1、2014-2015学年甘肃省嘉峪关一中高一（下）期中物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分其中1-8题只有一个选项正确，9-12题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1（4分）关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（） A 物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零 B 物体所受的合外力不为零时一定做曲线运动 C 物体在恒力的作用下不能做曲线运动 D 物体在变力的作用下一定做曲线运动【考点】： 曲线运动【专题】： 物体做曲线运动条件专题【分析】： 物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力，加速度可以
2、是变化的，也可以是不变的平抛运动的物体所受合力是重力，加速度恒定不变，平抛运动是一种匀变速曲线运动物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力【解析】： 解：A、物体做曲线运动时，速度是切线方向，时刻改变，一定具有加速度，故所受的合外力一定不为零，故A正确；B、物体所受的合外力不为零时不一定做曲线运动，如自由落体运动，故B错误；C、物体在恒力的作用下可能做曲线运动，如平抛运动只受重力，是恒力，故C错误；D、物体在变力的作用下不一定做曲线运动，如汽车恒定功率启动，合力不断变化，故D错误；故选A【点评】： 题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要
3、掌握住2（4分）物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是（） A 哥白尼提出了“地心说” B 开普勒发现了行星运动的规律 C 牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量 D 相对论的创立表明经典力学已不再适用【考点】： 物理学史【专题】： 常规题型【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【解析】： 解：A、哥白尼提出了“日心说”，故A错误；B、开普勒发现了行星运动的规律，故B正确；C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，故C错误；D、相对论的创立并不表明经典力学已不再适用，实际上
4、在宏观、低速的情况下经典力学仍能适用故D错误故选：B【点评】： 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一3（4分）如图所示，以9.8m/s的初速度水平抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为37的斜面上，可知物体完成这段飞行时间是（） A 0.75s B 1s C 1.33s D 2s【考点】： 平抛运动【专题】： 平抛运动专题【分析】： 研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同【解析】： 解：物体做平抛运动，当垂直地撞在倾角为37的斜面上
5、时，把物体的速度分解如图所示，由图可知，此时物体的竖直方向上的速度的大小为vy=由vy=gt可得运动的时间t=s=1.33s，故选C【点评】： 本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决4（4分） 如图所示，有一空心圆锥面开口向上放置着，圆锥面绕竖直方向的几何轴匀速转动在光滑圆锥面内表面有一物体m与壁保持相对静止，则物体m所受的力为（） A 重力、弹力、下滑力，共三个力 B 重力、弹力、向心力，共三个力 C 重力、弹力，共两个力 D 重力、弹力、离心力，共三个力【考点】： 向心力【专题】： 匀速圆周运动专题【分析】： 物体m与壁保持相对静止，在水平面内做匀速圆周运动，分
6、析物体的受力，其合力提供向心力【解析】： 解：物体m在水平面内做匀速圆周运动，受到重力和圆锥内表面的弹力共两个力，两个力的合力提供向心力，故C正确，ABD错误故选：C【点评】： 对于匀速圆周运动，合力充当向心力，而向心力不是实际受到的力，不进行分析5（4分） 在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L已知重力加速度为g要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（） A B C D 【考点】： 向心力【
7、专题】： 匀速圆周运动专题【分析】： 由题意知汽车拐弯时所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，根据受力分析求解即可【解析】： 解：设路面的斜角为，作出汽车的受力图如上图，由牛顿第二定律得：又由数学知识得所以有即故选：D【点评】： 类似于火车拐弯问题，知道按题设条件拐弯时，向心力由重力和支持力的合力提供6（4分） 公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（） A 车的加速度为零，受力平衡 B 车对桥的压力比汽车的重力大 C 车对桥的压力比汽车的重力小 D 车的速度越大，车对桥面的压力越小【考点】： 向心力；作用力和反作用力【专题
8、】： 匀速圆周运动专题【分析】： 汽车在凹形桥的底端受重力和支持力，靠两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出支持力的大小，通过牛顿第三定律得出汽车对路面的压力【解析】： 解：A、汽车做圆周运动，速度在改变，加速度一定不为零，受力一定不平衡故A错误B、C汽车通过凹形桥的最低点时，向心力竖直向上，合力竖直向上，加速度竖直向上，根据牛顿第二定律得知，汽车过于超重状态，所以车对桥的压力比汽车的重力大，故B正确，C错误D、对汽车，根据牛顿第二定律得：Nmg=m，则得N=mg+m，可见，v越大，路面的支持力越大，据牛顿第三定律得知，车对桥面的压力越大，故D错误故选：B【点评】： 解决本题的关键搞清做
