2016-2017年河北省衡水市武邑中学高一(下)期中物理试卷(解析版)

2016-2017学年河北省衡水市武邑中学高一（下）期中物理试卷一、单项选择题（共8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项是正
确的）
1．（4分）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 2．（4分）地球同步卫星离地心距离为r，运行速度为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则以下正确的是（）
A．＝（）2B．＝（）2
C．＝D．＝（）
3．（4分）一个人站在阳台上在同一位置，以相同的速率分别把三个球竖直向上抛出，竖直向下抛出，水平抛出，不计空气阻力．则三球落地时的速度大小（）
A．上抛球最大B．下抛球最大C．平抛球最大D．三球一样大4．（4分）关于地球和太阳，下列说法中正确的是（）
A．地球对太阳的引力比太阳对地球的引力小得多
B．地球围绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的万有引力
C．太阳对地球的作用力有引力和向心力
D．在地球对太阳的引力作用下，太阳绕地球运动
5．（4分）如图所示，传送带以恒定速率顺时针运行．将物体轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速，第二阶段物体做匀速运动到达传送带顶端．下列说法中正确的是（）
A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功
B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加
C．全过程摩擦力对物体做的功等于全过程物体机械能的增加
D．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体动能的增加6．（4分）在光滑水平面上，小球在水平拉力F作用下做匀速圆周运动，如图所示．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况正确的是（）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa运动
C．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc运动
D．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb运动
7．（4分）如图甲所示，某女士第一次站立在台阶式自动扶梯上，扶梯将她送上搂，第二次如图乙所示，该女士乘相同自动扶梯的同时，她还相对于扶梯匀速向上走，两次到达同一高度，两次自动扶掷匀速运动的速度相同，下列关于两次自动扶梯的牵引力做功和功率的说法正确的是（）
A．两次牵引力做功相同，牵引力的功率第一次的较大
B．牵引力做功第一次的较大，两次牵引力功率相同
C．牵引力做功第一次的较大，功率也是第一次的大
D．两次牵引力做功相同，功率也相同
8．（4分）北京时间2016年2月11日23：40左右，激光干涉引力波天文台（LIGO）负责人宣布，人类首次发现了引力波．他来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞（质量分别为26个和39个太阳质量）互相绕转最后合并的过程．合并前两个黑洞互相绕转形成一个双星系统，关于此双星系统，下列说法正确的是（）
A．两个黑洞绕行的角速度相等
B．两个黑洞绕行的线速度相等
C．两个黑洞绕行的向心加速度相等
D．质量大的黑洞旋转半径大
二、双项选择题（共4小题，每小题4分，共16分，每小题只有二个选项是正
确的，全部选对得4分，只选一个且正确的得2分，错选或不选得0分）9．（4分）物体在几个外力的作用下做匀速直线运动，如果撤掉其中的一个力，它可能做（）
A．匀速直线运动B．匀加速直线运动
C．匀减速直线运动D．匀速圆周运动
10．（4分）地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有（）
A．物体在赤道处受的地球引力等于两极处，而重力小于两极处
B．物体在赤道处的角速度比在南纬30°处的大
C．地球上物体的向心加速度不一定指向地心，赤道上物体的向心加速度比南纬30°处的物体的向心加速度大
D．地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力
11．（4分）在地球表面上，除了两极以外，任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动，当同一物体先后位于a和b两地时，下列表述正确的是（）
A．该物体在a、b两地所受合力都指向地心
B．该物体在a、b两地时角速度一样大
C．该物体在b时线速度较大
D．该物体在b时的向心加速度较小
12．（4分）如图所示，质量为m的小汽车驶上半径为R的拱桥的过程中下列说法正确的是（）
A．若汽车行驶到桥顶的压力为，汽车的速度大小为
B．若拱桥的半径一定，汽车行驶到桥顶的速度越大越安全
C．在汽车行驶到桥顶的速度相同的情况下，拱桥的半径越大，汽车越安全
D．若拱桥的半径增大到与地球半径相同，汽车要在桥顶上腾空，速度至少为
7.9km/s
三、填空、实验题（每空3分，共24分）
13．（8分）某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，地球的第一宇宙速度约为8m/s，地球表面处的重力加速度为10m/s2，此行星的第一宇宙速度约为m/s，此行星表面处的重力加速度为m/s2。

