1、- 1 -2017-2018 学年度第二学期高一物理期中考试考卷考试范围：曲线运动,万有引力与航天；考试时间：90 分钟；一、单选题（4*4=16）1关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是( )A. 平抛运动是匀变速曲线运动B. 匀速圆周运动是速度不变的运动C. 圆周运动是匀变速曲线运动D. 做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的2如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻的速度分别为 和 ，绳子对物体的拉力为 T,物体所受重力为1v2G，则下列说法正确的是A. 物体做匀速运动，且 =1v2B. 物体做加速运动，且 TGC.
2、物体做加速运动，且 21D. 物体做匀速运动，且 T=G3洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图所示，则此时：A. 衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的B. 衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用C. 筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而减小D. 筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大4质量为 m 的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径 略小于圆管的直径，如图所示。已知小球以速度 v 通过最高点时对圆管外壁的压力恰好为 mg，则小球以速度 通过圆管的最高点时2vA. 小球对圆管内、外壁均无压力B. 小球对圆管外壁的压力等于 2mgC. 小球对圆管内壁的压力等于 mgD. 小球对圆
3、管内壁的压力等于- 2 -5我国计划于 2018 年择机发射“嫦娥五号”航天器，假设航天器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动，经过时间 t（小于绕行周期） ，运动的弧长为 s，航天器与月球中心连线扫过的角度为 （弧度） ，引力常量为 G，则A. 航天器的轨道半径为 tB. 航天器的环绕周期为 C. 月球的的质量为32sGtD. 月球的密度为 4t6如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，运动方向从 到已知在 点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（ ） A. 点的速率比 点的速率小 B. B. 点的加速度与速度的夹角小于C. 点的加速度比 点的加速度大 D. 从 到 加速度与
4、速度的夹角先增大后减小7设太阳质量为 M，某行星绕太阳公转周期为 T，轨道可视作半径为 r 的圆已知万有引力常量为 G，则描述该行星运动的上述物理量满足A. B. C. D. 8如图所示,以 9.8m/s 的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角 为30的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是( )- 3 -A. B. C. D. 2ss3s32s3二、多选题（4*4=16）9有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( )A. 如图 a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B. 如图 b 所示是一圆锥摆，增大 ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变C. 如图 c，同一小球在光滑而
5、固定的圆锥筒内的 A、B 位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B 两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等D. 火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用10在圆轨道上运动的质量为 m 的人造地球卫星，它们到地面的距离等于地球半径 R，地面上的重力加速度为 g，则（ ）A. 卫星运动的速度为 B. 卫星运动的加速度为2R2gC. 卫星运动的周期为D. 卫星的动能为4g4mR11如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为 r，a 是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径是 4r，小轮的半径为 2r，b 点在小轮上，到小轮中心的距离为 r，c 点和 d 点分别位于小轮和大轮的边缘上，若
6、在传动过程中，皮带不打滑，则（ ）- 4 -A. a 点与 b 点的线速度大小相等B. a 点与 b 点的角速度大小相等C. a 点与 c 点的线速度大小相等D. a 点与 d 点的向心加速度大小相等12如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球 A 和 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 的线速度大于球 B 的线速度B. 球 A 的角速度一定大于球 B 的角速度C. 球 A 对筒壁的压力一定大于球 B 对筒壁的压力D. 球 A 的运动周期一定大于球 B 的运动周期3、实验题（每空 2 分，共计 16 分 ）13 （
