高一第一学期期末试卷中学教育试题_中学教育-试题.pdf

高一第一学期期末试卷 物 理 清华附中高 06 级 2007.1 注意：在有数值计算的问题中，g取 10 m/s2，万有引力恒量 G=6.6710-11Nm2/kg2 一选择正确答案。本题共 7 小题，每小题 2 分，共 14 分。在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的。1 用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球，当氢气球静止时，如图 1 所示，关于氢气球受力，下列说法中正确的是（）A重力、绳的拉力 B重力、浮力、绳的拉力 C重力、浮力 D重力、浮力、绳的拉力、风力的作用 2如图 2 所示，质量均匀的直棒 OA，在始终垂直于直棒方向的拉力 F 作用下能绕固定水平转轴 O 转动。当棒从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中，关于 F 的力矩 M，下列说法正确的是（）A变大 B变小 C始终不变 D先变大后变小 3汽车发动机的额定功率为 80kW，它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为 20m/s，那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是（）A8000N B4000N C2000N D1600N 4图 3 所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置。P 是轮盘的一个齿，Q 是飞轮上的一个齿。下列说法中正确的是（）AP、Q 两点角速度大小相等 BP、Q 两点向心加速度大小相等 图 1 图 2 F A O A Q 图 3 P Q CP 点向心加速度小于 Q 点向心加速度 DP 点向心加速度大于 Q 点向心加速度 5关于匀速圆周运动的说法正确的是（）A匀速圆周运动一定是匀速运动 B匀速圆周运动一定受恒力作用 C匀速圆周运动是加速度不变的运动 D匀速圆周运动是变加速运动 6如图 4 所示，小球在一细绳的牵引下，在光滑桌面上绕绳的另一端 O 作匀速圆周运动，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是（）A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地球半径为 R，地面附近的重力加速度为 g，物体在离地面高度为 h 处的重力加速度的表达式是（）AgRhR)(BhRRg C22)(RghR D22)(hRgR 二选择正确答案。本题共 6 小题，每小题 3 分，共 18 分。在每个小题给出的四个选项中有一个或几个是符合题意的，全部选对的得 3分；选对但不全得 2分；不选或选错得 0分。8一个质点受到两个互成锐角的力 F1、F2的作用，由静止开始运动，若保持二力方向不变，将 F1突然增大为 F1F，则质点此后（）A一定做匀变速曲线运动 B在相等的时间里速度变化一定相等 C可能作匀速直线运动 D可能作变加速直线运动 9一个质点在恒力 F 的作用下，在 xOy 平面内从 O 点运动到 A点的轨迹如图 5 所示，且 O 图 4 A x y O v 图 5 每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不在 A 点时的速度方向与 x 轴平行，则恒力 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 有一物体在高为 h 处以初速度 v0水平抛出，落地时速度为 vt，竖直分速度为yv，水平位移为 s，则能用来计算该物体在空中运动的时间的公式有（）Agvvt202 Bgvy Cgh2 Dyvh2 11在一个水平转台上放有 A、B、C 三个物体，它们跟台面间的摩擦因数相同。A的质量为 2m，B、C 各为 m，A、B 离转轴均为r，C 为 2r，则（）A若 A、B、C 三物体随转台一起转动未发生滑动，A的向心加速度比 B、C 的大 B若 A、B、C 三物体随转台一起转动未发生滑动，B 所受的静摩擦力最小 C当转台转速增加时，C 最先发生滑动 D当转台转速继续增加时，A比 B 先滑动 12同步卫星离地心距离为 r,运行速度为 v1,加速度为 a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 a2，第一宇宙速度为 v2，地球半径为 R，则下列比值正确的是（）A12araR B212()aRar C12vrvR D1122()vRvr 13地球绕太阳的运动可视为匀速圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球运动所需的向心力。由于太阳内部的核反应而使太阳发光，在这个过程中，太阳的质量在不断减小。根据这一事实可以推知，在若干年以后，地球绕太阳的运动情况与现在相比（）A运动半径变大 B运动周期变大 C运动速率变大 D运动角速度变大 每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不此页为草稿纸 每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不题号 一 二 三 四 五 总分 附加题 23 24 25 26 得分 三填空题。共 6 题，每小题 4 分，共 24分。