1、2014-2015学年西藏拉萨中学高一（下）期中物试卷一、选择题：（本题共9个小题，每小题的四个选项中只有一个选项正确，每小题5分，共：9×5=45分）1（5分）下面说法中正确的是（） A 物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B 物体在恒力作用下有可能做圆周运动 C 物体所受的力始终不与速度垂直，则一定不做圆周运动 D 物体在变力作用下有可能做曲线运动【考点】： 物体做曲线运动的条件【专题】： 物体做曲线运动条件专题【分析】： 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论【解析】： 解：A、物体在恒力作用下可能做曲线运动，如平抛运动
2、，A错误；B、物体在恒力作用下不可能做圆周运动，因为圆周运动的向心力方向时刻改变，B错误；C、物体所受的力始终不与速度垂直，物体可能做变速圆周运动，C错误D、物体在变力作用下有可能做曲线运动，如圆周运动，故D正确故选：D【点评】： 本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了2（5分） 如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点，若不计空气阻力，下列关系式正确的是（） A tatb，vavb B tatb，vavb C tatb，vavb D tatb
3、，vavb【考点】： 平抛运动【专题】： 平抛运动专题【分析】： 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度比较运动的时间，结合水平位移相等，比较初速度的大小【解析】： 解：根据h=知，可知tatb由于水平位移相等，根据x=v0t知，vavb故B正确，A、C、D错误故选：B【点评】： 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移3（5分）如图，从地面上方某点，将一小球以10m/s的初速度沿水平方向抛出，小球经过1s落地不计空气阻力，g=10m/s2，则可求出（） A 小球抛出时离地面的高度是
4、10m B 小球从抛出点到落地点的位移大小是10m C 小球落地时的速度大小是15m/s D 小球落地时的速度方向与水平地面成45角【考点】： 平抛运动【专题】： 平抛运动专题【分析】： 小球以10m/s的初速度沿水平方向抛出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由运动时间求出高度水平方向做匀速直线运动，由初速度和时间求出水平位移根据时间求出落地时小球竖直方向的分速度，再与水平速度合成求出小球落地时的速度大小由数学知识求解小球落地时的速度方向与水平地面的夹角【解析】： 解：A、由h=5m，故A错误；B、位移为s=m=5m，故B错误；C、小球落地时的速度v=m/s=10m/s，故C错误；D、竖直
5、方向速度为vy=gt=10m/s=v0，故小球落地时的速度方向与水平地面成45角，故D正确故选：D【点评】： 本题是平抛运动规律的基本的应用，常规题，难度不大，但要细心4（5分）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带假设该带中的小行星只受到太阳的引力，小行星与地球绕太阳运动都看作匀速圆周运动下列说法正确的是（） A 太阳对各小行星的引力相同 B 各小行星绕太阳运动的周期均大于一年 C 小行星带内侧小行星的向心加速度值小于外侧小行星的向心加速度值 D 小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值【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【专题】： 人造
6、卫星问题【分析】： 研究卫星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期、加速度、向心力等物理量根据轨道半径的关系判断各物理量的大小关系【解析】： 解：A、由于各小行星的质量不同，所以太阳对各小行星的引力可能不同，故A错误；B、根据万有引力提供向心力得：=mrT=2，离太阳越远，周期越大，所以各小行星绕太阳运动的周期大于地球的公转周期，故B正确；C、根据万有引力提供向心力得：=maa=，所以小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度值，故C错误；D、根据万有引力提供向心力得：=mv=，所以小行星带内各小行星圆周运动的线速度值小于地球公转的线速度值，故D错误故选
