1、2015-2016学年新疆农大附中高一（下）期中物理试卷一、单项选择题（本题共9小题，每题4分，共36分）1下列关于曲线运动性质的说法，正确的是（）A变速运动一定是曲线运动B曲线运动一定是变速运动C曲线运动一定是变加速运动D曲线运动一定是加速度不变的匀变速运动2关于开普勒第三定律中的公式=k，下列说法中正确的是（）A地球围绕太阳运动的k值与金星围绕太阳运动的k值不相同B月亮围绕地球运行的k值与水星围绕太阳运动k值相同C月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k相同D这个公式不适用于嫦娥一号和其它环月飞行器绕月球运动3发现万有引力定律和首次比较精确地测出引力常量的科学家分别是（）A牛顿、卡
2、文迪许B牛顿、伽利略C开普勒、卡文迪许D开普勒、伽利略4如图所示，以10m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30的斜面上（g取10m/s2），可知物体完成这段飞行的时间是（）A sB sC sD2s5若已知某行星的一个卫星绕其运转的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则可求得（）A该卫星的质量B行星的质量C该卫量的平均密度D行星的平均密度6如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处的半径rArB=rC，则以下有关各点线速度v、角速度的关系中正确的是（）AvA=vBvCBvCvAvBCCABDC=BA7如图所示，轻质杆OA长l=0.5
3、m，A端固定一个质量为3kg的小球，小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动通过最高点时小球的速率是2m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA（）A受到24 N的拉力B受到24 N的压力C受到6 N的拉力D受到6 N的压力8对于万有引力的表达式F=G，下列说法正确的是（）A公式中的G为万有引力常量，它是人为规定的Bm1和m2受到的引力总是大小相等，而与m1、m2是否相等无关，是一对相互作用力C当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大Dm1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力9两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA：TB=1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（）ARA：
4、RB=4：1，vA：vB=1：2BRA：RB=4：1，vA：vB=2：1CRA：RB=1：4，vA：vB=1：2DRA：RB=1：4，vA：vB=2：1二、多项选择题（本题共3小题，每题4分，共12分）10关于向心力的说法中正确的是（）A物体由于做圆周运动而产生一个指向圆心的力就是向心力B向心力不能改变做圆周运动物体的速度的大小C做匀速圆周运动的物体，其向心力就是物体所受的合外力D做匀速圆周运动的物体，其向心力是一个不变的力11如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，且b和c在同一个轨道上，则下列说法正确的是（）Ab、c的周期相同，且大于a的周期Bb、c的线速度大小相等，且
5、大于a的线速度Cb加速后可以实现与c对接Da的线速度一定小于第一宇宙速度12北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的覆盖全球的导航系统，可在全球范围内为各类用户提供可靠的定位、导航服务北斗卫星导航系统的空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，这些卫星的轨道均可以近似看成圆轨道，若轨道半径用r表示，则下列说法正确的是（）A卫星运行的角速度与成反比B卫星运行的线速度V与成正比C卫星的向心加速度a与r2成反比D卫星运行的周期T与成正比三、实验题（共12分）13如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么：（1）照相机的闪光频率是H
6、z；（2）小球运动中水平分速度的大小是m/s；（3）小球经过B点时的速度大小是m/s14在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上A通过调节使斜槽的末端保持水平B每次释放小球的位置可以不同C每次必须由静止释放小球D记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降（2）作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有和其初速度的表达式为v0=四、计算题（本题共5小题，共40分）15一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小
7、球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球的密度（2）该星球的第一宇宙速度16某人驾驶摩托车匀速行驶至某处遇到5m宽的沟，若对面比此处低5m，则此人驾车的速度至少要多大才能安全跃过此沟？（g=10m/s2）17小船在100m宽的河中横渡，水流速度为3m/s，船静水中的速度为5m/s，求：当小船船头正对河岸时，渡河时间是多少？到达对岸时在何处？要使小船到达正对岸，应如何行驶，渡河时间是多少？18一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m/s2，求（1）若桥面为凹形，轿车以20m/s的速度通过桥面最底点时，对
8、桥面压力是多大？（2）若桥面为凸形，轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？（3）桥车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？19两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动，现测得两个星球中心距离为R，其运动周期为T，万有引力常量为G，求两个星球的总质量2015-2016学年新疆农大附中高一（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9小题，每题4分，共36分）1下列关于曲线运动性质的说法，正确的是（）A变速运动一定是曲线运动B曲线运动一定是变速运动C曲线运动一定是变加速运动D曲线运动一定是加速度不变的匀变速
