【物理】云南省峨山彝族自治县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题（解析版）

【物理】云南省峨山彝族自治县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题（解析版）

云南省峨山彝族自治县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 一．单项选择题（本题共10个小题，每小题3分，共30分。每小题所给的四个选项中，只有一个选项符合题意，选对的得3分，选错或不选的得0分）‎ ‎1.如图所示，一质点做曲线运动从M点到N点速度逐渐减小，当它通过P点时，其速度和所受合外力的方向关系可能正确的是（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎2.如图所示，以9.8 m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30°的斜面上，这段飞行所用的时间为(g取9.8 m/s2)( )‎ A． B． C． D． 2 s ‎3.火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速率通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是( )‎ A． 火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外轨容易磨损 B． 火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内轨容易磨损 C． 火车通过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨道均不磨损 D． 以上三种说法都是错误的 ‎4.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘有三个点A，B，C.下列说法中正确的是( )‎ A．A，B的角速度相同 B．A，C的角速度相同 ‎ C．B，C的线速度相同 D．B，C的角速度相同 ‎5.把一个小球放在光滑的玻璃漏斗中，晃动漏斗，可使小球沿漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动．如图所示，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（ ）‎ A. 重力、漏斗壁的支持力 B. 重力、漏斗壁的支持力及向心力 C. 重力、漏斗壁的支持力、摩擦力及向心力 D. 小球受到的合力为零 ‎6.以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是( )‎ A．开普勒认为行星绕太阳运动的轨道是椭圆，行星在椭圆轨道上各个地方的速率均相等 B．太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于不同性质的力 C．牛顿提出的万有引力定律只适用于天体之间 D．卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的数值 ‎7.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是( )‎ A．天 B．天 C． 1天 D． 9天 ‎8.某未知星体的质量是地球质量的，直径是地球直径的，则一个质量为m的人在未知星体表面受到的引力F星和地球表面所受引力F地的比值为( )‎ A．16 B．4 C． D．‎ ‎9.已知地球质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常数为G，有一颗人造地球卫星在离地面高h处绕地球做匀速圆周运动，那么这个卫星的运行速率为( )‎ A． B． C． D．‎ ‎10.2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功．“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务．图为发射过程的示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是(　　)‎ A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B.卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 C.卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于它在轨道2上经过Q点时的速度 D.卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度 二、双项选择题(本题包括4个小题,每小题4分,共16分，每个小题所给的四个选项中有两个符合题意，全选对得４分，选不全得２分，选错或不选得0分) ‎ ‎11.如图，一人以恒定速度v0通过定滑轮竖直向下拉小车使其在水平面上运动，当运动到如图位置时，细绳与水平成60°角，则此时（　　）‎ A．小车运动的速度为v0　　　　　 B．小车运动的速度为2v0‎ C．小车在水平面上做加速运动 D．小车在水平面上做减速运动 ‎12.如图所示的传动装置中，B，C两轮固定在一起绕同一轴转动，A，B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是rA＝rC＝2rB.若皮带不打滑，则A，B，C三轮边缘上a，b，c三点的角速度之比和线速度之比为(　　)‎ A． 角速度之比1∶2∶2 B．角速度之比1∶1∶2 ‎ C．线速度之比1∶2∶2 D．线速度之比1∶1∶2‎ ‎13.我国于2011年发射了“天宫一号”目标飞行器，之后发射的“神舟八号”、“神舟九号”飞船相继与之成功对接。