高一第一学期期末试卷
物 理
（清华附中高13级） 2014.01
第Ⅰ卷
请将第Ⅰ卷中所有题目的答案填涂在机读卡上，填写在试卷上无效。
一、单项选择题（每题只有一项正确答案，每题3分，共36分） 1．在国际单位制中，力学的三个基本单位是（ ）
A ．kg 、m 、m /s 2
B ．kg 、 m / s 、N
C ．kg 、m 、s
D ．kg 、 m / s 2、N
2．下列哪些说法是正确的（ ）
A ．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B ．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C ．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间处于超重状态
D ．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
3．下列关于曲线运动的说法中，正确的是（ ）
A ．对于匀速圆周运动的物体，它所受到的向心力是一个恒定不变的力
B ．平抛运动是变加速曲线运动
C ．曲线运动的加速度方向可能与速度在同一直线上
D ．两个直线运动合成后，其合运动可能是曲线运动
4．如图所示，A 、B 两物体叠放在一起，用手拖住B ，让它们静止靠在墙边，然后释放，它们同时沿竖直墙面下滑，已知m A >m B ，则物体B （ ） A ．只受一个重力
B ．受到重力、摩擦力各一个
C ．受到重力、弹力各一个
D ．受到重力、摩擦力各一个，弹力两个
5．人造卫星在轨道上绕地球做圆周运动，它所受的向心力F 跟轨道半径r 的关系是（ ）
A ．由公式r
mv F 2=可知F 和r 成反比
B ．由公式F =mω2r 可知F 和ω2成正比
C ．由公式F =mωv 可知F 和r 无关
D ．由公式2
r GMm F =可知F 和r 2
成反比
6．若离地面高度为h处的重力加速度值，是地球表面处重力加速度值的
1
3
，则高度h是地球半径的（）
A．3倍 B．
1
3
倍 C．3倍 D．（3－1）倍
7．地球表面重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为G，下式关于地球密度的估算
式正确的是（）（球的体积公式：V=
3
4
πR3）
A．
RG
g
π
ρ
4
3
= B．
G
R
g
2
4
3
π
ρ= C．
RG
g
=
ρ D．
2
GR
g
=
ρ
8．如图所示，车厢里悬挂着两个质量不同的小球，上面的球比下面的球质量大，当车厢向右作匀加速运动(空气阻力不计)时，下列各图中正确的是( )
9．物体做平抛运动的规律可以概括为两点：（1）在水平方向做匀速
直线运动；（2）在竖直方向做自由落体运动。
如图所示为一种研究物体做平抛运动规律的实验装置，其中A、
B为两个等大的小球，C为与弹性钢片E连接的小平台，D为固定支
架，两小球等高。用小锤击打弹性钢片E，可使A球沿水平方向飞
出，同时B球被松开，做自由落体运动，在不同的高度多次做上述
实验，发现两球总是同时落地。这个实验结果（）
A．只能说明上述规律中的第（1）条
B．只能说明上述规律中的第（2）条
C．能同时说明上述两条规律
D．不能说明上述两条规律中的任意一条
10．一物体的运动规律是x=3t2 m，y=4t2 m，则下列说法中正确的是（）①物体在x 和y方向上都是做初速度为零的匀加速运动
②物体的合运动是初速为零、加速度为5 m/s2的匀加速直线运动
③物体的合运动是初速度为零、加速度为10 m/s2的匀加速直线运动
④物体的合运动可能是做加速度为5 m/s2的曲线运动
A．①② B．①③ C．① D．①④
11．如图所示．在光滑水平面上有物体A、B, 质量分别为
1
m、
2
m。在拉力F作用下，A和B以加速度a做匀加速直线运动。
某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为
1
a、
2
a。则（）
A．0
2
1
=
=a
a B．a
a=
1
；0
2
=
a
C．a
m
m
m
a
2
1
1
1+
=；a
m
m
m
a
2
1
2
2+
= D．a
a=
1
；a
m
m
a
2
1
2
-
=
B A
D C
E
A B
F
12．质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点之前的过程中，如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，如图所示，那么（）
