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江苏省盐城中学2013-2014学年高一下学期期中考试


江苏省盐城中学 2013—2014 学年度第二学期期中考试 高一年级物理试题(2014.04)
一、单项 选择 题(本题共 10 小题;每小题 4 分,共 40 分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选 项正确,有选错或不答的得 0 分.) 1.对万有引力定律的表达式 F=G

m1m2 ,下列说法正确的是( r2

)

A.公式中 G 为常量,没有单位,是人为规定的 B.r 趋向于零时,万有引力趋近于无穷大 C.两物体之间的万有引力总是大小相等,与 m1、m2 是否相等无关 D.两个物体间的万有引力总是大小相等,方向相反的,是一对平衡力 2.如图所示,两个电荷量均为+q 的小球用长为 l 的轻质绝缘细绳连接,静止在光滑 的绝缘水平面上.两个小球的半径 r? l,k 表示静电力常量.则轻绳的张力大小为 ( A.0 C. 2kq
2

) B. D.

kq2 l2 kq l2
)

l2

3.关于动能的理解,下列说法错误的是(

A.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能 B.物体的动能不能为负值 C.一定质量的物体动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化 D.动能不变的物体,一定处于平衡状态 4.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知( A.太阳位于木星运行轨道的中心 B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 )

1

5. 一小孩从公园中粗糙的滑梯上加速滑下, 对于其机械能变化, 下列说法中正确的是 ( A. 重力势能减小,动能不变,机械能减小 B. 重力势能减小,动能增加,机械能减小 C. 重力势能减小,动能增加,机械能增加 D. 重力势能减小,动能增加,机械能不变



6.设太阳质量为 M, 某行星绕太阳公转周期为 T, 轨道可视为 r 的圆。 已知万有引力常量为 G, 则描述该行星运动的上述物理量满足( A. GM ? )

4? 2 r 3 T2 4? r 3 T2

B. GM ?

4? 2 r 2 T2

C



GM ?

4? 2 r 2 T3

D. GM ?

7.图中甲、 乙是一质量 m=6×10 kg 的公共汽车在 t=0 和 t=4 s 末两个时刻的两张照片. 当

3

t=0 时,汽车刚启动(汽车的运动可看成是匀加速直线运动).图丙是车内横杆上悬挂的手拉
环的 图象,测得 θ =30°.根据题中提供的信息,无法估算出的物理量是( A.汽车的长度 B.4 s 内汽车牵引力所做的功 C.4 s 末汽车的速度 D.4 s 末汽车合外力的瞬时功率 8.质量为 m 的皮球,与地面碰撞机械能总是损失 20%,现将该球从高为 h 处竖直向下抛出, 要使它反弹到 h 高处,不计空气阻力,则人至少应对皮球做功( A. mgh
1 4

)

) D.mgh

B. mgh

1 5

C. mgh

1 2

9.2011 年 11 月 3 号凌晨,“天宫一号”与“神八”实现对接,11 月 14 日实现第二次对接, 组合体成功建立了载人环境,舱内将进行多项太空实验.假设一宇航员手拿一只小球相对于 太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上,如图所示.下列说法正确的是 ( )

A.宇航员相对于地球的速度介于 7.9 km/s 与 11.2 km/s 之间
2

B.若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球,小球将落到“地面”上 C.宇航员将不受地球的引力作用 D.宇航员对“地面”的压力等于零 10.用长为 l、不可伸长的细线把质量为 m 的小球悬挂于 O 点,将小球拉至悬线偏离竖直方 向 α 角后放手,运动 t 时间后停在最低点。则在时间 t 内( A.小球重力做功为 mgl(1-cosα ) B.空气阻力做功为-mglcosα C.小球所受合力做功为 mglsinα D.绳拉力做功的功率为
mgl(1 ? cos α) t

)

二、多项选择题(本题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分。在每小题给出的四个选项中,每小 题有多个选项符合题意,全部选对的得 5 分,选对但不全的得 2 分,错选或不答的得 0 分) 11.如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )。

A.甲图中,物体 A 将弹簧压缩的过程中,A 机械能守恒 B.乙图中,A 置于光滑水平面,物体 B 沿光滑斜面下滑,物体 B 机械能守恒 C.丙图中,不计任何阻力时 A 加速下落,B 加速上升过程中,A、B 机械能守恒 D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒 1 12.要使两个物体之间的万有引力减小到原来的 ,可采用的方法是 4 A.使两物体之间的距离增至原来的 2 倍,质量不变 B.使两物体的质量各减少一半,距离保持不变 1 C.使其中一个物体的质量减为原来的 ,距离保持不变 4 1 D.使两物体的质量及它们之间的距离都减为原来的 4
3

(

)

13.光滑水平面上静止的物体,受到一个水平拉力作用开始运动,拉力 F 随时间 t 变化的图 象如图所示,用 Ek、v、x、P 分别表示物体的动能、速度、位移和拉力 F 的功率,下列四个 图象分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况,其中正确的是( )

14.如图中的圆 a、b、c,其圆心均位于地球的自转轴线上,对卫星环绕地球做匀速圆周运 动而言, 以下说法正确的是 ( A.卫星的轨道可能为 a B.卫星的轨道可能为 b C.卫星的轨道可能为 c D.同步卫星的轨道只可能为 b 15.如图,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为 M 和 2M 的行星做匀速圆周运动, 下列说法正确的是 ( ) )

