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武藏公式【中小学资料】四川省威远中学2017-2018学年高一物理下学期期中试题(含解析)

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2020-09-16 17:21
tags:角速度公式

往年高考成绩查询-计算机应用


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四川省威远中学2017-2018学年高一物理下学期期中试题(含解析)
一、单项选择题:(4*10=40分)
1. 关于曲线运动,下列说法中正确的是 ( )
A. 曲线运动一定是变速运动
B. 做曲线运动物体的线速度方向保持不变
C. 物体受到变力作用时一定做曲线运动
D. 做曲线运动的物体受到的合外力可以为零
【答案】A
【解析】A、曲线运动物体的速度方向在不断改变,是变速运动,故A正确,B错误;
B、物 体受到变力作用时,不一定做曲线运动,只有合力与速度不在同一条直线上,才做曲线
运动,可以知道物 体的合力外力一定不等于零,所以CD错误;
点睛:本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查,物体 做曲线运动的条件是合力与速度不
在同一条直线上,合外力大小和方向不一定变化,由此可以分析得出结 论。
2. 如图所示,小船过河时,船头始终垂直河岸,已知河水的速度为3ms,小船在静水中速度
为4ms,河宽为200m,则小船渡河需要的时间为( )

A. 40s B. 66.7s C. 50s D. 90s
【答案】C
【解析】船头始终垂直河岸,渡河时间为,C正确.
3. 对于做匀速圆周运动的质点,下列说法正确的是( )
A. 根据公式
B. 根据公式
C. 根据公式
D. 根据公式
【答案】D
【解析】A、由牛顿第二定律 可知,只有在线速度不变的情况下,向心加速度a与
,可知其向心加速度a与半径r成反比
,可知其向心加速度a与半径r成正比
,可知其角速度ω与半径r成反比
,可知其角速度ω与转速n成正比
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半径r成反比,故A错误;
B、由牛顿第二定律可得:
半径r成正比,故B错误;
C、由牛顿第二定律可得:
径r成反比,故C错误;
D、由
故选D
点睛:根据匀速圆周运动的角速度的公式和牛顿第二定律逐项分析即可得出结论.
4. 如图所示,甲、乙、丙三个齿轮的半径分别为、、.若甲齿轮的角速度为,则丙齿
轮的角速度为( ).
可知角速度ω与转速n成正比,故D正确;
可知,只有在线速度不变的情况下,角速度ω与半
可知,只有在角速度不变的情况下,向心加速度a与

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动,相互之间不打滑知三者线 速度相同,其半径
分别为r
1
、r
2
、r
3
,则ω
1
r
1

2
r
2

3
r
3
,故, 故选A.
5. 如图所示,汽车以速度
v
通过一弧形的拱桥顶端时,关于汽车受力的说法中正确的是( )

A. 汽车的向心力就是它所受的重力
B. 汽车的向心力是它所受的重力与支持力的合力,方向指向圆心
C. 汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用
D. 汽车受到的支持力比重力大
【答案】B
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【解析】汽车在桥 顶的向心力由重力和支持力的合力提供,向心力的方向指向圆心,故A错
误,B正确;汽车在桥顶时受到 重力、支持力、牵引力和摩擦力四个力的作用,向心力是它们
的合力,不单独的力,故C错误;汽车的加 速度向下,处于失重状态,根据牛顿运动定律可
知:汽车受到的支持力比重力小,故D错误。所以B正确 ,ACD错误。
6. 我国在轨运行的气象类卫星有两类,一类是极地轨道卫星,如“风云一号”,绕 地球做匀
速圆周运动的周期为12h,另一类是地球同步轨道卫星,如“风云2号”,运行周期为24h ,
下列说法正确的是

