1、- 1 -柳林县联盛中学高一物理第二学期期中考试模拟试题（2）一、选择题（共 10 小题，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错的或不答的得 0 分）1. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程以下有关物理学史的说法中正确的是 ( )A. 伽利略总结并得出了惯性定律B. 地心说的代表人物是哥白尼，日心说的代表人物是托勒密C. 出色的天文观测家第谷通过观测积累的大量资料，为开普勒的研究及开普勒最终得到行星运动的三大定律提供了坚实的基础D. 英国物理学家牛顿发现了万有引力定律并通过实验的方法测出万有引力常量 G 的值【答案】C【解析】惯性定律是牛顿提出的，即牛顿
2、第一定律；地心说的代表人物是托勒密，日心说的代表人物是哥白尼；万有引力常量 G 是亨利卡文迪许通过扭称实验测量出的，所以 C 对2. 关于做曲线运动的物体，下列说法中正确的是（ ）A. 它所受的合外力一定不为零 B. 它所受的合外力一定是变力C. 其速度可以保持不变 D. 在相同时间里速度改变可能相同【答案】AD【解析】曲线运动中速度时刻变化，加速度不为零合外力不为零；平抛运动中合外力为恒力，A 对B、C 错；在匀变速曲线运动中，加速度恒定单位时间速度变化量也相同，D 对。3.由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（ ）A. 质量可以不同 B. 轨道半径可以不同
3、C. 轨道平面可以不同 D. 速率可以不同【答案】A【解析】试题分析：地球同步轨道卫星有几个一定：定轨道平面、定轨道半径（或定高度） 、定运转周期等，了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心通过万有引力提供- 2 -向心力，列出等式通过已知量确定未知量许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的质量可以不同，故 A 正确；因为同步卫星要和地球自转同步，即这些卫星 相同，根据万有引力提供向心力得 ，因为 一定，所以 r 必须固定，故 B 错误；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
4、轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的所以所有的同步卫星都在赤道上方同一轨道上，故 C 错误；根据万有引力提供向心力得运转速度为，由于同步卫星轨道半径是一定的，所以速率也不变，D 错误4.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是（ ）A. 甲的周期大于乙的周期B. 乙的速度大于第一宇宙速度C. 甲的加速度小于乙的加速度D. 甲在运行时能经过北极的正上方【答案】AC【解析】试题分析：卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得： ，由于：r 乙 r 甲 ，则 T 甲 T 乙 ，故
5、A 正确；卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得： ，解得： ，由于乙的轨道半径大于地球半径，则乙的线速度小于第一宇宙速度，故 B 错误；星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得： ，解得： ，由于：r 乙 r 甲 ，则 a 乙 a 甲 ，故 C 错误；由题意可知，卫星轨道半径间的关系为：r 乙 r 甲 ；甲是地球同步卫星，它的轨道在赤道平面内，甲不可能通过北极上方，故 D 错误；故选 A考点：万有引力定律的应用- 3 -【名师点睛】本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供卫星做圆周运动的向心力是解题的关键，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题，本题是一
6、道常规题。5.如图所示，在斜面顶端 处以速度 水平抛出一小球，经过时间 恰好落在斜面底端 处；今在 点正上方与 等高的 处以速度 水平抛出另一小球，经过时间 恰好落在斜面的中点 处。若不计空气阻力，下列关系正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【详解】b 球落在斜面的中点，知 a、b 两球下降的高度之比为 2：1，根据 h= gt2知，则时间之比为 ，即 ta= tb。因为 a、b 两球水平位移之比为 2：1，则由x=v0t，得 va= vb故 BD 正确，AC 错误。故选 BD。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，分析两个小球两个方向位移的
7、关系，从而解决此类问题6.(多选)在太阳系中有一颗行星的半径为 R，若在该星球表面以初速度 竖直上抛出一物体，则该物体上升的最大高度为 H。已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计。则根据这些条件，可以求出的物理量是( )A. 该行星的密度B. 该行星的自转周期C. 该星球的第一宇宙速度D. 该行星附近运行的卫星的最小周期- 4 -【答案】CD【解析】试题分析：在该星球表面以初速度 v0竖直上抛出一物体，则该物体上升的最大高度为 H由，得 ，对环绕该星球表面运行的卫星，万有引力提供其做圆周运动的向心力：得： 根据密度的定义有： 故可求出密度，A 正确；行星的自转周期与行星的本
