1、2015-2016学年黑龙江省佳木斯二中高一（下）期中物理试卷一、单选题（24分，每题4分）1发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（）A牛顿、卡文迪许B开普勒、伽利略C开普勒、卡文迪许D牛顿、伽利略22003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5576万公里，为人类研究火星提供了最佳时机如图所示为美国宇航局最新公布的“火星冲日”的虚拟图则有（）A2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度B2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度C2004年8月29日，火星又回到了该位置D火星周期比
2、地球的小3物体做曲线运动（）A所受合外力可以为0B速度大小一定会改变C速度的方向沿轨迹的切线方向D不一定是变速运动4洗衣机脱水时，衣服紧贴滚筒随筒一起匀速转动，则衣服所需的向心力是由下面哪个力来提供（）A重力B弹力C静摩擦力D滑动摩擦力5据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（）A运行速度大于7.9 km/sB“天链一号01星”的质量大则在同步轨道上运动的速度也大C绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小D向心加速度比静止在赤道上物体的向心加
3、速度大6如图所示，水平地面上有P、Q两点，A点和B点分别在P点和Q点的正上方，距离地面高度分别为h1和h2某时刻在A点以速度v1水平抛出一小球，同时另一球从B点以速度v2水平抛出，结果两球落在P、Q连线上的O点，则有（）A两个小球同时落地B从B点抛出的小球先落地CPO：OQ=v1：v2Dv1一定大于v2二、不定项选择题（24分，每题4分）7如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的有（）A小球通过最高点的最小速度为B小球通过最高点的最小速度为零C小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力D小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力
4、8天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，两颗恒星的质量分别为m1和m2，半径分别为r1和r2，角速度分别为1和2，线速度分别为v1和v2，则下列关系式中正确的是（）A1：2=1：1B1：2=r1：r2Cv1：v2=r1：r2Dv1：v2=m2：m19如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥形筒固定不动，有两个质量相等的小球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，则以下说法中正确的是（）AA球的线速度必定大于B球的线速度BA球的角速度必定小于B球的线速度CA球的运动周期必
5、定小于B球的运动周期DA球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力10关于运动的合成与分解，下列说法中正确的是（）A两个速度大小不等的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动B两个直线运动的合运动一定是直线运动C合速度大小可以小于分速度大小D由两个分速度的大小就可以确定合运动速度的大小11如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是（）A小球在圆周最高点时所受向心力一定为重力B小球在圆周最高点时绳子的拉力不可能为零C若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点速率是D小球在圆周最低点时拉力一定大于重力12航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆
6、形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（）A在轨道上，经过A的速度小于经过B的速度B在轨道上经过A的速度小于在轨道上经过A 的速度C在轨道上运动的周期大于在轨道上运动的周期D在轨道上经过A的加速度小于轨道上经过A的加速度三、填空题（14分，每空2分）13两颗人造卫星A、B的质量之比mA：mB=1：2，轨道半径之比rA：rB=1：4，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比vA：vB=，向心加速度之比aA：aB=，向心力之比FA：FB=14一船在静水中的速率为4m/s，要横渡宽40m，水流的流速为3m/s的河流，则渡河最短时间为 s，登陆点
