北京市西城区北京十三中2016-2017学年高一下学期物理试题

北京市第十三中学2016~2017学年第二学期高一物理期中测试本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷第1页至第3页；第Ⅱ卷第3页至第4页，答题纸第5页至第6页．共100分，考试时间90分钟，请在第5页左侧密封线内书写班级、姓名、准考证号．考试结束后，将本试卷的答题纸和答题卡一并交回．第Ⅰ卷（选择题共45分）一、单项选择题（每小题只有一个选项正确，每小题3分，共45分）1．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（）A．开普勒、卡文迪许 B．牛顿、伽利略C．牛顿、卡文迪许 D．开普勒、伽利略【答案】C【解析】牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许首先较为精确地测出了引力常量．故C正确．故选C．2．甲、乙两个质点相距，它们之间的万有引力为，若保持它们各自的质量不变，将它们之间的距离增大到，则甲、乙两个质点间的万有引力将变为（）A． B． C． D．【答案】A【解析】根据万有引力定律得甲、乙两个质点相距，它们之间的万有引力为，若保持它们各自的质量不变，将它们之间的距离增大到，则甲、乙两个质点间的万引力．故A正确．故选A．3．在越野赛车时，一辆塞车在水平公路上减速转变化，从俯视图中可以看到，赛车沿圆周由向行驶．下列图中画出了赛车转弯时所受合力的四种方式，你认为正确的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】依据曲线运动的特点．故D正确，ABC错误．故选D．4．如图所示，一个物体以的初速度水平抛出，后物体到达点时的速度与竖直方向的夹角为（取）（）A． B． C． D．【答案】A【解析】经时物体的速度．速度与竖直方向夹角的正切值：，所以．故A正确，BCD错误．故选A．5．在高速公路的拐弯处，路面要造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为，设拐弯路段是半径为的圆弧，要使车速为时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，应等于（）A． B． C． D．【答案】B【解析】摩擦力等于零，说明重力与支持力的合力完全提供向心力、重力、支持力的合力为．向心力为．则有，计算得出．故B正确．故选B．6．如图质量为的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的最小速度是，则当小球以的速度经过最高点时，对轨道压力的大小是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】当小球以速度经内轨道最高点时且不脱离轨道．则小球仅受重力，重力充当向心力．有．当小球以速度经内轨道最高点时，小球受重力和轨道对小球竖直向下的支持力．如图，合力充当向心力，有．又由牛顿第二定律得到小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等，由以上三式得到．故C正确．故选C．7．人造地球卫星绕地球做圆周运动的轨道半径越大，则（）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】人造卫星做匀速圆周运动，设卫星的质量为，轨道半径为，地球质量为．根据万有引力提供向心力有，，．计算得出：…①…②所以卫星的轨道半径越大，速度越小，周期越大．故B正确．故选B．8．如图所示的三个地球周围的圆、是赤道正上方圆，、两圆平行，、圆的圆心为地心，圆心为地轴．则说法正确的是（）A．卫星可能的轨道为、、B．卫星可能的轨道为、C．同步卫星可能的轨道为、D．同步卫星可能的轨道为、【答案】B【解析】AB．卫星围绕地球做圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，由于万有引力指向地心，故卫星轨道的圆心为地点．由题图可知，轨道的平面与地心不共面，故不可能是地球卫星的轨道．故A错误，B正确；CD．同步卫星与地球自转同步，故其轨道平面与赤道平面重合，一定在赤道正上方，轨道不与赤道共面，不可以是同步卫星轨道，同步卫星可能的轨道为．故CD错误；故选B．9．地球半径为，地球表面的重力加速度为，若高空中某处的重力加速度为，则该处距地面的高度为（）A． B． C． D．【答案】A【解析】设地球的质量为，某个物体的质量为．则在地球表面有…①．在离地面高处轨道上有…②．由①②联立得．故A正确．故选A．10．如图小物体位于光滑的斜面上，斜面固定在水平面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力（）A．垂直于接触面，做功不为零 B．垂直于接触面，做功为零C．不垂直于斜面，做功为零 D．不垂直于接触面，做功不为零【答案】A【解析】根据动量定恒，斜面会产生向右的速度，所以由于存在斜面水平方向的分运动，物体速度的方向就不是沿斜面向下，而是与斜面向下有一定的夹角，与斜面支持力成钝角．所以根据功率公式，，斜面总是对物体做负功．故A正确．故选A．11．水平恒力先后作用于甲、乙两物体，第一次使甲物体沿粗糙水平面运动了，做功；第二次使乙物体沿光滑水平面向前运动了，做功，则（）A B． C． D．无法比较【答案】B【解析】由知，恒力对两种情况下做功一样多，即．故B正确．故选B．12．