精品：【全国百强校】黑龙江省鹤岗市第一中学2015-2016学年高一下学期期中考试物理试题(解析版)

一、选择题（4、5、7、8、10、12为多选，其它为单选。

全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分，共56分）
1．某人以一定的垂直于河岸的速度向对岸游去．当水流匀速时，关于他过河所需时间、发生的位移与水的流速的关系正确的是()
A．当水流速度很小时，发生的位移小，所需时间也小
B．当水流速度很大时，发生的位移大，所需时间小
C．当水流速度很大时，发生的位移大，所需时间不变
D．位移、时间都不随水流速度的改变而改变，即与水流速度无关
【答案】C
【解析】
【名师点睛】解决本题的关键将人游河的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，知道分运动和合运动具有等时性，各分运动具有独立性。

2．如图所示，当小车A以恒定速度v向左运动时，则对于B物体来说，下列说法正确的是()
A．匀加速上升B．匀速上升
C．B物体受到的拉力大于B物体受到的重力D．B物体受到的拉力等于B物体受到的重力
【答案】C
【解析】
试题分析：绳子与水平方向的夹角为θ，根据平行四边形定则有：沿绳子方向的速度v′=vcosθ，沿绳子方向的速度等于B物体的速度，在运动的过程中，θ角减小，则v′增加．所以物体加速上升（并不是匀加速）．物体的加速度方向向上，根据牛顿第二定律，知绳子的拉力大于B物体的重力．故C正确，ABD错误．故选C.
考点：运动的合成和分解；牛顿第二定律的应用
【名师点睛】解决本题的关键知道汽车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，以及会根据速度变化情况得出加速度的方向。

3. 质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是()
A．质量越大，水平位移越大
B．初速度越大，落地时竖直方向速度越大
C．初速度越大，空中运动时间越长
D．初速度越大，落地速度越大
【答案】D
【解析】
【名师点睛】本题是平抛运动基本规律的直接运用，要知道平抛运动的物体运动的时间由高度决定，与其它因素无关；解题过程中有时运用动能定理解题显得更简洁、方便。

4．如图所示为一皮带传送装置，a、b分别是两轮边缘上的两点，c处在O1轮上，且有r a＝2r b＝2r c，下列关系正确的有()
A．v a＝v b B．ωa＝ωb C．v a＝v c D．ωa＝ωc
【答案】AD
【解析】
5. 做匀速圆周运动的物体有关向心力说法正确的是()
A．因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力
B．因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小
C．物体所受的合外力
D．向心力和向心加速度的方向都是不变的
【答案】BC
【解析】
试题分析：因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，方向不断变化，故向心力不是一个恒力，选项A 错误；因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小，只能改变速度的方向，选项B正确；做匀速圆周运动的物体的向心力等于物体所受的合外力，选项C正确；向心力和向心加速度的方向都是不断变化的，选项D错误；故选BC。

考点：匀速圆周运动，向心力
【名师点睛】该题考查对向心力与向心加速度的理解，向心力是这章的难点也是重点．学生常常以为向心
力是物体所受的某一力，所以解题关键是搞清向心力的来源；做匀速圆周运动的物体必须要有一个指向圆心的合外力，此力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供．因此向心力是从力的作用效果命名的；由于始终指向圆心，故方向不断变化；因为向心力方向与线速度方向垂直，所以向心力作用只改变线速度方向，不改变线速度大小。

6. 一质量为m 的小物块，由碗边滑向碗底，该碗的内表面是半径为R 的圆弧且粗糙程度不同，由于摩擦力的作用，物块的运动速率恰好保持不变，则( )
A ．物块的加速度为零
B ．物块所受合力为零
C ．物块所受合力大小一定，方向改变
D ．物块所受合力大小、方向均一定
7．如图所示，长为L 的悬线固定在O 点，在O 点正下方L 2
处有一钉子C ，把悬线另一端的小球m 拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的( )
A ．线速度突然增大
B ．角速度突然增大
C ．向心加速度突然增大
D ．悬线拉力突然增大
【答案】BCD
【解析】
【名师点睛】此题考查圆周运动各物理量之间的关系式，注意当细线接触到钉子的瞬时，小球由于惯性要保持瞬时速度不变，这是解题的关键.
8. 一个内壁光滑的圆锥筒的轴线竖直，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图6所示，A的半径较大，则()
A．A球的向心力大于B球的向心力
B．A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力
C．A球的运动周期大于B球的运动周期
D．A球的角速度小于B球的角速度
【答案】CD
【解析】
试题分析：以小球为研究对象，对小球受力分析，小球受力如图所示：
由牛顿第二定律得：mgtanθ=ma=mrω2，
可知A、B的向心力大小相等，故A错误．ωA的半径较大，则A的角速度较小，故D正确．
周期
2
T
π
ω
=，A的角速度较小，则A的周期较大，故C正确．由受力分析图可知，球受到的支持力
N
F
sin
mg
θ
=，
由于两球的质量m与角度θ相同，则桶壁对AB两球的支持力相等，由牛顿第三定律可知，两球对桶壁的压力相等，故B错误．故选CD.
考点：向心力；牛顿定律的应用
【名师点睛】本题关键是对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析。

