广西高一高中物理期中考试带答案解析

广西高一高中物理期中考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、计算题
目前，上海有若干辆超级电容车试运行，运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5公里．假设有一辆超级电容车，质量m=2×103kg，额定功率P=60kW，当超级电容车在平直水平路面上
行驶时，受到的阻力f是车重的0.1倍，g取10m/s2．
（1）超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？
（2）若超级电容车从静止开始，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？
（3）若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50s后达到最大速度，求此过程中超级电容车的位移．二、简答题
物体做圆周运动时，所需的向心力F
需由运动情况决定，提供的向心力F
供
由受力情况决定．若某时刻F
需
=F
供
，则
物体能做圆周运动；若F
需＞F
供
，物体将做离心运动；若F
需
＜F
供
，物体将做向心运动．现有一根长L=1m的刚性
轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m=0.5kg的小球（可视为质点），将小球提至正上方的A 点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力，g取10m/s2，则：
（1）为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？
（2）若小球以速度v
1
=4m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？
（3）若小球以速度v
2
=1m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小？若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间？
三、选择题
1.如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算该女运动员
A．受到的拉力为G
B．受到的拉力为2G
C．向心加速度为g
D．向心加速度为2g
2.人用绳子通过动滑轮拉A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v
匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，求A物体实际运动的速度是
A．B．v0sinθ
C．v0cosθD．
3.信使号水星探测器按计划将陨落在水星表面。

工程师通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道，使其寿命再延长一个月，如图所示，释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ，忽略探测器在椭圆轨道上所受阻力。

则下列说法正确的是
A．探测器在轨道Ⅰ上E点速率等于在轨道Ⅱ上E点速率
B．探测器在轨道Ⅱ上F点的速率大于在轨道Ⅱ上E点的速率
C．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的E处加速度相同
D．探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中，势能和动能均减少
=3m/s的速度水4.如图所示，一个倾角为37°的斜面固定在水平面上，在斜面底端正上方的O点将一小球以速度v
平抛出，经过一段时间后，小球垂直斜面打在P点处．（小球可视为质点，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），则
A．小球击中斜面时的速度大小为5m/s
B．小球击中斜面时的速度大小为4m/s
C．小球做平抛运动的水平位移是1.6m
D．小球做平抛运动的竖直位移是1m
5.如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的．不计空气阻力，则
A．b和c的飞行时间相同
B．a的飞行时间比b的长
C．b的水平初速度比c的大
D．a的水平初速度比b的小
6.两颗靠得较近的天体组成双星，它们以两者连线上某点为圆心.设其做匀速圆周运动，因而不会由于相互的引力作用而被吸在一起，则下列说法中正确的是
A．它们做圆周运动的角速度不相等
B．它们做匀速圆周运动的线速度之比与它们的轨道半径成正比
C．它们做匀速圆周运动的向心力不相等
D．它们做圆周运动的轨道半径之比与它们的质量成反比
分别斜向上抛出和竖直向下抛出，不计空气阻力，如7.把A、B两小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v
图所示，则下列说法正确的是
A．从开始运动至落地，重力对两小球做的功不相同
B．两小球落地时速度大小相等
C ．两小球落地时，重力的瞬时功率不相同
D ．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同
四、多选题
一物体从某一行星（该星球的半径为地球半径的
）表面竖直向上抛出（不计空气阻力），t=0时抛出，得到如
图所示的s ﹣t 图象，物体上升用时为2.5s,（可能用到的数据：地球的半径为6400km ，地球的第一宇宙速度取
8km/s ，地球表面的重力加速度取10m/s 2）则
A ．该行星表面的重力加速度是8m/s 2
B ．物体落到行星表面时的速度25m/s
C ．物体落到行星表面时的速度是20m/s
D ．该行星的第一宇宙速度是6.4×103
m/s
五、实验题
1.某实验小组采用如图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50 Hz 。

（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小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。

把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W 1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W 1…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（如图所示）求得小车获得的速度为_____m/s 。

