1、2015-2016学年江苏省扬州市宝应县高一（下）期中物理试卷一、单项选择题：备选答案中，只有一项最符合题意，每小题4分共计32分1发现行星运动规律和万有引力定律的科学家分别是（）A伽利略、开普勒B开普勒、牛顿C牛顿、卡文迪许D伽利略、牛顿2下列说法正确的是（）A做匀速圆周运动的物体处于平衡状态B做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力C做匀速圆周运动的物体的速度恒定D做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定3如图所示，桌面离地高度为h，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为（）Amgh，mg（Hh）Bmgh，mg（H+h）C
2、mgh，mg（Hh）Dmgh，mg（H+h）4假如一个作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍作圆周运动，则下列说法错误的是（）A由公式v=r，可知卫星的线速度将增大到原来的2倍B由公式F=m，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C由公式F=G，可知地球提供的向心力将减小到原来的D由上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的5关于功，下列说法中正确的是（）A功只有大小而无方向，所以功是标量B力和位移都是矢量，所以功也是矢量C功的大小仅由力决定，力越大，做功越多D功的大小仅由位移决定，位移越大，做功越多6如图所示，长为L的细轻绳一端固定，另一端系一质量为m的小球给小球
3、一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆不计空气阻力，关于小球受力，下列说法中正确的是（）A小球只受重力和向心力作用B小球只受重力和绳的拉力作用C小球只受重力、绳的拉力和向心力作用D小球只受重力、绳的拉力和离心力作用7如图所示，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动，质量相等的A、B两物块静置于水平圆盘的同一直径上A距竖直轴2L，B距竖直轴L，用长恰为3L的轻绳连接（轻绳不可伸长）现使圆盘绕轴匀速转动，两物块始终相对于圆盘静止，则（）AA物块所受摩擦力一定背离圆心BB物块所受摩擦力一定背离圆心CA物块所受摩擦力一定指向圆心DB物块所受摩擦力一定指向圆心8如图所示，固定
4、的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动，以下说法正确的是（）AVAVBBABCaAaBD压力NANB二、多项选择题：每题答案中，至少有二个以上项符合题意（共6小题，每题4分；共计24分）9关于重力势能，下列说法中正确的是（）A重力势能为零的物体，有可能对别的物体做功B物体做匀速直线运动时，其重力势能一定不变C重力对物体做正功，物体的重力势能一定增加D重力对物体做正功，物体的重力势能一定减少10关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）A如果需要，可以定点在南京的正上方B卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度C在轨道上运行的线速度大于7.9
5、km/sD轨道半径的大小都相等11如图所示，a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星，它们的质量关系是ma=mbmc则（）Ab、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Bb、c的周期相等，且大于a的周期Cb、c的向心加速度相同，且小于a的向心加速度Db所需向心力最小12洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图，则此时（）A衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用B衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由筒壁的弹力的作用提供C筒壁的弹力随筒的转速增大而增大D筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大13假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞 船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有
6、关这艘飞船的下列说法正确的是（）A飞船在轨道上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度B飞船在轨道上经过P点时的速度大于飞船在轨道上经过P点时的速度C飞船在轨道上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道上运动到P点时的加速度D飞船绕火星在轨道上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道同样的轨道半径运动的周期相同14如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，则雪橇受到的（）A支持力做功为mglB重力做功为0C拉力做功为FlcosD滑动摩擦力做功为（mg+Fsin）l三、计算题：本题共有3小题；共
7、计44分15如图所示，一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部（取g=10m/s2）（1）此时形拱桥对汽车的支持力是多大？（2）如果汽车以20m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？（3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零？16一颗质量为m的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地面的高度为h，已知引力常量G和地球质量M和地球半径为R，求：（1）地球对卫星的万有引力的大小；（2）卫星的速度大小17质量m=2.5103 kg的小汽车，发动机的额定功率P=100kW，若汽车在运动中能够达到的最大速度vm=40m/s，求：（1
