2016-2017北京市海淀区 - 育英学校高一下学期期中试卷物理真题卷
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人大附中2016~2017学年度第二学期高一年级物理模块考核试卷2017年4月26日制卷人:李晓东 审卷人:刘永进 成绩:说明:本练习共五道大题,30道小题,共6页;考试时间120分钟.(其中前18道题为必修二模块考试.请将所有选择题中符合题意的选项涂在对应题号的答题纸上,所有试题均答在答题纸上,只交答题纸)一、本题共12小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项......是符合题意的.(每小题4分) 1.发现万有引力定律和测出引力常数的科学家分别是( ) A .牛顿、卡文迪许 B .牛顿、伽利略 C .开普勒、卡文迪许D .开普勒、伽利略【答案】A【解析】发现万有引力定律的是牛顿,首次比较精确测出引力常量的科学家是卡文迪许.故A 项正确. 故选A .2.关于力和运动的关系,以下说法中正确的是( ) A .物体受到外力作用,其速度一定增大B .物体受到不变的合外力的作用,其加速度一定不变C .物体做曲线运动,说明其受到合外力为变力D .物体做匀速圆周运动,其受到的合外力为不变的力 【答案】B【解析】当合外力与速度成钝角的时候速度减小,由牛顿第二定律可知物体受到不变的合外力的作用,其加速度一定不变,平抛运动中合外力为重力.是恒定不变的,匀速圆周运动中合外力时刻指向圆心,B 正确. 故选B .3.如图所示,半径为r 的圆筒绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动,质量为m 的小物块(可视为质点)在圆筒的内壁上相对圆筒静止,小物块受到静摩擦力大小为,f 弹力大小为N ,以下说法中正确的是( )A .0N = f mg =B .N mg = 0f =C .N mg = 2f m r ω=D .2N m r ω= f mg =【答案】D【解析】小物块在圆筒的内壁上相对圆筒静止,故做匀速圆周运动,小物块水平方向受到的圆筒内壁弹力作为匀速圆周运动的向心力,即2N m r ω=,竖直方向受到摩擦力和重力作用,受力平衡,即f mg =.故D 项正确. 故选D .4.如图所示在皮带传动中,A 、B 两轮半径不等,A B t r <皮带不打滑且不可伸长,下列说法正确的是( )A .A 、B 两轮角速度相等B .A 、B 两轮边缘线速度的大小相等C .大轮B 边缘一点的向心加速度大于小轮A 边缘一点的向心加速度D .同一轮上各点的向心加速度跟该点与中心的距离成正比 【答案】C【解析】由v r ω=因为半径不相等,角速度不相等,由向心加速度2v a r=,半径小的向心加速度大,同一轮上各点角速度相等,由2a r ω=可知,半径同一轮上各点的向心加速度跟该点与轮心的距离成正比,C 正确. 故选C .5.关于平抛运动,下列说法正确的是( ) A .平抛运动是非匀变速运动 B .平抛运动是匀变速曲线运动 C .平抛运动是匀速运动D .做平抛运动的物体落地时,其速度的方向一定是竖直向下的 【答案】B【解析】ABC .平抛运动是匀变速曲线运动,故A .C 错误,B 正确.D .平抛运动落地时的速度等于竖直分速度和水平分速度的合速度,因为水平分速度不为零,根据平行四边形定则知,落地速度不可能竖直向下,故D 错误. 故选B .6.下列说法正确的是( )A .地球同步卫星只能定点在赤道上空,相对地面静止不动B .地球同步卫星的角速度虽被确定,但高度和速度可以取不同的值C .地球同步卫星和地球自转同步,因此同步卫星的速度是一定的,但高度可以不同D .只要能发射到在赤道上空运行的人造地球卫星,都可以叫地球同步卫星 【答案】A【解析】A .它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的,ACD 错误. 故选A7.一水平抛出的小球落到倾角为θ的斜而上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图中虚线所示.小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( )A .1tan θ B .12tan θC .tan θD .2tan θ【答案】B【解析】小球最后的速度方向与斜面垂直,即速度方向与竖直方向夹角为θ,即0tan v gtθ=,竖直下落距离与水平距离之比为200122gtgt v t v =,联立可得该比值为12tan θ,故B 正确. 8.甲、乙两物体质量之比为2:3,它们距离地面高度之比为5:3,让它们由静止自由下落,甲,乙两物体落地时的动能之比为( ) A .10:9 B .3:5C .5:3D .9:10【答案】A【解析】依据动能定理212mgh mv =代入数据可解得: =10:9k k E E =甲乙故A 正确,BCD 错误. 故选A .9.下面各个实例过程,物体与地球组成系统的机械能守恒的是( ) A .物体沿斜面匀速下滑B .物体从高处以0.9g 的加速度竖直下落C .物体由静止沿光滑曲面滑下D .拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升 【答案】C【解析】A .物体的动能不变,重力势能减小,所以物体的机械能减小,A 错误. B .物体的加速度不是g ,那么一定受外力作用,外力的负功,物体机械能减小B 错误. C .物体受到的支持力不做功,机械能守恒,C 正确. D .拉力做正功,机械能增大,D 错误. 故选C .10.河宽420m ,船在静水中速度为3m/s ,水流速度是4m/s ,则船过河的最短时间为( ) A .140s B .105s C .84s D .647s【答案】A【解析】当静水速与河岸垂直,渡河时间最短,则420s 1403d t g vv ===,所以A 选项是正确的,BCD 错误.故选A .11.物体从某一高度处自由下落,落到直立于地面的轻弹簧上,在A 点物体开始与弹簧接触,到B 点物体的速度为零,然后被弹回,下列说法中正确的是( ) A .物体从A 下落到B 的过程中,弹性势能不断减小 B .物体从A 下落到B 的过程中,重力势能不断减小 C .物体从A 下落到B 的过程中,动能先变小后变大 D .物体在B 点的速度为零,处于平衡状态 【答案】B【解析】A .物体从A 下落到B 的过程中,弹簧的形变量增大,弹性势能不断增大,所以A 错误. B .物体从A 下落到B 的过程中,高度降低,重力势能不断减小,所以B 选项是正确的.C .物体从A 上落到B 以及从B 上升到A 的过程中,当弹簧的弹力和重力平衡时,速度最大,动能最大,所以动能都是先变在后变小,故C 错误.D .物体在B 点时,速度为零,但速度为零,合力不为零,不是处于平衡状态,故D 错误.故选B .12.如图所示,在推力作用下,斜面与物块m 保持相对静止一起水平向右匀速移动,则在它们运动过程中,下列说法正确的是( )A .合力对物块m 做正功B .弹力对物块m 不做功C .摩擦力对物块m 不做功D .摩擦力对物块m 做负功【答案】D【解析】对物块受力分析如图:A .物块m 水平向右匀速移动,处于平衡状态,故合力为零, 则cos 0W F L α==合即合力不做功,A 错误.B .如图弹力与位移之间的夹角为锐角,故弹力做正功,B 错误.C .摩擦力与位移之间夹角为钝角,故摩擦力做负功,故C 错误D 正确. 故选D .二、填空题(每空2分,共18分)13.质量为0.5kg 的物体从高处自由落下,(重力加速度取210m/s g =) (1)在下落的头2s 内重力对物体做的功是__________. (2)在下落的头2s 内重力做功的平均功率是__________. (3)2s 重力对物体做功的瞬时功率是__________. 【答案】100J 50W 100W . 【解析】2s 内的位移,221110220m 22h gt ==⨯⨯=;重力所做的功为:520100J W mgh ==⨯=; 2s 内重力做功的平均功率为:10050W 2W P t ===;2s 末的速度为:10220m/s V gt ==⨯=;重力做功的瞬时功率为:10.51020100W P mgv ==⨯⨯=.14.如图所示,为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背影方格的边长均为5cm ,如果g 取210m/s ,那么:(1)闪光频率是__________HZ .(2)小球平抛的初速度大小是__________m/s . (3)小球经过B 点时的速度大小是__________m/s .【答案】(1)10Hz .(2)1.5m/s .(3)2.5m/s . 【解析】(1)在竖直方向上,根据22y L gT ∆==得,220.05s 0.1s 10L T g ⨯===, 则闪光的频率:11Hz 10Hz 0.1f T ===. (2)平抛运动的初速度:030.15m/s 1.5m/s 0.1L V T ===.(3)B 点的竖直分速度80.058m/s 2m/s 20.2y L V B T ⨯===.根据平行四边形定则知,B 点的速度220 2.254m/s 2.5m/s B V V VB =+=+=.15.(1)某同学在做《验证机械能守恒定律》的实验时,部分步骤如下: A .把电火花打点计时器固定在铁架台上,并用导线将打点计时器接在直流电源 B .将连有重物的纸带穿过限位孔,用手提着纸带的上端 C .放开纸带,再接通电源D .更换纸带,重复几次.然后选用点迹清晰的纸带;上述步骤中错误的是__________(填步骤前的字母)(2)某同学在上述验证机械能守恒定律的实验中得到一条较为理想的纸带,若O 点为重物下落的起始点,重物的质量为m ,电源的频率为f ,则重物从O 到C 过程减小的重力势能为__________;增加的动能为__________(当地重力加速度为g ,用给出的字母表示).【答案】(1)C .(2)2212()32mfx x +.(3)01()mg x x +. 【解析】(1)应该先接通电源后释放纸带,故C 错误.(2)根据匀变速直线运动中时间点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C 点时小车的瞬时速度大小,1212()44C x x x x fV f++==动能的增加量为 222121()232k mf E mvc x x ∆==+;其中O 点为打点计时器打下的第一个点,当打点计时器打到C 点时重锤的重力势能比开始下落时减少01()P E mgh mg x x ==+. 三、解答题(本题共3小题,共34分)解题要求:写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位. 16.(12分)现有总质量为210m t =一架大型喷气式飞机,从静止开始直线滑跑,当位移达到26.010m l =⨯时,速度达到起飞过程的最大速度60m/s v =开始起飞,在起飞过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍(210m/s g =).求: (1)飞机起飞时的动能. (2)飞机起飞时牵引力的功率.(3)若飞机在整个起飞过程中保持功率不变,当速度为30m/s 时的加速度. 【答案】(1)53.7810J ⨯.(2)62.5210W ⨯.(3)20.2m/s .【解析】(1)根据题意可知道飞机起飞时的速度为60m/s v =,所以飞机起飞时的动能.28112100003600 3.7810J 22k E mv ==⨯⨯=⨯. (2)根据题意得0.02f mg =,当牵引力等于阻力时,飞机速度最大,则 660.02 2.101060 2.5210P Fvm fvm W ===⨯⨯⨯=⨯.(3)当飞机速度为30m/s v =时,牵引力642.52108.410N 30P F V ⨯===⨯根据牛顿第二定律得:F f ma -=.计算得出:46258.4100.02 2.10100.2m/s 2.1010F f a m -⨯-⨯⨯===⨯. 17.(10分)质量为m 的卫星离地心r 处做匀速圆周运动.设地球的半径为R ,地面处的重力加速度为g ,引力常数为G ,求: (1)地球的质量. (2)卫星的线速度大小. 【答案】(1)20gR G .(2)02gR .【解析】(1)对地面的物体,根据重力等于万有引力,得:20Mmmg G R = ① 由①可得:地球的质量为20gR M G= ②(2)设卫星的线速度大小为V .由万有引力提供向心力,则得: 22002(2)Mm V G m R R = ③由上两式,可得:02gR V =.18.