2020学年高一物理上学期期中试题（含解析）新目标版

2020学年高一物理上学期期中试题（含解析）新目标版

‎2019学年度高一第一学期期中考试 物理试题 一．选择题 ‎1. 若平抛物体落地时竖直方向速率与水平方向速率相等，则其水平位移与竖直位移之比为 （ ）‎ A. 1:1 B. 2:1 C. :1 D. 1:1‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据v0=vy=gt得，t=．则水平位移x=v0t＝，竖直位移，则x：y=2：1．故B正确，ACD错误．故选B．‎ ‎2. 跳伞运动员在刚跳离飞机，降落伞尚未打开的一段时间内：①空气阻力做正功；②重力势能增加；③动能增加；④空气阻力做负功。以上说法正确的是（ ）‎ A. ①② B. ③④ C. ②④ D. ①③‎ ‎【答案】B ‎【解析】跳伞运动员跳离飞机，在尚未打开降落伞的这段时间内，运动员向下运动，重力对运动员做正功，重力势能减少；空气阻力对运动员做负功．由于重力大于空气阻力，运动员向下做加速运动，其动能增加，故①②错误，③④正确．故B正确．故选B.‎ ‎3. 如图，甲从高h处以速度v1平抛小球A，乙同时从地面以初速度v2竖直上抛小球B，在B尚未达到最高点之前，两球在空中相遇，则（ ）‎ A. 两球相遇时间t=h／v1‎ B. 抛出前两球的水平距离s=h v2／v1‎ C. 相遇时A球速率v=gh／v2‎ D. 若v2= ，则两球相遇在h／2处 ‎【答案】D - 10 -‎ ‎【解析】设两球相遇时间为t，A的竖直位移为：y1=gt2；B做竖直上抛运动，有：y2=v2t-gt2 由几何关系知：y1+y2=h；联立解得：，故A选项错误；抛出前两球的水平距离等于A平抛运动的水平位移s=v1t=，故B错误；相遇时A球的竖直分速度vy=gt=，A水平分速度v1，所以相遇时A球的速率为：，所以C错误；由A分析得：，A球的竖直位移为：，B球距地面也为，则两球相遇在处，故D选项正确；故选D.‎ 点睛：此题关键是分析两球在水平方向和竖直方向的运动规律，根据水平位移和竖直位移的关系列出方程求解.‎ ‎4. 当汽车通过拱形桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的3/4，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为 （ ）‎ A. 15m/s B. 20m/s C. 25m/s D. 30m/s ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：根据竖直方向上的合力提供向心力求出桥的半径，当汽车不受摩擦力时，支持力为零，则靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出汽车通过桥顶的速度．‎ 在最高点重力和支持力的合力充当向心，根据牛顿第二定律得：，即，解得，当摩擦力为零时，支持力为零，有，解得，B正确．‎ ‎5. 地球半径为R，地面上重力加速度为g，在高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其线速度的大小不可能是（ ）‎ A. ； B. ； C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】当卫星在地球表面附近做圆周运动时线速度是第一宇宙速度，利用万有引力提供向心力求解第一宇宙速度．设卫星质量m，地球质量M，由万有引力提供向心力得： 解得：，将黄金代换：GM=gR2代入得：；在高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星线速度都要比第一宇宙速度要小，所以不可能是，故选A.‎ - 10 -‎ 点睛：本题主要考察第一宇宙速度的求解方法；要知道第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度，也是最小的发射速度．‎ ‎6. 如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是 ( )‎ ‎ ‎ A. b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度 B. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 C. c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c D. a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度也将减小 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供圆周运动的向心力，据此讨论卫星做圆周运动时线速度、向心加速度与半径大小的关系，知道做圆周运动的卫星突然加速时会做离心运动而抬升轨道 解：卫星运动时万有引力提供圆周运动向心力有：知：‎ A、卫星的线速度知，卫星bc轨道半径相同，线速度大小相同，a的半径小于bc的半径，故a的线速度最大，故A正确 B、卫星的向心加速度a=，则知，a卫星轨道半径小，向心加速度大，故B错误；‎ C、c卫星加速时，做圆周运动向心力增加，而提供向心力的万有引力没有变化，故c加速后做离心运动，轨道高度将增加，故不能追上同一轨道的卫星，同理减速会降低轨道高度，也等不到同轨道的卫星．