【解析】江苏省高邮市2017-2018学年高一下学期期中质量检测物理试题含解析

江苏省高邮市2017-2018学年高一下学期期中质量检测物理试卷
一、单选题
1. 三个质量相同的小球，从同一高度由静止释放，其中a球自由下落，b、c球分别沿斜面和曲面下滑，如图所示．从释放到运动至地面的过程中，小球所受重力做功关系正确的是( )
A. W a>W b>W c
B. W a<W b<W c
C. W a<W b＝W c
D. W a＝W b＝W c
【答案】D
【解析】重力做功只与物体运动的初末位置的高度差有关，即，由于三小球的质量相同，下降的高度相同，故重力做功相同，故D正确，ABC错误。

点睛：本题主要考查了重力做功的计算，明确重力做功只与初末位置有关，与运动的路径无关。

2. 要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法可采用的是( )
A. 使两物体的质量各减小一半，距离不变
B. 使其中一个物体质量及距离增大到原来的2倍
C. 使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
D. 距离和两物体质量都减小为原来的
【答案】B
【解析】A、使两物体的质量都减到原来的，距离不变，根据万有引力定律，可知万有引力减小到原来的，故A错误；
B. 使其中一个物体质量及距离增大到原来的2倍，根据万有引力定律，可知万有引
力减小到原来的，故B正确；
C. 使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，根据万有引力定律，可知万有引力减小到原来的，故C错误；
D. 距离和两物体质量都减小为原来的，根据万有引力定律，可知万有引力大小不变，故D错误。

点睛：本题考查应用比例法理解万有引力定律的能力，根据万有引力定律，要综合考虑质量乘积与距离平方和引力的关系。

3. 以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为
f ，则从抛出至回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（）
A. 0
B. -fh-2fh D. 2fh
【答案】C
【解析】上升过程：空气阻力对小球做功
下落过程：空气阻力对小球做功
则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为，故选项C 正确，ABD错误。

点睛：对功的公式要加深理解，不同的力做功的含义不同，对于滑动摩擦力、空气阻力做功与路径有关。

4. 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力之比为1：2，则最大速率之比为( )
A. 1：1
B. 1：2
C. 2：1
D. 1：4
【答案】C
【解析】汽车在水平路面上行驶时，当加速度为零时，速度最大
则根据功率与速度的关系，设汽车的功率为P，质量为m，则有：，
则：，故选项C正确，ABD错误。

点睛：解决本题的关键知道以额定功率行驶，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大。

5. 一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s，转动周期为2 s，则( )
A. 角速度为π m/s
B. 转速为π r/s
C. 轨迹半径为4m
D. 加速度大小为4π m/s2
【答案】D
【解析】A、物体做匀速圆周运动，根据公式得：角速度为：，故A错误；
B、根据转速与周期的公式得：，故B错误；
C、物体做匀速圆周运动，根据公式：得：轨迹半径为：，故C错误；
D、加速度大小为：，故D正确。

点睛：本题关键是物体做匀速圆周运动，根据公式记住线速度、角速度、周期与频率的定义公式和关系式即可正确解答。

6. 我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则( )
A. “天宫一号”比“神舟八号”线速度大
B. “天宫一号”比“神舟八号”周期长
C. “天宫一号”比“神舟八号”角速度大
D. “天宫一号”比“神舟八号”加速度大
【答案】B
【解析】试题分析：天宫一号和神州八号绕地球做匀速圆周运动，靠地球的万有引力提供向心力：
..................
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，熟记天体运动规律的线速
度、角速度和周期T的公式，并能灵活运用向心力公式。

7. 两轮用齿轮传动，且不打滑，图中两轮的边缘上有A、B两点，它们到各自转轴O1、O2的距
离分别为r A、r B，且r A>r B.当轮子转动时，这两点的线速度大小分别为v A和v B，向心加速度大
小分别为a A和a B，角速度大小分别为ωA和ωB，周期分别为T A和T B则下列关系式正确的是
( )
A. v A>v B
B. ωA=ωB
C. a A>a B
D. T A>T B
【答案】D
【解析】A、轮子边缘上的点，靠齿轮传动，两点的线速度相等，故A错误；
B、A、B两点的线速度相等，由于．根据可知，故B错误；
C、由得，r越大，a越小，所以，故C错误；
D、根据，可知角速度越大则周期越小，可知A点的周期大，即，故D正确。

点睛：解决本题的关键知道靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，共轴转动的点，
具有相同的角速度，以及掌握向心加速度的公式。

