四川省宜宾市南溪区第二中学学年高二上学期期中考试物理试题含答案解析.docx
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四川省宜宾市南溪区第二中学学年高二上学期期中考试物理试题含答案解析
四川省宜宾市南溪区第二中学【最新】高二上学期期中考试物理试题
学校:
___________姓名：
___________班级：
___________考号：
___________
一、单选题
1．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重大贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是
A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人
B．牛顿进行了“月
地检验”，得出天上和地下的物体间的引力作用都遵从万有引力定律
C．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了微元法
D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是转换法
2．如图所示，若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，则可能的轨迹是（）
A．
B．
C．
D．
3．一条河宽300m，水流速度3m/s，小船在静水中速度为4m/s，则小船横渡该河所需的最短时间是（ ）
A．75sB．60sC．100sD．43s
4．一卫星沿圆轨道绕某中心天体运行，轨道半径是6．8×103km，周期为5．6×103s，G=6.67×10-11N·m2/kg2，则该中心天体的质量约为
A．6×1024kgB．2×1024kgC．1×1028kgD．1×1018kg
5．一物体做平抛运动，分别用vx、x、vy、y、t表示平抛运动的水平速度、水平位移、竖直速度、竖直位移、平抛时间，则下列图象能反映它们之间关系的是（）
A．
B．
C．
D．
6．如图，a、b、c为三个传动轮边缘上的点，b、c所在的两轮固定在同一轴上。
转动过程中，传动带不打滑，a、b、c三点做半径分别为ra、rb、rc的圆周运动，且rc＞ra＞rb。
则三个点的角速度ω和线速度v的大小关系是（）
A．ωa＞ωb、va＞vbB．ωa＞ωb、va＝vbC．ωb＝ωc、vb＝vcD．ωb＝ωc、vb＜vc
7．如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动，如果小球经过最高位置时速度为
，则杆对球的作用力为（ ）
A．推力，
mgB．拉力，
mg
C．推力，
mgD．拉力，
mg
8．关于开普勒行星运动的公式
＝k，以下理解正确的是（）
A．k是一个与太阳无关的常量
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R，周期为T，月球绕地球运转轨道的半长轴为r，周期为t.则有：
C．这个规律是开普勒通过长时间精细的扭秤实验归纳总结出来的
D．此关系是行星绕太阳运动所遵循的规律，但对地球各个卫星绕地球运动也适用
9．铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度大于
，则（ ）
A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C．这时铁轨对火车的支持力等于
D．这时铁轨对火车的支持力小于
二、多选题
10．在粗糙水平木板上放一个物块，沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，下列说法正确的是（）
A．物块始终受到三个力的作用
B．只有在a、b、c、d四点，物块受到的合外力才指向圆心
C．从a到b，物块处于超重状态
D．从b到d，物块处于超重状态
11．如图所示，将一小球以10m/s的速度水平抛出，落地时的速度方向与水平方向的夹角恰为45°，不计空气阻力，g取10m/s2，则（ ）
A．小球抛出点离地面的高度5m
B．小球抛出点离地面的高度10m
C．小球飞行的水平距离10m
D．小球飞行的水平距离20m
12．如图所示，一段绳子跨过距地面高度为H的两个定滑轮，一端连接小车P,另一端连接物块Q．小车最初在左边滑轮的下方A点，以速度v从A点匀速向左运动，运动了距离H到达B点．下列说法正确的有
A．物块匀加速上升
B．物块在上升过程中处于超重状态
C．车过B点时，物块的速度为
D．车过B点时，左边绳子绕定滑轮转动的的角速度为
三、实验题
13．用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关.
