物理河南省天一大联考学年高一下学期阶段性测试三试题解析版.docx
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物理河南省天一大联考学年高一下学期阶段性测试三试题解析版
河南省天一大联考2016-2017学年高一下学期阶段性测试（三）试题
第I卷选择题
一、选择题：
本题共10小题，每小题5分，共50分。
在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一个选项符合题目要求，第6～10题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．关于万有引力公式
的得出情况和引力常量G的测定，下列说法正确的是（）
A．牛顿在实验室通过几个铅球之间万有引力的测定，比较准确地得出了引力常量G
B．伽利略在实验室通过几个铅球之间万有引力的测定，研究确认了万有引力公式
C．卡文迪许在实验室通过几个铅球之间万有引力的测定，比较准确地得出了引力常量G
D．卡文迪许在实验室通过几个铅球之间万有引力的测定，研究确认了万有引力公式
2．跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动，我国运动员多次在国际跳水比赛上摘金夺银，被誉为跳水“梦之队”。
如图所示是一位跳水队员做“反身翻腾两周半”动作时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向以速度v入水。
在整个运动过程中，运动员头部的速度方向和头部入水方向相同的是（）
A．α、b两点B．α、c两点
C．c、d两点D．b、d两点
3．如图所示，工厂生产流水线上的工件以3m/s的速度连续不断地向右匀速运动，在切割工序的P处，割刀的速度为6m/s（相对地）。
为了使割下的工件都成规定尺寸的矩形，关于割刀相对工件的速度大小和方向，下列判断正确的是（）
A．大小为
m/s，方向与工件的边界成60°角
B．大小为
m/s，方向与工件的边界垂直
C．大小为
m/s，方向与工件的边界成60°角
D．大小为
m/s，方向与工件的边界垂直
4．一个物体以水平初速度v0抛出，空气阻力不计。
则关于该物体在空中任—位置的速度二次方v2随时间二次方t2的变化图象，下列选项中正确的是（）
5．我国已发射许多颗不同用途的地球卫星。
这些不同用途的卫星，其绕地运行轨道高度也不同。
卫星绕地运行轨道（可视为圆轨道）的高度是从其上所安装的高度传感器（高度仪）显示屏上测出的。
其原理为：
如图所示，卫星在其运行轨道上，关闭发动机，由地球的引力提供向心力，卫星距地面的高度h和地球质量M、地球半径R、引力常量G、卫星速度v存在对应关系。
把M、R、G的数值输入连接传感器的计算机中，卫星上速度表的示数与高度就一一对应，把速度读数改成高度读数，就可以直接读出高度，这样速度表就变成了高度仪。
下列关于M、R、G、v和h的对应关系正确的是（）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，原长为L，劲度系数为k的轻质弹簧拉着一个质量为m的小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动。
已知弹簧一直处于弹性限度内，则当弹簧的伸长量分别为L和2L时，下列说法正确的是（）
A．小球转动的角速度之比ω1：
ω2=2：
1
B．小球转动的线速度之比v1：
v2=1：
C．小球的向心加速度之比为α1：
α2=1：
2
D．小球的周期之比为T1：
T2=3：
7．有一项杂技表演的是骑摩托车沿圆锥面运动，其物理模型简化如图所示。
