【物理】北京四中2015-2016学年高一下学期期中试卷

2015-2016学年北京四中高一（下）期中物理试卷

一．选择题（本大题共15小题；每小题3分，共45分．在每小题给出的四个选项中，有一个选项或多个选项正确．全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．） 1．第一次在实验室测得引力常量G的是（ ） A．第谷 B．开普勒

C．牛顿 D．卡文迪许

2．一物体做匀速圆周运动，则下列物理量保持不变的是（ ） A．速率 B．向心加速度

C．合力 D．动能

3．将两个物体甲和乙分别放置在赤道和北京，它们随地球一起转动，则（ ） A．甲的角速度比乙的角速度大 B．甲的线速度比乙的线速度大 C．甲处重力加速度比乙处大

D．甲处重力加速度比乙处小

4．至今为止，人类已经发射了很多颗围绕地球运动的卫星．若卫星运动的轨道为圆周，则它的轨道可能是下图中的（ ）

A． B． C．

D．

5．我国发射的“神州”五号载人宇宙飞船的周期约为90min，如果把它绕地球的运动看作是匀速圆周运动，则飞船的运动和人造地球同步卫星（轨道平面与地球赤道平面共面，运行周期与地球自转周期相同）的运动相比，下列判断中正确的是（ ） A．飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径

B．飞船运行的向心加速大于同步卫星运行的向心加速度 C．飞船的运行速度小于同步卫星的运行速度 D．飞船运行的角速度小于同步卫星运行的角速度

1

6．某行星的质量是地球质量的8倍，它的半径是地球半径的2倍．若地球表面的重力加速度为g，地球的第一宇宙速度为v，则（ ） A．该行星表面的重力加速度为2g B．该行星表面的重力加速度为 C．该行星的第一宇宙速度为2v D．该行星的第一宇宙速度为

7．假设某颗离太阳较远的行星绕太阳公转的运动是匀速圆周运动，公转的轨道半径为r， 公转的周期为T，太阳的半径为R，已知万有引力常量为G，则太阳的平均密度为（ ）A．

B．

C．

D．

8．一个重力为5N的物体，在竖直方向的拉力作用下，被匀速提升3m，不计阻力，在这个过程中（ ）

A．拉力对物体做的功是15J C．合力对物体做的功是15J

B．物体克服重力做的功是15J D．物体的动能增加了15J

9．关于做功，下列说法中正确的是（ ） A．重力对物体做正功，物体的重力势能一定增加 B．重力对物体做正功，物体的动能一定增加 C．合力对物体做正功，物体的重力势能一定增加 D．合力对物体做正功，物体的动能一定增加

10．一个质量为m的小孩从高度为h的滑梯顶端由静止滑下，滑梯的倾角为30°，如果滑梯光滑，则小孩滑到底端时重力的瞬时功率为（ ） A．mg

B．

C．

D．

11．质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率P启动，最终以某一速度匀速直线运动．此过程中，车所受阻力大小恒为f，重力加速度为g，则（ ） A．汽车的最大速度为 B．汽车的最大速度为

C．当汽车的速度为最大速度的时，汽车的加速度大小为

2

D．当汽车的速度为最大速度的时，汽车的加速度大小为

12．如图所示，将质量m的一块石头从离地面H高处由静止释放，落入泥潭并陷入泥中h深处，不计空气阻力，若H=3h．则（ ）

A．石头受到平均阻力为3mg B．石头受到平均阻力为4mg C．石头克服阻力所做的功为3mgh D．石头克服阻力所做的功为4mgh

13．如图所示，质量相等的两个小球A和B紧贴倒圆锥筒的光滑内壁各自做水平面内的匀速圆周运动，则（ ）

A．A球受到的支持力较大 B．B球受到的支持力较大 C．A球运动的线速度较大 D．B球运动的线速度较大

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mgL B．小球经过B点时，绳子的拉力为3mg

C．小球下摆过程中，重力对小球做功的平均功率为0

3

D．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

15．如图所示，在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道，轨道的半径都是R．轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x．一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道，经过最低点B时的速度为v．小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为△F （△F＞0 ）．不计空气阻力．则（ ）

A．m、x一定时，R越大，△F一定越大 B．m、x一定时，v越大，△F一定越大 C．m、R一定时，x越大，△F一定越大 D．m、R一定时，v越大，△F一定越大

二．填空题（本大题共4小题，每空2分，共18分．请把答案填在答题纸的横线上） 16．有两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，它们的轨道半径之比r1：r2=1：4，则它们的周期之比T1：T2= ，运行速度之比v1：v2= ．

