2018-2019学年新疆兵团第二师华山中学高一下学期第一次调研物理试卷（解析版） 14页

‎2018-2019学年新疆兵团第二师华山中学高一下学期第一次调研物理试卷（解析版）‎ 一、选择题 ‎1.如图所示，河水的流速保持不变，为使小船由O点沿虚线匀速航行，船头的指向应为图中的 A. ①方向 B. ②方向 C. ③方向 D. ④方向 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 因为水流速度小于静水速度，则合速度与河岸垂直时，渡河航程最短，最短航程等于河的宽度，因水流速度，要使航程最短，则船在静水中速度与河岸有一定的夹角，且偏向上游，由图可以知道B正确，ACD错误．‎ 故选B．‎ ‎2.质点做曲线运动从A到B速率逐渐增加，如图所示，有四位同学用示意图表示A到B的轨迹及速度方向和加速度的方向，其中正确的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、由图示可知，加速度方向与速度方向夹角大于90度，物体做减速运动，故A错误；B、由图示可知，速度方向与加速度方向相同，物体做直线运动，不做曲线运动，故B错误；C、由图示可知，加速度在速度的右侧，物体运动轨迹向右侧凹，故C错误；D、由图示可知，加速度方向与速度方向夹角小于90度，物体做加速曲线运动，故D正确；故选D。‎ ‎【点睛】知道物体做曲线运动的条件，分析清楚图示情景即可正确解题．‎ ‎3.下列说法中正确的（　　）‎ A. 伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量 B. 据表达式，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 在开普勒第三定律中，k是一个与中心天体有关的常量 D. 两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测得了引力常量，选项A错误；据表达式，当趋近于零时,两物体不能看做质点，则万有引力定律不适用，选项B错误；在开普勒第三定律中,k是一个与中心天体有关的常量，选项C正确；两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对相互作用力，选项D错误；故选C.‎ ‎4.如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球a能落到半圆轨道上，小球b能落到斜面上，则 A. b球一定先落在斜面上 B. a球可能垂直落在半圆轨道上 C. a、b两球可能同时落在半圆轨道和斜面上 D. a、b两球不可能同时落在半圆轨道和斜面上 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：将圆轨道和斜面轨道重合在一起，如图所示，交点为A，初速度合适，可知小球做平抛运动落在A点，则运动的时间相等，即同时落在半圆轨道和斜面上．若初速度不适中，由图可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在圆轨道上．故C正确，AD错误．‎ 若a球垂直落在半圆轨道上，根据几何关系知，速度方向与水平方向的夹角是位移与水平方向的夹角的2倍，而在平抛运动中，某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，两者相互矛盾，所以a球不可能垂直落在半圆轨道上，故B错误．故选C。‎ 考点：平抛运动 ‎【名师点睛】本题考查平抛运动的规律；要知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动；此题考查平抛运动比较灵活，学生容易陷入计算比较的一种错误方法当中，不能想到将半圆轨道和斜面轨道重合进行分析比较。‎ ‎5.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，小球直径略小于内、外侧管壁距离，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 小球通过最高点时的最小速度 B. 小球通过最高点时的最小速度 C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力 D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由于管子能支撑小球，所以小球能够通过最高点时的最小速度为vmin=0；故A错误，B正确。小球在水平线ab以下的管道中运动时，受到的合外力向上，则主要应是外侧管壁提供作用力，故内侧管壁对小球一定无作用力；故C错误；小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球不一定有作用力。如速度较小时，重力与下管壁的合力充当向心力，故D错误。故选B。‎ ‎6.一探照灯照射在云层底面上，云层底面是与地面平行的平面，如图所示，云层底面距地面高h，探照灯以角速度ω在竖直平面内转动，当光束转到与竖直方向夹角为θ时，云层底面上光点的移动速度是(　　)‎ ‎ ‎ A. hω B. C. D. hωtan θ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 当光束转到与竖直方向夹角为θ时，云层底面上光点转动线速度为。