1、2012-2013学年江苏省海安县实验中学高一下学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，若高空中某处的重力加速度为 g，则该处距地球表面的高度为（ ） A（ 1 ） R B R C R D 2 R 答案： A 试题分析：设地球的质量为 M，某个物体的质量为 m，则在地球表面有： 在离地面 h高处轨道上有： 由 联立得： ，故选 A 考点：万有引力定律及其应用 点评：在地球表面，重力提供向心力，在任意轨道，万有引力提供向心力，联立方程即可求解 如图所示，小球自 a点由静止自由下落，到 b点时与弹簧接触，到 c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质
2、量和空气阻力，在小球由 abc 的运动过程中，以下叙述正确的是（ ） A小球和弹簧总机械能守恒 B小球的重力势能随时间均匀减少 C小球在 b点时动能最大 D到 c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 答案： AD 试题分析：分析小球从 a到 c的运动过程，只有重力和弹簧的弹力做功，符合机械能守恒的条件，因此，系统的机械能守恒所以 A项正确，因为小球下落的位移不是随时间均匀增大的，所以 B项错误小球从 b点接触弹簧，弹力逐渐增大，开始小于重力，到 bc间某位置等于重力，后大于重力，因此，小球从b到 c先做加速运动，后做减速运动，到 c点速度减为零，弹簧压缩到最短，到b点的动能不是最大
3、，根据小球和弹簧总机械能守恒可得到 c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，所以 C选项错误， D正确 故选 AD 考点：机械能守恒定律 点评：明确机械能守恒的条件是只有重力（或弹簧的弹力）做功；把握小球从b到 c过程的受力分析和运动分析，知道小球先做加速运动，后做减速运动，在bc之间某位置速度最大，到 c点速度减为 零，弹簧压缩到最短 如图所示，质量为 m的物体（可视为质点）以某一速度从 A点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度为 ，此物体在斜面上上升的最大高度为 h，则在这个过程中物体（ ） A重力势能增加了 B重力势能增加了 mgh C动能损失了 mgh D机械能损失了
4、答案： BD 试题分析：物体在斜面上上升的最大高度为 h，物体克服重力做功为 ，则重力势能增加了 故 A错误， B正确根据动能定理得：，则物体的动能损失了 故 C错误重力势能增加了 mgh，物体的动能损失 ，则机械能损失了 ，故 D正确 故选 BD 考点：本题考查对常见的功能关系的理解和应用能力 点评：重力势能的变化与重力做功有关，动能的变化取决于合力做功，而机械能的变化可由动能的变化与重力势能的变化来确定 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动。设地球半径为 R，地面处的重力加速度为 g，则人造地球卫星 ( ) A绕行的线速度最大为 B绕行的周期最小为 2 C在距地面高为 R处的绕行速度为 D在距
5、地面高为 R处的周期为 2 答案： AB 试题分析：当卫星在地球表面运动时，绕行速度最大，绕行周期最小，根据可得 ， A正确；根据公式 可得 ， B正确；根据公式 可得在距地面高为 R处的绕行速度为,C错误；根据公式 可得， D错误，故选 AB 考点：万有引力定律及其应用； 点评：此题要求掌握两个关系： 1、万有引力提供向心力 2、地球表面的物体所受的重力等于万有引力此题属于中档题 如图所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星 A、 B、 C，在某一时刻恰好在同一直线上，下列正确说法有（ ） A根据 ，可知 VA VB VC B根据万有引力定律， FA FB FC C向心加速度 aA aB a
6、C D运动一周后， A先回到原地点 答案： CD 试题分析：设地球的质量为 M，卫星的轨道半径为 r，卫星的速度 ，可见， r越大， v越小，则有 故 A错误由于三颗的质量关系未知，无法根据万有引力定律 比较引力的大小故 B错误卫星的向心加速度等于重力加速度 ， r越小， a越大，则有 故 C正确卫星的周期 ， r越大， T越大，所以运动一周后， A先回到原地点故 D正确 故选 CD 考点：万有引力定律及其应用 点评：对于卫星的线速度、周期、角速度、向心加速度等物理量的比较，只要抓住卫星的速度公式 比较出线速度的大小，其他量可以根据圆周运动知识理解并比较 我们国家在 1986年成功发射了一颗实
7、用地球同步卫星，从 1999年至今已几次将 ”神州 ”号宇宙飞船送入太空，在某次实验中，飞船在空中飞行了 36h,环绕地球 24圈。则同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较 ( ) A卫星运转周期比飞船大 B卫星运转速度比飞船大 C卫星运加转速度比飞船大 D卫星离地高度比飞船大 答案： AD 试题分析：地球同步卫星的周期为 24小时，飞船的周期为 1.5小时，所以卫星运转周期比飞船大，故 A正确；万有引力充当向心力，即，则可知： ，所以卫星的速度比飞船小，故 B错误； ，所以卫星的加速度比飞船小，故 C错误；，所以卫星的半径比飞船大，而地球半径一定，位移卫星离地面的高度比飞船大，故 D正确， 故
8、选 AD 考点：本题主要考查了万有引力提供向心力公式的应用， 点评：知道地球同步卫星的周期为 24小时，难度不大，属于基础题 要使两物体间万有引力减小到原来的 1/4，可采取的方法是 ( ) A使两物体的质量各减少一半，距离保持不变 B使两物体间距离变为原来的 2倍，质量不变 C使其中一个物体质量减为原来的 1/4，距离不变 D使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的 1/4 答案： ABC 试题分析：根据万有引力定律的表达式： 使两物体的质量各减少一半，距离保持不变，万有引力减小到原来的 ，故 A正确 B、使两物体间距离变为原来的 2倍，质量不变，万有引力减小到原来的 ，故 B正确 C、使其
