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文档简介
1、安徽省黄山市屯溪一中2014-2015学年高一(下)期中物理试卷一、选择题(本大题有15小题,每小题3分,共45分在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)1(3分)一物体在三个共点力作用下做匀速直线运动,若突然撤去其中一个力,其余两力不变,此物体不可能做()A匀加速直线运动B匀减速直线运动C类似于平抛运动D匀速圆周运动2(3分)做匀速圆周运动的质点()A线速度大的角速度一定大B角速度大的转速一定大C转速大的周期一定大D周期长的线速度一定小3(3分)一重球用细绳悬挂在匀速前进中车厢天花板上,当车厢突然制动时,则()A绳的拉力突然变小B绳的拉力突然变大C绳的拉力没有变化D无法判断拉
2、力有何变化4(3分)一薄圆盘可绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴OO转动,在圆盘上放置一小木块当圆盘匀速转动时,木块相对圆盘静止关于木块以下说法正确的是()A由于木块相对圆盘静止,所以不受摩擦力B由于木块运动,所以受到与运动方向相反的滑动摩擦力C木块受到圆盘对它的静摩擦力,方向指向圆盘中心D由于木块做匀速圆周运动,所以,除了受到重力、支持力、摩擦力外,还受向心力5(3分)苹果落向地球而不是地球向上运动碰到苹果,原因是()A由于苹果质量小,对地球的引力小,而地球质量大,对苹果引力大造成的B由于地球对苹果有引力,而苹果对地球无引力造成的C苹果与地球间的引力是大小相等的,由于地球质量极大,不可能产生
3、明显的加速度D以上说法都不对6(3分)从距地面高h处水平抛出一小石子,石子在空中飞行过程中(空气阻力不计),下列说法不正确的是()A石子的运动为匀变速运动B石子抛出时速度越大,石子在空中飞行时间越长C石子每秒内速度的变化量恒定不变D石子在任何时刻的速度与其竖直分速度之差为一恒量7(3分)关于地球的第一宇宙速度,下列说法中正确的是()A它是人造地球卫星环绕地球运转的最小速度B它是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度C它是能使卫星进入环地轨道运行的最大发射速度D它是能使卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度8(3分)如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘的质点,且RA=RC=2
4、RB,则三质点的向心加速度之比aA:aB:aC等于()A4:2:1B2:1:2C1:2:4D4:1:49(3分)物体以水平速度v0从高处抛出,当竖直分速度为水平分速度4倍时,物体所通过的位移大小为(不计空气阻力)()ABCD10(3分)质量m=4kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O处,先用沿x轴正方向的力F1=8N作用了2s,然后撤去F1;再用沿y轴正方向的力F2=24N作用了1s则质点在这3s内的轨迹是()ABCD11(3分)2008年9月25日21时10分,载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的神舟七号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功9月27日翟志刚成功实施了太空行走如果神舟
5、七号飞船在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动,已知地球的半径R,万有引力常量为G下列关于在该轨道上神舟七号航天飞船的说法中错误的是()A运行的线速度小于第一宇宙速度B运行的线速度大小为C向心加速度大小为D地球表面的重力加速度大小为12(3分)“空间站”是科学家进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所假设某“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行,其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一,且运行方向与地球自转方向一致下列关于该“空间站”的说法正确的有()A运行的加速度不等于其所在高度处的重力加速度B运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C站在地球赤道上的人观察到它向东运动D在“空间