7、距出发点的距离为m15一物体做平抛运动，抛出后1s末的速度方向与水平方向间的夹角为45，则2s末物体的落地速度m/s，抛出点的高度为m（取g=10m/s2）四、计算题题（共38分）16如图所示，细绳一端系着质量M=0.6kg的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑的小孔吊着质量m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔的距离为r=1m，现在物体M随盘绕中心轴匀速转动角速度为2rad/s，求此时M与盘之间的静摩擦力大小与方向？（g取10m/s2）17一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，离地高度为h已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g求人造卫星绕地球的运行周期T18如图位于竖直平面上半径为R的圆弧光
8、滑轨道AB，A点距离地面高度为H，质量为m的小球从A点由静止释放，通过B点对轨道的压力为3mg，最后落在地面C处，不计空气阻力，求：（1）小球通过B点的速度（2）小球落地点C与B点的水平距离x19宇航员在月球表面完成下面的实验：在一固定的竖直光滑圆轨道内部有一质量为m的小球（可视为质点），如图所示当在最高点给小球一瞬间的速度v时，刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，已知圆弧的轨道半径为r，月球的半径为R，引力常量为G求：（1）若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为多大？（2）月球的平均密度为多大？（3）轨道半径为2R的环月卫星周期为多大？2015-2016学年黑龙江省佳木斯二
9、中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单选题（24分，每题4分）1发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（）A牛顿、卡文迪许B开普勒、伽利略C开普勒、卡文迪许D牛顿、伽利略【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运用开普勒有关行星运动的三大定律，结合向心力公式和牛顿运动定律，运用其超凡的数学能力推导出来的，因而可以说是牛顿在前人研究的基础上发现的 经过100多年后，由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置巧妙的测量出了两个铁球间的引力，从而第一次较为准确的得到万有引力常量【解答】解：牛顿根据行星的运动规律推导出了万有引力定律，经过100多年后，由英国物理
10、学家卡文迪许利用扭秤装置巧妙的测量出了两个铁球间的引力，从而第一次较为准确的得到万有引力常量；故选A22003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5576万公里，为人类研究火星提供了最佳时机如图所示为美国宇航局最新公布的“火星冲日”的虚拟图则有（）A2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度B2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度C2004年8月29日，火星又回到了该位置D火星周期比地球的小【考点】万有引力定律及其应用；线速度、角速度和周期、转速【分析】根据万有引力提供向心力做匀速圆周运
11、动，根据，得，分别解答各答案【解答】解：A、设行星质量为m，太阳质量为M，轨道半径半径为r根据万有引力提供向心力，有，得，因为火星的轨道半径大于地球的轨道半径，所以火星的线速度小于地球的线速度，故A错误，故B正确；CD、根据万有引力提供向心力，解得，火星的轨道半径大于地球的轨道半径，故火星的周期比地球的周期大，故火星周期比地球的大，地球的公转周期为1年，所以2004年8月29日，火星还没有回到该位置，故CD错误；故选：B3物体做曲线运动（）A所受合外力可以为0B速度大小一定会改变C速度的方向沿轨迹的切线方向D不一定是变速运动【考点】曲线运动【分析】物体做曲线运动的条件是物体所受合外力方向和速度
12、方向不在同一直线上，曲线运动最基本特点是速度方向时刻变化，根据物体做曲线运动条件和曲线运动特点即可解答本题【解答】解：A、物体做曲线运动的条件是物体所受合外力方向和速度方向不在同一直线上，所以必定有加速度，合外力一定不为零，故A错误；B、物体做匀速圆周运动时，速度大小不变，故B错误；C、物体做曲线运动，轨迹是曲线，任一点的切线方向为速度方向，故C正确；D、曲线运动速度方向肯定改变，一定是变速运动，故D错误故选：C4洗衣机脱水时，衣服紧贴滚筒随筒一起匀速转动，则衣服所需的向心力是由下面哪个力来提供（）A重力B弹力C静摩擦力D滑动摩擦力【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】衣服紧贴滚筒随筒一起匀速转
