物理辽宁省六校协作体学年高一下学期期中考试试题.docx
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物理辽宁省六校协作体学年高一下学期期中考试试题
2016——2017学年度下学期省六校协作体高一期中考试
物理试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
试卷满分100分,考试时间90分钟。
注意事项1.开始答卷前,考生务必将自己姓名和准考证号填写清楚。
2.将试题答案填在相应的答题卡内,在试题卷上作答无效。
第Ⅰ卷(选择题共48分)
一、选择题:
本题共12小题,每小题4分。
在每小题给出的四个选项中,第1-9题只有一项符合题目要求,第10-12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.如图所示是一位跳水队员在空中完成动作时头部的运动轨迹,最后运动员以速度v沿竖直方向入水.则在轨迹的a、b、c、d四个位置中,头部的速度沿竖直方向的是( )
A.a位置
B.b位置
C.c位置
D.d位置
2.投壶是“投箭入壶”的简称,是从先秦延续至清末的汉民族传统礼仪和宴饮游戏.若某小孩和大人用小球代替箭,站立在界外,在同一条竖直线上分别水平投出小球,并都恰好投入同一壶中,则( )
A.小孩投出的小球初速度较小
B.小孩投出的小球发生的位移较小
C.小孩投出的小球在空中运动的时间长
D.大人和小孩投出的小球在空中运动时间一样长
3.如图所示,转动的跷跷板上A、B两点线速度大小分别为vA和vB,角速度大小分别为ωA和ωB,则( )
A.vA=vB,ωA=ωB
B.vA=vB,ωA≠ωB
C.vA≠vB,ωA=ωB
D.vA≠vB,ωA≠ωB
4.关于地球同步卫星,下列说法正确的是( )
A.它可以定位在沈阳的正上空
B.地球同步卫星的角速度虽被确定,但高度和线速度可以选择,高度增加,线速度减小,高度降低,线速度增大
C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度
D.它运行的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
5.如图所示,在围绕地球运行的“天宫一号”实验舱中,宇航员王亚平将支架固定在桌面上,摆轴末端用细绳连接一个小球,拉直细绳并给小球一个垂直于细绳的初速度,使其做圆周运动,设小球经过最低点a和最高点b时的速度分别为va、vb,阻力不计,则( )
A.细线在a点最容易断裂
B.细线在b点最容易断裂
C.va>vb
D.va=vb
6.风速仪结构如图(a)所示,光源发出的光经光纤传输,被探测器接收,当风轮旋转时,通过齿轮带动凸轮圆盘旋转,当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住,已知风轮叶片转动半径为r,每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈,若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示,则该时间段内风轮叶片( )
A.转速逐渐减小,平均速率为
B.转速逐渐减小,平均速率为
C.转速逐渐增大,平均速率为
D.转速逐渐增大,平均速率为
7、如图所示,在质量为M=2.0kg的电动机飞轮上,固定着一个质量为m=0.5kg的重物,重物到轴的距离为R=0.25m,重力加速度g=10m/s2.当电动机飞轮以某一角速度匀速转动时,电动机恰好不从地面上跳起,则电动机对地面的最大压力为( )
A.30NB.40NC.50ND.60N
8.2009年10月7日电,美国宇航局(NASA)的斯皮策(Spitzer)太空望远镜近期发现土星外环绕着一个巨大的漫射环.该环比已知的由太空尘埃和冰块组成的土星环要大得多.据悉,这个由细小冰粒及尘埃组成的土星环温度接近﹣157°C,结构非常松散,难以反射光线,所以此前一直未被发现,而仅能被红外探测仪检测到.这一暗淡的土星环由微小粒子构成,环内侧距土星中心约600万公里,外侧距土星中心约1800万公里.若忽略微粒间的作用力,假设土环上的微粒均绕土星做圆周运动,则土环内侧、外侧微粒的( )
A.线速度之比为
:
1B.角速度之比为1:
1
C.周期之比为1:
1D.向心加速度之比为8:
1
9、如图所示,OO′为竖直轴,MN为固定在OO′上的水平光滑杆,有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上,AC和BC为抗拉能力相同的两根细线,C端固定在转轴OO′上.当绳拉直时,A、B两球转动半径之比恒为2:
1,当转轴的角速度逐渐增大时( )
A.AC先断
B.BC先断
C.两线同时断
D.不能确定哪段线先断
10..(多选)探月飞船以速度v贴近月球表面做匀速圆周运动,测出圆周运动的周期为T.万有引力常量为G.则()
A.可以计算出探月飞船的质量
B.可算出月球的半径
C.无法算出月球的的密度
D.飞船若要离开月球返回地球,必须启动助推器使飞船加速
11、(多选题)如图所示,一根细线下端拴一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔的水平桌面上.小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆).现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出),两次金属块Q都保持在桌面上静止.则后一种情况与原来相比较,下面的判断中正确的是( )
A.Q受到桌面的支持力变大
B.Q受到桌面的静摩擦力变大
C.小球P运动的角速度变大
D.小球P运动的周期变大
12.(多选题)如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A和B放在水平转盘上,质量均为m=2kg,两者用长为L=0.5m的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的0.4倍,A放在距离转轴L=0.5m处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动.开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,g=10m/s2.以下说法正确的是( )
A.该装置一开始转动,绳上就有弹力
B.当ω>2rad/s时,绳子才开始有弹力
C.当ω>2
rad/s时,A、B相对于转盘会滑动
D.当ω>
