内容正文:
望城六中高二期中考试物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1. 如图所示为某人游珠江,他以一定的速度且面部始终垂直于河岸向对岸游去。设江中各处水流速度相等,他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是( )
A. 水速大时,路程长,时间长 B. 水速大时,路程长,时间不变
C. 水速大时,路程长,时间短 D. 路程、时间与水速无关
2. 若以抛出点为起点,取初速度方向为水平位移的正方向,在下列各图中,能正确描述做平抛运动的物体的水平位移x的图像的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度va和vb沿水平方向抛出,经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A. ta>tb, va<vb B. ta>tb, va>vb C. ta<tb, va<vb D. ta<tb, va>vb
4. 如图所示,在竖直平面内固定着用刚性光滑铁丝制成的抛物线形状轨道OA,O点切线水平。将一带孔小球套在铁丝轨道上,从O点给小球一水平向右的初速度,使小球沿铁丝轨道运动到A点。下列说法正确的是( )
A. 小球在OA段上运动,一定受到弹力
B. 小球在OA段上的运动,一定是平抛运动
C. 小球在O、A两点的水平速度一定相同
D. 小球在OA段的运动过程中,机械能一定不变
5. 对于太阳与行星间的引力表达式,下列说法错误的是( )
A. 公式中的G为比例系数与太阳行星均无关
B. 太阳与行星受到的引力总是大小相等
C. 太阳与行星受到的引力是一对平衡力,合力等于0,太阳和行星都处于平衡状态
D. 太阳与行星受到的引力是一对作用力与反作用力
6. 我国北斗卫星导航系统(BDS)已经为全球提供定位、导航、授时、5G传输等服务。如题图所示,A、B为北斗系统中轨道在同一平面内,均沿顺时针方向绕行的两颗工作卫星。某时刻两卫星的连线与A卫星的轨道相切,已知A、B卫星的运行周期分别为、,A、B卫星的运行半径分别为r、2r。则两卫星从图示时刻到两卫星间距离最大需要的最短时间为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
7. 如图,靠轮传动装置中右轮半径为,为它边缘上的一点,为轮上的一点,距轴为;左侧为一轮轴,大轮的半径为,为它边缘上的一点;小轮半径为,为它边缘上的一点.若传动中靠轮不打滑,则下列说法正确的是( )
A. 点与点的周期之比为
B. 点与点的线速度之比为
C. 点与点的角速度之比为
D. 点与点的向心加速度大小之比为
8. 如图所示,一个球绕中心线以角速度转动,则( )
A. A、两点的角速度相等
B. A、两点的线速度相等
C. 若,则
D. 以上答案都不对
9. 物体受到几个恒定外力的作用而做匀速直线运动,如果撤掉其中的一个力,它可能( )
A. 做匀速直线运动 B. 静止 C. 做匀变速直线运动 D. 做曲线运动
10. 2013年6月,“神舟十号”与“天宫一号”完美“牵手”,成功实现交会对接(如图)。交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段。则下列说法正确的是( )
A. 在远距离导引段,“神舟十号”应在距“天宫一号”目标飞行器前下方某处
B. 在远距离导引段,“神舟十号”应在距“天宫一号”目标飞行器后下方某处
C. 在组合体飞行段,“神舟十号”与“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动的速度小于7.9 km/s
D. 分离后,“天宫一号”变轨升高至飞行轨道运行时,其速度比在交会对接轨道时大
第II卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合,探究向心力大小的影响因素。实验时用手拨动旋臂产生圆周运动,力传感器和光电门固定在实验器上,测量向心力和角速度。
(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间,并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r,自动计算出砝码做圆周运动的角速度,则计算角速度的表达式为ω=________。
(2)图乙中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线,由图可知,曲线①对应的砝码质量________(选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量。
12. 如图所示是用小球做平抛运动的实验装置所做的“研究平抛运动”实验得到的点迹与轨迹。
(1)图(a)所示为正确实验后得出的实验数据。其点为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度________(重力加速度取)。
(2)在另一次实验中,将白纸换成方格纸,方格边长为,实验记录了小球在运动途中的3个位置,如图(b)所示。则该小球做平抛运动的初速度为________,点的竖直分速度为________(重力加速度取)。
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
13. 把一小球从离地面处,以的初速度水平抛出,不计空气阻力,()。求:
(1)小球在空中飞行的时间;
(2)小球落地点离抛出点的水平距离;
(3)小球落地时的速度大小。
14. 如图,用细绳一端系着的质量为M=1kg的物体A静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B,A的重心到O点的距离为0.5m.若A与转盘间的动摩擦因数μ=0.2,转盘以一定的转速转动,小球B始终保持静止取g=10m/s2,求:
(1)若A球的线速度大小为1m/s时的加速度大小;
(2)若A球恰好不受摩擦力,转盘转动的角速度的大小
(3)为使B球保持静止,转盘转动的最大角速度的大小.
