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2015-2016学年四川省德阳市什邡中学高一（下）检测物理试卷（8）一、不定项选择题（共计32分，1-5题，每题4分，6-7题，每题6分）1．根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中，哪个是错误的（）A．人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上B．同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等C．不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等D．同一卫星绕不同行星运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等2．两个质量分别是m1和m2的行星，它们绕太阳运行的轨道半径分别等于R1和R2，则它们运行周期的比等于（）A．（）B．（）C．D．3．关于万有引力公式F=，以下说法正确的是（）A．公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体B．当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大C．两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D．公式中引力常量G的值是牛顿规定的4．如图所示，两球的半径分别是r1和r2，均小于r，而球质量分布均匀，大小分别为m1、m2，则两球间的万有引力大小为（）A．B．C．D．5．两个物体相距为L，相互吸引力大小为F．使其中的一个物体的质量减小为原来的一半，另一个物体的质量减小为原来的．如果保持它们的距离不变，则相互吸引力的大小为（）A．FB．FC．FD．6F6．如图所示，已知半圆形碗半径为R，质量为M，静止在地面上，质量为m的滑块滑到圆弧最底端速率为v，碗仍静止，此时地面受到碗的压力为（）A．mg+mB．Mg+mg+mC．Mg+mgD．Mg+mg﹣m7．小球A和B用细线连接，可以在光滑的水平杆上无摩擦地滑动，已知它们的质量之比m1：m2=3：1，当这一装置绕着竖直轴做匀速转动且A、B两球与水平杆子达到相对静止时（如图），A、B两球做匀速圆周运动的（）A．线速度大小相等B．半径之比为r1：r2=1：3C．角速度相等D．向心力的大小之比为F1：F2=3：1二、填空题8．如图所示，两根细线把两个相同的小球悬于同一点，并使两球在同一水平面内做匀速圆周运动，其中小球1的转动半径较大，则两小球转动的角速度大小关系为ω1ω2，两根线中拉力大小关系为T1T2，（填“＞”“＜”或“=”）9．从高为H的地方A平抛一物体，其水平射程为2s．在A点正上方高度为2H的地方B点，以同方向平抛另一物体，其水平射程为s，两物体在空中的轨道在同一竖直平面内，且都是从同一屏M的顶端擦过，求屏M的高度是．10．如图所示，A、B是两块竖直放置的薄纸片，子弹m以水平初速度穿过A后再穿过B，在两块纸片上穿过的两个洞高度差为h，A、B距离为l，则子弹的初速度是．三、计算题11．如图所示，在圆柱形屋顶中心天花板上的O点，挂一根L=3m钓细绳，绳的下端挂一个质量为m=0.5kg的小球，已知绳能承受的最大拉力为l0N．小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球以v=9m/s的速度落在墙边．求这个圆柱形屋顶的高度H和半径R．（g取10m/s2）2015-2016学年四川省德阳市什邡中学高一（下）检测物理试卷（8）参考答案与试题解析一、不定项选择题（共计32分，1-5题，每题4分，6-7题，每题6分）1．根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中，哪个是错误的（）A．人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上B．同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等C．不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等D．同一卫星绕不同行星运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等【考点】开普勒定律．【分析】开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．【解答】解：A、根据开普勒第一定律，人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上，故A正确．B、根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．即=k，其中k与中心体的质量有关，所以不同卫星在绕同一中心体在不同轨道上运动，k是一样的，故BC正确，D错误．本题选错误的，故选：D．2．两个质量分别是m1和m2的行星，它们绕太阳运行的轨道半径分别等于R1和R2，则它们运行周期的比等于（）A．（）B．（）C．D．【考点】开普勒定律．【分析】根据万有引力公式，结合万有引力充当向心力求周期之比．【解答】解：由万有引力充当向心力知G=mR知：T2=，所以它们公转的周期之比是（）．故B正确，ACD错误；故选：B．3．关于万有引力公式F=，以下说法正确的是（）A．公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体B．当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大C．两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D．公式中引力常量G的值是牛顿规定的【考点】万有引力定律及其应用．【分析】万有引力定律的适用条件是两个质点间或质量分布均匀的球体间的引力．注意两个物体可以看成质点，则r为质点间的距离，对于质量分布均匀的球体，公式中的r为两球体间的距离．【解答】解：A、万有引力公式适用于两个质点间的万有引力，与物体的质量无关，故A错误；B、公式适用于两质点间，当两物体间的距离趋近于0时，公式已经不适用，故B错误；C、两物体间的万有引力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律，故C正确；D、公式中引力常量G的值是卡文迪许第一次在实验室测定的，故D错误；故选：C．