物理答案.pdf

2019 级高一年级第二学期假期考试物理试题（三） 参考答案 一、选择题 1．A 【解析】 由图可知汽车要绕转盘做圆周运动，受力不平衡，可以是匀速圆周运动，也可以是非匀速圆周运动，速度 的大小不一定变化，故 A 正确．由于速度方向一定变化，速度在变化，所以轿车处于非平衡状态，故 B 错误．若是匀速圆周运动，则加速度方向指向圆心，不可能沿运动路线的切线方向；若不是匀速圆周运 动，则加速度方向不指向圆心，故 CD 错误．故选 A． 2．B 【解析】 A、牛顿发现了万有引力定律，故 A 错误； B、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故 B 正确； C、根据 G Mm r2 = m v2 r ，得v = √GM r ，可知第一宇宙速度7.9km/s，由于地球的同步卫星大于地球的半径， 则发射速度是介于7.9km/s和11.2km/s之间的某一值，故 C 错误； D、开普勒提出了行星运动规律，为人们解决行星运动学问题提供了依据，故 D 错误． 点睛：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是 考试内容之一． 3．C 【解析】 设地球质量为M，半径为R，宇航员的质量为m，可知地球对宇航员的万有引力： F = GMm R2 该星球对宇航员的万有引力： F′ = G 1 2 Mm (1 2 R)2 = 2GMm R2 = 2F A. 与分析不符，故 A 错误 B. 与分析不符，故 B 错误； C. 与分析相符，故 C 正确； D. 与分析不符，故 D 错误。 4．B 【解析】 AB． 从底层到达六楼，重力势能增加， △Ep=mgh， 大人与小孩上升的高度相等，大人质量大，重力势能的增量大，故 A 项错误，B 项正确； CD．小孩重力做功 W=-mgh， 比大人重力做功少；小孩所用时间短。 根据功率： P = W t ， 无法比较大人和小孩重力做功功率的大小。故 C 项错误，D 项错误。 5．D 【解析】 A、着陆器在 P 点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时，是向低轨道运动，所以应该减速才可以，故 A 错误； B、由开普勒第三定律知道，着陆器在轨道Ⅱ上由 P 点运动到 S 点的时间和着陆器在轨道Ⅲ上由 P 点运动 到 Q 点的时都是各自周期的一半，故 B 错误； C、万有引力提供向心力， GMm r2 = ma 由于着陆器在轨道Ⅱ上 S 点与在轨道Ⅲ上 P 点到火星的球心之间的 距离是相等的,所以加速度大小相等，故 C 错误； D、根据万有引力提供向心力得: GMm r2 = m v2 r ，得： v = √GM r Ⅱ轨道的半径大于 III 轨道的半径，所以着陆器在轨道Ⅱ上 S 点的速度小于在轨道Ⅲ上 Q 点的速度，故 D 正确； 综上所述本题答案是：D 6．B 【解析】 AB．根据运动的合成与分解规律可知,一根不可伸长的轻绳的两端点速度在沿绳方向上的分量相等(正交分 解),那么重物的速度大小 υ′ = υ cos 60o 2 = √3 2 υ 选项 A 错误，B 正确; CD．设滑轮中间两段绳夹角为θ,则重物的速度满足 υ′ = υ cos θ 2 θ减小, υ′增大,则重物正在加速上升，选项 CD 错误； 故选 B． 7．C 【解析】 在最高点，根据牛顿第二定律得：mg + mg = m v2 R ，解得：v = √2gR，，则圆周运动的周期为：T = 2πR v = 2πR √2gR = π √2R g ，故 AB 错误；球做匀速圆周运动，在 B、D 处，根据合外力提供向心力结合几何关系得： sinθ = F向 F ，解得：F = mv2 R sinθ = 2mg sinθ，故 C 正确，D 错误． 8．D 【解析】 由公式 P = Fv 可知，由于功率恒定，速度增大，则拉力减小，则物体做加速度减小的加速运动，作出速度时间图象如图 所示 由于物体的加速度逐渐减小，所以图象的斜率也逐渐减小，由“面积”大小等于位移，可以看出，物体在这 段时间内的位移大于在相同时间内匀速度运动（如图虚线表示）的位移，而匀加速运动在 t 时间内的位移 大小为 x = v 2 t 则该物体在这段时间内的位移 s > x = v 2 t 故 D 正确，ABC 错误。 故选 D。 9．ACD 【解析】 A、B、D、因物体的加速度为4 5 g，由牛顿第二定律可知，mg－Ff＝ma 解得空气阻力Ff = 1 5 mg.重力做功 WG＝mgh，阻力做功WFf = − 1 5 mgh，A、D 正确，B 错误；C、重力做功与重力势能变化的关系 WG＝- ΔEp，重力做正功，故重力势能减小 mgh，C 正确．故选 ACD. 10．AC 【解析】 AB. 因为同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度相等，根据a = rω2 得，a1 a2 = r R.故 A 正确，B 错误； CD. 根据万有引力提供向心力G Mm r2 = m v2 r ，解得v = √GM r ，则v1 v2 = √R r 故 C 正确 D 错误。 11．ABC 【解析】 AB．由功的定义式 W = Fl cos θ 可知，物体所受支持力方向垂直斜面向上，与位移方向的夹角小于 90o ，支持力一定做正功；重力与位移 方向的夹角等于 ，重力一定不做功，所以 AB 正确； CD．摩擦力的大小，方向不确定，当加速度 a < g tan θ 时，摩擦力Ff沿斜面向上，摩擦力做负功；当加速度 a > g tan θ 时，摩擦力Ff沿斜面向下，摩擦力做正功；当加速度 a = g tan θ 时，摩擦力不存在，不做功，所以 C 正确，D 错误。 故选 ABC。 12．AC 【解析】 A B．子弹在圆筒中做平抛运动，在竖直方向有 h = 1 2 gt2 在水平方向上有 2R = v0t 则子弹的初速度为 v0 = R√2g h 选项 A 正确，B 错误； C D．因为两弹孔在同一竖直线上，所以有 t = (2n − 1) ⋅ T 2 (n = 1,2,3, … ) 故 T = 2 2n − 1 √2h g 当n = 2时 T = 2 3 √2h g 当n = 1时 T = 2√2h g 。 选项 C 正确，D 错误； 故选 AC。 二、实验题 13．