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湖南省湘潭市凤凰中学2013-2014学年高一(下)期中物理试卷(理科)


2013-2014 学年湖南省湘潭市凤凰中学高一 (下) 期中物理试卷 (理 科)
一、选择题(本大题共 12 小题,每小题 4 分,共计 48 分,每小题只有一个选项正确) 1. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于曲线运动,以下说法正确的是( ) A. B. C. D. 曲线运动的条件是物体所受的合外力方向与速度方向不在同一直线上 做曲线运动的物体合外力

可能为零 做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的 曲线运动不可能是一种匀变速运动

2. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于平抛运动,下列说法错误的是( ) A. B. C. D. 是匀变速曲线运动 水平方向为匀速直线运动,竖直方向自由落体运动 不论抛出位置多高,抛出速度越大的物体,其飞行时间一定越长 任意相等时间内的速度变化量相等

3. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于运动的合成下列说法中正确的是() A. B. C. D. 合速度的大小一定比每个分速度的大小都大 合运动的时间等于两个分运动经历的时间 两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动 只要两个分运动是直线运动,合运动一定是直线运动

4. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)消防队员手持水枪灭火,水枪跟水平面有一仰角.关 于水枪射出水流的射高和射程下列说法中错误的是( ) A. 初速度大小相同时,仰角越大,射程也越大 B. 初速度大小相同时,仰角越大,射高越高 C. 仰角相同时,初速度越大,射高一定越大 D. 仰角相同时,初速度越大,射程一定越大 5. (4 分) (2014 春?宝山区校级期中)质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( ) A. B. C. D. 线速度越大,周期一定越小 角速度越大,周期一定越小 转速越小,周期一定越小 圆周半径越大,周期一定越小

6. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于物体做圆周运动的说法正确的是() A. B. C. D. 匀速圆周运动是匀速运动 物体在恒力作用下可能做匀速圆周运动 做匀速圆周运动的物体受到的向心力不一定等于物体所受的合力 因为向心力的方向与线速度方向垂直,所以向心力对做圆周运动的物体不做功

7. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星,则( ) A. 它可以在地面上任一点的正上方,离地心的距离可以按需要选择不同值 B. 它的质量可以不同,周期可以不同 C. 它只能在赤道的正上方,但离地心的距离是一定的 D. 它的速率可以不同 8. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)火车转弯行驶时有许多技术要求,已知铁路转弯处的 圆弧半径为 R,内侧和外侧的高度差为 h,L 为两轨间的距离下列有关说法中正确的是( ) A. 在转弯处,内轨高于外轨 B. 如果列车转弯速率大于 C. 火车以速率 ,内侧铁轨与轮缘间产生挤压

转弯时,对铁轨无侧压力

D. 火车无论以多大的速度行驶,都会对轨道产生侧向压力

9. (4 分) (2012 春?怀柔区期末)开普勒关于行星运动规律的表达式为 的是( A. B. C. D. ) k 是一个与行星无关的常量 a 代表行星运动轨道的半长轴 T 代表行星运动的自传周期 T 代表行星绕太阳运动的公转周期

,以下理解错误

10. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于地球的第一宇宙速度,下列说法正确的是( ) A. 它是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度 B. 这是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度,最小的发射速度 C. 它的大小是 11.2km/s D. 它是人造卫星绕地球飞行的最大速度 11. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)牛顿运动定律不适用于下列哪种情况( A. 研究原子中电子的运动 B. 研究“嫦娥一号”飞船的高速发射 )

C. 研究地球绕太阳的运动 D. 研究飞机从马来西亚飞往北京的航线 12. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)伽利略理想斜面实验反映了一个重要的事实:如果空 气阻力和摩擦力小到可以忽略,小球必将准确地到达与他开始点相同高度的点,绝不会更高 一点,也不会更低一点,这说明小球在运动过程中有“某个量”是不变的,这个量应该是( ) A. 力 B. 能量 C. 速度 D. 势能

二.填空题: (本题共 4 小题,每空 2 分,共 18 分) 13. (6 分) (2014 春?湘潭县校级期中)一物体沿半径为 40cm 的轨道做匀速圆周运动,已知 线速度为 0.4m/s,则它的角速度为 rad/s,周期为 s,向心加速度大小 2 为 m/s . 14. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)万有引力定律的公式为: ,其万有引力常量 是英国物理学家 在实验室利用扭秤测得的.

15. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)近地卫星因受大气阻力作用,轨道半径逐渐减小时, 速度将 (填“变大”或“变小”) ,环绕周期将 填“变大”或“变小”) . 16. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)如图所示,汽车的质量为 2.0×10 kg,以不变的速率 5 先后驶过凹形桥与凸形桥,桥面圆半径 60m,如果桥面承受的最大压力不得超过 3.0×10 N, 汽车允许的最大速率是 , 汽车以这个速率驶过桥面的最小压 力是 .
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三、计算题(本题共 3 小题,共 34 分.解答题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. ) 17. (10 分) (2014 春?杜集区校级期中)如图所示,飞机离地面高度为 H=500m,水平飞行速 度为 v1=100m/s,欲使飞机投下的炸弹击中水平地面上一辆静止的汽车.假设炸弹在空中飞行 2 时的阻力忽略不计,g=10m/s .求: (1)从飞机投下炸弹开始计时,炸弹在空中飞行时间? (2)飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹?

