学年高一物理下学期期中试题.docx

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学年高一物理下学期期中试题

高一年级2015-2016学年度下学期期中考试物理试题

时间：

90分钟分值100分

第I卷（选择题共60分）

一、单选题（本大题12小题，每小题4分，共48分）

1．两物体做匀速圆周运动，运动半径之比为4：

3，受到向心力之比为3：

4．则这两物体的动能之比为（）

A．16：

9B．9：

16C．1：

1D．4：

3

2．做匀速圆周运动的物体，下列物理量变化的是（）

A．线速度B．速率C．频率D．周期

3．可能所处的状态是（）

A．在磁场中处于平衡状态

B．在电场中做匀速圆周运动

C．在匀强磁场中做抛体运动

D．在匀强电场中做匀速直线运动

4．轻杆长L=0.5m，杆的一端固定着质量m=0.1kg的小球，小球在杆的带动下，绕水平轴在竖直平面内作圆周运动，t时刻小球运动到最高点时速度为2m/s，g取10m/s2，则t时刻细杆对小球的作用力大小和方向分别为（）

A．1.8N，向上B．1.6N，向下C．0.2N，向上

D．0.2N，向下

5．2010年10月1日，我国成功发射“嫦娥二号”月球探测器，在探测器靠近月球的过程中（探测器质量不变），月球对它的万有引力（）

A．变小B．变大C．不变D．无法确定

6．已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M地（引力常量G为已知）（）

A．月球绕地球运动的周期T及月球到

地球中心的距离R1

B．地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2

C．人造卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3

D．地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4

7．关于开普

勒行星运动的公式

=k，以下理解正确的是（）

A．k是一个与行星无关的常量

B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R月，周期为T月，则

C．T表示行星运动的自转周期

D．T表示行星运动的公转周期

8．2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个、超大型黑洞，命名为MCG6﹣30﹣15，由于黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河、系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心匀速运转，下列哪一组数据可估算该黑洞的质量（

）

A．地球绕太阳公转的周期和速度

B．太阳的质量和运行速度

C．太阳

质量和到MCG6﹣30﹣15的距离

D．太阳运行速度和到MCG6﹣30﹣15的距离

9．下列说法中正确的是（）

A．天王星偏离根据万有引力计算的轨道，是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用

B．只有海王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的

C．天王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的

D．以上均不正确

10．若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力恒量为G，则由此可求出（）

A．某行星的质量B．太阳的质量C．某行星的密度D．太阳的密度

11．科学家们推测，太阳系的第十六颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息可以确定（）

A．这颗行星的公转周期和地球相等

B．这颗行星的半径等于地球的半径

C．这颗行星的密度等于地球的密度

D．

这颗行星上同样存在着生命

12．关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（）

A．轨道半径越大，速度越小，周期越长

B．轨道半径越大，速度越大，周期越短

C．轨道半径越大，速度越大，周期越长

D．轨道半径越小，速度越小，周期越长

二、实验题（18分）

13．（18分）

（1）①.用游标卡尺测量某钢管的外径，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示数如左图所示，其读数为cm。

②.如右图所示，螺旋测微器测出的某物件的宽度是________mm。

（2）某实验小组采用如图3所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系。

①安装实验装置时，应调整定滑轮的高度，使拉小车的细线在实验过程中保持与（填“桌面”或“长木板”）平行。

②实验时先不挂砂桶，反复调整垫木的位置，轻推小车，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是。

③保持小车质量不变，用装有细砂的砂桶通过定滑轮拉动小车，打出纸带。

如图4所示是实验中打出的一条纸带的一部分，从较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻的两个计数点之间都有4个点迹没标出，测出各计数点之间的距离。

已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中AB两计数点间的时间间隔为T＝　s，小车运动的加速度为a=m/s2

④用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F，通过分析打点计时器打出的纸带，测量加速度a。

分别以合力F和加速度a作为横轴和纵轴，建立坐标系，根据实验中得到的数据描出如图5所示的点迹，该实验小组得到的a-F图线如图5所示。

实验结果跟教材中的结论不完全一致。

你认为产生这种结果的原因可能是。

⑤该实验中，若砂桶和砂的质量为m，小车质量为M，细线对小车的拉力为F。

则拉力F与mg的关系式

为，若要使

，则m与M的关系应满足。

三、计算题（34分）

14．（本题12分）一平板车质量M=50kg，停在水平路面上，车身平板离地面高h=1.25m．一质量m=10kg的小物块置于车的平板上，它到车尾的距离b=1.0m，与平板间的动摩擦因数μ=0.2，如图所示．今对平板车施一水平方向的恒力F=

