1、2015学年山东华侨中学高一上期寒假作业物理卷（带解析） 选择题 关于万有引力定律和引力常量的发现，下面说法中正确的是（ ） A万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的 B万有引力定律是开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的 C万有引力定律是牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的 D万有引力定律是牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的 答案： D 试题分析：万有引力定律是牛顿反向的，万有引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测量出来的，故 D正确。 考点：考查了物理学史 如图所示，平直木板 AB倾斜放置，板上的 P点距 A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由 A到 B逐渐减小，先让
2、物块从 A由静止开始滑到 B。然后，将 A着地，抬高 B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从 B由静止开始滑到 A。上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有 ( ) A物块从顶端滑到 P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少 B物块经过 P点的动能，前一过程较小 C物块滑到底端的速度，两次大小相等 D物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长 答案： BCD 试题分析：物块从顶端滑到 P点的过程中因摩擦产生的热量 ，板上的 P点距 A端较近， s较小，但 PA之间摩擦因数较大，故二者之间热量多少无法比较，A错误；先让物块从 A由静止开始滑到 B，又因为动摩擦因数由 A到 B逐渐减小，说明重力
3、沿斜面的分量在整个过程中都大于摩擦力也就是说无论哪边高，合力方向始终沿斜面向下物块从 A由静止开始滑到 P时，摩擦力较大，故合力较小，距离较短；物块从 B 由静止开始滑到 P 时，摩擦力较小，故合力较大，距离较长所以由动能定理，物块从 A由静止开始滑到 P时合力做功较少， P点是动能较小；由 B到 P时合力做功较多， P点是动能较大因而 B正确；由动能定理，两过程 合力做功相同，到底端时速度应相同；因而 C正确；采用 v-t法分析，第一个过程加速度在增大，故斜率增大，第二个过程加速度减小，故斜率变小，由于倾角一样大，根据能量守恒，末速度是一样大的，还有就是路程一样大，图象中的面积就要相等，所以
4、第一个过程的时间长；因而 D正确； 考点：考查了动能定理，功能关系的应用 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为 m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值 P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度 v2匀速上升为止，物体上升的高度为 h，则整个过程中，下列 说法正确的是 ( ) A重物的最大速度 B钢绳的最大拉力为 C重物匀加速运动的加速度为 g D重物做匀加速运动的时间为答案： ACD 试题分析：起重机先是以恒定牵引力工作，然后以恒定功率工作，以恒定功率工作时，速度增大，牵引力减小，当牵引力等于重力时，速度最大，故有，即 ，以恒定牵引力工作，达到最大功率
5、时牵引力最大，之后以恒定功率启动牵引力减小，故钢绳的最大拉力为 ， B错误，在以恒定牵引力工作过程中，加速度为 ，运动时间为， CD正确 考点：考查了机车启动 三颗人造地球卫星 A、 B、 C在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动，已知 mA = mB mC，则三个卫星（ ） A线速度大小的关系是 vAvB=vC B周期关系是 TAaBaC D向心力大小的关系是 FAFBFC 答案： ABD 试题分析：根据公式 ，可知半径越大，线速度越小，故 ，A正确；根据公式 可得半径越大，周期越大，故有 ， B正确；根据公式 可得半径越大，向心加速度越小，故有 ， C错误；根据公式 可得 ， D正
6、确 考点：考查了万有引力定律的应用 如图所示，用长为 L 的细绳拴着质量为 m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A小球在圆周最高点时所受向心力一定为重力 B小球在圆周最高点时绳子的拉力不可能为零 C若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点速率是 D小球在圆周最低点时拉力一定大于重力 答案： CD 试题分析：在最高点时，如果重力恰好完全充当向心力，则有 ，解得此时的速度为 ，若小球运动到最高点的速度 ，则绳子的拉力和重力的合力充当向心力，当 ，绳子的拉力为零，重力充当向心力，当，不能到达最高点，故 AB错误 C正确；在最低点绳子的拉力和重力充当向心力，所以有 ，即 ，
