学年黑龙江省大庆市铁人中学高一下学期期中考试物理解析版.docx

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学年黑龙江省大庆市铁人中学高一下学期期中考试物理解析版

2015-2016学年黑龙江省大庆市铁人中学高一下学期期中考试物理

1．若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，该行星的自转周期为T0，那么该行星的平均密度为（）

A．

B．

C．

D．

2．如图，一个小球从楼梯顶部以v0=2m/s的水平速度抛出，所有台阶都是高0.2m、宽0.25m。

小球首先落到哪一台阶上（）

A．第二级B．第三级C．第四级D．第五级

3．人造地球卫星运行时，其轨道半径为月球轨道半径的1/3，则此卫星运行的周期大约是（）

A．1天B．5天C．7天D．大于10天

4．已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G，有关同步卫星，下列表述正确的是（）

A．卫星距地面的髙度为

B．卫星的运行速度大于第一宇宙速度

C．卫星运行时受到的向心力大小为

D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度

5．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g0;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．

B．

C．

D．

6．如图，一物体以一定的速度沿水平面由A点滑到B点摩擦力做功为W1，若物体从A/点沿两斜面滑到B/点，摩擦力做的总功为W2，已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则（）

A．W1＝W2B．W1＞W2C．W1＜W2D．不能确定

7．如图所示，在加速向左运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么车对人做功的情况是（）

A．做正功B．做负功C．不做功D．无法确定

8．某同学进行体能训练，用了100s时间跑上7楼，试估测他登楼的平均功率最接近的数值是〈〉

A．10WB．100WC．1kWD．10kW

9．经长期观测,人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体。

如图所示,两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的0点做周期相同的匀速圆周运动。

现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1:

m2=3:

2。

则可知（）

A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3：

2

B．m1做圆周运动的半径为2L/5

C．m1、m2做圆周运动的向心力大小相等

D．m1、m2做圆周运动的周期的平方与m1和m2的质量之和成反比

10．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。

轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）

A．卫星在轨道2上经过P点时的速度等于它在轨道3上经过P点时的速度

B．卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度

C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度

11．如图所示，地球赤道上静止没有发射的卫星a、近地卫星b、同步卫星c。

用v表示速率，a表示向心加速度、T表示周期，则（）

A．va＜vc＜vbB．va＝vb＜vc

C．ab＞ac＞aaD．Ta＝Tb＜Tc

12．如图，内壁光滑的半圆形的碗底有一个质量为m的小球，设小球对碗底的压力为F，那么当碗沿水平方向获得（）

A．速度的瞬间，F＞mg

B．速度的瞬间，F＝mg

C．加速度的瞬间，F＞mg

D．加速度的瞬间，F＝mg

13．如图所示，放于水平面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳上的最大拉力为2mg，当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时，发现小球收到3个力的作用，则ω可能为（）

A．

B．

C．

D．

14．如图，在水平转台上放一个质量M=2kg的木块，它与转台间的最大静摩擦力Famx=6.0N，绳的一端系挂木块，通过转台的中心孔O（孔光滑），另一端悬挂一个质量m=1.0kg的物体，当转台以角速度ω=5rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可以是（g取10m/s2，M、m可看成质点）（）

A．0.04mB．0.08mC．0.16mD．0.32m

15．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验，如图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条……，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。

每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、___________。

（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是_________。

A．放开小车,能够自由下滑即可

B．放开小车，能够匀速下滑即可

C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可

D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可

（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是_________。

A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态

C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线

（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的_________部分进行测量（根据上面所示的纸带回答，填入相应段的字母）

（5）从理论上讲，橡皮筋做的功W和小车获得的速度v的关系是_____________。

16．为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。

已知地球半径R=6.4×106m，地球质量m=6×1024kg，日地中心的距离r=1.5×1011m，地球公转周期为一年，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，试估算目前太阳的质量。