9. 关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是()
A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
C．离太阳越近的行星的运动周期越长
D．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
【答案】D
【解析】
【名师点睛】此题考查了开普勒行星运动三定律；开普勒第一定律是太阳系中的所有行星围绕太阳运动的
轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．开普勒第三定律中的公式
3
2
k
R
T
=，可知半长轴的三次方
与公转周期的二次方成正比。

10. 对于万有引力的表达式F＝G m1 m2
r2，下列说法正确的是()
A．公式中的G为万有引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C．m1和m2受到的引力总是大小相等，而与m1、m2是否相等无关
D ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
【答案】AC
【解析】
【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件．基础题．注意两物体间的引力是一对作用力和反作用力，不是一对平衡力。

11．我国于2008年9月25日实施了“神舟七号”载人航天飞行任务，实现航天员首次空间出舱活动．设宇航员测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期为T ，离地面的高度为H ，地球半径为R.则根据T 、H 、R 和万有引力常量，不能计算出的量是( )
A ．地球的质量
B ．地球的平均密度
C ．飞船所需的向心力
D ．飞船线速度的大小
【答案】C
【解析】
试题分析：人造地球卫星做匀速圆周运动，万有引力等于向心力 F 引=F 向 ()()22
224 =?•GMm v m m T R h R h R h π=+++ 解得：()3
224M R h GT
π+=，故A 不符合题意． 地球密度()3 233 R h M V GT R πρ+==，故B 不符合题意；由于缺少卫星质量，引力大小无法算出，故C 正确； 由以上公式联立得：()2v ?R h T
π+=，故D 不符合题意．本题选择不能计算出的量，故选C 。

考点：万有引力定律的而应用
【名师点睛】解决飞船、人造地球卫星类型的问题常常建立这样的模型：卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力提供卫星所需要的向心力．常常是万有引力定律与圆周运动知识的综合应用。

12. 关于人造地球卫星，下列说法哪些是错误的()
A．发射卫星时，运载火箭飞行的最大速度必须达到或超过第一宇宙速度，发射才有可能成功
B．卫星绕地球做圆周运动时，其线速度一定不会小于第一宇宙速度
C．卫星绕地球做圆周运动的周期只要等于24小时，这个卫星一定相对于地面“定点”
D．发射一个地球同步卫星，可以使其“定点”于西安市的正上方
【答案】BCD
【解析】
考点：第一宇宙速度；万有引力定律的应用
【名师点睛】该题考查对卫星的轨道以及同步卫星的轨道的理解，要知道卫星的轨道半径越大，卫星的机械能越大，则发射速度越大；卫星的轨道半径越大，卫星运行的速度越小；同步卫星周期是24小时，但周期是24小时的卫星不一定是同步卫星；只有同步卫星才相对地面静止．第一宇宙速度是卫星紧贴地面运动时的速度。

13. 人以20 N的恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0 m，人放手后，小车还前进了2.0 m才停下来，则小车在运动过程中，人的推力所做的功为()
A．100 J B．140 J C．60 J D．无法确定
【答案】A
【解析】
试题分析：推力做功：W=Fs=20N×5m=100J，撤去推力，小车由于惯性继续向前动，推力不做功，所以在上述小车前进15m的过程中，做的总功为100J．故选A.
考点：功
【名师点睛】明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直。

14．同一恒力按同样的方式施于物体上，使它分别由静止开始沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的一段距离，恒力做的功和平均功率分别为W 1、P 1和W 2、P 2，则两者的关系是( )
A ．W 1>W 2，P 1>P 2
B ．W 1＝W 2，P 1<P 2
C ．W 1＝W 2，P 1>P 2
D ．W 1<W 2，P 1<P 2
【答案】B
【解析】
【名师点睛】此题是对功和功率的考查；解决本题的关键掌握功的一般表达式和平均功率的公式，比较简单，知道平均功率和瞬时功率的区别。

二．填空题（每空2分，共14分）
15. 地球的两颗人造卫星质量之比m 1∶m 2＝1∶2，轨道半径之比r 1∶r 2＝1∶2.求
（1）线速度之比 ．(2)角速度之比 ． (3)向心力之比 ．
【答案】(1)
∶1
(2)2
∶1 (3)2∶1
【解析】
试题分析：设地球的质量为M ，两颗人造卫星的线速度分别为V 1、V 2，角速度分别为ω1、ω2，运行周期分别为T 1、T 2，向心力分别为F 1、F 2； （1）根据万有引力和圆周运动规律 2
2 GmM V m r r
＝ 得
V
所以：12 V
V ，故二者线速度之比为
∶1．
【名师点睛】此题利用简单的条件考查了人造卫星做圆周运动的线速度，角速度，周期和向心力之比．具有一定的递进性质，可直接利用上一小题的结论简化过程．如果不敢保证成功率，可以每一小题都用万有引力和圆周运动规律的关系来解，不过都和第一小题类似，转换公式的次数较多，且不易合理安排卷面．此为中档题。