9、中一个物体质量减为原来的 ，距离不变，万有引力减小到原来的 ，故 C正确 D、使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的 ，万有引力不变，故 D错误 故选 ABC 考点：万有引力定律及其应用 点评：要注意万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化 如图所示，重 10 N 的滑块在倾角为 30的斜面上，从 a点由静止下滑，到 b点接触到一个轻弹簧滑块压缩弹簧到 c点开始弹回，返回 b点离开弹簧，最后又回到 a点，已知 ab 0.8 m， bc 0.4 m，那么在整个过程中下列说法错误的是 ( ) A滑块动能的最大值是 6 J B弹簧弹性势能的最大值是 6
10、 J C从 c到 b弹簧的弹力对滑块做的功是 6 J D滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒 答案： A 试题分析：当滑块的合力为 0时，滑块速度最大，设滑块在 d点合力为 0， d点在 b和 c之间 滑块从 a到 d，运用动能定理得： mghad 6J， W 弹 0，所以 ，故 A错误滑块从 a到 c，运用动能定理得： 解得： 弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化，所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为 6J故 B正确从 c点到 b点弹簧的弹力对滑块做功与从 b点到 c点弹簧的弹力对滑块做功大小相等，根据 B选项分析，故 C正确整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，没有与系统外发生能量
11、转化，故 D正确 让选错的，故选 A 考点：机械能守恒定律 点评：本题的关键是认真分析物理过程，把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守 的物理规律，列出相应的物理方程解题同时要明确弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化 一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率 v0，分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则比较三球落地时的动能（ ） A上抛球最大 B下抛球最大 C平抛球最大 D三球一样大 答案： D 试题分析：由于不计空气的阻力，所以三个球的机械能守恒，由于它们的初速度的大小相同，又是从同一个位置抛出的，最后又都落在了地面上，所以它们的初末的位置相同，初动能也
12、相同，由机械能守恒可知，末动能也相同， 故选 D 考点：机械能守恒定律 点评：不计空气阻力，物体的机械能守恒，分析三个的运动情况，由机械能守恒可以判断落地的速度 将质量为 1kg的物体以 20m/s的速度竖直向上抛出。当物体落回原处的速率为 16m/s。在此过程中物体克服阻力所做的功大小为（ ） A 200J B 128J C 72J D 0J 答案： C 试题分析：当落回原处时，重力做功为零，故根据动能定理可得，故选 C 考点：考查了动能定理的应用 点评：做本题的关键是知道落回原处时重力做功为零 如图， a、 b、 c是在地球大气层外圆轨道上运动的 3颗卫星，下列 说法正确的是（ ） A b
13、、 c的线速度大小相等，且大于 a的线速度 B b、 c的向心加速度大小相等，且大于 a的向心加速度 C c加速可追上同一轨道上的 b， b减速可等候同一轨道上的 c D a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大 答案： D 试题分析：根据 解得 ， b、 c的轨道半径相等，线速度、向心加速度相等，轨道半径越大，线速度、向心加速度越小故 A B错误 c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道， b减速，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇故 C 错误卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，万有引力做正功，动能增加，则线速度增大故 D正
14、确 故选 D 考点：万有引力定律及其应用 点评：解决本题的关键掌握线速度、相信加速度与轨道半径的关系，以及两卫星在同一轨道上，通过加速或减速是不会相遇的 人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时（ ） 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 答案： A 试题分析：由公式 得 ,所以轨道半径越大，则速度越小，由公式 得 ，所以轨道半径越大，周期越长，所以选A 考点 :万有引力定律的应用 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
15、我们要按照不同的要求选择不同的公式来进行求解 实验题 在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示。其中 O 点是起始点， A、 B、 C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量 O 点到 A、 B、 C各点的距离，并记录在图中（单位cm）。已知打点计时器电源频率为 50Hz，重锤质量为 m，当地重力加速度g=9 80m/s2。 （ 1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是 _； （ 2）该同学用重锤取 OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为 _，接着从打点计时器打下的第一个点 O 数起，数到图中 B点是打点计时器打下的
