1、2012-2013学年吉林省长春市十一中高一下学期期初考试物理试卷与答案(带解析) 选择题 下面说法中正确的是 ( ) A做曲线运动的物体,其速度方向必定变化 B速度变化的运动必定是曲线运动 C加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D加速度变化的运动必定是曲线运动 答案: D 试题分析:物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,速度的方向与该点曲线的切线方向相同;物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,速度的大小可以变化,但方向时刻变化,某一点的瞬时速度的方向就是在曲线上的这 -点的切线方向,故 A错误,速度变化的运动不一定是曲线运动,例如匀变速直线运动, B错误,变加速直线不是
2、曲线运动, D正确平抛运动是加速度恒定的曲线运动 ,C错误。 故选 :D。 考点:曲线运动 点评:本题是对曲线运动速度的考查,做曲线运动的物体的速度的方向是沿着曲线的切线方向的 在水平圆盘上分别放甲、乙、丙三个质量分别为 3m、 2m、 m的物体,其轨道半径分别为 r、 2r、 3r 如图所示,三个物体的最大静擦力皆为所受重力的 k 倍,当圆盘角速度由小缓慢增加,下列说法正确的是:( ) A甲物体相对圆盘首先滑动 B丙 物体相对圆盘首先滑动 C乙物体受到的静摩擦力最大 D三个物体受到的静摩擦力一样大 答案: BC 试题分析:物体随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,而向心力大小由物体的质量与半径
3、决定当圆盘转速增大时,提供的静摩擦力随之而增大当需要的向心力大于最大静摩擦力时,物体开始滑动因此是否滑动与质量无关,是由半径大小决定 A、当圆盘转速增大时,仍由静摩擦力提供向心力当向心力大于最大静摩擦力时,物体开始滑动可得当半径越大时,需要的向心力越大,所以丙物体先滑动故 A错误, B正确; 当圆盘匀速转动时,甲乙丙三个物体相对圆盘静止,它们的角速度相同,由于静摩擦力提供向心力所以静摩擦力丙物体最大故 C正确; D错误。 故选: BC。 考点:向心力;静摩擦力和最大静摩擦力;牛顿第二定律 点评:物体做圆周运动时,静摩擦力提供向心力由于共轴向心力大小是由质量与半径决定;而谁先滑动是由半径决定,原
4、因是质量已消去 如图所示, a为测量分子速率分布的装置示意图。圆筒绕其中心匀速转动,侧面开有狭缝 N,内侧贴有记录薄膜, M为正对狭缝的位置。从原子炉 R中射出的银原子蒸汽穿过屏上的 S缝后进入狭缝 N,在圆筒转动 半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如图 b所示, NP、 PQ间距相等。则( ) A到达 M附近的银原子速率较大 B到达 Q 附近的银原子速率较大 C位于 PQ区间的分子百分率大于位于 NP区间的分子百分率 D位于 PQ区间的分子百分率小于位于 NP区间的分子百分率 答案: AC 试题分析:到达 M附近的银原子走过的路程最远,所以速率较大 A正确, C错误 .由图可
5、知,位于 PQ区间的分子百分率大于位于 NP区间的分子百分率,选项 C正确 D错误。 故选: AC。 考点:线速度、角速度和周期、转速 点评:本 题物理情景设计新颖,但难度适中旨在考查圆周运动涉及的一些概念及公式 如图所示,质量为 M的物体内有光滑圆形轨道,现有一质量为 m的小滑块沿该圆形轨道的竖直面做圆周运动, A、 C为圆周的最高点和最低点, B、 D与圆心 O 在同一水平线上小滑块运动时,物体 M保持静止,关于物体 M对地面的压力 N 和地面对物体的摩擦力,下列说法正确的是 ( ) A滑块运动到 A点时, N Mg,摩擦力方向向左 B滑块运动到 B点时, N=Mg,摩擦力方向向右 C滑块