把答案填在题中的横线上。14 如图 6 所示，倾角为 的光滑斜面体固定在水平面上，斜面上有一质量为 m 的金属球被竖直光滑挡板挡住。则金属球对挡板的压力大小为 ；金属球对斜面的压力大小为 。15一条河宽 500m，河水的流速是 3m/s，一只小艇以 5m/s（静水中的速度）的速度行驶，若小艇以最短的时间过河，所用的时间是 s；若小艇要以最短的航程渡河，所需的时间是_s。16以 16m/s 的初速度水平抛出一石子，石子落地时的速度方向与抛出时的速度方向成37角，若不计空气阻力，那么石子抛出点到落地点的高度差为_m，石子落地时速度是_m/s。（sin37=0.6，cos37=0.8）17 长 L=0.5m 质量可忽略的轻杆，下端固定在 O 点，上端固定着一质量 m=2kg 的小球 A。A可绕 O 点在竖直平面内作圆周运动，如图 7 所示。当 A 通过最高点时速率为 1m/s 时，球对杆的作用力大小为_N，方向_。18 质量相等的小球 A、B 分别固定在轻杆的中点及端点，当杆在光滑水平面上绕 O 点匀速转动时，如图 8 所示，则杆的 OA 段及 OB 段对球的拉力之比为_。19在某星球上以速度 v0将一物体竖直向上抛出，经 t 秒落回原处，若此星球的半径为 R，则在星球上发射自己的卫星，那么它的环绕速度应是 。图 6 A L O 图 7 O A B 图 8 每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不20如图 9 所示，置于水平面上的木箱的质量为 m=10kg，在与水平方向成=37 角的拉力 F=50N 的恒力作用下，由静止开始运动，它与水平面间的动摩擦因数=0.2，则 前 2s 内 拉 力 做 功 的 平 均 功 率 是_，2s 末拉力做功的瞬时功率是_。四实验题。21 题 2 分，22 题 4 分。请把答案填在题中的横线上。21用游标卡尺和螺旋测微器测量一根金属丝的长度和直径。如图 10 所示，金属丝的长度的测量值为 cm；如图 11所示，金属丝直径的测量值为 mm。22在研究小球平抛运动的实验中，某同学记录了 A、B、C 三点(A 不是抛出点)，建立了如图12所示的坐标系，平抛轨迹上的三点坐标值：A点的坐标为（5，5），B 点的坐标为（15，20），C 点的坐标为（25，45）。取 g=10m/s2，则小球平抛的初速度为 m/s；小球抛出点的坐标 x=cm，y=cm。2 3 50 1 25 75 图 10 0 1 2 3 cm 0 50 1 25 75 0.05mm 0 435 30 25 20 图 11 图 12 A B C x/cm y/cm O m 图 9 37 F 每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不五、论述与计算。本题包括 4 小题，共 34 分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题必须明确写出数值和单位。23（9 分）将一物体以 v0=8m/s 的速度水平抛出，不计空气阻力，抛出点距地面的高度为 h=1.8m，试求：（1）物体在空中飞行的时间；（2）物体飞行的水平距离；（3）物体落地时的速度大小。24（9 分）如图 13 所示，质量为 m=1kg 的小球用细线拴住，线长 L=2.0m。当小球从图示位置 A释放后摆到悬点的正下方的位置B 时，细线恰好被拉断。若位置 B 距水平地面的高度 h=5m，小球落地点 C 到 O的距离 s=4m。O点在悬点 O 的正下方。求：(1)细线刚被拉断时小球的速度大小；(2)细线所能承受的最大拉力。O 图 13 O A B C 每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不25（8 分）一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为 r=2R（R为地球半径），卫星的运动方向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为 ，地球表面处的重力加速度为 g。（1）求人造卫星绕地球转动的角速度。（2）若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物上方需要的时间。26（8 分）97 年 8 月 26 日在日本举行的国际学术大会上，德国Max Planck 学会的一个研究组宣布了他们的研究成果：银河系的中心可能存在大黑洞，他们的根据是用口径为 3.5m 的天文望远镜对猎户座中位于银河系中心附近的星体进行近六年的观测所得的数据。他们发现，距离银河系中约 60 亿千米的星体正以2000km/s的速度围绕银河系中心旋转。请根据上面数据，试在经典力学的范围内（见提示 2）通过计算确认，如果银河系中心确实存在黑洞的话，其最大半径是多少？提示：1 黑洞是一种密度极大的天体，其表面的引力是如此之强，以致包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力的作用。2计算中可以采用拉普拉斯黑洞模型，在这种模型中，在黑洞表面上的所有物质，即使初速度等于光速 c 也逃脱不了其引力的作用。（光速 c=3 108m/s）每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不附加题（50 分）1（6 分）如图 14 所示，一个所受重力为 G 的小球用细绳悬挂，处于静止状态。现对小球施加一个大小为定值的拉力 F（F1)。