广东高一高中物理期中考试带答案解析

广东高一高中物理期中考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步.关于物理学发展过程中的认识,下列说法正确的是( )
A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证
B．开普勒研究了行星运动，从中发现了万有引力定律
C．爱因斯坦利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“称出地球质量的人”
D．瓦特提出了太阳是宇宙中心为主要观点的“日心说”
2.关于做功，下列说法中错误的是（）
A．静摩擦力总是不做功
B．滑动摩擦力可以不做功
C．力对物体不做功，物体一定静止
D．行星绕太阳运动时，太阳对行星的引力始终不做功
3.“北斗”系统中两颗工作卫星1和2在同一轨道上绕地心O沿顺时针方向做匀速圆周运动,轨道半径为r,某时刻它们分别位于轨道上的A、B两位置,如图所示,已知地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R，不计卫星间的相互作用力,以下判断正确的是( )
A. 这两颗卫星的向心加速度大小为a=
B. 发射卫星1时速度要大于11.2km/s
C. 卫星1由位置A运动至位置B所需时间为t =
D. 两卫星受到的万有引力大小一定相同
4.一气球以4m/s2的加速度由静止从地面竖直上升,10s末从它上面掉出一重物,重物从气球上掉出后到落到地面的时间为（）（不计空气阻力,取g=10m/s2)
A．2 s B．s
C．（+4）s D．5s
5.如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v−t图象如图乙所示.人顶杆沿水平地面运动的s−t图象如图丙所示.若以地面为参考系,下列说法中正确的是( )
A．猴子的运动轨迹为直线
B．猴子在前2s内做匀变速曲线运动
C．t=0时猴子的速度大小为8m/s
D．t=1s时猴子的加速度大小为4m/s2
6.如图所示,在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球,圆锥体固定在水平面上不动,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为30°，物体以速率v绕圆锥体轴线做水平匀速圆周运动.当v =时，绳对物体的拉
力为( )
A．mg B．mg C．D．
7.如图所示,一个半径为R的半圆环ACB竖直放置(保持圆环直径AB水平),C为环上的最低点。

一个小球从A点以
水平弹出,不计空气阻力.则下列判断正确的是( )
速度v
A．总可以找到一个v0值，使小球垂直撞击半圆环的AC段
B．总可以找到一个v0值，使小球垂直撞击半圆环的BC段
C．无论v0取何值，小球都能垂直撞击半圆环
D．无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环
二、不定项选择题
1.如图所示,小球以大小不同的初速度,先、后从P点水平向右抛出,两次都碰撞到竖直墙壁。

若不计空气阻力,则下
列说法正确的是( )
A．两次碰墙时瞬时速度相同
B．两次碰撞墙壁的同一点
C．初速度大时，在空中运动的时间短
D．两种情况重力均做正功
2.如图所示的是杂技演员表演的“水流星”，细长绳的一端系一个盛了水的容器,容器在竖直平面内做圆周运动.“水流星”通过最高点时,正确的是( )
A．容器的速度不可能为零
B．一定有水从容器中流出
C．水对容器底可能有压力
D．绳对容器一定有向下的拉力
3.2013年6月20日上午10时,中国首位“太空教师”王亚平在太空一号太空舱内做了两个实验：实验一,将两个细线悬挂的小球由静止释放,小球呈悬浮状.实验二,拉紧细线给小球一个垂直于线的速度,小球以选点为圆做匀速圆周运动.设线长为L,小球的质量为m,小球做圆周运动的速度为v.已知地球对小球的引力约是地面重力mg的0.9倍,则在两次实验中,绳对球拉力的大小是（）
A．实验一中拉力为0B．实验一中拉力为0.9mg
C．实验二中拉力为0.9mg+D．实验二中拉力为
4.一杂技演员骑摩托车沿一竖直圆形轨道做特技表演,如图所示.A、C两点分别是轨道的最低点和最高点,B、D分别为两侧间的端点,若运动中的速率保持不变,人与车的总质量为m,设演员在轨道内逆时针运动。

下列说法正确的是( )
A. 人和车的向心加速度大小不变
B. 摩托车通过最低点A时，轨道受到的压力不可能等于mg
C. 由D点到A点的过程中，人受重力、支持力、摩擦力、向心力4个力的作用
D. 摩托车通过B、D两点时，轨道受到的压力相同
5.如图，A为置于地球赤道上的物体,B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星,C为绕地球做圆周运动的同步卫星,P为B、C两卫星轨道的交点.已知B、C绕地心运动的周期相同。