现有两个质量相同的车手骑着质量相同的摩托车A和B以某一初速度进人圆锥并紧贴圆锥的内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动（圆锥壁始终固定不动，不计一切摩擦）。
则下列说法正确的是（）
A．摩托车A对圆锥壁的压力大小大于摩托车B对圆锥壁的压力大小
B．摩托车A的线速度大小大于摩托车B的线速度大小
C．摩托车A的角速度大小大于摩托车B的角速度大小
D．摩托车A的运动周期大于摩托车B的运动周期
8．“嫦娥五号”将于2017年11月由我国目前推力最大的长征五号运载火箭从中国文昌航天发射场进行发射。
“嫦娥五号”由地月转移轨道到环月轨道飞行的示意图如图所示，P点为变轨点，“嫦娥五号”从地月转移轨道到圆轨道，再到椭圆轨道。
则下列说法正确的是（）
A．“嫦娥五号”由轨道1进人轨道2需要在P点处减速
B．“嫦娥五号”在轨道1经过P点的加速度一定大于在轨道2经过P点的加速度
C．“嫦娥五号”在轨道1的周期一定大于在轨道2的周期
D．“嫦娥五号”返回地球由轨道1到地月转移轨道必须加速
9．如图1所示是某走时准确的时钟甲，秒针、分针与时针的长度之比为2：
1．5：
1。
由于全天是24小时，在时钟甲上看到的时间还需要判断是上午几点几分、下午几点几分、还是晚上几点几分，比较麻烦。
为了克服这些缺点，某科普小组设计了如图2所示的时钟乙，秒针、分针与时针的长度之比仍为2：
1．5：
1，秒针转一圈仍为60秒，分针转一圈仍为60分，时针转一圈变为24小时。
则关于时钟乙，下列说法正确的是（）
A．秒针、分针与时针的周期之比为1：
60：
1440
B．秒针、分针与时针的角速度之比为1440：
24：
1
C．秒针针尖、分针针尖与时针针尖的线速度大小之比为2：
1．5：
1
D．秒针针尖、分针针尖与时针针尖的向心加速度大小之比为4：
2．25：
1
10．如图所示是某工厂所采用的小型生产流水线示意图，机器生产出的物体源源不断地从出口处以水平初速度v0滑向一粗糙的水平传送带（传送带各处粗糙程度相同），最后从传送带上落下装箱打包。
假设传送带静止不动时，物体滑到传送带右端的速度为v，最后物体落在P处的箱包中。
下列说法正确的是（）
A．若传送带随皮带轮顺时针方向转动起来，且传送带速度小于v，则物体落在P点左侧
B．若传送带随皮带轮顺时针方向转动起来，且传送带速度大于v0，则物体落在P点右侧
C．若由于操作不慎，传送带随皮带轮逆时针方向转动起来，且传送带的速度小于v，则物体落在P点左侧
D．若由于操作不慎，传送带随皮带轮逆时针方向转动起来，且传送带的速度大于v0，则物体仍落在P点
第Ⅱ卷非选择题
二、非选择题：
本题共6小题，共60分。
11．（6分）某物理小组的同学设计了一个粗测小球摆动到最低点时速度的实验装置，如图所示。
所用器材有：
质量为0.5kg可看成质点的小球、拉力传感器长度为0.006m、细绳长度为0.190m．实验步骤如下：
（1）实验前，将细绳的一端固定在悬点0处，细绳的另一端连接传感器，传惑器的另一端连接小球。
将细绳拉至水平位置，使细绳刚好拉直，调节传感器，使其读数为零；
（2）将小球从静止释放，小球摆动经过最低点后再向另一侧摆动，此过程中拉力传感器的最大示数为F；
（3）多次重复步骤
（1）、
（2），记录各次的F值如下表所示：
序号
1
2
3
4
5
F（N）
14.70
14.75
14.65
14.72
14.68
根据以上数据，可求出小球经过最低点时对细绳的拉力大小为N；小球经过最低点时的速度大小为m/s。
（重力加速度大小取9.80m/s2）
12．（9分）同学们用如图所示的实验装置来研究平抛运动。
图中水平放置的底板上竖直固定有M板和N板，M板上部有一个
圆弧形轨道，A为最高点，0为最低点，0点处切线水平；N板上固定有很多个圆环，圆环直径略大于小球。
将小球从A点由静止释放，小球运动到0点飞出后无阻碍地通过各圆环中心，最后落到底板上。