(12分)小物块A 的质量为2kg ,斜坡顶端距水平面高度为5m h =,倾角为37θ=︒;斜坡与水平面均光滑;物块从斜坡进入水平滑道时,在底端O 点处无机械能损失,重力加速度g 取210m/s .将轻弹簧的一端连接在水平滑道M 处并固定墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O 点,如图所示.物块A 从坡顶由静止滑下,求(sin 370.6︒=,cos 370.8︒=): (1)物块滑到O 点时的速度大小.(2)从物体接触弹簧到弹簧被压缩最短时的弹簧力做的功.(3)物块A 被弹回时,若在斜坡上放了一层特殊物质,此时物块与坡道间的动摩擦因数0.3μ=,则物体在坡道上升的最大高度是多少.【答案】(1)215m/s .(2)30J .(3)215m/s 1.07m . 【解析】(1)物体沿走道下滑的过程,由动能定理得. cos mgh mg μθ+?2010sin 2h mV θ=- 可得,物块滑到O 点时的速度大小0=215m/s V . (2)物体压缩弹簧的过程,由系统的机械能守恒,得:弹簧最大的弹性势能20130J 2P E mV ==.(3)物块A 被弹回到O 点时速度大小仍为0215m/s V =. 设沿坡道上升的最大高度为H .物体沿坡道上滑的过程,运用的动能定理得,cos mgH mg μθ--?2010sin 2H mV θ=- 解得: 1.07m H =.必须二模块考试到此结束,以下为期中考试部分四、本题共9小题:每小题3分,共计27分.每小题的选项中有一个或多个是符合题意的,全部选对的得3分,选不全的得2分,有错选或不答的得零分.19.河宽420m ,船在静水中速度为3m/s ,水流速度是4m/s ,则船过河的最短轨迹为( ) A .420m B .560m C .650m D .630m【答案】B【解析】当合速度垂直船在静水中速度时,船的位移最短,则有:C B V d s V =,即为4420560m 3s =⨯=;B 正确. 故选B .20.水流以10.0m/s 的速度由横截面积为24.0cm 的喷口处垂直冲击墙壁,冲击后水流无初速度地沿墙壁上,则墙受水流的冲击力为( )(水的密度330 1.010kg/m ρ=⨯)A .20NB .40NC .60ND .80N【答案】B【解析】应用动量定理.240N vtsvF sv t tρρρ∆====.B 正确. 故选B .21.如图所示,a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上做匀速圆周运动的三颗卫星,下列说法正确的是( )A .b 、c 的线速度大小相等,且大于a 的线速度B .b 、c 的向心加速度大小相等,且小于a 的向心加速度C .c 加速可追上同一轨道上的b ,b 减速可等候同一轨道上的cD .a 卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将增大 【答案】BD【解析】A 项,根据过程分析的计算结果,k 越大则v 越小,则b 、c 的线速度相等,且小于a 的线速度,故A 项错误. B 项,2GMm ma R =,化简得2GMa R=,R 越大则a 越小则b 、c 的加速度相等,且小于a 的加速度,故B 项正确.C 项,根据过程分析的计算结果,在同一轨道上运行的两颗行星,速度是相等的,后者永远不可能追上前者.故C 项错误.D 项,根据过程分析的计算结果,R 减小则v 将增大,故D 项正确. 故选BD .22.如图所示,长0.5m 的轻质细杆,一端固定有一个质量为3kg 的小球,另一端由电动机带动,使杆绕O 点在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为2m/s ,取210m/s g =.下列说法正确的是( )A .小球通过最高点时,对杆的拉力大小是24NB .小球通过最高点时,对杆的压力大小是6NC .小球通过最低点时,对杆的拉力大小是24ND .小球通过最低点时,对杆的拉力大小是54N 【答案】BD【解析】A .设在最高点杆子表现为拉力,则有2mv F mg R+=,代入数据得,6N F =-,则杆子表现为推力,大小为6N ,所以小球对杆子表现为压力,大小为6N ,故A 错误,B 正确.C .在最点,杆子表现为拉力,有2v F mg m R-=,代入数据得,54N F =.故C 错误,D 正确,故选BD .故选BD .23.如图所示,甲是地球赤道上的一个物体、乙是“神舟”六号宇宙飞船(周期约90分钟)、丙是地球的同步卫星,它们运行的轨道示意图如图,它们都绕地心作匀速圆周运动.下列有关说法中正确的是( )A .它们运动的向心加速度大小关系是a a a >>乙甲丙B .它们运动的线速度大小关系是v v v <<乙甲丙C .已知甲运动的周期24h T =甲,可计算出地球的密度23πGT ρ=甲D .已知乙运动的周期T 乙及轨道半径r 乙,可计算出地球质量2324πr M GT =乙乙【答案】A【解析】AB .根据22224πMm v G m r ma m r r T ===,得22πr GM GM T r a v GM r r =⋅=⋅=.据题知,同步卫星-丙的周期为24h ,大于乙的周期,则丙的轨道半径大于乙的轨道半径.根据线速度,加速度与轨道半径的关系,知a a >口口,v v >乙丙.又因为甲与丙的角速度相等,根据v r ω=知,v v >甲丙,根据2a r ω=知,a a >甲丙,所以有:a a a >>乙甲丙,v v v >>口口口.所以A 选项是正确的,B 错误.故选A .24.起重机将质量为m 的重物从地面由静止开始沿竖直方向加速提起,起重机钢索对重物的拉力恒为重物所受重力的倍,经历时间t 重物上升的高度为H ,此时起重机的输出功率恰好达到额定输出功率P ,以下说法中正确的是( )A .在这一过程中,钢索对重物做的功为2mgHB .重物在高度为H 的位置具有的速度大小为/P mgC .重物在高度为H 的位置具有的动能为mgHD .在这一过程中,重物受到的合力的冲量大小为2mgt 【答案】A【解析】A .钢索做的功:2W Fx mgH ==,所以A 选项是正确的. B .重物到达H 处,功率为P ,此时的钢索拉力仍为2mg ,有:P Fv =得:2p p v F mg==,故B 错误. C .2222112224k p p E mv m mg mg ⎛⎫==⨯⨯= ⎪⎝⎭;故C 错误. D .物体的合外力为2mg mg mg -=;合力的冲量I Ft mgt ==;故D 错误. 故选A .25.将甲、乙两具质量相等的物体在距水平地面同一高度处,分别以v 和2v 的速度水平抛出,若不计空气阻力的影响,则以下说法中正确的是( )A .甲物体在空中运动过程中,任何相等时间内它的动量变化都相同B .甲物体在空中运动过程中,任何相等时间内它的动能变化都相同C .两物体落地时动量对时间的变化率相同D .两物体落地时重力的功率相同 【答案】ACD【解析】A .物体做的是平抛运动,水平方向的速度不变,只有竖直方向的速度在变化,并且竖直方向上是自由落体运动,物体的速度是均匀变化的,所以动量的变化p m v ∆=∆也均匀变化的,所以A 正确. B .由动能定理可得,k mgh E =∆,因为物体在竖直方向上是自由落体运动,物体下落的速度越来越大,所以在相同的时间内物体下降的高度也是越来越大,重力做的功越来越多,动能的变化量也是越来越大,所以B 错误.C .因为两个物体的质量相同,所以物体落地前瞬间动量对时间的变化率也就是速度对时间的变化率的大小,平抛运动的速度对时间的变化率即为物体的重力加速度的大小,所以两物体落地前瞬间动量对时间的变化率相同,所以C 正确.D .因为两个物体是在同一个高度水平抛出的,做的都是平抛运动,物体的运动的时间相等,在竖直方向上的速度的大小也相同,所以两物本落地前瞬间重力做功的功率p m gv =相同,所以D 正确. 故选ACD .26.我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000m 接力三连冠.观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则以下说法中正确的是( )A .甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量相同B .甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C .甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D .甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功 【答案】B【解析】A 项,因为冲量是矢量,甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等方向相反,故冲量大小相等方向相反,故A 项错误.B 项,设甲、乙两运动员的质量人分别为m 甲、m 乙,追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是v 甲、v 乙,根据题意整个接棒过程可以分为两部分:①完全非弹性碰撞过程→“交棒”:=()m v m v m m v ++甲甲乙乙甲乙共; ②向前推出(人船模型)→“交棒”:()=m m v m v m v ''++甲乙甲甲乙乙共; 由上面两个方程联立可以解得:m v m v ∆=∆甲甲乙乙,即甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反.故B 项正确.C .D 项,交接棒过程中经历了中间的完全非弹性碰撞过程,会有能量损失,故C .D 项错误. 故选B .27.2012年11日,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功.图(a )为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图.飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止,某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在0.4s t =时恰好钩住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度一时间图线如图(b )所示.假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1200m .已知航母始终静止,重力加速度的大小为g .以下说法中正确的是图(a )图(b )A .从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B .在0.4s 2.5s -时间内,阻拦索的张力随时间不断随时间变化C .在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD .在0.4s 2.5s -时间内, 阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变 【答案】AC【解析】A 项,在v t -图中,面积和位移的数值大小相等,故估算图中的面积即可,约为105m ,而无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的没行距离约为1000m ,所以从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索的1/10.故A 项正确.B 项,由图可知0.4s 到2.5s 过程中,飞机可以看做是匀速直线运动,加速度恒定,飞机受合力不变,合力由两个张力提供,而两个张力夹角变小,所以两个张力变小.故B 项错误.C 项,由图可知0.4s 到2.5s 加速度的大小最大,则va t∆=∆可得加速度的大小为 26510max 26m/s 2.5g 2.50.4a -=≈>-.故C 项正确.D 项,系统对飞机的功率等于阻拦索对飞机的合力的功率,因为合外力不变,由p F v =合外力可知,功率逐渐减小.故D 项错误. 故选AC .五、解答题(本题共3小题,共23分)解题要求:写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位.28.(6分)一质量为0.5kg 的小球以2m/s 的速率竖直向上碰到天花板,又以原速率反弹,小球与天花板用时间为0.1s ,求(1)小球在这0.1s 内动量的变化.