6、站”内工作的宇航员因受到平衡力而在其中悬浮或静止13(3分)1958年至1976年的美苏空间竞赛,引发了首次探月高潮经过多年发展,如今一些国家的综合国力有了较大提升,已掀起了第二轮探月热潮与第一轮“探月热”不同的是,新一轮以探测月球资源为主,为未来月球资源开发、利用打基础科学探测表明,月球上至少存在氧、硅、铝、铁等丰富的矿产资源设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假定经过长时间开采以后,月球和地球仍看做均匀球体,月球仍然在开采前的圆轨道上绕地球运动对开采后的月球与开采前相比,下列判断正确的是()A月球所受地球的引力可能不变B月球绕地球运动的向心加速度变大C月球绕地球运动的周期变大
7、D月球绕地球运动的速率变小14(3分)如图所示,一光滑小球在力F的作用下,以某一恒定的速率,从半径为R的固定的半圆形轨道的a点沿轨道运动到b点,作用力F的方向总是竖直向上空气阻力不计,下面关于小球在该过程中的有关说法正确的是()A加速度恒定不变B所受合外力恒定不变C轨道的弹力不断增大DF与重力的合力恒定不变15(3分)如图所示,一物体m从曲面上的Q点自由滑下,滑至传送带时速度为v,然后沿着粗糙的传送带向右运动,最后落到地面上已知在传送带不动的情况下,落地点是P点空气阻力不计,下列判断不正确的是()A若皮带轮带着传送带以大于v的速度向右匀速运动,那么物体的落地点在P点右边B若皮带轮带着传送带以等
8、于v的速度向右匀速运动,那么物体的落地点在P点右边C若皮带轮带着传送带以小于v的速度向右匀速运动,那么物体的落地点在P点左边D若皮带轮带着传送带向左匀速运动,那么物体的落地点在P点二、计算题(本题有4小题,共55分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分)16(13分)某一行星有一质量为m的卫星,以轨道半径r、周期T做匀速圆周运动,测得行星的半径恰好是该卫星轨道半径的,万有引力常量为G,求(1)卫星的加速度大小;(2)行星的质量;(3)行星表面的重力加速度大小17(13分)在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,绳的悬挂点O距水面的高度为H
9、=3m,绳的长度为l,小明和小阳观看后对此进行了讨论如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角为,摆到最低点时的速率v=不计空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,取g=10m/s2(1)求选手摆到最低点时对绳的拉力大小;(2)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点18(14分)如图所示,一个半径为R=0.8m的金属圆环竖直固定放置,环上套有一个质量为m的小球,小球可在环上自由滑动,与环间的动摩擦因数为0.4某时刻小球向右滑动经过环的最高点时,环对小球的滑
10、动摩擦力大小为mg,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,求该时刻(结果可用根式表示)(1)小球的速率;(2)小球的加速度大小19(15分)设地球和火星都在同一平面上绕太阳做匀速圆周运动,火星轨道半径为地球轨道半径的1.5倍现从地球表面向火星发射火星探测器,发射过程分两步,第一步:在地球表面用火箭对探测器加速,使它脱离地球引力成为一个沿地球轨道运动的“星体”;第二步:在适当时刻点燃与探测器连在一起的火箭发动机,在短时间内对探测器沿原方向加速,使其速度数值增加到适当值,从而使探测器沿半个椭圆轨道(该椭圆长轴两端分别与地球公转轨道及火星公转轨道相切,如图1所示)射到火星上=2.2,=1.2,1
11、年为365天(1)求火星公转的周期为多少天(地球日)?(2)求火星探测器沿椭圆轨道运动到火星上经历的时间为多少天?(3)当探测器沿地球轨道稳定运动后,在某年5月1日零时,测得探测器与火星间的角距离为60°,如图2所示,问应在何年何月何日点燃探测器的发动机,才能使探测器正好落在火星上?安徽省黄山市屯溪一中2014-2015学年高一(下)期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题(本大题有15小题,每小题3分,共45分在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)1(3分)一物体在三个共点力作用下做匀速直线运动,若突然撤去其中一个力,其余两力不变,此物体不可能做()A匀加速直线运
12、动B匀减速直线运动C类似于平抛运动D匀速圆周运动考点:共点力平衡的条件及其应用;物体做曲线运动的条件 分析:物体受到三个力的作用,物体做匀速直线运动,这三个力是平衡力,如果其中一个力突然消失,剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线,是非平衡力,物体在非平衡力的作用下一定改变了物体的运动状态;曲线运动的条件是合力与速度不共线解答:解:A、有一个作匀速直线运动的物体受到三个力的作用,这三个力一定是平衡力,如果其中的一个力突然消失,剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线,这个合力恒定不变若物体的速度方向与此合力方向相同,则物体将匀加速直线运动,不符合题意故A错误;B、若剩余的两个力的合力