故C错误；‎ D、根据线速度关系知，知卫星轨道高度减小，线速度将增加，故D错误．‎ 故选：A ‎【点评】本题的关键是掌握万有引力提供圆周运动向心力，并据此灵活掌握圆周运动半径与线速度、向心加速度的关系，掌握卫星变轨原理是关键．‎ ‎7. 设在地球上和x天体上以相同初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k（均不计阻力），且已知地球和x天体的半径比也为k，则地球质量与此天体的质量比为（ ）‎ - 10 -‎ A. 1 B. k C. k2 D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：在地球上：,某天体上；因为，所以。根据和可知：。故选B。‎ 考点：万有引力定律、天体运动规律。‎ ‎8. 光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O，v与x正方向成α角（如图），与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy，则（ ）‎ A. 因为有Fx，质点一定做曲线运动 B. 如果Fy大于Fx，质点向y轴一侧做曲线运动 C. 质点不可能做直线运动 D. 如果Fx大于Fycotα，质点向X轴一侧做曲线运动 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：根据合力的方向与速度的方向是否在同一条直线上，判断物体做直线运动，还是曲线运动．‎ 解：若Fx=Fycotα，则合力方向与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动；若Fx＞Fycotα，则合力方向与速度方向不在同一条直线上，合力偏向于速度方向下侧，则质点向x轴一侧做曲线运动；若Fx＜Fycotα，则合力方向与速度方向不在同一条直线上，合力偏向于速度方向上侧，质点向y轴一侧做曲线运动．故D正确，A、B、C错误．‎ 故选D．‎ ‎【点评】解决本题的关键掌握物体做直线运动还是曲线运动的条件，若合力的方向与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动，若合力的方向与速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动．‎ ‎9. 关于做功，下列说法正确的是（ ）‎ - 10 -‎ A. 静摩擦力总是不做功 B. 滑动摩擦力总是做负功 C. 力对物体不做功，物体一定静止 D. 物体在运动过程中，若受力的方向总是垂直于速度的方向，则此力不做功 ‎【答案】D ‎【解析】恒力做功的表达式，静摩擦力和滑动摩擦力的方向总与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故AB错误；力对物体不做功，物体可以是静止，可以匀速匀速直线运动或匀速圆周运动，故C错误；物体在运动过程中，若受力的方向总是垂直于速度方向，根据，则W=0，故D正确．‎ ‎10. 如图所示一条小船位于200m宽的河正中A点处，从这里向下游100m处有一危险区，当时水流速度为4m/s，为了使小船避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少是 （ ）‎ A. m/s B. m/s C. 2m/s D. 4m/s ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：要使小船避开危险区沿直线到达对岸，则有合运动的最大位移为．因此已知小船能安全到达河岸的合速度，设此速度与水流速度的夹角为，即有，所以，又已知流水速度，则可得小船在静水中最小速度为，C正确；‎ 考点：考查了小船渡河问题分析 ‎【名师点睛】本题属于：一个速度要分解，已知一个分速度的大小与方向，还已知另一个分速度的大小且最小，则求这个分速度的方向与大小值．这种题型运用平行四边形定则，由几何关系来确定最小值．‎ 二、填空题 ‎11.‎ - 10 -‎ ‎ 在“研究平抛物体的运动”实验中，某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了右图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度为_________，小球经过B点的速度大小是_____m/s。‎ ‎【答案】 (1). 1 m/s, (2). m/s ‎【解析】小球做平抛运动，在竖直方向上，△y=gt2， ， 在水平方向，小球平抛的初速度： ； B点的竖直分速度：； B点的速度 ‎ 点睛：对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题．‎ ‎12. 用一根细绳，一端系住一个质量为m 的小球，另一端悬在光滑水平面上方h处，绳长L大于h，使小球在桌面上做匀速圆周运动。求若使小球不离开桌面，其转速最大值是 ___________.