6、运动到 C点时, N( M+m) g, M与地面无摩擦力 D滑块运动到 D点时, N=( M+m) g,摩擦力方向向左 答案: BC 试题分析:小滑块在竖直面内做圆周运动,小滑块的重力和圆形轨道对滑块的支持力的合力作为向心力,根据在不同的地方做圆周运动的受力,可以分析得出物体 M对地面的压力 N 和地面对物体 M的摩擦力的大小 A、小滑块在 A点时,滑块对 M的作用力在竖直方向上,系统在水平方向不受力的作用,所以没有摩擦力的作用,所以 A错误 B、小滑块在 B点时,需要的向心力向右,所以 M对滑块有向右的支持力的作用,对 M 受力分析可知,地面要对物体有向右的摩擦力的作用,在竖直方向上,由于没
7、有加速度,物体受力平衡,所以物体 M对地面的压力 N=Mg,所以 B正确 C、小滑块在 C点时,滑块的向心力向上,所以 C对物体 M的压力要大于 C的重力,故 M受到的滑块的压力大于 mg,那么 M对地面的压力就要大于( M+m)g,所以 C正确 D、小滑块在 D点和 B的受力的类似,由 B的分析可知, D错误 故选: BC。 考点:牛顿第二定律;共点力平衡的条件及其应用 点评:小滑块做圆周运动,分析清楚小滑块做圆周运动的向心力的来源,即可知道小滑块和 M之间的作用力 的大小,再由牛顿第三定律可以分析得出地面对M的作用力 如图所示,半径为 R的半圆形圆弧槽固定在水平面上,在圆弧槽的边缘 A点有
8、一小球(可视为质点,图中未画出),今让小球对着圆弧槽的圆心 O 以初速度 作平抛运动,从抛出到击中槽面所用时间为 ( g为重力加速度)。则平抛的初速度可能是 A B C D 答案: AB 试题分析:平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动由竖直位移 ,小球可能落在左半边也可能落在右半边,水平位移有两个值,由勾股定理可求出分别为 ,由水平方向匀速 直线运动可求出两个水平速度分别为 、AB对。 故选 :AB 考点:平抛运动 点评:解决本题的关键掌握平抛运动的规律,知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动 质量为 M的物体用细线通过光滑水平平板中央的光
9、滑小孔与质量为 m1、 m2的物体相连,如图所示, M做匀速圆周运动的半径为 r1,线速度为 v1,角速度为1,若将 m1 和 m2之间的细线剪断, M仍将做匀速圆周运动,其稳定后的运动的半径为 r2,线速度为 v2,角速度为 2,以下各量关系正确的是( ) A r1=r2, v1 r1,2 r1, v1=v2 答案: B 试题分析:小球在砝码的重力作用下,在光滑水平面上做匀速圆周运动显然砝码的重力提供向心力,当砝码的重量变化,此时向心力与砝码的重力不等,从而做离心运动,导致半径变化向心力再次与砝码的重力相等时,又做匀速圆周运动因此由半径的变化可得出角速度、线速度的变化当剪断 m1和 m2之间
10、的细线后,由于提供的向心力变小,则 M 做离心运动,半径变大,有 r2r1,随着 m1 的升高,重力势能增加, M的动能减小,线速度减小,有 v1 v2,则可得出 21,选项 B正确。 考点:线速度、角速度和周期、转速;匀速圆周运动 点评:本题体现出圆周运动与离心运动区别,同时掌握影响向心力大小的因素 如图所示,小球 m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法中正确的有 ( ) A小球通过最高点的最小速度为 v B小球在水平线 ab以下管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力 C小球通过最高点的最小速度为 0 D小球在水平线 ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力 答案: BC
11、 试题分析:小球在竖直光滑圆形管道内做圆周运动,在最高点,由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用,从而可以确定在最高点的最小速度小球做圆周运动是,沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力 A、在最高点,由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用,当小球的速度等于 0时,内管对小球产生弹力,大小为 mg,故最小速度为 0故 A错误; C正确。 B 、 D、小球通过 a点时,外壁对小球的作用力提供向心力,小球在水平线 ab以下管道运动,由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力,所以外侧管壁对小球一定有作用力,而内侧管壁对小球一 定无作用力故: B正确, D错误; 故选: BC 考点:向心力;牛顿第二定