18. (12 分) (2014 春?湘潭县校级期中) 我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施, 大约用十年左右时间完成,这极大地提高了同学们对月球的关注程度.以下是小余同学就有 关月球的知识设计的两个问题,请你解答: (1)若已知地球半径为 R,地球表面的重力加速度为 g,试求地球质量 M 地 (2) 若已知月球绕地球运动的周期为 T, 且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动. 试 求出月球绕地球运动的轨道半径. 19. (12 分) (2014 春?湘潭县校级期中)如图所示,一个质量为 m=4kg 的物体,受到与水平 方向成 37 角斜向下方的推力 F1=20N 的作用,在水平地面上移动了距离 l1=2m 后撤去推力, 此后物体又滑行了 l2=1.4m,的距离后停止了运动.设物体与地面间的滑动摩擦力为它们间弹 2 力的 0.2 倍(sin37°=0.6 cos37°=0.8 g=10m/s ) ,求: (1)推力 F1 对物体做的功; (2)全过程中摩擦力对物体所做的功; (3)推力作用时合外力对物体所做的总功.

一、不定项选择(每小题 6 分,选不全记 3 分,多选错选记 0 分,共计 30 分) 20. (6 分) (2014 春?湘潭县校级期中)一船在静水中的速率为 3m/s,要横渡宽为 30m、水的 流速为 4m/s 的河流,下述说法中正确的是( ) A. 此船不可能垂直到达正对岸 B. 此船的最短航程为 40m C. 船相对地的速度一定是 5 m/s D. 此船过河的最短时间为 10 s 21. (6 分) (2009?惠州二模)如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图.演员骑摩托车在一个圆 桶形结构的内壁上飞驰,做匀速圆周运动.图中 a、b 两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩 托,在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹.不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正 确的是( )

A. 在 a 轨道上运动时角速度较大 B. 在 a 轨道上运动时线速度较大

C. 在 a 轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大 D. 在 a 轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大 22. (6 分) (2015 春?浮山县校级期中)如图所示,长为 L 的轻杆,一端固定一个小球,另一 端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内作圆周运动,关于小球在最高点的速度 v0 下 列说法中正确的是( )

A. v 的最小值为 B. v 由零逐渐增大,向心力也逐渐增大 C. 当 v 由 D. 当 v 由 值逐渐增大时,杆对小球的弹力也逐渐增大 值逐渐增小时,杆对小球的弹力也仍然逐渐增大

23. (6 分) (2014 春?湘潭县校级期中)在圆轨道上运动的质量为 m 的人造地球卫星,它到地 面的距离等于地球半径 R,地面上的重力加速度为 g,则( ) A. C. 卫星运动的速度为 卫星运动的加速度为 B. 卫星运动的角速度为 D. 卫星运动的周期为 4π

24. (6 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于力对物体做功,以下说法正确的是( A. B. C. D. 一对作用力和反作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功 物体所受合外力为零,则合外力做功必为零 重力可以对物体不做功 滑动摩擦力可以对物体做正功



二、实验题(本题每空 2 分,共 6 分) 25. (6 分) (2013 春?都昌县期中)如图是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片,背 景方格纸的边长为 10cm,A、B、C 是同一小球在频闪照相中拍下的三个连续的不同位置时的 2 照片,则: (g=10m/s ) ①频闪照相相邻闪光的时间间隔 s; ②小球水平抛出的初速度 v0= m/s; ③小球经过 B 点时其竖直分速度大小为 vy= m/s.

三、计算题(本题共 14 分.解答题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. ) 26. (14 分) (2007 秋?巢湖期末)如图所示为车站使用的水平传送带的模型,它的水平传送 带的长度为 L=8m,传送带的皮带轮的半径均为 R=0. 2m,传送带的上部距地面的高度为 h=0.45m.现有一个旅行包(视为质点)以 v0=10m/s 的初速度向右水平地滑上水平传送带,已 2 知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为 μ=0.6.本题中 g 取 10m/s .试讨论下列问题: ①若传送带静止,旅行包滑到 B 端时,人若没有及时取下,旅行包点将从 B 端滑落,则包的 落地点距 B 端的水平距离又是多少? ②设皮带轮顺时针匀速运动,且皮带轮的角速度 ω1=40rad/s,旅行包落地点距 B 端的水平距 离又是多少? ③设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动,画出旅行包落地点距 B 端的水平距离 S 随皮 带轮的角速度 ω 变化的图象.

2013-2014 学年湖南省湘潭市凤凰中学高一(下)期中物 理试卷(理科)
参考答案与试题解析

一、选择题(本大题共 12 小题,每小题 4 分,共计 48 分,每小题只有一个选项正确) 1. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于曲线运动,以下说法正确的是( ) A. B. C. D. 曲线运动的条件是物体所受的合外力方向与速度方向不在同一直线上 做曲线运动的物体合外力可能为零 做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的 曲线运动不可能是一种匀变速运动

考点: 曲线运动;物体做曲线运动的条件. 专题: 物体做曲线运动条件专题. 分析: 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,合外力大小和方向不一定 变化,由此可以分析得出结论. 解答: 解: A、 物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一条直线上时, 物体做曲线运动, 所以曲线运动的合外力一定不为零,故 A 正确,B 错误; C、做曲线运动的物体所受合力和加速度不一定变化,如平抛运动只受重力,加速度是重力加 速度,重力加速度是不变的,所以 CD 错误. 故选:A. 点评: 本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查,匀速圆周运动,平抛运动等都是曲线 运动,对于它们的特点要掌握住.
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2. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于平抛运动,下列说法错误的是( ) A. B. C. D. 是匀变速曲线运动 水平方向为匀速直线运动,竖直方向自由落体运动 不论抛出位置多高,抛出速度越大的物体,其飞行时间一定越长 任意相等时间内的速度变化量相等

考点: 平抛运动. 专题: 平抛运动专题. 分析: 平抛运动的物体只受重力,做匀变速曲线运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方 向做自由落体运动,根据平抛运动的规律列式,分析飞行时间的决定因素.由加速度的定义
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式 a=

分析速度的变化量.