7、1）在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹，下面的操作,不正确的是（ ）A通过调节使斜槽的末端保持水平保证每次释放小球的位置相同C小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触D将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线ABC- 5 -（2）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2.5cm，如果取 g10m/s 2，那么：照相机的闪光频率是 Hz；小球运动中水平速度的大小是 m/s。14物体做匀速圆周运动时，向心力与哪些因素有关？某同学通过下面的实验探究，获得体验如图甲所示，绳子
8、的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙 l 处打一个绳结 A，2l 处打另一个绳结B请一位同学帮助用秒表计时如图乙所示，做了四次体验性操作操作 1：手握绳结 A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动 1 周 体验此时绳子拉力的大小操作 2：手握绳结 B，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动 1 周体验此时绳子拉力的大小（1）操作 2 与操作 1 中，体验到绳子拉力较大的是 ；（填 1 或 2）操作 3：手握绳结 A，使沙袋在水平平面内做匀速圆周运动，每秒运动 2 周体验此时绳子拉力的大小（2）操作 3 与操作 1 中，体验到绳子拉力较大的是 ；（填 1 或 3）操作 4：手握绳结 A，增大沙袋
9、的质量到原来的 2 倍，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动 1 周体验此时绳子拉力的大小（3）操作 4 与操作 1 中，体验到绳子拉力较大的是 ；（填 1 或 4）（4）总结以上四次体验性操作，可知物体做匀速圆周运动时，向心力大小与 有关若某同学认为“物体做匀速圆周运动时，半径越大，所受的 向心 力也越大”你认为这一说法是否 正确？答： - 6 -四、解答题（共计 36 分）15 （10 分）如图所示，半径为 R=0.4m 的光滑半圆轨道 AB 竖直放置于水平地面，一个质量m=0.2kg 的小球从最低点 A 射入，沿轨道运动半周后，以 v0=3m/s 的速度从最高点 B 水平抛出已知重力
10、加速度 g=10m/s2，sin53 0=0.8 求：(1)小球落回地面时与 A 点的距离 x；(2)小球落回地面时的速度 v；(3)小球刚运动到 B 点时对轨道压力 F 的大小16 （12 分）一颗人造卫星的质量为 ，离地面的高度为 ，卫星做匀速圆周运动，已知地球半径为 ，地球质量为 ，万有引力常量为 求：（ ）卫星受到的向心力的大小（ ）卫星的速率（ ）卫星环绕地球运行的周期- 7 -18 （14 分）如图所示，餐桌中心是一个可以匀速转动、半 径为 R 的圆盘圆盘与餐桌在同水平面内且两者之间的间隙可忽略不计放置在圆盘边缘的小物体与圆盘的动摩擦因数为0.5，与餐桌的动摩擦因数为 0.25，餐
11、桌高也为 R设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。（1）为使物体不滑到餐桌上，圆盘的角速度 的最大值为多少？（2）缓慢增大圆盘的角速度，物体从圆盘上甩 出，为使物体不滑落到地面，餐桌半径 R1的最小值为多大？（3）若餐桌半径 ，则在圆盘角速度缓慢增大时，物体从圆盘上被甩出后滑落到地254R面上的位置到圆盘中心的水平距离 L 为多少？参考答案1A【解析】平抛运动的加速度始终为 g，则是匀变速曲线运动，选项 A 正确；匀速圆周运动的速度大小不变，方向不断变化，则速度不断改变，选项 B 错误；圆周运动的加速度不断变化，则不是匀变速曲线运动，选项 C 错误；做平抛运动的物体水平速度永不为零，
12、则落地时的速- 8 -度不可能变成竖直向下，选项 D 错误；故选 A.2B【解析】小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设两段绳子夹角为 ，由几何关系可得： v2=v1sin ，所以 v1 v2，而 逐渐变大，故 v2逐渐变大，物体有向上的加速度，处于超重状态，所以 T G，故 B 正确，ACD 错误。3B【解析】B、衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力作用，故 B 正确；A、筒壁的弹力 F 提供衣物的向心力，故 A 错误；CD、衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动，衣物的重力与静摩擦力平衡，筒的转速增大时，摩擦力不变，故 CD 错误；故选 B。4D【解析】以小球为研究对象，小球通
13、过最高点 C 时，根据牛顿第二定律得 mg+mg=m ；当2vr小球以速度 通过圆管的最高点，根据牛顿第二定律得：mg+N=m ；联立解得：N=-2v2vrmg，负号表示圆管对小球的作用力向上，即小球对圆管的内壁压力等于 mg，故 D 正确。1 12故选 D.5C【解析】A 项：由题意可知，线速度 ，角速度 ，由线速度与角速度关系svtt可知， ，所以半径为 ，故 A 错误；vrsrtrB 项：根据圆周运动的周期公式 ，故 B 错误；2tTtC 项：根据万有引力提供向心力可知， 即 ，故22mMvGr2232srtGtC 正确；D 项：由于不知月球的半径，所以无法求出月球的密度，故 D 错误；
14、- 9 -点晴：解决本题关键将圆周运动的线速度、角速度定义式应用到万有引力与航天中去，由于不知月球的半径，所以无法求出月球的密度。6A【解析】根据题意，质点运动到 点时速度方向与加 速度方向恰好互相垂直，速度沿 点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由 到过程中，合外力做正功，由动能定理可得， 点的速度比 点速度大，故 A正确物体在 点受力的方向向下，而速度的方向向右上方， 点的加速度与速度的夹角大于 ，故 B 错误质点做匀变速曲线运动，加速度不变，合外力也不变，故 C 错误；由 的分析可以知道质点由 到 过程中，受力的方向向下，速度的方
