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1、1湖北省武汉二中、麻城一中联考湖北省武汉二中、麻城一中联考 2014-20152014-2015 学年高一（下）学年高一（下）期中物理试卷期中物理试卷参考答案与试题解析参考答案与试题解析一、选择题本题共一、选择题本题共 1212 小题；小题；1-81-8 题为单选，每小题题为单选，每小题 3 3 分；分；9-129-12 题为多选，每小题题为多选，每小题 3 3 分；分；共共 4040 分；多选题选不全的得分；多选题选不全的得 2 2 分，有选错或不答的得分，有选错或不答的得 0 0 分分1 （3 分）关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（）A 第谷通过整理大量的天文观测
2、数据得到行星运动定律B 亚里士多德指出，地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力C 牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月地检验”D 卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值考点：万有引力定律及其应用；开普勒定律 专题：万有引力定律的应用专题分析：本题是物理学史问题，根据开普勒、牛顿、卡文迪许等等科学家的物理学成就进行解答解答：解：A、开普勒通过整理大量的天文观测数据得到行星运动定律，故 A 错误；B、牛顿认为行星绕太阳运动是因为受到太阳的引力作用，引力大小与行星到太阳的距离的二次方成反比，故 B 错误C、牛
3、顿通过比较月球公转的周期，根据万有引力充当向心力，对万有引力定律进行了“月地检验” ，故 C 错误D、牛顿发现了万有引力定律之后，第一次通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，故 D 正确故选：D点评：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，特别是著名科学家的贡献要记牢22 （3 分）质量为 m 的卫星围绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径是地球半径的 2 倍已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，则卫星的动能是（）AmgRBmgRCmgRD 2mgR考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用 专题：人造卫星问题分析
4、：根据万有引力提供向心力，以及万有引力等于重力求出卫星的线速度，再根据动能的定义计算动能解答：解：卫星做匀速圆周运动：G=m设地表面有一物体 m0，则有：G=m0g卫星的动能 Ek= mv2联立以上三式解得：Ek= mgR故选：A点评：解本题的关键是要掌握两个关系；万有引力提供向心力；地球表面的物体的重力等于万有引力3 （3 分）从某一高处水平抛出一个物体，物体着地时的速度方向与水平方向成 角不计空气阻力，取地面为重力势能的参考平面则物体抛出时的动能与重力势能之比为（）A sin2Bcos2Ctan2D考点：功能关系；动能和势能的相互转化 分析：由于落地速度与水平方向的夹角已知，假设末速度为
5、v，则可以求出平抛的初速度和初位置的高度，表示出动能与势能，从而得出结果解答：解：物体做平抛运动，假设落地速度为 v，由于落地的速度方向与水平方向的夹角为 ，故水平分速度为：3v0=vx=vcos竖直分速度为：vy=vsin由于平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，故 v0=vx=vcos由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故高度为：h=抛出时的动能为：Ek0= mv02=抛出时的势能为：Ep0=mgh= mv2sin2因而动能与势能之比为故选：D点评：本题关键根据末速度的大小和方向，求解出抛出时的动能和势能的表达式，再求得比值即可4 （3 分）2014 年 10 月 24 日，嫦娥五号飞行
