清華附中高一第一學(xué)期期末試題

1、高一第一學(xué)期期末試卷物 理注意：在有數(shù)值計(jì)算的問題中，g取10 m/s2，萬(wàn)有引力恒量G = 6.67×10-11N·m2/kg2一選擇正確答案。本題共7小題，每小題2分，共14分。在每個(gè)小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題意的。圖 11用一端固定于地面的繩系住一個(gè)放在空氣中的氫氣球，當(dāng)氫氣球靜止時(shí)，如圖1所示 ，關(guān)于氫氣球受力，下列說法中正確的是（ ）A重力、繩的拉力B重力、浮力、繩的拉力C重力、浮力D重力、浮力、繩的拉力、風(fēng)力的作用圖 2FAOA2如圖2所示，質(zhì)量均勻的直棒OA，在始終垂直于直棒方向的拉力F作用下能繞固定水平轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)棒從圖示位置勻速轉(zhuǎn)到圖中虛線位置

2、過程中，關(guān)于F的力矩M，下列說法正確的是（ ）A變大 B變小 C始終不變 D先變大后變小3汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80kW，它以額定功率在平直公路上行駛的最大速度為20m/s，那么汽車在以最大速度勻速行駛時(shí)所受的阻力的大小是（ ）A8000N B4000N C2000N D1600N PQ圖 3PQ4圖3所示是自行車的輪盤與車軸上的飛輪之間的鏈條傳動(dòng)裝置。P是輪盤的一個(gè)齒，Q是飛輪上的一個(gè)齒。下列說法中正確的是（ ）AP、Q兩點(diǎn)角速度大小相等 BP、Q兩點(diǎn)向心加速度大小相等CP點(diǎn)向心加速度小于Q點(diǎn)向心加速度 DP點(diǎn)向心加速度大于Q點(diǎn)向心加速度5關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法正確的是（ ）A勻速圓周運(yùn)動(dòng)一

3、定是勻速運(yùn)動(dòng) B勻速圓周運(yùn)動(dòng)一定受恒力作用C勻速圓周運(yùn)動(dòng)是加速度不變的運(yùn)動(dòng) D勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)6如圖4所示，小球在一細(xì)繩的牽引下，在光滑桌面上繞繩的另一端O作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于小球的受力情況，下列說法中正確的是（ ）O·圖4A受重力、支持力和向心力的作用 B受重力、支持力、拉力和向心力的作用 C受重力、支持力和拉力的作用 D受重力和支持力的作用。7地球半徑為R，地面附近的重力加速度為g，物體在離地面高度為h處的重力加速度的表達(dá)式是（ ） A B C D二選擇正確答案。本題共6小題，每小題3分，共18分。在每個(gè)小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有一個(gè)或幾個(gè)是符合題意的，全部選對(duì)的得3分；選對(duì)

4、但不全得2分；不選或選錯(cuò)得0分。8一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角的力F1、F2的作用，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若保持二力方向不變，將F1突然增大為F1F，則質(zhì)點(diǎn)此后（ ） A一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) B在相等的時(shí)間里速度變化一定相等AxyOv圖5C可能作勻速直線運(yùn)動(dòng) D可能作變加速直線運(yùn)動(dòng)9一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在恒力F的作用下，在xOy平面內(nèi)從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的軌跡如圖5所示，且在A點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸平行，則恒力F的方向可能的是（ ）A沿+x方向 B沿-x方向C沿+y方向 D沿-y方向10有一物體在高為h處以初速度v0水平拋出，落地時(shí)速度為vt，豎直分速度為，水平位移為s，則能用來計(jì)算該物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間的公式有（ ）A

5、 B C D11在一個(gè)水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放有A、B、C三個(gè)物體，它們跟臺(tái)面間的摩擦因數(shù)相同。A的質(zhì)量為2m，B、C各為m，A、B離轉(zhuǎn)軸均為r，C為2r，則（ ）A若A、B、C三物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)未發(fā)生滑動(dòng)，A的向心加速度比B、C的大B若A、B、C三物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)未發(fā)生滑動(dòng)，B所受的靜摩擦力最小C當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C最先發(fā)生滑動(dòng)D當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加時(shí)，A比B先滑動(dòng)12同步衛(wèi)星離地心距離為r, 運(yùn)行速度為v1, 加速度為a1, 地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列比值正確的是（ ）A B C D13地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)對(duì)地球的萬(wàn)有引

