湖北省襄阳市东风中学高一物理下学期期中试题.doc

湖北省襄阳市东风中学2017-2018学年高一物理下学期期中试题一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1. 关于曲线运动，下列说法中正确的是a. 曲线运动速度的方向可能不变b. 曲线运动速度大小一定是变化的c. 曲线运动一定是变速运动d. 曲线运动的速度大小和方向一定同时改变 2. 如图所示的传动装置中，两轮固定在一起绕同一轴转动，两轮用皮带传动，三轮半径关系是若皮带不打滑，则下列说法正确的是 a. a点和b点的线速度大小相等b. a点和b点的角速度大小相等c. a点和c点的线速度大小相等d. a点和c点的向心加速度大小相等 3. 河宽420m，船在静水中速度为，水流速度是，则船过河的最短时间为a. 140sb. 105sc. 84sd. 100s 4. 如图，从地面上方某点，将一小球以的初速度沿水平方向抛出小球经过1s落地不计空气阻力，则可求出a. 小球抛出时离地面的高度是10mb. 小球落地时的速度方向与水平地面成角c. 小球落地时的速度大小是d. 小球从抛出点到落地点的水平位移大小是5m 5. 一个半径是地球半径的3倍、质量是地球质量36倍的行星，它表面的重力加速度是地面重力加速度的多少倍a. 2倍b. 4倍c. 6倍d. 9倍 6. 宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船开始在半径为的轨道上运行，变轨后在半径为，则变轨后宇宙飞船的a. 线速度变小b. 角速度变小c. 周期变大d. 向心加速度变大 二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）7. 如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的不计空气阻力，则 a. a的飞行时间比b的长b. b和c的飞行时间相同c. a的水平初速度比b的大d. b的水平初速度比c的小 8. 用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，下列说法正确的是a. 小球在圆周最高点时所受向心力可能小于重力b. 小球在圆周最高点时绳子的拉力可能为零c. 小球在圆周最低点时的拉力一定大于重力d. 若小球刚好能到达最高点，则其在最高点速率是09. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则a. 在相同时间内a转过的弧长最长b. b的向心加速度近似等于重力加速度gc. c在6h内转过的圆心角是d. d的运动周期有可能是22h 10. 一卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为t，已知地球的半径为r，地球表面的重力加速度为g，引力常量为g，则地球的质量可表示为a. b. c. d. 三、实验题探究题（本大题共2小题，共20.0分）11.某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球a、b处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使a球水平飞出，同时b球被松开他观察到的现象是：小球a、b _填“同时”或“不同时”落地；让a、b球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，a球在空中运动的时间将_填“变长”、“不变”或“变短”；上述现象说明：平抛运动的时间与_ 大小无关，平抛运动的竖直分运动是_ 运动12.高一某班某同学为了更精确的描绘出物体做平抛运动的轨迹，使用频闪照相拍摄小球在空中的位置，如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度，如果取，那么：由图可知小球从a运动到b的时间 _ 小球平抛运动的初速度为_ 小球在b点的速度大小为_ 小球从抛出点运动到c点时间为_ 四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）13.（12分）汽车行驶在半径为50m的圆形水平跑道上，速度为已知汽车的质量为1000kg，汽车与地面的最大静摩擦力为车重的倍问： 汽车的角速度是多少汽车受到向心力是多大？汽车绕跑道一圈需要的时间是多少？要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过多少？14（8分）如图所示，从高为，倾角为的斜坡顶点水平抛出一小球，小球的初速度为若不计空气阻力，求： 使小球能落在水平面上，小球的初速度至少为多少；当小球的初速度时，小球第一次碰撞前在空中运动的时间是多少 15（10分）宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因万有引力的作用吸引到一起设二者的质量分别为和，二者相距为l，求：该双星系统中两颗星的轨道半径；该双星系统的运行的角速度 16（10分）如图所示，用细线把小球悬挂在墙壁的钉子o上，小球绕悬点o在竖直平面内做圆周运动小球质量为2kg，绳长l为，悬点距地面高度为小球运动至最低点时，绳恰好被拉断，小球着地时速度与水平成，当地重力加速度为求：细线刚被拉断时，小球的速度多大？