1、2013-2014学年江苏省泰州市姜堰区高一下学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于功，下列说法中正确的是 A功只有大小而无方向，所以功是标量 B力和位移都是矢量，所以功也是矢量 C功有正功和负功，所以功是矢量 D功的大小仅由力决定，力越大，做功越多 答案： A 试题分析：功是标量，但有正、负之分，其正负由力和位移的方向关系决定，正功表示外力对物体做功，负功表示物体克服外力做功，即表示物体的能量是增加还是减少，不表示方向，故 A 正确， C 错误；矢量与矢量的数量积为标量，力和位移虽然是矢量，但功是等于力和位移的数量积，所以功是标量，故 B错误；做功的两个必要条件是：力和物体在力的
2、方向上发生的位移，由知，功的大小由力、力的作用点的位移、力的方向与位移方向的夹角共同决定，力越大，做功不一定越多，故 D错误。所以选 A。 考点：本题考查功的概念，意在考查考生对功的理解。 经长期观测，人们在宇宙中已经发现了 “双星系统 ”， “双星系统 ”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体 .如图所示，两颗星球组成的双星 ，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的 O 点做周期相同的匀速圆周运动 .现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为 m1 m2=3 2.则可知 A m1、 m2做圆周运动的角速度之比为 3 2 B m1、 m2做圆
3、周运动的线速度之比为 2 3 C m2做圆周运动的半径为 L D m1做圆周运动的半径为 L 答案： BD 试题分析：因两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的 O 点做周期相同的匀速圆周运动，故由 知，它们具有相同的角速度，故 A错误；双星靠相互之间的万有引力作用提供向心力，根据牛顿第二定律及万有引力定律可得： 和 ，解得： ，所以运动半径之比为 ，由 知：线速度之比为 ，又因，所以 m1做圆周运动的半径为 ， ，故 BD正确， C错误。所以选 BD。 考点：本题考查万有引力定律及其应用，意在考查考生建立模型的能力以及应用规律解决问题的能力。 在某转弯处，规定火车行驶的速率
4、为 v0.火车通过此处，下列有关说法中正确的是 A当火车以速率 v0行驶时，火车的重力与支持力的合力方向一定沿水平方向 B当火车的速率 vv0时，火车对外轨有向外的侧向压力 C当火车的速率 vv0时，火车对内轨有向内的挤压力 D当火车的速率 vv0时，火车对内轨有向内侧的压力 答案： ABD 试题分析：铁路的弯道处，外轨高于内轨，但整个外轨是等高的，整个内轨是等高的，火车在行驶过程中，重心的高度不变，即火车重心的轨迹在同一水平面内，因此火车的圆周平面是水平的，当火车以速率 v0行驶时，火车的重力与支持力的合力充当所需的向心力，方向一定沿水平方向，故 A正确；当火车的速率 时，火车的重力和支持力
5、提供的向心力小于所需要的向心力，则不足的部分由外轨 轮缘向内的侧压力来提供，则车轮轮缘与外轨挤压，火车对外轨有向外的侧向压力，故 B正确， C错误；当火车的速率 时，火车的重力和支持力提供的向心力大于所需要的向心力，则多余的力由内轨向外挤压来平衡，则车轮轮缘与内轨挤压，火车对内轨有向内侧的压力，故 D正确。所以选 ABD。 考点：本题考查牛顿运动定律在圆周运动中的应用，意在考查考生运用物理规律解决实际问题的能力。 已知引力常量 G和下列各组数据，能计算出地球质量的是 A地球绕太阳运行的周期 T及地球离太阳的距离 r B月球绕地球运行的周期 T及月球离地球的距离 r C人造地球卫星在地面附近绕行
6、的速度 v及运行周期 T D已知地球表面重力加速度 g(不考虑地球自转 ) 答案： BC 试题分析：设地球质量为 m，太阳质量为 M，若已知引力常量 G、地球绕太阳运行的周期 T及地球离太阳的距离 r，则根据万有引力提供向心力：，由此可以看出，地球质量在等式中消去，只能求出太阳的质量，即只能求出中心天体的质量，故 A错误；若已知引力常量 G、月球绕地球运行的周期 T及月球离地球的距离 r，则由 知，月球质量在等式中消去，能求出地球质量，故 B正确；若已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度 v及运行周期 T， 则根据万有引力提供向心力得： ，又，解得： ，故 C正确；若不考虑地球自转，地球表面的物
7、体受到的地球的重力等于万有引力，即 ，解得： ，其中 R为地球的半径，是未知，故 D错误。所以选 BC。 考点：本题考查万有引力定律及应用，意在考查考生应用规律解决问题的能力。 在匀速圆周运动中，下列关于向心加速度的说法正确的是 A向心加速度的方向始终指向圆心，因此其方向保持不变 B向心加速度的方向始终指向圆心，其大小保持不变 C向心加速度时刻在变化，因此匀速圆周运动是加速度变化的运动 D向心加速度所描述的是角速度变化的快慢 答案： BC 试题分析：物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，向心加速度是矢量，既有大小又有方向，其的大小为 ，由于 的大小不变，所以向心加速度的大小不变，向心加速度的