8、）汽车所受阻力f 的大小；（2）若在平直的公路上汽车以额定功率由静止开始加速运动，汽车在运动中所受的阻力不变，当汽车的速度增加到v=20m/s时的加速度a的大小；（3）若在平直的公路上汽车以恒定加速度a=4m/s2启动，汽车在运动中所受的阻力不变，则匀加速启动维持的时间是多少？2015-2016学年江苏省扬州市宝应县高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题：备选答案中，只有一项最符合题意，每小题4分共计32分1发现行星运动规律和万有引力定律的科学家分别是（）A伽利略、开普勒B开普勒、牛顿C牛顿、卡文迪许D伽利略、牛顿【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定【分析】解答本题的
9、关键是了解几个重要的物理学史，知道哪些伟大科学家的贡献【解答】解：发现行星运动规律和万有引力定律的科学家分别是开普勒、牛顿，故选：B2下列说法正确的是（）A做匀速圆周运动的物体处于平衡状态B做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力C做匀速圆周运动的物体的速度恒定D做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定【考点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度【分析】匀速圆周运动的物体，速率不变，方向时刻改变，具有向心加速度，方向始终指向圆心【解答】解：A、做匀速圆周运动的物体，具有向心加速度，合外力不为零故A错误 B、匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变，方向始终指向圆心，不是恒力故B错误 C、匀速圆周运动
10、的物体速度大小不变，方向时刻改变故C错误 D、匀速圆周运动物体加速度大小不变，方向始终指向圆心故D正确故选D3如图所示，桌面离地高度为h，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为（）Amgh，mg（Hh）Bmgh，mg（H+h）Cmgh，mg（Hh）Dmgh，mg（H+h）【考点】重力势能的变化与重力做功的关系【分析】解答本题要掌握：重力做功只与物体始末位置有关，与路径无关，与零势能点的选取无关；重力势能大小与零势能点的选取有关，同一位置选择的零势能点不同，对应的重力势能就不同【解答】解：物体的重力势能为：Ep=mgh，其
11、中h为物体到零势能点的高度，所以该物体的重力势能为：Ep=mgh；物体下落的始末位置的高度差为：H+h故重力做功为：W=mg（h+H），故ABC错误，D正确故选D4假如一个作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍作圆周运动，则下列说法错误的是（）A由公式v=r，可知卫星的线速度将增大到原来的2倍B由公式F=m，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C由公式F=G，可知地球提供的向心力将减小到原来的D由上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的【考点】万有引力定律及其应用；线速度、角速度和周期、转速【分析】联系多种圆周运动公式，每一选项单独列出公式，联立求出结果【解答】
12、解：设地球质量为M，卫星质量为m，初始轨道半径为r，初始地球的引力为F1，线速度为v1，增大后的半径为2r，地球引力为F2，线速度为v2 从选项知，此题只牵涉到变化前后的向心力和线速度的变化，则我们可以直接求出结果，一一验证； （1）向心力：万有引力充当向心力，则万有引力定律得 联立得F2=F1即轨道半径增大后，向心力将减小到原来的（2）线速度：据向心力的效果公式得 联立得 即轨道半径增大后，线速度将变为原来的 综上，回扣选项得A、B、D错，只有C项说法正确 则符合题目的答案为ABD5关于功，下列说法中正确的是（）A功只有大小而无方向，所以功是标量B力和位移都是矢量，所以功也是矢量C功的大小仅
13、由力决定，力越大，做功越多D功的大小仅由位移决定，位移越大，做功越多【考点】功的概念【分析】力和力方向上的位移的乘积表示力对物体做的功的大小【解答】解：A、B、功是标量，只有大小没有方向，所以A正确，B错误C、D、力和力方向上的位移的乘积表示力对物体做的功的大小，所以C、D错误故选A6如图所示，长为L的细轻绳一端固定，另一端系一质量为m的小球给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆不计空气阻力，关于小球受力，下列说法中正确的是（）A小球只受重力和向心力作用B小球只受重力和绳的拉力作用C小球只受重力、绳的拉力和向心力作用D小球只受重力、绳的拉力和离心力作用
14、【考点】向心力【分析】分析小球的受力，受到重力、绳的拉力，二者的合力提供向心力，向心力是效果力，不是重复受力【解答】解：小球做匀速圆周运动，合力不为零，总是指向圆心，提供向心力；小球受重力和细线的拉力，共2个力，合力提供向心力，对惯性系没有离心力的说法；故ACD错误，B正确；故选：B7如图所示，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动，质量相等的A、B两物块静置于水平圆盘的同一直径上A距竖直轴2L，B距竖直轴L，用长恰为3L的轻绳连接（轻绳不可伸长）现使圆盘绕轴匀速转动，两物块始终相对于圆盘静止，则（）AA物块所受摩擦力一定背离圆心BB物块所受摩擦力一定背离圆心CA物块所受摩擦力一定指向圆心DB物块所受
