1、广西钦州市高新区实验学校(十五中)2017年春季学期期中考试高一年级物理试卷解析版一、 选择题1. 人造卫星沿圆轨道环绕地球运动，因为大气阻力的作用，其运动的高度将逐渐变化，由于高度变化很慢，在变化过程中的任一时刻，仍可认为卫星满足匀速圆周运动规律，下述关于卫星运动的一些物理量变化情况，正确的是（） A线速度减小 B周期变大 C半径增大 D向心加速度增大 答案： D 解析:此题为人造卫星的变轨问题 当卫星受阻力作用线速度变小时，作圆运动所需的向心力减小，而此时由万有引力提供的向心力大于需要的向心力，所以卫星将做向心运动而使轨道半径逐渐减小，而变轨后的卫星在轨道上运行时，满足 和 ，所以 增大，
2、T减小，因此正确答案应选D。 2. 由“嫦娥奔月”到“万户飞天”，由“东方红”乐曲响彻寰宇到航天员杨利伟、费俊龙、聂海胜遨游太空，中华民族的航天梦想已变成现实.“神舟”六号飞船升空后，先运行在近地点高度200 km、远地点高度350 km的椭圆轨道上，实施变轨后进入343 km的圆轨道，设变轨后做匀速圆周运动，共运行n周，起始时刻为t 1 ,结束时刻为t 2 ,运行速度为v，半径为r.则计算其运行周期可用（ ） A B C D 答案： AC 解析:由题意知：T= = = ,显然AC正确. 3. 乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动.下列说法正确的是（ ） A
3、车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去 B人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg C人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等 D人在最低点时对座位的压力大于mg 答案： D 解析:过山车上人经最高点及最低点，受力如图有：mg+F N =m F N =m( -g) F N -mg=m F N =m( +g) 由支持力（等于压力）表达式分析知：当v 1 较大时，最高点无保险带也不会掉下，且还会对轨道有压力，大小因v 1 而定，上、下两处向心力大小不等，向心加速度大小也不等（变速率）.又由式知最低点F N mg，故此题应选D. 4. 竖直向下的匀强磁场
4、中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度V 0 抛出，设在整个过程中，棒始终平动且空气阻力不计，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是 A越来越大 B越来越小 C保持不变 D无法判断 答案： C 解析: 金属棒ab做平抛运动，其水平方向的分运动是匀速直线运动，水平分速度保持不变，等于 由感应电动势公式 是垂直于磁感线方向的分速度，即是平抛运动的水平分速度，等于 ，则感应电动势 均不变，则感应电动势大小保持不变则C正确 故选C 考点：本题考查对感应电动势公式的理解和平抛运动的特点 点评：由感应电动势公式 是有效的切割速度，即是垂直于磁感线方向的分速度，结合平抛运动的特点分析选择 5.
5、 从地面上方同一点向东与向西分别平抛出两个等质量的小物体，抛出速度大小分别为v和2v，不计空气阻力，则两个小物体, 以下说法不正确的是: A从抛出到落地速度的增量相同 B从抛出到落地重力做的功相同 C从抛出到落地重力的平均功率相同 D从抛出到落地所用时间不同答案： D 解析: 小物体被抛出后，都做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向速度 ，两物体同一高度下落，下落时间相同，竖直方向速度变化量相同，A正确D错误。竖直方向自由落体运动，因为从同一点抛出高度相同，重力做功mgh相同，B选项正确。两物体在竖直方向运动完全相同，重力做功相同，时间相同，重力平均功率两物体在竖直方向运动完全相同，重力做功相
6、同，时间相同，重力平均功率 相同，C正确。题目中要求选取不正确的项，所以选D。 考点：功，平抛运动 点评：该类型题目考查知识点比较全面，但是难度都不大，关键点在于找到这两个物体运动的共同点，即二者在竖直方向的运动完全相同，均为自由落体运动。 6. 如图所示，小物块位于半径为R的半球顶端，若小球的初速为v 0 时，物块对球顶恰无压力，则以下说法正确的是（ ） A物块立即离开球面做平抛运动，不再沿圆弧下滑 Bv 0 = C物块落地点离球顶水平位移 D物体将沿着圆弧下滑到地面 答案： ABC 解析: 物体仅受重力，有水平初速度，做平抛运动故A正确D错误；根据牛顿第二定律得， ，则 由 得， ，则水平