7、：B【点评】： 比较一个物理量，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再进行比较向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用5（5分） 如图所示，两个相对的斜面，倾角分别为37和53在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别为向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上若不计空气阻力，则A、B两个小球的运动时间之比为（） A 1：1 B 4：3 C 16：9 D 9：16【考点】： 平抛运动【专题】： 平抛运动专题【分析】： 两球都落在斜面上，位移上有限制，即竖直位移与水平位移的比值等于斜面倾角的正切值【解析】： 解：对于A球有：，解得：同理对于B球有：则故D正确，A、B、C
8、错误故选D【点评】： 解决本题的关键抓住平抛运动落在斜面上竖直方向上的位移和水平方向上的位移是定值6（5分）一只小狗拉着雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，下图为雪橇受到的牵引力F及摩擦力F1的示意图（O为圆心），其中正确的是（） A B C D 【考点】： 向心力；牛顿第二定律【专题】： 牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】： 雪橇做匀速圆周运动，合力指向圆心，提供向心力；对雪橇受力分析，重力、支持力、拉力和摩擦力，根据合力提供向心力分析得出拉力的方向【解析】： 解：雪橇做匀速圆周运动，合力指向圆心，提供向心力；滑动摩擦力f的方向和相对运动方向相反，故f向后；拉力与摩擦力的合力指向圆
9、心，故拉力指向雪橇的左前方；故C正确故选：C【点评】： 本题的解题关键对雪橇受力分析，根据滑动摩擦力方向与相对滑动方向相反得出滑动摩擦力的方向，根据匀速圆周运动的合力指向圆心，得出拉力的方向7（5分） 在卫星轨道中，有两类比较特殊的轨道，一类是与赤道共面的赤道轨道，另一类是与赤道平面垂直并通过地球两极的极地轨道，还有与赤道平面成某一角度的其它轨道，如图所示下列说法中正确的是（） A 同步卫星不可能处在极地轨道，极地轨道上卫星的周期不可能与同步卫星的周期相同 B 同步卫星不可能处在极地轨道，极地轨道上卫星的周期可能与同步卫星的周期相同 C 同步卫星可能处在其它轨道，其它轨道上卫星的周期不可能与同
10、步卫星的周期相同 D 同步卫星可能处在其它轨道，其它轨道上卫星的周期可能与同步卫星的周期相同【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【专题】： 人造卫星问题【分析】： 同步卫星只能在赤道的正上方，其运行的轨道平面必须与赤道平面重合，极地卫星的绕行轨道平面与同步卫星的轨道平面互相垂直根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式分析周期的关系【解析】： 解：同步卫星的周期和角速度必须与地球自转的周期和角速度相同，只能在赤道的正上方，不可能处在极地轨道，也不可能处在其它轨道根据，得T=2r，只要两种卫星的轨道半径相等，周期可以相等，故ACD错误，B正确故选：B【点评】： 本题关
11、键要掌握同步卫星的条件，明确与极地卫星的区别，运用万有引力等于向心力，分析周期关系8（5分）飞船B与空间站A对接前绕地球做匀速圆周运动的位置如图示，虚线为各自的轨道，则（） A A的周期小于B的周期 B A的加速度大于B的加速度 C A的运行速度大于B的运行速度 D A、B的运行速度小于第一宇宙速度【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【专题】： 人造卫星问题【分析】： 第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大环绕速度根据万有引力提供向心力，分析运行速度、加速度、周期与轨道半径的关系即可比较出他们的大小【解析】： 解：卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，
12、设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有：=ma=A、周期T=2，飞船B的轨道半径小于空间站A的轨道半径，所以A的周期大于B的周期，故A错误；B、加速度a=，飞船B的轨道半径小于空间站A的轨道半径，所以A的加速度小于B的加速度，故B错误；C、线速度v=，飞船B的轨道半径小于空间站A的轨道半径，所以A的运行速度小于B的运行速度，故C错误；D、第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大环绕速度，所以A、B的运行速度小于第一宇宙速度，故D正确；故选：D【点评】： 解决本题的关键要搞清楚地球的第一宇宙速度的意义，关键要结合万有引力提供向心力表示出线速度、周期、加速度去解决问题9（5分） 如图所示，A
