1、 北京市第九中学高一（下）期中北京市第九中学高一（下）期中 物物 理理 一、单项选择题：一、单项选择题： 1.在物理学史上，首次提出万有引力定律的科学家是： A. 开普勒 B. 牛顿 C. 卡文迪许 D. 哥白尼 【答案】B 【解析】 【详解】 伽利略的理想斜面实验推论了物体不受力时运动规律， 开普勒发现了行星运动的三 大规律，牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力， 发现了万有引力定律，经过了 100多年后，卡文迪许测量出了万有引力常量 A.开普勒与分析不符，故 A项错误； B.牛顿与分析相符，故 B项正确； C.卡文迪许与分析不符，故 C 项错误； D.哥
2、白尼与分析不符，故 D项错误 2. 下列有关曲线运动说法中正确的是( ) A. 物体的运动方向不断改变 B. 物体运动速度的大小不断改变 C. 物体运动的加速度大小不断改变 D. 物体运动的加速度方向不断改变 【答案】A 【解析】 【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 【详解】A曲线运动的轨迹是曲线，物体的速度方向就是该点的切线方向，所以做曲线运 动的物体的速度方向在时刻改变所以 A正确 B物体运动速度的大小不一定改变，如匀速圆周运动，故 B 错误 C物体运动的加速度大小不一定改变，如匀速圆周运动加速度大小不变故 C
3、错误； D物体运动的加速度方向不一定改变，如平抛运动加速度不变，所以 D 错误 3.如图所示， 虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹，P是运动轨迹上的一点. 四 位同学分别画出了带有箭头 的线段甲、乙、丙、丁来描述小球经过P点时的速度方向. 其 中描述最准确的是( ) A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 【答案】C 【解析】 试题分析：某一时刻对应某一位置，此时的速度方向沿曲线上该点的切线方向，因此丙为 P 点的速度方向，故 C 正确，ABD 错误 故选 C 4.若将平抛运动沿水平和竖直两个方向进行分解，则下列正确的是： A. 水平方向上的分运动是匀减速直线运动 B. 水平方向上的
4、分运动是匀加速直线运动 C. 竖直方向上的分运动是匀速直线运动 D. 竖直方向上的分运动是自由落体运动 【答案】D 【解析】 【详解】AB.平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，故 AB项错误； CD.竖直方向上做自由落体运动，故 C项错误，D 项正确 5.如图所示，一圆盘在水平面内匀速转动，在盘面上有一小物块，随圆盘一起运动关于小 物块的受力情况，下列说法正确的是（ ） A. 只受重力 B. 只受重力和支持力 C. 受重力、支持力和摩擦力 D. 受重力、支持力、摩擦力和向心力 【答案】C 【解析】 试题分析：对小木块进行运动分析和受力分析，做匀速圆周运动，合力等于向心力，指向圆 心，结合运动情
5、况，再对木块受力分析即可 小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如 图，重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力，C正确 6.一辆汽车在水平路面上行驶时对路面的压力为 N1， 在拱形路面上行驶中经过最高处时对路 面的压力 N2，已知这辆汽车的重力为 G，则： A. N1G C. N2G D. N2=G 【答案】C 【解析】 【详解】 汽车在水平路面上行驶时对路面的压力等于其重力； 汽车通过凸圆弧形路面顶部时， 由汽车的重力和桥面的支持力的合力提供汽车的向心力，即： 2 2 v GNm R 解得： 2 2 v NGm R 则： 2 NG 根据牛顿第三定律可知，
6、汽车对路面的压力为 22 NNG A.N1G与分析不符，故 B项错误； C.N2G与分析相符，故 C项正确； D.N2=G与分析不符，故 D项错误 7.如图所示的皮带传动装置中， a、b、c分别为轮边缘上的三点已知 Ra:Rb:Rc1:2:3假 设在传动过程中皮带不打滑，则在传动过程中，b、c 的角速度之比为( ) A. 3:1 B. 1:3 C. 2:1 D 1:2 【答案】D 【解析】 【详解】根据圆周运动的规律可知，ab 线速度大小相等，ac 角速度相等，所以 aabbca RRR，因此 1 2 ba cb R R A. 3:1与分析不符，不符合题意 B. 1:3与分析不符，不符合题意
7、C. 2:1与分析不符，不符合题意 D. 1:2与分析相符，符合题意 8.如图所示， 轻杆长为 L， 一端固定在水平轴上的 O 点， 另一端固定一个小球可视为质点 小 球以 O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力的加速度下列说法正 确的是： A. 小球到达最高点时的加速度不可能为零 B. 小球通过最低点时所受轻杆的作用力不可能向下 C. 小球通过最高点时所受轻杆的作用力一定随小球速度的增大而增大 D. 小球通过最低点时所受轻杆的作用力可能随小球速度的增大而减小 【答案】B 【解析】 【详解】A.最高点时，若小球速度为零，重力与支持力相等，则加速度为零，故 A错误； B.在最低
