湖南省衡阳市高一下学期入学考试物理试题（word版含答案）

湖南省衡阳市高一下学期入学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在平面内以相同角速度做匀速圆周运动。如图所示，三颗星体的质量均为m，三角形的边长为a，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．每个星体受到引力大小均为3
B．每个星体的角速度均为
C．若a不变，m是原来的2倍，则周期是原来的
D．若m不变，a是原来的4倍，则线速度是原来的
2．如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到B点，不计物块的大小，P点到A点高度为h，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　）
A．物块从P到B过程克服摩擦力做的功为
B．物块从A到B过程重力的平均功率为
C．物块在B点时对槽底的压力大小为
D．物块到B点时重力的瞬时功率为mg
3．某汽车在平直公路上以恒定牵引力启动（设所受阻力恒定），则关于汽车在达到最大速度之前的运动中，下列说法正确的是（　　）
A．汽车先做匀加速运动，后做加速度减小的加速运动
B．汽车加速度减小时速度仍然增加
C．汽车一直做匀加速运动
D．汽车加速度先增加后减小
4．如图所示，三段不可伸长的细绳OA、OB、OC，它们共同悬挂一重物G=30N，其中OB是水平的，A端、B端固定，．则OA和OB的拉力分别是
A．OA的拉力是60N
B．OA的拉力是
C．OB的拉力是
D．OB的拉力是
二、单选题
5．某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示，则（　　）
A．实验中必须让木板保持匀速运动
B．图乙中曲线反映了物块所受摩擦力大小随时间的变化曲线
C．由乙图知，物块的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小
D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
6．如图所示，做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，设重物和小车速度的大小分别为vB、vA，则（　　）
A．vA>vB B．vAC．绳的拉力等于B的重力 D．绳的拉力小于B的重力
7．羽毛球运动员林丹曾在某综艺节目中表演羽毛球定点击鼓，如图是他表演时的羽毛球场地示意图。图中甲、乙两鼓等高，丙、丁两鼓较低但也等高。若林丹各次发球时羽毛球飞出位置不变且均做平抛运动，则（　　）
A．击中甲、乙的两球初速度v甲=v乙
B．击中甲、乙的两球初速度v甲>v乙
C．假设某次发球能够击中甲鼓，用相同速度发球可能击中丁鼓
D．击中四鼓的羽毛球中，击中丙鼓的初速度最大
8．如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是,经过一小段时间之后，速度变为，表示速度的变化量，则该汽车所受的合力方向是( )
A．与的方向相同
B．与的方向相同
C．与的方向相反
D．与的方向相反
9．如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使它做圆周运动。点a、b分别表示轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（　　）
A．a处没有力，b处为拉力
B．a处为拉力，b处为推力
C．a处为推力，b处为拉力
D．a处为推力，b处为推力
10．为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，A、B平行相距2 m，轴杆的转速为60 r/s，子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔所在半径夹角是30°，如图所示．则该子弹的速度大小是（ ）
A．360m/s B．720m/s C．1440m/s D．108m/s
11．一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来的线速度是v1，周期是T1，假设在某时刻它向后喷气做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动，运动的线速度是v2，周期是T2，则（ ）
A．v1＞v2，T1＞T2 B．v1＞v2，T1＜T2
C．v1＜v2，T1＞T2 D．v1＜v2，T1＜T2
12．某质点作直线运动，速度随时间的变化的关系式为v =（t +4）m/s，则这个质点（　　）
A．初速度为0
B．加速度为4 m/s2
C．在3s末，瞬时速度为3 m/s
D．前4s内，位移为24 m
三、实验题
13．用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹，一种设计原理如图甲所示。物体A以某一初速度从O点水平抛出，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动的平面内安放着超声-红外接收装置B，B盒装有、两个超声-红外接收器，并与计算机相连，、各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离。
（1）为使运动轨迹更接近抛物线，物体A应选用下列哪种小球更合理( )
