搜索
四川省泸县第二中学2017-2018学年高一下学期期中考试理综-物理试题二、选择题1.一个物体只在相互垂直的恒力F1、F2作用下，由静止开始运动，经过一段时间后，突然撤去F2而F1不变，则物体以后的运动情况是()A.物体做直线运动B.物体做变加速曲线运动C.物体沿F1的方向做匀加速直线运动D.物体做匀变速曲线运动【答案】D【解析】一个物体在相互垂直的恒力F1和F2作用下，由静止开始沿两力的合力方向上做匀加速直线运动；经过一段时间后，突然将撤去F2，则物体出现了合力方向即为F1方向，大小为F1；F1方向与此时的速度不共线，所以做曲线运动，由于合力的大小与方向不变，所以做匀变速曲线运动，故D正确，A、B、C错误；故选D。2.如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点从A到E的运动轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是()A.D点的速率比C点的速率大B.A点的加速度与速度的夹角小于90°C.A点的加速度比D点的加速度大D.从A到D速度先增大后减小【答案】A【解析】由题意，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿B点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由C到D过程中，合外力做正功，由动能定理可得，D点的速度比C点速度大，A正确；物体在A点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，A点的加速度与速度的夹角大于90°，B错误；质点做匀变速曲线运动，加速度不变，合外力也不变，加速度不变，C错误；由A的分析可知，质点由A到E过程中，受力的方向向下，速度的方向从斜向右上变为斜向下，竖直方向的分速度大小先减小后增大，所以合速度也是先减小后增大，D错误．【点睛】物体做曲线运动时，受到的合力指向轨迹的内侧，当合力方向与速度方向夹角为锐角时，合力做正功，当合力方向与速度方向夹角为钝角时，合力做负功．3.唐僧、悟空、沙僧和八戒师徒四人想划船渡过一条宽150m的河，他们在静水中划船的速度为5m/s，现在他们观察到河水的流速为4m/s，对于这次划船过河，他们有各自的看法，其中正确的是()A.唐僧说：我们要想到达正对岸就得朝着正对岸划船B.悟空说：我们要想节省时间就得朝着正对岸划船C.沙僧说：我们要想少走点路就得朝着正对岸划船D.八戒说：今天这种情况我们是不可能到达正对岸的【答案】B考点：运动的合成和分解4.如图，一光滑轻杆沿水平方向放置，左端O处连接在竖直的转动轴上，a、b为两个可视为质点的小球，穿在杆上，并用细线分别连接Oa和ab，且Oa=ab，已知b球质量为a球质量的3倍．当轻杆绕O轴在水平面内匀速转动时，Oa和ab两线的拉力之比为（）A.1：3B.1：6C.4：3D.7：6【答案】D【解析】试题分析：对a球有：F1-F2=mroaω2，对b球有：F2=3m•robω2，因为rob=2roa，所以；解得F1：F2=7：6．故选D．考点：牛顿第二定律的应用【名师点睛】解决本题的关键确定物体做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。5.一小球质量为m，用长为L的悬绳（不可伸长，质量不计）固定于O点，在O点正下方处钉有一颗钉子，如图所示，将悬线沿水平方向拉直无初速释放后，当悬线碰到钉子后的瞬间，下列说法不正确的是（）A.小球线速度大小没有变化B.小球的角速度突然增大到原来的2倍C.小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D.悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍【答案】D【解析】试题分析：把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，线速度大小不变，半径减小，根据v=rω、a=判断角速度、向心加速度大小的变化，根据牛顿第二定律判断悬线拉力的变化．解：A、B把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，由于绳子拉力与重力都与速度垂直，所以不改变速度大小，即线速度大小不变，而半径变为原来的一半，根据v=rω，则角速度增大到原来的2倍．故A、B正确．C、当悬线碰到钉子后，半径是原来的一半，线速度大小不变，则由a=分析可知，向心加速度突然增加为碰钉前的2倍．故C正确．D、根据牛顿第二定律得：悬线碰到钉子前瞬间：T1﹣mg=m得，T1=mg+m；悬线碰到钉子后瞬间：T2﹣mg=m，得T2=mg+2m．由数学知识知：T2＜2T1．故D错误．本题选错误的，故选D．【点评】解决本题的关键要掌握线速度、角速度、向心加速度之间的关系，以及知道在本题中悬线碰到钉子的前后瞬间，线速度大小不变．6.如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（）A.螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B.螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C.此时手转动塑料管的角速度D.若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动【答案】BD【解析】A、螺丝帽受到竖直向下的重力、水平方向的弹力和竖直向上的最大静摩擦力，螺丝帽在竖直方向上没有加速度，根据牛顿第二定律得知，螺丝帽的重力与最大静摩擦力平衡，故A正确；B、螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，所以弹力方向水平向里，指向圆心，故B错误；C、根据牛顿第二定律得：，，又，联立得到，故C错误；D、若杆的转动加快，角速度ω增大，螺丝帽受到的弹力N增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对杆发生运动，故D错误。点睛：分析螺丝帽的受力情况，根据牛顿第二定律研究重力与最大静摩擦力的关系，并判断弹力的方向．螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，由牛顿第二定律求出角速度。7.两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA:TB=1:8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（）A.RA:RB=4:1B.RA:RB=1:4C.VA:VB=1:2D.VA:VB=2:1【答案】AC【解析】根据万有引力提供向心力为：，解得，因为，所以，，AC正确．