【物理】河北省滦南县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】河北省滦南县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

河北省滦南县第一中学2019-2020学年高一下学期 期中考试试题 一、单选题（本题共15小题，共60分。每小题答案正确得4分、错误或不答得0分）‎ ‎1.英国科学家牛顿是经典力学理论体系的建立者，他有一句名言是：“如果我所见到的比笛卡儿要远些，那是因为我站在巨人的肩上。”关于牛顿等这些科学“巨人”及其成就，下述说法错误的是（　　）‎ A. 开普勒在研究了天文学家第谷的行星观测记录的基础上，发现并提出了行星运动定律 B. 牛顿提出万有引力定律，后人利用这一理论发现的海王星，被称为“笔尖下发现的行星”‎ C. 卡文迪许在实验室较准确地测出了引力常量G的数值，并说该实验是“称量地球的重量”‎ D. 以牛顿运动定律为基础的经典力学，包括万有引力定律，既适用于低速运动也适用于高速运动；既适用于宏观世界，也适用于微观世界 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．开普勒在研究了天文学家第谷的行星观测记录的基础上，发现并提出了行星运动定律，A正确；‎ B．牛顿提出万有引力定律，后人利用这一理论发现的海王星，被称为“笔尖下发现的行星”，B正确；‎ C．卡文迪许在实验室利用扭秤实验较准确地测出了引力常量G的数值，并说该实验是“称量地球的重量”，C正确；‎ D．以牛顿运动定律为基础的经典力学，包括万有引力定律，适用于宏观低速的运动，D错误。‎ 本题选择错误选项，故选D。‎ ‎2.关于曲线运动，下列说法错误的是（　　）‎ A. 曲线运动一定是变速运动 B. 平抛运动是匀变速曲线运动 C. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 D. 做曲线运动的物体，其加速度方向与速度方向一定不在同一直线上 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．曲线运动的物体速度方向一直改变，所以曲线运动一定是变速运动，A正确；‎ B．平抛运动只受重力，加速度恒定且与速度不共线，所以平抛运动是匀变速曲线运动，B正确；‎ C．匀速圆周运动所受合力完全提供向心力，合力（加速度）方向一直改变，不是匀变速曲线运动，C错误；‎ D．做曲线运动的物体，其加速度方向与速度方向一定不在同一直线上，D正确。‎ 本题选择错误选项，故选C。‎ ‎3.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N加速行驶，下列各图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为符合事实的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．汽车做曲线运动，合力指向曲线轨迹的凹侧，AD错误；‎ BC．汽车做曲线运动的速度方向沿曲线上某点的切线方向，曲线由M向N加速行驶，合力与速度方向夹角为锐角，B正确，C错误。‎ 故选B。‎ ‎4.从某高处以‎4m/s的速度水平抛出一小物块，落地时速度为‎5m/s，（取g=‎10 m/s2）则此过程中小球的水平位移是（　　）‎ A. ‎‎3.2‎‎ m B. ‎2.4m C. ‎1.6m D. ‎‎1.2m ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物块落地瞬间竖直方向的速度为，下落用 时，小球的水平位移为，ABC错误，D正确。‎ ‎5.从同一高度，同时沿同一方向水平抛出三个质量分别为m、‎2m、‎3m的小球，它们的初速度分别为v、2v、4v。小球落地前的某个时刻小球在空中的位置关系是（　　）‎ A. 三个小球的连线为一条曲线 B. 三个小球的连线为抛物线，开口向下 C. 三个小球的连线为一条直线且连线与水平地面平行 D. 三个小球的连线为一条直线且连线与水平地面既不平行也不垂直 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】三个小球在同一高度抛出，竖直方向上同时做自由落体运动，根据可知任意时刻三小球下落高度相同，所以三个小球的连线为一条直线且与水平地面平行，ABD错误，C正确。‎ ‎6.如图所示，在坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速v同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B，两侧斜坡的倾角分别为和，小球均落在坡面上，若不计空气阻力，则A和B两小球的运动时间之比为（　　）‎ A. 9：1 B. 1：9 C. 3：1 D. 1：3‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】小球平抛落在倾角为的斜面上，分解位移，，根据几何关系 ‎，解得时间，所以，‎ ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎7.如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的。不计空气阻力，则（　　）‎ A. a飞行时间最长 B b比c飞行时间长 C. b的水平初速度比c的小 D. c的水平初速度最小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．