物理·安徽省六安一中2017届高三上学期第三次月考物理试卷 Word版含解析

物理·安徽省六安一中2017届高三上学期第三次月考物理试卷 Word版含解析

‎2016-2017学年安徽省六安一中高三（上）第三次月考物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分；1-10题为单选；11-12为多选）‎ ‎1．关于物体的运动状态与受力关系，下列说法正确的是（　　）‎ A．物体的运动状态发生变化，物体的受力情况一定变化 B．物体在恒力作用下，一定做匀变速直线运动 C．物体的运动状态不变，说明物体所受的合外力为零 D．物体做曲线运动，受到的合外力一定是变力 ‎2．如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为t0．现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的飞行时间t随v变化的函数关系（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎3．如图，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上．乙的宽度足够大，速度为v1．则下列说法错误的是（　　）‎ A．在地面参考系中，工件做类平抛运动 B．在乙参考系中，工件在乙上滑动的轨迹是直线 C．工件在乙上滑动时，受到乙的摩擦力方向不变 D．工件沿垂直于乙的速度减小为0时，工件的速度等于v1‎ ‎4．如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，M、N分别是甲、乙两船的出发点，两船头与河岸均成α角，甲船船头恰好对准N点的正对岸P点，经过一段时间乙船恰好到达P点，如果划船速度大小相同，则下列判断正确的是（　　）‎ A．甲船也能到达正对岸 B．乙渡河的时间一定较短 C．渡河过程中两船不会相遇 D．两船相遇在NP直线上 ‎5．高明同学撑一把雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围圆形的半径为R，现将雨伞绕竖直伞杆匀速转动，伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一个半径为r的圆形，伞边缘距离地面的高度为h，当地重力加速度为g，则（　　）‎ A．雨滴着地时的速度大小为 B．雨滴着地时的速度大小为 C．雨伞转动的角速度大小为 D．雨伞转动的角速度大小为 ‎6．如图所示，ABC为竖直平面内的金属半圆环，AC连线水平，AB为固定在A、B两点间的直的金属棒，在直棒上和圆环的BC部分分别套着两个相同的小环M、N，现让半圆环绕对称轴以角速度ω做匀速转动，半圆环的半径为R，小圆环的质量均为m，棒和半圆环均光滑，已知重力加速度为g，小环可视为质点，则M、N两环做圆周运动的线速度之比为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎7．如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动．开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法不正确的是（　　）‎ A．当ω＞时，A、B相对于转盘会滑动 B．当ω＞时，绳子一定有弹力 C．ω在＜ω＜范围内增大时，B所受摩擦力变大 D．ω在0＜ω＜范围内增大时，A所受摩擦力一直变大 ‎8．如图所示，用手握着细绳的一端在水平桌面上做半径为r的匀速圆周运动，圆心为O，角速度为ω．细绳长为L，质量忽略不计，运动过程中细绳始终与r 圆相切，在细绳的另外一端系着一个质量为m的小球，小球恰好做以O为圆心的大圆在桌面上运动，小球和桌面之间存在摩擦力，以下说法正确的是（　　）‎ A．小球将做变速圆周运动 B．小球与桌面的动摩擦因素为 C．小球圆周运动的线速度为ω（l+L）‎ D．细绳拉力为mω2小球圆周运动的线速度为 ‎9．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7000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． B． C． D．‎ ‎10．2010年10月1日18时59分57秒，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100公里，周期为118分钟的工作轨道，开始对月球进行探测，如图所示，已知万有引力常数为G，则（　　）‎ A．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度大 B．卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时小 C．卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上长 D．卫星在轨道Ⅰ上经过P点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度 ‎11．如图所示：一个圆弧形光滑圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A 点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN 是放在水平地面上长为3R ‎、厚度不计的减振垫，左端M正好位于A点．