9、圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解7（4分） 地球的第一宇宙速度约为8km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，则该行星的第一宇宙速度约为（） A 4km/s B 8km/s C 16km/s D 32km/s【考点】： 第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度【专题】： 人造卫星问题【分析】： 由万有引力等于向心力，可以得到第一宇宙速度的表达式，根据行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，进行比较【解析】： 解：第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，=mv=，R为地球半径行星上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比：=2所以该行星的第一宇宙速度
10、约为16km/s故选C【点评】： 本题关键是根据第一宇宙速度的表达式列式求解，其中第一宇宙速度为贴近星球表面飞行的卫星的环绕速度！求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较8（4分） 我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆的近月点B处与空间站对接已知空间站绕月运行的圆轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R那么以下选项正确的是（） （1）航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速（2）图中的航天飞机正在加速地飞向B处（3）月球的质量为M=（4
11、）月球的第一宇宙速度为v= A （1）（2）（4） B （1）（3）（4） C （1）（2）（3） D （2）（3）（4）【考点】： 万有引力定律及其应用；第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度【专题】： 人造卫星问题【分析】： A、航天飞机到达B点时，万有引力不够提供向心力，将做离心运动，若要进入空间站圆轨道，必须减速B、航天飞机在靠近月球的过程中，万有引力做正功，动能增加，速度越来越大C、根据万有引力提供向心力，去求月球的质量D、第一宇宙速度是靠近星球表面做匀速圆周运动的速度【解析】： 解：（1）、到达B处速度比较大，所需的向心力比较大，万有引力不够提供向心力，航天飞机做离心运动，要想进
12、入圆轨道需减速，使得万有引力等于所需的向心力故（1）正确（2）、航天飞机关闭动力后，在月球的引力下向月球靠近，万有引力做正功，动能增加故（2）正确（3）、根据万有引力提供向心力=mr，解得 M=，故（3）正确（4）、第一宇宙速度是靠近星球表面做匀速圆周运动的速度v=，R应该是月球的半径，T应该是靠近星球表面做匀速圆周运动周期，故（4）错误故选C【点评】： 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，以及知道会通过引力的做功判断动能的变化9（4分）如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且RA=RC=2RB，则关系正确的是（） A A：B：C=2：2：1 B A：B：
13、C=2：1：1 C vA：vB：vC=2：2：1 D vA：vB：vC=2：1：1【考点】： 线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动【专题】： 匀速圆周运动专题【分析】： 要求线速度之比需要知道三者线速度关系：B、C两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，B、A两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同【解析】： 解：由于B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故vC=vB，vB：vC=1：1由于A轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即A=B，故A：B=1：1由角速度和线速度的关系式v=R可得vA：vB=RA：RB=2：
14、1vA：vB：vC=2：1：1，故C错误，D正确；A：B：C=2：2：1，故A正确，B错误；故选AD【点评】： 解决传动类问题要分清是摩擦传动（包括皮带传动，链传动，齿轮传动，线速度大小相同）还是轴传动（角速度相同）10（4分） 在同一水平直线上的两位置分别沿同方向水平抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，要使两球在空中相遇，则必须（） A 先抛出A球 B 先抛出B球 C 同时抛出两球 D A球的初速度大于B球的初速度【考点】： 平抛运动；运动的合成和分解【分析】： 研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个
15、方向上运动的时间相同【解析】： 解：由于相遇时A、B做平抛运动的竖直位移h相同，由h=gt2可以判断两球下落时间相同，即应同时抛出两球，选项C正确，A、B错误物体做平抛运动的规律水平方向上是匀速直线运动，由于A的水平位移比B的水平位移大，所以A的初速度要大，选项D正确故选CD【点评】： 本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决11（4分）（多选）北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统（CNSS），建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星对于其中的5颗同步卫星，下列说法中正确的是（） A 它们运行的线速度为7.9km/s B
