北京市第五十中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

北京市第五十中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

北京市第五十中学2019—2020学年度第二学期 ‎（高一、物理）期中考试试卷 一、单选题（每小题3分，共36分。在每题所给的四个选项中只有一个符合题意）‎ ‎1.关于物体做曲线运动条件，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B. 物体在变力作用下一定做曲线运动 C. 合力的方向与物体速度的方向既不相同、也不相反时，物体一定做曲线运动 D. 做曲线运动的物体所受的力的方向一定是变化的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．物体在恒力作用下可做曲线运动，如平抛运动，故AD错误；‎ B．当变力方向与物体速度在一条直线上时，物体做直线运动，故B错误；‎ C．合力的方向与物体速度的方向既不相同、也不相反，即合力与速度不在同一条直线上时，物体做曲线运动，故C正确。‎ 故选C。‎ ‎2.关于互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 一定是直线运动 B. 一定是曲线运动 C. 可能是直线运动，也可能是曲线运动 D. 以上都不对 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】互成角度的两个初速度的合初速度为v，两个加速度的合加速度为a，其中可能的情况如图，‎ 由物体做曲线运动的条件可知，当v与a共线时为匀变速直线运动，当v与a 不共线时，为匀变速曲线动，所以可能是直线运动，也可能是曲线运动；‎ A．一定是直线运动，与上述分析结论不符，故A错误；‎ B． 一定是曲线运动，与上述分析结论不符，故B错误；‎ C． 可能是直线运动，也可能是曲线运动，与上述分析结论相符，故C正确；‎ D． 以上都不对，与上述分析结论不符，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎3.一只小船在静水中的速度为‎4m/s，它要渡过‎40m宽的河，河水的速度为‎3m/s，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 船不能渡过河 B. 船不能垂直到达对岸 C. 船渡河的最短时间为10s D. 船渡河的速度一定为‎5m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．只要静水速度与河岸不平行，船就能渡过河．故A错误；‎ B．因船在静水中的速度‎4m/s大于水的速度‎3m/s，所以船能沿垂直于河岸方向过河，故B错误；‎ C．静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间为 故C正确 D．船头与河岸的夹角不同，船渡河的速度一般不同，所以船渡河的速度不一定为‎5m/s，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎4.关于平抛运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动 B. 平抛运动的轨迹为抛物线，速度方向时刻变化，加速度方向也时刻变化 C. 做平抛运动的物体在Δt时间内速度变化量的方向可以是任意的 D. 做平抛运动的物体的初速度越大，在空中的运动时间越长 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．平抛运动的初速度水平，只受重力作用，加速度为g，保持不变，是匀变速曲线运动，故A正确，B错误；‎ C．根据△v=gt知，任意两段相等时间内的速度变化量相等，方向竖直向下，故C错误；‎ D．小球在竖直方向上做自由落体运动，在空中运动时间 与做平抛运动的物体的初速度无关，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎5.一个物体以的初速度作平抛运动，经时物体的速度与竖直方向的夹角为()( )‎ A. 30° B. 45° C. 60° D. 90°‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】经时物体的速度，速度与竖直方向夹角的正切值，所以，A正确．‎ ‎6.如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3．若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑知三者线速度相同，其半径分别r1、r2、r3，则：ω1r1＝ω2r2＝ω3r3，故ω3=.‎ A. ，与结论不相符，选项A错误；‎ B. ，与结论相符，选项B正确；‎ C. ，与结论不相符，选项C错误；‎ D. ，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎7.如图所示，一圆筒绕中心轴OO′以角速度ω匀速转动，小物块紧贴在竖直圆筒的内壁上，相对于圆筒静止。此时，小物块受圆筒壁的弹力大小为F，摩擦力大小为f。当圆筒以角速度2ω匀速转动时（小物块相对于圆筒静止），小物块受圆筒壁的（　　）‎ A. 摩擦力大小变为‎4f B. 摩擦力大小变为‎2f C. 弹力大小变为‎4F D. 