解答: 解: A、平抛运动的物体只受重力,加速度为 g,做匀变速曲线运动,故 A 正确. B、C、平抛运动的物体只受重力,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,则 有: h= ,得:t= ,可知飞行时间只取决于初始位置的高度,与初速度无关,所以若抛

出位置一定,抛出速度越大的物体,飞行时间不变,故 B 正确,C 错误. D、由加速度的定义式 a= 得:速度的变化量△v=a△t=g△t,g 不变,则知任意相等时间内的

速度变化量相等.故 D 正确. 本题选错误的,故选:C 点评: 解决的关键要明确平抛运动的性质,掌握其运动规律,知道飞行时间只取决于初始 位置的高度,速度变化量方向总是竖直向下,任意相等时间内的速度变化量相等. 3. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于运动的合成下列说法中正确的是() A. 合速度的大小一定比每个分速度的大小都大 B. 合运动的时间等于两个分运动经历的时间 C. 两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动

D. 只要两个分运动是直线运动,合运动一定是直线运动 考点: 运动的合成和分解. 专题: 运动的合成和分解专题. 分析: 分运动与合运动具有等时性,根据平行四边形定则,可以得出合速度与分速度的大 小关系.根据合加速度的方向与合速度方向是否在同一条直线上,判断合运动是直线运动还 是曲线运动. 解答: 解:A、根据平行四边形定则,知合速度可能比分速度大,可能比分速度小,可能与 分速度相等,故 A 错误. B、分运动与合运动具有等时性,故 B 正确. C、两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动.故 C 错误. D、两个分运动是直线运动,那么合运动也不一定是直线运动,比如:平抛运动,故 D 错 误. 故选:B. 点评: 解决本题的关键掌握判断合运动是直线运动还是曲线运动的条件,以及知道分运动 与合运动具有等时性.
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4. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)消防队员手持水枪灭火,水枪跟水平面有一仰角.关 于水枪射出水流的射高和射程下列说法中错误的是( ) A. 初速度大小相同时,仰角越大,射程也越大 B. 初速度大小相同时,仰角越大,射高越高 C. 仰角相同时,初速度越大,射高一定越大 D. 仰角相同时,初速度越大,射程一定越大 考点: 抛体运动. 分析: 把初速度在水平和竖直方向分解,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛 运动,根据水平和竖直方向的运动规律可以分析求得. 解答: 解:将初速度分解,如图所示, 水平的速度为:Vx=Vcosθ, 竖直的速度为:Vy=Vsinθ, A、所以当初速度大小相同时,仰角越大,水平的速度 Vx=Vcosθ 也越小,竖直分速度 vysinθ 就越大,则竖直方向上的运动时间越长,根据 x=vxt 知,水平射程不一定大.故 A 错误.
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B、当初速度大小相同时,仰角越大,竖直的速度 Vy=Vsinθ 就越大,根据 高,故 B 正确. C、当仰角相同时,初速度越大,竖直的速度 Vy=Vsinθ 就越大,根据

知,射高越

知,射高越高,

所以 C 正确. D、仰角相同时,初速度越大,水平的速度 Vx=Vcosθ 也越大,竖直分速度 vysinθ 就越大,则 竖直方向上的运动时间越长,根据 x=vxt 知,射程越大,故 D 正确. 本题选错误的,故选:A.

点评: 水枪射出水流属于斜抛运动,对于斜抛运动我们可以把它分解到水平和竖直两个方 向,结合两个分运动的规律,抓住等时性进行分析. 5. (4 分) (2014 春?宝山区校级期中)质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( ) A. B. C. D. 线速度越大,周期一定越小 角速度越大,周期一定越小 转速越小,周期一定越小 圆周半径越大,周期一定越小

考点: 线速度、角速度和周期、转速. 专题: 平抛运动专题. 分析: 根据 T= 频率互为倒数. 解答: 解:A、根据 T= B、根据 T= ,T=

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,知周期与角速度、线速度的关系.转速大,频率大,周期和

,速度大,周期不一定大,还跟半径有关.故 A 错误.

,角速度越大,周期越小.故 B 正确.

C、转速小,频率小,f= .则周期大.故 C 错误. D、根据 T= 故选:B. 点评: 解决本题的关键掌握周期与角速度、 线速度的关系, T= 速大,频率大,周期和频率互为倒数. 6. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于物体做圆周运动的说法正确的是() A. B. C. D. 匀速圆周运动是匀速运动 物体在恒力作用下可能做匀速圆周运动 做匀速圆周运动的物体受到的向心力不一定等于物体所受的合力 因为向心力的方向与线速度方向垂直,所以向心力对做圆周运动的物体不做功 , T= . 以及知道. 转 ,半径小,周期不一定小,还跟线速度有关.故 D 错误.