8.假如一作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则（）A.根据公式v＝ωr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B.根据公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C.根据公式，可知地球提供的向心力将减小到原来的D.根据上述(B)和(C)给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的【答案】BD【解析】研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，当轨道半径变化时，万有引力变化，卫星的角速度ω=，随着变化，所以，不能用公式v=rω讨论卫星的线速度变化，故A错误；当轨道半径变化时，万有引力变化，卫星的线速度v=，随着变化，所以不能用公式F=m讨论卫星的向心力变化，故B错误；根据公式F=G，可知地球提供的向心力将减少到原来的，故C正确；根据上述B和C给出的公式，卫星的线速度v=，可知卫星运动的线速度将减少到原来的，故D正确；故选CD。点睛：人造卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，卫星的线速度、角速度、周期都与半径有关，讨论这些物理量时要找准公式，正确使用控制变量法．二、非选择题：9.一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动时的角速度．实验器材：打点计时器、米尺、纸带、复写纸片．实验步骤：（1）如图，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上(纸带厚度可不计)．（2）接通电源，启动控制装置使圆盘转动，同时打点计时器开始打点．（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量．某次实验测得圆盘半径r=5.5×10-2m，得到的纸带的如图，求得线速度为___________；角速度为__________________【答案】(1).0.38m/s(2).6.9rad/s【解析】从图中可以读出第一个点到第十六个点之间距离是11.40cm，根据线速度的定义式为：．根据角速度与线速度的关系解得．10.图甲是“研究平抛运动”的实验装置图．（g＝10m/s2）（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛________．（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________m/s.（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s；B点的竖直分速度为________m/s.【答案】(1).水平(2).初速度相同(3).1.6(4).1.5(5).2【解析】（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同；（2）根据x=v0t，y=gt2，解得（3）由图可知，AB、BC之间的时间间隔相等，根据△y=gT2得，，则小球的初速度．B点竖直方向上的分速度等于AC在竖直方向上的平均速度，．点睛：解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据运动学公式抓住等时性进行求解．三、计算题：本大题3小题，共45分．要求在答卷上写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤和明确的答案．11.已知月球绕地球运行的轨道半径为r，环绕地球一周的飞行时间为T，万有引力常量为G，地球半径为R。求：（1）地球的质量M；（2）地球的平均密度【答案】（1）（2）【解析】（1）设同步卫星的质量为m、地球质量为M，万有引力充当向心力，故有，解得；（2）地球的平均密度；12.汽车发动机的功率为60kW，汽车的质量为4吨，当它行驶在坡度为α(sinα＝0.02)的长直公路上时，如图14所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g取10m/s2)，求：（1）汽车所能达到的最大速度vm；（2）若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？（3）当汽车以0.6m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少．【答案】（1）12.5m/s（2）13.9s（3）4.16×105J【解析】本题考查了机动车启动的两种形式，汽车沿着斜面加速运动时，阻力为摩擦力与重力沿斜面向下的分力之和，当速度最大时牵引力等于阻力，由此可求得最大速度大小，当汽车匀加速运动速度增大到最大时，功率为额定功率，由P=Fv和F-f=ma可求得末速度v，再由匀变速直线运动的公式v=at可求得匀加速运动的时间(1)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即f＝Kmg＋mgsinα=4000＋800=4800N．又因为F＝f时，P=f·vm，所以(2)汽车从静止开始，以a=0.6m/s2，匀加速行驶，由F＝ma，有F′－f－mgsinα＝ma．所以F′＝ma＋Kmg＋mgsinα＝4×103×0.6＋4800＝7.2×103N．保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度v′m，有由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移（3）由W=F·S可求出汽车在匀加速阶段行驶时做功为W＝F·S＝7.2×103×57.82=4.16×105J．13.宇航员到了某星球后做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角2θ.当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力．已知星球的半径为R，万有引力常量为G.求：（1）线的拉力的大小；（2）该星球表面的重力加速度的大小；（3）该星球的第一宇宙速度的大小；（4）该星球的密度．【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】（1）小球做圆周运动，线的拉力在水平方向的分力提供向心力，又因为半径，解得线的拉力；（2）线的拉力在竖直方向的分力与重力平衡，即，解得该星球表面的重力加速度；.........（4）设星球