12、律 点评:解决本题的关键知道小球在竖直光滑圆形管道中运动,在最高点的最小速度为 0,以及知道小球在竖直面内做圆周运动的向心力由沿半径方向上的合力提供 如图所示,靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑,大轮半径是小轮半径的 2倍, A、 B分别为大、小轮边缘上的点, C为大轮上一条半径的中点,则 ( ) A两轮边缘转动的线速度相等 B小轮转动的角速度是大轮的 2倍 C质点加速度 aA 2aB D质点加速度 aB 2aC 答案: AB 试题分析:靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑,知 A、 B两点具有相同的线速度, A、 C共轴转动,则角速度相等根据 v=r, a=r2,可得出
13、角速度和加速度的关系 A、靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑,知 A、 B两点具有相同的线速度故 A正确 B、根据 v=r, vA=vB,知小轮转动的角速度是大轮的两倍故 B正确 C、 A、 B两点具有相同的线速度,根据 ,知 故 C错误 D、 A、 B具有相同的线速度,根据 , A、 C具有相同的角速度,根据 故 D错误 故选: AB 考点:线速度、角速度和周期、转速 点评:解决本题的关键掌握靠摩擦传动轮子边缘上的点,具有相同的线速度,共轴转动的点,具有相同的角速度 质量为 m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动已知月球质量为 M,月球半径为 R,月球表
14、面重力加速度为 g,引力常量为 G,不考虑月球自转的影响,则航天器的 ( ) A线速度 v B角速度 C运行周期 T 2 D向心加速度 a 答案: AC 试题分析:研究月航天器绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式求出问题 向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所要求解的物理量选取应用 不考虑月球自转的影响,万有引力等于重力 解答:解:根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力和万有引力等于重力得出: A、 ,故 A正确; B、 ,故 B错误; C、 ,故 C正确; D、 ,故 D错误 故选 AC 考点:万有引力定律及其应用 点评:应用万有引力定律进行卫星加速度、速度、周期和
15、中心天体质量的估算 以下关于向心力及其作用的说法中正确的是( ) A向心力既改变圆周运动物体速度的方向,又改变速度的大小 B在物体所受力中,只有 指向圆心的力才是向心力 C做匀速圆周运动的物体,除了受到别的物体对它的作用力外,一定还受到一个向心力的作用 D做匀速圆周运动的物体所受的合外力即为物体的向心力 答案: D 试题分析:物体做圆周运动时需要向心力根据向心力方向特点,分析向心力的作用,并确定向心力是否变化作圆周运动的物体所受各力的合力不一定是向心力 A、向心力的方向始终与速度垂直,不做功,不改变圆周运动物体速度的大小,只改变物体速度的方向 故 A错误 B、做匀速圆周运动的物体向心力是由合外
16、力提供的故 B、 C错误, D正确 故选: D。 考点:向心力 点评:本题考查对向心力的理解物体做圆周运动时外界必须提供向心力,可根据动能定理理解向心力的作用 对于万有引力定律的表达式 ,下列说法中正确的是 ( ) A公式中 G为引力常量,它是由实验测得的,而不是人为规定的 B当 r趋于零时,万有引力趋于无限大 C两物体受到的引力总是大小相等的,而与 m1、 m2是否相等无关 D两物体受到的引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力 答案: AC 试题分析:牛顿发现万有引力定律,对人们了解天体运动有较深的认识一切物体均有引力,只不过有力的大小之分 A、公式 中 G为引力常数,由卡文迪许通过实验测