220N，使车由静止向前行驶，经一段时间后物块从平板

上滑落，此时车向前行驶的距离x0=2.0m．

不计路面与平板车间的摩擦，g取10m/s2．求：

（1）从车开始运动到物块刚离开车所经过的时间t；

（2）物块刚落地时，落地点到车尾的水平距离x．

15．（本题12分）如图所示，AB为固定在竖直平面内的

光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R．质量为m的小球由A点静止释放，求：

（1）小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；

（2）小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力FN的大小；

（3）小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰达最高点D，D到地面的高度为h（已知h＜R），则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf．

16．（本题12分）水平抛出的一个石子，经过0.4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°，（g取10m/s2）．试求：

（1）石子的抛出点距地面的高度；

（2）石子抛出的水平初速度．

参考答案

1．C

【解析】解：

向心力公式为：

F=m

；

动能为：

：

；

联立有：

；

故：

：

1

故选：

C

【点评】本题关键是根据向心力公式和动能的表达式得到动能之比的表达式进行计算，推出动能比的表

达式是关键．

2．A

【解析】解：

在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此是变化的，周期、频率、速率是标量，是不变化的，故A正确，BCD错误．

故选：

A

【点评】本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别．

3．AB

【解析】解：

A、当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，带电粒子不受洛伦兹力作用，因此做匀速直线运动，处于平衡状态；故A正确；

B、当粒子绕中心带电粒子转动时，电场力恰好可以充当向心力，则在电场中可以做匀速圆周运动；故B正确；

C、粒子在磁场中受力不会沿一个方向，故在匀强磁场中不可能做抛体运动；故C错误；

D、当带电粒子在电场中一定受电场力的作用，电场力对粒子做功，粒子的动能一定发生变化，故粒子不可能做匀速直线运动；故D错误；

故选：

AB．

【点评】正确理解匀变速运动、匀速圆周运动的定义和物体做曲线运动的条件，及考查电场力、洛伦兹力与速度方向的关系决定运动的性质．

4．C

【解析】

试题分析：

小球通过最高点时，由重力和杆对小球的作用力的合力提供向心力，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律求解．

