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湖南省湘阴县第一中学2015届高三上学期第四次周考物理试卷


湘阴一中 2015 届高三第四次周考物理试卷
命题人:杨宗礼 审题人:左雄 时量:45 分钟 总分:100分 一、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分.1~6 题为单选题,7~8 题为多选题,全部选 对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错或不选的得 0 分) 1.下列关于曲线运动的说法中,正确的是( ) A.做曲线运动的物体的加速度一定是变化的

B.做曲线运动的物体其速度大小一定是变化的 C.做平抛运动的物体,加速度是恒定的 D.骑自行车冲到圆弧形桥顶时,人对自行车座子压力增加,这是由于超重原因造成的 2.质量 m=4 kg 的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点 O,先用沿+x 轴方向的力 F1=8 N 作用了 2 s,然后撤去 F1;再用沿+y 方向的力 F2=24 N 作用了 1 s.则质点在这 3 s 内的轨迹 为( )

3.(2014 泸州市一诊)我国自行建立的“北斗一号”卫星定位系统由三颗卫星组成,三颗卫星 都定位在距地面约 36 000 km 的地球同步轨道上,北斗系统主要有三大功能:快速定位、短报 文通信、精密授时.美国的全球卫星定位系统(简称 GPS)由 24 颗卫星组成,这些卫星距地面 的高度均约为 20 000 km.比较这些卫星,下列说法中正确的是( C ) A.“北斗一号”系统中的三颗卫星的质量必须相同,否则它们不能定位在同一轨道上 B.“北斗一号”卫星的周期比 GPS 卫星的周期短 C.“北斗一号”卫星的加速度比 GPS 卫星的加速度小 D.“北斗一号”卫星的运行速度比 GPS 卫星的运行速度大 4.长度不同的两根细绳悬于同一点,另一端各系一个质量相同的小球,使它们在同一水平面 内做圆锥摆运动,如图所示,则有关两个圆锥摆的物理量相同的是( )

A.周期 B.线速度的大小 C.向心力 D.绳的拉力 5.质量为 m 的小球由轻绳 a、b 分别系于一轻质木架上的 A 和 C 点,绳长分别为 la、lb,如图 所示,当轻杆绕轴 BC 以角速度ω 匀速转动时,

小球在水平面内做匀速圆周运动,绳 a 在竖直方向,绳 b 在水平方向,当小球运动到图示位置 时,绳 b 被烧断的同时轻杆停止转动,则( ) A.小球仍在水平面内做匀速圆周运动【来.源:全,品?中&高*考*网】 B.在绳 b 被烧断瞬间,a 绳中张力突然减小 C.若角速度ω 较小,小球在垂直于平面 ABC 的竖直平面内摆动 2 D.绳 b 未被烧断时,绳 a 的拉力大于 mg,绳 b 的拉力为 mω lb 6.2009 年 5 月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在 A 点从圆形轨道Ⅰ进入 椭圆轨道Ⅱ ,B 为轨道Ⅱ上的一点 , 如图所示 . 关于航天飞机的运动 , 下列说法中正确的有 ( )

A.在轨道Ⅱ上经过 A 的速度大于经过 B 的速度 B.在轨道Ⅱ上经过 A 的动能大于在轨道Ⅰ上经过 A 的动能 C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D.在轨道Ⅱ上经过 A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过 A 的加速度 7.在进行飞镖训练时,打飞镖的靶上共标有 10 环,且第 10 环的半径最小,为 1 cm,第 9 环的 半径为 2 cm,??,以此类推,若靶的半径为 10 cm,当人离靶的距离为 5 m,将飞镖对准 10 环 2 中心以水平速度 v 投出,g=10 m/s .则下列说法中,正确的是( ) A.当 v≥50 m/s 时,飞镖将射中第 8 环线以内 B.当 v≥50 m/s 时,飞镖将射中第 6 环线内 C.若要击中第 10 环的圆内,飞镖的速度 v 至少应为 50 m/s D.若要击中第 10 环的圆内,飞镖的速度 v 至少应为 25 m/s 8.如图所示,长为 r 的细杆一端固定一个质量为 m 的小球,使之绕另一光滑端点 O 在竖直面内 做圆周运动,小球运动到最高点时的速度 v= ,则 ( )

