河南省郑州市中牟县第一高级中学2019-2020高一下学期第二次考试物理试卷（PDF 含答案）.pdf

一、选择题（一、选择题（1-8 单选，单选，9-12 多选，每题多选，每题 4 分，多选题错选多选为分，多选题错选多选为 0 分，少选分，少选 2 分）分） 1关于匀速圆周运动，以下说法正确的是（ ） A匀速圆周运动是匀速运动 B匀速圆周运动是变加速曲线运动 C匀速圆周运动线速度 v、周期 T 都是恒量 D匀速圆周运动向心加速度 a 是恒量，线速度 v 方向时刻改变 2 某行星绕恒星运行的椭圆轨道如下图所示， E 和 F 是椭圆的两个焦点， O 是椭圆的中心， 行星在 A 点的线速度比在 B 点的线速度大 则恒星位于 （ ） AA 点 BE 点 CF 点 DO 点 3我国的“神舟”系列航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成 就.已知地球的质量为 M，引力常量为 G，飞船的质量为 m，设飞船绕地球做匀速圆周运动 的轨道半径为 r，则( ) A 飞船在此轨道上的运行速率为 Gm r B 飞船在此圆轨道上运行的向心加速度为 r GM C飞船在此圆轨道上运行的周期为 3 2 r GM D飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为 2 GM r 4如图所示，某双星系统的两星A和B各自绕其连线上的O点做匀速圆周运动，已知A星 和B星的质量分别为 1 m和 2 m， 相距为d.下列说法正确的是 （ ） AA星的轨道半径为 1 12 m d mm BA星和B星的线速度之比为1 2 :mm C若在O点放一个质点，它受到的合力一定为零 D若A星所受B星的引力可等效为位于O点处质量为 m 的星体对它的引力，则 3 2 2 12 m m mm 5如图所示，A、B 叠放着，A 用绳系在固定的墙上，用力 F 拉着 B 右移，用 F、FAB和 中牟县第一高级中学2019-2020高一下学期第二次考试物理 中牟县第一高级中学2019-2020高一下学期第二次考试物理 FBA分别表示绳对 A 的拉力、A 对 B 的摩擦力和 B 对 A 的摩擦力，则（ ） AF 做正功，FAB做负功，FBA做正功，F不做功 BF 和 FBA做正功，FAB和 F做负功 CF 做正功，其他力都不做功 DF 对 A 做正功，FAB对 B 做负功，FBA和 F对 A 都不做功 6质量为m、初速度为零的物体，在不同变化的合外力作用下都通过位移0 x下列各种情 况中合外力做功最多的是（ ） A B C D 7如图所示，一台起重机从静止开始匀加速地将一质量 m=1.0 103 kg 的货物竖直吊起，在 2 s 末货物的速度 v=4 m/s，重力加速度 g 取 10 m/s2，则起重机在这 2 s 内拉力的平均 功率及 2 s 末拉力的瞬时功率分别为( ) A2.4 104 W 2.4 104 W B2.4 104 W 4.8 104 W C4.8 104 W 2.4 104 W D4.8 104 W 4.8 104 W 8质量为 m 的某新型电动汽车在阻力恒为 f 的水平路面上进行性能测试，测试时的 v-t 图 象如图所示， Oa 为过原点的倾斜线段， bc 与 ab 相切于 b 点， ab 段汽车以额定功率 P 行驶， 下列说法不正确的是 A0t1，时间内汽车发动机的功率随时间均匀增加 Bt1t2时间内汽车发动机的功率为 Ct2t3时间内汽车受到的合外力做正功 Dt1t3时间内汽车发动机做功为 P(t3-t1) 9如图所示，一位同学玩飞镖游戏,圆盘最上端有一点 P，飞镖抛出时与 P 在同一竖直面内 等高，且距离 P 点为 L0,当飞镖以初速度 0 V垂直盘面瞄准 P 点抛岀的同时，圆盘以经过盘心 O 点水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度 g，若飞镖恰好击中 P 点， 则( ） A飞镖击中 P 点所需的时间为 0 L V B圆盘的半径可能为 2 2 0 2 gL V C圆盘转动角速度的最小值为 0 2 V L DP 点随圆盘转动的线速度可能为 0 7 4 gL V 10 如图所示， 小球 m 在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动， 下列说法正确的是( ) A小球通过最高点时的最小速度是Rg B小球通过最高点时的最小速度为零 C小球在水平线 ab 以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力 D小球在水平线 ab 以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力 11一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如 图所示设该物体在 t0和 2t0时刻相对于出发点的位移分别是 x1和 x2，速度分别是 v1和 v2， 合外力从开始至 t0时刻做的功是 W1，从 t0至 2t0时刻做的功是 W2，则( ) Ax25x1 v23v1 Bx19x2 v25v1 Cx25x1 W28W1 Dv23v1 W29W1 12如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道，然后 