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河南省陕州中学2014-2015学年高一物理下学期第二次精英对抗赛试题


2014-2015 学年下期高一第二次精英对抗赛 高一物理
一、选择题(本大题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分.1-9 题有一个选项正确;10-12 题有 多个选项正确,全对的得 4 分,选对但不全的得 2 分) 1、在科学发展史上,符合历史事实的是: A.亚里士多德发现运动的物体不需要力来维持 B.牛顿做了著名的斜面实验,得出轻重物体自由下落一样快的结论 C.卡文迪许利用扭秤装置测定了引力常量的数值 D.开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律 2、近年来我国高速铁路发展迅速,现已知某新型国产机车总质量为 m,如图已知两轨间宽度 为 L,内外轨高度差为 h,重力加速度为 g,如果机车要进入半径为 R 的弯道,请问,该弯道 处的设计速度最为适宜的是

gRh
A.

gRh
B.

L2 ? R 2 gR L2 ? h 2 h

L2 ? h 2

C.

D.

gRL h

3、设地球自转周期为 T,质量为 M。引力常量为 G。假设地球可视为质量均匀分布的球体, 半径为 R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为

GMT 2 2 2 3 A. GMT ? 4? R GMT 2 ? 4? 2 R 3 GMT 2 C.

GMT 2 2 2 3 B. GMT ? 4? R GMT 2 ? 4? 2 R 3 GMT 2 D.

4、某人游黄河,他以一定的速度面部始终垂直河岸向对岸游去。河中各处水流速度相等,他游 过的路程、过河所用的时间与水速的关系是( ) A.水速大时,路程长,时间长 B.水速大时,路程长,时间短 C.水速大时,路程长,时间不变 D.路程、时间与水速无关 5、2011 年 1 月 11 日 12 时 50 分,歼 20 在成都实现首飞,历时 18 分钟,这标志着我国隐形 战斗机的研制工作掀开了新的一页.如图所示,隐形战斗机在竖直平面内作横 8 字形飞行表 演,飞行轨迹为 1→2→3→4→5→6→1,如果飞行员体重为 G,飞行圆周半径为 R,速率恒为 v, 在 A、B、C、D 四个位置上,飞机座椅和保险带对飞行员的作用力分别为 FNA、FNB、FNC、FND,关于这四个力的大小关系正确的是( ) A. FNA=FNB<FNC=FND B. FNA=FNB>FNC =FND C. FNC>FNA=FNB>FND D. FND>FNA=FNB =FNC 6、如图所示,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( )
-1-

A.在轨道Ⅱ上经过 A 的速度小于经过 B 的速度 B.在轨道Ⅱ上经过 A 的速度大于在轨道Ⅰ上经过 A 的速度 C.在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道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、下表列出了某种型号轿车的部分数据,试根据表中数据回答问题。 长/mm×宽/mm×高/mm 净重/kg 传动系统 发动机型式 发动机排量(L) 最高时速(km/h) 100km/h 的加速时间(s) 额定功率 (kw) 4871×1835×1460 1500 前轮驱动与挡变速 直列 4 缸 2.2 144 15 120
第8题

表格右侧图为轿车中用于改变车速的挡位.手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度, 从“1~5”逐挡速度增大,R 是倒车挡。试问轿车要以最大动力上坡,变速杆应推至哪一挡?该 车以额定功率和最高速度运行时,轿车的牵引力为多大? A.“5”档、2000N B.“5”档、3000N C. “1”档、2000N D. “1”档、3000N 8、 构建节能减排、低碳经济型社会深得民心,遍布于生活的方方面面.自动充电式电动车 就是很好的一例.电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连 接.当骑车者用力蹬车或电动车自动滑行时,电动车就可以连通 发电机(克服电磁阻力)向蓄电池充电, 将其他形式的能转化成电能 储存起来.现有人骑车以 500 J 的初动能在粗糙的水平路面上滑 行,第一次关闭自动充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变 化的关系如图甲所示.第二次起动自动充电装置,其动能随位移 变化的关系如图乙所示,则第二次向蓄电池所充的电能是 A.200 J B.250 J C.300 J D.500 J 9、如图所示,将一小球从倾角为 θ 的斜面上方 O 点以初速度 v0 水平抛出后,落到斜面上 H 点,垂直于斜面且 OH=h.不计空气阻力,重力加速度大小为 g,则 v0 的大小为 A. B.

