重庆市渝东六校2022-2023学年下学期高一期中物理试卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 重庆市渝东六校2022-2023学年下学期高一期中物理试卷（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 425.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-04-26 07:53:32 | ||
图片预览
文档简介
2022~2023学年重庆市渝东六校高一（下）期中
物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是( )
A. 伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
B. 亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快
C. 笛卡尔发现了万有引力定律；卡文迪许比较准确地测出了引力常量
D. 牛顿首创了将实验和逻辑推理和谐结合起来的物理学研究方法
2. 大量的实验事实已经验证了爱因斯坦相对论的正确性，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性，关于牛顿力学，下列说法正确的是( )
A. 由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
B. 牛顿力学适用于微观、高速、强引力场中物体的运动
C. 牛顿提出了万有引力定律，并测量了引力常量
D. 牛顿把天体的运动与地面上物体的运动统一起来，成功的解释了天体运动的规律
3. 某船积极参加抗洪，已知该船在静水中的最大速度为。现让该船渡过某条河，假设河的两岸是平行线，河水流速恒定，河宽。船以最短时间渡河，航线与岸的夹角为，则( )
A. 渡河时间为
B. 河水流速为
C. 实际渡河位移为
D. 无论如何调整船头方向，船都无法到达正对岸
4. 如图所示，用细线将小球悬挂于点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以大小为的速度匀速移动，运动中悬线始终保持竖直，则该过程中小球运动的速度( )
A. 方向时刻在变，大小恒为
B. 方向与竖直向上成角，大小恒为
C. 方向与竖直向上成角，大小恒为
D. 方向与竖直向上成角，大小恒为
5. 设地球的质量为，地球的半径为，物体的质量为关于物体与地球间的万有引力的说法，正确的是( )
A. 地球对物体的引力大于物体对地球的引力
B. 物体距地面的高度为时，物体与地球间的万有引力为
C. 物体放在地心处，因，所受引力无穷大
D. 物体离地面的高度为时，则引力为
6. 如图所示，从水平地面上方某点，将一小球以的初速度沿水平方向抛出。不计空气阻力，取重力加速度大小，小球抛出点离地面的高度为。下列说法正确的是
A. 小球经过落地
B. 小球落地瞬间的速度大小为
C. 小球从抛出到落地的位移大小为
D. 小球在整个运动过程中的水平分位移大小与竖直分位移大小的比值为
7. 如图所示，在半径为的半球形碗的光滑内表面上，一质量为的小球在距碗口高度为的水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为，则小球做匀速圆周运动的角速度为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8. 年月日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”乙遥四十七运载火箭，成功将“实践六号”组卫星发射升空。该卫星顺利进入预定的绕地圆形轨道，其轨道半径是地球同步卫星的。关于“实践六号”组卫星，下列说法正确的是( )
A. 线速度大小为
B. 加速度大小是地球同步卫星加速度大小的倍
C. 线速度大小是地球同步卫星线速度大小的倍
D. 周期是地球同步卫星周期的规范 不规范
9. 如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过点的水平轴自由转动，细杆长，小球质量为现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点处的速度为，通过轨道最高点处的速度为，取，则小球通过最低点和最高点时对细杆作用力的情况是( )
A. 处为拉力，方向竖直向下，大小为
B. 处为拉力，方向竖直向上，大小为
C. 处为拉力，方向竖直向下，大小为
D. 处为压力，方向竖直向下，大小为
10. 如图所示，倾角为和的两斜面下端紧靠在一起，固定在水平面上，将两个小球和，从左侧斜面上的点以不同的初速度水平向右抛出，下落相同高度，落到左侧的斜面上，恰好垂直击中右侧斜面，忽略空气阻力，则下列说法正确的是 ( )
A. 、运动的初速度之比为
B. 、运动的水平位移之比为
C. 、击中斜面时的速率之比为
D. 若减小初速度，球落到斜面上时速度方向改变
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11. 向心力演示器是用来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系实验装置，如图所示。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔和变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，我们要用到物理学中的________；
