天津市耀华中学2003～2004学年度第二学期形成性检测

高一年级物理试卷

　一.选择题(本大题共11个小题，每小题4分，共44分，在每小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的)

　　1．2003年l0月15日，我国成功地发射了“神舟五号”载人航天飞船，这是我过航天史上的又一个重要里程碑。“神舟五号”在进入预定轨道飞行后，以周期为T=90min绕地球做匀速圆周运动。则下列叙述中正确的是　(　　)　　

　　A．与月球相比，“神舟五号”环绕地球运行的线速度较小

　　B．与月球相比，“神舟五号”环绕地球运行的角速度较小

　　C．与地球同步卫星相比，“神舟五号”环绕地球运行的周期较长

　　D．与环绕速度等于第一宇宙速度的地球卫星(地面卫星)相比，“神舟五号”环绕地球运行的周期较长

　　2．某同学身高1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆，据此可以估算出他离地时获得的竖直向上的速度大约为(取g=l0m/s²)(　　)

A．2 m／s　　B．4 m／s

C．6 m／s　　D．8 m／s

　　3．如图所示，小球从半径为2r的光滑圆弧

形轨道的A点(A点与其圆心O在同一水平线上)

由静止齐始下滑，滑至最低点D(切线呈水平状

态)时进入半径为，．(且相接完好)的光滑半圆形

轨道，则：(　　)

　①小球不能到达O处

　②．小球能到达O处，并且从。处开始做自由落体运动

　③．小球由A点滑至D点后瞬间所受轨道支持力大于滑至D点前瞬间所受支持力

　 ④．小球由A点滑至D点后瞬间的向心加速度小于滑至D点前瞬间的向心加速度

　A．只有①和③正确

　B．只有②和③正确

　C．只有①、③和④正确

　D．只有②、③、④正确

　4．我国西昌卫星发射基地在发射地球同步通讯卫星时，运载火箭升空后应朝哪个方向飞行，可以比较省燃料(　　)

　　A．西南方向　　B．西北方向

　　C．东南方向　　D．东北方向

　　5．某人用手将质量为m的物体由静止开始，以加速度a竖直向上匀加速提升h，则下列说法中错误的是(　　)

　　A．人手对物体做功为m(g+a)h

　　B．合外力对物体做功为mah

　　C．物体和地球组成的系统的机械能增加了m(g+a)h

　　D．在此过程中，人手对物体做功的平均功率为

　　6．一个轻质弹簧竖直放于水平地面上，其正上方一小球无初速自由下落并落到弹簧上，在小球从开始下落至速度减为零的过程中，小球运动动能最大的位置是(不计空气阻力)(　　)

　　A．小球与弹簧刚接触的位置’

　　B．小球重力势能最小的位置

　　C．弹簧弹力恰好等于小球重力的位置

　　D．以上均不对

　　7．如果地面(赤道)上的观察者看到两个人造地球卫星以相同速率从正上方天空掠过，其中，甲向东、乙向两且其轨迹均可看成圆形。那么这两颗卫星对地的高度关系是(　)

　　A．甲高于乙　　　B．甲低于乙

C．甲、乙同高　　D．无法判断

8. 如图所示,半径为R的半圆弧形光滑轨道开口向上固定在水平面上,其中,O为圆心,A、B在同一水平线上,OC为竖直半径.质量分别为m、2m

的光滑小球(尺寸不计)被固定于长度恰为R的轻质两端,

现将杆球装置放于轨道中,且将其向右推至m球刚好在C

处.若无初速释放后杆球仅限于竖直轨道平面内运动,且不

计其它阻力,则下列说法正确的是(　　)

　　A．当2m小球运动剑C点时，杆球与地球组成系统的重力势能最小

　　B．当2m小球运动剑C点时．其运动速度刚好为零

　　C．m球住C点左侧能上升的最大高度将高于2m球在图中的初始高度

　　D．从释放杆球到m球第一次达最大高度过群，2m球的机械能将增大

　　9．将一物体从地面竖直上抛，物体上抛运动过群中所受的空气阻力人小与其速率成正比。设物体在地面时的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地的过程中，物体的机械能E与物体距地面的高度h的关系，下图中描述正确的是(H是物体竖直上抛的最大高度)(　　)

　　10.水平方向的传送带以恒定速度v运动，质鼙为m的物块被轻轻放到传送带的A端，已知物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，物体被传送到另一到B的过程中相对于地面的位移为s，则此过程中摩擦力对物块做功的值的可能性下列说法中不正确的是(　　)

 A. 小于μmgs

B．小于mv²/2

C．即小于 μmgs，又小于mv²/2

D．等于μmgs

　　l1．一辆汽车从静止开始做加速直线运动，运动过稃中汽车牵引力的功率保持恒定，所受的阻力不变，行驶2 min速度达剑10 m/s。那么该汽车在这段时间内行驶的距离(　　)