A.小球在最高点时对细杆的拉力是 B.小球在最高点时对细杆的压力是 C.小球运动到最高点速度为 D.小球运动到最高点速度为 时,小球对细杆的拉力是 mg 时,小球对细杆的压力是零

湘阴一中 2015 届高三第四次周考物理试卷答题处 班级: 姓名:

一、选择题(共48分,每小题 6 分,1-6 为单选题选对得 6 分,选错得0分,7 -8 为多 选题全选对得 6 分,少选得 3 分,错选得0分) 题 1 2 3 4 5 6 7 8 号 答 案 二、填空题(共 14 分) 9.(6 分)为了探究影响平抛运动水平射程的因素,某同学通过改变抛出点的高度及初速度的 方法做了 6 次实验,实验数据记录如下表.以下四种探究方案符合控制变量法的是 方案. 序号 抛出点的高度(m) 水平初速度(m/s) 水平射程(m) 1 0.20 2.0 0.40 2 0.20 3.0 0.60 3 0.45 2.0 0.60 4 0.45 4.0 1.20 5 0.80 2.0 0.80 6 0.80 6.0 2.40 A.若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为 1、3、5 的实验数据 B.若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为 1、3、5 的实验数据 C.若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为 2、4、6 的实验数据 D.若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为 2、4、6 的实验数据 10.(海南卷)(8 分)2011 年 4 月 10 日,我国成功发射第 8 颗北斗导航卫星.建成以后北斗导航 系统将包含多颗地球同步卫星,这有助于减少我国对 GPS 导航系统的依赖.GPS 由运行周期为 12 小时的卫星群组成.设北斗导航系统的同步卫星和 GPS 导航卫星的轨道半径分别为 R1 和 R2,向心加速度分别为 a1 和 a2,则 R1∶R2= ,a1∶a2= .(可用根式表示) 三、计算题(共 38 分) 11.(18 分)如图所示,竖直平面内的 3/4 圆弧

【来.源:全,品?中&高*考*网】 形光滑轨道半径为 R,C 端与圆心 O 等高,D 端在 O 的正上方,BE 为与水平方向成θ =45°角的光 滑斜面,B 点在 C 端的正上方.一个可看成质点的小球从 A 点由静止开始释放,自由下落至 C 点后进入圆弧形轨道,过 D 点后恰好从斜面 BE 的 B 点滑上斜面(无碰撞现象). (1)求过 D 点时小球对轨道的作用力大小; (2)求释放点 A 到地面的竖直高度 H;

12.(20 分)如图所示,有一个可视为质点的质量为 m=1 kg 的小物块,从光滑平台上的 A 点以 v0=3 m/s 的初速度水平抛出, 到达 C 点时, 恰好沿 C 点的切线方向进入固定在水平 地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端 D 点的质量为 M=3 kg 的长木 板.已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑接触, 小物块与长木板间的动摩擦因数 μ=0.3,圆弧轨道的半径为 R=0.5 m,C 点和圆弧的圆 心连线与竖直方向的夹角 θ=53° ,不计空气阻力,取重力加速度 g=10 m/s2.求:

图4 (1)A、C 两点的高度差; (2)小物块刚要到达圆弧轨道末端 D 点时对轨道的压力; (3)要使小物块不滑出长木板,木板的最小长度.(sin 53° =0.8,cos 53° =0.6)

