河南省周口市郸城县一高东校区2014-2015学年高一下学期期中物理试卷

河南省周口市郸城县一高东校区2014-2015学年高一（下）期中物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．（4分）关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．做曲线运动的物体，受到的合外力一定不为零B．物体受到的合外力方向变化，一定做曲线运动C．只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心D．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动2．（4分）（多选）关于万有引力，下列说法不正确的是（）A．牛顿正式提出了万有引力定律并利用扭秤测出了引力常量B．测量引力常量的扭秤实验涉及的物理思想方法是微小量放大法C．根据万有引力公式可知，假设地球球心有一物体，则它和地球之间的万有引力会趋于无穷大D．德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律3．（4分）甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置，甲比乙高h，如图所示，将甲、乙两球分别以v1、v2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是（）A．甲比乙早抛出，且v1＜v2B．甲比乙后抛出，且v1＞v2C．甲比乙早抛出，且v1＞v2D．甲、乙同时抛出，且v1＜v24．（4分）冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R 的圆周滑行的运动员，其安全速度的最大值是（）A．k B．C．D．5．（4分）质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（）A．线速度v=B．角速度ω=C．运行周期T=2πD．向心加速度a=6．（4分）如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A 的受力情况是（）A．绳的拉力等于A的重力B．绳的拉力小于A的重力C．拉力先大于重力，后变为小于重力D．绳的拉力大于A的重力7．（4分）如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动．当圆筒的角速度ω增大以后，下列说法正确的是（）A．物体所受弹力增大，摩擦力不变B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了C．物体所受弹力和摩擦力都减小了D．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了8．（4分）（多选）如图所示，地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e，p，q的圆周运动速率分别为v1，v2，v3，向心加速度分别为a1，a2，a3，则（）A．a1＜a3＜a2B．v1＜v3＜v2C．a1＞a2＞a3D．v1＞v2＞v39．（4分）如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（）A．A与B的线速度大小相等B．A与B的角速度相等C．A与B的向心加速度大小相等D．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等10．（4分）宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t 后落到月球表面（设月球半径为R）．根据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（）A．B．C．D．11．（4分）（多选）已知引力常量G和以下各组数据，能够计算出地球质量的是（）A．人造地球卫星在地面附近处绕行的速度与周期B．月球绕地球运行的周期和月球与地球间的距离C．地球绕太阳运行的周期和地球与太阳间的距离D．若不考虑地球的自转，已知地球的半径与地面的重力加速度12．（4分）（多选）关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A．它是人造地球卫星在圆形轨道上的最小运行速度B．它是能使卫星绕地球运行的最小发射速度C．它是人造卫星绕地球作椭圆轨道运行时在近地点的速度D．它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度二、填空题（共16分，每空4分）13．（12分）如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么：（1）照相机的闪光频率是Hz；（2）小球运动中水平分速度的大小是m/s；（3）小球经过B点时的速度大小是m/s．14．（4分）如图所示，从倾角为θ的斜面上的A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上的B点，求所用的时间．三、计算题（本题共3小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后作案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位．）15．（12分）A、B两小球同时从距地面高h=15m处的同一点抛出，初速度大小均为v0=10m/s．A 球竖直向下抛出，B球水平抛出，空气阻力不计，重力加速度取g=10m/s2．求：（1）A球经多长时间落地？（2）A球落地时，A、B两球间的距离是多少？16．（12分）如图所示，轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2m的光滑圆形轨道，BC段为高为h=5m的竖直轨道，CD段为水平轨道．一质量为0.1kg的小球由A点从静止开始下滑到B 点时速度的大小为2m/s，离开B点做平抛运动（g取10m/s2），求：（1）小球到达B点时对圆形轨道的压力大小？（2）小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到B的距离．17．（12分）一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0竖直向上抛出一个小球，小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，万有引力常量为G．