13、B为半圆环ACB的水平直径，C为环上的最低点，环半径为R一个小球从A点以速度v0水平抛出，不计空气阻力则下列判断正确的是（） A 要使小球掉到环上时的竖直分速度最大，小球应该落在BC之间 B 即使v0取值不同，小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同 C 若v0取值适当，可以使小球垂直撞击半圆环 D 无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环【考点】： 平抛运动【专题】： 平抛运动专题【分析】： 小球做平抛运动，可分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动，应用平抛运动规律分析答题【解析】： 解：A、小球在竖直方向做自由落体运动，在竖直方向上：vy2=2gh，vy=，由此可
14、知，竖直分位移h越大，小球的竖直分速度越大，小球落在最低点C时的竖直分位移最大，此时的竖直分速度最大，故A错误；B、小球抛出时的初速度不同，小球落在环上时速度方向与水平方向夹角不同，故B错误；C、假设小球与BC段垂直撞击，设此时速度与水平方向的夹角为，知撞击点与圆心的连线与水平方向的夹角为连接抛出点与撞击点，与水平方向的夹角为根据几何关系知，=2因为平抛运动速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，即tan=2tan与=2相矛盾则不可能与半圆弧垂直相撞，故C错误，D正确；故选：D【点评】： 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动速度与水平方向
15、的夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的两倍二、实验、填空题：（每空3分，共：3×4=12分）10（6分）如图所示是在“研究平抛物体的运动”的实验中记录的一段轨迹已知物体是从原点O水平抛出，经测量C点的坐标为（60，45）则平抛物体的初速度v0=2m/s，该物体运动的轨迹为一抛物线，其轨迹方程为y=x2（g=10m/s2）【考点】： 研究平抛物体的运动【专题】： 实验题【分析】： 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，取OC过程，根据竖直方向上y=gt2，求出时间，再根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度分别用时间表示出竖直方向和水平方向的位移即可写出轨迹
16、方程【解析】： 解：（1）取OC过程，根据竖直方向上y=gt2得：t=0.3s则小球平抛运动的初速度v0= m/s=2m/s（2）竖直方向上y=gt2=5t2 水平方向的位移x=v0t=2t所以轨迹方程为y=x2；故答案为：2；y=x2【点评】： 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动11（6分）现代观测表明，由于引力作用，恒星有“聚焦”的特点，众多的恒星组成了不同层次的恒星系统，最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星如图所示，这两颗恒星的质量分别为m1、m2，它们各以一定的速率绕它们连线上的某一点为圆心匀速转动，这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起则
17、这两颗恒星的轨道半径之比r1：r2=m2：m1，线速度大小之比v1：v2=m2：m1【考点】： 万有引力定律及其应用；向心力【专题】： 万有引力定律的应用专题【分析】： 在双星系统中，双星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，即向心力相同，同时注意：它们的角速度相同，然后根据向心力公式列方程即可求解【解析】： 解：在双星系统中，双星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，由万有引力提供向心力：对 m1：=m12r1对m2：=m22r2解得r1：r2=m2：m1，根据v=r得v1：v2=m2：m1，故答案为：m2：m1，m2：m1【点评】： 解决问题时要把握好问题的切入点本题要注意双星问题
18、中两卫星的向心力相同，角速度相等三、计算题：（本题共三小题，要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤，共43分）12（13分） 我国月球探测计划“嫦娥工程”已经启动，科学家对月球的探索会越来越深入（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面高度为h的某处以速度v0水平抛出一个小球，小球飞出的水平距离为x已知月球半径为R月，引力常量为G，试求出月球的质量M月【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【专题】： 万有引力定律的