A. 风云1号的线速度大于风云2号的线速度
B. 风云1号的向心加速度小于风云2号的向心加速度
C. 风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度
D. 风云1号、风云2号相对地面均静止
【答案】A
【解析】试题分析:卫星做圆周运动,根据万有引力提供圆周运动向心力
,;风云2号周期大于风云1号周期,所以风云2号轨道
半径大于风云1号轨道半径,
正确;< br>,所以风云1号的线速度大于风云2号的线速度,故A
,所以风云1号的向心加速度大于风云2号 的向心加速度,故B错误;风云2
号轨道半径大于风云1号轨道半径,所以风云1号的发射速度小于风云 2号的发射速度,故C
错误;风云2号的周期等于地球的公转周期,相对地面静止,风云1号周期小于地 球的公转
周期,相对地面运动,故D错误;故选A。
考点:万有引力定律的应用
【 名师点睛】本题关键抓住万有引力提供向心力,列式求解出线速度、角速度、周期和向心
力的表达式,再 进行讨论。
7. 如图所示,气枪水平对准被电磁铁吸住的钢球,并在气枪子弹射出枪口的同时,电磁 铁的
电路恰好断开,被释放的钢球自由下落,若不计空气阻力,则 ( )
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A. 子弹总是打在钢球的上方
B. 子弹总是打在钢球的下方
C. 只有在气枪离电磁铁为一特定距离时,子弹才能击中下落的钢球
D. 只要气枪离电磁铁的距离在子弹的射程之内,子弹一定能击中下落的钢球
【答案】D
【解析 】子弹离开气枪后做平抛运动,在竖直方向上子弹和钢球都做自由落体运动.设子弹
的初速度为v
0
,气枪与钢球的水平距离为s,则只要气枪离电磁铁的距离在子弹的射程内,经
过时间t= ,子弹正好击中下落的钢球.故选D.
8. 已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,若高空 中某处的重力加速度为,则该处
距地面球表面的高度为( )
A. B. R C. R D. 2R
【答案】A
【解析】设地球的质量为M,物体质量为m,物体 距地面的高度为h,根据万有引力近似等于重
力,在地球表面,有:
故A正确,BCD错误;
故选A。
【点睛】地球表面的物体所受的重力,可以近似看做等于地球对其的万有引力,根据 万有引
力等于重力列式求解。
9. 如图,竖直环半径为,固定在木板上,木板放在水平地面上, 的左右两侧各有一挡
板固定在地上, 不能左右运动,在环的最低点静放有一小球, 、、的质量均为,现
给小球一水平向右的瞬时速度,小球 会在环内侧做圆周运动,为保证小球能通过环的最高点,
且不会使环在竖直方向上跳起(不计小球与环的 摩擦阻力),小球在最高点的瞬时速度必须满
足( )
,在高度为h处,有:,联立解得:,

A. 最大值 B. 最大值
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C. 最大值
【答案】C
D. 最大值
...............
10. 如图所示,水平 圆盘可绕通过圆心的竖直轴转动,盘上放两个小物体P和Q,它们的质量
相同,与圆盘的最大静摩擦力都 是,两物体中间用一根细线连接,细线过圆心,P离圆心距
离为r
1
,Q离圆心距离为 r
2
,且r
1
<r
2
,两物体随盘一起以角速度ω匀速转动 ,在ω的取值
范围内P和Q始终相对圆盘无滑动,则( )

A. ω无论取何值,P、Q所受摩擦力都指向圆心
B. ω取不同值时,Q所受静摩擦力始终指向圆心,而P所受摩擦力可能指向圆心,也可能背
离圆心
C. ω取不同值时,P所受静摩擦力始终指向圆心,而Q所受静摩擦力都指向圆心,也可能背
离圆心
D. ω取不同值时,P和Q所受静摩擦力都有可能指向圆心,也都有可能背离圆心
【答案】B
【解析】根据圆周运动公式:μ
mg
=
mr
ω ,可得:
2

Q
的半径大,可知
Q
先达到最大静
摩 擦力。当角速度增大,绳子出现张力,
Q
靠张力和静摩擦力的合力提供向心力,
P也靠拉力
和静摩擦力的合力提供向心力,角速度增大,绳子的拉力逐渐增大,
P
所 受的静摩擦力先减小
后反向增大,当反向增大到最大值,角速度再增大,
P

Q
与圆盘发生相对滑动,所以
Q
所受
的静摩擦力方向始终指向圆心,
P
所受的静摩擦力方向先指向圆心,然后背离圆心,故B正确,
ACD错误。
二、多选题(4*5=20分)
11. 如图所示,长为
L
的悬线固定在< br>O
点,在
O
点正下方处有一钉子C,把悬线另一端的小球
m
拉 到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的
( )
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A. 线速度突然增大 B. 角速度突然增大
C. 向心加速度突然增大 D. 以上说法均不对
【答案】BC
【解析】当小球运动到O点正下方时,由于圆心由O点变成C点,小球做圆周运 动的半径突
然减小,而小球的线速度不能突变,即线速度不变,由v=ω·r可知角速度会突然增大,故 B
选项正确;由a
n
=可知向心加速度突然增大,故C选项正确;D错误;故选BC.
点睛:此题关键是知道细线碰到钉子的瞬间,根据惯性可知,小球的速度不能发生突变,小
球碰 到钉子后仍做圆周运动;掌握圆周运动中线速度、角速度及向心加速度的大小关系.
12. 如图所示 ,地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地
心做匀速圆周运动.设e 、p、q的圆周运动速率分别为v
1
、v
2
、v
3
,向心加 速度分别为a
1
、a
2

a
3
,则说法正确( )