A．小木球 B．小钢球 C．小皮球
（2）如图乙所示，某实验小组让物体A在图示位置同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，以抛出点O为坐标原点建立坐标系，若还测出了O点到B1、B2的距离，重力加速度未知，则由题中条件可以求出__________。
A．物体A的初速度
B．物体A的位置坐标
C．物体A的运动时间
D．物体A此时的速度方向
14．“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图（甲）所示．当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W．
(1)对于该实验，下列说法正确的是_________
A．必须设法算出每次橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验时，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致
C．放小车的长木板应尽量保持水平
D．先释放小车，再接通电源
(2)如图（乙）所示，A、B、C、……I、J是打点计时器在纸带上打出的一系列点（电源频率为50Hz），为了测量小车获得的速度，应选用纸带上的_______部分进行测量（用纸带中字母表示）．
(3)根据所测得的数据可以求得小车被橡皮筋弹出后获得的最大速度为_________m/s（结果保留3位有效数字）．
四、解答题
15．如图所示为车站使用的水平传送带的模型，它的水平传送带的长度为L=8m，传送带的皮带轮的半径均为R=0.2m，传送带的上部距地面的高度为h=0.45m，现有一个旅行包(视为质点)以速度v0=10m/s的初速度水平地滑上水平传送带.已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为μ=0.6。皮带轮与皮带之间始终不打滑。g取10m/s2。讨论下列问题：
(1)若传送带静止，旅行包滑到B点时，人若没有及时取下，旅行包将从B端滑落.则包的落地点距B端的水平距离为多少？
(2)设皮带轮顺时针匀速转动，若皮带轮的角速度ω1=40rad/s，旅行包落地点距B端的水平距离又为多少？
(3)设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动，画出旅行包落地点距B端的水平距离s随皮带轮的角速度ω变化的图象。（只需要画出定量图即可）
16．在天体演变的过程中，红巨星发生"超新星大爆炸"后，可以形成中子星，（电子被迫与原子核中的质子相结合而成中子），中子星具有极高的密度．若已知某中子星的卫星运行的最小周期为，求该中子星的密度．（引力常量）.
17．如图所示，传送带AB水平，BC与地面的夹角θ＝53°，以5m/s速度顺时针转动，在传送带A端轻轻地放一个质量m＝1kg的可视为质点的物块，设它与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，已知传送带从A到B的长度L1＝3m，从B到C的长度L2＝42.5m，g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求：
（1）物块从A到B过程中，物块相对传送带滑动时的加速度a1；
（2）物块从A滑到B滑动所用的时间t1；
（3）若物块运动到B处时传送带速度突然增加至16m/s（忽略传送带加速的时间），则物块从B滑到C滑动所用的时间t为多大？
18．跳绳运动员质量m＝50 kg,1 min跳N＝180次．假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的2/5，试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率为多大？
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参考答案：
1．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．对其中一个星体，受力分析如上图所示，有
F1 = G，F2= G
每个星体受到的引力为
F = 2F1cos30° = G
A错误；
B．由几何关系可知，每个星体绕O点做匀速圆周运动的半径
r =
根据万有引力提供向心力，有
G = mω2
解得
ω =
B正确；
C．对每个星体，根据合力提供向心力，有
G = m
解得
T = 2π
若a不变，m是原来的2倍，则周期是原来的，C错误；
D．对每个星体，根据万有引力提供向心力，有
解得
v =
若m不变，a是原来的4倍，则线速度是原来的，D正确。
故选BD。
2．BC
【解析】
【详解】
A项：物块从A到B做匀速圆周运动，动能不变，由动能定理得：，可得克服摩擦力做功，故A错误；
B项：物体从P到A过程，由机械能守恒得，可得物块到达A点的速度大小为，从A到B运动的时间，因此物块从A到B过程重力的平均功率，故B正确；
C项：物块在B点时，由牛顿第二定律得：，可得，由牛顿第三定律知物块在B点对槽底的压力大小为，故C正确；
D项：物块在B点时重力与速度垂直，因此重力的瞬时功率为零，故D错误．
3．AB
【解析】
【详解】
根据和可知，汽车先做匀加速直线运动，后做加速度减小的加速运动，速度一直变大，所以AB正确，CD错误。
故选AB。
4．AC
【解析】
【详解】
以结点O为研究对象，分析受力，作出力图如图：
由平衡条件得：，，故选AC.
