江苏省泰州市姜堰区2017_2018学年高一物理下学期期中（4月）试题（含解析）.docx

江苏省泰州市姜堰区2017-2018学年高一物理下学期期中（4月）试题（含解析）一、单项选择题1. 下列说法正确的是A. 牛顿发现了行星的运动规律B. 开普勒发现了万有引力定律C. 牛顿发现了海王星和冥王星D. 卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量【答案】D【解析】开普勒发现了行星的运动规律，选项A错误；牛顿发现了万有引力定律，选项B错误；亚当斯和勒威耶发现了海王星，克莱德汤博发现了冥王星，故C错误；卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故D正确；故选D. 2. 甲、乙两物体都做匀速圆周运动，甲的转动半径为乙的一半，当甲转过60时，乙在这段时间里正好转过45，则甲、乙两物体的线速度之比为A. 1：4 B. 4：9 C. 2：3 D. 9：16【答案】C【解析】当甲转过时，乙在这段时间里正好转过，由角速度的定义式有： 甲的转动半径为乙的一半，根据线速度与角速度的关系式可得：，故选项C正确，ABD错误。点睛：本题关键是记住角速度的定义公式和线速度与角速度的关系公式，并能对这些公式熟练的应用。3. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对桶壁静止。则A. 物体受到4个力的作用B. 物体所受的重力提供向心力C. 物体所受的弹力提供向心力D. 物体所受的静摩擦力提供向心力【答案】C【解析】物块在竖直方向上受重力和静摩擦力处于平衡，在水平方向上受弹力作用，靠弹力提供向心做匀速圆周运动，即物体受3个力作用，故选项C正确，ABD错误。点睛：解决本题的关键知道向心力的来源，知道物块在竖直方向上受重力和摩擦力处于平衡。4. a、b两颗人造地球卫星分别在如图所示的两个不同的圆轨道上运行，下列说法正确的是A. a卫星的运行速度比第一宇宙速度大B. b卫星的运行速度比a卫星的小C. b卫星的周期比a卫星的小D. b卫星的角速度比a卫星的大【答案】B【解析】A、第一宇宙速度是近地卫星的圆周运动速度，根据，则，a卫星的轨道半径均大于地球半径，故其线速度均小于第一宇宙速度，故A错误；B、根据万有引力提供向心力，有：，解得：，由于b卫星轨道半径大于a卫星半径，故b卫星的运行速度比a卫星的小，故B正确；C、根据万有引力提供向心力，有：，则：，由于b卫星轨道半径大于a卫星半径，所以b卫星的周期比a卫星的大，故C错误；D、根据万有引力提供向心力，有：，则，由于b卫星轨道半径大于a卫星半径，所以b卫星的角速度比a卫星的小，故D错误。点睛：掌握卫星圆周运动向心力由万有引力提供，掌握第一宇宙速度的物理意义是关键，此类习题多做、多练，则熟能生巧！ 5. 物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为A. 2J B. 2J C. 10J D. 14J【答案】A【解析】试题分析：求合力的功有两种方法，此处可选择：先求出各个力做功，之后各个功之和力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，即8J虽然两力相互垂直，但两力的合力功却是它们之和6J+（8J）=2J故选：A6. 质量为m的物体从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，在运动时间为t的过程中，合外力对它做功的平均功率为A. B. C. D. 【答案】B【解析】试题分析：物体做的是匀加速直线运动，根据速度时间公式可以求得经过时间t时物体的速度，由此可以求得平均速度的大小物体做的是匀加速直线运动，t时刻速度的大小为，该过程的平均速度的大小为：，物体受到的合外力为，所以合外力对它做功的平均功率为，B正确7. 如图所示，重物A质量为m，置于水平地面上。一根轻质弹簧，原长为L，劲度系数为k，下端与物体A相连接。现将弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度h使重物A离开地面。这时重物具有的重力势能为（以地面为零势能面）A. B. C. D. 【答案】A【解析】物块刚A离开地面时，弹簧所受的弹力等于物块的重力，根据胡克定律得弹簧伸长的长度为：由弹簧上端P缓慢的竖直向上提起的距离L，则物块上升的高度为：以地面为势能零点，这时物块A具有的重力势能为：，故选项A正确，BCD错误。点睛：物块刚A离开地面时，弹簧所受的弹力等于物块的重力，根据胡克定律求出此时弹簧伸长的长度，根据几何关系求出物块上升的高度，再求物块A具有的重力势能，仔细分析题，养成好的学习习惯很重要！8. 已知某天体的第一宇宙速度为8km/s，设该星球半径为R，则在距离该星球表面高度为3R的轨道上做匀速圆周运动的宇宙飞船的运行速度为A. 