沙湾县2021-2022学年高一下学期期中考试
物 理
满分:100分 考试时间:100分钟
一、选择题:(本题共13小题,共43分,第1~9题只有一项符合题目要求,每小题3分,第10~13题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.)
1.关于功的概念,以下说法正确的是( )
A.力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量
B.功有正、负之分,若某个力对物体做负功,表明这个力对该物体的运动起阻碍作用
C.某物体通过一段位移,作用在该物体上的力一定都做正功
D.某物体通过一段位移,作用在该物体上的力一定都做负功
2.如图,一小铁球在水平光滑桌面上沿直线MN做匀速直线运动,若在桌面上A点放置一磁铁(图中未画出),铁球的运动轨迹如图中曲线MQ所示,P为曲线MQ上一点,若铁球在P点的速度方向与AP连线垂直,则铁球在沿曲线MQ运动的过程中( )
A.做匀变速曲线运动
B.在P点处于平衡状态
C.在P点的速率大于在M点的速率
D.速率先减小后增大
3.篮球运动受很多中学生的喜爱,某次训练中,一位男生连续两次在同一点投篮,篮球分别两次恰好水平击中篮板上的点和点,如图所示,不计空气阻力。则( )
A.两次抛出在空中的时间一定相等
B.两次抛出的初速度水平分量一定不相等
C.两次抛出的初速度竖直分量一定相等
D.两次抛出的初速度方向可能相同
4.如图所示,圆弧形凹槽固定在水平地面上,其中ABC是以O为圆心的一段圆弧,位于竖直平面内.现有一小球从水平桌面的边缘P点向右水平飞出,小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道,OA与竖直方向的夹角为θ1,PA与竖直方向的夹角为θ2,已知,下列说法正确的是( )
A.
B.
C. D.
5.世界面食在中国,中国面食在山西。山西的面食中,又以“刀削面”最为有名,是真正的面食之王。“刀削面”的传统操作手法是一手托面,一手拿刀,直接将面削到开水锅里。如图所示,小面圈刚被削离时距开水锅的高度为,与锅沿的水平距离为,锅的半径也为。若所有的小面圈都被水平削出,并全部落入锅中,忽略空气阻力,则下列关于小面圈在空中运动的描述正确的是( )
A.所有面圈的速度变化量都相同
B.所有面圈落入水中时,速度方向都一样
C.落入锅中时,进水的最大速度是最小速度的3倍
D.质量大的面圈,运动时间短,初速度大的面圈,运动时间长
6.如图所示,斜面的倾角为,将位于斜面底端A正上方的小球以初速度正对斜面顶点B水平抛出,经过一段时间小球到达斜面,重力加速度为g,不计空气阻力,则( )
A.若小球以最小位移到达斜面,则运动时间
B.若小球垂直击中斜面,则运动时间
C.若小球能击中斜面中点,则运动时间
D.若小球能击中斜面中点,则运动时间
7.北斗问天,国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星,其轨道半径约为地球半径的7倍。则该地球静止轨道卫星( )
A.其发射速度一定大于11.2km/s
B.在轨道上运动的线速度一定小于7.9km/s
C.它运行周期大于24h
D.它可以经过北京正上空,所以我国能利用它进行电视转播
8.如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A.汽车通过凹形桥的最低点时,汽车处于失重状态
B.在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯
C.杂技演员在表演“水流星”节目时,盛水的杯子通过最高点而水不流出,水对杯底压力可以为零
D.脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力,从而沿切线方向甩出
9.如图所示,套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连,施加外力让A沿杆以速度v匀速上升,从图中M位置上升至与定滑轮等高的N位置,已知AO与竖直杆成角,则( )
