高一物理暑假练习4

1 地球 停泊轨道 发射轨道 高一物理暑假练习 4 一、选择题（本题共 12 小题，每题 4 分，共 48 分，每小题只有一个选项符合题意） 1、如图所示，平行竖直的两块钢板高为 H，相距距离为 s，现从左上方 D 点水平抛出一个小球， 球在 C、B 两处与板发生弹性碰撞后刚好落到 A 点，则 B、C、D 三点高度 之比为( ) A．1∶3∶5 B．9∶8∶5 C．5∶8∶9 D．无法确定 2、一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是 0.4 cm,一小球以水平速度 v 飞出,欲打在第 四台阶上，则 v 的取值范围是 （ ） A. 6 m/s＜v＜2 2 m/s B. 22 m/s＜v≤3.5 m/s C. 2 m/s＜v＜ 6 m/s D. 22 m/s＜v＜ 6 m/s 3、长为 L 两段不可伸长轻绳各有一端系于竖直杆上 A、B 两点， AB =L，另一端均系于一 小球 O 上。当杆带着小球在水平面内作匀速圆周运动角速度 L g5.1 ，则下列说法正确 的是（ ） A．OB 绳子对球拉力为 mg2 1 B．OA 绳子对球拉力为 mg2 1 C．OA 与 AB 杆夹角等于 60 D．OA 绳子对球拉力为 1.5 mg 4、如图所示,两物块 A、B 套在水平粗糙的 CD 杆上,并用不可伸长的轻绳连接,整个装置能绕过 CD 中点的轴 OO1 转动,已知两物块质量相等,杆 CD 对物块 A、B 最大静摩擦力大小相等,开 始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力),物块 B 到 OO1 轴的距离为物块 A 到 OO1 轴 距离的两倍,现让该装置从静止开始转动,使转速逐渐增大,在从绳子处于自然长度到两物块 A、B 即将滑动的过程中,下列说法正确的是（ ） A.A 受到的静摩擦力一直增大 B.B 受到的静摩擦力是先增大,后保持不变 C.A 受到的静摩擦力是先增后减小 D.A 受到的合外力一直在减小 5、一根长为 L 的轻杆下端固定一个质量为 m 的小球，上端连在光滑水平轴上，轻杆可绕水平 轴在竖直平面内运动(不计空气阻力)．当小球在最低点时给它一个水平初速度 v0，小球刚好 能做完整的圆周运动．若小球在最低点的初速度从 v0 逐渐增大，则下列判断正确的是( ) A．小球能做完整的圆周运动，经过最高点的最小速度为 gL B．小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大 C．小球在最低点对轻杆的作用力先减小后增大 D．小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心 6、地球同步卫星离地心的距离为 r，运动速度为 v1，加速度为 a1；地球赤道上的物体随地球自 转的向心加速度为 a2；第一宇宙速度为 v2，地球半径为 R，则下列关系正确的是 A． R r a a  2 1 B． 2 2 2 1 r R a a  C． R r v v  2 1 D． R r v v  2 1 7、我国于 2007 年 10 月 24 日发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图 所示，卫 星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移 轨道，在距月球表面 200km 的 P 点 进 行 第 一 次 “刹 车 制 动 ”后 被 月 球 捕 获 ， 进 入 椭 圆 轨 道 Ⅰ绕 月 飞 行 ， 以 后 卫星在 P 点 经过几次“刹 车 制 动 ”最 终 在 距月球表面 200km 的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动， 则下面说法正确的是 （ ） A．若停泊轨道距地球表面 600km，地球的自转周期为 T， 则卫星在停泊轨道上圆周运动的周期很接近于 T B．若 1T 、 2T 、 3T 分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、 Ⅱ和圆 形轨道Ⅲ的周期，则 1T < 2T < 3T C．若 1a 、 2a 、 3a 分别表示卫星沿三个轨道运动到 P 点 的加速度，则 1a > 2a > 3a D．若地球表面的重力加速度为 g，则卫星在轨道Ⅲ上做匀 速圆周运动的向心加速度很接近于 g6 1 8、如图所示，M 为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd 为 4 3 圆周的光滑轨道，a 为 轨道的最高点，de 面水平且有一定长度。今将质量为 m 的小球在 d 点的正上方高为 h 处由 静止释放，让其自由下落到 d 处切入轨道内运动，不计空气阻力，则（ ） A．在 h 一定的条件下，释放后小球的运动情况 与小球的质量有关 B．只要改变 h 的大小，就能使小球通过 a 点后， 既可能落回轨道内，又可能落到 de 面上 C．无论怎样改变 h 的大小，都不可能使小球通 过 a 点后落回轨道内 D．