二十四中高一下期中物理.docx

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二十四中高一下期中物理

2015二十四中高一（下）期中

物理

一、单项选择

1．（3分）发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　）

A．开普勒、卡文迪许B．牛顿、伽利略

C．牛顿、卡文迪许D．开普勒、伽利略

2．（3分）做曲线运动的物体，在运动过程中一定会发生变化的物理量是（　　）

A．速率B．速度C．加速度D．合外力

3．（3分）河宽为420m，船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s，则船过河的时间最短为（　　）

A．140sB．105sC．84sD．60s

4．（3分）物体在平抛运动过程中，在相等的时间内，下列哪些量是相等的（　　）

A．速度的增量B．加速度C．位移D．平均速率

5．（3分）水滴自高处由静止开始下落，在落地前遇到水平方向吹来的风，则（　　）

A．风速越大，水滴下落时间越长

B．风速越大，水滴下落的时间越短

C．水滴下落的时间与风速无关

D．水滴着地时的速度与风速无关

6．（3分）一个物体从某高度水平抛出，已知初速度为v0，落地速度为v1，那么它的运动时间为（　　）

A．

B．

C．

D．

7．（3分）物体做匀速圆周运动，下列哪组量保持不变（　　）

A．线速度、角速度B．加速度、角速度

C．向心力、周期D．角速度、转速

8．（3分）把盛水的水桶拴在长为L的绳子一端，使这水桶在竖直平面做圆周运动，要使水在水桶转到最高点时不从桶里流出来，这时水桶的线速度至少应该是（　　）

A．

B．

C．

D．0

9．（3分）如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥形筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（　　）

A．A球的线速度必定大于B球的线速度

B．A球的角速度必定小于B球的线速度

C．A球的运动周期必定小于B球的运动周期

D．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力

10．（3分）关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（　　）

A．第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小的发射速度

B．第一宇宙速度是人造地球卫星运行的最大速度

C．第一宇宙速度是地球同步卫星的运行速度

D．不同行星的第﹣宇宙速度是不同的

11．（3分）如图所示，a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星，它们的质量关系是ma=mb＜mc，则（　　）

A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度

B．b、c的周期相等，且小于a的周期

C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度

D．b所需向心力最小

12．（3分）地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为

，则该处距地球表面的高度为（　　）

A．（

﹣1）RB．RC．

RD．2R

二、填空

13．（3分）如图所示，O1为皮带传动装置的主动轮的轴心，轮的半径为r1；O2为从动轮的轴心，轮的半径为r2；r3为从动轮固定在一起的大轮的半径．已知r2=1.5r1，r3=2r1．A、B、C分别是三轮边缘上的点，那么质点A、B、C的线速度之比是　　，角速度之比是　　，向心加速度之比是　　，周期之比是　　．

14．（3分）如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么：

（1）照相机的闪光频率是　　Hz；

（2）小球运动中水平分速度的大小是　　m/s；

（3）小球经过B点时的速度大小是　　m/s．

15．（3分）以2m/s的速度作水平匀速运动的质量为0.1㎏的物体，从某一时刻起受到一个与初速度方向垂直、大小为2N的恒力的作用，在作用1后，物体的速度大小是　　m/s，这1s内物体走过的位移是　　m．

三、计算

16．如图所示，设一位运动员由a点沿水平方向跃起，到b点着陆时，测得ab间距离l=40m，山坡倾角θ=30°．试计算运动员起跳的速度和他在空中飞行的时间．（不计空气阻力，g取10m/s2）

17．质量m=0.1kg的小球在细绳的拉力作用下在竖直面内做半径为r=0.2m的圆周运动，已知小球在最高点的速率为v1=2m/s，g取10m/s2．求：

（1）小球在最高点时所受拉力；

（2）小球在最高点能做圆周运动的最小速度．

18．设地球表面的平均重力加速度为g，地球的半径为R，万有引力常数为G，试估算地球的密度ρ为多少？

（球体积：

V=

πR3）

19．双星系统是由两个星体构成，其中每个星体的线度都小于两星体间的距离，一般双星系统距离其它星体很远，可以当做孤立系统处理，现根据对某一双星系统的光度学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动．计算该双星系统的运动周期T计算．