16、 它们运行的角速度不同 C 它们运行的周期相同 D 它们一定位于赤道正上方，距离赤道面的高度相同【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【专题】： 人造卫星问题【分析】： 本题要了解同步卫星的条件：同步卫星的周期必须与地球自转周期相同第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是圆周运动最大的环绕速度物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心通过万有引力提供向心力，列出等式通过已知量确定未知量【解析】： 解：A、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，即是卫星环绕地球圆周运动的最大速度而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，所以它们运行的线速
17、度一定小于7.9km/s，故A错误B、同步卫星的角速度与地球的自转角速度，所以它们的角速度相同，故B错误C、同步卫星的运行周期与地球的自转周期相同，它们的周期相同，故C正确D、由G=mr得 r=卫星距离地面的高度 h=rR=R，T、R、M都一定，所以卫星距离赤道面的高度相同，故D正确故选：CD【点评】： 地球的质量一定、自转角速度和周期一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它有确定的轨道高度12（4分）（多选）我国发射的“天宫一号”和“神州八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350km，“神州八号”的运行轨道高度为343km它们的运行轨道均
18、视为圆周，则（） A “天宫一号”比“神州八号”速度大 B “天宫一号”比“神州八号”周期大 C “天宫一号”比“神州八号”角速度小 D “天宫一号”比“神州八号”加速度大【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【专题】： 人造卫星问题【分析】： 天宫一号绕地球做匀速圆周运动，靠万有引力提供向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律比较线速度、周期、向心加速度的大小【解析】： 解：卫星绕恒星做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，=m2r=mr=m=maA、v=，所以“天宫一号”比“神州八号”速度小，故A错误；B、T=2，所以“天宫一号”比“神州八号”周期大，故B正确；C
19、、=，所以“天宫一号”比“神州八号”角速度小，故C正确；D、a=，所以“天宫一号”比“神州八号”加速度小，故D错误；故选：BC【点评】： 解决本题的关键掌握线速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系二、实验题：（共12分，每空2分）13（6分） 在研究平抛物体运动的实验中，可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度，实验步骤如下：A让小球多次从同一位置由静止滚下，记下小球经过卡片孔的一系列位置；B按课本装置图安装好器材，注意斜槽末端切线水平，记下小球经过斜槽末端时重心位置O点和过O点的竖直线；C测出曲线上某点的坐标x、y，算出小球平抛时的初速度；D取下白纸，以O为原点，以竖直线和水平线为轴建立坐标
20、系，用平滑曲线画平抛轨迹请完成上述实验步骤，并排列上述实验步骤的合理顺序：BADC【考点】： 研究平抛物体的运动【专题】： 实验题；平抛运动专题【分析】： （1）为保证小球做的是同一个运动，所以必须保证从同一高度释放，为保证小球做的是平抛运动，所以必须要让斜槽末端水平（2）实验步骤是：安装器材释放小球做实验取下白纸画图求解【解析】： 解：为保证小球做的是同一个运动，所以必须保证从同一高度释放；为保证小球做的是平抛运动，所以必须要让斜槽末端水平，即：让斜槽末端切线水平实验步骤是：A：安装器材；B：释放小球做实验；C：取下白纸画图求解，所以顺序为：BADC故答案为：同一，末端切线水平，BADC【点
21、评】： 做这个实验的关键是画出平抛运动的轨迹，再进行计算探究围绕画轨迹记忆实验器材和注意事项14（6分） 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）闪光的时间间隔是0.1s；（2）小球做平抛运动的初速度的大小是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【专题】： 实验题；平抛运动专题【分析】： 正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求
22、解【解析】： 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，（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：0.1；1.5；2.5【点评】： 对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题三、计算题（本大题有4个小题，共40分解答应有必要的文字说明、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
23、值计算的，答案中必须写出数值和单位）15（8分）将小球以v0=3m/s的速度水平抛出，它落地时的速度为vt=5m/s取g=10m/s2求：（1）球在空中运行的时间t（2）抛出点距离地面的高度h（3）抛出点与落地点的水平距离x【考点】： 平抛运动【专题】： 平抛运动专题【分析】： 根据平行四边形定则求出落地时竖直分速度，结合速度时间公式求出运动的时间，根据位移时间公式求出抛出点的高度，根据初速度和时间求出水平距离【解析】： 解：（1）根据平行四边形定则知，落地时竖直分速度m/s=4m/s，则球在空中运动的时间t=（2）抛出点距离地面的高度（3）抛出点与落地点的水平距离x=v0t=30.4m=1.