6、力提供地球運(yùn)動(dòng)所需的向心力。由于太陽(yáng)內(nèi)部的核反應(yīng)而使太陽(yáng)發(fā)光，在這個(gè)過程中，太陽(yáng)的質(zhì)量在不斷減小。根據(jù)這一事實(shí)可以推知，在若干年以后，地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)情況與現(xiàn)在相比 （ ）A運(yùn)動(dòng)半徑變大 B運(yùn)動(dòng)周期變大C運(yùn)動(dòng)速率變大 D運(yùn)動(dòng)角速度變大三填空題。共6題，每小題4分，共24分。把答案填在題中的橫線上。圖614如圖6所示，傾角為的光滑斜面體固定在水平面上，斜面上有一質(zhì)量為m的金屬球被豎直光滑擋板擋住。則金屬球?qū)醢宓膲毫Υ笮?；金屬球?qū)π泵娴膲毫Υ笮?。15一條河寬500m，河水的流速是3m/s，一只小艇以5m/s（靜水中的速度）的速度行駛，若小艇以最短的時(shí)間過河，所用的時(shí)間是 s；若小艇要以最

7、短的航程渡河，所需的時(shí)間是_s。ALO圖716以16m/s的初速度水平拋出一石子，石子落地時(shí)的速度方向與拋出時(shí)的速度方向成角，若不計(jì)空氣阻力，那么石子拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的高度差為_m，石子落地時(shí)速度是_m/s。 （sin37°=0.6，cos37°=0.8） 17長(zhǎng)L=0.5m質(zhì)量可忽略的輕桿，下端固定在O點(diǎn)，上端固定著一質(zhì)量m =2kg的小球A。A可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，如圖7所示。當(dāng)A通過最高點(diǎn)時(shí)速率為1m/s時(shí)，球?qū)U的作用力大小為_N，方向_。O A B圖818質(zhì)量相等的小球 A、B分別固定在輕桿的中點(diǎn)及端點(diǎn)，當(dāng)桿在光滑水平面上繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如圖8所示，則桿

8、的OA 段及OB段對(duì)球的拉力之比為_。19在某星球上以速度v0將一物體豎直向上拋出，經(jīng)t秒落回原處，若此星球的半徑為R，則在星球上發(fā)射自己的衛(wèi)星，那么它的環(huán)繞速度應(yīng)是 。20如圖9所示，置于水平面上的木箱的質(zhì)量為m=10kg，在與水平方向成a=37°角的拉力F=50N的恒力作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，它與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)m=0.2，則前2s內(nèi)拉力做功的平均功率是_，2s末拉力做功的瞬時(shí)功率是_。 m圖937°F四實(shí)驗(yàn)題。21題2分，22題4分。請(qǐng)把答案填在題中的橫線上。圖12ABCx/cmy/cmO235012575圖100123cm050125750.05mm040353

9、02520圖11 21用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量一根金屬絲的長(zhǎng)度和直徑。如圖10所示，金屬絲的長(zhǎng)度的測(cè)量值為 cm；如圖11所示，金屬絲直徑的測(cè)量值為 mm。22在研究小球平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)記錄了A、B、C三點(diǎn)( A不是拋出點(diǎn))，建立了如圖12所示的坐標(biāo)系，平拋軌跡上的三點(diǎn)坐標(biāo)值：A點(diǎn)的坐標(biāo)為（5，5），B點(diǎn)的坐標(biāo)為（15，20），C點(diǎn)的坐標(biāo)為（25，45）。取g=10m/s2，則小球平拋的初速度為 m/s；小球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)x= cm，y= cm。五、論述與計(jì)算。本題包括4小題，共34分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題必須明確寫