细线所能承受的最大拉力？ 答案和解析【答案】1. c2. a3. b4. d5. b6. d7. bc8. bc9. bc10. ac11. 同时；不变；初速度；自由落体 12. ； 13. 解：由可得，角速度为，向心力的大小为：，汽车绕一周的时间即是指周期，由得：，汽车作圆周运动的向心力由车与地面的之间静摩擦力提供随车速的增加，需要的向心力增大，静摩擦力随着一直增大到最大值为止，由牛顿第二定律得： 而 联立式解得，汽车过弯道的允许的最大速度为答：汽车的角速度是；汽车受到向心力是2000n；汽车绕跑道一圈需要的时间是；要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过 14. 解：依据题意，设小球落在水平面上的水平位移为x 小球落在水平面上要满足： 可得： 因为小球初速度，小球一定落在斜面上， 得： 答：使小球能落在水平面上，小球的初速度至少为；当小球的初速度时，小球在空中运动的时间是 15. 解：这两颗星万有引力提供向心力，有： 两式相除，得：又因为，所以有： 两星的角速度相同，则： 式消去式消去得： 解得：答：该双星系统中两颗星的轨道半径分别是；该双星系统的运行的角速度是 16. 解：设小球运动到b点时的速度大小，由机械能守恒定律得：解得小球运动到b点时的速度大小为：小球从b点做平抛运动，水平速度为；竖直方向有：；解得c点的瞬时速度大小为：若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值，由牛顿定律得 为op的长度由以上各式解得： 答：当小球运动到b点时的速度大小为点的瞬时速度为；轻绳能承受的最大拉力为9n 【解析】1. 解：abd、曲线运动的特征是速度方向时刻改变，速度大小不一定变化，例如匀速圆周运动，速度大小不变，故a错误、b错误，d错误c、曲线运动的特征是速度方向时刻改变，是变速运动，故c正确故选：c 曲线运动的条件，合外力与速度不一条直线上，速度方向时刻变化，故曲线运动时变速运动曲线运动合力一定不能为零掌握曲线运动的条件，合外力与速度不一条直线上，知道曲线运动合外力一定不为零，速度方向时刻变化，一定是变速运动2. 解：由于a轮和b轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故，：1由角速度和线速度的关系式可得：2由于b轮和c轮共轴，故两轮角速度相同，即，故：1：2：2由角速度和线速度的关系式可得：2：1：2根据知a点和c点的向心加速度大小不相等故选：a要求线速度之比需要知道三者线速度关系：a、b两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，b、c两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同解决传动类问题要分清是摩擦传动包括皮带传动，链传动，齿轮传动，线速度大小相同还是轴传动角速度相同3. 解：船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡河时间等于沿船头指向分运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短，因而，故b正确，acd错误；故选：b船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，由于两个分运动相互独立，互不影响，故渡河时间等于沿船头指向分运动的时间，与水流速度无关，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短本题关键是将船的实际运动沿着船头指向和顺着水流方向分解，由于渡河时间等于沿船头指向分运动的时间，故当船头指向垂直河岸时，沿船头方向的分运动的位移最小，小船渡河时间最短4. 解：a、根据得，所以高度故a错误b、设小球落地时速度与水平方向的夹角为，则，所以故b错误c、小球落地时竖直方向上的速度，则落地的速度故c错误d、小球在水平方向上的位移故d正确故选：d 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，根据高度求出落地的高度，结合初速度和时间求出水平位移，求出落地时竖直方向上的分速度，通过平行四边形定则求出小球落地时的速度大小根据平行四边形定则求出落地时的速度与水平方向的夹角解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解5. 解：地球表面重力与万有引力相等，故有： 可得地球表面重力加速度为： 同理行星表面的重力加速度为：，选项b正确，acd错误故选：b 星球表面重力与万有引力相等，得到重力加速度的表达式，再由质量和半径关系求出重力加速度的关系星球表面重力与万有引力相等得到重力加速度的表达式，再根据星球质量与半径关系求出重力加速度与地球表面重力加速度的关系即可，掌握万有引力公式是解决问题的关键6. 