2010-2011学年江苏省无锡一中高一（下）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

关于功是否为矢量，下列说法正确的是（ ）
A．因为功有正功和负功，所以功是矢量
B．因为功没有方向性，所以功是标量
C．力和位移都是矢量，功也一定是矢量
D．力是矢量，功也是矢量

2. 难度：中等

已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期，它们绕太阳的公转均可看做匀速圆周运动，则据此信息可判定（ ）
A．金星到太阳的距离大于地球到太阳的距离
B．金星公转的绕行速度小于地球公转的绕行速度
C．金星的质量小于地球的质量
D．金星的向心加速度大于地球的向心加速度

3. 难度：中等

一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t₁时刻F的功率是（ ）
A．
B．
C．
D．

4. 难度：中等

质量为m的小球从桌面上以速度v竖直向上抛出，桌面离地高度为h，小球能达到的最大离地高度为H．若以桌面作为重力势能的零参考平面如图，不计空气阻力，则（ ）

A．小球抛出时的机械能为
B．小球在最高点的机械能为mgH
C．小球在最高点的机械能为mg（H-h）
D．小球落地前瞬间的机械能为

5. 难度：中等

质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度值是v．当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道的压力值是（ ）
A．0
B．mg
C．3mg
D．5mg

6. 难度：中等

如图所示，在竖直平面内固定着光滑的圆弧槽，它的末端水平，上端离地高H，一个小球从上端无初速滚下．欲使小球的水平射程达最大值，则圆弧槽的半径R应为（ ）

A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

假如一作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来2倍，仍作圆周运动，则（ ）
A．根据公式v=ωr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍
B．根据公式F=，可知卫星所需的向心力将减少到原来的
C．根据公式F=，可知地球提供的向心力将减少到原来的
D．根据上述B和C中给出的公式．可知卫星运动的线速度减小到原来的

8. 难度：中等

甲为地球赤道上的建筑物，乙为同步卫星．则关于甲、乙绕地轴作圆周运动的周期T、线速度v、向心加速度a以及甲、乙所在位置的重力加速度g的大小关系正确的是（ ）
A．g_甲=g_乙
B．a_甲＜a_乙
C．T_甲=T_乙
D．v_甲＜v_乙

9. 难度：中等

质量为m的物体在拉力F的作用下从静止出发以2g的加速度匀加速上升h，则（ ）
A．物体的机械能增加2mgh
B．物体的重力势能增加mgh
C．物体的动能增加Fh
D．F做功等于物体增加的动能加上物体增加的势能

10. 难度：中等

质量为1kg的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力F的作用．力F与时间t的关系如图所示，则此物体（ ）

A．前2s内动能先增后减，2s末动能8J
B．从t=0s开始，每经2s动能增加8J
C．前10s内F力做功400J
D．每个奇数秒内的F的平均功率比前一奇数秒内的平均功率多32W

二、填空题

11. 难度：中等

A、B两物体的质量之比m_A：m_B=2：1，它们以相同的初速度v在水平面上做匀减速直线运动，直到停止．
（1）若A、B两物体所受摩擦阻力相同，则整个过程中A、B两物体克服摩擦阻力做的功之比W_A：W_B分别为    ，运动位移之比x_A：x_B=   
（2）若A、B两物体与地面的动摩擦因数相同，则整个过程中A、B两物体运动位移之比x_A：x_B=    ，运动时间之比为t_A：t_B=    ．

12. 难度：中等

质量为m₁、m₂的两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下绕两球连线上某点O做匀速圆周运动，则它们各自运动的周期T₁：T₂=    ，半径r₁：r₂=    ，线速度v₁：v₂=    ，向心加速度a₁：a₂=    ．

三、解答题

13. 难度：中等

如图所示的轨道，ab段及cd段是光滑的弧面，bc段为中间水平部分，长为2m，与物体间的动摩擦因数为0.2，若物体从ab段高0.8m处由静止下滑，g取10m/s²，求：
（1）物体第一次到达b点时的速度大小；
（2）物体在cd段运动时可达到的离地最大高度．

14. 难度：中等

如图，一内壁光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径为R（比细管的直径大得多），在圆管中有一个直径与细管内径相同的小球（可视为质点），小球的质量为m，设某一时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为5.5mg．此后小球便作圆周运动，求：
（1）小球在最低点时具有的动能；
（2）小球经过半个圆周到达最高点时具有的动能；
（3）在最高点时球对管内壁的作用力大小及方向；
（4）若管内壁粗糙，小球从最低点经过半个圆周恰能到达最高点，则小球此过程中克服摩擦力所做的功．

15. 难度：中等

质量m为3×10⁶kg的列车，在恒定的额定功率下，沿平直的轨道由静止开始出发，在运动的过程中受到的阻力F_f大小恒定，经过10³s后速度达到最大行驶速度v_m=20m/s，此时司机发现前方4×10³m处的轨道旁山体塌方，便立即紧急刹车，刹车过程附加的制动力F’恒为9×10⁴N．结果列车正好到达轨道毁坏处停下．求：
（1）刹车过程列车所受合力做功；
（2）整个行驶过程中列车所受的阻力F_f的大小；
（3）列车的额定功率；
（4）列车从出发到停下经过的总行程．

16. 难度：中等

设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务，乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，如图所示．为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度．已知返回舱返回过程中需克服火星的引力做功，返回舱与人的总质量为m，火星表面的重力加速度为g，火星的半径为R，轨道舱到火星中心的距离为r．已知引力常量为G，求：
（1）火星的质量；
（2）火星的第一宇宙速度大小；
（3）轨道舱的运行速度大小；
（4）火星表面大气阻力和返回舱的初速度不计，则该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得多少能量才能返回轨道舱？

17. 难度：中等

跳水运动是我国体育运动的优势项目，某运动员参加10m跳台的跳水比赛，如其质量为m=60kg，其体形可等效为长度L=1.0m，直径d=0.3m的圆柱体，不计空气阻力，运动员站立在跳台上向上跳起到达最高点时，他的重心离跳台台面的高度为1.3m，在从起跳到接触水面过程中完成一系列动作，入水后水的等效阻力F（未包含浮力）作用于圆柱体的下端面，F的数值随入水深度y变化的函数图象如图所示，该直线与F轴相交于F=2.5mg处，与y轴相交于y=h （某一未知深度），已知水的密度ρ=1×10³㎏/m³，根据以上的数据进行估算（g取10m/s²）．
（1）运动员起跳瞬间所做的功；
（2）运动员起跳瞬间获得的速度大小；
（3）运动员刚接触到水面瞬间的动能；
（4）运动员入水可以达到的最大深度h （结果保留两位有效数字）．