20．“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示．斜槽轨道AB、EF与半径R=0.4m的竖直圆轨道（圆心为O）相连，AB、EF分别与圆O相切于B、E点，C为轨道的最低点，斜轨AB倾角为37°．质量m=0.1kg的小球从A点由静止释放，先后经B、C、D、E到F点落入小框．（整个装置的轨道光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

求：

（1）小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小；

（2）要使小球在运动的全过程中不脱离轨道，A点距离最低点的竖直高度h至少多高？

（3）在C点，球对轨道的压力．

物理试题答案

一、单项选择

1．【解答】发现万有引力定律科学家是牛顿，而测出引力常量的科学家是卡文迪许．

故选：

C

2．【解答】A、匀速圆周运动的速度的大小是不变的，即速率是不变的，所以A选项错误；

B、物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的，所以速度一定在变化，所以B选项正确；

C、平抛运动也是曲线运动，但是它的加速度是重力加速度，是不变的，所以C选项错误；

D、和C选项一样，平抛运动的合外力就是物体的重力，重力也是不变的，所以D选项错误．

故选：

B．

3．【解答】当静水速与河岸垂直，渡河时间最短．

则t=

=

s=105s．

故选：

B．

4．【解答】A、平抛运动的加速度不变，可知相等时间内的速度的增量相同，故A正确，B正确．

C、在相等时间内，水平位移相等，竖直位移不等，根据平行四边形定则知，位移不等，故C错误．

D、平均速率等于路程与时间的比值，相等时间内运动的轨迹长度不等，则平均速率不等，故D错误．

故选：

AB．

5．【解答】A、将水滴的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，水平方向随风一起飘动，竖直方向同时向下落；

由于水平方向的分运动对竖直分运动无影响，故落地时间与水平分速度无关，故AB错误，C正确；

D、两分运动的速度合成可得到合速度，故风速越大，落地时合速度越大，故D错误；

故选：

C．

6．【解答】由于平抛运动是水平方向上的匀速直线运动与竖直方向上的自由落体运动的合运动，

故任意时刻的速度是这两个分运动速度的合速度，当一个物体从某一确定的高度以v0的初速度水平抛出，已知它落地时的速度为v1，

故v1是物体运动的末速度，由速度的分解法则可知，vy2=v12﹣vo2，故vy=

故物体的运动时间t=

=

．故D选项正确．

故选：

D．

7．【解答】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，速度的大小不变，但方向时刻改变，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，转速不变，故ABC错误，D正确；

故选：

D．

8．【解答】在最高点时恰好只有重力作用，则此时的速度为最小，由向心力的公式可得：

mg=m

所以有：

v=

，

所以C正确，ABD错误．

故选：

C．

9．【解答】A、对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图

根据牛顿第二定律，有：

F=mgtanθ=m

解得：

v=

．

由于A球的转动半径较大，A线速度较大，故A正确；

B、根据ω=

=

可知，A球的转动半径较大，则A的角速度较小．故B正确．

C、周期T=

=2π

，因为A的半径较大，则周期较大．故C错误．

D、由上分析可知，筒对小球的支持力N=

，与轨道半径无关，则由牛顿第三定律得知，小球对筒的压力也与半径无关，即有球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力．故D错误．

故选：

AB．

10．【解答】A、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9km/s，飞行器恰好做匀速圆周运动，如果速度小于7.9km/s，就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力，做近心运动而落地，所以发射速度不能小于7.9km/s，故第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小的发射速度，故A正确；