17、得故 A正确; B、公式 中从数学角度讲:当 R趋近于零时其值是趋于无穷大,然而这是物理公式,所以 R不可能为零万有引力公式只适合于两个可以看做质点的物体,即,物体(原子)的自身半径相对两者的间距可以忽略时适用而当距离无穷小时,相临的两个原子的半径远大于这个距离,它们不再适用万有引力公式故 B错误; C、 m1、 m2之间的万有引力是属于相互作用力,所以总是大小 相等,与 m1、 m2的质量是否相等无关,却与它们的质量乘积有关故 C正确; D、 m1、 m2之间的万有引力总是大小相等方向相反,是一对相互作用力不是一对平衡力故 D错误; 故选: C 考点:万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定
18、点评:物理公式与数学表达式有所区别,物理公式中的一些量有一定的涵义 某行星的质量和半径分别约为地球的 和 ,地球表面的重力加速度为 g,则该行星表面的重力加速度约为 ( ) A 0.2g B 0.4g C 2.5g D 5g 答案: B 试题分析:根据星球表面的万有引力等于重力列出等式表示出重力加速度 通过火星的质量和半径与地球的关系找出重力加速度的关系 根据星球表面的万有引力等于重力知道 得出: 火星的质量和半径分别约为地球的 和 所以火星表面的重力加速度 ,故选 B 考点:万有引力定律及其应用 点评:求一个物理量之比,我们应该把这个物理量先根据物理规律用已知的物理量表示出来,再进行之比 如
19、图所示,以速度 v沿竖直杆匀速下滑的物体 A用轻绳通过定滑轮拉物体B,当绳与水平面夹角为 时,物体 B的速度为( ) A v B v sin C v cos D v/sin 答案: B 试题分析:物体 A 以速度 v沿竖直杆匀速下滑,绳子的速率等于物体 B的速率,将 A物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向的分速度等于绳速,由几何知识求解 B的速率,再讨论 B的运动情况 将 A物体的速度按图示两个方向分解,如图所示, 由绳子速率 v绳 =vsin 而绳子速率等于物体 B的速率,则有物体 B的速率 vB=v绳 =vsin 故选: B。 考点:运动的合成和分解 点评:本题通常称为绳
20、端物体速度分解问题,容易得出这样错误的结果:将绳的速度 分解,如图得到 v=v绳 sin。 在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系 xOy,质量为 1kg的物体原来静止在坐标原点 O(0,0), t 0时受到如图所示随时间变化的外力作用,图甲中 Fx表示沿 x轴方向的外力,图乙中 Fy表示沿 y轴方向的外力,下列描述正确的是( ) A 0 4s内物体的运动轨迹是一条直线 B 0 4s内物体的运动轨迹是一条抛物线 C前 2s内物体做匀加速直线运动,后 2s内物体做匀加速曲线运动 D前 2s内物体做匀加速直线运动,后 2s内物体做匀速圆周运动 答案: C 试题分析:对物体受力分析可知,在前 2s内物
21、体受到的合力的大小为 2N,沿着 x轴的正方向,此时物体做的是匀加速直线运动,速度的方向也是沿 x轴正方向的,在 2-4s内物体受到的合力的方向沿着 y轴的正方向,此时与初速度的方向垂直,物体做的是匀加速曲线运动 分析物体的受力和运动可知,物体在前 2s内做的是初速度为零的匀加速直线运动,速度的方向是沿着 x轴正方向的,在 2-4s内物体受到的合力的方向沿着 y轴的正方向,此时与初速度的方向垂直,物体做的是匀加速曲线运动,所以ABD错误, C正确 故选 C 考点:物体做曲线运动的条件;匀速圆周运动 点评:物体在不同的时刻受到的作用力是不一样的,注意分析清楚受力的方向与物体的速度分析之间的关系,
