四川省绵阳市三台中学学年高二上开学物理试题解析版.docx
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四川省绵阳市三台中学学年高二上开学物理试题解析版
2017-2018学年四川省绵阳市三台中学高二(上)开学考
物理试卷
一、选择题(共8小题,每小题6分,满分48分)
1.一质点做曲线运动,关于它的速度方向和加速度方向的说法正确的是( )
A.质点速度方向时刻在改变
B.质点加速度方向时刻在改变
C.质点速度方向一定与加速度方向相同
D.质点速度方向一定与加速度方向相反
【答案】A
【解析】做曲线运动的物体,质点速度方向时刻在改变,选项A正确;质点加速度方向不一定变化,例如平抛运动,选项B错误;质点速度方向一定与加速度方向不共线,选项CD错误;故选A.
2.如图所示是自行车传动结构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的牙盘(大齿轮),Ⅱ是半径为r2的飞轮(小齿轮),Ⅲ是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n(r/s),则自行车前进的速度为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】转速为单位时间内转过的圈数,因为转动一圈,对圆心转的角度为2π,所以ω=2πnrad/s,因为要测量自行车前进的速度,即车轮III边缘上的线速度的大小,根据题意知:
轮I和轮II边缘上的线速度的大小相等,据v=Rω可知:
r1ω1=R2ω2,已知ω1=2πn,则轮II的角速度
.因为轮II和轮III共轴,所以转动的ω相等即ω3=ω2,根据v=Rω可知,
,故选C.
点睛:
解决本题的关键知道靠链条传动,线速度相等,共轴转动,角速度相等.
3.某人骑自行车以4m/s的速度向正东方向行驶,天气预报报告当时是正北风,风速为4m/s,则骑车人感觉到风速方向和大小为( )
A.西北风,风速4m/sB.西北风,风速4
m/s
C.东北风,风速4m/sD.东北风,风速4
m/s
【答案】D
【解析】试题分析:
根据运动的合成,人的合速度为两个速度的合成,即大小为4
m/s,方向即为西北风,答案为B。
考点:
运动的合成与分解
点评:
本题考查了运动的合成与分解,同样类型的问题还有已知人感觉的风速,求人的运动速度等。
4.一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行,认为行星是密度均匀的球体,要确定该行星的密度,只需要测量( )
A.飞船的轨道半径B.飞船的运行速度
C.飞船的运行周期D.行星的质量
【答案】C
【解析】根据密度公式得:
,则已知飞船的轨道半径,无法求出行星的密度,故A错误.已知飞船的运行速度,根据根据万有引力提供向心力,列出等式.
,得:
代入密度公式无法求出行星的密度,故B错误.根据根据万有引力提供向心力,列出等式:
得:
代入密度公式得:
,故C正确.已知行星的质量无法求出行星的密度,故D错误.
故选C.
5.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示.将两球由静止释放.在各自轨迹的最低点,( )
A.P球的速度一定大于Q球的速度
B.P球的动能一定小于Q球的动能
C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
【答案】C
【解析】从静止释放至最低点,由机械能守恒得:
mgR=
mv2,解得:
,在最低点的速度只与半径有关,可知vP<vQ;动能与质量和半径有关,由于P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短,所以不能比较动能的大小.故AB错误;在最低点,拉力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得:
F-mg=m
,解得,F=mg+m
=3mg,
,所以P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力,向心加速度两者相等.故C正确,D错误.故选C.
点睛:
求最低的速度、动能时,也可以使用动能定理求解;在比较一个物理量时,应该找出影响它的所有因素,全面的分析才能正确的解题.
6.如图所示,长为L的木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的物体,现缓慢抬高A端,使木板以左端为轴在竖直面内转动,当木板转到与水平面成α角时物体开始滑动,此时停止转动木板,物体滑到木板底端时的速度为v,则在整个过程中( )
A.支持力对物体做功为0
B.摩擦力对物体做功为mgLsinα
C.摩擦力对物体做功为
mv2﹣mgLsinα
D.木板对物体做功为
mv2
【答案】CD
【解析】在下滑的过程中,支持力不做功,在上升的过程中,根据动能定理可得,W-mgLsinα=0,所以支持力对物体做功为W=mgLsinα,所以A错误.物块在缓慢提高过程中,静摩擦力始终与运动方向垂直,所以摩擦力不做功,物块在滑动过程中,由动能定理可得:
W滑+mgLsinα=
mv2,则有滑动摩擦力做功为:
mv2−mgLsinα,故B错误,C正确;木板对物体做功为支持力和摩擦力对物体做功的和,所以木板对物体做功为:
mgLsinα+
mv2−mgLsinα=
mv2,故D正确,故选CD.