7、位移 故B、C正确 故选ABC 考点：平抛运动；牛顿第二定律；向心力 点评：解决本题的关键掌握平抛运动的特点和平抛运动的规律，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 7. 一小球质量为 m ，用长为 L 的悬绳（不可伸长，质量不计）固定于O点，在O点正下方 L /2处钉有一颗钉子，如图所示，将悬线沿水平方向拉直无初速释放后，当悬线碰到钉子后的瞬间（） A小球线速度没有变化 B小球的角速度突然增大到原来的2倍 C小球的向心加速度突然增大到原来的2倍 D悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍 答案： D 解析:在小球通过最低点的瞬间，水平方向上不受外力作用，沿切线方向小球
8、的加速度等于零，因而小球的线速度不会发生变化，故A正确；在线速度不变的情况下，小球的半径突然减小到原来的一半，由 v = r 可知角速度增大为原来的2倍，故B正确；由 a = v 2 / r ，可知向心加速度突然增大到原来的2倍，故C正确；在最低点， F - mg = ma ，可以看出D不正确 点评本题中要分析出悬线碰到钉子前后的瞬间物理量的变化情况，问题就很好解了，因而，要根据题目的条件分析物理过程后再选用公式，不能随意照套公式 8. 已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期，它们绕太阳的公转均看作匀速圆周运动，则可判定 A金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离(即轨道半径) B金星运
9、动的速度小于地球运动的速度 C金星的向心加速度大于地球的向心加速度 D金星的质量大于地球的质量答案： AC 解析: 9. 如图所示，细绳一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向成角，以下说法正确的是 A小球受到重力、绳子拉力和向心力的作用 B小球所受重力和绳子拉力的合力用来提供向心力 C小球受到绳子的拉力就是向心力 D小球受到的向心力大小是 答案： BD 解析:向心力是物体受到的力产生的效果，受力分析时不能再多加一个向心力，所以A错。因为小球做匀速圆周运动你，所以合力提供向心力，B正确，C错。又重力和绳子拉力的合力指向圆心，由平行四边形定则知向心力
10、大小是 ，D正确。 10. 长0.4 m的轻杆上端固定800g的小球，小球（可视为质点）随杆在竖直面内做圆周运动。当它经过最高点时速度为1m/s，杆对小球作用力（g=10m/s 2 ）为() A6N, 拉力 B6N, 支持力 C8N, 支持力 D10N, 支持力 答案： B 解析:小球在最到点根据牛顿第二定律可得 ，计算得F=-6N，则说明杆对小球作用力为支持力，选B 11. 在地球上，赤道附近的物体A和北京附近的物体B随地球的自转而做匀速圆周运动，可以判断 A物体A与物体B的向心力都指向地心 B物体A的线速度的大小小于物体B的线速度的大小 C物体A的角速度的大小小于物体B的角速度的大小 D物
11、体A的向心加速度的大小大于物体B的向心加速度的大小答案： D 解析:物体A的向心力都指向地心，物体B的向心力不指向地心，A错 物体A的角速度的大小等于物体B的角速度的大小，C错。根据 因为A对应半径较大，所以物体A的线速度的大小大于物体B的线速度的大小，B错，根据 因为A对应半径较大，所以物体A的向心加速度的大小大于物体B的向心加速度的大小，D对 12.下列说法正确的是 A伽利略探究物体下落规律的过程所用的科学方法是：问题猜想数学推理实验验证合理外推得出结论 B打雷时，呆在木屋里比呆在汽车里更安全 C牛顿在寻找万有引力的过程中，他没有利用牛顿第二定律，但他用了牛顿第三定律 D人造地球卫星的第一
12、宇宙速度是指卫星在近地圆轨道上的速度，是对地心的速度 答案： AD 解析:本题考查物理基本知识 伽利略通过观察研究，设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法 打雷时，呆在汽车里更安全，静电屏蔽； 牛顿在寻找万有引
13、力的过程中，应用了牛顿第二定律和第三定律； 13. 关于第一宇宙速度，下列说法正确的是：（ ） A它是地球绕太阳飞行的速度B它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 C它是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度 D它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 答案： CD 解析:它是人造卫星绕行地球飞行的最大速度，是使卫星进入近地轨道的最小速度，CD正确。 14. 2012年6月15日，“蛟龙号”载人潜水器在西太平洋进行第一次下潜试验，最大下潜深度约为6.4km。假设地球是一半径R=6400km、质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。则“蛟龙号”在最大下潜深度处的重力与海面上的重
