2015-2016年江苏省扬州市宝应县高一(下)期中物理试卷(解析版)

2015-2016学年江苏省扬州市宝应县高一（下）期中物理试卷一、单项选择题：备选答案中，只有一项最符合题意，每小题4分．共计32分．1．（4分）发现行星运动规律和万有引力定律的科学家分别是（）A．伽利略、开普勒B．开普勒、牛顿
C．牛顿、卡文迪许D．伽利略、牛顿
2．（4分）下列说法正确的是（）
A．做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
B．做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力
C．做匀速圆周运动的物体的速度恒定
D．做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定
3．（4分）如图所示，桌面离地高度为h，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落．若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为（）
A．mgh，mg（H﹣h）B．mgh，mg（H+h）
C．﹣mgh，mg（H﹣h）D．﹣mgh，mg（H+h）
4．（4分）假如一个作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍作圆周运动，则下列说法错误的是（）
A．由公式v＝rω，可知卫星的线速度将增大到原来的2倍
B．由公式F＝m，可知卫星所需的向心力将减小到原来的
C．由公式F＝G，可知地球提供的向心力将减小到原来的
D．由上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的5．（4分）关于功，下列说法中正确的是（）
A．功只有大小而无方向，所以功是标量
B．力和位移都是矢量，所以功也是矢量
C．功的大小仅由力决定，力越大，做功越多
D．功的大小仅由位移决定，位移越大，做功越多
6．（4分）如图所示，长为L的细轻绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆．不计空气阻力，关于小球受力，下列说法中正确的是（）
A．小球只受重力和向心力作用
B．小球只受重力和绳的拉力作用
C．小球只受重力、绳的拉力和向心力作用
D．小球只受重力、绳的拉力和离心力作用
7．（4分）如图所示，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动，质量相等的A、B两物块静置于水平圆盘的同一直径上．A距竖直轴2L，B距竖直轴L，用长恰为3L的轻绳连接（轻绳不可伸长）．现使圆盘绕轴匀速转动，两物块始终相对于圆盘静止，则（）
A．A物块所受摩擦力一定背离圆心
B．B物块所受摩擦力一定背离圆心
C．A物块所受摩擦力一定指向圆心
D．B物块所受摩擦力一定指向圆心
8．（4分）如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动，以下说法正确的是（）
A．V A＞V B B．ωA＞ωB C．a A＞a B D．压力N A＞N B
二、多项选择题：每题答案中，至少有二个以上项符合题意（共6小题，每题4
分；共计24分）
9．（4分）关于重力势能，下列说法中正确的是（）
A．重力势能为零的物体，有可能对别的物体做功
B．物体做匀速直线运动时，其重力势能一定不变
C．重力对物体做正功，物体的重力势能一定增加
D．重力对物体做正功，物体的重力势能一定减少
10．（4分）关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）
A．如果需要，可以定点在南京的正上方
B．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
C．在轨道上运行的线速度大于7.9km/s
D．轨道半径的大小都相等
11．（4分）如图所示，a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星，它们的质量关系是m a＝m b＜m c则（）
A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B．b、c的周期相等，且大于a的周期
C．b、c的向心加速度相同，且小于a的向心加速度
D．b所需向心力最小
12．（4分）洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图，则此时（）
A．衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用
B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由筒壁的弹力的作用提供
C．筒壁的弹力随筒的转速增大而增大
D．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大
13．（4分）假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法正确的是（）
A．飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度
B．飞船在轨道Ⅰ上经过P点时的速度大于飞船在轨道Ⅱ上经过P点时的速度
C．飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D．飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同
14．（4分）如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l．已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，则雪橇受到的（）
A．支持力做功为mgl
B．重力做功为0
C．拉力做功为Flcosθ
D．滑动摩擦力做功为μ（mg+Fsinθ）l
三、计算题：本题共有3小题；共计44分．
15．（15分）如图，一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部．（取g＝10m/s2）
（1）此时形拱桥对汽车的支持力是多大？
（2）如果汽车以20m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？
（3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零？
16．（14分）一颗质量为m的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地面的高度为h，已知引力常量G和地球质量M和地球半径为R，求：
（1）地球对卫星的万有引力的大小；
（2）卫星的速度大小．
17．（15分）质量m＝2.5×103 kg的小汽车，发动机的额定功率P＝100kW，若汽车在运动中能够达到的最大速度v m＝40m/s，求：
（1）汽车所受阻力f 的大小；
（2）若在平直的公路上汽车以额定功率由静止开始加速运动，汽车在运动中所受的阻力不变，当汽车的速度增加到v＝20m/s时的加速度a的大小；
（3）若在平直的公路上汽车以恒定加速度a＝4m/s2启动，汽车在运动中所受的阻力不变，则匀加速启动维持的时间是多少？
2015-2016学年江苏省扬州市宝应县高一（下）期中物理
试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题：备选答案中，只有一项最符合题意，每小题4分．共计32分．1．（4分）发现行星运动规律和万有引力定律的科学家分别是（）A．伽利略、开普勒B．开普勒、牛顿
C．牛顿、卡文迪许D．伽利略、牛顿
【解答】解：发现行星运动规律和万有引力定律的科学家分别是开普勒、牛顿，故选：B。