A. v
1
>v
2
>v
3
B. v
1
3
2

C. a
1
3
2
D. a
1
>a
2
>a
3

【答案】BC
【解 析】山丘e与同步通信卫星q转动周期相等,根据v=,由于山丘e的轨道半径小于同
,由于近地资源卫 星的步通信卫星q的轨道半径,故v
1
<v
3
;根据卫星的线速度公式
轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径,故近地资源卫星的线速度大于同步通信卫星的线
速度,即v
3
<v
2
;故v
1
<v
3
<v
2
,故A错误,B正确;山丘e与同步通信卫星q转动周期相等,
根据a=ω
2
r=,由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径,故山丘e的轨道
加速度小于同步通信卫星 q的加速度,即a
1
<a
3
;根据加速度公式a=
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,由于近地资源卫星
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的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道 半径,故近地资源卫星的加速度小于同步通信卫星的
加速度,即a
3
<a
2< br>;故a
1
<a
3
<a
2
,故C正确,D错误;故选B C.
点睛:本题关键要将地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p、同步通信卫星q分为两组进行分析比较,最后再综合;一定不能将三个物体当同一种模型分析,否则会使问题复杂化.
13. 长 为L的轻杆,一端固定一个小球,另一端连接在光滑的铰链上,使小球在竖直平面内
做圆周运动,最高点 的速度为v。则在最高点处,下列说法正确的是( )
A. v的最小值为
B. 当v逐渐增大时,向心力也增大
C. 当v由
D. 当v由
【答案】BD
【解析】A、小球过最高点时的最小合力F=mg-N=0,所以过最高点的最小速度为0,故A错误;
B、根据 可知当v逐渐增大时,向心力也增大,故B正确;
,则 ,当v由逐渐
逐渐增大时,杆对小球支持力作用
逐渐减小时,杆对小球支持力作用
C、在最高点只有重力提供向心力时,所对应的速度为
增大时,小球运动的向心力增大,所以杆对小球有 向下拉力的作用,故C错误;
D、当v由
故D正确;
故选BD
14. 将卫星发射至近地圆轨道1(如图所示),然后再次点火,将卫星送入同步轨道3。轨道1、
2相切于Q 点,2、3相切于P点,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正
确的是:( )
逐渐减小时,小球运动需要的向心力减小,所以杆对小球有向上支持力作用,

A. 卫星在轨道3上的速率大于轨道1上的速率。
B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度。
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度。
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D. 卫星在轨道2上经过P点的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度。
【答案】BC

点睛:本题关键抓住万有引力提供向心力,先列式
角速度及加速度的表达式,再进行讨论.
,求解出线速度、
15. 如图所示,金属块Q放在带光滑小孔的水平桌面上,一根穿过小孔 的细线,上端固定在Q
上,下端拴一个小球。小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆),细线与竖 直方向成30°
角(图中P位置)。现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动.细线与竖直方高成60 °角(图
中P’位置)。两种情况下,金属块Q都静止在桌面上的同一点,则后一种情况与原来相比较,
下面判断正确的是

A. Q受到桌面的静摩擦力大小不变
B. 小球运动的角速度变大
C. 细线所受的拉力之比为2:1
D. 小球向心力大小之比为3:1
【答案】BD
【解析】小球的受力如图所示,细线与竖直方向 成30°角(图中P位置)时,在竖直方向,小
球受绳子的拉力为,需要向心力:,夹角为60°时,,
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需要向心力:,可得:细线所受的拉力之 比为,小球向心力大小之比F
2

F
1
=3:1,所以C错误;D正 确;物块Q受静摩擦力与绳子的拉力平衡,拉力改变,故静摩擦
力也变,所以A错误;对小球:,因h变 小,故角速度变大,所以B正确。

三、填空题:(每空3分,3*7=21分)
16. 宇宙中两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转,称之为双星
系统。在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统。设某双星系统
A

B
绕其 连线上的
O
点做
匀速圆周运动,如图所示,若
AO
>
OB< br>,则

(1)星球
A
的质量一定_________
B的质量(选填:大于、小于、等于)
(2)星球
A
的角速度一定_______ _
B
的角速度(选填:大于、小于、等于)
(3)双星的总质量一定,双星间距离越 大,其转动周期__________(选填:越大、越小、不
变)
【答案】 (1). 小于 (2). 等于 (3). 越大
【解析】(1)两个星球具有相同的角速度,根据
则知

所以半径越大,则质量就越小,故A的质量小于B的质量。
(2)在双星问题中两个天体运动 的角速度是相等的,故球
A
的角速度一定等于B的角速度,
(3)根据
结合:
解得:

