一、本题共12小题;每小题4分,共计48分。在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项正确,全部选对得4分;选对但不全得2分;有错选或不答的得0分
1.下列说法符合史实的是 ( )
A.牛顿发现了行星的运动规律
B.开普勒发现了万有引力定律
C.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D.牛顿发现了海王星和冥王星
2.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向,下列说法正确的是 ( )
A.与线速度方向始终相同 B.与线速度方向始终相反
C.始终指向圆心 D.始终保持不变
3.如图所示,卡车通过定滑轮牵引河中的小船,小船一直沿水面运动。则 ( )
A.小船的速度v2总小于汽车速度v1 B.汽车速度v1总小于小船的速度v2
C.如果汽车匀速前进,则小船加速前进 D.如果汽车匀速前进,则小船减速前进
4.在地面上方某一高处,以初速度v0水平抛出一石子,当它的速度由水平方向变化到与水平方向成θ角时,石子的水平位移的大小是(不计空气阻力) ( )
A. B. C. D.
5.某人在距地面某一高度处以初速度v水平抛出一物体,落地速度大小为2v,则它在空中飞行的时间及距地面抛出的高度为 ( )
A. B. C. D.
6.如图所示,人的重量为600N,木板重400N,人与木板、木板与地面间的动摩擦因数都0.2,现在人用水平力拉绳,使它与木板一起向右匀速直线运动,
则下列说法正确的是( )
A.地面受到的摩擦力大小为300N,方向向左
B. 绳子受到的拉力大小为100N,方向向左
C.人受到的摩擦力是木板提供的,方向向右
D.木板只受到地面对它的摩擦力和绳子的拉力作用
7.某星球的质量约为地球的9倍,半球约为地球的一半,若从地球上高h处平抛一物体,射程为60 m,则在该星球上,从同样高度,以同样的初速度平抛同一物体,射程应为( )
A.10m B.15m C.90m D.360m
8.下列关于地球同步通信卫星的说法中,正确的是 ( )
A.为避免通信卫星在轨道上相撞,应使它们运行在不同的轨道上
B.通信卫星定点在地球上空某处,各个通信卫星的角速度相同,但线速度可以不同
C.不同国家发射通信卫星的地点不同,这些卫星轨道不一定在同一平面内
D.通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上
9.某载人宇宙飞船进入预定的圆形轨道后,宇航员测出了飞船绕地球N圈所用的时间t。若地球的质量M、半径R和引力常量G均已知,则根据以上数据可以算出该飞船( )
A.离地的高度 B.运行的速度 C.发射的速度 D.所受的向心力
10.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如它的轨道半径增加到原来的n倍后,仍能够绕地球做匀速圆周运动,则: ( )
A.根据,可知卫星运动的线速度将增大到原来的n倍。
B.根据,可知卫星受到的向心力将减小到原来的倍。
C.根据,可知地球给卫星提供的向心力将减小到原来的倍。
D.根据,可知卫星运动的线速度将减小到原来的倍。
11.对于万有引力定律的表达式F=G,下面说法中正确的是 ( )
①公式中G为引力常量,它是由实验测得的,而不是人为规定的
②当r趋近于零时,万有引力趋于无穷大
③m1与m2受到的引力总是大小相等的,而与m1、m2是否相等无关
④m1与m2受到的引力是一对平衡力
A.①③ B.②④ C.①②④ D.①③
12.地球的半径为,地球表面处物体所受的重力为,近似等于物体所受的万有引力,关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中,正确的是 ( )
A.离地面高度处为 B.离地面高度处为
C.离地面高度2处为 D.离地面高度处为
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、填空题:本题共4小题,每小题4分,共16分。把答案填在题中横线上或按题目要求作图。
13. 一物体在水平面上做匀速圆周运动,质量为1kg,物体做圆周运动的角速度为3.0rad/s,半径为0.5m,该物体做圆周运动的线速度为___________m/s,受到的向心力为___________N。
14.一辆汽车以10m/s的速度通过一个半径为20m的圆形拱桥,若此桥是凸形桥,汽车在最高点时所受压力与汽车重力之比_________,若此桥是凹形桥,汽车在最低点时桥所受压力与重力之比为________。
15.已知一颗卫星在某行星表面上空绕行星做匀速圆周运动,经过时间t,卫星的行程为s,卫星与行星的中心连线扫过的角度是1rad,那么卫星的环绕周期T ,该行星的质量M= .
16.若某行星半径是R,平均密度是ρ,已知引力常量是G,那么在该行星表面附近运行的人造卫星的角速度大小是_________
三、计算题:本大题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演
算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
17.(12分)小球以15 m/s的水平初速度向一倾角为37°的斜面抛出,飞行一段时间后,恰好垂直撞在斜面上.求:(1)小球在空中的飞行时间;(2)抛出点距落球点的高度.(g=10 m/s2)
18.(12分)在某个半径为的行星表面,对于一个质量kg的砝码,用弹簧称量,其重力的大小。请您计算该星球的第一宇宙速度是多大?(注:第一宇宙速度,也即近地、最大环绕速度;本题可以认为物体重力大小与其万有引力的大小相等。)
19.(12分)两颗靠得很近的天体,离其他天体非常遥远,靠相互吸引力一起以连线上某一点为圆心分别作圆周运动,从而保持两者之间的距离不变,这样的天体称为“双星’.现测得两星中心距离为R,运动周期为T,求:双星的总质量。
解:设双星的质量分别为M1、M2。它们绕其连线上的O点以周期T作匀速圆周运动,由万有引力定律及牛顿第二定律得:
联立解得:
上述结果是否正确?若正确,请列式证明:若错误,请求出正确结果。
四、附加题(20分)
20.火箭载着宇宙探测器飞向某行星,火箭内平台上还放有测试仪器,如图所示。火箭从地面起飞时,以加速度竖直向上做匀加速直线运动(为地面附近的重力加速度),已知地球半径为R。
(1)升到某一高度时,测试仪器对平台的压力刚好是起飞前压力的,求此时火箭离地面的高度h;
(2)探测器与箭体分离后,进入行星表面附近的预定轨道,进行一系列科学实验和测量,
若测得探测器环绕该行星运动的周期为,试问:该行星的平均密度为多少?
(假定行星为球体,且已知万有引力常量为G)
高一下学期物理期中测试题答案
一、本题共12小题;每小题4分,共计48分。在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项正确,全部选对得4分;选对但不全得2分;有错选或不答的得0分
| 题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 答案 | C | C | BC | C | D | B | A | D | AB | CD | A | C |
13. 1.5 4.5 14. 1:2 3:2
15. 2πt s3/Gt2 16. 2(πGρ/3)1/2
三、计算题:本大题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演
算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
17. 解析:将球将要到达落地点时的速度分解,如图所示
由图可知θ=37°, =90°-37°=53°
(1)tan=,则t=·tan=×s=2 s
(2)h=gt2=×10×22 m=20 m
18. 解析:由重量和质量的关系知:
所以m/s2
设:环绕该行星作近地飞行的卫星,其质量为m′,所以,应用牛顿第二定律有:
解得:
代入数值得第一宇宙速度: m/s
19. 解析:解法错误,两星的转动半径不是R,分别为x与(R-x) (只要说出错误就给分)
正确的解法为:
联立解得:
20
解析:(1)起飞前 。
起飞后 。
。
。
。
联立以上各式解得 。
(2)设行星半径为r,质量为,密度为 ,则
。
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