一个质量为m的小球从A处管口正上方某处由静止释放，若不考虑空气阻力，小球可看作质点，重力加速度为g，那么以下说法中正确的是（　　）‎ A．要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的速度至少为 B．要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的速度至少为 C．若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则球经过C点时对管的作用力大小为 D．要使球能通过C点落到垫子上，球离A点的最大高度是5R ‎12．2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空；该卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T，最终在月球表面上实现软着陆；若以R表示月球的半径，引力常量为G，忽略月球自转及地球对卫星的影响，下列说法正确的是（　　）‎ A．月球的第一宇宙速度为 B．月球的质量为 C．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为 D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为 ‎　‎ 二、实验题（每空2分，共12分）‎ ‎13．在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹；实验装置如图甲所示；‎ ‎（1）实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法：　　；‎ ‎（2）关于这个实验，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．秒表 B．坐标纸 C．天平 D．弹簧秤 E．重垂线 ‎②引起实验误差的原因是　　‎ A．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平 B．确定Oy轴时，没有用重锤线 C．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦 D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取做计算的点离原点O较近 ‎③某同学用如图乙所示的装置，进行了“探究平抛运动规律”的实验：‎ 两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球PQ，其中N的末端与可看做光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁CD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v0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，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到P球落地时正好能与Q球相遇发生碰撞，仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明　　．‎ ‎14．如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1=5.0cm、y2=45.0cm，A、B两点水平间距△x为40.0cm．则平抛小球的初速度v0为　　m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为　　m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2．‎ ‎　‎ 三、计算题（每小题10分，共40分）‎ ‎15．如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m 的小球A、B以不同速率进入管内，B通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，A通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg．求 ‎（1）A、B两球通过C点的速率分别是多少？‎ ‎（2）A、B落地后，落地点间的距离．‎ ‎16．一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球以及一小环通过铰链连接，轻杆长均为l，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上，套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L，装置静止时，弹簧长为L，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升．弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）弹簧的劲度系数k；‎ ‎（2）AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度ω0．‎ ‎17．如图所示，一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，其轨道平面与地球赤道平面重合，离地面的高度等于地球半径R0．