6、试验成功发射，首次试验从月球返回的技术嫦娥五号飞行试验器由轨道器、返回器、上升器和着陆器组成，到达环月轨道后，着陆器和上升器落到月面上轨道器和返回器将继续围绕月球做匀速圆周运动以等待上升器从月面返回后进行交会对接下列关于嫦娥五号飞行试验器的说法中正确的是（引力常量 G已知） （）A 由于轨道器与返回器在围绕月球做匀速圆周运动的过程中处于完全失重状态，所以其不受月球的引力作用B 若已知轨道器与返回器围绕月球做匀速圆周运动的周期 T 和距月球表面的高度 h，就可以计算出月球的平均密度 C 若已知月球的平均密度 和月球的半径 R，就可以计算出月球表面的重力加速度 gD 先让上升器与轨道器和返回器在同
7、一个圆形轨道上，然后让上升器加速，即可实现与轨道器和返回器的对接4考点：万有引力定律及其应用 专题：万有引力定律的应用专题分析：完全失重不代表不受引力，轨道器与返回器在围绕月球做匀速圆周运动的向心力是引力；不知道轨道半径是无法求月球质量由密度和半径可得月球质量，从而可得月球表面的重力加速度在同一个轨道上加速后会偏离原来轨道解答：解：A、由于轨道器与返回器受到的引力全部用来提供向心力，在围绕月球做匀速圆周运动的过程中他们处于完全失重状态，故 A 错误B、由于不知道轨道半径是无法求月球质量，也就无法求得月球密度，故 B 错误C、已知月球的平均密度 和月球的半径 R，可以求月球质量，再由可得月球表面
8、的重力加速度 g，故 C 正确D、在同一个轨道上加速后会做离心运动，而偏离原来轨道，是不可能和原来轨道上物体对接的，故 D 错误故选：C点评：该题的关键是航天器的对接，在同一个轨道上加速后会做离心运动，而偏离原来轨道，是不可能和原来轨道上物体对接的，正确的方式应该是在稍低的轨道上加速，从而做离心运动与高轨道航天器对接5 （3 分）如图所示，A、B 两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连，置于固定斜面体的两个斜面上的相同高度处，且都处于静止状态，两斜面的倾角分别为 和 ，若不计摩擦，剪断细绳后，下列关于两物体的说法中正确的是（）A 两物体着地时所受重力的功率一定相同B 两物体着地时的速度一定相同5C
9、两物体着地时的动能一定相同D 两物体着地时的机械能一定相同考点：机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率 专题：机械能守恒定律应用专题分析：分别对物体受力分析，由共点力的平衡即可得出两物体的质量之比；剪断细线后，两物体做匀加速运动，由机械能守恒可求得落地的速度，由功率公式可求得两物体所受重力做功的功率之比解答：解：两物体均处于平衡状态，受力分析如图所示；绳子对 AB 的拉力大小相等，对 A 有：mAg=； 对 B 有：mBg=则有：=绳子剪断后，两物体做匀加速运动，只受重力和支持力，支持力不做功，所以下落过程中机械能守恒由于落地高度相同，故落地时的速度大小相等，而两速度在竖直方向上的分量之比：
10、=瞬时功率 P=mgv竖；所以两物体着地时所受重力的功率一定相同，故 A 正确B、下落过程中机械能守恒，由于落地高度相同，故落地时的速度大小相等，方向不同，所以两物体着地时的速度不一定相同，故 B 错误C、两物体质量不一定相等，落地时的速度大小相等，所以两物体着地时的动能不一定相同，故 C 错误D、绳子剪断瞬间，两物体动能都为零，两物体质量不一定相等，重力势能不等，下落过程中机械能守恒，所以两物体着地时的机械能不一定相同，故 D 错误6故选 A点评：本题中要注意两点：（1）绳子各点处的拉力大小相等；（2）重力的功率等于重力与竖直分速度的乘积6 （3 分）有一颗与同步卫星在同一轨道平面的人造卫星
11、，自西向东绕地球运行已知它的运行半径为同步卫星轨道半径的四分之一，地球自转周期为 T0，则该卫星需要相隔多长时间才在同一城市的正上方再次出现（）ABCD考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用 专题：人造卫星问题分析：通过万有引力提供向心力求出周期与轨道半径的关系，从而求出人造卫星的周期抓住转过的圆心角关系求出在同一城市的正上方出现的最小时间解答：解：设地球的质量为 M，卫星的质量为 m，运动周期为 T，因为卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，=T=2同步卫星的周期与地球自转周期相同，即为 T0已知该人造卫星的运行半径为同步卫星轨道半径的四分之一，所以该人造卫星与同步卫