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析：据题意，由小球受到的重力G和拉力T的合力提供小球做圆周运动的向心力，设小球运动半径为r，则有：mgtanθ=mrw2，据几何关系：tanθ=r/h，据角速度和转速关系为：w=2n，联立以上关系可求得转速n=。‎ 考点：本题考查向心力。‎ ‎13. 1881年，科学家佐利设计了一个测量地球质量的方法：首先，在长臂天平的两盘放入质量为m的砝码，天平处于平衡状态；然后，在左盘正下方放入一质量为M的大球， 且球心与砝码有很小的距离d；接着又在右盘中加入质量为Δm的砝码，使天平又恢复平衡状态。试导出地球质量M0的估算式____________。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】由万有引力定律即平衡知识可知： ，又 联立解得 ‎ - 10 -‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】设桌面为零势能面，开始时链条的重力势能为：‎ 当链条刚脱离桌面时的重力势能：‎ 故重力势能的变化量：△E=E2-E1=-mgL;即从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能减小了mgL．‎ 点睛：零势能面的选取是任意的，本题也可以选链条滑至刚刚离开桌边时链条的中心为零势能面，结果是一样的，要注意重力势能的正负．‎ 三、计算题 ‎15. A,B两小球在相同的高度，分别以va=4m/s,vb=9m/s向左、右两边分别做平抛运动。未落到地面之前某一时刻当两者速度方向恰好垂直时，两小球的水平距离是多少？（g=10m/s2）‎ ‎【答案】7.8m ‎【解析】设经过时间t两者速度方向恰好垂直，则A球速度方向与水平方向的夹角满足；同理B球速度方向与水平方向的夹角满足；依题意：，解得t=0.6s，则两小球的水平距离 ‎ ‎16. 如图所示装置中，三个轮的半径分别为r、2r、4r，b点到圆心的距离为r，求图中a、b、c、d各点的 ‎①线速度之比 ‎②角速度之比 ‎③加速度之比 ‎【答案】①2:1:2:4；②2:1:1:1；③4:1:2:4‎ - 10 -‎ ‎【解析】①a、c是同缘转动，线速度相等，故：va=vc b、c、d三点是同轴转动，角速度相等，故：ωb：ωC：ωd=1：1：根据公式v=rω，有 vb：vc：vd=rb：rc：rd=1：2：4 故：va：vb：vc：vd=2：1：2：4 ②a、c是同缘转动，线速度相等，故：va=vc 根据公式v=rω，有：ωa：ωC=rc：ra=2：1 故，ωa：ωb：ωC：ωd=2：1：1：1 ③a=vω，故加速度之比为：4：1：2：4． 点睛：解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度与半径的关系，以及知道共轴转动的各点角速度相等，靠传送带传动轮子上的点线速度大小相等，注意选择合适的公式，可以使问题变得简单 ‎17. 额定功率为80 kw的汽车，在平直公路上行驶的最大速度是20m/s。汽车的质量是2t,如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s2,运动过程中阻力不变（g=10m/s2）求：‎ ‎（1）汽车受到的阻力有多大？‎ ‎（2）3s末汽车的瞬时功率是多大?‎ ‎（3）汽车维持匀加速运动的时间是多少？‎ ‎【答案】①4000N ； ②48kW ；③5s ‎ ‎【解析】试题分析：（1）在输出功率等于额定功率的条件下，当牵引力F等于阻力Ff时，汽车的加速度减小到零，汽车的速度达到最大，设汽车的最大速度为vmax，则汽车所受阻力为：‎ ‎（2）设汽车做匀加速运动时，需要的牵引力为F′，根据牛顿第二定律有，‎ 解得:‎ 因为3s末汽车的瞬时速度为:，‎ 所以汽车在3s末的瞬时功率为：‎ ‎（3）汽车做匀加速运动时，牵引力F′恒定，随着车速的增大，输出功率逐渐增大，输出功率等于额定功率时的速度是汽车做匀加速运动的最大速度vmax′，其数值为：‎ - 10 -‎ 根据运动学公式，汽车维持匀加速运动的时间 考点：牛顿第二定律的应用、功率。‎ ‎【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用以及功率公式的应用问题；解决本题的关键掌握机车的启动方式，知道机车在整个过程中的运动规律，知道当牵引力与阻力相等时，速度最大。‎ ‎18. 宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆轨道运行。（设每个星体的质量均为m）‎ ‎（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期；‎ ‎（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？‎ ‎【答案】① ②‎ ‎【解析】试题分析：(1)第一种形式下，由万有引力定律和牛顿第二定律得，‎ 解得v＝，‎ 故周期T＝＝.‎ ‎.........‎ 而角速度ω＝，‎ 解得L＝.‎ - 10 -‎ 考点：万有引力定律的应用 ‎ ‎ ‎ ‎ - 10 -‎