2020年最新黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6）.doc

1、黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6） 1 / 11 黑龙江省安达七中 2020 届高三物理上学期寒假考试试题（6） 一、计算题一、计算题 1.如图所示,一物体以的初速度从粗糙斜面顶端下滑到底端用时t1s。已知斜面 长度L=1.5m,斜面的倾角=30,重力加速度取。求： (1)物体滑到斜面底端时的速度大小; (2)物体沿斜面下滑的加速度大小和方向; (3)物体与斜面间的动摩擦因数。 2.如图所示,有一质量的小物块,在平台上以初速度水平抛出,到达点 时,恰好沿点的切线方向进入固定在水平地面上的半径的粗糙圆弧轨道,最后小 物块滑上紧靠轨道末端点的质量为的长木板,木板上表面与圆弧轨道末端切线相

2、 平,木板下表面与水平地面之间光滑接触,当小物块在木板上相对木板运动时,与木 板有共同速度,小物块与长木板之间的动摩擦因数,点和圆弧的圆心连线与竖直方 向的夹角,不计空气阻力,取,.求: (1). A、C 两点的高度差; (2).物块刚要到达圆弧轨道末端点时对轨道的压力; (3).物块通过圆弧轨道克服摩擦力做的功. 3.如图所示,从 A 点水平抛出的小物块,到达斜面顶端 B 处时,其速度方向恰好沿斜面向下, 然后沿倾角为的固定斜面BC滑下,小物块到达C点时速度恰好为,因受到微小扰动,小 物块滑上与斜面 BC 平滑对接的四分之一光滑圆弧轨道 CD 上。已知圆弧轨道 CD 的半径 ,圆心O在C点的

3、正下方,小物块的质量,平抛运动的水平位移, 斜面长,取,不计空气阻力,求： 黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6） 2 / 11 (1)小物块从 A 点抛出的初速度的大小； (2)小物块沿斜面 BC 滑下过程中克服摩擦力做的功； (3)若小物块沿圆弧轨道 CD 滑到 P 点时脱离轨道,求 P 点离 D 点的高度 h。 4.我国月球探测计划嫦娥工程已经启动， “嫦娥 1 号”探月卫星也已发射设想嫦娥 1 号登 月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，飞船发射的月球车在月球软着陆后，自动机器人在月 球表面上沿竖直方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该月球半径为 R，万有引力常

4、量为G，月球质量分布均匀求： 1.月球表面的重力加速度. 2.月球的密度. 3.月球的第一宇宙速度 5.人类第一次登上月球时， 宇航员在月球表面做了一个实验： 将一片羽毛和一个铁锤从同一 个高度由静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间 t落到月球表面。已知引力常量为G，月球的半径为R。 1.求月球表面的自由落体加速度大小； 2.若不考虑月球自转的影响，求月球的质量M和月球的“第一宇宙速度”大小v。 6.双星系统的运动实际上会受其他星体的影响而存在误差。 假设质量均为 m 的星体甲和乙 构成理论上的双星系统，已知两星体之间的距离为L，引力常量为G。根据所学的知识计

5、算 得出双星系统的理论运行周期为T(T为未知量)，通过测量可知双星系统的实际运行周期为 ,假设引起该误差的原因是受到甲、乙两星体连线中点处星体丙的影响。求： 1.双星的理论运行周期T。 2.星体丙的质量M。 7.我国将于 2022 年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一,如图所示,质量 m=60kg 的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度匀加速滑下,到 黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6） 3 / 11 达助滑道末端B时速度,A与B的竖直高度差H=48m,为了改变运动员的运动方 向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆 弧,

6、助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m,运动员在B、C间运动时阻力做功W=-1530J, 取。 1.求运动员在AB段下滑时受到阻力的大小; 2.若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的 6 倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多 大。 8.如图,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切,BC 为圆 弧轨道的直径,O为圆心,OA和OB之间的夹角为,一质量为m的小球沿水平轨道 向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用 力外,小球还一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时 小球对轨道的压力恰好为零

7、。重力加速度大小为g。求: （1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小; （2）小球到达A点时动量的大小; （3）小球从C点落至水平轨道所用的时间. 9.轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放, 当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物 黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6） 4 / 11 块P接触但不连接。是长度为 5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道相切, 半圆的直径竖直,如图所示。物块P与简的动摩擦因数。用外力推动物块 P,将弹簧压缩至长度l,然后释放,P开始沿轨道运动,重力加速度大小

8、为g。 (1)若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到上的位置 与B点间的距离; (2)若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P得质量的取值范围。 10.小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为 m 的小球,甩动 手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距 离 d 后落地,如图所示,已知握绳的手离地面高度为 d,手与球之间的绳长为d,重力加速度 为 g 忽略手的运动半径和空气阻力. （1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小. （2）问绳能承受的最大拉力多大. （3） 改变绳长,使球重复上述运动,若

