青州一中2010--2011学年高一下学期期中考试物理试题

青州一中2010--2011学年高一下学期期中考试物理试题

2011--04

第Ⅰ卷（选择题，共40分）

1．质量为m的滑块从半径为R的半球形碗的边缘滑向碗底，过碗底时速度为v，若滑块与碗间的动摩擦因数为μ，则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为

A．μmg

v2v2μm C．μm(g+)

RRv2 D．μm(-g)

R2．质量为1kg的物体在水平面内做曲线运动，已知互相垂直方向上的速度图象分别如图所示．下列说法正确的是

A．质点的初速度为5m/s 质点所受的合外力为3N C．2s末质点速度大小为5m/s

D．质点初速度的方向与合外力方向垂直

vx/m·s-1

vy/m·s-1 4 212

321Ot/sO12t/s3.如图所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径R0的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触。当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力。自行车车轮的半径R1，小齿轮的半径R2，大齿轮的半径R3。则大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比为。（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）

摩擦小轮

小发电机 车轮

大齿轮 小齿轮

RRRRA...02 B...12

R1R3R0R3C..R0R3RR D.13 R1R2R0R2链条 4．如右图水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中

A．B对A的支持力越来越大

B对A的支持力越来越小

C．B对A的摩擦力越来越小 D．B对A的摩擦力越来越大

5．假如一人造地球卫星做匀速圆周运动的轨道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动。则

A．根据公式V=rω可知卫星的线速度将增大到原来的2倍 根据公式F=mv2/r,可知卫星所受的向心力将变为原来的1/2

1

C．根据公式F=GMm/r2,可知地球提供的向心力将减少到原来的1/4

D．根据上述B和C给出的公式,可知卫星运动的线速度将减少到原来的2 /2

6. 如图所示，从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出，小球均落在斜面上， 当抛出的速度为v1时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1；当抛出速 度为v2时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2，则

A．当v1>v2时，α1>α2 B．无论v1、v2关系如何，均有α1=α2

C．当v1>v2时，α1<α2 D．α1、α2 的关系与斜面的倾角θ有关

7.我国是世界上能发射地球同步卫星的少数国家之一，关于同步卫星，正确的说法是（ ） A．可以定点在嘉兴上空 B．加速度一定大于9.8m/s2

C．角速度比月球绕地球运行的角速度大 D．向心加速度与静止在赤道上的物体的向心加速度相等 8．轻绳一端固定在光滑水平轴O上，另一端系一质量为m的小球，在最低点给小球一初速度，使其在竖直平面内做圆周运动，且刚好能通过最高点P．下列说法正确的是( ) A．小球在最高点时对绳的拉力为零 B．小球在最高点时对绳的拉力大小为mg C．若增大小球的初速度，则过最高点时球对绳的力一定增大 D．若增大小球的初速度，则在最低点时球对绳的力一定增大

9．最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某恒星有一行星，并测得它围绕恒星运动一周所用的时间为1200

年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍．假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个救据可以求出的量有

A. 恒星质量与太阳质量之比 B．恒星密度与太阳密度之比

 v α 第6题图

C．行星质量与地球质量之比 D．行星运行速度与地球公转速度之比

10．两颗质量相等的人造地球卫星a、b绕地球运行的轨道半径分别为r1、r2（其中r1=3r2），地球质量用M表示，卫星质量用m表示。下面说法中正确的是（ ）

A．由公式 F = mv2/ r可知，卫星a的向心力是b的三分之一 B．由公式F =GMm/ r2可知，卫星a的向心力是b的九分之一 C．由公式F = mω2r可知，卫星a的向心力是b的三倍 D．由公式F = mωv可知，卫星a的向心力和b的相等

附加选择题

1. 如图所示，蜡块在竖直玻璃管内的水中匀速上升，速度为v。若在蜡块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管从AB位置由静止开始水平向右做匀加速直线运动，加速度大小为a，则蜡块的实际运动轨迹可能是图中的

B

Q P A R D C 2

A．直线P

B．曲线Q C．曲线R D．无法确定

2.“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星，目前已经完成各项技术攻关，将于今年10月份发射。“嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份卫星，因此两颗星在外形和重量上并没有太大差别。不过它的绕月飞行轨道将由“嫦娥一号”时的200公里高度降低到100公里，这样就能把月球看得更清楚。她们绕月球运动的示意图如右图所示（轨道视为圆周），则下列有关探月卫星的说法正确的是