13、与物体的速度方向相反,则物体做匀减速直线运动不符合题意故B错误;C、曲线运动的条件是合力与速度不共线,当其余两个力的合力与速度不共线时,物体做曲线运动;若由于合力恒定,故加速度恒定,即物体做匀变速曲线运动,剩余的两个力的合力方向与原来速度方向垂直,则物体做类似于平抛运动不符合题意故C错误;D、其余两个力的合力恒定,而匀速圆周运动合力一直指向圆心,是变力,所以物体不可能做匀速圆周运动,故D正确该题选不可能的,故选:D点评:本题考查了曲线运动的条件以及三力平衡的知识,关键根据平衡得到其余两个力的合力恒定,然后结合曲线运动的条件分析2(3分)做匀速圆周运动的质点()A线速度大的角速度一定大B角速度大
14、的转速一定大C转速大的周期一定大D周期长的线速度一定小考点:线速度、角速度和周期、转速 分析:解答本题应掌握:线速度与角速度的关系公式v=r;角速度与转速的周期公式=2n;转速与周期的关系公式n=;周期与线速度的关系公式T=解答:解:A、由公式v=r,v大,不一定大,还取决于r,故A错误;B、由公式=2n,知与n成正比,故B正确;C、由公式n=,n与T成反比,故C错误;D、由T=,得T与v成反比,故D错误;故选B点评:本题涉及描述圆周运动的一些物理量间的关系式,应该在记住这些概念的基础上熟练推导他们间的关系式;初学者往往容易找一些事例,而不去推导关系式!3(3分)一重球用细绳悬挂在匀速前进中车
15、厢天花板上,当车厢突然制动时,则()A绳的拉力突然变小B绳的拉力突然变大C绳的拉力没有变化D无法判断拉力有何变化考点:牛顿第二定律;向心力 专题:牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析:原来匀速运动时,绳的拉力等于重力,突然制动时,绳的拉力与重力的合力提供向心力,绳的拉力比重力大解答:解:原来匀速运动时,求处于平衡状态,绳子对球的拉力与球受到的重力是一对平衡力,F拉=G当车厢突然制动时,球由于惯性继续保持原来的速度运动,但由于绳子的作用做圆周运动,绳子对球竖直向上的拉力和球受到的重力的合力提供它做圆周运动所需要的向心力0所以F拉G绳的拉力突然变大,故B正确故选B点评:此题主要考查当车厢突然制动时,
16、球做什么运动,什么力提供向心力,难度不大,属于中档题4(3分)一薄圆盘可绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴OO转动,在圆盘上放置一小木块当圆盘匀速转动时,木块相对圆盘静止关于木块以下说法正确的是()A由于木块相对圆盘静止,所以不受摩擦力B由于木块运动,所以受到与运动方向相反的滑动摩擦力C木块受到圆盘对它的静摩擦力,方向指向圆盘中心D由于木块做匀速圆周运动,所以,除了受到重力、支持力、摩擦力外,还受向心力考点:向心力;静摩擦力和最大静摩擦力;牛顿第二定律 分析:小木块在圆盘上绕圆盘中心做匀速圆周运动,所需要的向心力在水平面内且指向圆心,对小木块进行受力分析,然后确定什么力提供向心力解答:解:以小
17、木块为研究对象,受力如图所示,木块相对圆盘静止,与圆盘一起做匀速圆周运动,小木块做匀速圆周运动需要的向心力在水平面内指向圆心,重力G与支持力FN在竖直方向上,G与FN不可能提供向心力,因此小木块作圆周运动的向心力由静摩擦力f提供故选C点评:本题考查了对做圆周运动的物体受力分析,注意做匀速圆周运动的物体需要向心力,向心力是效果力,它由物体所受的合外力提供,我们只能说物体做圆周运动需要向心力,不能说受向心力5(3分)苹果落向地球而不是地球向上运动碰到苹果,原因是()A由于苹果质量小,对地球的引力小,而地球质量大,对苹果引力大造成的B由于地球对苹果有引力,而苹果对地球无引力造成的C苹果与地球间的引力
18、是大小相等的,由于地球质量极大,不可能产生明显的加速度D以上说法都不对考点:万有引力定律及其应用 专题:万有引力定律的应用专题分析:地球吸引苹果的力与苹果吸引地球的力是相互作用力,大小相等而地球的质量大,惯性大,根据惯性即可解题解答:解:地球吸引苹果的力与苹果吸引地球的力是相互作用力,大小相等地球的质量很大,惯性就大,不可能产生明显的加速度,而苹果质量较小,惯性就小,容易改变运动状态故选C点评:地球吸引苹果的力与苹果吸引地球的力是相互作用力,大小相等,质量大的物体惯性大,不容易改变运动状态6(3分)从距地面高h处水平抛出一小石子,石子在空中飞行过程中(空气阻力不计),下列说法不正确的是()A石
