2012-2013学年湖北襄阳四中、荆州、龙泉中学高一下期中物理试卷与答案（带解析）.doc

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1、2012-2013学年湖北襄阳四中、荆州、龙泉中学高一下期中物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图所示，一质量为 m的物体沿倾角为 的斜面匀速下滑。下列说法正确的是（ ） A斜面对物体的支持力等于物体的重力 B物体所受合力的方向沿斜面向下 C斜面对物体的支持力和摩擦力的合力的方向竖直向上 D物体匀速下滑的速度越大说明物体所受摩擦力越小 答案： C 试题分析：物体沿斜面匀速下滑时物体处于平衡状态，根据平衡条件知斜面对物体的支持力等于物体的重力沿垂直于斜面的分力 mgcos，故 A错误；物体沿斜面匀速下滑时，由平衡条件得知，其合力为零，故 B错误；物体匀速下滑过程中，受到重力、斜面对物体的支持力和

2、摩擦力，由平衡条件得知，斜面对物体的支持力和摩擦力的合力的方向与重力方向相反，即为竖直向上，故 C 正确；摩擦力等于 mgcos，与物体下滑的速度大小无关，故 D错误所以选 C 考点：本题考查共点力平衡的条件及其应用和力的合成与分解的运用 如图是自行车传动结构的示意图 , 其中 是半径为 r1的大齿轮 , 是半径为 r2的小齿轮 , 是半径为 r3的后轮 , 假设脚踏板的转速为 n, 则自行车前进的速度为（ ） A B C D 答案： A 试题分析：解决本题的关键是知道靠链条传动，线速度相等，共轴转动，角速度相等转速为单位时间内转过的圈数，因为转动一圈，对圆心转的角度为 2，所以 设自行车前进

3、的速度为 ，即车轮 边缘上的线速度的大小，根据题意知：大齿轮和小齿轮靠链条传动，线速度相等，即轮 和轮 边缘上的线速度的大小相等，据 可知： ，已知 ，则轮 的角速度 因为轮 和轮 共轴，所以后轮与小齿轮具有相同的角速度，即 ，根据 可知， 所以选 A 考点：本题考查常见的传动装置及线速度、角速度和周期、转速，考查考生运用学的物理知识解决实际问题的能力 如图所示， B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心 O 的连线与竖直方向的夹角为 。一小球在圆轨道左侧的 A点以速度 v0平抛，恰好沿 B点的切线方向进入圆轨道。已知重力加速度为 g，则 AB之间的水平距离为（ ） A B C D 答案： B 试题分

4、析：小球抛出后做平抛运动，小球恰好从轨道的 C端沿切线方向进入轨道，说明小球的末速度应该沿着 C点切线方向，将平抛末速度进行分解，根据几何关系得： C点速度在竖直方向的分量： ，竖直方向的分运动为自由落体运动， ，水平方向做匀速直线运动，则有，故选 B 考点：本题考查运动的合成与分解及平抛运动规律，考查考生的分析综合能力 如图所示，长为 L的轻绳一端固定，另一端系一质量为 m的小球给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设轻绳与竖直方向的夹角为 .下列说法正确的是（ ） A小球只受重力和绳的拉力作用 B小球受重力、绳的拉力和向心力作用 C小球做圆周运动

5、的半径为 Lsin D小球做圆周运动的向心加速度大小 a=gtan 答案： ACD 试题分析：解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解向心力是效果力，它由某一个力或几个力的合力提供，它不是性质的力，分析物体受力时不能分析向心力小球受到重力、绳的拉力，二者的合力提供向心力，方向指向轨迹圆的圆心，故 A正确， B错误；小球在水平面内做匀速圆周运动，轨迹圆的圆心为悬点在水平面上的投影，由几何知识得，小球做圆周运动的半径为： ，故 C正确；小球所受的合力 ，合力等于向心力，根据牛顿第二定律得： ，解得： ，故 D正确所以 选 ACD 考点：本题考查了匀速圆周运动的动力学分析、牛顿第二定