8、方向始终指向圆心，与线速度的方向垂直，不改变线速度的大小只改变线速度的方向，故向心加速度的方向时刻改变，向心加速度时刻在改变，它只描述线速度方向变化的快慢，故 AD错误， BC 正确。 考点：本题考查向心加速度的概念，意在考查考生对向心加速度的理解。 姜堰城区某高一学生，清明节骑自行车赴溱湖风景区进行湿地调 研，从学校校门出发到景区门口下车，他的运动可视为匀速运动，途中没有停留，该同学从 6:30出发， 8:00到达景区 .已知所受阻力为车和人总重量的 0.1倍 .请你估算一下，他骑自行车从学校到溱湖风景区所做功与下面四个数值中的哪一个最接近 A 2.0 102 J B 2.0 105 J C
9、 2.0 106 J D 2.0 108 J 答案： C 试题分析：由于车做的是匀速运动，所以根据动能定理可知，骑车时学生做的功等于克服阻力做的功。由题设知，阻力为 ，学生运动的时间为 90分钟，即 ，一般情况是高中学生的质量约为 50kg，自行车的质量约为30kg，速度约为 ，则从家到学校的位移为：，由功的定义得：，故选 C。 考点：本题考查功的计算，意在考查考生的估算能力及运动用物理知识解决实际问题的能力。 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
10、答案： D 试题分析：它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了 “同步 ”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，故 A说法正确；因为同步卫星相对地球静止，所以同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，根据 可知， r必须固定，故 B说法正确；第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据 ，即 可知，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，而第二宇宙速度是脱离地球的束缚的速度，第二宇宙速度大于第一宇宙速度，故 C说法正确， D说法错 误，本题是选说法不正确的，所以选 D。 考点：本题考查同步卫
11、星、第一宇宙速度、第二宇宙速度及万有引力定律及其应用，意在考查考生的理解能力。 质量为 m的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为 P，且行驶过程中受到的阻力大小一定 .当汽车速度为 v时，汽车做匀速运动；当汽车速度为 时，汽车的瞬时加速度的大小为 A P/mv B 2P/mv C 3P/mv D 4P/mv 答案： C 试题分析：当汽车速度为 v 时，汽车做匀速运动，汽车受力平衡，则有 ，根据功率与速度关系公式得： ，当汽车速度为 时， ，根据牛顿第二定律得： ，以上各式联立解得： ，选 ABD错误， C正确。所以选 C。 考点：本题考查机动车功率与速度的关系、平衡条件和牛顿第二定律
12、，意在考查考生的推理能力。 如图所示，桌面离地高度为 h=1m，质量为 1kg的小球，从离桌面 H=2m高处由静止下落 .若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为 (g=10m/s2） A 10J， 10J B 10J， 30J C -10J， 10J D -10J， 30J 答案： D 试题分析：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，即 ，其中 h为物体到零势能点的高度，因此重力势能大小与零势能点的选取有关，同一位置选择的零势能点不同，对应的重力势能就不同，在参考平面以上为正值，位于参考平面以下为负值，位于参考平时为零。若以桌面为参考平面，小球落地时的
13、重力势能为 ，重力做功只与物体始末位置有关，与路径无关，与零势能点的选取无关，所以整个过程中小球重力做功为，故 ABC 错误， D正确。所以选 D。 考点：本题考查重力势能、重力做功，意在考查考生的理解能力。 某同学为感受向心力的大小与那些因素有关，做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动 ，使小球在水平面内作圆周运动（如图所示），则下列说法中正确的是 A保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变 B保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大 C保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小 答案： B 试题分析：小球在水平面内做圆周
