辽宁省大连三中2014-2015学年高一下学期期中物理试卷

辽宁省大连三中2014-2015学年高一（下）期中物理试卷一、选择题（本题共12小题，共48分．在每小题给出的四个选项中，1～8小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，9～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）1．（4分）关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A．线速度的方向保持不变B．线速度的大小保持不变C．角速度大小不断变化D．线速度和角速度都保持不变2．（4分）关于曲线运动，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．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3．（4分）如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f=0C．在物体与轴O的距离一定的条件下，f跟圆盘转动的角速度成正比D．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比4．（4分）关于万有引力定律和引力常量的发现，下列说法正确的是（）A．万有引力定律是开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的B．万有引力定律是开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的C．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的D．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的5．（4分）2013年12月2日1时30分我国发射“嫦娥三号”探测卫星，“嫦娥三号”在绕月球做匀速圆周运动的过程中，其轨道半径为r1，运行周期为T1；“天宫一号”在绕地球做匀速圆周运动的过程中，其轨道半径为r2，周期为T2．根据以上条件可求出（）A．“嫦娥三号”与“天宫一号”所受的引力之比B．“嫦娥三号”与“天宫一号”环绕时的动能之比C．月球的质量与地球的质量之比D．月球表面与地球表面的重力加速度之比6．（4分）如果人造地球卫星受到地球的引力为其在地球表面时的一半，则人造地球卫星距地面的高度是（地球的半径R）（）A．R B．R C．（﹣1）R D．（+1）R7．（4分）已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T．万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A．月球第一宇宙速度为B．月球表面重力加速度为RC．月球密度为D．月球质量为8．（4分）“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想．机器人“玉兔号”在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G．则（）A．月球表面重力加速度为B．月球第一宇宙速度为C．月球质量为D．月球同步卫星离月球表面高度9．（4分）如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆管中做圆周运动，圆的半径为R，小球略小于圆管内径．若小球经过圆管最高点时与轨道间的弹力大小恰为mg，则此时小球的速度为（）A．0B．C．D．10．（4分）内壁光滑的圆锥筒固定不动，其轴线竖直，如图所示，有两个质量相同的小球A 和B紧贴内壁分别在图示所在的水平面内做匀速圆周运动，则（）A．A球线速度必定大于B球的线速度B．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力C．A球角速度必定大于B球的角速度D．A球的运动周期必定大于B球的运动周期11．（4分）如图所示，小球m用长为L的细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一个钉子，把小球拉到水平位置释放．当摆线摆到竖直位置碰到钉子时，以下说法正确的是（）A．小球的线速度保持不变B．小球的角速度保持不变C．细线的拉力突然变为原来的2倍D．细线的拉力一定大于重力12．（4分）2013年12月6日17时47分，在北京飞控中心工作人员的精密控制下，嫦娥三号开始实施近月制动，进入100公里环月轨道Ⅰ，2013年12月10日晚21：20分左右，嫦娥三号探测器将再次变轨，从100公里的环月圆轨道Ⅰ，降低到近月点（B点）15公里、远月点（A点）100公里的椭圆轨道Ⅱ，为下一步月面软着陆做准备．关于嫦娥三号卫星下列说法正确的是（）A．卫星在轨道Ⅱ上A点的加速度小于在B点的加速度B．卫星沿轨道Ⅰ运动的过程中，卫星中的科考仪器处于失重状态C．卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在A点应加速D．卫星在轨道Ⅱ经过A点时的动能小于在轨道Ⅱ经过B点时的动能二.填空题（每空2分，共16分）13．（8分）地球的两颗人造卫星质量之比m1：m2=1：2，圆运动轨道之比r1：r2=1：4，求：（1）线速度之比υ1：υ2=；（2）角速度之比ω1：ω2=；（3）运行周期之比T1：T2=；（4）向心力之比F1：F2=．14．（2分）我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星．某双星由质量不等的星体A和B构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为T，A和B的距离为r，已知引力常量为G．由此可求出两星的质量之和为．15．（6分）某实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器的工作频率为50Hz．