2018-2019学年江西省南昌市八一中学、洪都中学、十七中、实验中学四校高一下学期3月联考物理试题（解析版）

2018-2019学年江西省南昌市八一中学、洪都中学、十七中、实验中学四校高一下学期3月联考物理试题（解析版）

‎2018-2019学年江西省南昌市八一中学、洪都中学、十七中、实验中学四校高一下学期3月联考物理试题（解析版）‎ 一、单选题 ‎1.在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越贡献．以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（　　）‎ A. 牛顿提出万有引力定律并测出引力常量G B. 伽利略提出了“日心说”‎ C. 哥白尼测定了引力常量 D. 开普勒发现了行星运动三大定律 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：牛顿提出万有引力定律，卡文迪许测出引力常量G，故A错误；‎ B项：哥白尼提出了“日心说”，故B正确；‎ C项：卡文迪许测出引力常量G，故C错误；‎ D项：开普勒发现了行星运动三大定律，故D正确。‎ 故选：D。‎ ‎2.一质点做曲线运动，速率逐渐减小，虚线为运动轨迹，其运动轨迹上某点P、P点速度v的方向、P点加速度a的方向如图所示，其中描述准确的图是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由A图可知，加速度方向与速度方向夹角小于90度，物体应该做加速运动，故A错误；由B图可知，加速度方向与速度方向夹角大于90度，物体做减速运动，故B正确；由C图可知，加速度的方向不能是沿曲线的切线方向，故C错误；由D图可知，速度方向应该是沿曲线的切线方向，故D错误；故选B。‎ ‎3.已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍．若在月球和地球表面同样高度处，以相同的初速度水平抛出物体，抛出点与落地点间的水平距离分别为s月和s地，则s月：s地约为（　　）‎ A. 9：4 B. 6：1 C. 3：2 D. 1：1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 设月球质量为，半径为 ‎，地球质量为M，半径为R． 已知，， 根据万有引力等于重力得：‎ 则有： 因此…① 由题意从同样高度抛出，…②‎ 联立①、②解得： 在地球上的水平位移 在月球上的； 因此得到：，故A正确，BCD错误。‎ 点睛：根据万有引力等于重力，求出月球表面重力加速度和地球表面重力加速度关系，运用平抛运动规律求出两星球上水平抛出的射程之比。‎ ‎4.如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（　　）‎ A. 两次小球运动时间之比：：1‎ B. 两次小球运动时间之比：：2‎ C. 两次小球抛出时初速度之比：：‎ D. 两次小球抛出时初速度之比：：2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：平抛运动在竖直方向上自由落体运动，根据，得，因为两次小球下降高度之比为1：2，由运动时间之比为，故A、B错误；‎ C、D项：小球水平位移之比为1：2，由得：水平初速度之比，故C正确，D错误。‎ 故选：C。‎ ‎5.已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离两球中心之间的距离为月球绕地球公转的周期为，地球自转的周期为，地球绕太阳公转周期为 ‎，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，由以上条件可知　　‎ A. 地球的质量为 B. 月球的质量为 C. 地球的密度为 D. 月球运动的加速度为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】研究月球绕地球圆周运动，利用万有引力提供向心力得：，解得，故A错误；由于不知道月球的卫星的相关量，故不能求得月球质量，故B错误。，故C错误；根据a=ω2r，得，故D正确；故选D。‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，注意不同的圆周运动对应不同的轨道半径和周期．运用黄金代换式GM=gR2求出问题是考试中常见的方法．‎ ‎6.1999年11月21日，我国“神舟”号宇宙飞船成功发射并收回，这是我国航天史上重要的里程碑．新型“长征”运载火箭，将重达8.4t的飞船向上送至近地轨道1，如图所示．飞船与火箭分离后，在轨道1上以速度7.2km/s绕地球做匀速圆周运动，则（ ）‎ A. 飞船在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 飞船在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C. 飞船在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度 D. 飞船在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得出：，表达式里M为中心体星球的质量，r为运动的轨道半径．又因为r1＜r3，所以v1＞v3．故A错误．根据万有引力提供向心力，‎ ‎=mrω2得出：，则半径大的角速度小，则B错误；根据万有引力提供向心力，即=ma，则在同一位置加速度相同，则C错误，D正确，故选D.‎ 点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，并能根据题意结合向心力的几种不同的表达形式，选择恰当的向心力的表达式．‎ ‎7.均匀直杆上连着两个小球A、B，不计一切摩擦.当杆滑到如图位置时，B球水平速度为vB，杆与竖直夹角为α，则此时A球速度大小是（  ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】速度的合成与分解可知，将两球的速度分解，如图所示 则有： ‎ 而，那么两小球实际速度之比。‎ 故选：D。‎ ‎8.如图所示，A、B为地球两个同轨道面的人造卫星，运行方向相同，A为同步卫星，A、B卫星的轨道半径之比为rA/rB=k，地球自转周期为T。