2015年暑假高一年级物理暑假作业答案

第1页,共20页2015年高一年级（物理）假期作业（1）第五章曲线运动1.解析：选ABD.做变速圆周运动的物体，所受合力不指向圆心，故C错误．2.解析：选C.做曲线运动的汽车在经过C处时，圆周运动的向心力由重力和山地对它支持力的合力提供，由F－mg＝mv2R时，此处Fmg，因此选项C正确．3.解析：选C.由于小球受到竖直向上的风力，这个力可以和重力抵消掉，所以小球一定条件下可以看成只在细线的拉力的作用下做匀速圆周运动，选项C正确，选项D错误．若风力大于重力，在a点，小球速度最大，线的张力最大，若风力小于重力，小球在b点速度最大，线的张力最大，选项A、B错误．4.解析：选ACD.在直线段赛道上的运动员做匀速直线运动，处于平衡状态，A项正确；在圆弧赛道上的运动员做匀速圆周运动，加速度方向总指向圆弧形赛道的圆心，时刻发生改变，B项错；在直线段赛道上的自行车根据平衡条件可知受到沿赛道向上的摩擦力作用，C项正确；自行车运动员所受到的重力和支持力的合力恰好提供运动员所需向心力时，自行车则不受摩擦力作用，D项正确．5.解析：选BC.R、Q、P三点的轨道圆心都在轴AB上，且它们的轨道平面互相平行，因此三点的角速度相同，由于向心加速度方向也相同且指向轴AB，由a＝rω2可知：aPaQaR，又由v＝rω可知vPvQvR，因此A错，B、C对；三点的线速度方向都沿轨迹的切线方向，故它们的线速度方向相同，D错．6.解析：选D.a、b线速度相等，则va∶vb＝1∶1①b、c角速度相等，即ωb∶ωc＝1∶1②由①得ωaωb＝varavbrb＝rbra＝21③由②③得ωa∶ωb∶ωc＝2∶1∶1由②得vbvc＝ωb·rbωc·rc＝rbrc＝21④由①④得va∶vb∶vc＝2∶2∶1又由①得aaab＝v2arav2brb＝rbra＝21由②得abac＝rbω2brcω2c＝rbrc＝21所以aa∶ab∶ac＝4∶2∶1周期TaTb＝2πωa2πωb＝ωbωa＝12TbTc＝ωcωb＝11所以Ta∶Tb∶Tc＝1∶2∶2.7.解析：选D.在h一定的条件下，释放后小球的机械能守恒，其运动情况与小球的质量无关，A错；小球能通过a点的最小速度v＝gR，从a点平抛，R＝12gt2，s＝vt＝2R，所以，无论怎样改变h的大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内，选项B错误；但可以使小球通过b点后落回轨道内，选项C错误；如果h足够大，小球可能会飞出de面之外，D正确．8.解析：选BD.以A为研究对象，由于其做匀速圆周运动，故合外力提供向心力．在水平位置a点时，向心力水平向左，由B对它的静摩擦力提供，f＝mω2r；重力与B对它的支持力平衡，即N＝mg.在最高点b时，向心力竖直向下，由重力与B对它的支持力的合力提供，mg－N＝mω2r，此时f＝0.由此可见，B对A的支持力越来越小，B对A的摩擦力越来越小．故选B、D.9.解析：选C.两轮边缘上的线速度相同，据v＝ωR有：ωAωB＝RBRA＝12又因小木块恰能静止在A轮边缘，最大静摩擦力提供向心力，有：第2页,共20页μmg＝mRAω2A①设放在B轮上能使木块相对静止的距B转轴最大距离为r.又因为A、B材料相同，木块A、B的动摩擦因数相同．木块放在r处时，最大静摩擦力提供向心力，有：μmg＝mrω2B②①、②联立得RAω2A＝rω2Br＝ω2Aω2B·RA＝14×2RB＝12RB，故选项C正确．10.答案：D11.解析：选C.隔离一个小环，向上为正方向：N－mg＝mv2R，N＝mg＋mv2R把大环和两个小环合起来作为研究对象F＝Mg＋2N＝Mg＋2m(g＋v2R)故C正确．12.解析：选A.由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑，则竖直方向上重力与摩擦力平衡．杆对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力，选项A正确，B、C错误；无论杆的转动速度增大多少，竖直方向受力平衡，故选项D错误．13.