2．（4分）下列说法正确的是（）
A．做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
B．做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力
C．做匀速圆周运动的物体的速度恒定
D．做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定
【解答】解：A、做匀速圆周运动的物体，具有向心加速度，合外力不为零。

故A错误。

B、匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变，方向始终指向圆心，不是
恒力。

故B错误。

C、匀速圆周运动的物体速度大小不变，方向时刻改变。

故C错误。

D、匀速圆周运动物体加速度大小不变，方向始终指向圆心。

故D正确。

故选：D。

3．（4分）如图所示，桌面离地高度为h，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落．若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为（）
A．mgh，mg（H﹣h）B．mgh，mg（H+h）
C．﹣mgh，mg（H﹣h）D．﹣mgh，mg（H+h）
【解答】解：物体的重力势能为：E p＝mgh，其中h为物体到零势能点的高度，所以该物体的重力势能为：E p＝﹣mgh；
物体下落的始末位置的高度差为：H+h
故重力做功为：W＝mg（h+H），故ABC错误，D正确。

故选：D。

4．（4分）假如一个作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍作圆周运动，则下列说法错误的是（）
A．由公式v＝rω，可知卫星的线速度将增大到原来的2倍
B．由公式F＝m，可知卫星所需的向心力将减小到原来的
C．由公式F＝G，可知地球提供的向心力将减小到原来的
D．由上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的【解答】解：设地球质量为M，卫星质量为m，初始轨道半径为r，初始地球的引力为F1，线速度为v1，增大后的半径为2r，地球引力为F2，线速度为v2。

从选项知，此题只牵涉到变化前后的向心力和线速度的变化，则我们可以直接求出结果，一一验证；
（1）向心力：万有引力充当向心力，则万有引力定律得
①
②
联立①②得F2＝F1
即轨道半径增大后，向心力将减小到原来的
（2）线速度：据向心力的效果公式得
③
联立①②③得
即轨道半径增大后，线速度将变为原来的
综上，回扣选项得A、B、D错，只有C项说法正确
则符合题目的答案为ABD。

5．（4分）关于功，下列说法中正确的是（）
A．功只有大小而无方向，所以功是标量
B．力和位移都是矢量，所以功也是矢量
C．功的大小仅由力决定，力越大，做功越多
D．功的大小仅由位移决定，位移越大，做功越多
【解答】解：A、B、功是标量，只有大小没有方向，所以A正确，B错误。

C、D、力和力方向上的位移的乘积表示力对物体做的功的大小，所以C、D错
误。

故选：A。

6．（4分）如图所示，长为L的细轻绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆．不计空气阻力，关于小球受力，下列说法中正确的是（）
A．小球只受重力和向心力作用
B．小球只受重力和绳的拉力作用
C．小球只受重力、绳的拉力和向心力作用
D．小球只受重力、绳的拉力和离心力作用
【解答】解：小球做匀速圆周运动，合力不为零，总是指向圆心，提供向心力；小球受重力和细线的拉力，共2个力，合力提供向心力，对惯性系没有离心力的说法；
故ACD错误，B正确；
故选：B。