A.甲的向心加速度比乙的小 B.甲的运行周期比乙的小 C.甲的角速度比乙的大 D.甲的线速度比乙的小 16.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为 m 的圆环,圆环与竖直放置的轻质弹簧 一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的 A 点,弹簧处于原长 h 时,让圆环由静止开始沿杆 滑下,滑到杆的底端时速度恰好为零.若以地面为参考面,则在圆环下滑过程中 ( A.圆环的机械能保持为 mgh B.弹簧的弹性势能先增大后减小 C.弹簧弹力做的功为-mgh D.弹簧的弹性势能最大时,圆环的动能和重力势能之和最小 )

三、实验题(12分) 17.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨
4

上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器 A、 B,滑块 P 上固定一宽度为 d 的遮光条,若光线 被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细 线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器 A、B 时,通过计算机可以得到如图乙所示 的电压 U 随时间 t 变化的图线。

(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δ t1 t2(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。

Δ

(2)滑块 P 用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为 m 的钩码 Q 相连,将滑块 P 由图甲所示 位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若Δ t1、Δ t2、m 和 d 已知,要验证滑块和钩码 组成的系统机械能是否守恒,还应测出 号)。 和 (写出物理量的名称及符

四、计算题(共68分,解题过程中要有必须的文字说明及相关的公式,直接写出结果按零分 计算。) 18.(12 分)如图所示,质量 m=50kg 的跳水运动员从距水面高 h=10m 的跳 台上以 v0=5m/s 的速度斜向上起跳,最终落入水中。若忽略运动员的身高。 取 g=10m/s ,求:
5
2

(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为参考平面); (2)运动员起跳时的动能; (3)运动员入水时的速度大小。 19. (8 分)从空中以 10m/s 的初速度平抛一个质量为 1kg 的物体,物体在空中运动了 3s 后 落地,不计空气阻力,取 g=10m/s,求物体 3s 内重力的平均功率和落地时的瞬时功率。

20. (15 分)已知地球半径为 R,地球表面重力加速度为 g,万有引力常量为 G,不考虑地球自 转的影响。 (1)求卫星环绕地球运行的第一宇宙速度 v1; (2)若卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为 T,求卫星运行半径 r; (3)由题目所给条件,请提出一种估算地球平均密度的方法,并推导出密度表达式。

6

21.(15 分)把质量是 0.2kg 的小球放在竖立的弹簧上,并把小球往下按至 A 位置,如图甲 所示;迅速松手后,弹簧把小球弹起,升至最高位置 C,如图丙所示;途中经过位置 B 时弹 簧正好处于自由状态,如图乙所示;已知 B、A 的高度差为 0.1m,C、B 的高度差为 0.2m,弹 簧的质量和空气阻力均忽略不计。 ⑴求图甲状态时弹簧的弹性势能; ⑵求小球经过 B 点时的速度; ⑶有人认为小球运动过程中经过 B 点时动能最大,你同意他的观点吗?请简要说明理由。

22. (18分)如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD的光滑,
7

内圆A′B′C′D′的上半部分 B′C′D′粗糙,下半部分 B′A′D′光滑。一质量 m=0.1kg的 小球从轨道的最低点 A ,以初速度 v0 向右运动,球的尺寸略小于两圆间距,球运动的半径

R=0.2m,取g=10m/s2。
(1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动,初速度v0至少为多少? (2)若v0=3m/s,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力N=1N,则小球在 这段时间内克服摩擦力做的功是多少? (3)若 v0=3m/s,经过足够长的时间后,小球经过最低点 A 时受到的支持力为多少?小 球在整个运动过程中减少的机械能是多少?

??????????

江苏省盐城中学 2013—2014 学年度第二学期期中考试
8

高一年级物理答题纸
一、单项选择题(10×4=40 分) 1 C 2 B 3 D 4 C 5 B 6 A 7 B 8 A 9 D 10 A

二、多项选择题(6×5=30分) 11 CD 12 ABC 13 BD 14 BCD 15 AD 16 CD

三、实验题(12分) 17.(1) = 两光电传感器间距离 L

(2)滑块质量 M 四、计算题(68分)

18.(12分)(1)5000J (2)625J (3)15m/s 19.(8 分) 解析:(1)如图所示,所示,物体从抛出到落地的竖直位移为 h,则 3s 内重力的平均功 率为

W mgh ? t t 1 h ? gt 2 2 P?
整理得: P ? 150W (2)物体在 3s 末的瞬时速度为 v,则重力在 3s 末的瞬时功率为

p ? mgv cos ? v cos ? ? gt
9

整理得: p ? mg 2t ? 300W 20.(15 分) (1)设卫星的质量为 m,地球的质量为 M,卫星在地球表面附近有:G =mg

第一宇宙速度是指卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度 ,卫星做圆周运动的向心力 由它受到的万有引力提供,由牛顿第二定律得: G =m

解得:v1= (2)对卫星由牛顿第二定律得 G =m( )r
2

由上式解得 r= (3)设质量为 m 的小物体在地球表面附近所受重力为 mg,则: G =mg

将地球看成是半径为 R 的球体,其体积为 V,则: V= π R
3

地球的平均密度为: ρ = =

21.(15 分)

10

22.(18 分)

(3)经足够长时间后,小球在下半圆轨道内做往复运动,设小球经过最低点的速度为 vA, 受到的支持力为 NA,则有

mgR ?

1 mv A 2 2

(1 分)

N A ? mg ?

mvA2 R
11

(1 分)

代入数据解得

N A ? 3N

(1 分)

设小球在整个运动过程中减少的机械能为 ?E ,由功能关系有

?E ?

1 mv0 2 ? mgR 2
?E ? 0.25 J

(2 分) (1 分)

代入数据解得

12



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