（保留二位有效数字，引力常量未知〉

17．汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.2倍。

试问：

（1）汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少？

（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？

当车速为5m/s时，汽车的实际功率？

18．如图所示，水平放置的圆盘，在其边缘C点固定一个小桶，桶高不计，圆盘半径R=1m，在圆盘直径CD的正上方，与CD平行放置一条水平滑道AB，滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上，且B距离O的高度h=1.25m，在滑道左端静止放置质量为m=0.4kg的物块（可视为质点），物块与滑道的动摩擦因数为μ=0.2，现用力F=4N的水平力拉动物块，同时圆盘从图示位置，以角速度ω=2πrad/s绕通过圆心的竖直轴匀速转动，拉力作用在物块上一段时间后撤去，最终物块由B点水平抛出，恰好落入圆盘边缘的小桶内。

（g=10m/s2），求拉力作用的时间和相应的滑道长度。

参考答案

1．C

【解析】

试题分析：

飞船绕某一行星表面做匀速圆周运动，万有引力等于向心力F引=F向

即：

解得：

，由

得：

该行星的平均密度为

，故选C．

考点：

万有引力定律的应用

【名师点睛】本题是万有引力定律的应用习题，可归结为一个结论：

环绕行星表面做圆周运动的卫星，其公转周期平方与行星平均密度的乘积是一个定则，即

。

2．B

【解析】

试题分析：

如图：

设小球落到斜线上的时间t，水平：

x=v0t；竖直：

y=

gt2，且：

得t=0.32s，相应的水平距离：

x=0.32×2=0.64m，台阶数：

，所以，落在3级，故选B．

考点：

平抛运动

【名师点睛】解决本题的关键掌握平抛运动的特点：

水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，结合几何关系即可求解；此题难度不大，属于基础题。

3．B

【解析】

试题分析：

由

得

，则卫星与月球的周期之比为

；月球绕地球运行周期大约为27天，则卫星的周期为T星═5.77天．故选B。

考点：

万有引力定律的应用

【名师点睛】求一个物理量，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较求解．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用；此题还可以用开普勒行星运动定律直接求解.

4．D

【解析】

试题分析：

万有引力提供向心力

；解得

；

；

，故AC错误；由于第一宇宙速度为

，故卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；地表重力加速度为

，故卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，选项D正确；故选D．

考点：

万有引力定律的应用

【名师点睛】本题关键抓住万有引力等于向心力列出相应的方程

，解出相关量即可讨论；同步卫星与地球相对静止，因而与地球自转同步，周期相同.

5．C

【解析】

试题分析：

在两极，引力等于重力，则有：

，由此可得地球质量

，在赤道处，引力与支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有：

，密度：

，解得：

；故选C．

考点：

万有引力定律的应用

【名师点睛】此题考查万有引力定律，掌握牛顿第二定律的应用，注意地球两极与赤道的重力的区别，两极的重力等于万有引力；赤道处的重力等于万有引力与向心力之差；同时要知道密度表达式。

6．A

【解析】

试题分析：

设AB间的距离为L，则上图中摩擦力做功W1=-μmgL．下图中把摩擦力做功分为两段，即：

W2=-μmgcosαs1-μmgcosβs2=-μmg（s1cosα+s2cosβ）=-μmgL．所以W1=W2．故A正确，BCD错误．故选A．

考点：

功

【名师点睛】解决本题的关键掌握功的公式W=Fscosθ；注意本题中摩擦力一直做负功，要明确求总功的方法；记住此题的结论，以后解题时可能要用到.

7．A

【解析】

试题分析：

由于人向左加速运动，故人的动能增加，由动能定理可知车厢对人的合力做正功，故A正确.