　A．一定小于600 m　　B．一定大于600 m

　C．一定等于600 m　　D．可能等于1200 m

　 二．填空题(本大题共6个小题，每小题4分，共24分)

　　12．一粒弹丸以某一初速度v₀做平抛运动，测得抛出后2s末弹丸的瞬时速度方向与初速度方向夹30角，则在抛出后　　　　 s末，弹丸的瞬时

速度与竖直方向夹30º角。

　　13．一人从l0 m深的井中，用一根质量为1kg的粗细均匀的井绳将质量为20 kg的一桶水提上来，则此人至少要做 　　　　 J的功。(取g=l0m/s²)

14．一只质量为3.2 kg的小猫不慎从六楼阳台(离地18.2 m高)失足落下，若猫类在空中运动所受空气阻力与其速度之间的关系为F_阻=0.5v²N，则小猫落地前的收尾速度(已知小猫落地前已经达到了稳定速度)为　　　　m/s;整个过程中空气阻力对运动着的小猫做功

　　　　　　　　　　　　　　 J(设当地g=10 m/s²)。

　　15.一根轻绳长0.4m，它最多只能承受80N的拉力，在此绳的一端系着一质龄为1kg的小球。另一端固定于空中某点，然后在最低点给小球一瞬时速度，使之在竖直平面内做圆周运动，则小球在最高点处的速度人小的取值范是：　　　　　　 。(g取g=l0m/s²)

16．如图所示，一把质量为2 kg的匀质米尺放在动摩擦因数为0.2的水平桌面上.起初米尺的右端与桌边相齐.现用水平力F将其推下桌子，

则水平推力至少做功　　　　　　 J.(取g=l0m/s²)　

17．如图所示，质量为m的小球，用长为L的细线悬

于天花板上的O点。现用大小恒定的力F(F小于mg)作

用于小球上，待其平衡后，细线与竖直方向所夹的角度恰好

为最大。由此可知，这个最大角度是　　　　;整个过程中，

小球的机械能增加量为　　　　　　　　　　　　　　 .

　三．推理与计算题(本大题共3小题，共32分)

　18．(10分)某网站报道：最近南亚某国发射了一颗人造月球卫星，卫星的质量为1000 kg，环绕周期为1 h，……

　　一位同学对该新闻的真实性感到怀疑。他认为：一是该国的航天技术比起我国尚有差距，近期没有发射环月卫星的能力；二是该网站公布的数据似乎也有科学问题。他准备对该数据进行验证。

　　他记不清引力恒量的数值且手边没有可查找的相关资料，但他记得月球半径约为地球半径(地球半径为6400 km)的l/4，月球表面重力加速度约为地球表面(地球表面重力加速度约为10 m／s²)的l／6。他依据上述这些数据，经过推导分析，进一步认定了该新闻的不真实性。

　　请你也依据上述数据，运用所学物理学知识，写出推导判断过程。

19(10分)．电动机通过一绳吊起一质量为8kg的物体，绳子的拉力不能120N,电动机的功率不超过1200W,若将此物体由静止起用最快的方式吊高90m,所需时间为多少?(已知此物体被吊高90m之前已开始以最大速度匀速上升，g取l0m／s²)

20．如图所示，半径为R的1／4竖直光滑圆弧形轨道OP(过P点的切线呈水平状态)接在半径也为R的竖直放置的内壁光滑的圆柱面形桶的内边缘贴近桶口处，过P点沿桶上边缘转过90º的正下方某高度处的桶壁上有一个小圆孔Q。

现将质量为m的小球(球径略小于小圆孔Q的直径)从轨

道顶端O无初速释放，结果小球恰好从小孔Q漏出，不

计气阻。

　　(1)小球滑至P时的瞬时速度为多少?

　　(2)小球由P运动到Q所用的时间为多少?

　  (3)小孔Q到桶的上边缘之距h=?

四．附加题(本大题共两个小题，每小题10分，共20分)

　　1．如图所示，AB是一个半径为R的圆弧(B点切线水平且距地面高也为R)，在AB的圆弧轨道。上放一个半径也为R的带钩的

小圆弧片CD，再在CD的D端放一个质量

为m的小物块(可视为质点)，已知小物块与

CD弧片间动摩擦因数为。现沿圆弧

AB缓缓向上拉动CD弧片，直到小物块开始

滑离CD弧片为止(计算时，可以认为最大静

摩擦力大小等于滑动摩擦力大小)。则：

　　(1)此过程中，CD弧片对小物块的静摩擦力对其所做的功为多少?

　　(2)若小物块滑离CD厉沿AB轨道下滑又从B端滑出，并做平抛运动，而后落到离E点水平距离也为R的水平地面上，则AB弧对小物块的滑动摩擦力对其所做的功为多少?