在 Q 点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道，则( ) A该卫星在 P 点的速度大于 7.9 km/s，小于 11.2 km/s B卫星在同步轨道上的运行速度大于 7.9 km/s C在轨道上，卫星在 P 点的速度大于在 Q 点的速度 D卫星在 Q 点通过加速实现由轨道进入轨道 二、填空题（每空二、填空题（每空 3 分）分） 13 如图，质量为 0.5 kg 的小杯里盛有 1 kg 的水， 用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星” 表演，转动半径为 1 m，小杯通过最高点的速度为 4 m/s 时，杯子的向心加速度为 _m/s2 ，绳子的拉力为_N。若在最高点时恰好没有水流 出，则杯子的速度为_m/s。 （g=10 m/s2） 14如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度 L 为 50cm，质量为 2kg， 它的右端与桌边平齐。若在木板左端用一水平推力 F 将其匀速推下桌子，已知 木板与桌面间的摩擦力大小等于木板对桌面压力大小的 0.3 倍，取 g=10N/kg， 则水平推力至少要做功_ J。 三、计算题三、计算题 15 （10 分）如图甲所示，轻杆一端固定在 O 点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面 内做半径为 R 的圆周运动.小球运动到最高点时，受到的弹力为 F，速度大小为 v， 其 F-v2 图象如乙图所示，则： （1）小球的质量和重力加速度； （2）v2=C 时，小球对杆的弹力大小和方向。 16 （10 分）如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为 F13 N 和 F2 4 N 的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动 10 m，求： (1)F1和 F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？ (2)F1和 F2的合力为多大？合力做功是多少？ 17 （10 分） 如图所示， 质量为 m2kg 的木块在倾角 37 的斜面上由静止开始下滑 （假 设斜面足够长） ，木块与斜面间的动摩擦因数为 0.5，已知 sin37 0.6，cos37 0.8，g 取 10m/s2，求： (1)木块下滑时的加速度大小和前 2s 内的位移大小； (2)前 2s 内重力做的功及前 2s 内重力的平均功率； (3)2s 末重力的瞬时功率 18 （10 分）2014 年 4 月 16 日，美国国家航空航天局（NASA）宣布首次在太阳系外发现 与地球差不多大的行星。假设未来人类向这颗行星发射探测飞船，探测飞船（连同登陆舱） 的总质量为 m1， 绕这颗行星做半径为 r1、 周期为 T1的匀速圆周运动， 随后登陆舱脱离飞船， 变轨到离该行星更近的半径为 r2的圆轨道上做匀速圆周运动，登陆舱的质量为 m2，万有引 力常量为 G。求： （1）该行星的质量 M ； （2）登陆舱在半径为 r2的轨道上做圆周运动的线速度大小 v。 参考答案参考答案 1B【解析】 A、匀速圆周运动的速度方向是沿着圆弧的切线方向，时刻改变，一定是变速运动，故 A 错 误； B、匀速圆周运动的加速度指向圆心，时刻改变，是变加速运动，故 B 正确； C、匀速圆周运动中的 、T、f 的大小都不变，角速度方向也不变，故都是恒量；v 方向时 刻改变是变量，向心加速度 a 时刻变变化为变量；故 C，D 错误； 故选 B. 2B【解析】 根据开普勒第二定律， 对任意一个行星来说， 它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。 则行星在距离恒星较近的位置速度较大，因行星在 A 点的线速度比在 B 点的线速度大则 恒星位于 E 点，故选 B. 3C【解析】 研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式： 22 22 4Mmrv FGmmma rTr ， 解得： GM v r ； a= 2 GM r ； T= 3 2 r GM ； F=G 2 GMm r 故 C 正确，ABD 错误；故选 C. 4D【解析】 A、 双星的角速度相等， 是靠它们之间的万有引力来提供向心力， 22 12 1122 2 m m Gmrmr d ， 且 12 rrd，联立解得 2 1 12 m d r mm ， 1 2 12 m d r mm ，故选项 A 错误； B、根据v r ，可得 112 221 vrm vrm ，故选项 B 错误； C、若在O点放一个质点，此质点受到的两颗星对它的作用力大小不等，则受到的合力不为 零，故选项 C 错误； D、若A星所受B星的引力可等效为位于O点处质量为的星体对它的引力，则 121 22 1 mmm m GG dr ，得 3 2 2 12 () m m mm ，故选项 D 正确 5D【解析】 由题意可知，A 不动 B 向右运动，但均受到滑动摩擦力，则有 FAB方向向左，做负功，F 做 正功；由于 A 没有位移，所以 F和 FBA不做功。因此只有 D 正确；ABC 均错误； 故选 D。 