 正确；根据双星的条件有：角速度之比ωA ：ωB =1：1，故B 错误；由v =ωr 得：线速度大小之比v A ：v B =r A ：r B =1：2，故C 错误；向心力大小之比F A ：F B =1：1，故D 错误。

所以A 正确，BCD 错误。

7．C
【解析】A 、研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
2
2
GmM v m r r =
，解得v =02r R =；忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：
02
GmM
mg R =，解得： 200GM g R =
联立解得：卫星的速度大小v =
，故A 正确；
B
、卫星的角速度v
r ω=
=
，故B 正确； C 、根据圆周运动知识得卫星的加速度为20
4
g v a r ==，故C 错误； D
、卫星的周期22T π
ω
=
=D 正确； 故说法错误的是选C 。

【点睛】研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出线速度、角速度、周期、加速度等物理量，忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式。

8．D
【解析】根据万有引力提供向心力为：
，解得：
，
，因
为T A ：T B =1：8，所以：R A ：R B =1：4及v A ：v B =2：1，故D 正确，ABC 错误。

9．BD
【解析】根据万有引力提供向心力得
．
A ．
， 和 质量相等且小于 的质量，可知 所需向心力最小．故A 错误；
B ．
，所以 、 的周期相同，大于 的周期．故B 正确；
C．，、的向心加速度相等，小于的向心加速度，故C错误；
D．，、的线速度大小相等，小于的线速度，故D正确．
故选：BD
10．BD
【解析】两球相遇时位移关系满足：，解得相遇所需的时间为：，故B正确，A错误；、两球抛出时的水平距离：，故D正确，C错误。

所以BD正
确，AC错误。

11．CD
【解析】根据公式可得向心力的大小为，故A错误；根据牛顿第二定律得，解得：，所以滑动摩擦力，故C正确；由于重力支持力的
合力方向竖直向上，滑动摩擦力方向水平向左，则物体合力的方向斜向左上方，故D正确。

所以CD正确，AB错误。

12．AD
【解析】根据万有引力提供向心力：，解得：，所以可以估算出地球的
质量，不能估算出月球的质量，故A正确，B错误；由于不知道地球表面的重力加速度，也不知道近地卫星的线速度或者周期，所以无法求出地球的半径，故C错误。

研究月球绕地
球做匀速圆周运动，根据圆周运动知识得月球绕地球运行速度的大小为：，故D正确。

所以AD正确，BC错误。

13．52D
【解析】试题分析：小圆柱体红蜡快同时参与两个运动：y轴方向的匀速直线运动，x轴方向的初速为零的匀加速直线运动．知道了位置坐标，由y方向可求运动时间，接着由x方向求加速度、求v x，再由速度合成求此时的速度大小．由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断运动轨迹．
（1）小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有，则有，
在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有：，
解得，
则R的速度大小：；
（2）因合外力沿x轴，由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D．
14．（1）B；（2）C；（3）；；
【解析】试题分析：平抛的初速度一定是水平的，为了保证抛出后为平抛运动一定要让斜槽末端水平；根据竖直方向上的位移相等比较运动的时间，结合水平方向上做匀速直线运动，
得出水平位移的关系；根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度。

（1）平抛运动的特点是，只受重力，初速度水平方向。

为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端应调节水平，故B正确。

（2）因为l与2的间距等于2与3的间距，在竖直方向上做自由落体运动，可知1与2的时间大于2与3的时间，根据水平方向上做匀速直线运动，可知，故C正确，ABD错误．
（3）在竖直方向上，根据，可求出小球从P1运动到P2所用的时间为；在水平方向上小球抛出时的水平速度
【点睛】解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。

15．（1）2.5m（2）v=7m/s
【解析】试题分析：（1）滑雪爱好者滑离平台后做平抛运动，根据平抛运动的特点及基本公式即可求解；
（2）滑雪者在平台上滑动时，受到滑动摩擦力作用而减速度，对滑动过程运用由动能定理即可求解．
解：（1）把滑雪爱好者着地时的速度v t分解为如图所示的v0、v┴两个分量
由h=gt2
得：t==0.5s
则v┴=gt=5m/s
v0=v┴tan45°=5m/s
着地点到平台边缘的水平距离：x=v0t=2.5m
（2）滑雪者在平台上滑动时，受到滑动摩擦力作用而减速度，由动能定理：
﹣
得：v=7m/s，即滑雪者的初速度为7m/s．
答：（1）滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2.5m；（2）滑雪者的初速度为7m/s．2.5m，7m/s
点评：该题考查了平抛运动的基本公式和定能定理得应用，难度不大，属于基础题．16．（）．（）．（）
【解析】试题分析：在最高点、最低点和速度恰好竖直上时，结合径向的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出圆轨道对车的作用力。

（）摩托车通过最高点A，根据牛顿第二定律得：
代入数据解得对轨道压力为：N=0N
（）摩托车通过最低点B，根据牛顿第二定律得：
代入数据解得对轨道压力为：N=4000N
（）摩托车速度恰好竖直向上时，轨道的弹力提供向心力根据牛顿第二定律得：
代入数据解得对轨道压力为：N=2000N
点睛：本题主要考查了圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解。

17．（）．（）
【解析】试题分析：根据万有引力等于重力求出火星表面的重力加速度，通过火星的质量和半径与地球的关系找出重力加速度的关系，结合牛顿第二定律，求出在火星表面拉动木箱的加速度。

（）星球表面的万有引力等于重力：
解得：
（）∵地球与火星的质量之比为
球火，半径之比
球火
．
可得火星表面重力加速度
火地
．
箱子和木板间的动摩擦因素为0.5，根据牛顿第二定律：
地面上有：
地地
．
火星上有：
火火
．
联立可得：
火
．
点睛：根据星球表面的万有引力等于重力列出等式表示出重力加速度；通过火星的质量和半径与地球的关系找出重力加速度的关系；根据牛顿第二定律表示出木箱能获得的加速度，进行分析比较。

18．(1) (2) (3)
【解析】试题分析：根据重力等于万有引力和牛顿第二定律即可求出周期；根据牛顿第二定律求出质量，再结合密度公式即可求出密度；根据匀变速直线运动规律，探测器下落时的加速度，根据牛顿第二定律求出推力。

(1)土卫六表面的物体，重力等于万有引力，有
对于探测器有：
联立解得:
(2)探测器运行所需向心力由万有引力提供，有:
得土卫六的第一宇宙速度
由上可知且
联立得土卫六的平均密度:
(3)根据匀变速直线运动规律，探测器下落时的加速度为
根据牛顿第二定律有：F-mg=ma
解得：
点睛：本题主要考查了万有引力的应用，关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用。