（1）本实验采用的科学方法是_______。
A．控制变量法B．累积法C．微元法D．放大法
（2）图示情景正在探究的是______。
A．向心力的大小与半径的关系
B．向心力的大小与线速度大小的关系
C．向心力的大小与角速度大小的关系
D．向心力的大小与物体质量的关系
（3）通过图示实验可以得到的结论是_____________。
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
14．“研究平抛运动”的实验，可以描绘出小球做平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．安装好器材，注意调整____________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．
B．让小球多次从斜槽上相同位置上由静止滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如右下图中a、b、c、d所示．
C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．
如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点（轨迹已擦去）．已知小方格纸的边长L＝0.9cm．g取10m/s2．请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：
①小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间_________（填“相等”或“不相等”）；
②平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，根据小球从a→b、b→c、c→d的竖直方向位移差，求出小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间是____________s；
③再根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度v0＝________m/s；
④从抛出点到b点所经历的时间是___________s．
四、解答题
15．宇船员来到某星球表面做了如下实验：
将一小钢球由距星球表面高h（h远小于星球半径）处由静止释放，小钢球经过时间t落到星球表面，该星球为密度均匀的球体，引力常量为G．
（1）求该星球表面的重力加速度；
（2）若该星球的半径为R，忽略星球的自转，求该星球的密度．
16．跳台滑雪是利用依山势特别建造的跳台进行的，运动员踩着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上获得高速后起跳，在空中飞行一段距离后着陆．如图所示，设一位运动员由A点沿水平方向跃出，到B点着陆，测得AB间距离L＝75m，山坡倾角θ＝37°（取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），试计算：
（不计空气阻力，g取10m/s2）
（1）运动员在空中飞行的时间t；
（2）他起跳时的速度v0；
（3）落地前瞬间速度的大小．
17．已知地球的半径约为月球半径的4倍，地球表面的重力加速度约为月球表面重力加速度的6倍，地球的第一宇宙速度约为7.9km/s。
求月球的第一宇宙速度。
（结果保留两位有效数字）
18．如图所示，ABC为竖直平面内的光滑圆弧轨道，圆弧的半径R＝0.3m，弧AB对应的圆心角θ＝60°，BC为竖直直径．质量为0.6kg的小球以某一初速度从圆弧轨道左侧P点水平飞出，恰好从圆弧的A点沿其切线方向进入圆弧，置于A点的速度传感器（图中未画出）测得小球经A点时的速度v1＝4m/s.（g取10m/s2）
（1）求P点与A点的水平距离和竖直高度；
（2）置于C点的速度传感器（图中未画出）测得小球经C点时的速度v2＝
m/s，则小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力多大？
参考答案
1．B
【详解】
A、牛顿发现了万有引力定律，而卡文迪许通过实验测量并计算得出了万有引力常量，因此卡文迪许被称为“称量地球的质量”的人．故A错误；B、牛顿进行了“月-地检验”，得出天上和地下的物体间的引力作用都遵从万有引力定律，故B正确；C、卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了放大法，故C错误．D、不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是等效替代法，故D错误．故选B．
【点睛】
本题考查了物理学史以及一些物理定律的意义，对于物理定律我们不仅要会应用还要了解其推导过程，有助于提高我们研究问题的能力和兴趣，注意引力定律与引力常量发现者的不同，及理解微元法、等效法、转换法的含义．
2．B
【解析】
【详解】
曲线运动的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，由此可以判断ACD错误；曲线运动的物体受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由此可以判断B正确。
3．A
【解析】
试题分析：
当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短；当合速度与河岸垂直时，渡河航程最短．
当静水速与河岸垂直时，垂直于河岸方向上的分速度最大，则渡河时间最短，最短时间为
，A正确．
4．A
【解析】根据万有引力提供圆周运动向心力有：
，可得中心天体的质量
，故A正确，BCD错误；
故选A。
5．D
【解析】
抛运动在水平方向上做匀速直线运动，水平分速度不变，vx-t图象应是平行于t轴的直线，故A错误；平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，则有vy=gt，vy-t图象为过原点的倾斜直线，故B错误；平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，根据x=vt知，x-t应为过原点的倾斜直线，故C错误；根据
，可得
，可知y-vy2图象是过原点的直线，故D正确．所以D正确，ABC错误．
6．D
【解析】a点与b点都在皮带上，故其线速度相等，由于半径ra＞rb．故由v=ωr可知角速度关系为ωa＜ωb，故AB错误；b点和c点属于同轴转动，故其角速度相等即ωc=ωb，由于c的半径大于b的半径，由v=ωr可知c的线速度大于b点的线速度，即vb＜vc，故C错误，D正确。
所以D正确，ABC错误。
7．C
【解析】
杆的临界速度为
，速度v＝
，小于临界速度，因此杆对小球是推力的作用，向心力为mg－FN＝m
，代入数值，可得FN＝
mg，选项C正确，ABD错误．
故选：
C
8．D
【解析】
A、k是一个与转动天体无关的常量，与中心天体的质量有关，故A错误；
B、公式
中的k是与中心天体质量有关的，中心天体不一样，k值不一样，地球公转的中心天体是太阳，月球公转的中心天体是地球，k值是不一样的，故B错误；
C、这个规律是开普勒通过长时间精细的归纳总结出来的，不是扭秤实验归纳总结出来的，故C错误；
D、此关系是行星绕太阳运动所遵循的规律，但对地球各个卫星绕地球运动也适用，故D正确；
故选D．
9．B
【详解】
AB．火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时
火车的速度是
当火车转弯的速度大于
，需要的向心力增大，则外轨就要对火车产生一个向内的力来提供不足的力，所以此时外轨对外侧车轮轮缘有挤压。
故A错误，B正确；
CD．当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，此时
由于外轨对火车的作用力沿着轨道平面斜向下，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使铁轨对火车的支持力变大，故CD错误。
故选A。
10．ABC
【解析】
物块在水平面内做匀速圆周运动，合外力提供向心力，方向指向圆心，任何位置都是如此选项B错．在最高点和最低点，合力指向圆心都是竖直方向，水平方向合力0，因此摩擦力等于0，重力和支持力的合力提供向心力，所以并不是始终受到三个力的作用选项A错．从a到b，从b到a加速度指向圆心，竖直方向分加速度竖直向上，属于超重状态选项D正确．
11．AC
【详解】
AB．将落地点的速度进行分解，根据几何关系得
=tan45°
解得
vy=v0=10m/s
平抛运动在竖直方向做自由落体运动，则小球的运动时间为
小球抛出点离地面的高度为
h=
gt2=
×10×12=5m
故A正确，B错误．
CD．小球飞行的水平距离为
x=v0t=10m
故C正确，D错误．
故选AC．
点睛：
小球做平抛运动，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；知道利用速度的分解的方法解决平抛运动.
