1、2015-2016学年山西大学附中高一（下）期中物理试卷一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1以下说法中正确的是（）A哥白尼通过观察行星的运动，提出了日心说，认为行星以椭圆轨道绕太阳运行B开普勒通过对行星运动规律的研究，总结出了万有引力定律C卡文迪许利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值D万有引力定律公式F=G表明当r等于零时，万有引力为无穷大2在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象（）小孩荡秋千经过最低点汽车过凸形桥汽车过凹形桥在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器ABCD3如图所示，质量m=1kg的小球用细线拴住，线长l=
2、0.5m，细线所受拉力达到F=18N时就会被拉断当小球从图地位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断若此时小球距水平地面的高度h=5m，重力加速度g=10m/s2，则小于落地处距地面上P点的距离为（P点在悬点的正下方）（）A1mB2mC3mD4m4近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产机车总质量为m，如图已知两轨间宽度为L，内外轨高度差为h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，请问，该弯道处的设计速度最为适宜的是（）ABCD5一个行星，其半径比地球的半径大2倍，质量是地球的25倍，则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（）A6倍B4倍C倍D12倍6如图所示，一根细线下端
3、拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔（小孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图中P位置），两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（）A细线所受的拉力变小B小球P运动的角速度变小CQ受到桌面的静摩擦力变大DQ受到桌面的支持力变大7如图所示，一个质量均匀分布的星球，绕其中心轴PQ自转，AB与PQ是互相垂直的直径星球在A点的重力加速度是P点的90%，星球自转的周期为 T，万有引力常量为G，则星球的密度为（）ABCD8宇宙间存在一些离其它恒星较远的三星系统，其
4、中有一种三星系统如图所示，三颗质量 均为m的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其它星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A每颗星做圆周运动的角速度为B每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关C若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍D若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍9如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，杆随转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角是（）Asin=Bt
5、an=Csin=Dtan=10如图所示，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为（已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零）（）AGB0C4GDG二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错或不答得0分）11平抛一物体，当抛出1s后它的速度方向与水平方向成45角，落地时的速度方向与水平方向成60角，则下列说法正确的是（）（g取10m/s2）A初速度为5 m/sB落地速度20 m/sC开始抛出时距地面的
6、高度15 mD水平射程10 m12下列叙述中正确的是（）A开普勒第三定律=K，K为常数，此常数的大小只与中心天体有关B做匀速圆周运动的物体的加速度不变C做平抛运动的物体在任意一段运动时间内速度变化的方向都是相同的D做圆周运动的物体，合外力一定指向圆心13质量为m的小球由轻绳a和b系于一轻质木架上的A点和C点，且LaLb，如图所示当轻杆绕轴BC以角速度匀速转动时，小球在水平面内作匀速圆周运动，绳a在竖直方向、绳b在水平方向当小球运动在图示位置时，绳b被烧断的同时杆也停止转动，则（）A小球仍在水平面内作匀速圆周运动B在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大C在绳被烧断瞬间，小球所受的合外力突然变小D若角
7、速度较大，小球可以在垂直于平面ABC的竖直平面内作圆周运动14如图所示，河宽为L，河水流速为u，甲、乙两船均以静水中的速度大小v同时出发渡河出发时两船相距x，甲、乙船头均与岸边成45角，且乙船恰好能直达正对岸的A点则下列说法正确的是（）A甲乙两船在水中行驶的路程相等B甲乙两船同时到达河对岸Cv：u=：1D为确保两船在河中不相撞，x不得小于2L15如图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图整个雪道由倾斜的助滑雪道AB、水平的起跳平台BC和着陆雪道CD组成，AB与BC平滑连接运动员从助滑雪道AB上由静止开始在重力作用下下滑，滑到C点后水平飞出，落到CD上的F点E是运动轨迹上的某一点，在该点运动员的速度方向