考点: 匀速圆周运动. 专题: 匀速圆周运动专题. 分析: 匀速圆周运动的速度大小不变,速度方向时刻改变,匀速圆周运动的合外力提供向 心力,方向始终指向圆心.
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解答: 解:A、匀速圆周运动是曲线运动,速度方向是切线方向,时刻改变,故线速度是变 化的,所以是变速运动,故 A 错误; B、匀速圆周运动的合外力提供向心力,方向始终指向圆心,是个变力,所以物体在恒力作用 下,不可能做匀速圆周运动,故 B 错误; C、匀速圆周运动的合外力提供向心力,所以向心力等于受到的合外力,故 C 错误; D、匀速圆周运动的合外力提供向心力,方向始终指向圆心,与速度方向垂直,所以向心力不 做功,故 D 正确; 故选:D. 点评: 匀速圆周运动中的匀速只是指速度的大小不变,合力作为向心力始终指向圆心,合 力的方向也是时刻在变化的,因此向心加速度大小不变,但是方向时刻变化. 7. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星,则( ) A. 它可以在地面上任一点的正上方,离地心的距离可以按需要选择不同值 B. 它的质量可以不同,周期可以不同 C. 它只能在赤道的正上方,但离地心的距离是一定的 D. 它的速率可以不同 考点: 同步卫星. 专题: 人造卫星问题. 分析: 了解同步卫星的含义,即同步卫星的周期必须与地球相同. 物体做匀速圆周运动,它所受的合力提供向心力,也就是合力要指向轨道平面的中心. 通过万有引力提供向心力,列出等式通过已知量确定未知量 解答: 解:它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平 面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的.所以同步卫星只能在赤道的正上方.
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因为同步卫星要和地球自转同步,即 ω 相同,根据 F=

=mω r=m

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,因为 ω 是一定值,

所以 r 也是一定值,所以同步卫星离地心的距离是一定的,同时线速度大小也一定.故 C 正 确,ABD 错误; 故选:C. 点评: 地球质量一定、自转速度一定,同步卫星要与地球的自转实现同步,就必须要角速 度与地球自转角速度相等,这就决定了它的轨道高度和线速度. 8. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)火车转弯行驶时有许多技术要求,已知铁路转弯处的 圆弧半径为 R,内侧和外侧的高度差为 h,L 为两轨间的距离下列有关说法中正确的是( ) A. 在转弯处,内轨高于外轨 B. 如果列车转弯速率大于 C. 火车以速率 ,内侧铁轨与轮缘间产生挤压

转弯时,对铁轨无侧压力

D. 火车无论以多大的速度行驶,都会对轨道产生侧向压力

考点: 向心力. 专题: 牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析: 火车拐弯时以规定速度行驶,此时火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的 向心力.若速度大于规定速度,重力和支持力的合力不够提供,此时外轨对火车有侧压力; 若速度小于规定速度,重力和支持力的合力提供偏大,此时内轨对火车有侧压力. 解答: 解:A、当火车以 v 的速度通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力恰好提供 向心力,内外轨都无压力,则需要外轨高于内轨.故 A 错误.
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B、当内外轨无压力时,根据 于

,tan

,解得 v=

,若列车转弯的速率大

,外侧铁轨对轮缘间产生挤压.故 B 错误,C 正确,D 错误.

故选:C. 点评: 解决本题的关键知道火车拐弯时对内外轨均无压力,此时靠重力和支持力的合力提 供圆周运动的向心力.

9. (4 分) (2012 春?怀柔区期末)开普勒关于行星运动规律的表达式为 的是( A. B. C. D. ) k 是一个与行星无关的常量 a 代表行星运动轨道的半长轴 T 代表行星运动的自传周期 T 代表行星绕太阳运动的公转周期

,以下理解错误

考点: 开普勒定律. 分析: 开普勒第一定律是太阳系中的所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所 有椭圆的一个焦点上. 在相等时间内,太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的.
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开普勒第三定律中的公式

=k,可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比.

解答: 解:A、k 是一个与行星无关的常量,与恒星的质量有关,故 A 正确. B、a 代表行星椭圆运动的半长轴,故 B 正确. C、T 代表行星运动的公转周期,故 C 错误,D 正确. 本题选择错误的,故选 C. 点评: 行星绕太阳虽然是椭圆运动,但我们可以当作圆来处理,同时值得注意是周期是公 转周期. 10. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于地球的第一宇宙速度,下列说法正确的是( ) A. 它是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度 B. 这是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度,最小的发射速度 C. 它的大小是 11.2km/s

D. 它是人造卫星绕地球飞行的最大速度 考点: 第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度. 专题: 万有引力定律的应用专题. 分析: 解决本题要掌握:第一宇宙速度为 7.9km/s,这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射 速度,发射卫星时发射速度要大于等于第一宇宙速度小于第二宇宙速度,要是大于第二宇宙 速度,物体将脱离地球约束.
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解答: 解:A、由万有引力提供向心力

=



得:v= 第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度,是人造地球卫星在圆轨道上运行 的最大速度,故 A 错误; B、第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度,最小的发射速度,故 B 正确; C、它的大小是 7.9km/s,故 C 错误; D、卫星在近地点做离心运动,飞行的速度要大于第一宇宙速度.故 D 错误; 故选:B. 点评: 本题考察了学生对第一宇宙速度的理解,注意万有引力公式在天体运动的应用. 11. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)牛顿运动定律不适用于下列哪种情况( A. B. C. D. 研究原子中电子的运动 研究“嫦娥一号”飞船的高速发射 研究地球绕太阳的运动 研究飞机从马来西亚飞往北京的航线 )