(2)小球对天花板的平均作用力.(重力加速度取210m/s g =) 【答案】(1)4kg m/s -⋅.(2)35N .【解析】(1)依据动量变化规定向上为正方向.2v D p p p mv mv mv ∆=-=--=- 代入数据4kg m/s p ∆=-⋅.(2)依据动量定理(规定向上为正方向)N I p F t =∆=即()N mg F t p -+=∆ 代入解得平均作用力=35N N F .29.(5分)如图所示,一质量为m 的小物体固定在劲度系数为k 的轻弹簧右端,轻弹簧的左端固定在竖直墙上,水平向左的外力推物体压缩弹簧,使弹簧长度被压缩了b .已知弹簧被拉长(或者压缩)长度为x 的弹性势能212p E kx =.求:在下述两种情况下,撤去外力后物体能够达到的最大速度. (1)地在光滑. (2)物体与地面的动摩擦因数为μ.【答案】【解析】(1)地面光滑的情况下,弹簧达到原长时,物体速度最大 .弹簧被压缩,弹簧的弹性势能212p E kb =,弹簧弹力做功将弹性势能全部转化为物体的动能,所以物体的最大速度为12pE k v bmm ==. (2)当弹簧弹力等于滑动摩擦力时,物体速度最大,设此时弹簧形变量为s ,则ks mg μ=,此时弹簧的弹性势能为212ks ,弹簧弹性势能的减少量等于物体动能的增加量和物体克服摩擦力做的功之和,由动能定量,222111()222kb ks mg b s mv μ'---=,所以可得mg k v b k m μ⎛⎫'=- ⎪⎝⎭.30.(12分)如图甲所示,一倾角为37︒的传送带以恒定速度运行.0t =时刻,将一质量2kg m =的小物体以某一初速度放上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示,取沿传送带向上为正方向,g 取210m/s ,sin 370.6︒=,cos 370.8︒=.求:(1)0~10s 内物体对传送带做的功. (2)0~10s 内传送带对物体做的功.(3)0~10s 内物体与传送带摩擦产生的热量Q .【答案】(1)540J -.(2)684J -.(3)405J .【解析】(1)依据牛二定律sin cos mg mg ma θμθ-+=.由题可知291.5m/s 6v a t ∆===∆. 即摩擦力的大小为1cos 15N f mg μθ==.即物块对传送带做的功: 0~10s 内111566540(J)Wf f vt =-⋅=⨯⨯=-.(2)当6s 8s t <<时,则2sin 12(N)f mg θ== 即2221262144(J)Wf f vt =-⋅=⨯⨯=- 故12540144684(J)Wf Wf Wf =+=+=-.(3)010s -内只有前6s 发生相对滑动.在06s -内传送带运动的距离为362m 9m 2s +=⨯=物则物体与传送带的相对位移大小为 27m s s s ∆=-=物事.产生的热量为cos 405J Q mg s μθ=⋅∆=.。
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2016—2017学年6月一下学期月考物理试题择题(每小题只有一个答案正确,每小题4分,共48分)1.下列物理量属于标量的是()A.动量B.动能C.冲量D.力2.如图所示,质量为m的木箱在光滑的水平地面上,在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由静止开始运动,经过时间t速度变为v,则在这段时间内拉力F与重力的冲量大小分别为()A.Ft,0B.cosFtθ,0C.mv,mgt D.Ft,mgt【解析】冲量的大小只与作用力的大小和作用时间有关,与力的角度,物体的运动状态无关。
拉力F对物体的冲量为Ft,重力对物体的冲量为mgt,故ABC错误,D正确.故选D.3.如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B间做简谐振动,下列说法正确的是()A.振子在A、B处的加速度和速度均为零B.振子通过O点后,加速度方向改变C.振子通过O点后,速度方向改变D.振子从O→B或从O→A的运动都是匀减速运动【解析】A.振子在A、B处的加速度最大,方向相反,而速度都为零,故A错误;BC.当振子经过平衡位置时,速度的方向不变,而位移方向改变,所以加速度的方向改变,故B 正确,C错误;D.当振动从平衡位置向两端点运动时,弹簧的弹力逐渐增大,根据牛顿第二定律知,加速度逐渐增大,加速度的方向与速度的方向相反,振子做减速运动,则振子速度减小,故D错误.故选B.4.如图所示,为某物体做简谐振动的图像,下列说法正确的是()A.振动图象上的A、B两点振动物体的速度相同B.在1st=和3st=时,质点的加速度等大反向C.振动图象上A、B两点的的回复力等大反向D.质点在2st=和3st=时的动能相等【解析】A.简谐运动的x t-图中,斜率表示速度,的A、B两点振动物体的速度大小相等,方向相反,故A错误;B.在1st=和3st=时,位移等大、反向,根据kxam=-,所以加速度等大、反向,故B正确;C.振动图象上A、B两点位移相等,所以回复力相等,故C错误;D.质点在2st=在平衡位置,动能最大,3st=时在最大位移处,速度最小,动能最小,故D错误.故选B。
海淀区高三年级第一学期期中练习物理2016.11说明:本试卷共8页,共100分。
考试时长90分钟。
考生务必将答案写在答题纸上,在试卷上作答无效。
考试结束后,将本试卷和答题纸一并交回。
题号一二三总分13 14 15 16 17 18 分数一、本题共10小题,每小题3分,共30分。
在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项是正确的,有的小题有多个选项是正确的。
全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。
把你认为正确答案填涂在答题纸上。
1.如图1所示,用三段不可伸长的轻质细绳OA 、OB 、OC 共同悬挂一重物使其静止,其中OA 与竖直方向的夹角为30°,OB 沿水平方向,A端、B 端固定。
若分别用F A 、F B 、F C 表示OA 、OB 、OC 三根绳上的拉力大小,则下列判断中正确的是A .F A >FB >FC B .F A <F B <F C C .F A >F C >F BD .F C >F A >F B2.在2016年的夏季奥运会上,我国跳水运动员获得多枚奖牌,为祖国赢得荣誉。
高台跳水比赛时,运动员起跳后在空中做出各种动作,最后沿竖直方向进入水中。
若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图2中虚线所示,a 、b 、c 、d 为运动轨迹上的四个点。
关于运动员头部经过这四个点时的速度方向,下列说法中正确的是A .经过a 、b 、c 、d 四个点的速度方向均可能竖直向下B .只有经过a 、c 两个点的速度方向可能竖直向下C .只有经过b 、d 两个点的速度方向可能竖直向下D .只有经过c 点的速度方向可能竖直向下3.如图3甲所示,光滑平直轨道MO 和ON 底端平滑对接,将它们固定在同一竖直平面内,两轨道与水平地面间的夹角分别为α和β,且α>β,它们的上端M 和N 位于同一水平面内。
现将可视为质点的一小滑块从M 端由静止释放,若小滑块经过两轨道的底端连接处的时间可忽略不计且无机械能损失,小滑块沿轨道可运动到N 端。
北京高一高中物理期中考试班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________一、选择题1.下列各组物理量中,全部是矢量的有( )A.重力、速度、路程、时间B.弹力、速度、摩擦力、位移、路程C.速度、质量、加速度、路程D.位移、力、加速度、速度2.用弹簧秤竖直悬挂一个静止的小球,下面说法正确的是( )A.小球对弹簧秤的拉力就是小球的重力B.小球对弹簧秤的拉力大小等于小球的重力大小C.小球重力的施力物体是弹簧秤D.小球重力的施力物体是地球3.下列“画阴影”的物体受力分析正确的是( )A.接触面光滑B.光滑斜面C.物体冲上粗糙斜面D.一起向右匀速4.在下图所示的三种情况中,砝码的质量均为M,不计一切摩擦和弹簧秤的重力,则三个弹簧秤的示数、、的关系是( )A.B.C.D.5.在下面所说的物体运动情况中,不可能出现的是( )A.物体在某时刻运动速度很大,而加速度为零B.物体在某时刻运动速度很小,而加速度很大C.运动的物体在某时刻速度为零,而其加速度不为零D.作变速直线运动的物体,加速度方向与运动方向相同,当物体加速度减小时,它的速度也减小6.如图所示,一运送救灾物资的直升飞机沿水平方向匀速飞行.已知物资的总质量为m,吊运物资的悬索与竖直方向成θ角.设物资所受的空气阻力为f,悬索对物资的拉力为F,重力加速度为g,则()A.f=mg sin θB.f=mg tanθC.F=mg cosθD.F=7.如图所示,三个相同的木块放在同一个水平面上,木块和水平面间的动摩擦因数相同。
分别给它们施加一个大小为F 的作用力,其中给第一、三两木块的推力或拉力与水平方向的夹角相同,这时三个木块都保持静止。
比较它们和水平面间的弹力大小F N1、F N2、F N3和摩擦力大小F f1、F f2、F f3,下列说法中正确的是A .F N1>F N2>F N3,F f1>F f2>F f3B .F N1=F N2=F N3,F f1=F f2=F f3C .F N1>F N2>F N3,F f1=F f3<F f2D .F N1>F N2>F N3,F f1=F f2=F f38.如图所示,在水平粗糙横杆上,有一质量为m 的小圆环A ,悬吊一个质量为M 的球B ,今用一水平力F 缓慢地拉起B ,A 仍保持静止不动,设圆环A 受到的支持力为N ,静摩擦力为f ,此过程中( )A .N 增大,f 减小B .N 减小,f 减小C .N 不变,f 增大D .N 减小,f 增大9.甲、乙两物体先后从同一地点出发,沿一条直线运动,它们的v-t 图象如图所示,由图可知( )A .甲比乙运动得快,且早出发,所以乙追不上甲B .t =20s 时,乙追上了甲C .t =10s 时,甲与乙间的间距最大D .在t =20s 之前,甲比乙运动得快,t =20s 之后乙比甲运动得快10.如图所示,重为100N 的物体在水平面上向右运动,物体与水平面的动摩擦系数为0.2,与此同时物体受到一个水平向右的力F =10N ,那么物体受到的合力为( )A .30N ,水平向左B .30N ,水平向右C .10N ,水平向右D .10N ,水平向左11.一质点的x -t 图象如图所示,能正确表示该质点的v -t 的图象的是( )12.如图,在粗糙水平面上有质量为m 的物体,被一劲度系数为k 的轻弹簧连在左侧墙上,物体在O 点静止时,弹簧恰为自然长度;物体只有在A 、B 之间才能处于静止状态,则下列说法中正确的是( )A .物体在AO 之间运动时,受到的摩擦力方向一定向右B .物体静止在AB 之间时,离O 越近,受到的摩擦力越大C .物体静止在AB 之间时,离O 越近,受到的摩擦力越小D .用水平拉力将物体从A 位置快速拉到B 位置,在此过程中,物体受到地面的摩擦力保持不变二、填空题1.如图,木块A 叠放在木板B 上,A 左端用轻绳与墙连接。