设云层底面上光点的移动速度为v，则有vcosθ=，解得云层底面上光点的移动速度v=，选项C正确。‎ ‎7.一物体静止在质量均匀的星球表面的“赤道”上.已知引力常量G，星球密度ρ．若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则该星球自转的周期为（ ）‎ A. B. C. ρGπ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 设某行星质量为M，半径为R，物体质量为m，万有引力充当向心力，则有 ‎ ‎ 又 ‎ 联立两式解得： ‎ 所以周期为：，故A正确。‎ 点晴：赤道上随行星一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，说明此时万有引力提供向心力，根据万有引力充当向心力及M=ρV进行求解。‎ ‎8.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2。A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来，a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中（ ）‎ A. 线速度大小之比为3∶2∶2‎ B. 角速度之比为3∶3∶2‎ C. 转速之比为2∶3∶2‎ D. 向心加速度大小之比为9∶6∶4‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故：va：vb=1：1 根据公式v=rω，有：ωa：ωb=4：3 根据ω=2πn，有：na：nb=4：3 根据a=vω，有：aa：ab=4：3‎ 轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故：ωb：ωc=1：1 根据公式v=rω，有：vb：vc=4：3 根据ω=2πn，有：nb：nc=1：1 根据a=vω，有：ab：ac=4：3 综合得到：va：vb：vc=4：4：3；ωa：ωb：ωc=4：3：3；‎ na：nb：nc=4：3：3；aa：ab：ac=16：12：9 故选C。‎ 点睛：本题关键是明确同轴传动和同源传动的区别，然后根据公式v=rω、ω=2πn、a=vω列式分析，注意两两分析；再找出共同项得出最后的表达式.‎ ‎9.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度大于，则　　‎ A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C. 这时铁轨对火车的支持力等于 D. 这时铁轨对火车的支持力小于 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：火车以轨道的速度转弯时，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，先平行四边形定则求出合力，再根据根据合力等于向心力求出转弯速度，当转弯的实际速度大于或小于轨道速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力，火车有离心趋势或向心趋势，故其轮缘会挤压车轮．‎ 火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，由图可以得：（θ为轨道平面与水平面的夹角），合力等于向心力，故有，解得，当时火车在转弯时不挤压轨道，当，重力和支持力的合力不够提供向心力，则火车拐弯时会挤压外轨，当，重力和支持力的合力大于性心理，则火车拐弯时会挤压内轨，A正确B错误；当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，故C错误，D正确．‎ ‎10.如右图所示，长为l的悬线固定在O点，在O点正下方的C点处有一钉子．把一端悬挂的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球摆到悬点正下方悬线碰到钉子时，此时小球(　　)‎ A. 线速度突然增大 B. 角速度保持不变 C. 向心加速度突然增大 D. 悬线拉力突然增大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 速度瞬间不变，根据、、进行分析即可；‎ ‎【详解】A、悬线与钉子碰撞前后，线的拉力始终与小球运动方向垂直，小球的线速度不变，故A错误； B、当半径减小时，由可知角速度突然增大，故B正确； ‎ C、当半径减小时，由知向心加速度突然增大，故C正确； D、而在最低点，由于半径减小，故碰到钉子后悬线拉力突然增大，故D正确。‎ ‎【点睛】此题考查圆周运动各物理量之间的关系式，注意瞬时速度不变。‎ ‎11.如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A．B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，A与B之间的摩擦因数和B与圆盘之间的摩擦因数相等，则下列说法正确的是（  ）‎ A. A的向心力与B的向心力相等 B. B对A的摩擦力大小与盘对B的摩擦力的大小相等 C. A、B都有沿半径向后滑动的趋势 D. 