（ 1）CD ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟐ分 （2）퐚 = (퐱ퟒ+퐱ퟓ+퐱ퟔ)−(퐱ퟏ+퐱ퟐ+퐱ퟑ) ퟑퟔ 퐟ퟐ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟑ分 퐚 = ퟗ. ퟔퟎ퐦/퐬ퟐ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟑ分 【解析】 试题分析：（1）先接通电源，后释放小车是为了充分利用纸带，同时为了使打点更稳定，使所打点尽量在 一条直线上，所以应该先接通电源，后释放小车，故 A 错误；打点计时器应接在 4-6V 的交流档上，在直 流电压下无法正常工作，故 B 错误；释放纸带时，应将重锤的一端尽量靠近打点计时器，以便打出更多的 点进行研究，故 C 正确；实验中，应该让纸带保持竖直状态，将会减小纸带所受的摩擦力，有利于减小实 验过程中的误差，故 D 正确。所以 CD 正确，AB 错误。 （2）根据逐差法可得x6 − x3 = 3a1T2，x5 − x2 = 3a2T2，x4 − x1 = 3a3T2，联立可得a = a1+a2+a3 3 = (x4+x5+x6)−(x1+x2+x3) 36 f 2 代入数据得：a = 9.60m/s2 三、计算题 14、 ퟑ퐯ퟎ 퐭퐚퐧 훂 ퟐ훑퐆퐭퐑 ； ퟐ훑√ 퐑퐭 ퟐ퐯ퟎ 퐭퐚퐧 훂 【解析】 （1）设该星球表面的重力加速度为g，根据平抛运动规律，水平方向有x = v0t 竖直方向有y = 1 2 gt2 平抛位移与水平方向的夹角的正切值 tan α = y x = gt 2v0 解得 g = 2v0 tan α t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ퟑ分 在星球表面有 GMm R2 = mg ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ퟐ分 解得 M = gR2 G ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟏ分 该星球的密度 ρ = M 4 3 πR3 = 3v0 tan α 2πRtG ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ퟐ分 （2）根据万有引力提供向心力，万有引力等于重力，则有 GMm R2 = m4π2R T2 = mg ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ퟐ分 即 T = 4π2R g = 2π√ Rt 2v0 tan α ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ퟐ分 15．F=ퟑ ퟒmg； v=√ퟓ퐠퐑 ퟐ 【解析】 设水平恒力的大小为 F，小球到达 C 点时所受合力的大小为 F 合，由力的合成法则， 则有： F mg ＝tanα； ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟐ分 퐹合 2 =（mg）2+F2； ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ퟐ分 设小球到达 C 点时的速度大小为 v， 由牛顿第二定律得：F 合=mv2 R ； ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ퟐ分 联立上式，结合题目所给数据， 解得： F=3 4mg ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟐ分 v=√5gR 2 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟐ分 16．5m/s≤v≤13m/s 【解析】 设小球恰好落到空地的右侧边缘时的水平初速度为 v1，则小球的水平位移 L＋x＝v1t1 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟐ分 小球的竖直位移 H = 1 2 gt1 2 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ퟐ分 解以上两式得 V1＝13 m/s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ퟐ分 小球落在空地上的最小速度． 设小球恰好越过围墙的边缘时的水平初速度为 v2，则此过程中小球的水平位移： L＝v2t2 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟐ分 小球的竖直位移 H − h = 1 2 gt2 2 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟐ分 解以上两式得 V2＝5 m/s ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟐ分 小球抛出时的速度大小为 5 m/s≤v0≤13 m/s ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟏ分 17、（ 1）不能（没理由不得分） （2）10m/s，6000N （3）48kw，3.2kw 【解析】 （1） 不能，汽车在斜面上运动时，受斜向下的力为： F 斜=f+Gsinθ=0.1G+Gh/s=0.15G=6000N＜8000N 所以开始能保持牵引力为 8000N 不变在坡路上行驶，当功率达额度功率 60KW 后，速度增大， 牵引力将减小。 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ퟓ分 （2）当牵引力等于沿斜面下滑的力时，速度达最大，最大速度为： vm=P/F 斜=60000W/6000N=10m/s ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟒ分 （3）汽车用 4000N 的牵引力上坡过程中，做匀减速运动，开始时速度最大，功率最大： Pm=Fvm=4000×12W=48000W 平均功率为：P 平均=F푣̅=4000N×（12m/s+4m/s）/2=3200W ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ퟒ分