天津市静海区2022-2023学年高一下学期6月(等级班)期末学生学业能力调研物理试题
考生注意:
本试卷分第Ⅰ卷基础题(77分)和第Ⅱ卷提高题(23分)两部分,共100分,其中学习习惯占8分(含3分卷面分)。
知 识 与 技 能 学习能力(学法)
内容 万有引力 宇宙航行 功和功率 重力势能 动能定理 易混易错 关键环节 方法提炼
分数 22 18 23 12 25 7 8 4
第Ⅰ卷 基础题(共77分)
一、单项选择题: 每小题4分,共16分.
1.下列说法正确的是( )
A. 物体做曲线运动时,其所受合外力的方向一定改变
B. 物体做圆周运动时,其所受合外力的方向一定指向圆心
C. 开普勒第三定律得出的表达式,其中是一个与中心天体有关的常量
D. 根据表达式可知,当趋近于零时,万有引力趋近于无穷大
2. 如图所示,、、是在地球大气层外圆形轨道上运行的颗人造卫星,下列说法正确的是( )
A. 、的线速度大小相等,且大于的线速度
B. 、向心加速度大小相等,且大于的向心加速度
C. 加速可追上同一轨道上的,减速可等候同一轨道上的
D. 由于某种原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将增大
3.如图所示为某型号汽车在水平路面上启动过程中的速度时间图像,Oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与b点相切的水平直线,则下列说法正确的是( )
A. t1~t2时间内的平均速度为
B. 0~t1时间内汽车做匀加速运动且功率不断增大
C. t2~t3时间内汽车牵引力大于汽车所受阻力
D. t1~t2时间内汽车牵引力做功为
4. “中里9A”是我四首颗国产广播电视直播卫星。2017年6月19日“中星9A”发射过程中火箭三级推进工作异常,卫星未能进入预定轨道,7月5日通过准确实施10次轨道调整,卫星成功定点于东经赤道上空的预定轨道并正常工作。如图所示为“中星9A”在定位过程中所进行的10次调整中的三条轨道,曲线I是最初发射的椭圆轨道,曲线Ⅱ是第5次调整后的椭圆轨道,曲线Ⅲ是第10次调整后的最终预定圆轨道。轨道I与Ⅱ在近地点A相切,轨道Ⅱ与Ⅲ在远地点B相切。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速度大于经过A点时的速度
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速度大于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的速度
C. 卫星在轨道I上经过A点时的加速度等于卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度
D. 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度
二、多项选择题: 每小题4分,漏选给2分,共12分.
5.如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A. 甲图中,汽车通过凹形桥的最低点时,速度越大桥面受到的压力越大
B. 乙图中,“水流星”匀速转动过程中,在最高点水对桶底的压力最大
C. 丙图中,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外轮缘会有挤压作用
D. 丁图中,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球角速度相等
6.在银河系中,双星的数量非常多,估计不少于单星。研究双星,对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统,A、B绕连线上一点O做圆周运动,测得A、B两颗恒星间的距离为L,恒星A的周期为T,其中一颗恒星做圆周运动的向心加速度是另一颗恒星的2倍,则()
恒星B的周期为
恒星B的向心加速度是恒星A的2倍
A、B两颗恒星质量之比为
A、B两颗恒星质量之和为
7.2021年6月17日,神州十二号载人飞船成功地将聂海胜、刘伯明、汤洪波三名宇航员送上太空,并与中国空间站对接。中国人首次进入了自己的空间站。已知地球的质量为M、半径为R,空间站的质量为m,引力常量为G,空间站围绕地球做半径为r的匀速圆周运动,则空间站的( )
周期为 B. 动能为
C. 角速度为 D. 向心加速度为
三、填空题:8(3)【新学法】5分,其他每空2分,共15分
8.(10分)在做研究平抛运动的实验中,为了确定小球在不同时刻通过的位置,实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下:
①在一块平木板上钉上复写纸和白纸,然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽E前,木板与槽E之间有一段距离,并保持板面与轨道末端的水平段垂直。
②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹A。
③将木板沿水平方向向右平移一段距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹B。
④将木板再水平向右平移同样距离x,使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,再在白纸上得到痕迹C。若测得A、B间距离为y1,B、C间距离为y2。
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道必须尽可能光滑
B.斜槽轨道末端必须保持水平
C.每次释放小球的位置可以不同
D.每次小球均须由静止释放
(2)若某次实验测得,,,,g取,则小球平抛初速度的大小为_____________m/s。
(3)【新学法】简答:在理解本实验的基础上,分析实验操作过程可能产生误差的原因(至少2条),并分别提出改进方案
9.(多选)如图所示,升降机底板上放一质量为100 kg的物体,物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m时速度达到4 m/s,则此过程中(取g=10 m/s2)( )
A.升降机对物体做功5 800 J B.合力对物体做功5 800 J