8、与轨道CD平行，E点是E点在斜面上的垂直投影设运动员从C到E与从E到F的运动时间分别为tCE和tEF不计飞行中的空气阻力，下面说法或结论正确的是（）A运动员在F点的速度方向与从C点飞出时的速度大小无关BtCE：tEF=1：1CCE：EF可能等于1：3DCE：EF可能等于1：216已知引力常量G与下列哪些数据，可以计算出地球密度（）A地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径C人造地球卫星在地面附近绕行运行周期D若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度三、实验题（每空4分，共12分）17如图1所示为“研究平抛物体的运动”实验，（1）在该实验中，下列说法
9、正确的是A斜槽轨道必须光滑B斜槽轨道末端可以不水平C应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放D为更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些（2）如图2所示为实验中用方格纸记录了小球的运动轨迹，a、b、c和d为轨迹上的四点，小方格的边长为L，重力加速度为g，则小球作平抛运动的初速度大小v0=，经b点时速度大小v b=四、计算题（本题共3小题，共计34分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）182003年10月15日，我国神舟五号载人飞船成功发射标志着我国的航天事业发展到了一个很高的水平飞船在绕地球飞行的第5圈进行
10、变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道已知地球半径为R，地面处的重力加速度为g，引力常量为G，求：（1）地球的质量；（2）飞船在上述圆形轨道上运行的周期T19一物体在地球表面重18N，它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中对台秤的压力为11N，则此时火箭离地面的距离为地球半径的几倍？（地球表面的重力加速度g取10m/s2）20某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差H选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下
11、从A点沿轨道做初速为零、加速度为a的匀加速直线运动起动后2s悬挂器脱落设人的质量为m（看作质点），人与转盘间的最大静摩擦力为mg，重力加速度为g（1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度应限制在什么范围；（2）若H=3.2 m，R=0.9 m，取g=10m/s2，当a=2m/s2时选手恰好落到转盘的圆心上，求L；（3）若H=2.45 m，R=0.8 m，L=6m，取g=10m/s2，选手要想成功落在转盘上，求加速度a的范围2015-2016学年山西大学附中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（本题共10小题，每小题3
12、分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1以下说法中正确的是（）A哥白尼通过观察行星的运动，提出了日心说，认为行星以椭圆轨道绕太阳运行B开普勒通过对行星运动规律的研究，总结出了万有引力定律C卡文迪许利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值D万有引力定律公式F=G表明当r等于零时，万有引力为无穷大【考点】4E：万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可，且当物体间距离等于零时，万有引力不能直接用其定义式来算，从而即可求解【解答】解：A、哥白尼通过观察行星的运动，提出了日心说，但没有认为行星以椭圆轨道绕太阳运行，认为行星以椭圆
13、轨道绕太阳运行的是开普勒，故A错误；B、开普勒通过对行星运动规律的研究，总结出了行星运动的规律，并不是万有引力定律，故B错误；C、卡文迪许利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值，故C正确；D、万有引力定律公式表明当r等于零时，物体不能看成质点，万有引力定律不成立，所以不能得出万有引力为无穷大的结论，故D错误；故选：C2在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象（）小孩荡秋千经过最低点汽车过凸形桥汽车过凹形桥在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器ABCD【考点】3B：超重和失重【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物