17．一同学将一个质量为m的小球水平抛出，抛出时小球的速度为v0，不计阻力，若抛出点离地面的高度为h，那么同学对小球做的功是 ，小球落地点的动能为 ．

18．如图所示，细线长为L，悬挂一质量为m的小球静止在A点．今施加在小球上一个水平向右的恒力F使其运动到B点，此时细线与竖直方向夹角为θ．那么在这一过程中，恒力对小球做的功为 ，小球重力势能的增加量为 ．

4

19．有三颗人造地球卫星1、2、3，1是一颗放置在赤道附近还未发射的卫星，2是一颗靠近地球表面绕行的近地卫星，3是一颗围绕地球运动的地球同步卫星．则1、2、3三颗卫星受到地球的引力大小F1、F2、F3的大小关系是 ；向心加速度a1、a2、a3的大小关系是 ；角速度ω1、ω2、ω3的大小关系是 ．

三．简答题（本大题共4小题，共37分．解答应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．） 20．长为L的细线，栓一质量为m的小球，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图所示，摆线L与竖直方向的夹角为θ． 求 （1）线的拉力．

（2）小球运动的线速度的大小．

21．在一个半径为R的星球表面，离地h处无初速释放一小球，不计阻力，小球落地时速度为v．已知引力常量G，求： （1）这颗星球表面的重力加速度； （2）这颗星球的质量；

（3）若星球的自转周期为T，求这颗星球同步卫星的高度．

22．如图所示，竖直半圆形光滑轨道下端与水平面相切，B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点．质量为m=1kg的滑块（可视为质点）沿水平面向左滑动，经过A点时的速度vA=6.0m/s，物体经B冲上圆弧轨道．已知半圆形轨道半径R=0.50m，滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.50，A、B两点间的距离l=1.10m．取重力加速度g=10m/s．求： （1）滑块运动到B点时的速度大小vB；

（2）滑块经过圆弧轨道B点时，轨道对滑块的支持力大小； （3）通过计算判断滑块是否可以通过轨道的最高点C．

2

5

23．如图所示，水平传送带的左端与一倾角θ=37°的粗糙斜面平滑连接，一个小滑块（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放，沿斜面滑下并冲上传送带，传送带以恒定速率v=2m/s逆时针转动．已知小滑块的质量m=2kg，斜面上A点到斜面底端的长度s=9m，传送带的长度为L=10m，小滑块与斜面的动摩擦因数μ1=0.50，小滑块与传送带间动摩擦因数μ2=0.40，g=10m/s2．求：

（1）小滑块到达斜面底端P的速度大小；

（2）a．判断冲上传送带的小滑块是否可以运动到传送带的右端Q；

b．若小滑块可以运动到Q，试求小滑块从P点运动到Q点的过程中摩擦力分别对小滑块和传送带做的功；若小滑块不能达到Q，试求小滑块从P点开始再次运动到P点过程中摩擦力分别对小滑块和传送带做的功；

（3）小滑块在斜面和传送带上运动的整个过程中，小滑块相对于地面的总路程．

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2015-2016学年北京四中高一（下）期中物理试卷

参考答案与试题解析

一．选择题（本大题共15小题；每小题3分，共45分．在每小题给出的四个选项中，有一个选项或多个选项正确．全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．） 1．【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．

【分析】本题考查了物理学史，了解所涉及伟大科学家的重要成就，如高中所涉及到的牛顿、第谷、开普勒、卡文迪许、库仑等重要科学家的成就要明确．

【解答】解：牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的数值于1789年由卡文迪许利用扭秤实验测量得出的，故ABC错误，D正确． 故选：D．

2．【考点】线速度、角速度和周期、转速．

【分析】对于物理量的理解要明确是如何定义的，决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别．

【解答】解：做匀速圆周运动的物体的速度大小、动能、周期、都不变；

但速度和合力以及加速度都是矢量，方向不断变化；动能和周期是标量，无方向，故AD正确，BC错误 故选：AD．

3． 【考点】线速度、角速度和周期、转速．

【分析】甲、乙两个物体分别放在赤道和北京，它们随地球一起转动时它们的周期相同，角速度相同，但半径不同，甲的半径大于乙的半径，由线速度和角速度的关系v=ωr知甲的线速度大于乙的线速度．

