江西省赣州市厚德外国语学校高二(上)开学物理试卷
高中物理考试
考试时间:
分钟
满分:
65 分
*注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共9题,共45分)
1、 如图,光滑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点以速度v0向右水平飞出,该小球恰好能从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 . 下列说法正确的是( ) A.tan θ1cot θ2=2 B.tan θ1tan θ2=2 C.从P到C过程小球机械能减少 D.小球从C斜抛出去达到最高点时,与P等高且速度也等于v0 2、 如图所示,小球B以水平初速度v瞄准处于同一高度的另一小球A射出,在B球射出的同时,恰巧A球由静止开始下落.不计空气阻力,关于两球的运动,下列说法正确的是( ) A.若以地面为参考系,则A球做匀加速运动,B球做匀速运动 B.在相同时间内,B球的速度变化量比A球的速度变化量大 C.两球的速度变化快慢相同 D.若射出点足够高,则A、B两球一定会在空中相碰 3、 2016年CCTV﹣1综合频道在黄金时间播出了电视剧《陆军一号》,其中直升机抢救伤员的情境深深感动了观众.假设直升机放下绳索吊起伤员后(如图甲所示),竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示,若不计空气阻力,则( ) A.伤员一直处于失重状态 B.绳索中拉力方向一定沿竖直向上 C.地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线 D.绳索中拉力先大于重力,后小于重力 4、 如图所示,小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法中错误的是( ) A.小球通过最高点的最小速度为v= B.小球通过最高点的最小速度为0 C.小球在水平线ab以下管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力 D.小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力 5、 如图所示,a为地球赤道上的物体,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,c为地球同步卫星.关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是( ) A.地球对b、c两星的万有引力提供了向心力,因此只有a受重力,b、c两星不受重力 B.周期关系为Ta=Tc>Tb C.线速度的大小关系为va<vc<vb D.向心加速度的大小关系为aa>ab>ac 6、 下列说法正确的是( ) A.若物体做匀加速直线运动,则物体的机械能不可能守恒 B.若物体做匀速直线运动,则物体的机械能一定守恒 C.若合外力不为零,则物体的动能一定要变化 D.若物体只受重力作用,则物体的机械能一定守恒 7、 甲乙两球位于同一竖直直线上的不同位置,甲比乙高h,如图所示,将甲乙两球分别以υ1、υ2的速度沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是( ) A.甲先抛出,且υ1<υ2 B.甲先抛出,且υ1>υ2 C.甲后抛出,且υ1<υ2 D.甲后抛出,且υ1>υ2 8、 如图所示是自行车传动装置示意图,A轮半径是B轮半径的一半.白行车在行驶过程中,链条与轮之间不打滑,a、b分别是A轮、B轮边缘上的点,则a、b两点的角速度、线速度之比分别是( ) A.2:1; 1:1 B.1:2:2:1 C.1:2; 1:1 D.1:1; 2:1 9、 假设地球和火星均为球体且均不考虑它们自转的影响,已知火星的质量约为地球质量的0.1倍,火星的半径约为地球半径的0.5倍,则火星上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比约为( ) A. B.5 C. D.
二、实验题(共1题,共5分)
10、 在做“研究平抛物体的运动”实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹. (1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项填在横线上____________ . A.通过调节使斜槽末端的切线保持水平 B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的 C.每次必须由静止释放小球,而释放小球的位置始终相同 D.将球的位置标在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线 (2)某同学在做实验时,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=10cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示的a、b、c、d,则小球平抛的初速度为v0=______m/s,小球过c点时速度的大小为______ m/s(结果可含根式,g取10m/s2).