（保留三位有效数字）
2.在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图
所示。

（1）使小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x 和y ，由公式：x ＝_____和y ＝
gt 2，可得v 0＝_______（用字母x ，g ，y 表示）．
（2）某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图所示.在曲线上取A 、B 、C 三个点，测量得到A 、B 、C 三点间竖直距离h 1="10.20" cm ，h 2="20.20" cm ，A 、B 、C 三点间水平距离x 1=x 2="x=12.40" cm ，g 取10 m/s 2，
则物体平抛运动的初速度v 0的计算式为________________（用字母h 1、h 2、x ，g 表示），代入数据得其大小为
_______________m/s.（保留三位有效数字）
广西高一高中物理期中考试答案及解析
一、计算题
目前，上海有若干辆超级电容车试运行，运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5公里．假设有一辆超级电容车，质量m=2×103kg ，额定功率P=60kW ，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f 是车重的0.1倍，g 取10m/s 2．
（1）超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？
（2）若超级电容车从静止开始，保持以0.5m/s 2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
（3）若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50s 后达到最大速度，求此过程中超级电容车的位移． 【答案】（1）超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是30m/s
（2）若超级电容车从静止开始，保持以0.5m/s 2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持40s
（3）若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50s 后达到最大速度，此过程中超级电容车的位移为1050m ．
【解析】（1）当汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，速度达到最大，由P=Fv 求的最大速度；
（2）当汽车以恒定的加速度运动时，由牛顿第二定律求出牵引力，在牵引力下达到额定功率前，加速度将保持不变，由v=at 求出加速时的时间； （3）有动能定理求出位移；
解：（1）当汽车速度达到最大时汽车的牵引力与阻力平衡，即F=f f=kmg=0.1×2×103×10=2000N P=fv m 得：v m ==
=30m/s
（2）汽车做匀加速运动：F 1﹣f=ma F 1=3000N
设汽车刚达到额定功率时的速度v 1：P=F 1v 1 v 1=
=
=20m/s
设汽车匀加速运动的时间t ：v 1=at 解得：t=
=40s
（3）从静止到最大速度整个过程牵引力与阻力做功，由动能定理得：Pt 2﹣fs=mv m 2 代入数据解得：s=
m=1050m
答：（1）超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是30m/s
（2）若超级电容车从静止开始，保持以0.5m/s 2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持40s
（3）若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50s 后达到最大速度，此过程中超级电容车的位移为1050m ．
【点评】本题主要考查了机车启动的两种方式，恒定功率启动和恒定加速度启动，掌握恒定功率启动时功率保持不变，牵引力随速度增大而减小，恒定加速度启动时牵引力不变，功率随速度增加而增加．
二、简答题
物体做圆周运动时，所需的向心力F
需由运动情况决定，提供的向心力F
供
由受力情况决定．若某时刻F
需
=F
供
，则
物体能做圆周运动；若F
需＞F
供
，物体将做离心运动；若F
需
＜F
供
，物体将做向心运动．现有一根长L=1m的刚性
轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m=0.5kg的小球（可视为质点），将小球提至正上方的A 点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力，g取10m/s2，则：
（1）为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？
（2）若小球以速度v
1
=4m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？
（3）若小球以速度v
2
=1m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小？若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间？
【答案】（1）（2）3N（3）0.6s
【解析】（1）小球恰能经过最高点时：
（2因为，故绳中有张力，
则
解得：T=3N
（3），故无张力
因
解得：
三、选择题
1.如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算该女运动员
A．受到的拉力为G
B．受到的拉力为2G
C．向心加速度为g
D．向心加速度为2g
【答案】B
【解析】A、B、女运动员做圆锥摆运动，由对女运动员受力分析可知，受到重力、男运动员对女运动员的拉力，
如图所示，
竖直方向合力为零，则：，
解得：F=2G，A错误，B正确；
C、D、，即水平方向的合力提供匀速圆周运动的向心力，有：，所以：
，CD错误；
故选B。

匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时，绳与2.人用绳子通过动滑轮拉A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v
竖直杆的夹角为θ，求A物体实际运动的速度是
A．B．v0sinθ
C．v0cosθD．
【答案】D
【解析】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示，
拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度，根据平行四边形定则得，实际速度：，D正确；ABC错误；
故选D。

3.信使号水星探测器按计划将陨落在水星表面。

工程师通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道，使其寿命
再延长一个月，如图所示，释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ，忽略探测器在椭圆轨道上所受阻力。

则下列说法正确的是
A．探测器在轨道Ⅰ上E点速率等于在轨道Ⅱ上E点速率
B．探测器在轨道Ⅱ上F点的速率大于在轨道Ⅱ上E点的速率
C．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的E处加速度相同
D．探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中，势能和动能均减少
【答案】C
【解析】A、在圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，在E点实施变轨做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须万有
引力小于飞船所需向心力，所以应给飞船加速，故探测器在轨道Ⅰ上E点速率小于在轨道Ⅱ上E点速率，A错误；
B、探测器在轨道Ⅱ上从E点到F点机械能守恒，F点位置较高，重力势能大，动能小，在轨道Ⅱ上E点速率大于
在轨道上Ⅱ上F点的速率， B错误；
C、探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上E点所受的万有引力相同，根据知，加速度相同，C正确；
D、探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中，引力势能增加，动能较小，D错误；
故选C。

4.如图所示，一个倾角为37°的斜面固定在水平面上，在斜面底端正上方的O点将一小球以速度v
=3m/s的速度水
平抛出，经过一段时间后，小球垂直斜面打在P点处．（小球可视为质点，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，
cos37°=0.8），则
A ．小球击中斜面时的速度大小为5m/s
B ．小球击中斜面时的速度大小为4m/s
C ．小球做平抛运动的水平位移是1.6m
D ．小球做平抛运动的竖直位移是1m
【答案】A
【解析】A 、B 、小球的速度方向与斜面垂直，根据平行四边形定则有：
，
解得：
，
小球击中斜面时的速度大小为：，A 正确；B 错误；
C 、
D 、小球运动的时间：
，可知水平位移：
，竖直位移：
，CD 错误；
故选A 。