若缓慢增加圆盘的转速，因为B受到的摩擦力比A大，所以B会先滑动 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】设AB两物块距圆盘转轴的距离为r；AB两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，所以A、B两物体的角速度大小相等，根据F=mω2r，结合两物块的角速度大小相等，转动半径相等，质量相等，则需要的向心力相等，故A正确。以AB为整体，进行受力分析，竖直方向上受重力已经圆盘的支持力，水平方向上受圆盘指向圆心的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，设B受到圆盘的静摩擦力为fB，有：fB=2mω2r，对A受力分析，在水平方向上受B的静摩擦作用，设此力为fA，有fA=mω2r，由此可知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，故B错误。A所受的静摩擦力方向指向圆心，可知A有沿半径向外滑动的趋势，B受到圆盘的静摩擦力方向指向圆心，有沿半径向外滑动的趋势，故C正确。对AB整体分析，静摩擦力提供向心力，有：μB•2mg=2mωB2r，解得：，对A分析，B对A的静摩擦力提供向心力，有：μA•mg=mωA2r，解得：，因为A与B之间的摩擦因数和B与圆盘之间的摩擦因数相等，所以应一起开始滑动，故D错误。‎ ‎12.如图所示，轻杆长为‎3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动．在转动的过程中，忽略空气的阻力．若球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 此时球A的速度为零 B. 球B在最高点时速度一定不为零 C. 球B在最高点时，杆对水平轴的作用力为mg D. 球B转到最高点时，杆对水平轴的作用力为1.5mg ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】当B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，可知B靠重力提供向心力，根据得此时B的速度为，故B正确。由于A、B具有相同的角速度，B的速度不为零，则A的速度不为零，故A错误。球B在最高点时，球B对杆没有作用力，对A，由于A、B的角速度相等，则线速度之比为1：2，可知此时A的线速度为，根据牛顿第二定律得：，解得：FA=1.5mg，可知杆对水平轴的作用力为1.5mg，故D正确，C错误。‎ 二、实验题 ‎13.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。‎ ‎(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_______________________。‎ ‎(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________m/s。（g=‎9.8m/s2，结果保留两位有效数字）‎ ‎(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝‎1.25cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s；B点的竖直分速度为_______m/s；B点的实际速度为_______m/s。（g=‎10m/s2，结果均保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). （1）水平 (2). 得到相同的初速度（或初速度相同） (3). （2） 1.6 (4). （3）0.75 (5). 1.0 (6). 1.25‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛得到相同的初速度（或初速度相同）.‎ ‎（2）由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有： x=v0t y=gt2 将x=‎32cm，y=‎19.6cm，代入解得：v0=‎1.6m/s． （3）由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有： △y=gT2，由图可知△y=‎2L=‎2.5cm，代入解得，T=0.05s x=v0T，将x=‎3L=‎3.75cm，代入解得：v0=0.75 m/s， 竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有： ‎ 三、计算题 ‎14.已知太阳的质量为M，地球的质量为m1，月球的质量为m2，当发生日全食时，太阳、月球、地球几乎在同一直线上，且月球位于太阳与地球之间，如图所示．设月球到太阳的距离为a，地球到月球的距离为b，则太阳对地球的引力F1和太阳对月球的吸引力F2的大小之比为多少？‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：根据万有引力定律列出地球和月亮与太阳间的引力等式.‎ 太阳对地球的引力：‎ 太阳对月亮的引力：‎ 太阳对地球的引力和对月亮的吸引力的大小之比为：‎ ‎15.如图一辆质量为‎500kg 的汽车静止在一座半径为‎50m 的圆弧形拱桥顶部．