6、律及对向心力概念的理解和应用 一质量为 m的物体，沿半径为 R的向下凹的圆形轨道滑行，如图所示，经过轨道最低点的速度为 v，物体与轨道间的动摩擦因数为 ，则物体在最低点时受到的摩擦力为（ ） A mg BC m(g ) D m(g- ) 答案： C 试题分析：解答本题的关键是分析向心力的来源当物块滑到轨道最低点时，由重力和轨道的支持力提供物块的向心力，根据牛顿第二定律得 ，解得 ，则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为 ，故选 C 考点：本题考查牛顿定律和向心力、摩擦力知识的简单综合应用 “嫦娥一号 ”探月飞船绕月球做 “近月 ”匀速圆周运动，周期为 T，则月球的平均密度 的表达式为（ ） (k

7、为某个常数 ) A B kT C D kT2 答案： A 试题分析：设月球质量为 M，半径为 R，卫星的质量为 m，月球给卫星的万有引力充当卫星运动的向心力，即： ，而 联立解得： ，其中 故月球的平均密度 的表达式为 ，其中 考点：本题考查万有引力定律及其应用，意在考查考生运用万有引力定律解决天体运动的能力 甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均视为圆轨道，以下判断正确的是（ ） A甲在运行时能经过地球北极的正上方 B甲的周期大于乙的周期 C甲的向心加速度小于乙的向心加速度 D乙的速度大于第一宇宙速度 答案： BC 试题分析：甲为地球同步卫星，

8、在赤道的正上方，所以甲在运行时不能经过地球北极的正上方，故 A错误；设卫星的质量为 m、轨道半径为 r、地球质量为M，人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有： ，即 解得： ， ，由以上三式知，人造卫星的轨道半径越大，线速度越小、周期越大，加速度越小，由于甲卫星的高度大，轨道半径大，故甲卫星的线速度小、周期大，加速度小；根据 知，第一宇宙速度是近地圆轨道的环绕速度，也是圆轨道运行的最大速度，故 B C正确， D错误所以选 BC 考点：本题考查万有引力定律及其应用；同步卫星；第一宇宙速度；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系，意在考查考生的理解能力和分析综合能力 假如一做匀速圆周运

9、动的人造地球卫星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 r，可知卫星运动 的线速度增大到原来的 2倍 B根据公式 F G ，可知地球提供的向心力将减小到原来的 1/4 C根据公式 F m ，可知卫星所需的向心力将减小到原来的 1/2 D根据上述选项 B和 C给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的/2 答案： BD 试题分析：人造卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，当轨道半径变化时，万有引力变化，卫星的线速度、角速度、周期都随着变化，所以，不能用向心力的表达式来讨论一些物理量的变化，讨论这些物理量时要找准公式，正确使用控制变量法当轨道半径变化时，万有引力

10、变化，卫星的角速度 随着变化，所以，不能用公式 讨论卫星的线速度变化，故 A错误；人造卫星的轨道半径增大到原来的 2倍，由公式 可知地球提供的向心力将减小到原来的 ，故 B正确；当轨道半径变化时，万有引力变化，卫星的线速度 随着变化，所以，不能用公式 讨论卫星的向心力变化，故C错误；根据万有引力提供向心力，卫星的线速度 ，可知卫星运动的线速度将减少到原来的 ，故 D正确所以选 BD 考点：本题考查万有引力定律及其应用，意在考查考生对绕地卫星的线速度与半径、周期、向心力等之间关系的理解和应用能力 如图所示，物块 P置于水平转盘上随转盘一起运动，且与圆盘相对静止，图中 c沿半径指向圆心， a与 c

