山西省屯留一中2014-2015学年高一下学期期中考试物理试卷

（满分：100分     时间：90分钟）

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题（共48分，1～8小题为单项选择题；9～12小题为多项选择题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1、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．所有行星运行到近日点的速度小于该行星运行到远日点的速度

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】A

【解析】A．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；

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

2、下列现象中，与离心运动无关的是 （     ）

A．汽车转弯时速度过大，乘客感觉往外甩

B．洗衣机脱水桶旋转，将衣服上的水甩掉

C．汽车急刹车时，乘客身体向前倾

D．运动员投掷链球时，在链球高速旋转的时候释放链球

【答案】C

3、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（    ）  

A．t1＞t2                 B．t1＜t2       

C．t1＝t2                 D．无法判断 

【答案】C

【解析】

平抛运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C正确。

故选B。

【考点】平抛运动

4、如图，物体紧贴圆筒壁与圆筒保持相对静止，随圆筒一起转动，若增大圆筒的转动角速度ω，则下列说法正确的是（   ）

A．物体所受弹力不变    

B．物体所受摩擦力不变

C．物体所受向心力不变    

D．物体可能沿筒壁下滑

【答案】C

【解析】对做水平面内的圆周运动的物体进行受力分析，在竖直方向受到重力和静摩擦力，合力为零，则可知物体所受到的静摩擦力始终等于重力；桶壁对物体的指向圆心的支持力提供了物体做圆周运动的向心力，所以当角速度增大时物体所受的弹力也增大。

【变式训练】评讲时候可以给学生增加难度，比如举漏斗的那个题让学生分析受力情况，根据牛顿第二定律列方程。

5、一条笔直的河流，宽d=40m，水的流速是v1=3m/s，航速（相对静水）为v2=4m/s的小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（   ）

 A．8s，30m         B．10s，30m            C．8s，40m       D． 10s，50m

【答案】D

【解析】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：；

小汽船渡河的位移为：。

故选D。

【考点】运动的合成与分解

【变式训练】如果两个速度换一下，结果如何？

6、一个物体在相互垂直的恒力和的作用下，由静止开始运动，经过一段时间后，突然撤去，则物体以后的运动情况是(    )

A．物体做匀变速曲线运动                   B．物体做变加速曲线运动

C．物体沿的方向做匀加速直线运动         D．物体做圆周运动

【答案】A

【解析】先弄清楚物体在未撤掉的受力情况以及运动情况，然后给学生分析物体做直线运动、曲线运动的条件，还可以给学生举出他们熟悉的例子，比如平抛运动来类比。

【考点】物体做曲线运动的条件

7、如图所示，杂技演员在表演“水流星”， 用长为1．6m轻绳的一端，系一个总质量为0．5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内圆周运动，若“水流星”通过最高点的速度为4m/s，g取10m/s2，则下列说法正确的是（   ）

A． “水流星”通过最高点时，有水从容器中流出

B． “水流星”通过最高点时，绳的张力及容器的底部受到的压力均为零

C． “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用

D． “水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N

【答案】B

【考点】简单的临界问题

【变式训练】讲解该题时可以把相关的圆周运动的模型都总结下。

8、如图所示，一长为的木板，倾斜放置，倾角为，今有一弹性小球，自与木板上端等高的某处自由释放，小球落到木板上反弹时，速度大小不变，碰撞前后，速度方向与木板夹角相等，欲使小球恰好落到木板下端，则小球释放点距木板上端的水平距离为（    ）

    A．         B．            C．            D．

【答案】B

【解析】将几何关系利用好，由于斜面是45度，所以水平位移和竖直方向的位移相等，再利用平抛运动的规律列方程可解得答案为B

【变式训练】可借该题总结斜面上的平抛运动问题

9、关于平抛运动，下列说法正确的是（    ）

A．是匀变速曲线运动                      B．是变加速曲线运动

C．任意两段时间内速度变化量的方向相同    D．任意相等时间内的速度变化量相等

【答案】ACD

【解析】利用好加速度的定义式以及决定式

AB、平抛运动的加速度恒定，初速度与加速度方向垂直，是匀变速曲线运动，故A正确B错误；

C、任意两段时间内速度变化量的方向就是加速度的方向，故C正确；

D、任意相等时间内的速度变化量都为gt，故D正确。

故选ACD。

【考点】平抛运动的运动学特点以及动力学特点

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2π

【答案】ABD

【解析】

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、如图所示，一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水平面，圆锥固定不动，两个质量相同的球A、B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则(      )