5．B
【解析】
【详解】
AB．实验中力传感器固定不动，即物块保持静止，由二力平衡原理可知，力传感器示数即为摩擦力大小，并不需要保持木板做匀速运动，曲线反映了物块所受摩擦力大小随时间的变化曲线，A错误，B正确；
C．由图乙可知，开始物块受到棉线 额拉力和长木板的静摩擦力平衡，直到拉力峰值为左右，即最大静摩擦力约为；之后物块和长木板相对滑动，物块所受的摩擦力和棉线拉力平衡，由图乙可知滑动摩擦力大小约为左右，物块的最大静摩擦力大小大于滑动摩擦力大小，C错误；
D．图乙中数据可得出物块与木板间的滑动摩擦力大小，由
可知：由于物块的质量未知，故求不出动摩擦因数，D错误；
故选B。
6．A
【解析】
【详解】
小车A向左运动的过程中，小车的速度是合速度，可分解为沿绳方向与垂直于绳方向的速度，如图所示，由图可知
则
小车向左运动的过程中角减小，增大，B向上做加速运动，故绳的拉力大于B的重力
故选A。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图可知中，甲鼓、乙鼓高度相同，所以球到达鼓用时相同，但由于离林丹的水平距离不同，甲鼓的水平距离较远，所以由
可知，击中甲鼓、乙鼓的两球初速度v甲>v乙；故A错误；B正确；
C．由图可知，甲鼓、丁鼓不在同一直线上，所以用相同速度发球不可能到达丁鼓，故C错误；
D．由于丁鼓与丙鼓高度相同，并且由图可知，丁鼓离林丹的水平距离最大，所以击中丁鼓的初速度一定大于击中丙鼓的初速度，故D错误；
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
速度是矢量，速度的变化量，根据图象可知，的方向与初速度方向相反，而加速度的方向与速度变化量的方向相同，所以加速度方向与初速度方向相反，物体做减速运动，由牛顿第二定律可知，合力的方向与的方向相同即与或的方向相反，故C正确，ABD错误；
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
小球做圆周运动，在最高点和最低点时，由合力提供向心力；
在最高点，小球受重力和杆的弹力，假设弹力向下，如图
根据牛顿第二定律得到
当F1＜0，为支持力，向上；
当F1＞0，为拉力，向下；
当F1=0，无弹力；
由牛顿第三定律知，在b处杆对球可能为拉力，也可能为推力。
球经过最低点a时，受重力和杆的弹力，如图
由于合力提供向心力，即合力向上，故杆只能为向上的拉力；故B正确，ACD错误。
故选B。
10．C
【解析】
【详解】
试题分析：子弹从A盘到B盘，盘转过的角度 （n=0，1，2，…）
盘转动的角速度．
子弹在A、B间运动的时间等于圆盘转动时间，即
所以 ， （n=0，1，2，…）．
n=0时，v="1" 440 m/s，n=1时，v=110．77 m/s，n=2时，v=57．6 m/s，…．故C正确．故选C
考点：圆周运动
11．B
【解析】
【详解】
飞船向后喷气做加速运动后，将做离心运动，轨道半径增大，由公式v=，知线速度减小．由=k知周期变大，故B正确；ACD错误
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．根据匀变速直线运动公式
与题目中所给公式对照，可得
故AB错误；
C．在3s末，瞬时速度为
v =（3+4）m/s=7 m/s
故C错误；
D．前4s内，位移为
故D正确。
故选D。
13． B BD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为减小空气阻力的影响，应选用小钢球更合理。
故选B。
(2)[2]B．设A点坐标为(x,y)，由几何关系可得