以0点为坐标原点，过0点的水平切线方向为x轴，竖直向下方向为y轴，把各个圆环的中心水平投影到N板上，即得到小球运动轨迹上的点P1、P2、P3……
（1）
圆弧形轨道的最低点0处的切线必须水平，原因为：
；
（2）把P1点的坐标x1、y1代人y=αx2，求出常数α=α1；把P2点的坐标x2、y2代人y=αx2，求出常数α=α2；……把Pn点的坐标xn、yn代人y=αx2，求出常数α=αn。
如果在实验误差允许的范围内，有α1=α2=……=αn，说明该小球的运动轨迹是一条；
（3）已知P1坐标为（x1,y1），P2坐标为（x2,y2），且y2=4y1，则x2=x1；
（4）已知P1处的坐标为（x1,y1），不考虑空气阻力，重力加速度为g，则小球运动到0点时速度的大小为。
13．（10分）一物体在光滑水平面上运动，建立平面直角坐标系xOy，将物体的运动分解到x轴、y轴方向，其分速度vx和vy随时间变化的图线如图所示，求：
（1）物体的初速度；
（2）物体在0～4s内的位移。
14．（10分）如图所示是排球场的场地示意图。
排球场前场区的长度是排球场总长度的
，网高为h。
在排球比赛中，对运动员的弹跳水平要求很高。
如果运动员的弹跳水平不高，运动员的击球点的高度小于某个临界值H，那么无论水平击球的速度多大，排球不是触网就是越界。
设某一次运动员站在前场区和后场区的交界处，正对网前竖直跳起垂直网将排球水平击出，试求该种情况下临界值H的大小。
（不计空气阻力）
15．（11分）在双星系统中，若忽略其他星球的影响，质量为M的星球A和质量为m的星球B的运动情况如图所示。
星球A和星球B在万有引力的作用下都绕0点做匀速圆周运动，两者中心之间距离为L，且两者的中心和0点始终共线，两者分别在0点的两侧，引力常量为G。
求星球A和星球B做圆周运动的轨道半径和周期。
16．（14分）如图所示，固定的水平轨道MN与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接，M、N两点间的距离为L，圆轨道半径为R（R的大小可以变化），PN恰好为该圆的一条竖直直径。
可视为质点的质量为m的物块B在N点获得不同的水平向右的初速度，调节R的大小，使物体能够到达最高点P，且物体都能够落到M点，重力加速度为g。
（已知α2+b2≥2αb，当且仅当α=b时，等号成立）
（1）求R和L的关系满足什么条件时，物体落到M点的速度有最小值；
（2）在满足
（1）的条件下，求在最高点P，轨道对物体B的压力的大小。
天一大联考
2016一2017学年高一年级阶段性测试（三）
物理·答案
1.答案C
命题透析：
本题考查万有引力定律公式的建立过程即物理学史，考查考生的理解能力。
思路点拨：
万有引力定律是牛顿通过实验、理论推导总结出来的，所以选项B、D错误；卡文迪许在实验室通过几个铅球之间万有引力的测定，比较准确地得出了引力常量G，所以选项C正确，A错误。
2.答案B
命题透析：
本题考查质点做曲线运动速度方向问题，考查考生的理解能力和推理能力。
思路点拨：
做曲线运动的物体，在某一点的速度方向沿着曲线在这一点的切线方向。
题中任一位置运动员头部的速度方向和头部的运动轨迹的切线方向相同，运动员头部人水的速度方向竖直向下，α、c两点的切线方向也竖直向下，b、d两点的切线方向竖直向上，所以选项B正确，A、C、D错误。
3.答案B
命题透析：
本题考查运动的合成与分解，考查考生的推理能力。
思路点拨：
为了使割下的工件都成规定尺寸的矩形，割刀相对工件的速度方向必须和工件的边界垂直，所以选项A、C错误；割刀相对工件的速度和工件的速度都是分速度，割刀相对地的速度是合速度，所以割刀相对工件的速度大小为
m/s,选项B正确，D错误。
4.答案D
命题透析：
本题考查平抛物体的运动规律，考查考生的推理能力。