14、力之比约为 A999/1000 B1001/1000 C1000 2 /999 2 D1001 2 /1000 2 答案： A 解析: 重力等于万有引力，故： 解得： 地球的质量为：M=V= R 3 联立解得：g= GRR “蛟龙号”的最大下潜深度为地球半径的 ，故： ，A正确。 考点：万有引力定律的应用 15. 某国际研究小组观测到了一组双星系统，它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，双星系统中质量较小的星体能“吸食”质量较大的星体的表面物质，达到质量转移的目的根据大爆炸宇宙学可知，双星间的距离在缓慢增大，假设星体的轨道近似为圆，则在该过程中（） A双星做圆周运动的角速度不断减小B双星做圆周
15、运动的角速度不断增大 C质量较大的星体做圆周运动的轨道半径渐小 D质量较大的星体做圆周运动的轨道半径增大 答案： AD 解析: 根据双星的运动的角速度向心力大小相等有： ， ，联立可得： ， ，所以A、D正确；B、C错误。 考点：本题考查天体运动 16. 假设人造地球卫星做匀速圆周运动，当它的轨道半径增大到原来的2倍时（ ） A根据F=m 2 r，卫星受到的向心力增为原来的2倍 B根据F=m ，卫星受到的向心力减为原来的 C根据F=G ，卫星受到的向心力减为原来的 D根据F=mg,卫星受到的向心力保持不变 答案： C 解析:轨道半径增大时，卫星的线速度、角速度、周期和向心加速度都会随之改变.只
16、有G、M、m不变，便可由F=G 判出F随r的变化关系. 17. 关于站在地球赤道上的人和他头顶上的同步卫星及沿赤道上空运动的近地卫星，正确的说法是： （ ） A人和他头顶上的同步卫星的线速度均小于沿赤道上空运动的近地卫星的线速度 B人和他头顶上的同步卫星的角速度均小于沿赤道上空运动的近地卫星的角速度 C人和他头顶上的同步卫星的向心加速度相等且均小于沿赤道上空运动的近地卫星的向心加速度 D若三者质量相等，则它们所受的向心力均相等 答案： AB 解析:略 18. 2005年12月11日，有着“送子女神”之称的小行星“婚神”（Juno）冲日，在此后约10多天时间里，国内外天文爱好者凭借双筒望远镜可观
17、测到它的“倩影”。在太阳系中除了九大行星以外，还有成千上万颗肉眼看不见的小天体，沿着椭圆轨道不停地围绕太阳公转。这些小天体就是太阳系中的小行星。冲日是观测小行星难得的机遇。此时，小行星、太阳、地球几乎成一条直线，且和地球位于太阳的同一侧。如图所示“婚神”冲日的虚拟图，则： A2005年12月11日，“婚神”星线速度大于地球的线速度 B2005年12月11日，“婚神”星的加速度小于地球的加速度 C2006年12月11日，必将产生下一个“婚神”星冲日 D下一个“婚神”星冲日必将在2006年12月11日之后的某天发生答案： BD 解析:略 19. 将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向
18、绕行的匀速圆周运动，已知火星的轨道半径 m，地球的轨道半径为 m，根据你所掌握的物理和天文知识，估算出火星与地球相邻两次距离最小的时间间隔为 （ ） A1年 B2年 C3年 D4年 答案： B 解析:因为火星的轨道半径大于地球的轨道半径，由r3 / T2K（开普勒第三定律）可知，火星的公转周期较大。火星与地球相距最近，意思是说两者在太阳同一侧的同一条“轨道半径”上。，设火星再次与地球相距最近需要的时间是 t ，则：地* t 火* t2（地球转过的角度与火星转过的角度刚好相差2 弧度），即：2 t ( 1 / T 地 )( 1 / T 火 ) 2 得所求时间是tT 地 *T 火 /（T 火 T
19、地 ），而r13 / T 火 2r23 / T 地 2，即：T 火 / T 地 ( r1 / r2 )(3/2)( 2.3 / 1.5 )(3/2)(23 / 15) (3/2)1.9，得：火星公转周期是T火1.9年（因为T地1年）。所以，t1*1.9 / （1.91）2.11年。B正确。故本题选B。 20. 在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这种学说认为万有引力常量G缓慢地减小。根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比 A公转半径R较大 B公转周期T较小C公转速率v较大 D公转角速度 较小答案： B C 解析:根据“宇宙膨胀说”，宇宙是由一个大爆