14、运动时，绳子的拉力提供向心力，由知，保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大，故 A错误，B正确；保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大，故 CD均错误。所以选 B。 考点：本题考查向心力公式的应用及控制变量法，意在考查考生利用向心力公式综合解题的能力。 如图所示，质量相等的 A、 B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，则两物块 A角速度相同 B线速度相同 C向心加速度相同 D向心力相同 答案： A 试题分析： A、 B两物块始终相对于圆盘静止，随圆盘一起运动，其角速度相等，故 A正确；根据图可得： ，由 知，线速度不同，故 B错误；由知，向心加速度不同
15、，故 C错误；由 知，向心力不同，故 D错误。所以选 A。 考点：本题考查匀速圆周运动的线速度、角速度、向心加速度和向心力等知识，意在考查考生对圆周运动各物理量之间的关系的掌握情况。 关于万有引力定律的数学表达式 ,下列说法中正确的是 A公式中 G为引力常量，是人为规定的 B r趋近零时，万有引力趋于无穷大 C ml对 m2的万有引力与 m2对 ml的万有引力总是大小相等，与 ml、 m2的大小无关 D ml对 m2的万有引力与 m2对 ml的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力 答案： C 试题分析：万有引力定律内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在 它们的连线上，引力的
16、大小与物体的质量 m1和 m2的乘积成正比、与它们之间距离 r 的二次方成反比，数学表达式为 ，公式中 G 为引力常量，由卡文迪许通过实验测得，故 A错误；当两个物体间的距离趋近零时，两个物体就不能视为质点了，万有引力公式不再适用，故 B错误； ml对 m2的万有引力与 m2对 ml的万有引力属于相互作用力，由牛顿第三定律知，它们总是大小相等方向相反，是一对作用力与反作用力，不是一对平衡力，与 ml、 m2的大小无关，但与它们质量的乘积有关，故 C正确， D错误。所以选 C。 考点：本题考查万有引力定律及引力常量的测定，意在考查考生对万有引力定律的理解。 实验题 为了验证动能定理，某学习小组在
17、实验室组装了如图的装置外，还备有下列器材：打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙 .他们称量滑块的质量为 M、沙和小桶的总质量为 m.当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小桶时，滑块处于静止状态 .要完成该实验，则： （ 1）还缺少的实验器材是 . （ 2）实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是 ；实验时为保证细线的拉力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是 . （ 3）在（ 2）问的基础上，让小桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出该两点的间距为 L、打下该两点时滑块的速度大小为 v
18、1、 v2（ v1 v2），已知当地的重力加速度为 g. 写出实验要验证的动能定理表达式 （用题中所给的字母表示） . 答案： (1) 刻度尺 (2) 平衡摩擦力 mM (3) 试题分析：（ 1）根据实验目的及实验原理知，本实验需测量滑块运动的距离，因此还 缺少的实验器材是刻度尺。 （ 2）在该实验中，为了保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要在不挂沙和沙桶时将木板不带滑轮的一端抬高，使重力、支持力和摩擦力的合力为零，即平衡摩擦力；设滑块受到的拉力大小为 ，加速度为 a，根据牛顿第二定律，对滑块有： ，对沙和小桶有： ，解得： ，当时，才可以认为 ，所以实验时为保证细线的拉力与沙、小桶的总重
19、力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，即 。 （ 3）运动过程中合外力对滑块做功为： ；滑块动能的增量为：，根据动能定理实验要 验证的表达式为： ，即。 考点：本题考查验证动能定理的实验，意在考查考生对该实验原理的理解及实验操作能力。 填空题 一圆环，其圆心为 O，若以它的直径 AB为轴做匀速转动，如图所示 . （ 1）圆环上 P、 Q 两点的线速度大小之比是 ； （ 2）若圆环的半径是 R，绕 AB轴转动的周期是 T，则环上 Q 点的向心加速度大小是 ； （ 3） P点的向心加速度的方向是 . 答案：（ 1） ： 1；（ 2） ； （ 3）从 P
