1、2012-2013学年江苏扬州师大附中高一下期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列物体在运动过程中，机械能守恒的是 A被起重机拉着向上做匀速运动的货物 B一个做斜抛运动的铁球 C沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块 D在空中向上做加速运动的氢气球 答案： B 试题分析：匀速上升的货物动能不变，重力势能增加，故 A错误；做斜抛运动的铁球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，所以 B正确；沿粗糙斜面向下匀速运动的木块速度不变，动能不变，高度下降，重力势能减小，机械能减小，所以 C错误；空中向上加速的气球速率增加、高度增加，动能增大、势能增大，所以机械能增大，故 D错误 考点：机械能守恒 如图
2、所示，质量相同的三颗卫星 a、 b、 c绕地球做匀速圆周运动，其中 b、c在地球的同步轨道上， a距离地球表面的高度为 R，此时 a、 b恰好相距最近，已知地球质量为 M、半径为 R、地球自转的角速度为 。引力常量为 G，则 A发射卫星 b的速度要大于 11.2km/s B卫星 a的机械能小于卫星 b的机械能 C卫星 a和卫星 b下一次相距最近还需经过 D若要卫星 c与卫星 b实现对接，可让卫星 c加速 答案： BC 试题分析： 11.2km/s是第二宇宙速度，也就是使物体挣脱地球引力的最小的发射速度，发射同步卫星，发射速度应大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度（环绕速度），故 A错误；卫星从较
3、低圆轨道进入较高圆轨道要给卫星增加能量，此过程中卫星的动能减小，引力势能增大，故可知，较高轨道上的卫星其机械能大于较低轨道卫星的机械能，所以 B正确；根据万有引力定律、牛顿第二定律有： ，代入数据解得卫星 a的角速度 ，卫星 a卫星 b下一次相距最近时， a比 b多转一圈，需用时， ，所以 C 正确；若要实现对接，两者一定要在不同轨道上，在低轨道上的 卫星加速离心运动，向高轨道靠拢对接，或在高轨道卫星减速近心运动，向低轨道靠拢对接，在一轨道上的卫星不可能实现对接，因为一旦 c加速，将做离心运动，故 D错误。 考点：人造卫星 如图所示，质量相同的两物体处于同一高度， A沿固定在地面上的光滑斜面下
4、滑， B自由下落，最后到达同一水平面，则 A重力对两物体做功相同 B重力的平均功率相同 C到达底端时两物体的速度相同 D到达底端时重力的瞬时功率 PA PB 答案： AD 试题分析：重力做功与路径无关， ， A、 B 质量相同，下落高度相同，故重力做功相同，所以 A正解； A物体沿斜面下滑的加速度为 gsin ,位移大于自由落体位移，所以用时比 B长，由 可知， A的重力做功的平均功率大，故 B错误；到达底端时速度方向不同，所以 C错误；因为斜面光滑，没有机械能损失，故到达底端时动能相同，即速率相同，由 可知， PA PB，故 D正确。 考点：机械能守恒、功和功率 如图所示的靠轮传动装置中右轮
5、半径为 2r， a为它边缘上的一点， b为轮上的一点， b距轴为 r。左侧为一轮轴，大轮的半径为 4r， d为它边缘上的一点，小轮的半径为 r， c为它边缘上的一点。若传动中靠轮不打滑，则 A a点与 c点的线速度大小相等 B b点与 d点的线速度大小相等 C a点与 d点的向心加速度大小之比为 18 D c点与 b点的角速度大小相等 答案： AC 试题分析：右轮与小轮靠轮传动， a、 c为其边缘上的两点，故 a、 c线速度大小相同，所以 A正确； c、 d同轴转动，故两点的角速度相同，同理， a、 b角速度相同，根据 可知， ，故 B错误；根据 得知， ，故 C正确； ，所以 D错误。 考点
