【物理】河南省鹤壁市高级中学2019-2020学年高一下学期第一次段考试题（解析版）
河南省鹤壁市高中2019-2020学年高一下学期第一次段考
一． 选择题（每题 4 分，共 16 小题，其中 13-16 为多选题，多选题全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分．有选错的得 0 分。）
1.关于质点的曲线运动，下列说法中不正确的是( )
A．曲线运动肯定是一种变速运动 B．变速运动不一定是曲线运动
C．曲线运动可以是速度不变的运动 D．曲线运动可以是加速度不变的运动
2.如图所示，一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上．物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足( )
A.tanφ＝sinθ B．tanφ＝cosθ C．tanφ＝tanθ D．tanφ＝2tanθ
3.如图所示，在同一竖直平面内，小球a、b从高度不同的两点分别以初速度Va和Vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点．若不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A．ta>tb，Va
tb，Va>Vb
C．taVb
4.如图所示，物块 P 置于水平转盘上随转盘一起运动，图中 c 方向沿半径指向圆心，a 方向与c 方向垂直．当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是( )
A． 当转盘匀速转动时，P 受摩擦力方向为 c
B．当转盘匀速转动时，P 不受转盘的摩擦力
C．当转盘加速转动时，P 受摩擦力方向可能为 a
D．当转盘减速转动时，P 受摩擦力方向可能为 b
5.如图所示的圆锥摆运动，以下说法正确的是( )
A.在绳长固定时，当转动角速度增为原来的 2 倍时，绳子的张力增大为原来的 4 倍
B.在绳长固定时，当线速度增为原来的 2 倍时，绳子的张力增大为原来的 4 倍
C.当角速度一定时，绳子越短越易断
D．当线速度一定时，绳子越长越易断
6.如图所示，质量相等的 A、B 两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是( )
A． 线速度 vATB
C．它们受到的摩擦力 fA>fB D．筒壁对它们的弹力 NA>NB
7．关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是( )
A.滑动摩擦力总是做负功 B.滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功
C．静摩擦力对物体一定做负功 D．静摩擦力对物体总是做正功
8.如果我们能测出月球表面的加速度 g，月球的半径 R 和月球绕地球运转的周期 T，就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了．已知引力常量 G，用 M 表示月球的质量，关于月球质量，下列各式正确的是( )
9.下列说法符合史实的是( )
A．牛顿发现了行星的运动规律
B．胡克发现了万有引力定律
C．卡文迪许测出了引力常量G，被称为“称量地球重量的人”
D．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
10.通过电脑制作卫星绕地球做圆周运动的动画，卫星绕地球运动的轨道半径为 R，线速度为 v，周期为 T.下列哪些设计符合事实( )
11.已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的 6 倍．若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的 2.5 倍，则该行星的自转周期约为( )
A．6 小时 B．12 小时 C．24 小时 D．36 小时
12.关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是( )
A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小
C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大
D．弹性势能是弹簧和使它发生形变的物体所共有的
13. （多选）如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周 运动，内侧壁半径为 R，小球半径为 r，则下列说法中正确的是( )
A． 小球通过最高点时的最小速度 vmin＝
B．小球通过最高点时的最小速度 vmin＝0
C.小球在水平线 ab 以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D.小球在水平线 ab 以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
14.(多选)若物体在运动过程中受到的合外力不为0，则( )
A．物体的动能一定不变 B．物体的加速度一定变化
C．物体的速度一定变化 D．物体所受合外力做的功可能为0
15.(多选)汽车发动机的额定功率为 P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力 f 大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，最大速度为 v 汽车发动机的输出功率随时间变化的图像如图所示，则汽车（ ）