19、子的运动为匀变速运动B石子抛出时速度越大,石子在空中飞行时间越长C石子每秒内速度的变化量恒定不变D石子在任何时刻的速度与其竖直分速度之差为一恒量考点:平抛运动 专题:平抛运动专题分析:从距地面高h处水平抛出一小石子,石子在空中做平抛运动,平抛运动是匀变速曲线运动,时间由高度决定解答:解:A、平抛运动的加速度为g,保持不变,做匀变速曲线运动故A正确B、平抛运动的时间由高度决定,与初速度无关故B错误C、因为加速度恒定,则由v=at=gt,知每秒内速度的变化量恒定不变故C正确D、根据平行四边形定则知,石子在任何时刻速度与竖直分速度的矢量差为水平分速度,因为水平分速度不变,则石子在任何时刻的速度与其竖
20、直分速度之差为一恒量故D正确本题选不正确的,故选:B点评:解决本题的关键知道平抛运动的运动特点,知道决定平抛运动时间的因素,知道分速度和合速度遵循平行四边形定则7(3分)关于地球的第一宇宙速度,下列说法中正确的是()A它是人造地球卫星环绕地球运转的最小速度B它是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度C它是能使卫星进入环地轨道运行的最大发射速度D它是能使卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度考点:第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度 专题:人造卫星问题分析:由万有引力提供向心力解得卫星做圆周运动的线速度表达式,判断速度与轨道半径的关系可得,第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度,轨道半径最
21、小,线速度最大解答:解:由万有引力提供向心力G=m,得:v=,所以第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度,是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度,是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度故ACD错误,B正确故选:B点评:注意第一宇宙速度有三种说法:它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度,它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度,它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度8(3分)如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘的质点,且RA=RC=2RB,则三质点的向心加速度之比aA:aB:aC等于()A4:2:1B2:1:2C1:2:4D4:1:4考点:线速度、角速度
22、和周期、转速 专题:匀速圆周运动专题分析: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答:解:由于B轮和C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vC=vB,vB:vC=1:1由于A轮和B轮共轴,故两轮角速度相同,即A=B,故A:B=1:1由角速度和线速度的关系式v=R可得vA:vB=RA:RB=2:1vA:vB:vC=2:1:1又因为RA=RC=2RB根据a=得:aA:aB:aC=4:2:1故选:A点评:解决传动类问题要分清是摩擦传动
23、(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)9(3分)物体以水平速度v0从高处抛出,当竖直分速度为水平分速度4倍时,物体所通过的位移大小为(不计空气阻力)()ABCD考点:平抛运动 专题:平抛运动专题分析:根据竖直分速度,结合速度时间公式求出运动的时间,从而得出竖直分位移和水平分位移,结合平行四边形定则求出物体通过的位移大小解答:解:根据vy=4v0=gt得,平抛运动的时间t=,则水平位移x=,竖直位移y=,根据平行四边形定则知,物体的位移s=故选:A点评: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,基础题10(3分)质量m
24、=4kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O处,先用沿x轴正方向的力F1=8N作用了2s,然后撤去F1;再用沿y轴正方向的力F2=24N作用了1s则质点在这3s内的轨迹是()ABCD考点:匀变速直线运动的图像 专题:运动学中的图像专题分析:物体在F1作用下在x轴方向做匀加速直线运动,撤去F1,施加F2,由于合力与速度方向垂直,做曲线运动,将曲线运动分解为x轴方向和y轴方向研究,在x轴方向做匀速直线运动,在y轴方向做匀加速直线运动解答:解:质点在F1的作用由静止开始从坐标系的原点O沿+x轴方向做匀加速运动,加速度a1=2m/s2,速度为v1=at1=4m/s,对应位移x1=a1t12=4