8、身有关，根据题意无法求出，故 B 错误；根据公式 可得第一宇宙速度为 ，C 正确；行星附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，根据公式 可得 ，D正确。考点：考查了万有引力定律的应用7.如图所示，半径为 R，表面光滑的半圆柱体固定于水平地面，其圆心在 O 点。位于竖直面内的曲线轨道 AB 的底端水平，与半圆柱相切于圆柱面顶点 B。质量为 m 的小滑块沿轨道滑至B 点时的速度大小为 ，方向水平向右，滑块在水平地面上的落点为 C（图中未画出） ，不计空气阻力，则（ ）A. 滑块将沿圆柱体表面始终做圆周运动滑至 C 点B. 滑块将从 B 点开始作平抛运动到达 C 点
9、C. OC 之间的距离为D. OC 之间的距离为 R【答案】BC【解析】- 5 -【详解】在最高点 B，根据牛顿第二定律有：mg-N= m ，解得 N=0知小球在最高点 B 仅受重力，有水平初速度，做平抛运动。故 A 错误，B 正确。根据 R= gt2得：t= ，则水平位移x=vt= R故 C 正确，D 错误。故选 BC。8.1789 年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度根据你所学过的知识，估算出地球密度的大小最接近 （ ） （地球半径 R=6400km，万有引力常量 G=6.6710-11Nm2/kg2）A. 5.5103kg/m3 B. 5.5104kg/m3 C. 7.5
10、103kg/m3 D. 7.5104kg/m3【答案】A【解析】5.5103kg/m3，A 对；9.如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳拉动物块 A。汽车匀速向右运动，在物块 A 到达滑轮之前，关于物块 A 的下列说法正确的是（ ）A. 将竖直向上做匀速运动B. 将处于超重状态C. 将处于失重状态D. 将竖直向上先加速后减速【答案】B【解析】试题分析：设绳子与水平方向的夹角为 ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于 A 的速度，根据平行四边形定则得，v A=vcos，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为 减小，所以 A 的速度增大，A 做加速上升运动，且
11、拉力大于重物的重力将处于超重状态，故 AD 错误，BC 正确，故选 BC.- 6 -考点：速度的分解；超重和失重.10.一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替如图（a）所示，曲线上的 A 点的曲率圆定义为：通过 A 点和曲线上紧邻 A 点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做 A 点的曲率圆，其半径 叫做 A 点的曲率半径现将一物体沿与水平面成 角的方向以速度 0抛出，如图（b）所示则在其轨迹最高点 P 处的曲率半径是（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】试题分析：物体在其轨迹最高点 P 处只有水平速度，其水
12、平速度大小为 ，在最高点，把物体的运动看成圆周运动的一部分，物体的重力作为向心力，由向心力的公式得，所以在其轨迹最高点 P 处的曲率半径是： ，故 C 正确。考点：向心加速度【名师点睛】曲率半径，一个新的概念，平时不熟悉，但根据题目的介绍可知，求曲率半径也就是求在该点做圆周运动的半径，读懂题目的真正意图，本题就可以解出了。- 7 -视频二、填空题（本题 3 小题，共 15 分，每空 3 分。 ）11.在“用圆锥摆实验验证向心力公式“的实验中，AB 为竖直转轴，细绳一端系在 A 点，另一端与小球 C 相连,如图所示.当转轴转动时,C 球在水平面内做匀速圆周运动.实验步骤如下：测量 AC 间细绳长
13、度 l；使 AB 轴转动，并带动 C 球在水平面内做匀速圆周运动；测出此时 C 球做匀速圆周运动的周期 T，并标出 C 球球心在 AB 轴上的投影点 D，测出 AD间距为 S;算出 C 球做匀速圆周运动所需的向心力 F.;算出 C 球所受的合力 F;验证向心力公式.(I )在上述实验中还需要测量的物理量有哪些_A. C 球的直径 B.C 球的质量 C. C 球转动的角速度 D.当地的重力加速度 g(II)为了验证向心力公式正确.请用已知的物理量和第（I)题中你所选择的物理量表示出 AD间距 S=_.(III)这一实验方法简单易行.但是有几个因素可能会影响实验的成功,请写出一条: _【答案】 (
14、1). AD (2). (3). 垂足 D 的确定、小球是否在水平面上做匀速圆周运动等【解析】【分析】（1）该实验的原理是根据几何关系求出指向圆心的合力，再根据向心力公式求出向心力的值，看两者是否相等，所以还要知道小球的直径及当地的重力加速度 g；（2）根据圆锥摆的周期公式即可求解；（3）垂足 D 的确定、小球是否在水平面上做匀速圆周运动等都会影响实验是否成功【详解】 （1）该实验的原理是根据几何关系求出指向圆心的合力，再根据向心力公式求出向心力的值，看两者是否相等，所以还要知道小球的直径及当地的重力加速度 g；故选 AD.- 8 -（2） 根据圆锥摆的周期公式得：T=2 ，解得 S=（3）该