14．（8分）在做“研究平抛物体的运动”的实验时，实验装置如图．实验前要调整装置，使斜槽末端的切线沿方向，每次小球要从高度由静止释放．
15．（8分）小船渡河，河宽100m，水流速度各处均为3m/s，小船的静水船速为5/s，船头可以朝任意方向开，则小船的最短渡河时间为s；若要渡河距离最短，渡河时间为s．
四、计算题（共3个题28分，第17题9分，第18题9分，第10题10分）16．（9分）一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是5rad/s．盘面上距圆盘中心
0.50m的位置有一个质量为0.10kg的小物体能够随圆盘一起运动，如图所
示．求：
（1）物体做匀速圆周运动时周期的大小
（2）小物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小．
17．（9分）一辆汽车质量为m＝500kg在平直公路上运动．开始以额定功率从A 点匀速运动到B点，之后关闭发动机，汽车在恒定摩擦阻力作用下匀减速滑行到C点停止．减速滑行阶段的速度v与位移x之间的关系图象如图所示．若汽车运动总距离即A、C间的距离l＝500m．求：
（1）滑行阶段的加速度
（2）汽车运动的总时间
（3）汽车的额定功率．
18．（10分）气象卫星的运行轨道距地面高度为h，在通过地球两极上空的圆轨道上运行．求：
（1）该卫星的运行周期．
（2）在日照条件下，卫星在通过赤道上空时拍照，为使卫星能够在一天的时间内将地面上赤道各处都拍摄下来，该卫星上的摄像机每次至少应拍摄赤道上圆周的弧长是多少？已知地球半径为R，地球自转周期为T，地面上的重力加速度为g．
五、附加题（10分）
19．（10分）如图所示，一个玩滚轴滑冰的小孩（可视为质点）质量m＝30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧的两端点，其连线水平．已知圆弧半径R＝1.0m，对应圆心角为θ＝106°，平台与AB连线的高度差为h＝0.8m．（计算中取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）求：小孩运动到圆弧轨道最低点O点时对轨道的压力大小？
2016-2017学年河北省衡水市武邑中学高一（下）期中物
理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（共8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项是正
确的）
1．（4分）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
【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，
故选：A。

2．（4分）地球同步卫星离地心距离为r，运行速度为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则以下正确的是（）
A．＝（）2B．＝（）2
C．＝D．＝（）
【解答】解：因为同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度相等，根据a＝rω2得，＝．故AB错误；
根据万有引力提供向心力G＝，解得v＝，
则＝．故D正确；C错误。

故选：D。

3．（4分）一个人站在阳台上在同一位置，以相同的速率分别把三个球竖直向上抛出，竖直向下抛出，水平抛出，不计空气阻力．则三球落地时的速度大小（）
A．上抛球最大B．下抛球最大C．平抛球最大D．三球一样大【解答】解：由于不计空气的阻力，所以三个球的机械能守恒，由于它们的初速度的大小相同，又是从同一个位置抛出的，最后又都落在了地面上，所以它们的初末的位置相同，初动能也相同，由机械能守恒可知，末动能也相同，所以末速度的大小相同。

故选：D。

4．（4分）关于地球和太阳，下列说法中正确的是（）
A．地球对太阳的引力比太阳对地球的引力小得多
B．地球围绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的万有引力
C．太阳对地球的作用力有引力和向心力
D．在地球对太阳的引力作用下，太阳绕地球运动
【解答】解：A、地球对太阳的引力和太阳对地球的引力是一对作用力与反作用力，大小相等，故A错误；
B、地球围绕太阳运转时由太阳对地球的万有引力提供向心力，不是太阳对地球
的作用力有引力和向心力，故B正确，C错误；
C、是地球绕太阳转动，不是太阳绕地球运动，故D错误。