调节 h 的大小，不可能使小球飞出 de 面之外（即 e 的右面） 9、一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为 m 的重物，当重物的速度为 v1 时，起重机的 有用功率达到最大值 P，此后，起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度 v2 匀速上升为止，物体上升的高度为 h，则整个过程中，下列说法不正确的是（ ） A．钢绳的最大拉力为 2v P B．钢绳的最大拉力为 1v P C．重物的最大速度 mg Pv 2 D．起重机对重物做的功为 2 22 1 mvmgh  10、如图所示，某段滑雪雪道倾角为 30°，总质量为 m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高 为 h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为 1 3g.在他从上向下滑到底端的过程中， B A O 2 下列说法正确的是( ) A．运动员减少的重力势能全部转化为动能 B．运动员获得的动能为 1 3mgh C．运动员克服摩擦力做功为 2 3mgh D．下滑过程中系统减少的机械能为 1 3mgh 11、质量为 10 kg 的物体，在变力 F 作用下沿 x 轴做直线运动，力随坐标 x 的变化情况如图所 示．物体在 x＝0 处，速度为 1 m/s，一切摩擦不计，则物体运动到 x＝16 m 处时，速度大 小为( ) A．2 2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D. 17 m/s 12、如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端 O 点 与管口 A 的距离为 2Xo，一 质量为 m 的小球从管口由静止 下落，将弹簧压缩至最低点 B，压缩量为 xo，不计空气阻力， 则（ ） A．小球运动的最大速度等于 2V ogx B．小球运动中最大加速度为 g C．弹簧的劲度系数为 mg/xo D．弹簧的最大弹性势能为 3mgxo 选择题答题卡 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 二、实验题（每空 4 分，共 12 分） 11、（1）《验证机械能守恒定律》实验中，下列说法或做法中判断正确的是 。 ①实验时可以不测出重锤质量， 需要用停表测出运动时间。 ②用图示计数点 2~5 间验证机械 能守恒，要保证 0~1 之间距离 接近 2mm(0 为打的第一点)。 ③上图中要验证计数点 0~4 间运动 机械能守恒，可用下列式求 h4 及 v4： 2 4 )4(2 1 tgh  （t 为计数点间时间间隔）， 44 2ghv  （打第 4 计数点时纸带速度） ④在不考虑偶然误差时，增加的动能大于减少的重力势能。 ⑤某次验证了机械能守恒时，做出重锤动能与 从起点算起的高度 h 关系应为如图所示直线。 （2）在对《探究动能定理》实验进行下列改进：弹性绳两端固定，中间一布兜包小球，拉弹 性绳达某一形变量时放手，小球沿水平光滑板从 A 点滑上光滑竖直平面内半径 R=1m 的 半圆，更换质量不同的小球保持弹性绳形变量相同，在 B 点处一传感器测出其压力 FN 大 小随小球质量 m 变化情况如图： 则弹性绳具有的弹性势能 W= J；当地重力加速度值 g= m/s2。 三、(本题包括 4 小题，共 40 分．按题目要求作答，解答应写出必要的文字说明、方程式和重 要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 14、（10 分）在一次抗洪救灾工作中，一架直升机 A 用长 H = 50m 的悬索（重力可忽略不计） 系住一质量 m = 50 kg 的被困人员 B，直升机 A 和被困人员 B 以 0v ＝10m/s 的速度一起 沿水平方向匀速运动，如图甲所示．某时刻开始收悬索将人吊起，在 t= 5s 的时间内，A、 B 之间的竖直距离以 L= 50-t2 （单位：m）的规律变化，取 210m/sg= （1）求这段时间内悬索对人的拉力大小． （2）求在 5s 末人的速度大小及该 5s 内人的位移大小． （3）直升机在 t = 5s 时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区， 为将被困人员 B 尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在 空中寻找最近的安全目标，致使被困人员 B 在空中做圆周运动， 如图乙所示．此时悬索与竖直方向成 37°角，不计空气阻力，求 被困人员 B 做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员 B 的拉力． （ sin 37°=0.6 ,cos37°=0.8 ） 15、（10 分）某密度均匀的球形天体半径 R=8100 km，表面有一圆锥摆，当摆线与竖直方向成 0 1 2 3 4 5 h3 h4 h5 B O h Ek FN/N 20 θ=30° 3 H A C D B h 30 角时，周期 T= s，摆长 33 5L m。求： （1）其表面重力加速度值； （2）该天体第一宇宙速度多大？ （3）该天体最小圆轨道上运动的卫星周期是多少小时？ 