A．因为速率不变，所以石块的加速度为零
B．石块下滑过程中受的合外力越来越大
C．石块下滑过程中的摩擦力大小不变
D．石块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心
二、多项选择题。（每题至少有两项正确选项，每题3分，少选得2分，共18分）
13．水滴自高处由静止开始下落，至落地前的过程中遇到水平方向吹来的风，则（）A．风速越大，水滴下落的时间越长
B．风速越大，水滴落地时的瞬时速度越大
C．水滴着地时的瞬时速度与风速无关
D．水滴下落的时间与风速无关
14．物体在几个外力的作用下做匀速直线运动，如果撤掉其中的一个力而其余力保持不变，它可能做（）
A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动
C．匀减速直线运动 D．曲线运动
15．在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动，在
其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物块与弹
簧接触并将弹簧压至最短的过程中，下列说确的是（）
A．物块接触弹簧后即做减速运动
B．物块接触弹簧后先加速后减速
C．当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度不等于零
D．当物块的速度为零时，它所受的合力不为零
16．人造地球卫星在运行中，由于受到稀薄大气的阻力作用，其运动轨道半径会逐渐减小，但仍然可看成是圆周运动，在此进程中，以下说法中正确的是（）
A．卫星的速率将增大 B．卫星的周期将增大
C．卫星的向心加速度将增大 D．卫星的向心力将减小
17．铁路在弯道处的外轨道高度是不同的，已知外轨道平面对水平面倾角为θ，如图所示，
弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于gRtanθ，则（）
A．轨对侧车轮轮缘有挤压
B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C．这时铁轨对火车的支持力等于mg/cosθ
D．这时铁轨对火车的支持力小于mg/cosθ
18．如图，斜面粗糙，物体A、B相对静止，共同沿斜面匀速下滑，正确的是（）A．A与B之间没有摩擦力
B．B受到斜面的滑动摩擦力为m B g sin θ
C．斜面受到B的滑动摩擦力，方向沿斜面向下D．B与斜面的滑动摩擦因素μ=tan θ
B
A
v
θ
第Ⅱ卷
请将第Ⅱ卷题目的容的答案填写在答题纸上
三、填空题（每空2分，共16分）
19．某同学在“研究平抛物体的运动” 的实验中，在已经判定平抛运动在竖直方向为自由落体运动后，再来用下图甲所示实验装置研究水平方向的运动。他先调整斜槽轨道槽口末端水平，然后在方格纸（甲图中未画出方格）上建立好直角坐标系xOy ，将方格纸上的坐标原点O 与轨道槽口末端重合，Oy 轴与重垂线重合，Ox 轴水平。实验中使小球每次都从斜槽同一高度由静止滚下，经过一段水平轨道后抛出。依次均匀下移水平挡板的位置，分别得到小球在挡板上的落点，并在方格纸上标出相应的点迹，再用平滑曲线将方格纸上的点迹连成小球的运动轨迹如图7乙所示。已知方格边长为L ，重力加速度为g 。
（1）请你写出判断小球水平方向是匀速运动的方法（请在轨迹图上作图配合说明）： 。 （2）小球平抛的初速度v 0＝ ；
（3）小球竖直下落距离y 与水平运动距离x 的关系式为：
y ＝ 。
（4）为了能较准确的描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的是（ ） A ．通过调节使斜槽末端的切线保持水平 B ．实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
C ．每次必须由静止释放小球而释放小球的位置可以不同
D ．将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
20．在一段半径为R =15m 的圆孤形水平弯道上，已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ=1/6倍，则汽车拐弯时的最大速度是 __________m/s 。(g 取10m/s 2)
重锤 甲 乙
21．如图所示，A 、B 两轮半径之比为R A ：R B =2:3，他们通过皮带传动，则在转动过程中他们的角速度之比为ωA ：ωB =_______，向心加速度之比为a A ：a B =_______。