rad/s时,A、B相对于转盘会滑动
第Ⅱ卷(非选择题共52分)
二、实验题(共两小题,满分12分。
)
13、(6分)在探究平抛运动的规律时,可以选用下列各种装置图
(1)选用装置1是为了研究平抛物体
(2)选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹,竖直管上端A一定
要比水面(填高或低)
(3)选用装置3要获得钢球的平抛轨迹,每次一定要从斜槽上释放
14.(6分)如图甲所示,在一端封闭,长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡烛做的蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动,假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内任意1s内上升的距离都是10cm,玻璃管向右匀加速平移,从出发点开始在第1s内、第2秒内、第3秒内、第4秒内通过的水平位移依次是2.5cm.7.5cm.12.5cm.17.5cm,图乙中y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点,
(1)请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹;
(2)玻璃管向右平移的加速度a= m/s2;
(3)t=2s时蜡块的速度v2= m/s(保留到小数点后两位)
三、计算题(本题共4小题,共40分。
解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案不得分。
有数值计算的题,答案中必需明确写出数值和单位)
15.(6分)一根长0.1m的细线,一端系着一个质量为0.18kg的小球,拉住线的另一端,使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,当小球的转速增加到原转速3倍时,测得线拉力比原来大40N,此时线突然断裂.求:
(1)线断裂的瞬间,线的拉力;
(2)线断裂时小球运动的线速度
16.(8分)假设某星球表面上有一倾角为θ=37°的固定斜面,一质量为m=2.0kg的小物块从斜面底端以速度9m/s沿斜面向上运动,小物块运动1.5s时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25,该星球半径为R=1.2×103km.(sin37°=0.6.cos37°=0.8),试求:
(1)该星球表面上的重力加速度g的大小;
(2)该星球的第一宇宙速度.
17.(12分)如图所示,一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上,一个质量为m的小球先后两次以不同的速度冲上轨道,第一次小球恰能通过轨道的最高点A,之后落于水平面上的P点,第二次小球通过最高点后落于Q点,P、Q两点间距离为R.求:
(1)第一次小球落点P到轨道底端B的距离;
(2)第二次小球经过A点时对轨道的压力.
18.(12分)由中国科学院、中国工程院两院院士评出的2012年中国十大科技进展新闻,于2013年1月19日揭晓,“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接和“蛟龙”号下潜突破7000米分别排在第一、第二.若地球半径为R,把地球看做质量分布均匀的球体,地球表面的重力加速度大小为g,引力常量为G.“蛟龙”下潜深度为d,天宫一号轨道距离地面高度为h.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零.求
(1)“天宫一号”绕地心转一周的时间是多少?
(2)“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的重力加速度之比为多少?
【参考答案】
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
B
C
C
D
B
C
A
A
BD
BC
BD
13.竖直分运动(2分)低(2分)同一位置由静止(2分)
14.
(1)如图所示;(2分)
(2)5×10﹣2;(2分)(3)0.14.(2分)
15.(8分)
(1)小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用,重力mg、桌面弹力FN和线的拉力F.重力mg和弹力FN平衡.线的拉力提供向心力,F向=F=
(2分)
设原来的角速度为n0,线的拉力是F0,加快后的角速度为n,线断时的拉力是F.
则
=
=9(1分)
由题意知F=F0+40N,
解得F0=5N,F=45N.(1分)
(2)设线断开时速度为v由
(1分)
得
(1分)
16.解:
(1)对物体受力分析,由牛二律可得:
﹣mgsinθ﹣umgcosθ=ma①(2分)
a=
②(2分)
由①②代入数据求得g=7.5m/s2(1分)
(2)第一宇宙速度为v
mg=mv2/R(2分)
v=
=3×103m/s(1分)
答:
(1)该星球表面上的重力加速度g的大小为7.5m/s2
(2)该星球的第一宇宙速度为3×103m/s
17.解:
设求第一次通过A点速度为v1,根据牛顿第二定律有:
解得:
(2分)
根据2R=
,x1=v1t,(2分)
解得:
x1=2R.(1分)
(2)第二次小球的水平位移为:
x2=x1+R=3R,(1分)
由x2=v2t,(1分)
,(2分)
联立解得:
.(1分)
根据牛顿第三定律:
对轨道的压力为:
,方向竖直向上.(2分)
答:
(1)第一次小球落点P到轨道底端B的距离为2R;
18.解:
(1)根据万有引力提供向心力得:
(2分)
地球表面的物体受到的万有引力等于重力,即:
mg=
(1分)
联立解得:
(1分)
(2)令地球的密度为ρ,对地球表面的物体:
由于地球的质量为:
,所以重力加速度的表达式可写成:
g=
=
=
πGρR.(2分)
根据万有引力提供向心力
,“天宫一号”的加速度为
(2分)
根据题意有,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,固在深度为d的地球内部,受到地球的万有引力即为半径等于(R﹣d)的球体在其表面产生的万有引力,故海底的重力加速度g2=
πGρ(R﹣d).
所以有
(2分)
所以
,(2分)
答:
(1)“天宫一号”绕地心转一周的时间是
;
(2)“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的重力加速度之比为
.