6、：匀速圆周运动 如图所示，质量均为 m的 A、 B两球穿在水平杆 C、 D上，两球与杆的最大静摩擦力均为 ， 为杆 CD的转轴 A、 B两球之间用一根长为 3R的轻绳相连，两球到转轴的距离 OA=R， OB=2R若使杆 CD绕 轴转动时， A、B两球能保持和杆相对静止，则杆 CD转动时角速度的最大值是 A B C D 答案： B 试题分析：两球同轴转动，角速度相同，在转动过程中，静摩擦力充当物体做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律和圆周运动公式有： 可知 A、B两球所受摩擦力之比为： ，即 B球所受摩擦力先达到最大 fm，此时有 ，解得 CD转动的最大角速度 ，故只有选项 B正确。 考点：圆周
7、运动 杂技演员表演 “水流星 ”，在长为 1.6m的细绳的一端系一个质量 为 m=0.5kg的盛水容器，以绳的一端为圆心，在竖直平面内作圆周运动，若 “水流星 ”通过最高点的速度为 v=4m/s，则下列说法中正确的是（ g=10m/s2） 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，处于完全失重状态，不受力的作用 C “水流星 ”通过最高点时，绳的张力及容器底受到的压力均为零 D以上说法均不正确 答案： C 试题分析：以盛水容器为研究对象分析受力，根据牛顿第二定律和圆周运动公式有： ，其中， 为绳长 1.6m， v=4m/s，代入解得 T=0，即能过最高点时，
8、重力充当向心力，容器和水均处于完全失重状态，故 A错、 C对、D错；而失重状态并不是不受重力，物体在失重状态下依然受重力作用，所以B错误。 考点：竖直面内的圆周运动 假设地球的质量不变，半径增大到原来的 2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的 A 倍 B 倍 C 1/2倍 D 2倍 答案： B 试题分析：根据万有引力定律及牛顿第二定律有： ，解得从地球发射人造卫星的第一宇宙速度 ，在质量不变的情况下 ，故当半径增大为原来的 2倍时，第一宇宙速度变为原来的 倍，所以只有 B正确 。 考点：万有引力定律及应用 如图所示，质量为 m的物体以速度 v0离开桌面后 ,经过 A点时所具
9、有的机械能是 (以地面为零势能面，不计空气阻力 ) A B C D 答案： B 试题分析：以地面为零势能面，抛出时的重力势能为 mgH，初动能为 ，不计空气阻力，物体在下落过程中机械能守恒，故经过 A点时的机械能为，所以只有选项 B正确。 考点：机械能守恒定律 一个质量为 2kg的物体自 80m高处自由下落，物体在落地前 2秒内重力做功的平均功率是（不计空气阻力，重力加速度 g取 10m/s2） A 200W B 400W C 600W D 800W 答案： C 试题分析：不计空气阻力，物体做自由落地运动，根据自由落体公式可解得物体的下落时间 ,物体前 2s内下落的高度为 m,故物体落地前 2
10、s内重力做功 J，重力做功的平均功率W，所以只有 C选项正确。 考点：自由落体运动、功和功率 关于地球同步通讯卫星，下列说法中不正确的是 A它一定在赤道正上空运行 B各国发射的这种卫星轨道半径都一样 C它运行的线速度一定小于第一宇宙速度 D它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间 答案： D 试题分析：结合万有引力定律可知，对同步卫星：（ 1） 轨道平面一定，与地球的赤道平面重合，且运行方向与地球自转方向一致。（ 2） 周期一定，与地球自转的周期相等。（ 3） 角速度一定。（ 4） 距离地面的高度一定。（ 5） 环绕速度一定。（ 6） 向心加速度一定。故 A、 B正确；根据万有引力定律和牛顿第
11、二定律得： ，代入黄金代换式，解得 ，对同步卫星，其轨道半径大于地球半径，故其运行的线速度小于第一宇宙速度，故 C正确， D错误；所以该题选 D项； 考点：地球同步卫星 火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是 A火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外轨容易磨损 B火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内轨容易磨损 C火车通过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨道均不磨损 D以上三种说法都是错误的 答案： A 试题分析：因为火车在水平面内做匀速圆周运动，内、外轨一样高，火车圆周运动所需的向心力只能由铁轨提供的水平方向的弹力