A.“嫦娥二号”卫星绕月球运行的动能小于“嫦娥一号”卫星绕月球的动能

B.“嫦娥二号”卫星在图示轨道上运行时的加速度大于地球表面的重力加速度

C.“嫦娥二号”卫星所在位置的重力加速度比“嫦娥一号”所在位置的重力加速度大 D.“嫦娥一号”卫星在绕月轨道上经过加速变轨可达到“嫦娥二号”的绕月轨道

3．飞船记录显示地球赤道上有一个物体随地球自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，

线速度为v1,角速度为1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；地球同步卫星所受的抽心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为3；地球表面和的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则 （ ） A．F1＝F2＞F3 B．a1＝a2＝g＞a3 C．v1＝v2＝v＞v3 D．1＝3＜2

第Ⅱ卷 （非选择题，共80分）

二． 实验题（20分）

11.（1）如图在研究平抛物体的运动的实验中，某同学按要求描绘了小球做平抛运动过程的轨迹，O为坐标原点，轨迹上某点的坐标为（x,y）,则小球的初速度为 。

（2）在已经知道平抛运动的竖直分运动是自由落体运动的前提下，要探究平抛运动在水平方向的运动规律，我们需要测出几段相等的时间间隔内物体在水平方向上的位移，再分析这些位移的特点。如图，为了使物体在纵坐标上相邻位置间的时间间隔相等，坐标y2应该取 y1。

(3)研究平抛物体的运动，在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是（ ）

A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小 B．保证小球飞出时，初速度水平 C．保证小球在空中运动的时间每次都相等 D．保证小球运动的轨道是一条抛物线

3

12．杨丹容同学在《探究小车速度随时间变化的规律》实验中，让小车在重物的牵引下加速运动，从三条纸带中选择一条最清晰较理想的纸带，并进行相应的测量，如图所示。其中 A、B、C、D、E为打点计时器所打的点，所用电源的频率是50HZ。依据你学过的知识分析这条纸带：

(1) 打点计时器打点的时间间隔是 。

（2）小车所做的是 运动，其加速度是 。 (3) 打点计时器打下B、C、D点时物体的瞬时速度分别为 、 、 。

（4）依据实验中的数据，在所给表格中作出小车的速度——时间图象。

三、计算题（本题共6小题，共60分。请将答案写在答题纸上相应位置。解答应写出必要的文字说明、方程

式和重要演算步骤。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） 13．在高速公路上，有时会发生“追尾”的事故——后面的汽车撞上前面的汽车。 （1）请分析一下，从后车的运动考虑造成“追尾”事故的原因有哪些?

（2）我国某条高速公路的最高车速限制为108km/h。设某人驾车正以最高时速沿平直高速公路行驶，该车刹车时产生的加速度大小为5m/s2，司机的反应时间（从意识到应该停车至操作刹车的时间）为0.6~0.7s。请分析一下，应该如何计算行驶时的安全车距?

14. (10分) 英国某媒体推测：在2020年之前人类有望登上火星，而登上火星的第一人很可能是中国人。假如你有幸成为人类登陆火星的第一人，乘坐我国自行研制的代表世界领先水平的神舟x号宇宙飞船，通过长途旅行终于亲眼目睹了美丽的火星。为了熟悉火星的环境，你的飞船绕火星做匀速圆周运动，离火星表面高度为H，飞行了n圈，测得所用的时间为t。已知火星半径R，试求火星表面重力加速度g。

4

15. (14分) 如图所示，质量m＝1 kg的小球用细线拴住，线长l＝0.5 m，细线所受拉力达到 F＝18 N时就会被拉断.当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断.若此时小球距水平地面的高度h＝5 m，重力加速度g＝10 m/s，求小球落地处到地面上P点的距离.（P点在悬点的正下方）

2

16. （8分）如图甲，把两个相同的质量为 m 金属小环穿在一根不可伸长的绳子上，绳子的两端点悬挂在固定支架上的同一点，绳子与小环光滑接触。现用大小相等，方向相反的两个水平外力分别作用在两个小环上，在这两个外力的作用下，平衡时，绳子被两个小环分成的三段长度相等，如图乙。求水平外力的大小及绳子的张力大小。 F F 甲 乙

17.（10分）如图所示，一金属工件以2m / s 的初速度从A 点进入水平轨道AB ，通过水平轨道后从B点开

5

始做平抛运动，恰好落在下一道程序的轨道上的D 点．已知水平轨道AB 长为0 . 6m , B 、D 两点的水平距离为0 .2m ，竖直高度也为0 . 2 m ．根据下表提供的动摩擦因数，试判断水平轨道AB 的材料．( g 取10m / s2 )

