湖南省衡阳市八中2013-2014学年高一下学期期中考试 物理 含解析byzhang

学必求其心得，业必贵于专精
衡阳市八中2014年上期期中考试
高一物理
命题人:易向前审题人：陈丽
考生注意：本试卷共道小题，满分100分，时量90分钟，请将答案写在答题卷上
一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分,共44分)
1.物体做曲线运动时，一定发生变化的物理量是
A、速度的大小
B、加速度的大小
C、速度的方向
D、加速度的方向
【答案】C
AC、曲线运动的速度方向是切线方向，时刻改变,故速度方向一定变化，而大小可以不变，如匀速圆周运动，故A错误C正确；BD、曲线运动的条件是合力与速度不共线，故合力可以是恒力，如平抛运动，合力恒定，加速度也恒定为g，故BD错误。

故选C。

【考点】曲线运动
2．水平路面上转弯的汽车，向心力是
A、重力和支持力的合力
B、滑动摩擦力
C、重力、支持力、牵引力的合力
D、静摩擦力
【答案】D
在水平路面上拐弯，向心力来源于静摩擦力，静摩擦力方向指向圆心，故D正确。

故选D。

【考点】向心力；牛顿第二定律
3．如图所示是一个玩具陀螺．a、b和c是陀螺上的三个点．当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（）．
A．a、b和c三点的角速度相等
B．a、b和c三点的线速度大小相等
C．a、b的角速度比c的大
D．c的线速度比a、b的大
【答案】A
a、b、c三点共轴，故a b c
ωωω
==；
A、因为三点共轴，所以角速度相等，故A正确；
B、三点角速度相等，由于三点半径不等，所以三点的线速度大小不等,故B错误；
C、三点角速度相等，故C错误；
D、三点角速度相等,由于三点半径不等，a、b两点半径比c点大，所以a、b两点的线速度比c点大,故D正确。

故选A.
【考点】线速度、角速度和周期、转速
4．如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化,则下列关于小球运动的说法正确的是（) A．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
D．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心
【答案】B
AD、若F突然变小，则F提供向心力不足，小球将沿Pb运动，故AD错误;
B、若F突然消失，小球所受的合力为零,将做匀速直线运动,故B正确；
C、若F突然变大，则F提供向心力有剩余,小球将向心运动，故C 错误;
故选B。

【考点】离心现象
5．下列天体绕地球匀速圆周运动，说法正确的是
A、月球绕地球匀速圆周运动过程中受到恒力的作用
B、各国的同步卫星都在赤道正上空的同一圆周上运行
C、卫星匀速圆周绕行的最大速度可以达到9km/s
D、空间站内的宇航员可以通过练习哑铃来锻炼肌肉
【答案】B
A、月球绕地球做匀速圆周运动靠万有引力提供向心力，万有引力的方向时刻在改变,所以所受的力不是恒力，故A错误；
B、同步轨道离地心的距离是固定的，并且与赤道共面，各国的同步卫星都在赤道正上空的同一圆周上运行，故B正确；
C 、卫星匀速圆周绕行的最大速度为第一宇宙速度，故C 错误；
D 、在空间站中，所有物体都处于完全失重状态，哑铃对人的压力为零，根本无法锻炼，故D 错误。

故选B 。

【考点】万有引力定律及其应用
6．如图所示，在同一平台上的O 点水平抛出的三个物体，分别落到a 、b 、c 三点，则三个物体运动的初速度v a 、v b 、v c 的关系和三个物体运动的时间t a 、t b 、t c 的关系分别是 （ ）． A ．v a >v b >v c t a 〉t b 〉t c B ．v a 〈v b <v c t a ＝t b ＝t c C ．v a >v b 〉v c t a <t b <t c D ．v a 〈v b <v c t a >t b >t c 【答案】D
三个物体落地的高度a b c
h h h ＞＞，根据2
1h gt 2
＝,知a b c
t t t ＞＞；
因为a
b
c
x x x ＜＜，根据x vt 知，a 的水平位移最短，时间最长，则速度
最小；c 的水平位移最长,时间最短,则速度最大,所以有a
b
c
v v v ＜＜,故D
正确. 故选D 。

