山西省忻州市2019-2020学年高一下学期4月网上联考物理试题 Word版含解析

山西省忻州市2019-2020学年高一下学期4月网上联考物理试题 Word版含解析

www.ks5u.com ‎2019~2020高一下学期4月月考线上测试 物理 第I卷（选择题共48分）‎ 一、选择题:本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一个选项正确，第9~12小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。‎ ‎1.游船在汉江中从西向东匀速直线航行，船上的人正相对于船以1 m/s的速度匀速升起一面旗帜（竖直向上）。当他用20 s升旗完毕时，船匀速行驶了60 m，那么旗相对于岸的速度大小为 A. m/s B. 3 m/s C. m/s D. 1 m/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】选河岸为参考系，船运动的速度 旗子相对于船竖直向上的速度为，故旗子相对于船的速度为 故A正确，BCD错误；‎ 故选A。‎ ‎2.在水平面上，小孩拉着雪橇做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 雪橇受到的滑动摩擦力方向始终与圆周运动的切线方向相反 B. 雪橇受到的滑动摩擦力方向始终指向圆心 C. 雪橇受到的拉力方向始终指向圆心 D. 雪橇受到的合力始终不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．雪橇在水平雪地上做匀速圆周运动，速度方向是圆周运动的切线方向，雪橇受到的滑动摩擦力方向与速度方向相反，所以雪橇受到的滑动摩擦力方向始终与圆周运动的切线方向相反，故A正确，B错误；‎ - 16 -‎ CD．雪橇做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，又由于向心力始终指向圆心，所以摩擦力和拉力的合力提供向心力且方向指向圆心,，雪橇受到的合力方向时刻发生改变，拉力方向不指向圆心，故CD错误。‎ 故选A ‎3.月球公转周期是某卫星绕地球公转周期的12倍，月球转动半径与该卫星转动半径之比为（　　）‎ A. B. C. 12：1 D. 1：12‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据开普勒第三定律，绕同一中心天体的所有行星的轨道的半长轴的三次方（a³）跟它的公转周期的二次方（T²）的比值都相等，即 所以月球转动半径与该卫星转动半径之比为 ‎ 故选A。‎ ‎4.某机械手表内部的一组大小齿轮如图所示，a、b分别是两个齿轮边缘上的两点，在齿轮转动的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 两齿轮的角速度相等 B. 大齿轮的周期比小齿轮的周期长 C. a点的线速度比b点的线速度大 D. a点的向心加速度比b点的向心加速度大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．同缘传动边缘点线速度相等，故两齿轮的线速度大小相等，根据 - 16 -‎ 知，大齿轮的角速度小于小齿轮的角速度，故A错误；‎ B．大齿轮的角速度小于小齿轮的角速度，根据 可知齿轮的周期与角速度成反比，所以大齿轮的周期大于小齿轮的周期，故B正确；‎ C．根据知，b点线速度小于小齿轮边缘上的点的线速度，所以b点线速度小于a点的线速度，故C错误；‎ D．根据公式，a、b两点的加速度与对应的半径成反比，a点的向心加速度小于b点的向心加速度，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.如图所示，两个星体的质量均为m，O为两星体连线的中点，连线的垂直平分线为MN，可视为质点的一颗小行星从O点沿OM方向运动（到无穷远），则小行星所受到的万有引力大小F随距离r的大致变化为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】因为在连线的中点时所受万有引力的和为零，当运动到很远很远时合力也为零（因为距离无穷大万有引力为零），而在其他位置不是零所以先增大后减小。设两个质量均为m的星体的距离是2L，物体质量是m′，物体沿OM方向运动距离是r时，它所受到的万有引力大小为 所以F和r不是线性关系。故选D。‎ - 16 -‎ ‎6.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，当火车以特定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压。