9、运动【考点】物体做曲线运动的条件；曲线运动【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，速度的方向与该点曲线的切线方向相同，是一种变速运动【解答】解：A、匀变速直线运动就不是曲线运动，故A错误；B、曲线运动的速度方向是切线方向，时刻改变，一定是变速运动，故B正确；C、匀速圆周运动是速度大小不变的曲线运动，加速度方向时刻改变，故CD错误；故选B2关于开普勒第三定律中的公式=k，下列说法中正确的是（）A地球围绕太阳运动的k值与金星围绕太阳运动的k值不相同B月亮围绕地球运行的k值与水星围绕太阳运动k值相同C月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k相同D这个公式不适用于嫦娥一号和其
10、它环月飞行器绕月球运动【考点】开普勒定律【分析】开普勒三定律都是由太阳系推导出来的，但是可以适用于所有的天体，在轨道可以是椭圆，也可以是圆其中k与中心天体有关【解答】解：A、开普勒第三定律中的公式=k，其中k与中心天体有关地球围绕太阳运动的k值与金星围绕太阳运动的k值相同，故A错误；B、月亮围绕地球运行与水星围绕太阳运动，中心天体不同，k值不相同故B错误；C、月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k相同，故C正确；D、开普勒三定律用于所有的天体，故D错误；故选：C3发现万有引力定律和首次比较精确地测出引力常量的科学家分别是（）A牛顿、卡文迪许B牛顿、伽利略C开普勒、卡文迪许D开普勒、伽
11、利略【考点】物理学史【分析】依据物理学的发展史和各个人对物理学的贡献可以判定各个选项【解答】解：发现万有引力定律的科学家是牛顿，他提出了万有引力定律首次比较精确地测出引力常量的科学家是卡文迪许，牛顿得到万有引力定律之后，并没有测得引力常量，引力常量是由卡文迪许用扭秤实验测得的故A正确故选：A4如图所示，以10m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30的斜面上（g取10m/s2），可知物体完成这段飞行的时间是（）A sB sC sD2s【考点】平抛运动【分析】小球垂直撞在斜面上，根据平行四边形定则求出竖直分速度，结合速度时间求出飞行的时间【解答】解：物体垂直地撞在倾角
12、为30的斜面上，根据几何关系可知速度方向与水平方向的夹角为=90=60，由平抛运动的推论=，代入数据解得t=故选：C5若已知某行星的一个卫星绕其运转的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则可求得（）A该卫星的质量B行星的质量C该卫量的平均密度D行星的平均密度【考点】万有引力定律及其应用【分析】研究卫星绕行星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量【解答】解：A、B、研究做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：，知道卫星的运动轨道半径r和周期T，再利用万有引力常量G，通过前面的表达式只能算出行星M的质量，也就是中心体的质量，无法求出卫星的质量，也就是环绕体的质
13、量故A错误，B正确；C、本题不知道卫星的质量和体积，也就无法知道该卫星的平均密度，故C错误D、本题不知道行星的体积，也就不知道行星的平均密度，故D错误故选：B6如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处的半径rArB=rC，则以下有关各点线速度v、角速度的关系中正确的是（）AvA=vBvCBvCvAvBCCABDC=BA【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】两轮通过皮带传动，边缘的线速度相等；A、C两点共轴传动，角速度相等；再结合v=r，可比较三质点的角速度与线速度的大小【解答】解：A、B两点通过同一根皮带传动，线速度大小相等，即vA=vB ，A、C两点绕同一
14、转轴转动，有A=C ，由于vA=rAA ，vC=rCC，rArC ，因而有vAvC ，得到vA=vBvC；由于A=，B=，因而有，AB ，又由于A=C ，A=CB；故选A7如图所示，轻质杆OA长l=0.5m，A端固定一个质量为3kg的小球，小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动通过最高点时小球的速率是2m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA（）A受到24 N的拉力B受到24 N的压力C受到6 N的拉力D受到6 N的压力【考点】向心力；物体的弹性和弹力【分析】小球在细杆的作用下，在竖直平面内做圆周运动对最高点受力分析，找出提供向心力的来源，结合已知量可求出最高点小球速率为2m/s时的细杆受到的力
15、【解答】解：小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动，当在最高点小球与细杆无弹力作用时，小球的速度为V1，则有：mg=m得：v1=m/s因为m/s2m/s，所以小球受到细杆的支持力，小球在O点受力分析：重力与支持力mgF支=m则F支=mgm=303=6N，所以细杆受到的压力，大小为6N，故D正确故选：D8对于万有引力的表达式F=G，下列说法正确的是（）A公式中的G为万有引力常量，它是人为规定的Bm1和m2受到的引力总是大小相等，而与m1、m2是否相等无关，是一对相互作用力C当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大Dm1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力【考点】万有引力定律及其应用【