10、出數(shù)值和單位。23（9分）將一物體以v0=8m/s的速度水平拋出，不計(jì)空氣阻力，拋出點(diǎn)距地面的高度為h=1.8m，試求： （1）物體在空中飛行的時(shí)間； （2）物體飛行的水平距離； （3）物體落地時(shí)的速度大小。24（9分）如圖13所示，質(zhì)量為m=1kg的小球用細(xì)線拴住，線長(zhǎng)L=2.0m。當(dāng)小球從圖示位置A釋放后擺到懸點(diǎn)的正下方的位置B時(shí)，細(xì)線恰好被拉斷。若位置B距水平地面的高度h=5m，小球落地點(diǎn)C到O¢的距離s=4m。O¢點(diǎn)在懸點(diǎn)O的正下方。求：O¢圖13OABC(1)細(xì)線剛被拉斷時(shí)小球的速度大??；(2)細(xì)線所能承受的最大拉力。25（8分）一顆在赤道上空運(yùn)行的人造

11、衛(wèi)星，其軌道半徑為r=2R（R為地球半徑），衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同。已知地球自轉(zhuǎn)的角速度為，地球表面處的重力加速度為g。（1）求人造衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。（2）若某時(shí)刻衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方，求它下次通過該建筑物上方需要的時(shí)間。26（8分）97年8月26日在日本舉行的國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)上，德國(guó)MaxPlanck學(xué)會(huì)的一個(gè)研究組宣布了他們的研究成果：銀河系的中心可能存在大黑洞，他們的根據(jù)是用口徑為3.5m的天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)獵戶座中位于銀河系中心附近的星體進(jìn)行近六年的觀測(cè)所得的數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，距離銀河系中約60億千米的星體正以2000km/s的速度圍繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)。請(qǐng)根據(jù)上面數(shù)據(jù)，試在

12、經(jīng)典力學(xué)的范圍內(nèi)（見提示2）通過計(jì)算確認(rèn)，如果銀河系中心確實(shí)存在黑洞的話，其最大半徑是多少？提示：1黑洞是一種密度極大的天體，其表面的引力是如此之強(qiáng)，以致包括光在內(nèi)的所有物質(zhì)都逃脫不了其引力的作用。2計(jì)算中可以采用拉普拉斯黑洞模型，在這種模型中，在黑洞表面上的所有物質(zhì)，即使初速度等于光速c也逃脫不了其引力的作用。（光速c=3×108m/s）G圖14附加題（50分）v0圖151（6分）如圖14所示，一個(gè)所受重力為G的小球用細(xì)繩懸掛，處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)大小為定值的拉力F（F<G），使其在左側(cè)重新獲得平衡。則懸線與豎直方向的最大夾角的正弦值應(yīng)是 。2（7分）如圖15所示，

13、從傾角為的斜面頂端，以速度v0水平拋出一個(gè)小球，若斜面足夠長(zhǎng)，且不計(jì)空氣阻力，那么小球從水平拋出到離斜面距離最大所經(jīng)歷的時(shí)間t= 。Omam圖163（7分）如圖16所示，三個(gè)質(zhì)量均為m的恒星系統(tǒng)，組成一個(gè)邊長(zhǎng)為a的等邊三角形。它們僅受彼此之間的萬(wàn)有引力作用，且正在繞系統(tǒng)的質(zhì)心O點(diǎn)為圓心、在三角形所在的平面做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)。則此系統(tǒng)的角速度= 。4（10分）已知萬(wàn)有引力常量G，地球半徑R，地球和月亮之間的距離r，同步衛(wèi)星距地面的高度h，月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期T1，地球的自轉(zhuǎn)的周期T2，地球表面的重力加速度g。某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球質(zhì)量M的方法：同步衛(wèi)星繞地心作圓周運(yùn)動(dòng)，由。（1）請(qǐng)判