22、即可判断物体的运动状态 如图所示,两个小球从水平地面上方同一点 O 分别以初速度 v1、 v2水平抛出,落在地面上的位置分别是 A、 B, O是 O 在地面上的竖直投影,且OA AB 1 3.若不计空气阻力,则两小球 ( ) A抛出的初速度大小之比为 1 4 B落地速度大小之比为 1 3 C落地速度与水平地面夹角的正切值之比为 1 3 D通过的位移大小之比为 1 答案: A 试题分析:两个小球都做平抛运动,将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,运用平抛运动的位移公式、速度公式列式分析 A、两个小球的竖直分位移相同,故自由落体运动的时间相等,水平分运动为匀速运动,故初速度与水
23、平分位移成正比,故 v1: v2 =O A: O B =1: 4,故 A正确; B、由 ,可知,故 B错误; C、落地速度与水平地面夹角的正切值之比为 4 1,故 C错误; D、由 ,可知 D错误; 故选: B 考点:平抛运动 点评:本题关键是要明确平抛运动的研究方法、位移公式和速度公式,是解决平抛运动 问题的基础知识 计算题 为了清理堵塞河道的冰凌,空军实施投弹爆破飞机在河道上空高 H处以速度 v0水平匀速飞行,投掷下炸弹并击中目标求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小 (不计空气阻力 ) 答案: X= V= 试题分析:( 1)投出去的炸弹做平抛运动,平抛运动在水平
24、方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动平抛运动的高度确定时间,根据高度求出时间,再根据水平速度和时间求出水平位移 ( 2)求出竖直方向上的分速度,根据运动的合成,利用平行四边形定则,求出合速度 解:设飞行 的水平距离为 s,在竖直方向上 得飞行时间为 则飞行的水平距离为 故炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离为 击中目标时竖直方向上的分速度 得击中目标时的速度为 故击中目标时的速度大小为 考点:平抛运动专题:平抛运动专题 点评:解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法,平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动 如图所示,让摆球从图中的 A位置由静止开始下摆,正好
25、摆到最低点 B位置时线被拉断设摆线长 l 1.6m,摆球质量为 0.5kg,摆线的最大拉力为 10N,悬点与地面的竖直高度为 H 4. 0m,不计空气阻力, g 10m/s2.求: (1)摆球落地时速度的大小; (2)D点到 C点的距离 答案: v=8m/s s= m 试题分析:( 1)摆球由 A位置摆到最低点 B位置的过程中,只有重力对摆球做功,其机械能守恒由机械能守恒定律求出摆球摆到最低点 B位置时的速度摆球经过 B位置时由重力和细线的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律求解细线的拉力 ( 2)球摆到 B点时细线被拉断后,摆球做平抛运动,平抛运动的高度为 h=H-l=5m,再机械能守恒求出小球
26、落地时的速度大小运用运动的分解方法求出平抛运动的水平距离 DC 解: (1)小球刚摆到 B点时,由牛顿第二定律可知 Fm-mg m 由 并代入数据可解得: vB 4m/s 小球离开 B后,做平抛运动 竖直方向: H-l gt2 落地时竖直方向的速度: vy gt 落地时的速度大小: v 由以上几式并代入数据可解得: v 8m/s (2)落地点 D到 C的距离 S vBt,可解得: s m 考点:牛顿第二定律;平抛运动;向心力 点评:本题是圆周运动与平抛运动的综合,采用程度法分析求解基础题 如图所示,质量不计的光滑直杆 AB的 A端固定一个小球 P,杆 OB段套着小球 Q, Q 与轻质弹簧的一端
