陕西省西安市长安区 2016-2017 学年高一物理下学期第一次教学检测试题 （理科实验班）

陕西省西安市长安区 2016-2017 学年高一物理下学期第一次教学检测试题 （理科实验班）

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 陕西省西安市长安区 2016-2017 学年高一物理下学期第一次教学检测试题 （理科实验班） 第Ⅰ卷 (选择题 共 60 分) 一、选择题（本题共 20 小题，每题 3 分，共 60 分。其中 1 至 13 小题为单选题，四个选项中只 有 一个选项正确；14 至 20 为不定项选择题，全部选对的得 3 分，选对但不全的得 1 分，有选错或不 答的得 0 分，请将正确选项填涂在答题卡上） 1.如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到 D 点 时 速 度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从 A 点运动到 E 点的过 程 中 ， 下列说法中正确的是 A．质点经过 C 点的速率比 D 点的大 B．质点经过 A 点时的加速度方向与速度方向的夹角小于 90° C．质点经过 D 点时的加速度比 B 点的大 D．质点从 B 到 E 的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减 小 2.人用绳子通过定滑轮拉物体 A，A 穿在光滑的竖直杆上，当以速度 v0 匀速地 拉绳使物体 A 到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，则物体 A 实际运动的速度是( ) A．v0sin θ B. v0 sin θ C．v0cos θ D. v0 cos θ 3．在汽车无极变速器中，存在如图所示的装置，A 是与 B 同轴相连的齿轮，C 是与 D 同轴相连的齿 轮，A、C、M 为相互咬合的齿轮．已知齿轮 A、C 规格相同，半径为 R，齿轮 B、D 规格也相同，半径 为 1.5R，齿轮 M 的半径为 0.9R.当齿轮 M 如图方向转动时 以下说 法错误的是( ) A．齿轮 D 和齿轮 B 的转动方向相同 B．齿轮 D 和齿轮 A 的转动周期之比为 1∶1 C．齿轮 M 和齿轮 B 边缘某点的线速度大小之比为 2∶3 D．齿轮 M 和齿轮 C 的角速度大小之比为 9∶10 4. 如图所示，一内壁光滑、质量为 m、半径为 r 的环形细圆管，用硬杆竖直 固定在 天花板上．有一质量为 m 的小球(可看做质点)在圆管中运动．小球以速率 v0 经过圆 管最低点时，杆对圆管的作用力大小为( ) A．mv 2 0 r B．mg＋mv 2 0 r C．2mg＋mv 2 0 r D．2mg－mv 2 0 r 5．某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆．每过 N 年，该行星会运行到日地连线的延长线上， 如图所示．该行星与地球的公转半径之比为( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 A． 3 2 1      N N B． 3 2 1     N N C． 2 3 1      N N D． 2 3 1     N N 6．要计算地球的质量，除已知的一些常数外还需知道某些数据，现给出下列各组数据，不能计算出 地球质量的是( ) A．已知地球半径 R B．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径 r 和线速度 v C．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度 v 和周期 T D．已知地球公转的周期 T′及运转半径 r′ 7．设行星 A 和行星 B 是两个均匀球体，A 与 B 的质量之比 MA∶MB＝2∶1，A 与 B 的半径之比 RA∶RB ＝1∶2，行星 A 的卫星 a 沿圆形轨道运行的周期为 Ta，行星 B 的卫星 b 沿圆形轨道运行的周期为 Tb， 两卫星的圆形轨道都非常接近各自的行星表面，则它们的运行周期之比 Ta∶Tb( ) A．1∶4 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1 8．由中国科学院、中国工程院两院院士评出的 2012 年中国十大科技进展新闻，于 2013 年 1 月 19 日揭晓，“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接和“蛟龙”号下潜突破 7 000 米分别排在第一、 第二．若地球半径为 R，把地球看做质量分布均匀的球体．“蛟龙”下潜深度为 d，“天宫一号”轨道 距离地面高度为 h，“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的加速度之比为( ) A. hR dR   B. 2        hR dR C.    3 2 R hRdR  D.    2R hRdR  9.如图所示，三颗人造地球卫星 A、B、C 绕地球做匀速圆周运动，下列 说法正确 的是 A．运行线速度关系为 vA>vB＝vC B．向心加速度的大小关系为 aATB＝TC D．B 经过加速可以追上前方同一轨道上的 C 10.用铁锤把钉子钉入木板，设木板对钉子的阻力 F 与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉 子钉进 d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深 度是( ) A．  d13  B．  d12  C.  d12  D. d2 2 11.宇航员在进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直 状态的 过程中，如图所示，宇航员所受重力的瞬时功率变化情况是 A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 12.