C.物体的重力势能增加5 000 J D.物体的动增加5 000 J
归纳总结:分析上述习题的计算方法,归纳功和能关系
做功,改变重力势能。合力做功,改变 能。
四、辨析题(7分)(易混易错辨析)
10.关于基本概念,判断是否正确,对的标明√,不对的标明×,不对的改正:
(1)牛顿力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动。( )
(2)由公式P=知,做功越多,功率越大。( )
(3)绕地球运动的人造卫星的速度可以达到10 km/s。( )
(4) 物体做匀速直线运动时,重力势能一定不变。( )
(5)在不同惯性系中,物理规律的形式可能是不同的( )
五、解答题(11题14分、12题13分,共27分)
11. 如图所示、长为L=3m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处平滑连接,有一质量为1kg的滑块(大小不计),从A处受水平向右的拉力F作用由静止开始运动,当滑块运动到B点时撤去拉力F。滑块与水平轨道和半圆弧轨道间均光滑接触,直径BC竖直。已知滑块恰好能通过圆弧轨道的最高点C,滑块从C点水平飞出后落在水平轨道AB上的D点(图中未画出),不计空气阻力,取。求:
(1)D点到B点的距离;
(2)滑块经过B点时速度大小;
(3)水平拉力F大小。
12. 2021年2月10日19时52分,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动,成功实现环绕火星运动,成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时,周期为T,轨道半径为r。已知火星的半径为R,引力常量为G,不考虑火星的自转。求:
(1)“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v;
(2)火星的质量M;
(3)火星表面的重力加速度的大小g。
第Ⅱ卷 提高题(共23分)
13.我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程,假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s.已知飞机质量m=7.0×104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取.求:
(1)飞机滑跑过程中加速度a的大小;
(2)关键环节飞机滑跑过程中牵引力的平均功率P.(只列式必要方程不解答)
14. 某次滑板比赛中,赛道简化图模型如图所示,平台A和平台BC高度相距h=3.2m,粗糙水平轨道DE与光滑圆弧形轨道CD、EF相切于D、E两点。若运动员与滑板一起(可看作质点)从平台A以速度v0水平飞出,恰好从C点无能量损失地沿着圆弧切线进入CD轨道,滑过DE冲上EF轨道,然后返回,恰好到C点速度为零。已知运动员和滑板总质量m=60kg,光滑圆弧CD对应的圆心角θ=53°,圆弧形轨道半径均为R=4m,滑板与水平轨道DE间的摩擦可视为滑动摩擦,动摩擦因数μ=0.2,不计空气阻力,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)运动员的初速度v0的大小;
(2)运动员第一次经过D点时对圆弧轨道的压力FN的大小;
(3)水平轨道DE的长度L。
15.卷面分(3分)
试卷 答题纸
学校: 姓名: 班级: 考场: 座号
一、选择题:涂卡
二、填空题 ( 8(3)【新学法】5分,其他每空2分,共15分)
8.(1)( )(2)
(3)【新学法】(5分)
9 ( )
三、10.判断改错题(7分)
( )
( )
( )
( )
( )
11. (14分)(1)(4分)4行
(2)(6分)2行
(3)(4分)2行
12.(13分)(1)(3分)1行
(2)(5分)3行
(3)(5分)3行
13.(8分)(1)(4分)2行
(2)(4分)5行
14.(12分)(1)(4分)3行
(4分)5行
(3)(4分)3行
卷面分(3分)
(答案)
第Ⅰ卷 基础题
选择题:涂卡(不用做)
1 2 3 4 5 6 7
C D B C AC CD AB
填空题
8. (1) BD (2)1.5 (3)系统误差、偶然误差 9. AC 重力做功 动
三、判断改错题(7分)10. (1)(√) (2)(×) (3)(√)
(4)(×) (5)(×)
三、解答题(本大题共4题,共42分)
11.(14分)(1)恰好能通过圆弧轨道的最高点C,在C处有
——1分
从C点水平飞出后做平抛运动,有:——1分
——1分
代入数据可得——1分
(2)从B到C机械能守恒,有——3分
代入数据得——2分
(3)从A到B,由动能定理,有——3分
代入数据可得——2分
12.(13分)(1)由线速度定义可得 ——3分
(2)设“天问一号”的质量为m,引力提供向心力有
——3分
得 ——2分
(3)忽略火星自转,火星表面质量为的物体,其所受引力等于重力
——3分
得 ——2分
13(8分).试题分析:飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动,结合速度位移公式求解加速度;对飞机受力分析,结合牛顿第二定律,以及求解牵引力的平均功率;
(1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动,有v2=2ax①,——2分
解得a=2m/s2②——2分
(2)设飞机滑跑受到的阻力为,依题意可得=0.1mg③——1分
设发动机的牵引力为F,根据牛顿第二定律有④;——1分
设飞机滑跑过程中的平均速度为,有⑤——1分
在滑跑阶段,牵引力的平均功率⑥,——1分
联立②③④⑤⑥式得P=8.4×106W.
14.(12分)(1)运动员滑入C点时,对速度进行分解,水平方向有——1分
竖直方向有——1分
联立解得v0=6m/s——1分
运动员经过C点时的速度为-------1分
运动员第一次经过D点时,根据动能定理有
——2分
在D点根据牛顿第二定律可得——1分
联立解得——1分
据牛顿第三定律可知,对圆弧轨道的压力FN的大小为2580N。——1分
(3)运动员从C点进入圆弧轨道,直至返回C点时速度恰好为零,全程根据动能定理有——2分
解得L=12.5——1分
卷面分3分