解：

设小球通过最高点时杆对小球的作用力方向向下，大小为F．根据牛顿第二定律得：

mg+F=m

则得：

F=m（

﹣g）=0.1×（

﹣10）N=﹣0.2N，负号表示杆对小球的作用力方向向上，故杆对小球施加向上的支持力，大小为0.2N．

故选：

C

【点评】解决圆周运动的动力学问题，关键分析物体受力，确定向心力的来源，再运用牛顿第二定律求解．

5．B

【解析】

试题分析：

根据万有

引力公式

直接判断即可．

解：

在探测器靠近月球的过程中，离月球的距离逐渐减小，根据

可知，距离减小，万有引力增大，故B正确．

故选：

B

【点评】本题主要考查了万有引力公式的直接应用，知道质量不变时，距离减小，万有引力增大，难度不大，属于基础题．

6．AC

【解析】

试题分析：

万有引力的应用之一就是计算中心天体的质量，计算原理就是万有引力提供球绕天体圆周运动的向心力，列式只能计算中心天体的质量．

解：

A、月球绕地球做圆周运动，地球对月球的万有引力提供圆周运动的向心力，列式如下：

可得：

地球质量M=

，故A正确；

B、地球绕太阳做圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力，列式如下：

可知，m为地球质量，在等式两边刚好消去，故不能算得地球质量，故B错；

C、人造地球卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，列式有：

，可得地球质量M=

，根据卫星线速度的定义可知

得

代入M=

可得地球质量，故C正确；

D、地球绕太阳做圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力，列式如下：

可知，m为地球质量，在等式两边刚好消去，故不能算得地球质量，故D错．

故选AC．

【点评】万有引力提供向心力，根据数据列式可求解中心天体的质量，注意向心力的表达式需跟已知量相一致．

7．AD

【解析】

试题分析：

开普勒第一定律是太阳系中的所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．

在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的．

开普勒第三定律中的公式

=k，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比．

解：

A、k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A正确．

B、公式

=k中的k是与中心天体质量有关的，中心天体不一样，k值不一样．地球公转的中心天体是太阳，月球公转的中心天体是地球，k值是不一样的．故B错误．

C、T代表行星运动的公转周期，故C错误，D正确．

故选AD．

【点评】行星绕太阳虽然是椭圆运动，但我们可以当作圆来处理，同时值得注意是周期是公转周期．

8．D

【解析】

试题分析：

根据万有引力提供向心力

，去求中心天体的质量．

解：

A、地球绕太阳公转，中心天体是太阳，根据周期和速度只能求出太阳的质量．故A错误．

B、根据万有引力提供向心力

，中心天体是黑洞，太阳的质量约去，只知道线速度或轨道半径，不能求出黑洞的质量．故B、C错误．

D、根据万有引力提供向心力

，知道环绕天体的速度和轨道半径，可以求出黑洞的质量．故D正确．

故选：

D．

【点评】解决本题的关键掌握根据万有引力提供向心力

．

9．A

【解析】

试题分析：

天王星不是依据万有引力定律计算轨道而发现的．海王星和冥王星是依据万有引力定律计算轨道而发现的，根据它们的发现过程，进行分析

和解答．

解：

A、D、科学家亚当斯通过对天王星的长期观察发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离．亚当斯利用牛顿发现的万有引力定律对观察数据进行计算，认为形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知行星（后命名为海王星），故A正确，D错误；

B、海王星和冥王星都是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的．故B错误；

C、天王星不是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的．故C错误．

故选：

A．

【点评】本题考查了物理学史，解决本题的关键要了解万有引力定律的功绩，体会这个定律成功的魅力．基础题目．

10．B

【解析】

试题分析：

研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出太阳的质量．

解：

A、根据题意不能求出行星的质量．故A错误；

B、研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：

=m

得：

M=

，所以能求出太阳的质量，故B正确；

C、不清楚行星的质量和体积，所以不能求出行星的密度，故C错误；

D、不知道太阳的体积，所以不能求出太阳的密度．故D错误．

故选：

B．

【点评】根据万有引力提供向心力，列出等式只能求出中心体的质量．

要求出行星的质量，我们可以在行星周围找一颗卫星研究，即把行星当成中心体．

11．A

【解析】

试题分析：

研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式．太阳系的第十六颗行星就在地球的轨道上，说明它与地球的轨道半径相等．

解：

A、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：

，行星的周期T=2π

，由于轨道半径相等，则行星公转周期与地球公转周期相等，故A正确；

B、这颗行星的轨道半径等于地球的轨道半径，但行星的半径不一定等于地球半径，故B错误；

C、这颗行星的密度与地球的密度相比无法确定，故C错误．

D、这颗行星是否存在生命无法确定，故D错误．

故选：

A．

【点评】向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．环绕体绕着中心体匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，我们只能求出中心体的质量．

