山西省山大附中高一物理下学期4月月考试卷2（含解析）.docVIP

山西大 学附中20142015学年高一第二学期4月模块诊断物理试题考试时间：90分钟 满分：100分一选择题(本题共13小题，52分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8-13题有多项符合题目要求，每小题4分.。全部选对的4 分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)1.【题文】关于物体所受合外力的方向与大小，下列说法正确的是 a.物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的大小一定逐渐增加 b.物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变 c.物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 d.物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直【答案】d【解析】本题主要考查合外力与速度关系；物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力只需要与速度同向即可，故选项a错误；物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向未必变化，如平抛运动，选项b错误；物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定不指向圆心，合外力有沿切线方向的分力，以改变速率大小，选项c错误；物体做匀速率曲线运动时，由于速率大小不变，合外力沿切线方向无分力，即其所受合外力的方向总是与速度方向垂直，如匀速圆周运动，选项d正确；本题正确选项为d。【题型】单选题【备注】【结束】2.【题文】质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的最小速度是v，则当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道压力的大小是 a、0b、mgc、3mgd、5mg【答案】c【解析】本题主要考查圆周运动；恰好通过最高点时，当速度为2v时，则,故选项c正确。【题型】单选题【备注】【结束】3.【题文】假设地球是一半径为r，质量分布均匀的球体。假设一矿井深度为d=r/2，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 a、4 b、 1/4 c、2 d、1/2【答案】d【解析】本题主要考查万有引力定律；由，故矿井底部与地表重力加速度之比为1:2，选项d正确。【题型】单选题【备注】【结束】4.【题文】设地球自转周期为t，质量为m，引力常量为g，假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为r。考虑自转影响，同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为a. b. c. d. .【答案】a【解析】本题主要考查万有引力定律；在南极时，无需向心力，有；在赤道上，需要向心力，有,故，故选项a正确。【题型】单选题【备注】【结束】5.【题文】如图.两个小木块a(质量为2m)和b(质量为m)均可视为质点，放在水平圆盘上，a与转轴00的距离为l, b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法错误的是a.b一定比a先开始滑动b.当，a、b所受的摩擦力大小始终相等c.是b开始滑动的临界角速度d.当时，a所受摩擦力的大小为2kmg/3【答案】d【解析】本题主要考查圆周运动以及临界问题；a所需的向心力为，最大静摩擦力为,b所需向心力，最大静摩擦力为，故b先于a滑动，选项a正确；a所需的向心力为，b所需向心力，只要b不滑动，即时，所需向心力都等于摩擦力，因向心力等大，故摩擦力等大，选项b正确；当所需向心力等于最大静摩擦力时，b即将滑动，即是b开始滑动的临界角速度，选项c正确；当时，a所受摩擦力的大小为，故选项d错误；本题错误选项为d。【题型】单选题【备注】【结束】6.【题文】据报道，2009年4月29日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其它行星逆向运行的小行星，代号为2009hc82。该小行星绕太阳一周的时间为n年，直径23千米，其轨道平面与地球轨道平面呈155的倾斜。假定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为a、 b、 c、 d、【答案】a【解析】本题主要考查万有引力定律；由，由，地球周期一年，小行星周期n年，故二者速度之比为，选项a正确。【题型】单选题【备注】【结束】7.【题文】如图所示，发射远程弹道导弹，弹头脱离运载火箭后，在地球引力作用下，沿椭圆轨道飞行，击中地面目标b。c为椭圆轨道的远地点，距地面高度为h，地心为椭圆焦点。已知地球半径为r，地球质量为m，引力常量为g。关于弹头在c点处的速度v和加速度a，下列结论正确的是a. b.c. d.【答案】b【解析】本题主要考查圆周运动以及万有引力定律；在c点时，由解得；若在c点做匀速圆周运动，则，但在椭圆轨道的c点，弹头做近心运动，即，选项b正确。【题型】单选题【备注】【结束】8.【题文】最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200 年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍。 假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有 a.恒星质量与太阳质量之比 b.恒星密度与太阳密度之比c.行星质量与地球质量之比 d.行星运行速度与地球公转速度之比【答案】ad【解析】本题主要考查万有引力定律；由，因为知道了地球绕太阳的周期、半径以及行星绕恒星的周期、半径之比，故可求得恒星质量与太阳质量之比，选项a正确；虽然知道了质量之比，但是由于不知道恒星、太阳各自的半径，故不可求得密度之比，选项b错误；环绕天体的质量无法求出，故选项c错误；由可知二者线速度之比，故选项d正确；本题正确选项为ad。【题型】多选题【备注】【结束】9.【题文】如图，质量为m的物块，沿着半径为r的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是a.受到向心力为 b.受到向心力为c.受到的摩擦力为 d.受到的合力方向斜向左上方【答案】cd【解析】本题主要考查圆周运动、牛顿第二定律；由题意可知向心力为，故选项a、b错误；由牛顿第二定律可得即，由摩擦力，故选项c正确；水平方向合力等于摩擦力水平向左，竖直方向合力竖直向上，故物体的合力斜向左上方，故选项d正确；本题正确选项为cd。【题型】多选题【备注】【结束】10.