C.

D.

10、横截面为直角三角形的两个相同斜面如图紧靠在一起, 固定在水平面上, 它们的竖直边长都是底边长的一半。小球从左边斜面的顶点以不同的初速度 向右平抛,最后落在斜面上。其中三个小球的落点分别是 a、b、c。图中三 小球比较,下列判断正确的是 A.落在 c 点的小球飞行时间最长 B.落在 a 点的小球飞行时间最长 C.落在 c 点的小球飞行过程速度变化最快 D.落在 c 点的小球飞行过程速度变化最小
-2-

11、如图所示,有一固定的且内壁光滑的半球面,球心为 O,最低点为 C,在其内壁上有两个 质量相同的小球(可视为质点)A 和 B,在两个高度不同的水平面内做匀速 圆周运动,A 球的轨迹平面高于 B 球的轨迹平面,A、B 两球与 O 点的连线 与竖直线 OC 间的夹角分别为 α=53°和 β=37° ( sin370=0.6, cos370=0.8 , sin530=0.8, cos530=0.6) , 以最低点 C 所在的水平面为重力势能的参考平面, 则 A.A、B 两球所受弹力的大小之比为 4︰3 B.A、B 两球运动的周期之 比为 4︰3 C.A、B 两球的动能之比为 64︰27 D.A、B 两球的重力势能之比为 16︰9 12、质量为 1kg 的物体被人用手由静止向上提高 2m,这时物体的速度是 4m/s,下列说法中正 确的是(不计一切阻力,g=10m/s2) A.手对物体做功 20J B.合外力对物体做功 8J C.物体动能增加了 28J D.物体重力势能增加了 20J 二、实验题(本大题共 2 小题,共 16 分) 13、⑴若用如右图所示的平抛仪来做研究平抛运动的实验,在实 验测量前必须进行两项重要的调整: 调整背景板竖直, 其标准是:重垂线与背景板平行。 调整轨道的槽口 , 其目的是: 。 ⑵.右图所示的实验中,为描绘平抛运动轨迹,需多次释放小球, 它对释放小球的要求是: ① 。 ② 。 (3) 、某同学用如图所示的装置研究平抛物体的运动。两个相同的弧形轨 道 M、N,分别用于发射小铁球 P、Q,其中 N 的末端与光滑的水平板相 切, 两轨道上端分别装有电磁铁 C、 D, 调节电磁铁 C、 D 的高度, 使 AC=BD, 从而保证小铁球 P、Q 在轨道出口处的水平初速度相等。现将小铁球 P、Q 分别吸在电磁铁 C、D 上,然后切断电源,使两个小铁球能以相同的初速 度同时分别从轨道 M、N 的下端射出,可以看到 P、Q 两球相碰,只改变 弧形轨道 M 相对于地面的高度(不改变 AC 高) ,重复上述实验,仍能观 察到相同的现象,这个现象能够说明: ( ) A.平抛运动的水平分运动是匀速直线运动; B.平抛运动的竖直分运动是自由落体运动; C.同时说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,竖直分运动是自由落体运动; D.说明平抛运动是匀变速曲线运动 (4) 、某同学使小球沿桌面水平飞出,用数码相机来拍摄小球作平抛运动的录像(每秒 15 帧) 并将小球运动的照片打印出来。他大约可以得到 帧小球正在空中运动的照片。 14.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为 5cm, 如果取 g = 10m/s2,那么: A ⑴照相机的闪光频率是 Hz; B ⑵小球做平抛运动初速度的大小是 m/s; ⑶小球经过 B 点时的速度大小是 m/s。 三、计算题(本大题共 4 小题,共 36 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和
-3-

C

重要的演算步骤,只写出计算结果的不得分) 15、[9 分]汽车在水平直线公路上行驶,额定功率为 P0=80kW,汽车行驶过程中所受阻力恒为 f=2.5×103N,汽车的质量 M=2.0×103kg 。 (1) 若汽车以额定功率启动,则汽车所能达到的最大速度是多少?当速度为 5m/s 时,其加速 度是多少? (2) 若汽车以恒定加速度 1.25 m/s2 启动,则这一过程能维持多长时间?