15、摩擦力一定指向圆心【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】同轴转动角速度相同，AB都做匀速圆周运动，合外力提供向心力根据Fn=m2r列式分析即可【解答】解：AB都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，当角速度较小时，静摩擦力可以提供向心力，这时，绳子拉力为零，AB所受摩擦力都指向圆心；当转速比较大，绳子上有拉力时，则对A有：T+fA=m22L，对B有：T+fB=m2L，随着角速度增大，A先达到最大静摩擦力，绳子开始拉直且有作用力，所以A得摩擦力方向一定指向圆心，此时B还没有达到最大静摩擦力，B需要的向心力较小，此时B受到的摩擦力方向可以背离圆心，当绳子拉力正好提供向心力时，B物块不受摩擦力，故只有C正
16、确故选：C8如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动，以下说法正确的是（）AVAVBBABCaAaBD压力NANB【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】小球做匀速圆周运动，因此合外力提供向心力，对物体正确进行受力分析，然后根据向心力公式列方程求解即可【解答】解：研究任意一个小球：受力如图将FN沿水平和竖直方向分解得：FNcos=maFNsin=mg由可知支持力相等，则A、B对内壁的压力大小相等：NA=NB根据牛顿第二定律，合外力提供向心力，合外力相等，则向心力相等由可得：mgcot=ma=m=m2r可知半径大的线速度大，角速度小则A
17、的线速度大于B的线速度，VAVB，A的角速度小于B的角速度，AB向心加速度 a=gcot，则知两球的向心加速度相等，aA=aB故A正确，B、C、D错误故选：A二、多项选择题：每题答案中，至少有二个以上项符合题意（共6小题，每题4分；共计24分）9关于重力势能，下列说法中正确的是（）A重力势能为零的物体，有可能对别的物体做功B物体做匀速直线运动时，其重力势能一定不变C重力对物体做正功，物体的重力势能一定增加D重力对物体做正功，物体的重力势能一定减少【考点】重力势能【分析】重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加；重力做的功等于重力势能的减小量【解答】解：A、重力势能为零只能说明其在零势
18、能面上，但是重力是否能做功取决于是否与高度差，与零势能面无关，所以可以对别的物体做功，故A正确；B、物体若在竖直方向做匀速直线运动，则重力势能一定改变，故B错误；C、重力做正功时，重力势能一定减小，故C错误，D正确；故选：AD10关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）A如果需要，可以定点在南京的正上方B卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度C在轨道上运行的线速度大于7.9km/sD轨道半径的大小都相等【考点】同步卫星【分析】同步卫星的特点：定周期（24h），定轨道（赤道的上方），定高度，定速率卫星在轨道上的向心加速度近似等于轨道上的重力加速度，根据G=mg，得：g=r越大，g越小，可知
19、卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度地球第一宇宙速度是卫星靠近地球表面做匀速圆周运动的速度，根据G=m，得：v=，r越大，v越小，可知卫星的线速度小于第一宇宙速度【解答】解：A同步卫星的轨道是一定的（赤道的上方），故A错误 B卫星在轨道上的向心加速度近似等于轨道上的重力加速度，根据G=mg，得：g=r越大，g越小，可知卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度故B正确 C地球第一宇宙速度是卫星靠近地球表面做匀速圆周运动的速度，根据G=m，得：v=，r越大，v越小，可知卫星的线速度小于第一宇宙速度故C错误 D地球同步卫星与地球同步，则周期相同，根据G=m，可知，轨道半径的大小都相等故D
20、正确故选：BD11如图所示，a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星，它们的质量关系是ma=mbmc则（）Ab、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Bb、c的周期相等，且大于a的周期Cb、c的向心加速度相同，且小于a的向心加速度Db所需向心力最小【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，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，A、根据得：v=，因为rarb=rc，所以vavb=vc，故A错误；B、根据
21、得：T=，因为rarb=rc，所以TaTb=Tc，故B正确；C、根据得：a=，因为rarb=rc，所以aaab=ac，但b、c向心加速度方向不同，b、c的向心加速度不同，故C错误；D、F=，因为rarb=rc，ma=mbmc，所以b所需向心力最小，故D正确故选：BD12洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图，则此时（）A衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用B衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由筒壁的弹力的作用提供C筒壁的弹力随筒的转速增大而增大D筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】衣物附在筒壁上随转筒一起做圆周运动，靠径向的合力提供向心力，竖直方向上受静
22、摩擦力和重力平衡【解答】解：A、衣服做圆周运动受重力、桶壁的弹力和静摩擦力作用故A正确B、衣服做圆周运动，靠弹力提供向心力，由N=mr2知，转速增大，则桶壁对衣服的弹力增大故BC正确D、在竖直方向上，衣服受重力和静摩擦力平衡，转速增大，静摩擦力不变故D错误故选：ABC13假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞 船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法正确的是（）A飞船在轨道上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度B飞船在轨道上经过P点时的速度大于飞船在轨道上经过P点时的速度C飞船在轨道上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道上运动到P点时的加速度D飞