11、垂直，下列说法正确的是（ ） A当转盘匀速转动时， P受摩擦力方向为 b方向 B当转盘加速转动时， P受摩擦力方向可能为 c方向 C当转盘加速转动时， P受摩擦力方向可能为 a方向 D当转盘减速转动时， P受摩擦力方向可能为 d方向 答案： D 试题分析：做圆周运动的物体受到的力正交分解：平行速度方向的合力，即切向力，产生切向加速度，改变速度的大小；垂直速度方向的合力，指向圆心，产生向心加速度，改变速度的方向圆周运动的物体，速度 方向在改变，沿半径指向圆心方向一定受力匀速圆周运动的物体，切向方向不受力，合力指向圆心，而物块 P的向心力是摩擦力提供的，所以当转盘匀速转动时， P受摩擦力方向为 c

12、方向，故 A错误；当转盘加速转动时，物块 P做加速圆周运动，不仅有沿 c方向指向圆心的向心力，还有指向 a方向的切向力，使线速度大小增大，两方向的合力即摩擦力可能指向 b，故 B错误， C错误；当转盘减速转动时，物块 P做减速圆周运动，不仅有沿 c方向指向圆心的向心力，还有指向 a相反方向的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩擦力可能指向 d，故 D正确所以选 D 考点：本题考查受力分析、牛顿第二定、向心力及力的合成与分解，意在考查考生是否形成了用牛顿运动定律处理问题的基本思路 如图甲所示，在粗糙程度相同的水平面上，物体 A在水平向右的拉力 F的作用下做直线运动，其速度 时间图象如图乙所

13、示，下列判断正确的是（ ） A在 0 1 s内，拉力 F不断增大 B在 1 3 s内，拉力 F的大小恒定 C在 3 4 s内，加速度大小不断增大 D在 0 4 s内，物体的位移大小为 3 m 答案： BC 试题分析：在 0 1s内，直线的斜率不变，加速度不变，外力 F是恒力，故 A错误；在 1 3s内，速度不变，物体做匀速直线运动，加速度等于零， F等于摩擦力，外力 F的大小恒定，故 B正确；在速度 -时间图象中，某一点代表此时刻的瞬时速度，时间轴上方速度是正数，时间轴下方速度是负数；切线代表该位置的加速度，向右上方倾斜，加速度为正，向右下方倾斜加速度为负在3 4s内，斜率越来越大，说明加速度

14、越来越大，故 C正确；根据速度图象的“面积 ”大小等于位移可知，在 3 4s内，若物体做匀减速直线运动，则此物块的位移为 ，但此物块在 3 4s内做的加速度越来越大的减速运动，所以在此物块的位移大于匀减速直线 运动的位移，即 3m，故 D错误所以选 BC 考点：本题考查匀变速直线运动的速度与时间的关系、牛顿第二定律及匀变速直线运动的 图象，意在考查考生对速度 -时间图象的理解和掌握 一条小船在静水中的速度为 3 m/s，它要渡过一条宽为 30 m的长直河道，河水流速为 4 m/s，则（ ） A这条船不可能渡过这条河 B这条船过河时间不可能小于 10 s C这条船能够过河的最小位移为 30m D

15、这条船可以渡过这条河，而且过河时的合速度可以为 8m/s 答案： B 试题分析：当静水速与河岸不平行，则船就能渡过河，故 A错误；当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间为 ，故 B正确；因为静水速小于水流速，根据平行四边形定则，可知合速度的方向不可能垂直于河岸，则小船不能垂直到对岸，最小距离不会等于 30m，故 C错误；根据平行四边形定则知，当静水速与水流速同向，小船速度最大，为 7m/s当静水速与水流速反向，小船速度最小，为 1m/s，故 D错误所以选 B 考点：本题考查了平行四边形定则及研究的方法，即运动的合成与分解 如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景宇航员在火箭发射

16、与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考 验，下列说法正确的是（ ） A火箭加速上升时，宇航员处于失重状态 B火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力 C飞船加速下落时，宇航员处于超重状态 D飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力 答案： D 试题分析：解决本题的关键是理解超失重的力学特征：超重时，物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于重力；失重时，物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于重力以及运动学特征：超重时，加速度方向向上；失重时，加速度方向向下 火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律，物体受到向上的合力，宇航员对座椅的压力大于其重力，宇航员处