三、解答题(共3题,共15分)
11、 如图所示,BC为半径R=0.144m的 圆弧,AB为光滑水平轨道,两轨道在B处相切连接;AB轨道上的滑块P通过不伸长的轻绳与套在竖直光滑细杆的滑块Q连接;开始时,P在A处,Q在与A同一水平面上的E处,且绳子刚好伸直处于水平,固定的小滑轮在D处,DE=0.4m,不计滑轮与绳子间的摩擦和空气阻力,现把Q从静止释放,当下落h=0.3m时,P恰好到达圆弧轨道的B,且对B无压力.取g=10m/s2 . 试求: (1)在P到达B处时,P的速度大小; (2)在P到达B处时,Q的速度大小; (3)滑块P、Q的质量之比,即 =? 12、 “神舟”四号飞船于2002年12月30日0时40分在酒泉发射场升空,在太空环绕地球108圈后,按预定的程序平稳地在内蒙古中部着陆.若将飞船环绕地球的运动看作匀速圆周运动,运动的时间为t,地球表面的重力速度为g,地球半径为R.引力常量为G.求: (1)地球的质量M; (2)飞船环绕地球运动时距地面的高度h. 13、 如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径R=0.5m,轨道在C处与水平地面相切,在C处放一小物块,给它一水平向左的初速度v0=5m/s,结果它沿CBA运动,通过A点,最后落在水平地面上的D点,求C、D间的距离x.(取重力加速度g=10m/s2) |
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江西省赣州市厚德外国语学校高二(上)开学物理试卷
1、
如图,光滑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点以速度v0向右水平飞出,该小球恰好能从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 . 下列说法正确的是( )
A.tan θ1cot θ2=2
B.tan θ1tan θ2=2
C.从P到C过程小球机械能减少
D.小球从C斜抛出去达到最高点时,与P等高且速度也等于v0
B,D
解:AB、小球恰好能沿圆弧切线方向进入圆弧轨道,知道速度的方向与OA垂直,速度与水平方向的夹角为θ1 , 位移与水平方向的夹角为θ2 .
在A点,有 tanθ1= ,又 tanθ2= = = ,则得 tan θ1tan θ2=2.故A错误,B正确.
C、从P到C的过程中,只有重力做功,小球的机械能守恒.故C错误.
D、根据运动的对称性,知从C斜抛出去达到最高点时,与P等高且速度也等于v0 . 故D正确.
故选:BD
【考点精析】掌握机械能守恒及其条件是解答本题的根本,需要知道在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变.
2、
如图所示,小球B以水平初速度v瞄准处于同一高度的另一小球A射出,在B球射出的同时,恰巧A球由静止开始下落.不计空气阻力,关于两球的运动,下列说法正确的是( )
A.若以地面为参考系,则A球做匀加速运动,B球做匀速运动
B.在相同时间内,B球的速度变化量比A球的速度变化量大
C.两球的速度变化快慢相同
D.若射出点足够高,则A、B两球一定会在空中相碰
C,D
解:A、以地面为参考系,A球做自由落体运动,B球做平抛运动,故A错误.
B、因为A、B两球均做加速度为g的匀变速运动,则相等时间内A、B两球速度的变化量相等,故B错误.
C、因为A、B两球的加速度相同,则速度变化快慢相同,故C正确.
D、若射出点足够高,因为B球在竖直方向上做自由落体运动,水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上的运动规律与A球相同,则A、B两球一定会在空中相碰,故D正确.
故选:CD.
【考点精析】解答此题的关键在于理解平抛运动的相关知识,掌握特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动;运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.
3、
2016年CCTV﹣1综合频道在黄金时间播出了电视剧《陆军一号》,其中直升机抢救伤员的情境深深感动了观众.假设直升机放下绳索吊起伤员后(如图甲所示),竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示,若不计空气阻力,则( )
A.伤员一直处于失重状态
B.绳索中拉力方向一定沿竖直向上
C.地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线
D.绳索中拉力先大于重力,后小于重力
B,D
解:A、绳索吊起伤员后伤员在竖直方向运动的方向向上,结合图乙可知,在竖直方向伤员先向上做加速运动,后向上做减速运动,所以加速度的方向先向上后向下,伤员先超重后失重.故A错误;
B、由图丙可知,伤员沿水平方向做匀速直线运动,即在水平方向处于平衡状态,受到的合外力等于0,所以可知绳子沿水平方向的作用力为0,则绳索中拉力方向一定沿竖直向上.故B正确;
C、由AB的分析可知,伤员沿水平方向做匀速直线运动,而沿竖直方向做变速运动,所以其轨迹一定是曲线.故C错误;
D、伤员先超重后失重,所以绳索中拉力先大于重力,后小于重力.故D正确.
故选:BD
【考点精析】认真审题,首先需要了解S-t图象(s-t图像:①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度;②图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;③图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边),还要掌握V-t图象(v-t图像:①在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度;②在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值;③在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率;④图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向;⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动)的相关知识才是答题的关键.
4、
如图所示,小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法中错误的是( )
A.小球通过最高点的最小速度为v=
B.小球通过最高点的最小速度为0
C.小球在水平线ab以下管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力
D.小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力
A
解:A、因为圆管轨道可以给小球向上的支持力也可以给小球向下的弹力,故小球在最高点的最小速度可以为0,故A错误;
B、因为管道可以给小球向上的支持力,故小球经过轨道最高点时速度可以为0,故B正确;
C、小球在水平线ab以下管道运动,由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力,所以外侧管壁对小球一定有作用力,而内侧管壁对小球一定无作用力.故C正确.