16、分析】万有引力定律的条件是适用于两质点间的万有引力，自然界中任意两个物体都有万有引力，两物体间相互的万有引力是一对作用力和反作用力【解答】解：A、公式中的G为万有引力常量，它是由实验得出的，不是人为规定的，故A错误B、m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对相互作用力，与它们的质量是否相等无关，故B正确C、万有引力的应用条件为两质点间的作用力，当r趋近于零时，两物体不能再看做质点故C错误D、m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力，故D错误故选：B9两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA：TB=1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（）ARA
17、：RB=4：1，vA：vB=1：2BRA：RB=4：1，vA：vB=2：1CRA：RB=1：4，vA：vB=1：2DRA：RB=1：4，vA：vB=2：1【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可【解答】解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有F=F向F=GF向=m=m2r=m（）2r因而G=m=m2r=m（）2r=ma解得v= T=2 = a= 由式可得卫星的运动周期与轨道半径的立方的平方根成正比，由TA：TB=1：8可得轨道半径
18、RA：RB=1：4，然后再由式得线速度vA：vB=2：1所以正确答案为C项故选D二、多项选择题（本题共3小题，每题4分，共12分）10关于向心力的说法中正确的是（）A物体由于做圆周运动而产生一个指向圆心的力就是向心力B向心力不能改变做圆周运动物体的速度的大小C做匀速圆周运动的物体，其向心力就是物体所受的合外力D做匀速圆周运动的物体，其向心力是一个不变的力【考点】向心力【分析】物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是物体产生的向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小做匀速圆周运动的物体向心力是由合外力提供的向心力的方向时刻改变，向心力也改变【解答】解：A、物体做圆周运动就需要有向
19、心力，向心力是由外界提供的，不是物体本身产生的故A错误 B、向心力总是与速度方向垂直，不做功，不能改变速度的大小，只改变速度的方向故B正确 C、做匀速圆周运动的物体向心力是由合外力提供的故C正确 D、向心力始终指向圆心，方向时刻在改变，则向心力是变化的故D错误故选BC11如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，且b和c在同一个轨道上，则下列说法正确的是（）Ab、c的周期相同，且大于a的周期Bb、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Cb加速后可以实现与c对接Da的线速度一定小于第一宇宙速度【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【分析】根据人造卫星的万
20、有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可【解答】解：卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力；A、由牛顿第二定律得：G=mr，解得：T=2，由于rarb=rc，则：TaTb=Tc，故A正确；B、由牛顿第二定律得：G=m，解得：v=，由于rarb=rc，则：vavb=vc，故B错误；C、b加速后做圆周运动需要的向心力变大，所需向心力小于在该轨道上受到的万有引力，b做离心运动，轨道半径变大，不可能与c对接，故C错误；D、由牛顿第二定律得：G=m，解得：v=，由于a的轨道半径大于地球半径，则a的线速度小于第一宇宙速度，故D正确；故选：AD12北斗卫星导航系统是中国自
21、行研制开发的覆盖全球的导航系统，可在全球范围内为各类用户提供可靠的定位、导航服务北斗卫星导航系统的空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，这些卫星的轨道均可以近似看成圆轨道，若轨道半径用r表示，则下列说法正确的是（）A卫星运行的角速度与成反比B卫星运行的线速度V与成正比C卫星的向心加速度a与r2成反比D卫星运行的周期T与成正比【考点】万有引力定律及其应用【分析】卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出线速度、角速度、周期和向心加速度的表达式进行分析即可【解答】解：卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：G=ma=m=m2r=m解得：a=
22、 v= = T=2A、根据式，卫星运行的角速度与r成正比，故A错误；B、根据式，卫星运行的线速度V与成反比，故B错误；C、根据式，卫星的向心加速度a与r2成反比，故C正确；D、根据式，卫星运行的周期T与成正比，故D错误；故选：C三、实验题（共12分）13如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么：（1）照相机的闪光频率是10Hz；（2）小球运动中水平分速度的大小是1.5m/s；（3）小球经过B点时的速度大小是2.5m/s【考点】研究平抛物体的运动【分析】（1）平抛运动在竖直方向上是匀变速运动，由BC和AB之间的距离差可以求出时间
23、间隔，也就可以求出闪光频率；（2）在水平方向上是匀速直线运动，由ABC三点在水平方向上的位移，和两点之间的时间间隔，可以求得水平速度，也就是小球的初速度；（3）B点水平速度与初速度相等，再求出竖直方向的速度，求它们的合速度，就是B的速度【解答】解：（1）在竖直方向上有：h=gT2，其中h=（53）5cm=10cm=0.1m，代入求得：T=0.1s，因此闪光频率为：（2）水平方向匀速运动，有：s=v0t，其中s=3l=15cm=0.15m，t=T=0.1s，代入解得：v0=1.5m/s（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有：所以B点速度为：故答案为：（1）1