2016—2017学年度第二学期 北京育才学校高一物理学科期中考试试卷(满分100分,考试试卷90分钟)一、单项选择题:本题共12小题.在每小题列出的四个选项中,只有一个选项是正确的.每小题3分,共36分.1.下列物理量中,属于矢量的是( ) A .电场强度 B .电势差C .电势能D .功2.描述电场能的性质的物理量—电势,其单位是( )A .库伦B .伏特C .焦耳D .牛顿/库伦3.当在电场中某点放入电荷量为q 的正试探电荷时其所受电场力为F ,并由此得出该点场强为E ;若在同一点放入电荷量为2q q '=的负试探电荷时,则下列描述正确的是( ) A .该点场强大小为2E ,方向与E 相同B .该点场强大小仍为E ,但方向与E 相反C .试探电荷q '在该点所受电场力大小为2F ,方向与E 相反D .试探电荷q '在该点所受电场力大小仍为F ,方向与E 相反4.两个完全相同的金属小球(可视为点电荷),带异种电荷,电荷量之比为1:7,相距为r ,两者相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力变为原来的( ) A .47B .37C .97D .1675.如图所示,正电荷Q 产生的静电场中有A 、B 两点,现将电荷量为q 的正点电荷从B 移到A 的过程中,下列描述正确的是( )A .电场力做正功,电势能增加B .电场力做负功,电势能增加C .电场力做正功,电势能减小D .电场力做负功,电势能减小6.一根不可伸长的轻质细绳,一端固定于O 点,另一端拴一小球.如图所示,将细绳拉至水平状态,由静止释放小球.若不考虑空气阻力的作用,小球从Q 点运动到P 点的过程中,作用在物体上的各个力做功的正确描述是( )A .重力不做功,拉力做正功,合外力做负功B .重力做正功,拉力做负功,合外力不做功C .重力做负功,拉力做正功,合外力不做功D .重力做正功,拉力不做功,合外力做正功7.质量为2kg 的物体做自由落体运动,若g 取210m/s ,则以下关于功率计算正确的是( ) A .物体下落3s 内重力的平均功率为100W B .物体下落3s 内重力的平均功率为300W C .物体下落3s 内重力的瞬间功率为100WD .物体下落3s 内重力的瞬间功率为300W8.如图所示为弹簧弹力F 与伸长量x 的关系图象,那么弹簧由伸长量0.2m 增大到伸长量0.6m 的过程中,弹簧弹力做的功和弹性势能的变化量为( )A .2J ,2J -B .16J -,16JC .32J -,32JD .36J ,36J -9.如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面.设小球在斜面最低点A 的速度为v ,压缩弹簧至C 点时弹簧最短,C 点距地面高度为h ,则从A 到C 的过程中弹簧弹力做功是( )A .212mgh mv -B .212mv mgh -C .mgh -D .212mgh mv ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭10.下列物体在运动过程中机械能守恒的是( )A .降落伞匀速下降B .起重机吊起重物的过程中C .物体沿粗糙斜面下滑D .物体做平抛运动的过程中11.质量为2000kg 的汽车以恒定的功率60kW 在平直公路上行驶,若汽车行驶时所受的阻力恒为2000N .那么当车速为10m /s 时,汽车的加速度的大小为( ) A .20.5m /sB .21m /sC .22m /sD .23m /s12.如图所示,一根弹簧下端固定,竖直立在水平面上,其正上方A 位置有一个小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C 位置小球所受弹力大小等于重力.在D 位置小球速度减小到零,在小球从B 位置下降到D 位置的过程中,以下说法正确的是( )A .小球的动能始终在减小B .小球的重力势能先减小后增大C .小球的机械能守恒D .弹簧的弹性势能始终在增大二、不定项选择题:本题共3小题,每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的.每小题3分,共9分,每小题全选对得3分,选对但不全的得2分,有错误选项的不得分.13.电场线分布如图所示,电场中a 、b 两点的电场强度大小分别为a E 和b E ,电势分别为a ϕ和b ϕ,则( )A .a b E E >B .a b E E <C .a b ϕϕ>D .a b ϕϕ<14.真空中距点电荷Q 为r 的A 点处,放一个电荷()q a Q <<,q 受到的静电斥力大小为F ,则A 点的电场强度的大小为( ) A .2QE kr = B .2q E kr =C .F E Q=D .FE q=15.如图所示,实线为一组电场线.一带电粒子只在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A 点运动到B 点.下列描述中正确的是( )A .该带电粒子必定带正电荷B .该带电粒子的加速度的大小逐渐增大C .该带电粒子的动能增加,电势能减少D .该带电粒子的动能减少,电势能增加三、填空题(每小题4分,共12分).16.如图所示,质量为2kg m =的物体在水平地面上,受到与水平方向夹角为37θ=︒、大小20N F =的拉力作用,沿水平地面向右移动2m l =.已知:物体与地面间的动摩擦因数0.5μ=,sin 370.6︒=,cos370.8︒=,g 取210m /s .在上述此过程中拉力F 所做的功为__________;地面摩擦力所做的功为__________.17.物理课上同学们利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验.(1)在实验器材中除了打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线以外,在下面的器材中,必须使用的还有__________.(选填器材前的字母)A .重锤B .天平C .刻度尺D .秒表(2)如下图所示是实验中得到的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A 、B 、C ,测得它们到起始点O 的距离分别为A h 、B h 、C h .重锤质量用m 表示,已知当地重力加速度为g ,打点计时器打点的周期为T .从打下O 点到打下B 点的过程中,重锤重力势能的减少量p E =△__________,动能的增加量k E =△__________.(3)由于本实验的实验方案中存在无法避免的系统误差,导致最终的验证结果呈现出重力势能的减少量总是会略大于动能的增加量的现象.请你说明本实验造成这种系统误差的主要原因?______________________________________________________________________. 18.电容器作为我们生活中常用的电子元件,在高中物理课本中我们学习了相关知识.(1)请你根据电容的定义式作出相关计算:已知平行板电容器极板上所带电荷量46010-⨯.C ,两板间的电压为30V .,该电容器的电容为__________.(2)关于电容器电容的决定因素,我们是通过如图所示的演示实验进行了研究.下列现象正确的是__________.(选填每种表述前的字母)A .增大两极板之间的距离,静电计指针张角变小B .将A 板稍微上移,静电计指针张角将变大C .将A 板稍微下移,静电计指针张角将变大D .若将玻璃板插入两板之间,则静电计指针张角变小 四、计算题:要求写清必要的文字说明和原始公式(共43分).19.(8分)在某电场中有A 、B 两点,电荷量为91.010C -⨯的点电荷在A 点受到的电场力是52.010N -⨯;若把此电荷从A 点移动到B 点电场力做了42.014J -⨯的功,求: (1)A 点的电场强度的大小.(2)A 、B 两点间的电势差.20.(7分)如图所示,内壁光滑、半径为R 的半圆形碗固定在水平面上,将一个质量为m 的小球(可视为质点)放在碗底的中心位置C 处.现给小球一个水平初速度0v .0(v ,使小球在碗中一定范围内来回运动.已知重力加速度为g .(1)若以AB 为零势能参考平面,写出小球在最低位置C 处的机械能E 的表达式.(2)求小球能达到的最大高度h ;说明小球在碗中的运动范围.21.(7分)AB 是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,在下端B 与水平长直轨道相切,如图所示.一小木块(可视为质点)自A 点起由静止开始沿轨道下滑.已知圆轨道半径为R ,小木块的质量为m ,与水平轨道的动摩擦因数为μ,重力加速度为g .求:(1)木块运动到B 点时的速度大小v . (2)木块在水平轨道上滑行的最大距离s .22.(9分)如图所示,右端连有一个光滑弧形槽的水平桌面AB 长 1.0m L =,一个质量为0.5kg m =的木块在 3.0N F =的水平拉力作用下,从桌面上的A 端由静止开始向右运动,木块到达B 端时撤去拉力F 木块沿弧形槽上升的最大高度0.2m h =,取210m /s g =.求:(1)木块在从桌面上的A 端到B 端的过程中克服阻力所做的功. (2)若木块沿弧形槽滑回B 端后,在水平桌面上滑动的最大距离.23.(12分)示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形.示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成,其简化图如图甲所示.电子枪释放电子并使电子加速后从小孔A 射出,偏转系统使电子束发生偏转,电子束打在荧光屏形成光迹.这三部分均封装于真空玻璃壳中.已知电子的电荷量为e ,质量为m ,电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计,不考虑相对论效应.(1)闭合开关S ,电子枪中的灯丝K 发热后逸出电子,电子逸出的初速度可忽略不计.经过阴极K 和阳极A 之间电压为0U 的电场加速后,电子从阳极板A 上的小孔中射出,求电子射出时的速度0v 是多大. (2)电子被0U 的电场加速后进入偏转系统,若只考虑电子沿Y (竖直)方向的偏转情况,偏转系统可以简化为如图乙所示的偏转电场.偏转电极的极板长为1L ,两板间距离为d ,极板右端与荧光屏的距离为2L ,当在偏转电极上加电压1U 时(所以电子均能从极板中射出),求电子打在荧光屏上偏离中心位置的距离1Y .(3)根据以上计算结果,试分析如果要使电子打在荧光屏上偏离中心位置的距离1Y 减小,应如何调整加速电压0U 和偏转电压1U .。
2016-2017学年度第二学期期中练习高一物理出题人:魏青 审核人:朱晓安考生须知1.本卷共6页,包括三个大题,23小题,满分为100分.练习时间90分钟.2.答题前,考生应认真在密封线外填写班级、姓名和学号. 3.选择题答案填涂在机读卡上;非选择题答在答题纸上. 4.无特殊要求g 取210m/s .一、不定项选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一项是正确的,有的有多个选项正确,全选对的得3分,选对但不全的得2分,多错或错选的得0分,要求将答案涂在答题卡上)1.做匀速圆周运动的物体,在运动过程中保持不变的物理量是( ) A .加速度 B .线速度C .角速度D.合外力【答案】C【解析】A .匀速圆周运动过程中,向心加速度大小不变,方向始终指向圆心,故加速度时刻改变.故A 错误.B .匀速圆周运动过程中,线速度大小不变,方向改变,故红速度时刻改变,故B 错误.C .匀速圆周运动过程中,角速度不变,故C 正确.D .匀速圆周运动过程中,向心力大小不变,方向始终指向圆心,故合外力时刻改变,故D 错误. 故选C .2.如图所示,竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块能在水中匀速上浮.在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管以速度v 水平向右匀速运动.红蜡块由管口上升到顶端,所需时间为t ,相对地面通过的路为L .则( )A .v 增大时,t 增大B .v 增大时,t 不变C .v 增大时,L 增大D .v 增大时,L 减小【答案】D【解析】蜡块在水平方向和竖直方向上都做匀速直线运动,在竖直方向上,dt v,管长不变,竖直方向上的分速度增大,知蜡块由航空器到顶端的时间减小,水平方向上的位移减小,根所运动的合成,知蜡块相对于地面的路程L 减小. 故选D .3.如图所示,歼—15沿曲线MN 向上爬升,速度逐渐增大,图中画出表歼—15在P 点受到合力的四种方向,其中可能的是( )A.①B.②C.③D.④【答案】B【解析】歼—15从M点运动到N,曲线运动,必有力提供向心力,向心力是指向圆心的歼—15同时加速,所以沿切向方向有与速度相同的全图,向心力和切线合力与速度的方向的夹角要小于90︒.则②正确.故选B.4.关物物体做曲线运动,下列说法正确的是()A.物体受的合外力不为零时一定帮曲线运动B.物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零C.物体在恒力的作用下,不可能做曲线运动D.速度的大小和方向一定时刻变化【答案】B【解析】A.物体受的合外力不为零时可能做曲线运动,也可能做直线运动,关键要看合力与速度是否在同一条直线上,故A错误.B.物体做曲线运动的条件是合外力与速度不在同一条直线上,所以物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零,故B正确.C.物体做曲线运动的条件是合外力与速度不在同一条直线上,合外力大小和方向不一定变化,比如平抛运动,受到的就是恒力重力的作用,故C错误.D.曲线运动物体的速度方向与该点曲线的切线方向相同所以曲线运动的速度的方向是时刻变化的,而大小可能不变,如匀速圆周运动,故D错误.故选B.5.做平抛运动的物体,每秒的速度增量总是()A.