1、2012-2013学年甘肃省兰州一中高一下学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法正确的是（ ） A速度方向发生变化的运动一定是曲线运动 B匀速圆周运动的速度保持不变 C做匀速圆周运动的物体所受的合外力为零 D质点在做平抛运动时速度的变化率不变 答案： D 试题分析：速度方向时刻发生变化的运动是曲线运动，选项 A错误。匀速圆周运动的速率保持不变，选项 B错误。做匀速圆周运动的物体所受的合外力充当向心力，不为零，选项 C错误。质点在做平抛运动时速度的变化率大小始终为gt，方向始终竖直向下，选项 D正确。 考点：本题考查曲线运动、圆周运动、平抛运动等基础知识。 答案： .7 km/s
2、 试题分析：根据万有引力定律有： 解得第一宇宙速度为： 该星球与地球的第一宇宙速度之比为： 可得该星球的第一宇宙速度为： 。 考点：本题考查第一宇宙速度的计算方法。 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道 1，然后经点火使其沿椭圆轨道 2运行，最后再次点火将卫星送入同步轨道 3。轨道 1、 2相切于 A点，轨道 2、 3相切于 B点，如图所示，则当卫星分别在 1、 2、 3轨道上正常运行时，以下说法正确的是 （ ） A卫星在轨道 1上的运行速率大于轨道 3上的速率 B卫星在轨道 1上的角速度小于在轨道 3上的角速度 C卫星在椭圆轨道 2上经过 A点时的速度大于 7.9 km/s D卫星
3、在椭圆轨道 2上经过 B点时的加速度等于它在轨道 3上经过 B点时的加速度 答案： ACD 试题分析：卫星的速度为 ，所以选项 A 正确。根据开普勒第三定律，卫星在轨道 1上的周期较小，因此角速度最大，选项 B错误。卫星在轨道 1上的速度为 7.9 km/s，要过度到轨道 2，在 A 点应该做离心运动，速度应该较大，选项 C 正确。速度可以瞬间变化，但是在同一个处万有引力相等，加速度相等，选项 D正确。 考点：本题考查卫星的变轨和离心运动等知识。 设地球半径为 R，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 a1，第一宇宙速度为 v1，同步卫星离地心距离为 r，运行速率为 v2，加速度为 a2，
4、下列关系中正确的有 ( ) A B C D 答案： BC 试题分析：向心加速度 ，由于赤道上的物体与地球同步卫星的角速度相等，所以二者的加速度之比为二者的半径之比，选项 C正确。卫星的线速度，第一宇宙速度为 ，所以选项 D正确。 考点：本题考查地球同步卫星等知识。 “嫦娥一号 ”卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度 200 km，运行周期 127 min，若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件可以求出的是（ ） A月球的平均密度 B卫星绕月球运动的速度 C月球对卫星的引力 D月球表面的重力加速度 答案： ABD 试题分析：万有引力提供卫星运动的向心力， ，月球的密度 ，二者结合可以算出月
5、球的平均密度，选项 A正确。卫星绕月球做匀速运动，速度 ，选项 B正确。由于卫星的质量未知，引力无法计算，选项 C错误。根据黄金代换式有 ，可以 计算月球表明的重力加速度，选项 D正确。 考点：本题考查万有引力定律及其应用。 物体以速度 水平抛出，若不计空气阻力，则当其竖直分位移与水平位移相等时，以下说法中正确的是（ ） A竖直分速度等于水平分速度 B瞬时速度大小为 C运动的时间为 D运动的位移为 答案： BC 试题分析： ，而 ， x=y， ，可得 ，选项A错误。瞬时速度 ，选项 B正确。 ，运动时间为，选项 C正确。运动位移 ，选项 D错误。 考点：本题考查平抛运动的规律。 一个质量为 5
6、0 g的物体，在竖直向上的力 F的作用下，以 2 m/s2的加速度由静止向上匀加速运动，则力 F在前 5 s内所做的功为（ g=10 m/s2）（ ） A 15 J B 1.5 J C 12.5 J D 2.5 J 答案： A 试题分析：根据牛顿第二定律有 ，则 F=0.6 N，再由匀加速运动的位移公式有 ，可得物体上升的高度为 25 m，再根据功的公式 W=Fh，则力 F在前 5 s内所做的功为 15 J。因此选项 A正确。 考点：本题考查功的公式，牛顿第二定律和运动学公式。 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为 ，假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为 m的物体
7、的重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为 F，已知引力常量为 G，则这颗行星的质量为 ( ) A B C D 答案： D 试题分析：卫星绕着该行星以第一宇宙速度的大小运行，该行星点的第一宇宙速度可表示为 ；根据力平衡的知识有 F=mg，联系以上两式可得这颗行星的质量为 ，因此选项 D正确。 考点：本题考查第一宇宙速度，天体质量的测量。 如图所示，小球 A质量为 m，固定在长为 L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端 O点在竖直平面内做圆周运动，如果小球 经过最高位置时速度为，则杆对球的作用力为（ ） A推力， B拉力， C推力， D拉力， 答案： C 试题分析：杆的临界速度为 ，本题速度为 ，