A. 理想实验法 等效替代法 控制变量法 演绎推理法
图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小与_______的关系；
A. 钢球质量 运动半径 向心加速度 角速度
图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球和钢球所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为_________。
12. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．
实验时，下面哪些做法可以减小实验误差__________。
A.使用密度大、体积小的钢球 尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
C.每次实验时，让小球都从同一高度由静止开始滚下 使斜槽末端的切线保持水平
图乙为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为的小方格，重力加速度取，由图可知，照相机的闪光频率为______；小球抛出时的初速度大小为_________，小球在点的速率是__________．
四、计算题（本大题共3小题，共44分）
13. （14分） 年月日，执行中国首次火星探测任务的“天问一号”探测器实施制动，进入环火轨道已知天问一号的质量为，环火轨道半径为，火星的半径为，火星表面的重力加速度为，引力常量为，设探测器沿环火轨道做匀速圆周运动求：
天问一号在环火轨道受到的火星引力大小；
天问一号在环火轨道的角速度大小．
14. （14分）如图所示，在光滑的水平面上有一光滑小孔，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为的小球，另一端连接质量为的物体，取．
当球沿半径的圆做匀速圆周运动，其角速度时，对地面的压力为多少？
要使物体对地面恰好无压力，小球的角速度应为多少？
15. （16分） 如图所示，一半径为的光滑半圆形轨道固定在水平地面上，一个质量为的小球以某一速度从半圆形轨道的最低点冲上轨道，当小球将要从轨道最高点飞出时，小球对轨道的压力为为重力加速度，求
小球在半圆形轨道最高点时的加速度大小；
小球的落地点离点的水平距离．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题抓住伽利略、牛顿、卡文迪许和库仑等等科学家对物理学发展的成就进行解答即可．
本题考查物理学史，这也是高考考查的内容之一，对著名科学家的贡绩要记牢，不能张冠李戴．
【解答】
A、伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故A正确；
B、认为两个从同一高度自由下落的物体，重物体与轻物体下落一样快，这是伽利略的观点，故B错误；
C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许比较准确地测出了引力常量，故C错误；
D、伽利略首创了将实验和逻辑推理和谐结合起来的物理学研究方法．故D错误。
故选：
2.【答案】
【解析】
【分析】
经典力学的适用范围是宏观、低速情形，高速情形要用相对论，微观粒子运动要用量子力学．明确经典力学具有一定的局限性，但并不是完全没有了使用价值；
牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许并测量了引力常量。
此题考查经典力学的适用范围和物理学史，要注意明确经典力学和相对论、量子力学它们各自主要研究的对象．明确经典力学的局限性。
【解答】
经典力学完全适用于宏观低速运动的物体，宏观物体是相对于微观粒子而言的；在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学仍然是正确的，故不会过时也不会失去价值，故AB错误；
C.牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什测量了引力常量，故C错误；
D.牛顿把天体的运动与地面上物体的运动统一起来，成功的解释了天体运动的规律，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度。
船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短，由矢量合成的平行四边形定则得河水的速度，小船实际以合速度做匀速直线运动，由平行四边形定则求得实际渡河位移的大小；根据静水中的速度与河水流速大小关系判断船能否到达正对岸。
【解答】
A、当船头垂直对岸行到对岸时，所需要的时间最短，最短时间为：，故A错误；
B、船以最短时间渡河，航线与岸的夹角为，即合速度与岸的夹角为，由几何关系知，河水流速为：，故B正确；
C、船实际渡河位移为：，故C错误；
D、由于，调整船头斜向上游，船能到达正对岸，故D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
小球参加了两个分运动，水平向右匀速移动，同时，竖直向上匀速运动，实际运动是这两个运动的合运动，根据平行四边形定则可以判断合速度情况。