A.0～t1 做匀加速运动，牵引力恒定
B.0～t1 做变加速运动，牵引力增大
C.t1 后加速度逐渐减小，速度达到 v 后做匀速运动
D.t1 后牵引力恒定，与阻力大小相等
16.(多选)2013 年 6 月 11 日 17 时 38 分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号 F 改进型运载火箭“神箭”，成功地将“神舟十号”飞船送入太空预定轨道，其发射全过程可简化为如图所示的过程，飞船在 A 点发射，在椭圆轨道Ⅰ运行到 B 点，在 B 点飞船从椭圆轨道Ⅰ进入圆形轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，关于飞船的运动，下列说法中正确的有( )
A.在轨道Ⅰ上经过 B 的速度小于经过 A 的速度
B.在轨道Ⅰ上经过 B 的动能大于在轨道Ⅱ上经过 B 的动能
C．在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期
D．在轨道Ⅰ上经过 B 的加速度等于在轨道Ⅱ上经过 B 的加速度
二、填空题（本题有两小题，每空 3 分，共计 12 分）
17.(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．如图所示为研究平抛运动的实验装置，现把两个小铁球分别吸在电磁铁 C、E 上， 然后切断电磁铁 C 的电源，使电磁铁 C 上的小铁球从轨道 A 射出，并在射出时碰到碰撞开关 S， 使电磁铁 E 断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面．这个实验( )
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．不能说明上述规律中的任何一条 D．能同时说明上述两条规律
(2)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为 5 cm. 如果取 g＝10 m/s2，那么：
①闪光频率是多少？
②小球运动中水平分速度是多少？
③小球经过 B 点时的速度是多少？
三．计算题
18.(9 分)如图所示，某人在离地面高10 m处，以5 m/s的初速度水平抛出A球，与此同时在离A球抛出点水平距离s处，另一人竖直上抛B球，不计空气阻力和人的高度，试问：要使B球上升到最高点时与A球相遇(g取10 m/s2)，则：
(1)B球被抛出时的初速度为多少？
(2)水平距离s为多少？
19.(11 分)我国已启动“嫦娥工程”，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”已成功发射，“嫦娥三号”
亦在 2013 年落月探测，并已给落月点起了一个富有诗意的名字——“广寒宫”．
(1)若已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，月球绕地球运动的周期为 T，月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动，请求出月球绕地球运动的轨道半径 r；
(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度 v0 竖直向上抛出一个小球，经过时间 t，小球落回抛出点．已知月球半径为 r 月，引力常量为 G，请求出月球的质量 M 月．
20.(14 分)在电影中常看到这样的场景，汽车以比较大的速度从悬崖飞出，落至山坡上，场面十分惊险震撼，拍摄时为研究该问题，把场景简化为如下物理模型，汽车(可看为质点，忽略空气阻力)以初速度 v0＝15 m/s 从悬崖边缘 O 点水平抛出，在空中飞行 1 s 后恰好从坡顶 A 点掠过，接着在空中相继滑行一段时间后落到山坡 AB 上，假定α＝53°，g＝10 m/s2，cos53°＝0.6，sin53°＝0.8，求：
（1）A 点离悬崖边缘 O 点的水平距离和高度差？
（2）汽车在空中飞行的总时间和在山坡上的落地点距离 A 的长度；
（3）汽车经过 A 后在空中运动过程中，距离山坡 AB 的最远距离是多少？
【参考答案】
1.答案 C
解析 A项曲线运动轨迹为曲线，因此无论速度大小是否变化运动方向一定改变，一定是变速运动，故A项正确；B项变速运动轨迹不一定是曲线，可能只是速度大小发生变化，如匀变速直线运动，故B项正确；C项曲线运动的速度方向时刻改变，曲线运动一定是速度变化的运动，故C项错误；D项做曲线运动的条件为初速度与合外力不共线，若物体所受合外力恒定，其加速度就可不变，如平抛运动就是加速度不变的曲线运动，故D项正确．本题选错误的，故选C项．
2.答案 D
解析 物体的竖直分速度与水平分速度之比为tanφ＝，物体的竖直分位移与水平分位移之比为tanθ＝，故tanφ＝2tanθ，D项正确．
3.答案 A
解析 小球在空中运动的时间由竖直方向的分运动决定，根据h＝gt2，可得ta>tb，水平方向做匀速直线运动，根据x＝v0t可得vavB，A项错误，B项错误．A、B沿竖直方向摩擦力Ff与重力平衡，故C项错误．筒对A、B的弹力提供向心力，由Fn＝mω2r知，FNA>FNB，D项正确．
7.答案 B
解析 滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功，还可能不做功，B项正确，A、C、D项错误．
8.答案 A
解析 根据月球表面物体的重力和万有引力相等，mg＝，可得月球质量M＝，所以A项正确，B项错误．由月球和地球间的万有引力提供月球绕地球运转的向心力即G＝M()2r(其中r为地月距离)可求中心天体地球的质量M地＝，所以C、D项均错．