17、于超重状态，故 A错误；火箭上升的加速度逐渐减小时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律，物体受到向上的合力，宇航员对座椅的压力大于其重力，故 B错误；飞船加速下落时，加速度方向向下，根据牛顿第二定律，物体受到向下的合力，宇航员对座椅的压力小于其重力，宇航员处于失重状态，故 C错误；飞船在落地前减速，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，故 D正确所以选 D 考点：本题主要考查对超重 现象和失重现象的理解和应用 实验题 一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴，某同学决定测量雾滴的喷射速度，他采用如图 1所示的装置，一个直径为 d=40cm的纸带环 , 安放在一个可以按

18、照不同转速转动的固定转台上，纸带环上刻有一条狭缝 A，在狭缝 A的正对面画一条标志线，如图 1所示在转台开始转动达到稳定转速时，向侧面同样开有狭缝 B的固定纸盒中喷射油漆雾滴，当狭缝 A转至与狭缝 B正对平行时，雾滴便通过狭缝 A匀速运动打在纸带的内侧面留下痕迹（若此过程转台转过不到一圈）将纸带从转台上取下来，展开平放，并与毫米刻度尺对 齐，如图 2所示 （ 1）设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为 ，则从图 2 可知，其中速度最大的雾滴到标志线的距离 S= cm， （ 2）如果转台转动的周期为 T，则这些雾滴喷射速度的计算表达式为 v0= （用字母表示）； （ 3）如果以纵坐标表示雾

19、滴的速度 V0，横坐标表示雾滴距标志线距离的倒数，画出 v0- 图线，如图 3所示，则可知转台转动的周期为 s 答案：（ 1） 2.05 2.15 cm （ 2） （ 3） 1.6s 试题分析：（ 1）雾滴运动的路程一定，速度越大，运行的时间越短，此 时转台转过的弧度越小，打在纸带上的点距离标志线的距离越小根据图 2即可读出其中速度最大的雾滴到标志线的距离 ； （ 2）雾滴运动的时间与转台转动的时间相等如果转台转动的周期为 T，则雾滴运动的时间为 ， ，解得： ，所以喷枪喷出雾滴的速度 ； （ 3）根据（ 2）中可知： ，所以 图象中斜率 由图 3得： ，解得： T 1.6s 考点：本题通过测

20、量雾滴的喷射速度，考查线速度、角速度和周期、转速，意在考查考生对实验原理的理解及知识的迁移能力和利用图象处理实验数据的能力 如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤打击弹性金属片，金属片把 球沿水平方向抛出，同时 球被松开而自由下落， 、 两球同时开始运动，则 : (1) A 球先落地 B 球先落地 C两球同时落地 D两球落地先后由小锤打击力的大小而定 (2)上述现象说明 答案：（ 1） C （ 2）平抛运动的竖直方向的分运动是自由落体运动 试题分析： (1) 由于两球同时运动， 球做平抛运动， 球自由落体运动， 竖直方向运动规律与 球相同，因此两球同时落地，故 ABD错误， C正确； （

21、 2）由于两球同时落地，因此说明 、 在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动 考点：本题考查平抛运动实验，意在考查考生推理能力和实验探究能力 计算题 如图所示，一辆汽车以 V0=15m/s的速率通过一座拱桥的桥顶时，汽车对桥面的压力等于车重的一半。取 g =10m/s2,求： （ 1）这座拱桥的半径 R； （ 2）若要使汽车过桥顶时对桥面恰无压力，则汽车过桥顶时的速度 V 的大小 答案：（ 1） 45m （ 2） 试题分析：解决本题的关键是知道物体做圆周运动，径向的合力提供物体做圆周运动的向心力 （ 1）设小车质量为 m，桥面对小车支持力为 ，