大小相等,方向相同B.大小不等,方向不同C.大小相等,方向不同D.大小不等,方向相同【答案】A【解析】每秒v∆大小相同、方向相同,平抛运动的物体只受重力,加速度为g,保持不变.根据v at gt∆==.每秒速度增量大小相等,方向竖直向下,与加速度的方向相同,故A正确,BCD错误.故选A.6.关于匀速圆周运动的向心加速度和向心力,下列说法正确的是()A.向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量B.向心力只改变线速度的方向,不改变线速度的大小C.向心加速度是恒定的D .向心力的方向总是与速度方向垂直 【答案】ABD【解析】A .向心加速度是描述圆周运动线速度方向变化快慢的物理量,故A 正确.B .向心力始终与速度的方向垂直,所以只改变线速度的方向,不改变线速度的大小,故B 正确.C .向心加速度的方向始终最小,圆心方向不断变化,不是恒定的,故C 错误.D .顾名思义可知,向心力是指向圆心的力,可知,向心力的方向总是指向圆心,始终与速度方向垂直,故D 正确. 故选ABD .7.火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶的速度为v ,则下列说法中正确的是( )A .当以速度v 通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力B .当以速度v 通过此弯路时,火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C .当速度大于v 时,轮缘挤压外轨D .当速度小于v 时,轮缘挤压外轨 【答案】AC【解析】AB .当火车以v 的速度通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力恰好提供向心力,内外轨都为压力故A 正确,B 错误.C .若速度大于规定速度,重力和支持力的合力不够提供,此时外轨对火车有侧压力,轮缘挤压外轨故C 正确.D .若速度小于规定速度,重力和支持力的合力提供偏大,此时内轨对火车有侧压力,轮缘挤压内轨故D 错误. 故选AC .8.如图所示的皮带传动装置中,点A 和B 分别是两个同轴塔轮上的点,A 、B 、C 分别是三个轮边缘的点,且2A C B R R R ==,则三质点角速度和线速度的关系分别为(皮带不打滑)( )A .:1:1AB ωω=,:1:2A B υυ= B .:1:1A B ωω=,:2:1A B υυ=C .:1:2B C ωω=,:1:1B C υυ=D .:2:1B C ωω=,:1:1B C υυ=【答案】BD【解析】依据圆周运动的特点,A B ωω=,A C υυ=,依据线速度与角速度的特点r υω=⋅,故AC 错,BD 对. 故选BD .9.如图所示,有M 和N 两颗质量相等的人造地球卫星,都绕地球做匀速圆周运动,两颗卫星比较( )A .M 的线速度较大B .M 的角速度较大C .N 的线速度较大D .N 受到的万有引力较大【答案】CD【解析】A .由万有引力提供向心力:22Mm v G m r r=.解得:GM v r =可知半径大的线速度小,故M 的线速度较小,故A 错. B .由22Mm Gmr r ω=解得:3GM r ω=.可知,半径大的角速度小,故M 的角速度较小,故B 错误. C .由A 知道C 正确,故C 正确. D .由万有引力表达式2MmF G r =可知,质量相等,半径小的万有引力大,故N 受的万有引力大,故D 正确. 故选CD .10.2016年9月15日,天宫二号空间实验室发射成功.之后,北京航天飞行控制中心成功进行了两次轨道控制,将天宫二号调整至距地球表面393km 的圆形轨道,基周期约为1.5h .关于天宫二号在此轨道上运行的情况,下列说法正确的是( ) A .其线速度大于地球第一宇宙速度 B .其角速度小于地球自转角速度C .其高度小于地球同步卫星的高度D .其向心加速度大于地球表面的重力加速度【答案】C【解析】A .第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大环绕速度,天宫二号的线速度小于第一宇宙速度,故A 错误. B .根据GMrω=知,天宫二号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,则天宫二号的角速度大于同步卫星的角速度,由于同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等,则天宫二号的角速度大于地球自转的角速度,故B 错误.C .根据234πr T GM=知,同步卫星的周期大于天宫二号的周期,则同步卫星的轨道半径大于天宫二号的轨道半径,则天宫二号的高度小于同步卫星的高度,故C 正确.D .根据2GMa r =知,轨道半径越大,加速度越小,卫星在贴近地球表面做圆周运动的加速度等于表面的重力加速度,则天宫二号的向心力加速度小于地球表面的重力加速度,故D 错误. 故选C .11.“科学真是迷人.”如果我们能测出月球表面的加速度g 、月球的半径R 和月球绕地球运转的周期T ,就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了.已知引力常数G ,用M 表示月球的质量.关于月球质量,下列说法正确的是( ) A .2/M GR g = B .2/M gR G = C .232/4M T R G π= D .2324/M R GT π=【答案】A【解析】月球表面物体的重力等于万有引力,有2Mmmh G R = 解得:2gR M G=.故A 正确.故选A .12.探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空,最终进入距月球表面高为h 的圆形工作轨道.设月球半径为R ,月球表面的重力加速度为g ,万有引力常量为G ,则下列说法正确的是( )A .飞行试验器在工作轨道上的加速度为2R g R h ⎛⎫⎪+⎝⎭B .飞行试验器张月球运行的周期为2πR gC .飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为()g R h +D .月球的平均密度为34πgGR【答案】AD【解析】A .根据万有引力与星表面重力相等得2GMmmg R=根据牛顿第二定律得:飞行试验器在工作轨道上的加速度:22GM R a g R h r ⎛⎫== ⎪+⎝⎭.故A 正确.B .飞行器绕月运行时万有引力提供圆周运动向心力有:2224πGMm m r r T =.可得332()2π2πR h r T GM gR +==,故B 错误. C .飞行器工作轨道上的绕行速度满足 22()GMm V m R h R h =++即2gR GM V R h R h==++故C 错误. D .月球的密度334π4π3g MGR R ρ==.故D 正确. 故选AD .13.以10m/s 的水平速度0V 抛出的物体,飞行一段时间后,垂直撞在倾角为30︒的斜面上,可知物体的飞行时间是( )A .33s B .233s C .3s D .2s【答案】C【解析】小球撞在斜面上的速度与斜面垂直,将该速度分解,如图则0tan 60yVV ︒=. 则03y V V =. 根据y V gt =得.033s y V V t g g===.故C 正确. 故选C .14.如图所示,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m ,那么下列说法正确的是( )A .轮胎受到地面的摩擦力做了负功B .轮胎受到重力做了正功C .轮胎受到的拉力做正功D .轮胎受到地面的支持力做了正功【答案】AC【解析】A .由题知,轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左,而位移水平向右,两者夹角为180︒,则轮胎受到地面的摩擦力做了负功,故A 正确.B .轮胎受到的重力竖直向下,而轮胎的位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没有发生位移,重力不做功,故B 错.C .设拉力与水平方向的夹角为α,由于α是锐角,所以轮胎受到的拉力做正功,故C 正确.D .轮胎受到地面的支持力竖直向上,而轮胎的位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没有发生位移,支持力不做功,故D 错误. 故选AC .15.人造飞船首先进入的是距地面高度近地点为200km ,远地点为340km 的椭圆轨道,在飞行第五圈的时候,飞船从椭圆轨道运行到以远地点为半径的圆行轨道上,如图所示,飞船在椭圆轨道1上运行,Q 为近地点,P 为远地点,当飞船运动到P 点时点火,使飞船沿圆轨道2运行,以下说法正确的是( )A.飞船在Q点的万有引力大于该点所需的向心力B.飞船在P点的万有引力大于该点所需的向心力C.飞船在轨道1上P的速度小于在轨道2上P的速度D.飞船在轨道1上P的加速度大于在轨道2上P的加速度【答案】BC【解析】AB.万有引力大于该点所需的向心力会做近心运动,万有引力小于该点所需的向心力会做离心运动,故A对B错.C.当飞船运动到P点时点火,使飞船沿圆轨道2运行使万有引力不够提供向心力,做离心运动,所以飞船在轨道1上P的速度小于在轨道2上P的速度故C正确.D.卫星仅受万有引力作用,所以加速度的大小有万有引力的大小决定,所以飞船在轨道1上P的加速度等于在轨道2上P的加速度,故D错误.故选BC.二、填空题(共2题,共10分)16.在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹.(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上:__________.(a)通过调节使斜槽的末端保持水平(b)每次释放小球的位置必须不同(c)每次必须由静止释放小球(d)记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降(e)小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触(f)将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线(2)若用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L,小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v __________(用L、g表示).【答案】(1)ace.(2)2g L.【解析】(1)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,每次由静止释放小球,是为了使小球有相同的初速度,如果小球在运动过程中与木板上的白纸相接触,就会改变它的运动轨迹,使其不是平抛运动,故a、c、e选项正确.b项中,每次释放小球的位置必须相同,以保证小球有相同的水平初速度.d项中,因平抛运动的竖直运动是自由落体运动,在相同时间里,位移越来越大,因此铅笔下降的距离不应是等距的.f项中,应找取小球落点的中心位置,即取平均位置为小球的落点,以减小实验误差,将描出的点用平滑的曲线连接起来.故选ace.(2)a、b、c、d是平抛运动轨迹上的点,由水平位移可知:四个点时间间隔相等.竖直方向:自由落体运动,因时间相等,由2h gt∆=可得:32h L L Ltg g g∆-===.水平方向:匀速运动,则,公式为22 x LV g Lt Lg===.17.如图甲所示,水平桌面上固定有一位于竖直平面内的弧形轨道A,其下端的切线是水平的,轨道的厚度可忽略不计.将小铁块B从轨道的固定挡板处由静止释放,小铁块沿轨道下滑,最终落到水平地面上.若测得轨道末端距离水平地面的高度为h,小铁块从轨道飞出到落地的水平位移为x,已知当地的重力加速度为g.(1)小铁块从轨道末端飞出时的速度v=__________.(2)若在竖直木板上固定一张坐标纸(如图乙所示),并建立直角坐标系xOy,使坐标原点O与轨道槽口末端重合,y轴与重垂线重合,x轴水平.实验中使小铁块每次都从固定挡板处由静止释放并沿轨道水平抛出.依次下移水平挡板的位置,分别得到小铁块在水平挡板上的多个落点,在坐标纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将这些点迹连成小铁块的运动轨迹.