2km/s B. 4 km/s C. 4km/s D. 8 km/s【答案】B【解析】第一宇宙速度为环绕天体运行的最大速度，即在天体表面附近飞行的速度，根据万有引力提供向心力，则：，即：；而距该天体表面高度为3R的宇宙飞船的运行速度为，则：，即：，故选项B正确，ACD错误。点睛：掌握卫星圆周运动向心力由万有引力提供，掌握第一宇宙速度的物理意义是关键，此类习题多做、多练，则熟能生巧！9. 长度为0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为3kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，小球通过最高点时的速度为2m/s，取g=10m/s2，则此时轻杆OA将 A. 受到24N的拉力 B. 受到24N的压力C. 受到6.0N的拉力 D. 受到6.0N的压力【答案】D【解析】小球到达最高点时，受重力和杆的弹力，先假设为向下的弹力，由牛顿第二定律有： 解得：故弹力实际的方向与假设的方向相反，为向上的支持力；根据牛顿第三定律，球对杆有向下的压力，故选项D正确，ABC错误。点睛：物体运动到圆周运动的最高点时，杆的弹力和重力的合力提供向心力，本题采用假设弹力的方向然后根据牛顿第二定律列式求解，也可以通过比较题中的速度与的大小来判断小球受到拉力还是支持力。10. 如图所示，内壁光滑的半球形碗固定不动，其轴线垂直于水平面，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，则A. 球A的线速度等于球B的线速度B. 球A的角速度大于球B的角速度C. 球A的向心加速度小于球B的向心加速度D. 球A对碗壁的压力等于球B对碗壁的压力【答案】B【解析】A、对于任意一球受力分析，设其轨道处半球形碗的半径与竖直方向的夹角为，如图所示：点睛：解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的合力提供向心力，能灵活选择向心力的形式，由牛顿运动定律列式分析。二、多项选择题11. 物体做匀速圆周运动时，下列物理量不变的有A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 周期【答案】BD【解析】试题分析：速度、向心力、加速度是矢量，有大小有方向，要保持不变，大小和方向都不变在匀速圆周运动的过程中，速度的方向时刻改变，加速度、向心力的方向始终指向圆心，所以方向也是时刻改变角速度不变，周期没有方向也不变故选BD考点：考查了匀速圆周运动点评：解决本题的关键知道匀速圆周运动的过程中，速度的大小、向心力的大小、向心加速度的大小保持不变，但方向时刻改变12. 已知万有引力常量为G，利用下列数据可以计算出地球质量的是A. 某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T和角速度B. 某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T和轨道半径rC. 地球绕太阳做匀速圆周运动的周期T和轨道半径rD. 地球半径R和地球表面的重力加速度g【答案】BD【解析】A、卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力解得，因为轨道半径未知，所以地球质量求不出来，故A错误；B、卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，解得：，故B正确；C、地球绕太阳做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r，中心天体是太阳，根据万有引力提供向心力只能求出中心天体的质量，地球是环绕天体质量被约掉，故地球质量求不出来，故C错误；D、根据地球表面物体的重力等于万有引力，得地球质量，故D正确。点睛：要求解地球的质量，有两种途径，一种是根据地球表面重力等于万有引力，另一种途径是根据卫星的万有引力提供向心力列方程求解。13. 如图所示，一物体分别沿三个倾角不同的固定光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C、D、E处，下列说法正确的是A. 物体沿斜面AC下滑过程中加速度最大B. 物体沿斜面AE下滑过程中重力的平均功率最大C. 物体在三个斜面上达底端时速度相同D. 重力做功相同【答案】AD【解析】A、物体在斜面上运动的加速度，AC面的倾角最大，则物体沿AC斜面下滑过程中的加速度最大，故A正确；B、AC段的位移最小，加速度最大，根据知，可知在AC段运动的时间最短，因为重力做功相等，可知在斜面AC下滑过程中重力的平均功率最大，故B错误，D正确；C、根据动能定理得，知，可知物体到达底端的速度大小相等，但是速度方向不同，故C错误。