弹力大小变为‎8F ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】对小物体研究，做匀速圆周运动，受重力、支持力和向上的静摩擦力，支持力提供向心力，摩擦力与重力平衡。根据牛顿第二定律，有水平方向 FN=mω2r 竖直方向 Ff=mg 当加速度ω加倍后，支持力变为4倍，静摩擦力不变；‎ A． 摩擦力大小变为‎4f 与上述分析结论不符，故A错误；‎ B． 摩擦力大小变为‎2f 与上述分析结论不符，故B错误；‎ C． 弹力大小变为‎4F 与上述分析结论相符，故C正确；‎ D．弹力大小变为‎8F 与上述分析结论不符，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎8.关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法正确的是（　　）‎ A. 内、外轨一样高以防列车倾倒造成翻车事故 B. 外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减小轮缘与铁轨间的相互的挤压 C. 因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒 D. 以上说法均不正确 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若内外轨道一样高，外轨对轮缘的弹力提供火车转弯的向心力，火车质量太大，靠这种办法得到的向心力，会导致轮缘与外轨间的作用力太大，从而使铁轨和车轮容易受损，并不能防止列车倾倒或翻车，选项A错误；‎ B．当外轨略高于内轨时，轨道给火车的支持力斜向弯道内侧，它与重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘和外轨的挤压，选项B正确；‎ C．若内轨高于外轨，轨道给火车的支持力斜向弯道外侧，势必导致轮缘和轨道之间的作用力更大，更容使铁轨和车轮受损，并不能防止列车倾倒或翻车，选项C错误；‎ D．因为选项B正确，可知选项D是错误的。‎ 故选B。‎ ‎9.如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来。下列说法中正确的是（　　）‎ A. 在最高点时，水对杯底一定有压力 B. 在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零 C. 在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力 D. 在最低点时，杯中的水只受重力作用 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】B．圆周运动最高点和最低点受力都是重力和绳子拉力，而且二力都在半径方向，所以二者合力提供向心力．杯子最高点受拉力方向只可能向下，则有 所以最高点速度 不可能等于0，故B正确；‎ A．对水分析，杯底对水的也是只能向下，分析B项，当时，F=0，故A错误；‎ CD．最低点时，不管是绳子拉力还是杯子对水的弹力也只能向上，合力提供向心力则有 也就是拉力和重力的合力提供向心力， ‎ 而且最低点拉力 杯中水受到的杯子弹力不可能等于0，故CD错误；‎ 故选B。‎ ‎10.两颗人造卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，周期之比为TA∶TB=1∶8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（ ）‎ A. RA∶RB=4∶1，vA∶vB=1∶2 B. RA∶RB=4∶1，vA∶vB=2∶1‎ C. RA∶RB=1∶4，vA∶vB=1∶2 D. RA∶RB=1∶4，vA∶vB=2∶1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据开普勒第三定律得：‎ RA3：RB3=TA2：TB2=1：64‎ 解得：‎ RA：RB=1：4‎ 由卫星的速度公式 得：‎ A. RA∶RB=4∶1，vA∶vB=1∶2，与计算结果不符，故A错误．‎ B. RA∶RB=4∶1，vA∶vB=2∶1，与计算结果不符，故B错误．‎ C. RA∶RB=1∶4，vA∶vB=1∶2，与计算结果不符，故C错误．‎ D. RA∶RB=1∶4，vA∶vB=2∶1，与计算结果相符，故D正确．‎ ‎11.对于地球同步卫星的认识，正确的是（　　）‎ A. 它们只能在赤道的正上方，但不同卫星的轨道半径可以不同 B. 它们运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止 C. 不同卫星的轨道半径都相同，且一定在赤道的正上方，它们以第一宇宙速度运行 D. 它们可在我国北京上空运行，故用于我国的电视广播 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】BD．地球同步卫星与地面相等静止，所以一定在赤道的正上方，公转的周期等于地球自转的周期，故B正确，D错误；‎ AC．同步卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供，由向心力公式得 解得 因为同步恒星的周期相同，所以它们的轨道半径相同；因为它们的轨道半径比地球半径大，所以它们的运动速度比第一宇宙速度小，故AC错误；‎ 故选B。‎ ‎12.牛顿发现了万有引力定律以后，还设想了发射人造卫星的情景，若要发射人造卫星并将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图这样选址的优点是，在赤道附近（　　）‎ A. 地球的引力较大 B. 