【题文】设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为r，则下列比值正确的是a. b. c. d.【答案】bd【解析】本题主要考查万有引力以及宇宙速度；同步卫星与随地球自转的物体具有相同的角速度，故由可知，故选项b正确，选项c错误；由可知，故选项a错误,选项d正确；本题正确选项为bd。【题型】多选题【备注】【结束】11.【题文】如图所示，木板b托着木块a在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是：a.从水平位置a到最高点b的过程中a的向心加速度越来越大b.从水平位置a到最高点b的过程中b对a的摩擦力越来越小c.在a处时a对b压力等于a的重力，a所受的摩擦力达到最大值，d.在过圆心的水平线以下a对b的压力一定大于a的重力【答案】bcd【解析】本题主要考查圆周运动以及超重与失重；选项a，既然是匀速圆周运动，由可知加速度不变，选项a错误；选项b,在a点，摩擦力提供向心力，在b点，摩擦力为零，故摩擦力变小，选项b正确；选项c，在a点，竖直方向为平衡状态，重力等于支持力，水平方向，摩擦力完全提供向心力，故摩擦力最大，故选项c正确；选项d，在过圆心的水平线以下加速度大致向上，物块处于超重状态，故选项d正确；本题正确选项为bcd。【题型】多选题【备注】【结束】12.【题文】据报道我国数据中继卫星“天链一号01 星”于2008 年4 月25 日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4 次变轨控制后，于5 月l 日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01 星”，下列说法正确的是a.运行速度大于7.9km/s b.离地面高度一定，相对地面静止c.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大d.卫星中的物体处于失重状态，说明物体不受地球引力作用【答案】bc【解析】本题主要考查万有引力、宇宙速度；选项a，近地卫星的速度为第一宇宙速度，由可知同步卫星的速度一定小于第一宇宙速度，选项a错误；选项b，同步卫星周期固定，由可知卫星高度一定，又因为是同步卫星，相对于地面必定静止，选项b正确；选项c，同步卫星周期小于月球的周期，故角速度大于月球角速度，选项c正确；选项d，卫星处于失重状态，是由于重力提供了向心力，并不是不受重力，选项d错误；本题正确选项为bc。【题型】多选题【备注】【结束】13.【题文】冥王星与其附近的星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7：1，同时绕它们连线上某点o做匀速圆周运动。由此可知冥王星绕o点运动的a、轨道半径约为卡戎的1/7 b、角速度大小与卡戎的相同c、线度大小约为卡戎的7倍 d、向心力小约为卡戎的7倍【答案】ab【解析】本题主要考查万有引力、圆周运动；对于双星系统，属于共轴转动，具有相同的角速度，故选项b正确；设冥王星与其附近的星体卡戎的半径分别为，质量分别为，故有，故选项a正确；线速度由可知线速度与半径成正比，即速度之比为1:7，选项c错误；二者向心力等大，故选项d错误；本题正确选项为ab。【题型】多选题【备注】【结束】二实验题(本题共12分，每空4分)14.【题文】在用圆锥摆验证向心力的表达式实验中，如图甲所示，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。用于带动钢球，设法使她刚好沿纸上某个半径为r的圆周运动，钢球的质量为m.重力加速度为g。(1)用秒表记录运动n圈的总时间为t，那么小球做圆周运动中需要的向心力表达式为 (2)通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为h，那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式f= (3)改变小球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图象，可以达到粗略验证向心力表边式的目的，该图线的斜率表达式为 (用题中所给物理量的字母表示上面各问的结果)【答案】(1) (2) (3)【解析】本题主要考查牛顿第二定律以及圆周运动；（1） 由题意知周期为以及可得；（2） 设绳子与竖直方向夹角为，由合力提供向心力可得；（3） 由，可得斜率为。【题型】实验题【备注】【结束】三、计算题(本题共3小题，共计36分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)15.【题文】如8图所示，半径为r的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心o的对称轴oo重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和o点的连线与oo之间的夹角为60。重力加速度大小为g。(1)若=0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求0；(2)若=(1k)0，且0k 1，物块相对罐壁仍静止，求小物块受到的摩擦力大小和方向。【答案】(1)(2)【解析】本题主要考查牛顿第二定律以及圆周运动；(1)对m有 (2)当时， 物块有向内运动的趋势， 静摩擦力沿切线向外【题型】计算题【备注】【结束】16.【题文】如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上p点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点q，斜面的倾角为，已知该星球半径为r，万有引力常量为g，求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的第一宇宙速度v；(3)该星球的密度【答案】(1)(2)【解析】本题主要考查平抛运动、万有引力；（1） 有平抛运动得则（2） 由又，则（3） 在星球表面有可得该星球的密度为【题型】计算题【备注】【结束】17.【题文】如图所示，m是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴匀速转动，规定经过圆心o点且水平向右为x轴正方向。在o点正上方距盘面高为h=5m处有一个可间断滴水的容器，从t=0时刻开始，容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知t=0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。则：(取)(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上?(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘的角速度应为多大?(3)当圆盘的角速度为1.5时，第二滴水与第三滴水在盘