25、m,到2s末撤去F1再受到沿+y方向的力F2的作用,物体在+x轴方向匀速运动,x2=v1t2=4m,在+y方向加速运动,+y方向的加速度a2=6m/s2,方向向上,对应的位移y=a2t22=3m,物体做曲线运动q再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹的一向,知D正确,A、B、C错误故选:D点评:解决本题的关键掌握处理曲线运动的方法,将曲线运动分解为x轴方向和y轴方向,分析出两方向分运动的情况11(3分)2008年9月25日21时10分,载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的神舟七号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功9月27日翟志刚成功实施了太空行走如果神舟七号飞船在离地球表面h高处的轨道上做
26、周期为T的匀速圆周运动,已知地球的半径R,万有引力常量为G下列关于在该轨道上神舟七号航天飞船的说法中错误的是()A运行的线速度小于第一宇宙速度B运行的线速度大小为C向心加速度大小为D地球表面的重力加速度大小为考点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系 专题:人造卫星问题分析:卫星做匀速圆周运动,根据万有引力等于向心力列式后可以推导几个常用结论:卫星环绕速度公式:v=;卫星向心加速度公式为:an=;地球表面重力加速度公式为:g=解答:解:A、根据卫星环绕速度公式v=,半径越大速度越小;第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度;故神州七号飞船运行的线速度小于第一宇宙速度,故A正确;B、根据线速度定义,神州七
27、号飞船运行的线速度v=,故B错误;C、神州七号飞船运行的向心加速度为:an=2r=,故C正确;D、地球表面的重力加速度大小为:g=;卫星的万有引力提供向心力,故:;联立解得:g=,故D错误;本题选择错误的,故选B点评:本题关键是记住有关卫星的几个推论公式:环绕速度公式,角速度公式,向心加速度公式,周期公式;同时记住重力加速度公式12(3分)“空间站”是科学家进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所假设某“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行,其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一,且运行方向与地球自转方向一致下列关于该“空间站”的说法正确的有()A运行的加速度不等于其所在高度处的重力加
28、速度B运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C站在地球赤道上的人观察到它向东运动D在“空间站”内工作的宇航员因受到平衡力而在其中悬浮或静止考点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用 专题:人造卫星问题分析:根据卫星的万有引力等于向心力,由列式求出线速度、角速度、向心角速度的表达式进行讨论即可解答:解:A、空间站绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设空间站的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,空间站运行的加速度为a,等其所在高度处的重力加速度为g根据知a=g故空间站运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度,A错误;B、根据,知v=,高度为同步卫星离地球表面高度的十分之
29、一,但距离r不是十分之一,空间站运行的速度不等于同步卫星运行速度的倍,B错误;C、根据,知=,r越小,角速度越大,空间站的角速度比地球自转快,故站在地球赤道上的人观察到空间站向东运动,C正确;D、空间站绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,物体处于完全失重状态,而在舱中悬浮或相对静止,故D错误故选:C点评:本题关键抓住万有引力提供向心力,空间站处于完全失重状态,熟练应用进行解答13(3分)1958年至1976年的美苏空间竞赛,引发了首次探月高潮经过多年发展,如今一些国家的综合国力有了较大提升,已掀起了第二轮探月热潮与第一轮“探月热”不同的是,新一轮以探测月球资源为主,为未来月球资源开发