【考点】平抛运动
7．如右图所示的杂技演员在表演“水流星”的节目时,盛水的杯子
经过最高点杯口向下时水也不洒出来.对于杯子经过最高点时水受力情况，下面说法正确的是 A 、水处于失重状态，不受重
力的作用
B、水受平衡力的作用，合力为零
C、杯底对水的作用力可能为零
D、水受到重力和向心力的作用
【答案】C
A、对于杯子经过最高点时水受重力，可能受桶底对水弹力，故A 错误;
B、在最高点，水靠重力和弹力的合力提供向心力，合力不为零,故B 错误；
C、当在最高点的速度v gR
，则在最高点，水靠重力提供向心力,桶底对水的弹力为零,故C正确；
D、向心力是做圆周运动所需要的力，不是水受到的力,故D错误。

故选C.
【考点】向心力；牛顿第二定律
8．2011年9月29日晚21时16分,我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室。

假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图甲所示，图乙是它们在轨道上即将对接时的模拟图.当它们处于图甲所示的轨道运行时,下列说法正确的是
A、神舟八号的加速度比天宫一号的小
B 、神舟八号的运行速度比天宫一号的小
C 、神舟八号的运行周期比天宫一号的长
D 、神舟八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接 【答案】D
A ：根据万有引力提供向心力2
Mm G ma r =，半径大的天宫一号的加速度
小，故A 错误；
B ：根据万有引力提供向心力2
2Mm v G m
r r
=，得GM
v r
=
,半径大的天宫一号
的线速度小，故B 错误;
C:根据万有引力提供向心力2224Mm G m r r T π=，得23
4r T GM
π=
，半径大的天宫
一号的周期大，故C 错误；
D ：神舟八号加速后,线速度瞬时变大，需要的向心力增大，故做离心运动，轨道升高，可实现与天宫一号对接，故D 正确。

故选D 。

【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用
9、地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，若高空中某处的重力加速度为
2
g
，
则该处距地面球表面的高度为( ）
A ．R
B ．（2—1)R
C ．2
R
D ．2R
【答案】B
设地球的质量为M ，物体质量为m ，物体距地面的高度为h ． 根据万有引力近似等于重力，在地球表面，有2
Mm G mg R =
在高度为h 处，有：()
2
g Mm
m G
2
R h =+
联立解得：h 21R =-（）
故选B 。

【考点】万有引力定律及其应用
10、星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。

星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2=2v 1.已知某星球的半径为r ,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的1/6。

不计其它星球的影响。

则该星球的第二宇宙速度为( ）
A 、gr
B 、gr 6
1
C 、gr /3
D 、gr 3
1
【答案】D
设地球的质量为M ，半径为r ，绕其飞行的卫星质量m ，
由万有引力提供向心力得：2
2Mm v G m
r r
=①
在地球表面2
Mm G mg r =②
第一宇宙速度时R r = 联立①②知v gR =
利用类比的关系知某星体第一宇宙速度为1
v
g r ='第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是2
1v 2v =；
即2
1gr
v
2g r 2gr 63
='=
⨯＝
故选D 。

【考点】宇宙速度
11．如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地面上通过铰链连结形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳,通过两个滑轮后挂上重物M，C点与O点距离为L，现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平（转过了90°角)．下列有关此过程的说法中正确的是（）
A．重物M做匀速直线运动B．重物M的速度先增大后减小C．重物M的最大速度是2ωL D．重物M的速度先减小后增大【答案】B
设C点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ(锐角)，由题知C点的线速度为ωL,该线速度在绳子方向上的分速度就为ωLcosθ，θ的变化规律是开始最大(90°)然后逐渐变小,所以，ωLcosθ逐渐变大，直至绳子和杆垂直，θ变为零度，绳子的速度变为最大，为ωL；然后，θ又逐渐增大，ωLcosθ逐渐变小，绳子的速度变慢．所以知重物的速度先增大后减小，最大速度为ωL，故B正确。

故选B。

【考点】运动的合成和分解
二、多项选择题（本题共4小题,每小题4分,共16分)
12、如图所示的三个人造地球卫星，则说法正确的是( ）
A．卫星可能的轨道为a、b、c B．卫星可能的轨
道为a、c
C．同步卫星可能的轨道为a D．同步卫星可能的轨道为a、c 【答案】BC
由图可知，轨道b的平面与地心不共面，故b不可能是地球卫星的轨道,a轨道与赤道共面，故轨道a可能为同步卫星轨道，轨道c不与赤道共面,可能是卫星轨道但不可以是同步卫星轨道。

