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江西省丰城中学2016-2017学年上学期高三物理周练(实验班9.27).doc


丰城中学 2016-2017 学年上学期高三周练试卷
物 理 (4-14 班) 考试内容:万有引力、机械能 命题人:夏良智 2016.9.27

一、选择题: (共 12 题,每题 5 分,60 分,其中 9-12 为多选题) 1、今年中秋之夜我国发射了天宫二号并计划下个月发射神舟 11 号宇宙飞船,把宇航员送 达天宫二号,对接以后在轨运行 35 天左右,神舟 11 号宇宙飞船返回地球,关于天宫二号和 神舟 11 号宇宙飞船,下列说法中不正确的是( )

A.天宫二号在轨道上做匀速圆周运动的圆心必定与地心重合 B.若已知天宫二号的轨道半径和它的周期,利用引力常量,就可以算出地球质量 C. 神舟 11 号在返回降落过程中向下减速时产生超重现象 D.若神舟 11 号仅向运动的相反方向喷气加速,它将可能在同一轨道上和天宫 1 号相遇 实现对接 2、一个物体静止在质量均匀的球形星球表面的赤道上,已知万有引力常量为 G,星球密度 为 ρ,若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零,则星球自转的角速度为( A. 4 ρGπ 3 B. 3π ρG C.ρGπ 3π D. ρG )

3、假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为 4200km 的赤道上空绕地球做匀速圆周运动,地 球半径约为 6400km,地球同步卫星距地面高为 36000km,宇宙飞船和一地球同步卫星绕地 球同向运动,每当二者相距最近时.宇宙飞船就向同步卫星发射信号,然后再由同步卫星 将信号送到地面接收站,某时刻二者相距最远,从此刻开始,在一昼夜的时间内,接收站 共接收到信号的次数为( A.4 次 B.6 次 ) C.7 次 D.8 次

4 、 “ 嫦娥二号 ” 探月卫星绕地运行一段时间后,离开地球飞向月 球.如图所示是绕地飞行的三条轨道,轨道 1 是近地圆形轨道,2 和 3 是变轨后的椭圆轨道,A 点是 2 轨道的近地点,B 点是 2 轨道 的远地点,卫星在轨道 1 的运行速率为 7.7km/s,则下列说法正确的 是( ) A.卫星在 2 轨道经过 A 点时的速率一定小于 7.7km/s B.卫星在 2 轨道经过 B 点时的速率一定小于 7.7km/s C.卫星在 3 轨道所具有的机械能小于 2 轨道所具有的机械能 D.卫星在 3 轨道所具有的最大速率小于 2 轨道所具有的最大速率 5、如图所示,质量为 m 的物块与水平转台之间的动摩擦因数为 μ,物

块与转台转轴相距 R,物块随转台由静止开始转动.当转速缓慢增加到某值时,物块即将 在转台上滑动.假设物块与水平转台之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.在这一过程 中,摩擦力对物块做的功为( A.0 C.2μmgR )

B.2πμmgR 1 D. μmgR 2

6 、一汽车的额定功率为 P ,设在水平公路行驶所受的阻力恒定,最大行驶速度为 vm. 则 ( ) A.若汽车以额定功率启动,则做匀加速直线运动 B.若汽车匀加速启动,则在刚达到额定功率时的速度等于 vm C.无论汽车以哪种方式启动,加速度与牵引力成正比 D.汽车以速度 vm 匀速行驶,若要减速,则要减少牵引力 7、如图甲所示,水平面上一质量为 m 的物体,在水平力 F 作用下开始加速运动,力 F 的功 率 P 保持恒定,运动过程所受的阻力 f 大小不变,物体速度最终达到稳定值为 vm,作用过 1 程物体的速度 v 的倒数 与加速度 a 的关系图象如 v 图乙所示.仅在已知功率 P 的情况下,根据图象 所给信息( )

A.可求出 m、f 和 vm B.不能求出 m C.不能求出 f D.可求出加速运动的时间 8、如图所示,一斜面固定在水平面上,斜面上的 CD 部分光滑, DE 部分粗糙,A、B 两物体叠放在一起从顶端 C 点由静止下滑,下 滑过程中 A、B 保持相对静止,且在 DE 段做匀速运动.已知 A、B 间的接触面水平,则( )