点睛:
当力是恒定时,除可由力与力的方向位移求出功外,还可以由动能定理来确定;当力是变化时,则只能由动能定理来求出力所做的功.
7.如图所示,一轻质弹簧固定于O点,另一端固定一小球,将小球从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放,让其自由摆下,不计空气阻力,在小球摆向最低点B的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球的机械能守恒
B.小球的机械能减少
C.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变
D.小球与弹簧组成的系统机械能不守恒
【答案】B
【解析】试题分析:
小球有动能和重力势能,而弹簧有弹性势能,这三种能量在重力做功和弹簧的弹力做功的情况下,总量是守恒的,选项D错误。
在下摆的过程中,弹簧的弹性势能在增加,则小球的机械能在减少,选项A错误、B正确。
小球的动能在发生变化,因此选项C错误。
考点:
本题考查机械能守恒定律。
8.2015年国际乒联世界巡回赛瑞典公开赛落下战幕,中国乒乓球队包揽男女单打、男女双打四个冠军.在比赛中,乒乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网,过网时的速度方向均垂直于球网,把两次的乒乓球看成完全相同的两个球,球1和球2,如图所示,不计乒乓球的旋转和空气阻力,乒乓球自起跳到最高点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.起跳时,球1的重力功率等于球2的重力功率
B.球1的速度变化率小于球2的速度变化率
C.球1的飞行时间大于球2的飞行时间
D.过网时球1的速度大于球2的速度
【答案】AD
【解析】试题分析:
起跳后,乒乓球的运动视为斜抛运动,其逆过程为平抛运动.根据PG=mgvy判定功率关系;根据△v=gt判定速度变化快慢;根据运动的合成判定平抛运动的初速度大小.
解:
AC、起跳后,乒乓球的运动视为斜抛运动,其逆过程为平抛运动.由h=
,得t=
,则球1的飞行时间等于球2的飞行时间.起跳时,竖直分速度为vy=gt,
重力功率为PG=mgvy,可知起跳时,两球的重力功率相等.故A正确,C错误;
B、不计乒乓球的旋转和空气阻力,知两球加速度等于g,相同,故球1的速度变化率等于球2的速度变化率,故B错误;
D、过网时球的速度是平抛运动的初速度,根据以上分析知运动时间相同,球1的水平位移大,故过网时球1的速度大于球2的速度,故D正确.
故选:
AD
【点评】解决本题的关键是运用逆向思维,来研究斜抛运动,知道平抛运动的时间由高度决定,水平位移由高度和初速度共同决定.
二、解答题(共7小题,满分62分)
9.一汽车通过拱形桥面时速度为8m/s,车对桥顶的压力为车重的四分之三;若该车通过桥顶时对桥面压力恰好为零,车速大小是_____m/s.
【答案】16m/s
【解析】汽车在顶点受到的支持力为F=3mg/4,汽车在最高点的向心力由重力和支持力提供.设桥的半径为R,则有:
mg-F=m
;汽车在桥顶时恰好对桥面没有压力时,只有重力完全充当向心力:
mg=m
,代入数据得:
v0=16m/s
10.小船在静水中的速度是4m/s,河水均匀流动,流速是3m/s,河宽100m,小船渡河过程中始终保持船头指向与河岸垂直,则渡河时间是_____s,小船到达对岸时向下游偏移的泣移是_____m.
【答案】
(1).25s
(2).75m
【解析】渡河的时间
小船到达对岸时向下游偏移的位移x=v水t=3×25m=75m.
点睛:
解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性,以及知道各分运动具有独立性,互不干扰.
11.在“验证机械能守恒定律”实验中:
(1)下列测量工具中必需的是_____.
A.天平B.弹簧测力计C.刻度尺D.秒表
(2)如图是实验中得到的一条纸带.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度g=9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg,纸带上所打第一个点O与相邻第二个点之间的距离接近2mm,A、B、C、D是连续打出的四个点,它们到O点的距离分别为OA=69.31cm,OB=76.80cm,OC=84.67cm,OD=92.93cm.则由以上数据可知,重物从打O点运动到打C点的过程中,重物重力势能的减小量等_____J,动能的增加量等于_____J.(结果都保留两位有效数字)
【答案】
(1).