故选：B。

5．（4分）如图所示，传送带以恒定速率顺时针运行．将物体轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速，第二阶段物体做匀速运动到达传送带顶端．下列说法中正确的是（）
A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功
B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加
C．全过程摩擦力对物体做的功等于全过程物体机械能的增加
D．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体动能的增加
【解答】解：A、对物体受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，摩擦力一直沿
斜面向上，第一阶段滑动摩擦力对物体做正功，第二阶段静摩擦力对物体做正功；故A错误；
B、根据动能定理，知第一阶段合力做的功等于动能的增加量，由于重力和摩擦
力都做功，故第一阶段摩擦力对物体做的功不等于第一阶段物体动能的增加，故B错误；
C、除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，由于支持力不做功，故物体从
底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体所做的功，故C正确；
D、假定传送带速度为v，第一阶段，物体匀加速位移x1＝t，传送带位移x2＝
vt；故摩擦生热为Q＝f△x＝f•（x2﹣x1）＝f•；
摩擦力对物体做的功W f＝fx1＝f•t，
故第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于摩擦力对物体做的功，而摩擦力和重力对物体做功的代数和等于物体动能的增加，所以第一阶段物体和传送带间的摩擦生热不等于第一阶段物体动能的增加，故D错误；
故选：AC。

6．（4分）在光滑水平面上，小球在水平拉力F作用下做匀速圆周运动，如图所示．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况正确的是（）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa运动
C．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc运动
D．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb运动
【解答】解：在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动。

当拉力突然减小时，将沿pb 轨道做离心运动，若变大时，则沿着轨迹Pc运动，故A正确，B、C、D项
错误。

故选：A。

7．（4分）如图甲所示，某女士第一次站立在台阶式自动扶梯上，扶梯将她送上搂，第二次如图乙所示，该女士乘相同自动扶梯的同时，她还相对于扶梯匀速向上走，两次到达同一高度，两次自动扶掷匀速运动的速度相同，下列关于两次自动扶梯的牵引力做功和功率的说法正确的是（）
A．两次牵引力做功相同，牵引力的功率第一次的较大
B．牵引力做功第一次的较大，两次牵引力功率相同
C．牵引力做功第一次的较大，功率也是第一次的大
D．两次牵引力做功相同，功率也相同
【解答】解：功等于力和在力的方向上通过距离的乘积，由于都是匀速，两种情况力的大小相同；由于第二次人沿扶梯向上走了一段距离，所以第一次扶梯运动的距离要比第二次扶梯运动的距离长；故两次扶梯运客所做的功不同，第一次的较大；功率等于力与力方向的速度的乘积，由于都是匀速，两种情况力的大小相同，扶梯移动的速度也相同，电机驱动扶梯做功的功率相同。

故选：B。

8．（4分）北京时间2016年2月11日23：40左右，激光干涉引力波天文台（LIGO）负责人宣布，人类首次发现了引力波．他来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞（质量分别为26个和39个太阳质量）互相绕转最后合并的过程．合并前两个黑洞互相绕转形成一个双星系统，关于此双星系统，下列说法正确的是（）
A．两个黑洞绕行的角速度相等
B．两个黑洞绕行的线速度相等
C．两个黑洞绕行的向心加速度相等
D．质量大的黑洞旋转半径大
【解答】解：A、双星系统的结构是稳定的，故它们的角速度相等，故A正确；BD、根据牛顿第二定律，有：
其中：r1+r2＝L
故
故
故质量大的黑洞转动半径小，线速度小，故B错误，D错误；
C、两个黑洞间的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
故两个黑洞的向心加速度不等，故C错误；
故选：A。

二、双项选择题（共4小题，每小题4分，共16分，每小题只有二个选项是正
确的，全部选对得4分，只选一个且正确的得2分，错选或不选得0分）9．（4分）物体在几个外力的作用下做匀速直线运动，如果撤掉其中的一个力，它可能做（）
A．匀速直线运动B．匀加速直线运动
C．匀减速直线运动D．匀速圆周运动
【解答】解：A、B、C、撤去其中的一个力，其余力的合力与该力等值、反向、共线，与速度方向不共线时，物体做匀变速曲线运动，共线时做匀变速直线运动，故BC正确，A错误；
D、匀速圆周运动的合外力的方向始终指向圆心，是变力，在恒力的作用下不可
能做匀速圆周运动。