材料 木－金属

18（14分）．如图所示，V形细杆AOB能绕其对称轴OO’转动，OO’沿竖直方向，V形杆的两臂与转轴间的夹角均为=45°。两质量均为m=0.1kg的小环，分别套在V形杆的两臂上，并用长为l=1.2m、能承受最大拉力Fmax=4.5N的轻质细线连结，环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍。当杆以角速度ω转动时，细线始终处于水平状态，取g=10m/s2。

（1）求杆转动角速度ω的最小值

（2）将杆的角速度从（1）问中求得的最小值开始缓慢增大，直到细线断裂，写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式；

6

动摩擦因数 0 . 2 金属－金属 0 . 25 金属－皮革 0 . 28

参考答案

1. C 2. C 3. A 4. BC 5. CD 6. B 7. C 8. ACD 9. AD 10. B 附加题 1. B 2. C 3. D

11. （1） 分子 X 分母 根下G分之2Y （2）4 （3）B

12．实验题

(1) 打点计时器打点的时间间隔是 0.02s 。

（2）小车所做的是 匀加速直线 运动，其加速度是 5 m/s2 。

(3) 打点计时器打下B、C、D点时物体的瞬时速度分别为 0.45m/s 、 0.55 m/s 、 0.65 m/s 。

（4）依据实验中的数据，在所给表格中作出小车的速度——时间图象。 13．（1）造成“追尾”事故的原因有

① 车速过快 ② 跟前车的车距过小 ③ 司机的反应较迟缓 ④ 车的制动性能较差

（2） 当司机发现紧急情况后，在反应时间内，汽车仍以原来的速度做匀速直线运动；刹车后，汽

车匀减速滑行。所以，刹车过程中汽车先后做着两种不同的运动，行驶时的安全车距应等于两部分位移之和。

为确保安全行车，反应时间应取0.7s计算。 [1分]

汽车原来的速度 v0108km/s30m/s。在反应时间t10.7s内，汽车做匀速直线运动的位移为 s1v0t130.0721(m) [2分]

刹车后，汽车做匀减速运动，滑行时间为 t2vtv00306(s)[2分] a5车刹车后滑行位移为s2v0t2121at2306(5)629022(m) [2分]

B

所以行驶时的安全车距应为 ss1s22190111(m) [1分]

14.(10分) 解：设火星和飞船的质量分别为M、m、火星表面的物体质量为m0

飞船绕火星做匀速圆周运动的周期T＝n··················································· ①(2分)

7

t

火星对飞船的万有引力提供飞船做匀速圆周运动的向心力即

GMm4π2

＝mT2(R+H) ································································· ②(3分) (R+H)2火星表面的物体有：

GMm

＝m0g ··························································· ③(3分) R2

4π2n2(R+H)3

联立①②③得：g= ································································· (2分)

t2R215. (14分) 球摆到悬点正下方时，线恰好被拉断，说明此时线的拉力F＝18 N，则由

F－mg＝mv2l 可求得线断时球的水平速度为

v＝

(Fmg)l(m1810)0.51m/s ＝2 m/s 线断后球做平抛运动，由 h＝

12gt2

可求得物体做平抛运动的时间为 t＝

2h25g10 s＝1 s 则平抛运动的水平位移为 x＝vt＝2×1 m＝2 m

16．解：对左边的小环受力分析如图所示：(２分) 由平衡知：

水平方向：Tcosθ＋T=F

竖直方向：Tsinθ=mg (３分)

而由题知围成的三角形为等边三角形，所以θ＝60° 由以上两个公式解得：T=23mg

3

,F=3 mg (３分)

17．（10分）设工件在B点的速度为v，对于由B到D的平抛运动过程， 有：x=vt y=1

2 gt2 代入数据得v=1m/s (4分)

由A到B，工件在摩擦力的作用下做减速运动，有： a=－μg

3分

3分

2分 3分 3分 8

v2－v02=2as

由上解得：μ＝0.25 (4分) 查表知AB应该是金属轨道。（２分）

18 解：（1）∵角速度最小时，fmax沿杆向上，则

FNsin45fmaxcos45mg FNcos45fmaxsin45m21r

且fmax0.2FN，rl2 ∴ω1=10/3≈3.33rad/s 6分 （2）当fmax沿杆向下时，有

FNsin45fmaxcos45mg

F45f2Ncosmaxsin45m2r

∴ω2=5rad/s

当细线拉力刚达到最大时，有

FNsin45fmaxcos45mg FNcos45fmaxsin45Fmaxm23r

∴ω3=10rad/s

010rad/s5rad/∴F拉（3s）（8分）(0.0621.5)N（5rad/s10rad/s）

9

10