四川省成都树德中学2013-2014学年高一下学期期中考试物理Word版含答案

树德中学高2013级第二期期中物理试题
满分：150分
时间：120分钟
一、选择题（本题共15小题，每题4分，共60分。

每题给出的四个选项中至少有一个是正确的，选错的不得分，漏选的得2分）
1、下列说法正确的是： （ ）
A ．牛顿由于测出了万有引力常量而成为第一个计算出地球质量的人
B ．开普勒在前人研究的基础上总结出行星运动三定律
C ．功率是描述力对物体做功多少的物理量
D ． 功的单位可以用22/.s m kg 表示
2、下列说法正确的是（ ）
A ．当作用力做正功时，反作用力一定做负功
B ．一对相互作用的静摩擦力做功的总和为零
C ．一对相互作用的滑动摩擦力做功的总和为负
D ．当人从蹲在地上至站起来的过程中，人受到的重力做负功，地面给人的支持力做正功 3、如图所示，直升飞机放下绳索从湖里吊起困在水中的伤员后，在离湖面H 的高度飞行，空气阻力不计，在伤员与飞机以相同的水平速度匀速运动的同时，绳索将伤员吊起，飞机与伤
员之间的距离L 与时间t 之间的关系是L=H-t 2
，则伤员的受力情况和运动轨迹可能是下图中的（ ）
4、据美国媒体报道，美国和俄罗斯的两颗卫星在西伯利亚上空相撞．这是人类有史以来的首次卫星碰撞事件．碰撞发生的地点位于西伯利亚上空490英里(约790公里)，恰好比国际空间站的轨道高270英里（434公里）．若卫星和空间站轨道均可视为圆轨道，则以下相关说法中不正确的是（ ）
A ．碰撞后的碎片若受到稀薄大气的阻力作用，轨道半径将变小，则
有可能与国际空间站相碰撞B ．在碰撞轨道上运行的卫星的周期比国际空间站的周期小C ．发射一颗到碰撞轨道运行的卫星，则发射速度要大于第一宇宙速
度7.9 km/s D ．同一个圆轨道上，若后面的卫星一旦加速，将有可能与前面的卫星相碰撞5、如右图所示，质量相同的两物体与水平面的动摩擦因数相同，分别用与水平夹角相同的力F 1和F 2作用在物体上，使物体均能在水平面内做匀速直线运动，甲图中F 1为拉力，乙图中F 2为推力，当两物体经相同位移运动时，F l 和F 2对物体做的功分别为W 1和W 2，则( ) A ．W
1>W 2 B ．W 1=W 2 C ．W 1<W 2 D ．无法判断 6、如图所示竖直面内光滑轨道，它是由半径为R 的半圆环和切于D 点的水平部分组成．
a 、
b 、
c 三个物体由水平部分向半环滑去，它们重新落回到水平面上时的落点到切点D 的距离依次为AD ＜2R ，BD =2R ，CD ＞2R ．若a 、b 、c 三个物体离开半环在空中飞行时间依次为t a 、t b 、t c ，则关于三者的时间关系一定有（ ） A ．t a =t b B ．t c =t a C ．t b =t c D ．无法确定
7、如图(a)所示,一根细线上端固定在S 点,下端连一小铁球A,让小铁球在水平面内做匀速圆周运动,此装置构成一圆锥摆(不计空气阻力).下列说法中正确的是：（ ）
A. 小球做匀速圆周运动时的角速度一定大于
l
g
(l 为摆长) B. 小球做匀速圆周运动时，受到重力，绳子拉力和向心力作用. C.另有一个圆锥摆，摆长更大一点，两者悬点相同.如图(b)所示，
如果改变两小球的角速度，使两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动，则B 球的角速度等于A 球的角速度
D.如果两个小球的质量相等,则在图(b)中两条细线受到的拉力相等
8、图示为探究某根弹簧的伸长量x 与所受拉力F 之间的关系图，下列说法中正确的（ ） A ．弹簧的劲度系数是2N/m
B ．从开始到当弹簧受F
1=400N 的拉力的过程中，拉力对弹簧做功40J
C ．当弹簧受F 2=800N 的拉力作用而稳定时，弹簧的伸长量x 2=40cm
D ．从开始到当弹簧的伸长量x 1=40cm 时，拉力对弹簧做功320J
9、一条船要在最短时间内渡过宽为200 m 的河，已知河水的流速v 1与船离河岸的距离x 变化的关系如甲所示，船在静水中的速度v
2与时间t 的关系如图乙所示，则以下判断中正确的是 ( ) A ．船渡河的最短时间50 s B ．船运动的轨迹可能是直线
C ．船在河水中的最大速度是5 m/s
D ．船在河水中航行的加速度大小为a ＝0.2 m/s 2 10、a 、b 、c 、d 四颗地球卫星，a 还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为a 1，b 处于地面附近近地轨道上正常运动速度为v 1，c 是地球同步卫星离地心距离为r ，运行速率为v 2，加速度为a 2，d 是高空探测卫星，各卫星排列位置如图2，地球的半径为R 则有 ( )．
A ．a 的向心加速度等于重力加速度g
B ． d 的运动周期有可能是20小时
C ． a 1a 2
＝2
⎪⎭⎫ ⎝
⎛R
r
D ．v 1
v 2
＝
11、 假设月球半径为R ，月球表面的重力加速度为g 0。