8、点时，杆对球的拉力和球的重力提供小球做圆周运动的向心力，竖直向上，故小球 通过最低点时所受轻杆的作用力不可能向下，故 B正确； C.杆子在最高点可以表现为拉力，也可以表现为支持力，当表现为支持力时，速度增大作用 力越小，故 C 项错误； D.小球在最低点时， 2 v Fmgm R 所以速度越大则拉力越大，故 D项错误 9.一颗人造卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，下列正确的是： A. 轨道半径越大，所受向心力越大 B. 轨道半径越大，运行的角速度越大 C. 轨道半径越大，运行的线速度越大 D. 轨道半径越大，运行的周期越大 【答案】D 【解析】 【详解】A.根据万有引力提供向心力，得 2
9、Mm FG r ，其中 M 为地球质量，r 为卫星的轨 道半径可知轨道半径越大，卫星所受向心力小，故 A 项错误； B.根据万有引力提供向心力 2 2 Mm Gmr r 得 3 GM r 轨道半径越大，运行的角速度越小，故 B项错误； C.根据万有引力提供向心力 2 2 Mmv Gm rr 得 GM v r 轨道半径越大，运行的线速度越小，故 C项错误； D.根据万有引力提供向心力 2 22 4Mm Gmr rT 得： 3 2 r T GM 轨道半径越大，运行的周期越大，故 D 项正确 10.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度增大到原来的 2 倍，卫星仍做匀速 圆周运动，则（ ）
10、A. 卫星的向心加速度增大到原来的 4 倍 B. 卫星的角速度增大到原来的 4 倍 C. 卫星的周期减小到原来的 1 8 D. 卫星的周期减小到原来的 1 2 【答案】C 【解析】 【 详 解 】 人 造 地 球 卫 星 做 匀 速 圆 周 运 动 ， 根 据 万 有 引 力 等 于 向 心 力 有 ： 22 2 22 4 = mMv Gmrmr mma rTr 解得 GM v r ， 假如卫星的线速度增大到原来的 2 倍， 则半径为原来的 1 4 ， 2 GM a r ， 向心加速度增大到原来的 16倍， 故 A错误； 3 GM r ， 半径为原来的 1 4 ， 角速度增大到原来的 8倍，
11、故 B错误； 3 2 r T GM ， 半径为原来的 1 4 ， 卫星的周期减小到原来的 1 8 ，故 C正确，D 错误. 11.关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是： A. 它一定在两极上空运行 B. 各国发射的这种卫星轨道半径都不 同 C. 它运行的线速度一定小于第一宇宙速度 D. 它的角速度大于地球自转的角速 度 【答案】C 【解析】 【详解】A.同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道，轨道固定不变，故 A 项 错误； B.因为同步卫星要和地球自转同步，即同步卫星周期 T为一定值，根据 2 22 4Mm Gmr rT 因 为 T一定值，所以 r 也为一定值，所以同步卫星距离地
12、面的高度是一定值，故 B 项错误； C.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度而同步卫星的轨 道半径要大于近地卫星的轨道半径， 所以同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度， 故 C项正确； D.因为同步卫星要和地球自转同步，即周期相同，由公式 2 T 可得同步卫星的角速度等 于地球自转的角速度，故 D项错误 12.如图所示，A、B、C 三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关 系为 ABC mmm，轨道半径的关系为 ABC rrr，则三颗卫星( ) A. 线速度大小关系为 ABC vvv B. 加速度大小关系为 ABC aaa C. 向心力大小关系为
13、 ABC FFF D. 周期关系为 ABC TTT 【答案】B 【解析】 【详解】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，则有： 22 22 4GMmmvmr ma rrT ， 解得： GM v r ， 2 GM a r ， 23 4r T GM ； 由题意有： ABC rrr， 因此可知线速度大小关系为： ABC vvv，加速度大小关系为： ABC aaa，周期关系 为： ABC TTT， 根据 2 GMm F r 向 和 ABC mmm可知 AB FF， BC FF， 故选项 B 正确，A、C、D错误 13.一质量为 m的物体沿半径为 R的光滑轨道下滑，当它从距底端高度 R处
14、下滑至距底端高 度 2 R 的过程中，重力和轨道的支持力对物体做的功为 A. 2 mgR ；0 B. mg 2 2 R ；mg 2 2 R C. 2 mgR ； 2 mgR D. mg 2 2 R ；0 【答案】A 【解析】 【详解】物体下滑的高度为 2 R ，所以重力做功为： 2 G R Wmg 由于下滑过程中支持力方向始终与速度方垂直，所以支持不做功 A. 2 mgR ；0与分析相符，故 A项正确； B.mg 2 2 R ；mg 2 2 R 与分析不符，故 B项错误； C. 2 mgR ， 2 mgR 与分析不符，故 C 项错误； D.mg 2 2 R ；0与分析不符，故 D项错误 14.