（1）实验中木板略微倾斜，这样做；A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，…；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带（如图2所示）求得小车获得的速度为m/s．（3）若根据多次测量数据画出的W﹣v图象如图3所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图是．三、计算题（本题共3小题，每题12分，共36分.解答时应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、答案中必须明确写出数值和单位）16．（12分）如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平地面上，一个质量为1kg的小物体（可视为质点）以8.0m/s的初速度由底端冲上斜面，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2，sin37°=0.6，求：（1）物体沿斜面向上运动时的加速度；（2）若使物体不至滑出斜面，斜面的最小长度；（3）物体再次回到斜面底端时的动能．17．（12分）一种氢气燃料的汽车，质量为m=2.0×103kg，发动机的额定输出功率为P=80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a=1.0m/s2．达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了s=800m，直到获得最大速度后才匀速行驶．（g取10m/s2）．试求：（1）汽车的最大行驶速度；（2）汽车匀加速阶段结束时的速度；（3）汽车以额定功率又加速了多长时间？18．（12分）如图，固定在水平面上组合轨道，由光滑的斜面、光滑的竖直半圆（半径R=2.5m）与粗糙的水平轨道组成；水平轨道摩擦因数μ=0.25，与半圆的最低点相切，轨道固定在水平面上．一个质量为m=0.1kg的小球从斜面上A处静止开始滑下，并恰好能到达半圆轨道最高点D，且水平抛出，落在水平轨道的最左端B点处．不计空气阻力，小球在经过斜面与水平轨道连接处时不计能量损失，g取10m/s2．求：（1）小球出D点的速度v；（2）水平轨道BC的长度x；（3）小球开始下落的高度h．辽宁省大连三中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，共48分．在每小题给出的四个选项中，1～8小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，9～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）1．（4分）关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A．线速度的方向保持不变B．线速度的大小保持不变C．角速度大小不断变化D．线速度和角速度都保持不变考点：线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，角速度的大小和方向都不变．解答：解：A、匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变．故A错误，B正确，D错误；C、匀速圆周运动的角速度大小和方向都不变．故C错误．故选B．点评：解决本题的关键知道匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，角速度的大小和方向都不变．2．（4分）关于曲线运动，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．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．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、无论是物体速度的大小变了，还是速度的方向变了，都说明速度是变化的，都是变速运动，做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动．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，但合外力方向不一定变化，如平抛运动，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．3．（4分）如图所示，小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f=0C．在物体与轴O的距离一定的条件下，f跟圆盘转动的角速度成正比D．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比考点：向心力；牛顿第二定律．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动，做匀速圆周运动，P受到的静摩擦力提供向心力，根据向心力公式研究静摩擦力方向，及大小与半径、角速度的关系．解答：解：A、P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，若圆盘匀速转动，P受到的静摩擦力f提供向心力，沿PO方向指向圆心．若圆盘变速运动，f不指向圆心，故A错误．B、木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动，做匀速圆周运动，P受到的静摩擦力提供向心力，P受到的静摩擦力不可能为零．故B错误．C、由f=mω2r得，在P点到O点的距离一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小跟圆盘匀速转动的角速度的平方成正比．故C错误．D、根据向心力公式得到f=m（2πn）2r，转速n一定时，f与r成正比，即P受到的静摩擦力的大小跟P点到O点的距离成正比．故D正确．