12、提供，火车的车轮构造示意图如下，故可知，弹力只能由外轨提供，所以外轨 易磨损，故只有 A正确。 考点：圆周运动 如图所示，内壁光滑的装置绕竖直轴匀速旋转，有一紧贴内壁的小物体，物体随装置一起在水平面内匀速转动的过程中所受外力可能是 A下滑力、弹力、静摩擦力 B重力、弹力、滑动摩擦力 C重力、弹力 D重力、弹力、向心力 答案： C 试题分析：故内壁光滑，故物体不受摩擦力，物体一定受重力，为保证物体做圆周运动，物体必受内壁弹力，两个力的合力提供物体圆周运动所需的向心力，需要注意的是，向心力是效果力，由其它性质力提供，并不能做为物体受的一个力来分析，故只有 C正确。 考点：圆周运动、受力分析 如右图
13、所示，在倾角 30的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为 1 kg和 2 kg的可视为质点的小球 A和 B，两球之间用一根长 L 0.2 m的轻杆相连，小球 B距水平面的高度 h 0.1 m两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失， g取 10 m/s2.则下列说法中正确的是 A下滑的整个过程中 A球机械能不守恒 B下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒 C两球在光滑水平面上运动时的速度大小为 2 m/s D下滑的整个过程中 B球机械能的增加量 为 J 答案： AD 试题分析：斜面光滑，没有能量损失，故系统机械能守恒，在 B球滑到地面上之后， A球受杆的作用力，对其做功
14、，所以 A的机械能不守恒，故可知 A正确、B错误；根据机械能守恒定律有： ，代入数据解得两球的速度 m/s，故 C错误；对 B，根据能量守恒定律，可知其机械能的增加量 J，故 D正确。 考点：机械能守恒定律 计算题 （ 12分）如图所示， ABC为一固定的半圆形轨道，轨道半径 R=0.4m， A、C两点在同一水平面上现从 A点正上方 h=2m的地方以 v0=4m/s的初速度竖直向下抛出一质量 m=2kg的小球（ 可视为质点），小球刚好从 A点进入半圆轨道不计空气阻力，重力加速度 g取 10 m/s2 （ 1）若轨道光滑，求小球下落到最低点 B时的速度大小； （ 2）若轨道光滑，求小球相对 C点
15、上升的最大高度； （ 3）实际发现小球从 C点飞出后相对 C点上升的最大高度为 2.5m，求小球在半圆轨道上克服摩擦力所做的功 答案：（ 1） 8m/s （ 2） 2.8m （ 3） 6J 试题分析：（ 1）对小球从开始下落到最低点 B的过程用动能定理： （ 4分） （ 2）对小球运动的全过程用机械能守恒定律，选 AC平面为零势能面： H=2.8m （ 4分） （ 3） =6J （ 4分） 考点：动能定理、机械能守恒定律 （ 12分）额定功率为 P=80kw的汽车，在某平直的公路上行驶，经过时间t=15s速度达到最大为 vm=20m/s，汽车的质量 m=2103kg。如果汽车从静止开始做匀加速
16、直线运动，加速度大小为 a=2m/s2，运动过程中阻力不变。 求：（ 1）汽车所受的恒定阻力 f； （ 2）匀加速运动的时间 t1； （ 3） 3s末汽车的瞬时功率 P3； （ 4）在 15s内汽车运动的总路 S。 答案：（ 1） 4000N （ 2） 5s （ 3） 48kw （ 4） 150m 试题分析：（ 1） N （ 2分） （ 2） =8000N （ 2分） m/s （ 1分） s （ 1分） （ 3） m/s （ 1分） kw （ 2分） （ 4）匀加速的位移 （ 1分） 变加速的位移 （ 2分） 总路程 （ 1分） 考点：功率、牛顿第二定律、动能定理 （ 12分）高空遥感探测卫星