(1)C
(2).
(2)8.3J(3).8.1J
【解析】
(1)在该实验中,由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉,因此不需要天平,也不需要弹簧秤.通过打点计时器来记录物体运动时间,不需要秒表;同时实验中需要测量纸带上两点间的距离,所以需要刻度尺.故选C.
(2)重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.8467J=8.3J.
利用匀变速直线运动的推论:
vC=
m/s=4.03m/s,
动能增加量△Ek=
mvC2=8.1J.
点睛:
纸带问题的处理是力学实验中常见的问题.在纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,计算过程中要注意单位的换算.
12.在“研究平抛运动”实验中:
(1)下列说法正确的是_____.
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端可以不水平
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
E.为了比较准确地描出小球的运动轨迹,应用一条曲线把所有的点连接起来
(2)某同学在实验时,忘记记下斜槽末端的位置,图中的O点为小球运动一段时间后的位置,他便以O点为坐标原点,建立水平方向和竖直方向的坐标轴,得到如图所示的图象,则小球平抛的初速度大小为_____m/s,小球从开始平抛到运动到O点所用的时间为_____s.(g=10m/s2)
【答案】
(1).
(1)AD
(2).
(2)2m/s(3).0.05s
【解析】
(1)因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度.故A正确.小球与斜槽之间的摩擦不影响平抛运动的初速度,不影响实验.故B错误.通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运动.故C错误.
D、要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些,最后轨迹应连成平滑的曲线,不是要把所有点的连接起来.故D正确,E错误.故选AD.
(2)竖直方向上相等时间内的位移之差△y=0.1m
根据△y=gT2得,相等的时间间隔
小球平抛运动的初速度
B点的竖直分速度
根据vBy=gt知,
所以从抛出点到O点的时间t′=t-2T=0.25-0.2=0.05s
点睛:
解决平抛实验问题时,要特别注意实验的注意事项.在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理,要注重学生对探究原理的理解,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.
13.2007年10月24日,我国“嫦娥一号”探月卫星成功发射.“嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动,经过变轨、制动后,成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星.设卫星距月球表面的高度为h,做匀速圆周运动的周期为T.已知月球半径为R,引力常量为G.求:
(1)月球的质量M;
(2)月球表面的重力加速度g;
(3)月球的密度ρ.
【答案】
(1)月球的质量M是
;
(2)月球表面的重力加速度g是
;
(3)月球的密度ρ是
.
得:
(2)忽略月球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式:
月球表面:
g=
(3)
得:
14.在竖直平面内有一个粗糙的
圆弧轨道,其半径R=0.4m,轨道的最低点距地面高度h=0.8m.一质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放,到达最低点时以一定的水平速度离开轨道,落地点距轨道最低点的水平距离x=0.8m.空气阻力不计,g取10m/s2,求:
(1)小滑块离开轨道时的速度大小;
(2)小滑块运动到轨道最低点时,对轨道的压力大小;
(3)小滑块在轨道上运动的过程中,克服摩擦力所做的功.
【答案】
(1)小滑块离开轨道时的速度大小为2m/s;
(2)小滑块运动到轨道最低点时,对轨道的压力大小为2N;
(3)小滑块在轨道上运动的过程中,克服摩擦力所做的功为0.2J.
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15.我国将于2022年举办冬奥运会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一,如图所示,质量m=60kg的运动员从长直轨道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速下滑,到达助滑道末端B时速度vB=24m/s,A与B的竖直高度差H=48m.为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧,助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m,运动员在B、C间运动时阻力做功W=﹣1530J,取g=10m/s2.
(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小;
(2)若运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多大.
【答案】
(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小是144N;
(2)若运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为12.5m.
【解析】
(1)运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动,设AB的长度为x,斜面的倾角为α,则有vB2=2ax
根据牛顿第二定律得mgsinα-Ff=ma
又sinα=
由以上三式联立解得Ff=144N
(2)设运动员到达C点时的速度为vC,在由B到达C的过程中,由动能定理有
设运动员在C点所受的支持力为FN,由牛顿第二定律得FN-mg=m
由运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍,即有FN=6mg
联立解得R=12.5m
点睛:
本题中运动员先做匀加速运动,后做圆周运动,是牛顿第二定律、运动学公式、动能定理和向心力的综合应用,要知道圆周运动向心力的来源,涉及力在空间的效果,可考虑动能定理.
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