全国校级联考湖北省襄阳市四校襄州一中枣阳一中宜城一中曾都一中学年.docx
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全国校级联考湖北省襄阳市四校襄州一中枣阳一中宜城一中曾都一中学年
湖北省襄阳市四校(襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中)2017-2018学年高一下学期期中联考物理试题
一、选择题
1.关于物体的运动,下列说法正确的是()
A.物体受到的合外力方向变化,一定做曲线运动
B.做曲线运动的物体,其速度一定变化
C.物体做曲线运动,其加速度一定变化
D.物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用,就一定能做匀速圆周运动
【答案】B
【解析】物体受到的合外力方向变化,物体不一定做曲线运动,如弹簧振子的运动。
故A错误;做曲线运动的物体,其速度方向一定变化,即速度一定变化,选项B正确;物体做曲线运动,其加速度不一定变化,例如平抛运动,选项C错误;物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用,就一定能做类平抛运动,选项D错误;故选B.
2.下列说法正确的是()
A.万有引力定律仅对质量较大的天体适用,对质量较小的物体不适用
B.根据公式
可知,当r趋近于零时,万有引力将趋于无穷大
C.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测出了万有引力常量G
D.两物体间相互吸引的一对万有引力是一对平衡力
【答案】C
3.如图所示的齿轮传动装置中右轮半径为2r,a为它边缘上的一点,b为轮上的一点,b距轴为r.左侧为一轮轴,大轮的半径为3r,d为它边缘上的一点;小轮的半径为r,c为它边缘上的一点.若传动中齿轮不打滑,则()
A.b点与c点的线速度大小相等
B.d点与a点的线速度大小相等
C.b点与c点的角速度大小相等
D.a点与d点的向心加速度大小之比为1:
6
【答案】D
【解析】c、a同缘转动,则ac两点线速度相等,b、a同轴转动,则根据v=rω知a的线速度等于b线速度的2倍,则c点的线速度等于b线速度的2倍,选项A错误;c、d轮共轴转动,角速度相等,根据v=rω知,d点的线速度等于c点的线速度的3倍,而a、c的线速度大小相等,则d点线速度等于a点的线速度的3倍,选项B错误;a、b的角速度相等,则ac的线速度相等,a的角速度是c的一半,所以b的角速度是c的一半,选项C错误;d点线速度等于a点的线速度的3倍,d、c的角速度相等,a的角速度是c的一半,则a的角速度是d的一半,根据a=ωv可知,a点与d点的向心加速度大小之比为1:
6,选项D正确;故选D.
点睛:
此题关键是知道同轴转动角速度相同;同缘转动线速度相同;记住公式a=ωv=ω2r=v2/r。
4.如图所示,有两条位于同一竖直平面内的水平轨道,轨道上有两个物体A和B,它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接,物体A以vA=20m/s匀速向右运动,在绳子与轨道成α=30°角时,物体B的速度大小vB为()
A.
m/sB.
m/sC.40m/sD.10m/s
【答案】B
【解析】将B点的速度分解如图所示,则有:
v2=vA,v2=vBcos30°。
解得:
故选B。
点睛:
本题考查了运动的合成分解,知道小滑块沿着绳子的速度与A的速度大小相等,方向相.以及知道分运动与合运动具有等时性.
5.关于地球同步卫星,下列说法中正确的是()
A.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间
B.它一定在赤道上空运行
C.周期为24小时的卫星一定是同步卫星
D.各国发射这种卫星所受万有引力一样大
【答案】B
【解析】同步卫星的速度小于第一宇宙速度,选项A错误;同步卫星一定在赤道上空运行,选项B正确;周期为24小时的卫星不一定是同步卫星,必须是在赤道上空的卫星,选项C错误;各国发射这种卫星因为质量不同,则所受万有引力不一定一样大,选项D错误;故选B.
点睛:
此题关键知道同步卫星具有:
固定的周期和高度、固定的速度、固定的轨道平面.
6.有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是()
A.如图a汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B.如图b所示是一圆锥摆,若保持圆锥的高不变的同时增大θ,则圆锥摆的角速度变大
C.如图c两小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置做匀速度圆周运动,则小球在B位置时角速度大
D.火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对火车轮缘会有挤压作用
【答案】C
【解析】汽车在最高点mg-FN=
知FN<mg,故处于失重状态,故A错误;如图b所示是一圆锥摆,重力和拉力的合力F=mgtanθ=mω2r;r=Lsinθ,知
,故增大θ,但保持圆锥的高不变,角速度不变,故B错误;C图根据受力分析知两球受力情况相同,即向心力相同,由F=mω2r知在B位置半径r小,则角速度大,故C正确;火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对内轮缘会有挤压作用,故D错误。
故选C。
点睛:
此题考查圆周运动常见的模型,每一种模型都要注意受力分析找到向心力,从而根据公式判定运动情况,如果能记住相应的规律,做选择题可以直接应用,从而大大的提高做题的速度,所以要求同学们要加强相关知识的记忆.