相对于地心,下列说法中正确的是( )
A. 卫星C的运行速度大于物体A的速度
B. 卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点加速度大小相等
C. 卫星B运动轨迹的半长轴等于卫星C运动轨迹的半径
D. 物体A和卫星C具有相同大小的加速度
三、实验题
如图所示，AB是一可升降的竖直支架，支架顶端A处固定一弧形轨道，轨道末端水平。

一条形木板的上端铰接于过A的水平转轴上，下端搁在水平地面上.将一小球从弧型轨道某一位置由静止释放，小球落在木板上的某处，测
出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角θ，并算出tanθ.改变支架AB的高度，将小球从同一位
置释放，重复实验，得到多组x和tanθ，记录的数据如表：
(1)在图(b)的坐标中描点连线，做出x−tanθ的关系图象__________________；
(2)根据x−tanθ图象可知小球做平抛运动的初速度v
=________m/s；实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在
斜面上,则斜面的长度为____________m .(重力加速度g 取10m /s 2，结果均保留两位有效数字，≈1.732)；
(3)实验中第_______次数据出现明显错误，可能的原因是_________________ .
四、简答题
1.土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动。

其中有两个岩石颗粒A 和B 与土星中心距离分别为r A =8.0×104km 和r B =1.2×105km .忽略所有岩石颗粒间的相互作用,求：(结果可用根式表示) （1）求岩石颗粒A 和B 的线速度之比； （2）求岩石颗粒A 和B 的周期之比；
（3）土星探测器上有一物体,在地球上重为10N ,推算出他在距土星中心3.2×105km 处受到土星的引力为0.38N .已知地球半径为6.4×103km ，请估算土星质量是地球质量的多少倍?
2.如图所示，长为3L 的轻杆可绕光滑水平转轴O 转动，在杆两端分别固定质量均为m 的A 、B ，球A 距轴O 的距离为L.现给系统一定能量，使杆和球在竖直平面内转动.当球B 运动到最高点时，水平转轴O 对杆的作用力恰好为零，忽略空气阻力，已知重力加速度为g ，求： （1）此时球B 对轻杆的作用力；
（2）此时A 、B 两球的速度大小.
3.如图所示，长为L 、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置，将一质量为m 的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km （k>2）的小物块相连，小物块悬挂于管口，现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g)
（1）求小物块下落过程中的加速度大小； （2）求小球从管口抛出时的速度大小；
（3）试证明小球平抛运动的水平位移总小于.
广东高一高中物理期中考试答案及解析
一、选择题
1.物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步.关于物理学发展过程中的认识,下列说法正确的是( )
A ．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证
B ．开普勒研究了行星运动，从中发现了万有引力定律
C．爱因斯坦利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“称出地球质量的人”
D．瓦特提出了太阳是宇宙中心为主要观点的“日心说”
【答案】A
【解析】牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证,选项A正确；开普勒研究
了行星运动，牛顿从中发现了万有引力定律，选项B错误；卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“称
出地球质量的人”，选项C错误；哥白尼提出了太阳是宇宙中心为主要观点的“日心说”，选项D错误；故选A.
2.关于做功，下列说法中错误的是（）
A．静摩擦力总是不做功
B．滑动摩擦力可以不做功
C．力对物体不做功，物体一定静止
D．行星绕太阳运动时，太阳对行星的引力始终不做功
【答案】ACD
【解析】将物体放到转动的传送带上，但是用手按住物体不让他运动，则物体受到滑动摩擦力，由于位移为零，所以滑动摩擦力可以不做功，B对。