为了解释 T2与 T1的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。作为一种简化模型，我们假定在这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，而不考虑其它暗物质的影响。试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度。图 17 O B A 每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不高 06 级第一学期期末考试参考答案 一单选题，每题 2 分，共 14 分 1 2 3 4 5 6 7 D D B C D C D 二多选题，每题 3 分，共 18 分，少选得 2 分。8 9 10 11 12 13 AB D ABCD BC AD AB 三填空题，每题 4 分，共 24 分。14tanmg，cosmg 15100，125 167.2，20 1716，竖直向下 183:2 1902v Rt 20 104W，208W 四实验题，21 题 2 分，22 题 4 分 211.080，0.7960.799 221.0，-5，0 五计算题，共 34 分。23解：（1）竖直方向为自由落体运动 212hgt 2 分 得2htg=0.6s 1 分（2）水平方向，匀速直线运动 0sv t 2 分 解得 s=4.8m 1 分（3）马上要落地时，竖直分速度6/yvgtm s 1 分 合速度 220tyvvv 1 分 得10/tvm s 1 分 24解：(1)小球运动到位置 B 时，细线恰好被拉断，以后小球做平抛运动。设平抛初速度为 v0，则：每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不s=v0t，h=21gt2。（2 分）解得：hgsv20=4m/s。（2 分）(2)小球刚要运动到位置 B 时，细线要断还没断，此时小球受力如图所示，根据牛顿第二定律有：Fm-mg=mLv20，（3 分）细线所能承受的最大拉力 Fm=mg+mLv20=18N （2 分）25地球对卫星的万有引力提供作圆周运动的向心力 22卫mrrMmG (2分)地面表面附近的重力加速度 g=2RMG （2 分）把 r2R代入，解方程可得 Rg8卫 （2 分）（2）卫星下次通过该建筑物上方时，卫星比地球多转 2 弧度，所需时间 Rgt822卫 （2 分）26解：设位于银河系中心的黑洞质量为 M，绕其旋转的星体质量为 m，星体做匀速圆周运动，则有：G2rMm=mrv2 3 分 根据拉普拉斯黑洞模型有：mg Fm 每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不G2RMm=mRc2 3 分 联立上述两式并代入相关数据可得：R2.67105km 2 分 附加题：1FG 20tanvg 333Gma 4解：（1）上面结果是错误的。地球的半径 R在计算过程中不能忽略。1 分 正确的解法和结果：hRTmhRMmG222 2 分 得22324MGThR 1 分 (2)方法一：对月球绕地球作圆周运动，由rTmrMmG2122 得21324MGTr.3 分 方法二：在地面重力近似等于万有引力，由mgRMmG2 得GgR2M 3 分 5解：设两物体质量为 m，圆盘半径为 r，最大静摩擦力为 fm 20mfmr 2 分 设马上要滑动时绳的拉力为 T，此时两物体受到的摩擦力都为最大静摩擦每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不力，对 A有 2mTfmr 3 分 对 B 有 22mrfTm 3 分 联立解得 02 33 2 分 6解：（1）双星均绕它们的连线的中点做圆周运动，则有 2212242GMLMTL 2分 得 2LTLGM1 1分（2）根据观测结果，星体的运动周期 211TTTN1 这说明双星系统中受到的向心力大于本身的引力，故它一定还受到其他指向中心的作用力，按题意这一作用来源于均匀分布的暗物质，均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量M位于中点处的质量点相同考虑暗物质作用后双星的速度即为观察到的速度v观，则有 22222242(/2)GMMMLGMTLL 2分 得 2(4)LTLG MM2 1分 将解得的T1、T2代入T2:T1=1:N 得 14NMM 2分 设所求暗物质的密度为，则有 341324LNM 1分 故 33(1)2NML 1分 每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不 每小题分共分在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的用一端固定于地面的绳系住一个放在空气中的氢气球当氢气球静止时如图所示关于氢气球受力下列说法中正确的是重力绳的拉力重力浮力绳的拉力重力浮力重力浮力从图示位置匀速转到图中虚线位置过程中关于的力矩下列说法正确的是变大变小始终不变先变大后变小图汽车发动机的额定功率为它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力的大小是两点角速度大小相等两点向心加速度大小相等图点向心加速度小于点向心加速度点向心加速度大于点向心加速度关于匀速圆周运动的说法正确的是匀速圆周运动一定是匀速运动匀速圆周运动一定受恒力作用匀速圆周运动是加速度不