江苏省盐城市时杨中学2015-2016学年高一(下)期中物理试卷(解析版)

2015-2016学年江苏省盐城市时杨中学高一（下）期中物理试卷一、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共计45分．每小题只有一个选项符合题意）1．将一蜡块置于注满清水的长玻璃管中，封闭管口后将玻璃管竖直倒置，在蜡块匀速上浮的同时，使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀速移动（如图所示），则蜡块相对于黑板的运动轨迹是（）A．B．C．D．2．做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（）A．物体的高度和受到的重力B．物体受到的重力和初速度C．物体的高度和初速度D．物体受到的重力、高度和初速度3．一物体从某高度以初速度v0水平抛出，落地时速度大小为v t，则它运动时间为（）A． B．C．D．4．如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤击打弹性金属片，金属锤把P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，则（）A．P球先落地B．Q球先落地C．两球同时落地D．两球落地先后由小锤击打力的大小而定5．某同学为感受向心力的大小与那些因素有关，做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动，使小球在水平面内作圆周运动（如图所示），则下列说法中正确的是（）A．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变B．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大C．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变D．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小6．如图所示，在皮带传动装置中，主动轮A和从动轮B半径不等，皮带与轮之间无相对滑动，则下列说法中正确的是（）A．A轮的角速度小B．B轮的线速度大C．A轮的向心加速度大D．两轮转动的周期相同7．如图，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动的物体的受力情况是（）A．受重力．支持力．静摩擦力和向心力的作用B．摩擦力不变C．重力和支持力是一对作用力与反作用力D．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力8．2012年2月25日，我国成功发射了第11颗北斗导航卫星，标志着北斗卫星导航系统建设又迈出了坚实一步．若卫星质量为m、离地球表面的高度为h，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对卫星万有引力的大小为（）A． B．C． D．9．一个物体在地球表面所受的重力为G，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受的引力为（）A．B．C．D．10．已知引力常量G、地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为r，地球绕太阳运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量（）A．地球的质量B．太阳的质量C．太阳的半径D．太阳对地球的引力大小11．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时39分．火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（）A．火卫一距火星表面较远 B．火卫一的运动速度较大C．火卫二的角速度较大D．火卫二的向心加速度较大12．物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫“第一宇宙速度”，其大小为（）A．7.9km/s B．11.2 km/s C．16.7 km/s D．24.4 km/s13．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星（）A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的14．汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥的压力为车重的3/4．如果使汽车行驶至桥顶时对桥恰无压力，则汽车速度大小为（）A．15 m/s B．20 m/s C．25 m/s D．30m/s15．在光滑杆上穿着两个小球m1、m2，且m1=2m2，用细线把两球连起来，当盘架匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，如图所示，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为（）A．1：2 B．1：C．2：1 D．1：1二、简答题（本题包括2小题，共计10分．）16．如图所示，人造地球卫星在椭圆形轨道上运转，设a点为近地点，b点为远地点．卫星沿轨道做顺时针转动，卫星通过a点时的线速度通过b点时的线速度（填＞、=或＜）．17．在“研究平抛运动”的实验中，记录了如图所示的一段轨迹OABC．以物体被水平抛出的位置为O为坐标原点，C点的坐标为（60cm，45cm）．（1）物体在竖直方向做运动；（2）物体从O点运动到C点所用的时间为s（g=10m/s2）．（3）物体做平抛运动的初速度m/s（4）物体运动到C点的位移是cm．三、解答题（共5小题，满分45分）18．在高为20m的阳台上，用20m/s的初速度水平抛出一物体，不计空气阻力，g取10m/s2．求：（1）物体在空中运动的时间；（2）落地时的速度方向．19．有一质量为m的人造卫星，在离地面为h的高空做匀速圆周运动．已知地球半径为R，地球质量为M，万有引力常量为G．求：（1）卫星运行的速度（2）推导地球表面的重力加速度g的表达式．20．