在轨迹上取一些点得到相应的坐标(1x、1y)、(2x、2y)、(3x 、3y )……,利用这些数据,在以y 为纵轴、x 为横轴的平面直角坐标系中做出2y x -的图线,可得到一条过原点的直线,测得该直线的斜率为k ,则小铁块从轨道末端飞出的速度v =__________.(用字母k 、g 表示)【答案】(1)2g x h. (2)2gk. 【解析】(1)在竖直方向, 由212h gt =得2h t g =. 在水平方向, 2g xv x t h==. (2)由x vt =,212y gt =得到 轨迹方程为222g y x v =则2y x -的图线是过原点的直线,其斜率22gk v =故,2g v k =.三、计算题(本题共6小题,18题6分,19题10分,20题9分,21题6分,22题6分,23题8分,共45分.解答应写出必要的文字说明、一级方程式和重要的计算步骤.只写出最后答案的仅得一分,有数值计算的题.答案中需要明确写出数值和单位).18.如图所示,质量31.010kg m =⨯的汽车驶过半径50m R =的圆形拱桥,当它到达桥顶时,速度 5.0m/s v =.g 取210m/s ,求:(1)汽车到达桥顶时向心加速度的大小. (2)汽车到达桥顶时对桥面的压力.【答案】(1)20.5m/s .(2)39.510N ⨯.方向竖直向下.【解析】(1)根据公式,加速度为:2v a R=向代入数据,洗车到达桥顶时向心加速度的大小为20.5m/s a =向.(2)设桥面对汽车的支持力为N F ,汽车沿着半径方向受力为:重力mg ,支持力N F . 取指向圆心方向为正方向,向心力大小为: =N F mg F -向,根据牛二定律:有:F mg =向向.由三式得:有方程:2N v mg F m R-=.此时桥面对汽车的支持力:2N v F mg m R=-.代入数据,解得:39.510N N F =⨯.根据牛顿第三定律,汽车到在帕萨特的顶时对桥面的压力为:3=9.510N N F '⨯,方向:竖直向下. 19.从某高度处以5m/s 的初速度水平抛出一物体,经2s 落地.(2 1.414=,3 1.732=,5 2.236=) 求:(1)物体抛出的高度.(2)物体落地点距抛出点的水平距离. (3)求出物体的位移.(4)速度方向与竖直方向的夹角θ的正切值tan θ. 【答案】(1)20m . (2)10m . (3)2. (4)14. 【解析】(1)该物体做平抛运动竖直方向上做自由落体运动可得抛出高度为:220m 2gt h ==. (2)物体在水平上做匀速直线运动可得物体落地点的水平距离为:010m x v t ==. (3)物体的位移:2222.26m S x y =+=. 位移与水平方向的夹角θ的正切值为:tan 2yxθ==. (4)落地时竖直方向上的分速度y v gt =. 落地时速度方向与竖直方向的夹角α的正切值为: 01tan 4v gt α==. 20.高空遥感探测卫星在距地球表面高为h 处绕地球转动,如果地球质量为M ,地球半径为R ,人造卫星质量为m ,万有引力常量为G ,试求: (1)人造卫星的线速度多大.(2)人造卫星绕地球转动的周期是多少. (3)人造卫星的向心加速度多大. 【答案】(1)GMv R h=+. (2)3()2π2π()R h R hT R h GM GM++=⋅=+. (3)2()GMa R h =+.【解析】(1)设卫星的线速度为v .根据万有引力定律和牛顿第二定律有:22()mM v G m R h R h =++解得卫星线速度GMv R h=+.(2)由2224π()()Mm G m R h R h T=++得: 运行周期2()2π2π()R h R h T R h GM GM++=⋅=+. (3)由于2()Mm G ma R h =+可解得: 向心加速度2()GM a R h =+. 21.已知地球半径R ,地球自转周期为T ,地球表面的重力加速度为g ,度推导同步地球卫星距地面的高度为2224πgR T R -. 【答案】同步卫星所受万有引力等于向心力:222π()()Mm G m R h T R h ⎛⎫=+ ⎪+⎝⎭. 在地球表面上引力等于重力:2Mm Gmg R=. 故地球同步卫星高地面的高度: 2224πgR T h R =-. 【解析】22.天文学家将相距较近,仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,两颗恒星的质量分别为M 和m ,两颗恒星之间的距离为L ,引力常量为G .试求(1)两颗恒星轨道半径之比.(2)两颗恒星的运行周期.【答案】(1)12r M r m=. (2)234πL T GM=. 【解析】(1)依据万有引力提供向心力即2211222GMm mw r Mw r L== 故12r M r m=. (2)依据万有引力公式21224πGMm m r L T= ① 22224πGMm m r L T= ② 依据几何关系12L r r =+ ①+②得 故周期234πL T GM=.23.如图所示,一个两端开口的半圆形内壁光滑的细管竖直固定在水平地面上.入口端刚好与地面相对.圆管的顶部上下都安装了压力传感器(传感器未画出),能测出圆管顶端上下内壁受到的压力.现将一个小球(直径略小于圆管直径,并可以看作质点)以不同的初速度先后射向圆管的下端入口,小球在竖直面内绕1O 点做圆周运动,小球运动到最高点后脱离圆管做平抛运动,分别落在地面上的A 、B 两点.小球先后到达最高点时,传感器测得小球对圆管内壁的作用力大小相等,小球的落点A 、B 与O 点之间的距离之比为1:3.已知小球的质量为m ,重力加速度取g .根据以上条件,求传感器的小球对圆管内壁作用力N F 的大小.【答案】21mv R ,12:1:3v v =. 【解析】2N mv F mg R=- 21N mv F mg R=- 22mv mg R=- 1(1)N gR m m gR m F mg R R R--=-== 23(3)3N mgR m m gR m F mg R R R --=-==.。
北京市海淀区2016届高三第二学期期中练习理综 物理试题 2016.4 第一部分(选择题 共120分)本部分共20小题,每小题6分,共120分。
在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
13.下列说法中正确的是A .布朗运动就是液体分子的无规则运动B .当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均增大C .当分子间距离增大时,分子势能一定增大D .物体的内能变化,它的温度并不一定发生变化14.已知氦离子(He +)的能级图如图所示,根据能级跃迁理论可知A .氦离子(He +)从n =4能级跃迁到n =3能级比从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出光子的频率低B .大量处在n =3能级的氦离子(He +)向低能级跃迁,只能发出2种不同频率的光子C .氦离子(He +)处于n=1能级时,能吸收45eV 的能量跃迁到n =2能级D .氦离子(He +)从n =4能级跃迁到n =3能级,需要吸收能量15.关于机械波,下列说法中正确的是A .机械波的振幅与波源振动的振幅不相等B .在波的传播过程中,介质中质点的振动频率等于波源的振动频率C .在波的传播过程中,介质中质点的振动速度等于波的传播速度D .在机械波的传播过程中,离波源越远的质点振动的周期越大16.关于万有引力定律的建立,下列说法中正确的是A .卡文迪许仅根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系B .“月﹣地检验”表明物体在地球上受到地球对它的引力是它在月球上受到月球对它的引力的60倍C .“月﹣地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律D .引力常量 G 的大小是牛顿根据大量实验数据得出的17.在垂直纸面的匀强磁场中,有不计重力的甲、乙两个带电粒子,在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。
则下列说法中正确的是A .甲、乙两粒子所带电荷种类不同B .若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等,则甲粒子的质量较大C .若甲、乙两粒子的动量大小相等,则甲粒子所带电荷量较大D .该磁场方向一定是垂直纸面向里 18.“娱乐风洞”是一项将科技与惊险相结合的娱乐项目,它能在一个特定的空间内把表演者“吹”起来。
北京市海淀区2016届高三第二学期期中练习理综 物理试题 2016。
4第一部分(选择题 共120分)本部分共20小题,每小题6分,共120分。
在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
13.下列说法中正确的是A .布朗运动就是液体分子的无规则运动B .当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均增大C .当分子间距离增大时,分子势能一定增大D .物体的内能变化,它的温度并不一定发生变化14.已知氦离子(He +)的能级图如图所示,根据能级跃迁理论可知 A .氦离子(He +)从n =4能级跃迁到n =3能级比从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出光子的频率低B .大量处在n =3能级的氦离子(He +)向低能级跃迁,只能发出2种不同频率的光子C .氦离子(He +)处于n=1能级时,能吸收45eV 的能量跃迁到n =2能级D .氦离子(He +)从n =4能级跃迁到n =3能级,需要吸收能量15.关于机械波,下列说法中正确的是A .机械波的振幅与波源振动的振幅不相等B .在波的传播过程中,介质中质点的振动频率等于波源的振动频率C .在波的传播过程中,介质中质点的振动速度等于波的传播速度D .在机械波的传播过程中,离波源越远的质点振动的周期越1-13.6 E n (eV ) -3.40 -1.51 ∞ 0 -6.04-2.18 -54.4 23 4 56 n He +大16.关于万有引力定律的建立,下列说法中正确的是A .卡文迪许仅根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系B .“月﹣地检验"表明物体在地球上受到地球对它的引力是它在月球上受到月球对它的引力的60倍C .“月﹣地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律D .引力常量 G 的大小是牛顿根据大量实验数据得出的17.在垂直纸面的匀强磁场中,有不计重力的甲、乙两个带电粒子,在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。
2016~2107学年度海淀区十年级第二学期期末练习物 理 试 卷 2017.7一、单项选择题。
本题共15小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个....选项是符合题意的。
(每小题3分,共45分) 1.下列物理量中,属于矢量的是A .动能 B. 功 C .向心加速度 D. 重力势能2.用火箭发射一颗人造地球卫星,当卫星上升到与地心的距离为r 时,所受地球的万有引力大小为F ;当该卫星上升到与地心的距离为2r 时,所受万有引力大小为 A .FB .2FC .41FD .21F 3.自古以来,当人们仰望星空时,天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意。
智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘,人类对这种运动规律的认识经历了漫长的历程,它随着认识的深入而不断地发展。
下列关于对星体运动认识的叙述中符合现代认识观点的是 A .人们观测到太阳每天都要东升西落,这说明地球是静止不动的,是宇宙的中心 B .人们观测到行星绕太阳做圆周运动,这说明太阳是静止不动的,是宇宙的中心 C .人们认为天体的运动是神圣的,因此天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动 D .开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究,得出的行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论4.某校师生去位于复兴路的军事博物馆进行参观。
如图1所示,同学们从航天桥(图中A 位置)出发,骑单车经公主坟(图中B 位置)到达军事博物馆(图中C 位置)。