如图所示，飞船首先沿距月球表面高度为3R 的圆轨道I 运动，到达轨道的A 点时点火变轨进入椭圆轨道II ，到达轨道II 的近月点B 再次点火进入近月轨道III(轨道半径可近似当做R)绕月球做圆周
运动。

下列判断正确的是（ ）
A ．飞船在轨道I
B ．飞船在轨道III 绕月球运动一周所需的时间为2
C ．飞船在A 点点火变轨的瞬间，速度减小
D ．飞船在A 点的线速度大于在B 点的线速度
12、教科版高中物理教材必修2中介绍, ,亚当斯通过对行星“天王星”的长期观察发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t 发生一次最大的偏离。

亚当斯利用牛顿发现的万有引力定律对观察数据进行计算, 认为形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知行星（后命名为海王星），它对天王星的万有引力引起其轨道的偏离。

由于课本没有阐述其计算的原理，这极大的激发了树德中学天文爱好社团的同学的探索热情，通过集体研究，最终掌握了亚当斯当时的计算方法：设其（海王星）运动轨道与天王星在同一平面内，且与天王星的绕行方向相同，天王星的运行轨道半径为R ，周期为T ，并认为上述最大偏离间隔时间t 就是两个行星相邻两次相距最近的时间间隔，并利用此三个物理量推导出了海王星绕太阳运行的圆轨道半径，则下述是海王星绕太阳运行的圆轨道半径表达式正确的是（ ）
A ．R t T t 32)(-
B ．R T t t -
C ．R T t t 32
)(- D ．R T
t t 32- 13、 如图所示，汽车通过轻质光滑的定滑轮，将一个质量为m 的物体从井中拉出，绳与汽车连接点距滑轮顶点高都为h ，开始时物体静止于A ，滑轮两侧的绳都竖直绷紧，汽车以v 向右匀速运动，至汽车与连接的细绳水平方向的夹角为30°，则 ( )
A ．运动过程中，物体m 一直做加速运动
B ．运动过程中，细绳对物体的拉力总是等于mg
C ．在绳与水平方向的夹角为30°时，物体m 上升的速度为v/2
D ．在绳与水平方向的夹角为30°时，拉力功率大于
2
3
mgv 14、一质量为m 的物体静止在水平面上，在水平方向的拉力F 作用下开始运动，在0～6 s 内
其运动的速度—时间图象与拉力的功率—时间图象如图所示，取g ＝10 m/s 2
，下列判断正确的
是( )
A ．拉力F 的大小为10 N ，且保持不变
B ．物体的质量为2kg
C ．0～6 s 内拉力做的功为156 J
D ．0～6 s 内物体克服摩擦力做功120 J
15、如图所示，在光滑水平面内建立直角坐标系xOy ，一质点在该平面内0点受大小为F 的力作用从静止开始做匀加速直线运动，经过t 时间质点运动到A 点,A 、0两点距离为a ,在A 点作用力突然变为沿y 轴正方向，大小仍为F ，再经t 时间质点运动到B 点,在B 点作用力 又变为大小等于4F 、方向始终与速度方向垂直且在该平面内的变力，再经一段时间后质点运动到C 点,此时速度方向沿x 轴负方向，下列对运动过程的分析正确的是（ ） A. A 、B 两点距离为a 2
B ．
C 点与x 轴的距离为
a 2
2
4+ C.质点在B 点的速度方向与x 轴成30°
D ．质点从B 点运动到C 点所用时间可能为
t π16
2
3 二、填空及实验题（每题6分，共30分）
16、如图，在探究向心力公式的实验中，为了探究物体质量、圆周
运动的半径、角速度与向心力的关系，运用的试验方法是 法 ；现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，做法正确的是：在小球运动半径 （填“相等”或“不相等”）的情况下，用质量 （填“相同”或“不相同”）的钢球做实验。