8. 如图所示,一个内壁光滑的圆锥面轴线OO'是竖直的,顶点O在下方,锥角为2α.有两个相同的小球A与B(均视为质点)在圆锥的内壁上沿不同的水平轨道做匀速圆周运动,则有( )
A. A与B的动能E KA<E KB
B. A与B运动的周期相同
C. 锥壁对A与B的支持力N A<N B
D. A与B两球的向心加速度a A<a B
【答案】A
点睛：本题关键是对小球受力分析，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析。

二、多选题
9. 做匀速圆周运动的物体，下列物理量中保持不变的是（）
A. 周期
B. 向心加速度
C. 线速度
D. 动能
【答案】AD
【解析】A、匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动，周期是恒定的，故A正确；
B、匀速圆周运动的，向心加速度大小不变，方向时刻改变，所以向心加速度改变，故B错误；
C、匀速圆周运动线速度大小不变，方向时刻变化，故C错误；
D、匀速圆周运动速度大小不变，所以动能不变，故D正确。

点睛：匀速圆周运动的特征是：速度大小不变，方向时刻变化；向心力、向心加速度大小不变，始终指向圆心；角速度不变；周期固定；速度的大小不变，则动能不变。

10. 质量不等，但有相同初动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平面上滑动至停止，则下列说法正确的是（）
A. 质量大的物体滑行距离大
B. 质量小的物体滑行距离大
C. 质量大的物体克服摩擦力所做的功多
D. 两个物体克服摩擦力所做的功一样多
【答案】BD
【解析】A、由动能定理可知：，，因为物体初动能、动摩擦因数相同而质量不同，则质量大的物体滑行距离小，质量小的物体滑行距离大，故A错误，B正确；
C、由动能定理得：，则，由于物体初动能相同，它们克服摩擦力所做的功一样大，故C错误，D正确。

点睛：熟练应用动能定理即可正确解题，注意阻力做负功。

11. 已知地球半径为R，质量为M,地面附近的重力加速度为g，万有引力恒量为G,那么第一宇宙速度可以表示为：( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】第一宇宙速度为卫星在地球表面附近运动时的最大速度
则：，即：
地表的物体受到的万有引力与物体的重力近似相等即：
解得：
代入上式可以得到：，故选项BC正确，AD错误。

点睛：第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，卫星所受的万有引力提供向心力、地面附近引力等于重力是卫星类问题必须要考虑的问题，本题根据这两个关系即可列式求解！
12. 如图所示，A、B、C三个物体放在水平圆台上，与圆台的动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，当圆台匀速旋转时(A、B、C都没有相对滑动)，则( )
A. 物体A的向心力比物体B的向心力大
B. 物体B受到的摩擦力比物体C受到的摩擦力小
C. 当圆台转速增大时，A将最先滑动
D. 当圆台转速增大时，C将最先滑动
【答案】ABD
【解析】A、三个物体随圆盘一起转动，即三者的角速度相等，而且均由摩擦力提供向心力
则对A：
则对B：
则对C：
可知：A的向心力比物体B的向心力大，B受到的摩擦力比物体C受到的摩擦力小，故选项AB 正确；
C、当圆台转速增大，即变大时，所需要的向心力也变大，当达到最大静摩擦力时，物体开始滑动
则A的最大静摩擦力为：
则B的最大静摩擦力为：
则C的最大静摩擦力为：
由于A和C需要的向心力大小相等，但是C的最大静摩擦力小，故当转速增大时，C将最先滑动，故选项C错误，D正确。