求：（1）若在该星球上发射一颗卫星，最小的发射速度；（2）该星球的密度．河南省周口市郸城县一高东校区2014-2015学年高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．（4分）关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．做曲线运动的物体，受到的合外力一定不为零B．物体受到的合外力方向变化，一定做曲线运动C．只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心D．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动考点：物体做曲线运动的条件；曲线运动．专题：物体做曲线运动条件专题．分析：物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力，加速度可以是变化的，也可以是不变的．平抛运动的物体所受合力是重力，加速度恒定不变，平抛运动是一种匀变速曲线运动．物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力．解答：解：A、物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，所以合外力一定不为零．所以A正确．B、物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，若合外力方向与运动方向在同一直线上，虽然改变，但还是直线运动，故B错误．C、物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力，指向圆心的合力是向心力．故C错误；D、匀速圆周运动受到的向心力是始终指向圆心的，合力垂直于初速度方向的方向，并不一定始终与速度的方向垂直，比如平抛运动的受力就是这样，所以D错误．故选A．点评：本题主要是考查学生对物体做曲线运动的条件、圆周运动特点的理解，涉及的知识点较多，是一道比较好的题目．2．（4分）（多选）关于万有引力，下列说法不正确的是（）A．牛顿正式提出了万有引力定律并利用扭秤测出了引力常量B．测量引力常量的扭秤实验涉及的物理思想方法是微小量放大法C．根据万有引力公式可知，假设地球球心有一物体，则它和地球之间的万有引力会趋于无穷大D．德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，开普勒发现了行星的三大定律．解答：解：A、牛顿提出了万有引力定律，但是引力常量是卡文迪许测出的，故A错误．B、卡文迪许通过扭秤实验，通过微小量放大法测出引力常量，故B正确．C、对于两物体间的引力，当r趋向于零，万有引力定律公式不再适用，对于地心的物体，受到地球的引力为零，故C错误．D、德国天王学家开普勒提出了开普勒三大定律，故D正确．本题选错误，故选：AC．点评：本题考查了物理学史，关键要熟悉教材，知道各个物理学家所做的贡献，基础题．3．（4分）甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置，甲比乙高h，如图所示，将甲、乙两球分别以v1、v2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是（）A．甲比乙早抛出，且v1＜v2B．甲比乙后抛出，且v1＞v2C．甲比乙早抛出，且v1＞v2D．甲、乙同时抛出，且v1＜v2考点：平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动，竖直方向的分运动是自由落体运动．乙球击中甲球时，两球的水平分位移大小相等，根据高度决定平抛运动的时间，确定谁先抛出，根据水平位移和时间比较初速度．解答：解：根据h=知，t=，知甲的运动的时间长，所以甲比乙先抛出，由于水平位移相等，根据x=v0t知，则v1＜v2．故A正确，B、C、D错误．故选：A．点评：解决本题的关键知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．4．（4分）冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R 的圆周滑行的运动员，其安全速度的最大值是（）A．k B．C．D．考点：向心力．专题：匀速圆周运动专题．分析：运动员在水平面上做圆周运动的向心力是由运动员受到的冰给运动员的最大静摩擦力提供的，根据向心力的公式可以计算出此时的最大速度．解答：解：由题意可知，最大静摩擦力为重力的k倍，所以最大静摩擦力等于kmg，设运动员的最大的速度为v，则：kmg=m解得：v=故选：B．点评：找到向心力的来源，能够提供的最大的向心力就是最大静摩擦力，此时的速度就是最大的速度．5．（4分）质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（）A．线速度v=B．角速度ω=C．运行周期T=2πD．向心加速度a=考点：万有引力定律及其应用．专题：压轴题．分析：研究月航天器绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出问题．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所要求解的物理量选取应用．不考虑月球自转的影响，万有引力等于重力．解答：解：根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力和万有引力等于重力得出：A、=m⇒v=故A正确；B、mg=mω2R⇒ω=故B错误；C、mg=m R⇒T=2π故C正确；D、=ma⇒a=故D错误．故选AC．点评：应用万有引力定律进行卫星加速度、速度、周期和中心天体质量的估算．6．（4分）如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A 的受力情况是（）A．绳的拉力等于A的重力B．绳的拉力小于A的重力C．拉力先大于重力，后变为小于重力D．绳的拉力大于A的重力考点：运动的合成和分解．专题：运动的合成和分解专题．分析：将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据A的运动情况得出A的加速度方向，从而根据牛顿第二定律求出拉力和重力的大小关系．