7.已知地球的半径为R,宇宙飞船正在离地高度为2R的轨道上绕地球做匀速圆周运动,飞船内有一弹簧秤下悬挂一个质量为m的物体,物体相对宇宙飞船静止,已知地球表面重力加速度为g。
则()
A.物体受力平衡B.物体受到重力为
C.物体受到重力
D.弹簧秤的示数为0
【答案】CD
【解析】在宇宙飞船正在离地面高h=2R的轨道上做匀速圆周运动,受力不平衡,万有引力充当向心力,故物体处于完全失重状态,弹簧示数为0,选项A错误,D正确。
在地面处
;在离地高度为2R的轨道上:
,选项C正确,B错误;故选CD.
点睛:
此题关键要知道飞船绕地球做匀速圆周运动时,处于完全失重状态,一切弹力为零.
8.在离地20m高度的同一位置上,分别以v1=10m/s和v2=20m/s的水平速度同时向左右抛出A、B两个小球,不计一切阻力,g=10m/s2。
下列说法正确的是()
A.B球在空中的运动时间长
B.A球从抛出到落地的位移是
m
C.从抛出经
A、B两球速度方向相互垂直
D.从抛出到落地两球速度变化相同
【答案】BCD
...............
点睛:
本题主要考查了平抛运动的基本规律,知道平抛运动水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动,结合运动公式求解.
9.宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星后进行科学观测:
该行星自转周期为T;宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球(引力视为恒力),落地时间为t。
已知该行星半径为R,万有引力常量为G,则下列说法正确的是()
A.该行星的平均密度为
B.宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期小于
C.如果该行星存在一颗同步卫星,其距行星表面高度为
D.质量为m的宇航员在该星球表面赤道处的重力是
【答案】AD
【解析】宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球,根据自由落体运动位移公式,有:
h=
gt2,解得:
;由G
=mg=m
,有:
,所以星球的密度
,故A正确;根据万有引力提供圆周运动向心力有:
,可得卫星的周期T=2π
,可知轨道半径越小周期越小,卫星的最小半径为R,则周期最小值为
,故B错误;同步卫星的周期与星球自转周期相同故有:
,代入数据解得:
h=
-R,故C错误;质量为m的宇航员在该星球表面赤道处的重力是
=
,选项D正确;故选AD.
点睛:
本题关键是通过自由落体运动求出星球表面的重力加速度,再根据万有引力提供圆周运动向心力和万有引力等于重力求解.
10.竖直平面内固定的光滑圆轨道外侧,一小球以某一水平速度v0从最高点A出发沿圆轨道运动,至B点时脱离轨道,最终落在水平面上的C点,不计空气阻力,重力加速度为g,圆轨道半径为R,下列说法正确的是()
A.经过A点时,小球对圆轨道压力小于其重力
B.经过B点时,小球的加速度方向指向圆心
C.水平速度
D.若v0越大,小球在A点所受支持力越大
【答案】AC
【解析】小球在A点时,根据牛顿第二定律得:
mg−N=m
,可得小球受到的支持力小于其重力,即小球对圆轨道压力小于其重力,故A正确。
小球在B点刚离开轨道,则小球对圆轨道的压力为零,只受重力作用,加速度竖直向下,故B错误。
在C点时若脱离轨道,则mg=m
,解得
;因在C点小球没有脱离轨道,则
,选项C正确;
在C点:
N=mg−m
,则若v0越大,小球在A点所受支持力越小,选项D错误;故选AC.
点睛:
此题考查竖直平面内的变速圆周运动与斜抛运动,涉及牛顿第二定律,向心力公式,向心加速度表达式.注意变速圆周运动速度方向不但变化,而且大小也发生变化.
二、实验题
11.如图甲所示,竖直放置两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块能在水中以12cm/s的速度匀速上浮。
现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管水平匀速向右运动,测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37°,则:
(sin37°=0.6;cos37°=0.8)
(1)根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为______cm/s。
(2)如图乙所示,若红蜡块从A点匀速上浮的同时,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PB.曲线RC.曲线QD.都不是
【答案】
(1).
(1)16
(2).
(2)C
【解析】
(1)根据平行四边形定则,有:
。
则有:
(2)根据运动的合成与分解,运动的轨迹偏向合外力的方向,则有:
图中的Q,故C正确,ABD错误。
点睛:
解决本题的关键知道运动的合成与分解遵循平行四边形定则,知道分运动与合运动具有等时性,并掌握三角知识的运用,注意曲线运动的条件也是解题的关键。
12.在做“研究平抛物体的运动”的实验时:
(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线_______。
(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴,竖直线是用________来确定的。
(3)某同学通过实验得到的轨迹如图所示,判断O点是否是抛出点:
________(填“是”或“否”)。
(4)该同学在轨迹上选取间距较大的几个点,测出其坐标,并在直角坐标系内绘出了y-x2图象,则此平抛物体的初速度v0=________m/s。
(取g=10m/s2)
三、计算题
【答案】
(1).
(1).水平
(2).