7．（4分）如图所示，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动，质量相等的A、B两物块静置于水平圆盘的同一直径上．A距竖直轴2L，B距竖直轴L，用长恰为3L的轻绳连接（轻绳不可伸长）．现使圆盘绕轴匀速转动，两物块始终相
对于圆盘静止，则（）
A．A物块所受摩擦力一定背离圆心
B．B物块所受摩擦力一定背离圆心
C．A物块所受摩擦力一定指向圆心
D．B物块所受摩擦力一定指向圆心
【解答】解：AB都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，当角速度较小时，静摩擦力可以提供向心力，这时，绳子拉力为零，AB所受摩擦力都指向圆心；当转速比较大，绳子上有拉力时，则
对A有：T+f A＝mω2×2L，
对B有：T+f B＝mω2L，
随着角速度增大，A先达到最大静摩擦力，绳子开始拉直且有作用力，所以A 得摩擦力方向一定指向圆心，此时B还没有达到最大静摩擦力，B需要的向心力较小，此时B受到的摩擦力方向可以背离圆心，当绳子拉力正好提供向心力时，B物块不受摩擦力，故只有C正确。

故选：C。

8．（4分）如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动，以下说法正确的是（）
A．V A＞V B B．ωA＞ωB C．a A＞a B D．压力N A＞N B 【解答】解：研究任意一个小球：受力如图。

将F N沿水平和竖直方向分解得：F N cosθ＝ma…①
F N sinθ＝mg…②。

由②可知支持力相等，则A、B对内壁的压力大小相等：N A＝N B。

根据牛顿第二定律，合外力提供向心力，合外力相等，则向心力相等。

由①②
可得：
mgcotθ＝ma＝m＝mω2r．可知半径大的线速度大，角速度小。

则A的线速度大于B的线速度，V A＞V B，A的角速度小于B的角速度，ωA＜ωB。

向心加速度a＝gcotθ，则知两球的向心加速度相等，a A＝a B．故A正确，B、C、D错误。

故选：A。

二、多项选择题：每题答案中，至少有二个以上项符合题意（共6小题，每题4
分；共计24分）
9．（4分）关于重力势能，下列说法中正确的是（）
A．重力势能为零的物体，有可能对别的物体做功
B．物体做匀速直线运动时，其重力势能一定不变
C．重力对物体做正功，物体的重力势能一定增加
D．重力对物体做正功，物体的重力势能一定减少
【解答】解：A、重力势能为零只能说明其在零势能面上，但是重力是否能做功取决于是否与高度差，与零势能面无关，所以可以对别的物体做功，故A正确；
B、物体若在竖直方向做匀速直线运动，则重力势能一定改变，故B错误；
C、重力做正功时，重力势能一定减小，故C错误，D正确；
故选：AD。

10．（4分）关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）
A．如果需要，可以定点在南京的正上方
B．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
C．在轨道上运行的线速度大于7.9km/s
D．轨道半径的大小都相等
【解答】解：A．同步卫星的轨道是一定的（赤道的上方），故A错误。

B．卫星在轨道上的向心加速度近似等于轨道上的重力加速度，根据G＝
mg，得：g＝．r越大，g越小，可知卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度。

故B正确。

C．地球第一宇宙速度是卫星靠近地球表面做匀速圆周运动的速度，根据G ＝m，得：v＝，r越大，v越小，可知卫星的线速度小于第一宇宙速
度。

故C错误。

D．地球同步卫星与地球同步，则周期相同，根据G＝m，可知，
轨道半径的大小都相等。

故D正确。

故选：BD。

11．（4分）如图所示，a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星，它们的质量关系是m a＝m b＜m c则（）
A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B．b、c的周期相等，且大于a的周期
C．b、c的向心加速度相同，且小于a的向心加速度
D．b所需向心力最小
【解答】解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，
A、根据得：v＝，因为r a＜r b＝r c，所以v a＞v b＝v c，故A错误；
B、根据得：T＝，因为r a＜r b＝r c，所以T a＜T b＝T c，故B
正确；
C、根据得：a＝，因为r a＜r b＝r c，所以a a＞a b＝a c，但b、c向心加速
度方向不同，b、c的向心加速度不同，故C错误；
D、F＝，因为r a＜r b＝r c，m a＝m b＜m c，所以b所需向心力最小，故D正确。

故选：BD。

12．（4分）洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图，则此时（）
A．衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用
B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由筒壁的弹力的作用提供
C．筒壁的弹力随筒的转速增大而增大
D．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大
【解答】解：A、衣服做圆周运动受重力、桶壁的弹力和静摩擦力作用。