解答：解：设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得，v A=vcosθ，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以A的速度增大，A做加速运动，根据牛顿第二定律有：F﹣mg=ma，知拉力大于重力．故D正确，ABC错误．故选：D．点评：解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度．7．（4分）如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动．当圆筒的角速度ω增大以后，下列说法正确的是（）A．物体所受弹力增大，摩擦力不变B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了C．物体所受弹力和摩擦力都减小了D．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了考点：向心力；物体的弹性和弹力．专题：匀速圆周运动专题．分析：做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力．解答：解：物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图其中重力G与静摩擦力f平衡，与物体的角速度无关，支持力N提供向心力，所以当圆筒的角速度ω增大以后，向心力变大，物体所受弹力N增大，所以A正确．故选：A．点评：本题中要注意静摩擦力与重力平衡，由支持力，提供向心力．8．（4分）（多选）如图所示，地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e，p，q的圆周运动速率分别为v1，v2，v3，向心加速度分别为a1，a2，a3，则（）A．a1＜a3＜a2B．v1＜v3＜v2C．a1＞a2＞a3D．v1＞v2＞v3考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．专题：万有引力定律的应用专题．分析：题中涉及三个物体：地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p、同步通信卫星q；山丘e 与同步通信卫星q转动周期相同，近地资源卫星p与同步通信卫星q，都是万有引力提供向心力；分两种类型进行比较分析即可．解答：解：A、山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据a=ω2r=，由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故山丘e的轨道加速度小于同步通信卫星q的加速度，即a1＜a3；根据加速度公式a=，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故近地资源卫星的加速度小于同步通信卫星的加速度，即a3＜a2；故a1＜a3＜a2，故A正确，C错误；B、山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据v=，由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故V1＜V3；根据卫星的线速度公式v=，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故近地资源卫星的线速度大于同步通信卫星的线速度，即V3＜V2；故V1＜V3＜V2，故B正确，D错误；故选：AB．点评：本题关键要将地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p、同步通信卫星q分为两组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化．9．（4分）如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（）A．A与B的线速度大小相等B．A与B的角速度相等C．A与B的向心加速度大小相等D．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等考点：向心加速度；线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：AB两个座椅具有相同的角速度，分别代入速度、加速度、向心力的表达式，即可求解．解答：解：A：AB两个座椅具有相同的角速度根据公式：v=ω•r，A的运动半径小，A的速度就小．故A错误，B正确；C：根据公式：a=ω2r，A的运动半径小，A的向心加速度就小，故C错误；D：如图，对任一座椅，受力如图，由绳子的拉力与重力的合力提供向心力，则得：mgtanθ=mω2r，则得tanθ=，A的半径r较小，ω相等，可知A与竖直方向夹角θ较小，故D错误．故选：B．点评：解决本题的关键知道A、B的角速度大小相等，知道线速度、角速度、向心加速度、向心力之间的关系，并能灵活运用．10．（4分）宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面（设月球半径为R）．根据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（）A．B．C．D．考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：根据自由落体运动规律求出重力加速度．研究飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，重力提供向心力列出等式求解．解答：解：物体自由落体运动，设月球表面重力加速度为g，解得：飞船在月球表面做匀速圆周运动，则：解得：=故D正确，ABC错误．故选：D．点评：本题要理解重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量．11．（4分）（多选）已知引力常量G和以下各组数据，能够计算出地球质量的是（）A．人造地球卫星在地面附近处绕行的速度与周期B．月球绕地球运行的周期和月球与地球间的距离C．地球绕太阳运行的周期和地球与太阳间的距离D．若不考虑地球的自转，已知地球的半径与地面的重力加速度考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：根据万有引力提供向心力，结合周期、线速度与轨道半径可以求出中心天体的质量；根据万有引力等于重力可以求出地球的质量．