某时刻A、B两卫星位于地球同侧直线上，从该时刻起至少经过多长时间A、B间距离最远( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，由开普勒第三定律得出半径与周期的关系，当卫星B转过的角度与卫星A转过的角度之差等于π时，卫星相距最远，据此分析即可．‎ 由开普勒第三定律得，设两卫星至少经过时间t距离最远，，又，解得，故A正确．‎ 二、多选题 ‎9.一条船在静水中的速度为4m/s，它要渡过一条40m宽的大河，河水的流速为3m/s，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 船不可能垂直于河岸航行 B. 船渡河的速度一定为5m/s C. 船到达对岸的最短时间为10s D. 船到达对岸的最短距离为40m ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：根据平行四边形定则，由于静水速大于水流速，则合速度可能垂直于河岸，即船可能垂直到达对岸，此时船到达对岸的最短距离为40，故A错误，D正确；当船头指向河对岸时，此时船渡河的速度为，故船渡河的速度不一定为5m/s，选项B错误；当静水速与河岸垂直时，渡河时间．故C正确;故选CD．‎ 考点：运动的合成和分解 ‎【名师点睛】此题是关于运动的合成和分解问题；解决本题的关键知道合运动与合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰。‎ ‎10.如图装置A、B轮通过皮带传动，A、C轮通过摩擦传动，半径RA=2RB=3RC，各接触面均不打滑，则A，B，C三点的线速度和角速度之比分别为（　　）‎ A. ：：：2：3 B. ：：：1：1‎ C. ：：：2：3 D. ：：：1：1‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：由题意，装置A、B轮通过皮带传动，A、B边缘上的点具有相同的线速度，A、C轮通过摩擦传动，A、C边缘上的点具有相同的线速度，所以三点的线速度是相等的，即 ，故A错误，B正确；‎ C、D项：由线速度与角速度之间的关系：得，故C正确，D错误。‎ 故选：BC。‎ ‎11.如图所示，两个质量相同的小球A、B，用长度之比为：：2的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的 A. 角速度之比为 B. 线速度之比为 C. 向心力之比为 D. 悬线的拉力之比为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】小球圆周运动的向心力由重力和绳拉力的合力提供，绳与竖直方向的夹角为，对小球涭力分析有：；因为小球在同一平面内做圆周运动，则由题意知，小球圆周运动半径，其中h为运动平面到悬点的距离；由上式得：，与绳子的长度和转动半径无关，角速度之比为，故A正确；  由，线速度之比为，故B错误；向心力，向心力之比为，故C错误；悬线的拉力，拉力之比为；故D正确；故选AD。‎ ‎【点睛】此题中要能分析题目中物理量的关系，抓住合力提供向心力展开讨论，分析向心力来源是关键。‎ ‎12.如图所示，轻绳相连的两个相同小木块a和b（均可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为L，b与转轴的距离为2L．小木块质量为m，木块与圆盘间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，则（　　）‎ A. a与圆盘间的静摩擦力先达到最大值 B. 当ω＞ 时，绳上出现张力 C. 当a、b与圆盘间静摩擦力都达到最大值时，绳上张力为3μmg D. 转速太大时，b将远离圆心运动 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ A.ab随圆盘一起做匀速圆周运动,由轻绳的拉力和静摩擦力的合力提供向心力,根据F向=mω2r可知，b需要的向心力大，则b与圆盘间的静摩擦力先达到最大值，故A错误；‎ B. 当b的摩擦力达到最大静摩擦力时，绳子刚开始有拉力，则μmg=mω2⋅2L，解得：ω=，则当ω>时，绳上出现张力，故B正确；‎ C. 当a、b与圆盘间静摩擦力都达到最大值时，则有：‎ T+μmg=mω2⋅2L，‎ T−μmg=mω2⋅L 解得：T=3μmg，故C正确；‎ D. 转速太大时，绳子拉力和b受到的最大静摩擦力之和不足以提供b做圆周运动的向心力，则b将远离圆心运动，故D正确。‎ 故选：BCD 点睛:ab都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，当转速较小时，绳子没有张力，AB都是由静摩擦力提供向心力，方向都指向圆心，根据ab向心力的大小判断谁先达到最大静摩擦力，当b的摩擦力达到最大静摩擦力时，绳子刚开始有拉力，根据向心力公式求出角速度，当a、b与圆盘间静摩擦力都达到最大值时，根据向心力公式求解绳子拉力．‎ 三、实验题探究题 ‎13.在“研究平抛物体的运动”实验中 ‎ ‎（1）除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是_______‎ A．刻度尺    B．秒表    C．坐标纸   D．天平     E．弹簧秤          ‎ ‎（2）实验中，下列说法正确的是 _______    ‎ A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端可以不水平 C．应使小球每次从斜槽上相同的位置释放 ‎ D．为更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 ‎（3）如图所示为实验中用方格纸记录了小球的运动轨迹，a、b、c为轨迹上的三点，小方格的边长为L，重力加速度为g，则a点是否为小球初始的抛出点_______（填“是”或“否”），小球平抛运动的初速度大小v = _______ ．