16．“嫦娥五号”探测器是我国研制中的首个实施无人月面取样返回的航天器，预计在2017年由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞返回地球。

航天器返回地球开始阶段运行的轨道可以简化如图所示：发射时，先将探测器发射至近月圆轨道1上，然后变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2进入圆形轨道3，忽略介质阻力，完成以下填空
（1）探测器在轨道2上经过近月点A处的加速度与轨道1上经过近月点A处的加速度谁大
（2）探测器在轨道2上从近月点A向远月点B运动的过程中速度增加还是减少
（3）探测器在轨道2上的运行周期与轨道3上的运行周期谁大
（4）探测器在轨道2上经过远月点B处的运行速度与在轨道3上经过远月点B处的运行速度谁大
【答案】（1）相等或一样大（2）减少（3）轨道3大（4）轨道3大
【解析】
考点：开普勒第三定律；万有引力定律的应用
【名师点睛】该题考查卫星的变轨问题，关键明确卫星在圆轨道运行时，万有引力提供向心力，卫星在轨道上的运动过程中只有重力做功，机械能守恒；而变轨的时候，需要点火加速或减速。

三、解答题：（本大题共4小题，17题6分，18题8分，19题8分，20题8分共30分，解答时要求写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不能得分．）
17．如图甲所示，质量为1 kg的物体置于固定斜面上，现对物体施以平行于斜面向上的拉力F，1 s后将拉力撤去，物体运动的v–t图象如图乙所示，试求：
⑴拉力F的大小；⑵拉力F在第1 s内的平均功率．
【答案】（1）18 N（2）108W
【解析】
试题分析：⑴由v–t图象知，当撤去拉力F后，物体做匀减速直线运动，加速度大小a = 6 m/s2．由牛顿第二定律得F f = ma = 6 N，当物体受拉力F的作用时，由牛顿第二定律得F - F f = ma′，其中由题图知加速度a′ = 12 m/s2，所以F = 18 N．
⑵物体在拉力F作用下的位移x = 1
2
a′t2 = 6 m，所以拉力F在第1 s内的平均功率= =108 W
Fx
P
t
．
考点：牛顿第二定律；平均功率
【名师点睛】本题首先挖掘速度图象的物理意义，由斜率求出加速度，其次求得加速度后，由牛顿第二定律求解物体的受力情况.
18．质量是2000kg 、额定功率为80kW 的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s ．若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s 2，运动中的阻力不变．求：（1） 汽车所受阻力的大小．（2）3s 末汽车的瞬时功率．（3）汽车做匀加速运动的时间．（4）汽车在匀加速运动中牵引力所做的功．
【答案】（1）4000N （2）4.8×104W ．（3）5s （4）2×105J ．
【解析】
【名师点睛】本题关键要能对汽车恒定加速度启动时进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式P=Fv ，P 指实际功率，F 表示牵引力，v 表示瞬时速度．当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度.
19．假设地球可视为质量均匀分布的球体。

已知地球表面重力加速度在两极的大小为g 0，在赤道的大小为g ；地球自转的周期为T ，引力常量为G 。

求地球的平均密度 【答案】0203()g GT g g πρ=
- 【解析】 试题分析：在地球两极重力等于万有引力，即有0243
Mm mg G mGR R πρ==，在赤道上重力等于万有引力与向心力的差值，即222443
Mm mg m R G mGR T R ππρ+== 联立解得：0203()
g GT g g πρ=- 考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】考查万有引力定律，掌握牛顿第二定律的应用，注意地球两极与赤道的重力的区别，知道密
度表达式；此题是中等题，考查学生灵活运用知识的能力。

20. 如图所示，位于竖直平面内的粗糙斜轨道AB 与光滑水平轨道BC 及竖直光滑半圆形轨道CD 平滑连接，半圆轨道的直径DC 垂直于BC ，斜轨道的倾角θ＝37°，圆形轨道的半径为R 。

一质量为m 的小滑块(可看作质点)从高为H 的斜轨道上的P 点由静止开始下滑，然后从直轨道进入圆形轨道运动，运动到圆形轨道的最高点D 时对轨道的压力大小恰与重力相等，小滑块过最高点D 后做平抛运动，恰好垂直撞击在斜轨道的Q 点。

已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g 。

求：
(1)滑块运动到圆形轨道最高点时的速度大小；(2)水平轨道BC 的长度。

【答案】（1）D v （2）
6427R 【解析】
平抛的水平分位移83
QF Q R x v t 平＝＝
平抛的竖直分位移211629
DF R y gt ＝＝ Q 点的离地高度229QE DF R h R y ＝－＝ 故水平轨道BC 的长度64tan 3727
QE
BC QF h L x R ＝－＝ 考点：牛顿第二定律的应用；平抛运动。