故选BC.
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
13.关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题,下列说法中不正确的是（）
A．在发射过程中向上加速时产生超重现象
B．在降落过程中向下减速时产生失重现象
C．失重是由于地球对卫星内物体作用力减小而引起的
D．进入轨道作匀速圆周运动时,产生完全失重现象
【答案】BC
A、在发射过程中向上加速时,加速度方向向上，处于超重状态，故A正确；
B、在降落过程中减速时，加速度方向向上，处于超重状态，故B 错误；
C、失重时地球对卫星内物体的作用力不变,是物体对支撑面的压力或对悬挂物的拉力减小了，故C错误;
D、进入轨道后做匀速圆周运动时，处于完全失重状态,故D正确.
故选BC 。

【考点】超重和失重
14..已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M 地（引力常量G 为已知）（ ）
A 。

月球绕地球运动的周期T 及月球到地球中心的距离R 1
B 。

人造卫星在地面附近的运行速度v 3和运行周期T 3
C 。

地球绕太阳运行周期T 2及地球到太阳中心的距离R 2
D 。

地球绕太阳运行的速度v 4及地球到太阳中心的距离R 4
【答案】AB
A 、月球绕地球做圆周运动，地球对月球的万有引力提供圆周运动的向心力，列式如下:
2
12214Mm G m R R T
π=可得:地球质量23
124R M GT π=
，故A 正确；
B 、人造地球卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，列式有：
2
223
4Mm G m R R T π=地地，可得地球质量23
234R M GT π=
地,根据卫星线速度的定义可知
33
2R v T π地
＝
得33
v T R 2π
地＝代入23
2
34R M GT π=
地
可得地球质量，故B 正确；
C 、地球绕太阳做圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力,列式如下:
2
22224Mm G m R R T
π=可知,m 为地球质量,在等式两边刚好消去,故不能算得地
球质量,故C 错误；
D 、地球绕太阳做圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球做圆
周运动向心力,列式如下：
24244
v Mm
G m R R =可知，m 为地球质量,在等式两边刚好消去，故不能算得地
球质量，故D 错误。

故选AB 。

【考点】万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
15、铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R ,若质量为m 的火车转弯时速度等于
θ
Rgtg ，则（ ）
A 、内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B 、铁轨对车轮轮缘无挤压
C 、这时铁轨对火车的支持力等于mg /cosθ
D 、这时铁轨对火车的支持力大于mg /cosθ 【答案】BC
AB 、火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的
速度正好是gRtan θ
，即铁轨对车轮无挤压，故A
错误B 正确； CD 、如下图，这时铁轨对火车的支持力
mg
N cos θ
=
,故
C 正确
D 错误。

故选BC 。

【考点】向心力
二、实验题（每空2分,共10分）
16、如图所示，实线为某质点作平抛运动轨迹的一部分，测得AB ，
BC 间的水平距离为m
4.02
1
=∆=∆s
s ,高度差m
25.01
=∆h
，m
35.02
=∆h
，
由此可知质点平抛的初速度v 0= m/s,抛出点到A 点的水平距离为___m ，竖直距离为__m 。

【答案】4 0.8 0。

2
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，因为AB 、BC
水平位移相等，可知时间间隔相等,设相等的时间间隔为T.
在竖直方向上：2
1y h
h ∆=∆-∆，
根据2
y gT ∆=得:y T 0.1s g
∆==。

则平抛运动的初速度为:1
s v 4m /s T
∆=
=. B
点竖直方向上的分速度为：12yB h h v 3m /s 2T
∆+∆==。

则抛出点到B 点的时为：yB B
v t
0.3s g
=
=，
则抛出点到A 点的时间为:A
B t t T 0.2s =-=
所以抛出点到A 点的水平距离为：A
0A x
v t 0.8m ==。

竖直距离为:2A
1h gt
0.2m 2
==
【考点】平抛运动
17.某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R ．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y 轴重合,在R 从坐标原点以速度v 0=3cm/s 匀速上浮的同时，玻璃管沿x 轴正方向做初速为零的匀加速直线运动．同学们测出某时刻R 的坐标为（4，6)，此时R 的速度大小为 cm/s ，R 在上升
过程中运动轨迹的示意图是 ．（R 视为质点）
【答案】 5 D
小圆柱体R 在y 轴竖直方向做匀速运动，有：0
y v t =，因为0
y
t 2s v =＝，
在x 轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有：2
1x at 2
＝，解
得:2
2x a 2cm /s t ＝＝，
所以R 的速度大小：2
220v v a t 5cm /s +=＝
因合外力沿x 轴,由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D 。

