山东高一高中物理期中考试带答案解析

山东高一高中物理期中考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.下列说法正确的是（ ）
A ．物体做直线运动，所受的合力一定为零
B ．物体做曲线运动，所受的合力一定变化
C ．物体做平抛运动，物体的速度随时间是均匀变化的
D ．物体做匀速圆周运动，物体的速度不变化
2.如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O ．现给球一初速度，使球和杆一起绕O 轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F 表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F （ ）
A ．一定是拉力
B ．一定是推力
C ．一定等于0
D ．可能是拉力，可能是推力，也可能等于0
3.如图所示，小强正在荡秋千．关于绳上a 点和b 点的线速度和角速度，下列关系正确的是（ ）
A ．v a =v b
B ．v a ＞v b
C ．ωa =ωb
D ．ωa ＜ωb
4.如图所示，在玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升，若红蜡块在A 点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀
加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的（ ）
A ．直线P
B ．曲线Q
C ．曲线R
D ．无法确定是P 还是Q
5.如图所示，A 、B 两点分别位于大、小轮的边缘上，大轮半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑，则A 、B 两点的角速度之比ωA ：ωB 为（ ）
A. 1：2
B. 1：4
C. 2：1
D. 1：1
6.一个水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．则小球水平方向通过的距离与竖直方向下落的距离之比为（ ）
A ．tanθ
B ．
C ．2tanθ
D ．
7.德国天文学家开普勒对第谷观测的行星数据进行多年研究，得出著名开普勒行星三定律．根据周期定律，设太阳的行星匀速圆周运动的半径立方与周期平方的比值为K 1，地球的卫星匀速圆周运动的半径立方与周期平方的比值为K 2，月球的卫星匀速圆周运动的半径立方与周期平方的比值为K 3，则三者大小关系为（ ） A ．K 1=K 2=K 3 B ．K 1＞K 2＞K 3 C ．K 1＜K 2＜K 3 D ．K 1＞K 2=K 3
8.气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的．我国先后自行成功研制和发射了“风云一号”和“风云二号”两颗气象卫星．“风云一号”卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极，每12小时绕地球一周，称为“极地
圆轨道”．“风云二号”气象卫星的轨道是在赤道平面内的“地球同步轨道”，则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星（ ） A ．轨道半径小 B ．线速度小 C ．角速度小 D ．向心加速度小
9.如图所示，可视为质点的小物体m 被水平传送带匀速传送，A 为传送带终端皮带轮，已知皮带轮半径为r ，传送
带与皮带轮间不打滑，当m 可被水平抛出时，A 轮的转速至少为（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
10.（多选题）2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情
况下与地球同步绕太阳做圆周运动．则此飞行器的（ ）
A ．线速度大于地球的线速度
B ．向心加速度大于地球的向心加速度
C ．向心力仅有太阳的引力提供
D ．向心力仅由地球的引力提供
11.(多选题)假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是（ ） A ．地球的向心力变为缩小前的一半 B ．地球的向心力变为缩小前的
C ．地球绕太阳公转周期与缩小前的相同
D ．地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半
12.如图是某位同学设想的人造地球卫星轨道（卫星发动机关闭），其中不可能的是（）
A ．
B ．
C ．
D ．
二、不定项选择题
（多选题）如图所示，在高速路口的转弯处，路面外高内低．已知内外路面与水平面的夹角为θ，弯道处圆弧半径为R ，重力加速度为g ，当汽车的车速为V 0时，恰由支持力与重力的合力提供了汽车做圆周运动的向心
力，则（ ）
A ．V 0=
B ．V 0=
C ．当该路面结冰时，V 0要减小
D ．汽车在该路面行驶的速度V ＞V 0时，路面会对车轮产生沿斜面向下的摩擦力
三、实验题
根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验： （1）平抛物体的运动规律可以概括为两点： ①水平方向做匀速运动；
②竖直方向做自由落体运动．
为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A 球就水平飞出，同时B 球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．这个实验____ A ．只能说明上述规律中的第（1）条 B ．只能说明上述规律中的第（2）条 C ．不能说明上述规律中的任何一条 D ．能同时说明上述两条规律
（2）小明和小华一起在通过实验来探究《平抛物体的运动的规律》，他们得到了小球做平抛运动的闪光照片，但由于不小心给撕掉了一段，他们在剩下的坐标纸上描出了几个点，如图2所示，已知图中每个小方格的边长都是0.2cm ，根据剩下的这块坐标纸．求：闪光频率为____Hz ，平抛初速度为____m/s ，A 点的速度为
____m/s ．
四、简答题
1.如图所示，一半径为R=2m 的圆环，以直径AB 为轴匀速转动，转动周期T=2s ，环上有M 、N 两点．试求： （1）M 点的角速度；
（2）N 点的线速度．
2.地球的两颗人造卫星质量之比m 1：m 2=1：2，圆周轨道半径之比r 1：r 2=1：2． 求：（1）线速度之比； （2）角速度之比； （3）运行周期之比； （4）向心力之比．
3.如图所示，一个人用一根长1m、最多只能承受46N拉力的绳子，拴着一个质量为1kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面h=6m，小球转动至最低点时绳子突然断了．（g取10m/s2）
（1）绳子断时小球运动的角速度多大？
（2）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离．
山东高一高中物理期中考试答案及解析
一、选择题
1.下列说法正确的是（）
A．物体做直线运动，所受的合力一定为零
B．物体做曲线运动，所受的合力一定变化
C．物体做平抛运动，物体的速度随时间是均匀变化的
D．物体做匀速圆周运动，物体的速度不变化
【答案】C
【解析】物体做匀变速直线运动时，其合力不为零，A错误。