该卫星不断地向地球发射微波信号．已知地球表面重力加速度为g．‎ ‎（1）求卫星绕地球做圆周运动的周期T；‎ ‎（2）设地球自转周期为T0，该卫星绕地球转动方向与地球自转方向相同，则在赤道上的任意一点能连续接收到该卫星发射的微波信号的时间是多少？（图中A1、B1为开始接收到信号时，卫星与接收点的位置关系）‎ ‎18．如图所示，可视为质点的物块A的质量为m=0.5kg，完全相同的木板B，C的长度为L=2m，质量为M=1.0kg，物块A与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.4，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1，设物体与木板与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度取g=10m/s2，现给物块A一个初速度v0，物块在木板B上向右运动，要想使物块A能滑上木板C但又不能从C上滑下来，求初速度v0的取值范围（计算结果保留一位有效数字）‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年安徽省六安一中高三（上）第三次月考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分；1-10题为单选；11-12为多选）‎ ‎1．关于物体的运动状态与受力关系，下列说法正确的是（　　）‎ A．物体的运动状态发生变化，物体的受力情况一定变化 B．物体在恒力作用下，一定做匀变速直线运动 C．物体的运动状态不变，说明物体所受的合外力为零 D．物体做曲线运动，受到的合外力一定是变力 ‎【考点】牛顿第二定律；曲线运动．‎ ‎【分析】力是改变物体运动状态的原因，当物体受到的合外力为零时，物体的运动状态保持不变，即物体处于匀速直线运动状态或静止状态；根据牛顿第二定律可知，物体加速度的方向与物体所受合外力的方向相同，但物体加速度的方向与物体速度的方向不一定相同．当物体的加速度不为0时，物体的速度一定发生变化．‎ ‎【解答】解：A、力是改变物体运动状态的原因，故当物体的运动状态变时，物体受到的合外力不为零，但不一定变化，故A错误．‎ B、物体在恒力作用下，加速度不变，故物体一定做匀变速直线运动；故B正确；‎ C、物体的运动状态保持不变，则速度不变，则没有加速度存在，说明该物体受到的合外力一定为零，故C正确．‎ D、物体在做曲线运动的过程中，受到的合外力可以是恒力，也可以是变力，但必须存在合力，比如：平抛运动的合力不变，故D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为t0．现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的飞行时间t随v变化的函数关系（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】平抛运动．‎ ‎【分析】根据小球落在斜面上，结合竖直位移与水平位移的关系求出运动的时间．小球落在地面上，高度一定，则运动时间一定．‎ ‎【解答】解：当小球落在斜面上时，有：tanθ=，解得t=，与速度v成正比．‎ 当小球落在地面上，根据h=得，t=，知运动时间不变．可知t与v的关系图线先是过原点的一条倾斜直线，然后是平行于横轴的直线．故C正确，A、B、D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎3．如图，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上．乙的宽度足够大，速度为v1．则下列说法错误的是（　　）‎ A．在地面参考系中，工件做类平抛运动 B．在乙参考系中，工件在乙上滑动的轨迹是直线 C．工件在乙上滑动时，受到乙的摩擦力方向不变 D．工件沿垂直于乙的速度减小为0时，工件的速度等于v1‎ ‎【考点】运动的合成和分解；平抛运动．‎ ‎【分析】在地面参考系中，沿甲与乙的运动方向分析摩擦力方向，根据合外力方向与初速度方向的夹角分析工件的运动情况．‎ ‎【解答】解：A、在地面参考系中，沿甲运动的方向滑动摩擦力分力向左，沿乙运动的方向滑动摩擦力沿乙运动方向，则摩擦力的合力如图．合初速度沿甲运动的方向，则合力与初速度不垂直，所以工件做的不是类平抛运动．故A错误．‎ B、在乙参考系中，如右图所示，摩擦力的合力与合初速度方向相反，故工件在乙上滑动的轨迹是直线，做匀减速直线运动，故B正确．‎ C、工件在乙上滑动时，在x轴方向做匀减速直线运动，在y轴方向做匀加速直线运动，可知两个方向摩擦力的分力不变，受到乙的摩擦力方向不变，当工件沿垂直于乙的速度减小为0时，不受摩擦力，故工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力方向不变．故C正确．‎ D、设t=0时刻摩擦力与纵向的夹角为α，侧向（x轴方向）、纵向（y轴方向）加速度的大小分别为ax、ay，则=tanα 很短的时间△t内，侧向、纵向的速度增量大小分别为△vx=ax△t，△vy=ay△t 解得： =tanα 由题意知 tanα==，则=，‎ 则当△vx=v0，△vy=v1，所以工件沿垂直于乙的速度减小为0时，工件的速度等于v1．故D正确．‎ 本题选择错误的，故选：A．‎ ‎　‎ ‎4．如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，M、N分别是甲、乙两船的出发点，两船头与河岸均成α角，甲船船头恰好对准N点的正对岸P点，经过一段时间乙船恰好到达P点，如果划船速度大小相同，则下列判断正确的是（　　）‎ A．