若此时火车的速度大小为v，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 该弯道的半径为（g为重力加速度的大小）‎ B. 火车以大小为v的速度转弯时，火车受到的合力为零 C. 若火车上的乘客增多，则特定的转弯速度将增大 D. 若火车速率大于v，则外轨将受到轮缘的挤压 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角为，根据牛顿第二定律得 解得 故A错误；‎ B．火车以大小为v的速度转弯，是曲线运动，受到的合力为零时的物体应该保持静止或匀速直线运动，故B错误；‎ C．根据牛顿第二定律得 解得 可知火车规定的行驶速度与质量无关，故C错误；‎ D．当火车速率大于v时，重力和支持力的合力不能够提供向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，故D正确。‎ 故选D。‎ - 16 -‎ ‎7.如图所示，公园的“魔法旋转圆盘”绕过圆心的竖直轴在水平面内匀速转动，一小孩站在圆某处的P点（非圆心）相对圆盘静止。下列说法正确的是（　　）‎ A. 小孩在P点相对圆盘静止，因此他不受摩擦力作用 B. 若使圆盘以较小的转速（不为零）转动，则小孩在P点受到的摩擦力为零 C. 若小孩随圆盘一起做变速圆周运动，则其所受摩擦力方向不指向圆心 D. 若小孩在距离圆心更近的另一点相对圆盘静止，则小孩受到的摩擦力增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．以小孩为研究对象，受到：重力、支持力和静摩擦力，受力如图所示 小孩相对圆盘静止，与圆盘一起做匀速圆周运动，所需要的向心力在水平面内指向圆心，重力G与支持力FN在竖直方向上，G与FN二力平衡，不可能提供向心力，因此小孩作圆周运动的向心力由静摩擦力f提供。故AB错误；‎ C．小孩随圆盘一起做变速圆周运动时，向心力只是小孩受到的摩擦力的沿着半径方向的一个分量，所以其所受摩擦力方向不指向圆心，故C正确；‎ D．根据牛顿第二定律得 转速n增大时，f增大，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎【点睛】本题关键对做圆周运动物体进行受力分析，明确做匀速圆周运动的物体需要向心力，向心力是效果力，它由物体所受的合外力提供。‎ ‎8.如图所示，一小球从斜面顶端沿水平方向飞出，后又落回到斜面上。已知斜面的倾角为θ，小球初速度大小为v0，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是 - 16 -‎ A. 小球从飞出到落回到斜面上的时间为 B. 小球落回到斜面上时的速度大小为 C. 减小小球的初速度，则小球落回到斜面上时速度方向与斜面的夹角也减小 D. 若小球以2v0水平飞出，且小球仍能落回到斜面上，则小球落回到斜面上的速度大小是原来落回到斜面上速度大小的2倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球从斜面做平抛运动又落回到斜面上，位移在水平方向的夹角等于斜面的倾斜角，有：‎ 解得：‎ 故A错误；‎ B．根据速度夹角和位移夹角的关系式：‎ 结合数学知识有：‎ 所以小球落到斜面上时的速度大小 故B错误；‎ C．根据速度夹角和位移夹角的关系式：‎ 小球落到斜面上时速度方向和初速度无关，方向始终不变，故C错误；‎ - 16 -‎ D．小球落到斜面上时的速度大小 即小球落到斜面上时的速度大小和初速度成正比，所以若小球以水平飞出，假设小球仍能落回到斜面上，则小球落到斜面上的速度大小是以飞出时落回到斜面上的2倍，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎9.下列说法正确的是（　　）‎ A. 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许首次在实验室测出了引力常量 B. “月一地检验”表明，地面物体所受地球的引力与太阳、行星间的引力是同一种性质的力 C. 放在地面上的物体重力势能一定为零 D. 摩擦力只能做负功 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许首次在实验室测出了引力常量，故A正确；‎ B．“月一地检验”表明，地面物体所受的地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律，即是同一种性质的力，故B正确；‎ C．重力势能首先确定参考平面，同时重力势能是物体与地球共有的。