22、因汽车对桥面的压力等于车重的一半，由牛顿第三定律可知 以汽车为研究对象，分析受力可知，过桥顶时由重力和桥顶的支持力的合力提供汽车的向心力，根据牛顿第二定律有： 联立以上两式解得： （ 2）汽车过桥顶时对桥面恰无压力，由牛顿第三定律得知，汽车过桥顶时不受支持力，故只受重力，则重力提供汽车所需的向心力，根据牛顿第二定律有：所以 考点：本题考查圆周运动中的向心力概念及对牛顿第二定律、牛顿第三定律的理解和应用 如图为一架直升机运送沙袋。该直升机 A用长度足够长 的悬索（其重力可忽略）系住一质量 m 50kg的沙袋 B。直升机 A和沙袋 B以 v 10m/s的速度一起沿水平方向匀速运动，某时刻开始将沙袋

23、放下，在 t 5s时间内，沙袋在竖直方向上移动的距离按 y t2（单位： m）的规律变化。取 g=10m/s2，求： (1)在 t 5s时间内沙袋位移大小； (2)在 t 5s末沙袋的速度大小 答案： (1) 55.9m (2) 14.14m/s 试题分析：由题设知，在 5s内，被困人员在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动 (1)由 可知沙袋在 t =5s内竖直 方向位移 y =25m 又沙袋在水平方向匀速运动 5s内水平位移 x =vt =50m 因此沙袋在 5s内位移 m（或 =55.9m） (2)由 可知沙袋在竖直方向做初速度为 0加速度为 的匀加速运动 . 所以在

24、t = 5s末沙袋在竖直方向的分速度为 又因沙袋在水平方向匀速运动，所以水平分速度 因此沙袋在 t = 5s末的速度 （ 或 =14.14m/s ） 考点：本题主要考查了匀变速直线运动的位移与时间的关系、匀变速直线运动的速度与时间的关系、运动的合成和分解等知识，意在考查考生运用所学的物理知识解决实际问题的能力 答案：（ 1） （ 2） （ 3）试题分析：（ 1） “嫦娥一号 ”的轨道半径 r=R+H，根据线速度与轨道半径和周期的关系得： “嫦娥一号 ”运行的线速度 （ 2）设月球质量为 M， “嫦娥一号 ”的质量为 m，根据万有引力定律和牛顿第二定律， 对 “嫦娥一号 ”绕月飞行有 解得： （

25、 3）设绕月球表面做匀速圆周运动的飞船的质量为 m0，线速度为 v0，绕月球表面做匀速圆周运动的飞船轨道半径约 R根据万有引力定律和牛顿第二定律，对飞船绕月飞行有 又 ，联立可解得 考点：本题考查人造卫星的加速度、周期和轨道的关系、万有引力定律及其应用，意在考查考生应用万有引力定律解决实际问题的能力 如图所示，质量 m 2.0kg的木块静止在高 h 1.8m的水平平台上，木块距平台右边缘 d 7.75m，木块与平台间的动摩擦因数 0.2。用 F 20N 的水平拉力拉木块，木块向右运动 x1=4.0m时撤去 F。不计空气阻力， g 取 10m/s2。求： （ 1） F作用于木块的时间； （ 2）

26、木块离开平台时的速度大小； （ 3）木块落地时到平台右边缘的水平距离 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）拉力 F作用在木块上时，木块受力如图所示 木块在 F作用下做与加速直线运动，在水平方向上，根据牛顿第二定律得：在竖直方向上有 又 根据匀变速直线运动的位移时间公式得： 联立方程并代入已知条件解得： （ 2）根据匀变速直线运动的速度时间公式得：刚撤去 F时木块的速度撤去 F后木块做匀减速运动，根据牛顿第二定律得： 解得：设木块飞出平台时的速度为 V ，根据匀变速直线运动的速度位移公式得：代入数据解得： （ 3）木块离开平台做平抛运动，设木块在空中运动的时间为 t，落地时距平台边缘的水平距离为 s，根据运动学公式： 代入数据解得： ; 考点：本题主要考查牛顿第二定律、平抛运动的规律及匀变速直线运动规律，意在考查考生的分析综合能力