24、2m答：（1）球在空中运行的时间t为0.4s；（2）抛出点距离地面的高度h为0.8m；（3）抛出点与落地点的水平距离x为1.2m【点评】： 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题16（8分） 如图所示，AB为竖直半圆轨道的竖直直径，轨道半径R=0.9m，轨道B端与水平面相切，质量m=1kg的光滑小球从水平面以初速度V0向B滑动，取g=10m/s2（1）若V0=6m/s，求小球经轨道最低点B瞬间对轨道的压力为多少？（2）若小球刚好能经过A点，则小球在A点的速度至少为多大？小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离为多少？【考点】： 向心力；牛顿第
25、二定律【专题】： 匀速圆周运动专题【分析】： （1）根据牛顿第二定律求出小球在B点所受的支持力，从而得出小球对轨道的压力（2）小球刚好经过A点，对轨道的压力为零，根据重力提供向心力求出A点的最小速度，离开A点做平抛运动，结合平抛运动的规律求出小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离【解析】： 解：（1）小球在B点的受力分析如图：由牛顿第二定律有：，解得小球受到的支持力N=50N 由牛顿第三定律可知，小球对道轨的压与与N大小相等，方向相反 （2）小球恰好过最高点，即只由重力提供向心力有：解得小球在A点的最小速度：=3m/s 小球离开A点后做平抛运动有：，s=vAt 代入数据解得t=0.6s，s=
26、1.8m答：（1）小球经轨道最低点B瞬间对轨道的压力为50N；（2）小球在A点的速度至少为3m/s，小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离为1.8m【点评】： 本题考查了平抛运动和圆周运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键17（12分） 一名宇航员在登陆某星球后为了测量此星球的质量进行了如下实验：他把一小钢球托举到距星球表面高度为h处由静止释放，计时仪器测得小钢球从释放到落回星球表面的时间为t此前通过天文观测测得此星球的半径为R，已知万有引力常量为G，不计小钢球下落过程中的气体阻力，可认为此星球表面的物体受到的重力等于物体与星球之间
27、的万有引力求：（1）此星球表面的重力加速度g；（2）此星球的质量M；（3）若距此星球表面高H的圆形轨道有一颗卫星绕它做匀速圆周运动，求卫星的运行周期T【考点】： 万有引力定律及其应用；向心力【专题】： 万有引力定律的应用专题【分析】： （1）根据得出星球表面的重力加速度（2）根据万有引力等于重力求出星球的质量（3）根据万有引力提供向心力，结合万有引力等于重力求出卫星在圆形轨道上运行的周期【解析】： 解：（1）由h=得，g=（2）根据解得M=（3）根据万有引力提供向心力得，又GM=gR2解得因为g=所以T=答：（1）此星球表面的重力加速度g=（2）此星球的质量为（3）卫星的运行周期为【点评】：
28、解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用18（12分） 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合转台以一定角速度匀速转动一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO之间的夹角为60重力加速度大小为g（1）若=0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求0；（2）=（1k）0，且0k1，求小物块受到的摩擦力大小和方向【考点】： 向心力；线速度、角速度和周期、转速【专题】： 压轴题；匀速圆周运动专题【分析】： （1）若=0，小物块受到的摩擦力恰好为
29、零，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度的大小（2）当0，重力和支持力的合力不够提供向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向下，根据牛顿第二定律求出摩擦力的大小当0，重力和支持力的合力大于向心力，则摩擦力的方向沿罐壁切线向上，根据牛顿第二定律求出摩擦力的大小【解析】： 解：（1）当摩擦力为零，支持力和重力的合力提供向心力，有：mgtan，解得（2）当=（1+k）0时，重力和支持力的合力不够提供向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向下，根据牛顿第二定律得，fcos60+Ncos30=mRsin602fsin60+mg=Nsin30联立两式解得当=（1k）0时，摩擦力方向沿罐壁切线向上，根据牛顿第二定律得，Ncos30fcos60=mRsin602mg=Nsin30+fsin60联立两式解得答：（1）小物块受到的摩擦力恰好为零时，（2）当=（1+k）0时，摩擦力方向沿罐壁切线向下，大小为当=（1k）0时，摩擦力方向沿罐壁切线向上，大小为【点评】： 解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律，抓住竖直方向上合力为零，水平方向上的合力提供向心力进行求解
