1、山西大学附中20142015学年高一第二学期4月模块诊断物理试题考试时间：90分钟 满分：100分一选择题(本题共13小题，52分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8-13题有多项符合题目要求，每小题4分.。全部选对的4 分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)1.【题文】关于物体所受合外力的方向与大小，下列说法正确的是 A.物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的大小一定逐渐增加 B.物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变 C.物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 D.物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是
2、与速度方向垂直【答案】D【解析】本题主要考查合外力与速度关系；物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力只需要与速度同向即可，故选项A错误；物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向未必变化，如平抛运动，选项B错误；物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定不指向圆心，合外力有沿切线方向的分力，以改变速率大小，选项C错误；物体做匀速率曲线运动时，由于速率大小不变，合外力沿切线方向无分力，即其所受合外力的方向总是与速度方向垂直，如匀速圆周运动，选项D正确；本题正确选项为D。【题型】单选题【备注】【结束】2.【题文】质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的最小
3、速度是v，则当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道压力的大小是 A、0B、mgC、3mgD、5mg【答案】C【解析】本题主要考查圆周运动；恰好通过最高点时，当速度为2v时，则,故选项C正确。【题型】单选题【备注】【结束】3.【题文】假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体。假设一矿井深度为d=R/2，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 A、4 B、 1/4 C、2 D、1/2【答案】D【解析】本题主要考查万有引力定律；由，故矿井底部与地表重力加速度之比为1:2，选项D正确。【题型】单选题【备注】【结束】4.【题文】设地球自转周期为T，质量为M，引
4、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。考虑自转影响，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A. B. C. D. .【答案】A【解析】本题主要考查万有引力定律；在南极时，无需向心力，有；在赤道上，需要向心力，有,故，故选项A正确。【题型】单选题【备注】【结束】5.【题文】如图.两个小木块a(质量为2m)和b(质量为m)均可视为质点，放在水平圆盘上，a与转轴00的距离为l, b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，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，用表示圆盘转动的角速度，下列说法错误的是A.b一定比a先开始滑动
5、B.当，a、b所受的摩擦力大小始终相等C.是b开始滑动的临界角速度D.当时，a所受摩擦力的大小为2kmg/3【答案】D【解析】本题主要考查圆周运动以及临界问题；a所需的向心力为，最大静摩擦力为,b所需向心力，最大静摩擦力为，故b先于a滑动，选项A正确；a所需的向心力为，b所需向心力，只要b不滑动，即时，所需向心力都等于摩擦力，因向心力等大，故摩擦力等大，选项B正确；当所需向心力等于最大静摩擦力时，b即将滑动，即是b开始滑动的临界角速度，选项C正确；当时，a所受摩擦力的大小为，故选项D错误；本题错误选项为D。【题型】单选题【备注】【结束】6.【题文】据报道，2009年4月29日，美国亚利桑那州一
6、天文观测机构发现一颗与太阳系其它行星逆向运行的小行星，代号为2009HC82。该小行星绕太阳一周的时间为N年，直径23千米，其轨道平面与地球轨道平面呈155的倾斜。假定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为A、 B、 C、 D、【答案】A【解析】本题主要考查万有引力定律；由，由，地球周期一年，小行星周期N年，故二者速度之比为，选项A正确。【题型】单选题【备注】【结束】7.【题文】如图所示，发射远程弹道导弹，弹头脱离运载火箭后，在地球引力作用下，沿椭圆轨道飞行，击中地面目标B。C为椭圆轨道的远地点，距地面高度为h，地心为椭圆焦点。已知地球半径为R，
7、地球质量为M，引力常量为G。关于弹头在C点处的速度v和加速度a，下列结论正确的是A. B.C. D.【答案】B【解析】本题主要考查圆周运动以及万有引力定律；在C点时，由解得；若在C点做匀速圆周运动，则，但在椭圆轨道的C点，弹头做近心运动，即，选项B正确。【题型】单选题【备注】【结束】8.【题文】最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200 年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍。 假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有 A.恒星质量与太阳质量之比 B.恒星密度与太阳密度之比C.行星
8、质量与地球质量之比 D.行星运行速度与地球公转速度之比【答案】AD【解析】本题主要考查万有引力定律；由，因为知道了地球绕太阳的周期、半径以及行星绕恒星的周期、半径之比，故可求得恒星质量与太阳质量之比，选项A正确；虽然知道了质量之比，但是由于不知道恒星、太阳各自的半径，故不可求得密度之比，选项B错误；环绕天体的质量无法求出，故选项C错误；由可知二者线速度之比，故选项D正确；本题正确选项为AD。【题型】多选题【备注】【结束】9.【题文】如图，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为V，若物体与球壳之间的动摩擦因数为，则物体在最低
9、点时，下列说法正确的是A.受到向心力为 B.受到向心力为C.受到的摩擦力为 D.受到的合力方向斜向左上方【答案】CD【解析】本题主要考查圆周运动、牛顿第二定律；由题意可知向心力为，故选项A、B错误；由牛顿第二定律可得即，由摩擦力，故选项C正确；水平方向合力等于摩擦力水平向左，竖直方向合力竖直向上，故物体的合力斜向左上方，故选项D正确；本题正确选项为CD。【题型】多选题【备注】【结束】10.【题文】设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是A. B. C. D.【答案】BD【解析】