湘阴一中 2015 届高三第四周考物理试卷答案 一、 选择题 1. C 解析:物体做曲线运动的条件是合加速度与合初速度有一定的夹角,例如 平抛运动是匀变速曲线运动,加速度恒定,故选项 A、B 错误;做平抛运动的物体,只受重力作 用,加速度为重力加速度是恒定的,故选项 C 正确;自行车冲到圆弧形桥顶时,重力和支持力 共同提供向心力,人对自行车座子压力减小,这是由于失重原因造成的,故选项 D 错误. 2.D 解析:质点在 F1 的作用下由静止开始从坐标系的原点 O 沿+x 轴方向加速运动,加速度 a1= 2 错误! 未找到引用源。 =2 m/s ,速度为 v1=a1t1=4 m/s,对应位移 x1=错误! 未找到引用源。 v1t1=4 m,到 2 s 末撤去 F1 再受到沿+y 方向的力 F2 的作用,物体在+x 轴方向匀速运动,x2=v1t2=4 m, 2 在 +y 方向加速运动 ,+y 方向的加速度 a2=错误!未找到引用源。 =6 m/s 方向向上 ,速度 v2=a2t2=6 m/s,对应的位移 y=错误!未找到引用源。a2 错误!未找到引用源。=3 m,物体做曲 线运动,选项 A、B、C 错误. 3.C 解析:设卫星的质量为 m,地球的质量为 M,卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供 向心力,由牛顿第二定律有 G 错误!未找到引用源。=m 错误!未找到引用源。,可看出卫星 运动的轨道与卫星的质量 m 无关,选项 A 错误.由 G 错误!未找到引用源。=m 错误!未找到 引用源。可得出 T=2π 错误!未找到引用源。,所以“北斗一号”卫星的周期比 GPS 卫星的 周期长,选项 B 错误.由 G 错误!未找到引用源。=ma 可得出 a=错误!未找到引用源。,所以 “北斗一号”卫星的加速度比 GPS 卫星的加速度小,选项 C 正确.由 G 错误!未找到引用源。 =m 错误!未找到引用源。可得出 v=错误!未找到引用源。,所以“北斗一号”卫星的运行 速度比 GPS 卫星的运行速度小,选项 D 错误. 4.( A )解析:设 O 到小球所在水平面的距离为 h,对球进行受力分析如图所示,

得 F 向=F 合=mg·tan α =m 错误!未找到引用源。·h·tan α , 解得 T=错误!未找到引用源。,故周期与α 角无关,故选项 A 对,B、C 错.又知 F 拉=错误!未 找到引用源。,故绳的拉力不同,故选项 D 错. 5.( C )解析:根据题意,在绳 b 被烧断之前,小球绕 BC 轴做匀速圆周运动,竖直方向上受力 平衡,绳 a 的拉力等于 mg,故选项 D 错误;绳 b 被烧断的同时轻杆停止转动,此时小球具有垂 直平面 ABC 向外的速度,小球将在垂直于平面 ABC 的平面内做圆弧运动,若ω 较大,则在该平 面内做圆周运动,若ω 较小,则在该平面内来回摆动,故选项 C 正确,选项 A 错误;绳 b 被烧断 瞬间,绳 a 的拉力与重力的合力提供向心力,所以拉力大于物体的重力,绳 a 中的张力突然变 大了,故选项 B 错误. 轻杆停止转动后小球的运动情况是难点.由于惯性及 a 绳约束的原因,小球会以 A 点为圆心立即做轨迹为圆弧的曲线运动. 6.( C )解析:在椭圆轨道上,近地点的速度最大,远地点的速度最小,选项 A 错误;航天飞 机从 A 点进入轨道Ⅱ相对于轨道Ⅰ可看成近心运动,则可知航天飞机在轨道Ⅱ上 A 点速度小 于轨道Ⅰ上 A 点速度,所以在轨道Ⅱ上经过 A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过 A 的动能,故选项 B 错误.根据开普勒第三定律可知在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 ,故选项 C 正确;由万有引力定律可知航天飞机在 A 点受到的引力是个定值,结合牛顿第二定律可知航 天飞机在 A 点的加速度是个定值,故选项 D 错误. 不同轨道在同一位置加速度的比较是许多同学易错之处.不是由公式 a=错误! 未 2 找到引用源。=rω =错误!未找到引用源。决定向心加速度,而是由万有引力和航天飞机的 质量共同决定. 7.( BC )解析:飞镖做平抛运动,运动时间为 t=错误!未找到引用源。,当 v≥50 m/s 时,t ≤0.1 s.飞镖下落高度为 h=错误!未找到引用源。≤5 cm,落在 6 环以内,故选项 A 错误、 选项 B 正确;若要击中第 10 环的圆内,飞镖下落高度为 h=错误!未找到引用源。≤1 cm,则 飞镖运动时间 t≤错误!未找到引用源。 s,飞镖的速度 v=错误!未找到引用源。,解得 v 至少应为 50 错误!未找到引用源。 m/s,故选项 C 正确、选项 D 错误. 8.( BD ) 解析 : 设在最高点 , 小球受细杆的支持力 N, 方向向上 , 则由牛顿第二定律得