甲船也能到达正对岸 B．乙渡河的时间一定较短 C．渡河过程中两船不会相遇 D．两船相遇在NP直线上 ‎【考点】运动的合成和分解．‎ ‎【分析】小船过河的速度为船在静水中的速度垂直河岸方向的分速度，故要求过河时间需要将船速分解为沿河岸的速度和垂直河岸的速度；要求两船相遇的地点，需要求出两船之间的相对速度，即它们各自沿河岸的速度的和．‎ ‎【解答】解：A、乙船垂直河岸到达正对岸，说明水流方向向右；甲船参与了两个分运动，沿着船头指向的匀速运动，随着水流方向的匀速运动，故不可能到达正对岸，故A错误；‎ B、小船过河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度，故小船过河的速度vy=vsinα，故小船过河的时间：t1==，故甲乙两船到达对岸的时间相同，故B错误；‎ C、D、以流动的水为参考系，相遇点在两个船速度方向射线的交点上；又由于乙船沿着NP方向运动，故相遇点在NP的中点上；故C错误，D正确；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎5．高明同学撑一把雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围圆形的半径为R，现将雨伞绕竖直伞杆匀速转动，伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一个半径为r的圆形，伞边缘距离地面的高度为h，当地重力加速度为g，则（　　）‎ A．雨滴着地时的速度大小为 B．雨滴着地时的速度大小为 C．雨伞转动的角速度大小为 D．雨伞转动的角速度大小为 ‎【考点】向心力；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】雨滴飞出后做平抛运动，根据高度求出运动的时间，根据几何关系根据水滴在地面上形成圆的半径求出平抛的水平位移，从而结合平抛运动的水平位移求出初速度，由v=ωR即可求出雨伞转动的角速度大小．‎ ‎【解答】解：AB、根据h=，解得：t=，‎ 画出俯视图，如图所示：‎ 结合几何关系，平抛的水平分位移为：x=，‎ 则平抛运动的初速度为：；‎ 下落的过程中机械能守恒，所以：，‎ 联立以上方程，得：v=，故A错误，B正确；‎ CD、根据公式：v0=ωR得：ω==，‎ 故C错误，D错误；‎ 故选：B ‎　‎ ‎6．如图所示，ABC为竖直平面内的金属半圆环，AC连线水平，AB为固定在A、B两点间的直的金属棒，在直棒上和圆环的BC部分分别套着两个相同的小环M、N，现让半圆环绕对称轴以角速度ω做匀速转动，半圆环的半径为R，小圆环的质量均为m，棒和半圆环均光滑，已知重力加速度为g，小环可视为质点，则M、N两环做圆周运动的线速度之比为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．‎ ‎【分析】分别对M点和N点的小球进行受力分析，根据合外力提供向心力的条件，由牛顿第二定律即可求出结果．‎ ‎【解答】解：M点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，所以：Fn=mgtan45°=mω•vM 所以：…①‎ 同理，N点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，设ON与竖直方向之间的夹角为，Fn′=mgtanθ=mωvN 所以：…②‎ 又：…③‎ r=Rsinθ…④‎ 联立②③④得：…⑤‎ 所以： =‎ 故选：A ‎　‎ ‎7．如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动．开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法不正确的是（　　）‎ A．当ω＞时，A、B相对于转盘会滑动 B．当ω＞时，绳子一定有弹力 C．ω在＜ω＜范围内增大时，B所受摩擦力变大 D．ω在0＜ω＜范围内增大时，A所受摩擦力一直变大 ‎【考点】向心力；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】开始角速度较小，两木块都靠静摩擦力提供向心力，B先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，则绳子出现拉力，角速度继续增大，A的静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，开始发生相对滑动．‎ ‎【解答】解：A、当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对于转盘会滑动，对A有：kmg﹣T=mLω2，对B有：T+kmg=m•2Lω2，解得ω=，‎ 当ω＞时，A、B相对于转盘会滑动．故A正确．‎ B、当B达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力，kmg=m•2Lω2，‎ 解得ω1=，知ω＞时，绳子具有弹力．故B正确．‎ C、角速度0＜ω＜，B所受的摩擦力变大，ω在＜ω＜范围内增大时，B所受摩擦力不变．故C错误．‎ D、当ω在0＜ω＜，范围内增大时，A所受摩擦力一直增大．故D正确．‎ 本题选错误的 故选：C ‎　‎ ‎8．如图所示，用手握着细绳的一端在水平桌面上做半径为r的匀速圆周运动，圆心为O，角速度为ω．