7、所以 D正确 考点：考查了圆周运动实例分析 如图所示， A、 B为两个挨得很近的小球 ,并列放于光滑斜面上，斜面足够长 ,在静止释放 B球的同时，将 A球以某一速度 v0水平抛出 ,当 A球落于斜面上的P点时， B球的位置位于 ( ) A.P点以下 B.P点以上 C.P点 D.由于 v0未知 ,故无法确定 答案： B 试题分析： A球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，故有 A球的运动到 P点的时间为 B球做匀变速直线运动，加速度 ，发生的位移为 ，所以根据公式 可得 B球运动 到 P点的时间为 ，因为，所以 ，故 B球落到 P点上方，故 B正确； 考点：考查了平抛运动规律的应用 如图所示
8、，固定斜面倾角为 ，整个斜面长分为 AB、 BC两段， AB2BC小物块 P(可视为质点 )与 AB、 BC两段斜面间的动摩擦因数分别为 1、2已知 P由静止开始从 A点释放，恰好能滑动到 C点而停下，那么 、 1、 2间应满足的关系是 ( ) A B C tan 21 2 D tan 22 1 答案： B 试题分析：设斜面 AC长为 x，过程中重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得 ，解得： ，故B正确； 考点：考查了动能定理的应用 设在赤道上空作匀速圆周运动运行的卫星周期为 T1，地球自转的周期为 T2，且 T1 T2。又设卫星绕地球运行的方向为自西向东，则该卫星连续两次通过赤道某处正
9、上空所需的时间为： A T1 T2 B 1T2 / (T1 T2) C T2T1 / (T2 T1) D 2T2T1 / (T1 T2) 答案： C 试题分析：因为地球自转，卫星第二次到达赤道某处正上空时，该卫星转过的角度比地球自转的角度大 2，设地球自转角速度为 ，卫星的角速度为 ，所以有 ，因为 ， ，联立可得： ，故 C正确； 考点：考查了圆周运动规律的应用 如图所示，两个物体与水平地面的动摩擦因数相等，它们的质量也相等，在左图用力 F1拉物体在右图用力 F2推物体 F1与 F2跟水平面的夹角均为 。两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移。设 F1和 F2对物体所做的功为W1和 W2下
10、面表示中正确的是（ ） A W1=W2 B W1W2 D F1和 F2大小关系不确定，所以无法判断 答案： B 试题分析：两物体都做匀速直线运动，合力为零，在水平方向上有解得 ，所以根据功的定义可得 ，位移相同，所以 ， B正确； 考点：考查了共点力平衡条件，功的计算 一条河宽 100米，船在静水中的速度为 4m/s，水流速度是 5m/s，则（ ） A该船可能垂直河岸横渡到对岸 B当船头垂直河岸渡河时，过河所用的时间最短 C当船头垂直河岸渡河时，船的位移最小，是 100米 D当船渡到对岸时，船沿河岸的最小位移是 100米 答案： B 试题分析：因为船速小于水速，所以小船不能垂直渡河， A错误；
11、当船头垂直河岸渡河时，过河所用的时间最短， B正确；船实际是按合速度方向运动，由于船速和水速的大小一定，由三角形定 则分析可知，当船相对于水度与合速度垂直时，合速度与河岸的夹角最大，船渡到对岸时距离最小设最小距离为s根据几何知识得 代入解得 ， CD错误 考点：考查了小船渡河问题 实验题 “验证机械能守恒定律 ”的实验可以采用如下图所示的（甲）或（乙）方案来进行。 比较这两种方案， _（填 “甲 ”或 “乙 ”）方案好些，理由是_ _。 如图（丙）是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔 T=0.1s。物体运动的加速度a=_m/s2(保留两位有
12、效数字 )；该纸带是采用 _（填 “甲 ”或“乙 ”）实验方案得到的。 图（丁）是采用（甲）方案时得到的一条纸带，在计算图中 N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是：（ ） A B C D 答案： )甲 甲方案中摩擦力较小 (2)4.8 m/s2 乙 (3)BC 试题分析：（ 1）甲中的摩擦力小，故甲方案较好 （ 2）做匀变速直线运动过程中在相等时间内走过的位移差是一个定值可得：， ，两式相加可得（ 3）匀变速直线运动过程中中间时刻速度等于该段过程中的平均速度，所以有或者 考点： “验证机械能守恒定律 ”的实验 一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置