地球自转角速度较大 C. 重力加速度较大 D. 地球自转线速度较大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由万有引力定律可知物体在地球表面各点所受的引力大小相等，故A错误；‎ B．在地球上各点具有相同的角速度，故B错误；‎ C．赤道处重力加速度最小．故C错误；‎ D．相对于地心的发射速度等于相对于地面的发射速度加上地球自转的线速度．地球自转的线速度越大，相对于地心的发射速度越大，卫星越容易发射出去．赤道处，半径最大，所以自转线速度最大．故D正确．‎ 故选D。‎ 二、多选题：（本题共6个小题，每题4分，共24分；在每题所给的四个选项中至少有一个符合题意，少选得2分，错选不得分）‎ ‎13.下列说法符合史实的是（　　）‎ A. 开普勒发现了行星的运动定律 B. 牛顿发现了万有引力定律 C. 卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D. 牛顿发现海王星和冥王星 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．牛顿发现了万有引力定律，开普勒发现了行星的运动规律，故AB正确；‎ C．卡文迪许首次在实验室里精确测出了万有引力常量，故C正确；‎ D．科学家亚当斯通过对天王星的长期观察发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离．亚当斯利用牛顿发现的万有引力定律对观察数据进行计算，认为形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知行星，后命名为海王星；1930年美国天文学家汤博发现冥王星，故D错误；‎ 故选ABC。‎ ‎14.在物理实验中，把一些微小量的变化进行放大，是常用的物理思想方法如图所示的四个实验，运用此思想方法的是　　‎ A. 观察桌面形变 B. 玻璃瓶发生形变 C. 比较平抛运动和自由落体运动 D. 测定万有引力常量 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】桌面的受力微小形变借助于光的反射来放大，运用了放大的思想方法，故A正确；玻璃瓶的受力微小形变借助于液体体积变化，运用了放大的思想方法，故B正确；比较平抛运动和自由落体运动，运用了类比的思想方法，故C错误；引力大小仍是借助于光的反射来放大，运用了放大的思想方法，故D正确．所以ABD正确，C错误．‎ ‎15.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度增大到原来的2倍，卫星仍做匀速圆周运动，则（　　）‎ A. 卫星的向心加速度增大到原来的16倍 B. 卫星的角速度增大到原来的4倍 C. 卫星的周期减小到原来的 D. 卫星的周期减小到原来的 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】人造地球卫星做匀速圆周运动，根据万有引力等于向心力有 解得 假如卫星的线速度增大到原来的2倍，则半径为原来的；‎ A．由可知，向心加速度增大到原来的16倍，故A正确；‎ B．由，可知角速度增大到原来的8倍，故B错误；‎ CD．由，可知卫星的周期减小到原来的，故D正确，C错误；‎ 故选AD。‎ ‎16.已知引力常量G和下列某组数据，就能计算出地球质量。这组数据可以是（　　）‎ A. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期 B. 月球绕地球运行的周期及月球与地球之间的距离 C. 地球绕太阳运行周期及地球与太阳之间的距离 D. 若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．根据万有引力提供向心力有：‎ 解得 只能求出中心天体的质量，所以知道人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期、 月球绕地球运行的周期及月球与地球之间的距离，可以求出地球的质量； 地球绕太阳运行的周期及地球与太阳之间的距离，只能求出太阳的质量，不能求地球的质量，故AB正确，C错误；‎ D．若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度，万有引力等于重力 解得 所以若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度，可以求出地球的质量，故D正确；‎ 故选ABD。‎ ‎17.应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最高点c到最右侧点d运动的过程，下列说法中正确的是 A. 苹果先处于超重状态后处于失重状态 B. 手掌对苹果的摩擦力越来越大 C. 手掌对苹果的支持力越来越大 D. 苹果所受的合外力越来越大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．苹果做匀速圆周运动，从c到d的过程中，加速度在竖直方向上有向下的加速度，可以知道苹果处于失重状态，故A错误；‎ B．因为做匀速圆周运动，所以从c到d的过程中，加速度大小不变，加速度在水平方向上的分加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律知摩擦力越来越大，故B正确；‎ C．从c到d的过程中，加速度大小不变，加速度在竖直方向上的加速度逐渐减小，方向向下，则重力和支持力的合力逐渐减小，可以知道支持力越来越大，故C正确；‎ D．