如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R=0.5m，离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）物块做平抛运动的初速度大小v0．（2）物块与转台间的动摩擦因数μ．21．如图所示，一质量为0.5kg的小球，用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动，求：（1）当小球在圆上最高点速度为4m/s时，细线的拉力是多少（2）当小球在圆下最低点速度为m/s时，细线的拉力是多少．22．如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力．请求出：（1）小球到达轨道最高点时的速度为多大？（2）小球落地时距离A点多远？（3）落地时速度多大？2015-2016学年江苏省盐城市时杨中学高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共计45分．每小题只有一个选项符合题意）1．将一蜡块置于注满清水的长玻璃管中，封闭管口后将玻璃管竖直倒置，在蜡块匀速上浮的同时，使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀速移动（如图所示），则蜡块相对于黑板的运动轨迹是（）A．B．C．D．【考点】运动的合成和分解．【分析】蜡块参加了两个分运动，水平方向水平向右匀速直线移动，竖直方向在管中匀速上浮，将分运动的速度合成可以得到合运动速度大小和方向的变化规律，进一步判断轨迹．【解答】解：蜡块参加了两个分运动，竖直方向在管中以v1匀速上浮，水平方向水平向右匀速直线移动，根据运动的合成可知，运动轨迹沿着合速度方向做匀速直线运动，故BCD均错误，A正确；故选：A．2．做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（）A．物体的高度和受到的重力B．物体受到的重力和初速度C．物体的高度和初速度D．物体受到的重力、高度和初速度【考点】平抛运动；运动的合成和分解．【分析】平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，分别根据匀速直线运动和自由落体运动的运动规律列方程求解即可．【解答】解：对于做平抛运动的物体，水平方向上：x=V0t竖直方向上：h=gt2所以水平位移为x=V0，所以水平方向通过的最大距离取决于物体的高度和初速度，故选：C．3．一物体从某高度以初速度v0水平抛出，落地时速度大小为v t，则它运动时间为（）A． B．C．D．【考点】平抛运动．【分析】将物体落地的速度进行分解，求出竖直方向的分速度v y，再根据竖直方向是自由落体运动，求解运动时间．【解答】解：将物体落地的速度进行分解，如图，则有落地时竖直分速度v y=又由小球竖直方向做自由落体运动，v y=gt得到t==．故D正确．故选：D4．如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤击打弹性金属片，金属锤把P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，则（）A．P球先落地B．Q球先落地C．两球同时落地D．两球落地先后由小锤击打力的大小而定【考点】研究平抛物体的运动．【分析】本题图源自课本中的演示实验，通过该装置可以判断两球同时落地，可以验证做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动；【解答】解：根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P做平抛运动，Q做自由落体运动，因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以两球同时落地，与打击的力度无关．故C正确，A、B、D错误．故选：C．5．某同学为感受向心力的大小与那些因素有关，做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动，使小球在水平面内作圆周运动（如图所示），则下列说法中正确的是（）A．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变B．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大C．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变D．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小【考点】线速度、角速度和周期、转速；向心力．【分析】根据向心力公式F=mω2r，采用控制变量法，结合牛顿第二定律，即可确定求解．【解答】解：由题意，根据向心力公式，F向=mω2r，与牛顿第二定律，则有T拉=mω2r；A、当保持绳长不变，增大角速度，根据公式可知，绳对手的拉力将增大，故A错误，B正确；C、当保持角速度不变，增大绳长，根据公式，T拉=mω2r；绳对手的拉力将增大，故C错误，D也错误；故选B．6．如图所示，在皮带传动装置中，主动轮A和从动轮B半径不等，皮带与轮之间无相对滑动，则下列说法中正确的是（）A．A轮的角速度小B．B轮的线速度大C．A轮的向心加速度大D．两轮转动的周期相同【考点】向心加速度；线速度、角速度和周期、转速．【分析】因为滑轮边缘上各点与皮带上各点之间相对速度为零（皮带与轮之间无相对滑动），所以滑轮边缘上各点线速度大小都等于皮带的速度的大小．然后根据线速度与角速度的关系、向心加速度与线速度和半径的关系及周期与半径和线速度的关系求即可．【解答】解：B、因为皮带与轮之间无相对滑动，所以滑轮边缘上各点线速度大小都与皮带的速度的大小，所以A、B两轮边缘上线速度的大小相等，所以B错误；A、又据v=Rϖ，可得主动轮A的半径和B的半径不等，故两轮的角速度相等错误，即A错误；C、同理，由于A半径较小，故A轮边缘向心加速度大，故C正确，D、因为角速度不相等，故两轮周期也不相同，所以D错误．故选：C．7．如图，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动的物体的受力情况是（）A．受重力．支持力．静摩擦力和向心力的作用B．摩擦力不变C．重力和支持力是一对作用力与反作用力D．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力【考点】向心力．