D、小球在水平线ab以上管道中运动时,当速度非常大时,内侧管壁没有作用力,此时外侧管壁有作用力.当速度比较小时,内侧管壁有作用力.故D正确.
因为选择错误的是,故选:A.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用向心力的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.
5、
如图所示,a为地球赤道上的物体,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,c为地球同步卫星.关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是( )
A.地球对b、c两星的万有引力提供了向心力,因此只有a受重力,b、c两星不受重力
B.周期关系为Ta=Tc>Tb
C.线速度的大小关系为va<vc<vb
D.向心加速度的大小关系为aa>ab>ac
B,C
解:A、地球对b、c两星的万有引力提供了向心力,a受重力,b、c两星也受重力提供了向心力,故A错误;
B、卫星C为同步卫星,所以Ta=Tc , 根据T=2π ,可知Tc>Tb , 所以Ta=Tc>Tb , 故B正确;
C、AC比较,角速度相等,由v=ωr,可知υa<υc ,
根据v= 得vc<vb , 故C正确;
D、由a=ω2r,得:aa<aC , 故D错误;
故选:BC.
【考点精析】解答此题的关键在于理解万有引力定律及其应用的相关知识,掌握应用万有引力定律分析天体的运动:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向;应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算.
6、
下列说法正确的是( )
A.若物体做匀加速直线运动,则物体的机械能不可能守恒
B.若物体做匀速直线运动,则物体的机械能一定守恒
C.若合外力不为零,则物体的动能一定要变化
D.若物体只受重力作用,则物体的机械能一定守恒
D
解:A、做匀变速直线运动的物体机械能可能守恒,比如自由落体运动.故A错误.
B、匀速直线运动的物体机械能不一定守恒,比如降落伞匀速下降,机械能减小.故B错误.
C、根据动能定理可知,若合外力的功不为零,则物体的动能一定要变化;而合外力不为0,动能不一定变化,如匀速圆周运动.故C错误.
D、若物体只受重力,机械能一定守恒.故D正确.
故选:D
【考点精析】本题主要考查了机械能守恒及其条件的相关知识点,需要掌握在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变才能正确解答此题.
7、
甲乙两球位于同一竖直直线上的不同位置,甲比乙高h,如图所示,将甲乙两球分别以υ1、υ2的速度沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是( )
A.甲先抛出,且υ1<υ2
B.甲先抛出,且υ1>υ2
C.甲后抛出,且υ1<υ2
D.甲后抛出,且υ1>υ2
A
解:由h= ,得:t= ,可知抛出点的高度越大,平抛运动的时间越长.
由图可知甲的抛出点高于乙的抛出点,故要使两球相碰,甲应先抛出;
而两物体的水平位移相同,而运动时间甲的要长,由x=v0t可知甲的速度要小于乙的速度,v1<v2;
故选:A.
【考点精析】关于本题考查的平抛运动,需要了解特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动;运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动才能得出正确答案.
8、
如图所示是自行车传动装置示意图,A轮半径是B轮半径的一半.白行车在行驶过程中,链条与轮之间不打滑,a、b分别是A轮、B轮边缘上的点,则a、b两点的角速度、线速度之比分别是( )
A.2:1; 1:1
B.1:2:2:1
C.1:2; 1:1
D.1:1; 2:1
A
解:在皮带轮问题中要注意:同一皮带上线速度相等,同一转盘上角速度相等.在该题中,A、B两点的线速度相等,即有:vA=vB , 即ωA=ωB , 因为rA=rB , 所以有:vA:vB=1:1;ωA:ωB=2:1,BCD错误,A正确.
故选A.
9、
假设地球和火星均为球体且均不考虑它们自转的影响,已知火星的质量约为地球质量的0.1倍,火星的半径约为地球半径的0.5倍,则火星上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比约为( )
A.
B.5
C.
D.
C
解:由万有引力提供向心力可知:
F向心力=F引=G =m
得第一宇宙速度为:V=
得:V火:V地= = =
故选:C.
【考点精析】本题主要考查了万有引力定律及其应用的相关知识点,需要掌握应用万有引力定律分析天体的运动:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向;应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算才能正确解答此题.
10、
在做“研究平抛物体的运动”实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹.
(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项填在横线上____________ .