(2).重垂线(3).(3).是(4).(4).0.5
【解析】
(1)如果小球无初速释放在斜槽的末端,不滚动,则表明斜槽末端水平。
(2)竖直方向用重锤线确定,因为小球在竖直方向所受的重力是竖直向下的。
(3)由轨迹可知,在相等的时间内,竖直方向的起始位移之比为1:
3:
5…,表明竖直方向是自由落体运动,O点就是抛出点。
(4)根据y=
gt2,x=v0t得,平抛运动的轨迹方程为y=
x2,则斜率
,解得初速度v0=0.5m/s。
点睛:
此题考查研究平抛运动的实验;第3问要根据平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律得出竖直位移与水平位移的关系式,结合图线的斜率求出初速度的大小。
13.某战士在倾角为30°的山坡上进行投掷手榴弹训练。
他从A点以某一初速度
沿水平方向投出手榴弹后落在B点。
该型号手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要6.5s的时间,若要求手榴弹正好在落地时爆炸,战士从拉动弹弦到投出所用的时间是多少?
(空气阻力不计,g取10m/s2)
【答案】2.5s
【解析】设手榴弹的飞行时间为t1;
手榴弹的水平位移x=v0t
手榴弹的竖直位移
又
解得t1=4s
战士从拉动弹弦到投出所用的时间t2=t-t1
t2=2.5s
14.如图所示,轻杆长2m,中点装在水平轴O点,两端分别固定着小球A和B,A球的质量为1kg,B球的质量为2kg,两者一起在竖直面内绕O轴做圆周运动。
(不计一切摩擦力和空气阻力,g取10m/s2)
(1)若A球在最高点时,其恰好对杆不产生力的作用,求此时A球的速度和杆对B球作用力的大小
(2)若杆经过竖直位置时,O轴受到的合力为零,此时B球在什么位置?
B球的速度是多少?
【答案】
(1)40N
(2)
【解析】
(1)A在最高点时,对A有
得
又vB=vA
对B有
可得TOB=40N
(2)要使O轴不受力,据B的质量大于A的质量,可判断B球应在最高点
对B有:
对A有:
由轴O不受力时,
得
点睛:
解答该题的关键就是要对小球AB在不同的位置进行正确的受力分析,结合向心力公式正确的列式,向心力是沿半径方向上的所有力的合力.该题对于方向的判断是比较容易出错的一个方面,需要细心的分析.
15.如图所示,一小球质量m=1.0kg,通过长L=1.0m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H=3.1m的天花板上,现将小球往左拉开某一角度后释放,结果细绳恰好在小球运动到最低点A时断裂,小球飞出后恰好垂直撞在半圆环的B点,半圆环固定在水平地面上且与细绳在同一竖直面内,O为半圆环的圆心,OB与竖直线OC的夹角θ=30°,环的半径
.(空气阻力不计,小球可视为质点,g=10m/s2)
(1)求从绳断裂到撞到B点小球运动时间;
(2)求细绳断裂前瞬间对小球的拉力大小;
(3)求O点到A点的水平距离.
【答案】
(1)
(2)14N(3)
【解析】
(1)设小球从A点运动到B点的时间为t,
由于小球恰好垂直撞在半圆形轨道上的B点,有:
代入数值得
小球在B点时沿竖直方向的分速度大小为:
由几何关系可知,此时小球在水平方向的分速度大小(即小球在A点时的速率)为:
得v0=2m/s
解得:
F=14N
(2)小球平抛运动的水平位移大小为:
由几何关系有:
解得:
点睛:
本题考查了平抛运动和圆周运动的综合运用,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键.
16.(14分)2007年10月24日,中国首颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射升空,准确进入预定轨道。
“嫦娥一号”经过变轨和制动成功进入环月轨道。
如图所示,阴影部分表示月球,设想飞船在轨道半径为4R的圆形轨道Ⅰ上作匀速圆周运动,到达A点时经过短暂的点火变速,进入椭圆轨道Ⅱ,在到达轨道Ⅱ近月点B点时再次点火变速,进入近月圆形轨道Ⅲ,而后飞船在轨道Ⅲ上贴近月球表面绕月球作匀速圆周运动。
已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0。
不考虑其它星体对飞船的影响,求:
(1)飞船在轨道Ⅰ的周期;
(2)飞船从轨道Ⅱ上远月点A运动至近月点B所用的时间;
(3)如果在Ⅰ、Ⅲ轨道上有两只飞船,它们绕月球飞行方向相同,某时刻两飞船相距最近(两飞船在月球球心的同侧,且两飞船与月球球心在同一直线上),则再经过多长时间,他们会相距最远?
【答案】
(1)
(2)
(3)
【解析】
(1)由万有引力提供向心力有:
质量为
的物理在月球表面有
(2)设飞船在轨道II上的运动周期T2,而轨道II的半长轴为2.5R
根据开普勒第三定律得
可解得
(3)设飞船在轨道I上的的角速度为ω1、在轨道Ⅲ上的角速度为ω3,有:
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