重力势能是标量，而负号则是说明在参考平面的下方，而不是地球以下为负，故C错误；‎ D．摩擦力既可以做负功，也可以做正功，还可以不做功，故D错误 故选AB。‎ ‎10.—艘小船在静水中的速度大小为12m/s，—条河（河岸平直）宽为120m，河水流速大小为6m/s，下列说法正确的是（　　）‎ A. 小船在这条河中运动的最大速率是20m/s B. 小船渡河的最短时间为10s C. 若用最短时间渡河，小船将到达对面河岸下游60m处 D. 小船以最小位移渡河时，所需的渡河时间为20s ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当小船速度与水流速度同向时，小船速度最快为18m/s，故A错误；‎ - 16 -‎ B．当小船速度与河岸垂直时，渡河时间最短，为 故B正确；‎ C．小船沿河岸方向上的位移为 故C正确；‎ D．当合速度方向垂直于河岸时，小船渡河位移最小，合速度为 因此所需渡河时间 故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎11.如图所示，同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑，在滑行到D点的过程中两次克服摩擦力做的功相等，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体与两斜面间的动摩擦因数相等 B. 两次运动过程中物体所受支持力都做正功 C. 物体两次下滑的加速度大小相等 D. 物体两次运动过程中，重力都做正功 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考察受力分析、恒力做功的求法 ‎【详解】A．当斜面倾角为时，对斜面上的物体受力分析可知 - 16 -‎ 假设斜面长度在水平面的投影为，则由几何关系可知 木块在斜面上克服摩擦力做功可表示为 由两次克服摩擦力做的功相等且斜面在水平面的投影也相等，故题中两次下滑在滑行过程中物体与两斜面间的动摩擦因数相等，故A正确；‎ B．两次运动过程中物体所受支持力方向垂直斜面向上，物体位移是沿着斜面方向的，所以物体所受支持力与位移垂直，支持力不做功，故B错误；‎ C．由牛顿第二定律可得 可得 即物体两次下滑的加速度与斜面角度有关，故C错误；‎ D．物体两次沿斜面下滑运动过程中，重力对物体做功，所以重力做正功，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎12.长为L的轻质杆，杆可绕其上端的固定轴转动，杆的下端固定一质量为m的小球（视为质点）。开始时，小球处于静止状态，现给小球一水平初速度v0，使小球在竖直平面内绕定点做圆周运动，并且刚好能过最高点，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球过最高点时，速度为零 B. 小球过最高点时，速度大小为 C. 开始转动时，小球受到杆的拉力大小为 D. 小球过最高点时，杆对小球的支持力大小为mg ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD．设轻杆对小球的作用力大小为F，方向向上，小球做完整的圆周运动经过最高点时，对小球，由牛顿第二定律得 - 16 -‎ 当轻杆对小球的作用力为时，小球的速度最小，最小值为零，故AD正确，B错误；‎ C．开始转动时，由牛顿第二定律得 故C正确。‎ 故选ACD。‎ 第II卷(非选择题共52分)‎ 二、非选择题:共5小题，共52分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题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。‎ ‎13.某同学进行了“探究平抛运动规律”的实验，取g=10m/s2。‎ ‎(1)该同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10cm，则可知该相机的曝光时间间隔为______s，该小球运动到图中“2”位置时的速度大小____m/s(结果均保留一位小数)。‎ ‎(2)若以图中“1”位置为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，即“1”位置的坐标为(0，0)，“2”位置的坐标为(0.2m，0.1m)，则该小球抛出点的坐标为____。‎ ‎【答案】 (1). 0.1 (2). 