本题关键是先确定水平方向和竖直方向的分运动，然后根据合运动与分运动的等效性，由平行四边形定则确定合速度。
【解答】
小球参与了水平向右和竖直向上的分运动，如图所示，两个方向的分运动都是匀速直线运动；
和恒定，且相等，则恒定，则小球运动的速度大小和方向都不变，即为；
结合矢量的合成法则，则位移与水平成，向右上，故ABD错误，C正确；
故选：。
5.【答案】
【解析】解：、地球对物体的引力与物体对地球的引力是作用力和反作用力，大小相等．故A错误．
B、物体距地面的高度为时，物体与地球间的万有引力为，故B错误；
C、物体放在地心，由于对称性，放在地心的物体所受引力为，故C错误；
D、物体离地面的高度为时，引力，故D正确；
故选：
解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件．
万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的．万有引力定律适用于质点间的相互作用．两物体间的万有引力大小与两物体的质量乘积成正比，与距离的二次方成反比．
6.【答案】
【解析】
【分析】本题考查平抛运动的基本规律，知道水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动即可解题。
【解答】
A、平抛运动竖直方向为自由落体运动，则小球经过，故A正确；
B、小球竖直方向速度为，所以小球落地瞬间的速度大小为，故B错误；
C、水平方向位移为，则小球从抛出到落地的位移大小为，故C错误；
D、小球在整个运动过程中的水平分位移大小与竖直分位移大小的比值为，故D错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律和几何关系进行求解。
小球在光滑碗内靠重力和支持力的合力提供向心力，根据向心力和重力的关系求出小球与半球形碗球心连线与竖直方向的夹角，根据几何关系求出平面离碗底的距离。
【解答】
根据受力分析和向心力公式可得： ，
小球做匀速圆周运动的轨道半径为： ；
解得：，故D正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
根据第一宇宙速度含义，万有引力提供卫星的向心力和开普勒第三定律分析即可解答。
【解答】
A、第一宇宙速度是卫星运动的最大环绕速度，“实践六号”组卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度，选项A错误
B、由可得，则“实践六号”组卫星与地球同步卫星的加速度大小之比，选项B正确
C、“实践六号”组卫星与地球同步卫星的线速度大小之比，选项C正确
D、设“实践六号”组卫星与地球同步卫星的周期分别为、，根据开普勒第三定律有，选项D错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查竖直平面内的圆周运动，明确向心力来源是解决
问题的关键。小球与细杆的一端相连，对小球受力分析，明确向心力来源，结合牛顿第二定律分析即可正确求解。
【解答】
解：、小球经过最低点时，受重力和杆的弹力，如图。
由于合力提供向心力，即合力向上，故细杆对球有竖直向上的拉力，则小球对细杆有竖直向下的拉力。
由牛顿第二定律得，得，故A正确，B错误。
、在处，假设细杆对球的作用力竖直向下，如图。由牛顿第二定律得
，得，
即方向竖直向上，则小球对细杆的作用力方向竖直向下，故C错误，D正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】
【分析】
两球做平抛运动，下落相同的高度时竖直分速度大小相等。球落在斜面上，竖直位移和水平位移之比等于，由此求得运动时间，再由分速度公式求水平分速度与竖直分速度的关系；球垂直击中右侧斜面，速度与水平方向的夹角等于，由此得到水平分速度与竖直分速度的关系，从而可求得两球初速度的关系，由求水平位移之比。根据速度的合成求、击中斜面时的速率之比，根据推论可以知道若减小初速度，球落到斜面时速度方向不变。
解决本题的关键是要掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
【解答】
D.两球做平抛运动，下落相同的高度时运动时间相同，由知落在斜面上时两球竖直分速度大小相等；对于球有，设球落在斜面上时速度与水平方向的夹角为，则有，可得 ，即与初速度无关，所以若减小初速度，球落到斜面上时速度方向不变，故选项D错误；
对于球有，结合可得，、两球的初速度之比为，由可得、运动的水平位移之比为，故选项A正确，B错误；
C.球击中斜面时的速率为，球击中斜面时的速率为，所以，故选项C正确．
11.【答案】；
；
【解析】在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，需要保持质量、角速度和半径中的两个量不变，研究向心力与其它一个量的关系，因此采用的为控制变量法。故选C。
若两个钢球质量和运动半径相等，根据控制变量法可知，研究的是向心力的大小与角速度 的关系。故选D。
根据，因钢球和钢球所受向心力的比值为，则两轮的角速度之比为，根据，因变速塔轮为皮带传动，则边缘线速度相等，则半径之比为。
12.【答案】；；；
【解析】
【分析】