15、向从水平向右变为斜向上，加速度与的夹角之间减小，故 D 错误故选 A7A【解析】太阳对行星的万有引力提供行星圆周运动的向心力即 由此可得，A 正确8C【解析】小球撞在斜面上的速度与斜面垂直，将该速度分解，如图由图可得： ，即 ，解得： ，故选 C.9BD【解析】汽车在最高点 知 FNmg，故处于失重状态，故 A 错误；如图 b 所2Nmvgr示是一圆锥摆，重力和拉力的合力 F=mgtan=m 2r；r=Lsin，知 ，Lcoshg- 10 -故增大 ，但保持圆锥的高不变，角 速度不变，故 B 正确；根据受力分析知两球受力情况相同，即向心力相同，由 F=m 2r 知 r 不同，角速度不同，故 C
16、 错误；火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，则外轨对内轮缘会有挤压作用，故 D 错误故选 B.点睛此题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都要注意受力分析找到向心力，从而根据公式判定运动情 况，如果能记住相应的规律，做选择题可以直接应用，从而大大的提高做题的速度，所以要求同学们要加强相关知识的记忆10CD【解析】在忽略地球自转情况下 ，由万有引力提供人造地球卫星的向心力2GMmgR，得 ，加速度 ，故 A B 错误；由因2GMmvaRv4ga，故 C 正确；由上以分析可知卫星的动能 ，4Tvg 214kmgREv故 D 正确。【点睛】明确万有引力与重力，向心力之间的关
17、系；利用万有引力提供向心力，选取对应的向心力公式去解。11CD【解析】由图可知，a、c 两点的线速度大小相等，所以：v a：v c=1：1；由图可知，b、c、d三点是同轴转动，角速度相等；根据 v=r，得： a： c=rc：r a=2：1；根据 v=r，c 的半径为 2r，b 点半径为 r，所以 c 的线速度大于 b 的线速度，所以 a 的线速度大于 b 的线速度故 A 错误，C 正确；以 a 的线速度大于 b 的线速度，它们的半径是相等的，根据v=r，所以角速度不同故 B 错误；根据 v=r，大轮半径为 4r，小轮半径为 r，所以：vc：v d=2r：4r=1：2，所以：v a：v d=vc
18、：v d=1：2；根据向心加速度的公式：a=v，则 a 点与 d 点的向心加速度关系： 故 D 正确故选 CD.点睛：解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度与半径的关系，以及知道共轴转动的各点角速度相等，靠传送带传动轮子上的点线速度大小相等12AD【解析】小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据- 11 -比较角速度、线速度的大小，结合角速度得出周期的大小关系根据受22vFmr合力分析得出支持力的大小，从而比较出压力的 大小对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图，根据牛顿第二定律，有 ，解得 ， A 的半径大，则 A22tanvFmgr
19、tantangvgrr，的线速度大，角速度小，根据 ，知 A 球的周期大，AD 正确 B 错误；因为支持力T，知球 A 对筒壁的压力一定等于球 B 对筒壁的压力，C 错误cosN13 （1）D (2)20 1.5 【解析】 （1）应该用圆滑的曲线连接(2)竖直方向为自由落体运动，所以在相等时间间隔内的高度差是相等的， 代入数2hgt据得 t=0.05s，所以 f=20HZ， 得xvt1.5/ms14 （1）操作 2， （2）操作 3， （3）操作 4， （4）质量、半径、角速度；不对，前提在角速度不变的情况下，半径越大，向心力越大【解析】试题分析：（1）根据 F=mr 2知，操作 2 与操作
20、1 相比，操作 2 的半径大，小球质量和角速度相等，知拉力较大的是操作 2（2）根据 F=mr 2知，操作 3 与操作 1 相比，操作 3 小球的角速度较大，半径不变，小球的质量不变，知操作 3 的拉力较大（3）操作 4 和操作 1 比较，半径和角速度不变，小球质量变大，根据 F=mr 2知，操作 4 的拉力较大（4）由以上四次操作，可知向心力的大小与质量、半径、角速度有关物体做匀速圆周运动时，半径越大，所受的向心力不一定大正确的说法是角速度一定时，物体的半径越大，向心力越大- 12 -15 （1） （2） （3） 【解析】解：（1）球做平抛运动竖直方向代入解得水平方向（2）竖直方向小球落回地
21、面时的速度的大小方向： ，即（3）由牛顿第二定律可得代入解得由牛顿第三定律得，小球刚运动到 B 点时对轨道压力 F 的大小16 （1） （2） （3） 【解析】 （ ）卫星绕地球做圆周运动靠万有引力提供向心力，根据万引力定律得：根据地球表面物体万有引力等于重力得：联立求计算得出， （ ）根据万有引力提供向心力，- 13 -联立求计算得出： （ ）由周长求周期： 解得： 故本题答案是：（1） （2） （3） 点睛：本题考查了一般卫星运动的情况，知道万有引力提供向心力，结合公式求解即可。17 （1） ；（2）3； 【解析】 （1）设小球的质量为 m，对两小球受力分析可知，细线 L1、L 2的拉力大
22、小分别为：F1= ，F 2= 0cos6mg0cs解得： 123（2）设 O 点到水平面的高度为 h，对小球 A、B，分别由牛顿第二定律有：mgtan 60= ，210tan6mvhmgtan 30=20t3解得： =312v故本题答案是：（1） ；（2）3；18 （1） （2） （3）gR41R- 14 -【解析】 （1）为使物体不从圆盘上滑出，向心力不能大于最大静摩擦力： ，21mgR解得 2gR（2）物体从圆盘上滑出时的速度 12gRv物体滑到餐桌边缘速度减小到 0 时，恰不滑落到地面根据匀变速直线运动规律： 21gxv可得滑过的位移21vxR餐桌最小半径 。21（3）若餐桌半径 ，由几何关系可得物体在餐桌上滑行的距离254，23xR根据匀变速直线运动规律： 221gxv可得物体离开桌边的速度 28Rv根据平抛运动规律： 2321,xtgt可知物体离开桌边后的水平位移 3由几何关系可得，落地点到圆盘中心的水平距离 2341LxR