2.5 (3). （-0.1m，-0.0125m）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2]根据 得 - 16 -‎ 水平方向做匀速直线运动，则小球平抛的初速度 运动到图中位置“2”时竖直方向速度 则运动到图中位置“2”时速度大小 ‎(2)[3]抛出点距离位置“2”的竖直距离 抛出点到达位置“2”经过的时间 抛出点距离位置“2”的水平距离 则该小球抛出点的坐标为（-0.1m，-0.0125m）。‎ ‎14.为验证向心力与物体所受合力的关系，某学习小组设计了如图所示的实验装置。一轻质细线上端固定在力传感器上，下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门中央。主要实验步骤如下：‎ ‎①用游标卡尺测得钢球直径为d；‎ ‎②将钢球静止悬挂，此时力传感器的示数为F1，用毫米刻度尺量得细线长为L；‎ ‎③将钢球拉到适当的高度处由静止释放，光电门计时器测得钢球的遮光时间为t - 16 -‎ ‎，力传感器示数的最大值为F2；已知当地的重力加速度大小为g，钢球遮光长度近似为d。回答下列问题。‎ ‎(1)钢球质量m＝____。‎ ‎(2)钢球经过光电门时线速度大小v=_____。‎ ‎(3)若满足F2-F1=____，则说明钢球的向心力与钢球受到的合力相等。‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)静止时，对钢球受力分析 故钢球质量为 ‎(2)钢球经过光电门时的线速度大小 ‎(3)对钢球受力分析 联立解得 所以，当 F2-F1=‎ 则说明钢球的向心力与钢球受到的合力相等。‎ ‎15.一飞船在距离某星球表面高度为H处，绕该星球做速率为v - 16 -‎ 的匀速圆周运动，星球的半径为已知引力常量为G。‎ ‎(1)求该星球的质量M；‎ ‎(2)宇航员登陆该星球，在距离该星球表面h高度处由静止释放一小球，不计空气阻力，求该小球落到星球表面的时间t。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设飞船的质量为m，万有引力提供向心力 解得 ‎(2)设该星球的重力加速度为a，由重力等于万有引力 解得 小球自由下落有 解得 ‎16.如图所示，质量m=50kg的跳台滑雪运动员(视为质点)经过一段半径R=20m的圆弧加速滑行后，从O点(O点正好在圆弧对应圆心的正下方)水平飞出，落到斜坡上的A点，已知斜坡与水平面的夹角，O点到A点的距离L=75m，不计空气阻力(取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)，求：‎ ‎(1)运动员在空中运动的时间t；‎ ‎(2)运动员刚到达O点时受到O点的支持力大小N；‎ - 16 -‎ ‎(3)运动员从O点水平飞出后与斜面距离最大时的速度大小v。‎ ‎【答案】(1)3s；(2)1500N；(3)25m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设O、A的竖直距离为h，有 根据几何关系可知 解得 t=3s ‎(2)设O、A的水平距离为x，运动员刚离开O点时的速度为v0，有 根据向心力公式，有 解得 N=1500N ‎(3)当运动员与斜面的距离最大时，运动员的速度方向正好平行于斜面，即此时速度方向与水平面的夹角为37°，有 解得 v=25m/s ‎17.如图所示，一根原长L=1m的轻弹簧套在足够长的光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量m=2kg的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆可以一起绕经过杆A端的竖直轴OO'匀速转动，且杆与水平面间始终保持夹角θ=370‎ - 16 -‎ 已知杆处于静止状态时弹簧的长度变为原长的一半，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，所有过程中弹簧均不会超过弹簧的弹性限度。‎ ‎(1)调整杆的旋转速度，使弹簧恰好恢复原长，求此时小球的线速度大小v；‎ ‎(2)当小球的线速度大小v1=m/s时，求该弹簧的长度。‎ ‎【答案】(1)m/s；(2)3m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当弹簧恢复原长时，弹簧弹力为零，小球仅受到重力和杆的支持力，有 解得 v=m/s ‎(2)经分析可知，线速度越大，小球将越远离转轴，而v1＞v，可知，此时弹簧处于伸长状态，设伸长量为x，杆对小球的支持力为FN，弹簧的劲度系数为k，对小球静止时分析，有 解得 k=24N/m 当小球的线速度大小时，有 水平方向 竖直方向 解得 x=2m 即此时弹簧长度L1=1m+2m=3m。‎ - 16 -‎ - 16 -‎