在实验中让小球能做平抛运动，并能描绘出运动轨迹，该实验能否成功的关键是每次小球抛出的初速度要相同而且水平，因此要求从同一位置多次无初速度释放。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出水平分速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出点的速度大小。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。
【解答】
使用密度大、体积小的钢球可以减小做平抛运动时的空气阻力影响，故A正确；
B.该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于钢球与斜槽间的摩擦没有影响，故B错误；
C.为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，故C正确；
D.实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度，所以斜槽轨道必须要水平，故D正确。
故选：。
小球运动时水平方向上做匀速直线运动。在竖直方向上，根据得闪光周期为：，频率；小球运动时水平分速度为：；点竖直分速度为：。根据平行四边形定则得，点的速度为：
。
13.【答案】解：火星对天问一号的引力
设火星表面有一质量为物体，则
解得 ；
火星对天问一号的万有引力提供向心力，有：
由联立解得 。
【解析】本题主要考查万有引力和重力的关系、卫星的运行规律。
根据万有引力定律及万有引力和重力的关系，即可求出天问一号在环火轨道受到的火星引力大小；
根据火星对天问一号的万有引力提供向心力即可求出天问一号在环火轨道的角速度大小。
14.【答案】解：根据牛顿第二定律得，
对研究，
根据牛顿第三定律可知，对地面的压力为；
物体处于将要离开、而尚未离开地面时，
根据牛顿第二定律得，
解得
【解析】对球，拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求出绳子的拉力大小；对分析，根据共点力平衡求出地面的支持力；根据牛顿第三定律得到压力；
当物体将要离开地面时，根据平衡求出求出绳子的拉力，结合牛顿第二定律求出的角速度大小。
本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用，知道做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律和共点力平衡进行求解。
15.【答案】解：当小球在点时由牛顿第二定律可得：，
所以，
解得：；
当小球在点时由向心加速度的公式可得，
所以
解得
小球从点飞出后，做平抛运动，运动的时间是：
由
所以，
小球落地点到点的距离：
答：小球在半圆形轨道最高点时的加速度大小为；
小球的落地点离点的水平距离为．
【解析】小球在点受重力和向下的支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解加速度即可；
从轨道口处水平飞出后，小球做平抛运动，由平抛运动的规律可以求得到的距离．
本题是牛顿第二定律、向心力公式、平抛运动规律的综合运用问题，关键理清小球的运动情况，然后分阶段列式求解．
物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是( )
A. 伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
B. 亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快
C. 笛卡尔发现了万有引力定律；卡文迪许比较准确地测出了引力常量
D. 牛顿首创了将实验和逻辑推理和谐结合起来的物理学研究方法
2. 大量的实验事实已经验证了爱因斯坦相对论的正确性，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性，关于牛顿力学，下列说法正确的是( )
A. 由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
B. 牛顿力学适用于微观、高速、强引力场中物体的运动
C. 牛顿提出了万有引力定律，并测量了引力常量
D. 牛顿把天体的运动与地面上物体的运动统一起来，成功的解释了天体运动的规律
3. 某船积极参加抗洪，已知该船在静水中的最大速度为。现让该船渡过某条河，假设河的两岸是平行线，河水流速恒定，河宽。船以最短时间渡河，航线与岸的夹角为，则( )
A. 渡河时间为
B. 河水流速为
C. 实际渡河位移为
D. 无论如何调整船头方向，船都无法到达正对岸
4. 如图所示，用细线将小球悬挂于点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以大小为的速度匀速移动，运动中悬线始终保持竖直，则该过程中小球运动的速度( )
A. 方向时刻在变，大小恒为
B. 方向与竖直向上成角，大小恒为
C. 方向与竖直向上成角，大小恒为
D. 方向与竖直向上成角，大小恒为
5. 设地球的质量为，地球的半径为，物体的质量为关于物体与地球间的万有引力的说法，正确的是( )
A. 地球对物体的引力大于物体对地球的引力
B. 物体距地面的高度为时，物体与地球间的万有引力为
C. 物体放在地心处，因，所受引力无穷大
D. 物体离地面的高度为时，则引力为
6. 如图所示，从水平地面上方某点，将一小球以的初速度沿水平方向抛出。不计空气阻力，取重力加速度大小，小球抛出点离地面的高度为。下列说法正确的是
A. 小球经过落地
B. 小球落地瞬间的速度大小为