13、动，衣服受到重力、桶壁的弹力和静摩擦力，弹力提供衣服做圆周运动的向心力【解答】解：物体做匀速圆周运动的向心力由合力提供，衣服受重力、桶壁的弹力和静摩擦力，重力和静摩擦力平衡，弹力提供衣服做圆周运动的向心力故B正确，A、C、D错误故选B5据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（）A运行速度大于7.9 km/sB“天链一号01星”的质量大则在同步轨道上运动的速度也大C绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小D向心加速度比静止在赤道上物体的向心加速
14、度大【考点】同步卫星【分析】研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出表示出线速度的大小知道7.9 km/s为第一宇宙速度了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球相同根据向心加速度的表达式找出向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小关系【解答】解：A、由万有引力提供向心力得： =，v=，即线速度v随轨道半径 r的增大而减小，v=7.9 km/s为第一宇宙速度，即围绕地球表面运行的速度；因同步卫星轨道半径比地球半径大很多，因此其线速度应小于7.9 km/s，故A错误；B、因同步卫星与地球自转同步，即T、相同，因此其相对地面静止，由万有引力提供向心力得：=m，
15、可知在同步轨道上运动的速度与卫星的质量无关，故B错误；C、因同步卫星周期T同=24小时，月球绕地球转动周期T月=27天，即T同T月，由公式=得同月，故C错误；D、同步卫星与静止在赤道上的物体具有共同的角速度，由公式a向=r2，可得： =，向心加速度比静止在赤道上物体的向心加速度大，故D正确故选：D6如图所示，水平地面上有P、Q两点，A点和B点分别在P点和Q点的正上方，距离地面高度分别为h1和h2某时刻在A点以速度v1水平抛出一小球，同时另一球从B点以速度v2水平抛出，结果两球落在P、Q连线上的O点，则有（）A两个小球同时落地B从B点抛出的小球先落地CPO：OQ=v1：v2Dv1一定大于v2【考
16、点】平抛运动【分析】两球均做平抛运动，结合高度比较运动的时间，确定谁先落地，根据初速度和时间比较水平位移【解答】解：A、根据h=得，t=，因为A平抛运动的高度大于B平抛运动的高度，则A的运动时间大于B的运动时间，所以B球先落地，故A错误，B正确C、根据x=vt知，PO：OQ=v1t1；v2t2，因为时间不等，则PO：OQv1：v2，故C错误D、A的运动时间较长，水平位移较大，根据x=vt知，不能确定v1一定大于v2，故D错误故选：B二、不定项选择题（24分，每题4分）7如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的有（）A小球通过最高点的最小速度为B小球通过最高点的最小
17、速度为零C小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力D小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力【考点】牛顿第二定律；向心力【分析】小球在竖直光滑圆形管道内做圆周运动，在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，从而可以确定在最高点的最小速度小球做圆周运动是，沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力【解答】解：A、在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0故A错误，B正确 C、小球在水平线ab以下管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力
18、故C正确 D、小球在水平线ab以上管道中运动时，当速度非常大时，内侧管壁没有作用力，此时外侧管壁有作用力当速度比较小时，内侧管壁有作用力故D错误故选BC8天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，两颗恒星的质量分别为m1和m2，半径分别为r1和r2，角速度分别为1和2，线速度分别为v1和v2，则下列关系式中正确的是（）A1：2=1：1B1：2=r1：r2Cv1：v2=r1：r2Dv1：v2=m2：m1【考点】万有引力定律及其应用【分析】双星具有相同的角速度和周期，靠相互间的万有引力提供向心力，根据向心力相
19、等求出做圆周运动轨道半径和质量的关系【解答】解：双星做圆周运动的角速度大小相等，故，故A正确，B错误；靠相互间的万有引力提供向心力，知向心力大小相等，根据万有引力提供向心力，有得根据v=r得，故C正确，D正确故选：ACD9如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥形筒固定不动，有两个质量相等的小球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，则以下说法中正确的是（）AA球的线速度必定大于B球的线速度BA球的角速度必定小于B球的线速度CA球的运动周期必定小于B球的运动周期DA球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速【分析】对小球受力
