1、山西大学附中2013-2014学年高一第二学期期中考试物理试题一、选择题（本题共15个小题，共60分，每小题4分，有的有一个答案符合题意，有的有多个答案符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错得0分。）1下列说法正确的是()A物体在恒力作用下不可能做曲线运动B物体在变力作用下有可能做曲线运动C物体做曲线运动，沿垂直速度方向的合力一定不为零D沿垂直速度方向的合力为零时，物体一定做直线运动【答案】BCDA、在恒力作用下，物体可以做曲线运动，如平抛运动，故A错误；B、物体在变力作用下有可能做曲线运动，如匀速圆周运动，故B正确；CD、若物体所受合力与速度在同一条直线上，物体做直线运动，若不在同
2、一直线上则做曲线运动，故物体做曲线运动时，沿垂直速度方向的合力一定不为零，若沿垂直速度方向的合力为零时，物体一定做直线运动，故CD正确。故选BCD。【考点】物体做曲线运动的条件2一条笔直的河流，宽l=40m，水的流速是v1=3m/s，有航速（相对水面）为v2=4m/s的小汽船保持船身垂直河岸渡到彼岸。则小汽船渡河的时间和位移（相对地面）分别为（ ）A10s，50m B8s，30m C10s，30m D 8s，40m【答案】A将小船的运动沿船头指向和水流方向分解，当船头垂直与河岸时，沿船头指向方向的分位移最小，渡河时间最短由于分运动时间等于合运动时间，故有：则船沿着水流方向的位移为：；小汽船渡河
3、的位移为：。故选A。【考点】运动的合成与分解3在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人.假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d.如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为 ( )AB0 CD【答案】C因为，所以摩托艇登陆的最短时间：，登陆时到达O点的距离：。故选C。【考点】运动的合成与分解4小球两次从同一位置水平抛出，运动轨迹如图所示。轨迹上a、b两点在同一水平线上。设小球从抛出到运动到a、b两点运动的时间分别为t1、t2，则（ ） At1t2 Bt1t2 Ct1t2 D无法判断 【答案】B平抛运
4、动在竖直方向上做自由落体运动，下落的时间是由下落的高度决定的，两个小球向下运动的a与到b下落的高度相同，所以它们运动的时间也是相同的，故B正确。故选B。【考点】平抛运动5由上海飞往美国洛杉矶的飞机在飞越太平洋上空的过程中，如果保持飞行速度的大小和距离海面的高度均不变，则以下说法中正确的是 （ ）A飞机做的是匀速直线运动 B飞机上的乘客对座椅的压力略大于重力C飞机上的乘客对座椅的压力略小于重力 D飞机上的乘客对座椅的压力为零【答案】CA、地球是圆形的，由上海飞往美国洛杉矶的飞机在飞越太平洋上空的过程中，做匀速圆周运动，故A错误；BCD、对人受力分析，所以飞机上的乘客对座椅的压力略小于重力，故C正
5、确BD错误。故选C。【考点】向心力6如图，在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向左拐弯时，司机右侧的路面比左侧的要高一些，路面与水平面的夹角为。设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，倾角应等于（ ）Aarcsin BarctanCarcsin Darccot【答案】B摩擦力等于零，说明重力与支持力的合力完全提供向心力重力、支持力的合力：向心力为：则有： 解得：所以：。故选B。【考点】向心力；牛顿第二定律7如图，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B和C与转台
6、间的动摩擦因数都为，A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r 。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是AB对A的摩擦力一定为3mgBB对A的摩擦力一定为3m2rC转台的角速度一定满足：D转台的角速度一定满足：【答案】BDAB、对A受力分析，受重力、支持力以及B对A的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，有，故A错误B正确；CD、由于A、AB整体、C受到的静摩擦力均提供向心力，故对A，有：对AB整体，有：对物体C，有：解得，故C错误D正确。故选BD。【考点】牛顿第二定律；匀速圆周运动；向心力8. 在光滑的水平面上相距40 cm的两个钉子A和B，如图所示，长1 m的细绳一端系着质量为0
7、.4 kg的小球，另一端固定在钉子A上，开始时，小球和钉子A、B在同一直线上，小球始终以2 m/s的速率在水平面上做匀速圆周运动若细绳能承受的最大拉力是4 N，那么从开始到细绳断开所经历的时间是 ( )A. 0.9 s B. 0.8 s C. 1.2 s D. 1.6 s【答案】B当绳子力为4N时，根据向心力公式得：代入数据解得：而小球每转半圈，长度减小40cm，小球转的半圆周数为：，即小球转过2个半圆周后绳断裂，所以从开始到绳断所经历的时间为：。故选B。【考点】牛顿第二定律；向心力9、下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是( )A、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B、所有行星绕太