考点: 经典时空观与相对论时空观的主要区别. 分析: 根据牛顿运动定律的适用范围: (1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低) ; (2)只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子; (3)参照系应为惯性系,即可求 解. 解答: 解:A、牛顿第二定律不适用于微观原子,故 A 错误; BCD、都是宏观低速运动的物体(与光速比速度较低) ,牛顿运动定律都适用,故 BCD 正确. 本题选择错误的,故选:A. 点评: 本题主要考查了牛顿运动定律的适用范围,难度不大,属于基础题.
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12. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)伽利略理想斜面实验反映了一个重要的事实:如果空 气阻力和摩擦力小到可以忽略,小球必将准确地到达与他开始点相同高度的点,绝不会更高 一点,也不会更低一点,这说明小球在运动过程中有“某个量”是不变的,这个量应该是( ) A. 力 B. 能量 C. 速度 D. 势能 考点: 伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法.

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专题: 常规题型. 分析: 斜面的倾角不同物体受到的支持力不同,物体高度不同物体的重力势能不同,在运 动过程中物体的速度随时间发生变化,故力、势能和速度都不守恒. 解答: 解:A、因为在物体运动的过程中改变斜面的倾角不同物体受到的支持力不同但物体 仍能达到相同的高度,故力不是守恒量,故 A 错误; B、伽利略理想斜面实验中如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略,则在物体运动的过程只有重 力做功,则物体的机械能守恒.故这个不变量应该是能量.故 B 正确; C、在物体运动过程中物体的速度随时间发生变化,故速度不守恒,故 C 错误; D、如果物体释放点不同,物体的重力势能不同;在运动过程中物体在不同的位置物体的高度 不同,物体的重力势能不同,故势能不守恒.故 D 错误; 故选:B. 点评: 要解决这类题目也要进行过程分析,以把握物体在运动过程中各个物理量的变化, 从而得出答案. 二.填空题: (本题共 4 小题,每空 2 分,共 18 分) 13. (6 分) (2014 春?湘潭县校级期中)一物体沿半径为 40cm 的轨道做匀速圆周运动,已知 线速度为 0.4m/s,则它的角速度为 1 rad/s,周期为 2π s,向 心加速度大小为 考点: 线速度、角速度和周期、转速. 专题: 匀速圆周运动专题. 0.4 m/s .
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分析: 根据公式 v=rω 求解角速度,根据公式 T=

求解周期,根据公式 a=

求解向心加

速度. 解答: 解:物体沿半径为 2m 的轨道做匀速圆周运动,线速度大小为 2m/s,故角速度为: ω= = 周期为: T= = =2π(s) =1rad/s

向心加速度为: a= = =0.4m/s
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故答案为:1、2π、0.4. 点评: 描述圆周运动的概念比较多,要熟练掌握各个概念的物理意义,以及各物理量之间 的关系.本题关键记住公式 v=rω 和 a= =rω .
2

14. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)万有引力定律的公式为: 引力常量是英国物理学家 测得的. 卡文迪许

F=

, 其万有

在实验室利用扭秤

考点: 万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定. 专题: 万有引力定律的应用专题. 分析: 根据万有引力定律的内容得出公式.

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英国科学家卡文迪许利用扭秤装置,第一次测出了引力常量 G,引力常量 G=6.67×10 11 2 2 N?m /kg . 解答: 解:根据万有引力定律的内容得万有引力定律的公式为:F= 其万有引力常量是英国物理学家卡文迪许在实验室利用扭秤测得的. 故答案为:F= ,卡文迪许. ,



点评: 对于物理学家的贡绩要记牢,不能张冠李戴.牛顿发现了万有引力定律,英国科学 家卡文迪许第一次测出了引力常量 G,不是牛顿. 15. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)近地卫星因受大气阻力作用,轨道半径逐渐减小时, 速度将 变大 (填“变大”或“变小”) ,环绕 周期将 变小 填“变大”或“变小”) . 考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系. 专题: 万有引力定律的应用专题. 分析: 根据万有引力提供向心力得出线速度、周期与轨道半径的关系,从而得出速度、周 期的变化.
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解答: 解:根据

,则 v=

,T=2

,知轨道半径减小,则线

速度变大,周期变小. 故答案为:变大,变小. 点评: 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论,知道线速度、周期等物理量与 轨道半径的关系. 16. (4 分) (2014 春?湘潭县校级期中)如图所示,汽车的质量为 2.0×10 kg,以不变的速率 5 先后驶过凹形桥与凸形桥,桥面圆半径 60m,如果桥面承受的最大压力不得超过 3.0×10 N, 汽车允许的最大速率是 m/s ,汽车以这个速率 5 驶过桥面的最小压力是 1.0×10 N .
4

考点: 向心力. 专题: 牛顿第二定律在圆周运动中的应用.
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分析: 汽车在最低点,靠支持力和重力的合力提供向心力,合力向上,支持力大于重力, 在最高点,靠重力和支持力的合力提供向心力,合力向下,支持力小于重力,结合牛顿第二 定律求出汽车允许的最大速率,以及在路面上行驶时的最小压力. 解答: 解: (1)汽车在最低点受到的支持力最大,此时速度最大,根据牛顿定律得:

代入数据解得:

m/s.