（取g=‎10m/s2）‎ ‎（1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？‎ ‎（2）如果汽车以‎6m/s 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？（结果保留根式）‎ ‎【答案】（1）5000N（2）4640N     （3）‎10‎m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）汽车G=mg=500×10N=5000N            ‎ 由于汽车静止，汽车受到的支持力FN1=G=5000N           ‎ 据牛顿第三定律得：汽车对圆弧形拱桥的压力FN1＇=FN1=5000N       ‎ ‎（2）由牛顿第二定律得：mg﹣FN2=m             ‎ 解得：FN2=4640N                           ‎ 据牛顿第三定律得：汽车对圆弧形拱桥的压力FN2＇=FN21=4640N              ‎ ‎（3）由于只受重力，故：mg=m  ‎ 解得：v==‎10‎m/s ‎16.如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.5mg。求：‎ ‎（1）小球从管口飞出时的速率；‎ ‎（2）小球落地点到P点的水平距离。‎ ‎【答案】（1） 或（2）R或R ‎【解析】‎ ‎(1)分两种情况，当小球对管下部有压力时，‎ 则有mg－0.5mg＝，v1＝.（2分）‎ 当小球对管上部有压力时，则有mg＋0.5mg＝，v2＝（2分）‎ ‎(2)小球从管口飞出做平抛运动，2R＝gt2，t＝2，（2分）‎ x1＝v1t＝R，（2分）‎ x2＝v2t＝R. （2分）‎ 答案：(1)或　(2)R或R 本题考查圆周运动规律的应用，在管下部时以小球为研究对象，合外力提供向心力，列式可求得上部和下部速度大小，小球从管口飞出后做平抛运动，由竖直方向求得运动时间，由水平方向匀速运动求得水平位移大小 ‎17.如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为θ＝37°，一条长为L=‎2m的轻绳（质量不计），一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m=‎3kg的小物体（物体可看作质点），物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。（g=‎10m/s2）‎ ‎（1）当v1=‎2m/s时，求绳对物体的拉力；‎ ‎（2）当v2=m/s时，求绳对物体的拉力。（结果保留根式）‎ ‎【答案】（1）30N；（2）30N；‎ ‎【解析】‎ 详解】当物体刚离开锥面时：Tcosθ-mg=0，Tsinθ=m，r=Lsinθ 解得：v0=‎3m/s ‎（1）当v＜v0时，物体没有离开锥面，有：T1sinθ-N1cosθ=m ‎ T1cosθ+N1sinθ=mg ‎ 解得：T1=30N；‎ ‎（2）当v>v0时物体已经离开锥面，有：T2sinα=m ‎ T2cosα=mg ‎ 且 r=Lsinα 解得：T1=30N；‎ ‎18.如图甲所示，一长方体木板B放在水平地面上，木板B的右端放置着一个小铁块A，在t=0时刻同时突然给A、B初速度，其中A的初速度大小为=‎1m/s，方向水平向左；B的初速度大小为=‎14m/s，方向水向右，木板B运动的图像如图乙所示．已知A、B的质量相等，A与B及B与地面之间均有摩擦(动摩擦因数不等)，A与B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A始终没有滑出B，重力加速度．(提示：t=3s时刻，A、B达到共同速度=‎2m/s；3s时刻至A停止运动前，A向右运动的速度始终大于B的速度)．求：‎ ‎（1）站在水平地面上的人看来A向左运动的最大位移；‎ ‎（2）B运动的时间及B运动的位移大小；‎ ‎【答案】（1）‎0.5m（2）4s；‎25m，方向水平向右 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由图读出3s后二者的速度，由加速度的定义式求出加速度，由位移公式求出位移；由加速度的定义式求出B的加速度，由牛顿第二定律求出A与B、B与地面之间的动摩擦因数，再由牛顿第二定律求出3s后B的加速度，最后由运动学的公式即可求出B运动的时间以及位移．‎ ‎【详解】（1）由图乙可知，0~3s内A做匀变速运动，速度由=－‎1m/s变为v=‎2m/s．‎ 则其加速度大小为：==1，方向水平向右．‎ 当A水平向左运动速度减为零时，向左运动的位移最大，则：=‎‎0.5m ‎（2）设A与B之间的动摩擦因数为，由牛顿第二定律得=‎ 则 由图乙可知，0~3s内B做匀减速运动，其速度由=‎14m/s变为v=‎2m/s．‎ 则其加速度大小为：==4‎ 方向水平向左．‎ 设B与地面之间的动摩擦因数为，由牛顿第二定律得：+=‎ 则： ‎ ‎3s之后，B继续向右做匀减速运动，由牛顿第二定律得 则B加速度大小为：，方向水平向左．‎ ‎3s之后运动的时间为：‎ 则B运动的时间为：，‎ ‎0~4s内B的位移：，方向水平向右．‎ ‎【点睛】该题属于牛顿第二定律应用中多物体、多过程的情况，在解答的过程中要注意对运动过程的把握，特别是二者的速度相等后加速度可能不同的情况．‎