8、阳运动的轨道都是圆C、所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D、所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比【答案】AA、根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A正确；B、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆而不是圆，故B错误；C、根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，故C错误；D、与开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等矛盾，故D错误。故选A。【考点】开普勒定律10. 设地面附近重力加速度为g0，地球半径为R0，人造地球卫星的圆形轨道半径为R，那么
9、以下说法正确的是（ ） A. 卫星在轨道上向心加速度大小为 B. 卫星运行的速度大小为C. 卫星运行的角速度大小为 D. 卫星运行的周期为2【答案】ABD在地球表面重力等于万有引力：，可得，所以：A、卫星在轨道上运动时万有引力提供圆周运动向心力，可知，卫星的加速度，故A正确；B、卫星在轨道上万有引力提供圆周运动向心力有：得卫星运行的线速度，故B正确；C、卫星在轨道上运动时万有引力提供圆周运动向心力有：得卫星运动的角速度，故C错误；D、由C分析知卫星的周期，故D正确。故选ABD。【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律11下列关于地球同步卫星的说法正确的是（ ）A它的周期与地球自
10、转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B它的周期、高度、速度都是一定的C我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空D我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空【答案】BDAB、根据万有引力提供向心力，列出等式：，其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值由于轨道半径一定，则线速度的大小也一定，故A错误B正确；CD、地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道即与赤道平面重合，故C错误D正确。故选BD。【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；同步卫星12将月球视为均匀球体，由“
11、嫦娥二号”近月环绕运动的周期及万有引力常量G可估算出( )A月球的密度 B月球的质量 C月球的半径 D月球表面的重力加速度【答案】AA、研究“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式，得：由于嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行，所以R可以认为是月球半径，根据密度公式：，故A正确；B、根据A选项，由于不知道月球半径R，所以不能求出月球质量，故B错误；C、根据A选项，不能求出月球半径，故C错误；D、根据，由于不知道月球半径R，所以不能求出月球表面的重力加速度，故D错误。故选A。【考点】万有引力定律13.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体，一矿
12、井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A B C D【答案】A令地球的密度为，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：，由于地球的质量为：，所以重力加速度的表达式可写成：。根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为d的井底，受到地球的万有引力即为半径等于（R-d）的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力加速度，所以有。故选A。【考点】万有引力定律及其应用；牛顿第二定律14两个质量均为M的星体，其连线的垂直平分线为AB。O为两星体连线的中点，如图，一个质量为M的物体从O沿OA方向运动，则它受到的万有引力大小变化
13、情况是（ ）A一直增大 B一直减小C先减小，后增大 D先增大，后减小【答案】D因为在连线的中点时所受万有引力的和为零，当运动到很远很远时合力也为零（因为距离无穷大万有引力为零）而在其他位置不是零，所以先增大后减小。故选D。【考点】万有引力定律15.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. B. C. D. 【答案】ADAB、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，根据得，所以：，故A正确B错误；CD、万有引力提供圆周运动向心力有：，得，所以，故C错误D正确。故选A
