海南省海口市国科园实验学校高一物理下学期期中试卷（含解析）.docVIP

2015-2016学年海南省海口市国科园实验学校高一（下）期中物理试卷一、单项选择题：本题共6小题，每小题3分，共计18分每小题只有一个选项符合题意1下列说法正确的是（）a做匀速圆周运动的物体，线速度不变b做匀速圆周运动的物体，任意相等时间内速度变化相等c向心加速度和半径成正比d向心加速度是反映速度方向变化快慢程度的物理量2一个物体以初速度v0水平抛出，经过时间t，竖直方向速度大小也为v0，则t为（）abcd3某同学设想驾驶一辆“陆地太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”不计空气阻力，已知地球的半径r=6400km下列正确的是（）a汽车在地面上速度减小时，它对地面的压力减小b当汽车速度增加到7.9km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动c此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1hd在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力4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s1和s2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，s1到c点的距离为r1，s1和s2的距离为r，已知引力常量为g由此可求出s2的质量为（）abcd5如图所示，在倾角为的斜面上a点以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上b点所用的时间为（）abcd6如图所示，弹性杆插入桌面的小孔中，杆的另一端连有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内作匀速圆周运动，通过传感器测得杆端对小球的作用力的大小为f，小球运动的角速度为，重力加速度为g则小球圆周运动半径为（）abcd二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共计20分，每小题有多个选项符合题意对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分7如图所示的塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车a，小车下装有吊着物体b的吊钩在小车a与物体b以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体b向上吊起a、b之间的距离以d=h2t2（si）（si表示国际单位制，式中h为吊臂离地面的高度）规律变化则物体做（）a速度大小不变的曲线运动b速度大小增加的曲线运动c加速度大小方向均不变的曲线运动d加速度大小方向均变化的曲线运动8如图所示，为a、b两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象，其中a为双曲线的一个分支，由图可知（）aa物体运动的线速度大小不变ba物体运动的角速度大小不变cb物体运动的角速度大小不变db物体运动的线速度大小不变92011年4月10日，我国成功发射了第八颗北斗导航卫星，完善了我国独立研发的北斗导航系统，第八颗北斗导航卫星定位在距离地面36000km的同步轨道上美国的全球定位系统（简称gps）由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20000km，下列说法正确的是（）a北斗导航卫星比gps卫星的周期大b北斗导航卫星比gps卫星的运转速率小c北斗导航卫星比gps卫星的加速度大dgps卫星也属于同步卫星10如图所示，小物体位于半径为r的半球顶端，若给小物块以水平初速度v0时，小物体对球顶恰无压力，则（）a物体立即离开球面做平抛运动b物体落地时水平位移为rc物体的初速度v0=d物体着地时速度方向与地面成45角三、实验填空题：本题共2小题，共计15分11图甲是一位同学在实验室中拍摄的小球作平抛运动的频闪照片的一部分，由于照相时的疏忽，没有摆上背景方格板，图中方格是后来用尺子在相片上画的（图中格子的竖直线是实验中重垂线的方向），为了补救这一过失，他用一把米尺、两个三角板对小球的直径进行了测量，如图乙所示（取重力加速度g=10m/s2）则（1）小球直径是mm；（2）照相时闪光频率为hz；（3）小球作平抛运动的初速度为m/s12物理学是很实用的一门学科，在工农业生产中有许多运用请你用所学的物理知识帮助农民估测出农用水泵的流量（在单位时间内通过流管横截面的流体的体积称为流量）已知水泵的出水管是水平的，且出水管外径在10cm左右提供的实验器材有：一把钢卷尺、游标卡尺、螺旋测微器、一长直细木棒和一重锤线（1）写出测量的主要步骤和需要测量的物理量a用测出水管的；b用重锤线和钢卷尺测出水管中心离地面的高度y；c用木棒从出水口正下方伸到，在木棒上做上记号，用钢卷尺测出出水的（2）用测得的物理量和有关常量，写出计算水泵流量的表达式为：q四、计算题或推导证明题：本题共4小题，共计47分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13如图所示，飞机离地面高度为h=500m，水平飞行速度为v1=100m/s，追击一辆速度为v2=20m/s同向行驶的汽车，欲使炸弹击中汽车，飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹？（g=10m/s2）14如图所示，细绳一端系着质量m=0.1kg的小物块a，置于光滑水平台面上；另一端通过光滑小孔o与质量m=0.5kg的物体b相连，b静止于水平地面上当a以o为圆心做半径r=0.2m的匀速圆周运动时，地面对b的支持力fn=3.0n，求物块a的线速度和角速度的大小（g=10m/s2）152005年10月12日，我国成功地发射了“神舟”六号载人宇宙飞船，飞船进入轨道运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行，经过了近5天的运行后，飞船的返回舱顺利降落在预定地点设“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t，若地球表面重力加速度为g，地球半径为r，求：（1）飞船的圆轨道离地面的高度；（2）飞船在圆轨道上运行的速率16如图所示，半径为r，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球a、b以不同速率进入管内，a通过最高点c时，对管壁上部的压力为3mg，b通过最高点c时，对管壁下部的压力为0.75mg求a、b两球落地点间的距离2015-2016学年海南省海口市国科园实验学校高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题：本题共6小题，每小题3分，共计18分每小题只有一个选项符合题意1下列说法正确的是（）a做匀速圆周运动的物体，线速度不变b做匀速圆周运动的物体，任意相等时间内速度变化相等c向心加速度和半径成正比d向心加速度是反映速度方向变化快慢程度的物理量【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】线速度是矢量，既有大小又有方向，当大小或方向之一改变时，线速度就改变圆周运动线速度方向是圆周的切线方向速度变化量也是矢量；向心加速度有两个公式a=2r=，运用控制变量法分析；向心加速度是反映速度方向变化快慢程度【解答】解：a、做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，线速度方向沿圆周的切线，所以其方向是变化的，故线速度是改变的，故a错误；b、做匀速圆周运动的物体，任意相等时间内速度变化的大小相等，但方向不同，故任意相等时间内速度变化不相等，故b正确；c、根据向心加速度公式a=2r=，只有当角速度一定时，向心加速度和半径成正比；而当线速度一定时，向心加速度和半径成反比；故c错误；d、对匀速圆周运动而言，当转动半径一定时，向心加速度越大，速度方向改变越快；故选：d2一个物体以初速度v0水平抛出，经过时间t，竖直方向速度大小也为v0，则t为（）abcd【考点】平抛运动【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住竖直分速度与水平初速度相等，结合速度时间公式求出运动的时间【解答】解：根据vy=v0=gt得，平抛运动的时间t=故a正确，b、c、d错误故选：a3某同学设想驾驶一辆“陆地太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”不计空气阻力，已知地球的半径r=6400km下列正确的是（）a汽车在地面上速度减小时，它对地面的压力减小b当汽车速度增加到7.9km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动c此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1hd在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力【考点】第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度；向心力；万有引力定律及其应用【分析】汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律分析速度减小时，支持力的变化，再由牛顿第三定律确定压力的变化当速度增大时支持力为零，汽车将离开地面绕地球圆周运动根据第一宇宙速度和地球半径求出“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力【解答】解：a、汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力设汽车的质量为m，支持力为f，速度为v，地球半径为r，则由牛顿第二定律得 mgf=m f=mgm当汽车速度v减小时，支持力f增大，则汽车对对地面的压力增大故a错误 b、7.9km/s是第一宇宙速度，当汽车速度v=7.9km/s时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星故b正确 c、“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小最小周期t=，v=7.9km/s，r=6400km，代入解得t=5087s=1.4h，“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h故c错误 d、在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力故d错误故选b4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s1和s2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，s1到c点的距离为r1，s1和s2的距离为r，已知引力常量为g由此可求出s2的质量为（）abcd【考点】万有引力定律及其应用【分析】这是一个双星的问题，s1和s2绕c做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，s1和s2有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题【解答】解：设星体s1和s2的质量分别为m1、m2，星体s1做圆周运动的向心力由万有引力提供得：=即 