故D错误。

故选：BC。

10．（4分）地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有（）
A．物体在赤道处受的地球引力等于两极处，而重力小于两极处
B．物体在赤道处的角速度比在南纬30°处的大
C．地球上物体的向心加速度不一定指向地心，赤道上物体的向心加速度比南纬30°处的物体的向心加速度大
D．地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力
【解答】解：A、地球两极处，物体随地球自转的半径为0，万有引力等于重力，赤道处重力作为万有引力的一个分力，小于万有引力。

故A正确。

B、地球各处相同时间转过的角度相等，由角速度的定义式，赤道和南纬30°角
速度相等。

故B错误。

C、D、地球上所有物体的向心加速度方向都指向地轴，只有赤道地区的物体向
心加速度方向指向地心，由a＝ω2r可知角速度相同时，转动半径越大，角速度相同，向心加速度越大。

自转时提供向心力的是万有引力的一个分力，不是重力。

故C正确，D错误。

故选：AC。

11．（4分）在地球表面上，除了两极以外，任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动，当同一物体先后位于a和b两地时，下列表述正确的是（）
A．该物体在a、b两地所受合力都指向地心
B．该物体在a、b两地时角速度一样大
C．该物体在b时线速度较大
D．该物体在b时的向心加速度较小
【解答】解：A、物体a、b绕地轴转动，向心力的方向指向地轴，则合力的方向指向地轴。

故A错误。

B、a、b两点的角速度相等，根据v＝rω知，b的半径大，则b的线速度大，根
据a＝rω2知，b的向心加速度大。

故B、C正确，D错误。

故选：BC。

12．（4分）如图所示，质量为m的小汽车驶上半径为R的拱桥的过程中下列说法正确的是（）
A．若汽车行驶到桥顶的压力为，汽车的速度大小为
B．若拱桥的半径一定，汽车行驶到桥顶的速度越大越安全
C．在汽车行驶到桥顶的速度相同的情况下，拱桥的半径越大，汽车越安全
D．若拱桥的半径增大到与地球半径相同，汽车要在桥顶上腾空，速度至少为7.9km/s
【解答】解：A、汽车的压力为时，汽车所受合力为，根据合力提供向心
力有汽车的速度v＝，故A错误；
B、当汽车在桥顶的速度大于，汽车将做离心运动而离开地面发生危险，故
汽车在桥顶的速度不是越大越安全，故B错误；
C、汽车离开桥顶做离心运动的临界条件是速度大于，可知半径越大时，临
界速度越大，故汽车在行驶速度相同的情况下，半径越大汽车离临界速度越大，汽车行驶越安全，故C正确；
D、汽车做离心运动离开桥顶时的临界速度为，而人造地球卫星的第一宇宙
速度同样为，即汽车要离开桥面腾空，则速度必达到第一宇宙速度即至少为7.9km/s。

故选：CD。

三、填空、实验题（每空3分，共24分）
13．（8分）某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，地球的第一宇宙速度约为8m/s，地球表面处的重力加速度为10m/s2，此行星的第一宇宙速度
约为16m/s，此行星表面处的重力加速度为m/s2。

【解答】解：在星球表面上，根据万有引力等于向心力，有：G＝mg，得：g ＝
所以行星表面处的重力加速度与地球表面处的重力加速度之比为：＝＝×＝
则行星表面处的重力加速度为：g 行＝g 地＝
m/s 2。

由mg ＝m 得：v ＝
可得，行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为：＝＝
＝2，
则得此行星的第一宇宙速度为：v 行＝2v 地＝16km/s
故答案为：16，。