思路点拨：
物体水平抛出后，t时刻的竖直速度大小vy=gt，合速度大小二次方v2=v02+vy2，所以v2=v02+g2t2，则速度二次方v2随时间二次方t2的变化图象是一条不过原点的倾斜直线，选项D正确，A、B、C错误。
5.答案A
命题透析：
本题考查万有引力定律，考查考生的推理能力和分析综合能力。
思路点拨：
根据万有引力定律和牛顿第二定律，卫星在其轨道上所受地球的引力
，解得
，所以选项A正确，B、C、D错误。
6.答案BC
命题透析：
本题考查匀速圆周运动，意在考查考生的理解能力和推理能力。
思路点拨：
当弹簧的伸长量为L时，根据牛顿第二定律有
；当弹簧的伸长量为2L时，根据牛顿第二定律有
则联立解得ω1：
ω2=
：
2、α1：
α2=1：
2、v1：
v2=1：
、T1：
T2=2：
，故选项B、C正确，A、D错误。
7.答案BD
命题透析：
本题考查物体做匀速圆周运动的有关知识，考查考生的分析综合能力。
思路点拨：
任取一摩托车，设圆锥壁和水平面的夹角为θ，圆锥壁对摩托车的支持力为F，摩托车的运行轨道半径为r，则在竖直方向上有Fcosθ=mg，水平方向上有Fsinθ=mω2r，解得
，F为常数，即FA=FB，选项A错误，
，因rA>rB，所以ωA<ωB，选项C错误；因为
，可得TA>TB，选项D正确；又因为
，rA>rB，所以vA>vB与，选项B正确
8.答案ACD
命题透析：
本题考查卫星变轨问题，考查考生的推理能力和分析综合能力。
思路点拨：
卫星在轨道1经过P点时，应瞬时减速，使其受到的万有引力大于所需要的向心力，而做向心运动变到轨道2，选项A正确；根据万有引力提供向心力有
，可得
，由此可知，到月球的距离r相同，向心加速度α相等，故经过P点的加速度，在轨道1的加速度一定等于在轨道2的加速度，故选项B错误；根据开普勒第三定律
可知，r越大，T越大，故在轨道1的运行周期一定大于在轨道2的运行周期，选项C正确；“嫦娥五号”返回地球由轨道1到地月转移轨道做离心运动，故必须加速，选项D正确
9.答案AB
命题透析：
本题考查物体做匀速圆周运动的运动规律及匀速圆周运动各物理量间关系，考查考生的理解能力和推理能力
思路点拨：
乙钟表的原理为：
秒针转一圈为60秒，分针转一圈为60分，时针转一圈为24小时。
根据周期的定义，秒针转一圈为60秒，分针转一圈为60×60秒，时针转一圈为60×60×24秒，所以秒针、分针与时针的周期之比为1：
60：
1440，选项A正确；根据
，可得秒针、分针与时针的角速度之比为1440：
24：
1，选项B正确；根据v=ωr和α=ω2r可知，选项C、D错误。
10．答案BD
命题透析：
本题考查匀变速直线运动的运动规律和平抛物体的运动规律，考查考生的应用物理知识来处理生活中实际问题的能力。
思路点拨：
当传送带静止不动时，物体在传送带上受到沿传送带向左的摩擦力，物体做匀减速直线运动，运动到传送带右端的速度为v，最后物体做平抛运动落在P处的箱包中；若传送带随皮带轮顺时针方向转动起来，且传送带速度小于v，物体在传送带上所受摩擦力的大小和方向不变，物体运动到传送带右端的过程中对地位移不变，所以物体运动到传送带右端的速度仍为v，平抛运动初速度不变，选项A错误；若传送带随皮带轮逆时针方向转动，不管速度小于v、还是大于v0，物体在传送带上所受摩擦力的大小和方向均不变，物体运动到传送带右端的过程中对地位移不变，所以物体运动到传送带右端时的速度仍为v，水平抛出时的速度不变，选项C错误、D正确；若传送带随皮带轮顺时针转动，且传送带速度大于v0，物体在传送带上受到沿传送带向右的摩擦力，做匀加速直线运动，运动到传送带右端的速度大于v0，最后物体以大于水平初速度v0平抛，将落在P点右侧，选项B正确
11.命题透析：
本题考查变速圆周运动，考查考生的理解能力和实验能力。