16、 (9 分) A、B 两球质量分别为 m1 与 m2,用一劲度系数为 k 的弹簧相连,一长为 L1 的细 线与 m1 相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端拴在竖直轴 OO′ 上,如图所示。当 m1 与 m2 均以角速度 ω 绕 OO′ 做匀速圆周运动时,弹簧长度为 L2,求: (1)此时弹簧伸长量; (2)绳子弹力; (3)将线突然烧断瞬间 A、B 两球的加速度大小分别是多少?

-4-

17、 (9 分) 2014 年 10 月 8 日,月全食带来的“红月亮”亮相天空,引起人们对月球的关注.我 国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行 n 圈所用时间为 t,如图所示.已知月球半径 为 R,月球表面处重力加速度为 g1,引力常量为 G.试求: (1)月球的质量 M; (2)月球的第一宇宙速度 v1; (3)“嫦娥三号”卫星离月球表面高度 h.

18、 (9 分)如图所示,粗糙水平轨道 AB 与半径为 R 的光滑 半圆形轨道 BC 相切于 B 点,现有质量为 m 的小球(可看作 质点)以初速度

v0 ? 6 gR 从 A 点开始向右运动,并进入半

圆形轨道,若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点 C ,最终 又落于水平轨道上的 A 处,重力加速度为 g,求: (1)小球落到水平轨道上的 A 点时速度的大小 v A ; (2)水平轨道与小球间的动摩擦因数 ? .

-5-

-6-

高一物理第二次精英对抗赛参考答案 一、选择题 题号 答案 1 C 2 B 3 A 4 C 5 A 6 A 7 D 8 A 9 B 10 BD 11 AC 12 BD

二、实验题(本大题共 2 小题,共 16 分) 13. (1)②水平;让小球作平抛运动(初速度水平 (2)① 从同一位置释放 ② 无初速度释放 (3) A (4) 6 14、 (1) 10 、 (2) 1.5 、 (3) 2.5 三、计算题: 14、 (1)32m/s , 6.75m/s2 (2) 12.8S 15、解:⑴ 由题意可知,B 球受到的弹簧弹力充当 B 球做圆周运动的向心力。设弹簧伸长 ?L 满足

k?L ? m2? 2 ( L1 ? L2 )
?L ? m2? 2 ( L1 ? L2 ) k 错误!未找到引用源。
2

∴ 弹簧伸长量

⑵ 对 A 球分析,绳的弹力和弹簧弹力的合力充当 A 球做匀速圆周运动的向心力。 满足 F ? k?L ? m1? L1 错误!未找到引用源。 ∴ 绳子的弹力错误!未找到引用源。 ⑶ 绳子烧断的瞬间,A、B 两球都由弹簧的弹力提供加速度。 A 球: k?L ? m1 a1 ∴错误!未找到引用源。 B 球:错误!未找到引用源。 k?L ? m2 a 2 ∴错误!未找到引用源。

g1 R 2t 2 g1 R 2 3 ?R 2 2 g1R 16、 【答案】 (1) G ; (2) ; (3) 4n ? .
G
解析: (1)月球表面处引力等于重力,

Mm ? mg1 R2



g1 R 2 M? G

(2)第一宇宙速度为近月卫星运行速度,由万有引力提供向心力得

所以月球第一宇宙速度

v1 ?

GM ? g1R R

(3)卫星做圆周运动,由万有引力提供向心力得

-7-

卫星周期 轨道半径

r=R+h

h? 3
解得

g1R 2t 2 ?R 4n2? 2

vc2 mg ? m R ,得 vc ? gR , 17、 (1)
2 2 v y ? 2 g ? 2 R ? 2 gR , v A ? vc ? v y ? 5 gR

mg 2 R ?
或者从 C 到 A 由动能定理得:

1 1 2 2 mv A ? mvC , v A ? 5 gR 2 2
2 ? 2R ? 2R g

x AB ? vc t ? gR ?
(2)AB 的距离为

从 A 出发回到 A 由动能定理得:

? ?mgx AB ?

1 1 2 2 mv A ? mv0 , ? ? 0.25 2 2 1 1 2 2 mvC ? mv0 , ? ? 0.25 2 2

或者从 A 到 C 由动能定理得:

? ?mgx AB ? mg 2 R ?

-8-


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