考点：

动能定理

【名师点睛】此题是动能定理的应用问题，注意车对人的作用力包括车对人推力即摩擦力；解题时用好整体分析，不要在受力分析时候单独的对人受的各个力分析，那样也能得结果，但是就走弯路了。

8．B

【解析】

试题分析：

7楼的高度大约为20m，学生上楼时所做的功为：

W=mgh=50×10×20（J）=10000J；则他做功的功率为：

，故选B．

考点：

功和功率

【名师点睛】本题为估算题，中学生的体重可取50kg，7楼的高度大约为20m，而人的运动中可认为人登楼所做的功等于重力做功的大小。

9．BCD

【解析】

试题分析：

设双星运行的角速度为ω，由于双星的周期相同，则它们的角速度也相同，则根据牛顿第二定律得：

，可得：

r1：

r2=m2：

m1=2：

3；又r2+r1=L，得

，

，选项BC正确；由v=ωr，ω相同得：

m1、m2做圆周运动的线速度之比为v1：

v2=r1：

r2=2：

3．选项A错误；因

；

，相加可得：

，故m1、m2做圆周运动的周期的平方与m1和m2的质量之和成反比，选项D正确；故选BCD．

考点：

万有引力定律的应用；双星问题

【名师点睛】双星是圆周运动在万有引力运用中典型问题，关键抓住它们之间的关系：

角速度和周期相同，由相互之间的万有引力提供向心力，列出方程

即可讨论有关的物理量了。

10．BD

【解析】

试题分析：

从轨道2到轨3，卫星在P点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以在轨道2上P点的速度小于轨道3上P点的速度，故B正确，A错误；根据牛顿第二定律和万有引力定律得加速度

，所以卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，故C错误；根据牛顿第二定律和万有引力定律得加速度

，所以卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，故D正确；故选BD．

考点：

万有引力定律的应用；卫星的变轨

【名师点睛】此题主要考查卫星的变轨问题；要知道卫星要从轨道1过度到轨道2，在Q点应该做离心运动，速度应该较大．速度可以短时间变化，但是在同一个位置万有引力相等，加速度相等。

11．AC

【解析】

试题分析：

同步卫星与物体a周期相同，根据圆周运动公式

，得ac＞aa，同步卫星c与人造卫星b，都是万有引力提供向心力，所以

，由于rc＞rb，由牛顿第二定律，可知ab＞aC．故C正确．同步卫星与物体a周期相同，根据圆周运动公式

，所以vc＞va，再由引力提供向心力，

，即有

，因此vb＞vc，故B错误，A正确．同步卫星与地球自转同步，所以Tc=TA．根据开普勒第三定律得卫星轨道半径越大，周期越大，故Tc＞TB．故D错误；故选AC．

考点：

万有引力定律的应用

【名师点睛】本题是万有引力定律的应用问题；关键要将物体a、人造卫星b、同步卫星c分为三组进行分析比较，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.

12．AD

【解析】

试题分析：

当碗沿水平方向获得速度的瞬间，做圆周运动，则有：

，则FN＞mg，故A正确，B错误；当碗沿水平方向获得加速度的瞬间，速度还没有来得及发生变化，竖直方向仍然受力平衡，则有FN=mg，故C错误，D正确．故选AD．

考点：

牛顿第二定律的应用

【名师点睛】本题主要考查了牛顿定律的应用以及向心力公式的直接应用，注意获得速度和加速度是不一样的，特别是获得加速度的瞬间，速度是为零的。

13．BC

【解析】

试题分析：

因为圆环光滑，所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力，细绳要产生拉力，绳要处于拉升状态，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60°，当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，向心力由三个力在水平方向的合力提供，其大小为：

F=mω2r，根据几何关系，其中r=Rsin60°一定，所以当角速度越大时，所需要的向心力越大，绳子拉力越大，所以对应的第一个临界条件是小球在此位置刚好不受拉力，此时角速度最小，需要的向心力最小，对小球进行受力分析得：