点睛：先对三个物体进行运动分析与受力分析，找出向心力来源，根据向心力公式求出摩擦力，再比较物体受最大静摩擦力即可。

三、填空题
13. 某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图中小车是在1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、________(填测量工具)和________(填“交流”或“直流”)电源．
(2) 下列关于此实验操作的说法中，正确的是（_____）．
A．实验时要尽量保持木板水平
B．打点计时器的电源要等到小车开始做匀速运动时才能打开
C．求小车速度时，应取纸带上点迹均匀的部分
D．用多条橡皮筋时应适当减小橡皮筋的形变量，以免小车速度过大
(3) 实验中“平衡摩擦力”这个操作的目的是（______）
A．增大小车加速度 B．增大小车速度
C．使小车合力等于橡皮筋拉力 D．摩擦力对小车不做功
(4) 下图是第4次实验得到的纸带,则小车获得的速度为______m/s．（交流电源的频率为50赫兹，结果保留两位有效数字）
(5) 实验结束后利用所得的数据，画出的正确图象应该是图中的（______）
【答案】 (1). 刻度尺 (2). 交流 (3). C (4). C (5). 2.0 (6). 乙【解析】（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺以便用来测量纸带上点迹之间的距离，同时由于打点计时器的存在，故还需要交流电源；
（2） A．由于实验时要平衡摩擦力，故不能保持木板水平，故选项A错误；
B、实验时应先接通电源，然后释放小车，以便减少实验误差，故B错误；
C．小车最后做匀速运动，因此求小车速度时，应取纸带上点迹均匀的部分，故C正确；
D、为保证每个橡皮筋做功一样，要求每次实验中，像皮筋伸长的长度必须保持一致，故D错误；
（3）因本实验的目的为：探究“合力的功和物体速度变化的关系”，实验中可以适当抬高木板的一侧来使小车受到的摩擦力与小车受到重力沿斜面方向的分力相等，则小车合力等于橡皮筋拉力，从而改变橡皮筋的拉力即可改变合力，从而减少实验误差，故C正确；
（4）各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，由图可知，两个相邻的点之间的距离是
时做匀速直线运动，，利用公式：可得：；（5）根据动能定理，，即与成线性关系，因此正确图象应该是乙。

点睛：小车在倾斜的平面上被橡皮筋拉动做功，导致小车的动能发生变化，现通过实验来探究功与物体动能变化关系，小车的速度由纸带上打点来计算，从而能求出小车的动能变化，每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，则一根做功记为W，两根则为2W，然后通过列表描点作图探究出功与动能变化的关系。

四、计算题
14. 质量m=2kg的物体从离地5m高度处由静止释放，不计空气阻力，求：（g=10m/s2）（1）物体由静止下落到地面过程，重力对物体所做的功；
（2）物体由静止下落到地面过程，重力对物体做功的平均功率；
（3）落地时重力的瞬时功率。

【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）根据重力做功只与高度有关，则重力的功为：；
（2）根据自由落体运动规律可知：
根据平均功率公式可知：；
（3）根据自由落体运动规律可知落地时速度为：
则落地时重力的瞬时功率为：。

点睛：本题需要注意求平均功率和瞬时功率的公式是有区别的。

15. “嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为R，它到月球表面的距离为h。

已知“嫦娥一号”的质量为m，月球的质量为M，引力常量为G。

试求：
（1）“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动的向心力；
（2）“嫦娥一号”绕月球运动的周期T；
（3）月球表面的“重力加速度”g月。

【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）由“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，万有引力做向心力可得：；（2）根据（1）由万有引力做向心力可得：，所以，“嫦娥一号”绕月球运动的周期；
（3）根据月球表面物体重力等于万有引力可得：，所以，月球表面的“重力加速度”；
点睛：万有引力的应用问题一般由重力加速度求得中心天体质量，或由中心天体质量、轨道半径、线速度、角速度、周期中两个已知量，根据万有引力做向心力求得其他物理量。

16. 某人在距离地面2.2m的高处，将质量为0.2kg的小球以v0=10m/s速度斜向上抛出， g 取10m/s2，求：
（1）抛球时人对球做的功；
（2）若不计空气阻力，小球落地时的速度大小；
（3）若小球落地时的速度大小为v1=11m/s，小球在空中运动过程中克服阻力做的功。

【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）由动能定理得：；
（2）在小球的整个运动过程中，由动能定理得：，解得：
（3）在整个运动过程中，由动能定理得：
可得：
即小球在空中运动过程中克服阻力做的功为。

点睛：人对球做功转化为球的动能，由动能定理可以求出人对球做的功，应用动能定理是正确解题的关键。

17. 某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋．若将人和座椅看成是一个可视为质点的小球，该物理情景可简化为如图所示的物理模型．其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设绳长L=10m，小球的质量m=50kg，转盘静止时小球与转轴之间的距离d=4m．转盘逐渐加速转动，经过一段时间后小球与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向的夹角θ=37°（不计空气阻力、绳子的重力和绳子的形变量，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：
（1）小球与转盘一起做匀速圆周运动时，绳子的拉力；
（2）小球的线速度大小；
（3）小球从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子的拉力对小球所做的功．
【答案】（1）（2）（4）
【解析】（1）质点受力如图所示：
则绳中的拉力为：；
（2）由牛顿第二定律可得：，其中：
代入数据可以得到：；
（3）转盘从静止启动到稳定这一过程中，绳子对小球做功为：
代入数据可以得到：。

点睛：本题关键要分析圆周运动向心力的来源，运用几何关系求圆周运动的半径，对物体正确受力分析、应用动能定理即可正确解题。