17、在距地球表面高为 2R处绕地球转动。人造卫星质量为 m，地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g， 试求：（ 1）人造卫星的运行速度大小 v； （ 2）人造卫星绕地球转动的周期 T； （ 3）人造卫星的向心加速度 an。 答案： (1) （ 2） （ 3） 试题分析： (1) 地球表面上的物体受到的万有引力近似等于物体的重力， 即 =mg （ 2分） （ 3分） （ 2）周期： （ 3分） （ 3） （ 3分） 考点：人造卫星 为了探测 X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为 T1，总质量为 m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨登陆X星球。则： A X星球
18、的质量为 B当登陆舱脱离飞船后，飞船的运行速度不会发生变化 C研究人员在飞船内无法用弹簧测力计测量物体的重力，是因为物体不受力的作用 D登陆舱脱离飞船，变轨后想登陆 X星球，登陆舱必须立即减速 答案： BD 试题分析：根据万有引力定律和牛顿第二定律有： 解得 X星球的质量为 ，所以 A错误；由 可知，运动速度与飞船质量无关，所以 B正确；飞船在做匀速圆周运动，处于完全失重状态，故无法测量物体重力，失重并非是不受力，故以 C错误；欲登陆星球，登陆舱需要做近心运动，即 可知，此时只有减小速度，登陆舱才能做近心运动，故 D正确； 考点：万有引力定律及应用 图（甲）为某研究性学习小组测量木块与木板间的
19、动摩擦因数装置图，让木块以一定的初速度 v0沿倾角可在 0 900之间任意调整的木板向上滑行，测出木块沿木板向上所能达到的最大位移 x，画出木块向上所能达到的最大位移 x与对应木板倾角 的图象，如图（乙）所示，由该图可求得木块与木板间的动摩擦因数为（ g取 10m/s2） A B C D 答案： A 试题分析：由最大位移 x与对应木板倾角 的图象可知，当木板倾角为 450时，木块的最大位移为 2m，倾角为 900时，最大位移也是 2m，故有： 联立解得，木板倾角为 450时木块的加速度 ，对木块进行受力分析，根据牛顿第二定律有： ，代入数据解得：，故只有 A正确。 考点：匀变速直线运动、牛顿定
20、律、滑动摩擦力 （ 14分）如图所示，装置 BOO可绕竖直轴 OO转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于 B、 C两点，装置静时细线 AB水平，细线 AC与竖直方向的夹角 =37o。已知小球的质量 m=1kg，细线 AC长 L 1m， B点距 C点的水平和竖直距离相等。（重力加速度 g 取 10m/s2， sin37o=0.6， cos37o=0.8） （ 1）若装置匀速转动的角速度为 1时，细线 AB上的张力为 0而细线 AC与竖直方向的夹角仍为 37，求角速度 1的大小； （ 2）若装置匀速转动的角速度为 2时，细线 AB刚好竖直，且张力为 0，求此时角速度 2的大小； （ 3）装
21、置可以以不同的角速度匀速转动，试通过计算在坐标图中画出细线 AC上张力 T随角速度的平方 2变化的关系图像 答案：（ 1） rad/s （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）细线 AB上张力恰为零时有 （ 3分） 解得 （ 1分） （ 2）细线 AB恰好竖直，但张力为零时，由几何关系得 ： （ 1分） 此时 （ 3分） （ 3） 时，细线 AB水平，细线 AC上张力的竖直分量等于小球的重力 （ 1分） 时细线 AB松弛 细线 AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力 （ 1分） 时，细线 AB在竖直方向绷直，仍然由细线 AC上张力的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心力 （ 1分） 综上所述 时， 不变 时， （ 1分） 关系图象如图所示 （ 2分） 考点：圆周运动