15. 如图中实线所示,质量为m的飞船于半径为的地球圆形轨道上运行。
(1)试求飞船在圆形轨道上运行的速度和周期。
(2)飞船来到轨道上的P点时被点火改变速度,瞬间将其动能变为原来动能的K倍(时减速和时加速)。飞船在此之后沿椭圆轨道飞行,如图中虚线所示。试求
(a)椭圆轨道长轴PQ的半轴长a;
(b)飞船在椭圆形轨道上运行的周期T。
(3)已知万有引力常数、地球的质量和半径;飞船质量和位于地球表面的高度。
(a)试计算飞船在圆形轨道上运行的速度和周期。
(b)现在有两艘飞船先后来到P点,飞船1比较飞船2领先时间。飞船2试图超越飞船1,向前进方向点火,瞬间飞船2的速度减少为原来速度的0.9487倍。试求飞船2之后沿椭圆轨道飞行的周期T和早于飞船1返回轨道上P点的时间。
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望城六中高二期中考试物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1. 如图所示为某人游珠江,他以一定的速度且面部始终垂直于河岸向对岸游去。设江中各处水流速度相等,他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是( )
A. 水速大时,路程长,时间长 B. 水速大时,路程长,时间不变
C. 水速大时,路程长,时间短 D. 路程、时间与水速无关
【答案】B
【解析】
【详解】将人运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向,水流的运动不影响垂直于河岸方向上的运动,在垂直于河岸方向上
人的划水速度不变,所以过河的时间不变.水流速的大小影响在沿河岸方向上的位移
x=v水t
时间不变,水流速越大,沿河岸方向上的位移越大,根据运动的合成,发生的位移(路程)越大.故B正确,ACD错误.
故选B。
2. 若以抛出点为起点,取初速度方向为水平位移的正方向,在下列各图中,能正确描述做平抛运动的物体的水平位移x的图像的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】做平抛运动的物体的水平位移为
则水平位移x的图像为一次函数。
故选C。
3. 如图,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度va和vb沿水平方向抛出,经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A. ta>tb, va<vb B. ta>tb, va>vb C. ta<tb, va<vb D. ta<tb, va>vb
【答案】A
【解析】
【详解】两个小球都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,根据
可知
因为
ha>hb
则
ta>tb
根据
x=v0t
因为水平位移相等
va<vb
故A正确,BCD错误。
故选A。
4. 如图所示,在竖直平面内固定着用刚性光滑铁丝制成的抛物线形状轨道OA,O点切线水平。将一带孔小球套在铁丝轨道上,从O点给小球一水平向右的初速度,使小球沿铁丝轨道运动到A点。下列说法正确的是( )
A. 小球在OA段上运动,一定受到弹力
B. 小球在OA段上的运动,一定是平抛运动
C. 小球在O、A两点的水平速度一定相同
D. 小球在OA段的运动过程中,机械能一定不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球在O点的初速度大小未知,故小球不一定做平抛运动。运动过程中,可能受到弹力,也可能没有弹力,故A错误;
BC.当小球与轨道间有弹力时,小球的运动不是平抛运动,在O、A两点的水平速度不相同,故BC错误;
D.轨道光滑,小球运动过程中只有重力做功,机械能不变,故D正确。
故选D。
5. 对于太阳与行星间的引力表达式,下列说法错误的是( )
A. 公式中的G为比例系数与太阳行星均无关
B. 太阳与行星受到的引力总是大小相等
C. 太阳与行星受到的引力是一对平衡力,合力等于0,太阳和行星都处于平衡状态
D. 太阳与行星受到的引力是一对作用力与反作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.公式中G为比例系数,与太阳、行星都无关,故A正确;
BCD.太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对作用力与反作用力,不是平衡力,二者大小相等,故BD正确,C错误。
本题选择错误的,故选C。