14、体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g【解答】解：荡秋千经过最低点的小球，此时有向上的加速度，处于超重状态汽车过凸形桥最高点，加速度向下，处于失重状态；汽车过凹形桥最低点，此时有向上的加速度，处于超重状态在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器，处于完全失重状态故选：B3如图所示，质量m=1kg的小球用细线拴住，线长l=0.5m，细线所受拉力达到F=18N时就会被拉断当小球从图地位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断若此时小球距水平地面的高度h=5m，重力加速度g=10m/s2，则小于落地处距地面
15、上P点的距离为（P点在悬点的正下方）（）A1mB2mC3mD4m【考点】4A：向心力【分析】小球摆到最低点时细线恰好被拉断，细线的拉力达到F=18N，由重力和拉力的合力提供向心力求出小球摆到最低点时的速度细线被拉断后，小球做平抛运动，由高度h求出平抛运动的时间，再求解小球落地处到地面上P点的距离【解答】解：球摆到最低点时，有：Fmg=m解得小球经过最低点时的速度为：v=2m/s，小球平抛运动的时间为：t=1s所以小球落地处到地面上P点的距离为：x=vt=21=2m答：小球落地处到地面上P点的距离为2m4近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产机车总质量为m，如图已知两轨间宽度为L，内外轨高
16、度差为h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，请问，该弯道处的设计速度最为适宜的是（）ABCD【考点】4A：向心力【分析】火车拐弯时以规定速度行驶，此时火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力；若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力根据牛顿第二定律求出规定速度【解答】解：转弯中，当内外轨对车轮均没有侧向压力时，火车的受力如图，由牛顿第二定律得：mgtan=m，tan=解得：v=故A正确，B、C、D错误故选：A5一个行星，其半径比地球的半径大2倍，质量是地球的25倍，则它表面的
17、重力加速度是地球表面重力加速度的（）A6倍B4倍C倍D12倍【考点】4F：万有引力定律及其应用；4A：向心力【分析】根据万有引力等于重力，得出重力加速度的表达式，从而得出重力加速度之比【解答】解：根据得：g=，因为行星的质量是地球质量的25倍，半径是地球半径的3倍，则行星表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的倍故C正确，A、B、D错误故选：C6如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔（小孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图中P位置），两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后
18、一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（）A细线所受的拉力变小B小球P运动的角速度变小CQ受到桌面的静摩擦力变大DQ受到桌面的支持力变大【考点】4A：向心力；27：摩擦力的判断与计算【分析】金属块Q保持在桌面上静止，根据平衡条件分析所受桌面的支持力是否变化以P为研究对象，根据牛顿第二定律分析细线的拉力的变化，判断Q受到桌面的静摩擦力的变化由向心力知识得出小球P运动的角速度、周期与细线与竖直方向夹角的关系，再判断其变化【解答】解：A、设细线与竖直方向的夹角为，细线的拉力大小为T，细线的长度为LP球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，则有：T=，mgtan=m2Lsin
19、，得角速度=，周期T=使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时，增大，cos减小，则得到细线拉力T增大，角速度增大，周期T减小对Q球，由平衡条件得知，Q受到桌面的静摩擦力变大，故AB错误，C正确；D、金属块Q保持在桌面上静止，根据平衡条件得知，Q受到桌面的支持力等于其重力，保持不变故D错误故选：C7如图所示，一个质量均匀分布的星球，绕其中心轴PQ自转，AB与PQ是互相垂直的直径星球在A点的重力加速度是P点的90%，星球自转的周期为 T，万有引力常量为G，则星球的密度为（）ABCD【考点】4F：万有引力定律及其应用【分析】两极处的万有引力等于物体的重力，赤道处的重力等于万有引力与物体绕地
20、球自转所需的向心力之差，结合万有引力定律公式列式求解即可【解答】解：因为两极处的万有引力等于物体的重力，故：GP=由于赤道处的向心力等于万有引力与物体在赤道处的重力之差，故：0.9=mR解得：M=则星球的密度=，故选：D8宇宙间存在一些离其它恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量 均为m的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其它星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A每颗星做圆周运动的角速度为B每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关C若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍
21、D若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍【考点】4F：万有引力定律及其应用；4A：向心力【分析】每颗星做匀速圆周运动，靠另外两颗星万有引力的合力提供向心力，具有相同的角速度，根据合力提供向心力求出角速度的大小、向心加速度的大小，以及周期和线速度的大小，从而分析判断【解答】解：任意两个星星之间的万有引力为：F=，则其中一颗星星所受的合力，根据得，r=，解得=，故A错误加速度a=，与三星的质量有关，故B错误周期T=，若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍，故C正确线速度v=，若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度大小不变，故D错误故选：
22、C9如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，杆随转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角是（）Asin=Btan=Csin=Dtan=【考点】4A：向心力；37：牛顿第二定律【分析】小球做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，根据重力、杆子的作用力的合力指向圆心，求出杆与水平面的夹角【解答】解：小球所受重力和杆子的作用力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有：mgsin=mL2，解得sin故A正确，B、C、D错误故选A10如图所示，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中
23、心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为（已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零）（）AGB0C4GDG【考点】4F：万有引力定律及其应用【分析】采用割补法，先将空腔填满，根据万有引力定律列式求解万有引力，该引力是填入的球的引力与剩余部分引力的合力；注意均匀球壳对内部的质点的万有引力的合力为零【解答】解：采用割补法，先将空腔填满；填入的球的球心与物体重合，填入球上各个部分对物体m的引力的矢量和为零；均匀球壳对内部的质点的万有引力的合力为零，根据万有引力定律，有：G=F+0解得：F=故选：D二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中
24、，有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错或不答得0分）11平抛一物体，当抛出1s后它的速度方向与水平方向成45角，落地时的速度方向与水平方向成60角，则下列说法正确的是（）（g取10m/s2）A初速度为5 m/sB落地速度20 m/sC开始抛出时距地面的高度15 mD水平射程10 m【考点】43：平抛运动【分析】根据速度时间公式求出1s末竖直分速度，结合平行四边形定则求出初速度的大小，再结合平行四边形定则求出落地的竖直分速度，以及落地的速度，根据速度位移公式求出平抛运动的高度，根据速度时间公式求出平抛运动的时间，结合初速度和时间求出水平射程【解答】解：A、1s末竖直分速度vy1
25、=gt=101m/s=10m/s，根据平行四边形定则知，tan45=，解得v0=10m/s，故A错误B、根据平行四边形定则知，解得落地的速度v=2v0=20m/s，故B正确C、落地时竖直分速度，则平抛运动的高度h=，故C正确D、落地的时间t=，则水平射程x=，故D错误故选：BC12下列叙述中正确的是（）A开普勒第三定律=K，K为常数，此常数的大小只与中心天体有关B做匀速圆周运动的物体的加速度不变C做平抛运动的物体在任意一段运动时间内速度变化的方向都是相同的D做圆周运动的物体，合外力一定指向圆心【考点】4D：开普勒定律；47：匀速圆周运动【分析】平抛运动加速度不变，做匀变速曲线运动，匀速圆周运动
26、的速度大小不变，方向时刻改变，具有指向圆心的加速度，加速度方向时刻改变【解答】解：A、开普勒第三定律=K，K为常数，此常数的大小只与中心天体的质量有关，故A错误；B、匀速圆周运动的速度大小不变，方向在改变，故B错误；C、平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动；故做平抛运动的物体在任息一段时间内速度变化的方向都是相同的，竖直向下；故C正确；D、做匀速圆周运动的物体，合外力一定指向圆心；做变速圆周运动的物体，合外力不一定指向圆心，故D错误；故选：C13质量为m的小球由轻绳a和b系于一轻质木架上的A点和C点，且LaLb，如图所示当轻杆绕轴BC以角速度匀速转动时，小球在水平面内作匀速圆周运动，绳a在竖
27、直方向、绳b在水平方向当小球运动在图示位置时，绳b被烧断的同时杆也停止转动，则（）A小球仍在水平面内作匀速圆周运动B在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大C在绳被烧断瞬间，小球所受的合外力突然变小D若角速度较大，小球可以在垂直于平面ABC的竖直平面内作圆周运动【考点】4A：向心力；48：线速度、角速度和周期、转速【分析】绳b被烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动或圆周运动绳b被烧断前，a绳中张力等于重力，在绳b被烧断瞬间，a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力，而向心力竖直向上，绳b的张力将大于重力若角速度较小，小球原来的速度较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动，若角速度较大，小