24、0；（2）1.5；（3）2.514在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上ACA通过调节使斜槽的末端保持水平B每次释放小球的位置可以不同C每次必须由静止释放小球D记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降（2）作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有小球从原点到某时刻的水平位移x和小球从原点到某时刻的竖直位移y其初速度的表达式为v0=【考点】研究平抛物体的运动【分析】根据实验的原理和操作中的注意事项确定正确的操作步骤根据平抛运动在水
25、平方向和竖直方向上的运动规律得出初速度的表达式，从而确定所需测量的物理量【解答】解：（1）A、为了保证小球的初速度水平，需调节斜槽的末端保持水平，故A正确B、为了保证小球的初速度大小相等，每次让小球由静止从斜槽的同一位置释放，故B错误，C正确D、记录小球的位置不需要等距离下降，故D错误故选：AC（2）根据得，t=，则初速度可知需要测量的数据有：小球从原点到某时刻的水平位移x和小球从原点到某时刻的竖直位移y故答案为：（1）AC；（2）小球从原点到某时刻的水平位移x，小球从原点到某时刻的竖直位移y，四、计算题（本题共5小题，共40分）15一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0
26、抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球的密度（2）该星球的第一宇宙速度【考点】万有引力定律及其应用【分析】（1）小球做竖直上抛运动，由公式V=V0+at可求得该星球表面的重力加速度g，忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式求解天体质量，从而算出星球的密度；（2）该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供，该星球表面物体所受重力等于万有引力，联立方程即可求出该星球的第一宇宙速度；【解答】解：（1）小球做竖直上抛运动，则由x=v0t+解得：g=星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力，则由mg=得M=由于=（2）物体在星球表面附近
27、能做匀速圆周运动，其向心力由星球的吸引力提供，则由=mv=答：（1）该星球的密度由于=（2）该星球的第一宇宙速度v16某人驾驶摩托车匀速行驶至某处遇到5m宽的沟，若对面比此处低5m，则此人驾车的速度至少要多大才能安全跃过此沟？（g=10m/s2）【考点】平抛运动【分析】根据高度差，结合位移时间公式求出平抛运动的时间，根据水平位移和时间求出平抛运动的最小初速度【解答】解：根据h=得：t=则初速度至少为：答：人驾车的速度至少要5m/s才能安全越过此沟17小船在100m宽的河中横渡，水流速度为3m/s，船静水中的速度为5m/s，求：当小船船头正对河岸时，渡河时间是多少？到达对岸时在何处？要使小船到达
28、正对岸，应如何行驶，渡河时间是多少？【考点】运动的合成和分解【分析】将小船运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，根据垂直于河岸方向上的速度求出渡河的时间，再根据沿河岸方向上的运动求出沿河岸方向上的位移当合速度与河岸垂直时，将运行到正对岸，求出合速度的大小，根据河岸求出渡河的时间【解答】解：渡河时间t=s=20s那么沿着水流方向的位移，x=vst=320m=60m当合速度于河岸垂直，小船到达正对岸设静水速的方向与河岸的夹角为cos=，知=53合速度的大小为v=4m/s则渡河时间t=s=25s答：当小船船头正对河岸时，渡河时间是20s，到达对岸时在正对岸下游60m处；要使小船到达正对岸，应偏向上游
29、与河岸的夹角为53行驶，渡河时间是25s18一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m/s2，求（1）若桥面为凹形，轿车以20m/s的速度通过桥面最底点时，对桥面压力是多大？（2）若桥面为凸形，轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？（3）桥车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？【考点】牛顿第二定律；向心力【分析】汽车受重力和向上的支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式即可求解出支持力，压力与支持力是作用力与反作用力，大小相等；当对桥面刚好没有压力时，只受重力，重力提供向心力，根据牛顿第二定律列式即可求解【解答
30、】解：（1）若桥面为凹形，在最低点有：=20004+20000N=28000N即汽车对桥的压力为28000N（2）若桥面为凸形，在最高点有：=200002000N=18000N即汽车对桥的压力为18000N（3）当对桥面刚好没有压力时，只受重力，重力提供向心力，根据牛顿第二定律得：v=10m/s答；（1）若桥面为凹形，轿车以20m/s的速度通过桥面最底点时，对桥面压力是28000N；（2）若桥面为凸形，轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是18000N；（3）桥车以10m/s的速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力19两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动，现测得两个星球中心距离为R，其运动周期为T，万有引力常量为G，求两个星球的总质量【考点】万有引力定律及其应用【分析】双星系统中，两颗星球绕同一点做匀速圆周运动，且两者始终与圆心共线，相同时间内转过相同的角度，即角速度相等，则周期也相等但两者做匀速圆周运动的半径不相等【解答】解：设两星质量分别为M1和M2，都绕连线上O点作周期为T的圆周运动，星球1和星球2到O的距离分别为l1和l2由万有引力定律提供向心力：对 M1：G=M1R1对M2：G=M2R2由几何关系知：R1+R2=R三式联立解得：M总=答：两个星球的总质量是2016年6月27日