苹果做匀速圆周运动，合力大小不变，方向始终指向圆心，故D错误；‎ 故选BC。‎ ‎18.关于人造卫星和宇宙飞船，下列说法正确的是（　　）‎ A. 一艘绕地球运转的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受到的万有引力减小，故飞行速度减小 B. 两颗人造卫星，只要它们在圆形轨道的运行速度相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的运行速度相等，周期也相等 C. 原来在同一轨道上沿同一方向运转的人造卫星一前一后，若要后一个卫星追上前一个卫星并发生碰撞，只要将后面一个卫星速率增大一些即可 D. 关于航天飞机与空间站对接问题，先让航天飞机进入较低的轨道，然后再对其进行加速，即可实现对接 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】人造地球卫星做匀速圆周运动，根据万有引力等于向心力有 解得 A．根据，可知速度与飞船的质量无关，故当宇航员从舱内慢慢走出时，飞船的速度不变，故A错误；‎ B．根据，可知两个卫星的线速度相等，故其轨道半径就相等，再根据 可知不管它们的质量、形状差别有多大，它们的运行速度相等，周期也相等，故B正确；‎ C．当后面的卫星加速时，提供的向心力不满足所需要的向心力，故卫星要做离心运动，不可能相撞，故C错误；‎ D．先让飞船进入较低的轨道，若让飞船加速，所需要的向心力变大，万有引力不变，所以飞船做离心运动，轨道半径变大，即可实现对接，故D正确；‎ 故选BD。‎ 三、计算题：（本题共4个小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎19.如图所示，从地面上方某点将一小球以v0=‎10m/s的初速度沿水平方向抛出。小球经过时间t=1s落地。不计空气阻力，取g=‎10m/s2。求：‎ ‎(1)小球抛出时离地面的高度h；‎ ‎(2)小球落地点与抛出点的水平距离x；‎ ‎(3)小球落地时的速度大小v。‎ ‎【答案】（1）‎5m；（2）‎10m；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】平抛运动可以分解成水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动。‎ ‎（1）小球抛出点离地面的高度为 ‎（2）小球抛出点到落地点的水平距离为 ‎（3）小球落地时竖直分速度 则小球落地时的速度为 ‎20.如图所示，用长为L的细绳拴住一个质量为m的小球，当小球在水平面内做匀速圆周运动时，细绳与竖直方向成q角，求：‎ ‎(1)小球受到细绳的拉力大小；‎ ‎(2)小球做匀速圆周运动的线速度；‎ ‎(3)小球做匀速圆周运动的周期。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）摆球做匀速圆周运动，受重力和拉力两个力作用，靠两个力的合力提供向心力，如图；‎ ‎ 细绳受到的拉力大小 ‎（2）根据平行四边形定则知，摆球受到的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得 解得线速度 ‎（3）根据牛顿第二定律得 解得角速度 小球做匀速圆周运动的周期 ‎21.汽车质量为‎2000kg，汽车发动机的额定功率为80kW，它在平直公路上行驶的最大速度可达‎20m/s。现在汽车在该公路上由静止开始以‎2m/s2的加速度作匀加速直线运动若汽车运动中所受的阻力是恒定的，求：‎ ‎(1)汽车所受阻力多大？‎ ‎(2)这个匀加速过程可以维持多长时间？‎ ‎(3)开始运动后第3s末，汽车的瞬时功率多大？‎ ‎(4)开始运动后第6s末，汽车的瞬时功率多大？‎ ‎【答案】（1）4000N；（2）5s；（3）48000W；（4）80000W ‎【解析】‎ ‎【详解】汽车发动机的额定功率P=80kW=80000W ‎（1）当牵引力等于阻力时，汽车速度最大，所以阻力 ‎（2）根据牛顿第二定律有 则牵引力 所以匀加速运动的最大速度为 匀加速运动的时间为 ‎（3）t1=3st=5s，所以6s末时汽车的实际功率等于额定功率，所以开始运动后第6s末，汽车的瞬时功率 P2=P=80000W ‎22.利用万有引力定律可以测量天体的质量．‎ ‎（1）测地球的质量 英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G．若忽略地球自转的影响，求地球的质量．‎ ‎（2）测“双星系统”的总质量 所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图所示．已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为G ‎，求A、B的总质量．‎ ‎（3）测月球的质量 若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”．已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1．你还可以利用（1）、（2）中提供的信息，求月球的质量．‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设地球的质量为M，地球表面某物体质量为m，忽略地球自转的影响，则有 解得：M=；‎ ‎（2）设A的质量为M1，A到O的距离为r1，设B的质量为M2，B到O的距离为r2，‎ 根据万有引力提供向心力公式得：‎ ‎，‎ ‎，‎ 又因为L=r1+r2‎ 解得：；‎ ‎（3）设月球质量为M3，由（2）可知，‎ 由（1）可知，M=‎ 解得：‎