2013年6月11日发射的“神舟十”也与“天宫一号”目标飞行器成功对接。如图所示，在对接前“天宫一号”的轨道半径为“神舟十号”的轨道半径大，它们都做匀速圆周运动。则在对接前（ ）‎ A. 它们的线速度相等 ‎ B. 它们的角速度相等 C. 它们的线速度都小于7.9km/s D. “神舟十号”的线速度一定大于“天宫一号”的线速度 ‎14.关于引力常量G，下列说法中正确的是( )‎ A.G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值 B.引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比 C.引力常量G在数值上等于两个质量都是1kg的可视为质点的物体相距1m时的相互吸引力 D.引力常量G是不变的，其数值大小由卡文迪许测出，与单位制的选择无关 三、实验填空题(本题包括2个小题,每空3分,共18分) ‎ ‎15.(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上______．‎ A．调节斜槽使其末端保持水平 B．每次释放小球的位置可以不同 C．每次必须由静止释放小球 D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降 E．小球运动时不应与木板上的白纸相接触 F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 ‎(2)一个同学在《研究平抛物体的运动》实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、B、C，量得Δs＝0.2 m．又量出它们之间的竖直距离分别为h1＝0.1 m，h2＝0.2 m，利用这些数据，可求得：(g＝10 m/s2)‎ ‎①物体抛出时的初速度为_______m/s ②物体经过B时速度为________m/s.‎ ‎16.两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：‎ ‎（1）甲同学采用如图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 ．‎ ‎（2）乙同学采用如图（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N下端射出．实验可观察到的现象应是 ．仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 ．‎ 四、计算题(本题包括3个小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位，只写出最后答案不得分) ‎ ‎17.（12分）.在125 m的低空有一小型飞机以40 m/s的速度水平飞行，假定从飞机上释放一物体，g取10 m/s2，忽略空气阻力，求：‎ ‎(1)物体落地时间；‎ ‎(2)物体下落过程发生的水平位移大小；‎ ‎(3)从释放开始到第3 s末物体速度的大小。‎ ‎18.（12分）如图所示，长度为L＝0.4 m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m＝0.5 kg，小球半径不计，g取10 m/s2，求：‎ ‎(1)小球刚好通过最高点时的速度大小；‎ ‎(2)小球通过最高点时的速度大小为4 m/s时，绳的拉力大小；‎ ‎(3)若轻绳能承受的最大张力为45 N，小球运动过程中速度大小的最大值.‎ ‎19.（12分）若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面.已知引力常量为G，月球的半径为R.求：(不考虑月球自转的影响)‎ ‎(1)月球表面的自由落体加速度大小g月.(2)月球的质量M.‎ ‎(3)月球的密度.‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.【答案】A ‎【解析】A、由图示可知，合外力方向与速度方向夹角大于90度，物体做减速运动，故A正确；‎ B、由图示可知，合外力的方向不能是沿曲线的切线方向，故B错误；‎ C、由图示可知，速度方向应该是沿曲线的切线方向，故C错误；‎ D、由图示可知，若合外力的方向在速度的左侧，物体运动轨迹向左侧凹，而不是右侧，故D错误 ‎2.【答案】C ‎【解析】把平抛运动分解成水平的匀速直线运动和竖直的自由落体运动，抛出时只有水平方向的速度v0，垂直地撞在斜面上时，既有水平方向的分速度v0，又有竖直方向的分速度vy.物体速度的竖直分量确定后，即可求出物体飞行的时间．如题图所示，把末速度分解成水平方向分的速度v0和竖直方向的分速度vy，则有tan 30°＝，vy＝gt，解两式得t＝＝＝，故C正确．‎ ‎3.【答案】A ‎【解析】因为火车在水平面内做匀速圆周运动，内、外轨一样高，火车圆周运动所需的向心力只能由铁轨提供的水平方向的弹力提供，火车的车轮构造示意图如下，故可知，弹力只能由外轨提供，所以外轨易磨损，故只有A正确．‎ 4. ‎【答案】D ‎【解析】同一皮带轮上的线速度大小相同，同一轮上的角速度相同，所以D对；由v＝ωr可知C错；A，B的线速度大小相同，因半径不同，角速度不同，A错，B也错，所以本题选择D.‎ ‎5.【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：小球受重力和支持力，两个力的合力提供圆周运动的向心力，向心力是效果力．‎ 解：小球受重力和支持力两个力的作用，靠两个力的合力提供向心力，向心力找不到施力物体，是做圆周运动所需要的力，靠其它力提供．故A正确，B、C、D错误．‎ 故选：A．‎ ‎6.【答案】D ‎【解析】根据开普勒第二定律，可知行星在近日点的线速度大于行星在远日点的线速度，A错误；太阳对行星的引力与地球对月球的引力都属于万有引力，B错误；万有引力是普遍存在的，有质量的两物体间都存在万有引力，万有引力定律适用于宇宙万物任意两个物体之间，C错误；卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量G的数值，证明了万有引力定律的正确性，故D正确．