两个物体叠放在一起，向右一起加速，因此上面的物体有向右的静摩擦力，且有对地位移，因此静摩擦力在做功，A错。

荡秋千时，绳子的力指向圆心，对物体不做功，C错。

行星绕太阳运动时，轨迹可能是椭圆，则太阳对行星的引力做功，D错。

【考点】做功
点评：本题考查了对某个力做功的理解，某个力做功跟三个要素有关，力、位移、以及两者之间的夹角，其中位移指的是对地的位移。

3.“北斗”系统中两颗工作卫星1和2在同一轨道上绕地心O沿顺时针方向做匀速圆周运动,轨道半径为r,某时刻它
们分别位于轨道上的A、B两位置,如图所示,已知地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R，不计卫星间的相互
作用力,以下判断正确的是( )
A. 这两颗卫星的向心加速度大小为a=
B. 发射卫星1时速度要大于11.2km/s
C. 卫星1由位置A运动至位置B所需时间为t =
D. 两卫星受到的万有引力大小一定相同
【答案】C
=ma得，对卫星有，可得，取地面一物体由，联立解得
【解析】根据F
合
，可见A错误．发射卫星1时速度要大于7.9km/s，选项B错误；根据得，
①，又GM=gR2②，t=T③，联立①②③可解得，故C正确．由于两颗卫星的质量关
系未知，故不能比较两卫星的万有引力大小，选项D错误；故选C.
4.一气球以4m/s2的加速度由静止从地面竖直上升,10s末从它上面掉出一重物,重物从气球上掉出后到落到地面的
时间为（）（不计空气阻力,取g=10m/s2)
A．2 s B．s
C．（+4）s D．5s
【答案】C
【解析】10s末重物的速度为：v=at=4×10=40m/s
10s内上升的高度为：h=at2=×4×102=200m，
从气球脱离后上升的高度为：
则距离地面的最大高度为：H=200m+80m=280m ； 物体从气球上脱落后上升所用时间：
设从最高点下落到地面的时间为t″，则：H=
gt″2，即280m=
×10×t″2，
解得：t″≈ s ，则t 总=4s+s ；故选C.
点睛：解题时要分阶段分析物体的运动过程，做到有条不紊，熟练掌握运动学公式是解决此类问题的基础；此题还可以用整体法列方程解答.
5.如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v −t 图象如图乙所示.人顶杆沿水平地面运动的s −t 图象如图
丙所示.若以地面为参考系,下列说法中正确的是( )
A ．猴子的运动轨迹为直线
B ．猴子在前2s 内做匀变速曲线运动
C ．t =0时猴子的速度大小为8m /s
D ．t =1s 时猴子的加速度大小为4m /s 2
【答案】B
【解析】由乙图知，猴子竖直方向上做匀减速直线运动，加速度竖直向下．由甲图知，猴子水平方向上做匀速直线运动，则猴子的加速度竖直向下，与初速度方向不在同一直线上，故猴子在2s 内做匀变速曲线运动．故A 错误，B 正确．s-t 图象的斜率等于速度，则知猴子水平方向的初速度大小为：v x =4m/s ，竖直方向分速度：v y =8m/s ，t=0时猴子的速度大小为： ，故C 错误．v-t 图象的斜率等于加速度，则知猴子的
加速度大小为：
，故D 错误；
故选B ．
点睛：解决本题的关键知道猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，会运用运动的合成分析物体的运动轨迹和运动情况.
6.如图所示,在光滑的圆锥顶用长为L 的细线悬挂一质量为m 的小球,圆锥体固定在水平面上不动,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为30°，物体以速率v 绕圆锥体轴线做水平匀速圆周运动.当v =
时，绳对物体的拉
力为( )
A ．
mg
B ．
mg
C ．
D ．
【答案】A
【解析】如图所示，小球在锥面上运动，当支持力F N =0时，小球只受重力mg 和线的拉力F T 的作用，其合力F 应
沿水平面指向轴线，由几何关系知
，r=Lsin30°
由以上两式解得，则此时线的拉力：，故选项A正确.
7.如图所示,一个半径为R的半圆环ACB竖直放置(保持圆环直径AB水平),C为环上的最低点。

一个小球从A点以
水平弹出,不计空气阻力.则下列判断正确的是( )
速度v
A．总可以找到一个v0值，使小球垂直撞击半圆环的AC段
B．总可以找到一个v0值，使小球垂直撞击半圆环的BC段
C．无论v0取何值，小球都能垂直撞击半圆环
D．无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环
【答案】D
【解析】由平抛运动可知，小球能撞击到AC段，但肯定不会垂直，A错；设小球垂直撞击到BC段的D点，
二、不定项选择题
1.如图所示,小球以大小不同的初速度,先、后从P点水平向右抛出,两次都碰撞到竖直墙壁。