(2)当汽车运动到最高点时,支持力最小,根据牛顿第二定律得:
5

代入数据解得:N′= 根据牛顿第三定律得,最小压力为:N″=N′=1.0×10 N. 5 故答案为:10 m/s;1.0×10 N. 点评: 解决本题的关键知道向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解.
5

=1.0×10 N.

三、计算题(本题共 3 小题,共 34 分.解答题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. ) 17. (10 分) (2014 春?杜集区校级期中)如图所示,飞机离地面高度为 H=500m,水平飞行速 度为 v1=100m/s,欲使飞机投下的炸弹击中水平地面上一辆静止的汽车.假设炸弹在空中飞行 2 时的阻力忽略不计,g=10m/s .求: (1)从飞机投下炸弹开始计时,炸弹在空中飞行时间? (2)飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹?

考点: 平抛运动. 专题: 平抛运动专题. 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,根据高度 求出运动的时间; 结合初速度和时间,求出飞机投弹位置距离汽车的水平距离.
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解答: 解: (1)根据 H=

得,t=



(2)则飞机距离汽车的水平距离 x=v1t=100×10m=1000m. 答: (1)炸弹在空中的飞行时间为 10s; (2)飞机应在距离汽车的水平距离为 1000m 处投弹. 点评: 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公 式灵活求解.

18. (12 分) (2014 春?湘潭县校级期中) 我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施, 大约用十年左右时间完成,这极大地提高了同学们对月球的关注程度.以下是小余同学就有 关月球的知识设计的两个问题,请你解答: (1)若已知地球半径为 R,地球表面的重力加速度为 g,试求地球质量 M 地 (2) 若已知月球绕地球运动的周期为 T, 且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动. 试 求出月球绕地球运动的轨道半径. 考点: 万有引力定律及其应用. 专题: 万有引力定律的应用专题. 分析: (1)物体在地球表面上时,由重力等于地球的万有引力求出地球的质量. (2)月球绕地球匀速圆周运动时,由地球的万有引力提供向心力,根据万有引力定律和向心 力公式,求解月球绕地球运动的轨道半径. 解答: 解: (1)物体在地球表面上时,由重力等于地球的万有引力得:
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mg=G

…①

解得:M 地=

…②

(2)月球绕地球匀速圆周运动时,由地球的万有引力提供向心力,则得: G =m 月 r…③

得:r=

答: (1)地球质量 M 地为



(2)月球绕地球运动的轨道半径为



点评: 本题是卫星类型的问题,常常建立这样的模型:环绕天体绕中心天体做匀速圆周运 动,由中心天体的万有引力提供向心力. 19. (12 分) (2014 春?湘潭县校级期中)如图所示,一个质量为 m=4kg 的物体,受到与水平 方向成 37 角斜向下方的推力 F1=20N 的作用,在水平地面上移动了距离 l1=2m 后撤去推力, 此后物体又滑行了 l2=1.4m,的距离后停止了运动.设物体与地面间的滑动摩擦力为它们间弹 2 力的 0.2 倍(sin37°=0.6 cos37°=0.8 g=10m/s ) ,求: (1)推力 F1 对物体做的功; (2)全过程中摩擦力对物体所做的功; (3)推力作用时合外力对物体所做的总功.

考点: 功的计算. 专题: 功的计算专题. 分析: (1)根据恒力做功公式直接求出推力 F1 对物体做的功; (2)先求出 F1 作用时物体所受摩擦力和撤去 F1 时物体所摩擦力,根据恒力做功公式求出摩 擦力所做的功,进而求出摩擦力做的总功;
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(3)推力作用时合外力对物体所做的总功等于 F1 做的功和摩擦力做功之和. 解答: 解: (1)根据恒力做功公式得: W1=F1S1cos37°=20×2×0.8J=32J (2)由题意得 当 F1 作用时 f1=μ(mg+F1 sin37°)=10.4N 撤去 F1 时 f2=μmg=8N 则:Wf1=﹣f1l1=﹣10.4×2=﹣20.8J Wf2=﹣f2l2=﹣8×1.4=﹣11.2J 所以 Wf=Wf1+Wf2=﹣32J (3)推力作用时合外力对物体所做的总功:W 总=W1+Wf1=0J 答: (1)推力 F1 对物体做的功为 32J; (2)全过程中摩擦力对物体所做的功为﹣32J (3)推力作用时合外力对物体所做的总功为 0J. 点评: 本题主要考查了恒力做功公式的直接应用,要求同学们能正确对物体进行受力分析, 知道求合力做功的方法,难度适中. 一、不定项选择(每小题 6 分,选不全记 3 分,多选错选记 0 分,共计 30 分) 20. (6 分) (2014 春?湘潭县校级期中)一船在静水中的速率为 3m/s,要横渡宽为 30m、水的 流速为 4m/s 的河流,下述说法中正确的是( ) A. 此船不可能垂直到达正对岸 B. 此船的最短航程为 40m C. 船相对地的速度一定是 5 m/s D. 此船过河的最短时间为 10 s 考点: 运动的合成和分解. 专题: 运动的合成和分解专题. 分析: 水流速大于静水速, 知合速度的方向不可能与 河岸垂直, 即不可能垂直到达对岸. 当 静水速与河岸垂直时,渡河时间最短. 解答: 解:A、因为静水速小于水流速,根据平行四边形定则,知合速度的方向不可能垂直 于河岸,则船不可能垂直到达对岸;故 A 正确; B、根据三角形定则,当船在静水中速度与合速度垂直时,渡河的位移最小;
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sinθ= 最短位移为: S= = =40m