22．太射到地面上历时 500 s ，试估算太阳的质量大
约为 kg （万有引力恒量G ＝6.7×10-11N·m 2 /
( kg )2 ，地球的公转周期为365天，光的速度为3×108m/s ，结果保留一位有效数字）。
四、计算题（共30分） 23．（9分）有一个小铁球在h =3.2m 高台边缘处被水平抛出，初速度v 0=6m/s ，不计空气阻力。
（g 取10m/s 2
）求：
1）从抛出到落地，小铁球运动的时间是多少？ 2）小铁球水平飞出多远？
3）小铁球落地时的速度？（注意是合速度） 24．（6分）如图所示是一过山车轨道的一部分（此部分可视为圆弧），一个可视为质点的小球正通过轨道的最高点。已知小球质量为m =0.2kg ，圆弧轨道的圆心为O ，半径为R =0.4m ，g =10m/s 2。忽略其他
阻力。试求：
1）试证明小球在最高点时的最小速度为v min
2）若小球在最高点时速度为v =4 m/s ，求小球对轨道的压力大小及方
向； 25．（7分）已知火星的半径为地球半径的一半，火星的质量为地球质量的1/9,已知一物体在地球上的重量比在火星上的重量大50N ，求这个物体的质量是多少kg ？（g =10m/s 2）
A
26．（8分）如图所示，质量为1.2kg的金属块放在水平桌面上，在与水平方向成37°角斜向上、大小为 4.0N的拉力作用下，以10.0m/s的速度向右做匀速直线运动。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，g取10m/s2，求：
1）金属块与桌面间的动摩擦因数；
2）若从某时刻起将与水平方向成37°角斜向右上方的拉力F变成与水平方向成37°角斜向左下方的推力（如图）F1=8.0N，求在换成推力F1后的2s时间金属块的路程。
附加题（共50分）：（1-4题每空3分，5、6题各4分，7、8题各6分） 1．如图所示，壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A 和B 紧贴着壁分别在图中所示的水平面做匀速圆周运动，已
知A 、B 圆运动的半径之比为3: 2，则A 、B 两物体的线速度、角速度、向心加速度之比为：v A ：v B =________; ωA ：ωB =__________; a A ：a B =________。
2．在研究平抛物体运动的实验中，用一印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L =1.25厘米。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a 、b 、c 、d 所示，则小球平抛的初速度的计算式为v 0＝______(用L 、g 表示)，其值是________ (取g=9.8m/s 2).
3．在以角速度ω匀速转动的转台上放一质量为M 的物体，通过一
条光滑的细绳，由转台中央小孔穿下，连结着另一个质量为m 的物
体，如图所示。设M 与转台平面间动摩擦因数为μ （最大静摩擦力力小于mg ），则物体M 与转台仍保持相对静止时，物体离转台中心的最大距离为__________,最小距离为_________。 4．已知地球半径为R ，同步卫星离地心距离为NR , 同步卫星的运行速度为v 1, 加速度为a 1, 近地卫星（轨道半径为R ）的线速度为v 2，加速度为a 2 ，地球赤道上的物体随地球自转的速度为v 3，向心加速度为a 3，则有v 1:v 3 =____________， a 1: a 3=__________，a 2: a 3=__________。
5．地球同步卫星到地心的距离r 可由r 3
=2
22π4c
b a 求出.已知式中a 的单位是m ，b 的单位是s ，
c 的单位是m/s 2.则（ ）(不定项选择)
A ．a 是地球半径，b 是地球自转的周期，c 是地球表面处的重力加速度
B ．a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是此卫星的加速度
C ．a 是赤道周长，b 是地球自转的周期，c 是同步卫星的加速度
D ．a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是地球表面处的重力加速度
6． 图中a 、b 是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等。斜面倾角为θ，F 是沿水平方向作用于a 上的外力。已知a 、b 的接触面，a 、b 与斜面的接触面都是光滑的。正确的说法是（ ）(不定项选择)