若不计空气阻力,则下
列说法正确的是( )
A．两次碰墙时瞬时速度相同
B．两次碰撞墙壁的同一点
C．初速度大时，在空中运动的时间短
D．两种情况重力均做正功
【答案】CD
【解析】根据可得初速度大，运动的时间短，则竖直分速度小，初速度小，运动时间长，则竖直分速度大，根据平行四边形定则知，碰到墙壁前的速度方向一定不同，故A错误，C正确．初速度越大，运动的时间越短，
根据h＝g t2，知下降的高度越小，碰撞墙壁的点在上方，故B错误；两种情况竖直方向位移向下，故重力均做
正功，选项D正确；故选CD.
2.如图所示的是杂技演员表演的“水流星”，细长绳的一端系一个盛了水的容器,容器在竖直平面内做圆周运动.“水流星”通过最高点时,正确的是( )
A．容器的速度不可能为零
B．一定有水从容器中流出
C．水对容器底可能有压力
D．绳对容器一定有向下的拉力
【答案】AC
【解析】到达最高点时，向心力最小为mg，此时绳子无拉力，故，解得，故速度不可能为零，
故A正确，D错误；则当水在最高点的速度大于等于时，水不会从容器中流出．故B错误；当最高点速度大
于时，重力不足以提供向心力，则水需要的向心力由重力和桶对水向下的压力提供，故C正确；故选AC.
3.2013年6月20日上午10时,中国首位“太空教师”王亚平在太空一号太空舱内做了两个实验：实验一,将两个细线
悬挂的小球由静止释放,小球呈悬浮状.实验二,拉紧细线给小球一个垂直于线的速度,小球以选点为圆做匀速圆周运动.设线长为L,小球的质量为m,小球做圆周运动的速度为v.已知地球对小球的引力约是地面重力mg的0.9倍,则在
两次实验中,绳对球拉力的大小是（）
A．实验一中拉力为0B．实验一中拉力为0.9mg
C．实验二中拉力为0.9mg+D．实验二中拉力为
【答案】AD
【解析】太空舱内物体处于完全失重状态，小球相对太空舱呈悬浮状，小球受到的引力提供绕地球飞行的向心力，绳子拉力为零，故A正确，B错误；实验二中拉力提供做圆周运动的向心力，根据向心力公式得：，故
C错误，D正确．故选AD.
4.一杂技演员骑摩托车沿一竖直圆形轨道做特技表演,如图所示.A、C两点分别是轨道的最低点和最高点,B、D分
别为两侧间的端点,若运动中的速率保持不变,人与车的总质量为m,设演员在轨道内逆时针运动。

下列说法正确的是( )
A. 人和车的向心加速度大小不变
B. 摩托车通过最低点A时，轨道受到的压力不可能等于mg
C. 由D点到A点的过程中，人受重力、支持力、摩擦力、向心力4个力的作用
D. 摩托车通过B、D两点时，轨道受到的压力相同
【答案】AB
【解析】据题知，人和车做匀速圆周运动，速率不变，由公式知，向心加速度大小不变，故A正确．摩托
车通过最低点A时，重力和支持力的合力提供向心力，有：N-mg=m，得N=mg+m，故轨道的支持力一定
大于重力mg，根据牛顿第三定律，轨道受到的压力大于mg，故B正确；由D点到A点的过程中，人受重力、支
持力、摩擦力3个力的作用，选项C错误；摩托车通过B、D两点时，轨道受到的压力均为N=m，但是压力的
方向不同，故D错误；故选AB.
5.如图，A为置于地球赤道上的物体,B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星,C为绕地球做圆周运动的同步卫星,P为B、C两卫星轨道的交点.已知B、C绕地心运动的周期相同。

相对于地心,下列说法中正确的是( )
A. 卫星C的运行速度大于物体A的速度
B. 卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点加速度大小相等
C. 卫星B运动轨迹的半长轴等于卫星C运动轨迹的半径
D. 物体A和卫星C具有相同大小的加速度
【答案】ABC
【解析】由题意可知，A、B、C绕地心运动的周期T相同，由可知，A、B、C的角速度相等；卫星C做
圆周运动的半径大于A的半径，由v=ωr可知，C的线速度大于A的线速度，故A正确；由牛顿第二定律得：
，解得，加速度：，在B点，G、M、r都相同，卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点加速度大小相等，故B正确；由开普勒第三定律可知：，则卫星B运动轨迹的半长轴与卫星C运动轨迹的半径相等，故C正确；由牛顿第二定律得：，解得，加速度：，A、C的半径不同，它
们的加速度不同，故D错误；故选：ABC.
点睛：解决本题的关键知道A和C的角速度相等，通过v="rω" 比较线速度大小，注意物体A随地球做圆周运动不是靠万有引力提供向心力．
三、实验题
如图所示，AB是一可升降的竖直支架，支架顶端A处固定一弧形轨道，轨道末端水平。