人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运行的轨道半径会慢慢变化，卫星的运 动可近似视为匀速圆周运动，当它缓慢变化前在轨道半径r1 上运行时线速度为 v1，周期为 T1，后来 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 在轨道半径 r2 上运行时线速度为 v2，周期为 T2，则它们的关系 是( ) A．v1＜v2，T1＜T2 B．v1＞v2，T1＞T2 C．v1＜v2，T1＞T2 D．v1＞v2，T1＜T2 13．如图所示，某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道，然后在 P 点经极短时间点火变速 后进入椭圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的 P 点，远地点为同步轨道上的 Q 点)， 到达远地点时再次经极短时间点火变速后，进入同步轨道．设卫星在近地圆轨道上运行的速率为 v1， 在 P 点经极短时间变速后的速率为 v2，沿转移轨道刚到达远地点 Q 时的速率为 v3，在 Q 点经极短时 间变速后进入同步轨道后的速率为 v4.下列关系正确的 A. 4321 vvvv  B． 3412 vvvv  C. 4132 vvvv  D． 2341 vvvv  14．如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为 M 和 2M 的行星做匀速圆周运动，甲 卫星的向心加速度、运行周期、角速度和线速度分别为 a1、T1、ω1、v1，乙卫星的向心加速度、运 行周期、角速度和线速度分别为 a2、T2、ω2、v2，下列说法正确的是 A．a1∶a2＝1∶2 B．T1∶T2＝1∶2 C．ω1∶ω2＝1∶ 2 D．v1∶v2＝ 2∶1 15．如下图所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端 P 以速度 v0 抛出 一 个 小 球，落在斜面上某处 Q 点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α， 若把初速 度变为 2v0，则以下说法正确的是( ) A．小球在空中的运动时间变为原来的 2 倍 B．夹角α将变大 C．PQ 间距一定大于原来间距的 3 倍 D．夹角α与初速度大小有关 16.如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球， 小球在管道内做圆周运动，从 B 点脱离后做平抛运动，经过 0.3 s 后又恰好垂直与倾角为 45°的斜 面相碰．已知半圆形管道的半径为 R＝1 m，小球可看做质点且 其质量 为 m＝1 kg，g 取 10 m/s2.则 A．小球在斜面上的相碰点 C 与 B 点的水平距离是 0.9 m B．小球在斜面上的相碰点 C 与 B 点的水平距离是 1.9 m C．小球经过管道的 B 点时，受到管道的作用力 FNB 的 大小是 1 N D．小球经过管道的 B 点时，受到管道的作用力 FNB 的大小是 2 N 17.某行星外围有一圈厚度为 d 的发光带(发光的物质)，简化为如图所示模型，R 为该行星除发光带 以外的半径； 现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确地观 测，发现发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离 r 的关系如图所示(图中所标 v0 为已知), 则下列说法正确的是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 A．发光带是该行星的组成部分 B．该行星的质量 G RvM 2 0 C．行星表面的重力加速度 R vg 2 0 D．该行星的平均密度为 2 2 0 4 3 RG v   18．有 a、b、c、d 四颗地球卫星，a 还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b 是近地轨道卫星， c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，若地球 同步卫星离地面的高度大约为地球半径的 6 倍，则 A．a 的向心加速度等于重力加速度 g B．b 的线速度大约为 a 的线速度的 77 倍 C．b 的向心加速度大约为 a 的 49 倍 D．d 的运动周期不可能是 20 h 19．“天宫一号”与“神舟八号”交会对接成功，标志着我国对接技术上迈出了重要一步．如图所 示为二者对接前做圆周运动的情形，M 代表“神舟八号”，N 代表“天宫一号”，则( ) A．M 发射速度大于第二宇宙速度 B．M 适度加速有可能与 N 实现对接 C．对接前，M 的运行速度大于 N 的运行速度 D．对接后，它们的速度大于第一宇宙速度 20．一质量为 1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从 t＝0 时刻开始，受到水平外力 F 作用，如图所 示．下列判断正确的是( ) A．0～2 s 内外力的平均功率是 4 W B．第 2 s 内外力所做的功是 4 J C．第 2 s 末外力的瞬时功率最大 D．第 1 s 末与第 2 s 末外力的瞬时功率之比为 9∶4 第 II 卷（非选择题,共 40 分） 二、填空题：本题共 2 小题,共计 12 分.把答案填在答题纸相应的横线上. 21．（6 分）某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的运动轨迹，a、b、c 三点的位置在运动轨 迹上已标出．则 (1)小球平抛的初速度为________m/s.(g 取 10 m/s2) (2)小球抛出点的位置坐标为 x＝________ cm，y＝________cm. 22．（6 分）某物理小组的同学设计了一个粗糙玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为 R＝0.20 m)． 