A．球A的线速度必小于球B的线速度

B．球A的角速度必小于球B的角速度

C．球A的运动向心加速度必大于球B的运动周期

D．球A对筒壁的压力必等于球B对筒壁的压力

【答案】BD

【解析】这是一道水平面内圆周运动问题的经典习题，（导学方案原题），考察学生对圆周运动物体从动力学角度分析理解的能力。

【变式训练】可联系一根轻质可形变弹性细杆上有一小球做圆周运动的那道习题，做拓展。

12、已知引力常量G和以下各组数据，能够计算出地球质量的是（    ）

A．地球绕太阳运行的周期和地球与太阳间的距离

B．月球绕地球运行的周期和月球与地球间的距离

C．人造地球卫星在地面附近处绕行的速度与周期

D．若不考虑地球的自转，已知地球的半径与地面的重力加速度

【答案】BCD

【解析】

A、地球绕太阳运动的周期和地球与太阳的距离，根据万有引力提供向心力：其中m为地球质量，在等式中消去，只能求出太阳的质量M，也就是说只能求出中心体的质量，故A错误；

B、月球绕地球做匀速圆周运动，它受到地球的万有引力充当向心力，用它运动周期表示向心力，由万有引力定律结合牛顿第二定律得：，

所以地球的质量，其中r为地球与月球间的距离，故B正确；

C、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它受到地球的万有引力充当向心力，用它运动周期表示向心力，

由万有引力定律结合牛顿第二定律得：

又因，

所以地球的质量，因此，可求出地球的质量，故C正确；

D、地球表面的物体受到的地球的重力等于万有引力，即，因此，可求出地球的质量，故D正确。

故选BCD。

【考点】万有引力定律；牛顿第二定律

第Ⅱ卷（主观题，共52分）

二．实验题(共15分，每空3分)

13、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           ；    和月球的质量为               。

【答案】     

【解析】小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，

则有：，可得

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。

14、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

【解析】（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

三、计算题（本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15、（共10分） 有一辆质量为1.2t的小汽车驶上半径为50m的圆弧形拱桥。

求：（1）汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力是多大？

（2）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？

（3）设想拱桥的半径增大到与地球半径一样，那么汽车要在这样的桥面上腾空，到达桥顶的速度至少要多大？(重力加速度g取10 m/s2，地球半径R取6．4×103km)

【答案】9600N （3分）  22.4m/s2   (结果带根号同样正确）（3分） 8000m/s2 （8km/s)（4分）

16、（共11分）如图所示，半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，其正上方h处沿OB方向水平抛出一个小球，要使球与盘只碰一次，且落点为B，求小球的初速度的值和圆盘的转速的值各为多大？ 

【答案】⑴ （4分） （2）（k=1，2，3…）（7分）

【解析】

（1）根据得，

则小球的初速度；

（2）根据得，

则圆盘的转速（k=1，2，3…）。

【考点】平抛运动；匀速圆周运动

17、(共16分）2015年4月6日下午5点30分左右，河南省新乡垣县铜塔寺商业街庙会上，一处“太空飞碟”游乐设施发生事故，造成多人受伤。图甲为游乐园中“太空飞碟”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l＝10m，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，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θ=37º（不计空气阻力及绳重，且绳不可伸长，sin37º=0．6，cos37º=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；

（3）假设绳子所能承受的最大张力为1200N，那么，发生事故时绳子与竖直方向的夹角为多大？转盘角速度至少为多大？

【答案】(1) （4分）  (2)    4分   （3）60°（4分） 1.17rad/s（4分）

【解析】（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

（3）60° 1.17rad/s

【考点】牛顿第二定律