15、在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜向上拉，第 二次是斜下推， 两次力作用线与水平方向的夹角相同， 力的大小也相同， 位移大小也相同， 则( ) A. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同 B. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同 C. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同 D. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同 【答案】B 【解析】 由WFscos知，由于两种情况下力的大小和位移大小相同，故力 F两种情况下对物体做 功一样多； 物体在粗糙水平面上运动时会受到阻力的作用， 两种情况下物体对地面的压力不 同， 所以滑
16、动摩擦力的大小也不同， 导致水平方向的合力也不同， 由牛顿第二定律可以知道： 当 斜 向 上 拉 时 ， 合 力 1 FFcosmgFsin； 当 斜 下 推 时 ， 合 力 2 FFcosmgFsin，对比可知合力 12 FF，由于水平方向的位移相同，故第一 次合力对物体做的总功大于第二次合力对物体做的总功；故选 B 15.在水平面上，一物体在水平力 F 作用下运动，其水平力随时间 t变化的图象及物体运动 的 v-t图象如图由两个图象可知，10s 内： A. 水平力 F做的功为 56J B. 克服摩擦力做的功为 40J C. 摩擦力做的功为-48J D. 合力功为 0 【答案】D 【解析】
17、【详解】A.由速度时间图象可知，在 0-2s 内，物体处于静止状态，F不做功，在 2-6 内，物 体做匀加速直线运动，F1=6N，位移 1 1 4 4m8m 2 x 所以力 F 做的功 W1=F1x1=6 8=48J 6-8s 内做匀速运动，F2=4N，位移 x2=2 4=8m 所以力 F 做的功 W2=F2x2=4 8=32J 8-10s 内做匀减速运动，拉力等于零，没有做功，所以 0-10s 内水平力 F 做功为 W=W1+W2=48+32=80J 故 A 项错误； BCD.在 10s 内物体的动能变化量为零，根据动能定理知，合力做功为 0则摩擦力做功 Wf=-W=-80J 所以 0-10
18、s内克服摩擦力做的功为 80J，故 BC 项错误，D 项正确 二、实验题：二、实验题： 16.三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验： (1)甲同学采用如图甲所示的装置用小锤打击弹性金属片，金属片把 A 球沿水平方向弹出， 同时 B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变 A 球被 弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_ (2)乙同学采用如图乙所示的装置两个相同的弧形轨道 M、N，分别用于发射小铁球 P、Q， 其中 N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁 C、D；调节电磁铁 C、D的高度，使 AC=BD，从而保证小铁球 P、
19、Q 在轨道出口处的水平初速度 v0相等，现将 小铁球 P、Q 分别吸在电磁铁 C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度 v0同 时分别从轨道 M、N 的下端射出实验可观察到的现象应是_仅仅改变弧形轨道 M 的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_ (3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片图中每个小 方格的边长为 10cm，则由图可求得拍摄时每_s曝光一次，该小球的初速度大小为 _m/s，小球运动到图中位置 2 时速度大小为_m/s(g 取 10m/s2) 【答案】 (1). 平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 (2). PQ两球将相碰 (3