16、（10 分）某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究．他们让这辆小车在 水平的地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图 15 所示的 v－t 图象，已知小车在 0～2 s 内做匀加速直线运动，2～10 s 内小车牵引力的功 率保持不变，在 10 s 末停止遥控让小车自由滑行，小车质量 m＝1 kg，整个过程中小车受到 的阻力大小不变．求： （1）小车所受的阻力 Ff 是多大？ （2）在 2～10 s 内小车牵引力的功率 P 是多大？ （3）小车在加速运动过程中的总位移 x 是多少？ 17、（10分）如图所示，是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施，轨道除CD部分粗糙外，其 余均光滑。一挑战者质量为m,沿斜面轨道滑下，无能量损失的滑入第一个圆管形轨道，根 据设计要求，在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试挑战者对轨道的压力，并通过 计算机显示出来。挑战者到达A处时刚好对管壁无压力，又经过水平轨道CD滑入第二个圆 管形轨道，在最高点B处挑战者对管的内侧壁压力为0.5mg,然后从平台上飞入水池内，水面 离轨道的距离为h=2.25r.若第一个圆轨道的半径为R,第二个管轨道的半径为r, g取10m/s2,管 的内径及人相对圆轨道的半径可以忽略不计。则 （1）挑战者若能完成上述过程，则他应从离水平轨道多高的地方开始下滑？ （2）挑战者从A到B的运动过程中克服轨道阻力所做的功？ （3）挑战者入水时的速度大小是多少？ 4 2011—2012 学年高一年级学科选修班第二学期期中考试 物 理 试 卷 答 案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 C A D B B A D C A D B D 二、实验题 13、（1）⑤ （2）10，10 三、计算题 14、解析：⑴被困人员在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上被困人员的位移  2 250 50y=H-l= - -t =t ，由此可知，被困人员在竖直方向上做初速度为零、加速度 22m/sa= 的匀 加速直线运动 由牛顿第二定律可得 F-mg=ma 解得悬索的拉力   600NF=m g+a = （2）被困人员 5s 末在竖直方向上的速度为 10m/sy=at=v 合速度 2 2 0 10 2 m/sy= + =v v v 竖直方向的位移 21 25m2y= at = ， 水平方向的位移 0 50mx= t=v ，合位移 2 2 25 5 ms= x +y = （3） 5st= 时悬索的长度 50 25ml = -y= ，旋转半径 sin37r=l  由 2 tan37m =mgr  v 解得 15 2 m/s2=v 此时被困人员 B 的受力情况如图所示，由图可知 cos37T =mg 解得 625Ncos37 mgT= = 15、（1）  30sin430tan 2 2 LTmmg  ∴ 22 2 2 /10/2 333 5430cos4 smsmT Lg   （2） smgRV /109 3 1  （3） RTmmg 2 24 ∴ hssg RT 57.190028.610 108128.62 5  卫 16、解析：(1)在 10 s 末撤去牵引力后，小车只在阻力 Ff 作用下做匀减速运动，设加速度大小 为 a，则 Ff＝ma 根据 a＝Δv Δt 由图象可得 a＝2 m/s2 ∴Ff＝2 N (2)小车的匀速运动阶段即 7 s～10 s 内，设牵引力为 F，则 F＝Ff 且 P＝Fvm 由图象可知 vm＝6 m/s ∴P＝12 W (3)小车的加速运动过程可以分为 0～2 s 和 2 s～7 s 两段，设对应的位移分别为 x1 和 x2，在 0～ 2 s 内的加速度大小为 a1，则由图象可得 a1＝2 m/s2 x1＝1 2 a1t2 1 x1＝4 m 在 2 s～7 s 内由动能定理可得 P(t2－t1)－Ffx2＝1 2 mv2 m－1 2 mv2 1 解得 x2＝25 m x＝x1＋x2 x＝29 m 17、解析：（1）挑战者到达 A 处时刚好对管壁无压力，可得出 2 Avmg m R  设离水平轨道 H 高处的地方开始下滑正好运动到 A 点对管壁无压力，在此过程中机械能守 恒: 212 2 AmgH mgR mv  （2 分）解得: 5 2 RH  （2）在B处B处挑战者对管的内侧壁压力为0.5mg,分析挑战者受力，根据牛顿第二定律得： 2 2 B N mvmg F  挑战者在从A到B的运动过程中，利用动能定理得：   2 21 12 2 2f B Amg R r W mv mv     代入相关数据得： 5 9 2 4fW mgR mgr  （3）挑战者在第二轨道处最低点D处的速度为v,则 2 21 12 2 2Bmg r mv mv    解得： 4.5v gr 挑战者离开第二圆轨道后在平面上做匀速直线运动，直至做平抛运动落入水中，在此过程中机 械能守恒，设挑战者入水时的速度大小为v/,则 2 /21 1 2 2mgh mv mv  解得： / 3v gr θ mg T