12．BD
【分析】
将小车的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动，根据沿绳子方向的运动速度和平行四边形定则求解物体的速度，再结合相应的公式求解．
【详解】
A.将小车的运动分解为沿绳子方向的运动以及垂直绳子方向的运动，如图：
设此时绳子与水平方向增加的夹角为θ，则：
tanθ＝H/H＝1，所以：
θ＝45°；由三角函数可解得：
当物体运动到绳与水平方向夹角为θ时物体的速度为v，则vcosθ＝v′，可知物体的运动不是匀加运动．故A错误；
B.由于vcosθ＝v′，随θ的减小，v′增大，所以物体向上做加速运动；加速度的方向向上，所以物体处于超重状态．故B正确；
C.当物体运动到B点，绳与水平方向夹角θ＝45°时物体的速度为v，则vcos45°＝v′，则v′＝
v，故C正确；
D.物体运动到绳与水平方向夹角α＝45°时，左侧的绳子的长度是
H，由图可知垂直于绳子方向的分速度为：
v⊥＝vsin45°＝
v，所以左边绳子绕定滑轮转动的角速度为：
．故D正确；
故选BCD．
【点睛】
本题关键是正确地找出物体的合运动与分运动，然后根据运动分解的平行四边形定则，得到物体速度的大小．
13．ADC
【详解】
（1）[1]在这两个装置中控制半径、角速度不变，只改变质量来研究向心力与质量之间的关系，故采用的控制变量法，所以A是正确的
（2）[2]控制半径、角速度不变，只改变质量来研究向心力与质量之间的关系，所以D是正确的.
（3）[3]通过控制变量法得到的结果为在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比,所以C是正确的
14．斜槽末端切线水平相等0.03s0.6m/s0.045s
【详解】
[1]．为了保证小球的初速度水平，安装好器材，注意调整斜槽末端切线水平．
①[2]．平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，小球从a→b、b→c、c→d的水平位移相等，则运动的时间相等．
②[3]．根据△y=L=gT2得，相等时间间隔
③[4]．小球平抛运动的初速度
v0＝
m/s＝0.6m/s
④[5]．b点的竖直分速度
vyb＝
m/s＝0.45m/s
则抛出点到b点的时间
点睛：
解答此题关键是知道：
平抛运动竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时求解某点的竖直分速度.
15．
（1）
（2）
【解析】
试题分析：
根据匀变速直线运动的位移时间公式求出星球表面的重力加速度．根据万有引力等于重力求出星球的质量，结合星球的体积求出星球的密度．
（1）根据
，可得星球表面的重力加速度为：
（2）根据万有引力等于重力：
可得星球的质量为：
星球的体积为：
联立解得：
点睛：
本题主要考查了万有引力定律理论和运动学公式的综合运用，根据位移时间公式求出星球表面的重力加速度是解决本题的关键．
16．
（1）3s
（2）20m/s （3）36.1m/s
【详解】
（1）运动员从起跳到落地的竖直位移
而y＝Lsinθ，将g＝10m/s2，L＝75m，θ＝37°代入以上两式
解得
t＝3s．
（2）运动员的水平位移
x＝v0t
x＝Lcosθ
将t＝3s，L＝75m，θ＝37°代入求得
v0＝20m/s．
（3）运动员落地时的竖直分速度
vy＝gt＝10×3m/s＝30m/s
所以他落地时速度大小
17．1.6km/s；
【解析】
【详解】
根据质量为m分别绕地球与月球表面做匀速圆周运动，则有
，
联立可得：
，因地球的半径约为月球半径的4倍，地球表面的重力加速度约为月球表面重力加速度的6倍，地球的第一宇宙速度约为7.9km/s．
则有：
v月=1.6km/s；
18．
（1）0.69m；0.60m
（2）8N
【详解】
（1）对小球到A点的速度分解可知
由平抛运动规律得
P与A的水平距离
P与A的竖直高度
.
（2）由圆周运动向心力公式得
解得
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