9、绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离 最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少? 黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6） 5 / 11 参考答案参考答案 1.答案：(1)1m/s (2)1m/s 2 方向沿斜面向上 (3) 解析：(1)设物体滑到斜面底端时速度为v,则有:, 代入数据解得:。 (2)因,即物体做匀减速运动,加速度方向沿斜面向上,加速度的大小 为:。 (3)物体沿斜面下滑时,受力分析如图所示。 由牛顿第二定律得: 联立解得:,代入数据解得:。 2.答案：1.小物块到点时的速度竖直分量为 下落的高度 2.小物块在木板上滑行达到共同速度的过程 木板的加速度大小: 物块

10、的加速度大小: 由题意得: 联立以上各式并代入数据解得 黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6） 6 / 11 小球在点时由牛顿第二定律得 代入数据解得 由牛顿第三定律得,方向竖直向下 3.小物块由到的过程中,由动能定理得 代入数据解得 解析： 3.答案：(1)小物块平抛到 B 点时： 小物块从 A 运动到 B： (2)小物块平抛到 B 点的速度 小物块从 B 运动到 C： 。 (3)运动到 P 点时刚与轨道分离，对圆弧轨道的压力为 0，此时： 小物块由 C 运动到 P： 。 解析： 黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6） 7 / 11 4.答案：1.根据竖直上抛运动的特点可知： 所

11、以： 2.设月球的半径为R，月球的质量为M，则：， 体积与质量的关系：， 联立得：. 3.由万有引力提供向心力得：； 联立得：. 解析： 5.答案： 1.月球表面附近的物体做自由落体运动 月球表面的自由落体加速度大小 2.若不考虑月球自转的影响 月球的质量 质量为的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动 月球的“第一宇宙速度”大小 解析： 6.答案：1. 2. 解析：1.根据万有引力定律，两星体之间的万有引力大小,设两星体轨道半径分 別是， 两星体之间的万有引力提供两星体做匀速圆周运动的向心力， 则有， ，两星体的角速度相同，可得，因此两星体绕连线的中点转动，由 ,解得. 黑龙江安达七中高三

12、物理上册寒假考试试卷（6） 8 / 11 2.由于星体丙的存在，甲、乙两星体的向心力均由两个力的合力提供，即 ,又,联立解得。 7.答案：1.运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动,设AB的长度为x,则有 由牛顿第二定律有 联立,代入数据解得 Ff=144N 2.设运动员到达C点时的速度为vC,在由B到达C的过程中,由动能定理有 设运动员在C点所受的支持力为FN,由牛顿第二定律有 由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的 6 倍,联立,代入数据解得 R=12.5m。 解析： 8.答案：（1）;（2）;（3） 解析：（1）设水平恒力的大小为,小球到达C点时所受合力的大小为F.由力的合成法则 有

13、设小球到达C点时的速度大小为v,由牛顿第二定律得 由式和题给数据得 黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6） 9 / 11 （2）设小球到达A点的速度大小为,作,交 PA 于D点,由几何关系得 由动能定理有 由式和题给数据得,小球在A点的动量大小为. （3）小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动,加速度大小为g.设小球 在竖直方向的初速度为,从C点落至水平轨道上所用时间为t.由运动学公式有 由 式和题给数据得. 9.答案： (1)依题意,当弹簧竖直放置,长度被压缩至l时,质量为 5m 的物体的动能为零,其重 力势能转化为弹簧的弹性势能,由机械能守恒定律,弹簧长度为l时的弹性势

14、能为 设P的质量为M,到达B点时的速度大小为,由能量守恒定律得 联立式,取并代入题给数据得 黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6） 10 / 11 若P能沿圆轨道运动到D点,其到达D点时的向心力不能小于重力,即P此时的速度大小v 应满足 设P滑到D点时的速度为,由机械能守恒定律得 联立式得 满足式要求,故P能运动到D点,并从D点以速度水平射出,设P落回到轨道所需 的时间为t,由运动学公式得 P落回到上的位置与B点之间的距离为 联立式得。 (2)为使P能滑上圆轨道,它到达B点时的速度不能小于零,由式可知 要使P仍能沿圆轨道滑回,P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C,由机械能守饵 定

15、律有 联立 式得。 解析： 10.答案：1. ; 2. 3.当时, 有最大值, 解析：1.设绳断后球飞行时间为 t,由平抛运动规律,有 竖直方向,水平方向,得. 由机械能守恒定律,有. 得. 2.设绳能承受的最大拉力大小为 T,这也是球受到绳的最大拉力大小.球做圆周运动的半径 黑龙江安达七中高三物理上册寒假考试试卷（6） 11 / 11 为,由圆周运动向心力公式,有. 得. 3.设绳长为 l,绳断时球的速度大小为,绳承受的最大拉力不变, 有. 得. 绳断后球做平抛运动,竖直位移为,水平位移为 x,时间为,有, 得 当时, x 有最大值, 考点:平抛运动;机械能守恒定律;动能定理. 本题主要考查了圆周运动向心力公式及平抛运动的规律的应用,解题的关键是分析物理过程, 对研究对象正确的受力分析,选取适当的物理规律列得方程解答;此题的最后一问要结合数 学知识解答;此题有一定难度,意在考查综合分析问题的能力及数学问题解决物理问题的能 力.