山东省淄博市淄川一中2015-2016学年高一下学期期中物理试卷 含解析

2015—2016学年山东省淄博市淄川一中高一（下）期中物理试
卷
一、选择题（第1-8题只有一个选项正确，每小题4分；第9-10有多个选项正确,每小题4分全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．共42分）
1．万有引力定律的发现者是（）
A．开普勒B．伽利略C．牛顿 D．卡文迪许
2．做曲线运动的物体，在运动过程中一定会发生变化的物理量是（）
A．速率 B．速度 C．加速度D．合外力
3．河宽为420m，船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s，则船过河的时间最短为（）A．140s B．105s C．84s D．60s
4．如图所示,小物体m与圆盘保持相对静止，随圆盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况是（）
A．受重力、支持力和静摩擦力的作用
B．受重力、支持力和向心力的作用
C．静摩擦力的方向与运动方向相反
D．重力和支持力是一对相互作用力
5．把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端，使这水桶在竖直平面做圆周运动，要使水在水桶转到最高点时不从桶里流出来，这时水桶的线速度至少应该是（）
A．B． C． D．0
6．质量为m的汽车通过半径为R的拱桥，在拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥的压力为车重的，如果使汽车行驶至桥顶时桥恰无压力，则汽车的速度为（)
A．15m/s B．20m/s C．25m/s D．30m/s
7．如图所示，a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星，它们的质量关系是m a=m b ＜m c,则（)
A．b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度
B．b、c的周期相等,且小于a的周期
C．b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度
D．b所需向心力最小
8．如图所示,在光滑水平面上有一个小球a以初速度V0运动，同时刻在它正上方有一小球b 也以初V0速度水平抛出，并落于O点,在O点正上方,与b等高处有一小球c也在同一时刻做自由落体运动,则（)
A．小球a先到达O点
B．小球b先到达O点
C．三球同时到达O点
D．a、b、c三球能否同时到达不能确定
9．如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）
A．球A的线速度一定大于球B的线速度
B．球A的角速度一定小于球B的角速度
C．球A的运动周期一定小于球B的运动周期
D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
10．关于地球同步卫星，下列说法正确的是（）
A．只能定点在赤道的正上方
B．可在北京上空运行
C．轨道半径都相同，以第一宇宙速度运行
D．运行的角速度与地球自转角速度相同
二、填空（共20分)
11．匀速圆周运动的特点是（填变化或不变化）．
(1）线速度；
（2）角速度；
(3）加速度；
（4）周期．
12．如图所示,某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点（轨迹已擦去）已知小方格纸的边长L=2。

5cm．g 取10m/s2．请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：
（1）根据水平位移,求出小球平抛运动的初速度v0=m/s
（2）从a点到b点所经历的时间是s．
13．如图甲所示,竖直放置两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以0.3m/s 的速度匀速上浮．现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管水平匀速向右运动,测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37°,则（sin37°=0。

6；cos37°=0.8）
（1)根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为m/s．
(2)若玻璃管的长度为0。

6m,则当红蜡块从玻璃管底端上浮到顶端的过程中，玻璃管水平运动的距离为m．
（3）如图乙所示，若红蜡块从A点匀速上浮的同时,使玻璃管水平向右作匀加速直线运动,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．
三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）
14．设地球表面的平均重力加速度为g，地球的半径为R，万有引力常数为G,试估算地球的密度ρ为多少？（球体积：V=πR3）
15．A、B两小球同时从距地面高h=15m处的同一点抛出,初速度大小均为V0=10m/s，A球竖直向下抛出,B球水平抛出，空气阻力不计，重力加速度取g=10m/s2．问:
（1）A球经多长时间落地？
（2）B球落地时，A、B两球间的距离是多少？
16．质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为1。