A ．a 、b 将沿斜面向上运动
B ．a 对b 的作用力一定为Fcosθ/2
C ．a 、b 对斜面的正压力相等
D ．a 受到的合力沿水平方向的分力等于b 受到的合力沿水平方向的分力
A
B
7．在倾角为θ的光滑斜面上端系有一劲度为k 的弹簧，弹簧下端连一个质量为m 的小球，球被一垂直斜面的挡板A 挡住，此时弹簧没有形变，若A 以加速度α（α 8．如图甲所示，质量M = 1 kg 的薄木板静止在水平面上，质量m = 1 kg 的铁块静止在木板的右端，可视为质点。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g = 10 m/s 2。现给铁块施加一个水平向左的力F 。 （1）若力F 从零开始逐渐增加，且铁块始终在木板上没有掉下来。铁块受到的摩擦力f 随力F 大小变化的图象如图乙所示，求木板与水平面间的动摩擦因数μ1，铁块与 木板之间的动摩擦因数μ2 。 （2）在第（1）问的基础上，若力F 为恒力4 N ，作用1 s 后撤去F ，最终发现铁块恰好能运动到木板的左端，求木板的长度L ； 高一第一学期期末物理试卷答案 三、填空题 19、1）在图中描出四个点，坐标原点Ｏ、点A 、B 、C ，可以看出这四个点的水平间隔均为3L ，竖直距离依次为L 、3L 、5L ，根据竖直方向的ΔS =gt 2可知这四个点等时间间隔，而这四个点的水平距离相同，因此可以看出水平方向是匀速运动。 2）2 9x L 4) A 20、5 21、3:2；3:2 22、2×1030 图乙 右 图甲 四、计算题 23、1）根据h =gt 2/2，可求出时间t =0.8s 2）水平位移S =v 0t =4.8m 3）v x =6m/s ，v y =gt=8m/s ，所以合速度v =10m/s ，方向斜向下方，与水平夹角53度 24、1）证明略 2）压力大小为6N ，方向竖直向上 25、在地球上2= GMm mg R （M 及R 为地球质量及半径） 在火星上2= '''GM m mg R （'M 及'R 为火星质量及半径） 229 ==mg 4 '''mg M R R M 又因为mg -'mg =50 ，所以m =9kg 26、1）建立水平竖直坐标系，在竖直方向上有：N +Fsin 37o =mg 水平方向上有：f =F cos37o =μN 解得μ=1/3 2）换成推力F 1后，上述公式为：竖直方向：N ’=F 1sin 37o +mg 水平方向：ma =f -Fcos 37o =μN ’ -Fcos 37o 得a =10m/s 2，减速，因此1s 后速度为零，此后f 反向a ’=2/3 m/s 2 故，总路程为S =S 1+S 2=5+1/3=16/3 m 附加题： 1、； 1:1 2、0.35 3、 2μMg +mg m ω；2 -mg μMg m ω 4、N:1； N : 1 ； N 3: 1 5、AD 6、BD 7、s=mgsin θ/k 8、1）从图乙中可以看出，当F 从3N 逐渐增加到4.5N 时，f 不变，说明此时的f 是滑动摩擦力，即f =μ2mg =2 可得：μ2=0.2 根据分析还可以知道，当力F 从1N 逐渐增加到3N 时，铁块和木板相对静止，并且一起加速运动，以F =3N 为例，此时铁块所受摩擦力为f =2N ，因此可求出铁块的加速度为a m =（F -f ） /m =1 m/s 2 对于木板，它的加速度此时也为这个值a M = a m 即a M =[f -μ1（mg +Mg ）]/M =1可得：μ1=0.05 2) F=4N 时，铁块的加速度为：a m =(F –f )/m =2m/s 2 木板的加速度为：a M = [f -μ1（mg +Mg ）]/M=1 m/s 2 因此1s 后，S m = a m t 2/2=1 m v m =a m t =2m/s S M = a M t 2/2=0.5 m v M =a M t =1m/s 此时铁块在木板上滑动了L1=0.5m 这之后，铁块减速，其加速度为：a’m=μ2g=2m/s2 木板加速，其加速度为：a’M=[f -μ1（mg+Mg）]/M=1 m/s2 共速时，v m- a’m t’= v M + a’M t’求出t’=1/3s，共速的速度为4/3 m/s 从撤去力F到共速期间，铁块的位移S’m=5/9 m， 木板的位移S’M=7/18 m 这段时间的相对位移为L2=1/6m 共速后，铁块与木板相对静止，一起减速到零，因此木板长度 L＝L +L2=2/3 m 1
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