C. 小球从抛出到落地的位移大小为
D. 小球在整个运动过程中的水平分位移大小与竖直分位移大小的比值为
7. 如图所示，在半径为的半球形碗的光滑内表面上，一质量为的小球在距碗口高度为的水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为，则小球做匀速圆周运动的角速度为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8. 年月日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”乙遥四十七运载火箭，成功将“实践六号”组卫星发射升空。该卫星顺利进入预定的绕地圆形轨道，其轨道半径是地球同步卫星的。关于“实践六号”组卫星，下列说法正确的是( )
A. 线速度大小为
B. 加速度大小是地球同步卫星加速度大小的倍
C. 线速度大小是地球同步卫星线速度大小的倍
D. 周期是地球同步卫星周期的规范 不规范
9. 如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过点的水平轴自由转动，细杆长，小球质量为现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点处的速度为，通过轨道最高点处的速度为，取，则小球通过最低点和最高点时对细杆作用力的情况是( )
A. 处为拉力，方向竖直向下，大小为
B. 处为拉力，方向竖直向上，大小为
C. 处为拉力，方向竖直向下，大小为
D. 处为压力，方向竖直向下，大小为
10. 如图所示，倾角为和的两斜面下端紧靠在一起，固定在水平面上，将两个小球和，从左侧斜面上的点以不同的初速度水平向右抛出，下落相同高度，落到左侧的斜面上，恰好垂直击中右侧斜面，忽略空气阻力，则下列说法正确的是 ( )
A. 、运动的初速度之比为
B. 、运动的水平位移之比为
C. 、击中斜面时的速率之比为
D. 若减小初速度，球落到斜面上时速度方向改变
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11. 向心力演示器是用来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系实验装置，如图所示。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔和变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，我们要用到物理学中的________；
A. 理想实验法 等效替代法 控制变量法 演绎推理法
图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小与_______的关系；
A. 钢球质量 运动半径 向心加速度 角速度
图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球和钢球所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为_________。
12. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．
实验时，下面哪些做法可以减小实验误差__________。
A.使用密度大、体积小的钢球 尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
C.每次实验时，让小球都从同一高度由静止开始滚下 使斜槽末端的切线保持水平
图乙为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为的小方格，重力加速度取，由图可知，照相机的闪光频率为______；小球抛出时的初速度大小为_________，小球在点的速率是__________．
四、计算题（本大题共3小题，共44分）
13. （14分） 年月日，执行中国首次火星探测任务的“天问一号”探测器实施制动，进入环火轨道已知天问一号的质量为，环火轨道半径为，火星的半径为，火星表面的重力加速度为，引力常量为，设探测器沿环火轨道做匀速圆周运动求：
天问一号在环火轨道受到的火星引力大小；
天问一号在环火轨道的角速度大小．
14. （14分）如图所示，在光滑的水平面上有一光滑小孔，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为的小球，另一端连接质量为的物体，取．
当球沿半径的圆做匀速圆周运动，其角速度时，对地面的压力为多少？
要使物体对地面恰好无压力，小球的角速度应为多少？
15. （16分） 如图所示，一半径为的光滑半圆形轨道固定在水平地面上，一个质量为的小球以某一速度从半圆形轨道的最低点冲上轨道，当小球将要从轨道最高点飞出时，小球对轨道的压力为为重力加速度，求
小球在半圆形轨道最高点时的加速度大小；
小球的落地点离点的水平距离．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题抓住伽利略、牛顿、卡文迪许和库仑等等科学家对物理学发展的成就进行解答即可．
本题考查物理学史，这也是高考考查的内容之一，对著名科学家的贡绩要记牢，不能张冠李戴．
【解答】
A、伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故A正确；