9.答案 C
解析 根据物理学史可判断C项正确，A、B、D三项错误．
10.答案 D
解析 根据万有引力定律和牛顿第二定律，得＝m()2R.T＝2π，当R变为2R时，T变为2T，A项错误．由＝m得v＝，当R变为2R时，v变为v，B项错误．对于C项，因卫星线速度变化时，则半径一定发生了变化，周期T和线速度不是反比关系．故C项错误．由T＝2π知，当T变为8T时则卫星半径从R变为4R，D项正确．
11.答案 B
解析 地球的同步卫星的周期为T1＝24小时，轨道半径为r1＝7R1，密度为ρ1.某行星的同步卫星周期为T2，轨道半径为r2＝3.5R2，密度为ρ2.根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有＝m1()2r1，＝m2()2r2，两式化简得T2＝＝12小时．
12.答案 C
解析 弹簧的弹性势能的大小，除了跟劲度系数k有关外，还跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关，如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应该减小，当它变短时，弹性势能应该增大，在原长处它的弹性势能最小，A、B项错误；形变量相同时，k越大的弹簧，弹性势能越大，C项正确；弹性势能属于弹簧，D项错误．
13.答案 B C
解析 由于圆形管道可提供支持力，小球通过最高点时的速度可以为零．小球在水平线ab以下的管道中运动时，重力竖直向下，要提供向心力，内侧管壁不会对小球有作用力，而在水平线ab以上运动时，要提供向心力，外侧管壁可能没有作用力，也可能有作用力．B.C正确．
14.答案 CD
解析 当合外力不为0时，物体所受合外力做的功可能为0，如物体做匀速圆周运动，则动能不变，A项错误，D项正确．当F恒定时，加速度就不变，B项错误，合外力不为0，一定有加速度，速度一定变化，C项正确．
15.答案 AC
解析 由图可知：0～t1汽车发动机的功率P＝kt(k为图像斜率，为定值)，由功率P＝Fv，可知P＝Fat＝F×t＝t，由于阻力f大小恒定，则牵引力F恒定，故A项正确，B项错误．t1后功率P＝P1恒定不变，但在t1时牵引力F>f，故速度继续增加，则F开始减小，加速度开始减小，当F＝f时，加速度减小为零，速度增加到最大为v，此后汽车开始做匀速运动，故C项正确，D项错误．
16.答案 AD
解析 飞船在轨道上从近地点A向远地点B运动的过程中万有引力做负功，所以A点的速度大于B点的速度，A项正确；飞船在轨道Ⅰ上经过B点后是近心运动，在轨道Ⅱ上经过B点后是圆周运动，故需要加速后才能从椭圆轨道Ⅰ进入圆形轨道Ⅱ，所以飞船在轨道Ⅱ上经过B点的动能大于在轨道Ⅰ上经过B点的动能，B项错误；根据开普勒第三定律＝k，因为轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，所以飞船在轨道Ⅰ的运动周期小于在轨道Ⅱ的运动周期，C项错误；根据牛顿第二定律F＝ma，因飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上B点的万有引力相等，所以在轨道Ⅰ上经过B点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过B点的加速度，D项正确．
17.答案 (1)B
(2)①10 Hz ②1.5 m/s ③2.5 m/s
解析 (1)由于左端小铁球平抛的同时，右端小铁球开始做自由落体运动，且两球同时落地，说明平抛的小铁球在竖直方向上和右端小铁球做同样的运动，也做自由落体运动，但无法说明平抛小铁球在水平方向的运动，故只有B项正确．
(2)①A、B、C三点水平间隔相等，故相邻各点的时间间隔相等，设为T.在竖直方向：Δh＝gT2，即(5－3)×0.05 m＝gT2，得T＝0.1 s，则频率为f＝10 Hz.
②水平方向：3×0.05 m＝v0T，得v0＝1.5 m/s.
③竖直方向：B点的竖直分速度vBy＝＝2 m/s，又由vB＝，得vB＝2.5 m/s.
18.答案 (1)10 m/s (2)5 m
解析 (1)对于B球，有hB＝，t＝
对于A球，hA＝gt2，可得hA＝
由于两球相遇，所以h＝hA＋hB＝
代入数据，解得vB＝10 m/s.
(2)由B球得t＝＝1 s
A球在水平方向，有s＝vAt
代入数据得s＝5 m.
19.答案 (1) (2)
解析 (1)根据万有引力定律和向心力公式，有
G＝M月()2r
质量为m的物体在地球表面时mg＝G
解得r＝
(2)设月球表面处的重力加速度为g月，根据竖直上抛运动规律，有v0＝
质量为m′的物体在月球表面时，有m′g月＝G
解得M月＝
20.答案 (1)A点离悬崖边缘O点的水平距离为15 m，高度差为5 m.
(2)汽车在空中飞行的总时间为3 s，在山坡上的落地点距离A的长度为50 m.
(3)汽车经过A后在空中运动过程中，距离山坡AB的最远距离是3 m.
解析 (1)A点离悬崖边缘O点的水平距离为：
x1＝v0t1＝15×1 m＝15 m，
高度差为：h1＝gt12＝×10×1 m＝5 m.
(2)设汽车在空中飞行的时间为t，落点离A点的距离为L，
则有：H＝gt2，x＝v0t，
根据几何关系有：＝tan53°，
代入数据解得：t＝3 s，
又Lcos53°＝x－x1，解得：L＝50 m.
(3)汽车速度与AB平行时距离山坡最远，设从O点飞出到距离山坡最远时间为t2，
则有：＝tan53°，vy＝gt2，
代入数据解得：t2＝2 s，
此时下降的高度为：h2＝gt22＝20 m，
根据几何关系得：Δx＝，
Δl＝v0(t2－t1)－Δx，则dm＝Δlsin53°，
代入数据解得：dm＝3 m.