故 B 正确; C、静水速与河岸的夹角不同,则船相对于地的速度不同;故 C 错误; D、当静水速与河岸垂直时,渡河的时间最短,为:t= = s=10s;故 D 正确;

故选:ABD. 点评: 解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性,知道当静水速小于水流速时,合 速度方向与静水速方向垂直,渡河位移最短. 21. (6 分) (2009?惠州二模)如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图.演员骑摩托车在一个圆 桶形结构的内壁上飞驰,做匀速圆周运动.图中 a、b 两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩 托,在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹.不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正 确的是( )

A. B. C. D.

在 a 轨道上运动时角速度较大 在 a 轨道上运动时线速度较大 在 a 轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大 在 a 轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大

考点: 牛顿第二定律;向心力. 专题: 牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析: 任选一摩托车作为研究对象,根据匀速圆周运动的合力提供向心力的特点,分析受 力情况,作出力图,根据牛顿第二定律得到角速度、线速度与半径的关系,可比较它们的大 小.根据力图,比较侧壁对摩托车的支持力和向心力的大小. 解答: 解:A、以任摩托车为研究对象,作出力图,如图.设侧壁与竖直方向的夹角为 θ,则根据牛 顿第二定律,得
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mgcotθ=mω r,得到 ω= 度较小.故 A 错误. B、 mgcotθ=m B 正确. , 得到 v=

2

,θ 相同,r 大,则 ω 小,故在 a 轨道上运动时角速

, r 大, 则 v 大, 则在 a 轨道上运动时线速度较大. 故

C、设侧壁对车的支持力为 FN,则由图得到 FN= ,故 FN 的大小一样.故 C 错误.

D、向心力 Fn=mgtanθ,故身心力 Fn 的大小相等.故 D 错误 故选 B

点评: 本题是圆维摆类型,支持力和重力的合力提供物体的向心力.对于几个相似情况的 比较,往往以任意情况情况为例研究,得到一般的公式,然后比较大小. 22. (6 分) (2015 春?浮山县校级期中)如图所示,长为 L 的轻杆,一端固定一个小球,另一 端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内作圆周运动,关于小球在最高点的速度 v0 下 列说法中正确的是( )

A. v 的最小值为 B. v 由零逐渐增大,向心力也逐渐增大 C. 当 v 由 D. 当 v 由 值逐渐增大时,杆对小球的弹力也逐渐增大 值逐渐增小时,杆对小球的弹力也仍然逐渐增大

考点: 向心力;牛顿第二定律. 专题: 牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析: 由于杆子能支撑小球,小球到达最高点的临界速度为零.杆子在最高点可以表现为 拉力,也可以表现为支持力,根据牛顿第二定律判断杆子对小球的弹力随速度变化的关系. 解答: 解:A、由于杆子能支撑小球,小球在最高点的最小速度为零.故 A 错误.
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B、小球的向心力

,知 v 由零开始逐渐增大,向心力也逐渐增大.故 B 正确.

C、在最高点,杆子对小球的作用力为零时, 现为拉力,根据牛顿第二定律有:F+mg=m C 正确. D、当

,解得 v=

,当

时,杆子表

,知速度增大时,杆对小球的弹力逐渐增大.故

时,杆子表现为支持力,根据牛顿第二定律有:

,知速度减小,

杆对小球的弹力逐渐增大.故 D 正确. 故选:BCD. 点评: 解决本题的关键搞清小球向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解,以及知道杆 子可以表现为拉力,也可以表现为支持力.要注意杆子模型与绳子模型最高点的临界速度不 同. 23. (6 分) (2014 春?湘潭县校级期中)在圆轨道上运动的质量为 m 的人造地球卫星,它到地 面的距离等于地球半径 R,地面上的重力加速度为 g,则( ) A. C. 卫星运动的速度为 卫星运动的加速度为 B. 卫星运动的角速度为 D. 卫星运动的周期为 4π

考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系. 专题: 人造卫星问题. 分析: 抓住地球表面重力与万有引力相等,卫星运动万有引力提供圆周运动向心力,并由 此展开讨论即可.
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解答: 解:在地球表面有:

可得 GM=gR ,所以:

2

A、万有引力提供圆周运动向心力 误; B、由 得角速度

得线速度

,故 A 错

,故 B 正确;

C、由

得卫星运动的加速度

,故 C 错误;

D、由

,得周期

故 D 正确;

故选:BD. 点评: 能根据地球表面重力与万有引力相等和万有引力提供卫星圆周运动的向心力展开讨 论,掌握规律是正确解题的前提.