完成下列填空： (1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为 1.00 kg； (2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为___ kg； (3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最 大示数为 m；多次从同一位置释放小车，记录各次的 m 值如下表所示： 序号 1 2 3 4 5 m(kg) 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90 (4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________ N；小车通过最低点 时的速度大小为________ m/s.(重力加速度大小取 9.80 m/s2，计算结果保留 2 位有效数字) 三．计算题（本题共 3 小题，共 28 分。解答应写出必要的文字说明．方程式和重要的演算步骤，只写 最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 23．(8 分)汽车以一定的速度在草原上沿直线匀速行驶，突然发现正前方有一壕沟，为了尽可能地 避免掉进壕沟，通常有急转弯或急刹车两种方式．假设汽车急转弯做匀速圆周运动，急刹车做匀减 速直线运动，且转弯时的向心加速度大小等于刹车时的加速度，请问司机是紧急刹车好，还是马上 急转弯好？ 24．(10 分)一架飞机在离地面 1 500 m 高处以 360 km/h 的速度水平匀速飞行并投放物体．投放的 物体离开飞机 10 s 后自动打开降落伞，做匀速直线运动．假设水平方向的运动不受降落伞的影响， 为将物体投到地面某处，应在据地面目标 水平距离多 远处开始投下？并求物体落地速度的方 向．(取 g＝ 10 m/s2) 25．(10 分)未来“嫦娥五号”落月后，轨 道飞行器将 作为中继卫星在绕月轨道上做圆周运动，如图所示．设卫星距离月球表面高为 h，绕行周期为 T，已 知月球绕地球公转的周期为 T0，地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，月球半径为 r，万有引 力常量为 G.试分别求出：(1)地球的质量和月球的质量； (2)中继卫星向地球发送的信号到达地球，最少需要多长时间？(已知光速为 c，此问中设 h≪r ≪R) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 物理参考答案与评分标准（实验班） 一、选择题：（本题共 20×3 分=60 分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A D D C B D A C A B 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C C B AC AC AC BCD BD BC AD 二、填空题：本题共 2 小题,共计 14 分. 21 (1)2m/s. (2)－10cm； －1.25cm (1)由平抛运动公式，在 x 轴方向上 xab＝v0T，在竖直方向上 hbc－hab＝gT2，代入数据解得 T＝0.1 s，v0＝2 m/s. (2)小球经过 b 点时竖直分速度 vby＝hac 2T ＝1.5 m/s，小球从开始运动到经过 b 时历时 tb＝vby g ＝0.15 s，说明小球经过 a 点时已经运动了 ta＝0.05 s，所以小球抛出点的坐标为 x＝－v0ta＝－10 cm；y ＝－1 2 gt2 a＝－1.25 cm. 22. (2)1.40 kg (4)7.9 N； 1.4 m/s. (2)由题图(b)可知托盘秤量程为 10 kg，指针所指的示数为 1.40 kg. (4)由多次测出的 m 值，利用平均值可求 m＝1.81 kg.而模拟器的重力为 G＝m0g＝9.8 N，所以 小车经过凹形桥最低点时 对桥的压力为 FN＝mg－m0g≈7.9 N；根据径向合力提供向心力，即 7.9 N －(1.40－1.00)×9.8 N＝0.4v2 R ，解得 v≈1.4 m/s. 23 设汽车匀速行驶时的速度大小为 v，避免掉进壕沟采取措施后的加速度大小为 a，若汽车急转弯， 则有 a＝v2 R ，转弯半径最小为 R＝v2 a ；若汽车急刹车，则有 v2＝2ax，汽车前进的最小距离 x＝v2 2a ，因 为 R>x，所以司机应紧急刹车才是明智之举． 答案 刹车好 24.物体离开飞机后先做平抛运动，接着做斜向下的匀速直线运动． 平抛运动过程中；10 s 内平抛运动的竖直位移 h1＝1 2 gt2 1＝1 2 ×10 m/s2×(10 s)2＝500 m. 10 s 内的水平位移 x1＝v0t1＝100 m/s×10 s＝1 000 m. 10 s 末的竖直速度 vy＝gt1＝10 m/s2×10 s＝100 m/s. 设 10 s 末物体速度与水平方向的夹角为θ，则 tan θ＝vy v0 ＝100 m/s 100 m/s ＝1. 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 即落地速度与水平方向的夹角为θ＝45°. 匀速直线运动过程中： 竖直位移 h2＝H－h1＝1 500 m－500 m＝1 000 m. 匀速运动时间 t2＝h2 vy ＝1 000 m 100 m/s ＝10 s. 该段时间内的水平位移 x2＝v0t2＝100 m/s×10 s＝1 000m. 投弹处与地面目标水平距离 x＝x1＋x2＝1 000 m＋1 000 m＝2 000 m. 答案 2 000 m，落地速度与水平方向的夹角 45°. 25.(1)设地球的质量为 M0，月球的质量为 M1，卫星的质量为 m1，地球表面 某一个物体的质量为 m2， 地球表面的物体受到的地球的吸引力约等于重力，则： m2g＝GM0m2 R2 解得：M0＝gR2 G 由万有引力定律及卫星的向心力公式知： GM1m1 r＋h 2＝m1·4π2 r＋h T2 解得：M1＝4π2 r＋h 3 T2 (2)设月球到地球的距离为 L，则： GM0M1 L2 ＝M1·4π2L T2 0 解得：L＝ 3 gR2T2 0 4π2 由于 h＜＜r＜＜R，所以卫星到达地面的距离：s＝L－R 中继卫星向地球发送的信号是电磁波，速度与光速相等，即 v＝c，所以：s＝ct 时间为：t＝s c ＝ 3 gR2T2 0 4π2 －R c 答案 (1)gR2 G 4π2 r＋R 3 T2 (2) 3 gR2T2 0 4π2 －R c