‎ ‎【答案】 (1). （1）AC； (2). （2）CD； (3). （3）否 (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)做“研究平抛运动物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是刻度尺与坐标纸，它人作用是测量长度求得速度，故选AC；‎ ‎(2)为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，同时要让小球总是从同一位置释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，然后将这几个点平滑连接起来，同时为了更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些；‎ ‎(3)设相邻两点间的时间间隔为T，‎ 竖直方向：得；‎ 水平方向： ‎ 小球在b点时，竖直方向上的瞬时速度等于 则小球在a点时，竖直方向上的瞬时速度等于，所以a点不是小球起始的抛出点。‎ ‎14.如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器．（电火花计时器每隔相同的时间间隔打一个点）‎ ‎（1）请将下列实验步骤按先后排序：_________． ‎ ‎①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触 ‎②接通电火花计时器的电源，使它工作起来 ‎③启动电动机，使圆形卡纸转动起来 ‎④关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段点迹（如图乙所示），写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值．‎ ‎（2）要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是_______‎ A．秒表 B．毫米刻度尺 C．圆规 D．量角器 ‎（3）为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对测量结果_______（填“有”或“无”）影响．‎ ‎【答案】 (1). ①③②④ (2). D (3). 无 ‎【解析】‎ ‎（1）该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理，故次序为①③②④； （2）要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器，故选D； （3）由于点跟点之间的角度没变化，则对测量角速度不影响。‎ 点睛：解决本题的关键知道该实验的实验原理，以及知道该实验的操作顺序。‎ 四、计算题 ‎15.在冬天，高为h=1.25m的平台上，覆盖一层薄冰．一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘s=24m处以7m/s初速度向平台边缘滑去，如图所示，平台上的薄冰面与雪橇间的动摩擦因数为μ=0.05，取g=10m/s2．求：‎ ‎(1)滑雪者滑离平台时速度的大小；‎ ‎(2)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离．‎ ‎【答案】(1)v=5m/s (2)x= 2.5m ‎【解析】‎ ‎（1）设滑雪者离开平台的速度为v ‎ a=-μg ‎ v=5m/s ‎ ‎（2）滑雪者离开平台做平抛运动。下落时间为t， 由 ‎ 得 t=0.5s ‎ 水平距离为x=vt=2.5m ‎ ‎16.如图所示装置可绕竖直轴转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，当细线AB沿水平方向绷直时，细线AC与竖直方向的夹角已知小球的质量，细线AC长，重力加速度取， ‎ 若装置匀速转动时，细线AB刚好被拉直成水平状态，求此时的角速度．‎ 若装置匀速转动的角速度，求细线AB和AC上的张力大小、．‎ ‎【答案】（1）（2），‎ ‎【解析】‎ ‎（1）当细线AB刚好被拉直，则AB的拉力为零，靠AC的拉力和重力的合力提供向心力， 根据牛顿第二定律有：mgtan37°＝mLABω12， 解得 ． （2）若装置匀速转动的角速度ω2=rad/s， 竖直方向上有：TACcos37°=mg， 水平方向上有：TACsin37°+TAB＝mLABω22， 代入数据解得TAC=12.5N，TAB=2.5N．‎ 点睛：解决本题的关键是正确对物体受力分析，知道小球向心力的来源，抓住临界状态，结合牛顿第二定律进行求解．‎ ‎17.(8分)宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。（取地球表面重力加速度g＝10m/s2，空气阻力不计）‎ ‎（1）求该星球表面附近的重力加速度g＇；‎ ‎（2）已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。‎ ‎【答案】（1）2 m/s2（2）1:80‎ ‎【解析】‎ 试题分析：运用运动学公式求出时间t与初速度之间的关系，求出地球表面重力加速度g与星球表面附近的重力加速度g′间的关系．根据万有引力等于重力表示出质量，求出星球的质量与地球质量之比．‎ ‎（1）根据匀变速直线运动规律t=得：‎ 从竖直上抛到最高点，上升的时间是=，上升和下降的时间相等，‎ 所以从上抛到落回原处t=①‎ 由于在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处．‎ 根据匀变速直线运动规律得：‎ ‎5t=②‎ 由①②得星球表面附近的重力加速度g′=g=2m/s2，‎ ‎（2）根据万有引力等于重力得：：=mg M=‎ 所以==‎ ‎18.宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R 的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆轨道上运行。设每个星体的质量均为m。万有引力常量为G。‎ ‎（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期；‎ ‎（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：(1)第一种形式下，由万有引力定律和牛顿第二定律得，‎ 解得v＝，‎ 故周期T＝＝.‎ ‎(2)第二种形式下，设星体之间的距离为L，由万有引力定律和牛顿第二定律得 而角速度ω＝，‎ 解得L＝.‎ 考点：万有引力定律的应用 ‎ ‎