物体做曲线运动的条件是合力与合速度不在一条直线上，与合力是否变化无关，B错误。

平抛运动是加速度不变的曲线运动，所以速度随时间均匀变
化，C正确。

匀速圆周运动是速度大小不变，方向改变的运动，所以D错误。

【考点】曲线运动的特点和条件
2.如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O．现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F（）
A．一定是拉力B．一定是推力
C．一定等于0D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于0
【答案】D
【解析】小球做竖直面上的圆周运动，在最高点时的向心力大小与速度有关．（特值法）特殊情况下，F
向=mg，小球只受重力；当，小球受重力和拉力；当，小球受重力和推力．由于轻杆可以产生推力，而且v的大小未知，因此三种可能都存在；故选D。

【考点】竖直面上的圆周运动
【名师点睛】本题关键在于杆求出无弹力的临界情况，杆对小球可以是拉力，可以是支持力，也可以没有力，而绳子对球只能是拉力。

3.如图所示，小强正在荡秋千．关于绳上a点和b点的线速度和角速度，下列关系正确的是（）
A．v a=v b B．v a＞v b C．ωa=ωb D．ωa＜ωb
【解析】荡秋千可视为同轴转动，利用角速度相同和v=ωr 判断即可．
解：ABCD 、荡秋千可视为同轴转动，所以a 、b 两点角速度相同；据v=ωr 和a 、b 两点的半径不同，所以有： v b ＞v a ，故ABD 错误，C 正确 故选：C ．
【点评】明确同轴转动，角速度相同是解题的关键，灵活应用v=ωr 和半径关系．
4.如图所示，在玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升，若红蜡块在A 点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀
加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的（ ）
A ．直线P
B ．曲线Q
C ．曲线R
D ．无法确定是P 还是Q
【答案】B
【解析】两个分运动的合加速度方向水平向右，与合速度的方向不在同一条直线上，所以合运动为曲线运动，根据曲线运动的合力（加速度）大致指向轨迹凹面的一侧，知该轨迹为曲线Q ，B 正确；A 、C 、D 错误； 故选B 。

5.如图所示，A 、B 两点分别位于大、小轮的边缘上，大轮半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑，则A 、B 两点的角速度之比ωA ：ωB 为（ ）
A. 1：2
B. 1：4
C. 2：1
D. 1：1 【答案】A
【解析】A 、B 两点靠摩擦传动，具有相同的线速度，根据，半径比为，则角速度之比为．A 正确；B 、C 、D 错误； 故选A 。