解答：解：A、根据人造卫星的线速度和周期，可以求出轨道半径，根据可以求出地球的质量，故A正确．B、根据月球绕地球的周期和轨道半径，根据可以求出地球的质量，故B正确．C、根据地球绕太阳的周期和地球的轨道半径，根据万有引力提供向心力可以求出太阳的质量，不能求出地球的质量，故C错误．D、根据，通过地球的半径和地面的重力加速度可以求出地球的质量，故D正确．故选：ABD．点评：解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用．12．（4分）（多选）关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A．它是人造地球卫星在圆形轨道上的最小运行速度B．它是能使卫星绕地球运行的最小发射速度C．它是人造卫星绕地球作椭圆轨道运行时在近地点的速度D．它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度考点：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．专题：万有引力定律的应用专题．分析：第一宇宙速度又称为近地轨道环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度．人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度v=，轨道半径越大，速度越小，同步卫星的轨道半径远大于地球半径．故同步卫星绕地球飞行的速度小于第一宇宙速度．不同行星的质量不同，半径不同，故不同行星的第一宇宙速度是不同的．解答：解：ACD、人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度v=，轨道半径越大，速度越小，故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，如果是椭圆轨道，则在近地点的速度会大于第一宇宙速度；故A错误，C也错误，D正确．B、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9km/s，飞行器恰好做匀速圆周运动，如果速度小于7.9km/s，就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力，做近心运动而落地，所以发射速度不能小于7.9km/s，故B正确．故选：BD．点评：注意第一宇宙速度有三种说法：①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度．二、填空题（共16分，每空4分）13．（12分）如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么：（1）照相机的闪光频率是10Hz；（2）小球运动中水平分速度的大小是1.5m/s；（3）小球经过B点时的速度大小是2.5m/s．考点：研究平抛物体的运动．专题：实验题．分析：（1）平抛运动在竖直方向上是匀变速运动，由BC和AB之间的距离差可以求出时间间隔，也就可以求出闪光频率；（2）在水平方向上是匀速直线运动，由ABC三点在水平方向上的位移，和两点之间的时间间隔，可以求得水平速度，也就是小球的初速度；（3）B点水平速度与初速度相等，再求出竖直方向的速度，求它们的合速度，就是B的速度．解答：解：（1）在竖直方向上有：△h=gT2，其中△h=（5﹣3）×5cm=10cm=0.1m，代入求得：T==0.1s，因此闪光频率为：（2）水平方向匀速运动，有：s=v0t，其中s=3l=15cm=0.15m，t=T=0.1s，代入解得：v0==1.5m/s．（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有：所以B点速度为：故答案为：（1）10；（2）1.5；（3）2.5．点评：对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题．14．（4分）如图所示，从倾角为θ的斜面上的A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上的B点，求所用的时间．考点：平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：以水平速度v0抛出一个小球，做平抛运动，落在斜面上，根据竖直位移与水平位移的比值是一定量求出运动的时间．解答：解：根据得，t=．答：平抛运动所用的时间为．点评：解决本题的关键掌握平抛运动的规律，知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．三、计算题（本题共3小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后作案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位．）15．（12分）A、B两小球同时从距地面高h=15m处的同一点抛出，初速度大小均为v0=10m/s．A 球竖直向下抛出，B球水平抛出，空气阻力不计，重力加速度取g=10m/s2．求：（1）A球经多长时间落地？（2）A球落地时，A、B两球间的距离是多少？考点：竖直上抛运动；平抛运动．专题：计算题．分析：（1）A球做匀加速直线运动，根据位移时间公式直接求解；（2）B球做平抛运动，A球落地时间内，分别求出B球的水平分位移和竖直分位移，然后根据空间关系，得出A、B两球间的距离．解答：解：（1）A球做竖直下抛运动：将h=15m．v0=10m/s代入，可得：t=1s即A球经1s时间落地．（2）B球做平抛运动：将v0=10m/s．t=1s代入，可得：此时A球与B球的距离L为：将x．y．h代入，得：即A、B两球间的距离是．点评：本题关键是分清两球的运动规律，同时结合空间位置情况，运用运动学公式求解．16．（12分）如图所示，轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2m的光滑圆形轨道，BC段为高为h=5m的竖直轨道，CD段为水平轨道．一质量为0.1kg的小球由A点从静止开始下滑到B 点时速度的大小为2m/s，离开B点做平抛运动（g取10m/s2），求：（1）小球到达B点时对圆形轨道的压力大小？（2）小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到B的距离．。