细绳长为L，质量忽略不计，运动过程中细绳始终与r圆相切，在细绳的另外一端系着一个质量为m的小球，小球恰好做以O为圆心的大圆在桌面上运动，小球和桌面之间存在摩擦力，以下说法正确的是（　　）‎ A．小球将做变速圆周运动 B．小球与桌面的动摩擦因素为 C．小球圆周运动的线速度为ω（l+L）‎ D．细绳拉力为mω2小球圆周运动的线速度为 ‎【考点】向心力；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】手做匀速圆周运动，小球也做匀速圆周运动，根据几何关系，运用拉力在指向圆心方向的合力提供向心力，求出拉力的大小．根据角速度和半径求出线速度．‎ ‎【解答】解：A、手握着细绳做的是匀速圆周运动，所以细绳的另外一端小球随着小球做的也是匀速圆周运动，故A错误．‎ B、设大圆为R．由图分析可知R=，设绳中张力为T，则有：‎ TcosΦ=mRω2，‎ cosΦ=，解得细绳的拉力为：T=，‎ 根据摩擦力公式可得：f=μmg 又：f=TsinΦ，sinΦ=，解得：μ=，故B正确．‎ CD、线速度为：v=，故C错误，D错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎9．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7000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． B． C． D．‎ ‎【考点】万有引力定律及其应用；向心力．‎ ‎【分析】根据题意知，地球表面的重力加速度等于半径为R的球体在表面产生的加速度，深度为d的地球内部的重力加速度相当于半径为R﹣d的球体在其表面产生的重力加速度，根据地球质量分布均匀得到加速度的表达式，再根据半径关系求解深度为d处的重力加速度与地面重力加速度的比值．卫星绕地球做圆周运动时，运用万有引力提供向心力可以解出高度为h处的加速度，再求其比值．‎ ‎【解答】解：令地球的密度为ρ，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：g=G 由于地球的质量为：M=ρ•，所以重力加速度的表达式可写成：g===πGρR．‎ 根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为d的地球内部，受到地球的万有引力即为半径等于（R﹣d）的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力加速度g′=πGρ（R﹣d）．‎ 所以有 根据万有引力提供向心力，“天宫一号”的加速度为 所以 所以，故C正确、ABD错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎10．2010年10月1日18时59分57秒，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100公里，周期为118分钟的工作轨道，开始对月球进行探测，如图所示，已知万有引力常数为G，则（　　）‎ A．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度大 B．卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时小 C．卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上长 D．卫星在轨道Ⅰ上经过P点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度 ‎【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，根据万有引力提供向心力，得出线速度与半径的关系，即可比较出卫星在轨道Ⅲ上的运动速度和月球的第一宇宙速度大小．卫星在轨道Ⅰ上经过P点若要进入轨道Ⅲ，需减速．比较在不同轨道上经过P点的加速度，直接比较它们所受的万有引力就可得知．卫星从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，在P点需减速 ‎【解答】解：A、月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，卫星在轨道Ⅲ上的半径大于月球半径，根据=，得v=，可知卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小．故A错误．‎ B．卫星在轨道Ⅰ上经过P点若要进入轨道Ⅲ要做向心运动万有引力大于向心力，则需减速．故B正确．‎ C、根据开普勒第三定律得卫星在轨道Ⅲ上运动轨道半径比在轨道Ⅰ上轨道半径小，所以卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短，故C错误 D、在同一点所受引力相同，则加速度相同，故D错误 故选：B ‎　‎ ‎11．如图所示：一个圆弧形光滑圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A 点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN 是放在水平地面上长为3R、厚度不计的减振垫，左端M正好位于A点．一个质量为m的小球从A处管口正上方某处由静止释放，若不考虑空气阻力，小球可看作质点，重力加速度为g，那么以下说法中正确的是（　　）‎ A．要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的速度至少为 B．