20、炸的火球开始形成的。大爆炸后各星球队即以不同的速度向外运动，这种学说认为地球离太阳的距离不断增加，即公转半径也不断增加，A选项错。又因为地球以太阳为中心作匀速圆周运动，由G = ， ，当G减小时，R增加时，公转速度慢慢减小。由公式T= 可知T在增加，故选项B、C正确。 二、 填空题21. 质量为 的汽车以 的速度安全驶过半径为 的凸形桥的桥顶，这时汽车对桥顶的压力是_，汽车此时所需的向心力是汽车所受支持力和_的合力，汽车能安全通过桥顶的最大行驶速度不能超过_ (重力加速度为g) 答案： ；重力； 解析:略 22. 小孩坐在秋千板上荡秋千，若秋千静止时，小孩对秋千板的压力大小为300 N，则小孩
21、的质量是_kg秋千摆动起来，通过最低点的速度大小为4.0 m/s，若秋千板离吊秋千的横梁3.2 m，可以认为坐在秋千板上小孩的重心位置在秋千板上，则小孩通过最低点时，它对秋千板的压力大小是_（ g 取10 m/s 2 ） 答案： 30 450 解析:略 23. 建筑工地一塔吊，用5m长的缆绳吊着lt重的钢件，使钢件以2m/s的速度水平运动,若塔吊突然制动,则此瞬间缆绳所受的拉力大小为_。（取g=10m/s 2 ） 答案： 10800N 解析:塔吊制动瞬间，由于惯性及缆绳的作用，钢件做圆周运动，在最低点的速度即为原速度，由牛顿运动定律对钢件有： ，代入数值解得 F =10800N，由牛顿第三定律
22、缆绳受力大小等于 F 的大小。 24. 一起重机用长4m的钢丝绳吊一重为2000kg的重物，以2m/s的速度在水平方向上匀速行驶，当起重机突然停住的瞬间，钢丝绳受到的拉力是_N。 （取g= 10 ） 答案： N 解析:当起重机突然停住的瞬间,重物将会做圆周运动： 可得拉力T= 三、 实验题25. 、一探月卫星在地月转移轨道上运行，某一时刻正好处于地心和月心的连线上，卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为41已知地球与月球的质量之比约为811，则该处到地心与到月心的距离之比约为 . 答案： 9 : 2 解析:由万有引力定律，卫星受到地球和月球的万有引力分别为 F 地 = G ， F 月 = G
23、，代入题目给定的数据可得 R 地 : R 月 =9 : 2 。 26. 在做“探究平抛运动”的实验时，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，其中正确的选项是（ ） A调节斜槽使其末端保持水平 B每次释放小球的位置必须不同 C记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 D将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 答案： A 解析: 为了保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，故A正确；描绘运动轨迹要记下小球运动中经过的一系列位置，不可能在一次平抛中完成，每一次平抛一般只能确定一个位置，要确定多个位置，要求小球每次的轨迹重合，小球开始平抛时的初速度必
24、须相同，因此每次释放小球的位置相同，且由静止释放，故B错误；记录小球经过不同高度的位置时，不需要等距离下降，故C错误；物体做平抛运动，其轨迹是一条抛物线，所以用描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折线或者直线，故D错误。所以选A。 考点：本题考查探究平抛运动的实验，意在考查考生对探究原理的理解和解决问题的能力。 27. 如图4所示，一个半径为R质量为M的半圆形光滑小碗，在它的边上1/4圆弧处让一质量为m的小滑块自由滑下，碗下是一台秤，当滑块在运动时，台秤的最大读数是 。 答案： Mg+3mg 解析:在最低点N-mg=mv2/R ，下滑过程中 mgR= mv2压力F=Mg+N，
25、由以上各式得F=Mg+3mg。 28. 已知地球质量为M，引力常量为G，地球半径为R，另一不知名的星球质量为地球质量的4倍，半径为地球半径的 ，则该星球表面附近运行的人造卫星的第一宇宙速度为_（用题给已知量表示）. 答案： 6 解析:人造卫星在星球附近绕星球做匀速圆周运动所必须具有的速度叫该星球的第一宇宙速度v ,也叫其环绕速度. 由万有引力提供向心力得： G =m v= 对该星球M 1 =4M,R 1 = R，则该星球的第一宇宙速度为： v = = =6 . 29. 已知地球半径约为6.410 6 m，又知月球绕地球的运动可近似看作圆周运动，则可估算出月球到地心的距离约为 m。（结果只保留一