6. 我国北斗卫星导航系统(BDS)已经为全球提供定位、导航、授时、5G传输等服务。如题图所示,A、B为北斗系统中轨道在同一平面内,均沿顺时针方向绕行的两颗工作卫星。某时刻两卫星的连线与A卫星的轨道相切,已知A、B卫星的运行周期分别为、,A、B卫星的运行半径分别为r、2r。则两卫星从图示时刻到两卫星间距离最大需要的最短时间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据几何关系可知,设地心为,在图示时刻两卫星与地心之间的夹角满足
可得
两卫星均沿顺时针方向绕行,则两卫星从图示时刻到两卫星间距离最大,A比B多转过的最小角度为
则有
解得两卫星从图示时刻到两卫星间距离最大需要的最短时间为
故选B。
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
7. 如图,靠轮传动装置中右轮半径为,为它边缘上的一点,为轮上的一点,距轴为;左侧为一轮轴,大轮的半径为,为它边缘上的一点;小轮半径为,为它边缘上的一点.若传动中靠轮不打滑,则下列说法正确的是( )
A. 点与点的周期之比为
B. 点与点的线速度之比为
C. 点与点的角速度之比为
D. 点与点的向心加速度大小之比为
【答案】ABC
【解析】
【详解】ABC.因为、两点靠摩擦传动,则、两点的线速度之比为,、两点同轴转动,则角速度相等,根据知,、的角速度之比为,、两点同轴转动,则角速度相等,所以、的角速度之比为,点与点的角速度之比为,由知,、周期之比为,故ABC正确;
D.因为、的角速度之比为,、的角速度相等,所以、的角速度之比为,又有、的半径之比为,根据知, 、的向心加速度之比为,故D错误。
故选ABC。
8. 如图所示,一个球绕中心线以角速度转动,则( )
A. A、两点的角速度相等
B. A、两点的线速度相等
C. 若,则
D. 以上答案都不对
【答案】AC
【解析】
【详解】A.共轴转动的各点角速度相等,故 A、两点的角速度相等,故A正确;
B.由于A、两点转动半径不等,角速度相等,根据公式,A、两点线速度不等,故B错误;
CD.A、两点的角速度相等,A点的转动半径为
点的转动半径为,根据公式可知,线速度之比,故C正确,D错误;
故选AC。
9. 物体受到几个恒定外力的作用而做匀速直线运动,如果撤掉其中的一个力,它可能( )
A. 做匀速直线运动 B. 静止 C. 做匀变速直线运动 D. 做曲线运动
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.物体的合力一定不为零,一定有加速度,物体不能静止或者做匀速直线运动,故AB错误;
CD.物体原来处于平衡状态,撤去一个力后,其余的力的合力与撤去的力等值、反向、共线。若合力与速度共线,则物体做匀变速直线运动,若合力与速度不共线,物体做曲线运动,故CD正确;
故选CD。
10. 2013年6月,“神舟十号”与“天宫一号”完美“牵手”,成功实现交会对接(如图)。交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段。则下列说法正确的是( )
A. 在远距离导引段,“神舟十号”应在距“天宫一号”目标飞行器前下方某处
B. 在远距离导引段,“神舟十号”应在距“天宫一号”目标飞行器后下方某处
C. 在组合体飞行段,“神舟十号”与“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动的速度小于7.9 km/s
D. 分离后,“天宫一号”变轨升高至飞行轨道运行时,其速度比在交会对接轨道时大
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB.在远距离引导段根据万有引力提供圆周运动向心力有
解得
神舟十号如果在天宫一号目标飞行器的前下方,则神舟十号加速抬升轨道时,将飞在天宫一号前面而不能完成交会对接,A错误B正确;
C.根据
解得
第一宇宙速度是轨道半径r=R时的速度,同时也是环绕地球做圆周运动的最大速度,故组合体的速度小于第一宇宙速度7.9km/s,C正确;
D.根据
解得
变轨升高至飞行轨道运行时,其速度比在交会对接轨道时小,D错误。
故选BC。
第II卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合,探究向心力大小的影响因素。实验时用手拨动旋臂产生圆周运动,力传感器和光电门固定在实验器上,测量向心力和角速度。
(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间,并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r,自动计算出砝码做圆周运动的角速度,则计算角速度的表达式为ω=________。