B、认为两个从同一高度自由下落的物体，重物体与轻物体下落一样快，这是伽利略的观点，故B错误；
C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许比较准确地测出了引力常量，故C错误；
D、伽利略首创了将实验和逻辑推理和谐结合起来的物理学研究方法．故D错误。
故选：
2.【答案】
【解析】
【分析】
经典力学的适用范围是宏观、低速情形，高速情形要用相对论，微观粒子运动要用量子力学．明确经典力学具有一定的局限性，但并不是完全没有了使用价值；
牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许并测量了引力常量。
此题考查经典力学的适用范围和物理学史，要注意明确经典力学和相对论、量子力学它们各自主要研究的对象．明确经典力学的局限性。
【解答】
经典力学完全适用于宏观低速运动的物体，宏观物体是相对于微观粒子而言的；在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学仍然是正确的，故不会过时也不会失去价值，故AB错误；
C.牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什测量了引力常量，故C错误；
D.牛顿把天体的运动与地面上物体的运动统一起来，成功的解释了天体运动的规律，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度。
船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短，由矢量合成的平行四边形定则得河水的速度，小船实际以合速度做匀速直线运动，由平行四边形定则求得实际渡河位移的大小；根据静水中的速度与河水流速大小关系判断船能否到达正对岸。
【解答】
A、当船头垂直对岸行到对岸时，所需要的时间最短，最短时间为：，故A错误；
B、船以最短时间渡河，航线与岸的夹角为，即合速度与岸的夹角为，由几何关系知，河水流速为：，故B正确；
C、船实际渡河位移为：，故C错误；
D、由于，调整船头斜向上游，船能到达正对岸，故D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
小球参加了两个分运动，水平向右匀速移动，同时，竖直向上匀速运动，实际运动是这两个运动的合运动，根据平行四边形定则可以判断合速度情况。
本题关键是先确定水平方向和竖直方向的分运动，然后根据合运动与分运动的等效性，由平行四边形定则确定合速度。
【解答】
小球参与了水平向右和竖直向上的分运动，如图所示，两个方向的分运动都是匀速直线运动；
和恒定，且相等，则恒定，则小球运动的速度大小和方向都不变，即为；
结合矢量的合成法则，则位移与水平成，向右上，故ABD错误，C正确；
故选：。
5.【答案】
【解析】解：、地球对物体的引力与物体对地球的引力是作用力和反作用力，大小相等．故A错误．
B、物体距地面的高度为时，物体与地球间的万有引力为，故B错误；
C、物体放在地心，由于对称性，放在地心的物体所受引力为，故C错误；
D、物体离地面的高度为时，引力，故D正确；
故选：
解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件．
万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的．万有引力定律适用于质点间的相互作用．两物体间的万有引力大小与两物体的质量乘积成正比，与距离的二次方成反比．
6.【答案】
【解析】
【分析】本题考查平抛运动的基本规律，知道水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动即可解题。
【解答】
A、平抛运动竖直方向为自由落体运动，则小球经过，故A正确；
B、小球竖直方向速度为，所以小球落地瞬间的速度大小为，故B错误；
C、水平方向位移为，则小球从抛出到落地的位移大小为，故C错误；
D、小球在整个运动过程中的水平分位移大小与竖直分位移大小的比值为，故D错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律和几何关系进行求解。
小球在光滑碗内靠重力和支持力的合力提供向心力，根据向心力和重力的关系求出小球与半球形碗球心连线与竖直方向的夹角，根据几何关系求出平面离碗底的距离。
【解答】
根据受力分析和向心力公式可得： ，
小球做匀速圆周运动的轨道半径为： ；
解得：，故D正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
根据第一宇宙速度含义，万有引力提供卫星的向心力和开普勒第三定律分析即可解答。
【解答】
A、第一宇宙速度是卫星运动的最大环绕速度，“实践六号”组卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度，选项A错误
B、由可得，则“实践六号”组卫星与地球同步卫星的加速度大小之比，选项B正确
C、“实践六号”组卫星与地球同步卫星的线速度大小之比，选项C正确
D、设“实践六号”组卫星与地球同步卫星的周期分别为、，根据开普勒第三定律有，选项D错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查竖直平面内的圆周运动，明确向心力来源是解决
问题的关键。小球与细杆的一端相连，对小球受力分析，明确向心力来源，结合牛顿第二定律分析即可正确求解。