14、斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由。如不正確，請(qǐng)給出正確的解法和結(jié)果。（2）請(qǐng)根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果。圖17OBA5（10分）如圖17所示，一轉(zhuǎn)盤可繞其豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為R，在轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣放一物塊A，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度為0時(shí)，物塊剛能被甩出轉(zhuǎn)盤。若在物塊A與轉(zhuǎn)軸中心O連線中點(diǎn)再放一與A完全相同的物塊B（A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)），并用細(xì)線相連接。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為多大時(shí)，兩物塊將開始滑動(dòng)？ 6（10分）經(jīng)過用天文望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)期觀測(cè)，人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了許多雙星系統(tǒng)，通過對(duì)它們的研究，使我們對(duì)宇宙中物質(zhì)的存在形勢(shì)和分布情況有了較深刻的認(rèn)識(shí)。雙星系統(tǒng)由兩個(gè)星體構(gòu)成，其中每個(gè)星體

15、的線度都遠(yuǎn)小于兩星體之間的距離。一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠(yuǎn)，可以當(dāng)作孤立系統(tǒng)處理。 現(xiàn)根據(jù)對(duì)某一雙星系統(tǒng)的光度學(xué)測(cè)量確定，該雙星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量都是，兩者相距。他們正繞兩者連線的中點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)。 (1) 試計(jì)算該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期T1 ；(2)若實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)周期為T2，且T2:T1=1: (N>1)。為了解釋T2與T1的不同，目前有一種流行的理論認(rèn)為，在宇宙中可能存在一種望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)不到的暗物質(zhì)。作為一種簡(jiǎn)化模型，我們假定在這兩個(gè)星體連線為直徑的球體內(nèi)均勻分布著這種暗物質(zhì)，而不考慮其它暗物質(zhì)的影響。試根據(jù)這一模型和上述觀測(cè)結(jié)果確定該星系間這種暗物質(zhì)的密度。 第一學(xué)期期末考試參考

16、答案 一單選題，每題2分，共14分1234567DDBCDCD二多選題，每題3分，共18分，少選得2分。8910111213ABDABCDBCADAB三填空題，每題4分，共24分。14， 15100，125 167.2，201716，豎直向下 183:219 20 104W，208W四實(shí)驗(yàn)題，21題2分，22題4分211.080，0.7960.799 221.0，-5，0五計(jì)算題，共34分。23解：（1）豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng) 2分得= 0.6s 1分（2）水平方向，勻速直線運(yùn)動(dòng) 2分解得s=4.8m 1分（3）馬上要落地時(shí)，豎直分速度 1分合速度 1分 得 1分24解：(1)小球運(yùn)動(dòng)到位置B

17、時(shí)，細(xì)線恰好被拉斷，以后小球做平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)平拋初速度為v0，則：s= v0t，h=gt2。 （2 分）解得：=4m/s。 （2分）mgFm(2)小球剛要運(yùn)動(dòng)到位置B時(shí)，細(xì)線要斷還沒斷，此時(shí)小球受力如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律有：Fm- mg = m， （3分）細(xì)線所能承受的最大拉力Fm= mg + m=18N （2分）25地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力提供作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 (2分)地面表面附近的重力加速度g = （2分）把r2R代入，解方程可得 （2分）（2）衛(wèi)星下次通過該建筑物上方時(shí)，衛(wèi)星比地球多轉(zhuǎn)2p弧度，所需時(shí)間 （2分）26解：設(shè)位于銀河系中心的黑洞質(zhì)量為M，繞其旋轉(zhuǎn)的星體質(zhì)量為m，星體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有：G=m 3分根據(jù)拉普拉斯黑洞模型有：G=m 3分聯(lián)立上述兩式并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得： R2.67×105km 2分附加題：1 2 34解：（1）上面結(jié)果是錯(cuò)誤的。地球的半徑R在計(jì)算過程中不能忽略。 1分 正確的解法和結(jié)果： 2分 得 1分 (2)方法一：對(duì)月球繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)，由 得. 3分方法二：在地面重力近似等于萬(wàn)有引力，由 得 3分5解：設(shè)兩物體質(zhì)量為m，圓盤半徑為r，最大靜摩擦力為fm 2分設(shè)馬上要滑動(dòng)