2×104N．汽车经过半径为50m的弯路时，车速达到72km/h．试分析这辆车：
（1）会不会发生侧滑;
(2）不发生侧滑允许的最大速度．
2015-2016学年山东省淄博市淄川一中高一（下)期中物
理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(第1—8题只有一个选项正确，每小题4分；第9-10有多个选项正确，每小题4分全部选对的得5分，选对但不全的得3分,有选错的得0分．共42分）
1．万有引力定律的发现者是(）
A．开普勒B．伽利略C．牛顿 D．卡文迪许
【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．
【分析】万有引力定律是牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明，在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的．
【解答】解:A、开普勒发现了行星运动的三大规律,故A错误;
B、伽利略的理想斜面实验推论了物体不受力时运动规律,故B错误;
C、牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力,发现了万有引力定律，故C正确；
D、经过了100多年后,卡文迪许测量出了万有引力常量,故D错误；
故选：C．
2．做曲线运动的物体，在运动过程中一定会发生变化的物理量是(）
A．速率 B．速度 C．加速度D．合外力
【考点】物体做曲线运动的条件．
【分析】既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动，它的速度肯定是变化的；
而匀速圆周运动的速率是不变的，平抛运动的合力、加速度是不变的．
【解答】解：A、匀速圆周运动的速度的大小是不变的，即速率是不变的，所以A选项错误；
B、物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的,所以速度一定在变化，所以B选项正确;
C、平抛运动也是曲线运动，但是它的加速度是重力加速度,是不变的，所以C选项错误；
D、和C选项一样，平抛运动的合外力就是物体的重力，重力也是不变的，所以D选项错误．
故选:B．
3．河宽为420m，船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s，则船过河的时间最短为(）A．140s B．105s C．84s D．60s
【考点】运动的合成和分解．
【分析】当静水速与河岸垂直时，在垂直于河岸方向上的速度最大，根据分运动和合运动具有等时性知，渡河时间最短．
【解答】解：当静水速与河岸垂直,渡河时间最短．
则t==s=105s．
故选：B．
4．如图所示，小物体m与圆盘保持相对静止，随圆盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是（）
A．受重力、支持力和静摩擦力的作用
B．受重力、支持力和向心力的作用
C．静摩擦力的方向与运动方向相反
D．重力和支持力是一对相互作用力
【考点】向心力;线速度、角速度和周期、转速．
【分析】小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，静摩擦力的方向指向圆心，向心力不是物体所受的力．
【解答】解：小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力、静摩擦力三个力作用，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，方向指向圆心,故A正确,BCD错误．
故选：A．
5．把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端,使这水桶在竖直平面做圆周运动，要使水在水桶转到最高点时不从桶里流出来，这时水桶的线速度至少应该是（)
A．B． C． D．0
【考点】向心力．
【分析】水桶转到最高点时水不从桶里流出来，此时水桶的最小的速度即为恰好只有重力做为向心力的时候，由向心力的公式可以求得此时的速度的大小．
【解答】解：在最高点时恰好只有重力作用，则此时的速度为最小,由向心力的公式可得：mg=m
所以有：v=,
所以C正确,ABD错误．
故选:C．
6．质量为m的汽车通过半径为R的拱桥，在拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥的压力为车重的，如果使汽车行驶至桥顶时桥恰无压力,则汽车的速度为（)
A．15m/s B．20m/s C．25m/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,,即mg﹣，
解得r=，
根据mg=得，．
故选：B．
7．如图所示，a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星,它们的质量关系是m a=m b ＜m c，则（）
A．b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度
B．b、c的周期相等，且小于a的周期
C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D．b所需向心力最小
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
【分析】根据人造卫星的万有引力等于向心力,列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可．
【解答】解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，
A、根据得:v=,因为r a＜r b=r c，所以v a＞v b=v c，故A错误；
B、根据得：T=,因为r a＜r b=r c，所以T a＜T b=T c，故B错误；
C、根据得：a=，因为r a＜r b=r c，所以a a＞a b=a c，故C错误；
D、F=，因为r a＜r b=r c,m a=m b＜m c，所以b所需向心力最小,故D正确．
故选D．
8．如图所示,在光滑水平面上有一个小球a以初速度V0运动，同时刻在它正上方有一小球b 也以初V0速度水平抛出,并落于O点，在O点正上方,与b等高处有一小球c也在同一时刻做自由落体运动，则(）
A．小球a先到达O点
B．小球b先到达O点
C．三球同时到达O点
D．a、b、c三球能否同时到达不能确定
【考点】平抛运动．
【分析】小球b做的是平抛运动,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来分析．
小球a做的就是匀速直线运动，小球c自由落体运动，bc竖直方向运动一样,自由落体高度一样．
【解答】解：小球b做的是平抛运动，在水平方向上的运动是匀速直线运动,小球a做的就是匀速直线运动，小球c自由落体运动,所以a、b两球在水平方向的运动情况一样，b、c两球在竖直方向上高度相同，都是自由落体运动，故三个球将同时到达c点,故C正确，ABD 错误．
故选:C．
9．如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（)
A．球A的线速度一定大于球B的线速度
B．球A的角速度一定小于球B的角速度
C．球A的运动周期一定小于球B的运动周期
D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．
【分析】小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据F
合
=ma=m=mω2r比较线速度、角速度、向心加速度的大小．
【解答】解：A、D、两球所受的重力大小相等，支持力方向相同，合力的方向都沿水平方
=m，得v=,合力、向．根据力的合成，知两支持力大小、合力大小相等．根据F
合
质量相等，r大线速度大,所以球A的线速度大于球B的线速度．故A正确，D错误．=mrω2，得ω=，r大则角速度小．所以球A的角速度小于球B的角速度．故
B、根据F
合
B正确．
C、根据T=,由前面分析球A的角速度小于球B的角速度角，则A的周期大于B的周期．故C错误．
故选：AB
10．关于地球同步卫星，下列说法正确的是（）
A．只能定点在赤道的正上方
B．可在北京上空运行
C．轨道半径都相同，以第一宇宙速度运行
D．运行的角速度与地球自转角速度相同
【考点】同步卫星．
【分析】地球同步卫星的角速度必须与地球自转角速度相同．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．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．
【解答】解：A、B、地球同步卫星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,就稳定做圆周运动，这是不可能的，因此地球同步卫星相对地面静止不动，所以必须定点在赤道的正上方，故A正确，B 错误;
C、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是卫星圆周运动最大的环绕速度，而同步卫星
的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v=可知，同步卫星运行的线速度一定小
于第一宇宙速度，故C错误；
D、地球同步卫星相对地面静止，运行的角速度与地球自转角速度一定相同，故D正确．故选:AD．
二、填空（共20分)
11．匀速圆周运动的特点是（填变化或不变化）．
（1）线速度变化；
(2）角速度不变化;
（3）加速度变化；
（4）周期不变化．
【考点】线速度、角速度和周期、转速．
【分析】匀速圆周运动的速度大小不变，速度方向时刻改变，加速度大小不变，方向始终指向圆心,周期和角速度不变．
【解答】解：匀速圆周运动的线速度是矢量,线速度大小不变，方向时刻改变，所以线速度是变化的;
匀速圆周运动是角速度不变的运动;角速度也是矢量,中学一般不讨论
匀速圆周运动的加速度是矢量,加速度大小不变，方向时刻改变，所以加速度变化；
匀速圆周运动周期不变，周期是标量
故答案为：变化不变化变化不变化
12．如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后,又在轨迹上取出a、b、c、d四个点（轨迹已擦去）已知小方格纸的边长L=2。