m2=故选d5如图所示，在倾角为的斜面上a点以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上b点所用的时间为（）abcd【考点】平抛运动【分析】解决平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同【解答】解：设ab之间的距离为l，则：水平方向：lcos=v0t竖直方向：lsin=联立解得：t=故选b6如图所示，弹性杆插入桌面的小孔中，杆的另一端连有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内作匀速圆周运动，通过传感器测得杆端对小球的作用力的大小为f，小球运动的角速度为，重力加速度为g则小球圆周运动半径为（）abcd【考点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动【分析】小球在水平面内做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，根据合力的大小通过平行四边形定则求出杆对小球的作用力大小，再由向心力表达式可求出小球圆周运动半径【解答】解：小球所受的合力提供向心力，有：f合=mr2，杆子对小球的弹力与小球的重力的合力指向圆心，根据平行四边形定则得，杆子对小球的作用力f=因此小球圆周运动的半径为r=故c正确，a、b、d错误故选c二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共计20分，每小题有多个选项符合题意对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分7如图所示的塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车a，小车下装有吊着物体b的吊钩在小车a与物体b以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体b向上吊起a、b之间的距离以d=h2t2（si）（si表示国际单位制，式中h为吊臂离地面的高度）规律变化则物体做（）a速度大小不变的曲线运动b速度大小增加的曲线运动c加速度大小方向均不变的曲线运动d加速度大小方向均变化的曲线运动【考点】运动的合成和分解【分析】物体b水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速直线运动，根据题意d=h2t2，结合位移时间关系公式，可以得出加速度的大小；合运动与分运动的速度、加速度都遵循平行四边形定则，由于合速度大小和方向都变化，得出物体的运动特点和合加速度的情况【解答】解：a、b、物体b参加了两个分运动，水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动；对于竖直分运动，结合位移时间关系公式x=v0t+at2，可得到d=hx=h（v0yt+at2） 又根据题意d=h2t2 可以得对比两式可得出：竖直分运动的加速度的大小为ay=4m/s2竖直分运动的初速度为v0y=0故竖直分速度为vy=4t物体的水平分速度不变合运动的速度为竖直分速度与水平分速度的合速度，遵循平行四边形定则，故合速度的方向不断变化，物体一定做曲线运动，合速度的大小v=，故合速度的大小也一定不断变大，故a错误，b正确；c、d、水平分加速度等于零，故合加速度等于竖直分运动的加速度，因而合加速度的大小和方向都不变，故c正确，d错误；故选bc8如图所示，为a、b两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象，其中a为双曲线的一个分支，由图可知（）aa物体运动的线速度大小不变ba物体运动的角速度大小不变cb物体运动的角速度大小不变db物体运动的线速度大小不变【考点】向心加速度；线速度、角速度和周期、转速【分析】根据图象中ab的特点，由向心加速度的公式分析即可得出结论【解答】解：由于a为双曲线的一个分支，说明a与r成反比，由向心加速度的公式a=可知，a物体运动的线速度大小不变，所以a正确，b错误由于b的图象为直线，说明a与r成正比，由向心加速度的公式a=r2 可知，b物体运动的角速度不变，所以c正确，d错误故选ac92011年4月10日，我国成功发射了第八颗北斗导航卫星，完善了我国独立研发的北斗导航系统，第八颗北斗导航卫星定位在距离地面36000km的同步轨道上美国的全球定位系统（简称gps）由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20000km，下列说法正确的是（）a北斗导航卫星比gps卫星的周期大b北斗导航卫星比gps卫星的运转速率小c北斗导航卫星比gps卫星的加速度大dgps卫星也属于同步卫星【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用【分析】根据万有引力提供向心力得出线速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，从而比较大小【解答】解：a、根据得，a=，v=，t=，gps卫星的轨道半径较小，则线速度角度、加速度较大，周期较小，故ab正确，c错误d、同步卫星的轨道半径是一定的，gps的卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，可知gps不属于同步卫星，故d错误故选：ab10如图所示，小物体位于半径为r的半球顶端，若给小物块以水平初速度v0时，小物体对球顶恰无压力，则（）a物体立即离开球面做平抛运动b物体落地时水平位移为rc物体的初速度v0=d物体着地时速度方向与地面成45角【考点】向心力【分析】物块对球顶恰无压力，说明此时恰好是物体的重力作为圆周运动的向心力，物体离开半球顶端后将做平抛运动，根据平抛运动的规律分析即可求得结果【解答】解：a、物块对球顶恰无压力，说明此时恰好是物体的重力作为圆周运动的向心力，物体离开半球顶端后将做平抛运动，所以a的说法正确b、物体做平抛运动，由x=v0t，r=gt2 