利用网络地图的测距功能测得A 、B 间的距离约为1.9km ,B 、C 间的距离约为1.0km ,A 、C 间的距离约为2.1km 。
由以上信息可知,同学们从航天桥到军事博物馆的位移大小约为 A .3.0km B .2.1kmC .1.9kmD .1.0km5.某质点做匀速圆周运动,关于该运动,下列说法中正确的是 A .任何相等的时间内通过的路程相等 B .任何时刻的速度大小和方向都相同 C .任何时刻的加速度大小和方向都相同 D .任何相等的时间内发生的位移大小和方向都相同B图16.据中央气象台消息:2017年第1号台风“梅花(Muifa )”于4月26日在距离菲律宾马尼拉以东方向1640公里的西北太平洋海面上生成(东经136.1°,北纬13.4°),中心附近最大风速18m/s (8级风,热带风暴级)。
北京市海淀区2016届高三第二学期期中练习理综 物理试题 2016.4 第一部分(选择题 共120分)本部分共20小题,每小题6分,共120分。
在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
13.下列说法中正确的是A .布朗运动就是液体分子的无规则运动B .当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均增大C .当分子间距离增大时,分子势能一定增大D .物体的内能变化,它的温度并不一定发生变化14.已知氦离子(He +)的能级图如图所示,根据能级跃迁理论可知 A .氦离子(He +)从n =4能级跃迁到n =3能级比从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出光子的频率低B .大量处在n =3能级的氦离子(He +)向低能级跃迁,只能发出2种不同频率的光子C .氦离子(He +)处于n=1能级时,能吸收45eV 的能量跃迁到n =2能级 D .氦离子(He +)从n =4能级跃迁到n =3能级,需要吸收能量15.关于机械波,下列说法中正确的是A .机械波的振幅与波源振动的振幅不相等B .在波的传播过程中,介质中质点的振动频率等于波源的振动频率C .在波的传播过程中,介质中质点的振动速度等于波的传播速度D .在机械波的传播过程中,离波源越远的质点振动的周期越大16.关于万有引力定律的建立,下列说法中正确的是A .卡文迪许仅根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系B .“月﹣地检验”表明物体在地球上受到地球对它的引力是它在月球上受到月球对它的引力的60倍C .“月﹣地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律D .引力常量 G 的大小是牛顿根据大量实验数据得出的17.在垂直纸面的匀强磁场中,有不计重力的甲、乙两个带电粒子,在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。
则下列说法中正确的是A .甲、乙两粒子所带电荷种类不同B .若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等,则甲粒子 的质量较大C .若甲、乙两粒子的动量大小相等,则甲粒子所带电荷量较大D .该磁场方向一定是垂直纸面向里18.“娱乐风洞”是一项将科技与惊险相结合的娱乐项目,它能在一个特定的空间内把表演者“吹”起来。
育英学校高一第二学期期中物理试题(满分100分考试时间90分钟)一、选择题(在每小题给出的4个选项中,只有一项是符合题意的,请将正确的答案涂在答题纸相应的位置上.每个小题3分,共30分)1.下列物理量是矢量的是()A.功B.势能C.万有引力D.转速【答案】C【解析】A.B.D.转速、功、势能都是只有大小,没有方向的标题,故ABD错误.C.万有引力是一种力,既有大小,又有方向,是矢量,所以C选项是正确的.故选C.2.下列说法符合史实的是()A.牛顿发现了行星的运动规律B.开普勒发现了万有引力定律C.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D.牛顿发现了海王星和冥王星【答案】C【解析】A.开普勒发现了行星的运动规律,故A错误.B.牛顿发现了万有引力定律,故B错误.C.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量,故C正确.D.亚当斯和勒威耶发现了海王星,克莱德汤博发现了冥王星,故D错误.故选C.3.关于重力势能的说法,正确的是()A.重力势能只由重物所受的重力大小决定B.重力势能不能有负值C.重力势能大的物体做功一定多D.重力势能的变化量只与重力做功有关【答案】D【解析】A.重力势能与重物的重量,高度等有关,故A错误.B.重力势能是标量,其负值表示重力势能低于零势而;故B错误.C.依据功能关系,故C错误.D.重力势能的改变量等于重力做功,势能减少多少则重力做多少正功,势能增加多少,则重力做多少负功D正确.故选D.4.如图甲所示,在长约1m的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个圆柱形的红蜡块R(圆柱体的直径略小于玻璃管的内径,轻重适宜,使它能在玻璃管内的水中匀速上升),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧.将此玻璃管迅速竖直倒置(如图乙所示),红蜡块R就沿玻璃管由管口A匀速上升到管底B.若在将玻璃倒置、红蜡块刚从A端开始匀速上升的同时,将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动(如图丙所示),直至红蜡块上升到管底B的位置(如图丁所示)红蜡块与玻璃管间的摩擦很小,可以忽略不计,在这一过程中相对于地面而言()A.红蜡块做速度大小变化的直线运动B.红蜡块做加速度大小变化的曲线运动C.红蜡块做速度大小、方向均不变的直线运动D.红蜡块做加速度大小、方向均不变的曲线运动【答案】D【解析】A.C.由过程分析可知,可认为红蜡块做类平抛运动,因此其速度大小,方向均改变,且做曲线运动,故A.C错误.BD项,认为红蜡块做类平抛运动,其加速度大小、方向均不改变,故B错误,D正确.故选D.5.如图所示,一小球套在光滑轻杆上,绕着竖直轴OO匀速转动,下列关于小球的说法中正确的是()1A.小球受到重力、弹力的摩擦力B.小球受到重力和弹力C.小球受到一个水平指向圆心的向心力D.小球受到重力、弹力的合力是恒力【答案】B【解析】小球受重力、弹力,靠两个力的合力提供向心力,向心力的方向始终指向圆心,所以合力不是恒力,所以B选项是正确的A、C、D错误.故选B.6.有A、B两小球,B的质量为A的两倍.现将它们以相同的速率沿同一方向抛出,不计空气阻力.图中①为A的运动轨迹,则B的运动轨迹是()A.①B.②C.③D.④【答案】A【解析】两球初速度大小和方向均相同,同时因抛出后两物体均只受重力,故加速度相同,因此二者具有相同的运动状态,故B的运动轨迹也是①;选项A正确,BCD错误.故选A.7.如图所示,火车轨道在轨迹处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶的速度为v,则下列说法中正确的是()①当以v的速度通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力.②当以v的速度通过此弯路时,火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力.③当速度大于v时,轮缘挤压外轨A.①③B.①④C.②③D.②④【答案】A【解析】①为保持铁轨,当以v的速度通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力,故正确.②为保护铁轨,当以v的速度通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力,对轨对轮缘弹力为零,故错误.③若速度大于规定速度v,火车所需要的向心力大,重力和支持力合力不够提供,此时外轨对火车有侧压力,轮缘挤压外轨,故正确.④若速度小于规定速度,火车所需要的向心力小,重力和支持力的合力提供偏大,此时内轨对火车有侧压力,轮缘挤压内轨,故错误.故选A.8.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其运行速率()A.一定等于7.9km/s B.等于或小于7.9km/s C.一定大于7.9km/s D.介于7.9~11.2km/s【答案】B【解析】设地球的质量为M,卫星的质量为m,地球的半径为R,卫星的轨道为r,速率为v,地球的第一宇宙速度为v.则有22Mm v G m r r=,得GM v r =.当r R =时,317.910m/s GMv v R===⨯. 而实验中卫星的轨道r R ≥,17.9km/s v v ==. 所以B 选项是正确的,ACD 错误. 故选B .9.骑自行车有很多益处,可缓解交通压力,可节能减排;骑自行车时,人做功要消耗体能,还可强身分体.成人在平路上骑自行车时所受阻力约为20N .近来多个城市推出摩拜单车,车锁内主要集成了芯片、GPS 定位模块和SIM 卡等,便于掌控自行车的具体位置和状态,其工作原理如图所示.全用摩拜单车A PP ,用户可以查看并找到单车位置,扫描车身上的二维码,通过手机网络发送到云端请求解锁,云端收到后识别该车辆并发送解锁指令,摩拜单车执行解锁指留令自动开锁,用户便可开始骑行.据此材料,以下推断错误..的是( ) A .摩拜单车车锁工作过程中需要用电,车内有供电系统 B .无线电信号非常弱时,摩拜单车的定位将受到影响 C .成人在平路上骑自行车时,每秒钏平均消耗的体能约100JD .左右摩拜单车车锁直接接收了手机的电磁辐射信号后自动开锁, 无需用电 【答案】D【解析】A .D .根据题意可知,解锁操作是车辆通过接收云端发送的解锁指令而实现的,并不是接收手机的电磁辐射信号,车辆收到解锁指令自动开锁,可知开锁过程需要用电,故A 正确,D 错误. B .定位系统通过无线电来传输信号,无线电信号微弱时定位将受到影响,故B 正确.C .成人骑车时车速大约为5m/s ,匀速骑行时,人对车提供牵引力,F f =牵,因此人的做功功率大约为100W p F v fv ===牵,即每秒消耗的能量为100J 左右,故C 正确.故选D .10.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的哪一个( )A .B .C .D .【答案】B【解析】在0t -,时间内,重物加速度上升,设加速度为a ,则根据牛顿第二定律可得钢索的拉力11F mg ma =+,速度01v a t =.所以拉力的功率11()v F m g a a t =+.1t 时刻拉力的功率为1111()p m g a a t =+.在12~t t 时间内重物匀速上升,拉力2F mg =.速度为111v a t =.所以拉力的功率恒定为:2111p mga t p =<.在23t t -时间内,重物减速上升设加速度大小为2a .则根据牛顿第二定律可得钢索的拉力为22F mg ma =-,速度212v a t a t =-.所以拉力的功率为112()()p m g a a t a t =--.2t 时刻拉力的功率为3112()p m g a a t p =-<.故B 正确.故选B .二、不定项选择(本大题共12小题,有的题有多个选项正确,有的只有一个正确选项,每个小题3分,共6分)11.研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时.假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( ) A .角速度变小 B .线速度变大 C .向心加速度变小D .距地面的高度变大【答案】AD【解析】假设同步卫星的质量为m ,轨道半径为r ,地球的质量为M .同步卫星绕地球做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力则有22222πMm v G m r m m r r T r ω⎛⎫=== ⎪⎝⎭,解得:32πr T GM =,GM v r =,3GM r ω=,2GMa r=.由题意知同步卫星的周期变大,则其轨道半径变大,进而可知线速度减小,角速度减小,向心加速度减小,距地面的高度增大,故A .D 正确. 故选AD .12.将一物体从距落地点H 高处水平抛出,取抛出点为重力势能零点,用P 、v 、Ep 、W 、t 表示重力的瞬时功率、物体的速率、重力势能、重力做的功、运动时间.