2014-2015学年度甘肃省兰州市第一中学高一下学期期中考试物理试题

2014-2015学年度甘肃省兰州市第一中学高一下学期期中考

试物理试题

说明：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）。满分100分，考试时间100分钟。

2．答案写

．．．．．。

．．．只交答题卡

．．．在答题卡上

．．．．．，交卷时

第Ⅰ卷（选择题共48分）

一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共计48分。其中1—7小题为单选题,8—12小题为多选题)

1.下列说法正确的有( )

A．做曲线运动的物体速度方向在时刻改变，故曲线运动是变速运动

B．做曲线运动的物体，受到的合外力方向在不断改变

C．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的

D．汽车经过拱形桥最高点时在竖直方向上一定受到重力、支持力

2.一箱土豆在水平转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动,其中一个处于中间位置的土豆质量为m, 它到转轴的距离为R, 则其他土豆对该土豆的作用力为()

m2ω

A. mg

B.R

C. D.

3. “太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星在接近高轨侦查卫星时，准确计算轨道并向其发射“漆雾”弹，“漆雾”弹在临近侦查卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦查卫星，喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效．下列说法正确的是( )

A．攻击卫星在轨运行速率大于7.9km/s

B．攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度小

C．攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速才能返回低轨道上

D．若攻击卫星周期已知，结合万有引力常量就可计算出地球质量

4. 如图所示, 航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的近地点,关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有()

A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度

B.在轨道Ⅱ上经过A的速度大于在轨道Ⅰ上经过A的速度

C.在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期

D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度

5. 双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总

质量变为原的k 倍，双星之间的距离变为原的n 倍，则此时圆周运动的周期为( )

A.

T k n 23

B. T k n 3

C. T k n 2

D. T k

n 6．近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T 1和T 2, 设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g 1、g 2，则( )

A ．

4/3

1122g T g T ??= ??? B ．

4/3

1221g T g T ??= ??? C ．

2

1122g T g T ??= ??? D ． 2

1221g T g T ??= ???

7. 假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g 0，在赤道的大小为g ；地球自转的周期为T ，引力常量为G . 地球的密度为( )

A.

0203g g GT g π- B. 023g GT g π C. 23GT π D. 0203g GT g g

π

-

8. 已知万有引力常量G , 则还需知道下面哪一选项的数据,就可以计算月球的质量( )

A.已知“嫦娥三号”绕月球运行的周期及“嫦娥三号”到月球中心的距离

B.已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离

C.已知人造卫星在月球表面附近绕行的速度及月球的半径

D.已知“嫦娥三号”在月球上受到的重力及月球的半径

9. 某同学通过Internet 查询到“神舟”六号飞船在圆形轨道上运行一周的时间约为90分钟，他将这一信息与地球同步卫星进行比较，由此可知( )

A ．“神舟”六号在圆形轨道上运行时的向心加速度比地球同步卫星大

B ．“神舟”六号在圆形轨道上运行时的速率比地球同步卫星大

C ．“神舟”六号在圆形轨道上运行时离地面的高度比地球同步卫星高

D ．“神舟”六号在圆形轨道上运行时的角速度比地球同步卫星小

10．公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v c 时，汽车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势，则在该弯道处( )

A ．路面外侧高内侧低

B ．车速只要低于v c ，车辆便会向内侧滑动

C ．车速虽然高于v c ，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动

D ．当路面结冰时，与未结冰时相比，v c 的值变小

11. 如图所示, 两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴OO ′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ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )

A. a 、b 所受的摩擦力始终相等

B. b 一定比a 先开始滑动

C. b开始滑动的临界角速度

D. 当, a所受摩擦力的大小为kmg

12．地球赤道上有一物体随地球自转，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)，所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球的同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则()．

A．F1＝F2>F3B．g＝a2>a3>a1C．v1＝v2＝v>v3D．ω1＝ω3<ω2

第Ⅱ卷（非选择题共52分）

二、填空题(本题共2小题，共计16分)

13. (8分)质量为m=3kg的物体，受到与斜面平行向下的拉力F=10N作用，沿固定斜面下滑

距离l=2m．斜面倾角θ=30°，物体与斜面间的动摩擦因数μ=，则拉力对物体所做的功

为______J，支持力对物体所做的功为______J，摩擦力对物体所做的功为______J，合力对物体所做的功为______J．(g取10m/s2)

14. (8分)未在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则：

(1)由以上信息,可知a点___________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点;

(2)由以上及图示信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为

_________m/s2;

(3)由以上及图示信息可以算出小球平抛的初速度是________m/s;

(4)由以上及图示信息可以算出小球在b点时的速度是______m/s。

三、计算题(本大题共4小题,共计36分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)