【解答】解：A、将两个物体甲和乙分别放置在赤道和北京，由几何关系可知，甲做圆周运动的半径比较大；甲、乙两个物体随地球一起转动时它们的周期相同，角速度相同；故A错误；

B、由于甲的转动半径大于乙的转动半径，由线速度和角速度的关系v=ωr知甲的线速度大于乙的线速度；故B正确；

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C、D、由于甲的转动半径大于乙的转动半径，根据公式a=ω2r，甲的向心加速度大于乙的向心加速度；而重力加速度：g=确． 故选：BD．

4．【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】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，靠地球的万有引力提供向心力，而万有引力的方向指向地心，所以人造地球卫星做圆周运动的圆心是地心，否则卫星不能稳定做圆周运动．根据卫星轨道的特点分析即可．

【解答】解：人造地球卫星靠地球的万有引力提供向心力而做匀速圆周运动，万有引力的方向指向地心，所以卫星圆周运动的圆心必须是地心，否则卫星不能稳定地做圆周运动．故A不可能，BCD是可能的．故A错误，BCD正确． 故选：BCD．

5． 【考点】同步卫星；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．

【分析】同步卫星定轨道（在赤道上方），定周期（与地球的自转周期相同），定速率、定高度．根据万有引力提供向心力及周期关系，分别对各选项进行分析． 【解答】解：同步卫星的周期为24h＞90min． A：由：

可得：

，即：谁的周期长，谁的半径大，故A错误． ，所以甲处重力加速度比乙处小．故C错误，D正

B：由：得：谁的半径大，谁的半加速度小，由A选项知：同步卫星的半径大，故其

向心加速度小，故B正确． C：由：

得：谁的半径大，谁的速度度小，由A选项知：同步卫星的半径大，故其

速度小，故C错误． D：由：

得：谁的半径大，谁的角速度度小，由A选项知：同步卫星的半径大，故

其角速速度小，故D错误． 故选：B

8

6．【考点】万有引力定律及其应用；向心力．

【分析】由重力加速度的表达式及行星与地球的质量之比，半径之比求得重力加速度之比．由第一宇宙速度表达式及行星与地球的质量之比、半径之比求得第一宇宙速度． 【解答】解：A、在表面由重力等于万有引力，即：mg=G星球表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比：

，解得：g=

，

===×（

2

）=2，

行星的重力加速度：g行=2g；故A正确，B错误；

C、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，由牛顿第二定律得：G某行星上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比：

=m

，解得：v=

；

====2，

所以该行星的第一宇宙速度为2v．故C正确，D错误． 故选：AC

7．【考点】万有引力定律及其应用．

【分析】行星绕太阳公转时，由太阳的万有引力提供向心力，据万有引力定律和向心力公式列式，即可进行分析．

【解答】解：设太阳的质量为M，行星的质量为m．行星绕太阳做圆周运动的向心力由太阳的万有引力提供，则有：

，

解得太阳质量为：

9

根据密度的公式有：，C正确，ABD错误

故选：C

8．【考点】动能定理的应用；功能关系．

【分析】根据平衡关系可求得拉力大小，再根据功的公式可求得拉力做功情况及克服重力所做的功； 根据运动情况及运动定理可求得动能的增量和合力所做的功．

【解答】解：A、物体被匀速提升，由平衡条件可知拉力为：F=mg=5N，则拉力的功为：W=FL=5×3=15J；故A正确；

B、物体克服重力做功WG=mgh=5×3=15J；故B正确；

C、物体做匀速运动；根据动能定理可知，合力做功为零；故C错误； D、物体做匀速运动，故物体的动能增量为零；故D错误； 故选：AB．

9． 【考点】功能关系．

【分析】重力做功量度重力势能的改变量；重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加；根据动能定理可明确合外力做功与动能之间的关系．

【解答】解：A、重力做功量度重力势能的改变量；重力做正功时，重力势能减小；故A错误；

B、根据动能定理可知，合外力的功等于动能的改变；重力做正功时，动能不一定增加；如物体向下做减速运动时；重力做正功，动能减小；故B错误；

C、合力的功只能量度动能改变，合力做正功时，重力势能不一定增加；如物体在水平面上做加速运动；故C错误；

D、根据动能定理可知，合力做正功时，物体的动能一定增加；故D正确； 故选：D．

10．【考点】功率、平均功率和瞬时功率．

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