24. (6 分) (2014 春?湘潭县校级期中)关于力对物体做功,以下说法正确的是( A. B. C. D. 一对作用力和反作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功 物体所受合外力为零,则合外力做功必为零 重力可以对物体不做功 滑动摩擦力可以对物体做正功



考点: 功的计算. 专题: 功的计算专题. 分析: 恒力做功的表达式为:W=Fscosα;即做功的大小取决于力的大小、位移大小、力与 位移夹角的余弦,其中位移是对同一参考系的位移,可以与力成任意角度. 解答: 解:A、一对相互作用力做功,可以出现都做正功,都做负功,一正一负或一个做功, 一个不做功等各种情况,故 A 错误. B、根据 W=Fscosα 可以,合外力为零,则合外力做功必为零,故 B 正确. C、当物体在竖直方向上没有位移时,重力对物体不做功,故 C 正确. D、滑动摩擦力对物体可做正功也可做负功,故 D 正确; 故选 BCD. 点评: 作用力与反作用力等大、反向、共线,但位移不一定相等,即相互作用的物体间可 能存在相对运动;摩擦力与相对运动方向相反,但与运动方向不一定相反.
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二、实验题(本题每空 2 分,共 6 分) 25. (6 分) (2013 春?都昌县期中)如图是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片,背 景方格纸的边长为 10cm,A、B、C 是同一小球在频闪照相中拍下的三个连续的不同位置时的 2 照片,则: (g=10m/s ) ①频闪照相相邻闪光的时间间隔 0.1 s; ②小球水平抛出的初速度 v0= ③小球经过 B 点时其竖直分速度大小为 vy= 3 1.5 m/s; m/s.

考点: 研究平抛物体的运动. 专题: 实验题;直线运动规律专题. 分析: 平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上做匀速直线运动,结合竖直 方向相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔,通过水平位移和时间间隔求 出平抛运动的初速度. 根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出 B 点竖直方向上的分速度.
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解答: 解:①根据△y=gT 得,T= ②平抛运动的初速度 .

2



③B 点竖直方向上分速度等于 AC 段竖直方向上的平均速度,则 . 故答案为:①0.1; ②3; ③1.5. 点评: 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公 式和推论灵活求解. 三、计算题(本题共 14 分.解答题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. ) 26. (14 分) (2007 秋?巢湖期末)如图所示为车站使用的水平传送带的模型,它的水平传送 带的长度为 L=8m,传送带的皮带轮的半径均为 R=0.2m,传送带的上部距地面的高度为 h=0.45m.现有一个旅行包(视为质点)以 v0=10m/s 的初速度向右水平地滑上水平传送带,已 2 知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为 μ=0.6.本题中 g 取 10m/s .试讨论下列问题: ①若传送带静止,旅行包滑到 B 端时,人若没有及时取下,旅行包点将从 B 端滑落,则包的 落地点距 B 端的水平距离又是多少? ②设皮带轮顺时针匀速运动,且皮带轮的角速度 ω1=40rad/s,旅行包落地点距 B 端的水平距 离又是多少? ③设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动,画出旅行包落地点距 B 端的水平距离 S 随皮 带轮的角速度 ω 变化的图象.

考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与位移的关系;匀变速直线运动的图像. 专题: 传送带专题. 分析: (1)旅行包向右滑动,受到重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律列式求 加速度,然后根据速度位移公式列式求解末速度,最后根据平抛运动的分位移公式求解水平 射程; (2)如果旅行包一直减速,到达最右端的速度与传送带不动时的速度相同,则平抛的初速度 相同,射程也就相同,故只需传送带的速度小于旅行箱到达最右端的速度即可;皮带的角速 度 ω1=40rad/s,旅行箱先减速后匀速,根据运动学公式和平抛运动的分位移公式列式求解. (3)分三种情况进行讨论分析:一直匀减速运动,先匀减速后匀速,一直匀加速运动,进而 求出角速度与水平位移的关系.
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解答: 解: (1)旅行包做匀减速运动,ma=μmg a=6m/s
2

旅行包到达 B 端速度为

=2m/s

旅行包离开传送带后做平抛运动,则有: 包从 B 点到落地点的时间 包的落地点距 B 端的水平距离为 s=vt 解得:s=0.6m (2)当 ω1=40rad/s 时,皮带速度为 v1=ω1R=8m/s 当旅行包速度也为 v1=8m/s 时,在皮带上运动了位移 解得: s=3m<8m (1 分以后旅行包作匀速直线运动, 所以旅行包到达 B 端的速度也为 v1=8m/s) 包的落地点距 B 端的水平距离为 s1=v1t 解得:s1=2.4m (3)皮带轮顺时针匀速转动,若 v 皮≤2m/s 则旅行包一直做匀减速运动,到达 B 点的速度为 2m/s, 皮带轮的临界角速度为 ω= = rad/s=10rad/s

所以当 ω≤10rad/s 时,旅行包落地点距 B 端的水平距离 S 总是 0.6m, 若物体在传送带上一直做匀加速直线运动,则根据位移﹣速度公式得: 2as= 解得:v=14m/s 即要求 v 皮≥14m/s,ω= =70rad/s 此时物体到达 B 点的速度为 14m/s s=vt=14×0.3m=4.2m 所以当 ω≥70rad/s 时,旅行包落地点距 B 端的水平距离 S 总是 4.2m, 若 2m/s<v 皮<14m/s 时,旅行包先减速运动,速度与传送带相同时做匀速直线运动, 最终速度与传送带速度相同,所以 v=ωr s=vt=0.06ω,图象是一条倾斜的直线 所以画出的图象如图所示. 答:①.包的落地点距 B 端的水平距离是 0.6m; ②.设皮带轮顺时针匀速运动,且皮带轮的角速度 ω1=40rad/s,旅行包落地点距 B 端的水平 距离是 2.4m; ③.图象如图所示.

点评: 本题关键是对小滑块的运动情况分析清楚,然后根据牛顿第二定律、运动学公式和 平抛运动的分位移公式列式求解.


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