北京市西城區(qū)北京十三中2016-2017學(xué)年高一下學(xué)期物理試題

北京市第十三中學(xué)2016~2017學(xué)年第二學(xué)期高一物理期中測試本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，第Ⅰ卷第1頁至第3頁；第Ⅱ卷第3頁至第4頁，答題紙第5頁至第6頁．共100分，考試時間90分鐘，請在第5頁左側(cè)密封線內(nèi)書寫班級、姓名、準(zhǔn)考證號．考試結(jié)束后，將本試卷的答題紙和答題卡一并交回．第Ⅰ卷（選擇題共45分）一、單項選擇題（每小題只有一個選項正確，每小題3分，共45分）1．發(fā)現(xiàn)萬有引力定律和測出引力常量的科學(xué)家分別是（）A．開普勒、卡文迪許 B．牛頓、伽利略C．牛頓、卡文迪許 D．開普勒、伽利略【答案】C【解析】牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許首先較為精確地測出了引力常量．故C正確．故選C．2．甲、乙兩個質(zhì)點相距，它們之間的萬有引力為，若保持它們各自的質(zhì)量不變，將它們之間的距離增大到，則甲、乙兩個質(zhì)點間的萬有引力將變?yōu)椋ǎ〢． B． C． D．【答案】A【解析】根據(jù)萬有引力定律得甲、乙兩個質(zhì)點相距，它們之間的萬有引力為，若保持它們各自的質(zhì)量不變，將它們之間的距離增大到，則甲、乙兩個質(zhì)點間的萬引力．故A正確．故選A．3．在越野賽車時，一輛塞車在水平公路上減速轉(zhuǎn)變化，從俯視圖中可以看到，賽車沿圓周由向行駛．下列圖中畫出了賽車轉(zhuǎn)彎時所受合力的四種方式，你認(rèn)為正確的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】依據(jù)曲線運動的特點．故D正確，ABC錯誤．故選D．4．如圖所示，一個物體以的初速度水平拋出，后物體到達(dá)點時的速度與豎直方向的夾角為（?。ǎ〢． B． C． D．【答案】A【解析】經(jīng)時物體的速度．速度與豎直方向夾角的正切值：，所以．故A正確，BCD錯誤．故選A．5．在高速公路的拐彎處，路面要造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時，司機左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些，路面與水平面間的夾角為，設(shè)拐彎路段是半徑為的圓弧，要使車速為時車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進(jìn)方向）摩擦力等于零，應(yīng)等于（）A． B． C． D．【答案】B【解析】摩擦力等于零，說明重力與支持力的合力完全提供向心力、重力、支持力的合力為．向心力為．則有，計算得出．故B正確．故選B．6．如圖質(zhì)量為的小球在豎直平面內(nèi)的圓形軌道的內(nèi)側(cè)運動，經(jīng)過最高點而不脫離軌道的最小速度是，則當(dāng)小球以的速度經(jīng)過最高點時，對軌道壓力的大小是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】當(dāng)小球以速度經(jīng)內(nèi)軌道最高點時且不脫離軌道．則小球僅受重力，重力充當(dāng)向心力．有．當(dāng)小球以速度經(jīng)內(nèi)軌道最高點時，小球受重力和軌道對小球豎直向下的支持力．如圖，合力充當(dāng)向心力，有．又由牛頓第二定律得到小球?qū)壍赖膲毫εc軌道對小球的支持力相等，由以上三式得到．故C正確．故選C．7．人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動的軌道半徑越大，則（）A．速度越小，周期越小 B．速度越小，周期越大C．速度越大，周期越小 D．速度越大，周期越大【答案】B【解析】人造衛(wèi)星做勻速圓周運動，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為，軌道半徑為，地球質(zhì)量為．