20、点垂直指向 AB 试题分析：（ 1）由于 P、 Q 两点在同一圆环上，以圆环的直径 AB为轴做匀速转动，因此 P、 Q 两点的角速度 相同，轨迹圆的圆心不是环的圆心，在 AB轴上。由几何关系知， P、 Q 两点做匀速圆周运动的半径分别为 ，由 知， 。 （ 2）由 及 得： （ 3）由于 P、 Q 两点在同一圆环上，以圆环的直径 AB为轴做匀速转动，因此轨迹圆的圆心不是环的圆心，而在 AB轴上，过 P点作 AB轴的垂线，交于 AB轴上一点，该点为轨迹圆的圆心，向心加速度始终指向轨迹圆的圆心，所以 P点的向心加速度的方向是从 P点垂直指向 AB。 考点：本题考查圆周运动基本公式的直接应用，意在考
21、查考生的推理能力。 计算题 质量为 m 1kg的小球，从离水平面地面 h=20m高处以 v0=20m/s的速度水平抛出，不计空气阻力 (g=10m/s2） .求： （ 1）从抛出到落地的整个过程中重力所做的功； （ 2）从抛出到落地的整个过程中重力做功的平均功率； （ 3）落地瞬间重力做功的瞬时功率； 答案：（ 1） 200J （ 2） 100W （ 3） 200W 试题分析：（ 1）物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关，所以小球从抛出到落地的整个过程中重力所做的功为： ； （ 2）小球水平抛出后做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落
22、体运动，根据运动规律得： ，解得： ，由功率的定义得：从抛出到落地的整个过程中重力做功的平均功率为； （ 3）设小球落地时速度大小为 ，方向与竖直方向夹角为 ，竖直方向的速度为 ，则 落地瞬间重力做功的瞬时功率为 。 考点：本题考查平抛运动、平均功率和瞬时功率，意在考查考生的理解能力、知识的应用能力。 我国首次执行载人航天飞行的 “神舟 ”六号飞船于 2005年 10月 12日在中国酒泉卫星发射中心发射升空，由 “长征 2F” 运载火箭将飞船送入 近地点为 A、远地点为 B的椭圆轨道上 .近地点 A距地面高度为 h1.实施变轨后，进入预定圆轨道，如图所示 .在预定圆轨道上飞行 n圈所用时间为
23、t，之后返回 .已知引力常量为 G，地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R，求： （ 1）飞船在预定圆轨道上运动的周期为多大？ （ 2）预定圆轨道距地面的高度为多大？ （ 3）飞船在近地点 A的加速度为多大？ 答案：（ 1） t/n （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）由题设飞船做匀速圆周运动，在预定圆轨道上飞行 n圈所用时间为 t，因周期为转一圈的时间，所以飞船在预定圆轨道上运动的周期为 （ 2）设预定圆轨道距地面的高度为 h，飞船在预定圆轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律及万有引力定律得：当飞船在地球表面时有 以上各式联立解得：预定圆轨道距地面的高度为 （ 3
24、）根据万有引力定律得：飞船在近地点 A所受的万有引力为 又 根据牛顿第二定律得： 以上各式联立解得：飞船在近地点 A的加速度为 考点：本题考查万有引力定律及其应用、牛顿第二定律，意在考查考生对天体运动问题的处理能力。 杂技演员在做 “水流星 ”表演时，用一根细绳两端各系一只盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直 面内做半径相同的圆周运动，如图所示 .杯内水的质量 m 0.5 kg，绳长 l 60 cm ， g=10m/s2.求： （ 1）在最高点水不流出的最小速率 （ 2）水在最高点速率 v 3 m/s时，水对杯底的压力大小 答案：（ 1） m/s（或者 1.73m/s） （ 2） 10N 试题分
25、析：（ 1）当杯子运动到最高点时，水恰好不流出时速率最小，此时由水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得： 由题设知，杯子圆周运动的半径为 两式联立解得： （ 2）以杯中水为研究对象，设在最高点时杯底对水的弹力为 F，由水的重力和杯底的弹力的合力提供水做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：解得： 由牛顿第三定律得水对杯底的压力大小为 10N。 考点：本题考查牛顿运动定律、向心力，意在考查考生运用所学物理知识和方法分析解决实际问题的能力。 如图，一质量为 m=10kg的物体，由 1/4圆弧轨道上端从静止开始下滑，到达底端时的速度 v=2m/s，然后沿水平面向右滑动 1m距离后停止 .已知轨道半径R=0. 4m， g=10m/s2，则： （ 1）物体滑至圆弧底端时对轨道的压力是多大？ （ 2）物体与水平面间的动摩擦因数 是多少？ （ 3）物体沿圆弧轨道下滑过程中摩擦力做多少功？ 答案：（ 1） 200N （ 2） 0.2 （ 3）