【解答】
解：、小球经过最低点时，受重力和杆的弹力，如图。
由于合力提供向心力，即合力向上，故细杆对球有竖直向上的拉力，则小球对细杆有竖直向下的拉力。
由牛顿第二定律得，得，故A正确，B错误。
、在处，假设细杆对球的作用力竖直向下，如图。由牛顿第二定律得
，得，
即方向竖直向上，则小球对细杆的作用力方向竖直向下，故C错误，D正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】
【分析】
两球做平抛运动，下落相同的高度时竖直分速度大小相等。球落在斜面上，竖直位移和水平位移之比等于，由此求得运动时间，再由分速度公式求水平分速度与竖直分速度的关系；球垂直击中右侧斜面，速度与水平方向的夹角等于，由此得到水平分速度与竖直分速度的关系，从而可求得两球初速度的关系，由求水平位移之比。根据速度的合成求、击中斜面时的速率之比，根据推论可以知道若减小初速度，球落到斜面时速度方向不变。
解决本题的关键是要掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
【解答】
D.两球做平抛运动，下落相同的高度时运动时间相同，由知落在斜面上时两球竖直分速度大小相等；对于球有，设球落在斜面上时速度与水平方向的夹角为，则有，可得 ，即与初速度无关，所以若减小初速度，球落到斜面上时速度方向不变，故选项D错误；
对于球有，结合可得，、两球的初速度之比为，由可得、运动的水平位移之比为，故选项A正确，B错误；
C.球击中斜面时的速率为，球击中斜面时的速率为，所以，故选项C正确．
11.【答案】；
；
【解析】在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，需要保持质量、角速度和半径中的两个量不变，研究向心力与其它一个量的关系，因此采用的为控制变量法。故选C。
若两个钢球质量和运动半径相等，根据控制变量法可知，研究的是向心力的大小与角速度 的关系。故选D。
根据，因钢球和钢球所受向心力的比值为，则两轮的角速度之比为，根据，因变速塔轮为皮带传动，则边缘线速度相等，则半径之比为。
12.【答案】；；；
【解析】
【分析】
在实验中让小球能做平抛运动，并能描绘出运动轨迹，该实验能否成功的关键是每次小球抛出的初速度要相同而且水平，因此要求从同一位置多次无初速度释放。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出水平分速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出点的速度大小。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。
【解答】
使用密度大、体积小的钢球可以减小做平抛运动时的空气阻力影响，故A正确；
B.该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于钢球与斜槽间的摩擦没有影响，故B错误；
C.为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，故C正确；
D.实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度，所以斜槽轨道必须要水平，故D正确。
故选：。
小球运动时水平方向上做匀速直线运动。在竖直方向上，根据得闪光周期为：，频率；小球运动时水平分速度为：；点竖直分速度为：。根据平行四边形定则得，点的速度为：
。
13.【答案】解：火星对天问一号的引力
设火星表面有一质量为物体，则
解得 ；
火星对天问一号的万有引力提供向心力，有：
由联立解得 。
【解析】本题主要考查万有引力和重力的关系、卫星的运行规律。
根据万有引力定律及万有引力和重力的关系，即可求出天问一号在环火轨道受到的火星引力大小；
根据火星对天问一号的万有引力提供向心力即可求出天问一号在环火轨道的角速度大小。
14.【答案】解：根据牛顿第二定律得，
对研究，
根据牛顿第三定律可知，对地面的压力为；
物体处于将要离开、而尚未离开地面时，
根据牛顿第二定律得，
解得
【解析】对球，拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求出绳子的拉力大小；对分析，根据共点力平衡求出地面的支持力；根据牛顿第三定律得到压力；
当物体将要离开地面时，根据平衡求出求出绳子的拉力，结合牛顿第二定律求出的角速度大小。
本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用，知道做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律和共点力平衡进行求解。
15.【答案】解：当小球在点时由牛顿第二定律可得：，
所以，
解得：；
当小球在点时由向心加速度的公式可得，
所以
解得
小球从点飞出后，做平抛运动，运动的时间是：
由
所以，
小球落地点到点的距离：
答：小球在半圆形轨道最高点时的加速度大小为；
小球的落地点离点的水平距离为．
【解析】小球在点受重力和向下的支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解加速度即可；
从轨道口处水平飞出后，小球做平抛运动，由平抛运动的规律可以求得到的距离．
本题是牛顿第二定律、向心力公式、平抛运动规律的综合运用问题，关键理清小球的运动情况，然后分阶段列式求解．
同课章节目录