26、位有效数字） 答案： r =410 8 m 解析:本题的已知量只有地球的半径，要顺利求解，必须进一步挖掘隐含条件。此题的隐含条件就隐含在生活常识中，即月球绕地球运动的周期 T 和地球表面上的重力加速度 g 。 地球对月球的万有引力是月球绕地球运转的向心力， GMm 月 / r 2 = mr 4 2 / T 2 ， T =27243600s，又物体在地球表面的重力等于地球对物体的引力， GMm 物 / R 2 = mg ，式中R是地球半径，由以上两式解得 r =410 8 m。 四、 计算题 30. 宇宙飞船在受到星球的引力作用时，宇宙飞船的引力势能大小的表达式为 ，式中 R 为此星球球心到飞船
27、的距离， M 为星球的质量， m 为宇宙飞船的质量， G 为万有引力恒量。现有一质量 m =10 4 kg的宇宙飞船从地球表面飞到月球，则： （1）写出宇宙飞船在地球表面时的引力势能表达式（不要计算出数值，地球质量为 、月球质量为 ）。 （2）宇宙飞船在整个飞行过程中至少需做多少功？ 已知月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的 ，地球半径 =6.410 6 m，月球半径 =1.710 6 m，月球到地球距离 =3.810 8 m（提示： ， ）。 答案： （1） （2）5.8910 11 J 解析:（1）宇宙飞船在地球表面时的引力势能： （2分） （2）宇宙飞船在月球表面时的引力势能： （2
28、分） 所以需做功： W = E p 2 E p 1 = （2分） 由于 ， ， W= （2分） 由 ，可得 （2分） 同理可得 （2分） 代入上式，得： W = m （ + + ） （1分） =10 4 9.8（ 1.710 6 +6.410 6 + ）（1分） =5.8910 11 J （1分） 31. 一物体在某一行星表面上做自由落体运动，在连续的两个1s内，下降的高度分别为12m和20m，若该星球的半径为100km，则环绕该行星的卫星的最小周期为多少？ 答案： T=690.8 s 解析:物体做匀变速运动则有 由此得该行星表面的重力加速度 由万有引力定律及牛顿运动定律得 由得 代入数值得T
29、=690.8 s 32. 小球在半径为 R 的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动，试分析图中的 （小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角）与线速度 v 、周期 T 的关系。（小球的半径远小于 R 。） 答案： 越大（即轨迹所在平面越高）， v 越大， T 越小。 解析:小球做匀速圆周运动的圆心在和小球等高的水平面上（不在半球的球心），向心力 F 是重力 G 和支持力 N 的合力，所以重力和支持力的合力方向必然水平。如图所示有： ，由此可得： ，（式中 h 为小球轨道平面到球心的高度）。可见， 越大（即轨迹所在平面越高）， v 越大， T 越小。 33. 如图所示，轻杆长2 L ，中点装在水平轴 O
30、 点，两端分别固定着小球 A 和 B ， A 球质量为 m ， B 球质量为2 m ，两者一起在竖直平面内绕 O 轴做圆周运动。 （1）若 A 球在最高点时，杆 A 端恰好不受力，求此时 O 轴的受力大小和方向； （2）若 B 球到最高点时的速度等于第（1）小问中 A 球到达最高点时的速度，则 B 球运动到最高点时， O 轴的受力大小和方向又如何？ 答案： （1） O 轴所受有力大小为4 mg ，方向竖直向下 （2） O 轴所受的力的大小为2 mg ，方向竖直向下 解析:（1） A 在最高点时，对 A 有 mg = m ， 对 B 有 T OB -2 mg =2 m ，可得 T OB =4 m
31、g 。 根据牛顿第三定律， O 轴所受有力大小为4 mg ，方向竖直向下 (5分) （2） B 在最高点时，对 B 有2 mg + T OB =2 m ，代入（1）中的 v ，可得 T OB =0； 对 A 有 T OA - mg = m ， T OA =2 mg 。 根据牛顿第三定律， O 轴所受的力的大小为2 mg ，方向竖直向下 (5分) 34. 中子星的质量大约与太阳的质量相等，为2 Kg，其半径为10Km.（已知G=6.67 Nm 2 /Kg 2 ，要求结果保留两位有效数字）求： （1）此中子星表面的自由落体运动的加速度？ （2）绕中子星做圆周运动的小卫星的最大运行速度是多少？ 答案： （1）g=1.3 （2）v= 1.1 解析:（1）由万有引力等于重力可得 得g=1.3 （2）当小卫星绕中子星表面做圆周运动时，其速度最大，有 得v= 1.1 评分标准：各3分，各1分 高考资源网 高考资源网 高考资源网 高考资源网