20、). 平 抛运动的水平分运动是匀速直线运动 (4). 0.1 (5). 2 (6). 2.5 【解析】 【详解】(1)1在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动结果同时落地， 则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动； (2)23让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相 同的速度小球 P 做平抛运动，小球 Q 做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛 运动水平方向是匀速直线运动当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运 动水平方向总是匀速直线运动； (3)4平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动；在竖直方向：由 h=gt2可
21、得 2 1 0.1s=0.1s 10 t 5水平方向：由 x=v0t 得： 0 22 0.1 m/s2m/s 0.1 L v t 6位置 2 竖直分速度为： 2 30.3 m/s1.5m/s 20.2 y L v T 根据平行四边形定则知，位置 2 的速度为： 22 202 2.5m/s y vvv 三、计算题：三、计算题： 17.一飞船绕某星球转动，星球半径 R，飞船在离该星球表面高度为 h处，受星球引力作用 而绕其做匀速圆周运动的速率为 v，已知引力常量为 G试求： (1)该星球的质量； (2)该星球表面重力加速度； (3)该星球第一宇宙速度 【答案】(1) 2( )vRh M G (2)
22、 2 2 ()vRh g R (3) 2 1 ()vRh v R 【解析】 【详解】(1)由万有引力提供向心力 2 2 () Mmv Gm RhRh 解得： 2( )vRh M G (2)由重力等于万有引力得： 2 GM mg R 得： 2 22 ()GMvRh g RR (3)由万有引力提供向心力 2 1 2 vMm Gm RR 得： 2 1 ()GMvRh v RR 18.如图所示，弹簧的一端固定,另一端连接一个物块，弹簧质量不计物块（可视为质点） 的质量为 m，在水平桌面上沿 x 轴运动，与桌面间的动摩擦因数为 以弹簧原长时物块的 位置为坐标原点 O，当弹簧的伸长量为 x 时，物块所受弹
23、簧弹力大小为 F=kx，k为常量 (1)有甲乙两位同学画出了 F随 x变化示意图，你认为哪位同学的图像更有道理？论述之； (2)根据选择的 F-x 图像求物块沿 x轴从 O点运动到位置 x 的过程中弹力所做的功； (3)物块由 x1处向右运动到 x3处， 然后由 x3处返回到 x2处， 在这个过程中， 求弹力所做的功； 滑动摩擦力所做的功；比较两种力做功的特点有何不同 【答案】 (1)两位同学的示意图都可以(2) 2 1 2 Wkx (3) 22 12 11 22 Wkxkx，Wf=-mg （2x3-x1-x2） 弹力做功与实际路径无关，取决于始末两点间的位置，而摩擦力做功与实际路径有关 【解
24、析】 【详解】(1)根据胡克定律有 F=kx，k 是常数，即弹力 F 与弹簧形变量 x 成正比，甲乙两同 学只是取力的正方向不同，两位同学的示意图都可以； (2)物块沿 x轴从 O点运动到位置 x的过程中，弹力做负功：F-x 图线下的面积等于弹力做功 大小；故弹力做功为 2 11 22 Wkx xkx (3)物块由 x1向右运动到 x3的过程中，弹力做功为： 22 1133113 111 ()() 222 Wkxkxxxkxkx 物块由 x3运动到 x2的过程中，弹力做功为： 22 2233232 111 ()() 222 Wkxkxxxkxkx 整个过程中弹力做功： 22 12 11 22
25、Wkxkx 整个过程中，摩擦力做功： Wf=-mg（2x3-x1-x2） 比较两力做功可知，弹力做功与实际路径无关，取决于始末两点间的位置，而摩擦力做功与 实际路径有关 19.如图所示，将一个小球水平抛出，抛出点距水平地面的高度 h=1.8m，小球落地点与抛出 点的水平距离 x=4.8m不计空气阻力，g 取 10m/s2求： （1）小球从抛出到落地经历的时间; （2）小球抛出时的速度大小 v0; （3）小球落地时的速度大小 v; 【答案】(1)t=0.6s(2) 0 8.0m sv (3)10m sv 【解析】 【详解】(1)根据平抛运动规律得，竖直方向 2 1 2 hgt 得： 22 1.8s=0.6s 10 h t g (2)水平方向 0 xv t得： 0 4.8 m s8.0m s 0.6 x v t (3)落地时竖直方向的速度为 10 0.6m s6.0m s y vgt 由运动的合成可知，落地时的速度 2222 0 8.06.0 m s10m s y vvv