4．如图所示，两球的半径分别是r1和r2，均小于r，而球质量分布均匀，大小分别为m1、m2，则两球间的万有引力大小为（）A．B．C．D．【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力定律的内容，求出两球间的万有引力大小．【解答】解：两个球的半径分别为r1和r2，两球之间的距离为r，所以两球心间的距离为r1+r2+r，根据万有引力定律得两球间的万有引力大小为：F=故选：D．5．两个物体相距为L，相互吸引力大小为F．使其中的一个物体的质量减小为原来的一半，另一个物体的质量减小为原来的．如果保持它们的距离不变，则相互吸引力的大小为（）A．FB．FC．FD．6F【考点】库仑定律．【分析】根据万有引力定律列式，依据控制变量法，从而即可求解．【解答】解：根据万有引力定律得：两个物体间的引力大小为：F=G则知使其中一个物体的质量减小为原来的，另一个物体的质量减小为原来的，并保持它们的距离不变，则相互作用力的大小为F，故ABD错误，C正确；故选：C．6．如图所示，已知半圆形碗半径为R，质量为M，静止在地面上，质量为m的滑块滑到圆弧最底端速率为v，碗仍静止，此时地面受到碗的压力为（）A．mg+mB．Mg+mg+mC．Mg+mgD．Mg+mg﹣m【考点】牛顿第二定律；向心力．【分析】滑块滑到圆弧最底端时，由重力和碗的支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出圆弧的支持力，再对碗研究，由平衡条件求出地面对碗的支持力，根据牛顿第三定律求出地面受到碗的压力．【解答】解：以滑块为研究对象，设碗对滑块的支持力大小为F1，根据牛顿第二定律得F1﹣mg=m得到F1=mg+m以碗为研究对象，由平衡条件得地面对碗的支持力F2=F1+Mg=Mg+mg+m由牛顿第三定律得，地面受到碗的压力大小为FN=Mg+mg+m．故选B7．小球A和B用细线连接，可以在光滑的水平杆上无摩擦地滑动，已知它们的质量之比m1：m2=3：1，当这一装置绕着竖直轴做匀速转动且A、B两球与水平杆子达到相对静止时（如图），A、B两球做匀速圆周运动的（）A．线速度大小相等B．半径之比为r1：r2=1：3C．角速度相等D．向心力的大小之比为F1：F2=3：1【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．【分析】两球同轴转动角速度相同，由绳子的拉力提供向心力，根据Fn=mω2r比较向心力大小，并求半径之比，根据v=ωr比较线速度大小．【解答】解：BCD、两球同轴转动角速度相同，由绳子的拉力提供向心力，则有：m1ω2r1=m2ω2r2，解得半径之比为：=，故D错误，BC正确．A、根据v=rω知，半径之比为1：3，则线速度之比为1：3，故A错误．故选：BC．二、填空题8．如图所示，两根细线把两个相同的小球悬于同一点，并使两球在同一水平面内做匀速圆周运动，其中小球1的转动半径较大，则两小球转动的角速度大小关系为ω1=ω2，两根线中拉力大小关系为T1＞T2，（填“＞”“＜”或“=”）【考点】物体做曲线运动的条件．【分析】两个小球均做匀速圆周运动，对它们受力分析，找出向心力来源，可先求出角速度．【解答】解：对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得合力：F=mgtanθ…①；由向心力公式得：F=mω2r…②设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htanθ…③；由①②③三式得：ω=，与绳子的长度和转动半径无关，故二者角速度相等；绳子拉力T=，则T1＞T2；故答案为：=；＞9．从高为H的地方A平抛一物体，其水平射程为2s．在A点正上方高度为2H的地方B点，以同方向平抛另一物体，其水平射程为s，两物体在空中的轨道在同一竖直平面内，且都是从同一屏M的顶端擦过，求屏M的高度是H．【考点】平抛运动．【分析】两个物体均做平抛运动，水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动，根据平抛运动的分位移公式多次列式后联立方程组求解．【解答】解：设从A、B抛出物体的初速度分别为vA0和vB0，在空中飞行的时间分别为tA和tB，从抛出至M点历时分别为ta和tb，M点高度为h．竖直分位移：物体A：gtA2=H①物体B：gtB2=2H②水平分位移：物体A：vA0tA=2s③物体B：vB0tB=s④两个轨迹交点位置：物体A：gtA′2=H﹣h⑤物体B：gtB′2=2H﹣h⑥水平分位移：vA0tA′=vB0tB′⑦解①②③④得：=2⑧解⑤⑥⑦⑧得：h=H．故答案为：H．10．如图所示，A、B是两块竖直放置的薄纸片，子弹m以水平初速度穿过A后再穿过B，在两块纸片上穿过的两个洞高度差为h，A、B距离为l，则子弹的初速度是l．【考点】平抛运动．【分析】子弹做平抛运动，已知水平分位移和竖直分位移，根据分位移公式列式求解即可．【解答】解：子弹在水平方向做匀速运动，竖直方向的自由落体运动；两运动具有等时性，设时间为t、初速度为v，则水平方向位移：l=vt…①竖直方向：h=gt2…②由①②可得：v=l故答案为：l．三、计算题11．如图所示，在圆柱形屋顶中心天花板上的O点，挂一根L=3m钓细绳，绳的下端挂一个质量为m=0.5kg的小球，已知绳能承受的最大拉力为l0N．小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球以v=9m/s的速度落在墙边．求这个圆柱形屋顶的高度H和半径R．（g取10m/s2）【考点】牛顿第二定律；平抛运动；向心力．【分析】设绳与竖直方向夹角为θ，则cosθ=，所以θ=60°，小球在绳子断开后做平抛运动，根据竖直方向做自由落体运动求出下落的高度，根据几何关系即可求得H，根据向心力公式求出绳断时的速度，进而求出水平位移，再根据几何关系可求R．【解答】解：如图（1）所示，取小球为研究对象，设绳刚要断裂时细绳的拉力大小为T，绳与竖直方向夹角为θ，则在竖直方向有：Fcosθ=mg，所以cosθ=，所以θ=60°球做圆周运动的半径r=Lsin60°=3×=，O、O′间的距离为：OO′=Lcos60°=1.5m，则O′、O″间的距离为O′O″=H﹣OO′=H﹣1.5m．由牛顿第二定律知Tsinθ=m解得：设在A点绳断，细绳断裂后小球做平抛运动，落在墙边C处．设A点在地面上的投影为B，如答图（2）所示．由运动的合成可知：v2=vA2+（gt）2，由此可得小球平抛运动的时间t==0.6s由平抛运动的规律可知