要使球能从C点射出后能打到垫子上，则球经过C点时的速度至少为 C．若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则球经过C点时对管的作用力大小为 D．要使球能通过C点落到垫子上，球离A点的最大高度是5R ‎【考点】动能定理；平抛运动；向心力．‎ ‎【分析】要使球能从C点射出后能打到垫子上，小球平抛运动的水平位移最大为4R，最小为R，根据平抛运动的规律和机械能守恒定律结合求解．‎ ‎【解答】解：A、B、要使球能从C点射出后能打到垫子上，从C点开始做平抛运动，竖直分位移为R，故：‎ R=‎ x=vCt 其中：4R≥x≥R 解得：，故A错误，B正确；‎ D、要使球能通过C点落到垫子上N点，球离A点的高度最大，根据动能定理，有：‎ mgh=mgR+‎ 其中：‎ 解得：h=5R，故D正确；‎ C、若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，在C点的速度为；‎ 重力和支持力的合力提供向心力，设支持力向下，根据牛顿第二定律，有：‎ 解得：，负号表示方向与假设方向相反，是向上；故C正确；‎ 故选：BCD．‎ ‎　‎ ‎12．2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空；该卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T，最终在月球表面上实现软着陆；若以R表示月球的半径，引力常量为G，忽略月球自转及地球对卫星的影响，下列说法正确的是（　　）‎ A．月球的第一宇宙速度为 B．月球的质量为 C．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为 D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为 ‎【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】根据万有引力提供向心力解答，注意r=R+h．‎ ‎【解答】解：D、根据黄金代换GM=gR2，又M=联立解得月球表面重力加速度g=，所以D正确；‎ A、可得月球的第一宇宙速度v==，故A正确．‎ B、根据，可求月球的质量为：，所以B正确；‎ C、根据万有引力提供向心力为：，‎ 得向心加速度为：a=，所以C错误；‎ 故选：ABD ‎　‎ 二、实验题（每空2分，共12分）‎ ‎13．在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹；实验装置如图甲所示；‎ ‎（1）实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法：　将小球放在槽的末端（或木板上）看小球能否静止　；‎ ‎（2）关于这个实验，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　BE　；‎ A．秒表 B．坐标纸 C．天平 D．弹簧秤 E．重垂线 ‎②引起实验误差的原因是　ABD　‎ A．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平 B．确定Oy轴时，没有用重锤线 C．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦 D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取做计算的点离原点O较近 ‎③某同学用如图乙所示的装置，进行了“探究平抛运动规律”的实验：‎ 两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球PQ，其中N的末端与可看做光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁CD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v0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，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到P球落地时正好能与Q球相遇发生碰撞，仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明　平抛运动在水平方向上做匀速直线运动　．‎ ‎【考点】研究平抛物体的运动．‎ ‎【分析】（1）检查斜槽末端是否水平的方法是将小球放在槽的末端看小球能否静止．‎ ‎（2）在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动．所以斜槽轨道末端一定要水平，同时斜槽轨道要在竖直面内．要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点．然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹．根据实验的原理，确定实验的器材．‎ ‎【解答】解：（1）检查斜槽末端切线是否水平，将小球放在槽的末端（或木板上）看小球能否静止．‎ ‎（2）①在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，还需要坐标纸，便于确定小球间的距离．