一条形木板的上端铰接于过A的水平转轴上，下端搁在水平地面上.将一小球从弧型轨道某一位置由静止释放，小球落在木板上的某处，测出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角θ，并算出tanθ.改变支架AB的高度，将小球从同一位
置释放，重复实验，得到多组x和tanθ，记录的数据如表：
(1)在图(b)的坐标中描点连线，做出x−tanθ的关系图象__________________；
=________m/s；实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在(2)根据x−tanθ图象可知小球做平抛运动的初速度v
斜面上,则斜面的长度为____________m.(重力加速度g取10m/s2，结果均保留两位有效数字，≈1.732)；(3)实验中第_______次数据出现明显错误，可能的原因是_________________ .
【答案】 1.0 0.69 4 小球释放位置低于其他次实验
【解析】（1）x-tanθ的关系图象如图所示．
（2）根据
得：
，
则水平射程为： ．
可知图线的斜率 ，
，解得：
．
当θ=60°时，有
，
则斜面的长度为： ．
（3）实验中第4组数据出现明显错误，由图可知，水平射程偏小，由 知，初速度偏小，即小球
释放位置低于其他次实验．
点睛：本题考查了平抛运动与图象的综合运用，根据平抛运动规律得出x 与tanθ的表达式是解决本题的关键，知道图线斜率的物理意义。

四、简答题
1.土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动。

其中有两个岩石颗粒A 和B 与土星中心距离分别为r A =8.0×104km 和r B =1.2×105km .忽略所有岩石颗粒间的相互作用,求：(结果可用根式表示) （1）求岩石颗粒A 和B 的线速度之比； （2）求岩石颗粒A 和B 的周期之比；
（3）土星探测器上有一物体,在地球上重为10N ,推算出他在距土星中心3.2×105km 处受到土星的引力为0.38N .已知地球半径为6.4×103km ，请估算土星质量是地球质量的多少倍? 【答案】（1）
（2）
（3） 95(倍)
【解析】（1）由万有引力提供向心力即可列式求解； （2）同样根据万有引力提供向心力列式求解； （3）根据万有引力公式直接列式比较即可求解．
解：（1）设土星质量为M 0，颗粒质量为m ，颗粒距土星中心距离为r ，线速度为v ，据牛顿第二定律和万有引力定律有
解得
对于A 、B 两颗粒分别有
解得
故岩石颗粒A 和B 的线速度之比为：2．
（2）设颗粒绕土星作圆周运动的周期为T ，则有
对于A 、B 两颗粒分别有
解得
故岩石颗粒A 和B 的周期之比为2：9．
（3）设地球质量为M ，地球半径为r 0，地球上物体的重力可视为万有引力，探测器上物体质量为m 0，在地球表面重力为
G 0，距土星中心r 0′=3.2×105km 处的引力为G 0′，根据万有引力定律有
解得
故土星质量大约是地球质量的95倍．
【点评】本题是万有引力定律得简单应用问题，可列出表达式直接对比求解．
2.如图所示，长为3L 的轻杆可绕光滑水平转轴O 转动，在杆两端分别固定质量均为m 的A 、B ，球A 距轴O 的距离为L.现给系统一定能量，使杆和球在竖直平面内转动.当球B 运动到最高点时，水平转轴O 对杆的作用力恰好为零，忽略空气阻力，已知重力加速度为g ，求：
（1）此时球B 对轻杆的作用力；
（2）此时A 、B 两球的速度大小.
【答案】（1）3mg ；（2）；
【解析】（1）球B 运动到最高点时，设转动的角速度为ω，则
对A 球：T A -mg=mω2L
对球B: T B +mg=mω22L
由题意可知：T A =T B
则可得：T B =3mg
（2）由牛顿第三定律得： T B ’=T B =3mg ，方向竖直向上
此时A 球的速度大小为
此时B 球的速度大小为
3.如图所示，长为L 、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置，将一质量为m 的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km （k>2）的小物块相连，小物块悬挂于管口，现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g)
（1）求小物块下落过程中的加速度大小；
（2）求小球从管口抛出时的速度大小；
（3）试证明小球平抛运动的水平位移总小于.
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】（1）设细线中的张力为T ，根据牛顿第二定律，有：
Mg −T =Ma
T −mg sin30°=ma
且M =km
解得：
(2)设M 落地时的速度大小为v ,m 射出管口时速度大小为v 0,M 落地后m 的加速度为a 0. 根据牛顿第二定律，有：
−mg sin30°=ma 0
匀加速直线运动过程，有：
v 2=2aL sin30°
匀减速直线运动过程，有：
v 02−v 2=2a 0L (1−sin30°)
解得：v 0=
(3)平抛运动过程：x =v 0t
L sin30°=
解得：x=
因为 ,所以x<得证。