12、星的周期之比是=解得 T= T0设卫星至少每隔 t 时间才在同一地点的正上方出现一次，根据圆周运动角速度与所转过的圆心角的关系 =t 得：7t=2+t解得：t=，即卫星至少每隔时间才在同一地点的正上方出现一次故选：C点评：本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力要理解当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于 2 时，卫星再次出现在城市上空7 （3 分）如图所示，质量分别为 2m 和 m 的 A、B 两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连，开始两物体处于同一高度，绳处于绷紧状态，轻绳足够长，不计一切摩擦现将两物体由静止释放，在 A 落地之前的运动中，下列说法中正确的是（）A A 物体
13、的机械能增大B A、B 组成系统的重力势能增大C 下落 t 秒过程中，A 的机械能减少了 mg2t2D 下落 t 秒时，B 所受拉力的瞬时功率为 mg2t考点：机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率 专题：机械能守恒定律应用专题分析：两个物体组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒对整体，根据牛顿第二定律求出两个物体的加速度大小和细绳的拉力大小，并求出细绳对 A 做的功，即可得到 A的机械能减少量由功率公式求解拉力的瞬时功率解答：解：A、B：A 下落过程中，细绳的拉力做负功，根据功能关系得知，A 的机械能减小故 A 错误B、在 A 落地之前的运动中，A 重力势能减小量大于 B 重力势能增加量
14、，所以 A、B 组成系统的重力势能减小故 B 错误8C、根据牛顿第二定律得：对 AB 整体有：a=对 A 有：2mgT=2ma，得细绳的拉力 T=下落 t 秒时，A 下落的高度为 h=则 A 克服细绳拉力做功为 W=Th=根据功能关系得知：A 的机械能减少量为EA=W=，故 C 正确D、下落 t 秒时，B 的速度大小为 v=at= gt则 B 所受拉力的瞬时功率为 P=Tv=t，故 D 错误故选：C点评：本题是连接体问题，要抓住系统的机械能守恒，而单个物体的机械能并不守恒，能熟练运用整体法和隔离法求出加速度和细绳的拉力8 （3 分）已知地球半径为 R，质量分布均匀，匀质球壳对其内部物体的引力为
15、零设想在赤道正上方高 h 处和正下方深为 h 处各修建一环形真空轨道，轨道面与赤道面共面A、B两物体分别在上述两轨道中做匀速圆周运动，轨道对它们均无作用力则两物体的速度大小之比为（）ABCD考点：万有引力定律及其应用；向心力 专题：人造卫星问题分析：由地球质量等于密度乘以体积，可得地球质量表达式；由万有引力提供向心力，对 A、B 分别列方程可得两物体速度之比解答：解：设地球密度为 ，则有：9在赤道上方：，在赤道下方：，解得：故 D 正确故选：D点评：本题主要掌握万有引力提供向心力的基本应用，要会用数学方法表示球体质量9 （4 分）如图所示，质量为 2kg 的物体沿倾角为 30的固定斜面匀减速上
16、滑了 2m 距离，物体加速度的大小为 8m/s2， （重力加速度 g 取 10m/s2） 在此过程中（）A 物体的重力势能增加了 40JB 物体的机械能减少了 12JC 物体的动能减少了 32JD 物体克服摩擦力做功 12J考点：动能定理的应用；功能关系 专题：动能定理的应用专题分析：对物体受力分析，根据牛顿第二定律列式求解出摩擦力大小，然后根据功能关系列式求解解答：解：A、重力势能的增加量等于克服重力做的功，故有：EP 增=mgh=2101=20J，故 A 错误；B、对物体受力分析，受重力、支持力、滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：mgsin30+f=ma解得：f=mamgsin30=6N故克服摩擦力做功：W=fS=6N2m=12J，故 D