A.A运动到位置N时,B的速度为零
B.A匀速上升时,重物B也匀速下降
C.重物B下降过程,绳对B的拉力等于B的重力
D.刚开始时B的速度为
10.中学生常用的学习用具修正带的结构如图所示,包括大小齿轮、压嘴座等部件。大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中并相互咬合,半径之比为2∶1。a、b两点分别位于大小齿轮的边缘,c点位于大齿轮半径的中点。当修正带被匀速拉动进行字迹修改时( )。
角速度
B.线速度
C.转速
D.向心加速度
11.“嫦娥二号”卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经多次变轨最终进入距离月球表面100km,周期为118min的工作轨道,开始对月球进行探测,则( )
A.卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小
B.卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时大
C.卫星在轨道Ⅲ上运动的周期比在轨道Ⅰ上小
D.卫星在轨道Ⅰ上的周期比在轨道Ⅱ上大
12.月球是地球唯一的天然卫星,假设月球质量为地球质量的,月球半径为地球半径的。如图,在月球表面固定一倾角为、足够长的斜面,从斜面顶端以初速度水平抛出一小球(可视为质点),小球落在斜面上。已知地球表面的重力加速度大小为g,地球和月球均可视为球体,不计一切阻力,下列说法正确的是( )
A.月球表面的重力加速度大小为
B.小球落在斜面上时所经过的时间为
C.小球在空中离斜面的最远距离为
D.若改变抛出小球的初速度大小,则小球落在斜面上时的速度方向也将改变
13.今年冬奥会吸引了大量观众,激起了大家对冰雪运动的热爱。有两名冰雪运动爱好者练习表演了一个双人滑冰节目,其中有一小段的情景是,甲拉着乙,两人保持如图姿势不变,以甲为轴做匀速圆周运动。已知kg,kg,甲拉乙的力大小为90N,乙的右手臂与竖直方向的夹角为53°,则下列判断正确的是( )
A.乙身上脚的角速度比手的角速度大
B.乙做圆周运动的向心加速度大小为
C.乙身上脚和手的线速度都相同
D.若乙的重心到转轴的距离为0.9m,则甲、乙两人做圆周运动的角速度为2rad/s
三、填空题(每空2分,共16分)
14.如图甲所示,用小锤轻击弹簧金属片,A球向水平方向飞出,同时B球被松开,竖直向下运动。
①用不同的力击打弹簧金属片,可以观察到________。
A.A、B两球同时落地
B.A、B两球的运动路线相同
C.A球的运动路线不同,B球的运动路线相同
D.击打的力越大,A、B两球落地时间间隔越大
②改变此装置距地面的高度,重复上述实验,仍然可以看到相同的实验现象,据此现象分析可知________。
A.小球A在水平方向做匀速直线运动
B.小球A在水平方向做匀加速直线运动
C.小球B在竖直方向做匀速直线运动
D.小球A、B在竖直方向的运动规律相同
③某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中,忘记记下小球做平抛运动的起点位置,如图乙所示,他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点,并测量了各点间的水平距离和竖直距离,取重力加速度大小g=10m/s2,则小球做平抛运动的初速度大小为________m/s。
15.“月地检验”是将“天体”引力规律推广到“万有”的重要一环,假如你是1666年的牛顿(时年23岁),请再现一下当年的过程:
【已有经验】你通过开普勒第三定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律推理得知:“天体”间的引力(G为常量但未知,一百多年后才由卡文迪什测出。)
【提出猜想】落到头上的苹果引发了你的思考:苹果落地和月球绕地都是因为地球的吸引,那么:地球对苹果的吸引力与地球对月球的吸引力是不是同一种性质的力呢?