6.一个水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．则小球水平方向通过的距离与竖直方向下落的距离之比为（ ）
A ．tanθ
B ．
C ．2tanθ
D ．
【答案】C
【解析】小球落斜面上时速度方向与斜面垂直，则有： ，小球水平方向通过的距离与竖直方向下落的距
离之比为：
，C 正确；ABD 错误；
故选C 。

7.德国天文学家开普勒对第谷观测的行星数据进行多年研究，得出著名开普勒行星三定律．根据周期定律，设太阳的行星匀速圆周运动的半径立方与周期平方的比值为K 1，地球的卫星匀速圆周运动的半径立方与周期平方的比值为K 2，月球的卫星匀速圆周运动的半径立方与周期平方的比值为K 3，则三者大小关系为（ ） A ．K 1=K 2=K 3 B ．K 1＞K 2＞K 3 C ．K 1＜K 2＜K 3 D ．K 1＞K 2=K 3
【解析】由万有引力提供向心力得：
，则
，式中的K 只与恒星的质量有关，与行
星质量无关，与行星运行的速度无关，因此K 1＞K 2＞K 3，故B 正确，ACD 错误； 故选：B ．
8.气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的．我国先后自行成功研制和发射了“风云一号”和“风云二号”两颗气象卫星．“风云一号”卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极，每12小时绕地球一周，称为“极地
圆轨道”．“风云二号”气象卫星的轨道是在赤道平面内的“地球同步轨道”，则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星（ ） A ．轨道半径小 B ．线速度小 C ．角速度小 D ．向心加速度小
【答案】A
【解析】A 、“风云二号”卫星为地球同步轨道卫星，周期为24h ，“风云一号”卫星是极地卫星，周期为12h ，根据
得到：
，则得知，“风云一号”的轨道半径较小，A 正确；
B 、据
得，
，即轨道半径越大，线速度越小，“风云一号”卫星比“风云二号”卫星轨道高度小，
所以线速度大，B 错误； C 、据
得，
，即轨道半径越大，角速度越小，“风云一号”卫星比“风云二号”卫星轨道高度
小，所以角速度大，C 错误； D 、由万有引力提供向心加速度：
，得：
，即轨道半径越大，向心加速度越小，“风云一号”
卫星比“风云二号”卫星轨道高度小，向心加速度大，D 错误； 故选A 。

9.如图所示，可视为质点的小物体m 被水平传送带匀速传送，A 为传送带终端皮带轮，已知皮带轮半径为r ，传送带与皮带轮间不打滑，当m 可被水平抛出时，A 轮的转速至少为（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】A
【解析】当物块恰好被水平抛出时，在皮带上最高点时由重力提供向心力，则由牛顿第二定律得：
，解得：
设此时皮带转速为n ，则有：
，得到：
，
A 正确；
B 、
C 、
D 错误； 故选A 。

10.（多选题）2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情
况下与地球同步绕太阳做圆周运动．则此飞行器的（ ）
A ．线速度大于地球的线速度
B ．向心加速度大于地球的向心加速度
C ．向心力仅有太阳的引力提供
D．向心力仅由地球的引力提供
【答案】AB
【解析】A、飞行器与地球同步绕太阳运动，角速度相等，根据，知探测器的线速度大于地球的线速度，A 正确；
B、根据知，探测器的向心加速度大于地球的向心加速度，B正确；
C、探测器的向心力由太阳和地球引力的合力提供，C、D错误；
故选AB。

11.(多选题)假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是（）
A．地球的向心力变为缩小前的一半
B．地球的向心力变为缩小前的
C．地球绕太阳公转周期与缩小前的相同
D．地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半
【答案】BC
【解析】A、B、由于天体的密度不变而半径减半，导致天体的质量减小，所以有：
地球绕太阳做圆周运动由万有引力充当向心力．所以有：， B正确，A错误；
C、D、由，整理得：，与原来相同，C正确；D错误；
故选BC。