28、球原来的速度较大，小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动【解答】解：A、小球原来在水平面内做匀速圆周运动，绳b被烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动或圆周运动故A错误 B、绳b被烧断前，小球在竖直方向没有位移，加速度为零，a绳中张力等于重力，在绳b被烧断瞬间，a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力，而向心力竖直向上，绳b的张力将大于重力，即张力突然增大故B正确，C错误 D、若角速度较大，小球原来的速度较大，小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动故D正确故选：BD14如图所示，河宽为L，河水流速为u，甲、乙两船均以静水中的速度大小v同时出发渡河出发时两船相距x，甲、
29、乙船头均与岸边成45角，且乙船恰好能直达正对岸的A点则下列说法正确的是（）A甲乙两船在水中行驶的路程相等B甲乙两船同时到达河对岸Cv：u=：1D为确保两船在河中不相撞，x不得小于2L【考点】44：运动的合成和分解【分析】根据乙船恰好能直达正对岸的A点，知v=u小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，抓住分运动和合运动具有等时性，可以比较出两船到达对岸的时间以及甲船沿河岸方向上的路程，再根据渡河时间，从而确定不相撞时，两船间距【解答】解：A、由图可知，甲船在水中行驶的路程大于乙船的路程，故A错误；BC、乙船恰好能直达正对岸的A点，根据速度合成与分解，知vcos45=u，解得：v=u将小船
30、的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，抓住分运动和合运动具有等时性，两船在垂直河岸方向的速度大小相等，则有甲乙两船到达对岸的时间相等，故BC正确D、由题意可知，两船在垂直河岸方向的位移总是相等，且两船在水流方向的速度大小相等，若不相遇，则x不得小于2L，故D正确故选：BCD15如图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图整个雪道由倾斜的助滑雪道AB、水平的起跳平台BC和着陆雪道CD组成，AB与BC平滑连接运动员从助滑雪道AB上由静止开始在重力作用下下滑，滑到C点后水平飞出，落到CD上的F点E是运动轨迹上的某一点，在该点运动员的速度方向与轨道CD平行，E点是E点在斜面上的垂直投影设运动员从C到E与从
31、E到F的运动时间分别为tCE和tEF不计飞行中的空气阻力，下面说法或结论正确的是（）A运动员在F点的速度方向与从C点飞出时的速度大小无关BtCE：tEF=1：1CCE：EF可能等于1：3DCE：EF可能等于1：2【考点】43：平抛运动【分析】运动员离开C点后做平抛运动，将其运动分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向，可知垂直斜面方向上做匀减速直线运动，在沿斜面方向方向上做匀加速运动，根据分位移公式求解即可【解答】解：A、设运动员在F点的速度方向与水平方向的夹角为，斜面的倾角为则有tan=，tan=，则得 tan=2tan，一定，则一定，则知运动员在F点的速度方向与从C点飞出时的速度大小无关，故A正确
32、B、将运动员的运动分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向，则知垂直斜面方向上做匀减速直线运动（类似于竖直上抛运动），当运动到E点，垂直斜面方向上的速度减为零，返回做匀加速直线运动，根据运动的对称性，知时间相等，tCE：tEF=1：1故B正确CD、在沿斜面方向上做匀加速直线运动，根据等时性，知时间相等，根据匀变速直线运动的推论，初速度为零匀加速直线运动在相等时间内的位移为1：3，因为沿斜面方向上的初速度不为零，则相等时间内的水平位移之比大于1：3，可能等于1：2，故D正确，C错误故选：ABD16已知引力常量G与下列哪些数据，可以计算出地球密度（）A地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B月球绕地球运行
33、的周期及月球绕地球转的轨道半径C人造地球卫星在地面附近绕行运行周期D若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度【考点】4F：万有引力定律及其应用【分析】根据万有引力提供向心力，列出等式表示出中心体的质量忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式表示出地球的质量根据密度的定义求解【解答】解：A、已知地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离，根据万有引力提供向心力，列出等式：=M=，所以只能求出太阳的质量故A错误B、已知月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径，根据万有引力提供向心力，列出等式：=地球质量m=，可以求出地球质量但不知道地球半径，故B错误C、已知人造地球卫星在地面附近绕行运行