14．（8分）在做“研究平抛物体的运动”的实验时，实验装置如图．实验前要
调整装置，使斜槽末端的切线沿 水平 方向，每次小球要从 同一 高度由静止释放．
【解答】解：斜槽末端槽口的切线保持水平，小球滚下后才能是水平抛出； 由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，所以保证小球每
次从同一高度释放；
若从不同高度滑下，则平抛轨迹不同，无法正确画出轨迹图线．
故答案为：水平，同一．
15．（8分）小船渡河，河宽100m ，水流速度各处均为3m/s ，小船的静水船速为
5/s ，船头可以朝任意方向开，则小船的最短渡河时间为 20 s ；若要渡河距离最短，渡河时间为 25 s ．
【解答】解：当船垂直河岸过河时，渡河时间最短，则最短时间为：t＝＝s＝20s；
因船在静水中的速度大于水流速度，则当合速度垂直河岸时，船可以正对岸过河；当船以最短路程过河时，合速度大小为：v＝＝＝4m/s，
此时船头并非指向正对岸，则过河时间为：t′＝＝＝25s；
故答案为：20，25．
四、计算题（共3个题28分，第17题9分，第18题9分，第10题10分）16．（9分）一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是5rad/s．盘面上距圆盘中心
0.50m的位置有一个质量为0.10kg的小物体能够随圆盘一起运动，如图所
示．求：
（1）物体做匀速圆周运动时周期的大小
（2）小物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小．
【解答】解：（1）物体做匀速圆周运动时周期为：
T＝＝s
（2）物体做圆周运动向心力的大小为：
F n＝mω2r＝0.1×52×0.5N＝1.25N．
答：（1）物体做匀速圆周运动时周期的大小为s
（2）小物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小为1.25N．
17．（9分）一辆汽车质量为m＝500kg在平直公路上运动．开始以额定功率从A 点匀速运动到B点，之后关闭发动机，汽车在恒定摩擦阻力作用下匀减速滑行到C点停止．减速滑行阶段的速度v与位移x之间的关系图象如图所示．若汽车运动总距离即A、C间的距离l＝500m．求：
（1）滑行阶段的加速度
（2）汽车运动的总时间
（3）汽车的额定功率．
【解答】斛：（1）设加速度大小为a，由匀变速运动的速度位移关系可得：v2＝2ax，
所以：＝2m/s2
（2）A、C间距l＝500m，故AB间的位移为：x'＝500﹣100m＝400m
从A到B的时间为：t1＝20s
从B到C的时间为：
故总时间为：t＝t1+t2＝20s+10s＝30s
（3）由BC段的匀减速运动，由牛顿第二定律可得摩擦阻力：f＝ma＝500×2N ＝1000N
＝f＝1000N
从A点开始以额定功率匀速运动故有F
牵
v＝1000×20W＝20000W
小车的额定功率P＝F
牵
答：（1）BC段加速度大小为2m/s2；
（2）AC段所经历的时间30s；
（3）小车的额定功率20000W
18．（10分）气象卫星的运行轨道距地面高度为h，在通过地球两极上空的圆轨道上运行．求：
（1）该卫星的运行周期．
（2）在日照条件下，卫星在通过赤道上空时拍照，为使卫星能够在一天的时间内将地面上赤道各处都拍摄下来，该卫星上的摄像机每次至少应拍摄赤道上圆周的弧长是多少？已知地球半径为R，地球自转周期为T，地面上的重力加速度为g．
【解答】解：（1）设侦察卫星的周期为T1，地球对卫星的万有引力为卫星做圆周运动的向心力，卫星的轨道半径为：r＝R+h，
根据牛顿第二定律，得：．
在地球表面的物体重力近似等于地球的万有引力，即：
解得侦察卫星的周期为：，
（2）已知地球自转周期为T，则卫星绕行一周，地球自转的角度为：．摄像机应拍摄赤道圆周的弧长为θ角所对应的圆周弧长应为：
＝
答：（1）该卫星的运行周期为．
（2）卫星上的摄像机每次至少应拍摄赤道上圆周的弧长是．
五、附加题（10分）
19．（10分）如图所示，一个玩滚轴滑冰的小孩（可视为质点）质量m＝30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧的两端点，其连线水平．已知圆弧半径R＝1.0m，对应圆心角为θ＝106°，平台与AB连线的高度差为h＝0.8m．（计算中取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）求：小孩运动到圆弧轨道最低点O点时对轨道的压力大小？
【解答】解：由于小孩无碰撞地沿圆弧的切线进入圆弧轨道，
则
又h＝
两式联立得
v0＝3m/s
设小孩到最低点的速度为V，由机械能守恒定律得
＝mg[h+R（1﹣cos53°）]
在最低点由牛顿第二定律得
联立解得F N＝1290N
根据牛顿第三定律，小孩子对轨道的压力大小为1290N
答：小孩运动到圆弧轨道最低点O点时对轨道的压力大小为1290N。