小球平抛运动在竖直方向上做自由落体，根据可知下落时间为，‎ 因为，所以三个小球下落时间，AB错误；‎ C．小球水平方向上做匀速直线运动，因为，根据可知水平初速度，C错误；‎ D．同理对比、小球，水平位移关系，结合时间关系可知水平初速度，‎ D正确。‎ 故选D。‎ ‎8.甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，甲、乙两艘快艇的质量之比为1：2；在相同的时间内，它们通过的路程之比为2：3，运动方向改变的角度之比为3：5，则甲乙两快艇所受向心力之比为（　　）‎ A. 2：5 B. 5：‎2 ‎C. 1：5 D. 5：1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据线速度的定义可知甲、乙线速度之比，根据角速度的定义可知甲、乙角速度之比，结合可知向心力表达式为，，‎ 则甲、乙向心力之比，ABD错误，C正确。‎ ‎9.日常生活中可以利用离心运动甩干衣物上的水分，如图已知甩干桶直径为‎0.5m，工作时转速为r/s，则甩干过程中衣物和桶壁之间的弹力与衣物所受重力的比值为（g=‎10m/s2）（　　）‎ A. 80 B. ‎40 ‎C. 20 D. 10‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】衣物转动的角速度，则对衣物受力分析，根据牛顿第二定律，衣物和桶壁之间的弹力与衣物所受重力的比值为，ACD错误，B正确。‎ ‎10.如图所示，一个内壁光滑的圆锥桶的轴线垂直于水平面，圆锥桶固定不动，有两个质量分别为mA和mB（mA>mB）的小球紧贴内壁在水平面内做匀速圆周运动，下列说法错误的是（　　）‎ A. A球的角速度大于B球的角速度 B. A球的线速度大于B球的线速度 C. A球的周期大于B球运动的周期 D. A球对桶壁的压力大于B球对桶壁的压力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．对小球受力分析，根据牛顿第二定律，解得，因为 ‎，所以，A错误；‎ B．对小球受力分析，根据牛顿第二定律，解得，因为，所以，B正确；‎ C．根据角速度与周期的关系可知周期关系，C正确；‎ D．小球在竖直方向上满足，因为，所以，结合牛顿第三定律可知A球对桶壁的压力大于B球对桶壁的压力，D正确。‎ 本题选择错误选项，故选A。‎ ‎11.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）‎ A. 汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯 C. “水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底的压力小于其在最低处水对碗底的压力 D. 脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律，可知，‎ 汽车处于超重状态，A错误；‎ B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是在合适的速度下，减小车轮与轨道之间的压力，B错误；‎ C．“水流星”匀速转动过程中，在最高点处，在最低点 所以，结合牛顿第三定律可知在最高点处水对碗底的压力小于其在最低处水对碗底的压力，C正确；‎ D．洗衣机脱水桶的原理是水滴受到的力小于它所需要的向心力，所以水滴做离心运动，脱离衣服，达到脱水的目的，D错误。‎ 故选C。‎ ‎12.月球公转周期为“一个月”，其天文学数据比日常生活中的30天要少3天，设月地距离为地球半径的n倍，由此可知地球同步卫星到地心的距离为地球半径的（　　）‎ A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据开普勒第三定律，解得，ABC错误，D正确。‎ ‎13.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离为地球半径n倍的情况下，则可知月球公转的向心加速度应为苹果在地面附近下落时自由落体加速度的（　　）倍。‎ A n B. n‎2 ‎C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】万有引力提供加速度，解得，月球公转的向心加速度与苹果在地面附近下落时自由落体加速度之比为，ABC错误，D正确。‎ ‎14.一物体在地球表面重100N，某时刻它在以‎4m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为65N，则此时火箭离地球表面的高度为地球半径的（地球表面g＝‎10m/s2）（　　）‎ A. 1倍 B. 2倍 C. 3倍 D. 4倍 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在地球表面，解得，在离地高度处，根据牛顿第二定律 ‎，解得，根据，解得，则 ‎，解得此时火箭离地球表面的高度，A正确，BCD错误。‎ ‎15.某中子星的质量约为2.16×‎1030kg，但是它的半径才不过‎10km，已知引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，则此中子星表面的第一宇宙速度为（　　）‎ A. 1.2‎‎×‎106m/s B. 1.44×‎106m/s C. 1.2×‎108m/s D. 1.44×‎108m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】假设质量为的卫星以第一宇宙速度贴近中子星表面运行，第一宇宙速度为，ABD错误，C正确。