12.如图是某位同学设想的人造地球卫星轨道（卫星发动机关闭），其中不可能的是（）
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】人造地球卫星靠万有引力提供向心力，做匀速圆周运动，万有引力的方向指向地心，所以圆周运动的圆心是地心，A、B、C正确；D错误；
本题选不可能的，故选D。

二、不定项选择题
（多选题）如图所示，在高速路口的转弯处，路面外高内低．已知内外路面与水平面的夹角为θ，弯道处圆弧半
时，恰由支持力与重力的合力提供了汽车做圆周运动的向心
径为R，重力加速度为g，当汽车的车速为V
力，则（）
A．V0=
B．V0=
C．当该路面结冰时，V0要减小
D．汽车在该路面行驶的速度V＞V0时，路面会对车轮产生沿斜面向下的摩擦力
【答案】AD
【解析】A、B、设路面的斜角为θ，以汽车为研究对象，作出汽车的受力图，如图，
根据牛顿第二定律，得：
解得：，A正确；B错误；
C、当路面结冰时与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v
的值不变，C错误；
，所需的向心力增大，此时摩擦力可以指向内侧，增大提供的力，车辆不会向外侧滑动，D正确；
D、车速若高于v
故选AD。

三、实验题
根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：
（1）平抛物体的运动规律可以概括为两点：
①水平方向做匀速运动；
②竖直方向做自由落体运动．
为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球
被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面．这个实验____
A．只能说明上述规律中的第（1）条
B．只能说明上述规律中的第（2）条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律
（2）小明和小华一起在通过实验来探究《平抛物体的运动的规律》，他们得到了小球做平抛运动的闪光照片，但
由于不小心给撕掉了一段，他们在剩下的坐标纸上描出了几个点，如图2所示，已知图中每个小方格的边长都是
0.2cm，根据剩下的这块坐标纸．求：闪光频率为____Hz，平抛初速度为____m/s，A点的速度为
____m/s．
【答案】 B 50 0.3 0.5
【解析】（1）在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方
向是自由落体运动，ACD错误；B正确；
故选B。

（2）在竖直方向上有：，其中，代入求得：，；水平方向：，其中，，故；
A点左上方点的速度为：
A点竖直方向速度为：
因此：
故答案为：（1）B；（2）50，0.3，0.5
四、简答题
1.如图所示，一半径为R=2m的圆环，以直径AB为轴匀速转动，转动周期T=2s，环上有M、N两点．试求：（1）M点的角速度；
（2）N 点的线速度．
【答案】（1）M 点的角速度；(2) 【解析】（1）根据几何关系知：，
根据
，可求M 点角速度：
（2）同一圆环以直径为轴做匀速转动时，环上的点的角速度相同， 根据，即可得N 的线速度：。

2.地球的两颗人造卫星质量之比m 1：m 2=1：2，圆周轨道半径之比r 1：r 2=1：2． 求：（1）线速度之比； （2）角速度之比； （3）运行周期之比； （4）向心力之比． 【答案】(1) (2) (3) (4)
【解析】设地球的质量为M ，两颗人造卫星的线速度分别为v 1、v 2，角速度分别为ω1、ω2，运行周期分别为T 1、T 2，向心力分别为F 1、F 2；
（1）根据万有引力和圆周运动规律： ， 得： ，所以 ，故二者
线速度之比为．
（2）根据圆周运动规律： ，得： ，所以：；
；
（3）根据圆周运动规律：
，所以：
，故二者运行周期之比为
；
（4）根据万有引力充当向心力公式： ，所以：
，故二者向心力之比为 2：1。

3.如图所示，一个人用一根长1m 、最多只能承受46N 拉力的绳子，拴着一个质量为1kg 的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O 离地面h=6m ，小球转动至最低点时绳子突然断了．（g 取10m/s 2） （1）绳子断时小球运动的角速度多大？
（2）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离．
【答案】(1)
(2)
【解析】（1）在最低点：，绳断时，
，得：
；
（2）绳断后，小球做平抛运动，竖直方向上有：
，得：．
水平方向：。