30、、利用打基础科学探测表明,月球上至少存在氧、硅、铝、铁等丰富的矿产资源设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假定经过长时间开采以后,月球和地球仍看做均匀球体,月球仍然在开采前的圆轨道上绕地球运动对开采后的月球与开采前相比,下列判断正确的是()A月球所受地球的引力可能不变B月球绕地球运动的向心加速度变大C月球绕地球运动的周期变大D月球绕地球运动的速率变小考点:万有引力定律及其应用;向心力 专题:万有引力定律的应用专题分析:根据万有引力定律,表示出地球与月球间万有引力,根据地球和月球质量的变化求出地球与月球间万有引力的变化研究月球绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式表
31、示出周期和线速度、向心加速度,再根据已知量找出周期和线速度、向心加速度的变化解答:解:A、根据万有引力定律得地球与月球间的万有引力为:F=,由于不断把月球上的矿藏搬运到地球上,所以m减小,M增大由数学知识可知,当m与M相接近时,它们之间的万有引力较大,当它们的质量之差逐渐增大时,m与M的乘积将减小,它们之间的万有引力值将减小,故A错误B、设月球质量为m,地球质量为M,月球与地球之间的距离为r,假定经过长时间开采后,地球仍可看作是均匀的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动(轨道半径r不变),根据万有引力提供向心力得,解得a=,地球的质量增大,则月球绕地球运动的向心加速度变大,故B正确C、根据得,T
32、=,地球的质量增大,则月球绕地球运动的周期变小,故C错误D、根据得,v=,地球的质量增大,则月球绕地球运动的速率增大,故D错误故选:B点评:要比较一个物理量大小或变化,我们应该把这个物理量先表示出来,再进行比较向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用14(3分)如图所示,一光滑小球在力F的作用下,以某一恒定的速率,从半径为R的固定的半圆形轨道的a点沿轨道运动到b点,作用力F的方向总是竖直向上空气阻力不计,下面关于小球在该过程中的有关说法正确的是()A加速度恒定不变B所受合外力恒定不变C轨道的弹力不断增大DF与重力的合力恒定不变考点:牛顿第二定律;力的合成与分解的运用
33、分析:结合物体的运动状态,得出物体受到的拉力和重力之间的关系,然后结合圆周运动的和向心力特点分析即可解答:解:D、由题可知,小球的速率不变,说明合外力的功始终为0,小球在竖直方向受到的重力和拉力的合力一定是0,所以小球受到的恒力F与重力大小相等,方向相反F与重力的合力恒定不变故D正确A、小球以某一恒定的速率,从半径为R的固定的半圆形轨道的a点沿轨道运动到b点,做匀速圆周运动,加速度的方向始终指向圆心,方向不断变化故A错误;B、小球做匀速圆周运动,合外力的方向始终指向圆心,方向不断变化故B错误;C、小球做匀速圆周运动,受到重力、拉力和轨道的支持力的作用,由于拉力和重力大小相等,方向相反,合外力的
34、方向始终指向圆心,所以道的弹力大小不变,方向始终指向圆心故C错误故选:D点评:该题中要抓住小球的速率不变的特点,从而得出拉力与重力的合力始终为0,然后再结合圆周运动的特点即可正确解答15(3分)如图所示,一物体m从曲面上的Q点自由滑下,滑至传送带时速度为v,然后沿着粗糙的传送带向右运动,最后落到地面上已知在传送带不动的情况下,落地点是P点空气阻力不计,下列判断不正确的是()A若皮带轮带着传送带以大于v的速度向右匀速运动,那么物体的落地点在P点右边B若皮带轮带着传送带以等于v的速度向右匀速运动,那么物体的落地点在P点右边C若皮带轮带着传送带以小于v的速度向右匀速运动,那么物体的落地点在P点左边D
35、若皮带轮带着传送带向左匀速运动,那么物体的落地点在P点考点:牛顿第二定律;平抛运动 专题:牛顿运动定律综合专题分析:物块从光滑曲面P点由静止开始下滑,通过粗糙的静止水平传送带时,受到水平向左的滑动摩擦力做匀减速直线运动若传送带顺时针转动时,分情况讨论:物块滑上传送带时速度等于传送带速度、大于传送带速度、小于传送带速度,分析物块的运动情况来选择解答:解:物块从斜面滑下来,当传送带静止时,在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力,物块将做匀减速运动,离开传送带时做平抛运动;A、当传送带顺时针以大于v的速度向右匀速运动时,物体在传送带上先加速后匀速,到达右端的速度一定大于传送带静止时的速度,故做平抛运动
36、离开传送带时,物体落在P点的右边;故A正确;B、当当传送带顺时针以等于v的速度向右匀速运动时,物体在传送带上速度不变,一直为v,故到达右端时的速度大于传送带静止时的速度;故也会落到P点的右端;故B正确;C、若传送带的速度小于v向右匀速运动时,物体可能先减速,后匀速,到达右端的速度仍可能大于传送带静止时的速度;故也可能落到P点的右边;故C错误;D、若传送带向左匀速,则物体一直受阻力,到达右端时的速度与传送带静止时的速度相同;故落到P点;故D正确;本题选择错误的;故选:C点评:本题关键通过分析相对运动后确定滑动摩擦力的情况,然后结合平抛运动分位移公式分析射程情况二、计算题(本题有4小题,共55分,
