安徽省阜阳市大田中学学年高一下期中物理试题.docx
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安徽省阜阳市大田中学学年高一下期中物理试题
安徽省阜阳市大田中学2020-2021学年高一(下)期中物理试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.关于曲线运动,下列说法中正确的是
A.曲线运动速度的方向可能不变B.曲线运动速度大小一定是变化的
C.曲线运动一定是变速运动D.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变
2.在水平公路上一辆汽车转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小.分别画出汽车转弯时的四种加速度方向,则正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3.运动员将铅球从A处以一初速度斜向上抛出,运动轨迹如图所示则小球到达最高点B处时()
A.速度为零,加速度为零B.速度为零,加速度不为零
C.速度不为零,加速度为零D.速度不为零,加速度不为零
4.如图所示,小物块A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动。
下列关于A的受力情况说法正确的是()
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C.受重力、支持力、与运动方向相反的摩擦力和向心力
D.受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力
5.如图所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三轮半径关系是RA=RC=2RB若皮带不打滑,则下列说法正确的是()
A.A点和B点的线速度大小相等
B.A点和B点的角速度大小相等
C.A点和C点的线速度大小相等
D.A点和C点的向心加速度大小相等
6.如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点
放在水平圆盘上,a与转轴
的距离为l,b与转轴的距离为2l木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕轴缓慢地加速转动,用
表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )
A.a一定比b先开始滑动
B.a、b所受的摩擦力始终相等
C.
是b开始滑动的临界角速度
D.当
时,a所受摩擦力的大小为
7.太阳系中有一颗绕太阳公转的行星,距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的4倍,则该行星绕太阳公转的周期是()
A.10年B.2年C.4年D.8年
8.关于开普勒对行星运动规律的认识,下列说法中正确的是( )
A.所有行星绕太阳的运动都是匀速圆周运动
B.所有行星以相同的速率绕太阳做椭圆运动
C.对于每一个行星在近日点时的速率均大于它在远日点的速率
D.所有行星轨道的半长轴的二次方与公转周期的三次方的比值都相同
9.2001年10月22日,欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞,命名为MCG6-30-15,由于黑洞的强大引力,周围物质大量掉入黑洞,假定银河系中心仅此一个黑洞,已知太阳系绕银河系中心匀速运转,下列哪一组数据可估算该黑洞的质量()
A.地球绕太阳公转的周期和速度
B.太阳的质量和运行速度
C.太阳质量和到MCG6-30-15的距离
D.太阳运行速度和到MCG6-30-15的距离
10.“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星,它在距月球表面高度为h的圆形轨道上运行,运行周期为T.已知引力常量为G,月球的半径为R.利用以上数据估算月球质量的表达式为()
A.
B.
C.
D.
二、实验题
11.如图(甲)所示是研究平抛物体运动的实验装置图,(乙)是实验后在白纸上作的图.
(1)安装斜槽轨道时要注意___________________
(2)实验过程需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描出小球作平抛运动的轨迹,每次释放小球时应使小球____,目的是________
(3)O为平抛运动起点,计算小球作平抛运动的初速度的公式是v0=_____,根据(乙)图给出的数据,计算出小球平抛的初速度v0=_____m/s.(g=9.8m/s2)
12.某学生设计一试验来粗略验证向心力的表达式
,如图所示,细线下面悬挂一个钢球,细线上端固定在铁架台上.将画着一个圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时正好位于圆心,如果小球的向心力F向和合力F合相等,则说明向心力的表达式正确.
(1)用手带动钢球,设法使它沿纸上的圆悬空做匀速圆周运动,用秒表记录钢球运动n圈所用时间t,用直尺测出纸上的圆的半径为r,如果向心力的表达式正确,并假设钢球质量为m,则这个实验中由向心力表达式求出来的向心F向=________;
(2)然后,测出线的长度为L,假设钢球可看做质点,我们再从力的角度计算钢球的合力F合=________;
(3)在本实验中小球的质量________(“需要”或“不需要”)测出;
(4)由于小球半径未考虑会导致从力的角度计算出的F合________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
三、解答题
13.一只质量为2kg的小球,从距水平地面20m高处以10m/s的初速度水平抛出.不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小球在空中飞行的时间;
(2)小球抛出的水平距离;
(3)小球落地的速度大小.
14.一颗卫星在离地表h高度绕地球做匀速圆周运动.已知地球半径r,地球表面的重力加速度g,引力常量为G,求:
(1)地球的质量M;
(2)该卫星绕地球运动的线速度大小v.
15.一辆质量为2×103kg的汽车在拱桥上行驶,当汽车通过桥顶时的速度为10m/s,已知桥的半径R=20m(g=10m/s2),求:
(1)此时车对桥顶的压力是多大?
(2)汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空?
16.众多的恒星组成不同层次的恒星系统,最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星,如图所示,两星各以一定速率绕其连线上某一点匀速转动,这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起,已知双星质量分别为m1、m2,它们间的距离始终为L,引力常数为G,求:
(1)双星旋转的中心O到m1的距离;
(2)双星的转动周期。
参考答案
1.C
【解析】
【详解】
曲线运动速度的方向一定是变化的,选项A错误;曲线运动速度大小不一定是变化的,例如匀速圆周运动,选项B错误;曲线运动速度方向一定变化,即速度一定变化,则一定是变速运动,选项C正确;曲线运动的速度大小和方向不一定同时改变,选项D错误;故选C.
2.B
【详解】
汽车从M点运动到N,曲线运动,必有些力提供向心力,向心力是指向圆心的;汽车同时速度减小,所以沿切向方向有与速度相反方向的分力;则合力方向与速度的方向的夹角要大于90°,所以选项ACD错误,选项B正确.