故双星的总质量一定,双星间距离越大,其转动周期就越大,

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故本题答案是:(1). 小于 (2). 等于 (3). 越大
点睛:在双星问题中,两个天体具有相同的角速度,然后利用万有引力提供向心力解题即可。
17. 在“研究平抛运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的
A、B、C
三点 的位置,取
A
点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,当g=10 ms时,
2

(1)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列要求合理的是_______.
A.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.本实验必需的器材还有刻度尺和秒表
(2)小球平抛的初速度___________ms
(3)小球经过B点时的速度________ms
(4)小球抛出点的位置坐标_____________cm
【答案】 (1). AC (2). 1 (3). (4). (-10,5)
【解析】(1 )A、为了保证小球平抛运动的初速度相等,每次让小球从斜槽的同一位置由静止
释放,斜槽轨道不一定 需要光滑,所以A选项是正确的,B错误.
C、为了保证小球的初速度水平,斜槽轨道末端必须水平,所以C选项是正确的.
D、小球平抛运动的时间可以根据竖直位移求出,不需要秒表,故D错误.
所以AC选项是正确的.
(2)根据平抛知识
水平方向上
竖直方向上:
解得




故平抛的水平速度为
(3)小球经过B点时竖直方向上的速度
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则B点的速度为
(4)根据 知

所以从抛出点到A点已经运动了t=0.1s


所以抛出点的坐标为
点睛:平抛运动可以分解为水平方向上的匀速和竖直方向上自由落体 运动,在计算轨迹上某
点竖直方向上的速度时可以利用中点时刻的速度等于平均速度来求解。
18. 中国计划在2017年实现返回时月球软着陆器对月球进行科学探测,宇航员在月球上着陆后,测得月球表面重力加速度为
g
,已知月球半径为
R
,万有引力常量< br>为
G。问:
(1)月球的质量
M
为多大?
(2)如果要在月球上发射一颗卫星,发射速度至少为多大?
【答案】(1) (2)
【解析】(1)设宇航员质量为m,忽略月球自转,有:

解得:;
(2) 设在月球表面上发射质量为m
1
的卫星,卫星轨道半径近似为R,卫星线速度为v,则:

由以上两式解得:
19. 如图,ABC是光滑轨道,其中AB是水平的,B C是与AB相切的位于竖直平面内的半圆轨
道,半径R=0.4m。质量m=0.5kg的小球以一定的 速度从水平轨道冲向半圆轨道,经最高点C
水平飞出,落在AB轨道上,距B点的距离s=1.6m。g 取10ms,求:
2
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(1)小球经过C点时的速度大小;
(2)小球经过C点时对轨道的压力大小;
【答案】(1) (2)
【解析】试题分析:(1)设小球从C点水平飞出到落到A B轨道上所用的时间为t,小球经过
C点时的速度大小为v,根据平抛运动规律得出:竖直方向:
水平方向:s=vt
联立上式解得:v=4.0ms
(2)小球在C点时,根据受力图及牛顿第二定律得:
代入数据得:


根据牛顿第三定律可知,小球经过C点时对轨道的压力大小15.
考点:平抛运动;牛顿第二定律的应用
【名师点睛】此题是平抛运动以及牛顿第二定律的应用 问题;对于平抛运动的问题我们的思
路是分解,从水平方向和竖直方向去研究.对于圆周运动的受力问题 ,我们要找出向心力的
来源,才能根据牛顿定律列出方程.
20. 如图所示,
M
是水平放置的半径足够大的圆盘, 绕过其圆心的竖直轴
OO
′ 匀速转动,以
经过
O
水平向右的方向作为
x
轴的正方向.在圆心O
正上方距盘面高为
h
处有一个正在间断
滴水的容器挂在传送带下面,在
t
=0时刻开始随传送带沿与
x
轴平行的方向做匀速直线运动,
速度 大小为
v
.已知容器在
t
=0时滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘 面上时再滴一
滴水.重力加速度为
g,
求:

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(1)每一滴水经多长时间滴落到盘面上?
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于一条直线上,圆盘转动的最小角速度ω.
(3)第二滴水与第三滴水在盘面上的落点间的最大距离
s
.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)水滴在竖直方向上做自由落体运动,有:,得:
(2)分析题意可知,在相 邻两滴水的下落时间内,圆盘转过的最小角度应为π,所以最小角
速度为:
(3)第二滴水落在圆盘面上距O点的水平距离为:
第三滴水落在圆盘面上距O点的水平距离为:
当第二与第三滴水在盘面上的落点位于同一直径上的圆心两侧时,两点间的距离最大,则:








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