以及mg=m得 x=r，所以b的说法正确c、物块对球顶恰无压力，物体的重力作为圆周运动的向心力，由mg=m得，v0=，所以c的说法正确d、物体做平抛运动，由r=gt2，可得t=，所以竖直方向上的速度 vy=gt=，夹角tan=，所以与地面的夹角不是45，所以d的说法错误故选：abc三、实验填空题：本题共2小题，共计15分11图甲是一位同学在实验室中拍摄的小球作平抛运动的频闪照片的一部分，由于照相时的疏忽，没有摆上背景方格板，图中方格是后来用尺子在相片上画的（图中格子的竖直线是实验中重垂线的方向），为了补救这一过失，他用一把米尺、两个三角板对小球的直径进行了测量，如图乙所示（取重力加速度g=10m/s2）则（1）小球直径是20.0mm；（2）照相时闪光频率为10hz；（3）小球作平抛运动的初速度为1m/s【考点】研究平抛物体的运动【分析】正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本小题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据小球水平和竖直方向运动特点求解【解答】解：（1）由乙图可知小球的直径为2.0cm，而小球在照片上的尺寸正好是一个格子的边长，所以每个格子的边长实际是2cm=20.0mm，（2）在竖直方向上有：h=gt2，其中h=（105）2=10cm，代入求得：t=0.1s所以：f=10hz（3）水平方向：x=v0t，其中x=5l=0.1m，t=t=0.1s，故v0=1m/s故答案为：（1）20.0； （2）10；（3）112物理学是很实用的一门学科，在工农业生产中有许多运用请你用所学的物理知识帮助农民估测出农用水泵的流量（在单位时间内通过流管横截面的流体的体积称为流量）已知水泵的出水管是水平的，且出水管外径在10cm左右提供的实验器材有：一把钢卷尺、游标卡尺、螺旋测微器、一长直细木棒和一重锤线（1）写出测量的主要步骤和需要测量的物理量a用游标卡尺测出水管的内径d；b用重锤线和钢卷尺测出水管中心离地面的高度y；c用木棒从出水口正下方伸到水落地点的中心，在木棒上做上记号，用钢卷尺测出出水的水平位移x（2）用测得的物理量和有关常量，写出计算水泵流量的表达式为：q=【考点】平抛运动【分析】要计算水流的横截面积，所以要测量水管的内径，水从水泵中喷出之后做的是平抛运动，根据平抛运动求出初速度的大小，根据竖直方向求出时间，然后可以求得流量的大小【解答】解：a、要计算水流的横截面积，所以要测量水管的内径，即用游标卡尺测量水管的内径d；b、设由水管距离地面的高度y可以知道水流喷射的时间，y=解得：t=设水在水平方向的位移为x，水的初速度为v=水流的横截面积为s=r2=所以流量的表达式q=sv=所以需要测量的量是水柱的水平位移x（即出水口正下方到水落地点的中心的距离）和水柱的竖直位移y，故答案为：（1）a 游标卡尺；内径d； c 水落地点的中心；水平射程x；（2）四、计算题或推导证明题：本题共4小题，共计47分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13如图所示，飞机离地面高度为h=500m，水平飞行速度为v1=100m/s，追击一辆速度为v2=20m/s同向行驶的汽车，欲使炸弹击中汽车，飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹？（g=10m/s2）【考点】平抛运动【分析】（1）投出去的炸弹做平抛运动，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动平抛运动的高度确定时间，根据高度求出时间，再根据水平速度和时间求出水平位移；（2）炸弹击中汽车的条件是：在水平方向上的位移关系：炸弹飞行的距离=汽车行驶距离+相互距离【解答】解：炸弹做的是平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动：由h=gt2可知，t=10s；在水平方向上匀速直线运动：水平方向运动时间和飞行时间相同；则s=v0t=10s100m/s=1000m；在此段时间内汽车向前行驶的距离s0=10s20m/s=200m；故s1=ss0=1000m200m=800m；答：飞机应在距离汽车的水平距离800m处投弹14如图所示，细绳一端系着质量m=0.1kg的小物块a，置于光滑水平台面上；另一端通过光滑小孔o与质量m=0.5kg的物体b相连，b静止于水平地面上当a以o为圆心做半径r=0.2m的匀速圆周运动时，地面对b的支持力fn=3.0n，求物块a的线速度和角速度的大小（g=10m/s2）【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】b受到重力、支持力和拉力，根据受力平衡求出拉力；对a，拉力提供a所需的向心力，根据f拉=f向=m求出物块a的速度，根据v=r求解角速度【解答】解：b处于静止状态，根据受力平衡有：f拉+fn=mg则f拉=mgfn=53=2（n）拉力提供a做