‎ 二．多选题（本题共4小题，共16分。每小题答案正确得4分、漏选得2分、有错选或不答得0分）‎ ‎16.以速度v0水平抛出一球，某时刻其竖直分速度等于水平分速度，则下列判断正确的是（　　）‎ A. 此时竖直分位移等于水平分位移的一半 B. 此时球的速度大小为2v0‎ C. 球运动的时间为 D. 球运动的位移是 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．竖直分速度等于水平分速度，此时末速度与水平方向的夹角为，‎ 末速度的反向延长线必过水平位移的中点，有，所以竖直位移与水平位移之比 ‎，A正确；‎ B．此时球的速度，B错误；‎ C．时间为C正确；‎ D．球运动的位移，D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎17.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 根据公式v=rω可知，该卫星运行的线速度v与轨道半径r成正比 B. 根据公式v=可知，该卫星运行的线速度v与 成反比 C. 根据公式F=m可知，该卫星运行的线速度v2与轨道半径r成正比 D. 根据公式F=G可知，该卫星需要的向心力与r2成反比 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卫星轨道高度不同，角速度不同，所以卫星运行的线速度与半径不成正比，A错误；‎ B．万有引力提供向心力，解得，B正确，C错误；‎ D．根据万有引力定律可知该卫星需要的向心力与r2成反比，D正确。‎ 故选BD。‎ ‎18.宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线上的某点做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（　　）‎ A. 两星球的运行周期一定相同 B. 两星球的运行的线速度大小一定相等 C. 两星球的轨道半径一定相等 D. 两星球的向心力大小一定相等 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两星球同轴转动，所以运行周期和角速度相同，A正确；‎ BC．假设两星球之间距离为，万有引力提供向心力，两星球圆周运动半径可能不同，线速度大小可能不同，BC错误；‎ D．万有引力提供向心力，可知两星球的向心力大小一定相等，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎19.已知某星球半径为R，表面处的重力加速度为g，一探测器在距该星球表面高度为3R处绕其做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 探测器的周期为4π B. 该星球的平均密度为 C. 探测器的线速度为 D. 探测器的向心加速度大小为g ‎【答案】BCD ‎【解析】【详解】A．在地表，万有引力提供向心力，‎ 解得，A错误；‎ B．星球的平均密度，B正确；‎ C．万有引力提供向心力，解得，C正确；‎ D．万有引力提供向心力，解得，D正确。‎ 故选BCD。‎ 三、计算题（本题共3小题，共24分。其中20题6分、21题6分、22题12分）‎ ‎20.已知地球半径为R，引力常量为G，一颗质量为m的人造地球卫星，其轨道离地面的高度为h，绕地球运行的一周的时间为T，求：‎ ‎(1)卫星的向心力大小；‎ ‎(2)地球质量。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据向心力方程可知 ‎(2)万有引力提供向心力 则地球质量为 ‎21.如图所示，一轻质细杆长度r=‎1m，一端固定质量为m=‎2.0kg的小球，小球和杆以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，小球经过轨道最高点时对杆的作用力为12N。求小球在最高点时的速度大小。（g取‎10m/s2）‎ ‎【答案】或 ‎【解析】‎ ‎【详解】若在最高点，杆对小球作用力为拉力，则 得 若在最高点，杆对小球作用力为支持力，则 得 ‎22.一条不可伸长、长度L=‎0.90m的轻绳，穿过一根竖直放置、高度d=‎0.40m的硬质光滑细管，绳的两端分别连接可视为质点的小球A和B，其中A的质量为m=‎0.04kg。某同学手持该细管，保持其下端不动、且距地面高h=‎0.20m，轻微摇动上端。稳定时，B 恰静止于细管口下端处、且与管口无相互作用，A绕B做匀速圆周运动，情景如图所示。取g=‎10m/s2，各量单位采用SI制，计算结果均保留两位小数，求：‎ ‎(1)B的质量M多大？‎ ‎(2)A做匀速圆周运动的周期T多大？‎ ‎(3)若绳在图示情景时断开，则A落地时距B多远。‎ ‎【答案】(1)‎0.05kg；(2)1.26s；(3)‎‎0.42m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对A受力如图 有 据几何关系得 对B，依题意，有 解得 ‎(2)对A有 式中 解得 代入数据得 ‎(3)A的线速度 绳断后，B自由落体、A平抛，根据得 A的水平位移 A落地时，B也落地，二者相距