故选：D点评：本题中由静摩擦力提供木块所需要的向心力，运用控制变量法研究f与其他量的关系．4．（4分）关于万有引力定律和引力常量的发现，下列说法正确的是（）A．万有引力定律是开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的B．万有引力定律是开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的C．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的D．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的考点：万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．专题：常规题型．分析：万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的．解答：解：万有引力定律是由牛顿发现的，不是开普勒发现的．万有引力恒量是由卡文迪许测定的，不是伽利略、胡克测定的．故选：D点评：对于物理学上重要实验、发现和理论，要加强记忆，这也是高考考查内容之一．基本题．5．（4分）2013年12月2日1时30分我国发射“嫦娥三号”探测卫星，“嫦娥三号”在绕月球做匀速圆周运动的过程中，其轨道半径为r1，运行周期为T1；“天宫一号”在绕地球做匀速圆周运动的过程中，其轨道半径为r2，周期为T2．根据以上条件可求出（）A．“嫦娥三号”与“天宫一号”所受的引力之比B．“嫦娥三号”与“天宫一号”环绕时的动能之比C．月球的质量与地球的质量之比D．月球表面与地球表面的重力加速度之比考点：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，得，同理可计算出地球的质量，故可以计算月球的质量与地球的质量之比．两物体之间的引力与两物体的质量的乘积成正比，由于不知道“嫦娥三号”与“天宫一号”的质量，故无法计算“嫦娥三号”与“天宫一号”所受的引力之比、也无法计算动能之比．根据星球表面的物体受到的重力等于万有引力，计算星球表面的重力加速度，由于不知道月球的半径和地球的半径，故月球表面与地球表面的重力加速度之比．解答：解：AB、由于不知道“嫦娥三号”与“天宫一号”的质量，故无法计算“嫦娥三号”与“天宫一号”所受的引力之比、也无法计算动能之比．故AB错误；C、根据万有引力提供向心力，得，同理可计算出地球的质量，故可以计算月球的质量与地球的质量之比，故C正确；D、由于不知道月球的半径和地球的半径，故无法计算月球表面与地球表面的重力加速度之比，故D错误．故选：C．点评：本题要掌握万有引力提供向心力，根据环绕天体的周期和轨道半径可以计算出中心天体的质量，要能根据题目的要求分析题目提供的数据能计算出哪些量．6．（4分）如果人造地球卫星受到地球的引力为其在地球表面时的一半，则人造地球卫星距地面的高度是（地球的半径R）（）A．R B．R C．（﹣1）R D．（+1）R考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．专题：人造卫星问题．分析：应用万有引力定律求出人造卫星距地面的高度．解答：解：由万有引力定律得：在地球表面人造地球卫星受到地球的引力F=，在距地面一定高度处F=，解得r=R，则卫星距地面的高度为：h=r﹣R=（﹣1）R；故选：C．点评：熟练应用万有引力定律即可正确解题，本题难度不大，是一道基础题．7．（4分）已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T．万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A．月球第一宇宙速度为B．月球表面重力加速度为RC．月球密度为D．月球质量为考点：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：飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式；在月球表面，重力等于万有引力，根据万有引力定律列式；月球的第一宇宙速度等于月球表面的瞬时速度．解答：解：B、D、飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上做匀速圆周运动，故：G=m在月球表面，重力等于万有引力，故：联立解得：g=M=故B错误，D正确；A、月球第一宇宙速度为：=，故A错误；C、月球的密度：==；故C错误；故选：D点评：本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力．重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁．8．（4分）“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想．机器人“玉兔号”在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G．则（）A．月球表面重力加速度为B．月球第一宇宙速度为C．月球质量为D．月球同步卫星离月球表面高度考点：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：机器人自由下落h高度所用时间为t，根据：h=gt2求出月球表面的重力加速度g．根据重力提供向心力，可以计算月球的第一宇宙速度．根据月球表面的物体受到的重力等于万有引力，计算月球的质量．月球同步卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，化简可得月球同步卫星离月球表面高度h．解答：解：A、由自由落体运动规律有：h=gt2，所以有：，故A错误．B、月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，根据重力提供向心力，所以=，故B错误．C、在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，所以，故C错误．