‎ 打点计时器可算出时间，不需要秒表，当然也不需要弹簧秤，故BE正确，ACD错误．‎ ‎②A、为了使小球做平抛运动，斜槽的末端切线方向不水平，是引起实验误差的原因．故A正确．‎ B、确定oy轴，必须用重锤线，故不用重锤线是引起实验误差的原因．故B正确 C、为了使小球平抛运动的初速度相等，每次小球从斜槽同一位置由静止释放，斜槽不一定需要光滑，实验斜槽有摩擦不影响实验．故C错误．‎ D、据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较近，会影响实验的误差．故D正确．‎ 故选：ABD．‎ ‎③在乙图中，P球做平抛运动，Q球做自由落体运动，P球落地时正好能与Q球相遇发生碰撞，则说明二者在水平方向上的距离始终相等，故说明P球在水平方向上做匀速直线运动；‎ 故答案为：（1）将小球放在槽的末端（或木板上）看小球能否静止；（2）①BE；②ABD；③平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．‎ ‎　‎ ‎14．如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1=5.0cm、y2=45.0cm，A、B两点水平间距△x为40.0cm．则平抛小球的初速度v0为　2.0　m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为　4.0　m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2．‎ ‎【考点】研究平抛物体的运动．‎ ‎【分析】根据平抛运动的处理方法，直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动即可求解．‎ ‎【解答】解：根据平抛运动的处理方法，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，‎ 所以y1=gt12 …①‎ y2=gt22 …②‎ 水平方向的速度，即平抛小球的初速度为：v0=…③‎ 联立①②③代入数据解得：v0=2.0m/s ‎ 若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的对应速度vC：‎ 据公式可得：vy2=2gh，代入数据解得：vy===2m/s，‎ 所以C点的速度为：vc===4.0m/s；‎ 故答案为：2.0；4.0．‎ ‎　‎ 三、计算题（每小题10分，共40分）‎ ‎15．如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m 的小球A、B以不同速率进入管内，B通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，A通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg．求 ‎（1）A、B两球通过C点的速率分别是多少？‎ ‎（2）A、B落地后，落地点间的距离．‎ ‎【考点】向心力；平抛运动．‎ ‎【分析】（1）B球到达最高点时，管壁对球的弹力方向向下，大小为3mg，由重力和弹力提供向心力，由牛顿第二定律求出B球在最高点速度．A球到达最高点时，管壁对球的弹力方向向上，大小为0.75mg，由重力和弹力提供向心力，由牛顿第二定律求出A球在最高点速度．‎ ‎（2）两球从最高点飞出后均做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由高度2R求出运动时间．水平方向做匀速直线运动，由速度和初速度求解水平位移，a、b两球落地点间的距离等于位移之差．‎ ‎【解答】解：（1）两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，‎ 对B球：3mg+mg=m，‎ 得：vB==2‎ 对A球：mg﹣0.75mg=m，‎ 得：vA=‎ ‎（2）两球离开轨道后均做平抛运动，设落地时间为t，则有：2R=gt2，‎ 得：t=‎ A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差，‎ 对A球：sA=vAt，解得：sA=R ‎ 对B球：sB=vBt，解得：sB=4R ‎ 所以A、B两球落地点间的距离：sB﹣sA=3R ‎ 答：（1）在最高点A、B两球的速度VA、VB分别为和2；‎ ‎（2）A、B两球落地点间的距离为3R．‎ ‎　‎ ‎16．一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球以及一小环通过铰链连接，轻杆长均为l，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上，套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L，装置静止时，弹簧长为L，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升．弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）弹簧的劲度系数k；‎ ‎（2）AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度ω0．‎ ‎【考点】向心力；物体的弹性和弹力．