答案（3）14.70（3分）1.96（3分）
思路点拨：
小球经过最低点时对细绳的拉力大小即为传感器的最大读数，则由牛顿第三定律有
；因为
，解得：
v=1.96m/s
12．命题透析：
本题考查平抛物体的运动规律，考查考生的实验能力。
答案
（1）保证小球做的是平抛运动（2分）
（2）抛物线（2分）
（3）2（2分）（4）
（3分）
思路点拨：
（1）做平抛运动的物体初速度必须水平，所以圆弧轨道底端的切线必须水平；
（2）根据数学知识，抛物线的方程为y=αx2，做平抛运动物体的运动轨迹如果是一条抛物线，则运动轨迹上的任意一点的坐标必须满足方程y=αx2，反之依然；
（3）因为
，所以t2=2t1，x2=2x1；
（4）因为
，联立解得
13.命题透析：
本题考查运动的合成与分解，考查考生的理解能力。
思路点拨：
（1）由分速度vx和vy随时间变化的图线可得，两分运动的初速度大小为
…………………………………………………………（2分）
方向分别沿x轴、y轴的正方向，故物体的初速度大小为
……………………………………（2分）
初速度方向与x轴正方向成45°角……………………………………………………（1分）
（2）0～4s内水平位移为速度图象所围成的面积，则水平方向位移x=8m…………（1分）
竖直方向的位移y=16m……………………………………………………………………（1分）
故合位移为
……………………………………………………（1分）
位移与x轴正方向的夹角为α，则tanα=2…………………………………………（2分）
14．命题透析：
本题考查平抛物体的运动规律，考查考生利用数学解决物理问题的能力和分析综合能力
思路点拨：
设水平击球的速度大小为v，排球场的总长为L
假设排球刚好不触网，设排球运动到网上方的时间为t1，则有
水平方向
……………………………………………………………………（2分）
竖直方向
…………………………………………………………（2分）
假设排球刚好不出界，设排球运动到边界的时间为t2，则有
水平方向
………………………………………………………………（2分）
竖直方向
………………………………………………………………（2分）
联立解得
………………………………………………………………（1分）
所以临界值的大小
……………………………………………………（1分）
15．命题透析：
本题考查万有引力定律及牛顿第二定律的应用，考查考生的推理能力。
思路点拨：
由题意知，地球和月球有相同的角速度和周期，设周期为T，地球距0点的距离为R，月球距0点的距离为r，则
对星球A，有
………………………………………………（3分）
对星球B，有
……………………………………………………（3分）
由题意知r+R=L……………………………………………………………………（2分）
联立解得
…………（3分）
16.命题透析：
本题考查曲线运动，考查考生的推理能力和分析综合能力。
思路点拨：
（1）设物体离开P点的速度为v0，则L=v0t…………………………（2分）
物体落到M点的竖直分速度为vy=gt………………………………………………（2分）
物体落到M点的速度
…………………………（2分）
由数学知识可得：
当
时，物体落到M点的速度有最小值…………（2分）
此时有
………………………………………………………………（2分）
联立解得
……………………………………………………………………（1分）
（2）设在最高点P，轨道对物体B的压力的大小为NB，对物体B由牛顿第二定律有
……………………………………………………………………（2分）
解得NB=3mg…………………………………………………………………………（1分）
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