10、本题主要考查万有引力以及宇宙速度；同步卫星与随地球自转的物体具有相同的角速度，故由可知，故选项B正确，选项C错误；由可知，故选项A错误,选项D正确；本题正确选项为BD。【题型】多选题【备注】【结束】11.【题文】如图所示，木板B托着木块A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是：A.从水平位置a到最高点b的过程中A的向心加速度越来越大B.从水平位置a到最高点b的过程中B对A的摩擦力越来越小C.在a处时A对B压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值，D.在过圆心的水平线以下A对B的压力一定大于A的重力【答案】BCD【解析】本题主要考查圆周运动以及超重与失重；选项A，既然是匀速
11、圆周运动，由可知加速度不变，选项A错误；选项B,在a点，摩擦力提供向心力，在b点，摩擦力为零，故摩擦力变小，选项B正确；选项C，在a点，竖直方向为平衡状态，重力等于支持力，水平方向，摩擦力完全提供向心力，故摩擦力最大，故选项C正确；选项D，在过圆心的水平线以下加速度大致向上，物块处于超重状态，故选项D正确；本题正确选项为BCD。【题型】多选题【备注】【结束】12.【题文】据报道我国数据中继卫星“天链一号01 星”于2008 年4 月25 日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4 次变轨控制后，于5 月l 日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01 星”，下列说法正确的是
12、A.运行速度大于7.9Km/s B.离地面高度一定，相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D.卫星中的物体处于失重状态，说明物体不受地球引力作用【答案】BC【解析】本题主要考查万有引力、宇宙速度；选项A，近地卫星的速度为第一宇宙速度，由可知同步卫星的速度一定小于第一宇宙速度，选项A错误；选项B，同步卫星周期固定，由可知卫星高度一定，又因为是同步卫星，相对于地面必定静止，选项B正确；选项C，同步卫星周期小于月球的周期，故角速度大于月球角速度，选项C正确；选项D，卫星处于失重状态，是由于重力提供了向心力，并不是不受重力，选项D错误；本题正确选项为BC。【题型】多选题【备注】【
13、结束】13.【题文】冥王星与其附近的星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7：1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动。由此可知冥王星绕O点运动的A、轨道半径约为卡戎的1/7 B、角速度大小与卡戎的相同C、线度大小约为卡戎的7倍 D、向心力小约为卡戎的7倍【答案】AB【解析】本题主要考查万有引力、圆周运动；对于双星系统，属于共轴转动，具有相同的角速度，故选项B正确；设冥王星与其附近的星体卡戎的半径分别为，质量分别为，故有，故选项A正确；线速度由可知线速度与半径成正比，即速度之比为1:7，选项C错误；二者向心力等大，故选项D错误；本题正确选项为AB。【题型】多选题【备注】【结束】二实验题(本题共12
14、分，每空4分)14.【题文】在用圆锥摆验证向心力的表达式实验中，如图甲所示，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。用于带动钢球，设法使她刚好沿纸上某个半径为r的圆周运动，钢球的质量为m.重力加速度为g。(1)用秒表记录运动n圈的总时间为t，那么小球做圆周运动中需要的向心力表达式为 (2)通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为h，那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式F= (3)改变小球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图象，可以达到粗略验证向心力表边式的目的，该图线的斜率表达式为 (用题中所给物理量的字母表示
15、上面各问的结果)【答案】(1) (2) (3)【解析】本题主要考查牛顿第二定律以及圆周运动；（1） 由题意知周期为以及可得；（2） 设绳子与竖直方向夹角为，由合力提供向心力可得；（3） 由，可得斜率为。【题型】实验题【备注】【结束】三、计算题(本题共3小题，共计36分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)15.【题文】如8图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随
16、陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO之间的夹角为60。重力加速度大小为g。(1)若=0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求0；(2)若=(1k)0，且0k 1，物块相对罐壁仍静止，求小物块受到的摩擦力大小和方向。【答案】(1)(2)【解析】本题主要考查牛顿第二定律以及圆周运动；(1)对m有 (2)当时， 物块有向内运动的趋势， 静摩擦力沿切线向外【题型】计算题【备注】【结束】16.【题文】如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：(1)该星球表面
17、的重力加速度；(2)该星球的第一宇宙速度v；(3)该星球的密度【答案】(1)(2)【解析】本题主要考查平抛运动、万有引力；（1） 有平抛运动得则（2） 由又，则（3） 在星球表面有可得该星球的密度为【题型】计算题【备注】【结束】17.【题文】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匀速转动，规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向。在O点正上方距盘面高为h=5m处有一个可间断滴水的容器，从t=0时刻开始，容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知t=0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。则：(取)(1)每一滴水离开容器后经过多长时间
18、滴落到盘面上?(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘的角速度应为多大?(3)当圆盘的角速度为1.5时，第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离2m，求容器的加速度a(结果可用根号表示)。【答案】(1)s(2)，(其中k = 1,2,3，) (3)【解析】本题主要考查自由落体运动、圆周运动；(1)离开容器后，每一滴水在竖直方向上做自由落体运动。则每一滴水滴落到盘面上所用时间s(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线，则圆盘在1s内转过的弧度为，k为不为零的正整数。由即，其中k = 1,2,3，(3)第二滴水离开O点的距离为第三滴水离开O点的距离为 又即第二滴水和第三滴水分别滴落在圆盘上x轴方向及垂直x轴的方向上，所以即解得：【题型】计算题【备注】【结束】