17、 如图所示，长为2L 的轻杆，两端各固定一小球，A 球质量大于
B 球质量，杆的中点O 有一水平光滑固定轴，杆可绕轴在竖直平面内转动。

杆转至竖直时杆的角速度为ω，要使杆对转轴的作用力为零，则 球在上端，A 、B 两小球的质量之比为
18、如图(a)所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg 的物体在F 作用下从静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如
图(b)所示，由此可知(g 取10m/s 2
)在0至4s 这段时间里F 做的功的
20、⑴若已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，月球绕地球运动的周期为T ，且把
只写出最后答案的不能得分。

）
21、（10分））如图甲所示，质量为m 的物体置于水平地面上，受与水平方向夹角为370的拉
力F 作用，在2 s 时间内的变化图象如图乙所示，其运动的速度图象如图丙所示，g ＝10 m/s 2
.
求：
（sin370=0.6; cos370
=0.8） （1）0至2s 内拉力F 所做功
（2）物体和地面之间的动摩擦因数 （3）拉力F 的最大功率 22、（12分）在研究“运动的合成与分解”的实验中，如图甲所示，在一端封闭、长约1 m 的玻璃管内注满清水，水中放置一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧．然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动，假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1 s 上升的距离都是20 cm ，玻璃管向右匀加速平移，每1 s 通过的水平位移依次是 5 cm 、15 cm 、25 cm 、35 cm .图乙中，y 表示蜡块竖直方向的位移，x 表示蜡块随玻璃管运动的水平位移，t ＝0时蜡块位于坐标原点．
(1)请在图乙中画出蜡块4 s 内的运动轨迹． (2)求出玻璃管向右平移的加速度． (3)求t ＝2 s 时蜡块的速度v.
23．(12分) 如图所示，平台上的小球从A 点水平抛出，恰能无碰撞地进入光滑的BC 斜面，经C 点进入光滑平面CD 时速率不变，最后进入悬挂在O 点并与水平面等高的弧形轻质筐内。

已知小球质量为1kg ，A 、B 两点高度差2m ，BC 斜面高4m ，倾角045=α，悬挂弧筐的轻绳长为6m ，小球看成质点，轻质筐的重量忽略不计，弧形轻质筐的大小远小于悬线长度，重力加速度为g =10m/s 2 ,试求：
（1）B 点与抛出点A 的水平距离x ；
（2）小球运动至C 点的速度C v 大小；
（3）小球进入轻质筐后瞬间，小球所受拉力F 的大小．
24．（12分）一辆汽车质量为2×
103kg ，最大功率为3×104W ，在水平路面由静止开始作直线运动，最大速度为v 2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为6×103N ，其行驶过
程中牵引力F 与车速的倒数
v
1
的关系如图所示．试求 （1）根据图线ABC 判断汽车作什么运动？ （2）v 2的大小；
（3）整个运动中的最大加速度；
（4）当汽车的速度为10m/s 时发动机的功率为多大？ 25、（14分）“重力探矿”是常用的探测石油矿藏的方法之一。

其原理可简述如下：如图，P 、Q 为某地区水平地面上的两点，在P 点正下方一球形区域内储藏有石油，假定区域周围岩石均匀分布，密度为ρ；石油密度远小于ρ，可将上述球形区域视
为空腔。

如果没有这一空腔，则该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏差。

重力加速度在原坚直方向（即PO 方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”。

为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用P 点附近重力加速度反常现象。

已知引力常数为G 。

（1）“重力探矿”利用了“割补法”原理：如图所示，在一个半径为R 、质量为M 的均匀球体中，紧贴球的边缘挖去一个半径为R/2的球形空穴后，剩余的阴影部分对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距d 的质点m 的引力是多大?
（2）设球形空腔体积为V ，球心深度为d （远小于地球半径），PQ =x ，利用“割补法”原理：如果将近地表的球形空腔填满密度为ρ的岩石,则该地区重力加速度便回到正常值.因此,重力
加速度反常值可通过填充后的球形区域对Q 处物体m 产生的附加引力g m r Mm
G ∆=2
来计算,式中M 是填充岩石后球形区域的质量,求空腔所引起的Q 点处的重力加速度反常值g '∆（g
∆在OP 方向上的分量）
（3）若在水平地面上半径L 的范围内发现：重力加速度反常值在δ与k δ（k >1）（δ为常数）之间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半为L 的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。