6C【解析】 试题分析：根据公式WFs可知图像与坐标轴围成的面积表示做功多少，故 C 做功最多， C 正确； 7B【解析】 货物匀加速运动，根据速度时间关系公式有 2 2/ v am s t ，重物受重力和拉力，根据牛 顿第二定律有Fmgma，解得 4 1.2 10FmgmaN，这 2s 内的平均速度 0 2/ 2 v vm s ，则平均功率 4 2.4 10PFvW ，2s 末的瞬时功率 4 2.4 10PFvW ，故选项 B 正确，A、C、D 错误； 8C 9AD【解析】 A. 飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此 0 L t v ，故 A 正确。 B. 飞镖击中 P 点时，P 恰好在最下方，则 2 1 2 2 rgt，解得圆盘的半径 2 2 0 4 gL r v ，故 B 错 误。 C. 飞镖击中 P 点，则 P 点转过的角度满足 2(0, 1, 2)tkk 所以 0 (21)kv tL 圆盘转动角速度的最小值为 0 v L ，故 C 错误。 D. P 点随圆盘转动的线速度为 00 2 00 (21)(21) 44 kvgLkgL vr Lvv 当 k=3 时， 0 7 4 gL v v ，故 D 正确。 10BD【解析】 AB圆形管外侧、内侧都可以对小球提供弹力，故小球通过最高点的最小速度为零，A 错 误，B 正确。 CD小球在水平线 ab 以下时，合外力必须有指向圆心方向的分力提供向心力，故外侧管壁 一定对小球有作用力，C 错误，D 正确。 故选 BD。 11AC 【解析】由题意和图象可知，在开始至 t0时刻物体的加速度为，t0时刻的速度为 v1at ，位移为 x1at2，外力做功 W1F0 x1；从 t0至 2t0时刻物体的加 速度为，2t0时刻的速度为 v2v1at，此阶段的位移为 x2v1t0at ，故 2t0时刻相对于出发点的位移 x2 ，外力做功 W22F0 x2 ，综合 上述可知 x25x1，v23v1，W28W1，故 A、C 正确 12ACD【解析】 A7.9 km/s 是卫星的最小发射速度；11.2 km/s 是使卫星摆脱地球吸引的发射速度；P 点是 椭圆轨道上的近地点，则卫星在 P 点的速度大于 7.9 km/s，小于 11.2 km/s故 A 项正确 B环绕地球做圆周运动的人造卫星，最大的运行速度是 7.9 km/s故 B 项错误 C 轨道上 P 点比 Q 点离地球近些， 则卫星在 P 点的速度大于在 Q 点的速度 故 C 项正确 D卫星在轨道上 Q 点时，接下来做近心运动，则 1 2 2 Q QQ v Mm Gm rr 卫星在轨道上过 Q 点时， 2 2 2 Q QQ v Mm Gm rr 所以卫星在 Q 点通过加速实现由轨道进入轨道故 D 项正确 【点睛】 卫星由低轨道进入高轨道时，卫星要加速；卫星由高轨道进入低轨道时，卫星要减速 1316 9 141.5 【解析】 1木块的重力：G=mg=2kg 10N/kg=20N 木块受到的摩擦力：f=0.3G=0.3 20N=6N 因为匀速推动，推力与摩擦力是平衡力大小相等，则推力：F=f=6N 因当木板的重心到达桌子的边缘时， 木板将翻转， 木块移动的距离 50 cm0.25m 22 L s 所以推力作用最小的做功：W=FS=6N 0.25m=1.5J 15 （1） aR m b =， b g R （2） acab b ，方向竖直向下【解析】 （1）由图象知，当 v2=0 时，F=a，故有：F=mg=a，由图象知，当 v2=b 时，F=0，杆对小球 无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有： 2 v mgm R 得： b g R 当有 mb a R 时，得： aR m b = （2）当 2 vc 时，杆对小球的弹力为拉力，根据牛顿第二定律有： 2 v Fmgm R 代入数据解得： 2 vaRcac Fmmgaa RbRb 方向竖直向下。 16(1)18 J 32 J 50 J (2)5 N 50 J 【解析】(1)力 F1做的功： W1F1lcos 13 10 J18 J 力 F2做的功： W2F2lcos 24 10 J32 J. W1与 W2的代数和： WW1W218 J32 J50 J. (2)F1与 F2的合力 FN5 N. 合力做功为 WF合l5 10 J50 J. 17(1) 2 2m/sa 4ml (2) 48JW ， 24WP （3）P=48W 【解析】 (1)对木块由牛顿第二定律有 s i ncosmgmgma 解得： 2 2m/sa 前2s内木块的位移 2 1 2 lat 解得： 4ml (2)重力在前2s内做的功为 sinWmgl 解得： 48JW 重力在前2s内的平均功率为 W P t 解得：24WP （3）由 V=at，P=FV 得: P=48W 18 （1） 23 2 1 4r GT ； （2）2 3 1 2 12 r T r 【解析】 （1）飞船绕星球圆周运动的向心力由万有引力提供，令星球的质量为 M，则由题意有： 2 1 1 1 22 11 4 =r GMm m rT ，解得： 23 1 2 1 4r M GT （2）登录舱在 r2的轨道上运动时满足万有引力提供向心力即： 2 22 2 22 GMmm v rr 解得： 11 12 2 rr v Tr