5cm．g 取10m/s2．请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：
（1)根据水平位移,求出小球平抛运动的初速度v0=1m/s
(2）从a点到b点所经历的时间是0.05s．
【考点】研究平抛物体的运动．
【分析】根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出小球的初速度．
【解答】解：在竖直方向上，根据△y=L=gT2得，相等的时间间隔T=，
可知a点到b点的时间为0.05s．
平抛运动的初速度．
故答案为：（1）1，（2)0。

05．
13．如图甲所示，竖直放置两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以0。

3m/s的速度匀速上浮．现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀速向右运动，测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37°，则（sin37°=0。

6；cos37°=0.8）
（1）根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为0。

4m/s．
（2）若玻璃管的长度为0.6m，则当红蜡块从玻璃管底端上浮到顶端的过程中，玻璃管水平运动的距离为0。

8m．
（3)如图乙所示,若红蜡块从A点匀速上浮的同时，使玻璃管水平向右作匀加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的B
A．直线P B．曲线Q C．曲线R D．无法确定．
【考点】运动的合成和分解．
【分析】两个匀速直线运动的合运动为直线运动，根据平行四边形定则求出玻璃管在水平方向的移动速度．抓住分运动与合运动具有等时性，求出玻璃管在水平运动的距离．
【解答】解：(1）根据平行四边形定则，有:
tan37°=．
则有：
v2===0.4 m/s．
（2）在竖直方向上运动的时间为:
t==s=2s．
则玻璃管在水平方向上运动的距离为：
x=v2t=0.4×2=0。

8m．
（3)根据运动的合成与分解，运动的轨迹偏向合外力的方向，
则有：图中的Q,故B正确，ACD错误．
故答案为：(1)0。

4,（2）0。

8，（3）B．
三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）
14．设地球表面的平均重力加速度为g，地球的半径为R，万有引力常数为G，试估算地球
的密度ρ为多少？(球体积:V=πR3)
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】根据物体的重力等于地球的万有引力，列式求解地球的质量,由质量与体积之比求解地球的密度ρ．
【解答】解:设地球的质量为M，在地球表面由万有引力近似等于重力得：
解得：
所以密度ρ为：
答:地球的密度ρ为．
15．A、B两小球同时从距地面高h=15m处的同一点抛出，初速度大小均为V0=10m/s，A 球竖直向下抛出，B球水平抛出，空气阻力不计,重力加速度取g=10m/s2．问:
(1）A球经多长时间落地？
（2）B球落地时，A、B两球间的距离是多少?
【考点】平抛运动．
【分析】根据匀变速直线运动的位移时间公式求出A球的运动时间，B球落地时，A球已经落地，结合初速度和时间求出平抛运动的水平位移，即A、B两球的距离．
【解答】解：（1)根据h=得，将h=15m．v0=10m/s代入，可得：t=1s
（2）B球落地时，A球已经落地，则A、B两球间的距离x=v0t=10×1m=10m．
答：（1）A球经过1s落地．
（2）B球落地时，A、B两球间的距离是10m．
16．质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为
1.2×104N．汽车经过半径为50m的弯路时，车速达到72km/h．试分析这辆车：
（1)会不会发生侧滑；
（2）不发生侧滑允许的最大速度．
【考点】向心力．
【分析】（1）汽车做圆周运动,重力与支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，可求出所需向心力与侧向最大静摩擦力比较；
（2)要是汽车不发生侧滑最大速度时,由最大静摩擦力提供向心力，根据向心力公式即可求解．
【解答】解:（1）汽车汽车需要的向心力F=m
带入数据得：F=2.0×103×=1.6×104N
F＞1.2×104N,所以汽车会发生侧滑
（2）要是汽车不发生侧滑最大速度时，由最大静摩擦力提供向心力f=m
解得:v==10m/s
答：(1)会发生侧滑；
（2）不发生侧滑允许的最大速度为10m/s．
2016年6月18日。