A.沿 CD 部分下滑时,A 的机械能减少,B 的机械能增加,但总的机械能不变 B.沿 CD 部分下滑时,A 的机械能增加,B 的机械能减少,但总的机械能不变 C.沿 DE 部分下滑时,A 的机械能不变,B 的机械能减少,而总的机械能减少 D.沿 DE 部分下滑时,A 的机械能减少,B 的机械能减少,故总的机械能减少 9、我们在推导第一宇宙速度的公式 v= gR时,需要做一些假设和选择一些理论依据,下 列必要的假设和理论依据有( )

A.卫星做半径等于地球半径的匀速圆周运动 B.卫星所受的重力全部作为其所需的向心力 C.卫星所受的万有引力仅有一部分作为其所需的向心力

D.卫星的运转周期必须等于地球的自转周期 10、为了探测 X 星球,载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心、半径为 r1 的圆轨道 上运动,周期为 T1,总质量为 m1.随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为 r2 的圆 轨道上运动,此时登陆舱的质量为 m2,则( A.X 星球的质量为 MX= 4π2r3 1 GT2 1 )

4π2r1 B.X 星球表面的重力加速度为 gX= 2 T1 v1 C.登陆舱在 r1 与 r2 轨道上运动时的速度大小之比为 = v2 D.登陆舱在半径为 r2 轨道上做圆周运动的周期为 T2=T1 m1r2 m2r1 r3 2 r3 1

11、如图所示,在离地面高为 H 处以水平速度 v0 抛出一质量为 m 的小球,经时间 t,小球离水平地面的高度变为 h,此时小球的动 能为 Ek,重力势能为 Ep(选水平地面为零势能参考面).下列图象中 大致能反映小球动能 Ek、势能 Ep 变化规律的是( )

12、如图所示,一质点在重力和水平恒力作用下,速度从竖直方 向变为水平方向,在此过程中,质点的( A.机械能守恒 B.机械能不断增加 C.重力势能不断减小 D.动能先减小后增大 二、实验题:(12 分) 13 、探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关 系,实验装置如图所示.实验过程中有平衡摩擦力的步骤,并 且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大,即分别为 W0、 2W0、3W0、4W0… (1)实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力,目的是________(填写字母代号). A.为了释放小车后小车能做匀加速运动 B.为了增大橡皮筋对小车的弹力 C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 )

D.为了使小车获得较大的动能 (2)下图是在正确操作情况下打出的一条纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一部 分,已知相邻两点打点时间间隔为 0.02s,则小车获得的最大速度 vm=________m/s(保留 3 位有效数字).

(3)几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功 W 与小车获得的最大速度 vm 的数据,并利用数据绘出了下列给出的四个图象,你认为其中正确的是________.

三、计算题:(共 3 题,共 28 分) 14、(8 分)如图所示,在倾角为 30° 的斜面上的 P 点钉有一光滑小铁钉,以 P 点所在水平 虚线将斜面一分为二,上部光滑,下部粗糙.一绳长为 3R 轻绳一端系于斜面 O 点,另一端 系一质量为 m 的小球,现将轻绳拉直小球从 A 点由静止释放,小球恰好能第一次通过圆周 运动的最高点 B 点.已知 OA 与斜面底边平行,OP 距离为 2R,且与斜面底边垂直,求小球从 A 到 B 的运动过程中摩擦 力所做的功。

15、 (10 分)如图所示,在竖直方向上 A、B 物体通过劲度系数为 k 的轻质弹簧相连,A 放 在水平地面上,B、C 两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连,C 放在固定的光滑斜面 上,斜面倾角为 30° .用手拿住 C,使细绳刚刚拉直但无拉力作用,并保证 ab 段的细绳竖 直、cd 段的细绳与斜面平行,已知 B 的质量为 m,C 的质量为 4m,A 的质量远大于 m,重 力加速度为 g,细绳与滑轮之间的摩擦力不计,开始时 整个系统处于静止状态,释放 C 后它沿斜面下滑,斜面 足够长,求: (1)当 B 的速度最大时,弹簧的伸长量;

(2)B 的最大速度.