【逻辑推理】假设它们是同一种性质的力,既然地球对月球(天体间)的引力,那么地球对苹果的引力应为F苹=____________。(地球质量为M、月球质量为m、苹果质量为m0、月地中心间的距离为r、地球半径为R);由于无法直接测出引力值来比较,为方便验证,决定比较双方加速度,根据牛顿第二定律,表达式____________应该成立。(用字母表示)
【数据验证】查阅观测数据:m,m,可知___________;观测月球绕地球运动的周期为,另外当时你有多种方法能准确测出自由落体加速度:a苹=9.8m/s2,计算时,据此求出____________(结果保留两位有效数字)。
【得出结论】以上计算结果可知,在误差范围内,须验证的表达式成立。至此,你由“月地检验”得出的结论是___________。
A.地球对月球的吸引力与太阳对行星的吸引力是同一种性质的力
B.地球对苹果的吸引力与地球对月球的吸引力是同一种性质的力
C.月球对苹果的吸引力与地球对月球的吸引力是同一种性质的力
四、解答题(共41分)
16(8分).如图所示,用船A拖着车B前进,若船匀速前进,速度为VA,当OA绳与水平方向夹角为θ时,求:
(1)车B运动的速度VB多大?
(2)车B是否做匀速运动,并说明理由?
17(9分).如图所示,一辆质量为1吨的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部(),求:
(1)此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大;
(2)如果汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部,则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大;
(3)汽车以多大速度通过拱桥的顶部时,汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零.
18(8分).如图所示,王亚平用古筝弹奏了《茉莉花》,从中国空间站为中国人民送上元宵祝福。中国空间站在离地面高度km的圆周轨道绕地球做匀速圆周运动,一天(24h)内可以绕地球转动16圈。已知地球半径,万有引力常量,,。求:(计算结果请保留两位有效数字)
(1)空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T和线速度v;
(2)地球的质量M。
19(16分).小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞离水平距离d后落地,如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为,重力加速度为。忽略手的运动半径和空气阻力求:
(1)绳断时小球速度的大小;
(2)绳断前瞬间绳对小球拉力的大小;
(3)球落地时速度的大小;
(4)改变绳长,使球重复上述运动若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少;最大水平距离为多少。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
2.C
3.B
4.A
5.A
6.A
7.B
8.C
9.A
10.AB
11.ACD
12.AC
13.BD
14. AC##CA D 2
15. 3600或 B
【详解】
[1] 假设它们是同一种性质的力,既然地球对月球(天体间)的引力为
那么地球对苹果的引力应为
[2]根据万有引力提供向心力,由牛顿第二定律可得
解得
故
[3]查阅观测数据可知
m
m
代入数据,可知
[4]根据万有引力提供向心力,即有
又
a苹=9.8m/s2
观测月球绕地球运动的周期为
代入数据,解得
[5]由以上计算结果可知,在误差范围内,须验证的表达式成立。至此,你由“月地检验”得出的结论是:地球对苹果的吸引力与地球对月球的吸引力是同一种性质的力,AC错误,B正确。
故选B。
21.(1)vAcosθ;(2)不做匀速运动
【详解】
(1)把vA分解为一个沿绳子方向的分速度v1和一个垂直于绳的分速度v2,如图所示,
所以车前进的速度vB应等于vA的分速度v1,即
vB=v1=vAcosθ
(2)当船匀速向前运动时,θ角逐渐减小,车速vB将逐渐增大,因此车B不做匀速运动。
17.(1);(2);(3)
【详解】
(1)汽车静止在弧形拱桥顶部
根据牛顿第三定律,可得汽车对圆弧形拱桥的压力是
(2)汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部
求得
根据牛顿第三定律,可得汽车对圆弧形拱桥的压力是;
(3)汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零
求得
18.(1),;(2)
【详解】
(1)空间站绕地球做匀速圆周运动的周期
线速度
(2)根据
解得
19.(1);(2);(3);(4),
【详解】
(1)根据
得
t=
则绳断时小球速度大小
(2)根据牛顿第二定律得
解得
F=
(3)小球落地时竖直分速度
小球落地时速度大小
v=
(4)设绳长为l,绳断时球的速度大小为v3,绳承受的最大拉力不变,由牛顿第二定律得
F-mg=
解得
绳断后球做平抛运动,竖直位移为d-l,水平位移为x
竖直方向
水平方向
x=v2t′
解得:
x=4
当l=时,x有极大值,最大值
xmax=
答案第1页,共2页