34、周期根据万有引力提供向心力，列出等式：=地球质量m=根据密度定义得：=，故C正确D、已知地球半径和重力加速度，根据万有引力等于重力列出等式=mgm=根据密度定义得：=，故D正确故选CD三、实验题（每空4分，共12分）17如图1所示为“研究平抛物体的运动”实验，（1）在该实验中，下列说法正确的是CDA斜槽轨道必须光滑B斜槽轨道末端可以不水平C应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放D为更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些（2）如图2所示为实验中用方格纸记录了小球的运动轨迹，a、b、c和d为轨迹上的四点，小方格的边长为L，重力加速度为g，则小球作平抛运动的初速度大小v0=，经b点时速度大小v
35、b=【考点】MB：研究平抛物体的运动【分析】（1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤；（2）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出b点的速度【解答】解：（1）A、为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，斜槽不一定需要光滑，故A错误，C正确B、为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端需水平，故B错误D、为更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确故选：CD（2）在竖直方向上，根据y=L=gT2得，相等的时
36、间间隔T=，则小球平抛运动的初速度b点的竖直分速度，根据平行四边形定则知，b点的速度=故答案为：（1）CD；（2），四、计算题（本题共3小题，共计34分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）182003年10月15日，我国神舟五号载人飞船成功发射标志着我国的航天事业发展到了一个很高的水平飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道已知地球半径为R，地面处的重力加速度为g，引力常量为G，求：（1）地球的质量；（2）飞船在上述圆形轨道上运行的周期T【考点】4F：万有引力定律及其应
37、用【分析】在地球表面，重力和万有引力相等，神舟五号飞船轨道上，万有引力提供飞船做圆周运动的向心力【解答】解：（1）根据在地面重力和万有引力相等，则有=mg解得：M=（2）设地球质量为M，飞船质量为m，速度为v，地球的半径为R，神舟五号飞船圆轨道的半径为r，飞船轨道距地面的高度为h，则据题意有：r=R+h飞船在轨道上飞行时，万有引力提供向心力有：=mT=2，答：（1）地球的质量是；（2）飞船在上述圆形轨道上运行的周期T是219一物体在地球表面重18N，它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中对台秤的压力为11N，则此时火箭离地面的距离为地球半径的几倍？（地球表面的重力加速度g取10m/s2）【考
38、点】4F：万有引力定律及其应用；4A：向心力【分析】对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可以求出火箭所在位置处的重力加速度；由万有引力等于重力，列式可以求出火箭所在位置处的高度【解答】解：设此时火箭上升到离地球表面高度为h处，火箭上物体的视重等于物体受到的支持力FN，物体受到的重力为mg，g是h高处的重力加速度，由牛顿第二定律得FNmg=ma其中，代入式得在地球表面在距地面h高处：联立得解得：，即，此时火箭离地球表面的距离为地球半径的2倍答：火箭离地面的距离为地球半径的2倍20某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上
39、漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差H选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点沿轨道做初速为零、加速度为a的匀加速直线运动起动后2s悬挂器脱落设人的质量为m（看作质点），人与转盘间的最大静摩擦力为mg，重力加速度为g（1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度应限制在什么范围；（2）若H=3.2 m，R=0.9 m，取g=10m/s2，当a=2m/s2时选手恰好落到转盘的圆心上，求L；（3）若H=2.45 m，R=0.8 m，L=6m，取g=10m/s2，选手要想成功落在
40、转盘上，求加速度a的范围【考点】39：牛顿运动定律的综合应用；43：平抛运动【分析】（1）根据静摩擦力提供向心力，结合牛顿第二定律求出转盘角速度的范围（2）（3）抓住平抛运动的水平位移和匀加速直线运动的位移等于L，结合位移公式和速度公式求出匀加速运动的时间；根据平抛运动的分位移公式列式求解【解答】解：（1）设人落在圆盘边缘处不至被甩下，临界情况下，最大静摩擦力提供向心力则有：mg=m2R 解得=，所以转盘的角速度，（2）匀加速过程x1=a=m=4 m vc=at=4 m/s 平抛过程H=g 得t2=0.8 s x2=vct2=40.8 m=3.2 m 故 L=x1+x2=7.2 m （3）分析知a最小时落在转盘左端，a最大时落在转盘右端；人落地的时间： s据LR=a122+2a10.7解得a1=1.53 m/s2据L+R=a222+2a20.7 解得a2=2 m/s2所以1.53 m/s2a2 m/s2答：（1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度，（2）已知H=3.2m，R=0.9m，取g=10m/s2，当a=2m/s2时选手恰好落到转盘的圆心上，L=7.2 m；（3）选手要想成功落在转盘上，可以选择的加速度范围是1.53 m/s2a2 m/s22017年6月3日