27、相连 ,弹簧的另一端固定在 O 点,弹簧原长为 L,劲度系数为 k,两球的质量均为 m, OA=d,小球半径忽略 .现使在竖直平面内绕过 O 点的水平轴转动,若 OB段足够长,弹簧形变始终处于弹性限度内。当球P转至最高点时,球 P对杆的作用力为零,求此时弹簧的弹力。答案: F= 试题分析:对 A: mg=md2, , 对 B: kx-mg=m(L+x)2, x= , 弹力方 向向上 . 考点:圆周运动、向心力。 点评:受力分析确定向心力来源,列向心力方程求解。 如图所示,长为 l的绳子下端连着质量为 m的小球,上端悬于天花板上,把绳子拉直,绳子与竖直线夹角为 60,此时小球静止于光滑的水平桌面
28、上 .问 : (1)当球以 作圆锥摆运动时,绳子张力 T为多大 桌面受到压力 N 为多大 (2)当球以 作圆锥摆运动时,绳子张力及桌面受到压力各为多大 答案:( 1) T=mg,N= mg ( 2) N=0,T=4mg 试题分析:( 1)当球做圆锥摆运动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,由重力、水平面的支持力和 绳子拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,采用正交分解法列方程求解绳子的张力和支持力,再由牛顿第三定律求出桌面受到的压力 ( 2)当小球对桌面恰好无压力时,由重力和绳子拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求解此时小球的角速度根据角速度 与临界角速度的关系,判断小球是否离开桌面若小球
29、桌面做圆周运动,再由牛顿第二定律求解绳子的张力 解:( 1)对小球受力分析,作出力图如图 1 根据牛顿第二定律,得 Tsin60=m2Lsin60 mg=N+Tcos60 又 解得: ( 2)设小球对桌面恰好无压力时角速度为 0,即 N=0 代入 得 ,由于 0,故小球离开桌面做匀速圆周运动,则 N=0此时小球的受力如图 2设绳子与竖直方向的夹角为 ,则有 mgtan=m2 Lsin mg=Tcos 联立解得 T=4mg 考点:牛顿第二定律;向心力 点评:本题是圆锥摆问题,分析受力,确定向心力来源是关键,实质是牛顿第二定律的特殊应用。 如图所示,水平放置的圆盘半径为 R 1m,在其边缘 C点固
30、定一个高度不计的小桶,在圆盘直径 CD的正上方放置一条水平滑道 AB,滑道与 CD平行滑道右 端 B与圆盘圆心 O 在同一竖直线上,其高度差为 h 1.25m.在滑道左端静止放置质量为 m 0.4kg的物块 (可视为质点 ),物体与滑道间的动摩擦因数为 0.2.当用一大小为 F 4N 的水平向右拉力拉动物块的同时,圆盘从图示位置以角速度 2 rad/s,绕穿过圆心 O 的竖直轴匀速转动,拉力作用一段时间后撤掉,物块在滑道上继续滑行,由 B点水平抛出,恰好落入小桶内,重力加速度取 10m/s2 . (1)求拉力作用的最短时间; (2)若拉力作用时间为 0.5s,求所需滑道的长度 答案:( 1)
31、t1=0. 3s( 2) L=4m 试题分析:( 1)物块离开 B点后做平抛运动,可以求出平抛运动的时间和平抛运动的初速度,物块在滑道上先匀加速运动再匀减速运动,两个运动的位移之和为滑道的长度 ( 2)若圆盘转一圈,物块恰好调入小桶,此时作用力时间最短圆盘转一圈的时间与匀加速运动、匀减速运动、平抛运动三个时间之和相等 解:( 1)盘转过一圈时落入,拉力时间最短; 盘转过一圈时间: ; 物块在滑道上先加速后减速,最终获得: v=a1t1-a2t2 物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系: t1+t2+t=T 由上两式得: t1=0.3s 故拉力作用的最短时间为 0.3s ( 2)物块平抛: 物块离开滑道时的速度: 。 拉动物块的加速度,由牛顿第二定律: F-mg=ma1;得: a1=8m/s2 撤去外力后,由牛顿第二定律: -mg=ma2;得: a2=-2m/s2 匀加速运动的位移 ,匀加速运动的速度 匀减速运动的位移 板长 L=x1+x2=4m 故所需滑道的长度为 4m 考点:平抛运动;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律;匀速圆周运动 点评:解决本题的关键知道物块整个过程的运动:匀加速直线运动、匀减速直线运动和平抛运动, 知道三个过程的运动时间与圆盘转动的时间相等以及熟练运用运动学公式