19、应用专题【分析】： （1）在地球表面重力与万有引力相等，月球绕地球圆周运动的向心力由万有引力提供，据此计算月球圆周运动的半径；（2）根据平抛运动规律求得月球表面的重力加速度，再根据月球表面的重力与万有引力相等计算出月球的质量M【解析】： 解：（1）设地球质量为M，月球质量为M月，根据万有引力定律及向心力公式得：在地球表面重力与万有引力大小相等有：由两式可解得：月球的半径为：（2）设月球表面处的重力加速度为g月，小球飞行时间为t，根据题意水平方向上有：x=v0t竖直方向上有：又在月球表面重力万有引力相等故有：由可解得：答：（1）月球绕地球运动的轨道半径为；（2）月球的质量M月为【点评】： 本题关
20、键是从万有引力等于重力与万有引力提供圆周运动的向心力，同时掌握平抛运动的规律是正确解题的关键13（15分） 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为=53的斜面顶端，并刚好沿斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，g=10m/s2，sin 53=0.8，cos 53=0.6，则：（1）小球水平抛出的初速度v0是多少？（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？（3）小球与斜面的动摩擦因数=0.5，斜面高H=16m，小球到达斜面底端的速度多大？【考点】： 平抛运动【专题】： 平抛运动专题【分析】： （1）根据速度位移公式求出到达斜面上时的竖直分速度，结合平行四边形定
21、则求出小球水平抛出时的初速度（2）结合速度时间公式求出运动的时间，根据初速度和时间求出水平距离（3）根据牛顿第二定律求出小球在斜面上运动的加速度，根据速度位移公式求出小球滑动底端时的速度【解析】： 解：（1）小球落到斜面上时方向与斜面平行：vy=v0tan53竖直方向上：代入数据解得vy=4m/s，v0=3m/s故小球的水平速度为3m/s； （2）由vy=gt1得，代入数据解得t1=0.4s水平位移：s=v0t1=30.4m=1.2m （3）小球在斜面上下滑的加速度为amgsinmgcos=ma小球刚落到斜面上时的速度：小球滑到斜面底端时的速度为v2，则，代入数据解得：v2=15m/s答：（1
22、）小球水平抛出的初速度v0是3m/s（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s是1.2m（3）小球到达斜面底端的速度为15m/s【点评】： 本题考查了牛顿第二定律和平抛运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解14（15分）如图所示，一个光滑圆筒直立于水平桌面上，圆筒的直径为L，一条长也为L的细绳一端固定在圆筒中心轴线上的O点，另一端拴一质量为m的小球当小球以速率v绕中心轴线OO在水平面内做匀速圆周运动时（小球和绳在图中都没有画出，但不会碰到筒底），求：（1）当v=时绳对小球的拉力大小；（2）当v=时绳对小球的拉力大小【考点】： 向心力；牛顿第二定律【专题】：
23、牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】： 求出物体刚要离开锥面时的速度，此时支持力为零，根据牛顿第二定律求出该临界速度当速度大于临界速度，则物体离开锥面，当速度小于临界速度，物体还受到支持力，根据牛顿第二定律，物体在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，求出绳子的拉力【解析】： 解：首先临界条件分析（当小球运动半径刚为为0.5L，即球与筒壁刚接触但筒壁刚好对小球无指向圆周运动中心的支持力）则小球受绳子的拉力T，竖直向下的重力mg，绳子的水平分力提供向心力即：竖直：Tcos30=mg水平：Tsin30=解之得v2=（1）当v1=时，时，因为v1v，所以小球没有贴着筒壁而做半径较小的圆周运动，圆筒壁对小球的支持力N1=0设此时绳与竖直方向夹角为，则：T1sin=mT1cos=mg，解得：T11.09mg（2）当v2=时，因为v2v0，所以小球紧挨着内壁作匀速圆周运动，受到重力、细绳的拉力和筒壁的弹力，其合力提供向心力，则得：竖直方向有：T2cos=mg水平方向有：T2sin+N2=m解得：T2=1.15 mg答：（1）当v=时绳对小球的拉力大小为1.09mg；（2）当v=时绳对小球的拉力大小为1.15 mg【点评】： 本题要注意判断筒壁对球有无弹力，分析向心力来源，再运用牛顿第二定律求解，难度适中