20、分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可【解答】解：A、对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图根据牛顿第二定律，有：F=mgtan=m解得：v=由于A球的转动半径较大，A线速度较大，故A正确；B、根据=可知，A球的转动半径较大，则A的角速度较小故B正确C、周期T=2，因为A的半径较大，则周期较大故C错误D、由上分析可知，筒对小球的支持力N=，与轨道半径无关，则由牛顿第三定律得知，小球对筒的压力也与半径无关，即有球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力故D错误故选：AB10关于运动的合成与分解，下列说法中正确的是（）A两个速度大小不等的匀速直线运动
21、的合运动一定是匀速直线运动B两个直线运动的合运动一定是直线运动C合速度大小可以小于分速度大小D由两个分速度的大小就可以确定合运动速度的大小【考点】运动的合成和分解【分析】合运动是直线运动还是曲线运动取决于合速度方向与合加速度方向是否在同一条直线上根据平行四边形定则，可知合速度、合位移与分速度、分位移的大小关系【解答】解：A、两个匀速直线运动的合运动一定是直线运动，因为合加速度为零，具有合速度，做匀速直线运动故A正确B、两个直线运动的合运动不一定是直线运动如平抛运动故B错误C、根据平行四边形定则知，合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能与分速度相等故C正确D、根据平行四边形定则知，由两个分速
22、度的大小，无法确定合运动速度故D错误故选：AC11如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是（）A小球在圆周最高点时所受向心力一定为重力B小球在圆周最高点时绳子的拉力不可能为零C若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点速率是D小球在圆周最低点时拉力一定大于重力【考点】向心力【分析】小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，靠重力提供向心力根据牛顿第二定律求出小球在最高点时的速度根据机械能守恒求出最低点的速度，再根据牛顿第二定律求出小球在最低点时绳子的拉力最小值【解答】解：A、小球在最高点时可以受到绳子的拉力，若速度足够大，则小球受到重力和绳子的拉
23、力故A错误；B、小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，靠重力提供向心力，故B错误；C、小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，靠重力提供向心力，所以mg=m解得：v=，故C正确；D、当最高点速度最小为时，最低点速度最小，此时绳子的拉力也最小，则有：解得：在最低点有：Tmg=m解得：T=6mg所以在最低点绳子的最小拉力为6mg，小球在圆周最低点时拉力一定大于重力故D正确故选：CD12航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（）A在轨道上，经过A的速度小于经过B的速度B在轨道上经过A的速度小于在
24、轨道上经过A 的速度C在轨道上运动的周期大于在轨道上运动的周期D在轨道上经过A的加速度小于轨道上经过A的加速度【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【分析】卫星在椭圆轨道近地点速度大于远地点速度；卫星只要加速就离心；万有引力是合力满足牛顿第二定律【解答】解：A、根据开普勒第二定律可知航天飞机在远地点的速度小于在近地点的速度，A正确B、当航天飞机在轨道上A点加速才能变轨到上，故在轨道上经过A的速度小于在上经过A点的速度，B正确C、由开普勒第三定律=k知，在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期，故C错误D、由=ma可知，在轨道上经过A的加速度应等于在轨道上经过A的加速度
25、，D错误故选：AB三、填空题（14分，每空2分）13两颗人造卫星A、B的质量之比mA：mB=1：2，轨道半径之比rA：rB=1：4，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比vA：vB=2：1，向心加速度之比aA：aB=16：1，向心力之比FA：FB=1：8【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可【解答】解：人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得： G=m，得v=，M是地球的质量，r是卫星的轨道半径，则得vA：vB=： =2：1由 F=G