15、实验要求 C 球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球是否在水平面上做匀速圆周运动会影响实验是否成功另外垂足 D 的确定也可能会影响实验的成功.12.在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上： (a)通过调节使斜槽的末端保持水平(b)每次释放小球的位置必须不同(c)每次必须由静止释放小球(d)记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降(e)小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触(f)将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线（2）若用
16、一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为 L，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a、 b、 c、 d 所示，则小球平抛的初速度的计算式为 v0= （用 L、 g 表示） 。【答案】ace 【解析】（1）因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故 A 错误，B 正确因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条（或凹槽）下降的距离不应是等距的，故 C 错误通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动故 D 正确做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸相
17、接触，以免有阻力的影响，故 E 正确；将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故 F 错误；故选 BDE- 9 -（2）设相邻两点间的时间间隔为 T，竖直方向：h=2L-L=gT 2，得到： ；水平方向：点睛：（1）解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解 （2）对于平抛问题的解决，关键是抓住竖直方向自由落体运动的特点，由y=gT 2求时间单位13.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一
18、固定点分别做匀速圆周运动，周期均为 T，已知这个双星系统的总质量为 M, 则两颗恒星之间的距离为 L= （引力常量为 G）【答案】 3(GMT 2/4 2)【解析】此双星质量分别为 m1 和 m2，距离圆心间距离分别为 L1 和 L2，对 m1 有 ，对 m2 有 ， 可求得 L=3(GMT 2/4 2)三、计算题（共 4 小题，共 45 分， ）14.如图所示，一质量为 0.5kg 的小球，用 0.4m 长的细线拴住在竖直面内做圆周运动，求：（1）小球在最高点的速度大小 v 至少为多少才能顺利通过最高点？（2）若小球运动到最低点时速度大小 时细线刚好断掉，则小球落地时距 O 点的水平距离是多
19、少？（已知 O 点离地高 h=5.4m，g=10m/s 2）【答案】(1)2m/s (2)4 m【解析】【详解】 （1）在最高点，当小球恰好通过最高点时，有： ，- 10 -解得 （2）根据 hr gt2得， 则水平距离 x v2t4 1m4 m【点睛】本题考查了平抛运动和圆周运动的基本运用，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本题的关键15. 甲、乙两个行星的质量之比为 81:1，两行星的半径之比为 36:1。则：（1）两行星表面的重力加速度之比；（2）两行星的第一宇宙速度之比。【答案】 （1）1/16（2）3:2【解析】在行星表面，质量为 m 的物体的重
20、力近似等于其受到的万有引力，则g=得： 行星表面的环绕速度即为第一宇宙速度，做匀速圆周运动的向心力是万有引力提供的，则v1= 得：16.“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为 H，飞行周期为 T，月球的半径为 R，引力常量为 G。求：（1） “嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小；（2）月球的质量；- 11 -（3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大。【答案】【解析】（ ） “嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小 （ ）设月球质量为 M “嫦娥一号”的质量为 m根据牛二定律得解
21、得 （ ）设绕月飞船运行的线速度为 ，飞船质量为 ，则 又 联立得17. 如图示，圆管构成的半圆形竖直轨道和光滑斜面固定在水平地面上，圆形轨道半径和斜面高度均为 R，斜面倾角 a 等于 45，MN 为直径且与水平面垂直。直径略小于圆管内径质量为 m 的小球以某一初速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点 M 时飞出轨道，恰好落在光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，重力加速度为 g，忽略圆管内径及各处摩擦，求：（1）小球在半圆轨道最高点 M 时所受弹力（2）若 AE 段为摩擦因素等于的粗糙平面且足够长，且小球过 A 点速度大小不变,则小球- 12 -在 AE 段滑行的距离是多少。【答案】(1)mg(2)3R/u【解析】(1)小球平抛运动到达斜面顶端时速度与水平方向成 45 度角，水平速度与竖直分速度相等，由竖直分运动 可求得水平速度，再由 可求得弹力为 mg，方向向下（2）小球落到 B 点时速度为 ，由 B 到 AE 面静止，由动能定理有：mgR-可得 s=3R/u