故A正确。

B、衣服做圆周运动，靠弹力提供向心力，由N＝mrω2知，转速增大，则桶壁对
衣服的弹力增大。

故BC正确。

D、在竖直方向上，衣服受重力和静摩擦力平衡，转速增大，静摩擦力不变。

故
D错误。

故选：ABC。

13．（4分）假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法正确的是（）
A．飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度
B．飞船在轨道Ⅰ上经过P点时的速度大于飞船在轨道Ⅱ上经过P点时的速度
C．飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D．飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同
【解答】解：A、根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，在近地点P点速度大于在Q点的速度。

故A错误。

B、飞船在轨道Ⅰ上经过P点时，要点火加速，使其速度增大做离心运动，从而
转移到轨道Ⅱ上运动。

所以飞船在轨道Ⅰ上运动时经过P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动时经过P点的速度。

故B错误。

C、飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时与飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时受到的万有引
力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等。

故C正确。

D、根据周期公式T＝2π，虽然r相等，但是由于地球和火星的质量不等，
所以周期T不相等。

故D错误。

故选：AC。

14．（4分）如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l．已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，则雪橇受到的（）
A．支持力做功为mgl
B．重力做功为0
C．拉力做功为Flcosθ
D．滑动摩擦力做功为μ（mg+Fsinθ）l
【解答】解：对雪橇受力分析，如图：
A、支持力做功W N＝Nlcos90°＝0，故A错误；
B、重力做功W G＝mglcos90°＝0，故B正确；
C、拉力做功为W F＝Flcoθ，故C正确；
D、雪橇竖直方向受力平衡：N+Fsinθ＝mg
得N＝mg﹣Fsinθ
则摩擦力f＝μN＝μ（mg﹣Fsinθ）
摩擦力做功W f＝﹣fl＝﹣μ（mg﹣Fsinθ）l，故D错误；
故选：BC。

三、计算题：本题共有3小题；共计44分．
15．（15分）如图，一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部．（取g＝10m/s2）
（1）此时形拱桥对汽车的支持力是多大？
（2）如果汽车以20m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？
（3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零？
【解答】解：（1）G＝mg＝500×10N＝5000N
F N＝G＝5000N
由牛顿第三定律的汽车对圆弧形拱桥的压力是5000N．
（2）由牛顿第二定律得：
mg﹣F支＝m
解得：F
支
＝mg﹣m＝500×10﹣500×＝1000N
由于F
支＝F
压
故汽车对圆弧形拱桥的压力是1000N．（3）由于只受重力，故有：
mg＝m
解得：v＝＝＝10m/s
故汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零时，小车的速度为10m/s．
答：（1）此时形拱桥对汽车的支持力是5000N；
（2）如果汽车以20m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是1000N；
（3）汽车以10m/s的速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零．
16．（14分）一颗质量为m的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地面的高度为h，已知引力常量G和地球质量M和地球半径为R，求：
（1）地球对卫星的万有引力的大小；
（2）卫星的速度大小．
【解答】解：（1）地球对卫星的万有引力大小为：F＝．
（2）根据得卫星的速度大小为：
v＝．
答：（1）地球对卫星的万有引力大小为．
（2）卫星的速度大小为．
17．（15分）质量m＝2.5×103 kg的小汽车，发动机的额定功率P＝100kW，若汽车在运动中能够达到的最大速度v m＝40m/s，求：
（1）汽车所受阻力f 的大小；
（2）若在平直的公路上汽车以额定功率由静止开始加速运动，汽车在运动中所受的阻力不变，当汽车的速度增加到v＝20m/s时的加速度a的大小；
（3）若在平直的公路上汽车以恒定加速度a＝4m/s2启动，汽车在运动中所受的阻力不变，则匀加速启动维持的时间是多少？
【解答】解：（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，故有：
f＝
（2）有P＝Fv可知：F＝
根据牛顿第二定律可知：F﹣f＝ma
解得：a＝
（3）根据牛顿第二定律可知：F′﹣f＝ma′
F′＝ma′+f＝2500×4+2500N＝12500N
故有：v＝
所需时间为：t＝
答：（1）汽车所受阻力f 的大小为2500N；
（2）若在平直的公路上汽车以额定功率由静止开始加速运动，汽车在运动中所受的阻力不变，当汽车的速度增加到v＝20m/s时的加速度a的大小为1m/s2；（3）若在平直的公路上汽车以恒定加速度a＝4m/s2启动，汽车在运动中所受的阻力不变，则匀加速启动维持的时间是2s。