解：飞船绕地球圆周运动过程中万有引力提供圆周运动向心力：有：a、线速度可知轨道半径变小，线速度变大，故a错误；b、角速度可知轨道半径变小，角速度变大，故b错误；c、周期可知轨道半径变小，周期变小，故c错误；d、向心加速度可知轨道半径变小，向心加速度变大，故d正确故选：d飞船绕地球匀速圆周运动，根据万有引力提供圆周运动向心力由半径关系分析描述圆周运动物理量的大小关系解决本题的关键是能抓住万有引力提供圆周运动向心力由半径关系分析描述圆周运动物理量大小关系，熟练并掌握公式是关键7. 解：ab、根据得：平抛运动的时间则知，b、c的高度相同，大于a的高度，可知a的飞行时间小于b的时间，b、c的运动时间相同，故a错误，b正确；c、a、b相比较，因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据知，a的水平初速度大于b的水平初速度故c正确；d、b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，根据知，b的初速度大于c的初速度故d错误故选：bc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，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较初速度的大小解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，水平位移由初速度和高度共同决定8. 解：a、在最高点，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，则有所以向心力最小是重力，不可能小于重力，故a错误；b、当小球在圆周最高点时，绳子的拉力刚好为零时，重力提供向心力，则有，解得：，此时的速度是物体做圆周运动在最高点的最小速度，故b正确，d错误；c、在最低点有：，拉力一定大于重力故c正确故选：bc细线拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点和最低点，沿半径方向上的合力提供向心力，在最高点速度为不为0，取决于在最高点的速度解决本题的关键知道竖直平面内圆周运动最高点和最低点，沿半径方向上的合力提供向心力以及绳子拉着小球在竖直平面内运动，在最高点的临界情况是拉力为0时，重力提供向心力9. 解：a、由，得，卫星的半径越大，线速度越小，所以b的线速度比c、d大，而a与c的角速度相等，根据可知，a的线速度小于c的线速度，则在相同时间内b转过的弧长最长故a错误；b、b是近地轨道卫星，则其向心加速度约为故b正确；c、c是地球同步卫星，周期是24h，则c在6h内转过的圆心角是故c正确；d、由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期故d错误；故选：bc近地轨道卫星的向心加速度约为根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧长关系根据开普勒第三定律判断d与c的周期关系对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力，分析各量之间的关系，并且要知道同步卫星的条件和特点10. 解：根据万有引力提供向心力，有：，解得：根据万有引力等于重力得：，解得：故a、c正确，b、d错误故选：ac根据万有引力提供向心力，通过轨道半径和周期求出地球的质量；根据万有引力等于重力，通过地球表面的重力加速度和地球的半径求出地球的质量解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用11. 解：小锤轻击弹性金属片时，a球做抛运动，同时b球做自由落体运动通过实验可以观察到它们同时落地；用较大的力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变；上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动故答案为：相同；不变；初速度，自由落体本实验是研究平抛运动竖直方向分运动的实验小锤轻击弹性金属片后，a球做平抛运动，同时b球做自由落体运动通过实验可以观察到它们同时落地，所以可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动本实验是研究平抛运动竖直方向做自由落体运动的实验，通过观察两球落地的时间，证明平抛运动竖直方向上的运动与自由落体相同，难度不大12. 解：根据得，小球平抛运动的初速度点的竖直分速度，根据平行四边形定则知，b点的速度点的竖直分速度，则小球从抛出点到c点的时间故答案为：； ；根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔；根据水平位移和时间间隔求出平抛运动的初速度；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点的