解析：小球运动到最高点时，导管刚好要离开地面，说明此时小球对导管的作用力竖直向上，大小为N＝2mg分析小球受力如图所示则有：N′＋mg＝mv2R，由牛顿第三定律，N′＝N可得：v＝3gR.答案：3gR14.解析：(1)设绳断时角速度为ω，则有F－mg＝mω2L，代入数据得ω＝8rad/s.(2)绳断后，小球做平抛运动，其初速度v＝ωL＝8m/s.由平抛运动规律有h－L＝12gt2.得t＝1s.水平距离x＝vt＝8m.答案：(1)8rad/s(2)8m15.解析：(1)汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力由车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有Fm＝0.6mg＝mv2r由速度v＝108km/h＝30m/s，得弯道半径r＝150m.(2)汽车过拱桥可看成在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有：mg－N＝mv2R为了保证安全，车对路面间的弹力N必须大于等于零，有mg≥mv2R得R≥90m.答案：(1)150m(2)90m16.解析：M在水平面内转动时，平台对M的支持力与Mg相平衡，拉力与平台对M的摩擦力的合力提供向心力．设M到转台中心的距离为R，M以角速度ω转动所需向心力为Mω2R，若Mω2R＝T＝mg，此时平台第3页,共20页对M的摩擦力为零．若R1＞R，Mω2R1＞mg，平台对M的摩擦力方向向左，由牛顿第二定律：f＋mg＝Mω2R1，当f为最大值μMg时，R1最大．所以，M到转台的最大距离为：R1＝(μMg＋mg)/Mω2.若R2＜R，Mω2R2＜mg，平台对M的摩擦力水平向右，由牛顿第二定律．mg－f＝Mω2R2f＝μMg时，R2最小，最小值为R2＝(mg－μMg)/Mω2.答案：最大距离为R1＝(μMg＋mg)/Mω2；最小距离为R2＝(mg－μMg)/Mω2.2015年高一年级（物理）假期作业（2）第六章万有引力与航天1.解析：选AD.由万有引力提供向心力有GMmr2＝mv2r＝mω2r＝m4π2T2r＝man，可得an＝GMr2，r越小，an越大，A正确；v＝GMr，r越小，v越大，D正确；ω＝GMr3，r越小，ω越大，B错误；T＝4π2r3GM，r越小，T越小，C错误．2.解析：选C.宇航员受地球的万有引力提供其绕地球转动的向心力，处于完全失重状态，因此宇航员对“地面”的压力为零，B错误，C正确；太空舱绕地球做圆周运动的速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；无初速释放的小球和宇航员具有相同的速度，仍绕地球做圆周运动，D错误．3.答案：D4.解析：选AC.对航天器：GMmR2＝mv2R，v＝GMR，故A正确．由mg＝mω2R得ω＝gR，故B错误．由mg＝m2πT2R得T＝2πRg，故C正确．由GMmR2＝ma得a＝GMR2，故D错误．5.解析：选B.由运动学公式可得h1－h2＝gT2，则g＝h2－h1T2，由mg＝mv2R得v＝gR＝1Th2－h1R.6.解析：选B.月球因受地球引力的作用而绕地球做匀速圆周运动．由牛顿第二定律可知地球对月球引力产生的加速度g2就是向心加速度a，故B选项正确．7.解析：选A.同步卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对同步卫星的万有引力提供：GMmr2＝m4π2rT2，可得：r3＝GMT24π2，又GM＝gR2，故有：r3＝R2T2g4π2，根据题意可知，a是地球半径，b是同步卫星的周期，等于地球自转周期，c是地球表面的重力加速度，故A正确．8.解析：选BD.天体运动的基本原理为万有引力提供向心力，地球的引力使卫星绕地球做匀速圆周运第4页,共20页动，即F引＝F向＝mv2r＝4π2mrT2.当卫星在地表运行时，F引＝GMmR2＝mg(此时R为地球半径)，设同步卫星离地面高度为h，则F引＝GMmR＋h2＝F向＝ma向mg，所以C错误，D正确．由GMmR＋h2＝mv2R＋h得，v＝GMR＋hGMR，B正确，由GMmR＋h2＝4π2mR＋hT2，得R＋h＝3GMT24π2，即h＝3GMT24π2－R，A错．