8、小于临界速度，因此杆对小球是推力的作用，向心力为 ，代入速度的数值，可得选项 C正确。 考点：本题考查杆 -球模型问题，圆周运动的临界速度和向心力。 如图所示，粗糙的半球体固定在水平面上，小物体恰好能沿球面匀速率下滑，则下滑过程中，小物体对球面的压力大小变化情况是（ ） A一直增大 B一直减小 C先增大后减小 D先减小后增大 答案： B 试题分析：对小物体进行受力分析，沿着半径方向重力的分力逐渐减小，而小物体做匀速圆周运动，线速度大小不变，因而向心力大小不变，向心力由重力的分力与球面对小物体的支持力的合力提供，即有 ，因此支持力减小，根据牛顿第三定律，选项 B正确。 考点：本题考查圆周运动的向
9、心力的分析。 处于北纬 45的物体与赤道上的物体随地球自转的向心加速度之比为（ ） A B C D 答案： B 试题分析：处于北纬 45的物体与赤道上的物体随地球自转的角速度相等，根据圆周运动的向心加速度公式 ，由于二者的半径之比为 ，则向心加速度之比为 ，选项 B正确。 考点：本题考查向心加速度的公式。 实验题 一个有一定厚度的圆盘 A，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动的角速度。 实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。 实验步骤： （ 1）如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转
10、动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。 （ 2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。 （ 3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行 测量（已知电磁打点计时器打点周期为 T）。 需要测量的物理量有 ； 由已知量和测得量表示的角速度的表达式为 = （用相应的字母表示）。 答案：盘的半径 r， n个点之间的间距 x ； 。 试题分析：根据圆周运动的公式， ，而速度恰是纸带平动的速度，只要测定匀速运动的一段内， n个点之间的距离 x，便能测量转动的速度 ，结合起来就是 。根据这个最终的结果，就能知道需要测量的物理量有 x和 r。 考点：本题考查角速度与线速度之间的关系。 在做 “
11、研究平抛物体的运动 ”的实验时： （ 1）为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是： 。 （ 2）小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为 x轴和 y轴，竖直线是用 来确定的。 （ 3）某同学通过实验得到的轨迹如图所示，判断 O点是否是抛出点。_（填 “是 ”或 “否 ”）。 （ 4）该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，测出其坐标，并在直角坐标系内绘出了 y-x2图象，则此平抛物体的初速度 v0= m/s（ g=10m/s2）。 答案：（ 1）看放在斜槽末端的小球是否能静止平衡 ； （ 2）重锤线 ； （ 3）是； （ 4） v0=1m
12、/s。 试题分析：（ 1）如果小球无初速释放在斜槽的末端，不滚动，则表明斜槽末端水平。竖直方向用重锤线确定，因为小球在竖直方向所受的重力是竖直向下的。有轨迹可知，在相等的时间内，竖直方向的起始位移之比为 1:3:5 ，表明竖直方向是自由落体运动， O点就是抛出点。平抛运动的轨迹方程为 ，斜率 ，则初速度为 1 m/s。 考点：本题考查 “研究平抛物体的运动 ”的实验。 填空题 我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体 A和 B构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点 C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为 T， A和 B的距离为 r，已知引力常量为
13、G。由此可求出两星的质量之和为 。 答案： 试题分析：根据万有引力定律得 ， ，由几何关系 ，解得： 。 考点：本题考查万有引力定律和双星问题。 如图所示，线段 OA=3OB， A、 B两球质量相等，当它们绕 O点在光滑水平面上以相同的角速度转动时，两线段拉力之比 TBA:TOB = 。 答案： :4 试题分析：对 A球进行受力分析， ；把 AB视为一个整体，则有，依题意有角速度相等，根据已知条件 OA=3OB，解得两段拉力之比为 TBA:TOB =3:4。 考点：本题考查连接体问题，圆周运动的向心力等。 计算题 答案： .4 m 试题分析：小球在最高点恰好对圆环无压力，重力独立通过向心力：解得： 考点：本题考查变速圆周运动及其最高点的临界速度。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）小球所受合力提供向心力： 解得小球做圆周运动的线速度为： 。 （ 2）小球做平抛运动的位移： 由几何关系有： 代入数值解得： 考点：本题考查圆锥摆，以及平抛运动的知识。 答案：（ 1） 4:9 （ 2） 试题分析：（ 1） 根据牛顿第二定律有： ， 代入： 解得： 由黄金代换式： 得： 火箭此时离地面的高度： 考点：本题考查火箭的发射以及牛顿第二定律，黄金代换式等知识。