2.如图所示，水平地面上固定一个半径为R、表面光滑的半球体，现从水平地面上的某处B点向球面抛射一个质量为m的质点，为使该质点能停在半球

面的顶部A点，求初速度v₀及抛射角θ的大小。(设质点落

到球面上时没有机械能损失)

高一年级物理参考答案及评分标准

一.选择题: (每小题4分,共44分)

1.D　 2.B　3.A  4.C　5.D　6.C  7.B　8.C　9.D  10.C　11.B

二.填空题: (每小题4分,共24分)

12. 6　　13. 2050　　14. 8;480　15. 2m/s≤v≤　　 16. 2　

17.

三.推理与计算题: (32分)

 18. (10分) 新闻数据: M_卫=1000kg,T_卫=1h=3.6S.

　　　　  科学数据: R_月R_地/4=1.6;g_月=g_地0/6=5/3m/s.

　　　　 推导判断: 设月球表面卫星的周期的T_卫0,由万有引力定律及向心力公式,得:

　　 F_引=GM_月M_卫/R_月²=M_卫 g_月(不计月球自转效应)　　　------(2分)

　　 F_引=F_向=M_卫4p2R_月/T_卫0²　　　　　　　　　　　　  ------(2分)

　　 解得: T_卫0=　　　　　　　　　  ------(2分)

分析:根据卫星周期公式T_卫=可知,“月面”卫星的周期T_卫0为月球卫星的最小周期T_卫min  . ------(2分)

　 判断: 因数月球卫星最小周期T_卫min(值为)比新闻中所说的月球卫星周期T_卫 (值为星周期) 大近两倍,这违背科学实际,所以上述新闻是不真实的. ----(2分)

19. (10分) 本题 (可分为两个过程:第一过程是以最大拉力F_m拉物体使之匀加速上升,直到电动机保持额定功率不变,拉力F逐渐变小,当拉力与重力相等后匀速上升直至达到90m高处,这样才能保证所用时间最短. --------(2分)

物体以最大加速度上升时,　　  　　 -----(1分)

电动机功率达最大时,物体的速度　　　　 ----(1分)

匀加速上升所需时间　　　　 ------(1分)

匀加速上升的高度由此可知,物体还有80m的高度,需由电动机以恒定的功率1200W起吊.

物体匀速上升的最大速度为这一过程应用动能定理,有

　 　　　　　　　　　　------(2分)

　解得t₂=5.75s　　　　　　　　　　　　　　　　　　  --------(2分)

　故起吊90m所用时间t=t₁+t₂=7.75s　　　　　　　　　  -----(1分)

　 20. (12分)　(1) 小球沿OP轨道下滑过程:

　　　 由动能定理 　 (2分)

　　　　　　　 得 　　　　 (2分)

　　(2) 小球沿桶内壁水平方向上的圆周运动过程:

　　　　由T且T=　 (3分)

　 得 　　　　　 (n=0,1,2,--------)　(2分)

　 (3) 竖起方向上小球做自由落体运动过程:

　由　　 得h=(n=0,1,2,--------)  (3分)

　 四. 附加题

 1. (10分)

　(1) 拉着CD弧片沿圆弧轨道AB缓缓向上运动过程中,对小物块进行受力分析,共受到重力mg、支持力F_N和静摩擦力F₀三个力的作用,设物块与O点的连线与竖直方向的夹角为θ,那么,有

 F_N=mgcosθ　　　　　　　　　　　　　　　　 ---------(1分)

　 当θ从零开始逐渐增大的过程中,F_N逐渐减小,CD弧片能够给小物块的最大静摩擦力F₀=μFN=mgcosθ越来越小,而引起小物块沿CD弧片下滑趋势的重力的沿圆弧轨道的切线方向的分务mgsinθ却在逐渐增大,当F₀=mgsinθ时,物块即将离开弧片CD而下滑,设此时θ=θ₀,

　　　　则　　　　　 -------(1分)

　 故此过程中物块沿圆弧AB上升的高度为

　　　　 　　　　　　　--------(1分)

由功能关系得静摩擦力所做的功为

　　　　 ---------(2分)

(2) 设物块离开AB做平抛运动的初速度为v₀,由平抛运动规律得:

　 R=v₀t,　　　　R=　　　  --------(1分)

　∴　　　　　　　 -----(1分)

设物块沿AB弧下滑过程中,滑动摩擦力所做的功为W2,则根据动能定理得:

　

∴W₂=--mgR/4　　　　  -------(1分)

2. (10分)　(　　　 )

 如图所示,让质点自A点从静止滚下,沿圆周运动到

C时,离开球面,设此时速度为v_C,OC与OA夹角为a,

由于质点对球面恰恰无压力,则

①

②

　(①式1分, ②式2分)

由①②解得: 　　 　 (2分)

　由C抛到B的过程中,水平方向做匀速运动,竖直方向做加速度g的匀加速度直线运动,设落到B点的竖起速度为v₁.

　 　　　　解得　　　 (1分)

　由A→B的全过程

　 　　　　　　 解得　 (2分)

　 ∴　　　 (2分)