15.(6分)火箭发射“神舟”号宇宙飞船开始阶段是竖直升空,设向上的加速度a=5m/s2,宇宙飞船

中用弹簧测力计悬挂一个质量为m =9kg 的物体,当飞船升到某高度时,弹簧测力计示数F =85N, 那么此时飞船距地面的高度是多少千米?(地球半径R =6400km, 地球表面重力加速度g =10m/s 2)

16．(8分)长L ＝0.5 m 的轻杆，其一端连接着一个零件A ，A 的质量m ＝2 kg.现让A 在竖直平面内绕O 点做匀速圆周运动，如图所示．在A 通过最高点时，求下列两种情况下A 对

杆的作用力：

(1) A 的速率为1 m/s ；

(2) A 的速率为4 m/s. (g ＝10 m/s 2)

17.(10分)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v 0抛出一个小球,测得小球经时间t 落到斜坡另一点Q 上, 斜坡的倾角α, 已知该星球的半径为R ,

引力常量为G , 已知球的体积公式是34

3

V R π=

。求 (1)该星球表面的重力加速度g ; (2) 该星球的第一宇宙速度; (3) 该星球的密度。

18．(12分)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3

4

d ，重力加速度为g . 忽略手的运动半径、绳重和空气阻力． (1)求绳断时球的速度大小v 1和球落地时的速度大小v 2.

(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？

兰州一中2014-2015-2学期期中考试高一物理答案

第Ⅰ卷 （选择题 共48分）

一、选择题（每小题4分，共48分，其中1-7题为单项选择题，8-12为多项选择题）

题目

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

1

1

2

选项

A

C

C

A

B

B

D

A C

A

B

A

C

B

C B

D 第Ⅱ卷（非选择题 共52分）

二、填空题（本题共16分。共8空，每空2分）

13.（8分） 20 J ， 0 J ， -30 J ， 20 J 。 14.（8分）(1) 是 ; (2) 8 m/s 2;

(3) 0.8 m/s; (4)

m/s 三、计算题（36分） 15. (6分)【答案】3.2×103km 【解析】在地面附近, 2Mm

G

mg R

=, (2分) 在高空中, 2

()

Mm

G

mg R h '=+, (1分) 在宇宙飞船中,对质量为m 的物体,

由牛顿第二定律可得 F -mg ′=m a, (2分)

由以上三式解得 h =3.2×103km (1分)

16. (8分)【答案】(1)16 N ，方向竖直向下(或A 对杆的作用力为压力)

(2)44 N ，方向竖直向上(或A 对杆的作用力为拉力)

评分细则：每小题4分，计算过程及力的大小共3分，方向为1分；共8分

解析 以A 为研究对象，设其受到杆的拉力为F ，则有mg ＋F ＝m v 2

L

.

(1)代入数据v ＝1 m/s ，可得F ＝m ????v 2

L －g ＝2×????12

0.5－10N ＝－16 N ，即A 受到杆的支持力为16 N ．根据牛顿第三定律可得A 对杆的作用力为压力，大小为16 N.

(2)代入数据v ＝4 m/s ，可得F ＝m ????v 2

L －g ＝2×????42

0.5－10N ＝44 N ，即A 受到杆的拉力为44 N ．根据牛顿第三定律可得A 对杆的作用力为拉力，大小为44 N.

17. (10分)【答案】(1)

02tan v t α

(2) (3) 03tan 2v RtG απ

【解析】(1)小球在斜坡上做平抛运动时 水平方向上x=v 0t ① 竖直方向上y=gt 2 ② 由几何知识tanα=y/x ③

由①②③式得g=

02tan v t

α

(2) 该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运行速度,故2

2Mm v G m R R

=

又GM=gR 2 解得v (3) 对于星球表面的物体m 0, 有0

02

Mm G m g R = 又V=πR 3 故ρ03tan M V 2v RtG

απ=

= 18. (12分)【答案】 (1)v 1＝2gd v 2＝

52gd (2)113mg (3)d 2 23

3

d 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：d －34d ＝1

2

gt 2，水平方

向：d ＝v 1t 联立解得v 1＝2gd .

由平抛运动知识可得： 解得v 2＝ 5

2

gd .

(2)设绳能承受的最大拉力大小为F ，这也是球受到绳的最大拉力大小．

球做圆周运动的半径为R ＝3

4

d

由圆周运动向心力公式有F －mg ＝m v 21

R 联立解得F ＝113

mg .

(3)设绳长为l ，绳断时球的速度大小为v 3，绳承受的最大拉力不变，有F －mg ＝m v 23

l

，

得v 3＝ 8

3

gl .

绳断后球做平抛运动，竖直位移为d －l ，水平位移为x ，

时间为t 1，有d －l ＝1

2gt 21

，x ＝v 3t 1

解得x ＝4 l (d －l )

3

.

当l ＝d 2时，x 有极大值x m ＝233d .