12．A

【解析】

试题分析：

要求卫星的线速度与轨道半径之间的关系，可根据G

=m

来求解；要求卫星的运动周期和轨道半径之间的关系，可根据有G

=m

R来进行求解．

解：

人造地球卫星在绕地球做圆周运动时地球对卫星的引力提供圆周运动的向心力

故有G

=m

R

故T=

，显然R越大，卫星运动的周期越长．

又G

=m

v=

，显然轨道半径R越大，线速度越小．

故A正确．

故选A．

【点评】一个天体绕中心天体做圆周运动时万有引力提供向心力，灵活的选择向心力的表达式是我们顺利解决此类题目的基础．F向=m

=mω2R=m

R，我们要按照不同的要求选择不同的公式来进行求解．

13．

（1）5.44cm；5.694~5.698mm；

（2）①长木板；②平衡摩擦力；③0.1s；0.46m/s2；④砂和砂桶质量较大，没满足砂和砂桶质量远小于小车质量的条件。

⑤

；

。

【解析】

试题分析：

（1）①主尺和读数为5.4cm，游标尺的读数为4×0.1mm=0.04cm，故外径的大小为5.44cm；

②测微器的主尺读数为5.5mm，旋钮上的读数为19.6×0.01mm=0.196mm，物件的宽度为5.5mm+0.196mm=5.696mm。

（2）①拉小车的细线应该与长木板平行，因为在平衡摩擦力时，长木板与桌面间是有一定夹角的；

②其目的是在平衡摩擦力，以保证砂桶对小车的力就是小车受到的合外力；

③由于相邻的两个计数点之间都有4个点迹没标出，所以两计数点间的时间间隔为0.02s×5=0.1s，小车运动的加速度为a=

=0.46m/s2；

④由图5可知，当外力F增大到一定程度时，加速度的变化不再与外力成正比，而是变化变小了，说明是砂和砂桶质量较大，没满足砂和砂桶质量远小于小车质量的条件；

⑤设砂桶与小车的加速度为a，则mg=（m+M）a，故拉力F=Ma=

，要使

，则将前式代入后式，解这等式得m与M的关系应满足

。

考点：

游标卡尺、螺旋测微器的读数，探究小车的加速度与所受合力的关系。

14．

（1）t=1s；

（2）x=1.55m

【解析】

试题分析：

（1）根据牛顿第二定律求出车的加速度，从车开始运动到物块刚离开车的过程车的位移为x0=2.0m，由位移公式求出时间．

（2）根据牛顿第二定律和速度公式求出物块离开车瞬间的速度．物块离开车后做平抛运动，由高度求出平抛运动的时间，求出物块水平位移的大小．再由牛顿第二定律和位移公式求出这段时间内车的位移大小，再求解物块刚落地时，落地点到车尾的水平距离x．

解：

（1）如图所示，设作物块与车板间的摩擦力为f，自车开始运动直至物块离开车板所用时间为t，此过程中车的加速度为a1，

由牛顿第二定律有

F﹣f=Ma1

f=μmg

解以上两式得a1=4m/s2

对车由运动学公式有

解得

s

（2）物块离开车时，车的速度v=a1t=4×1=4m/s．

物块在车上运动时的加速度

m/s2

物块离开车瞬间的速度v'=a2t=2×1=2m/s

它将以此初速度做平抛运动，设经时间t′落地，由

解得

=0.5s

通过的水平距离x1=v't'=2×0.5=1m

在这段时间内，车的加速度为

m/s2

车通过的距离为

=2.55m

可知，物块落地时与平板车右端的水平距离为x=x2﹣

x1=1.55m

答：

（1）从车开始运动到物块刚离开车所经过的时间t=1s；

（2）物块刚落地时，落地点到车尾的水平距离x=1.55m．

【点评】本题分析物体的受力情况和运动情况是关键，采用牛顿运动定律和运动学结合是处理动力学问题最基本的方法．

15．

（1）

（2）3mg

（3）mg（R﹣h）

【解析】

试题分析：

（1）小球从A滑至B的过程中，支持力不做功，只有重力做功，根据机械能守恒定律或动能定理列式求解；

（2

）在圆弧最低点B，小球所受重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可；

（3）对小球从A运动到D的整个过程运用动能定理列式求解．

解：

（1）由动能定理得

则

即小球滑到最低点B时，小球速度v的大小为

．

（2）由牛顿第二定律得

则

FN=3mg

即小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力FN的大小为3mg．

（3）对于小球从A运动到D的整个过程，由动能定理，得

mgR﹣mgh﹣Wf=0

则

Wf=mg（R﹣h）

即小球在曲面上克服摩擦力所做的功为mg（R﹣h）．

【点评】本题关键在于灵活地选择运动过程运用动能定理列式，动能定理不涉及运动过程的加速度和时间，对于曲线运动同样适用．

16．

（1）石子的抛出点距地面的高度为0.8m；

（2）石子抛出的水平初速度为3m/s．

【解析】解：

（1）石子做平抛运动，竖直方向有：

h=

gt2=

×10×0.42m=0.8m

（2）落地时竖直方向分速度：

vy=gt=10×0.4m/s=4m/s

落地速度方向和水平方向的夹角是53°

则：

tan53°=

=

可得水平速度为：

vx=

×4m/s=3m/s

答：

（1）石子的抛出点距地面的高度为0.8m；

（2）石子抛出的水平初速度为3m/s．

【点评】解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，运用运动学公式灵活求解．