【分析】物体随盘一起做匀速圆周运动，做圆周运动的物体需要向心力，这个向心力是由静摩擦力提供，重力和支持力是一对平衡力．【解答】解：A、物体受重力、支持力和静摩擦力三个力作用，靠静摩擦力提供圆周运动的向心力，故A错误，D正确．B、由于静摩擦力提供向心力，方向始终指向圆心，则摩擦力的方向时刻改变，故B错误．C、重力和支持力是一对平衡力，故C错误．故选：D．8．2012年2月25日，我国成功发射了第11颗北斗导航卫星，标志着北斗卫星导航系统建设又迈出了坚实一步．若卫星质量为m、离地球表面的高度为h，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对卫星万有引力的大小为（）A． B．C． D．【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力定律的公式解决问题．【解答】解：根据万有引力定律表达式得：，其中r为物体到地球中心的距离，即r=R+h，所以地球对卫星的万有引力大小为，故D正确，ABC错误故选：D9．一个物体在地球表面所受的重力为G，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受的引力为（）A．B．C．D．【考点】万有引力定律及其应用．【分析】在地球表面的物体其受到的重力我们可以认为是等于万有引力，设出需要的物理量，列万有引力公式进行比较．【解答】解：设地球的质量为：M，半径为R，设万有引力常量为G′，根据万有引力等于重力，则有：①在距地面高度为地球半径的2倍时：②由①②联立得：F=故选：D10．已知引力常量G、地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为r，地球绕太阳运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量（）A．地球的质量B．太阳的质量C．太阳的半径D．太阳对地球的引力大小【考点】万有引力定律及其应用．【分析】地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式后判断即可．【解答】解：AB、对地球而言，万有引力提供向心力，故有：G解得：M=故可以求解太阳质量，不能求解地球质量，故A错误，B正确；CD、太阳的半径R无法求解，由于不知道地球质量，故也就无法求解太阳对地球的引力大小，故CD错误；故选：B11．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时39分．火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（）A．火卫一距火星表面较远 B．火卫一的运动速度较大C．火卫二的角速度较大D．火卫二的向心加速度较大【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心加速度的表达式，进行讨论即可．【解答】解：A、卫星绕火星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、火星质量为M，有==mrω2则得T=2π，v=，a=，可知火卫二周期大，所以其轨道半径大，运行线速度小，向心加速度小，角速度小．故ACD错误，B正确．故选：B．12．物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫“第一宇宙速度”，其大小为（）A．7.9km/s B．11.2 km/s C．16.7 km/s D．24.4 km/s【考点】第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．【分析】第一宇宙速度又叫“环绕速度”即卫星贴地飞行的速度，利用万有引力提供向心力，卫星轨道半径约等于地球半径运算得出，大小为7.9km/s．【解答】解：第一宇宙速度又叫“环绕速度”即卫星贴地飞行的速度，第一宇宙速度的数值为7.9km/s，故A正确，BCD错误；故选：A．13．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星（）A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的【考点】同步卫星．【分析】了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球相同．物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心．通过万有引力提供向心力，列出等式通过已知量确定未知量【解答】解：它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．所以同步卫星只能在赤道的正上方．因为同步卫星要和地球自转同步，即ω相同，根据F==mω2r，因为ω是一定值，所以r也是一定值，所以同步卫星离地心的距离是一定的．故D正确，ABC错误；故选：D．14．汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥的压力为车重的3/4．如果使汽车行驶至桥顶时对桥恰无压力，则汽车速度大小为（）A．15 m/s B．20 m/s C．25 m/s D．30m/s【考点】向心力．【分析】在桥顶，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出拱桥的半径．当汽车对桥顶的压力为零，靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出汽车的速度．【解答】解：根据牛顿第二定律得：mg﹣N=m，汽车通过拱桥（上拱桥）顶点的速度为10m/s时，车对桥的压力为车重的，根据牛顿第三定律，车受到的支持力也是车重力的；有：mg﹣mg=m，解得：r=，根据mg=m得：v′==2v=20m/s故选：B15．在光滑杆上穿着两个小球m1、m2，且m1=2m2，用细线把两球连起来，当盘架匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，如图所示，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为（）A．1：2 B．1：C．2：1 D．1：1【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．