23、船绕火星在轨道上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道同样的轨道半径运动的周期相同【考点】万有引力定律及其应用【分析】根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道上运动时，在P点速度大于在Q点的速度飞船从轨道转移到轨道上运动，必须在P点时，点火加速，使其速度增大做离心运动，即机械能增大飞船在轨道上运动到P点时与飞船在轨道上运动到P点时有r相等，则加速度必定相等根据万有引力提供向心力与周期的关系确定【解答】解：A、根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道上运动时，在近地点P点速度大于在Q点的速度故A错误B、飞船在轨道上经过P点时，要点火加速，使其速度增大做离心运动，从而转移到轨道上运动所以飞船在轨道上运
24、动时经过P点的速度小于在轨道上运动时经过P点的速度故B错误C、飞船在轨道上运动到P点时与飞船在轨道上运动到P点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等故C正确D、根据周期公式T=2，虽然r相等，但是由于地球和火星的质量不等，所以周期T不相等故D错误故选：C14如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，则雪橇受到的（）A支持力做功为mglB重力做功为0C拉力做功为FlcosD滑动摩擦力做功为（mg+Fsin）l【考点】动能定理的应用；功的计算【分析】雪橇所受的各力都是恒力，可根据
25、恒力F做功的计算公式：W=FScos，为F与S之间的夹角，来分析计算各力做的功【解答】解：对雪橇受力分析，如图：A、支持力做功 WN=Nlcos90=0，故A错误；B、重力做功 WG=mglcos90=0，故B正确；C、拉力做功为 WF=Flco，故C正确；D、雪橇竖直方向受力平衡：N+Fsin=mg得 N=mgFsin则摩擦力 f=N=（mgFsin）摩擦力做功Wf=fl=（mgFsin）l，故D错误；故选：BC三、计算题：本题共有3小题；共计44分15如图所示，一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部（取g=10m/s2）（1）此时形拱桥对汽车的支持力是多大？（2）
26、如果汽车以20m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？（3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零？【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】（1）小车静止，重力和支持力二力平衡，支持力和压力相等；（2）小车作圆周运动，在最高点重力和支持力的合力提供向心力；（3）小车对桥无压力，只受重力，重力恰好提供向心力【解答】解：（1）G=mg=50010N=5000NFN=G=5000N由牛顿第三定律的汽车对圆弧形拱桥的压力是5000N（2）由牛顿第二定律得：mgF支=m解得：F支=mgm=50010500=1000N由于F支=F压故汽车对圆弧形拱桥的压力是1000
27、N（3）由于只受重力，故有：mg=m解得：v=10m/s故汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零时，小车的速度为10m/s答：（1）此时形拱桥对汽车的支持力是5000N；（2）如果汽车以20m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是1000N；（3）汽车以10m/s的速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零16一颗质量为m的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地面的高度为h，已知引力常量G和地球质量M和地球半径为R，求：（1）地球对卫星的万有引力的大小；（2）卫星的速度大小【考点】万有引力定律及其应用【分析】根据万有引力定律求出地球对卫星的万有引力大小，根据万有引力提供向心
28、力求出卫星的速度大小【解答】解：（1）地球对卫星的万有引力大小为：F=（2）根据得卫星的速度大小为：v=答：（1）地球对卫星的万有引力大小为（2）卫星的速度大小为17质量m=2.5103 kg的小汽车，发动机的额定功率P=100kW，若汽车在运动中能够达到的最大速度vm=40m/s，求：（1）汽车所受阻力f 的大小；（2）若在平直的公路上汽车以额定功率由静止开始加速运动，汽车在运动中所受的阻力不变，当汽车的速度增加到v=20m/s时的加速度a的大小；（3）若在平直的公路上汽车以恒定加速度a=4m/s2启动，汽车在运动中所受的阻力不变，则匀加速启动维持的时间是多少？【考点】功率、平均功率和瞬时功
29、率【分析】（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，根据f=求出阻力；（2）根据F=求出牵引力，再根据牛顿第二定律即可求解；（3）牛顿第二定律即可求解牵引力，有P=Fv求得匀加速达到的最大速度，有v=at求得加速时间；【解答】解：（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，故有：f=（2）有P=Fv可知：F=根据牛顿第二定律可知：Ff=ma解得：a=（3）根据牛顿第二定律可知：Ff=maF=ma+f=25004+2500N=12500N故有：v=所需时间为：t=答：（1）汽车所受阻力f 的大小为2500N；（2）若在平直的公路上汽车以额定功率由静止开始加速运动，汽车在运动中所受的阻力不变，当汽车的速度增加到v=20m/s时的加速度a的大小为1m/s2；（3）若在平直的公路上汽车以恒定加速度a=4m/s2启动，汽车在运动中所受的阻力不变，则匀加速启动维持的时间是2s2016年5月9日