根據(jù)萬有引力提供向心力有，，．計算得出：…①…②所以衛(wèi)星的軌道半徑越大，速度越小，周期越大．故B正確．故選B．8．如圖所示的三個地球周圍的圓、是赤道正上方圓，、兩圓平行，、圓的圓心為地心，圓心為地軸．則說法正確的是（）A．衛(wèi)星可能的軌道為、、B．衛(wèi)星可能的軌道為、C．同步衛(wèi)星可能的軌道為、D．同步衛(wèi)星可能的軌道為、【答案】B【解析】AB．衛(wèi)星圍繞地球做圓周運動，萬有引力提供圓周運動向心力，由于萬有引力指向地心，故衛(wèi)星軌道的圓心為地點．由題圖可知，軌道的平面與地心不共面，故不可能是地球衛(wèi)星的軌道．故A錯誤，B正確；CD．同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，故其軌道平面與赤道平面重合，一定在赤道正上方，軌道不與赤道共面，不可以是同步衛(wèi)星軌道，同步衛(wèi)星可能的軌道為．故CD錯誤；故選B．9．地球半徑為，地球表面的重力加速度為，若高空中某處的重力加速度為，則該處距地面的高度為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】設(shè)地球的質(zhì)量為，某個物體的質(zhì)量為．則在地球表面有…①．在離地面高處軌道上有…②．由①②聯(lián)立得．故A正確．故選A．10．如圖小物體位于光滑的斜面上，斜面固定在水平面上，從地面上看，在小物塊沿斜面下滑的過程中，斜面對小物塊的作用力（）A．垂直于接觸面，做功不為零 B．垂直于接觸面，做功為零C．不垂直于斜面，做功為零 D．不垂直于接觸面，做功不為零【答案】A【解析】根據(jù)動量定恒，斜面會產(chǎn)生向右的速度，所以由于存在斜面水平方向的分運動，物體速度的方向就不是沿斜面向下，而是與斜面向下有一定的夾角，與斜面支持力成鈍角．所以根據(jù)功率公式，，斜面總是對物體做負(fù)功．故A正確．故選A．11．水平恒力先后作用于甲、乙兩物體，第一次使甲物體沿粗糙水平面運動了，做功；第二次使乙物體沿光滑水平面向前運動了，做功，則（）A B． C． D．無法比較【答案】B【解析】由知，恒力對兩種情況下做功一樣多，即．故B正確．故選B．12．如圖所示，兩個互相垂直的力和作用在同一物體上，使物體運動，物體發(fā)生一段位移后，力對物體做功為，力對物體做功為，則力與的合力對物體做功為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】當(dāng)有多個力對物體做功的時候，總功的大小就等于用各個力地物體做功的和．由于力對物體做功，力對物體做功．所以與的合力對物體做的總功就為．故A正確．故選A．13．如圖所示，質(zhì)量為的木塊沿著傾角為的光滑斜面從靜止開始下滑，當(dāng)下降的高度為時，重力的瞬時功率為（）A． B．C． D．【答案】D【解析】由機械能守恒得：．物體的速度為．則重力的功率為：．故D正確．故選D．14．一質(zhì)量為的物體，以的速度在光滑的水平面上向左滑行，從某一時刻起對物體施一水平向右的恒力，經(jīng)過一段時間，物體的速度方向變?yōu)橄蛴?，大小仍為，則這段時間內(nèi)水平力對物體所做的功為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】據(jù)動能定理．而物體的初動能為．末動能為，．所以外力做功．故A正確．故選A．15．如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道，然后經(jīng)點火使其沿橢圓軌道運行，最后再次點火將衛(wèi)星送入同步圓軌道．軌道、相切于點，軌道、相切于點．則當(dāng)衛(wèi)星分別在、、軌道正常運行時，下列說法中錯誤的是（）A．衛(wèi)星在軌道上的周期大于在軌道上的周期B．衛(wèi)星在軌道上的速率小于在軌道上的速率C．衛(wèi)星在軌道上運行時，經(jīng)過點時的速率大于經(jīng)過點時的速率D．衛(wèi)星在軌道上運行時，經(jīng)過點時的加速度大于經(jīng)過點的加速度【答案】B【解析】A．根據(jù)開普勒第三定律，衛(wèi)星的軌道半徑越大，則周期也越大．