不计空气阻力,下列图像描述正确的是( )A .B .C .D .【答案】ABD【解析】A .依据平抛运动的特点p mgt =,故A 正确. B .若在竖直方向y v gt =.故B 正确.C .依据自由落体公式212h gt =.而Ep mgh =-.故C 错误. D .依据功的关系,2221122G W mgh mg gt mg t ==⋅= .故D 正确.故选ABD .三、实验:(本题包含有3小题,共18分)13.小昊同学为了研究小球的平抛运动的规律,把课桌搬到墙的附近,使从不平桌面上滚下的钢球能打在墙上,把白纸和复写纸附在墙上,记录钢球的落点,如图甲所示,四次实验中桌边沿离墙的水平距离分别20cm 、30cm 、40cm 、50cm ;在白纸上记录的落点分别为A 、B 、C 、D ,量出BC 、CD 的距离分别为5.00cm 、7.50cm .如图乙所示:重力加速度g 取210m/s .请回答:(1)小明每次实验时应将钢球在斜槽上的__________(选填“相同”或 “不同”)位置由静止释放. (2)钢球水平抛出时的速度为__________m/s .(3)有人用同样的方法做实验时,发现打在墙上的落点不在同一条竖直线上,则实验操作过程中可能出现的问题是__________.【答案】(1)相同.(2)2.0.(3)【解析】(1)为了使小球做平抛运动,初速度方向水平,则槽口的末端需水平,为了使小球做平抛运动的初速度大小相等,每次实验时应将钢球在斜槽上的相同位置由静止释放. (2)根据2h gt ∆=得.0.050.025s 0.05s 10h t g ∆-===. 则平抛运动的初速度00.30.2m/s 2.0m/s 0.05x v t -===. (3)根据打在墙上的落点不在同一条竖直线上,可能的原因是在移动桌面后几种情况下,小球平抛运动竖直平面,不重合.14.向心力演示器如图所示.转动手柄1,可使变速塔轮2和3及长槽4和短槽5随之匀速转动.皮带分辊套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动.小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力,通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8,标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小.现将小球分别放在两边的槽内,为探究小球受到的向心力大小与角速度的关系,下列做法正确的是( )A .在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的钢球做实验B .在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的钢球做实验C .在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的钢球做实验D .在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的钢球做实验 【答案】B【解析】根据2W F M r =,可知若研究小球受到的向心力大小与角速度的关系,需控制小球的质量和半径不变,故B 正确. 故选B .15.根据牛顿定律可知,物体做匀速圆周运动时所需的向心力等于物体所受的合力,小慧同学想验证物体做匀速圆周运动时所需的向必力的表达式224πn mr F T =是否正确,她做好如下实验.如图所示在细线下面悬挂一个小球,线线上端固定在铁架台上.将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使圆心O '正好位于悬点O 的正下方.调整好悬线的长度,用手带动小球,使小球贴近纸面(不与纸面接触)沿纸上的某个圆周运动.为验证该表达式是否正确,她首先要根据公式224πn mr F T =利用实验数据计算出所需向心力的大小n F ,然后再根据受力情况计算小球在此圆周上做匀速圆周运动时所受的合力F 合,通过比较两力的大小关系即可得出结论.她已经准备了天平、手机(用于计时).已知当地的重力加速度为g . (1)为完成实验她还需要以下哪些器材:( )A .量程15cm 的毫米刻度尺B .量程50cm 的毫米刻度尺C .直径约为1cm 的钢球D .直径约为1cm 空心塑料球(2)实验中为了测定小球的运动周期,小慧同学在桌子上立一物体AB 作为标志,当小球某次通过此标志时开始计时并数1,小球再次同一方向通过AB 时数2,当小球第n 次从同一方向通过AB 时停止计时,从开始计时到停止计时的时间为t ,则小球做圆周运动的周期T =__________.(3)为了求小球所受的合力F 合,除已测量的圆周运动的半径r 、小球质量m 外,利用现有工具还需测量__________,小球的合力F 合可表示为__________.(4)小敏同学认为本实验中不测量小球的质量也能完成该实验,你认为小敏的想法对吗?请你陈述..自己的观点并说明原因.【答案】(1)BC .(2)t n .(3)rmg n. 【解析】(1)根据单摆实验的特点,故BC 正确,AD 错误. (2)依据圆周运动周期的特点,故周期tT n=. (3)向心指的是合力,tan F mg θ=合.(θ指绳与竖直方向的夹角).故测一下tan θ.即依据几何关系tan r n θ=.所以需要测出高h ,即rF mg n=合. 四、计算题:(本题包含有5小题,共46分,解答要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.直接写出最后答案的不得分)16.如图所示,一个大小为5N 、与水平方向夹角是37︒的拉力F 作用在小车上,小车沿水平面向右运动.运动过程中小车受到的阻力f 大小为3N ,方向水平向左.小车向右运动距离s 为2m 的过程中,小车受到的各个力都没有发生变化.(取cos 370.8︒=).在此过程中,求: (1)拉力F 对小车做的功. (2)小车克服阻力f 做的功.【答案】(1)8J .(2)6J .【解析】(1)拉力F 对小车做的功:W cos 5N 2m cos 378J Fs a ==⨯⨯︒=. (2)小车克服阻力做的功为W 3N 2m 6J f f s =⋅=⨯=.17.我国已启动“登月工程”.设想在月球表面上,宇航员测出小物块自由下落h 高度所用的时间为t .当飞船在靠近月球表面圆轨道上飞行时,测得其环绕周期是T ,已知引力常量为G .根据上述各量,试求: (1)月球表面的重力加速度g . (2)月球的半径R . (3)月球的质量M .【答案】(1)22h t .(2)2222πhT t .(3)34462πn T G t. 【解析】(1)自由落体运动规律有:212h gt =所以有:22hg t…①(2)当飞船在靠近月球表面轨道上飞行时,等于万有引力,故重力得供向心力:22πmg m R T ⎛⎫= ⎪⎝⎭.解得:222224π2πgT hT R t==…②(3)当飞船在靠近月球表面圆轨道上飞行时,万有引力提供向心力,有: 222πMm G m R T R ⎛⎫= ⎪⎝⎭…③由①②③解得:34462πh T M G t =. 18.如图所示,质量为0.5kg 的小杯里盛有1kg 的水,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m ,在最高点时,绳的拉力大小为9N .g 取210m/s ,求: (1)小杯通过最高点的速度大小. (2)在最高点时水对小杯底的压力大小.(3)为使小杯经过最高点时水不流出,在最高点时最小速率是多少.【答案】【解析】(1)以整体为研究对象2()()M m v T M m g L+++=得4m/s v =.(2)以水为研究对象,高水受到的压力为N ,则有2N+Mv mg L=得N=6N .由牛顿第三定律知水对杯底的压力为6N .本题也可以水杯为研究对象,设水对杯底的压力为N F ,则有2N +mv T mg F L-=得N 6N F =.(3)以水为研究对象,则有2Mv mg L=得10m/s v =.19.如图所示为一两端开口的长方体盒子(前大后小的感觉是由于拍摄角度造成的),板的厚度不计.已知45cm AB A D CD B C ''''==='=,30cm AA BB CC DD ''''====,40cm AD A D BC B C ''''====,210m/s g =,以下问题均不计空气阻力.(1)从AD 边的中点将一粉笔头水平抛出,速度方向垂直于ABCD 平面向里,若要使粉笔头不落在盒子内,则抛出的速度大小.(2)若将粉笔头从D 点水平抛出并经过B '点飞出盒子,求抛出时的速度的大小和方向.(3)若粉笔头以(2)中的速度从D 点抛出时,长方形盒子内部各处受到垂直于ABCD 平面向里的稳定的气流,气流对粉笔头的作用力大小恒.等于笔头受到的重力.小耀同学认为气流产生的力是水平方向,所以粉笔头仍从B '点飞出;小萌同学认为粉笔头会在距B C ''一定高度处飞出.请你通过计算说明哪种观点正确. 【答案】【解析】(1)22gt h =得20.3s h t g== xDD v t '=得1m/s v =.(2)从D 点抛出时速度方向应沿DA '方向D xCB v t '=得5m/s=1.67m/s 3v =.(3)当有气流作用时,粉笔头除受到重力作用外还受到大小恒定向向里的气流的作用,气流的作用力F mg =.因此粉笔头在竖直方向加速度g 的自由落体运动,若下落高用时为0.3s t =;粉笔头在沿DD '方向作初速不为零的加速度大小等于g 的匀加速运动,其通过xDD 的时间t t '<.所以当粉笔头离开盒子时粉笔头竖直方向下落的高度小于hDC 高.因此不能从B '飞出.20.在应用万有引力定律计算物体间的引力时,牛顿通过微积分的方法得知像地球、月球等球体,两球体间的距离应为球心间的距离.如图所示,在与一质量为M ,半径为R ,密度均匀的球体表面距离为R 处有一质量为m 的质点,当按照图所示从球M 中挖去一个半径为/2R 的小球体时,剩下部分对m 的万有引力为F ,在求解F 的大小时,可以先计算出完整球体对m 的引力0F ,再计算出图中阴影部分对m 的作用力1F ,根据力的合成可得01F F F =-.(1)已知某球形天体的密度为0ρ,天体的半径为R ,引力常量为G ,球形天体表面周围空间充满厚度0.25d R =、密度00.5ρρ=的均匀介质,试求距天体中心5R 处的引力加速度α=.(2)经过用天文望远镜的长期观测,人们在宇宙中已经发现了许多双星系统,双星系统由两个星体构成,其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离.现根据对某一双星系统的光度学测量确定,该双星系统中每个星体的质量都是M ,两者相距L ,它们正围绕两者连线的中点做圆周运动,已知万有引力常量为G .试求:①该双星系统的运动周期0T . ②若实验上观测到的运动周期为T ,且01NT T =(N 1>),为了解释T 和0T 的不同,目前有一种流行的理论认为,在宇宙可存在一种永远镜观测不到的暗物质,作为一种简化模型,我们假设在以这两个星体连线11 / 11为直径的球体内均匀分布着这种暗物质,且不考虑其他暗物质的影响和暗物质对星体运动的阻力.试根据这一模型和上述观测结果确定这种暗物质的密度.(结果用N 、M 、L 表示)【答案】(1)0189π2400R G ρ.(2)①232πL GM ②33(1)2πN M L -. 【解析】3330002224544(0.5)ππ(0.5)π3433(5)(5)(5)R m R m R m G G G ma R R R ρρρ⎛⎫- ⎪⎝⎭+-=. 解得0189π2400R a G ρ=.(2)①双星均绕它们的边线的中点做圆周运动,设周期为T 、向心加速度满足下面的方程:222204π2L M M G L T ⎛⎫ ⎪⎝⎭=g 得2302πL T GM =. ②根据观测结果,星体的运动周期0T T <.这说明双星系统中受到的向心力大于本身的引力,故它一定还受到其他指向中心的作用力,按题意这一作用来源于均匀分布的暗物质.均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量M 位于中点处的质量点相同,考虑暗物质作用后双星的周期即为观察到的周期T .则有:222224π22L M M M M G G L T L ⎛⎫ ⎪'⎝⎭+=⎛⎫ ⎪⎝⎭14N M M -'=. 设所求暗物质的密度为ρ.则有:341π324L N M ρ-⎛⎫= ⎪⎝⎭解得:33(1)2πN M L ρ-=.。