(2)图乙中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线,由图可知,曲线①对应的砝码质量________(选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量。
【答案】 ①. ②. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]物体转动的线速度
由
计算得出
(2)[2]由题图乙中抛物线说明:向心力F和ω2成正比;若保持角速度和半径都不变,则砝码做圆周运动的向心加速度不变,由牛顿第二定律
可以知道,质量大的砝码需要的向心力大,所以曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量。
12. 如图所示是用小球做平抛运动的实验装置所做的“研究平抛运动”实验得到的点迹与轨迹。
(1)图(a)所示为正确实验后得出的实验数据。其点为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度________(重力加速度取)。
(2)在另一次实验中,将白纸换成方格纸,方格边长为,实验记录了小球在运动途中的3个位置,如图(b)所示。则该小球做平抛运动的初速度为________,点的竖直分速度为________(重力加速度取)。
【答案】(1)1.6 (2) ①. 1.5 ②. 2
【解析】
【分析】
【小问1详解】
依题意,点是抛出点,取坐标系上,,由平抛规律
竖直方向有
得
水平方向有
得
【小问2详解】
由图可知,到和到的时间间隔相等,设为
竖直方向由匀变速直线运动的推论
有,其中,
得
[1]水平方向有
得
[2]由点的竖直分速度等于在竖直方向上的平均速度
有,其中
得
【点睛】
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
13. 把一小球从离地面处,以的初速度水平抛出,不计空气阻力,()。求:
(1)小球在空中飞行的时间;
(2)小球落地点离抛出点的水平距离;
(3)小球落地时的速度大小。
【答案】(1)1s;(2)10m;(3)
【解析】
【详解】(1)竖直方向上有
解得
(2)水平方向有
(3)竖直方向有
水平方向有
则小球落地时的速度大小为
14. 如图,用细绳一端系着的质量为M=1kg的物体A静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B,A的重心到O点的距离为0.5m.若A与转盘间的动摩擦因数μ=0.2,转盘以一定的转速转动,小球B始终保持静止取g=10m/s2,求:
(1)若A球的线速度大小为1m/s时的加速度大小;
(2)若A球恰好不受摩擦力,转盘转动的角速度的大小
(3)为使B球保持静止,转盘转动的最大角速度的大小.
【答案】(1)2 m/s2 (2) (3)
【解析】
【详解】(1)根据向心加速度的表达式可知,若A球的线速度大小为1m/s,则:
(2)A恰好不受摩擦力时,A受到的绳子的拉力提供向心力,得:解得:
(3)当M所受的最大静摩擦力沿半径向内时,角速度最大,根据牛顿第二定律得:解得:
15. 如图中实线所示,质量为m的飞船于半径为的地球圆形轨道上运行。
(1)试求飞船在圆形轨道上运行的速度和周期。
(2)飞船来到轨道上的P点时被点火改变速度,瞬间将其动能变为原来动能的K倍(时减速和时加速)。飞船在此之后沿椭圆轨道飞行,如图中虚线所示。试求
(a)椭圆轨道长轴PQ的半轴长a;
(b)飞船在椭圆形轨道上运行的周期T。
(3)已知万有引力常数、地球的质量和半径;飞船质量和位于地球表面的高度。
(a)试计算飞船在圆形轨道上运行的速度和周期。
(b)现在有两艘飞船先后来到P点,飞船1比较飞船2领先时间。飞船2试图超越飞船1,向前进方向点火,瞬间飞船2的速度减少为原来速度的0.9487倍。试求飞船2之后沿椭圆轨道飞行的周期T和早于飞船1返回轨道上P点的时间。
【答案】见解析
【解析】
【详解】(1)由万有引力定律可得
解得
(2)a.飞船的动能为
飞船的势能为
飞船的机械能为
飞船点火后的动能为
点火后的势能为
点火后的总能量为
飞船之后在椭圆轨道上运行,总能量为,其中a为椭圆轨道的半长轴,由能量守恒可得
解得
b.开普勒第三定律可得
(3)a.由第一问代入数据解得
周期代入数据解得
b.飞船前进瞬间点火后沿椭圆轨道运动的周期为
飞船2早于飞船1返回轨道P点的时间
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