16、(10 分)游客对过山车的兴趣在于感受到力的变化,这既能让游客感到刺激,但又不 会受伤,设计者通过计算 “受力因子”来衡量作用于游客身上的力, “受力因子”等于座椅施 加给游客的力除以游客自身的重力,可以利用传感器直接显示数值.如图 9 所示为过山车 简化原理图:左边部分是装有弹射系统的弹射区,中间部分是作为娱乐主体的回旋区,右 边部分是轨道末端的制动区.某位质量为 m=60kg 的游客坐过山车运动过程中,在轨道 A 处时“受力因子”显示为 7,在轨道 B 处时“受力因子”显示为 0.5,在轨道 C 处时的“受力因子” 显示为 0.6.已知大回环轨道半径 R=10m,重力加速度 g 取 10m/s2,则: (1)该游客在 C 处时是超重还是失重? (2)求该游客从 A 处运动到 B 处过程中损失的机械能; (3)在设计时能否将弹射区和制动区的位置互换?试用文字定性分析说明.

丰城中学 2016-2017 学年上学期高三周练试卷答题卡 物 理 (4-14 班)

班级: _____

姓名:______________

得分:________

一、 题号 答案 1 2 3

选择题 4 5 6 7 8 9 10 11 12

二、实验题: 13、 (1) ; (2) ; (3)

三、计算题 14.

15.

16、

参考答案: 题号 答案 1 D 2 A 3 C 4 B 5 D 6 D 7 A 8 D 9 AB 10 AD 11 AD 12 BD

13.(1)C 解析

(2)1.22 (3)D

(1)实验目的是探究合外力做功与物体速度的关系,平衡摩擦力后,橡皮筋对小车做

的功等于合外力对小车做的功. (2)由图可知,小车先做加速度变化的加速运动,后做匀速运动.当小车做匀速运动时,小 车获得的速度最大,即 2.44× 10 2 vm= m/s=1.22 m/s. 0.02


(3)由 W∝v2 m,知 D 正确. 14、以小球为研究对象,则小球恰好能第一次通过圆周运动的最高点 B 点时,绳子的拉力 为 0,小球受到重力与斜面的支持力,重力沿斜面向下的分力恰好提供向心力,得:

mv2 B mgsin30° = R 所以 vB= gRsin30° = 0.5gR A 到 B 的过程中,重力与摩擦力做功,设摩擦力做功为 W,则: 1 mgRsin30° +W= mv2 -0① 2 B 1 1 1 所以 W= mv2 -mgRsin30° = m× 0.5gR-0.5mgR=- mgR② 2 B 2 4 15、[解析] (1)通过受力分析可知:当 B 的速度最大时,其加速度为 0,细绳上的拉力大小 为 F=4mgsin30° =2mg,此时弹簧处于伸长状态,弹簧的伸长量为 xA,满足 kxA=F-mg mg 则 xA= k mg (2)开始时弹簧压缩的长度为:xB= k 因 A 质量远大于 m,所以 A 一直保持静止状态.B 上升的距离以及 C 沿斜面下滑的距 离均为 h=xA+xB 由于 xA=xB,弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等,弹簧弹力做功为零, 且 A 刚刚离开地面时,B、C 的速度相等,设为 vBm,由能量关系: 1 4mghsin30° =mgh+ (m+4m)v2 Bm 2 由此解得 vBm=2g 16、解析 (1)因 C 处受力因子显示 0.6,即游客对座椅的压力为 0.6mg,所以处于失重状态. (2)该游客在轨道 A 处受到的座椅的作用力 FA= 7mg ,由牛顿第二定律可得: FA- mg = v2 1 A m ,则 EkA= mv2 =3mgR R 2 A 该游客在轨道 B 处受到的座椅的作用力 FB=0.5mg,由牛顿第二定律可得: v2 1 B FB+mg=m ,则 EkB= mv2 =0.75mgR R 2 B 设游客机械能损失为 ΔE,则:ΔE=EkA-(EkB+2mgR) 解得:ΔE=1.5× 103J. (3)不能,这样存在安全问题和设计缺陷,因存在阻力,速度不断减小,过山车可能过不了 B 处. m 5k


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