故衛(wèi)星在軌道上的周期大于在軌道上的周期，故A正確；B．衛(wèi)星離地面越遠(yuǎn)越慢，故衛(wèi)星在軌道上的速率大于在軌道上的速率，故B錯誤；C．根據(jù)開普勒第二定律，衛(wèi)星在軌道上運行時，從點向點運動時，速度逐漸減小．故C正確；D．衛(wèi)星離地面越遠(yuǎn)，萬有引力越小．根據(jù)牛頓第二定律，加速度也越小，故經(jīng)過點時加速度大于經(jīng)過點的加速度．故D正確；故選B．第Ⅱ卷（共55分）二、填空題（共30分）16．如圖所示，放在地球表面上的兩個物體甲和乙，甲放在赤道處，乙放在緯度為處．它們隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動時，甲乙角速度之比為__________；甲乙的線速度之比為__________．【答案】，．【解析】由題可知，甲乙都在同一球體上，故，所以角速度之比為．依據(jù)幾何關(guān)系．依據(jù)公式．故．17．如圖所示為一圓拱橋，最高點的半徑為．一輛質(zhì)量為的小車，以的速度經(jīng)過拱橋的最高點．此時車對橋頂部的壓力大小為__________；當(dāng)過最高點的車速等于__________時，車對橋面的壓力恰好為零．（取）【答案】，．【解析】由牛頓第二定律得．計算得出．由牛頓第三定律可知，車對橋頂部的壓力大小為．車對橋面的壓力恰好為零，重力提供向心力，由牛頓第二定律得：．計算得出：．18．如圖所示，用的拉力在水平面上拉著物體行走了已知拉力和水平方向的夾角是，則拉力對車做功是__________，若車受到的阻力是，則這個過程中，車克服阻力做功是__________．（）【答案】，．【解析】拉力對車做功為．故拉力對車做的功為．摩擦力對物體做功為：．故車克服阻力做功為．19．質(zhì)量為物體在豎直向上的拉力作用下由靜止豎直向上運動了，則這一過程中重力勢能增加量為__________，物體動能增加量為__________．【答案】，．．【解析】由牛頓第二定律可知，，．重力勢能的增加量為．由動能定理可知．計算得出：．20．金星的半徑是地球半徑的倍，金星質(zhì)量是地球質(zhì)量的倍，則金星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的__________倍．【答案】【解析】由萬有引力提供向心力做勻速圓周運動得：．計算得出：衛(wèi)星在圓軌道上運行時的速度公式．分別代入地球和某星球的各物理量得：，．計算得出．21．一條水平放置的水管，橫截面積，距地面高為．水從管口以不變的速度源源不斷地沿水平方向射出，水落地的位置到管口的水平距離是．則每秒內(nèi)從管口流出的水的體積為__________．設(shè)管口橫截面上各處水的速度都相同，取，不計空氣阻力．【答案】【解析】根據(jù)得．則水平拋運動的初速度．流量．三、計算題（共3題，計25分．解答有必要的草圖、文字說明、方程式和重要演算步驟．只有最后答案不給分．有數(shù)值計算，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．）22．一輛汽車的質(zhì)量為，在水平路面上保持的功率行駛，能達(dá)到的最大速度為，行駛過程中汽車所受阻力大小不變c，求：（）汽車所受的阻力大?。ǎ┢囁俣葹闀r加速度的大?。敬鸢浮浚ǎ?；（）．【解析】（）達(dá)到最大速度時，是勻速直線運動狀態(tài)，牽引力=阻力．得．（）速度為時，．合力．加速度為．23．一顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量為，離地面的高度為，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，已知地球半徑為，地球表面重力加速度為，求：（）地球的質(zhì)量．（）衛(wèi)星繞地球運動的速率．【答案】（）；（）．【解析】（）依據(jù)萬有引力航天公式：．解得．（）衛(wèi)星的周期：．24．如圖所示，水平軌道與放置在豎直平面內(nèi)的圓弧軌道相連，圓弧軌道的端的切線沿水平方向．一質(zhì)量的滑塊（可視為質(zhì)點），在水平恒力的作用下，從點由靜止開始運