故选B.
点睛:
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况,在水平面上,减速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯,在切线方向的分力使汽车减速,知道了这两个分力的方向,也就可以判断合力的方向了.
3.D
【详解】
铅球做抛体运动,在最高时,速度水平向右,不为零,否则接下来做自由落体运动,不符合实际情况;铅球只受重力,根据牛顿第二定律,加速度为重力加速度,也不为零;故ABC错误,D正确;故选D.
4.B
【详解】
物块A随圆盘一起做匀速圆周运动,受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力,重力和支持力平衡,靠静摩擦力提供向心力,故B正确。
故选B。
5.A
【详解】
A.由于A轮和B轮是皮带传动,皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同,故
vA=vB
故A正确;
B.角速度和线速度的关系式
v=ωr
可得
ωA:
ωB=1:
2
故B错误;
C.由角速度和线速度的关系式
v=ωR
可得
vB:
vC=RB:
RC=1:
2
即
vA:
vC=1:
2
故C错误;
D.向心加速度
可得
故D错误。
故选A。
6.C
【详解】
AB.a、b所受的摩擦力提供它们各自做圆周运动的向心力,因此
因此b所受的摩擦力始终比a大,故b一定比a先开始滑动,AB错误;
C.当b恰好开始滑动时
可得,b的临界角速度
C正确;
D.当
时,
根据
代入数据可得,a所受摩擦力的大小
D错误。
故选C。
7.D
【详解】
设地球半径为R,则行星的半径为4R,根据开普勒第三定律得:
解得:
地球的公转周期为1年,则说明该行星的公转周期为8年.
A.10年与计算结果不符,故A不符合题意.
B.2年与计算结果不符,故B不符合题意.
C.4年与计算结果不符,故C不符合题意.
D.8年与计算结果相符,故D符合题意.
8.C
【详解】
A.所有行星绕太阳的运动轨道都是椭圆,太阳处于椭圆的一个焦点上,A错误;
B.行星绕太阳的轨道半径越大,运动速度越小,B错误;
C根据开普勒第二定律,相同的时间内扫过相同的面积,因此在近日点的速率大于远日点的速率,C正确;
D.所有行星轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同,D错误。
故选C。
9.D
【详解】
A.地球绕太阳公转,中心天体是太阳,根据周期和速度只能求出太阳的质量,故A错误;
根据万有引力提供向心力:
B中心天体是黑洞,太阳的质量约去,只知道线速度或轨道半径,不能求出黑洞的质量,故BC错误;
根据万有引力提供向心力:
知道环绕天体的速度和轨道半径,可以求出黑洞的质量,故D正确。
故选D。
10.D
【详解】
嫦娥一号绕月球做匀速圆周运动,月球为中心天体,万一引力提供向心力
整理得月球质量
故D正确,ABC错误。
11.斜槽的末端切线水平同一位置静止为了使小球有相同的水平初速度
1.6m/s
【详解】
(1)[1]该实验成功的关键是,确保小球做平抛运动,因此只有斜槽的末端保持水平,小球才具有水平初速度,其运动才是平抛运动;
(2)[2][3]只有每次小球平抛的初速度相同,其轨迹才能相同,才能在坐标纸上找到一些点,每次在同一位置由静止释放小球,是为了使小球有相同的水平初速度;
(3)[4]由平抛运动规律有:
联立解得:
[5]由于O点是抛出点,取x=32cm,y=19.6cm代入
得
12.
不需要偏大
【详解】
(1)钢球运动n圈所用时间t,则周期为T=
,
这个实验中由向心力表达式求出来的向心为:
F向=
;
(2)对小球受力分析如图所示,
则有:
F合=mgtanθ=
;
(3)根据
=
可知,质量可以约去,则不需要测出小球的质量;
(4)根据F合=
可知,(F合)2=
,
设球的半径为r′,若考虑小球半径,则有(F合)2=
>
,
则由于小球半径未考虑会导致从力的角度计算出的F合偏大.
故答案为
(1)
;
(2)
;(3)不需要;(4)偏大.
【点睛】
(1)先求出周期,根据向心力的周期公式求解向心力;
(2)对球受力分析,受拉力和重力,合力提供向心力,根据平行四边形定则列式求解;(3)从实验原理的角度分析即可;(4)根据数学知识分析即可.
13.
(1)2s
(2)20m(3)
【解析】
(1)小球竖直方向做自由落体运动,则有:
得
(2)小球水平方向做匀速直线运动,则小球抛出的水平距离:
(3)落地竖直分速度大小:
速度大小为
点睛:
解答本题关键掌握平抛运动的分解方法和相应的规律:
竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动
运用运动学规律解答.
14.
(1)
(2)
【详解】
(1)地球表面的物体受到的万有引力等于它受到的重力,
,
地球质量为:
(2)卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,
解得:
代入M,可得
15.
(1)1×104N
(2)
m/s
【解析】
【详解】
(1)汽车通过凸形桥顶部时,由汽车的重力和桥面的支持力提供汽车的向心力,根据牛顿第二定律得:
得:
又由牛顿第三定律得,桥面受到汽车的压力大小为:
(2)当FN=0时可以腾空,
mg=m
得到:
16.
(1)
;
(2)
【详解】
设
到中心O的距离为x1,
到中心O的距离为x2,万有引力充当双星做圆周运动的向心力
又
联立可得
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- 安徽省 阜阳市 大田 中学 学年 一下 期中 物理试题