B、人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度为：

v=

，轨道半径越大，速度越小，故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，故B正确；

C、第一宇宙速度是地球近地卫星的运行速度

，同步卫星的轨道半径比较大，根据v=

，则同步卫星的速度比较小，故C错误；

D、根据第一宇宙速度公式度

，不同的行星质量M和半径R不同，故第一宇宙速度不同，故D正确．

故选：

ABD．

11．【解答】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，

A、根据

得：

v=

，因为ra＜rb=rc，所以va＞vb=vc，故A错误；

B、根据

得：

T=

，因为ra＜rb=rc，所以Ta＜Tb=Tc，故B错误；

C、根据

得：

a=

，因为ra＜rb=rc，所以aa＞ab=ac，故C错误；

D、F=

，因为ra＜rb=rc，ma=mb＜mc，所以b所需向心力最小，故D正确．

故选D．

12．【解答】设地球的质量为M，某个物体的质量为m，则

在地球表面有：

①

在离地面h高处轨道上有：

②

由①②联立得：

h=（

﹣1）R

故选A．

二、填空

13．【解答】A、B靠传送带传动，则线速度相等，即vA=vB，B、C的角速度相等，即ωB=ωc，根据v=rω，知vB：

vC=r2：

r3=3：

4．所以vA：

vB：

vC=3：

3：

4．

根据v=rω知，ωA：

ωB=r2：

r1=3：

2，则ωA：

ωB：

ωC=3：

2：

2．

根据

知，TA：

TB：

TC=2：

3：

3．

根据a=rω2知，ωA：

ωB：

ωC=3：

2：

2．r1：

r2：

r3=2：

3：

4，则aA：

aB：

aC=9：

6：

8．

故答案为：

3：

3：

4，3：

2：

2，9：

6：

8，2：

3：

3．

14．【解答】

（1）在竖直方向上有：

△h=gT2，其中△h=（5﹣3）×5cm=10cm=0.1m，代入求得：

T=

=0.1s，

因此闪光频率为：

（2）水平方向匀速运动，有：

s=v0t，其中s=3l=15cm=0.15m，t=T=0.1s，代入解得：

v0=

=1.5m/s．

（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有：

所以B点速度为：

故答案为：

（1）10；

（2）1.5；（3）2.5．

15．【解答】由牛顿第二定律可知：

F=ma；

解得：

a=

=20m/s2；

由v=v0+at可得：

1s后的速度合力方向上的速度为：

v=20×1=20m/s；

则合速度v=

=21m/s；

1s内的拉力方向上位移为：

y=

at2=

×1=10m

x方向的位移x=vt=2×1=2m

故合位移l=

=10.2m．

故答案为：

21；10.2．

三、计算

16．【解答】解：

运动员做平抛运动，竖直方向有lsin30°=

gt2，解得t=

=

s=2s

则有水平方向：

lcos30°=v0t，

解得初速度v0=

=

m/s=10

m/s．

答：

运动员起跳的速度为10

m/s，他在空中飞行的时间为2s．

17．【解答】解：

（1）在最高点，根据牛顿第二定律得，

，

解得F=

N=1N．

（2）根据牛顿第二定律得，mg=

，

解得最小速度

．

答：

（1）小球在最高点时所受拉力为1N；

（2）小球在最高点能做圆周运动的最小速度为

．

18．【解答】解：

设地球的质量为M，在地球表面由万有引力近似等于重力得：

解得：

所以密度ρ为：

答：

地球的密度ρ为

．

19．【解答】解：

根据万有引力提供向心力得，

，

解得

．

答：

该双星系统的运动周期是

．

20．【解答】解：

（1）小球在斜槽轨道AB上受到重力和支持力作用，合力为重力沿斜面向下的分力，由牛顿第二定律得：

mgsin37°=ma，

a=gsin37°=10×0.6=6.0m/s2

（2）小球要在竖直圆轨道运动过程中不脱离轨道最高点D，速度至少为vD，根据牛顿第二定律得：

vD=

…①

要使小球从A点到F点的全过程不脱离轨道，只要在D点不脱离轨道即可．由机械能守恒定律得：

…②

解①②得A点距离最低点的竖直高度h至少为：

m

（3）从C到D由动能定理的：

…③

在C点对小球由牛顿第二定律得：

…④

联解①③④得轨道对小球得支持力：

FN=6mg=6N

由牛顿第三定律得小球在C点时小球对轨道的压力大小为6N，方向竖直向上

答：

（1）小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小为6m/s2；

（2）要使小球在运动的全过程中不脱离轨道，A点距离最低点的竖直高度h至少1m．

（3）在C点时小球对轨道的压力大小为6N，方向竖直向上．