16、第 9个点，他用 vB=gt计算跟 B点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为 _（均保留三位有效数字）。这样他发现 重力势能的减小量 _（填 “大于 ”或 “小于 ”）动能的增加量，造成这一错误的原因是 。 答案：（ 1） OC；（ 2） 1.22m， 1.23m，小于，实际测得的高度比自由落体对应下落的高度小 试题分析：（ 1）毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位 这三个数据中不符合有效数字读数要求的是 OC段： 15.7，应记作 15.70cm （ 2）重力势能减小量 中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求 B的速度大小： 由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的
17、增加量小于势能的减小量， （ 3） 即： 重力势能的减少量小于动能的增加量，原因是： v是按照自由落体计算的，实际运动不是自由落体运动，有阻力，对应的下落高度比实际测得的高度要大 考点：验证机械能守恒定律 点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等，会起到事半功倍的效果 填空题 两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，质量之比为 mA mB=1 2，轨道半径之比 rA rB=1:2，则它们的 (1)线速度之比 vA vB = ； (2)角速度之比 A： B = ； (3)周期之比 TA TB = ； (4)向心加速度之比 aA aB =
18、。 答案： 、 、 、 试题分析：（ 1）根据公式 ， ，线速度之比 vA vB=； （ 2）根据公式 ， ，角速度之比 A： B= ； （ 3） ，周期之比 TA TB= ； （ 4） ，向心加速度之比 aA aB= 。 考点：考查了人造卫星运动问题 点评：做本题的关键是对各个公式正确掌握， 计算题 一个质量为 m=2kg的铅球从离地面 H=2m高处自由落下，落入沙坑中h=5cm深处，如图所示，求沙子对铅球的平均阻力。（ g取 10m/s2） 答案： f=820N 试题分析：全过程中有重力做功，进入沙中阻力做负功 W 总 =mg（ H+h） fh 由动能定理得： mg（ H+h） fh=00
19、 得 带入数据得 f=820N 考点：动能定理 点评：本题主要是对运动过程的受力分析，正确的选择运动过程，利用动能定理求解 某一行星有一质量为 m的卫星，以半径 r，周期 T做匀速圆周运动，求： （ 1）行星的质量； （ 2）卫星的加速度； （ 3）若测得行星的半径恰好是卫星运行半径的 1 10,则行星表面的重力加速度是多少？ 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）设行星的质量为 M，由行星 对卫星的万有引力提供向心力得 ，解之得 （ 2）卫星的加速度 （ 3）设行星表面的重力加速度为 g，行星半径为 R，则行星表面物体的重力等于行星对物体的万有引力，即 ，由以上得 考点：本题
20、考查了万有引力在天体中的应用， 点评：解题的关键在于找出向心力的来源，并能列出等式解题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 如图所示 ,位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为 R。一质量为 m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨 道运动。要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过 5mg(g为重力加速度 )。求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度 h的取值范围。 答案： Rh5R 试题分析：设物块在圆形轨道最高点的速度为 v,由机械能守恒定律得：mgh=2mgR+ mv2 物块在
21、最高点受的力为重力 mg、轨道的压力 N.重力与压力的合力提供向心力 ,有： mg+N=m 物块能通过最高点的条件是： N0 由 式得 v 由 式得 h R 按题目要求 ,N5 mg,由 式得 v 由 式得 h5R h的取值范围是 Rh5R 考点：机械能守恒定律；向心力 点评：物体在竖直平面内做圆周运动的过程中在最高点的最小速度必须满足有，这是我们解决此类问题的突破口 如图， ABCD 为一竖直平面的轨道，其中 BC 水平， A 点比 BC 高出 10 米，BC 长 1米， AB和 CD轨道光滑。一质量为 1千克的物体，从 A点以 4米 /秒的速度开始运动，经过 BC 后滑到高出 C点 10.
22、3m的 D点速度为零。求：（ g=10m/s2） （ 1）物体与 BC 轨道的滑动摩擦系数； （ 2）物体第 5次经过 B点时的速度； （ 3）物体最后停止的位置（距 B点）。 答案： (1) (2)13.3(3)0.4m 试题分析：（ 1）分析从 A到 D过程，由动能定理得 解得 物体第 5次经过 B点时，物体在 BC 上滑动了 4次，由动能定理得 解得 分析整个过程，由动能定理得 （ 2分） 解得 s=21.6m 所以物体在轨道上来回了 20次后，还有 1.6m，故离 B的距离为 考点：动能定理的应用 点评：运用动能定理解题，关键是选择好研究的过程，研究的过程选取得好，会对解题带来很大的方便