5.如图所示，x 轴在水平地面内，y 轴沿竖直方向．图中画出了从y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运
动轨迹，其中b 和c 是从同一点抛出的．不计空气阻力，则
A ．b 和c 的飞行时间相同
B ．a 的飞行时间比b 的长
C ．b 的水平初速度比c 的大
D ．a 的水平初速度比b 的小
【答案】AC 【解析】A 、B 、根据
知，b 、c 的高度相同，则b 和c 的飞行时间相同，a 的高度小于b 的高度，则a 的
飞行时间小于b 的飞行时间，A 正确；B 错误； C 、b 、c 的运动时间相等，b 的水平位移大，根据知，b 的初速度大，C 正确； D 、a 的飞行时间短，根据知，a 的水平位移大，则a 的水平速度大于b 的水平速度，D 错误； 故选AC 。

6.两颗靠得较近的天体组成双星，它们以两者连线上某点为圆心.设其做匀速圆周运动，因而不会由于相互的引力作用而被吸在一起，则下列说法中正确的是 A ．它们做圆周运动的角速度不相等
B ．它们做匀速圆周运动的线速度之比与它们的轨道半径成正比
C ．它们做匀速圆周运动的向心力不相等
D ．它们做圆周运动的轨道半径之比与它们的质量成反比
【答案】BD
【解析】A 、在双星问题中它们的角速度相等，A 错误； B 、根据知，它们做匀速圆周运动的线速度之比与它们的轨道半径成正比，B 正确； C 、双星间的万有引力提供向心力，所以它们做匀速圆周运动的向心力相等，C 错误； D 、设两星之间的距离为L ，质量分别为m 1、m 2，根据万有引力提供向心力得：
，①
，②
联立①②可得：，得：，即轨道半径和质量成反比，D正确；
故选BD。

分别斜向上抛出和竖直向下抛出，不计空气阻力，7.把A、B两小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v
如图所示，则下列说法正确的是
A．从开始运动至落地，重力对两小球做的功不相同
B．两小球落地时速度大小相等
C．两小球落地时，重力的瞬时功率不相同
D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同
【答案】BC
【解析】A、两球分别做斜抛运动和竖直下抛运动，初末位置的高度差相同，两球质量相同，则重力做功相同，A
错误；
B、根据动能定理知，落地的速度大小相等，B正确；
C、斜抛运动落地时速度与竖直方向有夹角，根据知，重力的瞬时功率不同，C正确；
D、斜抛运动的时间大于竖直下抛运动的时间，根据平均功率的定义式知，重力做功相同，时间不同，则重力做功
的平均功率不同，D错误；
故选BC。

四、多选题
一物体从某一行星（该星球的半径为地球半径的）表面竖直向上抛出（不计空气阻力），t=0时抛出，得到如
图所示的s﹣t图象，物体上升用时为2.5s,（可能用到的数据：地球的半径为6400km，地球的第一宇宙速度取
8km/s，地球表面的重力加速度取10m/s2）则
A．该行星表面的重力加速度是8m/s2
B．物体落到行星表面时的速度25m/s
C．物体落到行星表面时的速度是20m/s
D．该行星的第一宇宙速度是6.4×103m/s
【答案】ACD
【解析】A、B、C、由图可知，物体上升的最大高度为：，上升时间为：，对于上升过程有：，则，又物体上升过程的加速度，,AC正确；B错误；
D、在该星球表面绕该星球做圆周运动的向心力由万有引力（即重力）提供，则：
，即，D正确；
故选ACD。

五、实验题
1.某实验小组采用如图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50 Hz 。

（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小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。

把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W 1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W 1…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（如图所示）求得小车获得的速度为_____m/s 。

（保留三位有效数字）
【答案】 D 2.00
【解析】（1）实验中木板略微倾斜，使重力的下滑分力与摩擦力平衡，这样橡皮筋松弛后小车所受合外力为零，做匀速运动，故选D ；
（2）根据纸带，小车匀速运动时，
2.在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图
所示。

（1）使小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x 和y ，由公式：x ＝_____和y ＝
gt 2，可得v 0＝_______（用字母x ，g ，y 表示）．
（2）某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图所示.在曲线上取A 、B 、C 三个点，测量得到A 、B 、C 三点间竖直距离h 1="10.20" cm ，h 2="20.20" cm ，A 、B 、C 三点间水平距离x 1=x 2="x=12.40" cm ，g 取10 m/s 2，则物体平抛运动的初速度v 0的计算式为________________（用字母h 1、h 2、x ，g 表示），代入数据得其
大小为_______________m/s.（保留三位有效数字）
【答案】 v 0t
【解析】（1）小球在水平方向做匀速直线运动，位移公式；
，小球在竖直方向做匀变速直线运动，
，解得：
，所以
；
（2）小球在竖直方向做匀变速直线运动，连续相等时间内的位移差为常数，因此有：,
所以：
，小球平抛运动的初速度大小为：
，代入数据，解得：。