14、D。【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律二、填空题（共14分，每空2分）16.一个同学在研究平抛物体的运动实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、B、C，量得 =0.2m。又量出它们之间的竖直距离分别为h1 = 0.1m，h2 = 0.2m，利用这些数据，可求得：(1)物体抛出时的初速度为 m/s； (2)物体经过B时竖直分速度为 m/s；(3)抛出点在A点上方高度为 m处（g=10m/s2）。【答案】2 1.5 0.0125（1）在竖直方向上根据，得物体抛出时的初速度（2）经过B点时的竖直分速度：（3）抛出点到B点的运动时间：从抛出到运
15、动到A点需要的时间：则抛出点在A点上方高度：。【考点】研究平抛物体的运动17如图所示，在半径为R的半球形碗的光滑内表面上，一质量为m的小球以角速度在水平面上做匀速圆周运动，则该水平面距离碗底的距离h=_。【答案】设支持力与竖直方向上的夹角为，小球靠重力和支持力的合力提供向心力，小球做圆周运动的半径为，根据力图可知：解得：所以。【考点】向心力；牛顿第二定律18、某宇航员在月球上某处平坦月面做平抛实验，将某物体由距月面高h处水平抛出，经过时间t后落到月球表面，已知月球半径为R，万有引力常数为G，则月球表面的重力加速度为 ，月球的质量为 。【答案】 小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有：，可
16、得在月球表面，物体所受的重力等于万有引力，即有：解得月球的质量为。【考点】万有引力定律；平抛运动19. 地球绕太阳公转的轨道半径为R1，公转周期为T1，月球绕地球公转的轨道半径为R2，公转周期为T2，则太阳和地球的质量之比为_。【答案】 根据万有引力提供向心力得：对于地球，有：，对于月球，有：联立解得。【考点】万有引力定律三、计算题（共26分）20（7分）古时常有官宦人家的小姐“抛彩”为自己挑选如意郎君。具体规则是：小姐在彩楼上，将绣球抛向楼下，楼下的准郎君们不能主动去接那命运的绣球，被绣球击中者，即为郎君。假设小姐将绣球水平抛向看准的郎君，出手时绣球距地面的高度是H，郎君到她的水平距离为so
17、，郎君身高为ho（小于H）。若不计空气阻力，小姐的绣球要击中心仪的郎君，她抛出绣球的初速度应在什么范围？（假设准郎君们的前后距离足够大。）【答案】绣球做平抛运动，恰好落在心仪郎君的脚部时，有：、解得：绣球落在心仪郎君的头部时，有：、解得：故。【考点】平抛运动21、（6分）图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点，则可简化为如图乙所示的物理模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO转动，设绳长l10m，质点的质量m=60kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4.0m
18、，转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角=37（不计空气阻力及绳重，且绳不可伸长，sin37=0.6，cos37=0.8）求质点与转盘一起做匀速圆周运动时，（1）绳子拉力的大小；（2）转盘角速度的大小。【答案】 （1）如图所示，对人和座椅由平衡条件有：得（2）根据牛顿第二定律有：得【考点】牛顿第二定律22、（7分）已知某双星系统中两颗恒星绕它们线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T,两星距离为r，试推算这个双星系统的总质量。【答案】设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为1、2。根据题意有、根据万有引
19、力定律和牛顿定律，有、联立以上各式解得根据角速度与周期的关系知解得这个双星系统的总质量【考点】万有引力定律23、（6分）组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持赤道附近的物体做圆周运动。已知一个星球的质量为M，半径为R，假设该星球是均匀分布的，求它的最小自转周期。【答案】由可知星球的周期越小，物体需要的向心力越大，物体对星球表面的压力越小，当周期小到一定值时，压力为零，此时万有引力充当向心力，即：得：。【考点】万有引力定律山西大学附中2013-2014学年高一第二学期期中考试物理试题答案一、选择题（本题共15个小题，共60
20、分，每小题4分，有的有一个答案符合题意，有的有多个答案符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错得0分。）题号123456789101112131415答案BCDACBCBBDBAABDBDAADAD二、填空题（共14分，每空2分）16. 2 1.5 0.012517. 18. 19. 三、计算题20（7分）当绣球击准郎君的脚时，对绣球的运动有：，。解得：；当绣球击准郎君的头顶时，对绣球的运动有：，。解得：。故，绣球抛出时的速度大小为：。21.（6分） 解：（1）如图所示，对人和座椅进行受力分析： （2）根据牛顿第二定律有：22.（7分） 设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为w1,w2。根据题意有 w1=w2 r1+r2=r根据万有引力定律和牛顿定律，有 联立以上各式解得 根据角速度与周期的关系知联立式解得 23.（6分） 得