由题意可知，、、、均已知，联立可解得x、y，即可确定物体A的位置坐标，B正确；
AC．由平抛位移公式可得
由于重力加速度g未知，故无法求得运动时间t及初速度v0，AC错误；
D．由速度偏角公式可得
由位移偏角公式可得
对比可得
故可确定物体A此时的速度方向，D正确。
故选BD。
14． B FJ（只要在FJ之间均为正确） 1.00
【解析】
【详解】
（1）本实验采用倍增法，让橡皮筋做的功成倍增加，测量小车的速度，从而寻找功与速度变化的关系，不需要测出橡皮筋做功的具体数值，所以A错误；需确保每次每根橡皮筋做功一样，故每次实验时，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，B正确；本实验需平衡摩擦力，所以C错误；实验时，先接通电源，后释放小车，D错误．（2）橡皮筋恢复原长后，小车做匀速运动，即为需测量的速度，所以选取纸带上等间距的部分测量，即FJ段；（3）由乙图知，FG=2cm，时间间隔为0.02s，所以小车匀速运动的速度为．
15．(1)s=0.6m (2)2.4m (3)
【解析】
【分析】
【详解】
（1）旅行包做在传送带上做匀减速运动，加速度大小为
旅行包到达端速度为
旅行包离开传送带后做平抛运动，落地点距端的水平距离为
（2）当时，皮带线速度为
故当旅行包的速度减为时，在皮带上运动了位移
以后旅行包做匀速直线运动，所以旅行包到达端的速度也为；则旅行包的落地点距端的水平距离为
（3）皮带轮顺时针匀速转动，若，则旅行包一直做匀减速运动，到达点的速度为，皮带轮的临界角速度为
所以当时，旅行包落地点距端的水平距离总是；
若物体在传送带上一直做匀加速直线运动，则根据位移-速度公式得
解得；即要求，角速度为
此时物体到达点的速度为；
所以当时，旅行包落地点距端的水平距离总是；
若时，旅行包先减速运动，速度与传送带相同时做匀速直线运动，最终速度与传送带速度相同，所以图象是一条倾斜的直线，所以画出的图象如图所示
16．
【解析】
【详解】
由题设可知，中子星的卫星绕中子星做圆周运动，则中子星与其卫星之间的万有引力提供向心力
由上式可知，轨道半径越小，卫星的周期越小，故R=r（中子星的半径）时，运行周期最小
又
则
点睛：中子星并没有因为自转而解体，临界情况是中子星对表面的物体支持力为零，靠万有引力提供向心力，结合万有引力提供向心力求出中子星的质量，从而根据密度公式求出中子星的密度最小值．
17．（1）a1＝5m/s2、方向：水平向右；（2）t1＝1.1s；（3）t＝2.6s
【解析】
【详解】
（1）物块在水平传动带上运动时，有牛顿第二定律可得：
代入数据可解得：
方向：水平向右
（2）物块在水平传送带上运动时，设速度达到传动带的速度所需时间为，则由运动学公式有：
代入数据可解得：
此时物块前进的位移为：
则物块达到传送带速度后再匀速运动到B处：
代入数据可解得：
所以，物块从A滑到B滑动所用的时间为：
（3）物块开始在BC上运动时，由牛顿第二定律可得：
代入数据可解得：
设物块达到传送带速度所用时间为，位移为，则有：
，
代入数据可解得：，
因为：，所以：物块以新加速度运动至C处．
由牛顿第二定律可得：
代入数据可解得：
由运动学公式有：
代入数据可解得：
所以，物块从B滑到C滑动所用的时间为：
18．75W
【解析】
【详解】
跳跃的周期s=s
每个周期内在空中停留的时间
s
运动员跳起时视为竖直上抛运动，设起跳初速度为v0，
由得
每次跳跃人克服重力做的功为
25J
克服重力做功的平均功率为
W＝75W．
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