D、月球同步卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，解得，故D正确．故选：D．点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用．本题重点是利用好月球表面的自由落体运动，这种以在星球表面自由落体，或平抛物体，或竖直上抛物体给星球表面重力加速度的方式是比较常见的．9．（4分）如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆管中做圆周运动，圆的半径为R，小球略小于圆管内径．若小球经过圆管最高点时与轨道间的弹力大小恰为mg，则此时小球的速度为（）A．0B．C．D．考点：向心力；牛顿第二定律．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：以小球为研究对象，小球通过最高点时，由重力与管壁上部对小球压力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式，即可求解小球的速度．解答：解：小球经过圆管最高点时受到轨道的压力向上，此时根据牛顿第二定律，故v=0．当小球经过圆管最高点时受到轨道的压力向下，此时根据牛顿第二定律，故v=．故AC正确、BD错误．故选：AC．点评：本题是牛顿第二定律的直接应用．对于圆周运动，分析受力情况，确定向心力的来源是关键．10．（4分）内壁光滑的圆锥筒固定不动，其轴线竖直，如图所示，有两个质量相同的小球A 和B紧贴内壁分别在图示所在的水平面内做匀速圆周运动，则（）A．A球线速度必定大于B球的线速度B．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力C．A球角速度必定大于B球的角速度D．A球的运动周期必定大于B球的运动周期考点：向心力；牛顿第二定律；线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据F合=比较角速度、线速度的大小，结合角速度得出周期的大小关系．根据受力分析得出支持力的大小，从而比较出压力的大小．解答：解：A、对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图根据牛顿第二定律，有：F=mgtanθ=，解得v=，A的半径大，则A的线速度大，故A正确．B、因为支持力N=，知球A对筒壁的压力一定等于球B对筒壁的压力．故B错误．C、根据mgtanθ=mrω2得，，知A的半径大，则A的角速度小．故C错误．D、根据T=知，A的角速度小，则A的周期大．故D正确．故选：AD．点评：解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．知道线速度、角速度、周期之间的关系．11．（4分）如图所示，小球m用长为L的细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一个钉子，把小球拉到水平位置释放．当摆线摆到竖直位置碰到钉子时，以下说法正确的是（）A．小球的线速度保持不变B．小球的角速度保持不变C．细线的拉力突然变为原来的2倍D．细线的拉力一定大于重力考点：向心力．专题：匀速圆周运动专题．分析：把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当小球第一次经过最低点时，线速度大小不变，半径发生变化，根据v=rω，a=判断角速度、向心加速度大小的变化，进一步判断拉力变化．解答：解：A、把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当小球第一次经过最低点时，由于重力与拉力都与速度垂直，所以小球的线速度大小不变．故A正确．B、根据v=rω，知线速度大小不变，半径变为原来的一半，则角速度变为原来的2倍．故B 错误．C、根据向心加速度公式a=得，悬线拉力F=mg+m，半径变小，则向心加速度变大，但无法判断是否是原来的两倍，故C错误．D、悬线拉力F=mg+m=mg+ma向＞mg，故D正确．故选：AD点评：解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度之间的关系，以及知道在本题中悬线碰到钉子的前后瞬间，线速度大小不变．12．（4分）2013年12月6日17时47分，在北京飞控中心工作人员的精密控制下，嫦娥三号开始实施近月制动，进入100公里环月轨道Ⅰ，2013年12月10日晚21：20分左右，嫦娥三号探测器将再次变轨，从100公里的环月圆轨道Ⅰ，降低到近月点（B点）15公里、远月点（A点）100公里的椭圆轨道Ⅱ，为下一步月面软着陆做准备．关于嫦娥三号卫星下列说法正确的是（）A．卫星在轨道Ⅱ上A点的加速度小于在B点的加速度B．卫星沿轨道Ⅰ运动的过程中，卫星中的科考仪器处于失重状态C．卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在A点应加速D．卫星在轨道Ⅱ经过A点时的动能小于在轨道Ⅱ经过B点时的动能考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．专题：人造卫星问题．分析：卫星在轨道上运动，万有引力产生加速度，根据万有引力大小判断加速度的大小，卫星绕月球做匀速圆周运动过程中万有引力完全提供向心力，卫星中的物体处于完全失重状态，从轨道I变轨到轨道II要做近心运动，提供的向心力大于运动所需向心力，故从轨道I 到轨道II上要减速，故在轨道I上运行时的动能大于在轨道II上运行时的动能．解答：解：A、卫星在轨道II上运动，A为远月点，B为近月点，卫星运动的加速度由万有引力产生知，卫星在B点运行加速度大，故A正确；B、卫星在轨道I上运动，万有引力完全提供圆周运动向心力，故卫星中仪器处于完全失重状态，故B正确；C、卫星从轨道I变轨到轨道II的过程中卫星轨道要减小做近心运动，提供的向心力大于所需向心力，又因在轨道I上运动时万有引力和向心力相等，故变轨时需在A点做减速运动，使得卫星满足做近心运动，故C错误；。