树德中学高2013级第二期期中物理试题答题卷
二、填空与实验题（30分，每空3分） 16 ， 17 ，
18 ， 19① ②
20 ① ② ；
三、计算题（60分）
21（10分）
………………………………………………………………………………………………………… 22．(12分)
………………………………………………………………………………………………………… 23．(12分)
姓名： 考号 座位号： …………密…………………………………………封……………………………线………………………………………
24．（12分）
…………………………………………………………………………………………………………25．(14分)
树德中学高2013级第二期期中物理试题参考答案
二、填空及实验题（每题6分共30分） 16、控制变量法; 相等 相同 22
答案的不能得分。

） 21、（10分））
解：（1）0137cos Fx w = 又因为m x 5.01= 解得 J w 4= (4分)
（2）22/1s m t
v
a =∆∆=
又因为2ma mg =μ 解得1.0=μ （4分） （3）w c P 837os Fv 0m == （2分）
22、（12分）解析(1)蜡块在竖直方向做匀速直线运动，在水平方向向右做匀加速直线运动，根据题中的数据画出蜡块4 s 内的运动轨迹如下图所示．(4分)
(2)由于玻璃管向右为匀加速平移，根据Δx ＝a Δt 2可求得加速度，由题中数据可得：Δx
＝10 cm ，相邻时间间隔为Δt ＝1 s ，
则a ＝Δx
Δt 2＝0.1 m/s 2
（4分） (3)由运动的独立性可知，竖直方向的速度为s m at v x /2.021.0=⨯==
s m v y /2.0= s m v v v y x /22.02
2=+=（4分）
23．(12分)．解（1）小球至B 点时速度方向与水平方向夹角为，设小球抛出的初速度为
，A 点至B 点时间为
（1分）， （1分），
（1分），m x 4=（1分）
（2）设小球至B 点时速度为，在斜面上运动的加速度为
（1分），（1分），（1分）
s m v C /302=（1分）
（3）小球进入轻筐后做圆周运动
（2分），N F 30=（2分）
（得分说明：结果是对的，有过程且没错误给分，用其它方法解题结果是对的，也给分） 24．（12分）解：（1）图线AB 牵引力F 不变，阻力f 不变，汽车作匀加速直线运动，图线BC 的斜率表示汽车的功率P ，P 不变，则汽车作加速度减小的加速运动，直至达最大速度v 2，此后汽车作匀速直线运动。

（3分）
（2）汽车速度为v 2，牵引力为F 1=2×103 N ，
（3分）
（3）汽车做匀加速直线运动时的加速度最大 阻力
（1分）
（2分）
（4）与B 点对应的速度为 （2分）
当汽车的速度为10m/s 时处于图线BC 段，故此时的功率为最大P m =3×104W （1分） 25、（14分）解析：(1)把整个球体对质点的引力F 看成是挖去的小球体对质点的引力F 1和剩余部分对质点的引力F 2之和，即F=F 1+F 2 填补上空穴的完整球体对质点m 的引力为F=
（1分）
挖去的半径为R ／2的小球体的质量为M′，则M′=ρ×
M
F 1=（1分）
挖去球穴后的剩余部分对球外质点m 的引力
F 2=F-F 1=
(2分)
（2）,V M ρ=①（1分） 而r 是球形空腔中心O 至Q 点的距离2
2x d r +=……②（1分）…
g ∆在数值上等于由于存在球形空腔所引起的Q 点处重力加速度改变的大小.Q 点处重力加速度改变的方向沿OQ 方向,重力加速度反常g '∆是这一改变在竖直方向上的投影 g r d g ∆=
'∆ ③（1分） …联立以上式子得2/322)
(x d Vd G g +='∆ρ, …④（1分） （3）由⑤式得,重力加速度反常g '∆的最大值和最小值分别为
()2max d V G g ρ
='∆…⑤（1分）…()2/322min )
(L d Vd G g +='∆ρ⑥…（1分…） 由提设有()δk g ='∆max 、()δ='∆min g …⑦…（2分） 联立以上式子得,地下球形空腔球心的深度和空腔的体积分别为
13/2-=
k L d ,)1(3/22-=k G k L V ρδ（2分）。