9.解析：选C.当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时，受到的万有引力即向心力会变大，故探测器的轨道半径会减小，由v＝GMr得出运行速率v将增大，故选C.10.解析：选C.“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月做圆周运动，由万有引力提供向心力有GMmR2＝mv2R可得v＝GMR(M为月球质量)，它们的轨道半径分别为R1＝1900km，R2＝1800km，则v1∶v2＝R2R1＝1819.故选C.11.解析：选BC.处在地球表面处的物体所受重力近似等于万有引力，所以有mg＝GMmR2，即GM＝gR2，处在半径为r的轨道上的物体所受重力和万有引力相等，所以有mg′＝GMmr2，即GM＝g′r2，所以有g′r2＝gR2，即g′＝gR2r2，B对，A错；当宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，物体处于完全失重状态，所以对台秤的压力为零，C对，D错．12.解析：选ABC.航天飞机在椭圆轨道上运动，距地球越近，速度越大，A项正确．航天飞机在轨道Ⅰ经A点时减速才能过渡到轨道Ⅱ，所以对于A点在轨道Ⅰ上的速度大于轨道Ⅱ上的速度，即B正确．由开普勒第三定律知，航天飞机在轨道Ⅱ上的角速度大于在轨道Ⅰ的，故航天飞机在轨道Ⅱ上的周期小，即C正确．由万有引力Gm1m2r2＝m1a知，加速度仅与间距有关，D不正确．13.解析：万有引力提供人造地球卫星运行所需的向心力GMmR＋h2＝mv2R＋h.在地球表面有GMmR2＝mg.所以h＝gR2v2－R代入数据可得h＝3.4×106m.答案：3.4×106m14.解析：设该中子星的半径为R，探测器质量为m.则中子星的质量：M＝ρV＝43πR3ρ.探测器做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，假设探测器飞行高度为h，有：GMmR＋h2＝m4π2T2(R＋h)．得：T2＝4π2R＋h3GM.代入M值：T＝3πR＋h3GρR3.当h＝0时，T有最小值为：Tmin＝3πGρ.答案：3πGρ15.解析：由牛顿第二定律可知F－mg＝ma所以mg＝F－ma设星球半径为R，在星球表面mg＝GMmR2第5页,共20页所以F－ma＝GMmR2解得R＝GMmF－ma设宇宙飞船的质量为m′，则其环绕星球表面飞行时，轨道半径约等于星球半径，则有GMm′R2＝m′(2πT)2R所以M＝4π2R3GT2＝4π2GMmF－ma3GT2解得M＝F－ma3T416π4m3G即该星球质量为F－ma3T416π4m3G.答案：F－ma3T416π4m3G16.解析：(1)在该行星表面处，由G行＝mg行，有g行＝G行m＝16m/s2由万有引力定律有GMmR2＝mg，得R2＝GMg故R2行＝GM行g行，R2地＝GM地g地R2行R2地＝M行g地M地g行代入数据解得R2行R2地＝4，所以R行R地＝2.(2)由平抛运动的规律，有h＝12g行t2，x＝vt故x＝v2hg行代入数据解得x＝5m.答案：(1)2(2)5m2015年高一年级（物理）假期作业（3）第七章机械能守恒定律1.解析：选D.由于阻力作用，秋千荡起的幅度越来越小，是秋千摆动的能量在减小，但不能说能量逐渐消失，也不是动能与势能的相互转化问题，故D正确．2.解析：选ABD.若力F的方向与初速度v0的方向一致，则质点一直加速，动能一直增大，选项A正确．若力F的方向与v0的方向相反，则质点先减速至速度为零后反向加速，动能先减小至零后增大，选项B正确．若力F的方向与v0的方向成一钝角，如斜上抛运动，物体先减速，减到某一值，再加速，则其动能先减小至某一非零的最小值，再增大，选项D正确．3.解析：选A.由功能关系知，篮球被投出时获得的动能Ek1＝W，篮球出手后，机械能守恒，所以有Ek1＋mgh1＝Ek2＋mgh2，综上所述可解得Ek2＝W＋mgh1－mgh2.3.解析：选AD.在0～t1时间内，速度增大，由动能定理知外力做正功，A项正确；在t1、t3两个时刻，质点速率相等，由动能定理知t1～t3时