如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力对物体做功为，力对物体做功为，则力与的合力对物体做功为（）A． B． C． D．【答案】A【解析】当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力地物体做功的和．由于力对物体做功，力对物体做功．所以与的合力对物体做的总功就为．故A正确．故选A．13．如图所示，质量为的木块沿着倾角为的光滑斜面从静止开始下滑，当下降的高度为时，重力的瞬时功率为（）A． B．C． D．【答案】D【解析】由机械能守恒得：．物体的速度为．则重力的功率为：．故D正确．故选D．14．一质量为的物体，以的速度在光滑的水平面上向左滑行，从某一时刻起对物体施一水平向右的恒力，经过一段时间，物体的速度方向变为向右，大小仍为，则这段时间内水平力对物体所做的功为（）A． B． C． D．【答案】A【解析】据动能定理．而物体的初动能为．末动能为，．所以外力做功．故A正确．故选A．15．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道，然后经点火使其沿椭圆轨道运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道．轨道、相切于点，轨道、相切于点．则当卫星分别在、、轨道正常运行时，下列说法中错误的是（）A．卫星在轨道上的周期大于在轨道上的周期B．卫星在轨道上的速率小于在轨道上的速率C．卫星在轨道上运行时，经过点时的速率大于经过点时的速率D．卫星在轨道上运行时，经过点时的加速度大于经过点的加速度【答案】B【解析】A．根据开普勒第三定律，卫星的轨道半径越大，则周期也越大．故卫星在轨道上的周期大于在轨道上的周期，故A正确；B．卫星离地面越远越慢，故卫星在轨道上的速率大于在轨道上的速率，故B错误；C．根据开普勒第二定律，卫星在轨道上运行时，从点向点运动时，速度逐渐减小．故C正确；D．卫星离地面越远，万有引力越小．根据牛顿第二定律，加速度也越小，故经过点时加速度大于经过点的加速度．故D正确；故选B．第Ⅱ卷（共55分）二、填空题（共30分）16．如图所示，放在地球表面上的两个物体甲和乙，甲放在赤道处，乙放在纬度为处．它们随地球自转做匀速圆周运动时，甲乙角速度之比为__________；甲乙的线速度之比为__________．【答案】，．【解析】由题可知，甲乙都在同一球体上，故，所以角速度之比为．依据几何关系．依据公式．故．17．如图所示为一圆拱桥，最高点的半径为．一辆质量为的小车，以的速度经过拱桥的最高点．此时车对桥顶部的压力大小为__________；当过最高点的车速等于__________时，车对桥面的压力恰好为零．（取）【答案】，．【解析】由牛顿第二定律得．计算得出．由牛顿第三定律可知，车对桥顶部的压力大小为．车对桥面的压力恰好为零，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：．计算得出：．18．如图所示，用的拉力在水平面上拉着物体行走了已知拉力和水平方向的夹角是，则拉力对车做功是__________，若车受到的阻力是，则这个过程中，车克服阻力做功是__________．（）【答案】，．【解析】拉力对车做功为．故拉力对车做的功为．摩擦力对物体做功为：．故车克服阻力做功为．19．质量为物体在竖直向上的拉力作用下由静止竖直向上运动了，则这一过程中重力势能增加量为__________，物体动能增加量为__________．【答案】，．．【解析】由牛顿第二定律可知，，．重力势能的增加量为．由动能定理可知．计算得出：．20．金星的半径是地球半径的倍，金星质量是地球质量的倍，则金星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的__________倍．【答案】【解析】由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得：．计算得出：卫星在圆轨道上运行时的速度公式．分别代入地球和某星球的各物理量得：，．计算得出．21．一条水平放置的水管，横截面积，距地面高为．水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向射出，水落地的位置到管口的水平距离是．则每秒内从管口流出的水的体积为__________．设管口横截面上各处水的速度都相同，取，不计空气阻力．【答案】【解析】根据得．则水平抛运动的初速度．流量．三、计算题（共3题，计25分．解答有必要的草图、文字说明、方程式和重要演算步骤．只有最后答案不给分．有数值计算，答案中必须明确写出数值和单位．）22．一辆汽车的质量为，在水平路面上保持的功率行驶，能达到的最大速度为，行驶过程中汽车所受阻力大小不变c，求：（）汽车所受的阻力大小．（）汽车速度为时加速度的大小．【答案】（）；（）．【解析】（）达到最大速度时，是匀速直线运动状态，牵引力=阻力．得．（）速度为时，．合力．加速度为．23．一颗人造卫星的质量为，离地面的高度为，卫星绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为，地球表面重力加速度为，求：（）地球的质量．（）卫星绕地球运动的速率．【答案】（）；（）．【解析】（）依据万有引力航天公式：．解得．（）卫星的周期：．24．如图所示，水平轨道与放置在竖直平面内的圆弧轨道相连，圆弧轨道的端的切线沿水平方向．一质量的滑块（可视为质点），在水平恒力的作用下，从点由静止开始运