37、解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分)16(13分)某一行星有一质量为m的卫星,以轨道半径r、周期T做匀速圆周运动,测得行星的半径恰好是该卫星轨道半径的,万有引力常量为G,求(1)卫星的加速度大小;(2)行星的质量;(3)行星表面的重力加速度大小考点:万有引力定律及其应用;向心力 专题:万有引力定律的应用专题分析:(1)由万有引力提供向心力,可以列式求解;(2)同样由万有引力提供向心力,可以列式求解;(3)根据行星表面,重力等于万有引力,可以列式求解解答:解:设行星的质量为M,由行星对卫星的万有引力提供向心力 得 =mr=ma (1)由式得到卫星的加速度a=
38、 (2)由=mr 得:M= (3)设行星表面的重力加速度为g,行星半径为R,则行星表面物体的重力等于行星对物体的万有引力,即 由题意 R=0.1r 由以上得g=答:(1)卫星的加速度为 (2)行星的质量为 (3)行星表面的重力加速度大小为点评:本题关键在于卫星所受的万有引力提供向心力据此列式求出相应的物理量,注意在行星表面重力等于万有引力17(13分)在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m,绳的长度为l,小明和小阳观看后对此进行了讨论如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角为,摆到最
39、低点时的速率v=不计空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,取g=10m/s2(1)求选手摆到最低点时对绳的拉力大小;(2)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点考点:机械能守恒定律;平抛运动 专题:机械能守恒定律应用专题分析:(1)在最低点,重力和拉力的合力提供向心力;用牛顿运动定律结合圆周运动的向心力求出绳子对选手的拉力;最后用牛顿第三定律求出选手对绳子的拉力(2)对平抛运动沿水平和竖直两个方向进行分解,水平方向上是匀速直线运动,竖直方向上时自由落体运动,分别列出位移式子,联立后进行数学分析,得出当l=1
40、.5m时,水平方向具有最大值解答:解:(1)在最低点,重力和拉力的合力提供向心力,故:Fmg=m其中:v=联立解得:F=2mg=1200N(2)对平抛运动,根据分位移公式,有:Hl=x=vt联立解得:x=根据公式a2+b22ab,可知:,当,即l=1.5m时取“=”;答:(1)选手摆到最低点时对绳的拉力大小为1200N;(2)当l=1.5m时选手摆到最低点松手,运动到浮台处离岸水平距离最大因此,两人的看法均不正确当绳长钺接近1.5m时,落点距岸边越远点评:本题考查到了圆周运动向心力、平抛运动规律及求极值问题解答第一问时,一定注意要求的是选手对绳子的拉力解题过程中是对选手进行受力分析的,故不要忘
41、记应用牛顿第三定律关于物理当中的极值问题,要会熟练的对式子进行数学分析,从而得出结论18(14分)如图所示,一个半径为R=0.8m的金属圆环竖直固定放置,环上套有一个质量为m的小球,小球可在环上自由滑动,与环间的动摩擦因数为0.4某时刻小球向右滑动经过环的最高点时,环对小球的滑动摩擦力大小为mg,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,求该时刻(结果可用根式表示)(1)小球的速率;(2)小球的加速度大小考点:向心力;牛顿第二定律 专题:牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析:根据滑动摩擦力的大小求出小球在最高点所受的弹力大小,结合牛顿第二定律求出小球的速率和加速度解答:解:滑动摩擦力f=N=,解得:N=若环对球的弹力方向向上,根据牛顿第二定律得:,解得:,若环对球的弹力方向向下,根据牛顿第二定律得:,解得:v=(2)当环对小球的弹力方向向上,小球的加速度大小为:a=当环对小球的弹力方向向下,小球的加速度大小为:答:(1)小球的速率为2m/s或m/s;(2)小球的加速度大小为5m/s2或15m/s2点评:解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解,注意在最高点,环对球的弹力可能向上,可能向下19(15分)设地球和火星都在同一平面上绕太阳做匀速圆周运动,火星轨道半径为地球轨道半径
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