13、如下图甲所示，在离地面高为 h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为 m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为 g （ 1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点 P痕迹到 O点的距离为 s，则释放小球前弹簧 的弹性势能表达式为 ； （ 2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据： 弹簧压缩量 x/cm 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 小球飞行水平距离s/102cm 2.01 3.00 4.01 4.98 6.0
14、1 6.99 结合（ 1）问与表中数据，弹簧弹性势能与弹簧压缩量 x之间的关系式应为 ； （ 3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变：（ I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹 O；（ II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（ III）用刻度尺测量纸上 O点到 P点的竖直距离为 y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为 L，则（ II）步骤中弹簧的压缩量应该为 。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）小
15、球射出桌面后，做平抛运动，在水平方向上有 ，在竖直方向上有 ，联立可得 运动过程中机 械能守恒定律，故有 ，释放小球前弹簧的弹性势能表达式为 ； （ 2）从数据中可以 ，因为 ，所以弹簧弹性势能与弹簧压缩量 x之间的关系式应为： （ 3）因为 ，小球释放前压缩弹簧的弹性势能为： 联立得（ II）步骤中弹簧的压缩量应该为 考点：研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系 计算题 土星上空有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒 A和 B与土星中心距离分别为 rA 8.0104 km和 r B1.2105 km。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。（结果可用根式表示）
16、 （ 1）求岩石颗粒 A和 B的线速度之比；（ 2）求岩石颗粒 A和 B的周期之比； 答案：（ 1） （ 2） 试题分析： 设土星质量为 M0，颗粒质量为 m，颗粒距土星中心距离为 r，线速度为 v，根据牛顿第二定律和万有引力定律： 解得：对于 A、 B： 和 得： 或 设颗粒绕土星作圆周运动的周期为 T，则： 对于 A、 B两颗粒分别有： 和 得： 或 或 考点：考查了万有引力定律的应用 如甲图所示，长为 4m的水平轨道 AB与倾角为 37的足够长斜面 BC在 B处平滑连接，有一质量为 2kg的滑块，从 A处由静 止开始受水平向右的力 F作用， F与位移 x的关系按乙图所示规律变化，滑块与
17、AB和 BC间的动摩擦因数均为 0.5，重力加速度 g取 l0m/s2。求： （ 1）滑块第一次到达 B处时的速度大小； （ 2）不计滑块在 B处的速率变化，滑块到达 B点时撤去力 F，滑块冲上斜面，则滑块最终静止的位置与 B点的距离多大。（ sin37=0.6， cos37=0.8） 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）初始时物体动能 ，到达 B点时的动能 。 由 A到 B过程中，外力做功 ， 由动能定理 ， （动能定理列对的共得 2分，下同） 得 。 （ 2）如图所示，设滑块上升到 D点时速度为 0，所走距离为 s1。 到达 D点滑块动能为 ， 由 B到 D的过程中，外力做功为 ，
18、 由动能定理 ， 求得 。 由 知，滑块不能静止在 D点，将继续向下运动。 设滑块最终停在水平轨道上的 E点， BE间距离设为 s2。 到 E点时滑块动能为 ， 由 D到 E的过程中，外力做功为 ， 由动能定理 ， 求得 。 考点：考查了动能定理的综合应用 一同学想设计一个轨道玩具，其设想是将一光滑的倾角为 斜面轨道和一半径为 r的光滑半圆弧轨道两轨道最低点平滑无缝连接，半圆弧轨道最高点和最低点在同一竖直 线上，在轨道连接处无能量损失，让一小球从斜面上某一位置由静止释放，沿斜面轨道和半圆弧轨道运动，经过圆弧的顶点水平抛出并垂直落在斜面上，如图所示，如果他的想法可行，则斜面倾角 应满足什么条件？在满足条件的情况下，小球释放位置距斜面底端高 h为？ 答案： 角满足 或 、 试题分析：设小球从圆弧顶点以速度 抛出，经过时间 秒垂直落在斜面上，斜面的倾角为 如图所示，则： 或 （分） （分） 或 （分） 即： 或 所以，当斜面 角满足 或 时，其设计是可行的 当小球在斜面上运动到与圆弧顶端等高位置 A点时，小球的速度为 设此时小球下落高度为 ，根据动能定理， 所以，小球下滑的高度距斜面底端 或 考点：考查了动能定理，圆周运动，平抛运动规律的综合应用