点睛：根据牛顿第二定律求出加速度的表达式，从而比较出加速度的大小；根据动能定理比较出到达底端的速度大小；抓住重力做功相等，通过运动学公式比较运动的时间，从而比较出平均功率的大小；解决本题的关键得出所要求的物理量与倾角的关系，从而比较分析，掌握平均功率和瞬时功率的区别，以及两种功率的求法。14. 如图，长为L的细绳一端系在天花板上的O点，另一端系一质量m的小球将小球拉至细绳处于水平的位置由静止释放，在小球沿圆弧从A运动到B的过程中，不计阻力，则A. 小球经过B点时，小球的动能为mgLB. 小球经过B点时，绳子的拉力为2mgC. 小球下摆过程中，重力对小球做功的平均功率为0D. 小球下摆过程中，重力对小球做功的瞬时功率先增大后减小【答案】AD【解析】A、从A到B的过程中，根据动能定理得：，故A正确；B、在B点，根据牛顿第二定律得，解得：，故B错误；C、小球下摆过程中，重力做的功，则重力的平均功率不为零，故C错误；D、小球下摆过程中，重力的瞬时功率从0变化到0，应是先增大后减小，故D正确。点睛：本题主要考查了圆周运动向心力公式、动能定理的直接应用，要求同学们能正确分析小球的受力情况，会利用特殊点解题。三、实验题15. 为了探究动能定理，某同学设计了如图甲所示的实验装置 (1)实验时，该同学想用钩码的重力表示小车受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，实验前_（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；若小车的质量为M，钩码的总质量为m，则两者质量应满足M _m（填“远大于”或“远小于”）。（2）实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号06），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T.则打点2时小车的速度v2_；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间动能定理的关系式可表示为_【答案】 (1). 需要 (2). 远大于 (3). 或 (4). 【解析】（1）为了使细线的拉力等于滑块的合力，则实验前需平衡摩擦力，对整体运用牛顿第二定律得，则绳子的拉力，为了使细线的拉力等于钩码的重力，则滑块的质量M要远大于钩码的质量m；（2）根据匀变速运动规律：中间时刻的瞬时速度等于平均速度，则点2的瞬时速度为：或；从点1到点5，动能的增加量为，则需要验证的动能定理表达式为：。点睛：解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小以及动能定理的表达式。四、计算题16. 如图所示,质量为m可看成质点的小球置于正方体的光滑硬质盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计.问:(1) 要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则该盒子做匀速圆周运动的周期为多少?(2) 若盒子以(1)中周期的做匀速圆周运动,则当盒子运动到最低点时,小球对盒子作用力为多大?【答案】（1）（2）【解析】（1）在最高点，由于盒子与小球之间无作用力，则有：解得：，根据，解得：；（2）在最低点时，小球受到重力以及盒子对其的弹力做用，根据牛顿第二定律：，解得：由牛顿第三定律得：球对盒子的下底面有一个大小为、方向竖直向下的压力。点睛：本题运用牛顿运动定律研究竖直平面内圆周运动问题，关键是确定向心力的来源。17. 已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星运行周期T 。（3）若已知火星的质量和半径分别为地球的和，则火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比？【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）设卫星的质量为m , 地球的质量为M , 不考虑地球自转的影响 , 在地球表面物体所受重力等于地球对物体的引力，即，得（2）若卫星在距地面高为h上空做匀速圆周运动时，所受到的万有引力为：联立得（3）由得地球表面的重力加速度可表示为同理火星表面重力加速度为 联立并由、，得18. 如图所示，竖直平面内有四分之一圆弧轨道固定在水平桌面上，圆心为O点。一小滑块自圆弧轨道A处由静止开始自由滑下，在B点沿水平方向飞出，落到水平地面C点。已知小滑块的质量为m=1.0kg，C点与B点的水平距离为1m，B点高度为1.25m，圆弧轨道半径R=1m，g取10m/s2。求小滑块：(1）从B点飞出时的速度大小；(2）在B点时对圆弧轨道的压力大小；(3）沿圆弧轨道下滑过程中克服摩擦力所做的功。【答案】（1）（2）14N（3）【解析】试题分析：（1）