Fmin=2mgsin60°，即2mgsin60°=mωmin2Rsin60°

解得：

．

当绳子拉力达到2mg时，此时角速度最大，对小球进行受力分析得：

竖直方向：

Nsin30°-（2mg）sin30°-mg=0

水平方向：

Ncos30°+（2mg）cos30°=mωmax2（Rsin60°）

解得：

故AD错误，BC正确；故选BC．

考点：

牛顿第二定律的应用；圆周运动

【名师点睛】本题主要考查了圆周运动向心力公式的应用以及同学们受力分析的能力，要求同学们能找出临界状态并结合几何关系解题，难度适中。

14．BCD

【解析】

试题分析：

物体的摩擦力和绳子的拉力的合力提供向心力，根据向心力公式得：

mg+f=Mω2r

解得：

；当f=fmax=6.0N时，r最大，

，当f=-6N时，r最小，则

，故BCD正确．故选BCD。

考点：

牛顿第二定律；向心力

【名师点睛】本题主要考查了向心力公式的直接应用，知道物体在随转台一起做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力，难度不大，属于基础题。

15．

（1）刻度尺、交流电源

（2）D

（3）B

（4）GK

（5）W与v2成正比

【解析】

试题分析：

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源；

（2）实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：

放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故ABC错误，D正确．

（3）若木板水平放置，对小车受力分析可知，小车速度最大时小车受到的合力应为零，

即小车受到的橡皮筋拉力与摩擦力相等，橡皮筋应处于伸长状态；小车在两个铁钉的连线的左侧，尚未到两个铁钉的连线处，故ACD错误，B正确．

（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的点迹均匀的部分，即GK部分；

（5）从理论上讲，橡皮筋做的功W和小车获得的速度v的关系是W与v2成正比；

考点：

探究合力的功和物体速度变化关系

【名师点睛】本题涉及打点计时器的工作原理和探究功与速度变化关系实验的原理，解题时要搞清实验的原理，从实验原理的角度分析；注意一下几点：

橡皮条做功完毕，速度最大，动能最大；要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分。

16．2.0×1030kg

【解析】

试题分析：

设地球质量是m，由牛顿第二定律可得：

，

则

考点：

万有引力定律的应用

【名师点睛】本题考查了万有引力定律的应用，根据万有引力定律及牛顿第二定律列方程，即可求出太阳质量；此题计算量较大，考查学生的数学计算能力.

17．

（1）6m/s

（2）9.6s62.5kW

【解析】

试题分析：

（1）当汽车的牵引力减小到等于阻力时，汽车的速度达到最大．

根据P=Fv=fv得，最大速度

（2）若汽车以0.5m/s2的加速度，则：

F-f=ma，解得：

F=12500N

P=Fv′

又v′=at

联立得：

t=9.6s

当车速为5m/s时，汽车的实际功率

考点：

功率；牛顿第二定律的应用

【名师点睛】解决本题的关键知道功率与牵引力的关系，知道当汽车的牵引力等于阻力时，速度最大．对于这类问题，能够根据物体的受力判断物体的运动规律。

18．

；

（n=1、2、3…）

【解析】

试题分析：

物块由B点抛出后做平抛运动，在竖直方向有：

h=

gt2，解得t=0.5s

物块离开滑到的速度：

拉动物块时的加速度，由牛顿第二定律：

F-μmg=ma1,得：

a1=8m/s2，

撤去拉力物块做减速运动的加速度：

a2=μg=2m/s2

圆盘转动周期

物块在滑道导航先加速后减速：

v=a1t1-a2t2

物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系：

t1+t2+t=nT（n=1、2、3…）

由上面两式联立得：

（n=1、2、3…）

物块加速获得速度：

m/s

则板长为：

解得：

（n=1、2、3…）

考点：

平抛运动；圆周运动；牛顿第二定律的应用

【名师点睛】解决本题的关键知道物块整个过程的运动：

匀加速直线运动、匀减速直线运动和平抛运动，知道三个过程的运动时间与圆盘转动的时间相等．以及熟练运用运动学公式；注意圆盘转动的周期性.