A.通过调节使斜槽末端的切线保持水平
B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
C.每次必须由静止释放小球,而释放小球的位置始终相同
D.将球的位置标在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)某同学在做实验时,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=10cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示的a、b、c、d,则小球平抛的初速度为v0=______m/s,小球过c点时速度的大小为______ m/s(结果可含根式,g取10m/s2).
(1)A,C
(2)2;5
解:(1)A、通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运动.故A正确.
B、因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,故B错误,C正确;
D、将球经过不同高度的位置记录在纸上后,取下纸,平滑的曲线把各点连接起来,故D错误.
故选:AC.(2)设相邻两点间的时间间隔为T,
竖直方向:2L﹣L=gT2 , 得到T= = s=0.1s;
水平方向:v0= = =2m/s;
小球通过c点的竖直分速度vyc= = m/s=2.5m/s,
则c点的速度vc= = m/s=5 m/s.
所以答案是:(1)AC;(2)2.0;5 .
【考点精析】认真审题,首先需要了解平抛运动(特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动;运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动).
11、
如图所示,BC为半径R=0.144m的 圆弧,AB为光滑水平轨道,两轨道在B处相切连接;AB轨道上的滑块P通过不伸长的轻绳与套在竖直光滑细杆的滑块Q连接;开始时,P在A处,Q在与A同一水平面上的E处,且绳子刚好伸直处于水平,固定的小滑轮在D处,DE=0.4m,不计滑轮与绳子间的摩擦和空气阻力,现把Q从静止释放,当下落h=0.3m时,P恰好到达圆弧轨道的B,且对B无压力.取g=10m/s2 . 试求:
(1)在P到达B处时,P的速度大小;
(2)在P到达B处时,Q的速度大小;
(3)滑块P、Q的质量之比,即 =?
(1)
解:P恰好到达圆弧轨道的B,且对B无压力,重力提供向心力,根据向心力公式得:
解得:
(2)
解:P到达B点时,绳子的速度等于P的速度,根据几何关系有:
解得:
(3)
解:PQ在运动过程中只有重力做功,根据动能定理得:
+ =mQgh
带入数据有:
0.72mP+2mQ=3mQ
解得:
(1)P恰好到达圆弧轨道的B,且对B无压力,重力提供向心力,根据向心力公式求出P的速度;(2)P到达B点时,绳子的速度等于P的速度,根据运动的合成与分解即可求解Q的速度;(3)PQ在运动过程中只有重力做功,根据动能定理列式即可求解质量之比.
【考点精析】通过灵活运用向心力和动能定理的综合应用,掌握向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力;应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷即可以解答此题.
12、
“神舟”四号飞船于2002年12月30日0时40分在酒泉发射场升空,在太空环绕地球108圈后,按预定的程序平稳地在内蒙古中部着陆.若将飞船环绕地球的运动看作匀速圆周运动,运动的时间为t,地球表面的重力速度为g,地球半径为R.引力常量为G.求:
(1)地球的质量M;
(2)飞船环绕地球运动时距地面的高度h.
(1)
解:设地球质量为M,对于在地球表面质量为m的物体有
①
解得: . ②
(2)
解:设飞船环绕地球运动时距地面的高度为h,运动周期为T,万有引力提供向心力
③
T= ④
由②、③、④得
根据万有引力提供向心力求出地球的质量.
根据万有引力提供向心力,结合飞船的周期,求出轨道半径,从而得出飞船环绕地球运动时距离地面的高度.
【考点精析】本题主要考查了万有引力定律及其应用的相关知识点,需要掌握应用万有引力定律分析天体的运动:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向;应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算才能正确解答此题.
13、
如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径R=0.5m,轨道在C处与水平地面相切,在C处放一小物块,给它一水平向左的初速度v0=5m/s,结果它沿CBA运动,通过A点,最后落在水平地面上的D点,求C、D间的距离x.(取重力加速度g=10m/s2)
解:设小物块的质量为m,过A处时的速度为v,由A到D经历的时间为t,
由机械能守恒可得: mv02= mv2+2mgR…①
由平抛运动的规律可知:
竖直方向上:2R= gt2 …②
水平方向上:x=vt…③
由①②③式并代入数据解得:x=1 m
即CD间的距离为1m.
答:C、D间的距离为1m
小球经过半圆形轨道时只有重力做功,故机械能守恒;通过A点后做平抛运动,由平抛运动的规律可求得CD间的距离.
【考点精析】解答此题的关键在于理解平抛运动的相关知识,掌握特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动;运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,以及对机械能守恒及其条件的理解,了解在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变.