‎ ‎【分析】（1）装置静止时，分别对小环和小球分析，根据共点力平衡，结合胡克定律求出弹簧的劲度系数；‎ ‎（2）当AB杆弹力为零时，对小环分析，根据共点力平衡和胡克定律求出弹簧的长度，对小球分析，抓住竖直方向上合力为零，水平方向上的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出装置转动的角速度ω0．‎ ‎【解答】解：（1）装置静止时，设OA、AB杆中的弹力分别为F1、T1，OA杆与转轴的夹角为θ1．‎ 小环受到弹簧的弹力，‎ 小环受力平衡：F弹1=mg+2T1cosθ1，‎ 小球受力平衡：F1cosθ1+T1cosθ1﹣mg=0；F1sinθ1﹣T1sinθ1=0，‎ 解得：‎ ‎（2）设OA、AB杆中的弹力分别为F2、T2，OA杆与转轴的夹角为θ2，弹簧长度为x．‎ 小环受到弹簧的弹力：F弹2=k（x﹣L）‎ 小环受力平衡：F弹2=mg，‎ 得：‎ 对小球：F2cosθ2=mg； ‎ ‎；‎ 解得：‎ 答：（1）弹簧的劲度系数k为；‎ ‎（2）AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度ω0为．‎ ‎　‎ ‎17．如图所示，一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，其轨道平面与地球赤道平面重合，离地面的高度等于地球半径R0．该卫星不断地向地球发射微波信号．已知地球表面重力加速度为g．‎ ‎（1）求卫星绕地球做圆周运动的周期T；‎ ‎（2）设地球自转周期为T0，该卫星绕地球转动方向与地球自转方向相同，则在赤道上的任意一点能连续接收到该卫星发射的微波信号的时间是多少？（图中A1、B1为开始接收到信号时，卫星与接收点的位置关系）‎ ‎【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．‎ ‎【分析】1、抓住地球表面重力与万有引力相等和卫星受到的万有引力提供圆周运动向心力展开讨论即可．‎ ‎2、当卫星与观察者的连线与观察者所在的地球的半径垂直时观察者开始看到卫星，当卫星与人的连线与人所在的地球的半径垂直时人对卫星的观察结束，根据几何关系和周期公式求解．‎ ‎【解答】解：（1）卫星以半径2R0绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：‎ 处于地球表面的物体所受的重力约等于地球对它的万有引力：‎ 所以：‎ ‎（2）设人在B1位置刚好看见卫星出现在A1位置，最后在B2位置刚好看见卫星消失在A2位置．‎ OA1=2OB1，有 设从B1到B2时间为t，显然有：‎ 所以：‎ 答：（1）卫星绕地球做圆周运动的周期是 ‎（2）在赤道上的任意一点能连续接收到该卫星发射的微波信号的时间是 ‎　‎ ‎18．如图所示，可视为质点的物块A的质量为m=0.5kg，完全相同的木板B，C的长度为L=2m，质量为M=1.0kg，物块A与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.4，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1，设物体与木板与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度取g=10m/s2，现给物块A一个初速度v0，物块在木板B上向右运动，要想使物块A能滑上木板C但又不能从C上滑下来，求初速度v0的取值范围（计算结果保留一位有效数字）‎ ‎【考点】牛顿运动定律的综合应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】选B为研究对象，子弹对其的摩擦力小于或等于地面对它的摩擦力，而对C则是子弹对其的摩擦力大于地面对它的摩擦力；物块在B、C板滑动时，都做匀减速直线运动，同时C板做匀加速直线运动，所以物块A刚好滑上木板C时对应的速度最小；当物块A与物块C两者速度相同时相对静止．从滑上C板到共同运动时的两个物块之间的位移之差就是C板的长度，然后结合运动学的公式即可求出物块的最大速度．‎ ‎【解答】解：物块A在木板B上滑行时，它对木板B的摩擦力f1=μ1mg=0.4×0.5×10=2N 物块A在木板B上滑行时，若木板相对于地面滑动，则地面对B的摩擦力：‎ f2=μ2（m+M+M）g=0.1×（0.5+1.0+1.0）×10=2.5N＞f1‎ 所以木板相对于地面没有滑动．‎ 可知物块A刚好不能到达木板C时：‎ 代入数据得：v0=4m/s 物块A刚好能到达木板C，则速度要满足：v0＞4m/s 当物块A滑上木板C后，受到木板C的摩擦力：摩擦力f3=μ1mg=0.4×0.5×10=2N 当A在C板上滑行时地面对C的摩擦力：‎ f4=μ2（m+M）g=0.1×（0.5+1.0）×10=1.5N＜f1‎ 可知物块A在C上减速运动的过程中，木板C做匀加速直线运动，‎ 运动情况如右图所示．‎ 当物块A在B板上运动时，B、C板均相对地面不动，A做匀减速直线运动，其加速度 ‎ 设A滑上C板时的速度为v1 ，有；‎ 当物块A在C板上运动时，B板留在原地，C板开始做匀加速运动，A继续做匀减速运动，A的加速度不变，当它们达到共同速度v2时，A相对C静止．‎ 设这段时内C的加速度为a2，由于木板C水平方向受到物块的摩擦力和地面的摩擦力，根据牛顿第二定律有：f3﹣f4=Ma2‎ 所以：‎ 设这段时间内，A的位移为x1，C的位移为x2，则 对A：，‎ 对C：，‎ 又由它们的位移关系：x1﹣x2=△x=L 可求得 t=s， m/s， m/s 所以，若物块A恰好滑到木板C的右端，则对应的最大速度是m/s 答：要想使物块A能滑上木板C但又不能从C上滑下来，初速度v0的取值范围为：．‎ ‎　‎ ‎2016年12月16日