mg-N=m 错误!未找到引用源。,得出 N=错误!未找到引用源。mg,故细杆对小球的支持力为 错误!未找到引用源。mg,由牛顿第三定律知,小球对细杆的压力为错误!未找到引用源。 mg,故选项 B 正确.小球运动到最高点速度为错误!未找到引用源。时,设小球受细杆的支持 力 N',由牛顿第二定律得 mg-N'=m 错误!未找到引用源。,得出 N'=0,故选项 D 正确. 细杆即能产生拉力,也能提供推力,在竖直平面内的圆周运动中,杆模型与绳模型 在最高点的临界条件是不同的. 二、填空题(共 14 分) 9.答案:B.解析:应用控制变量法进行实验时,如果研究其中两个量的关系时,必须使其他变 量为定值,因此若探究水平射程与初速度的关系,应使抛出点的高度一致,故选项 A、D 均错; 若探究水平射程与高度的关系时,应使水平初速度为定值,故选项 B 对,选项 C 错. 10.解析:同步卫星周期为 T1=24 h.GPS 导航卫星的周期 T2=12 h,由错误!未找到引用源。 2 =mR(错误!未找到引用源。) 知错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。,得错误!未 找到引用源。=错误!未找到引用源。;卫星做匀速圆周运动由万有引力充当向心力,G 错误! 2 未找到引用源。=ma,可见向心加速度 a 与 R 成反比,即错误!未找到引用源。=错误!未找 到引用源。=错误!未找到引用源。. 答案:错误!未找到引用源。∶1 1∶2 错误!未找到引用源。 三、计算题(共 38 分) 11. 解析:(1)小球从 D 平抛至 B 恰好与斜面无碰撞,则飞到 B 点速度与水平方向成 45°,故 有:vBx=vD , vBy=gt 且 tan 45°=错误!未找到引用源。 ,R=vDt 解得:vD=错误!未找到引用源。,t=错误!未找到 引用源。 小球过 D 点有:F+mg=m 错误!未找到引用源。 解得 F=0,即小球对轨道恰无压力. (2)从 A 经 C 到 D, 由机械能守恒有:mg(H-2R)=错误!未找到引用源。m 错误!未找到引用源。解得 H=2.5R. 12. 解析 (1)小物块在 C 点时的速度大小为 v0 vC= =5 m/s,竖直分量为 vCy=4 m/s cos 53° 2 vCy 下落高度 h= =0.8 m 2g (2)小物块由 C 到 D 的过程中,由动能定理得 1 1 mgR(1-cos 53° )= mv2 - mv2 2 D 2 C 解得 vD= 29 m/s 小球在 D 点时由牛顿第二定律得 v2 D FN-mg=m R 代入数据解得 FN=68 N 由牛顿第三定律得 FN′=FN=68 N,方向竖直向下 (3)设小物块刚好滑到木板右端时与木板达到共同速度,大小为 v,小物块在木板上滑行 的过程中,小物块与长木板的加速度大小分别为 a1=μg=3 m/s2, μmg a2= =1 m/s2 M 速度分别为 v=vD-a1t,v=a2t 对物块和木板系统,由能量守恒定律得 1 1 μmgL= mv2 - (m+M)v2 2 D 2 解得 L=3.625 m,即木板的长度至少是 3.625 m 答案 (1)0.8 m (2)68 N 方向竖直向下 (3)3.625 m


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