【分析】两小球所受的绳子的拉力提供向心力，向心力大小相等，角速度相等，根据向心力公式求出两小球到转轴的距离之比．【解答】解：两小球所受的绳子的拉力提供向心力，所以向心力相等，角速度又相等，则有：m1ω2r1=m2ω2r2解得：r1：r2=1：2．故选：A．二、简答题（本题包括2小题，共计10分．）16．如图所示，人造地球卫星在椭圆形轨道上运转，设a点为近地点，b点为远地点．卫星沿轨道做顺时针转动，卫星通过a点时的线速度＞通过b点时的线速度（填＞、=或＜）．【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】人造地球卫星在椭圆形轨道上运转，根据开普勒第二定律可知，相等时间内，卫星和地球的连线扫过的面积相等，得出近地点速度大于远地点速度．【解答】解：根据开普勒第二定可知，近地点运动的比较快，远地点运动的比较慢，所以卫星通过a点时的线速度大于通过b点时的线速度．故答案为：＞17．在“研究平抛运动”的实验中，记录了如图所示的一段轨迹OABC．以物体被水平抛出的位置为O为坐标原点，C点的坐标为（60cm，45cm）．（1）物体在竖直方向做自由落体运动；（2）物体从O点运动到C点所用的时间为0.3s（g=10m/s2）．（3）物体做平抛运动的初速度2m/s（4）物体运动到C点的位移是75cm．【考点】研究平抛物体的运动．【分析】物体在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直位移，结合位移时间公式求出物体从O点到C点的时间，根据水平位移和时间求出初速度．根据平行四边形定则求出物体运动到C点的位移．【解答】解：（1）物体在竖直方向上做自由落体运动；（2）根据y=得，物体从O点到C点的时间为：t=；（3）物体平抛运动的初速度为：．（4）根据平行四边形定则知，物体运动到C点的位移为：s=．故答案为：（1）自由落体；（2）0.3；（3）2；（4）75三、解答题（共5小题，满分45分）18．在高为20m的阳台上，用20m/s的初速度水平抛出一物体，不计空气阻力，g取10m/s2．求：（1）物体在空中运动的时间；（2）落地时的速度方向．【考点】平抛运动．【分析】根据平抛运动的高度求出运动的时间，根据速度时间公式求出落地的时竖直分速度，结合平行四边形定则求出落地的速度方向．【解答】解：（1）根据竖直方向，得（2）设落地时速度与水平方向的夹角为α竖直分速度解得：α=45°，即落地时速度与水平方向的夹角为45°答：（1）物体在空中运动的时间2s；（2）落地时的速度方向与水平方向成45°．19．有一质量为m的人造卫星，在离地面为h的高空做匀速圆周运动．已知地球半径为R，地球质量为M，万有引力常量为G．求：（1）卫星运行的速度（2）推导地球表面的重力加速度g的表达式．【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】（1）卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，由此列式，可求得卫星的线速度．（2）根据物体在地球表面时万有引力等于重力，求解重力加速度g的表达式．【解答】解：（1）人造卫星在离地面为h的高空做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则G=m解得v=（2）物体在地球表面时万有引力等于重力，则G=mg得g=答：（1）卫星运行的速度是．（2）推导地球表面的重力加速度g的表达式是g=．20．如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R=0.5m，离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）物块做平抛运动的初速度大小v0．（2）物块与转台间的动摩擦因数μ．【考点】向心力；平抛运动．【分析】（1）平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平方向和竖直方向上的运动规律求出平抛运动的初速度．（2）当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．根据静摩擦力提供向心力，通过临界速度求出动摩擦因数．【解答】解：（1）物块做平抛运动，在竖直方向上有①在水平方向上s=v0t②由①②得（2）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有③f m=μN=μmg④由③④式解得．答：（1）物块做平抛运动的初速度大小为1m/s；（2）物块与转台间的动摩擦因数μ为0.2．21．如图所示，一质量为0.5kg的小球，用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动，求：（1）当小球在圆上最高点速度为4m/s时，细线的拉力是多少（2）当小球在圆下最低点速度为m/s时，细线的拉力是多少．【考点】向心力．【分析】小球在竖直平面内做圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供小球的向心力，根据牛顿第二定律求出细线的拉力．【解答】解：（1）当小球在圆上最高点时，根据牛顿第二定律得：F1+mg=m得到F1=m﹣mg=0.5（﹣10）N=15N，（2）当小球在圆下最低点时，F2﹣mg=m得到F2=mg+m=0.5（10+）N=45N．答：（1）当小球在圆上最高点速度为4m/s时，细线的拉力是15N；（2）当小球在圆下最低点速度为4m/s时，细线的拉力是45N．22．如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力．请求出：（1）小球到达轨道最高点时的速度为多大？（2）小球落地时距离A点多远？（3）落地时速度多大？【考点】向心力；平抛运动．【分析】（1）根据牛顿第二定律，结合最高点的压力大小，求出小球到达轨道最高点时的速度大小．（2）根据高度求出平抛运动的时间，结合最高点的速度和时间求出小球落地时距离A点多远．（3）根据速度时间公式求出落地时竖直分速度，结合平行四边形定则求出落地的速度．【解答】解：（1）在最高点，根据牛顿第二定律得，mg+，因为mg=F N1，解得．（2）根据2R=得，平抛运动的时间t=，则小球落地时距离A点距离x=．（3）小球落地时竖直分速度，根据平行四边形定则知，落地的速度v===．答：（1）小球到达轨道最高点时的速度为；（2）小球落地时距离A点；（3）落地时速度为．2016年6月19日。