【考点】运动的合成与分解
三、
计算题（共3小题，10+10+10=30分）
18．某人在一星球上以速度0
υ竖直上抛一物体，设t 秒钟后物体落回
手里,已知星球的半径为R ，那么至少要用多大的速度沿星球表面抛出，才能使物体不再落回星球表面? 【答案】
02R
t
υ
小球做竖直上抛运动,则0
t
v
g
2=，解得:02v g t
= 星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力，
则由2Mm mg G R =，得2
gR M G
=
现将此球沿此星球表面将小球水平抛出，欲使其不落回星球，则抛出时的速度至少为该星球的第一宇宙速度，
物体在星球表面附近能做匀速圆周运动，其向心力由星球的吸引力提供，
则由2
2Mm v G m
R R
=，得02v R GM
v gR R t
=
==
【考点】第一宇宙速度；竖直上抛运动
19．我国在2007年成功发射一颗绕月球飞行的卫星，计划在2012年前后发射一颗月球软着陆器,在2017年前后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球．设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如图所示．设轨道舱的质量为m ，月球
表面的重力加速度为g ，月球的半径为R ，轨道舱到月球中心的距离
为r ，引力常量为G ，则试求： （1)月球的质量;
(2)轨道舱的速度大小和周期．
【答案】2
gR M G
=
2
gR v r
=
3
2
r T 2gR
π=
（1）在月球表面，有:2
Mm mg G R =…①
得月球的质量为：2
gR M G
=
…②
（2）轨道舱绕月球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有：
22Mm v G m r r
=…③
由②③得:2
gR v r
=
…④
又由2
2
Mm 2G m()r r
T
π=…⑤
由②⑤得：3
2r T 2gR
π=
【考点】万有引力定律
20．如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点)质量为m=30kg ，
他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地从A 进入光滑竖直圆弧轨道并沿轨道下滑，A 、B 为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R =1.0m ，对应圆心角为
106=θ，平台与AB 连线的高度差为h =0.8m ．（计算中取g=10m/s 2,sin53 =0.8，cos53
=0.6）求： (1）小孩平抛的初速度 （2）若小孩运动到圆弧轨道最低点O 时的速度为
33=x
v m/s ，则小孩对轨道
的压力为多大。

【答案】30
=v
m/s 1290N
（1）由于小孩无碰撞进入圆弧轨道，
即小孩落到A 点时速度方向沿A 点切线方向， 则：00
tan tan 53y x
v gt
v v α=
=
= 又由：2
12
h gt =
得：20.4h
t s g
=
=
而：4==gt v
y
m/s
联立以上各式得：30
=v
m/s
（2）在最低点,据牛顿第二定律,有：2x
N v F mg m R
-=
代入数据解得1290N
F
N =
由牛顿第三定律可知，小孩对轨道的压力为1290N 【考点】牛顿第二定律;平抛运动
衡阳市八中2014年上期期中考试 高一物理参考答案
一．单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分)
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分）
三、填空题(本题共2小题，每空2分，共10分) 16、 4 0。

8 0.2 17． 5 D
四、计算题（共3小题，10+10+10=30分） 18．
小球做竖直上抛运动，则0
t
v
g
2=，解得:02v g t
= 星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力,
则由2Mm mg G R =，得2
gR M G
=
现将此球沿此星球表面将小球水平抛出，欲使其不落回星球，则抛出时的速度至少为该星球的第一宇宙速度，
物体在星球表面附近能做匀速圆周运动，其向心力由星球的吸引力提供，
则由2
2Mm v G m
R R
=，得v =
==
19．
（1）在月球表面，有：2
Mm mg G R =…①
得月球的质量为:2
gR M G
=
…②
（2）轨道舱绕月球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有：
22Mm v G m r r
=…③
由②③得：v =
又由2
2
Mm 2G m()r r
T
π=…⑤
由②⑤得：T 2=20．
（1）由于小孩无碰撞进入圆弧轨道，
即小孩落到A 点时速度方向沿A 点切线方向, 则：00
tan tan 53y x
v gt
v v α=
=
= 又由:2
12
h gt =
得：0.4t s == 而:4==gt v
y
m/s
联立以上各式得：30
=v
m/s
（2)在最低点,据牛顿第二定律，有:2x
N v F mg m R
-=
代入数据解得1290N
F
N =
由牛顿第三定律可知，小孩对轨道的压力为1290N。