26、=ma，得a=则得aA：aB=： =16：1，FA：FB=： =1：8故答案为：2：1，16：1，1：814一船在静水中的速率为4m/s，要横渡宽40m，水流的流速为3m/s的河流，则渡河最短时间为10 s，登陆点距出发点的距离为50m【考点】运动的合成和分解【分析】将小船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向上的两个分运动，根据垂直河岸方向上的运动求出运动的时间，抓住分运动和合运动具有等时性，求出沿河岸方向上运动的距离，再根据运动的合成求出船登陆点离出发点的距离【解答】解：设河宽为d，水速为v1=3m/s，船在静水中的航速为v2=4m/s，当小船的船头始终正对河岸时，渡河时间最短设为t，则有
27、：t=s=10s；船过河的位移的大小为：x=m=50m；故答案为：10，5015一物体做平抛运动，抛出后1s末的速度方向与水平方向间的夹角为45，则2s末物体的落地速度10m/s，抛出点的高度为20m（取g=10m/s2）【考点】平抛运动【分析】由竖直方向的自由落体可求得1s末的竖直分速度；再由运动的合成与分解知识可求得水平速度；同理可求得2s末的速度根据h=gt2计算下降的高度的大小【解答】解：1s末物体的竖直分速度为：vy=gt=10m/s因速度与水平方向成45，故此时水平速度与竖直速度相等，即：v0=10m/s；2s末物体的竖直分速度为：vy1=gt=20m/s；则物体的合速度为：v=1
28、0m/s；抛出点的高度为为：h=gt2=1022=20m故答案为：10，20四、计算题题（共38分）16如图所示，细绳一端系着质量M=0.6kg的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑的小孔吊着质量m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔的距离为r=1m，现在物体M随盘绕中心轴匀速转动角速度为2rad/s，求此时M与盘之间的静摩擦力大小与方向？（g取10m/s2）【考点】向心力；摩擦力的判断与计算【分析】M绕O点做匀速圆周运动，合外力提供向心力，根据向心力公式列式求解即可【解答】解：M绕O点做匀速圆周运动，合外力提供向心力，设摩擦力方向指向圆心，则有：mg+f=M2r解得：f=0.6410.310=
29、0.6N，负号说明方向背离圆心方向答：此时M与盘之间的静摩擦力大小为0.6N，方向背离圆心17一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，离地高度为h已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g求人造卫星绕地球的运行周期T【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【分析】地球表面的物体所受重力和物体受到地球的万有引力相等，卫星运行时受到的万有引力提供向心力，联列根据圆周运动的物理量之间的关系可得结论【解答】解：设地球质量为M，人造地球卫星的质量为 m在地球表面由重力等于万有引力得：mg=G 对人造地球卫星受到地球的万有引力提供圆周运动的向心力得：G=m 由解得：答：人造卫星绕地球的
30、运行周期是18如图位于竖直平面上半径为R的圆弧光滑轨道AB，A点距离地面高度为H，质量为m的小球从A点由静止释放，通过B点对轨道的压力为3mg，最后落在地面C处，不计空气阻力，求：（1）小球通过B点的速度（2）小球落地点C与B点的水平距离x【考点】牛顿第二定律；牛顿第三定律；平抛运动；向心力【分析】（1）在B点，小球受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可；（2）从B到C做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式列式求解【解答】解：（1）在B点对小球由牛顿第二定律得：由牛顿第三定律得：N=N=3mg解得：（2）小球从B至C做平抛运动：水平方向：x=vt竖直方向：解得：答：（1）小
31、球通过B点的速度为；（2）小球落地点C与B点的水平距离x为19宇航员在月球表面完成下面的实验：在一固定的竖直光滑圆轨道内部有一质量为m的小球（可视为质点），如图所示当在最高点给小球一瞬间的速度v时，刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，已知圆弧的轨道半径为r，月球的半径为R，引力常量为G求：（1）若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为多大？（2）月球的平均密度为多大？（3）轨道半径为2R的环月卫星周期为多大？【考点】万有引力定律及其应用【分析】（1）由最小发射速度应是万有引力等于重力，而重力又充当向心力时的圆周运动速度，由此可以解得最小发射速度（2）由万有引力等于重力解出质量，然后又密度等于质量除以体积可以得到密度（3）由万有引力充当向心力的周期表达式，可以得到周期【解答】解：（1）小球在最高点重力充当向心力：月球近地卫星最小发射速度：又：解得：（2）由：得：又：解得：（3）对该卫星有：解得：答：（1）若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为（2）月球的平均密度为（3）轨道半径为2R的环月卫星周期为2016年6月26日