‎ ‎7.【答案】C ‎【解析】由于r卫＝r月，T月＝27天，由开普勒第三定律＝，可得T卫＝1天，故选项C正确.‎ ‎8.【答案】B ‎【解析】根据万有引力定律F＝G∝‎ 故＝·＝×()2＝4.B项正确.‎ ‎9.【答案】B ‎【解析】根据万有引力定律可得G＝m，解得v＝，A错误，B正确；由G＝mg，可得GM＝gR2，则v＝，选项C、D错误；故选B.‎ ‎10.【答案】D ‎【解析】同步卫星在圆轨道上做匀速圆周运动时有：G＝m，v＝，因为r1＜r3，所以v1＞v3，由ω＝得ω1＞ω3在Q点，卫星沿着圆轨道1运行与沿着椭圆轨道2运行时所受的万有引力相等，在圆轨道1上引力刚好等于向心力，即F＝.而在椭圆轨道2上卫星做离心运动，说明引力不足以提供卫星以v2速率做匀速圆周运动时所需的向心力，即F＜，所以v2＞v1.卫星在椭圆轨道2上运行到远地点P时，根据机械能守恒可知此时的速率v2′＜v2，在P 点卫星沿椭圆轨道2运行与沿着圆轨道3运行时所受的地球引力也相等，但是卫星在椭圆轨道2上做近心运动，说明F′＞m，卫星在圆轨道3上运行时引力刚好等于向心力，即F′＝m，所以v2′＜v3.由以上可知，速率从大到小排列为v2＞v1＞v3＞v2′.‎ ‎11.【答案】BC ‎【解析】将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，如图：‎ 人拉绳的速度与小车沿绳子方向的分速度是相等的，根据三角函数关系：‎ v•cos 60°=v0，则v==2v0‎ 随小车向左运动，小车与水平方向的夹角越来越大，由v=知v越来越大，则小车在水平面上做加速运动．故B、C正确.‎ ‎12.【答案】AD ‎【解析】A，B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则A，B两轮边缘的线速度大小相等，B，C两轮固定在一起绕同一轴转动，则B，C两轮的角速度相等．‎ a，b比较：va＝vb 由v＝ωr得：ωa∶ωb＝rb∶ra＝1∶2‎ b，c比较：ωb＝ωc 由v＝ωr得：vb∶vc＝rb∶rc＝1∶2‎ 所以ωa∶ωb∶ωc＝1∶2∶2‎ va∶vb∶vc＝1∶1∶2‎ 故A、D正确．‎ ‎13.【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】据万有引力提供向心力得；‎ AD、 ，“天宫一号”的轨道半径比“神舟十号”的轨道半径大，“天宫一号”的线速度比“神舟十号”的线速度小，故A错误，D正确；‎ B、 ，“天宫一号”的轨道半径比“神舟十号”的轨道半径大，“天宫一号”的角速度比“神舟十号”的角速度小，故B错误；‎ C、第一宇宙速度是近地环绕速度，也是最大环绕速度，所以它们的线速度都小于7.9km/s，故C正确；‎ 故选CD。‎ ‎14.【答案】AC ‎【解析】牛顿提出了万有引力之后的100年中由于G值没有测出，而只能进行定性分析，而G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值，选项A正确；引力常量是一个常数，其大小与质量以及两物体间的距离无关，选项B错误；根据万有引力定律可知，引力常量G在数值上等于两个质量都是1 kg的可视为质点的物体相距1 m时的相互吸引力，选项C正确；引力常量是定值，其数值大小由卡文迪许测出，但其大小与单位制的选择有关，选项D错误.‎ ‎15.【答案】(1)ACE　(2)2.0　2.5‎ ‎【解析】(1)A、为了保证小球的初速度水平，应调节斜槽的末端水平，故A正确．‎ B、为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，故B错误，C正确．‎ D、记录小球位置用的铅笔不需要严格地等距离下降，故D错误．‎ E、小球在运动时不能与木板上的白纸接触，防止由于摩擦改变小球的运动轨迹，故E正确．‎ F、将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的曲线连接，故F错误．‎ 故选：ACE.‎ ‎(2)在竖直方向上，根据h2－h1＝gT2得：T＝＝s＝0.1 s，‎ 则物体平抛运动的初速度为：v0＝＝m/s＝2.0 m/s.‎ B点的竖直分速度为：vyB＝＝m/s＝1.5 m/s，‎ 根据平行四边形定则知，B点的速度为：vB＝＝m/s＝2.5 m/s.‎ ‎16.【答案】（1）平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，（2）两球相碰，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．‎ ‎17.【答案】(1)5 s　(2)200 m　(3)50 m/s ‎【解析】(1)由h＝gt2，得t＝，‎ 代入数据得t＝5 s ‎(2)水平位移x＝v0t，代入数据得 x＝40×5 m＝200 m ‎(3)v0＝40 m/s，vy＝gt＝10×3 m/s＝30 m/s ‎3 s末速度大小为v＝‎ 代入数据得v＝50 m/s ‎18.【答案】(1)2 m/s　(2)15 N　(3)4m/s ‎【解析】(1)小球刚好通过最高点时，恰好只由重力完全提供向心力，故有mg＝m，解得v1＝＝2 m/s.‎ ‎(2)小球通过最高点时的速度大小为4 m/s时，拉力和重力的合力提供向心力，有FT＋mg＝m，解得FT＝15 N.‎ ‎(3)分析可知小球通过最低点时绳张力最大，在最低点由牛顿第二定律得FT′－mg＝，将FT′＝45 N代入解得v3＝4m/s，即小球的速度不能超过4m/s.‎ ‎19.【答案】(1)　(2)　(3)‎ ‎【解析】(1)月球表面附近的物体做自由落体运动h＝g月t2，月球表面的自由落体加速度大小g月＝.‎ ‎(2)因不考虑月球自转的影响，则有G＝mg月，月球的质量M＝.‎ ‎(3)月球的密度ρ＝＝＝.‎